[发明专利]超声波探头

说明书

本申请以2010年2月15日提出的日本专利申请No.2010-030688为基础，并且要求该申请的优先权，该申请的全文通过引用合并在此。

技术领域

本发明涉及与超声波诊断装置连接，在被检体中发送接收超声波的超声波探头，本发明尤其涉及通过切换而使用多个超声波振子，使多个超声波振子共用放大器和延迟电路的技术。

背景技术

在可进行3维扫描的超声波诊断装置中，需要使用2维(2D)阵列换能器(2Darray transducer)，使发送接收波束沿2个轴向偏转，或沿1个轴向的偏转方向和另一轴向使开口移动(在后面称为“开口移动”)。在2维阵列换能器中，由于振子需要2维排列，故振子的数量显著地增加，与以往的振子数量(在200以下)相比较，需要多一位的振子数量(在1000以上)。

此外，对于2D阵列振子，为了提供用于心脏等的扇形的图像，人们知道有通过使波束的方向从一个波束中心偏转而形成图像的方法。使该波束的方向偏转的方法在从肋骨之间等的狭窄间隙形成被检体的图像的情况下是有效的，但是，在腹部、体表脏器的图像的情况下，如果无法广泛地获得体表附近的视野，则具有难以对体表附近的病变进行检测的问题。

为此，期望不仅波束偏转，而且在开口移动的同时形成图像，提供长方形、梯形、平行四边形或扇子的扇面那样的形状的图像。为了通过该开口移动，在体表获得较宽的视野，期望增加振子的数量(在使波束的方向偏转的方法中，为36～128，在开口移动的方法中，为128～192)，针对以往的一维的阵列探头(array probe)，使用即使在主体信道为64CH的情况下，仍具有128以上的振子的探头。

这样，在超声波2D阵列探头(2D array probe)中，对应于振子数量的增加，向探头的连接电缆或装置的接收电路数量显著地增加，实用上的大小、重量、价格的实现成为课题的情况较多。由此，以抑制耗电量、电路规模为目的，存在采用在多个振子中共用与1个信道建立对应的放大电路、延迟电路的结构的情况。在专利文献1(日本特开平5-146444号公报)中，公开有采用在多个振子中共用与1个信道建立对应的放大电路、延迟电路的结构的超声波诊断装置的例子。

参照图4和图5，对在多个振子中共用放大电路、延迟电路的以往的超声波探头和超声波诊断装置的结构进行说明。图4为表示着眼于普通的超声波诊断装置的接收部分的结构的功能框图。另外，图5为用于说明通过切换多个超声波振子，超声波波束的开口移动的以往的超声波探头的接收电路部分的结构的图。

超声波探头1由发送电路10、超声波振子组11、放大电路12、延迟电路13和加法电路14构成。

发送电路10虽然在图中未示出，但是由时钟发生器、分频器、发送延迟电路和脉冲发生器构成。通过时钟发生器发生的时钟脉冲(clock pulse)通过分频器，下降到例如5KHz左右的速率脉冲(rate pulse)。通过发送延迟电路，将该速率脉冲提供给脉冲发生器(pulsar)，产生高频的电压脉冲，驱动超声波振子组11(使其机械振动)。由此，按照来自发送电路10的电信号，从超声波振子组11向被观测体照射超声波波束。

超声波振子组11按照呈例如N×M的阵列状排列的方式构成，相对被观测体(例如心脏)，发送接收超声波。从构成超声波振子组11的各超声波振子(在之后称为“各振子”)发送的超声波束在被观测体内的构造物的边界等的音响阻抗的不同的界面，对应于该被观测体内的结构、移动等而反射。

为了良好地传送通过超声波振子组11的各振子接收的微弱的超声波回波(echo)信号，放大电路12进行低噪声放大或缓冲(buffering)等的处理。参照图5，对放大电路12的结构进行说明。如图5所示的那样，放大电路12由前置放大器121、切换部122和可变放大器123构成。

切换部122通过来自控制部(图中未示出)的控制，对应于开口移动，切换输出来自输入到前置放大器121中的构成超声波振子组11的各振子的信号。在切换多个超声波振子，进行开口移动的超声波探头(ultrasound probe)的情况下，通过切换部122的每个扫描线的切换控制，来自各振子的信号经由延迟电路13和加法电路14，针对各扫描线选择元件，发送给超声波诊断装置主体接收部2。由此，多个振子可共用前置放大器121、可变放大器123和延迟电路13(关于前置放大器121、可变放大器123和延迟电路13、加法电路14，将在后面进行描述)。