專利名稱：超聲診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超聲診斷裝置，該超聲診斷裝置對與樣本成水平方向布置的多個超聲換能器元件的超聲束執(zhí)行延時控制。
背景技術(shù)：
該類型的超聲診斷裝置被構(gòu)造成對與樣本成水平方向布置的多個超聲換能器元件的超聲束執(zhí)行延時控制，從而使所有的超聲束會聚到相同的焦點上。另外，在下面的專利參考文獻1中所記載的是一種已知的傳統(tǒng)超聲診斷裝置。在該傳統(tǒng)的超聲診斷裝置中，多個超聲換能器元件被分類成多個超聲換能器元件組并沿陣列方向設(shè)置，從而將超聲束會聚到多個不同的會聚點上，根據(jù)這些超聲換能器元件組中的每一個使發(fā)射和接受的超聲的會聚點被構(gòu)造成互不相同，具有多個會聚點的超聲能夠被同時接收。
專利參考文獻1日本專利特開昭55-26976號公報然而，在傳統(tǒng)的超聲診斷裝置中，存在的問題是，關(guān)于將超聲換能器元件分成多個超聲換能器元件組的分類方法和多個會聚點的位置指示，存在大量的參數(shù)，優(yōu)化這些參數(shù)是困難的。這里，在圖4中，傳統(tǒng)超聲診斷裝置的聲場數(shù)據(jù)被繪成曲線并用+號指示，在該例子中，在大約2cm的短距離中聲壓下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用來解決傳統(tǒng)的問題，其目標是提供一種超聲診斷裝置，其中用于產(chǎn)生延時的參數(shù)的類型被減少，即使只有很少的參數(shù)靈敏度依然很高，尤其能夠便于短距離會聚的優(yōu)化。
為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明被配置成在對與樣本成水平方向線性布置的多個超聲換能器元件的超聲束執(zhí)行延時控制的超聲診斷裝置中包括用于通過一個雙曲線函數(shù)導(dǎo)出從前述多個超聲換能器元件中的每一個到前述會聚位置的距離的裝置，其中所述雙曲線函數(shù)的漸近線的斜率為0＜|a|＜1，且以所述多個超聲換能器元件在水平方向的位置作為變量；和用于產(chǎn)生按照導(dǎo)出距離延時的前述多個超聲換能器元件中的每一個的驅(qū)動脈沖的裝置。
通過該配置，即使會聚位置不同，也能夠減少用于產(chǎn)生延時的參數(shù)類型和便于會聚的優(yōu)化。
另外，為了實現(xiàn)前述的目標，本發(fā)明被配置成在對與樣本成水平方向在凸面上布置的多個超聲換能器元件的超聲束執(zhí)行延時控制的超聲診斷裝置中包括通過一個雙曲線函數(shù)與從前述多個超聲換能器元件中的每一個到中央的超聲換能器元件接觸前述凸面的基準線的距離導(dǎo)出從前述多個超聲換能器元件中的每一個到前述會聚位置的距離的裝置，其中所述雙曲線函數(shù)的漸近線的斜率為0＜|a|＜1，且以所述多個超聲波換能器元件在水平方向的位置作為變量；和用于產(chǎn)生按照導(dǎo)出的距離延時的前述多個超聲換能器元件中的每一個的驅(qū)動脈沖的裝置。
通過該配置，即使布置在凸面上的超聲換能器元件產(chǎn)生的會聚位置不同，也能夠減少用于產(chǎn)生延時的參數(shù)類型和便于會聚的優(yōu)化。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的超聲診斷裝置的框圖；圖2是顯示本發(fā)明第一實施例的超聲診斷裝置中到會聚位置的距離的說明圖；圖3是顯示本發(fā)明第一實施例的超聲診斷裝置中每個換能器元件的延時數(shù)據(jù)的說明圖；圖4是顯示本發(fā)明第一實施例的超聲診斷裝置中聲場與傳統(tǒng)超聲診斷裝置中聲場數(shù)據(jù)比較的圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的超聲診斷裝置的框圖；和圖6是顯示從本發(fā)明第二實施例的超聲診斷裝置中多個超聲換能器元件中的每一個到中央的超聲換能器元件接觸凸面的基準線的距離的說明圖。
具體實施例方式
下面將參考

