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)明涉及具有排列振子、掃描被檢查體的超聲波診斷裝置。
背景技術(shù)：
過去的超聲波診斷裝置，如圖8所示，由以下各部分構(gòu)成排列有傳感器101的二維陣列102、列方向延遲加法電路103～106和行方向延遲加法電路107、108。列方向延遲加法電路103～106對由二維陣列102的列方向的傳感器101檢測出的信號進(jìn)行延遲加法運(yùn)算。行方向延遲加法電路107、108對在列方向延遲加法電路103～106中進(jìn)行了延遲加法運(yùn)算的信號群進(jìn)行延遲加法運(yùn)算。這樣，用較少的電路規(guī)模來實(shí)現(xiàn)行方向和列方向的并列接收(參見專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1日本特開2000-254120號公報(bào)(第3頁，圖1)。
過去的超聲波診斷裝置有并列接收的相對靈敏度隨著發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角不均勻的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決過去的問題，提供一種超聲波診斷裝置，不管超聲波的發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角，能夠均勻地保持并列接收的相對靈敏度。
本發(fā)明的超聲波診斷裝置具有具有排列振子，排列有向被檢測體發(fā)送超聲波并接收其反射波的多個振子；延遲加法運(yùn)算部，通過對由上述排列振子得到的接收信號進(jìn)行延遲加法運(yùn)算，從而進(jìn)行并列接收；以及偏轉(zhuǎn)角控制部，根據(jù)上述延遲加法運(yùn)算部進(jìn)行的延遲加法運(yùn)算的設(shè)定來控制接收的偏轉(zhuǎn)角；其特征在于，隨著從上述排列振子發(fā)送的發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角增大，上述偏轉(zhuǎn)角控制部使并列接收中的多個接收的定向方向相互之間所成的角度減小。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠減小由發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角引起的并列接收的相對靈敏度的不均勻性。
并且，也可以是如下的結(jié)構(gòu)具有校正部，對并列接收中的多個接收信號進(jìn)行改變靈敏度校正量的控制，以便補(bǔ)償由上述發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角增大而引起的收發(fā)的相對靈敏度的下降。
再者，也可以是如下的結(jié)構(gòu)對發(fā)送波束的定向方向和并列接收的接收的定向方向所成的角度相等的上述多個接收信號，上述校正部進(jìn)行使相對靈敏度相等的校正。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠很容易地進(jìn)行靈敏度校正。
并且，也可以是如下的結(jié)構(gòu)隨著上述發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角增大，上述偏轉(zhuǎn)角控制部使鄰接的發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角之差減小。
再者，也可以是如下的結(jié)構(gòu)上述多個振子至少二維排列，多個上述發(fā)送波束分別與投影面相交叉的點(diǎn)構(gòu)成二維的等間隔的網(wǎng)格點(diǎn)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在使用二維排列的多個振子的情況下，隨著發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角增大，相鄰的發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角的間隔減小，不管偏轉(zhuǎn)角能夠均勻地保持并列接收的相對靈敏度。
發(fā)明效果若采用本發(fā)明，則能夠提供一種不管超聲波發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角而均勻地保持并列接收的相對靈敏度的超聲波診斷裝置。


