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)明涉及具有多個顯示模式(例如B模式功能、彩色多普勒功能或者脈沖多普勒功能)的超聲波診斷裝置。
背景技術(shù)：
超聲波診斷裝置能夠非侵入性地且簡便地觀察被檢體內(nèi)部的構(gòu)造、血流動態(tài)等， 所以在醫(yī)用上廣泛被使用。超聲波診斷裝置大多具備多個顯示模式。例如，主要是用斷層像顯示生物體內(nèi)部的形態(tài)信息的B模式、用于得到血流信息的彩色多普勒(CDI、CFM)模式、脈沖多普勒(PWD) 模式。超聲波診斷裝置向生物體內(nèi)發(fā)送超聲波波束(脈沖波)并對通過探頭(probe)而接收到的反射回波信號進(jìn)行信號處理從而得到生物體信息。對于發(fā)送的脈沖波，按每個發(fā)送模式而脈沖寬度、波數(shù)、振幅等不同，使得在各顯示模式中能夠進(jìn)行最合適的接收處理。一般在B模式中，使用寬帶信號，即，1波到2波左右的短脈沖波的發(fā)送信號。其理由是因?yàn)锽模式被用于根據(jù)形態(tài)信息來診斷器官邊界以及有無腫瘤、息肉等的時候，所以分辨率方面優(yōu)異的寬帶信號比較合適。另一方面，在彩色多普勒模式、脈沖多普勒模式中使用窄帶的發(fā)送脈沖，即4波到8波左右的長脈沖波的發(fā)送信號。其理由是因?yàn)檫@些多普勒模式被用于對一個地方收發(fā)多個脈沖，并且根據(jù)各接收波的相位關(guān)系得到血流動態(tài)、血流譜的時候，所以特定頻帶的信號(窄帶信號)比較合適。對于各模式，為了使S/N比始終良好，只要提高發(fā)送電源電壓從而提高施加給壓電振動器的脈沖的振幅即可。但是，為了減輕超聲波能量對生物體的影響，對從超聲波探頭發(fā)出的發(fā)送信號的能量加以限制。發(fā)送信號的能量根據(jù)該信號的振幅以及振動數(shù)(頻率)而定。因此，對于使用長脈沖波的發(fā)送信號的彩色多普勒、脈沖多普勒模式，與B模式相比，需要降低發(fā)送電源電壓。作為該問題的對策，使電源電壓按每個掃描線變化，按每個發(fā)送模式控制脈沖振幅。為此，為了按掃描線變化，電源電壓需要非常高速地變化。例如在專利文獻(xiàn)1中公開了該技術(shù)。圖12表示已知的用于按每個發(fā)送模式控制脈沖振幅的發(fā)送單元。該發(fā)送單元具有與各發(fā)送模式對應(yīng)的2種發(fā)送電路，2個脈沖發(fā)生器51、53分別與被設(shè)定為不同的驅(qū)動電壓的2個驅(qū)動放大器5254連接。而且，通過按發(fā)送模式選擇性地切換驅(qū)動放大器52和驅(qū)動放大器M可以短時間內(nèi)進(jìn)行切換。在專利文獻(xiàn)1中說明了在B模式和連續(xù)波多普勒模式下的使用，但是對于B模式和彩色多普勒模式、B模式和脈沖多普勒模式也是同樣的?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 JP特開昭63-M0843號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題圖12所示的發(fā)送單元需要分別針對超聲波探頭的各發(fā)送通道單獨(dú)地設(shè)置。在近年來的超聲波診斷裝置中搭載了從64通道起許多是數(shù)百通道的發(fā)送電路。若對各通道搭載一個發(fā)送單元，則需要2種發(fā)送電路。與單一電源的情況相比，因?yàn)樾枰?倍的發(fā)送電路， 所以存在整體規(guī)模顯著增加的問題。進(jìn)而，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定2種發(fā)送電源電壓，組合各模式的不同電壓來動作，這使得超聲波聲功率的測量以及由它們導(dǎo)出的Ispta、MI、TI參數(shù)的計(jì)算變得復(fù)雜。