專利名稱：超聲波診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超聲波診斷裝置，更具體地涉及通過使用陣列傳感器部件實現(xiàn)發(fā)送/接收的超聲波診斷裝置。
背景技術(shù)：
通常，在超聲波診斷裝置中，已經(jīng)將一種聚焦技術(shù)用于同時使用多個陣列傳感器部件并聚焦波束。這種常規(guī)超聲波診斷裝置的配置將在下面描述。

圖11表示了常規(guī)線性掃描超聲波診斷裝置的框圖(常規(guī)例子1)。
在圖11中，探頭1是排列了傳感器部件2-1到2-128的超聲波探頭。切換高壓開關(guān)3-1到3-64選擇要使用的開口。發(fā)送脈沖發(fā)生器4是產(chǎn)生發(fā)送脈沖的單元。交叉點開關(guān)6是重組接收信號的開關(guān)。A/D轉(zhuǎn)換器8-1到8-64是將模擬接收信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的單元。波束成形器9是在數(shù)字轉(zhuǎn)換之后延遲并相加數(shù)據(jù)的單元。B型信號處理電路10是實現(xiàn)B型顯示信號處理的單元。多普勒血流速計信號處理電路11是實現(xiàn)多普勒血流速計信號處理的單元。彩色血流信號處理電路12是實現(xiàn)彩色血流信號處理的單元。圖像合成器13是將B型信號處理電路10到彩色血流信號處理電路12的各個信號處理電路的信號合成并組成顯示圖像的單元。顯示器14是顯示合成圖像的單元。控制器15是控制超聲波診斷裝置各個單元的單元。操作單元16是被操作員操作的輸入單元。由于用這種方式配置的超聲波診斷裝置的操作是眾所周知的，就不對它們進(jìn)行解釋了。
使用陣列傳感器部件的超聲波診斷裝置需要處理同時來自多個傳感器部件的信號，因此需要與同時使用的傳感器部件數(shù)目一樣多的A/D轉(zhuǎn)換器、以及接收數(shù)字信號并隨后實現(xiàn)延遲和相加過程的波束成形器。因此，存在需要很多器件的問題。為了解決這個問題，建議一種日本公開的使用新型專利申請(JP-A-Showa，58-70208)中揭示的方法。這種方法將在下面利用圖12和圖13進(jìn)行描述。
圖12是在日本公開的使用新型專利申請(JP-A-Showa，58-70208)中揭示的一種超聲波診斷裝置(常規(guī)例子2)的框圖。在圖12中，探頭1是包括陣列式傳感器部件2-1到2-128的超聲波探頭。切換高壓開關(guān)3-1到3-64選擇要使用的開口。發(fā)送脈沖發(fā)生器4是產(chǎn)生發(fā)送脈沖的單元。電壓-電流轉(zhuǎn)換放大器5-1到64是將電壓轉(zhuǎn)換成電流的單元。交叉點開關(guān)6是重組接收信號的開關(guān)。電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器7-1到32是將電流轉(zhuǎn)換成電壓的單元。A/D轉(zhuǎn)換器8-1到8-32是將模擬接收信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的單元。波束成形器9是在數(shù)字轉(zhuǎn)換之后延遲并相加數(shù)據(jù)的單元。B型信號處理電路10是實現(xiàn)B型顯示信號處理的單元。多普勒血流速計信號處理電路11是實現(xiàn)多普勒血流速計信號處理的單元。彩色血流信號處理電路12是實現(xiàn)彩色血流信號處理的單元。圖像合成器13是將B型信號處理電路10到彩色血流信號處理電路12的各個信號處理電路的信號合成并組成顯示圖像的單元。顯示器14是顯示合成圖像的單元。控制器15是控制超聲波診斷裝置各個單元的單元。操作單元16是被操作員操作的輸入單元。
在這個常規(guī)例子2中，交叉點開關(guān)6的連接示于圖13A。號碼1，2，...按從信號接收開口一端開始的順序指定給信號。在交叉點開關(guān)6中，兩個彼此相鄰的信號連接到一個輸出端子。在交叉點開關(guān)的前級，接收信號被轉(zhuǎn)換成電流。由于兩個信號連接到一個輸出端子，從該輸出端子可以取出兩個信號電流相加的輸出。下面，用圖13B所示代表交叉點開關(guān)6的連接。這樣，兩個相鄰傳感器部件部件接收信號的相加可以使A/D轉(zhuǎn)換器和波束成形器的輸入數(shù)下降，因此能夠減少器件數(shù)量。
但是，即使象上述那樣將每兩個信號相加也可能帶來問題。在開口兩端的信號中，來自相鄰傳感器部件部件的信號到達(dá)時間差很大，使延遲精度很差。因此為了解決這個問題，在改進(jìn)常規(guī)例子2的常規(guī)例子3中，傳感器部件部件的相加不是一致的。這種方法將在下面用圖14來描述。
圖14是常規(guī)例子3中交叉點開關(guān)的連接方法。在常規(guī)例子3中，接近開口中心，要相加的接收信號數(shù)增加，在兩端則認(rèn)為是1。所考慮的事實是延遲時間差在開口中心很小，而且延遲時間差在兩端很大。
但是，在常規(guī)的超聲波診斷裝置中，即使是上述的常規(guī)例子3，由于會聚條件不同，要相加的傳感器部件部件之間的延遲時間差還是會變得很大，導(dǎo)致會聚精度變得很差。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的一個目的是提供一種解決那些問題的超聲波診斷裝置并通過使用很小數(shù)量的接收電路配置得到清晰的波束形狀，并具有很高的圖像質(zhì)量。
