專利名稱：超聲波圖像取得裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在超聲波探測器中具備超聲波信號的發(fā)送電路和接收電 路的超聲波圖像取得裝置。更詳細(xì)地說，涉及具備超聲波信號的發(fā)送電 路和接收電路的試驗用電路的超聲波圖像取得裝置。
背景技術(shù)：
在對被檢體送出超聲波束、接收反射后的超聲波回波(echo)以生 成超聲波斷層像的超聲波圖像取得裝置中，以往使用了將長方形的壓電 元件排列成陣列(array)狀的一維陣列探測器。但是，在由一維陣列探測器進(jìn)行的電子掃描中，雖可進(jìn)行壓電元件 排列方向的面內(nèi)的電子聚焦(focus)或超聲波束的掃描，但在與排列方 向正交的方向(即上述超聲波掃描面的法線方向)上，只能進(jìn)行僅由聲 透鏡進(jìn)行的聚焦，聚焦點的變更被限于狹窄的范圍內(nèi)。因此，對于二維 平面的各種各樣的點進(jìn)行聚焦是困難的。此外，由于陣列元件的排列成 一維排列，故只能以二維的方式掃描超聲波束。因此，近年來為了實現(xiàn)全方位的聚焦及高速的三維掃描以使把握生 物體內(nèi)的構(gòu)造變得容易，而提出了能夠以二維的方式排列超聲波振子、 分別對于超聲波振子排列的2個方向進(jìn)行延遲控制的二維陣列探測器。 (例如，參照特開2005-319199號公報)。而且，已經(jīng)使用了這樣的二維陣列探測器進(jìn)行三維掃描(scan)、并 顯示了立體的圖像。此外，在二維陣列探測器中，例如在32x32結(jié)構(gòu)的情況下，需要振 子的數(shù)量為1024個。在具有這樣多的數(shù)量的振子的二維陣列探測器中， 需要用全部的振子進(jìn)行超聲波的發(fā)送接收。在該情況下，在與被檢體接 觸的探頭(probe head)部中內(nèi)置了 1024個振子，若按原樣將其連接到超聲波圖像取得裝置上，則必須有大于等于1000條的電纜(cable)。這 樣的超聲波探測器為不實用的結(jié)構(gòu)。此外，在二維陣列探測器中，由于振子的形狀比以前的一維陣列探 測器小，故振子阻抗(impedance )增大了。由此，在二維陣列探測器中， 接收回波的性能惡化增大。因此，導(dǎo)致用于圖像形成的信息量的下降， 難以進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑\斷。因此，以往在二維陣列探測器中為了高效地供給發(fā)送用脈沖，并且 盡可能抑制接收回波的性能惡化，提出了包含圖1中表示的那樣結(jié)構(gòu)的 探頭的超聲波圖像取得裝置。圖1是以往的包含二維陣列探測器的超聲 波圖#^得裝置的結(jié)構(gòu)的圖。在這樣的超聲波圖#^得裝置中，如圖1 所示，在探頭110內(nèi)內(nèi)置了向探頭110中的振子111附近供給發(fā)送脈 沖的脈沖發(fā)生器組112、進(jìn)行脈沖發(fā)生器組112的控制的發(fā)送控制部113、 對接收回波進(jìn)行放大處理的接收電子電路組114、進(jìn)行接收電子電路組受從脈沖發(fā)生器組112輸出的高電壓的脈沖的影響的高壓阻止電路U6。 在此，脈沖發(fā)生器組112是多個脈沖發(fā)生器的集合，以下說明1個脈沖 發(fā)生器時，僅稱為脈沖發(fā)生器112。此外，以下將集合多個振子lll的組 稱為振子組lll。探測器控制電路122從超聲波圖#^得裝置本體010中內(nèi)置的本體 控制電路015接收脈沖發(fā)生命令等控制信號，為了發(fā)送控制信號而進(jìn)行 必要的數(shù)據(jù)的再配置。其后，探測器控制電路122對發(fā)送控制部113發(fā) 送該控制信號。發(fā)送控制部113接受控制信號，對脈沖發(fā)生器組112發(fā) 送脈沖信號的定時(timing)信號。脈沖發(fā)生器組112接受來自發(fā)送控制 部113的定時信號，生成脈沖信號。所發(fā)生的脈沖信號使振子組111振 動，對被檢體030送出超聲波束，其次，用振子組111接收作為反射波 的接收回波。對接收電子電路組114發(fā)送基于用振子組111接收到的接 收回波的接收回波信號。接收電子電路組114對于與振子組111對應(yīng)的 信道(channel)將多個信道分組以進(jìn)行局部的波束形成(beamforming )。 由此，可減少探測器電纜的條數(shù)。例如，在32x32結(jié)構(gòu)的二維陣列探測器的情況下，如果將8個信道定為1組，則接收電子電路組114具有與 脈沖發(fā)生器組112對應(yīng)的1024個信道，可將其減少為1024/8個組。進(jìn)行了局部的波束形成的接收回波信號經(jīng)過用在探測器連接器 (probe connecter )120中內(nèi)置的信號處理電路組121上的緩沖等的處理， 輸入到超聲波圖像取得裝置本體010中。在此，探測器控制電路122接 收來自本體控制電路015的信號，進(jìn)行信號處理電路組121的設(shè)定。用 本體接收電子電路組011進(jìn)行接收回波信號全體的接收波束形成。