超聲波探頭和超聲波診斷設備的製作方法
2023-04-25 00:30:56 1
專利名稱：超聲波探頭和超聲波診斷設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及超聲波探頭和超聲波診斷設備，具體地說，涉及一種對於體腔用的超聲波探頭的改進，所述體腔適於用超聲波探頭插入體腔，並採集體腔內整個360度圓周的超聲波圖像，並涉及一種對於使用所述體腔用超聲波探頭的超聲波診斷設備的改進。
背景技術：
傳統的體腔用超聲波探頭，有如像JP-A-8-56948中所公開的那樣，是按照通過圍繞其縱軸，機械地旋轉超聲波探頭的插入部分，採集插入部分的整個圓周的超聲波圖像的方式來構造的。
也就是說，按照如下方式構造有如JP-A-8-56948中公開的體腔用超聲波探頭以中空的、實質上為柱形的結構形成插入部分，使撓性軸通過中空部分，從頂部到其手柄部分，超聲波換能器設置在撓性軸的頂部，以及設置在超聲波探頭的手柄部分的電動機與其另一端相連。
因此，按照如下方式構造如JP-A-8-56948中所公開的體腔用超聲波探頭通過電動機的旋轉，撓性軸相對於其中心軸旋轉，由此，旋轉設置在頂部的超聲波換能器。結果，超聲波換能器發射和接收的超聲波束的輻射方向被構造為圍繞插入部分的中心旋轉和掃描。
此外，JP-A-61-135639公開了一種設備和方法，利用該設備和方法，可二維地顯示通過超聲波脈衝都卜勒方法獲得的血管內的血流信息。
由具有撓性的件形成傳統的體腔用的超聲波探頭的插入部分，從而，根據插入部分的變形，降低對象的負擔和撓性軸的貫穿變形，使適合於體腔形狀的超聲波探頭的插入成為可能。
如上所述，按照電動機旋轉通過撓性軸引起超聲波換能器的旋轉的方式構造如JP-A-8-56948中公開的體腔用超聲波探頭。因此，當插入部分彎曲時，由於造成撓性軸傳送扭矩的不規則，導致可能會引起超聲波換能器旋轉不規則的問題。也即由於是按照掃描速度在超聲波束髮射和接收的掃描方向上的穩定性通過撓性軸由超聲波換能器的旋轉穩定性確定的方式構造超聲波探頭的，就導致超聲波束髮射和接收的不規則，為此原因，甚至引發不需要相對較高位置精度的斷層分析圖像給出360°的顯示圖像的問題，這個圖像中引起「位置不規則」。特別是，為了獲得需要振蕩器位置精度的都卜勒血流圖像，需要在通過振蕩器正確地機械固定超聲波信號發射和接收位置(從而在超聲波信號發射和接收期間不改變位置)的同時，發射和接收信號。此外，需要在每個超聲波信號發射和接收的定時，正確且短暫地(在約15微秒內)改變振蕩器的位置的同時，發射和接收超聲波信號。因此，利用其中通過使用撓性軸機械地旋轉超聲波換能器的傳統方案，難以進行血流圖像的顯示。
發明內容
本發明的目的是提供一種超聲波探頭，該探頭能夠沒有位置的不規則並以較高的圖像質量顯示超聲波圖像，包括沿超聲波換能器的整個圓周的斷層分析圖像和血流圖像，以及一種使用所述超聲波探頭的超聲波診斷設備。
本發明的另一目的是提供一種超聲波診斷設備，所述設備使得能夠容易地掌握疾病的狀況，以減少診斷所需的時間，並提高診斷效率，以及能夠降低對象的負擔，使得能夠容易地確認具有豐富血流的疾病狀況，如惡性瘤等，並能夠獲得對確定診斷有用的信息。
按照本發明，將m個振蕩器元件設置在超聲波探頭的插入部分的頂端處度整個360°圓周的周圍，由m個振蕩器元件中的連續a個(am/8～m/2)振蕩器元件的陣列，通過連接轉換開關，發射和接收來自超聲波診斷設備主體中的n個(n＜m)超聲波發射和接收信道的超聲波信號，由此，通過順序地轉換所述連接轉換開關，順序地改變超聲波信號的發射和接收方向，可以獲得超聲波探頭的插入部分的整個360°圓周的、包括超聲波斷層分析圖像和超聲波血流圖像的超聲波圖像。
