專利名稱：超聲波診斷裝置和超聲波發(fā)送方法
技術領域：
本發(fā)明涉及超聲波診斷裝置和超聲波發(fā)送方法，特別是涉及具有大致同時地接收來自多個方向的超聲波反射波的功能的超聲波診斷裝置和超聲波發(fā)送方法。
背景技術：
超聲波診斷裝置向被檢體內(nèi)發(fā)射從內(nèi)置于超聲波探頭中的振動元件發(fā)生的超聲波，利用上述振動元件接收由被檢體組織的聲阻抗的差異產(chǎn)生的反射波，在監(jiān)視器上顯示。由于該診斷方法用只使超聲波探頭與體表接觸的簡單的操作就可容易地得到實時的圖像數(shù)據(jù)，故廣泛地應用于臟器的功能診斷或形態(tài)診斷。
利用來自被檢體的組織或血球的反射波得到生物體信息的超聲波診斷法因超聲波脈沖反射法和超聲波多普勒法這兩項大的技術開發(fā)而獲得快速的進步，使用上述技術得到的B模式圖像和彩色多普勒圖像在目前的超聲波診斷中是不可缺少的。
目前，在最普及的電子掃描方式的超聲波診斷裝置中，一般以一維方式排列多個振動元件，通過高速地控制分別對于這些振動元件的驅(qū)動，進行二維圖像數(shù)據(jù)的實時顯示。
收集彩色多普勒圖像數(shù)據(jù)的彩色多普勒法在利用脈沖狀的超聲波掃描生物體內(nèi)的預定剖面并對血液(血球)等移動的反射體照射了超聲波的情況下，捕捉與上述反射體的速度(血流速度)對應地產(chǎn)生的多普勒頻率偏移并進行圖像化。彩色多普勒法當初使用于具有快的血流速度的心腔內(nèi)的血流信息的圖像化，但目前也可應用于腹部臟器的組織血流等極慢的血流的圖像化。
為了提高彩色多普勒法中的診斷能力，要求優(yōu)良的檢測精度(低流速檢測能力和高流速檢測能力)及時間分辨率，進而要求空間分辨率。在對移動的反射體照射超聲波脈沖并從該反射波的多普勒頻率偏移檢測反射體的移動速度的情況下，以往是以預定的發(fā)送接收間隔Tr重復多次(L次)對于該反射體的超聲波的發(fā)送接收，根據(jù)用觀察時間Tobs(Tobs＝Tr·L)得到的一系列的反射波來檢測其移動速度。
在該情況下，由用于從利用上述L次的超聲波發(fā)送接收得到的一系列的反射波中檢測多普勒分量的濾波器(例如，MTI濾波器)的特性、即濾波器的截止頻率和肩特性來決定對于低流速的反射體的檢測能力(低流速檢測能力可測定的流速的下限值)Vmin。而且，如果將發(fā)送接收重復頻率(采樣頻率rate frequency)定為fr(fr＝1/Tr)，則用下式(1)表示此時的Vmin。
式1Vmin∝1Tobs=frL---(1)]]>另一方面，利用由發(fā)送接收重復頻率(采樣頻率)fr的1/2定義的奈奎斯特頻率來決定可測定的流速的上限值(高流速檢測能力)Vmax，用下式(2)來表示。
式2Vmax=C·fr4focosξ---(2)]]>其中，C是被檢體內(nèi)的音速值，fo是接收超聲波的中心頻率，ξ是超聲波發(fā)送接收方向與血流方向構(gòu)成的角度。而且，在多普勒頻率偏移超過了上述奈奎斯特頻率的情況下，由于在多普勒信號的頻譜中發(fā)生折返現(xiàn)象，故不能進行準確的血流速度的檢測。
即，為了提高作為彩色多普勒法中的第1要求項目的低流速檢測能力Vmin，有必要將采樣頻率fr設定得較低，或增加對于預定方向重復進行的發(fā)送接收次數(shù)L。此外，為了提高高流速檢測能力Vmax，必須將采樣頻率fr設定得較高。但是，在提高了采樣頻率fr的情況下，由于在未接收來自深部的反射波時就發(fā)射下一個超聲波，故產(chǎn)生混入并接收鄰接的采樣區(qū)間的反射波的所謂的殘留回波的問題。
此外，由每單位時間的顯示圖像幅數(shù)(幀頻)Fn來決定作為第2要求項目的實時性，用下式(3)來表示該幀頻Fn。
式3Fn=frL·N=1Tobs·N∝VminN---(3)]]>其中，N是在1幅彩色多普勒圖像數(shù)據(jù)的生成中必需的掃描方向的總數(shù)，為了提高實時性，必須將發(fā)送接收次數(shù)L或掃描方向總數(shù)N設定得較小。
再者，為了提高作為第3要求項目的空間分辨率，有必要增加上述掃描方向總數(shù)N。即，幀頻Fn、低流速檢測能力Vmin和高流速檢測能力Vmax、空間分辨率處于相反的關系，難以同時滿足這些參數(shù)的要求。因此，在循環(huán)器官區(qū)域中的血流檢測的情況下，重視幀頻Fn和高流速檢測能力Vmax，在腹部或末梢臟器中的血流檢測的情況下，重視幀頻和低流速檢測能力Vmin。
為了解決這樣的問題，實行了對于被檢體的預定方向發(fā)射發(fā)送超聲波并從與上述預定方向鄰接的多個方向大致同時地接收由該發(fā)送超聲波產(chǎn)生的反射波(接收超聲波)以增大每單位時間的數(shù)據(jù)量的所謂同時并行接收法。
但是，在同時并行接收中在發(fā)送波束的中心軸與接收波束的中心軸不同的情況下，發(fā)送接收靈敏度惡化，再者，在同時并行接收方向大于等于三個方向的情況下，不能得到對于方位方向(與超聲波發(fā)送接收方向垂直的方向)均勻的發(fā)送接收靈敏度。
為了改善這樣的問題，例如在日本專利申請?zhí)亻_平3-155843號公報(以下稱為專利文獻1)中記載了減少1次超聲波發(fā)送中使用的振動元件的元件數(shù)(開口)的方法及對于排列方向加權各振動元件的驅(qū)動信號振幅以擴展發(fā)送聲場的波束寬度的方法。
另一方面，由美國專利第5856955號說明書(以下稱為專利文獻2)提出了對于不同的多個方向同時進行超聲波的發(fā)送接收的方法。在該方法中，在通過利用具有預定的延遲時間的驅(qū)動信號驅(qū)動已排列的多個振動元件、對于預定方向發(fā)射發(fā)送超聲波時，通過合成具有分別與多個發(fā)送方向?qū)难舆t時間的驅(qū)動信號并供給到上述振動元件，大致同時地進行對于多個方向的超聲波發(fā)送。
按照專利文獻1的方法，雖然通過擴展發(fā)送聲場的波束寬度與以前的方法(即，在使用了與不進行同時并行接收的情況為同等程度的發(fā)送聲場的情況)相比有改善，但由于使用了已收斂的發(fā)送聲場，故難以與接收聲場對應地擴展波束寬度。因此，依然存在以下敘述的發(fā)送接收聲場的變形(以下稱為波束彎曲)或發(fā)送接收靈敏度中的不均勻的問題。
圖14示出了作為以前的方法或上述專利文獻1的方法的第1問題的波束彎曲，此外，圖15示出了作為上述的方法的第2問題的接收靈敏度的不均勻。
圖14(a)示出了使用以凸面狀以一維方式排列了振動元件的凸形掃描(convex-scanning)用超聲波探頭、對于預定方向(發(fā)送聲場的中心軸方向)進行了超聲波發(fā)送的情況下的發(fā)送聲場(實線)和與該發(fā)送聲場重疊地形成的多個接收聲場(虛線)的同時并行接收。此外，在該圖中，為了使說明變得簡單，只示出了與發(fā)送聲場Bt的端部對應的接收聲場Br-1和Br-3以及位于發(fā)送聲場Bt的中央部的接收聲場Br-2。
以前的同時并行接收法中的發(fā)送超聲波與非同時并行接收的情況同樣，在被檢體的預定位置(深度)上收斂，超聲波能量集中于該區(qū)域。另一方面，接收超聲波應用了與接收定時對應地使收斂點依次在深部方向上移動的所謂的動態(tài)聚焦法，可形成在深部方向上連續(xù)地收斂了的接收聲場。
在這樣的情況下，利用發(fā)送聲場與接收聲場的積(即，發(fā)送接收聲場)來決定超聲波接收靈敏度。而且，在由圖14(a)中示出的發(fā)送聲場Bt和位于該發(fā)送聲場Bt的端部的接收聲場(例如，接收聲場Br-1)形成的發(fā)送接收聲場中，收斂區(qū)域中的發(fā)送聲場對發(fā)送接收聲場的影響特別大。其結(jié)果，如圖14(b)中所示，在發(fā)送聲場的中心方向上發(fā)生波束彎曲，在由具有這樣的波束彎曲的發(fā)送接收聲場Bo-1或未圖示的發(fā)送接收聲場Bo-3生成的超聲波圖像數(shù)據(jù)中，產(chǎn)生圖像變形。
圖15(a)示意性地示出了上述同時并行接收的方位方向上的發(fā)送聲場圖案、接收聲場圖案和發(fā)送接收聲場圖案，發(fā)送聲場的端部中的聲壓比中央部小。因此，在設定了大于等于三個方向的同時接收方向的情況下，發(fā)送接收聲場圖案的大小(即，發(fā)送接收靈敏度)在方位方向上變得不均勻，在由該不均勻的發(fā)送接收聲場生成的超聲波圖像數(shù)據(jù)上發(fā)生濃淡的條紋模樣，圖像質(zhì)量惡化。此外，在發(fā)送聲場的端部中的接收靈敏度的顯著的下降不僅使B模式圖像數(shù)據(jù)的圖像質(zhì)量惡化，而且使彩色多普勒圖像數(shù)據(jù)的生成中的流速值或分散值等的推斷變得困難。
此外，在以改善靈敏度的不均勻為目的如圖14(b)那樣在方位方向上擴展了發(fā)送聲場圖案的情況下，不僅在與圖像數(shù)據(jù)的生成無關的區(qū)域中發(fā)射無效的發(fā)送超聲波的能量，使接收靈敏度下降，而且使因副瓣或多重反射引起的虛像(假象)的發(fā)射頻度增大。
即，波束彎曲或接收靈敏度的不均勻、進而是接收靈敏度的惡化使超聲波圖像數(shù)據(jù)的圖像質(zhì)量惡化，使其診斷能力下降。