在本 體接收電子電路組Oll中進(jìn)行了全體的接收波束形成的接收回波，用本 體信號處理電路012抽取與生物體內(nèi)的信息對應(yīng)的包絡(luò)(envelope )信號 等。進(jìn)而，用圖像處理電路013將接收回波變換為所希望的顯示坐標(biāo)， 在顯示部014上顯示。此外，在超聲波圖像取得裝置本體010中設(shè)置的本體控制電路015 按照從輸入部020輸入的動作模式、掃描模式、顯示模式等|*信息， 進(jìn)行超聲波圖像取得裝置本體010的各部分的控制。圖2是表示使用進(jìn)行單極性的脈沖的發(fā)送的脈沖發(fā)生器時的1個信 道的發(fā)送接收電路的概略結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示使用進(jìn)行雙極性的脈沖 的發(fā)送的脈沖發(fā)生器時的1個信道的發(fā)送接收電路的概略結(jié)構(gòu)的圖。其次，說明單極性脈沖發(fā)生器情況下的動作。如圖2中所示，脈沖 發(fā)生器112具有電平移位器(level shifter) 141、脈沖發(fā)生用FET142和 分路用FET143 (FET:場效應(yīng)晶體管)。發(fā)送控制部113對脈沖發(fā)生器112發(fā)送定時信號。發(fā)送控制部113 具有發(fā)生使振子111生成超聲波脈沖的定時信號和從振子111接收基于 超聲波回波的信號的定時信號的電路。而且，發(fā)送控制部113在利用定 時脈沖信號使振子111生成超聲波脈沖的情況下，按固定定時使脈沖發(fā) 生用FET142的導(dǎo)通/斷開(on/off)重復(fù)，在脈沖發(fā)生用FET142為斷開的 時刻使分路用FET143導(dǎo)通。此外，在發(fā)送控制部113從振子111接收 基于超聲波回波的接收回波信號時，發(fā)送使脈沖發(fā)生用FET142和分路 用FET143都斷開的信號。電平移位器141將從發(fā)送控制部113輸入的定時脈沖變換為幾十伏以上的電壓，并且發(fā)送與脈沖發(fā)生用FET142和分路用FET143對應(yīng)的 脈沖。脈沖發(fā)生用FET142是使脈沖發(fā)生的開關(guān)元件，分路用FET143是 用于將為了使脈沖發(fā)生而上升的電壓返回接地的開關(guān)元件。在使振子111生成超聲波脈沖的情況下、即對被檢體030送出超聲 波束的情況下，脈沖發(fā)生用FET142和分路用FET143接受來自發(fā)送控 制部113的命令，通過重復(fù)按固定定時的導(dǎo)通/斷開，輸出脈沖信號。此 時，在脈沖發(fā)生用FET142導(dǎo)通時，分路用FET143斷開，在脈沖發(fā)生 用FET142斷開時，分路用FET143導(dǎo)通。由此，利用脈沖發(fā)生用FET142 一次上升的電壓，瞬時地返回接地。振子111接收在此所發(fā)生的脈沖， 朝向#皮檢體030送出超聲波束。在此，高壓阻止電路116是二極管，隔 斷從脈沖發(fā)生器112發(fā)送來的高電壓的脈沖，不發(fā)送給接收電子電路 114。在從被檢體030接受接收回波的情況下，超聲波束由被檢體030反 射，由振子111接收為接收回波。振子111將接收回波變?yōu)樾盘?，發(fā)送 給接收電子電路114。由于該信號的電壓是微弱的，故通過高壓阻止電路 116。此時，發(fā)送接收控制部113使脈沖發(fā)生用FET142和分路用FET143 都斷開，以便不使接收回波信號流入脈沖發(fā)生器組112 —側(cè)。在此，所 謂使其斷開，指的是使其呈高阻態(tài)。其次，說明雙極性的脈沖發(fā)生器112的動作。如圖3中所示，脈沖 發(fā)生器112具備電平移位器141、正極脈沖發(fā)生用FET142a、負(fù)極脈 沖發(fā)生用FET142b、使正極脈沖發(fā)生用FET142a的電壓返回接地的分路 用FET143a和使負(fù)極脈沖發(fā)生用FET142b的電壓返回接地的分路用 FET143b。在雙極性的脈沖發(fā)生器112的情況下，與單極性的脈沖發(fā)生器的情 況同樣，也從發(fā)送控制部113接受發(fā)送用定時信號，由于電平移位器141 通過使正極脈沖發(fā)生用FET142a、負(fù)極脈沖發(fā)生用FET142b、分路用 FET143a和分路用FET143b導(dǎo)通/斷開，而發(fā)生雙極性的脈沖。振子111 接受該脈沖，對被檢體030送出超聲波束。以往，在具有一維陣列探測器的超聲波圖像取得裝置中，在超聲波 圖像取得裝置本體中內(nèi)置進(jìn)行超聲波發(fā)送接收的電子電路(發(fā)送接收電 路)。因此，在具有一維陣列探測器的超聲波圖像取得裝置中，可以通過 使在超聲波圖像取得裝置本體中的測試程序動作，與超聲波探測器獨立 地進(jìn)行發(fā)送接收電路的動作測試。但是，在上述那樣的具有二維陣列探 測器的超聲波圖像取得裝置中，在探頭中內(nèi)置了發(fā)送接收電路。因此， 在上述那樣的具有二維陣列探測器的超聲波圖像取得裝置中，難以與超 聲波探測器獨立地進(jìn)行發(fā)送接收電路的動作測試。