根據本發明，由於通過以連接轉換開關選擇饋送超聲波信號的任意振蕩器元件來進行超聲波發射和接收方向的轉換，所以，能夠防止由於超聲波發射和接收方向的機械旋轉運動引起的傳統圖像質量降低，並且，由於能夠容易地設置預定方向的超聲波，可以容易地實現如彩色血流圖(CFM)等血流信息的獲取。通過根據所獲得的血流信息，顯示超聲波探頭的整個360°圓周的血流圖像，可以實時地觀察超聲波圖像，由此，檢查員可以容易地掌握疾病的情況，減少了診斷所需的時間，並能夠提高診斷的效率，而且能夠減少對象的負擔。
此外，按照本發明，由於可以減少超聲波信號發射和接收信道的數量，每個超聲波發射和接收信道構成用以控制將發射和接收波信號饋入超聲波探頭的超聲波信號發射和接收單元，可以減小超聲波診斷設備的尺寸，並且可以簡化其構造。
圖1是用於說明本發明實施例1的超聲波診斷設備的示意性結構方框圖；圖2是用於說明應用於實施例1的超聲波診斷設備的連接轉換開關的示意性結構電路圖；圖3是用於說明實施例1超聲波診斷設備中的連接轉換開關的轉換操作的示意圖；圖4是用於說明應用於實施例2超聲波診斷設備的連接轉換開關的示意性結構電路圖；圖5是用於說明實施例2超聲波診斷設備中的連接轉換開關的轉換操作的示意圖；以及圖6是用於說明包括由實施例1超聲波診斷設備獲得的血流圖像在內的斷層分析圖像的視圖。
具體實施例方式
以下將參照
本發明的實施例。
此外，在用於說明本發明實施例的所有附圖中，具有相同功能的元件以相同的參考數字表示，並省略對它們的重複描述。
實施例1圖1是用於說明本發明實施例1的超聲波探頭和使用該超聲波探頭的超聲波診斷設備的示意性結構方框圖，其中，標號101是超聲波探頭，標號102是探頭電纜，標號103是探頭連接器單元，標號104是振蕩器單元，標號105是轉換開關，標號106是連接控制電路，以及標號107是超聲波診斷設備主體。儘管本實施例中將要說明的示例中，超聲波發射和接收信道的數量為32，並且振蕩器元件104的數量為256(每個超聲波發射和接收信道由包括發送波定相電路在內的信號發射電路和包括接收波定相電路在內的信號接收電路構成)，但是，包括發送波定相電路在內的信號發射電路，以及包括接收波定相電路在內的信號接收電路的信道數和振蕩器元件的數量都不局限於此。
如圖1所示，實施例1超聲波診斷設備的結構如下體腔用超聲波探頭101，它被插入到未予示出的對象中，並具有向對象發射超聲波和接收所發射之超聲波的反射波；將其轉換為電信號(下稱「接收波信號」)的振蕩器元件104；以及超聲波診斷主體107，該設備主體具有n個超聲波發射和接收信道，每個信道由以下元件構成發射電路701，包括定相電路，在根據測量條件，執行發送波對振蕩器元件104的聚集處理之後，發射超聲波信號；以及接收電路702，包括定相電路，執行從振蕩器元件104輸出的接收波的聚集處理；超聲波處理電路703，通過使用從各個接收電路702輸出的接收信號，來處理超聲波圖像；圖像顯示707，如監視器，顯示測量條件以及從超聲波處理電路703輸出的超聲波圖像信息等；公知的控制臺708，用於執行如測量條件的輸入等；以及轉換控制信號產生電路709，產生用於與超聲波發射和接收同步地控制連接轉換開關105的信號(轉換控制信號)。轉換控制信號產生電路709產生表示發射和接收超聲波的指定振蕩器元件104的信息的掃描位置信息(發射和接收波方向地址)。