圖1是表示第1實(shí)施方式的超聲波診斷裝置的接收前端的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是表示第1實(shí)施方式的子陣列的結(jié)構(gòu)的圖；圖3是表示第1實(shí)施方式的與并列接收的相對靈敏度有關(guān)的方位角度依存性的圖；圖4A是表示第1實(shí)施方式的發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角為0°時的接收相對靈敏度的圖，圖4B是表示第1實(shí)施方式的發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角為30°時的接收的相對靈敏度的圖，圖5A是表示第1實(shí)施方式的并列接收的定向方向所成的角度的圖，圖5B是表示第1實(shí)施方式的發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角的差的圖；圖6A是表示從第2實(shí)施方式的排列振子中發(fā)送的超聲波束的側(cè)視圖，圖6B是表示第2實(shí)施方式的超聲波束的俯視圖；圖7是表示第3實(shí)施方式的超聲波診斷裝置的發(fā)送波束和并列接收的受光靈敏度中心的圖；圖8是表示過去的超聲波診斷裝置的接收前端的結(jié)構(gòu)的方框圖。
符號說明1 排列振子2 子陣列(SA)3 組內(nèi)處理器(IP)4～7 第1方向延遲加法電路8～9 第2方向延遲加法電路10～13校正電路14偏轉(zhuǎn)角控制電路101 傳感器102 二維陣列103～106 列方向延遲加法電路107、108 行方向延遲加法電路具體實(shí)施方式
以下參照附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式的超聲波診斷裝置。
(第1實(shí)施方式)圖1是表示第1實(shí)施方式的超聲波診斷裝置的接收前端的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。排列振子1把多個子陣列(SA)2在第1方向和第2方向上排列而構(gòu)成。在圖1中，構(gòu)成子陣列(SA)2和下述的組內(nèi)的處理器(IP)3的元件分別連接。第i個子陣列(SA)2i的輸出，供給組內(nèi)處理器(IP)3i。
組內(nèi)處理器(IP)3的輸出，供給第1方向延遲加法電路4～7(第1方向延遲加法運(yùn)算部)內(nèi)。第1方向延遲加法電路4的多個并列接收輸出，供給第2方向延遲加法電路8、9(第2方向延遲加法運(yùn)算部)內(nèi)。同樣，第1方向延遲加法電路5～7的多個輸出，供給第2方向延遲加法電路8、9。偏轉(zhuǎn)角控制電路14(偏轉(zhuǎn)角控制部)具有對并列接收的偏轉(zhuǎn)角進(jìn)行校正的軟件，決定由第1方向延遲加法電路4～7和第2方向延遲加法電路8、9進(jìn)行延遲加法運(yùn)算的延遲加法運(yùn)算值。
第2方向延遲加法電路8的多個并列接收輸出S(1、1)和S(1、2)，供給校正電路10和校正電路11。第2方向延遲加法電路9的多個并列接收輸出S(2、1)和S(2、2)，供給校正電路12和校正電路13。校正電路10～13(校正部)，根據(jù)供給的并列接收靈敏度校正信號，對并列接收輸出進(jìn)行靈敏度校正。校正電路10～13的輸出成為二維延遲加法運(yùn)算輸出。
圖2是表示子陣列(SA)2的結(jié)構(gòu)的圖。子陣列(SA)2由發(fā)送用的振子(X)和接收用的振子(R)構(gòu)成，各個振子排列在行方向和列方向上。行方向與第1方向一致，列方向與第2方向一致。
圖3是表示與并列接收的相對靈敏度有關(guān)的方位角度依存性的一例的圖。圖3的曲線21、22、23表示相對于發(fā)送波束對分別不同的接收的定向方向的收發(fā)的相對靈敏度。曲線21表示發(fā)送和接收的定向方向一致的情況。曲線22表示發(fā)送和接收的定向方向由于并列接收而偏移1°，從而收發(fā)的定向方向偏移0.5°的情況；曲線23表示接收的定向方向由于并列接收而偏移2°，從而收發(fā)的定向方向偏移1°的情況。也就是說，曲線22、23表示發(fā)送和接收的定向方向不一致的情況。并且，當(dāng)發(fā)送和接收的定向方向的差增大時，相對靈敏度下降。
圖4A是表示發(fā)送波束偏轉(zhuǎn)角為0°時的相對靈敏度的一例的圖，圖4B是表示發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角為30°時的靈敏度的一例的圖。圖5A是表示并列接收的定向方向所成的角度的圖，圖5B是表示發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角的差的圖。T(m)表示沒有偏轉(zhuǎn)的情況下的發(fā)送波束的定向方向；L1(m)～L4(m)表示與發(fā)送波束的定向方向T(m)相對應(yīng)的并列接收的定向方向。T(n)是偏轉(zhuǎn)的情況下的發(fā)送波束的定向方向，L1(n)～L4(n)是與T(n)相對應(yīng)的并列接收的定向方向。
關(guān)于以上那樣構(gòu)成的超聲波診斷裝置的接收前端，用圖1～圖5B來說明其工作。
首先，從子陣列(SA)2的發(fā)送用的振子(X)向關(guān)心區(qū)域發(fā)送超聲波脈沖。來自子陣列(SA)2的接收用振子(R)的接收信號，在組內(nèi)處理器(IP)3中被調(diào)相。與排列在第1方向上的子陣排列(SA)2相對應(yīng)的組內(nèi)處理器(IP)3的輸出，集中輸入到第1方向延遲加法電路4～7。
