特許 6349025 携帯用超音波診断装置、及びそれにおける電力効率改善方法

(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】6349025

(24)【登録日】2018年6月8日

(45)【発行日】2018年6月27日

(54)【発明の名称】携帯用超音波診断装置、及びそれにおける電力効率改善方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/14 20060101AFI20180618BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/14

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-500817(P2017-500817)

(86)(22)【出願日】2015年3月13日

(65)【公表番号】特表2017-520334(P2017-520334A)

(43)【公表日】2017年7月27日

(86)【国際出願番号】KR2015002450

(87)【国際公開番号】WO2016006790

(87)【国際公開日】20160114

【審査請求日】2017年1月6日

(31)【優先権主張番号】10-2014-0085249

(32)【優先日】2014年7月8日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】514268660

【氏名又は名称】ヒールセリオン カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】リュウ，ジョン・ウォン

(72)【発明者】

【氏名】チョウン，ヨウ・チャン

(72)【発明者】

【氏名】チュン，ウォオク・ジン

【審査官】 後藤 順也

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００４−５００１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０１１１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０５８６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２４５１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００４９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３１２５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１８２６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平３−２２４５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２００９−０１１１５５２（ＫＲ，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】

携帯用超音波診断装置において、
測定しようとする測定深さを設定する測定深さ設定部と、
前記設定された測定深さに応じてパルス生成部に加える電圧を供給するが、前記設定された測定深さが小さいほど、より小さな電圧を供給する電圧供給部と、
超音波を発生させるために超音波トランスデューサに加える電気的パルスを生成するが、前記電圧供給部から供給される電圧に対応する電圧の電気的パルスを生成するパルス生成部と、
前記超音波トランスデューサからのエコー信号を増幅し、反射深さに応じた減衰を補償する可変利得増幅器と、
前記設定された測定深さに応じて、前記可変利得増幅器の反射深さに応じた増幅特性を調整する補償特性調整部と、
を含むことを特徴とする携帯用超音波診断装置。

【請求項2】

前記増幅特性は、ゲインが前記設定された測定深さで所定の最大値を有し、前記設定された測定深さ以下の範囲で反射深さが大きいほど、より大きな値を有することを特徴とする請求項１に記載の携帯用超音波診断装置。

【請求項3】

前記増幅特性は、ゲインが前記設定された測定深さ以下の範囲で反射深さに応じて増加する形態であることを特徴とする請求項２に記載の携帯用超音波診断装置。

【請求項4】

携帯用超音波診断装置の電力効率改善方法において、
測定しようとする測定深さを設定するステップと、
超音波トランスデューサに加える電気的パルスを生成するパルス生成部に、前記設定された測定深さに応じて電圧を供給するが、前記設定された測定深さが小さいほど、より小さな電圧を供給するステップと、
前記パルス生成部が、前記供給される電圧に応じて電気的パルスを生成するステップと、
可変利得増幅器を通じて前記超音波トランスデューサからのエコー信号を増幅し、反射深さに応じた減衰を補償するステップと、
前記設定された測定深さに応じて、前記可変利得増幅器の反射深さに応じた増幅特性を調整するステップと、
を含むことを特徴とする電力効率改善方法。

【請求項5】

前記調整するステップでは、
ゲインが前記設定された測定深さで所定の最大値を有し、前記設定された測定深さ以下の範囲で反射深さが大きいほど、より大きな値を有するように、前記増幅特性を調整することを特徴とする請求項４に記載の電力効率改善方法。

【請求項6】

前記増幅特性は、ゲインが前記設定された測定深さ以下の範囲で反射深さに応じて増加する形態であることを特徴とする請求項５に記載の電力効率改善方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、携帯用超音波診断装置に係り、電力効率を高めうる携帯用超音波診断装置、及び携帯用超音波診断装置での電力効率改善方法に関する。

【背景技術】

【0002】

超音波診断装置は、無侵襲及び非破壊の特性を有しており、対象体内部の情報を得るための医療分野で広く用いられている。超音波診断システムは、被検体を直接切開して観察する外科手術が不要であり、被検体内部組織の高解像度の画像を医師に提供することができるので、医療分野で非常に重要に用いられている。

