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JP2016077510A - Probe and information acquisition apparatus - Google Patents

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JP2016077510A JP2014211598A JP2014211598A JP2016077510A JP 2016077510 A JP2016077510 A JP 2016077510A JP 2014211598 A JP2014211598 A JP 2014211598A JP 2014211598 A JP2014211598 A JP 2014211598A JP 2016077510 A JP2016077510 A JP 2016077510A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a probe and an information acquisition apparatus suited for harmonic imaging, etc.SOLUTION: A probe 101 is detachably connected to the main body 108 of an information acquisition apparatus which transmits an acoustic wave to a subject and receives the reflected wave to acquire information of the subject. The probe 101 comprises a transducer 102 for transmitting and receiving the acoustic wave. A variable frequency characteristic filter 103 of which frequency characteristics switch between signal transmission time and signal reception time is provided on an electric signal path 107 through which transmission signal and reception signal pass. The filter 103 at signal transmission allows the basic frequency component of the transmission signal to pass and blocks the harmonic component of the transmission signal. The filter 103 at signal reception blocks the basic frequency component of the reception signal and allows the harmonic component of the reception signal to pass.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、超音波などの音響波の送受信を行う探触子、それを備える被検体情報取得装置に関する。音響波は音波、超音波、光音響波などを含む用語として用いるが、以下では超音波で代表することもある。   The present invention relates to a probe that transmits and receives an acoustic wave such as an ultrasonic wave, and a subject information acquisition apparatus including the probe. The acoustic wave is used as a term including a sound wave, an ultrasonic wave, a photoacoustic wave, and the like, but may be represented by an ultrasonic wave below.

超音波診断装置において、超音波の生体内部における音響的な非線形現象によって発生した高調波成分(高調波)を利用して、被検体の映像化を行うハーモニックイメージングがある。ハーモニックイメージングにおいては、送信では高調波を抑え基本周波数成分(基本波)のみを送信し、被検体からの反射波を受信する際に基本波を抑え高調波のみを取り出し画像化する。   In an ultrasonic diagnostic apparatus, there is harmonic imaging in which an object is imaged using a harmonic component (harmonic) generated by an acoustic nonlinear phenomenon inside a living body. In harmonic imaging, harmonics are suppressed in transmission and only the fundamental frequency component (fundamental wave) is transmitted, and when receiving a reflected wave from the subject, only the harmonics are suppressed and imaged.

特許文献1に開示の装置においては、使用周波数の異なる超音波探触子に応じて切り替え可能なフィルタ回路を、超音波診断装置(装置の本体)の送信回路側に設けて、送信時に、基本波を通し高調波成分を遮断した超音波送信を行っている。受信においては、超音波探触子のトランスデューサと共振回路をなすインダクタを設け、高調波成分を通し基本周波数成分を遮断し高調波のハーモニック成分を抽出する装置構成としている。   In the apparatus disclosed in Patent Document 1, a filter circuit that can be switched according to ultrasonic probes having different operating frequencies is provided on the transmission circuit side of the ultrasonic diagnostic apparatus (the main body of the apparatus). Ultrasonic transmission is performed by blocking the harmonic components through the wave. In reception, an ultrasonic probe transducer and an inductor that forms a resonance circuit are provided, and the harmonic frequency component is cut off and the harmonic component of the harmonic is extracted.

特開平11−188037号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-188037

超音波診断装置によるハーモニックイメージングにおいて、送信時は基本周波数のみを送出し、受信時には高調波のみを取り出すことが必要である。この周波数特性の切替えは超音波診断装置(装置の本体)或いは超音波探触子で行うことになるが、従来は超音波診断装置で行われており、超音波探触子では行われてはいなかった。本発明は、送信時には基本波を通し高調波成分を遮断し、受信時には基本周波数成分を遮断し高調波成分にするハーモニックイメージングなどに適した探触子、情報取得装置などを提供することを目的とする。   In harmonic imaging by an ultrasonic diagnostic apparatus, it is necessary to transmit only the fundamental frequency during transmission and to extract only the harmonics during reception. The switching of the frequency characteristics is performed by an ultrasonic diagnostic apparatus (the main body of the apparatus) or an ultrasonic probe. However, conventionally, the switching is performed by an ultrasonic diagnostic apparatus, and is not performed by an ultrasonic probe. There wasn't. An object of the present invention is to provide a probe, an information acquisition device, and the like suitable for harmonic imaging and the like that pass a fundamental wave and cut off a harmonic component during transmission and cut off a fundamental frequency component and receive a harmonic component during reception. And

被検体に音響波を送信し反射波を受信して被検体の情報を取得するための情報取得装置の本体に着脱可能に接続される本発明の探触子は次の特徴を有する。すなわち、音響波の送受信を行うトランスデューサを備え、送信信号と受信信号が共に通過する電気信号経路に設けられ送信時と受信時の間で周波数特性が切り替わる周波数特性可変フィルタが、送信時は、送信信号の基本周波数成分を通し高調波成分を遮断し、受信時は、受信信号の基本周波数成分を遮断し高調波成分を通すことを特徴とする。   The probe of the present invention, which is detachably connected to the body of an information acquisition device for transmitting acoustic waves to a subject and receiving reflected waves to acquire information on the subject, has the following characteristics. That is, a frequency characteristic variable filter that includes a transducer that transmits and receives acoustic waves and that is provided in an electrical signal path through which both a transmission signal and a reception signal pass, and whose frequency characteristics are switched between transmission and reception. The fundamental frequency component is cut off and the harmonic component is cut off. Upon reception, the fundamental frequency component of the received signal is cut off and the harmonic component is passed through.

また、被検体に音響波を送信し反射波を受信して被検体の情報を取得するための本発明の情報取得装置は次の特徴を有する。すなわち、音響波の送受信を行うトランスデューサを備える探触子と、送信信号と受信信号が共に通過する電気信号経路に設けられ送信時と受信時の間で周波数特性が切り替わる周波数特性可変フィルタと、を有する。該フィルタは、送信時は、送信信号の基本周波数成分を通し高調波成分を遮断し、受信時は、受信信号の基本周波数成分を遮断し高調波成分を通すことを特徴とする。   The information acquisition apparatus of the present invention for acquiring information on a subject by transmitting an acoustic wave to the subject and receiving a reflected wave has the following characteristics. That is, a probe including a transducer that transmits and receives an acoustic wave, and a frequency characteristic variable filter that is provided in an electric signal path through which both a transmission signal and a reception signal pass and whose frequency characteristic is switched between transmission and reception. The filter is characterized in that when transmitting, the fundamental frequency component of the transmission signal is passed and the harmonic component is cut off, and when receiving, the fundamental frequency component of the received signal is cut off and the harmonic component is passed.

本発明によれば、上記の如き周波数特性可変フィルタを備えるので、ハーモニックイメージングなどに適した探触子及び情報取得装置などを提供することが可能となる。   According to the present invention, since the frequency characteristic variable filter as described above is provided, it is possible to provide a probe and an information acquisition device suitable for harmonic imaging and the like.

(a)は実施例1の探触子と情報取得装置を説明する図で、(b)は実施例1の探触子に使用される周波数特性可変フィルタを説明する図。(A) is a figure explaining the probe and information acquisition apparatus of Example 1, (b) is a figure explaining the frequency characteristic variable filter used for the probe of Example 1. FIG. 実施例2の探触子を説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating a probe according to a second embodiment. 実施例3の探触子中の周波数特性可変フィルタの回路構成図。FIG. 6 is a circuit configuration diagram of a frequency characteristic variable filter in the probe of the third embodiment. 実施例4の探触子中の周波数特性可変フィルタの回路構成図。FIG. 6 is a circuit configuration diagram of a frequency characteristic variable filter in a probe according to a fourth embodiment. 実施例5の探触子中の周波数特性可変フィルタの回路構成図。FIG. 10 is a circuit configuration diagram of a frequency characteristic variable filter in the probe of the fifth embodiment. (a)は実施例6の探触子を説明する図で、(b)は実施例6の振動子中の周波数特性可変フィルタの回路構成図。(A) is a figure explaining the probe of Example 6, (b) is a circuit block diagram of the frequency characteristic variable filter in the vibrator | oscillator of Example 6. FIG. 実施例7の振動子中の周波数特性可変フィルタの回路構成図。FIG. 10 is a circuit configuration diagram of a frequency characteristic variable filter in the vibrator according to the seventh embodiment. (a)は実施例8の探触子中の周波数特性可変フィルタの回路構成図で、(b)は実施例8の探触子中の周波数特性可変フィルタの回路構成図で、(c)は実施例8の探触子中の周波数特性可変フィルタの回路構成図。(A) is a circuit block diagram of the frequency characteristic variable filter in the probe of Example 8, (b) is a circuit block diagram of the frequency characteristic variable filter in the probe of Example 8, (c) is FIG. 10 is a circuit configuration diagram of a frequency characteristic variable filter in a probe according to an eighth embodiment. 実施例9の探触子中の周波数特性可変フィルタの回路構成図。FIG. 10 is a circuit configuration diagram of a frequency characteristic variable filter in a probe according to a ninth embodiment. 実施例10の探触子中の周波数特性可変フィルタの回路構成図。FIG. 25 is a circuit configuration diagram of a frequency characteristic variable filter in the probe of the tenth embodiment. 実施例11の探触子の回路動作を説明する図。FIG. 25 is a diagram for explaining the circuit operation of the probe according to the eleventh embodiment. 実施例12の静電容量型トランスデューサを説明する図。FIG. 10 is a diagram illustrating a capacitive transducer according to a twelfth embodiment. 実施例13の情報取得装置を説明する図。FIG. 15 is a diagram illustrating an information acquisition apparatus according to a thirteenth embodiment.

