特許 6049342 超音波診断装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6049342

(24)【登録日】2016年12月2日

(45)【発行日】2016年12月21日

(54)【発明の名称】超音波診断装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/00 20060101AFI20161212BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/00

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-171272(P2012-171272)

(22)【出願日】2012年8月1日

(65)【公開番号】特開2014-30493(P2014-30493A)

(43)【公開日】2014年2月20日

【審査請求日】2015年7月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】東芝メディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000866

【氏名又は名称】特許業務法人三澤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長野 玄

(72)【発明者】

【氏名】望月 史生

(72)【発明者】

【氏名】中田 一人

(72)【発明者】

【氏名】宇南山 憲一

(72)【発明者】

【氏名】深澤 雄志

(72)【発明者】

【氏名】黒岩 幸治

(72)【発明者】

【氏名】小笠原 達雄

【審査官】 宮川 哲伸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−０５７９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１９４２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１１９５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３１５７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２８９７８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ８／００ − ８／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１次側巻線と２次側巻線とを含んで構成されたトランスと、
前記２次側巻線に誘起される電圧により駆動されて、被検体に向けて超音波を送信する超音波振動子と、
前記１次側巻線の一端に接続された電源と、
前記１次側巻線の他端に接続され、パルス信号を受けて前記１次側巻線と前記電源との間の接続をオン／オフするＦＥＴと、
前記パルス信号の時間当たりの電流値を制御することで、前記１次側巻線と前記電源との間をオンするときの前記１次側巻線への信号の立ち上がり時間、及び、前記１次側巻線と前記電源との間をオフするときの前記１次側巻線への信号の立ち下がり時間のうちの少なくともいずれかを制御することで、前記ＦＥＴを制御するドライバと、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。

【請求項2】

前記ドライバは、電源電圧を制御可能に構成された電源を有し、入力信号を受けて、前記電源電圧に対応した大きさの前記パルス信号を出力することで、前記時間当たりの電流値を制御することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。

【請求項3】

前記１次側巻線の前記一端に自身の一端が接続され、前記１次側巻線とは巻方向の異なる他の１次側巻線と、
前記他の１次側巻線の他端に接続され、前記パルス信号とは極性が反転した他のパルス信号を受けて前記他の１次側巻線と前記電源との間の接続をオン／オフする他のＦＥＴと、
前記他のパルス信号の時間当たりの電流値を制御することで、前記他の１次側巻線と前記電源との間をオンするときの前記他の１次側巻線への信号の立ち上がり時間、及び、前記他の１次側巻線と前記電源との間をオフするときの前記他の１次側巻線への信号の立ち下がり時間のうちの少なくともいずれかを制御する他のドライバと、
を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波診断装置。

【請求項4】

前記ドライバの電源電圧と、他のドライバの電源電圧とを独立して制御する送信制御部を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の超音波診断装置。

【請求項5】

前記送信制御部は、前記ドライバの電源電圧、及び前記他のドライバの電源電圧のうちの少なくともいずれかを対称ドライバとして、当該対称ドライバへの入力信号の周期の整数倍に対応するタイミングごとに当該対称ドライバの前記電源電圧を制御することを特徴とする請求項４に記載の超音波診断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超音波診断装置の技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

超音波診断装置は、複数の超音波振動子を備えた超音波プローブによって被検体内に超音波を送信し、その被検体からの反射波（超音波エコー）に基づいて、被検体内の断層像データや３次元画像データなどを生成する。

【0003】

このような超音波診断装置の送信回路には、矩形波送信回路と任意波形送信回路とがある。矩形波送信回路は、矩形波の波高値及び時間幅を制御することで、プローブから照射される超音波の強度や周波数特性を制御して、体内の関心領域の断層像を得るための波形を作る。このように矩形波送信回路は、超音波の強度や周波数特性を制御可能であるが、その自由度は低い。一方で、任意波形送信回路は、矩形波に限らず任意の形状の波形を生成することが可能であり、超音波の強度や周波数特性の制御に係る自由度が高い。しかしながら、任意波形送信回路は、矩形波送信回路に比べて回路規模が大きく価格も高いといいう問題がある。