實施例1的超聲波探頭101是由手柄部分和插入部分形成的體腔用超聲波探頭(下稱插入部分)，並按照將振蕩器元件104設置在插入部分的頂端的整個圓周周圍的方式構成。具體地說，如圖1所示，按如下方式構造實施例1的超聲波探頭101將多個振蕩器元件沿中心軸的方向平行設置在插入部分的外圓周上，以形成振蕩器組，並將振蕩器組參照中心軸設置在圍繞插入部分的中心軸周圍的整個360°圓周上。
總數為256的探頭電纜之一與相應的振蕩器元件104相連，提供用於驅動振蕩器元件104的電能，並用作輸出響應由相關振蕩器元件104接收到的超聲波而感生的接收波信號的信號線。將探頭電纜102構造成通過插入部分內部，並以各探頭電纜的另一端與探頭連接器單元103的連接轉換開關105相連。
將連接轉換開關105構造成，使得由超聲波診斷設備主體107向其提供發送波信號。此外，將來自連接控制電路106的轉換信號輸入連接轉換開關105。相應地，將連接轉換開關105構造成，在信號發射期間用於轉換振蕩器元件104，根據轉換信號，向振蕩器元件104提供來自超聲波診斷設備主體107中的超聲波發射和接收信道的發射信號。類似地，將連接轉換開關105構造成，在信號接收期間，用於轉換超聲波發射和接收信道，根據轉換信號，向超聲波發射和接收信道提供來自振蕩器元件104的接收信號。但是，如稍後所述的那樣，連接控制電路106根據來自超聲波診斷設備主體107的超聲波掃描位置信息，轉換連接轉換開關105。
由以上描述可知，以如下方式構造實施例1的超聲波探頭101將包括連接轉換開關105和連接控制電路106在內的超聲波發射和接收控制裝置設置在位於超聲波探頭101的手柄側的探頭連接器單元103中。如圖2所示，由並聯連接的、用於轉換每個振蕩器元件104的開/關的32個公知開關元件201構成探頭連接器單元103的連接轉換開關105。也即將實施例1的連接轉換開關105構造成，使各個振蕩器元件104與所有n個超聲波發射和接收信道相連，其中通過使全部開關元件201處於關斷狀態，或者只使32個開關元件201之一處於接通狀態，轉換相關振蕩器元件104的使用和不使用。
此外，把構成探頭連接器單元103的連接控制電路106構造成，使得包含比如未予示出的公知ROM(只讀存儲器)等，並通過以表格數據的形式存儲來自超聲波診斷設備主體107的掃描位置信息與連接轉換開關105之間的關係，連接控制電路106用於根據來自主體的超聲波掃描位置信息，只使一個對應的開關元件201處於導通狀態，並保持其他開關元件201處於關斷狀態。也即把實施例1的連接控制電路106構造成包括未予示出的檢索裝置，用於根據與從超聲波診斷設備主體107輸出的發射信號同步輸出的超聲波掃描位置信息，檢索存儲在ROM中的表格數據；以及未予示出的開關裝置，根據通過檢索獲得的數據(開關選擇信息)，對構成連接轉換開關105的各個開關元件201進行開/關控制。
由以上描述可知，利用實施例1的超聲波診斷設備，無需增加超聲波發射和接收信道的數量(每個超聲波發射和接收信道由包括執行超聲波發射的發送波定相電路在內的信號發射電路和包括執行波接收的接收波定相電路在內的信號接收電路構成)，就可以控制使用比32個信道多的256個振蕩器元件104的超聲波圖像。此外，通過連接轉換開關105適當地連接超聲波發射和接收信道與振蕩器元件104，順序地轉換用於超聲波發射和接收的振蕩器元件104。利用這種結構，可以減少傳統上根據振蕩器元件的數量而增加的超聲波發射和接收信道的數量。
圖3是用於說明實施例1超聲波診斷設備的連接轉換開關105的轉換操作的示意圖，具體地說，圖3(a)是用於說明在超聲波發射和接收方向的地址為0(零)時的示例示意圖，而圖3(b)是用於說明在超聲波發射和接收方向的地址為1時的示例示意圖。儘管有如圖3(a)和(b)所示的振蕩器元件的排列中，將第129到第128振蕩器元件設置於一個方向上，但在實際排列中，第128振蕩器當然在圓周上與第129振蕩器相鄰。此外，在本實施例中，發射和接收方向的最大地址是255。