為了解決上述問題，在本發(fā)明中，設(shè)計超聲波診斷裝置使之包括多個排列成超聲波探頭的傳感器部件部件；多個驅(qū)動傳感器部件部件的發(fā)送驅(qū)動電路；延遲并相加傳感器部件部件接收信號的波束成形器；將傳感器部件部件接收的信號分布到波束成形器的多個輸入端子中任何一個的交叉點開關(guān)；以及設(shè)置交叉點開關(guān)的連接設(shè)置單元，使開關(guān)的連接能夠?qū)⒍鄠€傳感器部件部件的接收信號集中在超聲波探頭開口的中心附近并輸入到波束成形器的一個端子，并使開口兩端的至少一個傳感器部件部件不連接到波束成形器。
由于有了上述配置，就可以實現(xiàn)不把超聲波探頭開口兩端的傳感器部件部件接收信號連接到交叉點開關(guān)的調(diào)整，而且可以改進(jìn)接收信號的延遲精度，因此可以改善圖像質(zhì)量。
而且，連接設(shè)置單元包括在傳感器部件部件和波束成形器之間存儲兩個或更多連接模式數(shù)據(jù)的單元；根據(jù)所選的顯示深度、發(fā)送焦點位置或顯示方式選擇一種連接模式數(shù)據(jù)的單元；以及根據(jù)所選的連接模式數(shù)據(jù)設(shè)置交叉點開關(guān)的單元。由于有了這種配置，可以根據(jù)顯示深度、發(fā)送焦點位置和顯示方式改善延遲精度。
而且在發(fā)送的時候，兩個相鄰的傳感器部件部件受同一個發(fā)送脈沖發(fā)生電路驅(qū)動，發(fā)送波束中的旁瓣方向以及接收波束中的旁瓣方向可以分開，這樣就使整個波束形狀更清晰。
附圖描述圖1是一個解釋圖，表示在本發(fā)明第一個實施例中的超聲波診斷裝置中，使用交叉點開關(guān)相加接收信號的方法；圖2A和圖2B是解釋圖，表示在本發(fā)明第二個實施例中的超聲波診斷裝置中，使用交叉點開關(guān)相加接收信號的方法；圖2C是本發(fā)明第二個實施例中的超聲波診斷裝置的控制主部分框圖；
圖3A和圖3B是解釋圖，表示在本發(fā)明第三個實施例中的超聲波診斷裝置中，使用交叉點開關(guān)相加接收信號的方法；圖3C是本發(fā)明第三個實施例中的超聲波診斷裝置的控制主部分框圖；圖4A和圖4B是解釋圖，表示在本發(fā)明第四個實施例中的超聲波診斷裝置中，使用交叉點開關(guān)相加接收信號的方法；圖4C是本發(fā)明第四個實施例中的超聲波診斷裝置的控制主部分框圖；圖5A和圖5B是解釋圖，表示在本發(fā)明第五個實施例中的超聲波診斷裝置中，使用交叉點開關(guān)相加接收信號的方法；圖5C是本發(fā)明第五個實施例中的超聲波診斷裝置的控制主部分框圖；圖6A和圖6B是解釋圖，表示在本發(fā)明第六個實施例中的超聲波診斷裝置中，使用交叉點開關(guān)相加接收信號的方法；圖6C是本發(fā)明第六個實施例中的超聲波診斷裝置的控制主部分框圖；圖7是本發(fā)明第七個實施例中的超聲波診斷裝置的控制主部分框圖；圖8是本發(fā)明第八個實施例中的超聲波診斷裝置的控制主部分框圖；圖9A是一個解釋圖，表示在本發(fā)明第九個實施例中的超聲波診斷裝置中，使用交叉點開關(guān)相加接收信號的方法；圖9B是一個解釋圖，表示在本發(fā)明第九個實施例中的超聲波診斷裝置中的加權(quán)；圖10A是一個解釋圖，表示在本發(fā)明第十個實施例中，超聲波診斷裝置的一個發(fā)送波束形狀；圖10B是一個解釋圖，表示在本發(fā)明第十個實施例中，超聲波診斷裝置的一個接收波束形狀；圖10C是本發(fā)明第十個實施例中的超聲波診斷裝置的發(fā)送電路主部分框圖；圖11是實現(xiàn)常規(guī)扇形掃描的超聲波診斷裝置(常規(guī)例子1)的框圖；
圖12是實現(xiàn)常規(guī)扇形掃描的超聲波診斷裝置(常規(guī)例子2)的框圖；圖13A和圖13B是解釋圖，表示實現(xiàn)常規(guī)扇形掃描的超聲波診斷裝置(常規(guī)例子2)中，使用交叉點開關(guān)相加接收信號的方法。
圖14是解釋圖，表示實現(xiàn)常規(guī)扇形掃描的超聲波診斷裝置(常規(guī)例子3)中，使用交叉點開關(guān)相加接收信號的方法。
最佳實施例描述本發(fā)明的實施例將在下面參考圖1到圖10詳細(xì)描述。
<第一實施例>
本發(fā)明第一實施例的超聲波診斷裝置中，交叉點開關(guān)是這樣設(shè)置的在超聲波探頭開口的中心附近，來自3個傳感器部件部件的接收信號被合成一個并輸入到波束成形器的一個端子，在開口的兩端，有3個傳感器部件部件被設(shè)為每隔一個不連接到波束成形器。
圖1是一個解釋圖，表示在本發(fā)明第一個實施例中的超聲波診斷裝置中，使用交叉點開關(guān)相加接收信號的方法。在圖1中，接收信號R1到R64是高壓開關(guān)從排列在超聲波探頭內(nèi)、發(fā)射和接收超聲波的超聲波傳感器部件部件中選出的傳感器部件部件的接收信號。相加信號A1到A32是接收信號被交叉點開關(guān)相加后得到的信號。該超聲波診斷裝置的基本配置與圖12所示的常規(guī)例子2相同。
下面描述按上述配置的本發(fā)明第一實施例的超聲波診斷裝置的操作。為了確定用做超聲波探頭的開口的位置、形狀以及類似東西，使用高壓開關(guān)從128個傳感器部件中選出64個傳感器部件。來自所選傳感器部件的接收信號被表示為接收信號R1到R64。也就是說，它們是按照傳感器部件以2-1，2-2，...2-64的方式從開口左端開始排列的假設(shè)而表示的。開口的中心處于第32個傳感器部件和第33個傳感器部件之間。兩端的第2、4、6、59、61以及第63個傳感器部件不使用。那些接收信號按圖1所示被交叉點開關(guān)相加，并定義為相加信號A1到A32。之后的過程包括相加信號A1到A32被電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器轉(zhuǎn)換成電壓，并被A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后由波束成形器延遲相加，這些過程都與常規(guī)例子2相同。
