物體發(fā)生反射后直至由換能器接收反射回來的回波信號為止 所需的時間相同，從而即使同時顯示由治療用換能器110和成像換能器120所生成的超聲 波的影像，也使得特定位置（焦點位置）的坐標(biāo)顯示一致。
[0035] 同步化部140起到同步治療用換能器110和成像換能器120的超聲波生成時刻的 作用。具體說明如下，同步化部140通過輸入部170或控制部150輸入由治療用換能器110 生成的高強度超聲波所要集中的區(qū)域。同步化部140控制（同步化）換能器部125,使得高 強度超聲波和成像超聲波同時到達(dá)所述焦點位置。在此，同步化是指根據(jù)各個換能器的位 置與焦點位置之間的距離計算超聲波的移動時間，從而同步超聲波的發(fā)生時刻。另一方面， 同步化的方法可W設(shè)置為根據(jù)每個掃描線而有所不同。在掃描線經(jīng)過已設(shè)定（71召弓）的 焦點位置或掃描線在已設(shè)定的范圍W內(nèi)的情況下，同步化部140進(jìn)行同步化并掃描，而對 剩余區(qū)域則可W在未進(jìn)行同步化的情況下掃描，或可W生成超聲波生成時刻被調(diào)節(jié)的同步 化信號，W使得治療用換能器110不生成超聲波，同時使得成像換能器120發(fā)生超聲波。
[0036] 根據(jù)本實施例的高強度超聲聚焦裝置100的有利之處在于，無需進(jìn)行其他處理只 通過對控制部150的操作就可W獲得在現(xiàn)有超聲波影像中顯示有高強度超聲波焦點位置 的影像。在本實施例的控制部150的功能中，W單獨的同步化部140來體現(xiàn)用于執(zhí)行作為 本實施例的特定功能的同步化的部分。但是，若能夠體現(xiàn)出相同的功能，則應(yīng)解釋為屬于本 發(fā)明的權(quán)利范圍，而與同步化部140的單獨體現(xiàn)與否無關(guān)。
[0037] 同步化部140按成像換能器120的各個換能器元件的掃描線形成有高強度超聲波 的多個虛擬通道（Virtual化annel)610,并可W根據(jù)多個虛擬通道610的位置、多個治療 用換能器110的各個通道的位置和焦點位置（W下，將多個虛擬通道610和多個治療用換 能器110的各個通道統(tǒng)稱為"多個治療用通道620")，確定多個治療用通道620的發(fā)送時 亥IJ。此時，優(yōu)選將虛擬通道610為多個通道（至少一個W上的通道），但并不限定于此，也可 W通過一個通道來實現(xiàn)。
[0038] 同步化部140可W僅對成像換能器120的多個換能器元件中的與經(jīng)過焦點位置的 掃描線相對應(yīng)的換能器元件形成有多個虛擬通道610。
[0039] 同步化部140可W僅對成像換能器120的多個換能器元件中的與最接近所述焦點 位置的掃描線相對應(yīng)的換能器元件形成有多個虛擬通道610。
[0040] 同步化部140可W基于多個治療用通道620所發(fā)送的超聲波（成像超聲波和高強 度超聲波）至Ij達(dá)焦點位置為止所需的到達(dá)時間信息Ti和到達(dá)時間信息T1中的最大到達(dá)時 間信息Max(Ti)，分別計算出多個治療用通道620的延遲時間信息T1，并且分別利用延遲時 間信息T1來確定多個治療用通道620的發(fā)送時刻。
[00川同步化部140可W通過最大到達(dá)時間信息Max(Ti)分別減去到達(dá)時間信息Tl,來 分別計算出對于多個治療用通道620的延遲時間信息T1。 陽0創(chuàng)同步化部140可W對多個治療用通道620中的與最大到達(dá)時間信息Max化）相對 應(yīng)的多個治療用通道620的發(fā)送時刻分別應(yīng)用延遲時間信息T1來確定剩余多個治療用通 道620的發(fā)送時刻。
[0043] 同步化部140可W根據(jù)成像超聲波和高強度超聲波在對象體的介質(zhì)內(nèi)進(jìn)行移動 的移動速度信息C、與焦點位置相對應(yīng)的焦點位置坐標(biāo)值fy，fy，f,、與多個所述治療用通道 620相對應(yīng)的通道坐標(biāo)值，分別計算出到達(dá)時間信息Ti。