本発明の探触子及び情報取得装置では、探触子内のトランスデューサに係わる送信信号と受信信号が共に通過する電気信号経路に、送信時と受信時の間で周波数特性が切り替わる周波数特性可変フィルタが設けられる。該フィルタは、送信時は、トランスデューサへの送信信号の基本周波数成分を通し高調波成分を遮断し、受信時は、トランスデューサからの受信信号の基本周波数成分を遮断し高調波成分を通す。探触子は、典型的には、被検体に音響波を送信し反射波を受信して被検体の情報を取得するための情報取得装置の本体に着脱可能に接続され、そこに周波数特性可変フィルタが設けられる。周波数特性可変フィルタの周波数特性を切り替える手法としては幾つかある。電気信号経路を通過する信号の状態を検出する検出手段からの制御信号(論理信号)でオンオフするスイッチデバイスにより行ったり、電気信号経路を通る信号自体の作用でオンオフするスイッチデバイスにより行ったりすることができる。電気信号経路を通過する信号は、送信信号や受信信号であったり、装置の本体側の、送信と受信の間の切り替えを行う送受信スイッチ回路からの送信または受信を指示する信号であったりする。また、探触子とは別に周波数特性可変フィルタを設けるという構成も可能である。この場合、情報取得装置は、音響波の送受信を行うトランスデューサを備える探触子と、送信信号と受信信号が共に通過する電気信号経路において送信時と受信時の間で周波数特性が切り替わる周波数特性可変フィルタと、を備える。以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   In the probe and information acquisition device of the present invention, a frequency characteristic variable filter that switches frequency characteristics between transmission and reception is provided in an electrical signal path through which both a transmission signal and a reception signal related to a transducer in the probe pass. It is done. When transmitting, the filter blocks the harmonic component through the fundamental frequency component of the transmission signal to the transducer, and when receiving, blocks the fundamental frequency component of the received signal from the transducer and passes the harmonic component. The probe is typically detachably connected to the main body of an information acquisition device for transmitting an acoustic wave to a subject and receiving a reflected wave to acquire information on the subject, and the frequency characteristics thereof are variable. A filter is provided. There are several methods for switching the frequency characteristics of the frequency characteristic variable filter. Performed by a switch device that is turned on / off by a control signal (logic signal) from a detection means that detects the state of a signal passing through the electrical signal path, or by a switch device that is turned on / off by the action of the signal itself passing through the electrical signal path Can do. The signal passing through the electrical signal path may be a transmission signal or a reception signal, or a signal instructing transmission or reception from a transmission / reception switch circuit that switches between transmission and reception on the main body side of the apparatus. Further, a configuration in which a frequency characteristic variable filter is provided separately from the probe is also possible. In this case, the information acquisition device includes a probe including a transducer that transmits and receives an acoustic wave, and a frequency characteristic variable filter that switches a frequency characteristic between transmission and reception in an electric signal path through which both a transmission signal and a reception signal pass. . Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist.

以下、図面を用いて、本発明の実施例を詳細に説明する。
(実施例1)
図1(a)は本実施例の探触子を説明する図である。探触子101内のトランスデューサヘッド部102と探触子コネクタ104とを繋ぐ、送信信号と受信信号が共に通過する送受信信号経路である電気信号経路106に周波数特性可変フィルタ103を設けていることを特徴とする。情報取得装置である診断装置の本体から印加された高電圧の送信信号をトランスデューサヘッド部102に印加して、超音波を送信する際(送信時)では、送信信号は図1(a)で紙面に向かって右から左方向に伝達される。周波数特性可変フィルタ103は、この送信信号に或る周波数通過特性Aを持たせて、トランスデューサヘッド部102に伝達する。一方、トランスデューサヘッド部102が超音波を受信して発生した微小信号を診断装置の本体側に伝達して信号を受信する際(受信時)は、受信信号は図1(a)で紙面に向かって左から右方向に伝達される。周波数特性可変フィルタ103は、この受信信号に或る周波数通過特性Bを持たせて、探触子コネクタ104に伝達する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Example 1
FIG. 1A is a diagram for explaining the probe of this embodiment. The frequency characteristic variable filter 103 is provided in the electric signal path 106 that connects the transducer head portion 102 in the probe 101 and the probe connector 104 and is a transmission / reception signal path through which both a transmission signal and a reception signal pass. Features. When transmitting a high-voltage transmission signal applied from the main body of the diagnostic apparatus, which is an information acquisition apparatus, to the transducer head unit 102 and transmitting an ultrasonic wave (at the time of transmission), the transmission signal is shown in FIG. Is transmitted from right to left. The frequency characteristic variable filter 103 gives this transmission signal a certain frequency pass characteristic A and transmits it to the transducer head unit 102. On the other hand, when receiving a signal by transmitting a small signal generated by the transducer head unit 102 receiving ultrasonic waves to the main body side of the diagnostic apparatus (during reception), the received signal is directed toward the paper surface in FIG. Is transmitted from left to right. The frequency characteristic variable filter 103 gives this received signal a certain frequency pass characteristic B and transmits it to the probe connector 104.

本発明の周波数特性可変フィルタは、この受信信号に持たせる周波数特性Bが送信時の周波数特性Aと異なることが特徴である。受信時の周波数通過特性Bの中心周波数は、送信信号に持たせる周波数通過特性Aの中心周波数の1.5倍乃至3.0倍程度であることが特に望ましい。この倍数は、ハーモニックイメージングにて、何倍の高調波の受信を行うかに合わせて、最適なものを選択すればよい。   The frequency characteristic variable filter of the present invention is characterized in that the frequency characteristic B given to the received signal is different from the frequency characteristic A at the time of transmission. The center frequency of the frequency pass characteristic B at the time of reception is particularly preferably about 1.5 to 3.0 times the center frequency of the frequency pass characteristic A given to the transmission signal. The optimum multiple may be selected according to how many harmonics are received in harmonic imaging.

本実施例では、この送信時と受信時のそれぞれの周波数特性を、スイッチによる回路接続切り替えで変えていることを特徴とする。探触子101と診断装置108は、探触子コネクタ104と装置側コネクタ105により着脱可能であり、使用する周波数の異なる探触子101を、繋ぎ換えて使用することができる。探触子101は、被検体に音響波を送信し反射波を受信するトランスデューサヘッド部102と探触子コネクタ104と周波数特性可変フィルタ103を有する。トランスデューサヘッド部102は、トランスデューサのみ、或いはトランスデューサとフロントエンド回路を含む。診断装置108は、装置側コネクタ105、トランスデューサに送信信号を送るパルサー回路110、受信信号を増幅するレシーバー回路112を備える。さらに、送受信動作の制御及び少なくとも受信信号に基づく画像形成を行う制御/画像形成部(制御画像処理部)113を備えている。T/R−SW(送受信スイッチ回路)111は、診断装置108側の一般的な回路構成に入っているものである。これは、パルサー回路110の高電圧からレシーバー回112路を保護するために送信時の高い電圧でオフし、受信時のトランスデューサからの微小信号を通過させる回路である。送受信識別信号107は、送受信の時相で切り替わる論理信号であり、送信時1であれば受信時0、送信時0であれば受信時1と反転する。   The present embodiment is characterized in that the frequency characteristics at the time of transmission and at the time of reception are changed by switching the circuit connection by a switch. The probe 101 and the diagnostic device 108 can be attached and detached by the probe connector 104 and the device-side connector 105, and the probes 101 having different frequencies to be used can be connected and used. The probe 101 includes a transducer head unit 102 that transmits an acoustic wave to a subject and receives a reflected wave, a probe connector 104, and a variable frequency characteristic filter 103. The transducer head unit 102 includes only a transducer or a transducer and a front end circuit. The diagnostic device 108 includes a device-side connector 105, a pulsar circuit 110 that transmits a transmission signal to the transducer, and a receiver circuit 112 that amplifies the reception signal. Further, a control / image forming unit (control image processing unit) 113 that performs transmission / reception operation control and image formation based on at least the received signal is provided. A T / R-SW (transmission / reception switch circuit) 111 is included in a general circuit configuration on the diagnostic apparatus 108 side. This is a circuit that turns off at a high voltage at the time of transmission to protect the receiver circuit 112 from a high voltage of the pulsar circuit 110 and allows a minute signal from the transducer at the time of reception to pass. The transmission / reception identification signal 107 is a logic signal that is switched in the transmission / reception time phase. The transmission / reception identification signal 107 is inverted when receiving 1 when receiving, and when transmitting 0 when inverted.

図1(b)は本実施例の探触子に使用される周波数特性可変フィルタ103を説明する図である。周波数特性の可変は、送受信時にフィルタ回路を切り替えることで行っている。基本波を通し高調波成分を遮断する基本波フィルタ回路201と、基本周波数成分を遮断し高調波成分を通す高調波フィルタ回路202とスイッチ203からなる。基本波フィルタ回路201は、探触子の使用周波数の基本波を通し高調波成分を遮断する周波数特性を持っている。高調波フィルタ回路202は、探触子の使用周波数に合わせた基本周波数成分を遮断し高調波成分を通す周波数特性を持っている。スイッチ203は、送受信識別信号107により信号の切り替えが制御される。信号は、スイッチ203により基本波フィルタ回路201側或いは高調波フィルタ回路202側へ接続される。   FIG. 1B is a diagram illustrating the frequency characteristic variable filter 103 used in the probe of this embodiment. The frequency characteristic is varied by switching the filter circuit during transmission / reception. It comprises a fundamental wave filter circuit 201 that passes the fundamental wave and cuts off the harmonic component, a harmonic filter circuit 202 that cuts off the fundamental frequency component and passes the harmonic component, and a switch 203. The fundamental wave filter circuit 201 has a frequency characteristic that cuts off harmonic components through the fundamental wave of the frequency used by the probe. The harmonic filter circuit 202 has a frequency characteristic that cuts off the fundamental frequency component that matches the operating frequency of the probe and passes the harmonic component. Switching of the switch 203 is controlled by a transmission / reception identification signal 107. The signal is connected to the fundamental filter circuit 201 side or the harmonic filter circuit 202 side by the switch 203.

送信時に信号は、スイッチ203により、基本波フィルタ回路201に接続される。周波数特性可変フィルタ103は、送信時には基本波フィルタ回路201により基本波を通し高調波成分を遮断できる。受信信号は、送受信識別信号107により切り替わるスイッチ203によって高調波フィルタ回路202へ接続される。こうして、受信時には高調波フィルタ回路202により基本周波数成分を遮断し高調波成分を通すことができる。基本波フィルタ回路201は、使用する基本波周波数を通過帯域周波数とするローパスフィルタ或いはバンドパスフィルタである。高調波フィルタ回路202は、高調波周波数を通過帯域とするバンドパスフィルタ或いはハイパスフィルタである。診断装置では、通常0.1MHzから30MHz程度の周波数の超音波が使用される。本実施例のそれぞれのフィルタ回路の周波数特性は探触子の使用周波数に合わせて値を決めて実装されている。   At the time of transmission, the signal is connected to the fundamental wave filter circuit 201 by the switch 203. The frequency characteristic variable filter 103 can block the harmonic component through the fundamental wave by the fundamental wave filter circuit 201 during transmission. The received signal is connected to the harmonic filter circuit 202 by the switch 203 that is switched by the transmission / reception identification signal 107. Thus, at the time of reception, the harmonic filter circuit 202 can block the fundamental frequency component and pass the harmonic component. The fundamental wave filter circuit 201 is a low-pass filter or a band-pass filter whose passband frequency is the fundamental wave frequency to be used. The harmonic filter circuit 202 is a band-pass filter or a high-pass filter having a harmonic frequency as a pass band. In the diagnostic apparatus, ultrasonic waves having a frequency of about 0.1 MHz to 30 MHz are usually used. The frequency characteristics of the respective filter circuits of the present embodiment are mounted with values determined according to the operating frequency of the probe.