此外，在上述的超聲波圖像取得裝置中在探頭中內(nèi)置了 1000組以上 進(jìn)行發(fā)送接收的電子電路。即，具有IOOO組以上直接連接進(jìn)行實際的超聲波的發(fā)送接收的振子、對各自的振子施加高壓脈沖的發(fā)送電路和對用 這些振子接收的微弱的超聲波回波進(jìn)行放大處理的接收電路的結(jié)構(gòu)。因 而，在這些進(jìn)行發(fā)送接收的電子電路中存在局部的異常時，存在信號丟失從而成為假象(artifact)的主要原因或產(chǎn)生異常的發(fā)熱的危險。但是， 難以從電氣方面確認(rèn)龐大的電子電路是否動作正常。因此，例如在這樣 的超聲波圖像取得裝置中，使用在水槽中^反射板的外部對象，對于 全部振子的信道進(jìn)行脈沖的發(fā)送和回波的接收，以音響的方式進(jìn)行動作 確認(rèn)。但是，在以前的測試方法中，水槽必需的，在進(jìn)行測試中必須花 費4艮大的勞動。進(jìn)而，在以前的測試方法中，在每次測試中針對外部對 象的二維陣列探測器的角度設(shè)定中都伴有誤差，在每個信道中接收回波 的振幅產(chǎn)生了偏移。因此，在以前的測試方法中，難以得出可靠性高的 測試結(jié)果。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于這樣的情況而被開發(fā)，其目的在于提供使用在探測器內(nèi) 發(fā)生的測試用信號，可以進(jìn)行實行與各信道對應(yīng)的發(fā)送接收的電子電路 的測試的超聲波圖傳阜得裝置。本發(fā)明的第1方案是一種超聲波探測器，其特征在于，具備多個 信號發(fā)送部，通過反復(fù)切換基于開關(guān)元件的電源及地間的連接來發(fā)生脈沖電流；多個超聲波振子，接受所述脈沖電流，對被檢體發(fā)送超聲波脈 沖，接受反射波，發(fā)生接收電流；信號接收部，接收所述接收電流；以 及測試信號發(fā)生部，發(fā)生測試信號，連接于所述開關(guān)元件的地一側(cè)，在 所述開關(guān)元件切換并固定于地一側(cè)時，使所述測試信號通到所述信號接 收部。根據(jù)該第l方案，將開關(guān)元件固定于地一側(cè)時，從配置于超聲波探 測器內(nèi)的測試信號發(fā)生部發(fā)送測試信號。因此，可以僅在進(jìn)行測試時發(fā) 送測試信號，能夠由配置于超聲波探測器內(nèi)的測試信號發(fā)生部進(jìn)行超聲 波探測器的測試。本發(fā)明的第2方案是一種超聲波探測器，具備振子，接受脈沖信 號，對被檢體送出超聲波束，且該振子被配置在規(guī)定的連接點上；信號 發(fā)送部，對所述連接點發(fā)生超聲波脈沖；以及信號接收部，從所述連接 點接收基于超聲波回波的信號，所述超聲波探測器的特征在于，還具備 切換部，切換包含圖像形成模式以及測試模式這2種動作模式；發(fā)送控 制部，在處于所述圖像形成模式時，在使所述振子發(fā)生所述超聲波脈沖 時，從所述信號發(fā)送部對所述連接點供給所述脈沖信號，在使所述振子 接收由被檢體反射出的超聲波回波時，使所述信號發(fā)送部以高輸出阻抗 的狀態(tài)斷開，在處于所述測試模式時，使所述信號發(fā)送部以高輸出阻抗 的狀態(tài)斷開；測試信號輸出部，對所述連接點輸出測試信號；以及測試 控制部，在處于所述圖像形成模式時使所述測試信號輸出部的所述測試 信號的輸出斷開，在處于所述測試^t式時使所述測試信號輸出部輸出所 述測試信號。本發(fā)明的第3方案是一種超聲波探測器，具備振子，接受脈沖信 號，對被檢體送出超聲波束，且該振子被配置在規(guī)定的連接點上；信號 發(fā)送部，具有并聯(lián)地連接到所述連接點上的第1開關(guān)元件和第2開關(guān)元 件，在使所述振子發(fā)生超聲波脈沖時，對所述第1開關(guān)元件和所述第2 開關(guān)元件這兩者進(jìn)行脈沖驅(qū)動，在使所述振子接收由被檢體反射出的超 聲波回波時，使所述第1開關(guān)元件和所述第2開關(guān)元件斷開；以及信號 接收部，從所述連接點接收基于所述超聲波回波的信號，所述超聲波探測器的特征在于，還具備切換部，切換包含圖像形成模式以及測試模 式這2種動作模式；測試信號輸出部，串聯(lián)地連接在所述第2開關(guān)元件 與地之間，輸出測試信號；限幅器，與所迷測試信號輸出部并聯(lián)地連接， 使從所迷測試信號輸出部輸出的信號通過所述第2開關(guān)元件；發(fā)送控制 部，在處于所述測試模式時，使所述第l開關(guān)元件斷開，使所述第2開 關(guān)元件導(dǎo)通；以及測試控制部，在處于所述測試模式時，使所迷測試信 號輸出部動作，對所述信號接收部送出所述測試信號。根據(jù)該第1方案、第2方案和第3方案的超聲波探測器，通過在測 試時分開脈沖發(fā)生器，并連接在超聲波探測器內(nèi)配置了的測試倌號發(fā)生 部，可發(fā)送測試信號。由此，可只在進(jìn)行測試時利用在超聲波探測器內(nèi) 配置的測試信號發(fā)生部對超聲波探測器的測試裝置發(fā)送測試信號。