【0003】

超音波診断装置は、被検体の体表から体内の目的部位に向けて超音波信号を照射し、反射された超音波信号から情報を抽出して内部組織の断層や血流に関するイメージを無侵襲で得るシステムである。

【0004】

このような超音波診断装置は、Ｘ線検査装置、ＣＴスキャナー（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ｓｃａｎｎｅｒ）、ＭＲＩスキャナー（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｅ Ｓｃａｎｎｅｒ）、核医学検査装置のような他の画像診断装置と比較した時、小型かつ安価であり、リアルタイムで表示可能であり、Ｘ線などの被爆がなくて、安全性が高いという長所を有するので、心臓、腹部内臓、泌尿器及び生殖器の診断のために広く用いられている。

【0005】

従来の超音波診断装置は、常時電源が供給されるＡＣ交流電源を使うために、電力不足の状況が発生しなかったが、最近、電力が限定されたバッテリを電力源として使う携帯用超音波診断装置を使うようになり、最小限の電力で使用時間を最大限に確保するための 技術が要求される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来の携帯用超音波診断装置は、測定しようとする深さと無関係に一定の最大電圧のパルス信号を生成し、浅い深さを測定する場合にも、同じ最大電圧のパルス信号を使う。これにより、バッテリ端と回路部分とに高い負荷を与えるようになって、電力効率が良くない問題がある。

【0007】

これにより、本発明が解決しようとする技術的な課題は、測定しようとする深さに応じてパルス信号の電圧を調節することによって、電力効率を改善しうる携帯用超音波診断装置、及び携帯用超音波診断装置での電力効率改善方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記技術的課題を解決するための本発明による携帯用超音波診断装置は、測定しようとする測定深さを設定する測定深さ設定部と、前記設定された測定深さに応じてパルス生成部に加える電圧を供給するが、前記設定された測定深さが小さいほど、より小さな電圧を供給する電圧供給部と、超音波を発生させるために超音波トランスデューサに加える電気的パルスを生成するが、前記電圧供給部から供給される電圧に対応する電圧の電気的パルスを生成するパルス生成部と、を含むことを特徴とする。

【0009】

前記携帯用超音波診断装置は、前記超音波トランスデューサからのエコー信号を増幅し、反射深さに応じた減衰を補償する可変利得増幅器をさらに含む。

【0010】

前記携帯用超音波診断装置は、前記設定された測定深さに応じて、前記可変利得増幅器の反射深さに応じた増幅特性を調整する補償特性調整部をさらに含む。

【0011】

前記増幅特性は、ゲインが前記設定された測定深さで所定の最大値を有し、前記設定された測定深さ以下の範囲で反射深さが大きいほど、より大きな値を有するものであり得る。この際、前記増幅特性は、ゲインが前記設定された測定深さ以下の範囲で反射深さに応じて増加する形態であり得る。

【0012】

前記技術的課題を解決するための本発明による携帯用超音波診断装置の電力効率改善方法は、測定しようとする測定深さを設定するステップと、超音波トランスデューサに加える電気的パルスを生成するパルス生成部に、前記設定された測定深さに応じて電圧を供給するが、前記設定された測定深さが小さいほど、より小さな電圧を供給するステップと、前記パルス生成部が、前記供給される電圧に応じて電気的パルスを生成するステップと、を含むことを特徴とする。

【0013】

前記電力効率改善方法は、可変利得増幅器を通じて前記超音波トランスデューサからのエコー信号を増幅し、反射深さに応じた減衰を補償するステップをさらに含む。

【0014】

前記電力効率改善方法は、前記設定された測定深さに応じて、前記可変利得増幅器の反射深さに応じた増幅特性を調整するステップをさらに含む。

【0015】

前記調整するステップでは、ゲインが前記設定された測定深さで所定の最大値を有し、前記設定された測定深さ以下の範囲で反射深さが大きいほど、より大きな値を有するように、前記増幅特性を調整することができる。この際、前記増幅特性は、ゲインが前記設定された測定深さ以下の範囲で反射深さに応じて増加する形態であり得る。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、測定しようとする深さに応じてパルス信号の電圧を調節することによって、電力効率を改善しうる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態による携帯用超音波診断装置の構成を示す図である。

