超音波撮像装置
【課題】制御パラメータの制限値情報を、個別に設定できる様にし、最大駆動電圧の最適化を一層確実なものとする超音波撮像装置を実現する。
【解決手段】制限値設定手段２２は、ＭＩ、ＴＩおよびＤＴ等の制限パラメータの制限値情報を、個別に設定し、最大駆動電圧算定手段２３は、これら個別の制限値情報に基づいて算定された制限パラメータが有する最大駆動電圧の最小値を、送受信部１０２に設定する送信超音波の駆動電圧としているので、最大駆動電圧を、個別の制限パラメータが有する制限値情報に基づいて一層の最適化を行い、個別の制限値情報に、より適合性が高く、場合によっては高い感度の画像情報を取得することを実現させる。
【解決手段】制限値設定手段２２は、ＭＩ、ＴＩおよびＤＴ等の制限パラメータの制限値情報を、個別に設定し、最大駆動電圧算定手段２３は、これら個別の制限値情報に基づいて算定された制限パラメータが有する最大駆動電圧の最小値を、送受信部１０２に設定する送信超音波の駆動電圧としているので、最大駆動電圧を、個別の制限パラメータが有する制限値情報に基づいて一層の最適化を行い、個別の制限値情報に、より適合性が高く、場合によっては高い感度の画像情報を取得することを実現させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、安全上の規格に基づいて、被検体に超音波を照射する際のスキャンパラメータ（ｓｃａｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）値に制限を加える超音波撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、超音波撮像装置の高機能化に伴い、超音波の人体への影響を考慮し、様々な安全上の制限が加えられている。これら制限は、被検体内にキャビテーション（ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ）を発生させる負音圧の指標であるＭＩ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｉｎｄｅｘ；メカニカルインデックス）および超音波の熱作用に関連した生体内の温度上昇に関する指標であるＴＩ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｄｅｘ；サーマルインデックス）等の制限パラメータを含んでいる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
オペレータ（ｏｐｅｒａｔｏｒ）は、操作パネル（ｐａｎｅｌ）から、超音波の深さ方向の撮像範囲、焦点深度、開口等のスキャンパラメータ値情報を設定する一方で、超音波撮像装置は、これらスキャンパラメータ値情報を用いた場合の制限パラメータの値が、指定された制限値情報の範囲内に納まる様に、圧電素子に印加される最大駆動電圧を調整する。
【非特許文献１】日本電子機械工業会編、「改訂 医用超音波機器ハンドブック」、コロナ社、１９９７年１月２０日、ｐ．５２〜５８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記背景技術によれば、最大駆動電圧の調整は、容易なものではない。すなわち、制御パラメータは、複数存在するので、規格により定められたこれらすべての制御パラメータの上限値を越えず、かつ高い感度の断層画像情報を取得するように最大駆動電圧を最適化することは容易でない。
【０００５】
また、ＭＩまたはＴＩ等の制御パラメータが有する上限値は、規格の安全基準に基づいて決定されたものである。一方、超音波撮像装置を用いた撮像では、安全基準を超えない、より限定された制御パラメータの制限値が意味を生じる場合がある。例えば、被検体が探触子表面の温度上昇に過敏な場合には、規格で定められた温度上昇の値より一層低い値に制限値を設定することが好ましく、また造影剤の破壊を伴わない造影剤を用いた撮像では、ＭＩの制限値を、キャビテーションが発生する音圧よりも低い、造影剤の破壊音圧以下に設定することが好ましい。
【０００６】
これらのことから、制御パラメータの制限値情報を、個別に設定できる様にし、最大駆動電圧の最適化を一層確実なものとする超音波撮像装置をいかに実現するかが重要となる。
【０００７】
この発明は、上述した背景技術による課題を解決するためになされたものであり、制御パラメータの制限値情報を、個別に設定できる様にして、最大駆動電圧の最適化を一層確実なものとする超音波撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、被検体に超音波を照射する際のスキャンパラメータ値情報を入力する入力部と、前記スキャンパラメータ値情報を制限する複数の制限パラメータごとに、前記スキャンパラメータ値情報および前記制限パラメータの制限値情報に基づいて、前記超音波を発生する圧電素子に印加される電圧の最大値である最大駆動電圧を算定する最大駆動電圧算定手段と、前記複数の最大駆動電圧の最小値を、前記発生を行う際に圧電素子に印加される電圧の最大駆動電圧として設定する駆動電圧設定手段とを備える。
【０００９】
この第１の観点による発明では、制御パラメータごとに最大駆動電圧を求め、これらの最小値を、超音波の発生を行う際に圧電素子に印加する最大の電圧とする。
【００１０】
また、第２の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１の観点に記載の超音波撮像装置において、前記超音波撮像装置が、前記複数の制限パラメータが有する制限値情報を個別に設定する制限値設定手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第２の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１の観点に記載の超音波撮像装置において、制御パラメータの制限値情報を、個別に設定する。
【００１２】
また、第３の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１または２の観点に記載の超音波撮像装置において、前記制限パラメータが、探触子表面温度上昇、ＭＩ、ＴＩおよびＩｓｐｔａ３のパラメータを含むことを特徴とする。
【００１３】
この第３の観点の発明では、制限パラメータとして、安全に関わる規格で規定されたパラメータおよび制限値を用いる。
【００１４】
また、第４の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第２または３の観点に記載の超音波撮像装置において、前記制限値設定手段が、前記制限パラメータの上限値を、前記複数の制限パラメータごとに保存する上限値保存手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
この第４の観点の発明では、制限パラメータの上限値は、予め超音波撮像装置に入力される。
【００１６】
また、第５の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第４の観点に記載の超音波撮像装置において、前記入力部が、前記上限値の百分率を、前記複数の制限パラメータごとに設定する百分率設定手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
この第５の観点の発明では、百分率により、オペレータが値を把握し易い入力形態にする。
【００１８】
また、第６の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第５の観点に記載の超音波撮像装置において、前記制限値設定手段が、前記上限値および前記百分率に基づいて、前記複数の制限パラメータごとの制限値情報を算出する制限値算出手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、第７の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１ないし６の観点のいずれか１つに記載の超音波撮像装置において、前記駆動電圧設定手段が、前記複数の制限パラメータごとに、前記最大駆動電圧から前記最小値を差し引いた前記制限パラメータごとの差分電圧を求めることを特徴とする。