在靠近開口中心的傳感器部件中，相加的傳感器部件數(shù)目從4減少到3。在開口的兩端，每隔一個傳感器部件總共設(shè)有6個不連的傳感器部件。與圖14所示的常規(guī)例子3相比，相加之后的信號數(shù)是相同的，信號處理電路的數(shù)量也沒有增加。開口兩端接收超聲波信號延遲時間差很大的信號數(shù)減少了，開口中心接收超聲波信號延遲時間差小的信號數(shù)增加了。因此，接收超聲波的延遲特性可以得到改善，這樣使接收超聲波波束的形狀更加清晰。
如上所述，在本發(fā)明第一實施例的超聲波診斷裝置中，交叉點開關(guān)是這樣設(shè)置的在超聲波探頭開口的中心附近，來自3個傳感器部件的接收信號被合成一個并輸入到波束成形器的一個端子，在開口的兩端，有3個傳感器部件被設(shè)為每隔一個不連接到波束成形器。因此，改善了接收超聲波的延遲特性，波束形狀變得更清晰。
<第二實施例>
本發(fā)明的第二實施例是這樣的超聲波診斷裝置，在傳感器部件和波束成形器之間準(zhǔn)備兩種連接模式數(shù)據(jù)，并根據(jù)顯示深度選擇連接模式數(shù)據(jù)，然后設(shè)置交叉點開關(guān)。
圖2A、2B和圖2C是解釋圖，表示在本發(fā)明第二個實施例中的超聲波診斷裝置中相加接收信號的方法。圖2A是使用第一種相加方法的模式A。圖2B是使用第二種相加方法的模式B。圖2A和圖2B中的符號含義與圖1相同。圖2C是詳細(xì)表示操作單元、控制器和交叉點開關(guān)的框圖。在圖2C中，交叉點開關(guān)6是重組接收信號的開關(guān)?？刂破?5是控制超聲波診斷裝置的各個單元的單元。交叉點開關(guān)連接存儲器15-1是存儲連接模式數(shù)據(jù)的存儲器。操作單元16是由操作員操作的輸入單元。顯示深度選擇開關(guān)16-1是選擇操作員所希望的顯示深度的開關(guān)。該超聲波診斷裝置的其它基本配置與圖12所示的常規(guī)例子2相同。
下面描述按上述配置的本發(fā)明第二實施例的超聲波診斷裝置的操作。作為交叉點開關(guān)將接收信號相加的方法模式，準(zhǔn)備了圖2A所示的模式A和圖2B所示的模式B。模式A在兩端有更多的不用傳感器部件，它適合在比較窄的部分中接收。如果準(zhǔn)備三種或更多的模式，就可以更詳細(xì)地處理所需的深度。
如圖2C所示，顯示深度選擇開關(guān)16-1被置于操作單元16中。交叉點開關(guān)連接存儲器15-1置于控制器15中。當(dāng)操作員操作顯示深度選擇開關(guān)16-1并將顯示深度改變命令輸入控制器15時，根據(jù)顯示深度而定的模式數(shù)據(jù)從交叉點開關(guān)連接存儲器15-1中讀出。讀出的模式數(shù)據(jù)作為改變交叉點開關(guān)連接的信息被發(fā)送到交叉點開關(guān)6，交叉點開關(guān)6的連接被改變。
交叉點開關(guān)根據(jù)改變的連接將接收信號相加，并定義為相加信號A1到A32。之后的過程包括相加信號A1到A32被電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器轉(zhuǎn)換成電壓，并被A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后由波束成形器延遲相加，這些過程都與常規(guī)例子2相同。
如果操作員希望顯示較淺的深度，就用顯示深度選擇開關(guān)16-1選擇淺深度。顯示深度改變命令從操作單元16輸出，對應(yīng)于淺深度的模式A數(shù)據(jù)從控制器15的交叉點開關(guān)連接存儲器15-1中讀出。交叉點開關(guān)6的連接根據(jù)模式A的數(shù)據(jù)而改變。接收信號由交叉點開關(guān)根據(jù)改變的連接相加，由波束成形器延遲相加，并執(zhí)行預(yù)定的操作過程。然后顯示為圖片。如果操作員希望較深的深度，交叉點開關(guān)6的連接就根據(jù)模式B的數(shù)據(jù)改變，因而顯示在較深深度具有高精度的圖片。
如上所述，在本發(fā)明的第二實施例中，超聲波診斷裝置是這樣設(shè)計的在傳感器部件和波束成形器之間準(zhǔn)備兩種連接模式數(shù)據(jù)，根據(jù)顯示深度選擇連接模式數(shù)據(jù)，并設(shè)置交叉點開關(guān)。因此，對應(yīng)于顯示深度，可以改變接收信號相加方法的模式，藉此得到最佳的圖像。
<第三實施例>
本發(fā)明的第三實施例是這樣的超聲波診斷裝置，在傳感器部件和波束成形器之間準(zhǔn)備兩種連接模式數(shù)據(jù)，并根據(jù)所選的發(fā)送焦點位置選擇連接模式數(shù)據(jù)，然后設(shè)置交叉點開關(guān)。
圖3A、3B和圖3C是解釋圖，表示在本發(fā)明第三個實施例中的超聲波診斷裝置中相加接收信號的方法。圖3A是使用第一種相加方法的模式A。圖3B是使用第二種相加方法的模式B。圖3A和圖3B中的符號含義與圖1相同。圖3C是詳細(xì)表示操作單元、控制器和交叉點開關(guān)的框圖。在圖3C中，交叉點開關(guān)6是重組接收信號的開關(guān)?？刂破?5是控制超聲波診斷裝置的各個單元的單元。交叉點開關(guān)連接存儲器15-1是存儲連接模式數(shù)據(jù)的存儲器。操作單元16是由操作員操作的輸入單元。發(fā)送焦點選擇開關(guān)16-2是根據(jù)發(fā)送焦點深度選擇接收信號相加方法模式的開關(guān)。該超聲波診斷裝置的其它基本配置與圖12所示的常規(guī)例子2相同。