【図2】人体の代わりに測定することができるファントム（ｐｈａｎｔｏｍ）に測定深さに応じた供給電圧を共に表示した例を示す図である。

【図3】測定深さ−電圧テーブルの一例を示す図である。

【図4】パルス生成部１２２から生成される、電圧が互いに異なる電気的パルスとそれらによるエコー信号とを示す図である。

【図5】従来の、可変利得増幅器１２３の反射深さに応じた増幅特性の例を示すグラフである。

【図6】本発明の実施形態による、可変利得増幅器１２３の反射深さに応じた増幅特性が調整されたものを示すグラフであって、測定深さが１０ｃｍである時の増幅特性を示す。

【図7】本発明の実施形態による、可変利得増幅器１２３の反射深さに応じた増幅特性が調整されたものを示すグラフであって、測定深さが１５ｃｍである時の増幅特性を示す。

【図8】本発明の実施形態による、可変利得増幅器１２３の反射深さに応じた増幅特性が調整されたものを示すグラフであって、測定深さが５ｃｍである時の増幅特性を示す。

【図9】本発明の一実施形態による携帯用超音波診断装置の電力効率改善方法のフローチャートを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。以下、説明及び添付図面で実質的に同じ構成要素は、それぞれ同じ符号で示すことによって、重複説明を省略する。また、本発明を説明するに当って、関連した公知の機能または構成についての具体的な説明が、本発明の要旨を不明にする恐れがあると判断される場合、それについての詳細な説明は省略する。

【0019】

図１は、本発明の一実施形態による携帯用超音波診断装置の構成を示す図である。本実施形態による携帯用超音波診断装置は、超音波トランスデューサ１１０、メイン回路部１２０、バッテリ１３０、電圧供給部１４０、測定深さ設定部１５０、補償特性調整部１６０を含んでなる。

【0020】

超音波トランスデューサ１１０は、メイン回路部１２０から印加される電気的パルスから超音波パルスを発生させて被検査体の内部に照射し、被検査体から反射されて戻ってくる超音波エコー信号を電気的信号に変換してメイン回路部１２０に伝達する。超音波トランスデューサ１１０は、圧電素子アレイモジュールからなる。圧電素子アレイモジュールは、例えば、６４、１２８、１９２個など多数の圧電素子が配列形態に配されるように構成することができる。圧電素子としては、電気音響変換効率に優れる圧電セラミック（ｌｅａｄ ｚｉｒｃｏｎａｔｅ ｔｉｔａｎａｔｅ、ＰＺＴ）が使われる。圧電素子を駆動するための電気的パルスの電圧として＋１００Ｖ〜−１００Ｖの電圧が使われる。

【0021】

メイン回路部１２０は、超音波トランスデューサ１１０に印加する電気的パルスを生成し、超音波トランスデューサ１１０を通じて受信されるエコー信号を分析して超音波画像を生成し、それを外部の表示装置（図示せず）に伝送する役割を果たす。

【0022】

メイン回路部１２０は、具体的に、送受信部１２１、パルス生成部１２２、可変利得増幅器１２３、アナログ−デジタル変換器１２４、ビームフォーマ１２５、プロセッサ１２６、通信部１２７を含んでなる。

【0023】

送受信部１２１は、パルス生成部１２２から生成された電気的パルスを超音波トランスデューサ１１０に伝達し、超音波トランスデューサ１１０を通じて受信されたエコー信号を可変利得増幅器１２３に伝達する役割を果たす。例えば、送受信部１２１は、超音波送信時にはＴＸ回路と圧電素子アレイモジュールとを連結し、超音波エコー受信時にはＲＸ回路と圧電素子アレイモジュールとを連結するスイッチで構成することができる。

