偏置电压产生装置以及超声波诊断系统.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104334087 A (43)申请公布日 2015.02.04 C N 1 0 4 3 3 4 0 8 7 A (21)申请号 201380027495.0 (22)申请日 2013.10.21 2012-252427 2012.11.16 JP A61B 8/12(2006.01) (71)申请人奥林巴斯医疗株式会社 地址日本东京都 (72)发明人小室雅彦 (74)专利代理机构北京林达刘知识产权代理事 务所(普通合伙) 11277 代理人刘新宇 (54) 发明名称 偏置电压产生装置以及超声波诊断系统 (57) 摘要 偏置电压产生装置被配置于超声波观测装置 外部并与。

2、超声波观测装置一起使用，其中，为了使 用静电电容型振子与被检体之间进行超声波的发 送接收，上述超声波观测装置内置有用于产生发 送信号的发送电路和对接收信号进行处理的接收 电路，该偏置电压产生装置具备：偏置电压用电 源电路，其具备可充电的二次电池并生成偏置电 压，其中，该可充电的二次电池用于生成施加到 静电电容型振子的偏置电压；以及偏置电压叠加 部，其对输出到超声波观测装置的外部的发送信 号和被输入到超声波观测装置的内部的接收信号 叠加偏置电压。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.11.25 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2013/078429 。

3、2013.10.21 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2014/077087 JA 2014.05.22 (51)Int.Cl. 权利要求书3页 说明书13页 附图13页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书13页 附图13页 (10)申请公布号 CN 104334087 A CN 104334087 A 1/3页 2 1.一种偏置电压产生装置，被配置在超声波观测装置的外部并与上述超声波观测装置 一起使用，其中，为了利用静电电容型振子与被检体之间进行超声波的发送接收，上述超声 波观测装置内置有产生发送信号的发送电路以及对接收信号进行处理的接收。

4、电路，该偏置 电压产生装置的特征在于，具备： 偏置电压用电源电路，其具备可充电的二次电池并生成偏置电压，其中，上述可充电的 二次电池用于生成施加到上述静电电容型振子的上述偏置电压；以及 偏置电压叠加部，其对输出到上述超声波观测装置的外部的上述发送信号和被输入到 上述超声波观测装置的内部的上述接收信号叠加上述偏置电压。 2.根据权利要求1所述的偏置电压产生装置，其特征在于， 上述偏置电压产生装置被配置在搭载有上述静电电容型振子的超声波探头内。 3.根据权利要求1所述的偏置电压产生装置，其特征在于， 上述偏置电压产生装置与搭载有上述静电电容型振子的超声波探头和上述超声波观 测装置装卸自由地连接。 。

5、4.根据权利要求1所述的偏置电压产生装置，其特征在于， 上述偏置电压产生装置还具备：开关，其用于接通和断开由上述偏置电压用电源电路 产生的上述偏置电压在上述偏置电压叠加部的叠加；以及控制端子，其用于从外部对上述 开关进行接通和断开的控制。 5.根据权利要求4所述的偏置电压产生装置，其特征在于， 上述偏置电压产生装置还具备： 充电电平检测部，其检测构成上述偏置电压用电源电路的上述二次电池的充电电平； 以及 充电电平通知部，其通知由上述充电电平检测部检测出的充电电平信息。 6.根据权利要求5所述的偏置电压产生装置，其特征在于， 上述偏置电压产生装置还具备增益可变放大器，该增益可变放大器根据由上述充。

6、电电 平检测部检测出的充电电平信息来使上述接收信号的增益增大。 7.根据权利要求5所述的偏置电压产生装置，其特征在于， 上述偏置电压用电源电路具有上述二次电池和直流-直流转换器，该直流-直流转换 器使上述二次电池的直流电压升压来生成上述偏置电压。 8.根据权利要求2所述的偏置电压产生装置，其特征在于， 上述偏置电压产生装置被配置在上述探头中的与上述超声波观测装置装卸自由地连 接的连接器内。 9.根据权利要求2所述的偏置电压产生装置，其特征在于， 上述偏置电压产生装置具有：多个第一连接器端子，所述多个第一连接器端子与上述 超声波观测装置的连接器插座的多个连接器插座端子装卸自由地连接；以及多个第二。