另一方面，在應用專利文獻2的方法形成同時并行接收用發(fā)送聲場的情況下，有必要合成具有分別與多個發(fā)送方向?qū)难舆t時間的多個驅(qū)動信號，存在發(fā)送部的電路結(jié)構(gòu)變得極為復雜的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過用比較簡單的電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)同時并行接收中的發(fā)送接收聲場的波束彎曲和發(fā)送接收靈敏度的不均勻性的減少，來提供在價格性能比方面優(yōu)良的超聲波診斷裝置和超聲波發(fā)送方法。
為了解決上述課題，本發(fā)明的第1形態(tài)(方面)是一種超聲波診斷裝置，該超聲波診斷裝置根據(jù)包含延遲時間和驅(qū)動振幅的至少某一種信息的基準條件分別驅(qū)動多個振動元件，對被檢體形成發(fā)送聲場，具備發(fā)送條件生成單元，生成用于合成上述基準條件而形成同時并行接收用發(fā)送聲場的發(fā)送條件；發(fā)送單元，根據(jù)上述發(fā)送條件驅(qū)動上述振動元件，對上述被檢體發(fā)送超聲波；以及接收單元，對利用上述超聲波的發(fā)送從上述被檢體的多個方向得到的反射波進行同時并行接收。
本發(fā)明的第2形態(tài)(方面)具有下述步驟合成包含用于分別對多個方向發(fā)送超聲波的延遲時間和驅(qū)動振幅的至少某一種信息的基準條件、生成同時并行接收用發(fā)送條件的步驟；根據(jù)上述發(fā)送條件生成驅(qū)動信號的步驟；以及利用上述驅(qū)動信號驅(qū)動振動元件、對被檢體形成上述同時并行接收用發(fā)送聲場的步驟。
按照本發(fā)明，可用比較簡單的電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)同時并行接收中的發(fā)送接收聲場的波束彎曲或各并列接收方向上的發(fā)送接收靈敏度的不均勻性的減少。因此，可生成在實時性和圖像質(zhì)量方面優(yōu)良的超聲波圖像數(shù)據(jù)，大幅度地提高診斷能力。


通過參照附圖的后述的本發(fā)明優(yōu)選實施例的說明，對于本領域的專業(yè)人員來說，本發(fā)明的其它的目的和特征會變得更加明白。
圖1是示出本發(fā)明的第1實施例中的超聲波診斷裝置的整體結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是示出該實施例中的發(fā)送接收部的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3是示意性地示出該實施例的同時并行接收中的發(fā)送用振動元件組和接收用振動元件組的選擇方法的圖。
圖4是示意性地示出該實施例的對于振動元件的發(fā)送用的基準延遲條件的圖。
圖5是示出該實施例的對于發(fā)送振動元件組的發(fā)送用的基準振幅條件和利用基于該基準振幅條件的驅(qū)動脈沖生成的發(fā)送聲場的圖。
圖6是用于說明該實施例中的發(fā)送延遲/振幅條件的生成方法的圖。
圖7是用于說明由該實施例形成的發(fā)送聲場的圖。
圖8是示出該實施例中的數(shù)據(jù)生成部的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖9是示出該實施例中的圖像數(shù)據(jù)的生成過程的流程圖。
圖10是示出本發(fā)明的第2實施例中的超聲波診斷裝置的整體結(jié)構(gòu)的框圖。
圖11是示出該實施例中的發(fā)送接收部的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖12是用于示意性地說明該實施例中的發(fā)送條件生成部的功能的圖。
圖13是示出該實施例中的圖像數(shù)據(jù)的生成過程的流程圖。
圖14是用于說明以前的同時并行接收中的發(fā)送接收聲場的波束彎曲的圖。
圖15是用于說明以前的同時并行接收中的接收靈敏度的不均勻的圖。
具體實施例方式
在以下敘述的本發(fā)明的第1實施例中，在使用在凸面上以一維方式排列了振動元件的凸形掃描用超聲波探頭進行同時并行接收時，通過控制對于用鄰接的多個振動元件構(gòu)成的發(fā)送振動元件組的驅(qū)動脈沖的延遲時間和驅(qū)動振幅，形成在方位方向上具有均勻且合適的波束寬度的發(fā)送聲場。
在該情況下，根據(jù)使用上述發(fā)送振動元件組進行非同時并行接收時的基準條件(基準延遲條件和基準振幅條件)來設定決定對于上述的發(fā)送振動元件組的各振動元件的驅(qū)動脈沖的延遲時間和驅(qū)動振幅的發(fā)送條件(發(fā)送延遲條件和發(fā)送振幅條件)。
以下，使用圖1至圖8說明本發(fā)明的實施例中的超聲波診斷裝置的結(jié)構(gòu)和各單元的基本工作。此外，圖1是示出本實施例中的超聲波診斷裝置的整體結(jié)構(gòu)的框圖。圖2和圖8是構(gòu)成該超聲波診斷裝置的發(fā)送接收部和數(shù)據(jù)生成部的框圖。
圖1中示出的超聲波診斷裝置100具備凸形掃描用超聲波探頭3，具備在凸面上以一維方式排列了的多個(M1個)振動元件，對于被檢體進行超聲波的發(fā)送接收；發(fā)送接收部2，對于從M1個振動元件中選擇了的鄰接的M2個振動元件(發(fā)送振動元件組)供給驅(qū)動脈沖，同時對于由從M1個振動元件中選擇了的鄰接的M3個振動元件(接收振動元件組)得到的接收信號進行用于M方向同時并行接收或非同時并行接收的定相加法運算；數(shù)據(jù)生成部4，對從發(fā)送接收部2得到的接收信號進行信號處理，生成B模式數(shù)據(jù)和彩色多普勒數(shù)據(jù)；圖像數(shù)據(jù)生成存儲部5，保存在該數(shù)據(jù)生成部4中生成了的上述數(shù)據(jù)，生成二維的B模式圖像數(shù)據(jù)和彩色多普勒圖像數(shù)據(jù)；以及顯示部6，顯示所得到的圖像數(shù)據(jù)。
此外，超聲波診斷裝置100具備基準信號發(fā)生部1，對于發(fā)送接收部2和數(shù)據(jù)生成部4供給與發(fā)送超聲波的中心頻率大致相等的頻率的連續(xù)波或矩形波；輸入部7，由操作者輸入被檢體信息、裝置的初始設定信息、各種指令信號等；以及系統(tǒng)控制部8，系統(tǒng)地控制超聲波診斷裝置100的各單元。
超聲波探頭3使其前表面與被檢體的表面接觸，進行超聲波的發(fā)送接收，在與被檢體的接觸面上以凸狀并以一維方式排列了M1個振動元件。該振動元件是電聲變換元件，具有在發(fā)送時將電脈沖(驅(qū)動脈沖)變換為超聲波脈沖(發(fā)送超聲波)、在接收時將超聲波反射波(接收超聲波)變換為電信號(接收信號)的功能。
其次，圖2中示出的發(fā)送接收部2具備發(fā)送部21，為了形成M方向同時并行接收或非同時并行接收中的發(fā)送聲場，分別對于后述的元件選擇部22從M1個振動元件中選擇了的鄰接的M2個振動元件供給具有預定的延遲時間和驅(qū)動振幅的驅(qū)動脈沖；接收部23，為了形成M方向同時并行接收或非同時并行接收中的接收聲場，對分別從元件選擇部22在M1個振動元件中選擇了的鄰接的M3個振動元件得到的接收信號進行定相加法運算(使與來自預定方向的反射波對應的接收信號的相位一致，進行加法運算合成)；元件選擇部22，從M1個振動元件中選擇發(fā)送用和接收用的振動元件，進行與發(fā)送部21和接收部23的連接；以及元件選擇控制部24，控制該元件選擇部22，再者，還具備基準條件發(fā)生部25，發(fā)生非同時并行接收中的發(fā)送用的基準延遲條件和基準振幅條件以及接收用的基準延遲條件和基準振幅條件作為基準條件；以及發(fā)送條件生成部26，根據(jù)該基準條件發(fā)生部25發(fā)生的基準延遲條件和基準振幅條件，生成同時并行接收用發(fā)送延遲條件和發(fā)送振幅條件作為發(fā)送條件。
發(fā)送部21具備采樣脈沖發(fā)生器211、發(fā)送延遲電路212、驅(qū)動電路213、發(fā)送延遲設定部214和發(fā)送振幅設定部215。
采樣脈沖發(fā)生器211通過對從基準信號發(fā)生部1供給的連續(xù)波進行分頻，生成決定發(fā)送超聲波的重復周期的采樣脈沖(rate pulse)。用M2信道構(gòu)成的發(fā)送延遲電路212根據(jù)從發(fā)送延遲設定部214供給的延遲控制信號，對上述采樣脈沖給予用于使發(fā)送超聲波收斂于預定距離的發(fā)送延遲時間。而且，用M2信道構(gòu)成的驅(qū)動電路213根據(jù)從發(fā)送振幅設定部215供給的振幅控制信號，生成與在發(fā)送延遲電路212中被給予了預定的延遲時間的采樣脈沖同步的預定振幅的驅(qū)動脈沖。
另一方面，發(fā)送延遲設定部214根據(jù)發(fā)送接收部2的發(fā)送條件生成部26生成的發(fā)送延遲條件，設定發(fā)送延遲電路212中的發(fā)送延遲時間。同樣，發(fā)送振幅設定部215根據(jù)上述發(fā)送條件生成部26生成的發(fā)送振幅條件，設定驅(qū)動電路213中的驅(qū)動振幅。
其次，接收部23具備具有M3信道的前置放大器231和A/D變換器232；信道選擇電路233；以及M信道的波束成形器234-1至234-M。前置放大器231用于放大從元件選擇部22供給的鄰接的M3信道的接收信號以確保充分的S/N，在其初級部中，設置了用于保護使之不受在發(fā)送部21的驅(qū)動電路213中發(fā)生的高電壓的驅(qū)動脈沖的影響的未圖示的限幅電路。