【0004】

なお、上記したような送信回路では、発生させる超音波の周波数によっては、オン／オフ（例えば、矩形波のハイ／ロー）を高速に切り替える必要がある。そのため、このようなオン／オフを切り替えるスイッチとしてＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が用いられる場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−２８９７８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

この発明の実施形態は、矩形波の立ち上がり時間及び立ち下がり時間を制御することで、出力可能な超音波の周波数特性の自由度を高めた超音波診断装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明の実施形態は、１次側巻線と２次側巻線とを含んで構成されたトランスと、超音波振動子と、電源と、ドライバとを備えた超音波診断装置である。超音波振動子は、２次側巻線に誘起される電圧により駆動されて、被検体に向けて超音波を送信する。電源は、１次側巻線の一端に接続されている。ＦＥＴは、１次側巻線の他端に接続され、パルス信号を受けて１次側巻線と電源との間の接続をオン／オフする。ドライバは、パルス信号の時間当たりの電流値を制御することで、１次側巻線と電源との間をオンするときの１次側巻線への信号の立ち上がり時間、及び、１次側巻線と電源との間をオフするときの１次側巻線への信号の立ち下がり時間のうちの少なくともいずれかを制御することで、ＦＥＴを制御する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】超音波診断装置のブロック図である。

【図2】本実施形態に係る送信回路の一例を示した回路図である。

【図3】ドライバの出力電圧と出力電流との関係の一例を示したグラフである。

【図4A】ドライバの入力波形及び出力波形の一例を示したグラフである。

【図4B】ドライバの入力波形及び出力波形の一例を示したグラフである。

【図5A】ドライバの入力波形、ゲート電圧、及び一次側巻線に印加される電圧の関係の一例を示した模式図である。

【図5B】ドライバの入力波形、ゲート電圧、及び一次側巻線に印加される電圧の関係の一例を示した模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成について図１及び図２を参照しながら説明する。図１に示すように、超音波診断装置は、送信回路１０と、送信制御部１００と、超音波振動子群１１と、増幅回路１２と、遅延回路１３と、加算回路１４と、信号処理部１５と、画像処理部１６と、表示部１７とを含んで構成される。本実施形態に係る超音波診断装置は、所定のタイミングごとに超音波の送信と受信を切り替えながら動作する。

【0010】

（送信回路１０）
ここで、図２を参照しながら、送信回路１０の構成について、超音波振動子群１１を構成する超音波振動子Ｃ１０とあわせて説明する。送信回路１０は、トランスＫ１０と、トランジスタＭ１１及びＭ１２と、トランジスタＭ１１及びＭ１２と、ドライバＤ１１及びＤ１２と、電源電圧ＶＴＸ、Ｖｄ１１、及びＶｄ１２と、送信波形発生部Ｔｒと、インバーターＩｎｖとを含んで構成されている。トランジスタＭ１１及びＭ１２は、例えば、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で構成されている。

【0011】

送信制御部１００は、送信回路１０の動作を制御する制御部である。具体的には、送信制御部１００は、ドライバＤ１１及びＤ１２の電源電圧Ｖｄ１１及びＶ１２と、電源電圧ＶＴＸと、送信波形発生部Ｔｒとを制御する。なお、電源電圧Ｖｄ１１、電源電圧Ｖ１２、電源電圧ＶＴＸ、及び送信波形発生部Ｔｒの詳細な動作は後述する。送信制御部１００は、例えば、操作部（図示しない）を介して操作者からの指示を受けて、指示内容に基づきこれらの動作を制御するように構成してもよい。なお、以降では、主体を特に明示しない場合には、電源電圧Ｖｄ１１、電源電圧Ｖ１２、電源電圧ＶＴＸ、及び送信波形発生部Ｔｒの動作は、送信制御部１００により制御されるものとする。