トランスデューサヘッド部102は、一般的なピエゾの超音波トランスデューサを始め、超音波の送受信を行うことができるものであれば用いることができる。周波数特性可変フィルタ103は、探触子内の接続コネクタ部分、トランスデューサヘッド部、或いはその間のどこに実装されても良い。スイッチ203は、リレー、アナログSW(スイッチ)、トランジスタ、FET(Field−effect−transistor電界効果トランジスタ)等の、制御可能なスイッチング回路等で構成される。   The transducer head unit 102 can be used as long as it can transmit and receive ultrasonic waves, including general piezoelectric ultrasonic transducers. The frequency characteristic variable filter 103 may be mounted in the connection connector portion in the probe, the transducer head portion, or anywhere in between. The switch 203 includes a controllable switching circuit such as a relay, analog SW (switch), transistor, and FET (Field-effect-transistor field effect transistor).

本実施例の探触子は、送受信時に信号が周波数特性可変フィルタ103を通過することで、送信時には基本波を通し高調波成分を遮断し、受信時には基本周波数成分を遮断し高調波成分を通すことができる。そのため、探触子のみでハーモニックイメージングに最適な送受信信号に調整することができるため、診断装置に特別な構成を追加することなく、ハーモニックイメージングを行うことができる。つまり、上述した周波数特性可変フィルタの回路要素が、異なる基本周波数を有する探触子ごとに合わせて変えられたものが探触子に組み込まれるため、診断装置では、異なる特性を持つ探触子に合わせるための回路要素などを付加する必要がない。なお、異なる基本周波数を有する探触子は、診断部位やその深さに応じて、診断装置に適宜付け変えられる。なお、ハーモニックイメージングは、送信した超音波が被検体に到達するまでの媒質を伝播する過程で生じる高調波が被検体で反射して戻ってきた高調波を、例えばフィルタ処理などで受信した電圧信号から分離する。そして、分離された高調波の電圧信号を例えば包絡線検波などの信号処理を行い、さらに輝度値に変換し、超音波を送受信した方向の走査線上の輝度情報を取得する。そして、被検体内の複数の方向や複数の位置に対して超音波の送受信を繰り返し、複数の走査線上の輝度情報を取得する。この複数の走査線上の輝度情報を並べることで被検体内の画像化をする。   In the probe of this embodiment, the signal passes through the frequency characteristic variable filter 103 at the time of transmission / reception, so that the fundamental component is cut off at the time of transmission and the harmonic component is cut off at the time of transmission. be able to. Therefore, it is possible to adjust the transmission / reception signal optimal for harmonic imaging using only the probe, and therefore harmonic imaging can be performed without adding a special configuration to the diagnostic apparatus. In other words, since the circuit element of the frequency characteristic variable filter described above is changed for each probe having a different fundamental frequency, it is incorporated into the probe. There is no need to add circuit elements for matching. Note that probes having different fundamental frequencies can be appropriately changed to the diagnostic apparatus according to the diagnostic part and its depth. Note that harmonic imaging is a voltage signal that is received by, for example, filtering, harmonics that have been reflected by the subject and returned from the harmonics that have propagated through the medium until the transmitted ultrasound reaches the subject. Separate from. Then, the separated harmonic voltage signal is subjected to signal processing such as envelope detection, and further converted into a luminance value, and luminance information on the scanning line in the direction in which the ultrasonic wave is transmitted and received is acquired. Then, transmission / reception of ultrasonic waves is repeated for a plurality of directions and a plurality of positions in the subject, and luminance information on a plurality of scanning lines is acquired. By imaging the luminance information on the plurality of scanning lines, the inside of the subject is imaged.

(実施例2)
図2は本実施例の探触子を説明する図である。本実施例では、周波数特性可変フィルタのスイッチの制御を、探触子内で送信信号の高い電圧を検出する回路で行うことを特徴とする。
(Example 2)
FIG. 2 is a diagram for explaining the probe of this embodiment. In this embodiment, the switch of the frequency characteristic variable filter is controlled by a circuit that detects a high voltage of the transmission signal in the probe.

探触子101は、トランスデューサヘッド部102と探触子コネクタ104と周波数特性可変フィルタ103と電圧検出回路301からなる。周波数特性可変フィルタは図1(b)の構成とする。電圧検出回路301は、送受信信号の経路の電圧による高電圧時と低電圧時に応じて、論理信号を送受信識別信号107として出力する。送信信号は、受信信号より高電圧であるため、送受信を判別する論理信号の閾値をその間に設定する。送信信号の電圧はピーク値で10Vから数100V程度、受信信号の電圧値は0Vから最大0.5V程度である。電圧検出回路301は、送信電圧の電圧最小値と受信信号の電圧最大値の間に閾値を設定する。送信信号は装置の本体からトランスデューサヘッド部へ流れ、受信信号はトランスデューサヘッド部から装置側へ流れる信号であり、フィルタ103は、信号が双方向に流れることが可能な構成となっている。   The probe 101 includes a transducer head section 102, a probe connector 104, a frequency characteristic variable filter 103, and a voltage detection circuit 301. The frequency characteristic variable filter has the configuration shown in FIG. The voltage detection circuit 301 outputs a logic signal as the transmission / reception identification signal 107 according to the high voltage and the low voltage depending on the voltage of the transmission / reception signal path. Since the transmission signal has a higher voltage than the reception signal, a threshold value of a logic signal for determining transmission / reception is set therebetween. The voltage of the transmission signal has a peak value of about 10V to several hundreds V, and the voltage value of the reception signal is about 0V to a maximum of about 0.5V. The voltage detection circuit 301 sets a threshold value between the minimum voltage value of the transmission voltage and the maximum voltage value of the reception signal. The transmission signal flows from the main body of the apparatus to the transducer head section, the reception signal flows from the transducer head section to the apparatus side, and the filter 103 is configured to allow signals to flow in both directions.

電圧検出回路301は、高い電圧の時には図1(b)の周波数可変フィルタ103内のスイッチ203が基本波フィルタ回路201に接続されるように、低圧時にはスイッチ203が高調波フィルタ202に接続されるように、論理出力する。これにより送信時には、基本波を通し高調波成分を遮断し、受信時には、基本周波数成分を遮断し高調波成分を通すことができる。ここでも、スイッチ203は、リレー、アナログSW(スイッチ)、トランジスタ、FE等の制御可能なスイッチング回路等で構成される。本実施例の探触子は、周波数特性可変フィルタのスイッチの制御を外部から行うことが不要であり、診断装置の制御回路、配線を削減できる。   In the voltage detection circuit 301, the switch 203 in the frequency variable filter 103 in FIG. 1B is connected to the fundamental filter circuit 201 when the voltage is high, and the switch 203 is connected to the harmonic filter 202 when the voltage is low. So that the logic output. As a result, at the time of transmission, it is possible to block the harmonic component through the fundamental wave, and at the time of reception, it can block the fundamental frequency component and pass the harmonic component. Here again, the switch 203 is configured by a controllable switching circuit such as a relay, an analog SW (switch), a transistor, and an FE. The probe according to the present embodiment does not require external control of the frequency characteristic variable filter switch, and can reduce the control circuit and wiring of the diagnostic apparatus.

(実施例3)
図3は、本実施例である探触子に使用される周波数特性可変フィルタを説明する図である。周波数特性可変フィルタ103の回路構成で、送信時にオンするスイッチを用いバンドパスフィルタの周波数を切り替える構成としたことを特徴とする。
(Example 3)
FIG. 3 is a diagram for explaining a frequency characteristic variable filter used in the probe according to the present embodiment. The circuit configuration of the frequency characteristic variable filter 103 is characterized in that the frequency of the bandpass filter is switched using a switch that is turned on during transmission.

インダクタ401はインダクタ素子、コンデンサ402、コンデンサ403はコンデンサ素子である。スイッチ404は、送受信識別信号107によりオンオフするスイッチであり、送信時にスイッチがオン、受信時にはオフする制御を行う。送信時はスイッチ404がオンした場合、インダクタ401のインダクタンス値をL1、コンデンサ402の容量値をC1、コンデンサ403の容量値をC2とすると、中心周波数が1/(2πSQRT(L1*(C1+C2))のバンドパスフィルタとなる。受信時はスイッチ404がオフするので、中心周波数が1/(2πSQRT(L1*C2))のバンドパスフィルタとなる。探触子の使用する周波数に合わせて、送信時には基本波を通し高調波成分を遮断するバンドパスフィルタ、受信時には基本周波数成分を遮断し高調波成分を通すバンドパスフィルタとなるようにL1、C1、C2の値は選定される。こうして周波数特性可変フィルタ103は、送信時には基本波を通し高調波成分を遮断し、受信時には基本周波数成分を遮断し高調波成分を通す。インダクタ401は送受信時に共用される部品として使用される。   The inductor 401 is an inductor element, and the capacitor 402 and the capacitor 403 are capacitor elements. The switch 404 is a switch that is turned on / off by the transmission / reception identification signal 107, and performs control to turn on the switch during transmission and to turn it off during reception. When the switch 404 is turned on during transmission, assuming that the inductance value of the inductor 401 is L1, the capacitance value of the capacitor 402 is C1, and the capacitance value of the capacitor 403 is C2, the center frequency is 1 / (2πSQRT (L1 * (C1 + C2)) Since the switch 404 is turned off at the time of reception, it becomes a band pass filter with a center frequency of 1 / (2πSQRT (L1 * C2)). At the time of transmission according to the frequency used by the probe The values of L1, C1, and C2 are selected so as to be a band-pass filter that cuts off the harmonic component through the fundamental wave and a band-pass filter that cuts off the fundamental frequency component and passes the harmonic component at the time of reception. The filter 103 passes the fundamental wave during transmission and cuts off the harmonic component, and cuts off the fundamental frequency component during reception. The inductor 401 is used as a component shared during transmission and reception.

本実施例によれば、送信時にオンするという単機能のスイッチで構成することや、送受信時の部品の一部を共通化していることで、回路の簡略化、共通化を行うことが可能となる。尚、バンドパスフィルタか、ロー或いはハイパスフィルタかは、インダクタやコンデンサの結合の仕方による。回路上でインダクタとコンデンサが直列になるとき(本実施例の場合)はバンドパスになり、インダクタだけのときはローパス、コンデンサだけのときはハイパスになる。このことは以下の実施例においても確認できる。   According to the present embodiment, it is possible to simplify and share the circuit by configuring with a single-function switch that is turned on at the time of transmission and by sharing some of the components at the time of transmission and reception. Become. Whether it is a band pass filter or a low or high pass filter depends on how the inductor and the capacitor are coupled. When the inductor and the capacitor are in series on the circuit (in the case of this embodiment), it becomes a band pass, when it is only the inductor, it becomes a low pass, and when it is only the capacitor, it becomes a high pass. This can also be confirmed in the following examples.