如圖3(a)和(b)所示，在實施例1的超聲波診斷設備中，只對要被驅動的振蕩器元件陣列的一側部分設定提供給發送波信號和接收波信號的延遲時間，所述發送波信號和接收波信號是為形成要由超聲波發射和接收信道發射和接收的超聲波束所需要的。按照這種結構，控制連接轉換開關，從而使延遲時間分布具有相對於位於要在相應時刻驅動的振蕩器元件陣列的中心的振蕩器元件的對稱形式。
也就是說，在超聲波診斷設備中，正確調整在波發射和接收期間、針對各個振蕩器元件設置的相對延遲時間，從而最大化超聲波束中心(束中心)處的敏感度。具體地說，通過將針對位于波的發射和接收所用的振蕩器元件陣列的中心的振蕩器元件的延遲時間設定為最長，並且將針對遠離中心的振蕩器元件的延遲時間逐漸設定為更短的時間，從而使從各個振蕩器元件到波接收時的焦點位置的人工距離相同，獲得好像各個振蕩器被設置為以焦點位置為中心的凹面形狀。圖3(a)和(b)中的柱狀圖示出來自各個信道的發射和接收波信號的延遲時間。也就是類似於傳統方式，使用位於中心的振蕩器元件作為基準，針對位於兩側對稱位置的振蕩器元件，設置相同的延遲時間。
但是，如圖3(a)和(b)所示，在實施例1的超聲波診斷設備中，每一個超聲波發射和接收信道與兩個振蕩器元件相連。也即在實施例1的超聲波診斷設備中，有如圖3(a)所示那樣，第1和第256振蕩器元件與相同的超聲波發射和接收信道1相連。此外，第2和第255振蕩器元件與相同的超聲波發射和接收信道2相連。類似地，直到第32和第225振蕩器元件與相同的超聲波發射和接收信道32相連，總共64個振蕩器元件與32個超聲波發射和接收信道之一相連。
這個示例中，在實施例1的超聲波診斷設備中，由圖中的柱狀圖所示的延遲時間可知，在用于波發射和接收的振蕩器元件陣列中，將與位於中心的第1和第256振蕩器元件相連的超聲波發射和接收信道1設置為最大值。之後，根據距離中心的距離，延遲時間逐漸縮短，並針對與位於最外側的第32和第225振蕩器元件相連的超聲波發射和接收信道32，設定最短的延遲時間。此外，在實施例1的超聲波診斷設備中，由於圍繞探針的插入部分的頂部的外圓周設置振蕩器元件，在發射和接收波面側，將振蕩器元件幾何排列為凸面形。
另一方面，在實施例1的超聲波診斷設備中，由於在256個振蕩器元件中的最多使用64個振蕩器元件進行一次超聲波束掃描，進行超聲波發射和接收，所以，用於發射和接收的振蕩器元件中被設置在最外側的第32和第255振蕩器元件之間的間隔相對於插入部分的中心軸成90°。由以上描述可知，在實施例1的超聲波診斷設備中，由於將振蕩器元件排列為凸面形，通過將用於一次超聲波發射和接收的振蕩器元件的數量確定為64個，即通過將最外側振蕩器元件之間的間隔確定為90°，從而抑制了由各個最外側振蕩器元件發射和接收的超聲波的效率降低。
此外，如圖3(b)所示，將利用實施例1的超聲波診斷設備中的超聲波束的掃描設計成為，通過逐一順序移位發射和接收超聲波的振蕩器元件，採集插入部分的整個圓周的超聲波圖像。也就是說，無需改變超聲波發射和接收信道的延遲時間設定，通過控制連接轉換開關105，使超聲波發射和接收所要用的振蕩器元件移向第33振蕩器元件。通過這種移位，第一和第二振蕩器元件與相同的超聲波發射和接收信道1相連。此外，第三和第256振蕩器元件與相同的超聲波發射和接收信道2相連。類似地，移位各個超聲波發射和接收信道與振蕩器元件之間的連接，第33和第226振蕩器元件與相同的超聲波發射和接收信道32相連，總共64個振蕩器元件與32個超聲波發射和接收信道之一相連。