【0012】

トランスＫ１０は、一次側巻線Ｌ１１及びＬ１２と、二次側巻線Ｌ２１とを含んで構成されている。一次側巻線Ｌ１１及びＬ１２のそれぞれの一端は、電源電圧ＶＴＸに接続されている。このとき、電源電圧ＶＴＸから見て、一次側巻線Ｌ１１及びＬ１２の巻方向がそれぞれ異なるように接続されている。また、一次側巻線Ｌ１１の他端は、トランジスタＭ１１のドレインに接続されており、同様にして、一次側巻線Ｌ１２の他端は、トランジスタＭ１２のドレインに接続されている。トランジスタＭ１１及びＭ１２のソースは、それぞれコモン電圧に接続されている。ここで、コモン電圧とは、回路内で共通の基準となる電圧（グランド）を示している。

【0013】

二次側巻線Ｌ２１は、超音波振動子Ｃ１０に接続されている。一次側巻線Ｌ１１またはＬ１２に電流が流れると磁界が発生し、この磁界により二次側巻線Ｌ２１に電圧が誘起される。この誘起された電圧は、超音波振動子Ｃ１０に供給され、これを駆動させる。このとき、二次側巻線Ｌ２１に対して、一次側巻線Ｌ１１及びＬ１２は、巻方向が互いに異なる。そのため、一次側巻線Ｌ１１及びＬ１２のいずれに電流を流すかにより、それぞれ異なる極性の電圧が二次側巻線Ｌ２１に誘起される。

【0014】

ドライバＤ１１の入力側は、送信波形発生部Ｔｒに接続されており、出力側は、トランジスタＭ１１のゲートに接続されている。また、ドライバＤ１２の入力側は、インバーターＩｎｖを介して送信波形発生部Ｔｒに接続されており、出力側は、トランジスタＭ１２のゲートに接続されている。インバーターＩｎｖは、送信波形発生部Ｔｒから出力された信号の極性を反転させて、ドライバＤ１２に出力する。

【0015】

ドライバＤ１１は、電源電圧Ｖｄ１１を電源として駆動し、送信波形発生部Ｔｒからの信号を受けて、トランジスタＭ１１のゲートにゲート電圧を印加して電流を流し込む。このドライバＤ１１からの電流により、トランジスタＭ１１の入力静電容量（即ち、ゲート容量）に充電され、トランジスタＭ１１がＯＮとなる。このドライバＤ１１は、電源電圧Ｖｄ１１の電圧値により、出力される電流の電流値を制御可能に構成されている。

【0016】

ドライバＤ１１は、送信波形発生部Ｔｒからのパルス信号（即ち、入力信号）を増幅し、電源電圧Ｖｄ１１から供給される電圧値に飽和する波形信号を出力する。したがって、ドライバＤ１１から出力されるパルス信号は、供給される電源電圧に対応した大きさとなる。ドライバＤ１１から出力される高い電圧のパルス信号によりトランジスタＭ１１のゲートを駆動することにより、このゲートに多くの電流が流れ込み、ゲート容量を早く充電することが可能となる（詳細については、図３を参照しながら後述する）。

【0017】

電源電圧Ｖｄ１１は、電圧を制御可能に構成された可変電源である。即ち、本実施形態に係るドライバＤ１１は、電源電圧Ｖｄ１１の電圧値を切り替えることにより、トランジスタＭ１１のゲートに流し込む電流の量を制御可能に構成されている。このようなドライバＤ１１としては、例えば、ＣＭＯＳ型のロジックＩＣが挙げられる。また、ＣＭＯＳ型のロジックＩＣに限らず、出力される電流の電流値を制御可能なデバイスであれば、その構成は限定されない。

【0018】

なお、以降では、電源電圧Ｖｄ１１の電圧値をＶ_CC、ドライバＤ１１の出力電圧をＶ_OH、ドライバＤ１１の出力電流をＩ_OHとする。なお、出力電圧をＶ_OHは、ドライバＤ１１の出力部分における等価的な直流成分を示しており、これは、送信波形発生部ＴｒからドライバＤ１１に入力されるパルス信号の大きさ（電圧値）により決定される。なお、出力電流Ｉ_OHは、電源電圧Ｖｄ１１の電圧値Ｖ_CCを基準としたドライバＤ１１の出力電圧位Ｖ_OHにより決定される。したがって、出力電流Ｉ_OHは、Ｖ_OH−Ｖ_CCの大きさに対応して変化する。