【0024】

パルス生成部１２２は、超音波を発生させるために超音波トランスデューサ１１０に印加する電気的パルスを生成する。この際、パルス生成部１２２は、後述する電圧供給部１４０から供給される電圧に相応する電圧の電気的パルスを生成する。

【0025】

可変利得増幅器１２３は、超音波トランスデューサ１１０からのエコー信号を増幅して、反射深さに応じたエコー信号の減衰を補償する。超音波は、特性上、人体内で吸収されるために、深い所から反射されて遅く到着する信号であるほど、エネルギーの損失が大きくて、大きさが減少する。したがって、エコー信号は、反射深さが大きいほど（すなわち、反射されて到着する時間が遅いほど）、さらに大きな値に補償されなければならない。したがって、可変利得増幅器１２３の反射深さに応じた増幅特性は、反射深さに応じて、または信号の到着時間に応じて増加する形態であり得る。

【0026】

アナログ−デジタル変換器１２４は、可変利得増幅器１２３を通じて補償されたエコー信号をデジタル信号に変換する。

【0027】

ビームフォーマ１２５は、ＴＸビームフォーミングとＲＸビームフォーミングとを行う。ＴＸビームフォーミングとは、超音波トランスデューサ１１０に対応するパラメータを用いてパルス生成部１２２に適切な電気的パルスを生成させるものであって、例えば、超音波を送信する際に、特定の距離にある焦点に超音波のエネルギーが集束されるように圧電素子の位置に応じて電気的パルスの時間を遅延させるものである。ＲＸビームフォーミングとは、アナログ−デジタル変換器１２４からのデジタル信号に対して超音波トランスデューサ１１０に合わせてデータ変換を行ってプロセッサ１２６に伝達するものであって、例えば、超音波エコーを受信した際に、圧電素子の位置及び受信時間に応じて、各圧電素子から出る電気的信号を時間遅延させ、該時間遅延された信号を合算して超音波データ（スキャンデータ）を生成するものである。

【0028】

プロセッサ１２６は、ビームフォーマ１２５を制御して超音波トランスデューサ１１０に適したビームフォーミングを行わせる機能、ビームフォーマ１２５からのスキャンデータで超音波画像を生成して通信部１２７を通じて外部の表示装置に伝送するか、または前記スキャンデータを通信部１２７を通じて外部の表示装置に伝送する機能、携帯用超音波診断装置の各要素を制御する機能を行う。

【0029】

プロセッサ１２６は、通信に使われる帯域幅を減らすために、必要に応じてスキャンデータの圧縮を行うこともできる。

【0030】

通信部１２７は、外部の表示装置とデータを送受信するための通信モジュールであって、有線または無線通信方式を使うことができる。有線通信方式としては、ＵＳＢケーブルなどの有線ケーブルが使われ、無線通信方式としては、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ：登録商標）、無線ＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＵＳＢ）、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ、ワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ：登録商標）、ジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ：登録商標）、または赤外線通信であるＩｒＤＡ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）のうち１つの方式が使われる。

【0031】

通信部１２７を通じて伝送される超音波画像またはスキャンデータをで超音波画像を表示する外部の表示装置は、例えば、ＰＣ、スマートフォン、タブレット機器、ＰＤＡなどでありうる。

【0032】

実施形態によっては、携帯用超音波診断装置は、プロセッサ１２６から生成される超音波画像を表示するためのディスプレイ部（図示せず）を自体的に備えることもできる。この場合、超音波画像またはスキャンデータを外部に伝送する通信部１２７は備えられないこともある。

【0033】

バッテリ１３０は、パルス生成部１２２が電気的パルスを生成するに必要な電力を含む携帯用超音波診断装置の動作のための電力を供給する。

【0034】

従来では、測定しようとする深さと無関係にパルス生成部１２２に一定の最大電圧（例えば、１００Ｖ）が供給されることによって、パルス生成部１２２は、一定の最大電圧（例えば、ピークツーピーク＋１００Ｖ〜−１００Ｖ）の電気的パルス信号を生成していた。しかし、本発明の実施形態では、測定しようとする測定深さを設定し、該設定された測定深さに応じてパルス生成部１２２に調整された電圧を供給することによって、電力効率を改善させる。これは、測定しようとする測定深さが定められている場合、それよりも深い所のデータは事実上必要がないために、敢えて最大電圧を供給する必要がないためである。