【００２０】
また、第８の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第７の観点に記載の超音波撮像装置において、前記超音波撮像装置が、前記複数の差分電圧を表示する表示部を備えることを特徴とする。
【００２１】
この第８の観点の発明では、制御パラメータごとの最大駆動電圧を、オペレータに認識させる。
【００２２】
また、第９の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１ないし８の観点のいずれか１つに記載の超音波撮像装置において、前記超音波撮像装置が、前記スキャンパラメータ値情報を保存するスキャンパラメータ値保存手段を備えることを特徴とする。
【００２３】
この第９の観点の発明では、同様の撮像を行う場合に、スキャンパラメータ値情報を再利用する。
【００２４】
また、第１０の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第９の観点に記載の超音波撮像装置において、前記制限値設定手段が、前記制限値情報を保存する制限値保存手段を備えることを特徴とする。
【００２５】
この第１０の観点の発明では、同様の撮像を行う場合に、制限値情報を再利用する。
【００２６】
また、第１１の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１０の観点に記載の超音波撮像装置において、前記最大駆動電圧算定手段が、前記保存されたスキャンパラメータ値情報および制限値情報を用いて、前記最大駆動電圧を算定することを特徴とする。
【００２７】
この第１１の観点の発明では、同様の撮像を行う場合に、圧電素子を同様の最大駆動電圧で駆動する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、制限パラメータごとに設定される制限値情報に基づいて、圧電素子の最大駆動電圧を一層最適化したものとし、高品質の断層画像情報を取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる超音波撮像装置を実施するための最良の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００３０】
まず、本実施の形態にかかる超音波撮像装置の全体構成について説明する。図１は、本実施の形態にかかる超音波撮像装置の全体構成を示すブロック（ｂｌｏｃｋ）図である。この超音波撮像装置は、探触子部１０１、画像取得部１０９、画像メモリ部（ｍｅｍｏｒｙ）部１０４、画像表示制御部１０５、表示部１０６、入力部１０７および制御部１０８を含み、画像取得部１０９は、さらに送受信部１０２および画像処理部１０３を含む。
【００３１】
探触子部１０１は、超音波を送受信するための部分、つまり被検体１の撮像断面の特定方向に超音波を繰り返し照射し、被検体１の内部から反射される超音波信号を、時系列的な音線として受信する。探触子部１０１は、同時に超音波の照射方向を順次切り替えながら電子走査を行う。なお、探触子部１０１は、図示しない圧電素子がアレイ（ａｒｒａｙ）状に配列されている。
【００３２】
送受信部１０２は、探触子部１０１と同軸ケーブル（ｃａｂｌｅ）によって接続され、探触子部１０１の圧電素子を駆動するための電気信号および受信した超音波信号の初段増幅を行う。送受信部１０２は、超音波の送信の場合に、送信信号を遅延させ焦点位置に焦点を結ばせる。送受信部１０２は、駆動電圧可変手段１２を含む。駆動電圧可変手段１２は、制御部１０８からの制御信号に応じて、圧電素子を駆動する電圧を変化させる。駆動電圧可変手段１２は、圧電素子の駆動電圧を変化させ、被検体１に照射される超音波の音圧を変化させる。
【００３３】
画像処理部１０３は、送受信部１０２を駆動する電気信号の形成および送受信部１０２で増幅された超音波信号から断層画像情報の形成を行う。
【００３４】
画像処理部１０３は、超音波の受信の場合に、受信した超音波信号の遅延加算処理等を行い、Ａ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ／ｄｉｇｉｔａｌ）変換処理の後に、変換した後のデジタル（ｄｉｇｉｔａｌ）情報をＢモード画像情報として、後述の画像メモリ部１０４に書き込む処理等を行う。
【００３５】
画像メモリ部１０４は、Ｂモード画像情報等を蓄積するための画像メモリ（ｍｅｍｏｒｙ）である。特に、画像メモリ部１０４は、時間的に変化するＢモード画像情報を、撮像領域の一枚の断層画像情報を構成するフレーム（ｆｒａｍｅ）を最小単位として、撮像が行われた取得の時間情報と共に保存する。
【００３６】
画像表示制御部１０５は、画像処理部１０３で生成されたＢモード画像情報等の表示フレームレート（ｆｒａｍｅ
ｒａｔｅ）変換、カラー表示制御、並びに、Ｂモード画像情報の表示画像の形状や位置制御を行う。また、Ｂモード画像情報等の表示画像上での関心領域を示すＲＯＩ（ｒｅｇｉｏｎ
ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ）の表示も行う。
【００３７】
表示部１０６は、ＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）あるいはＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）等を用いて、画像表示制御部１０５から出力された画像情報を、オペレータに対して可視表示する。表示部１０６は、画像表示制御部１０５からの指示により、カラー（ｃｏｌｏｕｒ）表示を行うこともできる。
【００３８】
制御部１０８は、入力部１０７から与えられた操作入力信号および予め記憶したプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）やデータ（ｄａｔａ）に基づいて、上述した超音波撮像装置各部の動作を制御し、表示部１０６にＢモード画像等を表示する。
【００３９】
入力部１０７は、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）およびポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）等からなり、オペレータにより、Ｂモード画像による表示を行うかどうかを選択する操作入力信号等を、制御部１０８に伝える。入力部１０７は、後述するＭＩ、ＴＩおよびＤＴ等の制御パラメータにかかる制限値情報の入力も行う。
【００４０】
図２は、入力部１０７の一例を示す説明図である。入力部１０７は、キーボード７０、ＴＧＣ（Ｔｉｍｅ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）７１、ニューペイシェントキー（Ｎｅｗ Ｐａｔｉｅｎｔ Ｋｅｙ）等を含む患者指定部７２、トラックボール（ｔｒａｃｋ ｂａｌｌ）、ＲＯＩ設定等を含む計測入力部７３および後述する制御パラメータの制限値情報を百分率で設定する制御パラメータ値設定手段７４を含む。
【００４１】
制御パラメータ値設定手段７４は、制御パラメータ選択キー７５および百分率設定ボリューム（ｖｏｌｕｍｅ）７６を含む。制御パラメータ選択キー７５は、ＭＩ、ＴＩおよびＤＴ等の制御パラメータの選択を行い、百分率設定ボリューム７６は、選択された制御パラメータの予め設定された上限値に対する百分率を入力するボリュームである。
【００４２】