【0019】

ここで、図３を参照する。図３は、ドライバＤ１１の出力電圧Ｖ_OH−Ｖ_CCと出力電流Ｉ_OHとの関係の一例を示したグラフである。図３の例は、ドライバＤ１１にＣＭＯＳ型のロジックＩＣを適用した場合を示している。図３の横軸は、出力電圧Ｖ_OH−Ｖ_CCを示しており、縦軸は、出力電流Ｉ_OHを示している。なお、図３の例では、電源電圧Ｖｄ１１の電圧値Ｖ_CCを、１．８［Ｖ］〜３．６［Ｖ］の間で切り替えた場合のそれぞれについて、電圧Ｖ_OH−Ｖ_CCと電流Ｉ_OHとの関係を示しており、Ｖ_CCが３．６［Ｖ］を超える場合については記載を省略している。なお、グラフ中の丸印は、トランジスタＭ１１のゲート電圧として一定の得るための実効的な出力電圧Ｖ_OH−Ｖ_CCと出力電流Ｉ_OHとの関係を、各Ｖ_CCについて示したものである。

【0020】

図３に示すように、電圧値Ｖ_CCを切り替えると、これに応じて出力電圧Ｖ_OH−Ｖ_CCと出力電流Ｉ_OHとの関係を示す特性曲線が変化する。例えば、Ｖ_CC＝２．５［Ｖ］の場合、実効的な出力電流Ｉ_OHは、約２０［ｍＡ］となる。また、Ｖ_CC＝３．０［Ｖ］の場合、実効的な出力電流Ｉ_OHは、約５５［ｍＡ］となる。このように、ドライバＤ１１は、電源電圧Ｖｄ１１の電圧値Ｖ_CCに応じて、出力電流Ｉ_OH、即ち、トランジスタＭ１１のゲートに流し込む電流の量を切り替え可能に構成されている。

【0021】

トランジスタＭ１１のオン／オフは、ドライバＤ１１からトランジスタＭ１１のゲートに供給される信号により制御される。具体的には、電源電圧Ｖｄ１１からドライバＤ１１に電圧が印加されると、ドライバＤ１１は、送信波形発生部Ｔｒから信号を受けて、トランジスタＭ１１のソースに信号を出力する。この信号により、トランジスタＭ１１のゲートにゲート電圧（即ち、ドライバＤ１１の出力電圧Ｖ_OH−Ｖ_CC）が印加され、このゲートにドライバＤ１１の出力電流Ｉ_OHが流れ込む。この出力電流Ｉ_OHによりトランジスタＭ１１のゲート容量が充電されて、トランジスタＭ１１がオンとなり、トランジスタＭ１１のソース−ドレイン間を電流が流れる。

【0022】

ここで、トランジスタＭ１１のゲート電圧をＶｇ、トランジスタＭ１１の入力静電容量（即ち、ゲート容量）をＣｉｓｓとする。このとき、ゲート電圧Ｖｇ、入力静電容量Ｃｉｓｓ、及び出力電流Ｉ_OH（ゲートに）の間には、Ｃｉｓｓ・ｄＶｇ／ｄｔ＝Ｉ_OHの関係が成り立つ。このことから、ゲート電圧Ｖｇの時間当たりの変化量、即ち、ゲート電圧Ｖｇの立ち上がりまたは立ち下がりの傾きｄＶｇ／ｄｔは、ｄＶｇ／ｄｔ＝Ｉ_OH／Ｃｉｓｓで表現される。したがって、ドライバＤ１１の出力電流Ｉ_OHに比例して、ゲート電圧Ｖｇの時間当たりの変化量、即ち、ゲート電圧Ｖｇの立ち上がりまたは立ち下がりの傾きが変化する。