因此，用于確保聲安全性的發(fā)送電源電壓的設(shè)定變得非常煩雜，結(jié)果導(dǎo)致開發(fā)期間的增大。近年來的超聲波診斷裝置，與其便利性相互結(jié)合，小型、輕量化以及低價格化急速發(fā)展。在小型、輕量機(jī)中一般也搭載彩色多普勒顯示模式，發(fā)送單元電路的規(guī)模的增大成為妨礙進(jìn)步的主要原因。此外若開發(fā)期間增大則開發(fā)費(fèi)用增加，而且導(dǎo)致由于商品向市場的投入時期延遲而引起的機(jī)會喪失，所以結(jié)果難以提供廉價的超聲波診斷裝置。本發(fā)明鑒于上述問題而作，其目的是提供一種能夠顯示分別適于B模式和多普勒模式的圖像的小型、低成本的超聲波診斷裝置。用于解決問題的方案本發(fā)明的超聲波診斷裝置是具有多個顯示模式的超聲波診斷裝置，包括探頭，其發(fā)送超聲波波束，并且接收所述超聲波波束在生物體的組織出反射的反射波；脈沖發(fā)生器， 其生成與發(fā)送模式對應(yīng)的脈沖波；發(fā)送電路，其具有放大率不按每個發(fā)送模式變化而按每個顯示模式變化的驅(qū)動放大器；低通濾波器，其對反射波進(jìn)行濾波；和信號處理電路，其至少具有B模式信號處理電路和彩色多普勒或者脈沖多普勒信號處理電路，其中，所述低通濾波器具有至少截止頻率根據(jù)所選擇的顯示模式發(fā)生變化的濾波器特性。所述低通濾波器的濾波器特性，在所述超聲波波束的輸出振幅大于閾值時切換為第1低通特性，在所述超聲波波束的輸出振幅在閾值以下時切換為第2低通特性，所述第2 低通特性的截止頻率可以被設(shè)定為低于所述第1低通特性的截止頻率。所述第2低通濾波器的濾波器特性被設(shè)定為截止所述探頭能夠接收的所述反射波的頻帶中的高頻側(cè)的一部分。所述低通濾波器的濾波器特性，在所述超聲波波束的輸出振幅大于閾值時切換為第1低通特性，在所述超聲波波束的輸出振幅在閾值以下時切換為第2低通特性，所述第2 低通特性的通過頻帶的增益可以被設(shè)定為比所述第1低通特性的通過頻帶的增益大。發(fā)明效果本發(fā)明的超聲波診斷裝置根據(jù)從多個顯示模式中選擇的顯示模式來發(fā)送振幅不同的超聲波波束。而且，接收在生物體的組織處反射的超聲波波束，利用低通濾波器進(jìn)行處理。低通濾波器具有其通過頻帶的增益以及截止頻率的至少一方根據(jù)所選擇的顯示模式發(fā)生變化的濾波器特性。據(jù)此，能夠進(jìn)行與發(fā)送輸出振幅對應(yīng)的接收頻帶限制，所以能夠小型、低成本地提供一種能夠在單一 B模式下顯示分辨率優(yōu)異的寬帶、高頻的B圖像，在彩色多普勒顯示模式下顯示S/N優(yōu)異的B圖像的超聲波診斷裝置。


圖1表示本發(fā)明的實(shí)施方式的超聲波診斷裝置100的外觀。圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式的超聲波診斷裝置100的框圖。圖3是表示1通道的發(fā)送電路1的詳細(xì)的硬件結(jié)構(gòu)的圖。圖4是表示接收電路3的結(jié)構(gòu)的圖。圖5是表示低通濾波器4的硬件結(jié)構(gòu)的圖。圖6是表示從驅(qū)動放大器22輸出的發(fā)送脈沖的圖。圖7是表示反射回波信號的頻率分布33的圖。圖8是表示單一 B模式時的低通濾波器4的濾波器特性32的圖。圖9的(a)是表示彩色多普勒顯示模式時的B模式脈沖的波形的圖，(b)是表示彩色多普勒顯示模式時的彩色多普勒脈沖的波形的圖。圖10是表示彩色多普勒脈沖的反射回波信號的頻率分布35的圖。圖11是表示彩色多普勒顯示模式時的低通濾波器4的濾波器特性34的圖。圖12是表示現(xiàn)有的用于按每個發(fā)送模式控制脈沖振幅的發(fā)送單元的圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖來說明本發(fā)明的超聲波診斷裝置的實(shí)施方式。