図３は、制御部１０８の構成を示すブロック図である。制御部１０８は、画像取得制御部２１、制限値設定手段２２、最大駆動電圧算定手段２３および駆動電圧設定手段２４を含む。ここで、制限値設定手段２２は、上限値保存手段３２および制限値算出手段３３を含み、上限値保存手段３２は、ＭＩ上限値情報４１、ＴＩ上限値情報４２およびＤＴ上限値情報４３等を含み、制限値算出手段３３は、ＭＩ制限値算出部４４、ＴＩ制限値算出部４５およびＤＴ制限値算出部４６等を含む。また、最大駆動電圧算定手段２３は、ＭＩ対応電圧算定部４７、ＴＩ対応電圧算定部４８およびＤＴ対応電圧算定部４９等を含む。
【００４３】
画像取得制御部２１は、入力部１０７からの撮像モード指定情報、深度方向の撮像範囲情報、焦点位置情報、駆動周波数情報等のスキャンパラメータ情報に基づいて、超音波スキャンを行い、断層画像情報を取得する。特に、画像取得制御部２１は、入力部１０７からの指定により、送受信部１０２の駆動電圧可変手段１２を用いて、被検体１に照射する超音波パルスの最大駆動電圧を変化させ、ひいては被検体１中の超音波音圧を変化させる。
【００４４】
制限値設定手段２２は、スキャンパラメータの値を制限する制限パラメータの制限値情報を求める。ここで、制限パラメータは、ＭＩ、ＴＩ、ＤＴ、Ｉｓｐｔａ３等の規格で定められたパラメータである。ちなみに、ＭＩは、被検体１中における超音波の負音圧に基づいて求められるパラメータで、被検体１の内部で発生するキャビテーションの発生具合を示す指標である。ＴＩは、被検体１中における超音波の強さに基づいて求められるパラメータで、被検体１の内部での熱作用を示す指標である。ＤＴは、圧電素子の最大駆動電圧および電子走査の繰り返し周期等に基づいて求められるパラメータで、探触子部１０１の被検体１と接触する超音波レンズの表面における温度上昇を示す指標である。Ｉｓｐｔａ３は、被検体１中における超音波の熱的な作用を示すパラメータで、所定の空間領域内で音圧が最大となる点の時間平均音響強度を示す指標である。
【００４５】
上限値保存手段３２は、上述したＭＩ、ＴＩおよびＤＴ等の規格で定められたＭＩ上限値情報４１、ＴＩ上限値情報４２およびＤＴ上限値情報４３を保存するメモリである。これらの上限値情報は、例えば、超音波撮像装置の出荷時等に予め不揮発性メモリに読み込まれる。
【００４６】
制限値算出手段３３は、入力部１０７から入力される、ＭＩ、ＴＩまたはＤＴ等の上限値に対する百分率情報に基づいて、制限パラメータの制限値情報を求める。制限値算出手段３３は、ＭＩ制限値算出部４４、ＴＩ制限値算出部４５およびＤＴ制限値算出部４６等を含む。例えばＭＩ制限値算出部４４は、上限値保存手段３２のＭＩ上限値情報４１および入力部１０７からＭＩの百分率情報を読み込み制限値情報を算出する。
【００４７】
ここで、ＭＩ制限値を示すＭＩＬは、ＭＩ上限値情報４１の値をＭＩＵＬ、ＭＩの百分率情報をＡ％とすると、関数Ｐを用いて、
【００４８】
ＭＩＬ＝Ｐ（ＭＩＵＬ×（Ａ／１００））
を用いて算出される。関数Ｐは、Ａの単調増加関数で、ＭＩ、ＴＩおよびＤＴごとに異なる関数形を有する。ＴＩ制限値算出部４５およびＤＴ制限値算出部４６等に関しても全く同様に、ＴＩ制限値であるＴＩＬおよびＤＴ制限値であるＤＴＬ等が算出される。
【００４９】
最大駆動電圧算定手段２３は、ＭＩ対応電圧算定部４７、ＴＩ対応電圧算定部４８およびＤＴ対応電圧算定部４９等を含み、制限値算出手段３３で算出されたＭＩ制限値ＭＩＬ、ＴＩ制限値ＴＩＬおよびＤＴ制限値ＤＴＬ等、並びに、入力部１０７から設定されたスキャンパラメータ値を用いて、圧電素子を駆動する際の最大駆動電圧を、制御パラメータごとに算定する。なお、アポダイゼ−ション（ａｐｏｄｉｚａｔｉｏｎ）を行う場合には、探触子部１０１に配列される圧電素子は、圧電素子ごとに異なる駆動電圧となる。ここで、算定される駆動電圧は、この中の最大駆動電圧である。
【００５０】
例えば、ＭＩ対応電圧算定部４７は、制限値算出手段３３から入力されるＭＩ制御値ＭＩＬおよび入力部１０７から入力されるスキャンパラメータ値を従属変数とする所定の関数ｆを用いて、圧電素子のＭＩ対応駆動電圧Ｖｍｉを算定する。すなわち、ＭＩ対応駆動電圧Ｖｍｉは、ＭＩ制御値ＭＩＬおよびスキャンパラメータ値として、共振周波数Ｔｙ、電子フォーカスの焦点深度Ｆｄ、開口幅Ａｐ、パルス波形Ｗｆ等を用いて、
【００５１】
Ｖｍｉ＝ｆ（ＭＩＬ、Ｔｙ，Ｆｄ，Ａｐ，Ｗｆ、・・・）
により算定される。なお、関数ｆは、複雑な関数形を有するので、Ｖｍｉを求める演算は数値的に行えるものの、逆演算、例えばＶｍｉ、ＭＩＬおよび複数のスキャンパラメータ値を用いて、１つのスキャンパラメータの値を決定すること等には困難が伴う。
【００５２】
また、ＴＩ対応電圧算定部４８およびＤＴ対応電圧算定部４９は、ＭＩ対応電圧算定部４７と全く同様に、ＴＩ制御値ＴＩＬおよびＤＴ制御値ＤＴＬ、並びに、関数ｇおよびｈを用いて、ＴＩ対応駆動電圧ＶｔｉおよびＤＴ対応駆動電圧Ｖｄｔを、
【００５３】
Ｖｔｉ＝ｇ（ＴＩＬ、Ｔｙ，Ｆｄ，Ａｐ，・・・）
【００５４】
Ｖｄｔ＝ｈ（ＤＴＬ、Ｔｙ，Ｆｄ，Ａｐ，・・・）
により求める。さらに、他の制御パラメータを用いた場合も、関数形は異なるが、同様の独立変数が用いられる。
【００５５】
駆動電圧設定手段２４は、最大駆動電圧算定手段２３からＭＩ対応駆動電圧Ｖｍｉ、ＴＩ対応駆動電圧Ｖｔｉ、ＤＴ対応駆動電圧Ｖｄｔ等の値を入力し、これらの中から最小駆動電圧Ｖｍｉｎを求め駆動電圧可変手段１２へ送信する。すなわち、
【００５６】
Ｖｍｉｎ＝ｍｉｎ（Ｖｍｉ，Ｖｔｉ，Ｖｄｔ，・・・）
となる。駆動電圧可変手段１２は、このＶｍｉｎの値を、送信器の最大駆動電圧として設定する。
【００５７】
つぎに、本実施の形態にかかる制御部１０８の動作について、図４を用いて説明する。図４は、制御部１０８の動作を示すフローチャートである。まず、オペレータは、入力部１０７から、スキャンパラメータを設定する（ステップＳ４０１）。ここで、オペレータは入力部１０７から、電子フォーカスの焦点深度Ｆｄ、開口幅Ａｐ、パルス波形Ｗｆ等の情報の入力を行い、超音波撮像装置本体に接続された探触子部１０１から共振周波数Ｔｙの情報を取得し、制御部１０８にこれら情報を設定する。
【００５８】
その後、オペレータは、入力部１０７から、制御パラメータごとの百分率情報を設定する（ステップＳ４０２）。図５は、入力部１０７から設定された制御パラメータごとの百分率情報を、表示部１０６に表示した一例である。図５には、ＭＩ、ＴＩおよびＤＴ等の百分率情報が表示されている。ここで、オペレータは、被検体１の撮像に最適な制御パラメータの値を考慮し、百分率を設定する。例えば、被検体１が熱過敏症の様な場合には、他の制限パラメータの値を１００％の上限値に固定したまま、探触子部１０１の被検体１との接触面における温度上昇の指標であるＤＴの値を、上限値の５０％程度に設定する。これにより、オペレータは、被検体１が探触子部１０１から感じる熱による不快感を、確実に軽減することができる。一方、他の制限パラメータの百分率を１００％の上限値に設定したまま、ＤＴ値のみを百分率の５０％に設定することは、すべての制限パラメータを一律に百分率の５０％に設定する場合と比較して、最大駆動電圧を高く設定できる場合が存在し、画質上好ましい、パラメータの最適化を行うことができる。
【００５９】
また、他の例として、被検体１に造影剤を投与し、この造影剤を繰り返し撮像する場合には、他の制限パラメータの値を１００％の上限値に固定したまま、ＭＩの制限値情報を造影剤の破壊音圧以下の値に設定する。繰り返し撮像可能な造影剤を被検体１に投与し、撮像を行う場合には、被検体１の照射する超音波の音圧を造影剤の破壊音圧以下にする必要がある。オペレータは、被検体１中の音圧の指標であるＭＩの制限値情報が、この破壊音圧以下になるように設定する。例えば、ＭＩの制限値情報を上限値の３０％の設定し、他の制限パラメータの制限値情報を上限値の１００％に設定する。
【００６０】