對于在前置放大器231中放大到預定的大小、用A/D變換器232變換為數(shù)字信號的M3信道的接收信號，信道選擇電路233為了進行M方向的同時并行接收在M個部位選擇M3信道中的鄰接的M4信道(M4＜M3)，對波束成形器234-1至234-M供給具有M4信道的M個接收信號組。
另一方面，波束成形器234-1至234-M分別具有未圖示的延遲電路和加法運算電路，分別對于用信道選擇電路233選擇了的M4信道的接收信號組，在給予了用于收斂來自預定的深度的接收超聲波的延遲時間和預定的信號振幅后，進行加法運算合成(定相加法運算)。
根據(jù)從接收部23的接收延遲/振幅設定部235供給的延遲控制信號和振幅控制信號，設定該情況下的延遲時間和信號振幅。但是，在波束成形器234-1至234-M中，給予用于伴隨接收定時向深部依次更新收斂區(qū)域的所謂動態(tài)聚焦的延遲時間，形成與深度無關具有大致均勻的波束寬度的接收聲場。
而且，接收延遲/振幅設定部235根據(jù)發(fā)送接收部2的基準條件發(fā)生部25發(fā)生了的接收用的基準延遲條件和基準振幅條件，設定波束成形器234-1至234-M中的延遲時間和信號振幅。
其次，發(fā)送接收部2的元件選擇部22根據(jù)從元件選擇控制部24供給的元件選擇控制信號，在發(fā)送時從超聲波探頭3中具備的M1個振動元件中選擇鄰接的M2個振動元件作為發(fā)送振動元件組。此外，在接收時從上述M1個振動元件中選擇鄰接的M3個振動元件作為接收振動元件組。在該情況下，這樣來進行振動元件的選擇，使得發(fā)送振動元件組的中心位置與接收振動元件組的中心位置大體一致。
另一方面，元件選擇控制部24根據(jù)從系統(tǒng)控制部8供給的掃描控制信號，以采樣周期依次偏移具有M2個振動元件的發(fā)送振動元件組和具有M3個振動元件的接收振動元件組，對元件選擇部22供給用于選擇的元件選擇控制信號。
使用圖3說明由元件選擇部22進行的發(fā)送振動元件組和接收振動元件組的選擇以及由信道選擇電路233進行的M信道的接收信號組的選擇。
圖3示意性地示出了對于鄰接的M方向進行同時并行接收時的發(fā)送振動元件組和接收振動元件組的選擇方法，為了使說明變得簡單，將發(fā)送振動元件組的振動元件數(shù)M2和接收振動元件組的振動元件數(shù)M3定為8，將定相加法運算信道數(shù)M4定為5，將同時并行接收數(shù)M定為4，但不限定于此。
即，在使用圖3中示出的凸形掃描用的超聲波探頭3對于任意的鄰接的4個方向(M＝4)進行同時并行接收的情況下，元件選擇部22從在超聲波探頭3中以凸面狀排列了的振動元件32-1至32-M1中選擇振動元件32-X至32-(X+7)作為發(fā)送振動元件組和接收振動元件組。
另一方面，信道選擇電路233將從振動元件32-X至32-(X+7)得到的8信道(M3＝8)的接收信號歸納為由鄰接的振動元件32-X至32-(X+4)、振動元件32-(X+1)至32-(X+5)、振動元件32-(X+2)至32-(X+6)、振動元件32-(X+3)至32-(X+7)各5信道的接收信號構(gòu)成的4個(M＝4)接收信號組，將各自的接收信號組中的5信道的接收信號供給波束成形器234-1至234-M。
即，將振動元件32-X至32-(X+4)的接收信號供給波束成形器234-1，將振動元件32-(X+1)至32-(X+5)、振動元件32-(X+2)至32-(X+6)、振動元件32-(X+3)至32-(X+7)的各接收信號分別供給波束成形器234-2至波束成形器234-4。然后，波束成形器234-1至234-M分別根據(jù)從接收延遲/振幅設定部235供給的延遲控制信號和振幅控制信號，對于在信道選擇電路233中選擇了的各接收信號組的M4信道的接收信號給予用于動態(tài)聚焦的延遲時間和信號振幅，進行定相加法運算處理。然后，利用該定相加法運算處理形成以振動元件32-(X+2)至32-(X+5)為中心軸的4個(M＝4)接收聲場。
利用以上敘述了的發(fā)送接收方法，形成以振動元件32-(X+2)至32-(X+5)為中心的4個接收聲場，使其與由振動元件32-X至32-(X+7)的發(fā)送振動元件組形成的發(fā)送聲場的區(qū)域重疊，可進行4個方向的同時并行接收。
將該情況的超聲波的發(fā)送方向和接收方向設定為與振動元件的排列面大致垂直的方向，但通過用發(fā)送延遲電路212或波束成形器234給予偏轉(zhuǎn)用延遲時間，也可將發(fā)送方向和接收方向設定為任意的方向。但是，不管在哪一種情況下，在本實施例的同時并行接收中都與發(fā)送聲場重疊地形成接收聲場。
返回到圖1，發(fā)送接收部2的基準條件發(fā)生部25發(fā)生使用具有1個收斂點形成的發(fā)送聲場和具有與該發(fā)送聲場大致相同的中心軸形成的接收聲場進行圖像數(shù)據(jù)的生成的、所謂的非同時并行接收法中的、發(fā)送時的基準延遲條件和基準振幅條件以及接收時的基準延遲條件和基準振幅條件。
圖4是用于說明對于將M2個振動元件用作發(fā)送振動元件組和接收振動元件組、并使超聲波波束收斂于距離F的情況的振動元件Pm(m＝1至M2(M2＝8))的基準延遲條件τo(m)的示意圖，上述的振動元件P1至PM2與圖3中示出的振動元件32-X至32-(X+7)相對應。但是，在接收時進行動態(tài)聚焦的情況下，基準條件發(fā)生部25對于不同的多個距離發(fā)生用于收斂超聲波波束的接收用的基準延遲條件。
另一方面，圖5示出對于使用M2個(M2＝8)振動元件形成發(fā)送聲場的情況的振動元件Pm(m＝1至M2)的發(fā)送用的基準振幅條件Ao(m)(圖5(a))和利用由基于該基準振幅條件Ao(m)的驅(qū)動振幅的驅(qū)動脈沖生成的發(fā)送聲場Ct0(圖5(b))。在該情況下，基準條件發(fā)生部25根據(jù)例如圖5(a)中示出的那樣的Sinc函數(shù)發(fā)生對于第m個振動元件Pm的驅(qū)動脈沖的基準振幅條件Ao(m)。
然后，利用基于用這樣的Sinc函數(shù)示出的發(fā)送用的基準振幅條件Ao(m)和上述的基準延遲條件τo(m)的驅(qū)動脈沖的驅(qū)動，在收斂點的附近生成圖5(b)中示出的矩形狀的發(fā)送聲場Ct0。此外，關于使用M2個振動元件形成接收聲場的情況的基準振幅條件，通常，基于均勻分布函數(shù)或Hamming函數(shù)等的振幅條件是優(yōu)選的。
其次，使用圖6至圖7示意性地說明作為在本實施例中最重要的單元的發(fā)送條件生成部26的功能。以下，使用在振動元件的排列方向上偏移了-ΔM和+ΔM(例如，ΔM＝1)的2個發(fā)送用基準延遲條件τo(m-ΔM)和τo(m+ΔM)和2個發(fā)送用基準振幅條件Ao(m-ΔM)和Ao(m+ΔM)，生成形成具有在同時并行接收中合適的波束寬度和均勻的強度的發(fā)送聲場的發(fā)送延遲條件τ(m)和發(fā)送振幅條件A(m)。
利用基于圖4中示出的發(fā)送用的基準延遲條件τo(m)和圖5中示出的發(fā)送用的基準振幅條件Ao(m)的驅(qū)動脈沖形成的發(fā)送聲場通常不能得到同時并行接收要求的寬的波束寬度。因此，如圖6中所示那樣合成使基于發(fā)送用的基準延遲條件τo(m)和基準振幅條件Ao(m)的基準驅(qū)動脈沖組PL0在振動元件排列方向上偏移了-ΔM的第1驅(qū)動脈沖組PL1和偏移了+ΔM的第2驅(qū)動脈沖組PL2，生成第3驅(qū)動脈沖組PL3。然后，通過利用該第3驅(qū)動脈沖組PL3驅(qū)動振動元件Pm(m＝1至M2)，形成圖7中示出的具有均勻的發(fā)送強度和合適的波束寬度的發(fā)送聲場Ct3。該發(fā)送聲場Ct3成為使圖5(b)中示出的由基準驅(qū)動脈沖組PL0產(chǎn)生的發(fā)送聲場Ct0偏移±ΔM并進行了合成的發(fā)送聲場。
即，在收斂區(qū)域中使由第1驅(qū)動脈沖組PL1產(chǎn)生的發(fā)送聲場Ct1和由第2驅(qū)動脈沖組PL2產(chǎn)生的發(fā)送聲場Ct2的端部重疊，形成發(fā)送聲場Ct3。此時，通過將第1驅(qū)動脈沖組PL1和第2驅(qū)動脈沖組PL2的中心間隔2ΔM設定為合適的值，形成對于發(fā)送聲場Ct1的波束寬度BW1或發(fā)送聲場Ct2的波束寬度BW2具有約2倍的波束寬度BW3、均勻且端部陡峭地衰減了的所希望的發(fā)送聲場Ct3。
利用專利文獻2中記載了的技術，可實現(xiàn)根據(jù)上述第1驅(qū)動脈沖組PL1和第2驅(qū)動脈沖組PL2的合成的發(fā)送聲場Ct3的形成，但如上所述，該方法存在發(fā)送部21的電路結(jié)構(gòu)極為復雜的缺點。
在本實施例中，通過控制單一驅(qū)動脈沖組的延遲時間和驅(qū)動振幅生成與通過合成2個驅(qū)動脈沖組PL1和PL2得到的所希望的發(fā)送聲場Ct3大致等效的發(fā)送聲場。以下，敘述發(fā)送條件生成部26根據(jù)基準條件發(fā)生部25發(fā)生的發(fā)送用的基準延遲條件τo(m)和基準振幅條件Ao(m)生成的發(fā)送延遲條件τ(m)和發(fā)送振幅條件A(m)的生成方法。