7、连接 器端子，所述多个第二连接器端子与产生对上述二次电池充电的充电电压的充电器的连接 器插座的连接器插座端子装卸自由地连接。 10.根据权利要求4所述的偏置电压产生装置，其特征在于， 上述偏置电压产生装置还具有充电器，该充电器与该偏置电压产生装置装卸自由地连 接，产生对上述二次电池充电的充电电压，上述充电器具有开关控制电路，在该充电器连接 权 利 要 求 书CN 104334087 A 2/3页 3 于上述偏置电压产生装置的情况下，该开关控制电路经由上述控制端子将上述开关设定为 断开。 11.一种超声波诊断系统，其特征在于，具备： 超声波探头，其搭载有静电电容型振子； 超声波观测装置，其内置有。

8、：发送电路，其产生用于使上述静电电容型振子产生超声波 的发送信号；接收电路，其对通过超声波的接收而从上述静电电容型振子输出的接收信号 进行信号处理；以及发送接收分离电路，其将上述发送信号与上述接收信号分离；以及 偏置电压产生装置，其内置于上述超声波探头或者与上述超声波探头装卸自由地连接 并且具备：偏置电压用电源电路，其具备可充电的二次电池并生成偏置电压，该可充电的二 次电池用于生成施加到上述静电电容型振子的上述偏置信号；以及偏置电压叠加部，其对 输出到上述超声波观测装置的外部的上述发送信号和被输入到上述超声波观测装置的内 部的上述接收信号叠加上述偏置电压。 12.根据权利要求11所述的超声波诊。

9、断系统，其特征在于， 上述偏置电压产生装置还具备：开关，其用于接通和断开由上述偏置电压用电源电路 产生的上述偏置电压在上述偏置电压叠加部的叠加；以及控制端子，其用于从上述偏置电 压产生装置的外部对上述开关进行接通和断开的控制。 13.根据权利要求12所述的超声波诊断系统，其特征在于， 上述偏置电压产生装置还具备： 充电电平检测部，其检测上述偏置电压用电源电路的充电电平；以及 充电电平通知部，其通知由上述充电电平检测部检测出的充电电平信息。 14.根据权利要求13所述的超声波诊断系统，其特征在于， 上述偏置电压产生装置还具备增益可变放大器，该增益可变放大器根据由上述充电电 平检测部检测出的充电电。

10、平信息来使上述接收信号的增益增大。 15.根据权利要求12所述的超声波诊断系统，其特征在于， 除了具有被输入叠加了由上述偏置电压产生装置产生的上述偏置电压的接收信号的 上述超声波观测装置以外，该超声波诊断系统还具有第二超声波观测装置， 该第二超声波观测装置内置有以下电路：开关控制电路，其对上述开关产生不叠加上 述偏置电压的开关控制信号；第二发送电路，其产生用于使上述静电电容型振子产生超声 波的第二发送信号；第二接收电路，其对从上述静电电容型振子输出的接收信号进行信号 处理；以及偏置电压电路，其产生要叠加于由上述第二发送电路发送的发送信号和被输入 到上述第二接收电路的上述接收信号的第二偏置电压并。

11、且进行叠加。 16.根据权利要求11所述的超声波诊断系统，其特征在于， 上述偏置电压用电源电路具有上述二次电池和直流-直流转换器，该直流-直流转换 器使上述二次电池的直流电压升压来生成上述偏置电压。 17.根据权利要求12所述的超声波诊断系统，其特征在于， 还具有充电器，该充电器与上述偏置电压产生装置装卸自由地连接，产生对上述二次 电池充电的充电电压，上述充电器具有开关控制电路，在该充电器连接于上述偏置电压产 生装置的情况下，该开关控制电路经由上述控制端子将上述开关设为断开。 18.根据权利要求12所述的超声波诊断系统，其特征在于， 权 利 要 求 书CN 104334087 A 3/3页 4。

12、 上述超声波探头由机械扫描方式的超声波探头构成，该机械扫描方式的超声波探头以 机械方式进行由上述静电电容型振子产生的超声波的扫描。 19.根据权利要求12所述的超声波诊断系统，其特征在于， 上述超声波探头由电子扫描方式的超声波探头构成，在该电子扫描方式的超声波探头 中，作为上述静电电容型振子具有由多个静电电容型振子构成的静电电容型振子阵列，驱 动上述静电电容型振子阵列来以电子方式进行超声波的扫描。 权 利 要 求 书CN 104334087 A 1/13页 5 偏置电压产生装置以及超声波诊断系统 技术领域 0001 本发明涉及一种使用静电电容型振子来进行超声波观测的偏置电压产生装置以 及超声波。