(実施例4)
図4は、本実施例である探触子に使用される周波数特性可変フィルタを説明する図である。周波数特性可変フィルタ103の回路構成で、送信時にオンするスイッチを用い、送信時ローパスフィルタ、受信時にバンドパスフィルタに切り替える構成としたことを特徴とする。
Example 4
FIG. 4 is a diagram illustrating a frequency characteristic variable filter used in the probe according to the present embodiment. The circuit structure of the frequency characteristic variable filter 103 is characterized in that a switch that is turned on at the time of transmission is used, and a low-pass filter at the time of transmission and a band-pass filter at the time of reception are switched.

周波特性可変フィルタ103を、送信時に送受信識別信号107によりオンするスイッチで、送信時にはローパスフィルタ、受信時にはバンドパスフィルタとする構成である。インダクタ501はインダクタ素子、コンデンサ502、コンデンサ503はコンデンサ素子、スイッチ504、スイッチ505は送信時に送受信識別信号107の制御によりオンするスイッチである。周波数可変フィルタ103は、送信時にスイッチ504及びスイッチ505がオンした状態では、インダクタ501とコンデンサ503のローパスフィルタが構成される。送信時にはインダクタ501のインダクタンスの定数をL1、コンデンサ503の容量値をC2とすると、カットオフ周波数が1/(2πSQRT(L1*C2)のローパスフィルタとして動作する。   The frequency characteristic variable filter 103 is a switch that is turned on by a transmission / reception identification signal 107 at the time of transmission, and is configured to be a low pass filter at the time of transmission and a band pass filter at the time of reception. An inductor 501 is an inductor element, a capacitor 502 and a capacitor 503 are capacitor elements, and a switch 504 and a switch 505 are switches that are turned on by transmission / reception identification signal 107 during transmission. The variable frequency filter 103 is configured as a low-pass filter of an inductor 501 and a capacitor 503 when the switch 504 and the switch 505 are turned on at the time of transmission. At the time of transmission, assuming that the inductance constant of the inductor 501 is L1 and the capacitance value of the capacitor 503 is C2, the filter operates as a low-pass filter with a cutoff frequency of 1 / (2πSQRT (L1 * C2).

両スイッチがオフする受信時には、インダクタ501とコンデンサ502からなるバンドパスフィルタとして働く。インダクタ501のインダクタンス値をL1、コンデンサ503の容量値をC1とすると、中心周波数が1/(2πSQRT(L1*C1))のバンドパスフィルタとして動作する。探触子の使用する周波数に合わせて、送信時には基本波を通し高調波成分を遮断するローパスフィルタ、受信時には基本周波数成分を遮断し高調波成分を通すバンドパスフィルタとなるように、L1、C1、C2の値は選定される。よって周波数特性可変フィルタ103は、送信時には基本波を通し高調波成分を遮断する、受信時には基本周波数成分を遮断し高調波成分を通す。インダクタ501は送受信時に共用される部品として使用される。ただし、インダクタンス、容量、抵抗の値は、実際には、探触子のトランスデューサ、ケーブルのインピーダンス、インダクタンス成分、容量成分を考慮して値を決める必要がある。   At the time of reception when both switches are turned off, it functions as a band-pass filter including the inductor 501 and the capacitor 502. Assuming that the inductance value of the inductor 501 is L1 and the capacitance value of the capacitor 503 is C1, it operates as a bandpass filter having a center frequency of 1 / (2πSQRT (L1 * C1)). In accordance with the frequency used by the probe, L1 and C1 are low-pass filters that pass the fundamental wave and cut off the harmonic components during transmission, and band-pass filters that cut off the fundamental frequency component and pass the harmonic components when receiving. , C2 is selected. Therefore, the frequency characteristic variable filter 103 passes the fundamental wave during transmission and cuts off the harmonic component, and cuts off the fundamental frequency component and passes the harmonic component during reception. The inductor 501 is used as a component shared during transmission and reception. However, the values of inductance, capacity, and resistance actually need to be determined in consideration of the transducer, cable impedance, inductance component, and capacitance component of the probe.

本実施例によれば、送信時にオンするという単機能のスイッチで構成することや、送受信時の部品の一部を共通化していることで、回路の簡略化、共通化を行うことが可能となる。   According to the present embodiment, it is possible to simplify and share the circuit by configuring with a single-function switch that is turned on at the time of transmission and by sharing some of the components at the time of transmission and reception. Become.

(実施例5)
図5は、本実施例の探触子の周波数特性可変フィルタの回路構成図である。周波数特性可変フィルタ103を送信時にオフするスイッチを用いたことを特徴とする。
(Example 5)
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of the frequency characteristic variable filter of the probe of this embodiment. A switch that turns off the frequency characteristic variable filter 103 at the time of transmission is used.

インダクタ601、インダクタ602はインダクタ素子、コンデンサ603はコンデンサ素子、スイッチ604は送信時に送受信識別信号107によりオフするスイッチである。2つのバンドパス特性をスイッチ604により切り替えて使用している。送信時はスイッチがオフとなる。この時、インダクタ601のインダクタンス値をL1、コンデンサ602の容量値をC1とすると、送信時には中心周波数が1/(2πSQRT(L1*C1))のバンドパスフィルタとなる。受信時は送受信識別信号107によりスイッチ604がオンするので、インダクタ602のインダクタンス値をL2とすると中心周波数が1/(2πSQRT((L1*L2/(L1+L2))*C1)のバンドパスフィルタとなる。   An inductor 601 and an inductor 602 are inductor elements, a capacitor 603 is a capacitor element, and a switch 604 is a switch that is turned off by a transmission / reception identification signal 107 during transmission. Two bandpass characteristics are switched by a switch 604 and used. The switch is turned off during transmission. At this time, assuming that the inductance value of the inductor 601 is L1 and the capacitance value of the capacitor 602 is C1, a band pass filter having a center frequency of 1 / (2πSQRT (L1 * C1)) is obtained during transmission. At the time of reception, the switch 604 is turned on by the transmission / reception identification signal 107. Therefore, when the inductance value of the inductor 602 is L2, the band frequency filter has a center frequency of 1 / (2πSQRT ((L1 * L2 / (L1 + L2)) * C1). .

探触子の使用する周波数に合わせて、送信時には基本波を通し高調波成分を遮断するバンドパスフィルタ、受信時には基本周波数成分を遮断し高調波成分を通すバンドパスフィルタとなるように、L1、L2、C1の値は選定される。よって周波数特性可変フィルタ103は、送信時には基本波を通し高調波成分を遮断し、受信時には基本周波数成分を遮断し高調波成分を通す。   In accordance with the frequency used by the probe, L 1, so as to be a band pass filter that cuts off the harmonic component through the fundamental wave during transmission, and a band pass filter that cuts off the fundamental frequency component and passes the harmonic component during reception. The values of L2 and C1 are selected. Therefore, the frequency characteristic variable filter 103 passes the fundamental wave at the time of transmission and cuts off the harmonic component, and cuts off the fundamental frequency component and passes the harmonic component at the time of reception.

送信時にオフするという単機能のスイッチで構成することや、送受信時の部品の一部を共通化していることで回路の簡略化、共通化を行うことが可能となる。   It is possible to simplify and share the circuit by configuring with a single-function switch that is turned off at the time of transmission and by sharing a part of the components at the time of transmission and reception.

(実施例6)
図6(a)は、本実施例の探触子の構成図である。図6(b)に示すように、電圧が高いことによりオンするスイッチとして働くデバイスと、電圧が高いことによりオフするスイッチとして働くデバイスとを周波数特性可変フィルタに用いたことを特徴とする。
(Example 6)
FIG. 6A is a configuration diagram of the probe of this embodiment. As shown in FIG. 6B, a device that functions as a switch that turns on when the voltage is high and a device that functions as a switch that turns off when the voltage is high are used in the frequency characteristic variable filter.

図6(b)は、本実施例の探触子の周波数特性可変フィルタの回路構成図である。電圧が高い時にオンするスイッチ或いはオフするスイッチとして働くデバイスで周波数特性を切り替え可変する周波数特性可変フィルタの構成の例である。高電圧オンデバイス801は高い電圧によりオンするデバイスであり、高電圧オフデバイス802は高い電圧によりオフするデバイスである。送信時は、送信信号が高い電圧となるので高電圧オンデバイス801がオン、高電圧オフデバイスがオフする。このとき基本波フィルタ回路201が挿入される。また受信時は、トランスデューサヘッド部からの受信信号が低い電圧であるため高電圧オンデバイス801がオフ、高電圧オフデバイス802がオンし、高調波フィルタ回路202が挿入される。送信時には、送信信号が基本波フィルタ回路201を通ることにより、基本波を通し高調波成分を遮断する。受信時には、受信信号が高調波フィルタ回路202を通ることにより、基本周波数成分を遮断し高調波成分を通す。   FIG. 6B is a circuit configuration diagram of the frequency characteristic variable filter of the probe of the present embodiment. It is an example of the structure of the frequency characteristic variable filter which changes a frequency characteristic with the device which works as a switch which turns on or turns off when the voltage is high. The high voltage on device 801 is a device that is turned on by a high voltage, and the high voltage off device 802 is a device that is turned off by a high voltage. At the time of transmission, since the transmission signal becomes a high voltage, the high voltage on device 801 is turned on and the high voltage off device is turned off. At this time, the fundamental wave filter circuit 201 is inserted. At the time of reception, since the received signal from the transducer head has a low voltage, the high voltage on device 801 is turned off, the high voltage off device 802 is turned on, and the harmonic filter circuit 202 is inserted. At the time of transmission, the transmission signal passes through the fundamental wave filter circuit 201, thereby passing the fundamental wave and blocking the harmonic component. At the time of reception, the received signal passes through the harmonic filter circuit 202 to block the fundamental frequency component and pass the harmonic component.

本構成とすることで、装置側からの送受信切り替え制御がいらず、また探触子内に電圧検出回路を必要とせず、送受信の切り替え制御信号を必要としない構成とできる。電圧が高いことによりオンするデバイスとしては、スイッチングダイオードや、電圧検出部とトランジスタ、FETの組み合わせをIC化したものを用いることができる。電圧が高いことによりオフするデバイスとしては、診断装置の送受信回路に用いられるT/RスイッチIC、ICプロテクタ、電圧検出部とトランジスタ、FETの組み合わせでIC化したものを用いることができる。   With this configuration, transmission / reception switching control from the apparatus side is not required, a voltage detection circuit is not required in the probe, and transmission / reception switching control signals are not required. As a device that is turned on when the voltage is high, a switching diode or a combination of a voltage detector, a transistor, and an FET can be used. As a device that is turned off when the voltage is high, a T / R switch IC used in a transmission / reception circuit of the diagnostic apparatus, an IC protector, a device that is an IC formed by a combination of a voltage detection unit, a transistor, and an FET can be used.