如上所述，由於實施例1的超聲波診斷設備被構造成，移位掃描方向，而無需改變針對各個超聲波發射和接收信道設定的延遲時間，來自與位於排列在插入部分的外圓周周圍的振蕩器元件，且用於超聲波發射和接收的振蕩器元件陣列中心的振蕩器元件相連的超聲波發射和接收信道的超聲波發射和接收信號的延遲時間表現出最大值。之後，根據離所述中心的距離，逐漸縮短延遲時間，並針對來自與設置在最外側的第33和第226振蕩器元件相連的超聲波發射和接收信道的超聲波發射和接收信號，設定最短延遲時間。
通過上述沿掃描方向順序執行移位操作，實施例1的超聲波診斷設備可以採集超聲波探頭101上、排列有振蕩器元件的插入部分的整個360°外圓周的超聲波圖像。
在將實施例1的超聲波探頭插入體腔(如直腸等)或通過食道插入胃部時，可以實時地獲得整個360°圓周的超聲波圖像，檢查員可以容易地掌握疾病的情況，可以減少診斷所需的實際那，並能夠提高診斷的效率，而且能夠減少對象的負擔。
現在，將說明利用實施例1的超聲波診斷設備的體內任意360°位置處超聲波血流圖像的計算和顯示。
把由各接收電路702定相處理的接收信號輸入超聲波圖像計算電路703。超聲波圖像計算電路703內部包括用於重構斷層照片的層析照片計算電路704，以及用於計算和重構血流圖像的血流圖像計算電路705，將各個接收電路702的輸出傳送到層析照片計算電路704和血流圖像計算電路705。上述JP-A-61-135639中詳細說明了血流圖像計算電路705的結構和處理內容。此外，圖像選擇電路706用於選擇來自層析照片計算電路704和血流圖像計算電路705的輸出，以按顯示層析照片或血流圖像或其重疊圖像的方式，顯示層析照片或血流圖像。將圖像選擇電路706的輸出顯示在諸如監視器等圖像顯示單元707上。
圖6是用於說明由實施例1超聲波診斷設備獲得的超聲波圖像的視圖，具體地說，在將實施例1的超聲波探頭通過食道插入胃部並測量超聲波層析照片和二維血流圖像時，所獲得的圖像的示意圖。
在這一示例性的測量中，在將超聲波探頭的插入部分的頂部導入胃部之後，觀察到多層結構的胃壁，並且觀察到在胃壁內的血管中流動的血流動力學。
由圖6所示的測量結果可知，通過利用將實施例1的超聲波探頭的插入部分插入體腔的超聲波診斷設備，不僅可以獲得整個360°圓周的層析圖像，還可以獲得體內組織內的二維血流信息，因此，如上所述，檢查員可以容易地掌握疾病的情況，可以減少診斷所需的實際那，並能夠提高診斷的效率，而且能夠減少對象的負擔。
實施例2圖4是說明構成實施例2超聲波診斷設備中的探頭連接器部分的連接轉換開關示意性結構視圖。在實施例2的超聲波診斷設備中，除連接轉換開關、連接控制電路、用於產生發射信號並用於進行接收信號的聚焦處理的超聲波發射和接收信道以外，其他結構與實施例1的超聲波診斷設備中相同。因此，在以下的說明中，只詳細說明那些結構不同於實施例1超聲波診斷設備的連接轉換開關、連接控制電路和超聲波發射和接收信道。
如圖4所示，實施例2的連接轉換開關401由多個開關元件201構成，這些開關元件並聯連接，從而可與一個超聲波發射和接收信道相連，而且每個開關元件201與一個預定的振蕩器元件相連。具體地說，在實施例2的超聲波診斷設備中，針對一個特定的超聲波發射和接收信道，設置四個開關元件201，比如設置第1、第56、第129和第193振蕩器元件的四個開關元件201，可以與第一超聲波發射和接收信道相連。