13、诊断系统。 背景技术 0002 近年来，广泛使用着将插入部插入到体腔内并具备对患部等发送超声波且接收来 自患部的超声波的超声波探头的超声波诊断系统。 0003 另外，作为发送接收超声波的振子，除了使用压电元件的超声波探头以外，还采用 使用了静电电容型振子的超声波探头。在搭载了压电元件的超声波探头的情况下，发送信 号产生单元和接收信号处理单元被设置于超声波观测装置侧。 0004 在使用了静电电容型振子的情况下，需要将在使用了压电元件的情况下不需要 的、高电压的直流偏置电压叠加于发送信号和接收信号。因此，与搭载了静电电容型振子的 超声波探头一起使用的超声波观测装置在压电元件用的超声波观测装置的情况。

14、的结构中 还内置有产生直流偏置电压的直流偏置电压产生电路。 0005 与此相对，在日本特开2007-97760号公报的以往例中公开了一种超声波探头装 置，能够使该装置小型化，该超声波探头装置在半导体基板上形成静电电容型振子，并且 设置用于产生直流偏置电压的直流偏置电压单元，并且内置有用于产生发送信号(驱动信 号)的发送信号产生单元。 0006 然而，在上述以往例中，即使在连接搭载了压电元件的超声波探头而(在超声波 诊断中)使用的超声波观测装置中采用能够连接的连接器，也无法与该超声波观测装置一 起使用。也就是说，在以往例中，需要上述超声波探头装置专用的超声波观测装置。 0007 因而，在以往例中。

15、存在以下缺点：除了与搭载了使用压电元件的振子的超声波探 头一起使用的现有的超声波观测装置以外还需要使用专用的超声波观察装置。 0008 因此，期望一种即使在使用了压电元件用的超声波观测装置的情况下也能够利用 于超声波诊断等具有广泛应用性的装置。 0009 本发明是鉴于上述点而完成的，目的在于提供一种即使使用压电元件用的超声波 观测装置也能够通过搭载了静电电容型振子的超声波探头来进行超声波诊断的偏置电压 产生装置以及超声波诊断系统。 发明内容 0010 本发明的一个方式所涉及的偏置电压产生装置被配置在超声波观测装置的外部 并与上述超声波观测装置一起使用，其中，为了利用静电电容型振子与被检体之间进。

16、行超 声波的发送接收，上述超声波观测装置内置有产生发送信号的发送电路以及对接收信号进 行处理的接收电路，该偏置电压产生装置具备：偏置电压用电源电路，其具备可充电的二次 电池并生成偏置电压，其中，上述可充电的二次电池用于生成施加到上述静电电容型振子 的上述偏置电压；以及偏置电压叠加部，其对输出到上述超声波观测装置的外部的上述发 说 明 书CN 104334087 A 2/13页 6 送信号和被输入到上述超声波观测装置的内部的上述接收信号叠加上述偏置电压。 0011 本发明的一个方式所涉及的超声波诊断系统具备：超声波探头，其搭载有静电电 容型振子；超声波观测装置，其内置有产生用于使上述静电电容型振。

17、子产生超声波的发送 信号的发送电路、对通过超声波的接收而从上述静电电容型振子输出的接收信号进行信号 处理的接收电路以及将上述发送信号与上述接收信号分离的发送接收分离电路；以及偏 置电压产生装置，其内置于上述超声波探头或者与上述超声波探头装卸自由地连接并且具 备：偏置电压用电源电路，其具备可充电的二次电池并生成偏置电压，该可充电的二次电池 用于生成施加到上述静电电容型振子的上述偏置信号；以及偏置电压叠加部，其对输出到 上述超声波观测装置的外部的上述发送信号和被输入到上述超声波观测装置的内部的上 述接收信号叠加上述偏置电压。 附图说明 0012 图1是表示本发明的第一实施方式的超声波诊断系统的整体。

18、结构的图。 0013 图2是表示将设置于搭载了静电电容型振子的超声波探头的内部的偏置电压产 生装置连接于偏置电压充电器来进行充电的结构的图。 0014 图3是表示将搭载了静电电容型振子的超声波探头连接于静电电容型振子用的 观测装置来进行超声波的发送接收的结构的图。 0015 图4是表示将搭载了静电电容型振子的超声波探头连接于搭载了压电元件的超 声波探头用的观测装置来进行超声波的发送接收的结构的图。 0016 图5是表示用于说明第一实施方式的动作的定时的图。 0017 图6是表示本发明的第一实施方式的第一变形例的超声波诊断系统的整体结构 的图。 0018 图7是表示用于说明第一变形例的动作的定时。