本実施例によれば、送信時にオンするという単機能のスイッチで構成することや、送受信時の部品の一部を共通化していることで、回路の簡略化、共通化を行うことが可能となる。   According to the present embodiment, it is possible to simplify and share the circuit by configuring with a single-function switch that is turned on at the time of transmission and by sharing some of the components at the time of transmission and reception. Become.

(実施例7)
図7は本実施例の探触子に使用される周波数特性可変フィルタの回路構成図である。高い電圧によりオンするスイッチとして働くデバイスで、バンドパスフィルタの周波数特性を切り替える構成としたことを特徴とする。
(Example 7)
FIG. 7 is a circuit configuration diagram of a frequency characteristic variable filter used in the probe of this embodiment. It is a device that functions as a switch that is turned on by a high voltage, and is configured to switch the frequency characteristics of the bandpass filter.

インダクタ901はインダクタ素子、コンデンサ902、コンデンサ903はコンデンサ素子である。高電圧オンデバイス904は高い電圧によりオンするデバイスである。送信時には、送信信号の高い電圧でスイッチ904がオンする。インダクタ901のインダクタンス値をL1、コンデンサ902の容量値をC1、コンデンサ903の容量値をC2とすると、中心周波数が1/(2πSQRT(L1*(C1+C2))のバンドパスフィルタとなる。受信時はスイッチ904がオフするので、中心周波数が1/(2πSQRT(L1*C2))のバンドパスフィルタとなる。探触子の使用する周波数に合わせて、送信時には基本波を通し高調波成分を遮断するバンドパスフィルタ、受信時には基本周波数成分を遮断し高調波成分を通すバンドパスフィルタとなるようにL1、C1、C2の値は選定される。よって周波数特性可変フィルタ103は、送信時には基本波を通し高調波成分を遮断し、受信時には基本周波数成分を遮断し高調波成分を通す働きをする。   The inductor 901 is an inductor element, the capacitor 902, and the capacitor 903 are capacitor elements. The high voltage on device 904 is a device that is turned on by a high voltage. At the time of transmission, the switch 904 is turned on with a high voltage of the transmission signal. Assuming that the inductance value of the inductor 901 is L1, the capacitance value of the capacitor 902 is C1, and the capacitance value of the capacitor 903 is C2, a band-pass filter having a center frequency of 1 / (2πSQRT (L1 * (C1 + C2)) is obtained. Since the switch 904 is turned off, it becomes a band-pass filter having a center frequency of 1 / (2πSQRT (L1 * C2)), and in accordance with the frequency used by the probe, transmits the fundamental wave and cuts off the harmonic component. The values of L1, C1, and C2 are selected so that the band-pass filter is a band-pass filter that cuts off the fundamental frequency component during reception and passes the harmonic component. Cuts off the harmonic components and cuts off the fundamental frequency components and passes the harmonic components during reception.

本実施例によれば、インダクタ901は送受信時に共用される部品として使用される。送信時にオンするという単機能のスイッチで構成することや、送受信時の部品の一部を共通化していることで、回路の簡略化、共通化を行うことが可能となる。   According to the present embodiment, the inductor 901 is used as a component shared during transmission and reception. By configuring with a single-function switch that is turned on at the time of transmission, and by sharing some of the components at the time of transmission and reception, it becomes possible to simplify and share the circuit.

(実施例8)
図8(a)は、本実施例の探触子に使用される周波数特性可変フィルタの回路構成図である。高い電圧によりオンするスイッチとして働くデバイスで、送信時にローパスフィルタに切り替え、受信時にバンドパスフィルタに切り替える構成としたことを特徴とする。
(Example 8)
FIG. 8A is a circuit configuration diagram of a frequency characteristic variable filter used in the probe of this embodiment. A device that functions as a switch that is turned on by a high voltage, and is configured to switch to a low-pass filter during transmission and to switch to a band-pass filter during reception.

インダクタ1001はインダクタ素子、コンデンサ1002、コンデンサ1003はコンデンサ素子、高電圧オンデバイス1004、1005は高い電圧によりオンするデバイスである。送信時の高い電圧によりスイッチ1004及びスイッチ1005がオンした状態では、インダクタ1001とコンデンサ1003のローパスフィルタが構成される。送信時にはインダクタ1001のインダクタンスの定数をL1、コンデンサ1003の容量値をC2とすると、カットオフ周波数が1/(2πSQRT(L1*C2)のローパスフィルタとして動作する。スイッチがオフする受信時には、インダクタ1001とコンデンサ1002からなるバンドパスフィルタとして働く。インダクタ501のインダクタンス値をL1、コンデンサ1003の容量値をC1とすると、中心周波数が1/(2πSQRT(L1*C1))のバンドパスフィルタとして動作する。   The inductor 1001 is an inductor element, the capacitor 1002, the capacitor 1003 is a capacitor element, and the high voltage on devices 1004 and 1005 are devices that are turned on by a high voltage. In a state where the switch 1004 and the switch 1005 are turned on by a high voltage at the time of transmission, a low-pass filter including an inductor 1001 and a capacitor 1003 is configured. When transmitting, assuming that the inductance constant of the inductor 1001 is L1 and the capacitance value of the capacitor 1003 is C2, it operates as a low-pass filter with a cutoff frequency of 1 / (2πSQRT (L1 * C2). At the time of reception when the switch is turned off, the inductor 1001 And a capacitor 1002. When the inductance value of the inductor 501 is L1 and the capacitance value of the capacitor 1003 is C1, the filter operates as a bandpass filter having a center frequency of 1 / (2πSQRT (L1 * C1)).

探触子の使用する周波数に合わせて、送信時には基本波を通し高調波成分を遮断するローパスフィルタ、受信時には基本周波数成分を遮断し高調波成分を通すバンドパスフィルタとなるように、L1、C1、C2の値は選定される。よって周波数特性可変フィルタ103は、送信時には基本波を通し高調波成分を遮断し、受信時には基本周波数成分を遮断し高調波成分を通す。インダクタ1001は送受信時に共用される部品として使用される。インダクタンス、容量、抵抗の値は、実際には探触子のトランスデューサ、ケーブルのインピーダンス、インダクタンス成分、容量成分を考慮して値を決める必要がある。   In accordance with the frequency used by the probe, L1 and C1 are low-pass filters that pass the fundamental wave and cut off the harmonic components during transmission, and band-pass filters that cut off the fundamental frequency component and pass the harmonic components when receiving. , C2 is selected. Therefore, the frequency characteristic variable filter 103 passes the fundamental wave at the time of transmission and cuts off the harmonic component, and cuts off the fundamental frequency component and passes the harmonic component at the time of reception. The inductor 1001 is used as a component shared during transmission and reception. The values of inductance, capacitance, and resistance need to be determined in consideration of the transducer, cable impedance, inductance component, and capacitance component of the probe.

高い電圧時にオンするという単機能のスイッチデバイスで構成することや、送受信時の部品の一部を共通化していることで、回路の簡略化、共通化を行うことが可能となる。   It is possible to simplify and share the circuit by configuring with a single-function switch device that is turned on at a high voltage and by sharing some of the components during transmission and reception.

図8(b)は、図8(a)における電圧が高いことによりにオンするスイッチをダイオードにて構成した実施例である。ダイオードの電圧によるスイッチング特性を利用したものである。ダイオードのスイッチ動作の電圧閾値は通常0.5から1V程度である。図8(a)におけるスイッチ1004、1005の替わりに、ダイオード1104、1105とダイオード1106、1107をそれぞれ逆向きに並列にしたものを接続する。2個入りダイオードパッケージを用いることで1デバイスとして扱える。送信時の高い電圧印加時にはダイオードがスイッチとしてオンとなるので、送信時にはカットオフ周波数が1/(1πSQRT(L1*C2)のローパスフィルタとして動作する。受信時にはオフとなるため、中心周波数が1/(2πSQRT(L1*C1))のバンドパスフィルタとして動作する。   FIG. 8B shows an embodiment in which a switch that is turned on when the voltage in FIG. This utilizes the switching characteristics depending on the voltage of the diode. The voltage threshold value of the diode switching operation is usually about 0.5 to 1V. Instead of the switches 1004 and 1005 in FIG. 8A, diodes 1104 and 1105 and diodes 1106 and 1107 that are arranged in parallel in opposite directions are connected. By using a two-piece diode package, it can be handled as one device. Since a diode is turned on as a switch when a high voltage is applied during transmission, the diode operates as a low-pass filter with a cutoff frequency of 1 / (1πSQRT (L1 * C2) during transmission. It operates as a bandpass filter of (2πSQRT (L1 * C1)).

送信時に波形のリンギングやオーバーシュートを防ぐために、ダンピング抵抗が入る構成としても良い。図8(c)は、送信時にダンピング動作をする抵抗を追加した回路例である。ダンピング抵抗1201を追加した構成となっている。   In order to prevent waveform ringing and overshoot during transmission, a configuration may be adopted in which a damping resistor is inserted. FIG. 8C is a circuit example in which a resistor that performs a damping operation at the time of transmission is added. A damping resistor 1201 is added.

(実施例9)
図9は、本実施例の探触子に使用される周波数特性可変フィルタの回路構成図である。周波数特性可変フィルタ103に電圧が高いことによりオフするスイッチとして働くデバイスを用い、バンドパスフィルタの周波数特性を切り替える構成としたことを特徴とする。
Example 9
FIG. 9 is a circuit configuration diagram of a frequency characteristic variable filter used in the probe of this embodiment. A device that functions as a switch that turns off when the voltage is high is used as the frequency characteristic variable filter 103, and the frequency characteristic of the bandpass filter is switched.

インダクタ1301、インダクタ1302はインダクタ素子、コンデンサ1303はコンデンサ素子、高電圧オフスイッチ1304は高い電圧によりオフするデバイスである。送信時は高い電圧が印加されるので高電圧オフスイッチ1304がオフとなる。この時、インダクタ1301のインダクタンス値をL1、コンデンサ1302の容量値をC1とすると、送信時には中心周波数が1/(2πSQRT(L1*C1))のバンドパスフィルタとなる。受信時は低い電圧となるので高電圧オフスイッチ1304がオンするので、インダクタ1302のインダクタンス値をL2とすると、中心周波数が1/(2πSQRT((L1*L2/(L1+L2))*C1)のバンドパスフィルタとなる。   The inductors 1301 and 1302 are inductor elements, the capacitor 1303 is a capacitor element, and the high voltage off switch 1304 is a device that is turned off by a high voltage. Since a high voltage is applied during transmission, the high voltage off switch 1304 is turned off. At this time, assuming that the inductance value of the inductor 1301 is L1 and the capacitance value of the capacitor 1302 is C1, a band-pass filter having a center frequency of 1 / (2πSQRT (L1 * C1)) is obtained during transmission. Since the high voltage off switch 1304 is turned on because the voltage is low during reception, the center frequency is 1 / (2πSQRT ((L1 * L2 / (L1 + L2)) * C1) when the inductance value of the inductor 1302 is L2. It becomes a path filter.