本發(fā)明的實施例。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的超聲診斷裝置。圖1中所示的換能器元件陣列1屬于線性型陣列，其中多個超聲換能器元件與樣本在水平方向(x方向)成線性布置?？刂撇糠?將作為控制參數(shù)的雙曲線中漸近線的斜率“a”和雙曲線中原點附近的曲率“b”提供給雙曲線運算部分4，該雙曲線運算部分4通過控制部分5提供的控制參數(shù)“a”和“b”以及雙曲線計算到每個換能器元件的會聚位置的距離。根據(jù)雙曲線運算部分4計算的距離，延時數(shù)據(jù)發(fā)生部分3產(chǎn)生每個換能器元件的延時數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)提供給驅(qū)動電路2，該驅(qū)動電路2根據(jù)延時數(shù)據(jù)發(fā)生部分3提供的每一個換能器元件的延時數(shù)據(jù)的定時驅(qū)動每個換能器元件。接收電路6對換能器元件陣列1中接收的信號執(zhí)行信號處理，顯示部分7顯示接收電路6的輸出。
通過使用圖1按照上述配置的超聲診斷裝置的操作。首先，雙曲線運算部分4基于雙曲線中漸近線的斜率“a”和雙曲線中原點附近的曲率“b”計算距離y，該距離相當于諸如圖2中所示的超聲按下面的方程(1)前進的距離。
(y+b)2＝(ax)2+b ---(1)距離x的范圍相當于換能器元件陣列1的發(fā)射口的寬度。在延時數(shù)據(jù)發(fā)生部分3中，按照下述方程(2)計算對應(yīng)于換能器元件陣列1的第n個換能器元件的延時信號dt(n)，對應(yīng)于換能器元件陣列1的發(fā)射口寬度的距離y的最大值作為ymaxdt(n)＝{ymax-y(n)}/c ---(2)在這里，“c”是傳播介質(zhì)中的聲速。圖3中示出了對應(yīng)于第n個換能器元件的延時數(shù)據(jù)dt(n)。
參數(shù)“a”和“b”可以獨立地確定。然而，首先，一個參數(shù)能夠獨立地確定，例如為0＜|a|＜1或0＜b＜到會聚點的距離，接著確定另一參數(shù)，以使位于換能器元件陣列中央的換能器元件產(chǎn)生的超聲脈沖和換能器元件陣列的周圍換能器元件產(chǎn)生的超聲脈沖同時到達會聚點。
圖4是顯示用實線表示深度方向上的超聲脈沖聲場的一個例子和用+號表示的傳統(tǒng)超聲診斷裝置的聲場數(shù)據(jù)的圖，該深度方向通過按照上述確定的延時數(shù)據(jù)dt(n)計算。在該例子中，距離y為8cm，參數(shù)a＝0.045，參數(shù)b＝0.005cm；與具有三個會聚點的傳統(tǒng)超聲診斷裝置得到的聲場相比，在本發(fā)明的超聲診斷裝置得到的聲場中不存在短距離中聲壓的下降。由此可以理解，在本發(fā)明的超聲診斷裝置中，在短距離中靈敏度高，同時，聲場具有更高的水平分辨率。
本發(fā)明的第一實施例說明，通過在方程(1)中確定參數(shù)為0＜|a|＜1和0＜b＜到會聚點的距離，即使用很少的參數(shù)，也尤其可以在短距離中獲得高的靈敏度，同時能夠獲得帶有更高水平分辨率的聲場，由此能夠優(yōu)化會聚的位置。
<第二實施例>
下面，圖5和圖6示出了本發(fā)明第二實施例的超聲診斷裝置。圖5中示出的換能器元件陣列11屬于凸面型陣列，其中如圖6具體所示，多個換能器元件與樣本成水平方向(x方向)布置在凸面上?？刂撇糠?5將作為控制參數(shù)的雙曲線中漸近線的斜率“a”和雙曲線中原點附近的曲率“b”提供給雙曲線運算部分14，該雙曲線運算部分14基于控制部分15提供的控制參數(shù)“a”和“b”計算理論距離y，該距離相當于到每個換能器元件的各會聚位置的距離。
如圖6所示，凸面補償部分18將從多個超聲換能器元件中的每一個到中央的超聲換能器元件接觸凸面的基準線的距離dy(n)提供給延時數(shù)據(jù)發(fā)生部分13。該延時數(shù)據(jù)發(fā)生部分13根據(jù)雙曲線運算部分14計算的距離y與凸面補償部分18計算的距離dy(n)的和產(chǎn)生每個換能器元件的延時數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)提供給驅(qū)動電路12，該驅(qū)動電路12根據(jù)延時數(shù)據(jù)發(fā)生部分13提供的每一個換能器元件的延時數(shù)據(jù)的定時驅(qū)動每個換能器元件。接收電路16對換能器元件陣列11中接收的信號執(zhí)行信號處理，顯示部分17顯示接收電路16的輸出。