在該情況下，如果將基于基準延遲條件τo(m)和基準振幅條件Ao(m)的振動元件Pm的基準驅(qū)動脈沖定為Ho(m)，則可利用下式(4)來表示基于發(fā)送條件生成部26生成了的發(fā)送延遲條件τ(m)和發(fā)送振幅條件A(m)的驅(qū)動脈沖H(m)。
式4H(m)＝A(m)W{t-τ(m)}exp{jω(t-τ(m))}＝Ho(m-ΔM)+Ho(m+ΔM)＝Ao(m-ΔM)Wo{t-τo(m-ΔM)}exp[jω{t-τo(m-ΔM)}]+Ao(m+ΔM)Wo{t-τo(m+ΔM)}exp[jω{t-τo(m+ΔM)}]…4)其中，W(t)和Wo(t)是驅(qū)動脈沖H(m)和基準驅(qū)動脈沖Ho(m)的包絡線函數(shù)。
在此，通常，ΔM＜＜M2成立，此外，在包絡線函數(shù)對于驅(qū)動脈沖的周期(即超聲波中心頻率的倒數(shù))充分地長的情況下，下式(5)近似地成立。
式5Ao(m-ΔM)≈Ao(m+ΔM)≈Ao(m)Wo{t-τo(m-ΔM)}≈Wo{t-τo(m+ΔM)}≈Wo{t-τo(m)}…(5)因而，使用基準驅(qū)動脈沖Ho(m)的基準延遲條件τo(m)和基準振幅條件Ao(m)，可利用下式(6)來表示驅(qū)動脈沖H(m)的發(fā)送延遲條件τ(m)和發(fā)送振幅條件A(m)。
式6H(m)＝Ao(m)Wo{t-τo(m)}[exp{jω(t-τo(m-ΔM))}+exp{jω(t-τo(m+ΔM))}]＝A(m)W{t-τ(m)}exp[jω{t-τ(m)}]A(m)＝2Ao(m)[cos{(ωτo(m-ΔM)-ωτo(m+ΔM))/2}]W{t-τ(m)}≈Wo{t-τ(m)}τ(m)=τo(m-ΔM)+τo(m+ΔM)2---(6)]]>如以上所述，通過利用基于由上式(6)得到的發(fā)送延遲條件τ(m)和發(fā)送振幅條件A(m)的驅(qū)動脈沖H(m)來驅(qū)動振動元件P1至PM2，可得到與由第1驅(qū)動脈沖組PL1和第2驅(qū)動脈沖組PL2的合成(參照圖6)得到的發(fā)送聲場(參照圖7)大致等效的發(fā)送聲場。
即，發(fā)送條件生成部26從使用了由基準條件發(fā)生部25供給的發(fā)送用的基準延遲條件τo(m)和基準振幅條件Ao(m)的上述的運算生成發(fā)送延遲條件τ(m)和發(fā)送振幅條件A(m)，將該生成結(jié)果供給發(fā)送部21的發(fā)送延遲設定部214和發(fā)送振幅設定部215。然后，發(fā)送延遲設定部214和發(fā)送振幅設定部215如已敘述的那樣根據(jù)這些發(fā)送延遲條件τ(m)和發(fā)送振幅條件A(m)設定發(fā)送延遲電路212中的延遲時間和驅(qū)動電路213中的驅(qū)動振幅。
其次，圖1的數(shù)據(jù)生成部4具備B模式數(shù)據(jù)生成部41，對從上述接收部23的波束成形器234-1至234-M輸出的M信道的接收信號進行信號處理以生成B模式數(shù)據(jù)；以及彩色多普勒數(shù)據(jù)生成部42，對上述接收信號進行信號處理以生成彩色多普勒數(shù)據(jù)。
圖8中示出的數(shù)據(jù)生成部4的B模式數(shù)據(jù)生成部41具備包絡線檢波器411和對數(shù)變換器412。該包絡線檢波器411對于從發(fā)送接收部2的接收部23中的波束成形器234-1至234-M輸出的M信道的接收信號進行包絡線檢波。此外，對數(shù)變換器412利用對于該包絡線檢波后的接收信號的對數(shù)變換處理，相對地強調(diào)小的信號振幅，生成對于M個同時并行接收方向的B模式數(shù)據(jù)。
另一方面，數(shù)據(jù)生成部4的彩色多普勒數(shù)據(jù)生成部42具備π/2移相器421、混頻器422-1和422-2以及LPF(低通濾波器)423-1和423-2，對于從發(fā)送接收部2的接收部23供給的M信道的接收信號進行正交相位檢波，生成復數(shù)信號(I信號和Q信號)。
再者，彩色多普勒數(shù)據(jù)生成部42具備多普勒信號存儲部424、MTI濾波器425和自相關運算器426，將利用正交相位檢波得到的復數(shù)信號暫時保存在多普勒信號存儲部424中。其次，作為高通用的數(shù)字濾波器的MTI濾波器425讀出在多普勒信號存儲部424中保存了的上述復數(shù)信號，對于該復數(shù)信號進行起因于臟器的固定反射體或臟器的呼吸性移動或拍動性移動等的多普勒分量(雜波分量)的除去。此外，自相關運算器426對于利用MTI濾波器425抽出的血流信息的多普勒信號計算自相關值，再者，根據(jù)該自相關值計算血流的平均流速值、分散值和功率值，生成對于M個同時并行接收方向的彩色多普勒數(shù)據(jù)。
再次返回到圖1，圖像數(shù)據(jù)生成存儲部5依次保存在數(shù)據(jù)生成部4中以M個光柵單位生成的B模式數(shù)據(jù)和彩色多普勒數(shù)據(jù)，生成二維的B模式圖像數(shù)據(jù)和彩色多普勒圖像數(shù)據(jù)。
顯示部6具備未圖示的顯示數(shù)據(jù)生成電路、變換電路和監(jiān)視器，顯示數(shù)據(jù)生成電路對于在圖像數(shù)據(jù)生成存儲部5中生成了的B模式圖像數(shù)據(jù)和彩色多普勒圖像數(shù)據(jù)進行與預定的顯示形態(tài)對應的掃描變換處理，生成顯示數(shù)據(jù)。其次，上述變換電路對于該顯示數(shù)據(jù)進行D/A變換和電視格式變換，在上述監(jiān)視器上顯示。
輸入部7在操作面板上具備顯示面板和鍵盤、跟蹤球、鼠標、選擇按鈕、輸入按鈕等的輸入裝置，進行患者信息的輸入、數(shù)據(jù)收集條件、顯示條件等的設定，進而進行各種指令信號的輸入等。特別是在本實施例中，進行發(fā)送振動元件組的振動元件數(shù)M2、接收振動元件組的振動元件數(shù)M3、定相加法運算的信道數(shù)M4、同時并行接收數(shù)M和發(fā)送聲場的合成間隔ΔM的設定、進而是基準振幅條件或同時并行接收模式/非同時并行接收模式的選擇等。但是，也可根據(jù)所使用的超聲波探頭3的信息(例如，探頭ID)和同時并行接收的方向數(shù)M的信息來設定上述的發(fā)送用和接收用的振動元件數(shù)或加權條件等。
而且，系統(tǒng)控制部8具備未圖示的CPU和存儲電路，在上述存儲電路中保存由操作者從輸入部7輸入或設定的上述的各種信息。然后，上述CPU根據(jù)這些信息，系統(tǒng)地進行發(fā)送接收部2、數(shù)據(jù)生成部4、進而是圖像數(shù)據(jù)生成存儲部5的控制或系統(tǒng)整體的控制。此外，系統(tǒng)控制部8對于發(fā)送接收部2中的元件選擇控制部24和接收部23供給控制信號，執(zhí)行用來對于由發(fā)送用振動元件形成的發(fā)送聲場內(nèi)的M方向進行同時并行接收的控制、和用于在振動元件排列方向上依次偏移發(fā)送用振動元件和接收用振動元件并對被檢體進行凸形掃描的控制。
其次，按照圖9的流程圖說明本實施例的同時并行接收模式中的圖像數(shù)據(jù)的生成過程。但是，為了使說明變得容易，敘述發(fā)送振動元件組的振動元件數(shù)M2與接收振動元件組的振動元件數(shù)M3相等的情況，但不限于此。
超聲波診斷裝置1000操作者首先在圖1的輸入部7中設定超聲0探頭3的探頭ID或在圖像數(shù)據(jù)的收集中必需的諸條件，在系統(tǒng)控制部8的未圖示的存儲電路中保存這些設定信息。作為上述的初始設定條件，有發(fā)送振動元件組和接收振動元件組的振動元件數(shù)M2、定相加法運算的信道數(shù)M4、同時并行接收數(shù)M、發(fā)送聲場的合成間隔ΔM、進而是基準振幅函數(shù)等(圖9的步驟S1)。
然后，如果初始設定結(jié)束了，則操作者在輸入部7中選擇同時并行接收模式，其次，將超聲波探頭3的前端(超聲波發(fā)送接收面)固定在被檢體體表面上的預定的位置上，開始超聲波的發(fā)送接收。此時，系統(tǒng)控制部8對發(fā)送接收部2的元件選擇控制部24、發(fā)送條件生成部26和基準條件發(fā)生部25供給在自己的存儲電路中暫時保存了的發(fā)送振動元件組和接收振動元件組的振動元件數(shù)M2的信息，對接收部23的信道選擇電路233供給定相加法運算中的接收信號組的信道數(shù)M4和同時并行接收數(shù)M的信息，對上述發(fā)送條件生成部26供給發(fā)送聲場的合成間隔ΔM，進而對基準條件發(fā)生部25供給與基準振幅條件有關的選擇信息，將這些信息保存在各單元的未圖示的存儲電路中。
發(fā)送接收部2的基準條件發(fā)生部25根據(jù)從系統(tǒng)控制部8供給的發(fā)送振動元件組和接收振動元件組的振動元件數(shù)M2的信息和基準振幅條件的選擇信息，發(fā)生發(fā)送用的基準延遲條件τo(m)和基準振幅條件Ao(m)，供給到發(fā)送條件生成部26(圖9的步驟S2)。
發(fā)送條件生成部26將從基準條件發(fā)生部25供給的基準延遲條件τo(m)和基準振幅條件Ao(m)以及在自己的存儲電路中保存了的發(fā)送聲場的合成間隔ΔM例如代入式(6)中，生成發(fā)送延遲條件τ(m)和發(fā)送振幅條件A(m)(圖9的步驟S3)。