探触子の使用する周波数に合わせて、送信時には基本波を通し高調波成分を遮断するバンドパスフィルタとなり、受信時には基本周波数成分を遮断し高調波成分を通すバンドパスフィルタとなるように、L1、L2、C1の値は選定される。よって周波数特性可変フィルタ103は、送信時には基本波を通し高調波成分を遮断し、受信時には基本周波数成分を遮断し高調波成分を通す働きをする。   In accordance with the frequency used by the probe, L1 is a bandpass filter that cuts off the harmonic component through the fundamental wave during transmission, and a bandpass filter that cuts off the fundamental frequency component and passes the harmonic component during reception. , L2 and C1 are selected. Therefore, the frequency characteristic variable filter 103 functions to pass the fundamental wave through and cut off the harmonic component at the time of transmission, and cut off the fundamental frequency component and pass the harmonic component at the time of reception.

高い電圧時にオフするという単機能のデバイスで構成することや、送受信時の部品の一部を共通化していることで回路の簡略化、共通化を行うことが可能となる。   It is possible to simplify and share the circuit by configuring with a single-function device that turns off when the voltage is high, or by sharing some of the components during transmission and reception.

(実施例10)
図10は本実施例の探触子を説明する図である。周波数特性可変フィルタの有効、無効をスイッチにより切り替えることができることを特徴とする。フィルタオンオフスイッチ1401は、周波数特性可変フィルタ103と並列に接続されていて、手動でオンオフ可能な機械的なスイッチである。フィルタオンオフスイッチ1401をオンオフすることで周波数特性可変フィルタ103を有効にした使用と、無効にした使用を可能とする。フィルタオンオフスイッチ1201はオフ時には周波数特性可変フィルタ103が有効になり、オン時にはが無効となる。ハーモニックイメージングを使用しない場合に対応できる利点がある。外部制御でのスイッチとしてもよい。回路構成とスイッチの構成の仕方で、送信時のみ或いは受信時のみ周波数特性可変フィルタ103が働く構成としてもよい。また、電圧検出回路301からの信号でスイッチ1401がオンオフするような構成にしたり、装置の本体から切り替えのための信号でオンオフするような構成にしたりすることもできる。
(Example 10)
FIG. 10 is a diagram for explaining the probe of this embodiment. The frequency characteristic variable filter can be switched between valid and invalid by a switch. The filter on / off switch 1401 is a mechanical switch that is connected in parallel to the frequency characteristic variable filter 103 and can be manually turned on / off. By using the filter on / off switch 1401 on and off, the frequency characteristic variable filter 103 can be used effectively and disabled. When the filter on / off switch 1201 is off, the frequency characteristic variable filter 103 is valid, and when it is on, it is invalid. There is an advantage that can be dealt with when harmonic imaging is not used. A switch for external control may be used. Depending on the circuit configuration and switch configuration, the frequency characteristic variable filter 103 may function only during transmission or only during reception. Alternatively, the switch 1401 may be turned on / off by a signal from the voltage detection circuit 301, or may be turned on / off by a switching signal from the main body of the apparatus.

(実施例11)
図11は、本実施例の探触子の動作を説明するための図である。周波数可変フィルタを受信用フロントエンド回路と組み合わせたことを特徴とする。探触子のトランスデューサヘッド部102における受信信号を増幅或いはインピーダンス変換する受信用フロントエンド回路と送受信用の周波数切替フィルタ103を組み合わせた構成となっている。
(Example 11)
FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the probe of this embodiment. A variable frequency filter is combined with a reception front end circuit. A reception front-end circuit that amplifies or impedance-converts a received signal in the transducer head portion 102 of the probe and a transmission / reception frequency switching filter 103 are combined.

図11(a)は、トランスデューサヘッド部102に受信用フロントエンド回路を構成する場合のブロック図である。トランスデューサ1501は、音響波と電気信号のトランスデューサである。受信用フロントエンド回路1502は、トランスデューサの受信信号を増幅或いはインピーダンス変換する回路である。送信パススイッチ1503は、送信時にオンするスイッチである。送信時には、送信パススイッチ1503がオンしており、受信用フロントエンド回路1502を経由せず、トランスデューサに送信信号が送られる。受信時には送信パススイッチ1503がオフしており、受信用フロントエンド回路1502を経由して受信信号が装置側へ送られる。受信フロントエンド回路1502により、トランスデューサヘッド部102からの受信信号は、トランスデューサ単体から出力される場合に比較し、出力インピーダンスを低くして診断装置側へ送ることが可能となっている。   FIG. 11A is a block diagram in the case where a reception front-end circuit is configured in the transducer head unit 102. The transducer 1501 is an acoustic wave and electric signal transducer. The reception front-end circuit 1502 is a circuit that amplifies or impedance-converts the reception signal of the transducer. The transmission path switch 1503 is a switch that is turned on at the time of transmission. At the time of transmission, the transmission path switch 1503 is on, and a transmission signal is sent to the transducer without passing through the reception front-end circuit 1502. At the time of reception, the transmission path switch 1503 is off, and a reception signal is sent to the apparatus side via the reception front end circuit 1502. The reception front end circuit 1502 allows the reception signal from the transducer head unit 102 to be sent to the diagnostic apparatus side with a lower output impedance than when it is output from the transducer alone.

図11(b)はトランスデューサのみの比較例の構成である。図11(c)は、トランスデューサヘッド部を信号源1504と出力インピーダンス1505にモデル化し、送受信用の周波数切替フィルタと診断装置との接続を表したものである。信号源1504は、微小電圧の正弦波で周波数可変である信号発生源、出力インピーダンス1505は信号源の出力インピーダンスである。インピーダンス1508は装置側回路のインピーダンスである。インダクタ1506はインダクタ素子、コンデンサ1507はコンデンサ素子で、受信時に構成される送受信用周波数フィルタのバンドパスフィルタである。このモデルで考えた時、トランスデューサヘッド部がトランスデューサ単体のときは、出力インピーダンス1505は大きく、受信用フロントエンド回路があるときは、出力インピーダンス1505は小さい。   FIG. 11B shows a configuration of a comparative example using only a transducer. FIG. 11C shows the connection between the frequency switching filter for transmission / reception and the diagnostic device by modeling the transducer head portion as a signal source 1504 and an output impedance 1505. The signal source 1504 is a signal generation source whose frequency is variable with a sine wave of a minute voltage, and the output impedance 1505 is the output impedance of the signal source. The impedance 1508 is the impedance of the device side circuit. An inductor 1506 is an inductor element, and a capacitor 1507 is a capacitor element, which is a band-pass filter of a transmission / reception frequency filter configured at the time of reception. When this model is considered, the output impedance 1505 is large when the transducer head unit is a single transducer, and the output impedance 1505 is small when there is a reception front-end circuit.

信号源1504のレベルを基準とした診断装置の周波数特性を計算してみると、図11(d)のようになる。出力インピーダンス小時グラフ1509は出力インピーダンスが小さい時の周波数特性曲線、出力インピーダンス大時グラフ1510は出力インピーダンスが大きいときの周波数特性曲線である。出力インピーダンスが大きいときには出力インピーダンス大時グラフ1510のように周波数特性がフラットになり、出力インピーダンスが低いときにはグラフ曲線周波数1509のように特性が急峻になる。このことはフロントエンド回路を使用し、出力インピーダンスを小さくした方が高調波のみを取り出す周波数特性を得やすいことになる。このことから、トランスデューサヘッド部と受信信号のフロントエンド回路とを組み合わせることで受信時の高調波を取り出しやすい構成となる。   FIG. 11D shows the frequency characteristics of the diagnostic device calculated based on the level of the signal source 1504. A small output impedance graph 1509 is a frequency characteristic curve when the output impedance is small, and a large output impedance graph 1510 is a frequency characteristic curve when the output impedance is large. When the output impedance is large, the frequency characteristic becomes flat as shown in the graph of large output impedance 1510, and when the output impedance is low, the characteristic becomes steep as shown by the graph curve frequency 1509. This means that using a front-end circuit and reducing the output impedance makes it easier to obtain frequency characteristics for extracting only harmonics. For this reason, a combination of the transducer head unit and the reception signal front-end circuit facilitates extraction of harmonics during reception.

(実施例12)
本実施例では、トランスデューサヘッド部102に、CMUTを用いていることが、他の実施例と異なる。CMUT(Capacitive−Micromachined−Ultrasonic−Transducers)は、静電容量型トランスデューサである。これは、半導体プロセスを応用したMEMS(Micro−Electro−Mechanical−Systems)技術により作製される。
(Example 12)
In this embodiment, the CMUT is used for the transducer head unit 102, which is different from the other embodiments. CMUT (Capacitive-Micromachined-Ultrasonic-Transducers) is a capacitive transducer. This is produced by a MEMS (Micro-Electro-Mechanical-Systems) technology using a semiconductor process.

図12は、本実施例の振動子(CMUT)を説明するための図である。CMUTは、基板上に固定された第1の電極13と、第1の電極に対向し配置された第2の電極12を有する。第2の電極12は、振動膜11上に配置されており、振動膜11と一体となって振動する構造になっている。振動膜11は、支持部14により基板10上に保持されている。   FIG. 12 is a diagram for explaining the vibrator (CMUT) of the present embodiment. The CMUT has a first electrode 13 fixed on the substrate and a second electrode 12 disposed to face the first electrode. The second electrode 12 is disposed on the vibration film 11 and has a structure that vibrates integrally with the vibration film 11. The vibration film 11 is held on the substrate 10 by the support portion 14.

第2の電極12には、直流電圧発生手段21が接続されている。第2の電極12には、直流電圧発生手段21より所定の直流電圧Vaが印加されている。もう一方の第1の電極13は、送受信回路22に接続され、GND電位付近の固定電位となっている。これにより、第1の電極13と第2の電極12間にVbias=Va−0Vの電位差を発生させている。こうして、高い受信効率で受信を行うことができる。   A DC voltage generating means 21 is connected to the second electrode 12. A predetermined DC voltage Va is applied to the second electrode 12 from the DC voltage generating means 21. The other first electrode 13 is connected to the transmission / reception circuit 22 and has a fixed potential in the vicinity of the GND potential. Thereby, a potential difference of Vbias = Va−0V is generated between the first electrode 13 and the second electrode 12. Thus, reception can be performed with high reception efficiency.