也就是說，在實施例1中，32個開關元件201與一個振蕩器元件104相連，因此，需要256個振蕩器元件×32個＝8192個開關元件。另一方面，在實施例2中，設置四個開關元件201可與一個超聲波發射和接收信道相連，因此，只需要256個開關元件。
此外，即使在實施例2中的連接轉換開關401中，也根據來自並未予示出的連接控制電路的控制信號來控制各個開關元件201的開/關。
圖5是說明實施例2超聲波診斷設備中的轉換開關的轉換操作的示意圖，具體地說，圖5(a)是說明在超聲波發射和接收方向的地址為0(零)時的操作示意圖，而圖5(b)是說明在超聲波發射和接收方向的地址為1時的操作示意圖。在如圖5(a)和(b)所示的振蕩器元件的排列中，儘管將第129到第128振蕩器元件設置在一個方向上，在實際排列中，第128振蕩器當然在圓周上與第129振蕩器相鄰，與實施例1的超聲波診斷設備中的情況一樣。
如圖5(a)和(b)所示，在實施例2的超聲波診斷設備中，需要64個超聲波發射和接收信道，從而為超聲波束形成所需發射和接收信號提供的延遲時間覆蓋兩側部分，而不是一側部分。
如圖5(a)所示，在實施例2的超聲波診斷設備中，將第1、第65、第129和第193振蕩器元件設置成可以通過圖4所示的開關元件201與第一超聲波發射和接收信道相連。在這個示例中，當超聲波發射和接收方向的地址是0(零)時，在可與第一超聲波發射和接收信道相連的開關元件中，只使與第一振蕩器元件相連的開關元件處於接通狀態(導通狀態)，第一超聲波發射和接收信道和第一振蕩器元件電連接。此外，將未予示出的第2、第66、第130和第194振蕩器元件分別設置成可以通過未予示出的開關元件與第二超聲波發射和接收信道相連。類似地，將第33、第97、第161和第225振蕩器元件設置成可以通過未予示出的開關元件與第33超聲波發射和接收信道相連，以及將第64、第128、第192和第256振蕩器元件設置成可以通過未予示出的開關元件與第64超聲波發射和接收信道相連。
在本示例中，在實施例2的超聲波診斷設備中，針對各個超聲波發射和接收信道設定的延遲時間如附圖中所示的柱狀圖那樣發生變化。在圖5(a)中，由柱狀圖可知，在用于波發射和接收的振蕩器元件陣列中(第1～第32和第225～第256振蕩器元件)，將來自與位於中心的第一和第256振蕩器元件相連的超聲波發射和接收信道的發射和接收波信號的延遲時間設定為最大值。之後，根據距離中心的距離，延遲時間逐漸縮短，並針對與位於最外側的第32和第225振蕩器元件相連的超聲波發射和接收信道32，設定最短的延遲時間。此外，在實施例2的超聲波診斷設備中，由於圍繞探針的插入部分頂部的圓柱形外圓周設置振蕩器元件，在發射和接收波面側，將振蕩器元件幾何排列為凸面形，但是，由於針對各個振蕩器元件如柱狀圖所示那樣設定延遲時間，效果就好像是參照作為中心的焦點位置，在凸面上排列振蕩器元件，與實施例1的超聲波診斷設備中一樣。
此外，如圖5(b)所示，把利用實施例2的超聲波診斷設備中的超聲波束，由體內組織中的插入部分的掃描設計成，通過逐一順序移位發射和接收超聲波的振蕩器元件，採集插入部分的整個圓周的超聲波圖像。
也即在為第一超聲波發射和接收信道設置與緊接在為第64超聲波發射和接收信道而設置的超聲波延遲量之前的相同超聲波延遲量的同時，連接控制電路106控制連接轉換開關401，從而保持與第一振蕩器元件的連接，並實現針對第一振蕩器元件的超聲波發射和接收。
類似地，在為第二超聲波發射和接收信道設置與緊接在為第一超聲波發射和接收信道而設置的超聲波延遲量之前的相同超聲波延遲量的同時，連接控制電路106控制連接轉換開關401，從而保持與第二振蕩器元件的連接，並實現針對第二振蕩器元件的超聲波發射和接收。此外，執行類似的操作，直到第32超聲波發射和接收信道。