其次，對發(fā)送部21的發(fā)送延遲設定部214供給該發(fā)送延遲條件τ(m)，對發(fā)送振幅設定部215供給發(fā)送振幅條件A(m)。然后，發(fā)送延遲設定部214和發(fā)送振幅設定部215根據(jù)這些條件信息，設定發(fā)送延遲電路212中的延遲時間和驅(qū)動電路213中的驅(qū)動振幅(圖9的步驟S4)。
另一方面，接收部23的接收延遲/振幅設定部235根據(jù)從基準條件發(fā)生部25供給的接收用的基準延遲條件和基準振幅條件，設定波束成形器234-1至234-M中的延遲時間和接收振幅(圖9的步驟S5)。
其次，在對于最初的方向(q＝1)的超聲波發(fā)送接收時，元件選擇控制部24根據(jù)從系統(tǒng)控制部8供給的發(fā)送時和接收時的振動元件數(shù)M2的信息，對于元件選擇部22的未圖示的多路器供給控制信號，元件選擇部22選擇在最初的方向的超聲波發(fā)送接收中使用的振動元件32-1至32-M2(圖9的步驟S6)。
另一方面，圖2的采樣脈沖發(fā)生器211通過對從基準信號發(fā)生部1供給的基準信號進行分頻，生成決定超聲波脈沖的重復周期的采樣脈沖，供給到發(fā)送延遲電路212，M2信道的發(fā)送延遲電路212將由發(fā)送延遲設定部214設定了的延遲時間給予上述采樣脈沖，供給到驅(qū)動電路213。
然后，驅(qū)動電路213與從發(fā)送延遲電路212供給的采樣脈沖同步地生成具有由發(fā)送振幅設定部215設定了的驅(qū)動振幅的驅(qū)動脈沖，供給由元件選擇部22選擇了的振動元件32-1至32-M2，對被檢體發(fā)射發(fā)送超聲波(圖9的步驟S7)。
用聲阻抗不同的臟器間的邊界面或組織反射利用振動元件32-1至32-M2的驅(qū)動對被檢體發(fā)射了的發(fā)送超聲波的一部分。此外，在用心臟壁或血球等的有運動的反射體反射該超聲波的情況下，該超聲波頻率受到多普勒偏移。
將用被檢體的組織或血球反射了的超聲波反射波(接收超聲波)用已在元件選擇部22中選擇了的振動元件32-1至32-M2接收而變換為電信號(接收信號)。再者，將該接收信號經(jīng)元件選擇部22供給接收部23，在用接收部23的前置放大器231放大為預定的大小后，用A/D變換器232變換為數(shù)字信號。
將變換為數(shù)字信號的M2信道的接收信號供給信道選擇電路233，信道選擇電路233從這些M2信道的接收信號中選擇M個鄰接的M4信道(M4＜M2)的接收信號組，將這些M個接收信號組供給M信道的波束成形器234-1至234-M。
即，將利用振動元件32-1至32-M4得到的M4信道的接收信號組供給波束成形器234-1，將利用振動元件32-2至32-(M4+1)得到的M4信道的接收信號組供給波束成形器234-2。同樣，將利用振動元件32-3至32-(M4+2)、振動元件32-4至32-(M4+3)、…得到的接收信號組供給波束成形器234-3、波束成形器234-4、…。然后，波束成形器234-1至234-M分別對M4信道的接收信號進行定相加法運算，進行動態(tài)聚焦。
將在波束成形器234-1至234-M中進行了定相加法運算的M信道的接收信號供給圖8的數(shù)據(jù)生成部4中的B模式數(shù)據(jù)生成部41，在進行了包絡線檢波和對數(shù)變換后，保存在圖1的圖像數(shù)據(jù)生成存儲部5中的B模式數(shù)據(jù)存儲區(qū)域中。
另一方面，在生成對于最初的掃描方向的彩色多普勒數(shù)據(jù)時，使用振動元件32-1至32-M2并利用與上述同樣的過程對于上述掃描方向進行連續(xù)的多次(L次)超聲波發(fā)送接收，對于此時得到的接收信號檢測多普勒信號。
即，系統(tǒng)控制部8控制元件選擇控制部24，選擇振動元件32-1至32-M2進行彩色多普勒用的超聲波發(fā)送接收。然后，將所得到的M信道的接收信號供給圖8的數(shù)據(jù)生成部4中的彩色多普勒數(shù)據(jù)生成部42，從由混頻器422-1、422-2和LPF423-1和423-2進行的正交相位檢波生成復數(shù)信號。然后，分別將該復數(shù)信號的實數(shù)分量(I分量)和虛數(shù)分量(Q分量)暫時保存在多普勒信號存儲部424中。同樣，對于由使用了同一振動元件組的第2次至第L次的超聲波發(fā)送接收得到的接收信號也收集復數(shù)信號，保存在多普勒信號存儲部424中。
如果由使用了振動元件32-1至32-M2的L次的超聲波發(fā)送接收得到的M信道的復數(shù)信號的保存結(jié)束了，則系統(tǒng)控制部8分別在多普勒信號存儲部424中保存了的M信道的復數(shù)信號中依次讀出與預定位置(深度)對應的L個復數(shù)信號分量，將其供給MTI濾波器425。然后，MTI濾波器425對于所供給的復數(shù)信號分量進行濾波處理，排除例如來自生物體組織等的固定反射體的反射波分量或由心筋等的組織的運動產(chǎn)生的組織多普勒分量(雜波分量)，抽出起因于血流的流動的血流多普勒分量。
然后，從上述MTI濾波器425供給了血流多普勒分量的復數(shù)信號的自相關運算器426使用該復數(shù)信號進行自相關處理，進而，根據(jù)自相關處理結(jié)果計算血流的平均流速值、分散值和功率值等。對于其它的位置(深度)也進行這樣的運算，將所計算的血流的平均流速值、分散值、進而是功率值等保存在圖1的圖像數(shù)據(jù)生成存儲部5中的彩色多普勒數(shù)據(jù)存儲區(qū)域中。
即，在圖像數(shù)據(jù)生成存儲部5中的B模式數(shù)據(jù)存儲區(qū)域和彩色多普勒數(shù)據(jù)存儲區(qū)域中，通過來自振動元件32-1至32-M4、振動元件32-2至32-(M4+1)、…的接收信號組的定相加法運算，保存與第1掃描方向?qū)腗個同時并行接收方向上的B模式數(shù)據(jù)和彩色多普勒數(shù)據(jù)(圖9的步驟S8)。
利用同樣的過程，系統(tǒng)控制部8控制元件選擇控制部24，重復由振動元件32-(M2+1)至32-2M2進行的第2方向(q＝2)的超聲波發(fā)送接收、由振動元件32-(2M2+1)至32-3M2進行的第3方向(q＝3)的超聲波發(fā)送接收、…直到第Q方向(q＝Q)。然后，將由各自的方向上的M方向的同時并行接收得到的B模式數(shù)據(jù)和彩色多普勒數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)存儲部6的B模式數(shù)據(jù)存儲區(qū)域和彩色多普勒數(shù)據(jù)存儲區(qū)域中(圖9的步驟S6至S8)。
利用上述的過程，在圖像數(shù)據(jù)生成存儲部5中依次保存從第1方向至第Q方向的每一方向上的M方向得到的B模式數(shù)據(jù)和彩色多普勒數(shù)據(jù)，生成二維或三維的B模式圖像數(shù)據(jù)和彩色多普勒圖像數(shù)據(jù)。然后，顯示部6的顯示數(shù)據(jù)生成電路對于在圖像數(shù)據(jù)生成存儲部5中生成了的B模式圖像數(shù)據(jù)和彩色多普勒圖像數(shù)據(jù)進行與預定的顯示形態(tài)對應的掃描變換等的處理，生成顯示數(shù)據(jù)，在變換電路中對于該顯示數(shù)據(jù)進行D/A變換和電視格式變換，在監(jiān)視器上顯示(圖9的步驟S9)。
按照以上敘述的第1實施例，在使用凸形掃描用超聲波探頭對于被檢體的診斷對象部位進行同時并行接收時，可用比較簡單的電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)同時并行接收中的發(fā)送接收聲場的波束彎曲或各并列接收方向上的發(fā)送接收靈敏度的不均勻性的減少。
再者，在上述的實施例中，通過使用以Sinc函數(shù)為基礎的基準振幅條件，可得到在均勻性方面優(yōu)良且在端部中具有陡峭的衰減特性的發(fā)送聲場。因而，由于發(fā)射到進行同時并行接收的區(qū)域以外的發(fā)送超聲波很少，故可有效地利用發(fā)送能量，可減少因副瓣或多重反射引起的虛像，可生成在靈敏度方面優(yōu)良的各種圖像數(shù)據(jù)。
即，按照上述的實施例，由于可在比較寬的范圍內(nèi)形成均勻的發(fā)送聲場，故可增加同時并行接收方向數(shù)，可生成具有優(yōu)良的時間分辨率或空間分辨率或檢測能力的圖像數(shù)據(jù)。此外，由于可利用簡單的電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)形成上述的發(fā)送聲場的發(fā)送部，故可提供在價格性能比方面優(yōu)良的超聲波診斷裝置和超聲波發(fā)送方法。
其次，說明本發(fā)明的第2實施例。在該第2實施例中，在使用以直線狀一維地排列了振動元件的扇形掃描用的超聲波探頭進行同時并行接收時，通過控制對于用鄰接的多個振動元件構(gòu)成的發(fā)送振動元件組的驅(qū)動脈沖的延遲時間和驅(qū)動振幅，形成在方位方向上具有均勻且合適的波束寬度的發(fā)送聲場。
在該情況下，也與上述的第1實施例同樣地根據(jù)使用上述發(fā)送振動元件組進行非同時并行接收時的基準發(fā)送條件(基準延遲條件和基準振幅條件)來設定決定對于發(fā)送振動元件組的各振動元件的驅(qū)動脈沖的延遲時間和驅(qū)動振幅的發(fā)送條件(發(fā)送延遲條件和發(fā)送振幅條件)。