[0044] 同步化部140可W計算出直角坐標(biāo)系巧ectangularCoordinateSystem)上的焦 點位置坐標(biāo)值fy，fy，f,與通道坐標(biāo)值e^，Gy1，i之間的距離差信息，并將對距離差信息 除W移動速度信息C的值分別識別為上述到達(dá)時間信息Ti。 W45] 同步化部140可W將形成多個虛擬通道610的多個換能器元件中的位于中央的換 能器元件的坐標(biāo)識別為多個所述虛擬通道610的通道坐標(biāo)值。
[0046] 同步化部140可W重復(fù)執(zhí)行形成一個虛擬通道610的步驟直至形成一帖成像的 影像為止，使得在高強度超聲波的一個周期（切Cle)內(nèi)形成一個掃描線的一部分成像的影 像。
[0047] 本實施例的一個特征是，同步化部140可W將延遲時間作為媒介來對治療用換能 器110和成像換能器120的超聲波生成時間進(jìn)行同步化，從而將焦點位置顯示于成像的影 像中。此時，與成像換能器120的掃描方向無關(guān)地可W由成像換能器120接收從焦點位置 510返回的高強度超聲波的回波信號。但是，在成像換能器120為排列型換能器的情況下， 當(dāng)掃描方向朝向焦點位置時，從焦點返回的高強度超聲波的回波信號顯示為強信號，當(dāng)掃 描方向并不朝向焦點位置時，從焦點返回的高強度超聲波的回波信號顯示為噪音，而在本 發(fā)明中運并不構(gòu)成問題。對此，通過圖3和圖4在后面進(jìn)行描述。
[0048] 控制部150對超聲波醫(yī)療裝置100的整體功能進(jìn)行控制，并起到接收使用人員通 過輸入部170輸入的焦點位置的信息的功能，或起到基于成像的影像來重新調(diào)整治療用換 能器110的方向的功能。另外，控制部150還可W向存儲部160存儲已生成的成像的影像， 并可W輸出所存儲的成像的影像。
[0049] 顯示部180輸出并顯示由影像處理部130生成的影像信號。存儲部160可W存儲 由影像處理部130生成的成像的影像或可W存儲與特定焦點位置510相對應(yīng)的各個換能器 的調(diào)整值。換能器的調(diào)整值可W為各個換能器的轉(zhuǎn)向角或超聲波發(fā)生時刻信息。
[0050] 圖2為簡略示出根據(jù)本實施例的影像處理部的結(jié)構(gòu)框圖。
[0051] 影像處理部130包括波束形成器部250、信號處理部260W及掃描變換器270。波 束形成器部250主要起到如下功能：即，通過在具有多個換能器元件的排列型換能器對適 合于相應(yīng)換能器的電信號進(jìn)行延遲，從而轉(zhuǎn)換成適合于各個換能器元件的電信號的作用， 或者對在各個換能器元件中轉(zhuǎn)換的電信號進(jìn)行延遲并合計而計算成相應(yīng)換能器的功率值 的作用。波束形成器部250包括發(fā)送波束形成器230及接收波束形成器240。
[0052] 發(fā)送波束形成器230通過調(diào)節(jié)向換能器部125輸入的電信號的延遲時間的大小， 從而生成用于向各個換能器或排列型換能器的換能器元件輸入的電信號，并向各個換能器 或排列型換能器的換能器元件進(jìn)行輸入上述電信號。發(fā)送波束形成器230包括第一發(fā)送波 束形成器210和第二發(fā)送波束形成器220。
[0053] 第一發(fā)送波束形成器210與治療用換能器110相連接。若在治療用換能器110并 非為排列型換能器的情況下，則第一發(fā)送波束形成器210可W向治療用換能器110輸入根 據(jù)同步化部140的控制而在準(zhǔn)確的時間生成超聲波的單一信號。若在治療用換能器110為 排列型換能器的情況下，則第一發(fā)送波束形成器210在功能上實際與第二發(fā)送波束形成器 220相似。