19、的图。 0019 图8是表示第一实施方式的第二变形例中的偏置电压产生装置等的结构的图。 0020 图9是表示第一实施方式的第三变形例中的偏置电压产生装置等的结构的图。 0021 图10是表示构成本发明的第二实施方式的第一超声波探头的主要部分的结构的 图。 0022 图11是用于说明使用图10的动作的时序图。 0023 图12是表示第二实施方式的变形例的电子扫描方式的第一超声波探头的主要部 分的结构的图。 0024 图13是表示图10的第一超声波探头的变形例的第一超声波探头的主要部分的结 构的图。 具体实施方式 0025 以下，参照附图说明本发明的实施方式。 0026 (第一实施方式) 0027。

20、 如图1所示，本发明的第一实施方式的超声波诊断系统1具有：第一超声波探头 2A，其以机械扫描方式搭载了静电电容型振子(简称为c-MUT)；第二超声波探头2B，其以机 械扫描方式搭载了使用压电元件的振子；第一超声波观测装置(第一观测装置)3A，其与第 说 明 书CN 104334087 A 3/13页 7 一超声波探头2A装卸自由地连接并生成超声波断层图像；第二超声波观测装置(第二观测 装置)3B，其与第一超声波探头2A和第二超声波探头、2B能够装卸自由地连接，并生成超声 波断层图像；以及偏置电压充电器4，其对设置于第一超声波探头2A内的偏置电压用电源 电路24充电。此外，在图1中示出将第一超声。

21、波探头2A连接于第二观测装置3B的状态。 0028 第一和第二超声波探头2I(IA，B)分别具备细长的插入部6I、设置于其后端 (基端)的把持部(操作部)7I以及从把持部7I延伸出的线缆部8I，在线缆部8I的端部 上设置有连接器9I。 0029 在第一超声波探头2A中的插入部6A的前端部10A内收纳cMUT 11A，cMUT 11A例 如经由中空的挠性轴12和集电环13与把持部7A内的电动机14相连结。 0030 另外，电动机14与线缆部8A内的信号线15的一端相连接，该信号线15的另一端 连接于连接器9A的连接器端子(触点)P1，经由连接器9A装卸自由地连接的连接器插座 16A或者16B连接。

22、于观测装置3I内的电动机驱动电路17。 0031 从电动机驱动电路17输出的电动机驱动信号被施加于电动机14，由此对电动机 14进行旋转驱动。而且，与电动机14的旋转一起使集电环13和挠性轴12进行旋转，能够 使安装于挠性轴12前端的cMUT 11A进行旋转驱动。 0032 另外，cMUT 11A的电极连接于贯穿中空的挠性轴12内的信号线18a的一端，贯穿 挠性轴12内的信号线18a经由与集电环13的转子侧触点相接触的定子侧触点与集电环13 外部的信号线18a电导通。信号线18a经由构成配置于连接器9A内部的偏置电压产生装 置21的偏置电压叠加电路22和电容器23连接于连接器端子P5，并且经由。

23、偏置电压叠加电 路22连接于连接器端子P6。 0033 偏置电压产生装置21具备偏置电压用电源电路24，该偏置电压用电源电路24以 能够充电的方式生成施加到cMUT 11A的偏置电压，该偏置电压用电源电路24的输入端与 充电用连接器端子P2相连接，偏置电压用电源电路24的输出端经由作为用于进行偏置电 压的施加和不施加的开关的偏置开关25连接于偏置电压叠加电路22。 0034 另外，在偏置电压用电源电路24中，由充电电平检测电路26检测出偏置电压的充 电电平，输出所检测出的充电电平的信号线连接于作为充电电平端子而发挥功能的连接器 端子P3。 0035 另外，在上述偏置开关25中，对该偏置开关25。

24、的两个触点进行接通和断开的控制 的开关控制端子经由信号线连接于连接器端子P4。而且，通过从外部对该连接器端子P4例 如施加二值的开关控制信号，由此能够对偏置开关25的两个触点进行接通和断开的控制。 也就是说，连接器端子P4形成控制端子，该控制端子用于从外部对偏置电压叠加电路22中 的偏置电压的施加和不施加进行控制。 0036 此外，与cMUT 11A中的接地侧的电极相连接的信号线连接于连接器端子P7的接 地端子。 0037 另一方面，第二超声波探头2B在插入部6B的前端部10B内，代替cMUT11A而收纳 由压电元件形成的振子11B，振子11B例如经由中空的挠性轴12和集电环13与把持部7B 。

25、内的电动机14相连结。 0038 另外，连接于振子11B并贯穿挠性轴12内的信号线18b经由集电环13连接于其 外部的信号线18b，该信号线18b与连接器9B的连接器端子P5相连接。第二超声波探头 说 明 书CN 104334087 A 4/13页 8 2B中的其它结构与第一超声波探头2A相同，在图1中用相同的附图标记。 0039 图2示出第一超声波探头2A装卸自由地连接的偏置电压充电器4的结构。 0040 偏置电压充电器4具有：充电电压产生电路31，其产生对偏置电压用电源电路24 充电的充电电压；充电电压控制电路32，其监视由充电电平检测电路26检测出的充电电 平，对充电电压产生电路31的充。