此外, 由于在第3方案的超聲波探測器中設(shè)置了限幅器，故可避免將測試信號 以外的信號輸入到信號接收部中。本發(fā)明的第4方案是一種超聲波圖像取得裝置，具備超聲波探測 器以及根據(jù)從所述超聲波探測器接收到的信號生成超聲波圖像并顯示在 顯示部上的圖像生成部，其中所述超聲波探測器具備振子，接受脈沖 信號，對被檢體送出超聲波束，且該振子被配置在規(guī)定的連接點上；信 號發(fā)送部，具有并聯(lián)地連接到所述連接點上的第1開關(guān)元件和第2開關(guān) 元件，在使所述振子發(fā)生超聲波脈沖時，對所述第1開關(guān)元件和所述第 2開關(guān)元件這兩者進(jìn)行脈沖驅(qū)動，在使所述振子接收由所述被檢體反射 出的超聲波回波時，使所述第1開關(guān)元件和所述第2開關(guān)元件斷開；以 及信號接收部，從所述連接點接收基于所述超聲波回波的信號，所述超 聲波圖像取得裝置的特征在于所述超聲波探測器還具備切換部，切 換包含圖像形成模式以及測試模式這2種動作模式；測試信號輸出部， 串聯(lián)地連接在所述第2開關(guān)元件與地之間，輸出測試信號；限幅器，與 所述測試信號輸出部并聯(lián)地連接，使從所述測試信號輸出部輸出的信號 通過所述第2開關(guān)元件；發(fā)送控制部，在處于所述測試模式時，使所迷 笫1開關(guān)元件斷開，使所述第2開關(guān)元件導(dǎo)通；以及測試控制部，在處 于所述測試模式時，使所述測試信號輸出部動作，對所述信號接收部送出所述測試信號，所述圖像生成部，在處于測試才莫式時，比較從所述信 號接收部接收到的所述測試信號與預(yù)先存儲的閾值，在超過所述閾值的 情況下使所述顯示部顯示警告。根據(jù)該第4方案的超聲波圖像取得裝置，在測試模式時使用從超聲 波探測器內(nèi)配置的測試信號發(fā)生部輸入的測試信號，在圖像形成部中可 以判斷在超聲波探測器中是否存在異常。由此，利用從超聲波探測器內(nèi) 配置的測試信號發(fā)生部輸出的測試信號，可以進(jìn)行超聲波探測器的測試。本發(fā)明的第5方案是一種超聲波探測器，具備振子，接受具有正 和負(fù)的雙極性的脈沖信號，對被檢體送出超聲波束，且該振子被配置在 規(guī)定的連接點上；信號發(fā)送部，具備并聯(lián)地連接到所述連接點上的分別 具有正和負(fù)的極性的2個第1開關(guān)元件和與所述第1開關(guān)元件成對的2 個第2開關(guān)元件，在使所述振子發(fā)生超聲波脈沖時，對所述2個第1開 關(guān)元件和所述2個第2開關(guān)元件這兩者進(jìn)行脈沖驅(qū)動，在使所述振子接 收由該被檢體反射出的超聲波回波時，使所述2個第1開關(guān)元件和所述2 個第2開關(guān)元件斷開；以及信號接收部，從所述連接點接收基于所述超 聲波回波的信號，所述超聲波探測器的特征在于，還具備切換部，切 換包含圖像形成模式以及測試模式這2種動作模式；測試信號輸出部， 串聯(lián)地連接在所迷第2開關(guān)元件與地之間，輸出測試信號；限幅器，與 所述測試信號輸出部并聯(lián)地連接，使從所述測試信號輸出部發(fā)送來的信 號通過所述第2開關(guān)元件；發(fā)送控制部，在處于所述測試模式時，使所 述2個第1開關(guān)元件都斷開，使所述2個第2開關(guān)元件的任意一個或兩 者導(dǎo)通；以及測試控制部，在處于所述測試;f莫式時，^f吏所述測試信號輸 出部動作，對所述信號接收部送出所述測試信號根據(jù)該笫5方案的超聲波圖像取得裝置，在使用了雙極性的脈沖發(fā) 生器的超聲波探測器中，可以只在進(jìn)行測試時利用在超聲波探測器內(nèi)配 置的測試信號發(fā)生部對超聲波探測器的測試裝置發(fā)送測試信號。


圖1是表示以往的超聲波圖<|^得裝置的概略的結(jié)構(gòu)圖。圖2是使用以往的單極性脈沖發(fā)生器時的發(fā)送接收電路的概略結(jié)構(gòu)圖。圖3是使用以往的雙極性脈沖發(fā)生器時的發(fā)送接收電路的概略結(jié)構(gòu)圖。圖4是表示本發(fā)明中的超聲波圖^f緣得裝置的概略的一個例子的結(jié) 構(gòu)圖。圖5是第1實施方式中的超聲波圖#^得裝置的框圖。圖6是第1實施方式中的超聲波圖#^得裝置中的測試模式的流程圖。圖7是第2實施方式中的超聲波圖^沐得裝置的框圖。
具體實施方式