本發(fā)明的第2實施例中的超聲波診斷裝置與上述的第1實施例中的超聲波診斷裝置特別是在超聲波探頭和發(fā)送接收部的結(jié)構(gòu)中存在差異。使用圖10至圖12說明本實施例中的超聲波診斷裝置的結(jié)構(gòu)和基本工作。
圖10是示出本實施例中的超聲波診斷裝置的整體結(jié)構(gòu)的框圖，圖11是示出構(gòu)成該超聲波診斷裝置的發(fā)送接收部的結(jié)構(gòu)的框圖。此外，在圖10中示出的本實施例的超聲波診斷裝置中，對具有與上述的第1實施例的超聲波診斷裝置的單元相同的結(jié)構(gòu)和功能的單元附加同一符號，省略詳細的說明。
圖10中示出的本實施例的超聲波診斷裝置200具備以直線狀排列M0個振動元件并對被檢體進行超聲波發(fā)送接收的扇形掃描用的超聲波探頭3a和在對上述振動元件供給驅(qū)動信號的同時對從這些振動元件得到的接收信號進行定相加法運算的發(fā)送接收部2a，再者，具備具有與第1實施例的超聲波診斷裝置100的情況同樣的結(jié)構(gòu)和功能的數(shù)據(jù)生成部4、圖像數(shù)據(jù)生成存儲部5、顯示部6和基準信號發(fā)生部1、進行被檢體信息、裝置的初始設定等的輸入部7a以及系統(tǒng)地控制超聲波診斷裝置200中的上述的各單元的系統(tǒng)控制部8a。
圖11的發(fā)送接收部2a具備對于扇形掃描用的超聲波探頭3a具有的多個(M0個)振動元件供給驅(qū)動信號的發(fā)送部21a和對于從上述振動元件得到的接收信號進行定相加法運算的接收部23，再者，具備發(fā)生非同時并行接收中的發(fā)送用的基準延遲條件和基準振幅條件作為基準條件的基準條件發(fā)生部25a、生成基于該基準條件發(fā)生部25a發(fā)生的基準延遲條件和基準振幅條件的同時并行接收用發(fā)送延遲條件和發(fā)送振幅條件作為發(fā)送條件的發(fā)送條件生成部26a。
發(fā)送部21a具備采樣脈沖發(fā)生器211、發(fā)送延遲電路212a、驅(qū)動電路213a、發(fā)送延遲設定部214a和發(fā)送振幅設定部215a。
采樣脈沖發(fā)生器211通過對從基準信號發(fā)生部1供給的連續(xù)波進行分頻，生成決定發(fā)送超聲波的重復周期的采樣脈沖，用M0信道構(gòu)成的發(fā)送延遲電路212a根據(jù)從發(fā)送延遲設定部214a供給的延遲控制信號，對上述采樣脈沖給予預定的延遲時間。此外，用M0信道構(gòu)成的驅(qū)動電路213a根據(jù)從發(fā)送振幅設定部215a供給的振幅控制信號，生成與在發(fā)送延遲電路212中被給予了預定的延遲時間的采樣脈沖同步的預定振幅的驅(qū)動脈沖。
另一方面，發(fā)送延遲設定部214a根據(jù)發(fā)送條件生成部26a生成的發(fā)送延遲條件，設定發(fā)送延遲電路212a中的延遲時間。同樣，發(fā)送振幅設定部215a根據(jù)發(fā)送條件生成部26a生成的發(fā)送振幅條件，設定驅(qū)動電路213a中的驅(qū)動振幅。
發(fā)送接收部2a的基準條件發(fā)生部25a發(fā)生對于使用將超聲波收斂于發(fā)送方向θ1至發(fā)送方向θP的預定距離而形成的發(fā)送聲場和具有與這些發(fā)送聲場的中心軸大致相同的中心軸而形成的接收聲場進行圖像數(shù)據(jù)的生成的、所謂非同時并行接收時的發(fā)送方向θp的基準延遲條件τpo(m)和基準振幅條件Ao(m)。
其次，使用圖12說明發(fā)送條件生成部26a中的發(fā)送延遲條件和發(fā)送振幅條件的生成方法。但是，以下，敘述對于扇形掃描的發(fā)送方向θp發(fā)送超聲波時發(fā)送條件生成部26a生成的發(fā)送延遲條件τp(m)和發(fā)送振幅條件Ap(m)。
發(fā)送條件生成部26a如圖12中所示，根據(jù)具有用于在發(fā)送方向θp上發(fā)送超聲波的基準延遲條件τpo(m)(圖12的(a))和基準振幅條件Ao(m)的基準驅(qū)動脈沖Hpo(m，0)，生成用于在發(fā)送方向θp-Δθ上發(fā)送超聲波的第1驅(qū)動脈沖Hpo(m，-Δθ)和用于在發(fā)送方向θp+Δθ上發(fā)送超聲波的第2驅(qū)動脈沖Hpo(m，Δθ)，合成它們而得到同時并行接收用的驅(qū)動脈沖Hp(m)。
在該情況下，第1驅(qū)動脈沖Hpo(m，-Δθ)具有基準振幅條件Ao(m)和第1延遲條件τpo(m)+Δτ(-mΔθ)(圖12的(b))，第2驅(qū)動脈沖Hpo(m，Δθ)具有基準振幅條件Ao(m)和第2延遲條件τpo(m)+Δτ(mΔθ)(圖12的(c))。但是，Δτ(-mΔθ)和Δτ(mΔθ)與用于對-Δθ方向和Δθ方向使發(fā)送超聲波偏轉(zhuǎn)的延遲條件相對應。
然后，通過使用具有利用第1驅(qū)動脈沖Hpo(m，-Δθ)和第2驅(qū)動脈沖Hpo(m，Δθ)的合成得到的發(fā)送延遲時間τp(m)(圖12的(d))的驅(qū)動脈沖Hp(m)驅(qū)動M0個振動元件P1至PM0，形成對于θp方向具有均勻的發(fā)送強度和合適的波束寬度的發(fā)送聲場。
以下，敘述根據(jù)用于對超聲波發(fā)送方向θp設定發(fā)送指向性的基準延遲條件τpo(m)和基準振幅條件Ao(m)、生成形成對同時并行接收合適的波束寬度和均勻的強度的發(fā)送聲場的發(fā)送延遲條件τp(m)和發(fā)送振幅條件Ap(m)的情況。
在該情況下，如果將基于基準延遲條件τpo(m)和基準振幅條件Ao(m)的振動元件Pm的基準驅(qū)動脈沖定為Hpo(m，0)，則可利用下式(7)表示由發(fā)送條件生成部26生成該發(fā)送條件的驅(qū)動脈沖Hp(m)。
式7Hp(m)＝Ap(m)Wp{t-τp(m)}exp{jω(t-τp(m))}＝Hpo(m，-Δθ)+Hpo(m，Δθ)＝Ao(m)Wo{t-(τpo(m)+Δτ(-mΔθ))}exp[jω{t-(τpo(m)+Δτ(-mΔθ))}]+Ao(m)Wo{t-(τpo(m)+Δτ(mΔθ))}exp[jω{t-(τpo(m)+Δτ(mΔθ))}]…(7)其中，Wp(t)和Wo(t)是驅(qū)動脈沖Hp(m)和基準驅(qū)動脈沖Hpo(m，0)的包絡線條件。此外，Hpo(m，-Δθ)和Hpo(m，Δθ)是可進行對于θp-Δθ方向和θp+Δθ方向的超聲波的發(fā)送的第1驅(qū)動脈沖和第2驅(qū)動脈沖，對于上述的基準延遲條件τp(m)，將-Δτ(mΔθ)和Δτ(mΔθ)的延遲條件進行加法運算來生成這些驅(qū)動脈沖的延遲條件。在此，在包絡線條件相對于驅(qū)動脈沖的周期(即超聲波中心頻率的倒數(shù))充分地長的情況下，下式(8)近似地成立。
式8Wo{t-(τpo(m)+Δτ(-mΔθ))}≈Wo{t-(τpo(m)+Δτ(mΔθ))}≈Wo{t-τpo(m)}…(8)因而，使用基準驅(qū)動脈沖Hpo(m，0)的基準延遲條件τpo(m)和基準振幅條件Ao(m)，可利用下式(9)來表示驅(qū)動脈沖Hp(m)的發(fā)送延遲條件τp(m)和發(fā)送振幅條件Ap(m)。
式9Hp(m)＝Ao(m)Wo{t-τpo(m)}[exp{jω(t-(τpo(m)+Δτ(-mΔθ)))}+exp{jω(t-(τpo(m)+Δτ(mΔθ)))}]＝Ap(m)Wp{t-τp(m)}exp[jω{t-τp(m)}]Ap(m)＝2Ao(m)[cos{(ω(τpo(m)+Δτ(-mΔθ))-ω(τpo(m)+Δτ(mΔθ)))/2}]Wp{t-τp(m)}≈Wo{t-τp(m)}τp(m)=τpo(m)+Δτ(-mΔθ)+Δτ(mΔθ)2---(9)]]>如以上所述，通過利用基于由上式(9)生成的發(fā)送延遲條件τp(m)和發(fā)送振幅條件Ap(m)的驅(qū)動脈沖Hp(m)來驅(qū)動振動元件P1至PM0，可得到與圖7中示出的發(fā)送聲場大致等效的發(fā)送聲場。但是，在本實施例中，將圖7的方位方向(X)置換為角度θ，將ΔM置換為Δθ。
即，發(fā)送條件生成部26a從使用了由基準條件發(fā)生部25a供給的發(fā)送用的基準延遲條件τpo(m)和基準振幅條件Ao(m)的上述的運算生成發(fā)送延遲條件τp(m)和發(fā)送振幅條件Ap(m)，將該結(jié)果供給發(fā)送部21a的發(fā)送延遲設定部214a和發(fā)送振幅設定部215a。然后，發(fā)送延遲設定部214a和發(fā)送振幅設定部215a根據(jù)發(fā)送延遲條件τp(m)和發(fā)送振幅條件Ap(m)設定發(fā)送延遲電路212a中的延遲時間和驅(qū)動電路213a中的驅(qū)動振幅。
其次，圖10的數(shù)據(jù)生成部4中的B模式數(shù)據(jù)生成部41對從接收部23的波束成形器234-1至234-M輸出的M信道的接收信號進行信號處理以生成B模式數(shù)據(jù)，彩色多普勒數(shù)據(jù)生成部42對上述接收信號進行信號處理以生成彩色多普勒數(shù)據(jù)。此外，圖像數(shù)據(jù)生成存儲部5中依次保存在數(shù)據(jù)生成部4中生成的B模式數(shù)據(jù)和彩色多普勒數(shù)據(jù)，生成二維的B模式圖像數(shù)據(jù)和彩色多普勒圖像數(shù)據(jù)。