26、电动作进行控制；以及开关控制电路33，其对偏置开关的 接通和断开进行控制。 0041 另外，偏置电压充电器4具有连接器插座16C，该连接器插座16C具有第一超声波 探头2A的连接器端子P2、P3、P4分别连接的连接器插座端子R2、R3、R4。 0042 具体地说，连接器插座端子R2、R3、R4与充电电压产生电路31的输出端、充电电平 检测电路26的输入端以及开关控制电路33的输出端分别连接。 0043 另外，充电电压产生电路31具有：交流-直流转换器31a，其从商用的交流电源中 产生用于对偏置电压用电源电路24内的可充电的二次电池24a充电的直流电压；以及开关 31b，其被设置于交流-直流转换。

27、器31a的输出端。而且，将该直流电压施加到二次电池24a 对二次电池24a充电。此外，二次电池24a例如由产生5V左右至10V左右的直流电压的锂 电池、铅电池等构成。 0044 偏置电压用电源电路24具有二次电池24a和直流-直流转换器24b，该直流-直 流转换器24b将该二次电池24a的直流电压升压至100V以上的偏置电压。 0045 另外，二次电池24a的直流电压被提供给充电电平检测电路26，充电电平检测电 路26将该直流电压利用于动作电源，监视二次电池24a的直流电压，检测充电电平。此外， 充电电平检测电路26也可以根据从直流-直流转换器24b输出的偏置电压的电平来检测 充电电平。 00。

28、46 由充电电平检测电路26检测出的充电电平被输入到充电电压控制电路32，充电 电压控制电路32通过将充电电平的电压与作为基准的电压32a进行比较，来判断是否达到 充电完成状态。 0047 而且，充电电压控制电路32进行控制，在充电电平的电压达到作为基准的电压 32a的情况下，开关31b断开，结束充电动作。此外，也可以在充电完成时点亮未图示的LED 或者熄灭点亮状态的LED等，来将充电完成状态通知给用户。另外，如在后文中所述，也可 以将充电电平通知电路72连接于充电电平检测电路26，从而能够将充电电平通知给用户。 0048 另外，开关控制电路33由开关33a和电阻Rb、Rc构成，该开关33a能。

29、够切换设定 使得能够(通过手动操作等)输出将偏置开关25控制为断开的开关控制信号，该电阻Rb、 Rc连接于该开关33a。 0049 在本实施方式中，经由电阻Rc将连接器插座端子R4设定为低电平(L电平)，由此 经由连接器插座端子R4所连接的连接器端子P4使偏置开关25断开。此外，偏置开关25 是施加到偏置控制端子的电压例如在低电平时断开而在高电平(H电平)时接通的开关。 0050 另外，如图2所示，作为对发送信号和接收信号叠加偏置电压的偏置电压叠加部 的偏置电压叠加电路22构成为例如使用与偏置开关25串联地连接的电阻Ra，对信号线 18a的连接点Pc叠加偏置电压。 0051 图3示出将第一超声。

30、波探头2A连接于第一观测装置3A的状态的主要部分的结 构。 说 明 书CN 104334087 A 5/13页 9 0052 第一观测装置3A具有：作为发送信号产生部的发送电路41，为了使用cMUT 11A 与被检体之间进行超声波的发送接收，该发送电路41产生发送信号；接收电路42，其对由 cMUT 11A接收到的接收信号进行处理；以及偏置电压产生电路49，其产生用于叠加于发送 信号和接收信号的偏置电压。由偏置电压产生电路49产生的偏置电压在偏置电压产生电 路49与用于经由信号线49a将发送信号和接收信号进行发送接收的信号线44之间的连接 点P上叠加于发送信号或者接收信号。也可以将包含偏置电压。

31、产生电路49产生的偏置电 压以及连接点P上叠加偏置电压的功能定义为偏置电压电路。 0053 另外，第一观测装置3A中，在用于对发送信号和接收信号进行发送接收的信号线 44的两端之间插入电容器45，以保护叠加到信号线44的偏置电压被输入到发送接收分离 电路43并被输入到发送电路41和接收电路42。此外，发送接收分离电路43使用共用的信 号线44使发送信号与接收信号分离。该发送接收分离电路43构成为与图4示出的发送接 收分离电路43B相同。 0054 信号线44经由连接器插座端子R6与连接器端子P6相连接，连接器插座端子R7 与连接器端子P7相连接。另外，由接收电路42生成的超声波断层图像的影像信。