これにより、オペレータは、被検体１の内部での音圧を、確実の造影剤の破壊音圧以下にすることができる。一方、他の制限パラメータの百分率を１００％の上限値に設定したまま、ＭＩの制限値情報のみの百分率を低く設定することは、すべての制限パラメータを一律に低く設定する場合と比較して、最大駆動電圧が高く設定できる場合が存在し、画質上好ましい、パラメータの最適化を行うことができる。
【００６１】
その後、オペレータは撮像を行い（ステップＳ４０３）、本処理を終了する。
【００６２】
上述してきたように、本実施の形態では、ＭＩ、ＴＩおよびＤＴ等の制限パラメータの制限値情報を個別に設定し、これら個別の制限値情報に基づいて算定された制限パラメータの最大駆動電圧の最小値を、送受信部１０２に設定する送信超音波の最大駆動電圧としているので、最大駆動電圧を、個別の制限パラメータが有する制限値情報に基づいて、一層の最適化を行い、個別の制限値情報により適合性が高く、場合によっては高い感度の画像情報を取得することができる。
【００６３】
また、本実施の形態では、オペレータは、予め制限パラメータの制限値情報を個別に設定し、撮像を行うこととしたが、取りあえず設定した制限パラメータの制限値情報を用いて、制限パラメータごとに算定されるパラメータ対応の最大駆動電圧およびこれら最大駆動電圧の中で最小の駆動電圧を求め、これら駆動電圧の情報を表示部１０６に表示し、的確に再設定を行うこともできる。
【００６４】
図６は、制限パラメータごとに算定されるパラメータ対応の最大駆動電圧およびこれら最大駆動電圧の中で最小の駆動電圧を、表示部１０６に表示する例である。表示部１０６は、画像情報５１と共に最大駆動電圧情報５２を含む。最大駆動電圧情報５２には、一例として、制御パラメータであるＴＩの最大駆動電圧が最小となり、送受信部１０２にＴＩの最大駆動電圧が設定される場合の例を示す。
【００６５】
最大駆動電圧情報５２は、表示部１０６の画面右下に表示され、この表示領域の中の上部には、ＴＩの最大駆動電圧情報が、上限値に対する百分率情報と共に表示されている。また、表示されたＴＩの最大駆動電圧情報の下部には、その他の制限パラメータであるＭＩおよびＤＴに対して算定された最大駆動電圧の、ＴＩの最大駆動電圧との差分電圧ΔＶｍｉ、ΔＶｄｔの情報が表示される。なお、Ｖｔｉは最小値であるので、ΔＶｍｉおよびΔＶｄｔは正の値となる。例えば、図６では、ΔＶｍｉ＝＋２０Ｖ（１００％）となっているので、制御パラメータのＭＩに対して算定された最大駆動電圧Ｖｍｉは、Ｖｍｉ＝４０＋２０＝６０Ｖとなり、これは百分率が１００％の場合の算定値である。
【００６６】
オペレータは、表示部１０６の最大駆動電圧情報５２を参照し、制御パラメータを入力する際の参考データ（ｄａｔａ）とすることができる。例えば、図６に示した例では、ΔＶｍｉ＝＋２０Ｖ（１００％）である。ここで、造影剤の撮像を、造影剤を破壊せずに繰り返し行う場合には、被検体１内での音圧を造影剤の破壊音圧以下に押さえる必要がある。図６に示した例では、被検体１内での音圧の指標であるＭＩの制限値Ｖｍｉが、最大駆動電圧Ｖｔｉに対して＋２０Ｖ（１００％）であるので、最大駆動電圧を変えることなく、音圧の指標であるＭＩの制限値Ｖｍｉを下げることができ、造影剤の破壊防止を一層確実なものとすることができる。
【００６７】
また、本実施の形態では、入力部１０７から設定された制限値情報およびスキャンパラメータ値情報を用いて最大駆動電圧を算定することとしたが、これら制限値情報およびスキャンパラメータ値情報を、例えば制限値設定手段２２に設けた制限値保存手段およびスキャンパラメータ値保存手段に保存し、最大駆動電圧算定手段２３により、これら保存された情報を用いた最大駆動電圧の算定を行うこともできる。これにより、同様の撮像を行う場合に、同様の設定を行う手間を除き、同じ条件での撮像を繰り返し行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】超音波撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態にかかる入力部を示す説明図である。
【図３】実施の形態にかかる制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態にかかる超音波撮像装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】表示部に表示される入力された制限パラメータ値
【図６】表示部に表示される駆動電圧情報の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 被検体
１２ 駆動電圧可変手段
２１ 画像取得制御部
２２ 制限値設定手段
２３ 最大駆動電圧算定手段
２４ 駆動電圧設定手段
３２ 上限値保存手段
３３ 制限値算出手段
４１ ＭＩ上限値情報
４２ ＴＩ上限値情報
４３ ＤＴ上限値情報
４４ ＭＩ制限値算出部
４５ ＴＩ制限値算出部
４６ ＤＴ制限値算出部
４７ ＭＩ対応電圧算定部
４８ ＴＩ対応電圧算定部
４９ ＤＴ対応電圧算定部
５１ 画像情報
５２ 駆動電圧情報
７０ キーボード
７２ 患者指定部
７３ 計測入力部
７４ 制御パラメータ値設定手段
７５ 制御パラメータ選択キー
７６ 百分率設定ボリューム
１０１ 探触子部
１０２ 送受信部
１０３ 画像処理部
１０４ 画像メモリ部
１０５ 画像表示制御部
１０６ 表示部
１０７ 入力部
１０８ 制御部
１０９ 画像取得
【技術分野】
【０００１】
この発明は、安全上の規格に基づいて、被検体に超音波を照射する際のスキャンパラメータ（ｓｃａｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）値に制限を加える超音波撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、超音波撮像装置の高機能化に伴い、超音波の人体への影響を考慮し、様々な安全上の制限が加えられている。これら制限は、被検体内にキャビテーション（ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ）を発生させる負音圧の指標であるＭＩ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｉｎｄｅｘ；メカニカルインデックス）および超音波の熱作用に関連した生体内の温度上昇に関する指標であるＴＩ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｄｅｘ；サーマルインデックス）等の制限パラメータを含んでいる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
オペレータ（ｏｐｅｒａｔｏｒ）は、操作パネル（ｐａｎｅｌ）から、超音波の深さ方向の撮像範囲、焦点深度、開口等のスキャンパラメータ値情報を設定する一方で、超音波撮像装置は、これらスキャンパラメータ値情報を用いた場合の制限パラメータの値が、指定された制限値情報の範囲内に納まる様に、圧電素子に印加される最大駆動電圧を調整する。
【非特許文献１】日本電子機械工業会編、「改訂 医用超音波機器ハンドブック」、コロナ社、１９９７年１月２０日、ｐ．５２〜５８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記背景技術によれば、最大駆動電圧の調整は、容易なものではない。すなわち、制御パラメータは、複数存在するので、規格により定められたこれらすべての制御パラメータの上限値を越えず、かつ高い感度の断層画像情報を取得するように最大駆動電圧を最適化することは容易でない。
【０００５】
また、ＭＩまたはＴＩ等の制御パラメータが有する上限値は、規格の安全基準に基づいて決定されたものである。一方、超音波撮像装置を用いた撮像では、安全基準を超えない、より限定された制御パラメータの制限値が意味を生じる場合がある。例えば、被検体が探触子表面の温度上昇に過敏な場合には、規格で定められた温度上昇の値より一層低い値に制限値を設定することが好ましく、また造影剤の破壊を伴わない造影剤を用いた撮像では、ＭＩの制限値を、キャビテーションが発生する音圧よりも低い、造影剤の破壊音圧以下に設定することが好ましい。