顯示部6對于在圖像數(shù)據(jù)生成存儲部5中生成了的B模式圖像數(shù)據(jù)和彩色多普勒圖像數(shù)據(jù)進行與預定的顯示形態(tài)對應的掃描變換處理，進而，進行D/A變換和電視格式變換，在監(jiān)視器上顯示。
另一方面，輸入部7a在操作面板上具備顯示面板和鍵盤、跟蹤球、鼠標、選擇按鈕、輸入按鈕等的輸入裝置，進行患者信息的輸入、數(shù)據(jù)收集條件、顯示條件等的設定，進而進行各種指令信號的輸入等。特別是在本實施例中，進行定相加法運算的信道數(shù)M4、同時并行接收數(shù)M、發(fā)送超聲波的偏轉(zhuǎn)角度-Δθ和Δθ的設定、進而是基準振幅條件或同時并行接收模式/非同時并行接收模式的選擇等。
系統(tǒng)控制部8a系統(tǒng)地進行發(fā)送接收部2a、數(shù)據(jù)生成部4、進而是圖像數(shù)據(jù)生成存儲部5的控制或系統(tǒng)整體的控制。此外，系統(tǒng)控制部8a對于發(fā)送接收部2a中的接收部23供給控制信號，進行用于對于由發(fā)送用振動元件形成了的發(fā)送聲場內(nèi)的M方向進行同時并行接收的控制和對被檢體的扇形掃描的控制。
其次，按照圖13的流程圖說明本實施例的同時并行接收模式中的圖像數(shù)據(jù)的生成過程。但是，為了使說明變得容易，敘述發(fā)送振動元件組的振動元件數(shù)與接收振動元件組的振動元件數(shù)都是M0的情況，但不限于此。此外，以下敘述生成B模式圖像數(shù)據(jù)的情況，但也可利用與第1實施例同樣的過程生成彩色多普勒圖像數(shù)據(jù)等的圖像數(shù)據(jù)。
超聲波診斷裝置200的操作者首先在圖10的輸入部7a中設定超聲波探頭3a的探頭ID或在圖像數(shù)據(jù)的收集中必要的諸條件，在系統(tǒng)控制部8a的未圖示的存儲電路中保存這些設定信息。作為上述的初始設定條件，有定相加法運算的信道數(shù)M4、同時并行接收數(shù)M、發(fā)送超聲波的偏轉(zhuǎn)角-Δθ和Δθ、進而是基準振幅函數(shù)等(圖13的步驟S11)。
然后，如果初始設定結(jié)束了，則操作者選擇同時并行接收模式，其次，將超聲波探頭3a的前端(超聲波發(fā)送接收面)固定在被檢體體表面上的預定的位置上，開始超聲波的發(fā)送接收。此時，系統(tǒng)控制部8a對發(fā)送條件生成部26a供給在自己的存儲電路中暫時保存了的發(fā)送超聲波的偏轉(zhuǎn)角-Δθ和Δθ的信息，此外，對基準條件發(fā)生部25a供給基準振幅函數(shù)的信息，將這些信息保存在各單元的未圖示的存儲電路中。
發(fā)送接收部2a的基準條件發(fā)生部25a根據(jù)從系統(tǒng)控制部8a供給的發(fā)送振動元件組和接收振動元件組的振動元件數(shù)M0的信息、基準振幅函數(shù)的選擇信息和最初的發(fā)送方向θ1(p＝1)，發(fā)生發(fā)送用的基準延遲條件τ1o(m)和基準振幅條件Ao(m)，供給發(fā)送條件生成部26a(圖13的步驟S12)。
發(fā)送條件生成部26a將從基準條件發(fā)生部25a供給的基準延遲條件τ1o(m)和基準振幅條件Ao(m)以及在自己的存儲電路中保存了的發(fā)送超聲波的偏轉(zhuǎn)角-Δθ和Δθ例如代入式(9)中，生成發(fā)送延遲條件τ1(m)和發(fā)送振幅條件A1(m)(圖13的步驟S13)。
其次，對發(fā)送部21a的發(fā)送延遲設定部214a供給該發(fā)送延遲條件τ1(m)，對發(fā)送振幅設定部215a供給發(fā)送振幅條件A1(m)。然后，發(fā)送延遲設定部214a和發(fā)送振幅設定部215a根據(jù)這些條件信息，設定發(fā)送延遲電路212a中的延遲時間和驅(qū)動電路213a中的驅(qū)動振幅(圖13的步驟S14)。
另一方面，接收部23的接收延遲/振幅設定部235根據(jù)從基準條件發(fā)生部25a供給的接收用的基準延遲條件和基準振幅條件，設定波束成形器234-1至234-M中的延遲時間和接收振幅(圖13的步驟S15)。
其次，在對于最初的發(fā)送方向θ1的超聲波發(fā)送時，圖11的采樣脈沖發(fā)生器211通過對從基準信號發(fā)生部1供給的基準信號進行分頻，生成決定超聲波脈沖的重復周期的采樣脈沖，供給發(fā)送延遲電路212a，M0信道的發(fā)送延遲電路212a將由發(fā)送延遲設定部214a設定了的延遲時間給予上述采樣脈沖，供給驅(qū)動電路213a。
然后，驅(qū)動電路213a與從發(fā)送延遲電路212a供給的采樣脈沖同步地生成具有由發(fā)送振幅設定部215a設定了的驅(qū)動振幅的驅(qū)動脈沖，供給超聲波探頭3a的振動元件P1至PM0，對被檢體發(fā)射發(fā)送超聲波(圖13的步驟S16)。
用聲阻抗不同的臟器間的邊界面或組織反射利用振動元件P1至PM0的驅(qū)動對被檢體的θ1方向發(fā)射了的發(fā)送超聲波的一部分。此外，在用心臟壁或血球等的有運動的反射體反射該超聲波的情況下，該超聲波頻率受到多普勒偏移。
用振動元件P1至PM0接收用被檢體的組織或血球反射了的超聲波反射波(接收超聲波)，變換為電信號(接收信號)供給接收部23，在用接收部23的前置放大器231放大為預定的大小后，用A/D變換器232將放大了的上述接收信號變換為數(shù)字信號。
將變換為數(shù)字信號的M0信道的接收信號供給信道選擇電路233，信道選擇電路233從這些M0信道的接收信號中選擇M個鄰接的M4信道(M4＜M0)的接收信號組，將這些M個接收信號組供給M信道的波束成形器234-1至234-M。然后，波束成形器234-1至234-M分別對M4信道的接收信號進行定相加法運算，進行動態(tài)聚焦。
將在波束成形器234-1至234-M中進行了定相加法運算的M信道的接收信號供給圖10的數(shù)據(jù)生成部4中的B模式數(shù)據(jù)生成部41，在進行了包絡線檢波和對數(shù)變換后，保存在圖像數(shù)據(jù)生成存儲部5中的B模式數(shù)據(jù)存儲區(qū)域中作為發(fā)送方向θ1的B模式數(shù)據(jù)(圖13的步驟S17)。
其次，系統(tǒng)控制部8a控制發(fā)送接收部2a的基準條件發(fā)生部25a和發(fā)送條件生成部26a，基準條件發(fā)生部25a發(fā)生用于在與上述的發(fā)送方向θ1鄰接的發(fā)送方向θ2(p＝2)上發(fā)送超聲波的基準延遲條件τ2o(m)和基準振幅條件Ao(m)(圖13的步驟S12)，發(fā)送條件生成部26a根據(jù)這些基礎條件，生成對于發(fā)送方向θ2的發(fā)送延遲條件τ2(m)和發(fā)送振幅條件A2(m)(圖13的步驟S13)。
然后，發(fā)送延遲設定部214a和發(fā)送振幅設定部215a根據(jù)這些發(fā)送條件，設定發(fā)送延遲電路212a中的延遲時間和驅(qū)動電路213a中的驅(qū)動振幅(圖13的步驟S14)，驅(qū)動電路213a與在發(fā)送延遲電路212a中延遲了預定時間的采樣脈沖同步地生成具有上述驅(qū)動振幅的驅(qū)動脈沖，驅(qū)動振動元件P1至PM0，在被檢體的θ2方向上發(fā)射發(fā)送超聲波(圖13的步驟S16)。
其次，接收部23對基于該發(fā)送超聲波的接收超聲波進行同時并行接收，數(shù)據(jù)生成部4處理此時得到的接收信號，生成對于發(fā)送方向θ2方向的B模式數(shù)據(jù)，保存在圖像數(shù)據(jù)生成存儲部5中的B模式數(shù)據(jù)存儲區(qū)域中(圖13的步驟S17)。
以下利用同樣的過程，對發(fā)送方向θp(p＝3至P)也進行超聲波的發(fā)送接收，將所得到的B模式數(shù)據(jù)保存在圖像數(shù)據(jù)生成存儲部5中的B模式數(shù)據(jù)存儲區(qū)域中，生成二維或三維的B模式圖像數(shù)據(jù)。然后，對所生成的B模式圖像數(shù)據(jù)進行預定的掃描變換等的處理，在顯示部6的監(jiān)視器上顯示(圖13的步驟S18)。
按照以上敘述的實施例，在使用扇形掃描用超聲波探頭對于被檢體的診斷對象部位進行同時并行接收時，可用比較簡單的電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)同時并行接收中的發(fā)送接收聲場的波束彎曲或各并列接收方向上的發(fā)送接收靈敏度的不均勻性的減少。
再者，在上述的實施例中，通過使用以Sinc函數(shù)為基礎的基準振幅條件，可得到在均勻性方面優(yōu)良且在端部中具有陡峭的衰減特性的發(fā)送聲場。因而，由于對進行同時并行接收的區(qū)域以外發(fā)射的發(fā)送超聲波很少，故可有效地利用發(fā)送能量，可減少因副瓣或多重反射引起的虛像，可生成在靈敏度方面優(yōu)良的各種圖像數(shù)據(jù)。
即，按照上述的實施例，由于可在比較寬的范圍內(nèi)形成均勻的發(fā)送聲場，故可增加同時并行接收方向數(shù)，可生成具有優(yōu)良的時間分辨率、空間分辨率或檢測能力的圖像數(shù)據(jù)。此外，由于可利用簡單的電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)形成上述的發(fā)送聲場的發(fā)送部，故可提供在價格性能比方面優(yōu)良的超聲波診斷裝置和超聲波發(fā)送方法。