通過用圖5和圖6來描述按照上述配置的超聲診斷裝置的操作。首先，雙曲線運算部分14通過方程(1)計算距離y，另外，凸面補償部分18根據(jù)換能器元件陣列11的每個布置位置輸出補償值dy(n)。延時數(shù)據(jù)發(fā)生部分13按下面的方程計算對應(yīng)第n個換能器元件的延時數(shù)據(jù)dt(n)。
dt(n)＝{ymax-y(n)-dy(n)}/c ---(3)參數(shù)“a”和“b”可以獨立地確定。然而，首先，一個參數(shù)能夠獨立地確定，例如為0＜|a|＜1或0＜b＜到會聚點的距離，接著確定另一參數(shù)，以使換能器元件陣列中央的換能器元件產(chǎn)生的超聲波脈沖和換能器元件陣列的周圍換能器元件產(chǎn)生的超聲波脈沖同時到達會聚點。作為一個例子，與圖4的情況相同，如果假設(shè)到會聚點的距離為8cm，參數(shù)a＝0.045，參數(shù)b＝0.005cm，與具有三個會聚點的傳統(tǒng)超聲診斷裝置得到的聲場相比，在本發(fā)明的超聲診斷裝置得到的聲場中不存在短距離中聲壓的下降。由此可以理解，在本發(fā)明的超聲診斷裝置中，在短距離中靈敏度高，同時，聲場具有更高的水平分辨率。
本發(fā)明的第二實施例說明，通過利用方程(3)且確定參數(shù)為0＜|a|＜1和0＜b＜到會聚點的距離，即使用很少的參數(shù)，也可以獲得高靈敏度、同時高分辨率的聲場，由此能夠優(yōu)化會聚的位置。
產(chǎn)業(yè)可利用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于從一個雙曲線函數(shù)導(dǎo)出到會聚位置的距離，其中所述雙曲線函數(shù)的漸近線的斜率“a”為0＜|a|＜1，且以多個超聲換能器元件在水平方向的位置作為變量，并且產(chǎn)生所述多個超聲換能器元件中的每一個的驅(qū)動脈沖，因此獲得了即使在短距離中仍具有高靈敏度同時高水平分辨率的聲場，由此即使用很少的參數(shù)仍能優(yōu)化會聚位置。
權(quán)利要求
1.一種超聲診斷裝置，用于對與樣本成水平方向線性布置的多個超聲換能器元件的超聲波束執(zhí)行延時控制，其特征在于用于通過一個雙曲線函數(shù)導(dǎo)出從前述多個超聲換能器元件中的每一個到前述會聚位置的距離的裝置，其中所述雙曲線函數(shù)的漸近線的斜率“a”為0＜|a|＜1且以所述多個超聲換能器元件在水平方向的位置作為變量；和用于產(chǎn)生按照所述導(dǎo)出距離延時的前述多個超聲換能器元件中每一個的驅(qū)動脈沖的裝置。
2.一種超聲診斷裝置，用于對與樣本成水平方向在凸面上布置的多個超聲換能器元件的超聲波束執(zhí)行延時控制，其特征在于通過一個雙曲線函數(shù)與從前述多個超聲換能器元件中的每一個到中央的超聲換能器元件接觸前述凸面的基準線的距離的和導(dǎo)出從前述多個超聲換能器元件中的每一個到前述會聚位置的距離的裝置，其中所述雙曲線函數(shù)的漸近線的斜率“a”為0＜|a|＜1且以所述多個超聲波換能器元件在水平方向的位置作為變量；和用于產(chǎn)生按照所述導(dǎo)出距離延時的前述多個超聲換能器元件中的每一個的驅(qū)動脈沖的裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能夠尤其在短距離中產(chǎn)生高靈敏度和高分辨率的超聲診斷裝置。在本發(fā)明的超聲診斷裝置中，雙曲線運算部分4從一個雙曲線函數(shù)導(dǎo)出從多個排列的換能器元件1中的每一個到會聚點的距離，其中所述雙曲線函數(shù)的漸近線的斜率“a”為0＜|a|＜1，并用所述多個超聲換能器元件在水平方向的位置作為變量，延時數(shù)據(jù)發(fā)生部分3和驅(qū)動電路2產(chǎn)生按照所述雙曲線運算部分4計算的距離延時的所述多個超聲換能器元件的每一個的驅(qū)動脈沖。
文檔編號G01S15/89GK1703166SQ20038010101
公開日2005年11月30日 申請日期2003年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月8日
發(fā)明者福喜多博 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社