【0035】

測定深さ設定部１５０は、被検査体の測定しようとする測定深さを設定する。測定深さは、ユーザから入力され、携帯用超音波診断装置は、測定深さの入力のためのユーザインターフェースを備えることができる。実施形態によっては、ユーザが診断しようとする部位、症状または用途を入力すれば、予め設定された基準によって、それに対応するように測定深さが設定されることもある。

【0036】

電圧供給部１４０は、バッテリ１３０から供給される電力から、測定深さ設定部１５０を通じて設定された測定深さに応じて電圧を生成してパルス生成部１２２に供給する。この際、電圧供給部１４０は、測定深さが小さいほど、より小さな電圧を供給し、測定深さが大きいほど、より大きな電圧を供給する。電圧供給部１４０としては、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータが用いられ、この場合、供給電圧の調整は、ＤＣ−ＤＣコンバータのパルス幅変調を通じて行われる。本発明の実施形態によれば、パルス生成部１２２に常に一定の最大電圧を供給せず、設定された測定深さに応じて最大電圧よりも小さな電圧を供給するので、バッテリ端と回路部分とに加えられる負荷が減って、電力効率が高くなる。

【0037】

図２は、人体の代わりに測定することができるファントム（ｐｈａｎｔｏｍ）に測定深さに応じた供給電圧を共に表示した例を示す図である。図２によれば、最大測定深さは２０ｃｍであり、設定された測定深さが最大測定深さである２０ｃｍである場合、最大電圧である１００Ｖが供給されるが、設定された測定深さが２０ｃｍよりも小さな場合、図に示したように、７５Ｖ、５０Ｖ、または２５Ｖが供給される。

【0038】

電圧供給部１４０が設定された測定深さに応じて調整された電圧を供給するように、携帯用超音波診断装置のメモリ（図示せず）に測定深さに応じた電圧を示す測定深さ−電圧テーブルが設けられうる。プロセッサ１２６は、前記測定深さ−電圧テーブルを参照して電圧供給部１４０を制御することによって、供給電圧が調整されうる。図３は、このような測定深さ−電圧テーブルの一例を示す。図３によれば、測定深さ３ｃｍから２０ｃｍまでそれぞれに該当する供給電圧が示されている。ここで、１〜２ｃｍの測定深さが除外されたのは、超音波画像を通じて関心を持つ領域は、通常人体の皮膚から３ｃｍ以上の深さに位置する地点であり、人体の皮膚から１〜２ｃｍ深さにある領域は、皮膚を含んだ皮下脂肪がほとんどであって、臨床的な診断を下すための意味のある情報を有していないためである。

【0039】

再び図１を参照すれば、パルス生成部１２２は、電圧供給部１４０から供給される電圧に対応する電圧の電気的パルスを生成する。例えば、パルス生成部１２２は、電圧供給部１４０から１００Ｖの電圧が供給されれば、ピークツーピーク＋１００Ｖ〜−１００Ｖの電気的パルス信号を生成し、５０Ｖの電圧が供給されれば、ピークツーピーク＋５０Ｖ〜−５０Ｖの電気的パルス信号を生成する。

【0040】

このように、パルス生成部１２２が設定された測定深さに応じて、他の電圧の電気的パルス信号を生成すれば、超音波トランスデューサ１１０を通じて被検査体に照射される超音波信号の大きさは変わる。したがって、超音波トランスデューサ１１０からのエコー信号の大きさも変わる。

【0041】

図４は、パルス生成部１２２から生成される、電圧が互いに異なる電気的パルスとそれらによるエコー信号とを示す図である。図４によれば、電気的パルスの電圧が減少すれば、それによるエコー信号の大きさも減少する。したがって、このように減少したエコー信号の大きさに対する補償が必要である。