下面描述按上述配置的本發(fā)明第三實施例的超聲波診斷裝置的操作。作為交叉點開關(guān)將接收信號相加的方法模式，準(zhǔn)備了圖3A所示的模式A和圖3B所示的模式B。由于模式A在兩端有更多的不用傳感器部件，當(dāng)在比較淺部分開口較小時，波束形狀就非常好。如果準(zhǔn)備三種或更多的模式，就可以更詳細(xì)地處理發(fā)送焦點深度的問題。
如圖3C所示，發(fā)送焦點選擇開關(guān)16-2被置于操作單元16中。交叉點開關(guān)連接存儲器15-1置于控制器15中。當(dāng)操作員操作發(fā)送焦點選擇開關(guān)16-2并將發(fā)送焦點深度改變命令輸入控制器15時，交叉點開關(guān)連接存儲器15-1的讀出內(nèi)容就被改變。改變交叉點開關(guān)連接的信息被發(fā)送到交叉點開關(guān)6，交叉點開關(guān)6的連接被改變。
交叉點開關(guān)根據(jù)改變的連接將接收信號相加，并定義為相加信號A1到A32。之后的過程包括相加信號A1到A32被電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器轉(zhuǎn)換成電壓，并被A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后由波束成形器延遲相加，這些過程都與常規(guī)例子2相同。
如果發(fā)送焦點處于較淺部分，淺部分的波束形狀就會很好。因此，當(dāng)完全針對發(fā)送/接收考慮接收波束時，即使淺部分有很多旁瓣，旁瓣也會變得很少。相反，如果發(fā)送焦點很深，發(fā)送焦點在淺部分就不會很好。因此，必須改善接收波束形狀并防止發(fā)送/接收的波束形狀的惡化。
如果發(fā)送焦點處于較深部分，就用發(fā)送焦點選擇開關(guān)16-2選擇深的發(fā)送焦點深度。發(fā)送焦點深度改變命令從操作單元16輸出，對應(yīng)于較深發(fā)送焦點深度的模式A數(shù)據(jù)從控制器15的交叉點開關(guān)連接存儲器15-1中讀出。交叉點開關(guān)6的連接根據(jù)模式A的數(shù)據(jù)而改變。接收信號由交叉點開關(guān)根據(jù)改變的連接相加，由波束成形器延遲相加，并執(zhí)行預(yù)定的操作過程。然后顯示為圖片。如果操作員選擇較淺的發(fā)送焦點深度，交叉點開關(guān)6的連接就根據(jù)模式B的數(shù)據(jù)改變，因而顯示出整體具有高精度的圖像。
如上所述，在本發(fā)明的第三實施例中，超聲波診斷裝置是這樣設(shè)計的在傳感器部件和波束成形器之間準(zhǔn)備兩種連接模式數(shù)據(jù)，并根據(jù)所選的發(fā)送焦點位置選擇連接模式數(shù)據(jù)，然后設(shè)置交叉點開關(guān)。因此，根據(jù)發(fā)送焦點深度，可以改變接收信號相加方法的模式，藉此得到總體上最佳的圖像。
<第四實施例>
本發(fā)明的第四實施例是這樣的超聲波診斷裝置，在傳感器部件和波束成形器之間準(zhǔn)備兩種連接模式數(shù)據(jù)，并根據(jù)所選的顯示方式選擇連接模式數(shù)據(jù)，然后設(shè)置交叉點開關(guān)。
圖4A、4B和圖4C是解釋圖，表示在本發(fā)明第四個實施例中的超聲波診斷裝置中相加接收信號的方法。圖4A是使用第一種相加方法的模式A。圖4B是使用第二種相加方法的模式B。圖4A和圖4B中的符號含義與圖1相同。圖4C是詳細(xì)表示操作單元、控制器和交叉點開關(guān)的框圖。在圖4C中，交叉點開關(guān)6是重組接收信號的開關(guān)。控制器15是控制超聲波診斷裝置的各個單元的單元。交叉點開關(guān)連接存儲器15-1是存儲連接模式數(shù)據(jù)的存儲器。操作單元16是由操作員操作的輸入單元。方式選擇開關(guān)16-3是根據(jù)顯示方式選擇接收信號相加方法模式的開關(guān)。該超聲波診斷裝置的其它基本配置與圖12所示的常規(guī)例子2相同。
下面描述按上述配置的本發(fā)明第四實施例的超聲波診斷裝置的操作。作為交叉點開關(guān)將接收信號相加的方法模式，準(zhǔn)備了圖4A所示的模式A和圖4B所示的模式B。當(dāng)開口被完全使用時，模式A有較少的旁瓣，而且圖像的忽略性(omission)很好。另一方面，模式B不用的傳感器部件在兩端較少，而且在靈敏度方面較有優(yōu)勢。因此，對于要求較好忽略性的B型，最好使用A模式。在多普勒血流速計方式和彩色血流方式中要求靈敏度時，使用B模式較好。如果準(zhǔn)備三種或更多的模式，就可以更詳細(xì)地處理各種方式。
如圖4C所示，方式選擇開關(guān)16-3被置于操作單元16中。交叉點開關(guān)連接存儲器15-1置于控制器15中。當(dāng)操作員操作方式選擇開關(guān)16-3并將方式改變命令輸入控制器15時，交叉點開關(guān)連接存儲器的讀出內(nèi)容被改變。改變交叉點開關(guān)連接的信息被發(fā)送到交叉點開關(guān)6，交叉點開關(guān)6的連接被改變。