圖1表示本實(shí)施方式的超聲波診斷裝置100的外觀。超聲波診斷裝置100使用超聲波探頭2在監(jiān)視器6顯示體內(nèi)組織的斷層像等。超聲波診斷裝置100具有多個顯示模式， 例如B模式圖像的顯示功能(B模式功能)、彩色多普勒功能或者脈沖多普勒功能。這些顯示模式通過操作者操作設(shè)置在超聲波診斷裝置100上的各種按鈕，例如操作面板的按鈕111來選擇。圖2是本實(shí)施方式的超聲波診斷裝置100的框圖。超聲波診斷裝置100包括發(fā)送電路1、超聲波探頭(probe)2、接收電路3、低通濾波器4、信號處理電路5和監(jiān)視器6。另外，省略了圖1所示的操作面板的按鈕111的圖示。發(fā)送電路1驅(qū)動超聲波探頭2，使其發(fā)送超聲波波束。具體而言，發(fā)送電路1對超聲波探頭2施加與發(fā)送電壓相當(dāng)?shù)恼穹母邏好}沖波。圖3表示1通道的發(fā)送電路1的詳細(xì)的硬件結(jié)構(gòu)。發(fā)送電路1由多個通道(64通道(ch)到數(shù)百通道)構(gòu)成，但在圖3中僅示出了與其中的1通道相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。需留意實(shí)際上圖3的發(fā)送電路存在與通道數(shù)對應(yīng)的個數(shù)。 例如若是U8ch發(fā)送波束成形系統(tǒng)，則并列地配置1 個同樣的結(jié)構(gòu)。發(fā)送電路1具有脈沖發(fā)生器21、驅(qū)動放大器22和電容器Cl。脈沖發(fā)生器21將低壓的觸發(fā)脈沖輸出給驅(qū)動放大器22。此時，在并列配置的多個通道的脈沖發(fā)生器21中分別設(shè)定適當(dāng)?shù)难舆t時間，輸出各觸發(fā)脈沖。據(jù)此，能夠以位于目標(biāo)的深度以及方向的生物體的組織為目標(biāo)發(fā)送超聲波波束。而且，在本實(shí)施方式中，脈沖發(fā)生器21根據(jù)所選擇的顯示模式，發(fā)生按每個聲掃描線而不同的脈沖波形。例如，在選擇B模式功能時，脈沖發(fā)生器21發(fā)生1波的脈沖。此外，在選擇彩色多普勒功能時，在短時間內(nèi)切換B模式發(fā)送和彩色多普勒發(fā)送從而進(jìn)行發(fā)送，但此時脈沖發(fā)生器21在B模式發(fā)送時發(fā)生1波的脈沖，在彩色多普勒發(fā)送時發(fā)生4波的脈沖。驅(qū)動放大器22將脈沖發(fā)生器21的輸出放大到驅(qū)動電壓Vx后輸出。驅(qū)動電壓Vx根據(jù)顯示模式被設(shè)定為適當(dāng)?shù)碾妷?。即，在選擇B模式功能時、選擇彩色流模式功能時等， 驅(qū)動放大器22使放大的大小發(fā)生變化。其結(jié)果，輸出的脈沖的振幅不同。對驅(qū)動電壓Vx 并聯(lián)地連接用于電壓穩(wěn)定化的電容器Cl。驅(qū)動放大器22的輸出連接于超聲波探頭2對應(yīng)的各振動器。需注意與圖12所示的發(fā)送單元相比，圖3所示的脈沖發(fā)生器21、驅(qū)動放大器22以及驅(qū)動用電源電壓僅搭載一個，而不是針對各通道而搭載多個。超聲波探頭2對由發(fā)送電路1提供的高壓脈沖波進(jìn)行電聲變換，作為超聲波波束發(fā)送到被檢體內(nèi)，并且接收來自被檢體內(nèi)的生物體組織的反射回波信號，變換為電信號發(fā)送給接收電路3。圖4表示接收電路3的結(jié)構(gòu)。接收電路3利用接收到的反射回波信號(超聲波回波信號)，具有進(jìn)行接收調(diào)焦 (reception focusing)的功能。具體而言，接收電路3具有每通道的前置放大器(例如前置放大器31)、每通道的AD轉(zhuǎn)換器(例如AD轉(zhuǎn)換器3 、和接收波束成形器33。