第1方向延遲加法電路4～7輸出指向關(guān)心區(qū)域的方向、且在第1方向有多個定向方向的并列接收信號的并列接收信號。第2方向延遲加法電路8、9產(chǎn)生接收延遲時間，以便在第2方向按每個微小角度改變定向方向，對第1方向延遲加法電路4～7輸出的并列接收信號進(jìn)行延遲時間的校正，輸出并列接收信號。從第2方向延遲加法電路8、9輸出的并列接收信號的輸出在校正電路10～13中校正其信號強(qiáng)度。如圖3所示，在并列接收中，收發(fā)的相對靈敏度由于發(fā)送波束的定向方向和接收的定向方向的差而較大地變化。因此，在根據(jù)發(fā)送的偏轉(zhuǎn)角改變發(fā)送和接收的定向方向的差的情況下，在校正電路10～13中需要校正相對靈敏度的變化。
如圖4A所示，在發(fā)送的定向方向的偏轉(zhuǎn)角為0°的情況下，相對靈敏度的峰值和旁波瓣(side lobe)的差，即動態(tài)范圍為70dB左右。另一方面，如圖4(B)所示，在發(fā)送的定向方向的偏轉(zhuǎn)角為30°的情況下，相對靈敏度的動態(tài)范圍為66dB左右。
因此，通過使偏轉(zhuǎn)角為30°時的并列接收中的發(fā)送和接收的定向方向的差比0°時的差小，如圖3所示地能夠提高收發(fā)的相對靈敏度，減少并列接收中的主波瓣的相對靈敏度的降低，減少動態(tài)范圍的劣化。所以，能夠減小發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角為0°時和30°時的各相對靈敏度的動態(tài)范圍的差。
在圖5A中，角度Φ表示與發(fā)送波束的定向方向T相對應(yīng)的并列接收的多個定向方向L1～L4所成的角度。與偏轉(zhuǎn)角為0°時的發(fā)送波束定向方向T(m)相對應(yīng)的角度Φ(m)，比與偏轉(zhuǎn)時的發(fā)送波束的定向方向T(n)相對應(yīng)的角度Φ(n)大。因此，如圖5B所示，發(fā)送的偏轉(zhuǎn)角小時的發(fā)送波束的定向方向T(m)和T(m+1)所成的角度Δθ(m)，設(shè)定為比發(fā)送的偏轉(zhuǎn)角大時的發(fā)送波束的定向方向T(n)和T(n+1)所成的角度Δθ(n)大。
在這種本實(shí)施方式的超聲波診斷裝置的接收前端，能夠利用偏轉(zhuǎn)角控制電路14來進(jìn)行控制，使得隨著發(fā)送的偏轉(zhuǎn)角增大而減小并列接收中的多個接收的定向方向所成的角度。并且，利用校正電路10～13來校正由于并列接收中的接收的定向方向所成的角度不同而造成的收發(fā)的相對靈敏度的差，得到相對靈敏度均勻的圖像。
再者，隨著發(fā)送的偏轉(zhuǎn)角的增大而減小多個并列接收中的定向方向所成的角度，這樣能夠消除與鄰接的發(fā)送相對應(yīng)的接收的定向方向的間隔擴(kuò)大的問題。
而且，作為校正并列接收的偏轉(zhuǎn)角的方法有(1)通過運(yùn)算來求校正值的方法，(2)在校正用的數(shù)據(jù)表中保存校正值，選擇適當(dāng)?shù)男Ｕ档姆椒ǎ?3)使用(1)和(2)的組合的方法等。再者，除了在偏轉(zhuǎn)角控制電路14中采用這些方法以外，也可以在第1方向延遲加法電路4～7、第2方向延遲加法電路8、9中分別采用這些方法。
(第2實(shí)施方式)圖6A、圖6B表示第2實(shí)施方式的超聲波診斷裝置的發(fā)送波束的間隔。而且，在圖6中，對于與第1實(shí)施方式中參照的圖5B相同的結(jié)構(gòu)和功能的部分，標(biāo)注相同的符號或記號，省略說明。并且，圖6中未表示的其他結(jié)構(gòu)部分與圖1相同。
圖6A表示排列振子1的側(cè)視圖，投影面以圓標(biāo)記來表示與排列陣子1大致平行配置、發(fā)送波束和投影面相交叉的網(wǎng)格點(diǎn)P。圖6B是從上側(cè)觀看圖6A的圖。而且，也可以將投影面作為與掃描中心的波束相垂直的平面。
對于如上構(gòu)成的超聲波診斷裝置中的發(fā)送波束的間隔，用圖6說明其工作。
首先，在圖6B中，網(wǎng)格點(diǎn)P在第1方向以Δx，對第2方向以Δy的間隔二維配置。在圖6A中，發(fā)送的偏轉(zhuǎn)角小時的發(fā)送波束的定向方向T(k)和T(k+1)所成的角度Δθ(k)設(shè)定為，比發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角大時的發(fā)送波束的定向方向T(j)和T(j+1)所成的角度Δθ(j)大。并且，使與T(k)相對應(yīng)的并列接收的定向方向所成的角度比與T(j)相對應(yīng)的并列接收的定向方向所成的角度大。
如以上那樣，第2實(shí)施方式的超聲波診斷裝置，發(fā)送波束和投影面的交點(diǎn)、即網(wǎng)格點(diǎn)p，在第1方向以Δx，在第2方向以Δy以等間隔二維排列。因此，隨著發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角增大，使并列接收的定向方向所成的角度減小，能夠獲得相對靈敏度一樣的良好圖像。
(第3實(shí)施方式)圖7是表示第3實(shí)施方式的超聲波診斷裝置的發(fā)送波束中心和并列接收的受光靈敏度中心。而且，在圖7中，對于具有與第1實(shí)施方式中參照的圖1相同的結(jié)構(gòu)和功能的部分，標(biāo)注相同的符號或記號，省略說明。并且，圖7未示出的其他結(jié)構(gòu)要素與圖1相同。