また、送受信回路22により、第1の電極13に、交流の駆動電圧を印加することで、第1と第2の電極間に交流の静電引力が発生し、振動膜11を或る周波数で振動させて超音波を送信することができる。一方、振動膜11が超音波を受け振動することにより、第1の電極13に静電誘導により微小電流が発生し、送受信回路22により、その電流値を測定することで、受信信号を取り出すことができる。この送受信回路22の外部との入出力端子30は、トランスデューサヘッド部102の電気信号経路106との接続端子であり、電気信号経路106に接続されている。   In addition, by applying an alternating drive voltage to the first electrode 13 by the transmission / reception circuit 22, an alternating electrostatic attractive force is generated between the first and second electrodes, and the vibrating membrane 11 is caused to have a certain frequency. An ultrasonic wave can be transmitted by vibrating. On the other hand, when the vibration film 11 receives an ultrasonic wave and vibrates, a minute current is generated in the first electrode 13 by electrostatic induction, and the current value is measured by the transmission / reception circuit 22 to extract a received signal. Can do. An input / output terminal 30 connected to the outside of the transmission / reception circuit 22 is a connection terminal to the electric signal path 106 of the transducer head unit 102, and is connected to the electric signal path 106.

CMUTは、電極を有した振動膜を用いているため、電気的な共振特性を有するピエゾを用いたトランスデューサに比べて、送受信時の周波数応答性が優れている。そのため、送信と受信時で大きく異なる周波数領域を用いるハーモニックイメージングには、適している。しかし、送信信号が有する周波数成分に応答してしまうため、送信信号が有する高調波成分にも応答し、送信する超音波に高調波成分が重畳してしまいやすい。トランスデューサヘッド部102にCMUTを用いた際、送受信で周波数特性が異なる可変フィルタを有した本発明の構成を用いることで、送信信号に高調波が含まれた信号が印加された場合でも、高調波成分が抑制された超音波をCMUTから送信できる。また、受信時にもCMUTは広い周波数領域の信号を受信するため、欲しい周波数領域以外の受信信号も検出してしまい、高感度な検出の妨げになる。本実施例の構成を用いることで、必要な周波数領域を制限することができるので、高調波成分のみを高感度に検出することができる。   Since the CMUT uses a vibrating membrane having electrodes, the frequency response at the time of transmission / reception is superior to a transducer using a piezoelectric element having electrical resonance characteristics. Therefore, it is suitable for harmonic imaging using frequency regions that are greatly different between transmission and reception. However, since it responds to the frequency component of the transmission signal, it also responds to the harmonic component of the transmission signal, and the harmonic component tends to be superimposed on the transmitted ultrasonic wave. When a CMUT is used for the transducer head unit 102, the configuration of the present invention having a variable filter with different frequency characteristics for transmission and reception can be used even when a signal including harmonics is applied to the transmission signal. Ultrasound with suppressed components can be transmitted from the CMUT. Further, since CMUT receives a signal in a wide frequency range even at the time of reception, it detects a received signal other than the desired frequency region, which hinders highly sensitive detection. Since the necessary frequency region can be limited by using the configuration of the present embodiment, only the harmonic component can be detected with high sensitivity.

そのため、本実施例によると、周波数帯域の広いCMUTの特性を生かして、基本波の送信と高調波の受信とを行うことができるため、トランスデューサにピエゾを用いた場合に比べて、より優れたハーモニックイメージングの信号を取得することができる。よって、本実施例の探触子を診断装置に接続して用いることで、装置の本体の変更なしに、より高画質なハーモニックイメージングを行うことができる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to perform transmission of the fundamental wave and reception of the harmonic by making use of the characteristics of the CMUT having a wide frequency band, which is superior to the case where a piezo is used as the transducer. Harmonic imaging signals can be acquired. Therefore, by connecting the probe of this embodiment to the diagnostic apparatus and using it, higher-quality harmonic imaging can be performed without changing the main body of the apparatus.

尚、上記説明では、第2の電極12に直流電圧発生手段21を、第1の電極13を送受信回路22に接続しているが、第2の電極12に送受信回路22を、第1の電極13を直流電圧発生手段21に接続した構成も同様に用いることができる。また、本実施例では、トランスデューサヘッド部102にCMUTを用いて説明した。しかし、ピエゾに比べて周波数特性の優れたPVDF(ポリフッ化ビニリデン、PolyVinylidene−DiFluoride)などのトランスデューサなども用いることができる。   In the above description, the DC voltage generating means 21 is connected to the second electrode 12, and the first electrode 13 is connected to the transmission / reception circuit 22. However, the transmission / reception circuit 22 is connected to the second electrode 12, and the first electrode is connected to the first electrode 13. A configuration in which 13 is connected to the DC voltage generating means 21 can be used similarly. In this embodiment, the transducer head unit 102 has been described using a CMUT. However, a transducer such as PVDF (polyvinylidene fluoride) having excellent frequency characteristics as compared with piezo can also be used.

(実施例13)
上記実施例で説明したトランスデューサは、音響波を用いた被検体情報取得装置に適用することができる。被検体からの音響波をトランスデューサで受信し、出力される電気信号を用い、光吸収係数などの被検体の光学特性値を反映した被検体情報や音響インピーダンスの違いを反映した被検体情報を取得することができる。
(Example 13)
The transducer described in the above embodiment can be applied to a subject information acquisition apparatus using acoustic waves. The transducer receives the acoustic wave from the subject and uses the output electrical signal to obtain subject information that reflects the subject's optical characteristic values such as the optical absorption coefficient and the subject information that reflects the difference in acoustic impedance. can do.

図13(a)は、光音響効果を利用した被検体情報取得装置を示したものである。光源40から発生したパルス光は、レンズ、ミラー、光ファイバー等の光学部材42を介して、被検体44に照射される。被検体2014の内部にある光吸収体46は、パルス光のエネルギーを吸収し、音響波である光音響波48を発生する。プローブ(すなわち探触子)52内のトランスデューサ50は、光音響波48を受信して電気信号に変換し、信号処理部54に出力する。信号処理部54は、入力された電気信号に対して、A/D変換や増幅等の信号処理を行い、データ処理部56へ出力する。データ処理部56は、入力された信号を用いて被検体情報(光吸収係数などの被検体の光学特性値を反映した特性情報)を画像データとして取得する。なお、ここでは、信号処理部54とデータ処理部56を含めて、処理部と言い、これは図1(a)の制御画像処理部113にほぼ対応している。表示部58は、データ処理部56から入力された画像データに基づいて、画像を表示する。   FIG. 13A shows an object information acquisition apparatus using the photoacoustic effect. Pulse light generated from the light source 40 is irradiated to the subject 44 through an optical member 42 such as a lens, a mirror, or an optical fiber. The light absorber 46 inside the subject 2014 absorbs the energy of the pulsed light and generates a photoacoustic wave 48 that is an acoustic wave. The transducer 50 in the probe (ie, the probe) 52 receives the photoacoustic wave 48, converts it into an electrical signal, and outputs it to the signal processing unit 54. The signal processing unit 54 performs signal processing such as A / D conversion and amplification on the input electrical signal and outputs the signal to the data processing unit 56. The data processing unit 56 acquires object information (characteristic information reflecting the optical characteristic value of the object such as a light absorption coefficient) as image data using the input signal. Here, the signal processing unit 54 and the data processing unit 56 are referred to as a processing unit, and this substantially corresponds to the control image processing unit 113 in FIG. The display unit 58 displays an image based on the image data input from the data processing unit 56.

図13(b)は、音響波の反射を利用した超音波エコー診断装置等の被検体情報取得装置を示したものである。プローブ(すなわち探触子)72内のトランスデューサ70から被検体64へ送信された音響波は、反射体66により反射される。トランスデューサ70は、反射された音響波68(反射波)を受信して電気信号に変換し、信号処理部74に出力する。信号処理部74は、入力された電気信号に対して、A/D変換や増幅等の信号処理を行い、データ処理部76へ出力する。データ処理部76(取得部)は、入力された信号を用いて被検体情報(音響インピーダンスの違いを反映した特性情報)を画像データとして取得する。なお、ここでも、信号処理部74とデータ処理部76を含めて、処理部という。表示部78は、データ処理部76から入力された画像データに基づいて、画像を表示する。   FIG. 13B shows a subject information acquiring apparatus such as an ultrasonic echo diagnostic apparatus using reflection of acoustic waves. The acoustic wave transmitted from the transducer 70 in the probe (ie, probe) 72 to the subject 64 is reflected by the reflector 66. The transducer 70 receives the reflected acoustic wave 68 (reflected wave), converts it into an electrical signal, and outputs it to the signal processing unit 74. The signal processing unit 74 performs signal processing such as A / D conversion and amplification on the input electric signal and outputs the signal to the data processing unit 76. The data processing unit 76 (acquisition unit) acquires object information (characteristic information reflecting a difference in acoustic impedance) as image data using the input signal. Here, the signal processing unit 74 and the data processing unit 76 are also referred to as a processing unit. The display unit 78 displays an image based on the image data input from the data processing unit 76.

プローブは、機械的に走査するものであっても、医師や技師等のユーザが被検体に対して移動させるもの(ハンドヘルド型)であってもよい。また、図13(b)のように反射波を用いる装置の場合、音響波を送信するプローブは受信するプローブと別に設けても良い。   The probe may be one that scans mechanically or one that a user such as a doctor or engineer moves with respect to the subject (hand-held type). In the case of a device that uses reflected waves as shown in FIG. 13B, the probe that transmits the acoustic wave may be provided separately from the probe that receives the acoustic wave.

さらに、図13(a)と図13(b)の装置の機能をどちらも兼ね備えた装置とし、被検体の光学特性値を反映した被検体情報と、音響インピーダンスの違いを反映した被検体情報と、をどちらも取得するようにしてもよい。この場合、図13(a)のトランスデューサ50が光音響波の受信だけでなく、音響波の送信と反射波の受信を行うようにしてもよい。具体的には、光音響効果を利用する場合には、プローブ(すなわち探触子)内のトランスデューサは被検体で発生した光音響波を受信する。この場合には、トランスデューサは、周波数特性可変フィルタによって、受信する光音響波の高調波成分を遮断し、基本周波数成分を通すようにする。一方、超音波エコー診断の場合には、プローブ(すなわち探触子)内のトランスデューサは、音響波を被検体に送信し、被検体内で反射された音響波を受信する。この場合には、プローブ(すなわち探触子)内のトランスデューサは、上述した周波数特性可変フィルタによって、送信時には基本波を通し高調波成分を遮断し、受信時には基本周波数成分を遮断し高調波成分を通すような使用方法が一例として挙げられる。   Furthermore, the apparatus has both the functions of the apparatus of FIG. 13A and FIG. 13B, and the object information reflecting the optical characteristic value of the object and the object information reflecting the difference in acoustic impedance, Both of them may be acquired. In this case, the transducer 50 in FIG. 13A may transmit not only the photoacoustic wave but also the acoustic wave and the reflected wave. Specifically, when the photoacoustic effect is used, the transducer in the probe (that is, the probe) receives a photoacoustic wave generated in the subject. In this case, the transducer blocks the harmonic component of the received photoacoustic wave and allows the fundamental frequency component to pass through the variable frequency characteristic filter. On the other hand, in the case of ultrasonic echo diagnosis, a transducer in a probe (that is, a probe) transmits an acoustic wave to a subject and receives an acoustic wave reflected in the subject. In this case, the transducer in the probe (that is, the probe) passes the fundamental wave through the fundamental wave at the time of transmission and cuts off the harmonic component at the time of reception by the frequency characteristic variable filter described above. An example of such usage is as an example.