前置放大器31對微弱的超聲波回波信號進(jìn)行放大。AD轉(zhuǎn)換器32將放大后的超聲波回波信號(模擬信號)變換為數(shù)字信號。接收波束成形器33通過將各通道的超聲波回波信號(數(shù)字信號)進(jìn)行延遲相加從而將多個通道的信號匯總為一個信號之后輸出。以下，將該輸出信號記作“接收回波信號”。另外，接收回波信號是數(shù)字信號。接收電路3的輸出被送至低通濾波器4。低通濾波器4具有截止被延遲合成的接收回波信號的高域成分的特性。該特性可以通過改變?yōu)V波器乘法系數(shù)來按每個顯示模式來發(fā)生變更。圖5表示低通濾波器4的硬件結(jié)構(gòu)。低通濾波器4例如是FIR數(shù)字濾波器。低通濾波器4具有多個延遲元件dl d(n-l)、多個乘法器mulO mul (n-1)、和多個加法器si s (n-1)另外，在圖5中還示出了存儲器M以及開關(guān)SW，但是這些是為了后面的說明而示出的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，存儲器M以及開關(guān)SW沒有包含在低通濾波器4 的結(jié)構(gòu)中，而是被設(shè)置為超聲波診斷裝置100的構(gòu)成要素的一部分。各延遲元件dl d(n-l)在1采樣的期間保持接收回波信號。各乘法器mulO mul (n-1)將各接收回波信號(包括各延遲元件中所保持的接收回波信號)和分別設(shè)定的濾波器系數(shù)bOx b (η-1) χ相乘。各濾波器系數(shù)根據(jù)顯示模式而被切換。更具體地進(jìn)行說明。在超聲波診斷裝置 100的存儲器M中存儲了多個系數(shù)組A以及B。各系數(shù)組對應(yīng)于所選擇的顯示模式而定?，F(xiàn)在，設(shè)在超聲波診斷裝置100中能夠選擇B模式顯示和彩色多普勒顯示。此時，在B模式顯示時，通過開關(guān)SW選擇系數(shù)組A，應(yīng)用于乘法器群mul，在各乘法器mulO mul (n-1)的乘法處理中被利用。另一方面，在彩色多普勒顯示時，通過開關(guān)SW選擇系數(shù)組 B，應(yīng)用于乘法器mulO mul (n-1)的乘法處理。開關(guān)SW可以通過硬件來實(shí)現(xiàn)，也可以通過例如超聲波診斷裝置100的微型計(jì)算機(jī)(未圖示)讀出任一系數(shù)組來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)橄禂?shù)組A以及B的各濾波器系數(shù)不同，所以根據(jù)顯示模式切換濾波器系數(shù)時， 低通濾波器4的濾波器特性發(fā)生變化。對于怎樣發(fā)生變化的詳細(xì)說明，后面參照圖6 11 來詳細(xì)敘述。再次參照圖2。
低通濾波器4的輸出被送至信號處理電路5。信號處理電路5具有B模式信號處理電路fe、彩色多普勒信號處理電路恥和脈沖多普勒信號處理電路5c。B模式信號處理電路如進(jìn)行動態(tài)濾波器、檢波、日志(log)壓縮處理等的信號處理。彩色多普勒信號處理電路恥進(jìn)行數(shù)據(jù)的重排、MTI濾波、相關(guān)運(yùn)算等的信號處理。脈沖多普勒信號處理電路5c分別進(jìn)行基于FFT運(yùn)算的波譜計(jì)算等的信號處理。各信號處理電路fe 5c的運(yùn)算結(jié)果被送至監(jiān)視器6。監(jiān)視器6基于接收到的信號，顯示圖像。其結(jié)果，在監(jiān)視器6上，在B模式顯示時顯示體內(nèi)組織的斷層像，在彩色多普勒顯示時或者脈沖多普勒顯示時將與血流信息對應(yīng)的圖像與B模式斷層圖像重疊顯示。另外，B模式信號處理電路fe、彩色多普勒信號處理電路恥以及脈沖多普勒信號處理電路5c可以分別作為單獨(dú)的硬件電路來設(shè)置。