以上敘述了本發(fā)明的實施例，但本發(fā)明不限定于上述的實施例，可使其變形來實施。例如，在上述的實施例中敘述了通過控制單一驅(qū)動脈沖組的延遲時間和驅(qū)動振幅來形成與通過合成2個驅(qū)動脈沖組得到的發(fā)送聲場大致等效的發(fā)送聲場的情況，但發(fā)送條件生成部26或發(fā)送條件生成部26a也可生成用于得到與合成大于等于3個的驅(qū)動脈沖組得到的發(fā)送聲場大致等效的發(fā)送聲場的發(fā)送延遲條件和發(fā)送振幅條件。
例如，利用下式(10)可得到用于得到與以2ΔM間隔合成4個驅(qū)動脈沖組PL1至PL4得到的發(fā)送聲場大致等效的發(fā)送聲場的延遲時間τa(m)和驅(qū)動振幅Aa(m)。
式10Ha(m)＝Ao(m)Wo{t-τo(m)}[exp{jω(t-τo(m-Δ3M))}+exp{jω(t-τo(m-ΔM))}+exp{jω(t-τo(m+ΔM))}+exp{jω(t-τo(m+3ΔM))}]＝Aa(m)Wa{t-τo(m)}exp[jω{t-τa(m)}]Aa(m)＝Ao(m)GWa{t-τa(m)}≈Wo{t-τa(m)}τa(m)=τo(m-3ΔM)+τo(m-ΔM)+τo(m+ΔM)+τo(m+3ΔM)4-Θω]]>G=abs[α.cos[ω{τη(m)-τξ(m)2}]-jβ.sin[ω{τη(m)-τξ(m)2}]]]]>Θ=arg[α.cos[ω{τη(m)-τξ(m)2}]-jβ.sin[ω{τη(m)-τξ(m)2}]]]]>α=cos[ω{τo(m-3ΔM)-τo(m-ΔM)2}]+cos[ω{τo(m+ΔM)-τo(m+Δ3M)2}]2]]>β=cos[ω{τo(m-3ΔM)-τo(m-ΔM)2}]-cos[ω{τo(m+ΔM)-τo(m+Δ3M)2}]2]]>τη(n)=τo(m-3ΔM)+τo(m-ΔM)2]]>τξ(n)=τo(m+ΔM)+τo(m+Δ3M)2---(10)]]>另一方面，上述的實施例中的發(fā)送信號組的振幅分布定為Sinc函數(shù)，但也可以是其它的振幅分布。例如，由于通過將海明(Hamming)窗函數(shù)與Sinc函數(shù)進行乘法運算可減少振幅分布的端部中的不連續(xù)的影響，故可形成更為良好的發(fā)送聲場。
再者，在上述的實施例中，敘述了以一維方式排列了振動元件的超聲波探頭3或超聲波探頭3a，但也可以是以二維方式排列了的超聲波探頭。此外，超聲波掃描法不限定于凸形掃描法或扇形掃描法，可以是線性掃描法、徑向(radial)掃描法等的其它的掃描法。
此外，敘述了上述的實施例中的基準條件發(fā)生部25或基準條件發(fā)生部25a發(fā)生基準延遲條件和基準振幅條件、發(fā)送條件生成部26或發(fā)送條件生成部26a生成發(fā)送延遲條件和發(fā)送振幅條件的情況，但也可以是基準條件發(fā)生部25或基準條件發(fā)生部25a發(fā)生基準延遲條件和基準振幅條件的至少某一項作為基準發(fā)送條件、發(fā)送條件生成部26或發(fā)送條件生成部26a生成發(fā)送延遲條件和發(fā)送振幅條件的至少某一項作為發(fā)送條件。
按照以上所述，可對本發(fā)明作各種各樣的修正。應了解，在后附的權利要求書的范圍內(nèi)，能以不同于在此描述的特定的實施例的方式來實施本發(fā)明。
權利要求
1.一種超聲波診斷裝置，根據(jù)包含延遲時間和驅(qū)動振幅的至少某一種信息的基準條件驅(qū)動多個振動元件中的每一個振動元件，對被檢體形成發(fā)送聲場，其特征在于，具備發(fā)送條件生成單元，生成用于形成通過合成上述基準條件而得到的同時并行接收用發(fā)送聲場的發(fā)送條件；發(fā)送單元，根據(jù)上述發(fā)送條件驅(qū)動上述振動元件，從而向上述被檢體發(fā)送超聲波；以及接收單元，對利用上述超聲波的發(fā)送從上述被檢體的多個方向得到的反射波進行同時并行接收。
2.如權利要求1中所述的超聲波診斷裝置，其特征在于上述發(fā)送條件生成單元合成分別與多個方向?qū)纳鲜龌鶞蕳l件以生成上述發(fā)送條件。
3.如權利要求2中所述的超聲波診斷裝置，其特征在于上述發(fā)送條件生成單元合成對于振動元件的排列方向相對地偏移了的多個上述基準條件以生成上述發(fā)送條件。
4.如權利要求2中所述的超聲波診斷裝置，其特征在于上述發(fā)送條件生成單元合成分別與對于超聲波發(fā)送方向具有預定的角度的多個方向?qū)纳鲜龌鶞蕳l件以生成上述發(fā)送條件。
5.如權利要求1中所述的超聲波診斷裝置，其特征在于上述發(fā)送條件生成單元根據(jù)上述基準條件生成用于設定同時并行接收中的驅(qū)動信號的延遲時間的發(fā)送延遲條件和用于設定上述驅(qū)動信號的振幅的發(fā)送振幅條件中的至少某一種。
6.如權利要求1中所述的超聲波診斷裝置，其特征在于還具備基準條件發(fā)生單元，上述基準條件發(fā)生單元發(fā)生用于設定非同時并行接收中的驅(qū)動信號的延遲時間的基準延遲條件和用于設定上述驅(qū)動信號的振幅的基準振幅條件中的至少某一種。
7.如權利要求6中所述的超聲波診斷裝置，其特征在于上述基準條件發(fā)生單元發(fā)生以Sinc函數(shù)為基礎的上述基準振幅條件。
8.如權利要求1中所述的超聲波診斷裝置，其特征在于上述發(fā)送單元具備根據(jù)上述發(fā)送條件設定上述驅(qū)動信號的延遲時間的發(fā)送延遲設定單元和設定上述驅(qū)動信號的驅(qū)動振幅的發(fā)送振幅設定單元中的至少某一種。
9.如權利要求1中所述的超聲波診斷裝置，其特征在于上述接收單元與利用對于上述振動元件的上述驅(qū)動信號的驅(qū)動形成的上述發(fā)送聲場的波束寬度對應地設定多個接收方向。
10.一種超聲波發(fā)送方法，其特征在于，具有下述步驟合成包含用于分別向多個方向發(fā)送超聲波的延遲時間和驅(qū)動振幅中的至少某一種信息的基準條件以生成同時并行接收用發(fā)送條件的步驟；根據(jù)上述發(fā)送條件生成驅(qū)動信號的步驟；以及利用上述驅(qū)動信號驅(qū)動振動元件、對被檢體形成上述同時并行接收用發(fā)送聲場的步驟。
11.如權利要求10中所述的超聲波發(fā)送方法，其特征在于在上述發(fā)送條件的生成之前具有發(fā)生上述基準條件的步驟。
12.如權利要求10中所述的超聲波發(fā)送方法，其特征在于通過合成分別與多個方向?qū)纳鲜龌鶞蕳l件以進行上述發(fā)送條件的生成。
13.如權利要求12中所述的超聲波發(fā)送方法，其特征在于通過合成對于振動元件的排列方向相對地偏移了的多個上述基準條件以進行上述發(fā)送條件的生成。
14.如權利要求12中所述的超聲波發(fā)送方法，其特征在于通過合成分別與相對超聲波發(fā)送方向具有預定的角度的多個方向?qū)纳鲜龌鶞蕳l件以進行上述發(fā)送條件的生成。
15.如權利要求10中所述的超聲波發(fā)送方法，其特征在于在上述發(fā)送條件的生成中，根據(jù)上述基準條件來生成用于設定同時并行接收中的驅(qū)動信號的延遲時間的發(fā)送延遲條件和用于設定上述驅(qū)動信號的振幅的發(fā)送振幅條件中的至少某一種。
16.如權利要求11中所述的超聲波發(fā)送方法，其特征在于上述基準條件的發(fā)生包括發(fā)生用于設定非同時并行接收中的驅(qū)動信號的延遲時間的基準延遲條件和用于設定上述驅(qū)動信號的振幅的基準振幅條件中的至少某一種。
17.如權利要求16中所述的超聲波發(fā)送方法，其特征在于上述基準條件的發(fā)生是以Sinc函數(shù)為基礎的上述基準振幅條件的發(fā)生。
18.如權利要求15中所述的超聲波發(fā)送方法，其特征在于根據(jù)上述發(fā)送條件的上述發(fā)送延遲條件或上述發(fā)送振幅條件來進行上述驅(qū)動信號的生成。
19.如權利要求10中所述的超聲波發(fā)送方法，其特征在于通過使用根據(jù)上述發(fā)送條件生成了的上述驅(qū)動信號驅(qū)動上述振動元件來進行上述發(fā)送聲場的形成。
全文摘要
超聲波診斷裝置的基準條件發(fā)生部發(fā)生決定非同時并行接收中的振動元件驅(qū)動脈沖的延遲時間和振幅的基準延遲條件和基準振幅條件，發(fā)送條件生成部根據(jù)上述基準延遲條件和基準振幅條件，生成決定同時并行接收中的振動元件驅(qū)動脈沖的延遲時間和振幅的發(fā)送延遲條件和發(fā)送振幅條件。然后，發(fā)送部根據(jù)上述發(fā)送延遲條件和發(fā)送振幅條件，設定對于元件選擇部從在超聲波探頭中排列的振動元件中選擇了的鄰接的多個振動元件的驅(qū)動脈沖的延遲時間和驅(qū)動振幅。
文檔編號G01N29/26GK1911177SQ20061011486
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月9日 優(yōu)先權日2005年8月9日
發(fā)明者志岐榮一 申請人:株式會社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社