交叉點開關(guān)根據(jù)改變的連接將接收信號相加，并定義為相加信號A1到A32。之后的過程包括相加信號A1到A32被電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器轉(zhuǎn)換成電壓，并被A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后由波束成形器延遲相加，這些過程都與常規(guī)例子2相同。
如果操作員希望選擇B型，就用方式選擇開關(guān)16-1選擇B型。方式改變命令從操作單元16輸出，對應(yīng)于B型的模式A數(shù)據(jù)從控制器15的交叉點開關(guān)連接存儲器15-1中讀出。交叉點開關(guān)6的連接根據(jù)模式A的數(shù)據(jù)而改變。接收信號由交叉點開關(guān)根據(jù)改變的連接相加，由波束成形器延遲相加，并執(zhí)行預(yù)定的操作過程。然后顯示為圖片。如果操作員選擇多普勒血流速計方式和彩色血流方式，交叉點開關(guān)6的連接就根據(jù)模式B的數(shù)據(jù)改變，并顯示具有高精度的圖像。
如上所述，在本發(fā)明的第四實施例中，超聲波診斷裝置是這樣設(shè)計的在傳感器部件和波束成形器之間準(zhǔn)備兩種連接模式數(shù)據(jù)，并根據(jù)所選的顯示方式選擇連接模式數(shù)據(jù)，然后設(shè)置交叉點開關(guān)。因此可以選擇對應(yīng)于每種信號處理方式的相加方法模式，藉此得到最佳的圖像。
<第五實施例>
本發(fā)明的第五實施例是這樣的超聲波診斷裝置，在傳感器部件和波束成形器之間準(zhǔn)備兩種連接模式數(shù)據(jù)，并根據(jù)所選的主/旁瓣優(yōu)先級選擇連接模式數(shù)據(jù)，然后設(shè)置交叉點開關(guān)。
圖5A、5B和圖5C是解釋圖，表示在本發(fā)明第五個實施例中的超聲波診斷裝置中相加接收信號的方法。圖5A是使用第一種相加方法的模式A。圖5B是使用第二種相加方法的模式B。圖5A和圖5B中的符號含義與圖1相同。圖5C是詳細(xì)表示操作單元、控制器和交叉點開關(guān)的框圖。在圖5C中，交叉點開關(guān)6是重組接收信號的開關(guān)?？刂破?5是控制超聲波診斷裝置的各個單元的單元。交叉點開關(guān)連接存儲器15-1是存儲連接模式數(shù)據(jù)的存儲器。操作單元16是由操作員操作的輸入單元。主/旁瓣優(yōu)先級選擇開關(guān)16-4是根據(jù)指定優(yōu)先權(quán)的旁瓣、選擇接收信號相加方法模式的開關(guān)。該超聲波診斷裝置的其它基本配置與圖12所示的常規(guī)例子2相同。
下面描述按上述配置的本發(fā)明第五實施例的超聲波診斷裝置的操作。作為交叉點開關(guān)將接收信號相加的方法模式，準(zhǔn)備了圖5A所示的模式A和圖5B所示的模式B。當(dāng)開口被完全使用時，模式A有較少的旁瓣，而且圖像的忽略性(omission)很好。另一方面，模式B不用的傳感器部件在兩端較少，而且主瓣很窄。因此，根據(jù)操作員的需要，可以實現(xiàn)恰當(dāng)?shù)氖褂眠x擇，例如，如果希望較好的忽略性就選擇A模式，或者如果希望較好的分辨率就選擇B模式。如果準(zhǔn)備三種或更多的模式，就可以更詳細(xì)地處理圖像質(zhì)量的請求。
如圖5C所示，主/旁瓣優(yōu)先級選擇開關(guān)16-4被置于操作單元16中。交叉點開關(guān)連接存儲器15-1置于控制器15中。當(dāng)操作員操作主/旁瓣優(yōu)先級選擇開關(guān)16-4并將優(yōu)先模式設(shè)置命令輸入控制器15時，交叉點開關(guān)連接存儲器的讀出內(nèi)容被改變。改變交叉點開關(guān)連接的信息被發(fā)送到交叉點開關(guān)6，交叉點開關(guān)6的連接被改變。
交叉點開關(guān)根據(jù)改變的連接將接收信號相加，并定義為相加信號A1到A32。之后的過程包括相加信號A1到A32被電流-電壓轉(zhuǎn)換放大器轉(zhuǎn)換成電壓，并被A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后由波束成形器延遲相加，這些過程都與常規(guī)例子2相同。
如果操作員希望顯示很好的忽略性，就用方式選擇開關(guān)16-1選擇旁瓣優(yōu)先。優(yōu)先模式設(shè)置命令從操作單元16輸出，對應(yīng)于旁瓣優(yōu)先的模式A數(shù)據(jù)從控制器15的交叉點開關(guān)連接存儲器15-1中讀出。交叉點開關(guān)6的連接根據(jù)模式A的數(shù)據(jù)而改變。接收信號由交叉點開關(guān)根據(jù)改變的連接相加，由波束成形器延遲相加，并執(zhí)行預(yù)定的操作過程。然后顯示為圖片。如果操作員希望顯示高分辨率，當(dāng)選擇主瓣優(yōu)先時，交叉點開關(guān)6的連接根據(jù)模式B的數(shù)據(jù)改變，并顯示具有高分辨率的圖片。
如上所述，在本發(fā)明的第五實施例中，超聲波診斷裝置是這樣設(shè)計的在傳感器部件和波束成形器之間準(zhǔn)備兩種連接模式數(shù)據(jù)，并根據(jù)所選的主/旁瓣優(yōu)先級選擇連接模式數(shù)據(jù)，然后設(shè)置交叉點開關(guān)。因此可以根據(jù)操作員希望的圖像質(zhì)量選擇接收信號的相加方法模式，并可得到最佳的圖像。
<第六實施例>
本發(fā)明的第六實施例是這樣的超聲波診斷裝置，在傳感器部件和波束成形器之間準(zhǔn)備兩種連接模式數(shù)據(jù)，而且當(dāng)切換發(fā)送焦點位置時，在同一方向重復(fù)發(fā)送/接收多次，而且當(dāng)提取和合成淺部分和深部分的圖像時，根據(jù)淺部分圖像提取序列或深部分圖像提取序列選擇連接模式數(shù)據(jù)，然后設(shè)置交叉點開關(guān)。