在緊接於地址為零之前的時刻，連接控制電路106實行控制，從而通過接通構成連接轉換開關401的開關元件201，使第33超聲波發射和接收信道執行針對第225振蕩器元件的信號發射和接收，並通過關斷構成連接轉換開關401的開關元件201，使第33超聲波發射和接收信道不執行針對第161、第33和第97振蕩器元件的超聲波發射和接收。
由於在給第33超聲波發射和接收信道設置與緊接在為第32超聲波發射和接收信道而設置的超聲波延遲量之前的相同超聲波延遲量的同時，將超聲波發射和接收位置移動一個，連接控制電路106控制連接轉換開關401，實現針對第33振蕩器元件的超聲波發射和接收，而不實現針對第161、第225和第97振蕩器元件的超聲波發射和接收。
此外，對於第34～第64超聲波發射和接收信道，在設置將前一超聲波發射和接收信道的超聲波延遲量移動一個的超聲波延遲量的同時，連接控制電路106控制連接轉換開關401，實現針對前一振蕩器元件相同的超聲波發射和接收。
綜上所述，在通過將前一超聲波發射和接收信道的延遲量移位「1」以設定超聲波發射和接收信道的超聲波延遲時間時，連接控制電路106控制連接轉換開關401，從而將新連接的振蕩器元件沿掃描方向移動一個，並斷開最末端的振蕩器元件。
通過順序執行上述操作，實施例2的超聲波診斷設備同樣可以採集超聲波探頭上、排列有振蕩器元件的插入部分的整個360度外圓周的超聲波圖像。
儘管在實施例1和2中，已經說明了超聲波振蕩器元件陣列中每次被驅動的振蕩器元件的數量是64，但可以根據圖像獲取所需的體腔部分的深度，調整超聲波發射和接收信道和連接轉換開關的排列，例如，在將超聲波束聚焦到遠離超聲波探頭的深處時，選擇並每次驅動96個振蕩器元件的陣列；與此相反，在將超聲波束聚焦到靠近超聲波探頭的淺處時，選擇並每次驅動32個振蕩器元件的陣列。
權利要求
1.一種超聲波探頭，包括插入部分，該插入部分被插入對象的體腔組織；以及手柄部分，它與插入部分相連，其中，將多個振蕩器元件設置在插入部分的頂端、圍繞其整個360°的外圓周，並且在手柄部分中，設置連接轉換開關，順序轉換多個振蕩器元件中預定數量的振蕩器元件，使與超聲波診斷設備主體中、用於發射和接收超聲波信號的預定數量的超聲波發射和接收信道相連。
2.一種超聲波診斷設備，包括超聲波探頭，該探頭具有插入部分，所述插入部分被插入對象的體腔組織，以及手柄部分，它與插入部分相連；還包括超聲波診斷設備主體，該主體具有預定數量的超聲波發射和接收信道，用於向超聲波探頭髮射和接收超聲波信號；還包括超聲波圖像計算電路，用於根據來自預定數量的超聲波發射和接收信道的發射和接收信號，計算超聲波圖像，其中，將多個振蕩器元件設置在插入部分的頂端、圍繞其整個360°的外圓周，並且在手柄部分中，設置連接轉換開關，順序轉換要與預定數量的超聲波發射和接收信道相連的多個振蕩器元件中的預定數量的振蕩器元件的電連接，以及超聲波診斷設備主體中的超聲波圖像計算電路包括超聲波層析圖像計算電路和超聲波血流圖像計算電路。
3.根據權利要求2所述的超聲波診斷設備，其中，對順序連接預定數量的超聲波發射和接收信道與預定數量的振蕩器元件的連接轉換開關進行開和關控制，從而使由位於每次連接的預定數量的振蕩器元件陣列的中心處的振蕩器元件發射和接收的超聲波信號的延遲時間具有最大值，並且，所發射和接收的超聲波信號的延遲時間以參照中心的對稱方式分布。