32、号被输出 到监视器46，在监视器46的显示面上显示由cMUT 11A发送接收超声波而生成的被检体的 超声波断层图像。 0055 另外，设置于第一观测装置3A的开关控制电路47经由连接器插座端子R4与连接 器端子P4相连接。该开关控制电路47也可以具有与图2示出的开关控制电路33相同的 结构。也就是说，如图3所示，开关控制电路47被设定为输出将偏置开关25设为断开的开 关控制信号。 0056 而且，在该情况下，连接器9A内的偏置电压用电源电路24的偏置电压处于在超声 波的发送接收过程中不使用的状态。 0057 在图3的结构的情况下，第一观测装置3A将发送信号与叠加到发送信号的偏置电 压一起输出到。

33、连接器9A侧。而且，对cMUT 11A施加叠加了偏置电压的发送信号，并发送超 声波。由电动机14对cMUT 11A进行旋转驱动，因此如图1所示，对前端部10A的外周面所 接触的被检体48侧发送超声波。 0058 发送到被检体48侧的超声波在声阻抗发生变化的部分上反射，其一部分被cMUT 11A接收，被变换为电信号。在该情况下，对cMUT 11A施加规定的偏置电压，因此能够高效 率地生成变换得到的接收信号。 0059 由cMUT 11A接收到的接收信号在被叠加了由第一观测装置3A内的偏置电压产生 电路49产生的偏置电压的状态下，从连接器9A被输入到第一观测装置3A内。而且，接收 信号经由电容器4。

34、5、发送接收分离电路43，被输入到接收电路42，由接收电路42生成影像 信号，影像信号被输入到监视器46，由此在监视器46的显示面上显示超声波断层图像。 0060 图4示出将第一超声波探头2A连接于第二观测装置3B的状态的主要部分的结 构。 0061 第二观测装置3B具有：发送电路41B，在连接了超声波探头2B的情况下，为了使 用压电元件的振子11B与被检体之间进行超声波的发送接收，该发送电路41B产生发送信 号；接收电路42B，其对由振子11B接收到的接收信号进行处理；以及发送接收分离电路 43B，其使在第二观测装置3B内使用共用的信号线44b发送的发送信号与接收信号分离。在 说 明 书CN。

35、 104334087 A 6/13页 10 本实施方式中，如图4所示，在连接了超声波探头2A的情况下，发送电路41B对cMUT 11A 生成发送信号，接收电路42B对由cMUT 11A接收到的接收信号进行信号处理。另外，发送 接收分离电路43B使发送信号与接收信号分离。 0062 如图4所示，发送接收分离电路43B包括：二极管电桥D1D4，其被配置于从信 号线44b的分支点延伸至接收电路42B的输入端侧的信号线44b中；电阻Re，其将二极管 D1、D3的阳极连接于电源端Vdd；以及电阻Rf，其将二极管D2、D4的阴极连接于电源端Vss。 二极管电桥D1D4在如接收信号那样微弱的信号(例如1Vp。

36、p以下的信号)的情况下成 为导通，被输入到接收电路42B，但是在如发送信号(例如100Vpp左右)那样过大的信号的 情况下二极管D1或者D2导通，由此使二极管D3或者D4截止，由此防止对接收电路42B施 加过大的信号。 0063 此外，也可以如日本特开2011-229630号公报所记载那样，二极管D1、D2使用与发 送信号的周期相比具有反向恢复时间(恢复时间)短的特性的二极管，并且二极管D3、D4 使用与接收信号的周期相比具有反向恢复时间(恢复时间)长的特性的二极管。 0064 此外，也可以如日本特开2010-201163号公报的图2所公开那样，构成为使用二极 管电桥D1D4以及开关SW1、S。

37、W2，该开关SW1、SW2在发送时和接收时切换负电源与正电 源，在发送时使二极管电桥D1D4处于非导通状态，以高压的发送信号不被输入到接收电 路42B的方式进行保护，在接收时使二极管电桥D1D4处于导通状态来接收信号被输入 到接收电路42B。 0065 在本实施方式中，如上所述，发送电路41B和接收电路42B也能够(兼用)用作对 cMUT 11A也生成发送信号的发送电路和对接收信号进行信号处理的接收电路。 0066 另外，第二观测装置3B的连接器插座16B具有与连接器端子P1、P4、P5、P7分别 进行连接的连接器插座端子R1、R4、R5、R7。 0067 另外，由接收电路42B生成的超声波断。