圖6A、6B和圖6C是解釋圖，表示在本發(fā)明第六個實施例中的超聲波診斷裝置中相加接收信號的方法。圖6A是使用第一種相加方法的模式A。圖6B是使用第二種相加方法的模式B。圖6A和圖6B中的符號含義與圖1相同。圖6C是表示序列定時的圖。
下面描述按上述配置的本發(fā)明第六實施例的超聲波診斷裝置的操作。作為交叉點開關(guān)將接收信號相加的方法模式，準(zhǔn)備了圖6A所示的模式A和圖6B所示的模式B。由于模式A在兩端有更多的傳感器部件不用，在比較淺的部分開口較小時波束形狀會很好。另一方面，由于模式B不用的傳感器部件在兩端較少而且具有很高的靈敏度，適合察看較深的部分。如果準(zhǔn)備三種或更多的模式，就可以更詳細(xì)地處理各種不同的序列。
在該超聲波診斷裝置中，具有在同一方向改變發(fā)送焦點、實現(xiàn)多次發(fā)送/接收、以及合成圖像并隨后得到從淺部分到深部分清晰度很高的圖像的功能。在這個功能中，通過在淺部分的信號獲取序列中模式A的使用以及在深部分的信號獲取序列中模式B的使用之間切換，可以最終得到兩種深度中任何一個都具有很好的圖像。
如圖6C的序列定時圖所示，在發(fā)送焦點淺的序列中，交叉點開關(guān)的連接按照模式A設(shè)置，并得到淺部分的圖像數(shù)據(jù)。在發(fā)送焦點深的序列中，交叉點開關(guān)的連接按照模式B設(shè)置，并得到深部分的圖像數(shù)據(jù)。最后可以獲得從淺部分到深部分圖像質(zhì)量都很好的圖片。
如上所述，在本發(fā)明的第六實施例中，超聲波診斷裝置是這樣設(shè)計的在傳感器部件和波束成形器之間準(zhǔn)備兩種連接模式數(shù)據(jù)，而且當(dāng)切換發(fā)送焦點位置時，在同一方向重復(fù)發(fā)送/接收多次，并提取和合成淺部分和深部分的圖像，根據(jù)淺部分圖像提取序列或深部分圖像提取序列選擇連接模式數(shù)據(jù)，然后設(shè)置交叉點開關(guān)。因此可以得到整體最佳的圖像。
<第七實施例>
本發(fā)明的第七實施例是一種根據(jù)顯示深度改變探頭開口的大小以及類似東西的超聲波診斷裝置。
圖7是本發(fā)明第七個實施例中的超聲波診斷裝置的控制主部分框圖。在圖7中，波束成形器9是將被數(shù)字轉(zhuǎn)換的接收數(shù)據(jù)延遲并相加的單元。開口控制器9-1是改變波束成形器中接收信號的相加模式并隨之改變探頭開口的大小以及類似東西的單元?？刂破?5是控制超聲波診斷裝置的各個單元的單元。開口控制數(shù)據(jù)發(fā)生器15-2是根據(jù)指定的開口條件，產(chǎn)生波束成形器中接收信號相加模式的單元。操作單元16是由操作員操作的輸入單元。顯示深度選擇開關(guān)16-1是操作員選擇所希望的顯示深度的開關(guān)。該超聲波診斷裝置的其它基本配置與圖12中所示的常規(guī)例子2相同。
下面描述按照上述配置的本發(fā)明第七個中的超聲波診斷裝置的操作。在第一實施例解釋的交叉點開關(guān)設(shè)置中，通過改變開口條件，例如探頭開口的大小以及類似東西，可以處理顯示部分淺和深的情況。
當(dāng)操作員使用包含在操作單元16中的顯示深度選擇開關(guān)16-1改變顯示深度時，顯示深度改變命令被輸入控制器15。根據(jù)顯示深度改變命令，控制器15的開口控制數(shù)據(jù)發(fā)生器15-2產(chǎn)生數(shù)據(jù)，得到對應(yīng)于所指定的改變命令的開口條件。也就是說，為了滿足對應(yīng)于所指定的顯示深度的開口條件，為波束成形器產(chǎn)生將接收信號相加的模式數(shù)據(jù)。開口控制器9-1為波束成形器9設(shè)置所產(chǎn)生的模式數(shù)據(jù)，隨之控制探頭的開口。
例如，如果顯示深度淺，探頭的開口就設(shè)置得稍微小一些，藉此壓制開口兩端由于延遲時間誤差引起的旁瓣。這樣就可以根據(jù)顯示深度實現(xiàn)開口控制，而且可以得到與顯示深度無關(guān)的圖像質(zhì)量很好的圖片。
如上所述，本發(fā)明第七實施例中的超聲波診斷裝置是這樣設(shè)計的根據(jù)顯示深度改變探頭開口的大小以及類似東西。這樣就可以在整個深度范圍得到最佳圖像。
<第八實施例>
本發(fā)明的第八實施例是一種根據(jù)發(fā)送焦點位置改變探頭開口的大小以及類似東西的超聲波診斷裝置。
圖8是本發(fā)明第八個實施例中的超聲波診斷裝置的控制主部分框圖。在圖8中，波束成形器9是將被數(shù)字轉(zhuǎn)換的接收數(shù)據(jù)延遲并相加的單元。開口控制器9-1是改變波束成形器中接收信號的相加模式并隨之改變探頭開口的大小以及類似東西的單元。控制器15是控制超聲波診斷裝置的各個單元的單元。開口控制數(shù)據(jù)發(fā)生器15-2是根據(jù)指定的開口條件，產(chǎn)生波束成形器中接收信號相加模式的單元。操作單元16是由操作員操作的輸入單元。發(fā)送焦點選擇開關(guān)16-2是根據(jù)發(fā)送焦點深度選擇接收信號相加方法模式的開關(guān)。該超聲波診斷裝置的其它基本配置與圖12中所示的常規(guī)例子2相同。
下面描述按照上述配置的本發(fā)明第八個中的超聲波診斷裝置的操作。在第一實施例解釋的交叉點開關(guān)設(shè)置中，通過改變開口條件，例如探頭開口的大小以及類似東西，可以處理發(fā)送焦點位置淺和深的情況。