【０００６】
これらのことから、制御パラメータの制限値情報を、個別に設定できる様にし、最大駆動電圧の最適化を一層確実なものとする超音波撮像装置をいかに実現するかが重要となる。
【０００７】
この発明は、上述した背景技術による課題を解決するためになされたものであり、制御パラメータの制限値情報を、個別に設定できる様にして、最大駆動電圧の最適化を一層確実なものとする超音波撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、被検体に超音波を照射する際のスキャンパラメータ値情報を入力する入力部と、前記スキャンパラメータ値情報を制限する複数の制限パラメータごとに、前記スキャンパラメータ値情報および前記制限パラメータの制限値情報に基づいて、前記超音波を発生する圧電素子に印加される電圧の最大値である最大駆動電圧を算定する最大駆動電圧算定手段と、前記複数の最大駆動電圧の最小値を、前記発生を行う際に圧電素子に印加される電圧の最大駆動電圧として設定する駆動電圧設定手段とを備える。
【０００９】
この第１の観点による発明では、制御パラメータごとに最大駆動電圧を求め、これらの最小値を、超音波の発生を行う際に圧電素子に印加する最大の電圧とする。
【００１０】
また、第２の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１の観点に記載の超音波撮像装置において、前記超音波撮像装置が、前記複数の制限パラメータが有する制限値情報を個別に設定する制限値設定手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第２の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１の観点に記載の超音波撮像装置において、制御パラメータの制限値情報を、個別に設定する。
【００１２】
また、第３の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１または２の観点に記載の超音波撮像装置において、前記制限パラメータが、探触子表面温度上昇、ＭＩ、ＴＩおよびＩｓｐｔａ３のパラメータを含むことを特徴とする。
【００１３】
この第３の観点の発明では、制限パラメータとして、安全に関わる規格で規定されたパラメータおよび制限値を用いる。
【００１４】
また、第４の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第２または３の観点に記載の超音波撮像装置において、前記制限値設定手段が、前記制限パラメータの上限値を、前記複数の制限パラメータごとに保存する上限値保存手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
この第４の観点の発明では、制限パラメータの上限値は、予め超音波撮像装置に入力される。
【００１６】
また、第５の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第４の観点に記載の超音波撮像装置において、前記入力部が、前記上限値の百分率を、前記複数の制限パラメータごとに設定する百分率設定手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
この第５の観点の発明では、百分率により、オペレータが値を把握し易い入力形態にする。
【００１８】
また、第６の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第５の観点に記載の超音波撮像装置において、前記制限値設定手段が、前記上限値および前記百分率に基づいて、前記複数の制限パラメータごとの制限値情報を算出する制限値算出手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、第７の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１ないし６の観点のいずれか１つに記載の超音波撮像装置において、前記駆動電圧設定手段が、前記複数の制限パラメータごとに、前記最大駆動電圧から前記最小値を差し引いた前記制限パラメータごとの差分電圧を求めることを特徴とする。
【００２０】
また、第８の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第７の観点に記載の超音波撮像装置において、前記超音波撮像装置が、前記複数の差分電圧を表示する表示部を備えることを特徴とする。
【００２１】
この第８の観点の発明では、制御パラメータごとの最大駆動電圧を、オペレータに認識させる。
【００２２】
また、第９の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１ないし８の観点のいずれか１つに記載の超音波撮像装置において、前記超音波撮像装置が、前記スキャンパラメータ値情報を保存するスキャンパラメータ値保存手段を備えることを特徴とする。
【００２３】
この第９の観点の発明では、同様の撮像を行う場合に、スキャンパラメータ値情報を再利用する。
【００２４】
また、第１０の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第９の観点に記載の超音波撮像装置において、前記制限値設定手段が、前記制限値情報を保存する制限値保存手段を備えることを特徴とする。
【００２５】
この第１０の観点の発明では、同様の撮像を行う場合に、制限値情報を再利用する。
【００２６】
また、第１１の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１０の観点に記載の超音波撮像装置において、前記最大駆動電圧算定手段が、前記保存されたスキャンパラメータ値情報および制限値情報を用いて、前記最大駆動電圧を算定することを特徴とする。
【００２７】
この第１１の観点の発明では、同様の撮像を行う場合に、圧電素子を同様の最大駆動電圧で駆動する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、制限パラメータごとに設定される制限値情報に基づいて、圧電素子の最大駆動電圧を一層最適化したものとし、高品質の断層画像情報を取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる超音波撮像装置を実施するための最良の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００３０】
まず、本実施の形態にかかる超音波撮像装置の全体構成について説明する。図１は、本実施の形態にかかる超音波撮像装置の全体構成を示すブロック（ｂｌｏｃｋ）図である。この超音波撮像装置は、探触子部１０１、画像取得部１０９、画像メモリ部（ｍｅｍｏｒｙ）部１０４、画像表示制御部１０５、表示部１０６、入力部１０７および制御部１０８を含み、画像取得部１０９は、さらに送受信部１０２および画像処理部１０３を含む。
【００３１】
探触子部１０１は、超音波を送受信するための部分、つまり被検体１の撮像断面の特定方向に超音波を繰り返し照射し、被検体１の内部から反射される超音波信号を、時系列的な音線として受信する。探触子部１０１は、同時に超音波の照射方向を順次切り替えながら電子走査を行う。なお、探触子部１０１は、図示しない圧電素子がアレイ（ａｒｒａｙ）状に配列されている。
【００３２】
送受信部１０２は、探触子部１０１と同軸ケーブル（ｃａｂｌｅ）によって接続され、探触子部１０１の圧電素子を駆動するための電気信号および受信した超音波信号の初段増幅を行う。送受信部１０２は、超音波の送信の場合に、送信信号を遅延させ焦点位置に焦点を結ばせる。送受信部１０２は、駆動電圧可変手段１２を含む。駆動電圧可変手段１２は、制御部１０８からの制御信号に応じて、圧電素子を駆動する電圧を変化させる。駆動電圧可変手段１２は、圧電素子の駆動電圧を変化させ、被検体１に照射される超音波の音圧を変化させる。