在圖7中“□”標(biāo)記表示發(fā)送波束的中心，“○”標(biāo)記表示并列接收的接收靈敏度的中心。標(biāo)注了與并列接收的接收靈敏度的中心相對應(yīng)的并列接收信號的符號S(x、y)(1≤x≤4、1≤y≤4)。
以上那樣構(gòu)成的超聲波診斷裝置中的發(fā)送波束和并列接收波束，用圖7來說明其工作。
把并列接收信號劃分為三個組。在圖7中，第1組包括S(1、1)、S(1、4)、S(4、1)、S(4、4)，各個信號是在位于與發(fā)送波束中心相等的距離、發(fā)送波束的定向方向和并列接收的定向方向所成的角度相等的狀態(tài)下接收的接收信號。因此，在校正電路10～13中利用相等的并列接收靈敏度校正信號來進(jìn)行校正。
同樣，第2組包括S(2、2)、S(2、3)、S(3、2)、S(3、3)，各個信號是在位于與發(fā)送波束中心相等的距離、發(fā)送波束的定向方向和并列接收的定向方向的角度相等的狀態(tài)下接收的接收信號。因此，在校正電路10～13中利用相等的并列接收靈敏度校正信號來進(jìn)行校正。再者，第3組包括S(1、2)、S(1、3)、S(2、1)、S(2、4)、S(3、1)、S(3、4)、S(4、2)、S(4、3)，各個信號是在位于與發(fā)送波束中心相等的距離、發(fā)送波束的定向方向和并列接收的定向方向的角度相等的狀態(tài)下接收的接收信號。因此，在校正電路10～13中利用相等的并列接收靈敏度校正信號來進(jìn)行校正。
如以上那樣，若采用第3實(shí)施方式的超聲波診斷裝置的發(fā)送波束和并列接收波束，將16個并列接收信號S(x、y)劃分為3個組。這樣，能夠利用3種并列接收靈敏度校正信號來進(jìn)行靈敏度校正，所以容易控制。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的超聲波診斷裝置具有能夠獲得相對靈敏度一樣的圖像的效果，作為具有對被檢查體進(jìn)行掃描的排列振子的超聲波診斷裝置有用。
權(quán)利要求
1.一種超聲波診斷裝置，具有排列振子，排列有向被檢測體發(fā)送超聲波并接收其反射波的多個振子；延遲加法運(yùn)算部，通過對由上述排列振子得到的接收信號進(jìn)行延遲加法運(yùn)算，從而進(jìn)行并列接收；以及偏轉(zhuǎn)角控制部，根據(jù)上述延遲加法運(yùn)算部進(jìn)行的延遲加法運(yùn)算的設(shè)定來控制接收的偏轉(zhuǎn)角；其特征在于，隨著從上述排列振子發(fā)送的發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角增大，上述偏轉(zhuǎn)角控制部使并列接收中的多個接收的定向方向相互之間所成的角度減小。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，具有校正部，對并列接收中的多個接收信號進(jìn)行改變靈敏度校正量的控制，以便補(bǔ)償由上述發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角增大而引起的收發(fā)的相對靈敏度的下降。
3.如權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，對發(fā)送波束的定向方向和并列接收的接收的定向方向所成的角度相等的上述多個接收信號，上述校正部進(jìn)行使相對靈敏度相等的校正。
4.如權(quán)利要求1～3中的任一項(xiàng)所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，隨著上述發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角增大，上述偏轉(zhuǎn)角控制部使鄰接的發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角之差減小。
5.如權(quán)利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，上述多個振子至少二維排列，多個上述發(fā)送波束分別與投影面相交叉的點(diǎn)構(gòu)成二維的等間隔的網(wǎng)格點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明的超聲波診斷裝置，具有排列振子，排列有向被檢測體發(fā)送超聲波并接收其反射波的多個振子；延遲加法運(yùn)算部，通過對由上述排列振子得到的接收信號進(jìn)行延遲加法運(yùn)算，從而進(jìn)行并列接收；以及偏轉(zhuǎn)角控制部，根據(jù)上述延遲加法運(yùn)算部進(jìn)行的延遲加法運(yùn)算的設(shè)定來控制接收的偏轉(zhuǎn)角；其特征在于，隨著從上述排列振子發(fā)送的發(fā)送波束的偏轉(zhuǎn)角增大，上述偏轉(zhuǎn)角控制部使并列接收中的多個接收的定向方向相互之間所成的角度減小。
文檔編號G01S15/89GK1905839SQ20058000181
公開日2007年1月31日 申請日期2005年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月25日
發(fā)明者福喜多博 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社