本発明による装置は、主に超音波診断装置に利用出来るが、その他、周波数特性の切り替えを利用する情報取得装置などにも用いることができる。   The apparatus according to the present invention can be used mainly for an ultrasonic diagnostic apparatus, but can also be used for an information acquisition apparatus that uses frequency characteristic switching.

101・・探触子、102・・トランスデューサヘッド部(トランスデューサ)、103・・周波数特性可変フィルタ、106・・電気信号経路、108・・本体   101 ··· Probe, 102 · · Transducer head (transducer), 103 · · Frequency characteristic variable filter, 106 · · Electrical signal path, 108 · · Body

Claims (24)

被検体に音響波を送信し反射波を受信して被検体の情報を取得するための情報取得装置の本体に着脱可能に接続される探触子であって、
音響波の送受信を行うトランスデューサを備え、
送信信号と受信信号が共に通過する電気信号経路において、送信時と受信時の間で周波数特性が切り替わる周波数特性可変フィルタが設けられ、
前記周波数特性可変フィルタは、送信時は、送信信号の基本周波数成分を通し高調波成分を遮断し、受信時は、受信信号の基本周波数成分を遮断し高調波成分を通すことを特徴とする探触子。
A probe that is detachably connected to the body of an information acquisition device for transmitting an acoustic wave to a subject and receiving a reflected wave to acquire information on the subject,
It has a transducer that transmits and receives acoustic waves,
In the electrical signal path through which both the transmission signal and the reception signal pass, a frequency characteristic variable filter that switches the frequency characteristic between transmission and reception is provided,
The variable frequency characteristic filter is characterized in that during transmission, the fundamental frequency component of the transmission signal is cut off and the harmonic component is cut off, and during reception, the fundamental frequency component of the received signal is cut off and the harmonic component is passed through. Tentacles.
前記周波数特性可変フィルタの切り替えは、前記電気信号経路を通る信号を用いて行われることを特徴とする請求項1に記載の探触子。   2. The probe according to claim 1, wherein the switching of the frequency characteristic variable filter is performed using a signal passing through the electric signal path. 前記周波数特性可変フィルタの切り替えは、前記電気信号経路を通る信号の電圧を検出する電圧検出手段からの信号でオンオフするスイッチにより行われることを特徴とする請求項2に記載の探触子。   The probe according to claim 2, wherein the switching of the frequency characteristic variable filter is performed by a switch that is turned on / off by a signal from a voltage detection unit that detects a voltage of a signal passing through the electric signal path. 前記周波数特性可変フィルタの切り替えは、前記電圧検出手段が送信信号が受信信号より電圧の高いことを検出することに基づく信号でオンオフするスイッチにより行われることを特徴とする請求項3に記載の探触子。   4. The search according to claim 3, wherein the switching of the frequency characteristic variable filter is performed by a switch that is turned on / off by a signal based on the fact that the voltage detection means detects that the transmission signal is higher in voltage than the reception signal. Tentacles. 前記周波数特性可変フィルタの切り替えは、前記電気信号経路を通る信号の作用でオンオフするスイッチにより行われることを特徴とする請求項2に記載の探触子。   3. The probe according to claim 2, wherein the switching of the frequency characteristic variable filter is performed by a switch that is turned on / off by the action of a signal passing through the electrical signal path. 前記周波数特性可変フィルタの切り替えは、前記本体の側の、送信と受信の間の切り替えを行う送受信スイッチ回路からの送信または受信を指示する信号でオンオフするスイッチにより行われることを特徴とする請求項2に記載の探触子。   The switching of the frequency characteristic variable filter is performed by a switch on / off by a signal instructing transmission or reception from a transmission / reception switch circuit for switching between transmission and reception on the main body side. 2. The probe according to 2. 前記周波数特性可変フィルタは、送信時にオンするスイッチにより、送信時と受信時の間でバンドパスフィルタを切り替えることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の探触子。   The probe according to any one of claims 1 to 6, wherein the frequency characteristic variable filter switches a band-pass filter between transmission and reception by a switch that is turned on during transmission. 前記周波数特性可変フィルタは、送信時にオンするスイッチにより、送信時のローパスフィルタと受信時のバンドパスフィルタの間でフィルタを切り替えることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の探触子。   7. The frequency characteristic variable filter according to claim 1, wherein the filter is switched between a low pass filter at the time of transmission and a band pass filter at the time of reception by a switch that is turned on at the time of transmission. 8. Transducer. 前記周波数特性可変フィルタは、送信時にオフするスイッチにより、送信時と受信時の間でバンドパスフィルタを切り替えることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の探触子。   The probe according to any one of claims 1 to 6, wherein the frequency characteristic variable filter switches a band-pass filter between transmission and reception by a switch that is turned off during transmission. 前記周波数特性可変フィルタの切り替えは、前記電気信号経路を通る送信信号でオンするスイッチとオフするスイッチを含むスイッチデバイスにより行われることを特徴とする請求項5に記載の探触子。   6. The probe according to claim 5, wherein the switching of the frequency characteristic variable filter is performed by a switch device including a switch that is turned on and a switch that is turned off by a transmission signal passing through the electrical signal path. 前記周波数特性可変フィルタは、前記送信信号でオンするスイッチにより、送信時と受信時の間でバンドパスフィルタを切り替えることを特徴とする請求項5に記載の探触子。   6. The probe according to claim 5, wherein the frequency characteristic variable filter switches a band-pass filter between transmission and reception by a switch that is turned on by the transmission signal. 前記周波数特性可変フィルタは、前記送信信号でオンするスイッチにより、送信時のローパスフィルタと受信時のバンドパスフィルタの間でフィルタを切り替えることを特徴とする請求項5に記載の探触子。   6. The probe according to claim 5, wherein the frequency characteristic variable filter switches a filter between a low pass filter at the time of transmission and a band pass filter at the time of reception by a switch that is turned on by the transmission signal. 前記周波数特性可変フィルタは、前記送信信号でオフするスイッチにより、送信時と受信時の間でバンドパスフィルタを切り替えることを特徴とする請求項5に記載の探触子。 6. The probe according to claim 5, wherein the frequency characteristic variable filter switches a band-pass filter between transmission and reception by a switch that is turned off by the transmission signal. 前記周波数特性可変フィルタの有効、無効を切り替えるスイッチを備えることを特徴とする請求項1から13の何れか1項に記載の探触子。   The probe according to any one of claims 1 to 13, further comprising a switch that switches between enabling and disabling the frequency characteristic variable filter. 受信信号を増幅或いはインピーダンス変換する受信用フロントエンド回路と前記周波数特性可変フィルタを組み合わせたことを特徴とする請求項1から14の何れか1項に記載の探触子。   The probe according to any one of claims 1 to 14, wherein a reception front-end circuit for amplifying or impedance-converting a reception signal and the frequency characteristic variable filter are combined. 前記トランスデューサは静電容量型トランスデューサであることを特徴とする請求項1から15の何れか1項に記載の探触子。   The probe according to claim 1, wherein the transducer is a capacitive transducer. 前記周波数特性可変フィルタは、受信時の周波数通過特性の中心周波数が、送信信号に持たせる周波数通過特性の中心周波数の1.5倍乃至3.0倍となるように構成されることを特徴とする請求項1から16の何れか1項に記載の探触子。   The frequency characteristic variable filter is configured such that the center frequency of the frequency pass characteristic at the time of reception is 1.5 to 3.0 times the center frequency of the frequency pass characteristic that the transmission signal has. The probe according to any one of claims 1 to 16. 被検体に音響波を送信し反射波を受信して被検体の情報を取得するための情報取得装置であって、
音響波の送受信を行うトランスデューサを備える探触子と、送信信号と受信信号が共に通過する電気信号経路において、送信時と受信時の間で周波数特性が切り替わる周波数特性可変フィルタと、を有し、
前記周波数特性可変フィルタは、送信時は、送信信号の基本周波数成分を通し高調波成分を遮断し、受信時は、受信信号の基本周波数成分を遮断し高調波成分を通すことを特徴とする情報取得装置。
An information acquisition device for acquiring information on a subject by transmitting an acoustic wave to the subject and receiving a reflected wave,
A probe including a transducer that transmits and receives an acoustic wave, and a frequency characteristic variable filter that switches a frequency characteristic between a transmission time and a reception time in an electric signal path through which a transmission signal and a reception signal pass,
The frequency characteristic variable filter is configured to block a harmonic component through a fundamental frequency component of a transmission signal at the time of transmission, and block a fundamental frequency component of a reception signal and pass a harmonic component at the time of reception. Acquisition device.
少なくとも前記トランスデューサからの受信信号を用いて被検体の画像形成を行う画像形成部を有することを特徴とする請求項18または19に記載の情報取得装置。   20. The information acquisition apparatus according to claim 18, further comprising an image forming unit that forms an image of a subject using at least a reception signal from the transducer. 前記画像形成部はハーモニックイメージングにより被検体の画像形成を行うことを特徴とする請求項18または19に記載の情報取得装置。 The information acquisition apparatus according to claim 18, wherein the image forming unit forms an image of a subject by harmonic imaging. 被検体からの音響波を受信して電気信号に変換する探触子と、
前記電気信号を用いて前記被検体の情報を取得する取得部と、を有し、
前記探触子が請求項1から17の何れか1項に記載の探触子であることを特徴とする情報取得装置。
A probe that receives acoustic waves from the subject and converts them into electrical signals;
An acquisition unit that acquires information on the subject using the electrical signal,
The information acquisition device according to claim 1, wherein the probe is the probe according to claim 1.
前記探触子は、前記探触子から前記被検体に音響波を送信し、前記被検体から反射された音響波を受信することを特徴とする請求項21に記載の情報取得装置。   The information acquisition apparatus according to claim 21, wherein the probe transmits an acoustic wave from the probe to the subject and receives an acoustic wave reflected from the subject. 前記探触子は、前記被検体に光を照射することにより発生する音響波を受信することを特徴とする請求項21または22に記載の情報取得装置。   The information acquisition apparatus according to claim 21, wherein the probe receives an acoustic wave generated by irradiating the subject with light. 前記被検体に光を照射する光源を有することを特徴とする請求項23に記載の情報取得装置。   The information acquisition apparatus according to claim 23, further comprising a light source that irradiates the subject with light.
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