38、层图像的影像信号被输出到监视器46，在 监视器46的显示面上显示由振子11B或者cMUT 11A发送接收超声波而生成的被检体的超 声波断层图像。 0068 另外，设置于第二观测装置3B的开关控制电路47B经由连接器插座端子R4与连 接器端子P4相连接。 0069 该开关控制电路47B被设定为具有与图2示出的开关控制电路33相同的结构，但 是开关33a经由上拉电阻Rb与电源端Vdd相连接，对连接器插座端子R4和连接器端子P4 施加H电平的开关控制信号。 0070 也就是说，如图4所示，开关控制电路47B进行控制以将偏置开关25接通。 0071 而且，在该情况下，来自发送电路41B的发送信号经由发。

39、送接收分离电路43B发送 到连接器9A内，在经由连接器9A内的电容器23之后的偏置电压叠加电路22中被叠加由 设置于连接器9A内的偏置电压用电源电路24产生的偏置电压，并被施加到cMUT 11A。 0072 另外，在由cMUT 11A接收到超声波的接收信号中也被叠加了由设置于连接器9A 内的偏置电压用电源电路24产生的偏置电压，该接收信号在电容器23中偏置电压被遮断 之后，被输入到第二观测装置3B内。在第二观测装置3B内，接收信号经由发送接收分离电 路43B被输入到接收电路42B，接收电路42B对接收信号进行信号处理而生成影像信号并输 出到监视器46。 说 明 书CN 104334087 A 。

40、10 7/13页 11 0073 具有这种结构的超声波诊断系统1的特征在于，具备第一超声波探头2A、第二观 测装置3B以及偏置电压产生装置21。第一超声波探头2A是搭载了作为静电电容型振子 的cMUT 11A的超声波探头。第二观测装置3B是内置有发送电路41B、接收电路42B以及 发送接收分离电路43B的超声波观测装置，其中，发送电路41B产生用于使上述静电电容型 振子产生超声波的发送信号，接收电路42B对通过超声波的接收而从上述静电电容型振子 输出的接收信号进行信号处理，发送接收分离电路43B使上述发送信号与上述接收信号分 离。偏置电压产生装置21内置于上述第二观测装置3B外部的上述超声波探。

41、头，具备偏置 电压用电源电路24以及偏置电压叠加电路22，其中，偏置电压用电源电路24具备可充电的 二次电池24a并生成上述偏执电压，该可充电的二次电池24a用于生成施加到上述静电电 容型振子的偏置信号，偏置电压叠加电路22是对输出到上述超声波观测装置的外部的上 述发送信号和被输入到上述超声波观测装置的内部的上述接收信号叠加上述偏执电压的 偏置电压叠加部。 0074 另外，设置于第一超声波探头2A内的偏置电压产生装置21是被配置在上述第二 观测装置3B的外部并与第二观测装置3B一起使用的偏置电压产生装置21。第二观测装置 3B是内置了发送电路41B以及接收电路42超声波观测装置。为了使用作为静。

42、电电容型振 子的cMUT 11A与被检体之间进行超声波的发送接收，发送电路41B产生发送信号。接收电 路42对接收信号进行处理。该偏置电压产生装置21的特征在于，具备偏置电压用电源电 路24以及偏置电压叠加电路22。偏置电压用电源电路24具备可充电的二次电池24a并生 成上述偏置电压，该可充电的二次电池24a用于生成施加到上述静电电容型振子的偏执电 压。偏置电压叠加电路22是对从上述超声波观测装置输出的上述发送信号和被输入到上 述超声波观测装置的上述接收信号叠加上述偏置电压的偏置电压叠加部。 0075 此外，在上述结构中，示出偏置电压产生装置21被配置在搭载了cMUT11A的第一 超声波探头2。

43、A内部的结构，但是在后述的图8的结构中，构成为偏置电压产生装置21在搭 载了cMUT 11A的第一超声波探头2A的外部并与该第一超声波探头2A装卸自由的结 构。 0076 接着，说明本实施方式的动作。在使用第一超声波探头2A来进行超声波诊断之 前，如图2所示，将偏置电压产生装置21的偏置电压用电源电路24与偏置电压充电器4进 行连接来使二次电池24a处于充电的状态。 0077 在本实施方式中，偏置电压产生装置21被设置于第一超声波探头2A内，因此如图 2所示，将第一超声波探头2A与偏置电压充电器4进行连接，对设置于第一超声波探头2A 内的偏置电压产生装置21的偏置电压用电源电路24的二次电池2。