[第1實施方式圖4是表示本發(fā)明中的超聲波圖1緣得裝置的概略的一個例子的結(jié) 構(gòu)圖。圖5是表示本實施方式中的超聲波圖^^得裝置的功能的框圖。 此外，圖5是表示對與1個振子111對應(yīng)的1個信道量的超聲波進(jìn)行發(fā) 送接收的電路的結(jié)構(gòu)的圖。本實施方式中的超聲波圖像取得裝置具有圖像形成模式和測試模式 這2種動作模式。而且，圖像形成模式下的動作是與在背景技術(shù)中說明 過的以往的超聲波圖像取得裝置同樣的動作。即，在圖5中，設(shè)與圖2 有相同符號的模塊功能也是相同。因此，以下說明測試模式中的第1實 施方式的超聲波圖像取得裝置。在圖5中只顯示了 1個振子111，但本實施方式的超聲波探測器100 實際上具有二維陣列探測器所具備的數(shù)量、即幾千(在圖1中表示為 nxm )個振子111。脈沖發(fā)生器112是信號發(fā)送部。用連接點200連接脈 沖發(fā)生器112與振子111。此外，信號接收部130也經(jīng)由高壓阻止電路 116連接到連接點200上。將切換部170連接到發(fā)送控制部113和測試控制部150上。而且， 切換部170從本體控制電路015接受操作者從輸入部020輸入的切換為測試模式的切換命令，將發(fā)送控制部113和測試控制部150切換為測試 模式。此外，通常將本實施方式中的超聲波診斷裝置設(shè)定為圖像形成模 式，關(guān)于此時的動作，進(jìn)行與在以往技術(shù)中說明過的圖2同樣的動作。脈沖發(fā)生器112具有電平移位器141、脈沖發(fā)生用FET142和分路用 FET143。脈沖發(fā)生用FET142是第1開關(guān)元件。分路用FET143是第2 開關(guān)元件。在此，在圖4中只記載了 1個脈沖發(fā)生器112，但實際上, 個該信道配置與振子111相同數(shù)量的該脈沖發(fā)生器112。發(fā)送控制部113接收來自切換部170的切換為測試模式的切換命令， 對脈沖發(fā)生器112輸入測試模式控制用的信號?；谠撔盘?，發(fā)送用高 壓電源VTX即電源190被隔斷，脈沖發(fā)生用FET142變成斷開。進(jìn)而， 基于該信號，分路用FET143導(dǎo)通，測試信號輸出部153的輸出點連接 于脈沖發(fā)生器112的輸出點、即連接點200。另一方面，在脈沖發(fā)生用 FET142斷開時，從連接點200看，電平移位器141 一側(cè)的阻抗呈高阻抗。測試控制部150具有測試信號發(fā)生部151和動作信號輸入電路152。 在此，為了減少對于超聲波探測器100的體積的占用率，在本實施方式 中只配置了 l個測試控制部150，但也可配置多個該測試控制部l50。測試控制部150接受來自切換部170的切換為測試模式的切換命令， ^使測試信號發(fā)生部151發(fā)生測試信號。在此，測試信號優(yōu)選為與超聲波 回波的信號電平相當(dāng)?shù)男盘?。超聲波回波的信號電平是小振幅信號。?而，測試信號發(fā)生部151發(fā)生例如2.5MHz、 10mVpp的正弦波作為測試信號。此外，測試控制部150接受來自切換部170的切換為測試模式的切 換命令，使動作信號輸入電路152對測試信號輸出部153輸入動作信號。測試信號輸出部153從動作信號輸入電路152接受動作信號，從而 變成動作狀態(tài)。然后，測試信號輸出部153以低阻抗輸出接受到的測試 信號。在圖4中只顯示了 1個測試信號輸出部153，但實際上按每個該信 道配置與振子lll相同的數(shù)量。限幅器160包括2個方向相反的二極管。若輸入電壓在二極管的正 向電壓降1V以上，則該二極管導(dǎo)通。因而，^使具有IV以上的電壓的信號通向地一側(cè)，而不向分路用FET143發(fā)送。由此，1V以下的測試信號 輸向分路用FET143。此外，圖像形成模式時的從脈沖發(fā)生器112輸出的 高電壓脈沖大于1V。因此，該高電壓脈沖通過限幅器160流至地。由此， 使圖像形成模式時的分路用FET143正常地動作，并且保護(hù)圖像形成模 式時不4吏用的測試信號輸出部153使其不受該高電壓脈沖的影響。在此， 在本實施方式中，因為使用IV以下的信號作為相當(dāng)于超聲波回波的信號 電平的測試信號，故構(gòu)成為使限幅器160的限幅值為IV。其中，優(yōu)選與 所使用的信號和測試信號輸出部153的保護(hù)的程度相一致地來設(shè)定。在 此，在圖4中只顯示了 1個限幅器160，但實際上按該每個信道配置與振 子lll相同的數(shù)量。高壓阻止電路116由二極管構(gòu)成。高壓阻止電路116使圖像形成模 式中的超聲波束發(fā)送時從脈沖發(fā)生器112輸出的高電壓脈沖不導(dǎo)通。與 此相對，高壓阻止電路116使圖像形成模式中的超聲波束接收時振幅小 的超聲波回波和測試信號導(dǎo)通。在此，在圖4中只顯示了 1個高壓阻止 電路116，但實際上按該每個信道配置與振子111相同的數(shù)量。信號接收部130具有接收電子電路114和接收控制電路115。接收電 子電路組114接受從測試控制部150輸出并經(jīng)由連接點200來的測試信 號，放大輸入的測試信號，進(jìn)行增益等調(diào)整。其后，接收電子電路組U4 將測試信號發(fā)送給圖像形成部180。接收控制電路115控制接收電子電路 114中的放大和增益調(diào)整等各個動作。在此，在圖4中只顯示了 1個接收 電子電路組114，但實際上按該每個信道配置與振子111相同的數(shù)量。圖像形成部180內(nèi)置于圖4中表示的超聲波圖#^得裝置本體010。 進(jìn)而，圖像形成部180具有本體接收電子電路組011、本體信號處理電路 012和圖像處理電路013。此外，圖像處理電路013具有DSP (Digital Signal Prossesor，數(shù)字信號處理器)。