[发明专利]超声波诊断装置及超声波诊断系统

说明书

本申请基于并要求2006年7月13日提出的日本专利申请No.2006-193086的优先权，其全文作为参考包含在本文中。

技术领域

本发明涉及扫描超声波束后实时地获得生物体内的图像的实时超声波诊断装置和使用了超声波探头的超声波诊断装置及超声波诊断系统，特别是涉及使用内置有电子电路的探头的超声波诊断装置。

背景技术

近年来，在超声波二维(2D)阵列探头等中，在探头头部内置电子电路，能够进行发送波形的生成、接收回声的放大和部分的波束生成。例如，在日本特开2000-139907号公报中记载了使用了这样的二维阵列探头的超声波诊断装置。

此外，为了抑制振子元件尺寸变小所引起的阻抗上升，还考虑了使用叠片压电体。

例如，在使用内置了电子电路的探头的实时超声波诊断装置中，探头柄包括超声波振子组、脉冲发生器组、前置放大器组、子阵列波束形成器组和控制它们的控制电路。此外，由上述探头柄、探头电缆、探头连接器和电子电路组、探头连接器内控制电路构成超声波探头。

另一方面，在通过探头连接器连接了这样的超声波探头的超声波诊断装置中，在主体前置放大器组对实施了接收延迟加法处理的超声波回声信号进行放大。然后，使该被放大的超声波回声信号在接收延迟加法电路中对准定时，在信号处理部进行检波而取出包络线，在图像处理部进行坐标变换，通过实施适于图像显示的处理后显示在显示部上，这样能实时地显示被观测体内的形态信息。

但是，如果对被观测体内的血流进行中心频率f0的超声波的收发，超声波束的频率就由于流动的血细胞而受到与血流速度成比例的多普勒偏移fd，从而接收频率为f0+fd的超声波束。因此，通过检测该多普勒偏移频率fd并显示时间上的变化，就能够显示血流速度信息作为多普勒图像。

这时，将检测到的多普勒偏移频率fd影射在二维上，通过进行适当的色彩变换后与先前的超声波图像重合进行显示，就能够将包含血流速度信息的被观测体内的图像作为彩色多普勒图像实时地显示(未图示)。

近年来，在超声波探头中使用了二维阵列振子，振子数增加到数千个，各个振子大小变得极其小。该情况下，如果将探头直接连接在超声波诊断装置上，就需要非常多的电缆根数。因此，整个电缆就变得很粗，在妨碍操作的同时，难以高效率地向微小的振子传输驱动用的波形，并且难以高品质地传输由微小的振子接收的超声波回声。

因此，在二维阵列等的情况下，在超声波探头中安装了发送电路和接收电路等电子电路。再者，在容易且高效地进行数量多的微小振子的驱动、高效地放大接收到的微弱超声波回声的同时，通过对以数个为单位的振子进行局部的接收波束生成后进行相加，就能够减少输入到超声波诊断装置的信号线的根数。

但是，为了将超声波探头的温度上升抑制在可容许的程度，需要减少这些探头中内置的电子电路所产生的热量。因此，存在不能够增大提供给内置电子电路的电源功率的问题。另一方面，关于放大超声波回声的前置放大器组，代表性的放大元件大多数情况下都使用了FET(场效应晶体管)。利用该FET的前置放大器，为了降低噪声而得到较宽的动态范围，就需要如图1所示地增加偏置电流。

FETM1的输入换算噪声(热噪声)可以用下式求得。

v_n＝4kT(2/3)·(1/gm)

gm＝2·I_D/(VGS-V_TH) 

因此，为了降低噪声，就需要增大偏置电流。

即，为了放大像连续波多普勒(SCW)模式那样地在振幅较大的杂乱回波(来自心脏壁等的反射)上重叠的极微弱的多普勒信号，需要供给比得到通常B模式图像时大许多倍的相当大的偏置电流。

其结果，前置放大器的发热增加使得探头的温度上升变大，产生过多的发热，有可能导致内置的电子电路不能正常工作。如果为了避免该情况而抑制偏置电流进行使用，就得不到充分的前置放大器的动态范围，就很难忠实地放大微弱的信号成分，不能得到诊断所需的信息。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种超声波诊断装置和使用了超声波探头的超声波诊断装置及超声波诊断系统，在使用内置了前置放大器等电子电路的二维阵列探头等的超声波诊断装置中，不增加探头的电子电路的消耗功率和发热就减小前置放大器的噪声电平，能够增大动态范围来确保连续波多普勒模式等的接收性能，得到良好的超声波图像。

即，第一个发明涉及超声波诊断装置，其具备：