[0054] 第二發(fā)送波束形成器220與成像換能器120相連接。在成像換能器120為如上所 述的排列型換能器的情況下，第二發(fā)送波束形成器220可W對根據(jù)同步化部140的控制而 在準(zhǔn)確的時間生成超聲波的單一信號進(jìn)行分割并延遲，從而生成符合各個換能器元件的電 信號，并向成像換能器120輸入上述電信號。
[0055] 接收波束形成器240聚集由各個換能器元件接收的電信號并將其轉(zhuǎn)換成單一的 影像信號用電信號。由于在作為成像換能器120的排列型換能器中，多個換能器元件分別 將超聲波轉(zhuǎn)換成電信號，由此各個電信號根據(jù)各個超聲波的路徑來形成相互不同的形態(tài)。 接收波束形成器240采用W下方法來將不同形態(tài)的電信號轉(zhuǎn)換成一個影像用電信號。該方 法為通過用于補償基于不同路徑而產(chǎn)生的路徑差的延遲時間，將不同形態(tài)的電信號轉(zhuǎn)換成 相位相同的電信號并進(jìn)行重疊的方法。參照圖3和圖4來說明第二發(fā)送波束形成器220和 接收波束形成器240的詳細(xì)工作方法。
[0056] 信號處理部260為將回波信號轉(zhuǎn)換成所需信號的模塊。通過成像換能器120輸 入的電信號作為脈沖波的反射波W波動的形態(tài)輸入到成像換能器120。若影像為多普勒影 像，則將上述電信號轉(zhuǎn)換成根據(jù)多普勒效應(yīng)公式計算出的信號，若影像為B超影像，則將上 述電信號轉(zhuǎn)換成將振幅變換為亮度的信號。
[0057] 掃描變換器270將成像的影像轉(zhuǎn)換成可W用于預(yù)定掃描線顯示形式的顯示部180 的數(shù)據(jù)形式。所述掃描變換器部270執(zhí)行如下操作，即，在發(fā)送并接收成像超聲波期間，存 儲影像W用于觀察和記錄，并將由各個掃描線接收的電信號轉(zhuǎn)換成可W在顯示部180中顯 示的影像數(shù)據(jù)。
[005引圖3為用于說明本實施例中所使用的排列型換能器的波束形成過程的例示圖。
[0059] 換能器部125的換能器是指將電信號轉(zhuǎn)換成機械能或?qū)C械能轉(zhuǎn)換成電信號的 裝置。由于通過利用壓電元件來實現(xiàn)換能器部125的換能器，因此，換能器部125的換能器 可W同時具有將電信號轉(zhuǎn)換成機械能的功能和將機械能轉(zhuǎn)換成電信號的功能。
[0060] 換能器部125的排列型換能器是指使多個換能器元件緊貼地排列的換能器元件 組件。換能器元件通常由壓電元件來實現(xiàn)，實際上起到生成超聲波或接收超聲波的作用。由 于排列型換能器的換能器元件可W分別接收或生成不同的信號，因此，所述排列型換能器 的換能器元件獨立工作。發(fā)送波束形成器230可根據(jù)換能器元件的位置不同地對用于生成 超聲波的電信號進(jìn)行延遲（TimeDelay),來向排列型換能器的各個換能器元件進(jìn)行輸入， 從而控制超聲波的移動方向。
[0061] 圖3a為示出換能器部125的排列型換能器向左側(cè)方向生成超聲波的方法的圖。通 過發(fā)送波束形成器230將電信號轉(zhuǎn)換成根據(jù)各個換能器元件的位置被適當(dāng)延遲的信號，所 述電信號用于生成由同步化部140實現(xiàn)同步的成像超聲波或高強度超聲波。各個換能器元 件生成符合所接收信號的超聲波，但是根據(jù)惠更斯原理可W將各個換能器元件視為波源， 由此產(chǎn)生具有相當(dāng)于信號被延遲的時間程度的路徑差的平面波。如圖3所示，當(dāng)將相同介 質(zhì)中的超聲波的速度設(shè)定為C，則通過數(shù)學(xué)公式1來表示超聲波發(fā)生換能器元件之間的時 間的延遲值A(chǔ)tt和路徑差A(yù)lt的關(guān)系式。此時，通常C被假設(shè)成與頻率無關(guān)并且聲音在軟 組織中的傳播速度為恒定且為1540m/s。
[00創(chuàng)數(shù)學(xué)公式1
W64] 換言么當(dāng)在換能器部125的排列型換能器傳送超聲