本實施方式中的圖像形成部180所具有的DSP中，預(yù)先存儲了信號 的振幅、波的頻率及畸變的閾值。例如，對于振幅的閾值，存儲了 30mmV士10。/。這樣的閾值。此外，對頻率或畸變的闊值，存儲使2次或3 次的高次諧波分量與用測試信號輸出部153輸出的測試信號相比為10dB這樣的閾值。由此，圖像形成部180在呈規(guī)定的振幅以下或以上波形時， 或規(guī)定的頻率分量以外的高次諧波多的情況下，可判定為異常。圖像形成部180接受測試信號，使用圖像處理電路013所具有的DSP 等進(jìn)行頻率分析等。并且，圖像形成部180判定分析結(jié)果中的振幅或頻 率的畸變是否超過存儲的閾值。在超過閾值的情況下，圖像形成部180 使顯示部014顯示異常檢測的通知和M生異常的信道接受到的測試信 號的波形。在此，在本實施方式中，異常檢測的通知，為了方便觀察， 只顯示來自發(fā)生異常的信道的波形。但是，該顯示也可以使用其它的方 法，例如顯示全部的波形，或也可顯示來自多個信道的波形。如上所述，測試信號由測試信號輸出部153輸出后，由于分路用 FET143為導(dǎo)通狀態(tài)，故該測試信號通過分路用FET143、通過高壓阻止 電路U6、通過信號接收部130，在圖像形成部180上被分析。圖像形成部180在進(jìn)行圖像處理的DSP中具備測試程序，執(zhí)行該測 試程序來進(jìn)行測試。而且，在該測試中具有2種測試。 一種是進(jìn)行圖像 形成部180自身的校正的測試，另一種是在本發(fā)明中的測試信號通過的 超聲波圖^得裝置本體010中包含的各功能部以外的部分的測試。在此，由于圖像形成部180內(nèi)置于超聲波圖#^得裝置010本體， 故利用超聲波圖傳阜得裝置本體010的測試程序可實行進(jìn)行圖像形成部 180自身的校正的測試。因而，包含圖像形成部180的超聲波圖1沐得裝 置本體010可與超聲波探測器100獨立地維持正常的狀態(tài)。因而，首先在4吏圖〗象形成部180變?yōu)檎５臓顟B(tài)后，如果以測試才莫 式使本發(fā)明中的超聲波探測器100動作，則可進(jìn)行測試信號通過的超聲 波圖傳阜得裝置本體010中包含的各功能部以外的部分的測試。即，利 用以上說明過的測試，可對該每個信道檢驗脈沖發(fā)生用FET142的開關(guān) 及其驅(qū)動、分路用FET143的開關(guān)及其驅(qū)動、由發(fā)送控制部113進(jìn)行的 脈沖發(fā)生用FET142和分路用FET143的控制、信號接收部130的動作。其次，參照圖6說明本實施方式中的超聲波圖^^得裝置的測試模 式的動作。圖6是本實施方式中的超聲波圖^^得裝置中的測試模式的 流程圖。步驟S001:操作者使用輸入部020輸入對測試模式的切換。本體控 制電路015接受切換的輸入，對切換部170指示切換至測試模式。切換 部170對發(fā)送控制部113和測試控制部150指示切換至測試模式。步驟S002:發(fā)送控制部113使脈沖發(fā)生用FET142斷開，使分路用 FET143導(dǎo)通。步驟S003:測試控制部150從動作信號輸入電路152對測試信號輸 出部153發(fā)送動作信號。測試信號輸出部153變?yōu)閯幼鳡顟B(tài)。步驟S004:測試控制部150用測試信號發(fā)生部151發(fā)生相當(dāng)于超聲 波回波的電平的測試信號，對測試信號輸出部153發(fā)送測試信號。步驟S005:測試信號輸出部153以低阻抗輸出測試信號。步驟S006:測試信號通過各信道中的分路用FET143、高壓阻止電 路116和信號接收部130，被發(fā)送至圖像形成部180。步驟S007:圖像形成部180利用DSP等進(jìn)行所接受到的測試信號的 頻率分析等。步驟S008: DSP判斷所分析的測試信號是否超過閾值。在存在超過 閾值的信道的情況下前進(jìn)到步驟S009，在未超過的情況下結(jié)束測試。步驟S009:圖像形成部180使顯示部014顯示異常檢測的通知和進(jìn) 行過異常檢測的信道的信息。如上所述，在本實施方式中的超聲波圖像取得裝置中，由于從超聲 波探測器發(fā)生測試信號，故可不在測試中特別地使用7JC槽或?qū)ο蟮龋?進(jìn)行信號發(fā)送部、信號接收部和各信道中的路徑的測試。因而，可容易 地進(jìn)行測試，對降低由具有發(fā)送接收部的超聲波探測器的故障引起的誤 診或醫(yī)療差錯作出貢獻(xiàn)。[第2實施方式第2實施方式中的超聲波圖傳阜得裝置是在第1實施方式中的超聲 波圖像取得裝置中使用雙極性脈沖發(fā)生器時的結(jié)構(gòu)。由于本實施方式的 雙極性脈沖發(fā)生器以外部分的動作與第1實施方式相同，故以下說明測 試模式中的雙極性脈沖發(fā)生器。圖7是表示第2實施方式中的超聲波圖 <^取得裝置的功能的框圖。發(fā)送控制部113接受來自切換部170的切換為測試模式的切換命令， 對脈沖發(fā)生器112發(fā)送使脈沖發(fā)生用FET142斷開，使分路用FET143 導(dǎo)通的信號。