或者，可以設(shè)置與各信號處理電路對應(yīng)的多個圖像處理程序和一個圖像處理芯片，通過圖像處理芯片選擇性執(zhí)行與顯示模式對應(yīng)的圖像處理程序來實(shí)現(xiàn)。以下，說明上述的超聲波診斷裝置100的動作。如背景技術(shù)中所述，大多超聲波診斷裝置具備多個顯示模式，作為動作狀態(tài)，復(fù)合進(jìn)行各模式的收發(fā)處理。首先，對僅進(jìn)行作為最基本的顯示模式的B模式圖像的顯示的動作模式(單一 B 模式)時的超聲波診斷裝置100的動作進(jìn)行說明。發(fā)送電路1內(nèi)的脈沖發(fā)生器21將脈沖長較短的(例如1波 2波左右)觸發(fā)脈沖發(fā)送到驅(qū)動放大器22。此時，對驅(qū)動放大器22的發(fā)送電源電壓Vx被設(shè)定為B模式用的發(fā)送電壓(VI)，該觸發(fā)脈沖的振幅被放大到發(fā)送電壓(Vl)并輸出。圖6表示從驅(qū)動放大器 22輸出的發(fā)送脈沖。若與后面的圖9的波形相比較，則該發(fā)送電壓(振幅)V1被設(shè)定得較大。下面，說明對這種發(fā)送脈沖的反射回波信號。例如圖7表示反射回波信號的頻率分布33。對于與圖6所示的脈沖接近的觸發(fā)脈沖的輸入，其反射回波信號具有比較寬的頻
市ο來自被檢體內(nèi)的反射回波被接收電路3處理后，輸入到低通濾波器4。圖8表示單一 B模式時的低通濾波器4的頻帶特性以及增益特性(以下，將這些一起記述為“濾波器特性”)32。在圖8中還一起示出了探頭2的可接收頻帶31、以及圖7 的反射回波信號的頻率分布33。單一 B模式時，低通濾波器4的頻帶特性如圖8所示，設(shè)定為具有足夠覆蓋探頭2的頻帶31的寬的通過頻帶。這種濾波器特性32通過例如作為圖5 的系數(shù)組A而規(guī)定的多個濾波器系數(shù)b00 b (n-1) 0來實(shí)現(xiàn)。下面，說明彩色多普勒顯示模式時的低通濾波器4的濾波器特性。所謂彩色多普勒顯示模式，是在短時間(數(shù)10 μ秒左右)交互地切換B模式發(fā)送循環(huán)和彩色多普勒發(fā)送循環(huán)，并且實(shí)時地顯示B模式信號處理圖像以及彩色多普勒信號處理圖像這兩者的復(fù)合掃描模式。在B模式發(fā)送循環(huán)中，超聲波診斷裝置100將B模式用發(fā)送脈沖發(fā)送到被檢體內(nèi)，用B模式信號處理電路fe處理被反射的回波信號并顯示。另一方面，在彩色多普勒發(fā)送循環(huán)中，超聲波診斷裝置100將彩色多普勒用發(fā)送脈沖發(fā)送到被檢體內(nèi)，用彩色多普勒信號處理電路恥處理被反射的回波信號并顯示。圖9(a)表示彩色多普勒顯示模式時的B模式脈沖的波形，圖9 (b)表示彩色多普勒顯示模式時的彩色多普勒脈沖的波形。如前所述，相對于B模式發(fā)送脈沖的脈沖數(shù)是1 2左右，彩色多普勒發(fā)送脈沖的脈沖數(shù)是4 8左右。而且，由于超聲波聲輸出的限制，彩色多普勒發(fā)送脈沖的發(fā)送電壓 (振幅)不能像單一 B模式時那樣變大。設(shè)此時的發(fā)送電壓為V2。電壓V2小于之前圖6 所示的單一 B模式時的脈沖的發(fā)送電壓(振幅)Vl (V2 < VI)。發(fā)送電路1內(nèi)的脈沖發(fā)生器21在短時間內(nèi)切換并發(fā)送脈沖長較短的B模式脈沖和脈沖長較長的彩色多普勒脈沖。供應(yīng)給驅(qū)動放大器22的發(fā)送電壓為了 B模式脈沖、彩色多普勒脈沖而設(shè)定為V2，來進(jìn)行超聲波的收發(fā)。在B模式脈沖發(fā)送時，從驅(qū)動放大器22發(fā)送圖9(a)所示那樣的振幅比較小的振幅V2的發(fā)送波。下面，說明針對這種發(fā)送脈沖的反射回波信號。例如圖10表示彩色多普勒脈沖的反射回波信號的頻率分布35。與圖7的頻率分布33相比可知，彩色多普勒脈沖的反射回波信號具有比較窄的頻帶。另外，彩色多普勒顯示模式時的B模式脈沖的頻率分布如圖7所