【0042】

そのために、本発明の実施形態では、可変利得増幅器１２３の反射深さに応じた増幅特性は、測定深さ設定部１５０を通じて設定された測定深さに応じて調整される。図１によれば、補償特性調整部１６０は、測定深さ設定部１５０を通じて設定された測定深さに応じて可変利得増幅器１２３の反射深さに応じた（すなわち、信号の到着時間に応じた）増幅特性を調整する。可変利得増幅器１２３の増幅特性を調整することは、例えば、可変利得増幅器１２３を成す素子の一部を可変素子で構成し、可変素子の素子値を適切に調整することで達成されうる。図１では、補償特性調整部１６０を可変利得増幅器１２３とは別の構成として図示したが、補償特性調整部１６０は、可変利得増幅器１２３に含まれる構成でもあり得る。

【0043】

図５は、従来の、測定しようとする深さと無関係にパルス生成部１２２に一定の最大電圧（例えば、１００Ｖ）が供給される場合の可変利得増幅器１２３の反射深さに応じた増幅特性の例を示すグラフである。図５によれば、増幅特性は、最大深さ２０ｃｍで最大ゲインＧ_ｍａｘを有し、反射深さに応じてゲインが線形的に増加する形態となっている。図５では、ゲインが反射深さに応じて線形的に増加することを例としたが、人体内での減衰特性に応じてゲインが指数関数的またはログ関数的に増加する形態に設定されることもある。

【0044】

本発明の実施形態で、パルス生成部１２２から生成される電気的パルスの電圧が減少することによって減少したエコー信号の大きさに対する補償のために、可変利得増幅器１２３の反射深さに応じた増幅特性は、例えば、図６ないし図８に示したように調整されうる。図６、図７、図８は、設定された測定深さがそれぞれ１０ｃｍ、１５ｃｍ、５ｃｍである時の増幅特性を示す図である。

【0045】

図６ないし図８によれば、増幅特性は、設定された測定深さで最大ゲインＧ_ｍａｘを有し、設定された測定深さ以下の範囲で反射深さが大きいほど、より大きな値を有するように、すなわち、ゲインが設定された測定深さ以下の範囲で反射深さに応じて次第に増加して、設定された測定深さで最大ゲインＧ_ｍａｘを有するように調整される。

【0046】

図６によれば、増幅特性は、設定された測定深さ１０ｃｍで最大ゲインＧ_ｍａｘを有し、１０ｃｍ以下の範囲で反射深さに応じて次第に増加する形態となっている。

【0047】

図３を共に参照すれば、設定された測定深さが２０ｃｍである場合、パルス生成部１２２から生成される電気的パルスの電圧は、ピークツーピーク＋１００Ｖ〜−１００Ｖになり、反射深さ１０ｃｍから反射されたエコー信号は、可変利得増幅器１２３を通じて１／２Ｇ_ｍａｘのゲインで増幅される。ところで、設定された測定深さが１０ｃｍである場合、パルス生成部１２２から生成される電圧は、ピークツーピーク＋５０Ｖ〜−５０Ｖに減少するので、エコー信号の大きさも半分に減少するが、増幅特性の調整によって反射深さ１０ｃｍに対するゲインがＧ_ｍａｘなので、可変利得増幅器１２３を通じて増幅されたエコー信号の大きさは、電気的パルスの電圧がピークツーピーク＋１００Ｖ〜−１００Ｖである場合と同一になる。

【0048】

図７を参照すれば、増幅特性は、設定された測定深さ１５ｃｍで最大ゲインＧ_ｍａｘを有し、１５ｃｍ以下の範囲で反射深さによって次第に増加する形態を帯びる。

【0049】

図３を共に参照すれば、設定された測定深さが２０ｃｍである場合、パルス生成部１２２から生成される電気的パルスの電圧は、ピークツーピーク＋１００Ｖ〜−１００Ｖになり、反射深さ１５ｃｍから反射されたエコー信号は、可変利得増幅器１２３を通じて３／４Ｇ_ｍａｘのゲインで増幅される。ところで、設定された測定深さが１５ｃｍである場合、パルス生成部１２２から生成される電圧は、ピークツーピーク＋７５Ｖ〜−７５Ｖに減少するので、エコー信号の大きさも７５％に減少するが、増幅特性の調整によって反射深さ１５ｃｍに対するゲインがＧ_ｍａｘなので、可変利得増幅器１２３を通じて増幅されたエコー信号の大きさは、電気的パルスの電圧がピークツーピーク＋１００Ｖ〜−１００Ｖである場合と同一になる。