【００３３】
画像処理部１０３は、送受信部１０２を駆動する電気信号の形成および送受信部１０２で増幅された超音波信号から断層画像情報の形成を行う。
【００３４】
画像処理部１０３は、超音波の受信の場合に、受信した超音波信号の遅延加算処理等を行い、Ａ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ／ｄｉｇｉｔａｌ）変換処理の後に、変換した後のデジタル（ｄｉｇｉｔａｌ）情報をＢモード画像情報として、後述の画像メモリ部１０４に書き込む処理等を行う。
【００３５】
画像メモリ部１０４は、Ｂモード画像情報等を蓄積するための画像メモリ（ｍｅｍｏｒｙ）である。特に、画像メモリ部１０４は、時間的に変化するＢモード画像情報を、撮像領域の一枚の断層画像情報を構成するフレーム（ｆｒａｍｅ）を最小単位として、撮像が行われた取得の時間情報と共に保存する。
【００３６】
画像表示制御部１０５は、画像処理部１０３で生成されたＢモード画像情報等の表示フレームレート（ｆｒａｍｅ
ｒａｔｅ）変換、カラー表示制御、並びに、Ｂモード画像情報の表示画像の形状や位置制御を行う。また、Ｂモード画像情報等の表示画像上での関心領域を示すＲＯＩ（ｒｅｇｉｏｎ
ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ）の表示も行う。
【００３７】
表示部１０６は、ＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）あるいはＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）等を用いて、画像表示制御部１０５から出力された画像情報を、オペレータに対して可視表示する。表示部１０６は、画像表示制御部１０５からの指示により、カラー（ｃｏｌｏｕｒ）表示を行うこともできる。
【００３８】
制御部１０８は、入力部１０７から与えられた操作入力信号および予め記憶したプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）やデータ（ｄａｔａ）に基づいて、上述した超音波撮像装置各部の動作を制御し、表示部１０６にＢモード画像等を表示する。
【００３９】
入力部１０７は、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）およびポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）等からなり、オペレータにより、Ｂモード画像による表示を行うかどうかを選択する操作入力信号等を、制御部１０８に伝える。入力部１０７は、後述するＭＩ、ＴＩおよびＤＴ等の制御パラメータにかかる制限値情報の入力も行う。
【００４０】
図２は、入力部１０７の一例を示す説明図である。入力部１０７は、キーボード７０、ＴＧＣ（Ｔｉｍｅ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）７１、ニューペイシェントキー（Ｎｅｗ Ｐａｔｉｅｎｔ Ｋｅｙ）等を含む患者指定部７２、トラックボール（ｔｒａｃｋ ｂａｌｌ）、ＲＯＩ設定等を含む計測入力部７３および後述する制御パラメータの制限値情報を百分率で設定する制御パラメータ値設定手段７４を含む。
【００４１】
制御パラメータ値設定手段７４は、制御パラメータ選択キー７５および百分率設定ボリューム（ｖｏｌｕｍｅ）７６を含む。制御パラメータ選択キー７５は、ＭＩ、ＴＩおよびＤＴ等の制御パラメータの選択を行い、百分率設定ボリューム７６は、選択された制御パラメータの予め設定された上限値に対する百分率を入力するボリュームである。
【００４２】
図３は、制御部１０８の構成を示すブロック図である。制御部１０８は、画像取得制御部２１、制限値設定手段２２、最大駆動電圧算定手段２３および駆動電圧設定手段２４を含む。ここで、制限値設定手段２２は、上限値保存手段３２および制限値算出手段３３を含み、上限値保存手段３２は、ＭＩ上限値情報４１、ＴＩ上限値情報４２およびＤＴ上限値情報４３等を含み、制限値算出手段３３は、ＭＩ制限値算出部４４、ＴＩ制限値算出部４５およびＤＴ制限値算出部４６等を含む。また、最大駆動電圧算定手段２３は、ＭＩ対応電圧算定部４７、ＴＩ対応電圧算定部４８およびＤＴ対応電圧算定部４９等を含む。
【００４３】
画像取得制御部２１は、入力部１０７からの撮像モード指定情報、深度方向の撮像範囲情報、焦点位置情報、駆動周波数情報等のスキャンパラメータ情報に基づいて、超音波スキャンを行い、断層画像情報を取得する。特に、画像取得制御部２１は、入力部１０７からの指定により、送受信部１０２の駆動電圧可変手段１２を用いて、被検体１に照射する超音波パルスの最大駆動電圧を変化させ、ひいては被検体１中の超音波音圧を変化させる。
【００４４】
制限値設定手段２２は、スキャンパラメータの値を制限する制限パラメータの制限値情報を求める。ここで、制限パラメータは、ＭＩ、ＴＩ、ＤＴ、Ｉｓｐｔａ３等の規格で定められたパラメータである。ちなみに、ＭＩは、被検体１中における超音波の負音圧に基づいて求められるパラメータで、被検体１の内部で発生するキャビテーションの発生具合を示す指標である。ＴＩは、被検体１中における超音波の強さに基づいて求められるパラメータで、被検体１の内部での熱作用を示す指標である。ＤＴは、圧電素子の最大駆動電圧および電子走査の繰り返し周期等に基づいて求められるパラメータで、探触子部１０１の被検体１と接触する超音波レンズの表面における温度上昇を示す指標である。Ｉｓｐｔａ３は、被検体１中における超音波の熱的な作用を示すパラメータで、所定の空間領域内で音圧が最大となる点の時間平均音響強度を示す指標である。
【００４５】
上限値保存手段３２は、上述したＭＩ、ＴＩおよびＤＴ等の規格で定められたＭＩ上限値情報４１、ＴＩ上限値情報４２およびＤＴ上限値情報４３を保存するメモリである。これらの上限値情報は、例えば、超音波撮像装置の出荷時等に予め不揮発性メモリに読み込まれる。
【００４６】
制限値算出手段３３は、入力部１０７から入力される、ＭＩ、ＴＩまたはＤＴ等の上限値に対する百分率情報に基づいて、制限パラメータの制限値情報を求める。制限値算出手段３３は、ＭＩ制限値算出部４４、ＴＩ制限値算出部４５およびＤＴ制限値算出部４６等を含む。例えばＭＩ制限値算出部４４は、上限値保存手段３２のＭＩ上限値情報４１および入力部１０７からＭＩの百分率情報を読み込み制限値情報を算出する。
【００４７】
ここで、ＭＩ制限値を示すＭＩＬは、ＭＩ上限値情報４１の値をＭＩＵＬ、ＭＩの百分率情報をＡ％とすると、関数Ｐを用いて、
【００４８】
ＭＩＬ＝Ｐ（ＭＩＵＬ×（Ａ／１００））
を用いて算出される。関数Ｐは、Ａの単調増加関数で、ＭＩ、ＴＩおよびＤＴごとに異なる関数形を有する。ＴＩ制限値算出部４５およびＤＴ制限値算出部４６等に関しても全く同様に、ＴＩ制限値であるＴＩＬおよびＤＴ制限値であるＤＴＬ等が算出される。
【００４９】
最大駆動電圧算定手段２３は、ＭＩ対応電圧算定部４７、ＴＩ対応電圧算定部４８およびＤＴ対応電圧算定部４９等を含み、制限値算出手段３３で算出されたＭＩ制限値ＭＩＬ、ＴＩ制限値ＴＩＬおよびＤＴ制限値ＤＴＬ等、並びに、入力部１０７から設定されたスキャンパラメータ値を用いて、圧電素子を駆動する際の最大駆動電圧を、制御パラメータごとに算定する。なお、アポダイゼ−ション（ａｐｏｄｉｚａｔｉｏｎ）を行う場合には、探触子部１０１に配列される圧電素子は、圧電素子ごとに異なる駆動電圧となる。ここで、算定される駆動電圧は、この中の最大駆動電圧である。
【００５０】
例えば、ＭＩ対応電圧算定部４７は、制限値算出手段３３から入力されるＭＩ制御値ＭＩＬおよび入力部１０７から入力されるスキャンパラメータ値を従属変数とする所定の関数ｆを用いて、圧電素子のＭＩ対応駆動電圧Ｖｍｉを算定する。すなわち、ＭＩ対応駆動電圧Ｖｍｉは、ＭＩ制御値ＭＩＬおよびスキャンパラメータ値として、共振周波数Ｔｙ、電子フォーカスの焦点深度Ｆｄ、開口幅Ａｐ、パルス波形Ｗｆ等を用いて、