當(dāng)操作員使用包含在操作單元16中的發(fā)送焦點選擇開關(guān)16-2改變發(fā)送焦點深度時，發(fā)送焦點深度改變命令被輸入控制器15。根據(jù)發(fā)送焦點深度改變命令，控制器15的開口控制數(shù)據(jù)發(fā)生器15-2產(chǎn)生數(shù)據(jù)，得到對應(yīng)于所指定的發(fā)送焦點深度的開口條件。也就是說，為了滿足對應(yīng)于所指定的發(fā)送焦點深度的開口條件，為波束成形器產(chǎn)生將接收信號相加的模式數(shù)據(jù)。開口控制器9-1為波束成形器9設(shè)置所產(chǎn)生的模式數(shù)據(jù)，隨之控制探頭的開口。
例如，如果焦點位置深，探頭的開口就設(shè)置得稍微小一些，藉此壓制開口兩端由于延遲時間誤差引起的旁瓣。這樣就可以根據(jù)發(fā)送焦點深度實現(xiàn)開口控制，而且可以得到與發(fā)送焦點位置無關(guān)的圖像質(zhì)量很好的圖片。
如上所述，本發(fā)明第八實施例中的超聲波診斷裝置是這樣設(shè)計的根據(jù)發(fā)送焦點位置改變探頭開口的大小以及類似東西。這樣就可以在整個發(fā)送焦點深度范圍得到最佳圖像。
<第九實施例>
本發(fā)明的第九實施例是這樣的超聲波診斷裝置，當(dāng)探頭開口兩端的接收信號去掉之后，增加剩下部分接收信號的放大因子。
圖9A和圖9B分別是本發(fā)明第九實施例的超聲波診斷裝置中表示使用交叉點開關(guān)相加接收信號方法的解釋圖以及表示加權(quán)的解釋圖。圖9A是表示接收信號相加方法的交叉點開關(guān)設(shè)置圖。圖9A中的符號含義與圖1相同。圖9B是表示開口位置和放大增益之間關(guān)系的圖。
下面將描述按照上述配置的本發(fā)明第九實施例中的超聲波診斷裝置的操作。在第一實施例解釋的交叉點開關(guān)設(shè)置中，探頭開口兩端存在不用的傳感器部件，會引起兩端靈敏度的下降。為了補(bǔ)償它，增加兩端信號的放大增益。因此，就能夠得到很好的波束形狀。
正如圖9B所示的開口位置和放大增益圖中所指出的，在探頭開口兩端，隨著不用傳感器部件的頻度增加，使增益升高，在所有傳感器部件都用的中心部分使放大增益較低。這樣，波束形狀就可以變得更清晰，藉此得到圖像質(zhì)量很好的圖片。
如上所述，本發(fā)明第九實施例的超聲波診斷裝置是這樣設(shè)計的當(dāng)探頭開口兩端的接收信號去掉之后，增加剩下部分接收信號的放大因子。這樣就能夠使接收信號波束形狀更精細(xì)。
<第十實施例>
本發(fā)明的第十實施例是這樣的超聲波診斷裝置，為了在發(fā)送的時候?qū)l(fā)送波束旁瓣的峰值位置和接收波束旁瓣的峰值位置分開，相鄰的兩個通道用同一個驅(qū)動電路驅(qū)動。
圖10A、圖10B和圖10C分別是本發(fā)明第十實施例的超聲波診斷裝置中表示發(fā)送和接收波束形狀的解釋圖以及發(fā)送電路主部分的框圖。圖10A是表示發(fā)送波束形狀的圖。圖10B是表示接收波束形狀的圖。圖10C是發(fā)送電路主部分的框圖。在圖10C中，發(fā)送脈沖發(fā)生器4是產(chǎn)生發(fā)送脈沖的單元。定時發(fā)生電路4-1是控制發(fā)送脈沖的產(chǎn)生時間的電路。脈沖驅(qū)動器4-2是將發(fā)送脈沖進(jìn)行功率放大并振動傳感器部件的電路。二極管4-3a和4-3b是回流保護(hù)器件，為傳感器部件提供驅(qū)動脈沖。該超聲波診斷裝置的其它基本配置與圖12所示的常規(guī)例子2相同。
下面將描述按照上述配置的本發(fā)明第十實施例中的超聲波診斷裝置的操作。正如日本公開的專利申請(JP-A，2000-152937)中所揭示的，已知一種使相鄰傳感器部件用同一發(fā)送脈沖發(fā)生器驅(qū)動的方法。在這種方法中，由于相鄰的兩個傳感器部件被一個發(fā)送脈沖發(fā)生器驅(qū)動，波束形狀如圖10A所示的圖表示。相反，在第一實施例解釋的交叉點開關(guān)設(shè)置中，波束形狀如圖10B所示的圖表示，而且旁瓣的位置是不同的。
這個事實可以用于減少接收信號中的旁瓣。在發(fā)送時，圖10C所示的電路用于一次驅(qū)動兩個傳感器部件。在接收時，第一實施例解釋的交叉點開關(guān)的連接方法用于處理接收信號。通過使發(fā)送和接收的旁瓣位置不同，作為發(fā)送和接收的總效果來說，可以得到旁瓣很少的很好的波束形狀。因此，在發(fā)送/接收電路中器件數(shù)減少的同時，可以得到圖像質(zhì)量很好的圖片。
如上所述，本發(fā)明第十實施例的超聲波診斷裝置是這樣設(shè)計的為了在發(fā)送的時候?qū)l(fā)送波束旁瓣的峰值位置和接收波束旁瓣的峰值位置分開，相鄰的兩個通道用同一個驅(qū)動電路驅(qū)動。這樣就能夠得到旁瓣很少的接收信號。
工業(yè)應(yīng)用從上述解釋中可以理解到，在本發(fā)明中，設(shè)計超聲波診斷裝置，使之包括多個排列成超聲波探頭的傳感器部件；多個驅(qū)動傳感器部件的發(fā)送驅(qū)動電路；將傳感器部件接收的信號延遲并相加的波束成形器；將傳感器部件接收的信號分布到波束成形器的多個輸入端子中任何一個的交叉點開關(guān)；以及設(shè)置交叉點開關(guān)的連接設(shè)置單元，使開關(guān)的連接能夠?qū)⒍鄠€傳感器部件的接收信號集中在超聲波探頭開口的中心附近并輸入到波束成形器的一個端子，并使開口兩端的至少一個傳感器部件不連接到波束成形器。這樣就能夠改善接收超聲波信號的延遲精度而且可以使波束形狀更清晰，因此能夠得到使超聲波圖像的圖像質(zhì)量改善的效果。