【0023】

ここで、電源電圧Ｖｄ１１の電圧値Ｖ_CCを変化させた場合における、ドライバＤ１１の入力信号及び出力信号の関係について図４Ａ及び図４Ｂを参照しながら説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、ドライバＤ１１の入力信号の波形及び出力信号の波形の一例を示したグラフである。図４Ａ及び図４ＢにおけるＧ０は、ドライバＤ１１への入力信号の波形（以降では、「入力波形」と呼ぶ）を示している。また、図４Ａは、電源電圧Ｖｄ１１の電圧値Ｖ_CC＝５［Ｖ］の場合を示しており、図中のＧ１１は、ドライバＤ１１の出力信号の波形（以降では、「出力波形」と呼ぶ）を示している。また、図４Ａは、電源電圧Ｖｄ１１の電圧値Ｖ_CC＝４．６［Ｖ］の場合を示しており、図中のＧ１２は、ドライバＤ１１の出力波形を示している。

【0024】

図４ＡにおけるＴ１１は、入力波形Ｇ０で示した入力信号の入力タイミングを基準として、出力信号の電圧が４Ｖ以上となるまでの時間を示しており、この例では、約１６［ｎｓｅｃ］を示している。同様に、図４ＢにおけるＴ１２は、入力波形Ｇ０で示した入力信号の入力タイミングを基準として、出力信号の電圧が４Ｖ以上となるまでの時間を示しており、この例では、約２５［ｎｓｅｃ］を示している。このように、電源電圧Ｖｄ１１の電圧値Ｖ_CCを変化させると、その値に応じて、ゲート電圧Ｖｇの立ち上がりまたは立ち下がりの傾きが変化する。これは、電源電圧Ｖｄ１１の電圧値Ｖ_CCによりドライバＤ１１の出力電流Ｉ_OH、即ち、トランジスタＭ１１のゲートに流れ込む電流の量が変化し、これにより、トランジスタＭ１１の入力容量に充電されるまでの時間が変わるためである。

【0025】

トランジスタＭ１１のソース−ドレインの抵抗は、ゲート電圧Ｖｇに反比例する。即ち、本実施形態に係る超音波診断装置では、ドライバＤ１１の出力電流Ｉ_OHを制御することで、ゲート電圧Ｖｇの傾きを変化させて、トランジスタＭ１１のソース−ドレインの抵抗の時間当たりの変化量を制御する。これにより、一次側巻線Ｌ１１に印加される電圧の、時間当たりの変化量を制御することが可能となる。即ち、一次側巻線Ｌ１１に印加される電圧の立ち上がりまたは立ち下がりの傾きを制御することが可能となる。

【0026】

ここで、図５Ａ及び図５Ｂを参照する。図５Ａ及び図５Ｂは、ドライバＤ１１の入力波形Ｇ０、ゲート電圧波形（即ち、ドライバＤ１１の出力波形）Ｇ１１、及び一次側巻線に印加される電圧波形（以降では、「一次側巻線電圧波形」と呼ぶ）の関係の一例を示した模式図である。図５Ａは、図４Ａに示したＶ_CC＝５［Ｖ］の場合に対応し、図５Ｂは、図４Ｂに示したＶ_CC＝４．６［Ｖ］の場合に対応している。図５ＡにおけるＧ２１は、たＶ_CC＝５［Ｖ］の場合における一次側巻線電圧波形を示している。同様に、図５ＢにおけるＧ２１は、たＶ_CC＝５［Ｖ］の場合における一次側巻線電圧波形を示している。

【0027】

図５Ａに示すように、ゲート電圧波形Ｇ１１は、時間Ｔ１１で電圧が立ち上がる。これに反比例して、トランジスタＭ１１のソース−ドレイン間の抵抗が変化する。この抵抗の変化に連動して、一次側巻線電圧波形Ｇ２１に示すように一次側巻線Ｌ１１に印加される電圧が変化する。なお、一次側巻線電圧波形Ｇ２１の波高値は電源電圧ＶＴＸの電圧値に依存する。電源電圧ＶＴＸは、電圧値を制御可能に構成された可変電源である。