4.根據權利要求3所述的超聲波診斷設備，其中，所述連接轉換開關被構造成，使多個振蕩器元件可與預定數量的超聲波發射和接收信道中的任一個相連，並且，將由預定數量的超聲波發射和接收信道發射和接收的超聲波信號的延遲時間設定為不改變。
5.根據權利要求3所述的超聲波診斷設備，其中，所述連接轉換開關被構造成，使預定數量的超聲波發射和接收信道中的每一個可與預定數量的振蕩器元件相連，並且，將由預定數量的超聲波發射和接收信道發射和接收的超聲波信號的延遲時間設定為每次可以可變。
6.根據權利要求2所述的超聲波診斷設備，其中，每次通過連接轉換開關與預定數量的超聲波發射和接收信道相連的預定數量的振蕩器元件是覆蓋插入部分的頂端、外圓周面上、大約90°的振蕩器元件。
7.根據權利要求2所述的超聲波診斷設備，其中，超聲波圖像計算電路還包括圖像選擇電路。
8.根據權利要求2所述的超聲波診斷設備，其中，每次通過連接轉換開關與預定數量的超聲波發射和接收信道相連的預定數量的振蕩器元件根據用於獲取圖像的體腔組織部分的深度變化。
9.根據權利要求2所述的超聲波診斷設備，其中，所述超聲波診斷設備主體還包括圖像顯示單元，根據來自超聲波層析圖像計算電路和超聲波血流圖像計算電路的輸出，顯示超聲波層析圖像和超聲波血流圖像。
10.根據權利要求4所述的超聲波診斷設備，其中，通過重複使預定數量的振蕩器元件的陣列中、在超聲波信號的掃描方向上、最靠後的振蕩器元件與超聲波發射和接收信道斷開，並使與預定數量的振蕩器元件的陣列中、在超聲波信號的掃描方向上、最考前的振蕩器元件相鄰的振蕩器元件與剛剛斷開其與最靠後的振蕩器元件之間的連接的超聲波發射和接收信道新相連的操作，實行連接轉換開關對預定數量的超聲波發射和接收信道與預定數量的振蕩器元件的電連接的順序轉換。
11.根據權利要求5所述的超聲波診斷設備，其中，通過重複使預定數量的振蕩器元件的陣列中、在超聲波信號的掃描方向上、最靠後的振蕩器元件與超聲波發射和接收信道斷開，並使與預定數量的振蕩器元件的陣列中、在超聲波信號的掃描方向上、最考前的振蕩器元件相鄰的振蕩器元件與剛剛斷開其與最靠後的振蕩器元件之間的連接的超聲波發射和接收信道新相連的操作，實行連接轉換開關對預定數量的超聲波發射和接收信道與預定數量的振蕩器元件的電連接的順序轉換。
12.根據權利要求10所述的超聲波診斷設備，其中，通過在整個360°的圓周上、移位超聲波信號的掃描方向，實行連接轉換開關對預定數量的超聲波發射和接收信道和預定數量的振蕩器元件的電連接的順序轉換。
13.根據權利要求11所述的超聲波診斷設備，其中，通過在整個360°的圓周上、移位超聲波信號的掃描方向，實行連接轉換開關對預定數量的超聲波發射和接收信道和預定數量的振蕩器元件的電連接的順序轉換。
全文摘要
一種超聲波探頭，包括被插入對象體腔組織內的插入部分和與插入部分相連的手柄部分。插入部分的頂端處，圍繞其整個360°外圓周設置多個振蕩器元件(104)。所述手柄部分具有連接轉換開關(105)，用以順序轉換預定數量的超聲波發射/接收信道(701、702)之間的電連接，所述信道(701、702)發射/接收超聲波診斷設備主體(107)中的超聲信號；還具有要被連接在多個振蕩器元件中間的預定數量的振蕩器元件。於是，能夠提供一種超聲波探頭，它可在超聲波探頭的整個圓周上採集包含高質量層析照片和不具有位置不規則性的血流圖像在內的超聲波圖像並顯示超聲波圖像，以及使用所述超聲波探頭的超聲波診斷設備。
文檔編號A61B8/12GK1809318SQ200480017489
公開日2006年7月26日 申請日期2004年7月2日 優先權日2003年7月3日
發明者玉野聰, 花岡明彥, 岡崎英樹, 小林隆, 吉田幸惠 申請人:株式會社日立醫藥