7J\ ο來自被檢體內(nèi)的反射回波被接收電路3處理后輸入到低通濾波器4，之后生成B模式圖像以及彩色多普勒圖像。與單一 B模式時的發(fā)送脈沖相比，彩色多普勒顯示模式時的B模式發(fā)送脈沖的振幅變小。因此，彩色多普勒顯示模式時的B模式圖像的增益低、S/N變差。為了防止該問題，如圖11所示地設(shè)定低通濾波器4的濾波器特性。圖11表示彩色多普勒顯示模式時的低通濾波器4的濾波器特性34。在圖11中還一起示出了探頭2的可接收頻帶31、以及圖10的反射回波信號的頻率分布35。彩色多普勒顯示模式時，設(shè)定為截止探頭2的頻帶中高頻側(cè)的一部分，并且使通過頻帶的增益上升。其理由是頻率越高， 超聲波衰減越大(例如衰減率是0.6dB/cm MHZ)，噪聲成分出現(xiàn)在高頻側(cè)。因?yàn)槊}沖電壓低，圖像暗，所以需要使增益上升，使圖像變亮。使通過頻帶的增益上升的量(補(bǔ)正量)大體是彌補(bǔ)發(fā)送電壓降低的量即可。例如， 在發(fā)送電壓變?yōu)?0%時，使接收增益上升到+3dB即可，此外在發(fā)送電壓變?yōu)?0%時，使接收增益上升到+6dB即可。另外，該具體的補(bǔ)正量的給予方法是一例。在實(shí)際的開發(fā)時，可以將補(bǔ)正量作為調(diào)整對象的參數(shù)來處理，開發(fā)者在圖像調(diào)整時邊看著圖像邊決定補(bǔ)正量。圖11的濾波器特性34由例如作為圖5的系數(shù)組B而規(guī)定的多個濾波器系數(shù) b01 b(n-l)l來實(shí)現(xiàn)。若設(shè)定為上述的濾波器特性，則可以認(rèn)為分辨率等比單一 B模式時的圖像的畫質(zhì)變差。但是，這不是大問題。在彩色多普勒顯示模式時，使用者關(guān)注血流的動態(tài)。因此，對同時顯示的B模式圖像的關(guān)心，尤其是對分辨率的關(guān)心比單一B模式時降低，所以對畫質(zhì)分辨率的要求降低。另一方面，可考慮在彩色多普勒顯示模式重疊的B模式圖像，與寬帶/高頻的畫質(zhì)相比，期望S/N高的畫質(zhì)。下面，說明圖8以及圖11的濾波器特性32以及34的相互的關(guān)系。首先，關(guān)于頻率特性，本實(shí)施方式所涉及的低通濾波器4，根據(jù)所選擇的顯示模式至少截止頻率發(fā)生變化。所謂“截止頻率”，是濾波器特性32以及34的增益(振幅特性) 開始下降的頻率。這里，選擇彩色多普勒模式時的低通濾波器4的截止頻率被設(shè)定為比選擇B模式時的截止頻率低。
此外，選擇彩色多普勒模式時的低通濾波器4的頻率特性被設(shè)定為，關(guān)于探頭2可以接收的反射回波信號的頻帶(可接收頻帶)，截止其高頻側(cè)的一部分(圖11)。與此相對， 選擇B模式時的低通濾波器4的頻率特性被設(shè)定為例如直接包括探頭2的可接收頻帶(圖 8)，但是也可以根據(jù)規(guī)格，刪除該可接收頻帶的一部分。下面，對于低通濾波器4的通過頻帶的增益進(jìn)行說明。選擇彩色多普勒模式時的低通濾波器4的通過頻帶的增益被設(shè)定為比選擇B模式時的通過頻帶的增益大。在本實(shí)施方式中說明了，在接收電路3和信號處理電路5之間設(shè)置低通濾波器4， 根據(jù)所選擇的顯示模式切換濾波器特性的例子。作為與該結(jié)構(gòu)將關(guān)聯(lián)的構(gòu)成例，存在在信號處理電路5設(shè)置濾波器的技術(shù)。例如，已知在B模式信號處理電路fe中設(shè)置動態(tài)濾波器的技術(shù)。所謂動態(tài)濾波器，是構(gòu)成為根據(jù)時間來切換濾波器，按每個顯示深度使頻率特性發(fā)生變化的濾波器。