【００５１】
Ｖｍｉ＝ｆ（ＭＩＬ、Ｔｙ，Ｆｄ，Ａｐ，Ｗｆ、・・・）
により算定される。なお、関数ｆは、複雑な関数形を有するので、Ｖｍｉを求める演算は数値的に行えるものの、逆演算、例えばＶｍｉ、ＭＩＬおよび複数のスキャンパラメータ値を用いて、１つのスキャンパラメータの値を決定すること等には困難が伴う。
【００５２】
また、ＴＩ対応電圧算定部４８およびＤＴ対応電圧算定部４９は、ＭＩ対応電圧算定部４７と全く同様に、ＴＩ制御値ＴＩＬおよびＤＴ制御値ＤＴＬ、並びに、関数ｇおよびｈを用いて、ＴＩ対応駆動電圧ＶｔｉおよびＤＴ対応駆動電圧Ｖｄｔを、
【００５３】
Ｖｔｉ＝ｇ（ＴＩＬ、Ｔｙ，Ｆｄ，Ａｐ，・・・）
【００５４】
Ｖｄｔ＝ｈ（ＤＴＬ、Ｔｙ，Ｆｄ，Ａｐ，・・・）
により求める。さらに、他の制御パラメータを用いた場合も、関数形は異なるが、同様の独立変数が用いられる。
【００５５】
駆動電圧設定手段２４は、最大駆動電圧算定手段２３からＭＩ対応駆動電圧Ｖｍｉ、ＴＩ対応駆動電圧Ｖｔｉ、ＤＴ対応駆動電圧Ｖｄｔ等の値を入力し、これらの中から最小駆動電圧Ｖｍｉｎを求め駆動電圧可変手段１２へ送信する。すなわち、
【００５６】
Ｖｍｉｎ＝ｍｉｎ（Ｖｍｉ，Ｖｔｉ，Ｖｄｔ，・・・）
となる。駆動電圧可変手段１２は、このＶｍｉｎの値を、送信器の最大駆動電圧として設定する。
【００５７】
つぎに、本実施の形態にかかる制御部１０８の動作について、図４を用いて説明する。図４は、制御部１０８の動作を示すフローチャートである。まず、オペレータは、入力部１０７から、スキャンパラメータを設定する（ステップＳ４０１）。ここで、オペレータは入力部１０７から、電子フォーカスの焦点深度Ｆｄ、開口幅Ａｐ、パルス波形Ｗｆ等の情報の入力を行い、超音波撮像装置本体に接続された探触子部１０１から共振周波数Ｔｙの情報を取得し、制御部１０８にこれら情報を設定する。
【００５８】
その後、オペレータは、入力部１０７から、制御パラメータごとの百分率情報を設定する（ステップＳ４０２）。図５は、入力部１０７から設定された制御パラメータごとの百分率情報を、表示部１０６に表示した一例である。図５には、ＭＩ、ＴＩおよびＤＴ等の百分率情報が表示されている。ここで、オペレータは、被検体１の撮像に最適な制御パラメータの値を考慮し、百分率を設定する。例えば、被検体１が熱過敏症の様な場合には、他の制限パラメータの値を１００％の上限値に固定したまま、探触子部１０１の被検体１との接触面における温度上昇の指標であるＤＴの値を、上限値の５０％程度に設定する。これにより、オペレータは、被検体１が探触子部１０１から感じる熱による不快感を、確実に軽減することができる。一方、他の制限パラメータの百分率を１００％の上限値に設定したまま、ＤＴ値のみを百分率の５０％に設定することは、すべての制限パラメータを一律に百分率の５０％に設定する場合と比較して、最大駆動電圧を高く設定できる場合が存在し、画質上好ましい、パラメータの最適化を行うことができる。
【００５９】
また、他の例として、被検体１に造影剤を投与し、この造影剤を繰り返し撮像する場合には、他の制限パラメータの値を１００％の上限値に固定したまま、ＭＩの制限値情報を造影剤の破壊音圧以下の値に設定する。繰り返し撮像可能な造影剤を被検体１に投与し、撮像を行う場合には、被検体１の照射する超音波の音圧を造影剤の破壊音圧以下にする必要がある。オペレータは、被検体１中の音圧の指標であるＭＩの制限値情報が、この破壊音圧以下になるように設定する。例えば、ＭＩの制限値情報を上限値の３０％の設定し、他の制限パラメータの制限値情報を上限値の１００％に設定する。
【００６０】
これにより、オペレータは、被検体１の内部での音圧を、確実の造影剤の破壊音圧以下にすることができる。一方、他の制限パラメータの百分率を１００％の上限値に設定したまま、ＭＩの制限値情報のみの百分率を低く設定することは、すべての制限パラメータを一律に低く設定する場合と比較して、最大駆動電圧が高く設定できる場合が存在し、画質上好ましい、パラメータの最適化を行うことができる。
【００６１】
その後、オペレータは撮像を行い（ステップＳ４０３）、本処理を終了する。
【００６２】
上述してきたように、本実施の形態では、ＭＩ、ＴＩおよびＤＴ等の制限パラメータの制限値情報を個別に設定し、これら個別の制限値情報に基づいて算定された制限パラメータの最大駆動電圧の最小値を、送受信部１０２に設定する送信超音波の最大駆動電圧としているので、最大駆動電圧を、個別の制限パラメータが有する制限値情報に基づいて、一層の最適化を行い、個別の制限値情報により適合性が高く、場合によっては高い感度の画像情報を取得することができる。
【００６３】
また、本実施の形態では、オペレータは、予め制限パラメータの制限値情報を個別に設定し、撮像を行うこととしたが、取りあえず設定した制限パラメータの制限値情報を用いて、制限パラメータごとに算定されるパラメータ対応の最大駆動電圧およびこれら最大駆動電圧の中で最小の駆動電圧を求め、これら駆動電圧の情報を表示部１０６に表示し、的確に再設定を行うこともできる。
【００６４】
図６は、制限パラメータごとに算定されるパラメータ対応の最大駆動電圧およびこれら最大駆動電圧の中で最小の駆動電圧を、表示部１０６に表示する例である。表示部１０６は、画像情報５１と共に最大駆動電圧情報５２を含む。最大駆動電圧情報５２には、一例として、制御パラメータであるＴＩの最大駆動電圧が最小となり、送受信部１０２にＴＩの最大駆動電圧が設定される場合の例を示す。
【００６５】
最大駆動電圧情報５２は、表示部１０６の画面右下に表示され、この表示領域の中の上部には、ＴＩの最大駆動電圧情報が、上限値に対する百分率情報と共に表示されている。また、表示されたＴＩの最大駆動電圧情報の下部には、その他の制限パラメータであるＭＩおよびＤＴに対して算定された最大駆動電圧の、ＴＩの最大駆動電圧との差分電圧ΔＶｍｉ、ΔＶｄｔの情報が表示される。なお、Ｖｔｉは最小値であるので、ΔＶｍｉおよびΔＶｄｔは正の値となる。例えば、図６では、ΔＶｍｉ＝＋２０Ｖ（１００％）となっているので、制御パラメータのＭＩに対して算定された最大駆動電圧Ｖｍｉは、Ｖｍｉ＝４０＋２０＝６０Ｖとなり、これは百分率が１００％の場合の算定値である。
【００６６】
オペレータは、表示部１０６の最大駆動電圧情報５２を参照し、制御パラメータを入力する際の参考データ（ｄａｔａ）とすることができる。例えば、図６に示した例では、ΔＶｍｉ＝＋２０Ｖ（１００％）である。ここで、造影剤の撮像を、造影剤を破壊せずに繰り返し行う場合には、被検体１内での音圧を造影剤の破壊音圧以下に押さえる必要がある。図６に示した例では、被検体１内での音圧の指標であるＭＩの制限値Ｖｍｉが、最大駆動電圧Ｖｔｉに対して＋２０Ｖ（１００％）であるので、最大駆動電圧を変えることなく、音圧の指標であるＭＩの制限値Ｖｍｉを下げることができ、造影剤の破壊防止を一層確実なものとすることができる。
【００６７】
また、本実施の形態では、入力部１０７から設定された制限値情報およびスキャンパラメータ値情報を用いて最大駆動電圧を算定することとしたが、これら制限値情報およびスキャンパラメータ値情報を、例えば制限値設定手段２２に設けた制限値保存手段およびスキャンパラメータ値保存手段に保存し、最大駆動電圧算定手段２３により、これら保存された情報を用いた最大駆動電圧の算定を行うこともできる。これにより、同様の撮像を行う場合に、同様の設定を行う手間を除き、同じ条件での撮像を繰り返し行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】超音波撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態にかかる入力部を示す説明図である。