【0028】

同様に、図５Ｂに示すように、ゲート電圧波形Ｇ１２は、時間Ｔ１２で電圧が立ち上がる。これに反比例して、トランジスタＭ１１のソース−ドレイン間の抵抗が変化する。この抵抗の変化に連動して、一次側巻線電圧波形Ｇ２２に示すように一次側巻線Ｌ１１に印加される電圧が変化する。なお、一次側巻線電圧波形Ｇ２２の波高値は電源電圧ＶＴＸの電圧値に依存する。

【0029】

このように、本実施形態に係る超音波診断装置では、電源電圧Ｖｄ１１の電圧値Ｖ_CCを切り替えてドライバＤ１１からの出力電流Ｉ_OHを制御することで、一次側巻線に印加される電圧の立ち上がりまたは立ち下がりの傾きを制御する。

【0030】

なお、ドライバＤ１２の構成は、上記したドライバＤ１１と同様である。即ち、ドライバＤ１２は、電源電圧Ｖｄ１２を電源として駆動し、この電源電圧Ｖｄ１２の電圧値Ｖ_CCに応じて、出力電流Ｉ_OHの電流値を切り替え可能に構成されている。

【0031】

トランジスタＭ１２のオン／オフは、ドライバＤ１２からトランジスタＭ１２のゲートに供給される信号により制御される。具体的には、電源電圧Ｖｄ１２からドライバＤ１２に電圧が印加されると、ドライバＤ１２は、送信波形発生部Ｔｒから出力され、インバーターＩｎｖで位相が反転された信号を受けて、トランジスタＭ１２のソースに信号を出力する。この信号により、トランジスタＭ１２がオンとなり、トランジスタＭ１２のソース−ドレイン間を電流が流れる。これにより、電源電圧ＶＴＸからの電圧が一次側巻線Ｌ１２の両端に印加され、一次側巻線Ｌ１２に電流が流れて磁界が発生し、二次側巻線Ｌ２１には、一次側巻線Ｌ１２に発生した磁界による二次電圧が誘起される。

【0032】

一次側巻線Ｌ１１及びＬ１２それぞれの巻方向は、二次側巻線Ｌ２１の巻方向に対して互いに異なる。そのため、一次側巻線Ｌ１２に電流を流して磁界を発生させた場合には、二次側巻線Ｌ２１には、一次側巻線Ｌ１１に電流を流して磁界を発生させた場合とは異なる極性の二次電圧が誘起される。

【0033】

なお、二次側巻線Ｌ２１に誘起される電圧の波形は、一次側巻線Ｌ１１に印加される波形の形状に依る。即ち、本実施形態に係る超音波診断装置では、トランジスタＭ１１及びＭ１２それぞれのゲートに供給される電流の量を制御することで、各トランジスタへの充電時間を制御する。これにより、二次側巻線Ｌ２１に誘起される電圧の立ち上がり及び立ち下がりの傾きが制御される。つまり、本実施形態に係る超音波診断装置は、二次側巻線Ｌ２１に誘起される電圧の波形について、パルス幅、波高値に加えて、立ち上がり及び立ち下がりの傾きを制御することが可能となる。そのため、超音波振動子から出力可能な超音波の自由度が増大する。また、本実施形態に係る送信回路は、従来の矩形波送信回路を基に、ドライバＤ１１及びＤ１２の電源電圧Ｖｄ１１及びＶｄ１２を可変電源として構成するのみで実現することが可能である。そのため、任意波形送信回路に比べて回路規模が小さく、価格も低く抑えることが可能となる。