但是，這種動態(tài)濾波器與上述低通濾波器4的功能以及結(jié)構(gòu)完全不同。首先，所謂動態(tài)濾波器，是使B模式圖像的畫質(zhì)提高的技術(shù)，是僅對單一 B模式時的B模式圖像的畫質(zhì)產(chǎn)生影響的濾波器。該動態(tài)濾波器的特性具有如下特征考慮空間分辨率、對比度分辨率、S/N、各深度的畫質(zhì)平衡，以許多被檢體為對象，花費(fèi)時間來慎重地被調(diào)整。使用動態(tài)濾波器，在技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)與本發(fā)明的效果相近的效果。但是，因?yàn)樾枰缟鲜瞿菢舆M(jìn)行調(diào)整使得滿足各種條件，所以花費(fèi)非常長的時間。動態(tài)濾波器調(diào)整的必要工時進(jìn)一步增加，結(jié)果，工時變?yōu)槔?倍，這在開發(fā)上是不期望的。根據(jù)本實(shí)施方式，在信號輸入動態(tài)濾波器之前插入一個非動態(tài)(dynamic)的固定的濾波器，切換濾波器系數(shù)組。因?yàn)榭梢耘c動態(tài)濾波器獨(dú)立地設(shè)定濾波器特性，所以非常簡單。據(jù)此，可以使濾波器調(diào)整成為決定彩色流、多普勒模式時的截止特性那樣的簡單的調(diào)整，能夠大幅地縮短開發(fā)期間。此外，根據(jù)本實(shí)施方式的構(gòu)成，因?yàn)樵趩我?B模式時也能以其他系數(shù)動作，所以能夠帶來由動態(tài)濾波器特性不能完全彌補(bǔ)的追加特性。據(jù)此，能夠?qū)崿F(xiàn)僅由目前為止的動態(tài)濾波器不足的急劇的截止特性，此外能夠進(jìn)行是否使特定頻率的信號通過的控制、以及使其通過時的信號振幅的控制。該低通濾波器4的頻率截止特性，期望根據(jù)連接的探頭、發(fā)送頻率、以及診斷部位而適當(dāng)?shù)刈兏?。如以上那樣，根?jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的超聲波診斷裝置，能夠獲得通過各發(fā)送模式公共的發(fā)送電路、和截止頻帶特性與發(fā)送模式聯(lián)動地變化的低通濾波器，可以在單一 B 模式下顯示分辨率方面優(yōu)異的寬帶、高頻的B圖像，在彩色多普勒顯示模式下顯示S/N優(yōu)異的B圖像的超聲波診斷裝置。因?yàn)椴恍枰O(shè)置2個或2個以上的發(fā)送電路中的驅(qū)動放大器，濾波器本身小型，所以超聲波診斷裝置本身可以小型化。此外，相對于驅(qū)動放大器這樣的硬件的追加對成本增加以及耗電增加產(chǎn)生較大的影響，本發(fā)明可以通過已有的硬件(例如信號處理部幻或者追加輕微的電路要素來實(shí)現(xiàn)濾波器的追加。因此，可以低成本的制造以及利用。另外，示出了所述發(fā)送電路利用2值發(fā)送的1例，但是在使用了正脈沖、負(fù)脈沖的 3值發(fā)送的情況下也相同。此外，在本實(shí)施方式中作為復(fù)合模式的一例說明了彩色多普勒模式，但是在脈沖多普勒模式中僅將彩色多普勒信號處理變?yōu)槊}沖多普勒信號處理，其動作和效果也是相同的。此外，低通濾波器4在改變截止頻率的同時也進(jìn)行了接收增益的補(bǔ)正，但是也可以將接收回波信號的增益補(bǔ)正委托給其他信號處理電路(例如前置放大器)，而僅進(jìn)行截止頻率的變更。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明所涉及的超聲波診斷裝置在切換多個顯示模式來利用時，根據(jù)各顯示模式利用截止頻率不同的濾波器。因?yàn)橥ㄟ^進(jìn)行彩色流、多普勒模式時的截止特性(和/或) 這樣的簡單的調(diào)整就能夠調(diào)整濾波器特性，所以與以被檢體為對象花費(fèi)時間慎重地進(jìn)行調(diào)整的現(xiàn)有方法相比，能夠大幅地縮短開發(fā)期間。