44、4a进行充电。 0078 如图2所示进行连接而对偏置电压用电源电路24进行充电，能够通过点亮LED等 来完成充电。这样在充电完成之后，将第一超声波探头2A与第二观测装置3B进行连接来 进行超声波的发送接收，从而能够进行超声波诊断。具体地说，如图1或者图4所示，将第 一超声波探头2A与第二观测装置3B进行连接。 0079 在该情况下，发送电路41B的发送信号经由发送接收分离电路43B，通过连接器9A 内的电容器23，在偏置电压叠加电路22中叠加从偏置电压用电源电路24输出的偏置电压， 被施加到cMUT 11A的电极。 0080 关于cMUT 11A，在与空洞相向的两侧的电极之间叠加偏置电压的状态。

45、下被施加发 说 明 书CN 104334087 A 11 8/13页 12 送信号，由此与空洞相向的一个膜进行振动，向被检体48(参照图1)侧发送超声波。另外， 在被检体48侧发生反射而由cMUT 11A接收到的接收信号在叠加了来自偏置电压用电源电 路24的偏置电压的状态下经由电容器23被输入到第二观测装置3B内。 0081 在第二观测装置3B内，接收信号经由发送接收分离电路43B被输入到接收电路 42B，接收电路42B对接收信号进行信号处理来生成影像信号并输出到监视器46，在监视器 46的显示面上显示超声波断层图像。手术操作者观察超声波断层图像来诊断患部等。 0082 图5示出时序图，横轴表。

46、示t。将第一超声波探头2A与第二观测装置3B进行连 接，将偏置电压产生装置21的未图示的电源开关接通，并且将第二观测装置3B的未图示的 电源开关接通，由此偏置电压用电源电路24输出图5的(A)示出的偏置电压Vbias，由偏置 电压叠加电路22将该偏置电压Vbias施加到信号线18a。 0083 另外，第二观测装置3B内的发送电路41B在短的发送期间Ts输出图5的(B)示 出的脉冲状的发送信号，该发送信号在由偏置电压叠加电路22叠加了偏置电压Vbias的状 态下被施加到cMUT 11A，发送超声波。 0084 如图5的(C)所示，当成为发送期间Ts之后的接收期间Tr时，接收电路42B处于 动作状。

47、态，对由cMUT 11A接收到的接收信号进行信号处理。 0085 此外，cMUT 11A与电动机14的旋转同步地机械地进行旋转驱动，因此发送接收超 声波的方向依次发生变化。通过这样反复发送与接收，由此接收电路42B获取径向扫描的 情况下的一帧相当的图像数据。而且从一帧相当的图像数据中生成的超声波断层图像显示 在监视器46中。 0086 说明了将第一超声波探头2A与压电元件用的第二观测装置3B进行连接来发送接 收超声波的动作，但是也可以是如在图3中说明那样，将第一超声波探头2A与第一观测装 置3A进行连接来发送接收超声波。 0087 因而，根据本实施方式，能够提供一种在使用了压电元件用的超声波观。

48、测装置 (即第二观测装置3B)的情况下也能够利用于超声波诊断(或者超声波观测)的偏置电压 产生装置以及超声波诊断系统。 0088 上述结构说明了机械扫描方式的超声波诊断系统1，但是也能够如下所述那样构 成电子扫描方式的超声波诊断系统1。 0089 图6示出第一实施方式的第一变形例的电子扫描方式的超声波诊断系统1的结 构。该超声波诊断系统1在图1的超声波诊断系统1中如下那样变更一部分而构成。 0090 关于本变形例中的第一超声波探头2A和第二超声波探头2B，在图1的第一超声 波探头2A和第二超声波探头2B中不具有电动机14、挠性轴12以及集电环13。另外，第一 超声波探头2A代替图1中的一个cM。

49、UT 11A而具有CMUT阵列11，该CMUT阵列11具有 沿着前端部10A的内周面而配置的多个cMUT 11-1，11-2，11-m，各cMUT 11-j(j1， 2，m)(的电极)与配置于其附近的作为振子选择单元的多路复用器51相连接。 0091 多路复用器51根据施加到该多路复用器51的选择信号来能够依次选择与信号线 18a相连接的cMUT 11-j。 0092 第一观测装置3A内的控制电路53或者第二观测装置3B内的控制电路53B输 出选择信号，该选择信号经由连接器插座端子R1、连接器端子P1并经由贯穿第一超声波 探头2A内的信号线54被施加到多路复用器51的振子选择端子。 说 明 书CN 104334087 A 12 9/13页 13 0093 另外，控制电路53与选择信号同步地对第一观测装置3A内的发送电路41、接收 电路42的动作进行控制。 。