【図３】実施の形態にかかる制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態にかかる超音波撮像装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】表示部に表示される入力された制限パラメータ値
【図６】表示部に表示される駆動電圧情報の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 被検体
１２ 駆動電圧可変手段
２１ 画像取得制御部
２２ 制限値設定手段
２３ 最大駆動電圧算定手段
２４ 駆動電圧設定手段
３２ 上限値保存手段
３３ 制限値算出手段
４１ ＭＩ上限値情報
４２ ＴＩ上限値情報
４３ ＤＴ上限値情報
４４ ＭＩ制限値算出部
４５ ＴＩ制限値算出部
４６ ＤＴ制限値算出部
４７ ＭＩ対応電圧算定部
４８ ＴＩ対応電圧算定部
４９ ＤＴ対応電圧算定部
５１ 画像情報
５２ 駆動電圧情報
７０ キーボード
７２ 患者指定部
７３ 計測入力部
７４ 制御パラメータ値設定手段
７５ 制御パラメータ選択キー
７６ 百分率設定ボリューム
１０１ 探触子部
１０２ 送受信部
１０３ 画像処理部
１０４ 画像メモリ部
１０５ 画像表示制御部
１０６ 表示部
１０７ 入力部
１０８ 制御部
１０９ 画像取得
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に超音波を照射する際のスキャンパラメータ値情報を入力する入力部と、
前記スキャンパラメータ値情報を制限する複数の制限パラメータごとに、前記スキャンパラメータ値情報および前記制限パラメータの制限値情報に基づいて、前記超音波を発生する圧電素子に印加される電圧の最大値である最大駆動電圧を算定する最大駆動電圧算定手段と、
前記複数の最大駆動電圧の最小値を、前記発生を行う際に圧電素子に印加される電圧の最大駆動電圧として設定する駆動電圧設定手段と、
を備える超音波撮像装置。
【請求項２】
前記超音波撮像装置は、前記複数の制限パラメータが有する制限値情報を個別に設定する制限値設定手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波撮像装置。
【請求項３】
前記制限パラメータは、探触子表面温度上昇、ＭＩ、ＴＩおよびＩｓｐｔａ３のパラメータの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波撮像装置。
【請求項４】
前記制限値設定手段は、前記制限パラメータの上限値を、前記複数の制限パラメータごとに保存する上限値保存手段を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の超音波撮像装置。
【請求項５】
前記入力部は、前記上限値の百分率を、前記複数の制限パラメータごとに設定する百分率設定手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の超音波撮像装置。
【請求項６】
前記制限値設定手段は、前記上限値および前記百分率に基づいて、前記複数の制限パラメータごとの制限値情報を算出する制限値算出手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の超音波撮像装置。
【請求項７】
前記駆動電圧設定手段は、前記複数の制限パラメータごとに、前記最大駆動電圧から前記最小値を差し引いた前記制限パラメータごとの差分電圧を求めることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【請求項８】
前記超音波撮像装置は、前記複数の差分電圧を表示する表示部を備えることを特徴とする請求項７に記載の超音波撮像装置。
【請求項９】
前記超音波撮像装置は、前記スキャンパラメータ値情報を保存するスキャンパラメータ値保存手段を備えることを特徴とする請求項１ないし８に記載の超音波撮像装置。
【請求項１０】
前記制限値設定手段は、前記制限値情報を保存する制限値保存手段を備えることを特徴とする請求項９に記載の超音波撮像装置。
【請求項１１】
前記最大駆動電圧算定手段は、前記保存されたスキャンパラメータ値情報および制限値情報を用いて、前記最大駆動電圧を算定することを特徴とする請求項１０に記載の超音波撮像装置。
【請求項１】
被検体に超音波を照射する際のスキャンパラメータ値情報を入力する入力部と、
前記スキャンパラメータ値情報を制限する複数の制限パラメータごとに、前記スキャンパラメータ値情報および前記制限パラメータの制限値情報に基づいて、前記超音波を発生する圧電素子に印加される電圧の最大値である最大駆動電圧を算定する最大駆動電圧算定手段と、
前記複数の最大駆動電圧の最小値を、前記発生を行う際に圧電素子に印加される電圧の最大駆動電圧として設定する駆動電圧設定手段と、
を備える超音波撮像装置。
【請求項２】
前記超音波撮像装置は、前記複数の制限パラメータが有する制限値情報を個別に設定する制限値設定手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波撮像装置。
【請求項３】
前記制限パラメータは、探触子表面温度上昇、ＭＩ、ＴＩおよびＩｓｐｔａ３のパラメータの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波撮像装置。
【請求項４】
前記制限値設定手段は、前記制限パラメータの上限値を、前記複数の制限パラメータごとに保存する上限値保存手段を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の超音波撮像装置。
【請求項５】
前記入力部は、前記上限値の百分率を、前記複数の制限パラメータごとに設定する百分率設定手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の超音波撮像装置。
【請求項６】
前記制限値設定手段は、前記上限値および前記百分率に基づいて、前記複数の制限パラメータごとの制限値情報を算出する制限値算出手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の超音波撮像装置。
【請求項７】
前記駆動電圧設定手段は、前記複数の制限パラメータごとに、前記最大駆動電圧から前記最小値を差し引いた前記制限パラメータごとの差分電圧を求めることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【請求項８】
前記超音波撮像装置は、前記複数の差分電圧を表示する表示部を備えることを特徴とする請求項７に記載の超音波撮像装置。
【請求項９】
前記超音波撮像装置は、前記スキャンパラメータ値情報を保存するスキャンパラメータ値保存手段を備えることを特徴とする請求項１ないし８に記載の超音波撮像装置。
【請求項１０】
前記制限値設定手段は、前記制限値情報を保存する制限値保存手段を備えることを特徴とする請求項９に記載の超音波撮像装置。
【請求項１１】
前記最大駆動電圧算定手段は、前記保存されたスキャンパラメータ値情報および制限値情報を用いて、前記最大駆動電圧を算定することを特徴とする請求項１０に記載の超音波撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１４２４７３（Ｐ２００９−１４２４７３Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２３２４３（Ｐ２００７−３２３２４３）
【出願日】平成１９年１２月１４日（２００７．１２．１４）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１４日（２００７．１２．１４）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
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