此外，因?yàn)橐膊恍枰疵總€發(fā)送通道設(shè)置多個驅(qū)動放大器等，所以能夠?qū)崿F(xiàn)小型化以及低成本化。符號說明1 發(fā)送電路2 超聲波探頭3 接收電路4 低通濾波器5 信號處理電路5a B模式信號處理電路5b 彩色多普勒信號處理電路5c 脈沖多普勒信號處理電路6 監(jiān)視器21 脈沖發(fā)生器22 驅(qū)動放大器Vx 發(fā)送電壓Cl 電容器31 探頭的頻帶32 單一 B模式時的低通濾波器的截止特性33 彩色多普勒顯示模式時的低通濾波器的截止特性51、53 脈沖發(fā)生器52、54 驅(qū)動放大器VA, VB 發(fā)送電壓CA, CB 電容器55 切換開關(guān)
權(quán)利要求
1.一種超聲波診斷裝置，其具有多個顯示模式，所述超聲波診斷裝置包括探頭，其發(fā)送超聲波波束，并且接收所述超聲波波束在生物體的組織處反射的反射波；脈沖發(fā)生器，其生成與發(fā)送模式對應(yīng)的脈沖波；發(fā)送電路，其具有放大率不按每個發(fā)送模式變化而按每個顯示模式變化的驅(qū)動放大器；低通濾波器，其對反射波進(jìn)行濾波；和信號處理電路，其至少具有B模式信號處理電路和彩色多普勒或者脈沖多普勒信號處理電路，所述低通濾波器具有至少截止頻率根據(jù)所選擇的顯示模式發(fā)生變化的濾波器特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其中， 所述低通濾波器的濾波器特性，在所述超聲波波束的輸出振幅大于閾值時切換為第1低通特性， 在所述超聲波波束的輸出振幅在閾值以下時切換為第2低通特性， 所述第2低通特性的截止頻率被設(shè)定為低于所述第1低通特性的截止頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其中，所述第2低通濾波器的濾波器特性被設(shè)定為截止所述探頭能夠接收的所述反射波的頻帶中的高頻側(cè)的一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其中， 所述低通濾波器的濾波器特性，在所述超聲波波束的輸出振幅大于閾值時切換為第1低通特性，在所述超聲波波束的輸出振幅在閾值以下時切換為第2低通特性，所述第2低通特性的通過頻帶的增益比所述第1低通特性的通過頻帶的增益大。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波診斷裝置，其中， 所述低通濾波器的濾波器特性，在所述超聲波波束的輸出振幅大于閾值時切換為第1低通特性，在所述超聲波波束的輸出振幅在閾值以下時切換為第2低通特性，所述第2低通特性的通過頻帶的增益比所述第1低通特性的通過頻帶的增益大。
全文摘要
提供一種沒有對各發(fā)送通道設(shè)置發(fā)送電壓不同的多個驅(qū)動放大器、在B模式和彩色多普勒模式下都能夠顯示最合適的圖像的小型、低成本的超聲波診斷裝置。超聲波診斷裝置具有多個顯示模式。具備發(fā)送超聲波波束并且接收超聲波波束在生物體的組織處反射的反射波的探頭；對反射波進(jìn)行濾波的低通濾波器；和對濾波后的反射波進(jìn)行與所選擇的顯示模式對應(yīng)的圖像處理的圖像處理部。探頭發(fā)送具有與選擇的顯示模式對應(yīng)的振幅的超聲波波束。低通濾波器具有至少截止頻率根據(jù)所選擇的顯示模式而變化的濾波器特性。
文檔編號A61B8/06GK102469985SQ201080031610
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者伊藤嘉彥 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社