【0050】

図８を参照すれば、増幅特性は、設定された測定深さ５ｃｍで最大ゲインＧ_ｍａｘを有し、５ｃｍ以下の範囲で反射深さによって次第に増加する形態を帯びる。

【0051】

図３を共に参照すれば、設定された測定深さが２０ｃｍである場合、パルス生成部１２２から生成される電気的パルスの電圧は、ピークツーピーク＋１００Ｖ〜−１００Ｖになり、反射深さ５ｃｍから反射されたエコー信号は、可変利得増幅器１２３を通じて１／４Ｇ_ｍａｘのゲインで増幅される。ところで、設定された測定深さが５ｃｍである場合、パルス生成部１２２から生成される電圧は、ピークツーピーク＋２５Ｖ〜−２５Ｖに減少するので、エコー信号の大きさも２５％に減少するが、増幅特性の調整によって反射深さ５ｃｍに対するゲインがＧ_ｍａｘなので、可変利得増幅器１２３を通じて増幅されたエコー信号の大きさは、電気的パルスの電圧がピークツーピーク＋１００Ｖ〜−１００Ｖである場合と同一になる。

【0052】

図６ないし図８では、ゲインが設定された測定深さまで反射深さに応じて線形的に増加することを例としたが、人体内での減衰特性に応じてゲインが指数関数的またはログ関数的に増加する形態に設定されることもある。

【0053】

図９は、本発明の一実施形態による携帯用超音波診断装置の電力効率改善方法のフローチャートを示す図である。本実施形態による電力効率改善方法は、前述した携帯用超音波診断装置で処理されるステップからなる。したがって、以下では省略された内容でっても、携帯用超音波診断装置に関して前述された内容であれば、本実施形態による電力効率改善方法にも適用される。

【0054】

ステップ７１０において、測定深さ設定部１５０は、被検査体の測定しようとする測定深さを設定する。

【0055】

ステップ７２０において、電圧供給部１４０は、前記設定された測定深さに応じてパルス生成部１２２に供給する電圧を設定する。

【0056】

ステップ７３０において、補償特性調整部１６０は、前記設定された測定深さに応じて可変利得増幅器１２３の反射深さに応じた増幅特性を調整する。

【0057】

ステップ７４０において、電圧供給部１４０は、前記設定された電圧を生成してパルス生成部１２２に供給する。

【0058】

ステップ７５０において、パルス生成部１２２は、前記供給される電圧に対応する電圧の電気的パルスを発生する。

【0059】

ステップ７６０において、超音波トランスデューサ１１０は、前記電気的パルスから超音波パルスを発生して被検査体の内部に照射する。

【0060】

ステップ７７０において、超音波トランスデューサ１１０は、被検査体の内部から反射されて受信される超音波エコーを電気的信号に変換する。

【0061】

ステップ７８０において、可変利得増幅器１２３は、電気的信号に変換されたエコー信号を、前記ステップ７３０を通じて調整された増幅特性に基づいて増幅して、反射深さに応じた減衰を補償する。

【0062】

ステップ７９０において、アナログ−デジタル変換器１２４は、可変利得増幅器１２３を通じて補償されたエコー信号をデジタル信号に変換する。

【0063】

以上、本発明について、その望ましい実施形態を中心に説明した。当業者ならば、本発明が、本発明の本質的な特性から外れない範囲で変形された形態として具現可能であるということを理解できるであろう。したがって、開示された実施形態は、限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮されなければならない。本発明の範囲は、前述した説明ではなく、特許請求の範囲に示されており、それと同等な範囲内にあるあらゆる差異点は、本発明に含まれたものと解釈しなければならない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】