脈沖發(fā)生器112包括電平移位器141、發(fā)生正極脈沖的正極脈沖發(fā) 生部142a、發(fā)生負(fù)極脈沖的負(fù)極脈沖發(fā)生部142b、與正極脈沖發(fā)生用 FET142a對應(yīng)的分路用FET143a和與負(fù)極脈沖發(fā)生用FET142b對應(yīng)的 分路用FET143b。脈沖發(fā)生器112接受來自發(fā)送控制部113的命令，使正極脈沖發(fā)生 用FET142a和負(fù)極脈沖發(fā)生用FET142b斷開、即呈高阻抗。進(jìn)而，脈 沖發(fā)生器112使2個分路用FET143a和分路用FET143b導(dǎo)通。在此， 在本實施方式中，使分路用FET143a和分路用FET143b兩者都導(dǎo)通， 即將來自測試控制部150的測試信號發(fā)送給連接點200。但是，由于若將 測試信號輸出部153的輸出點連接到脈沖發(fā)生器112的輸出點上則成為 測試模式，故也可以是使分路用FET143a和分路用FET143b的某一方 成為導(dǎo)通狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。通過脈沖發(fā)生器112這樣動作，從測試信號輸出部153輸出的測試 信號通過分路用FET143a或分路用FET143b、高壓阻止電路116和信號 接收部130,發(fā)送至圖像形成部180。如上所述，通過本實施方式中的超聲波圖傳阜得裝置進(jìn)行動作，在 使用了雙極性脈沖發(fā)生器的情況下，可不使用用于測試的水槽或?qū)ο蟮?而使用由測試信號輸出部輸出的測試信號進(jìn)行各信道的測試。由此，即 使在使用了雙極性脈沖發(fā)生器的超聲波圖像取得裝置中，也可進(jìn)行容易 的測試。
權(quán)利要求
1.一種超聲波探測器，其特征在于，具備多個信號發(fā)送部，通過反復(fù)切換開關(guān)元件的連接狀態(tài)來發(fā)生脈沖電流；多個超聲波振子，接收所述脈沖電流，對被檢體發(fā)送超聲波脈沖，接受反射波，發(fā)生接收電流；信號接收部，接收所述接收電流；以及測試信號發(fā)生部，發(fā)生測試信號，將所述開關(guān)元件的所述連接狀態(tài)切換為所述測試信號導(dǎo)通的狀態(tài)，將所述測試信號輸出到所述信號發(fā)送部、所述超聲波振子以及所述信號接收部間的連接點上。
2. —種超聲波探測器，具備振子，接受脈沖信號，對被檢體送出 超聲波束，且該振子被配置在規(guī)定的連接點上；信號發(fā)送部，對所述連 接點發(fā)生超聲波脈沖；以及信號接收部，從所述連接點接收基于超聲波 回波的信號，所述超聲波探測器的特征在于，還具備切換部，切換包含圖像形成模式以及測試模式這2種動作模式； 發(fā)送控制部，在處于所述圖像形成模式時，在使所述振子發(fā)生所述 超聲波脈沖時，從所述信號發(fā)送部對所述連接點供給所述脈沖信號，在 使所述振子接收由被檢體反射出的超聲波回波時，使所述信號發(fā)送部以 高輸出阻抗的狀態(tài)斷開，在處于所述測試模式時，使所述信號發(fā)送部以 高輸出阻抗的狀態(tài)斷開；測試信號輸出部，對所述連接點輸出測試信號；以及 測試控制部，在處于所述圖像形成模式時使所述測試信號輸出部的所述測試信號的輸出斷開，在處于所述測試模式時使所述測試信號輸出部輸出所述測試信號。
3. —種超聲波探測器，具備振子，接受脈沖信號，對被檢體送出 超聲波束，且該振子被配置在規(guī)定的連接點上；信號發(fā)送部，具有并聯(lián) 地連接到所述連接點上的第1開關(guān)元件和第2開關(guān)元件，在使所述振子 發(fā)生超聲波脈沖時，對所述第1開關(guān)元件和所述第2開關(guān)元件這兩者進(jìn)行脈沖驅(qū)動，在使所迷振子接收由被檢體反射出的超聲波回波時，使所迷第1開關(guān)元件和所述第2開關(guān)元件斷開；以及信號接收部，從所述連接點接收基于所述超聲波回波的信號，所述超聲波探測器的特征在于，還具備切換部，切換包含圖像形成模式以及測試模式這2種動作模式；測試信號輸出部，串聯(lián)地連接在所述第2開關(guān)元件與地之間，輸出測試信號；限幅器，與所述測試信號輸出部并聯(lián)地連接，使從所述測試信號輸 出部輸出的信號通過所述第2開關(guān)元件；發(fā)送控制部，在處于所述測試模式時，使所述第1開關(guān)元件斷開， 使所述第2開關(guān)元件導(dǎo)通；以及測試控制部，在處于所述測試模式時，使所述測試信號輸出部動作， 對所述信號接收部送出所述測試信號。