【0034】

なお、電源電圧Ｖｄ１１及びＶｄ１２は、送信制御部１００の制御に基づき、それぞれ独立して動作する。即ち、ドライバＤ１１及びＤ１２は、それぞれ独立して動作可能に構成されている。そのため、例えば、ドライバＤ１１及びＤ１２の電源電圧Ｖｄ１１及びＶｄ１２に対して、互いに異なる電圧値Ｖ_CCを設定してもよい。このような構成とすることで、正側のパルスと負側のパルスとで、立ち上がり及び立ち下がりの傾きが異なる電圧を一次側巻線Ｌ１１に印加する、即ち、正側と負側でパルス形状の異なる波形を生成することが可能となる。

【0035】

また、電源電圧Ｖｄ１１及びＶｄ１２それぞれの電圧値Ｖ_CCは、送信制御部１００の制御に基づき、ドライバＤ１１に入力される送信波形発生部Ｔｒからのパルス信号の周期の整数倍に対応するタイミングごと切り替えてもよい。この送信波形発生部Ｔｒからのパルス信号の周期は、超音波の送信タイミングに対応している。即ち、このような構成とすることで、例えば、送信タイミングごとに異なる波形を生成することが可能となる。これにより、例えば、時分割でモードを切り替えるような場合において、モードの特性に応じて出力する波形の形状を変更することが可能となる。

【0036】

以上のようにして、二次側巻線Ｌ２１に誘起された二次電圧により超音波振動子Ｃ１０が駆動し、被検体に向けて超音波が送信される。超音波振動子Ｃ１０は、被検体内からの超音波エコーを受けて、これを受信回路に出力する。

【0037】

（受信回路）
次に、図１を参照しながら、受信回路、即ち、増幅回路１２、遅延回路１３、加算回路１４、信号処理部１５、及び画像処理部１６の動作について説明する。増幅回路１２は、超音波振動子群１１の各振動子に接続された信号線を介し、各振動子で受信される超音波エコー信号を受ける。増幅回路１２は、各振動子から受けた超音波エコー信号を良好に伝送するために、低雑音増幅またはバッファリング等の処理を行う。

【0038】

増幅回路１２により増幅された信号は、遅延回路１３により遅延時間が与えられ、加算回路１４により加算されて信号処理部１５に出力される。遅延回路１３、及び加算回路１４により整相加算された信号は、信号処理部１５にて検波されてエンベロープが抽出される。この抽出されたエンベロープは、画像処理部１６にて被観測体の断面に合わせて座標変換されたり、画像表示に適した階調処理等が施されたりした後、表示部１７に表示される。これにより、リアルタイムで被観測体内の形態情報が、表示部１７に表示される。

【0039】

以上、本実施形態に係る超音波診断装置は、トランジスタＭ１１及びＭ１２それぞれのゲートに供給される電流の量を制御することで、各トランジスタへの充電時間を制御する。これにより、二次側巻線Ｌ２１に誘起される電圧の立ち上がり及び立ち下がりの傾きが制御される。つまり、本実施形態に係る超音波診断装置は、二次側巻線Ｌ２１に誘起される電圧の波形について、パルス幅、波高値に加えて、立ち上がり及び立ち下がりの傾きを制御することが可能となり、超音波振動子から出力可能な超音波の自由度が増大する。また、本実施形態に係る送信回路は、従来の矩形波送信回路を基に、ドライバＤ１１及びＤ１２の電源電圧Ｖｄ１１及びＶｄ１２を可変電源として構成するのみで実現することが可能である。そのため、任意波形送信回路に比べて回路規模が小さく、価格も低く抑えることが可能となる。

【0040】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載されたその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0041】

１０ 送信回路
Ｄ１１、Ｄ１２ ドライバ
Ｉｎｖ インバーター
Ｋ１０ トランス
Ｌ１１、Ｌ１２ 一次側巻線
Ｌ２１ 二次側巻線
Ｍ１１ トランジスタ
Ｍ１２ トランジスタ
Ｔｒ 送信波形発生部
ＶＴＸ 電源電圧
Ｖｄ１１、Ｖｄ１２ 電源電圧
１１ 超音波振動子群
Ｃ１０ 超音波振動子
１２ 増幅回路
１３ 遅延回路
１４ 加算回路
１５ 信号処理部
１６ 画像処理部
１７ 表示部
１００ 送信制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】