權(quán)利要求
1.一種超聲波診斷裝置包括多個排列成超聲波探頭的傳感器部件；多個驅(qū)動所述傳感器部件的發(fā)送驅(qū)動電路；將所述傳感器部件接收的信號延遲并相加的波束成形器；將所述傳感器部件接收的信號分布到所述波束成形器的多個輸入端子中任何一個的交叉點開關(guān)；以及設(shè)置所述交叉點開關(guān)的連接設(shè)置單元，使開關(guān)的連接能夠?qū)⑺龆鄠€傳感器部件的接收信號集中在所述超聲波探頭開口的中心附近并輸入到所述波束成形器的一個端子，并使所述開口兩端的至少一個傳感器部件不連接到所述波束成形器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的超聲波診斷裝置，其特征在于所述連接設(shè)置單元包括在所述傳感器部件和所述波束成形器之間存儲兩個或更多連接模式數(shù)據(jù)的單元；選擇顯示深度的單元；根據(jù)所選的顯示深度選擇一種所述的連接模式數(shù)據(jù)的單元；以及根據(jù)所選的連接模式數(shù)據(jù)設(shè)置所述交叉點開關(guān)的單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的超聲波診斷裝置，其特征在于所述連接設(shè)置單元包括在所述傳感器部件和所述波束成形器之間存儲兩個或更多連接模式數(shù)據(jù)的單元；選擇發(fā)送焦點位置的單元；根據(jù)所選的發(fā)送焦點位置選擇一種所述的連接模式數(shù)據(jù)的單元；以及根據(jù)所選的連接模式數(shù)據(jù)設(shè)置所述交叉點開關(guān)的單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的超聲波診斷裝置，其特征在于所述連接設(shè)置單元包括在所述傳感器部件和所述波束成形器之間存儲兩個或更多連接模式數(shù)據(jù)的單元；選擇顯示方式的單元；根據(jù)所選的顯示方式選擇一種所述的連接模式數(shù)據(jù)的單元；以及根據(jù)所選的連接模式數(shù)據(jù)設(shè)置所述交叉點開關(guān)的單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的超聲波診斷裝置，其特征在于所述連接設(shè)置單元包括在所述傳感器部件和所述波束成形器之間存儲兩個或更多連接模式數(shù)據(jù)的單元；選擇主/旁瓣優(yōu)先級的單元；根據(jù)所選的主/旁瓣優(yōu)先級選擇一種所述的連接模式數(shù)據(jù)的單元；以及根據(jù)所選的連接模式數(shù)據(jù)設(shè)置所述交叉點開關(guān)的單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的超聲波診斷裝置，包括當(dāng)切換發(fā)送焦點位置時在同一方向重復(fù)發(fā)送/接收多次的單元；以及提取并合成淺位置和深位置圖像的單元，其特征在于所述連接設(shè)置單元包括在所述傳感器部件和所述波束成形器之間存儲兩個或更多連接模式數(shù)據(jù)的單元；根據(jù)圖像提取序列是淺圖像提取序列還是深圖像提取序列選擇一種所述的連接模式數(shù)據(jù)的單元；以及根據(jù)所選的連接模式數(shù)據(jù)設(shè)置所述交叉點開關(guān)的單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的超聲波診斷裝置，包括選擇顯示深度的單元；以及根據(jù)所選的顯示深度改變所述開口大小的單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的超聲波診斷裝置，包括選擇發(fā)送焦點位置的單元；以及根據(jù)所選的所述發(fā)送焦點位置改變所述開口大小的單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的超聲波診斷裝置，包括使所述開口一端、與不連接到所述波束成形器的傳感器部件相鄰的傳感器部件的信號放大因子增加的單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的超聲波診斷裝置，包括在發(fā)送時候使用同一驅(qū)動電路驅(qū)動兩個相鄰?fù)ǖ赖膯卧?，目的是將發(fā)送波束中的旁瓣峰值位置與接收波束中的旁瓣峰值位置分開。
全文摘要
揭示了一種超聲波診斷裝置，可以減少接收電路的器件數(shù)量，同時得到很好的接收波束形狀。在這種超聲波診斷裝置中，排列了多個傳感器部件并用做超聲波探頭，而且這些傳感器部件是被多個發(fā)送驅(qū)動電路驅(qū)動的。傳感器部件接收的信號被分布到交叉點開關(guān)波束成形器的多個輸入端子中的任意一個上?？拷暡ㄌ筋^開口中心的三個傳感器部件的接收信號被加在一起并輸入到波束成形器的一個端子上。開口兩端的第二、四和六個傳感器部件不連接到波束成形器。傳感器部件接收的信號被波束成形器延遲相加?？梢愿倪M(jìn)延遲精度，而且可以使波束形狀更清晰，藉此改善超聲波圖像的圖像質(zhì)量。
文檔編號G10K11/00GK1646064SQ0380864
公開日2005年7月27日 申請日期2003年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月18日
發(fā)明者西垣森緒, 伊藤嘉彥, 鈴木隆夫 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社