4. 一種超聲波圖像取得裝置，具備超聲波探測器以及根據(jù)從所述 超聲波探測器接收到的信號生成超聲波圖像并顯示在顯示部上的圖像生 成部，其中所述超聲波探測器具備振子，接受脈沖信號，對被檢體送 出超聲波束，且該振子被配置在規(guī)定的連接點上；信號發(fā)送部，具有并 聯(lián)地連接到所述連接點上的第1開關(guān)元件和第2開關(guān)元件，在使所述振 子發(fā)生超聲波脈沖時，對所述第1開關(guān)元件和所述第2開關(guān)元件這兩者 進(jìn)行脈沖驅(qū)動，在使所述振子接收由所述被檢體反射出的超聲波回波時， 使所述第1開關(guān)元件和所述第2開關(guān)元件斷開；以及信號接收部，從所 述連接點接收基于所述超聲波回波的信號，所述超聲波圖像取得裝置的 特征在于所述超聲波探測器還具備切換部，切換包含圖像形成模式以及測 試模式這2種動作模式；測試信號輸出部，串聯(lián)地連接在所述第2開關(guān)元件與地之間，輸出 測試信號；限幅器，與所述測試信號輸出部并聯(lián)地連接，使從所述測試信號輸 出部輸出的信號通過所述第2開關(guān)元件；發(fā)送控制部，在處于所述測試模式時，使所述第1開關(guān)元件斷開，使所述第2開關(guān)元件導(dǎo)通；以及測試控制部，在處于所迷測試模式時，使所迷測試信號輸出部動作， 對所述信號接收部送出所述測試信號，所述圖像生成部，在處于測試模式時，比較從所述信號接收部接收 到的所述測試信號與預(yù)先存儲的閾值，在超過所述閾值的情況下使所述 顯示部顯示警告。
5. 如權(quán)利要求4中所述的超聲波圖像取得裝置，其特征在于 所述測試控制部輸出與所^1聲波回波的信號電平相當(dāng)?shù)男盘枴?br> 6. 如權(quán)利要求4中所述的超聲波圖像取得裝置，其特征在于 所述超聲波探測器是二維地排列有超聲波振子的二維陣列。
7. 如權(quán)利要求5中所述的超聲波圖像取得裝置，其特征在于 所述超聲波探測器是二維地排列有超聲波振子的二維陣列。
8. 如權(quán)利要求4中所述的超聲波圖像取得裝置，其特征在于 在處于所述圖像形成模式時，使所述振子發(fā)生超聲波脈沖時，使所述笫1開關(guān)元件按規(guī)定間隔反復(fù)導(dǎo)通/斷開，使所述第2開關(guān)元件在所述 第1開關(guān)元件斷開時導(dǎo)通。
9. 如權(quán)利要求5中所迷的超聲波圖#^得裝置，其特征在于 在處于所述圖像形成模式時，使所述振子發(fā)生超聲波脈沖時，使所述笫1開關(guān)元件按規(guī)定間隔反復(fù)導(dǎo)通/斷開，使所述第2開關(guān)元件在所述 第1開關(guān)元件斷開時導(dǎo)通。
10. 如權(quán)利要求6中所述的超聲波圖#^得裝置，其特征在于 在處于所述圖像形成模式時，使所述振子發(fā)生超聲波脈沖時，使所述第1開關(guān)元件皿定間隔反復(fù)導(dǎo)通/斷開，使所述第2開關(guān)元件在所述 第1開關(guān)元件斷開時導(dǎo)通。
11. 一種超聲波探測器，具備振子，接受具有正和負(fù)的雙極性的脈 沖信號，對被檢體送出超聲波束，且該振子被配置在規(guī)定的連接點上； 信號發(fā)送部，具備并聯(lián)地連接到所述連接點上的分別具有正和負(fù)的極性 的2個第1開關(guān)元件和與所述第1開關(guān)元件成對的2個第2開關(guān)元件，在使所述振子發(fā)生超聲波脈沖時，對所迷2個第1開關(guān)元件和所述2個 第2開關(guān)元件這兩者進(jìn)行脈沖驅(qū)動，在使所述振子接收由該被檢體反射 出的超聲波回波時，使所述2個第1開關(guān)元件和所述2個第2開關(guān)元件 斷開；以及信號接收部，從所述連接點接收基于所述超聲波回波的信號， 所述超聲波探測器的特征在于，還具備切換部，切換包含圖像形成模式以及測試模式這2種動作模式； 測試信號輸出部，串聯(lián)地連接在所述第2開關(guān)元件與地之間，輸出 測試信號；限幅器，與所述測試信號輸出部并聯(lián)地連接，使從所述測試信號輸 出部發(fā)送來的信號通過所述第2開關(guān)元件；發(fā)送控制部，在處于所述測試模式時，使所述2個第1開關(guān)元件都 斷開，使所述2個第2開關(guān)元件的任意一個或兩者導(dǎo)通；以及測試控制部，在處于所述測試模式時，使所述測試信號輸出部動作, 對所述信號接收部送出所述測試信號。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超聲波圖像取得裝置，具有振子，被配置在規(guī)定連接點上，接收脈沖信號并對被檢體送出超聲波束；信號發(fā)送部，向連接點發(fā)生超聲波脈沖；信號接收部，從連接點接收基于超聲波回波的信號；切換部，切換包含圖像形成模式和測試模式2種動作模式；發(fā)送接收控制部，在處于圖像形成模式時在使振子發(fā)生超聲波脈沖時，從信號發(fā)送部對連接點供給脈沖信號，在使振子接收由被檢體反射的超聲波回波時使信號發(fā)送部以高輸出阻抗的狀態(tài)斷開，在測試模式時使發(fā)送部以高輸出阻抗的狀態(tài)斷開；測試信號輸出部，對連接點輸出測試信號；測試控制部，在圖像形成模式時使測試信號輸出部的測試信號的輸出斷開，在測試模式時使測試信號輸出部輸出測試信號。
文檔編號G01S7/52GK101264024SQ200810086538
公開日2008年9月17日 申請日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月14日
發(fā)明者本鄉(xiāng)宏信 申請人:株式會社東芝;東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社