超音波診断装置、超音波診断システムおよびこれらに用いる検査用治具
【課題】有機圧電素子の感度低下等の機能劣化が生じても高精細な超音波画像を得ることができる超音波診断装置、超音波診断システムおよび検査用治具を提供する。
【解決手段】有機圧電素子２１が第２超音波信号を受信電気信号に変換する受信感度の低下度合いを予め検出しておき、受信感度の低下度合いを補正して超音波画像を形成する。
【解決手段】有機圧電素子２１が第２超音波信号を受信電気信号に変換する受信感度の低下度合いを予め検出しておき、受信感度の低下度合いを補正して超音波画像を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波探触子によって被検体へ送信され反射された超音波信号を受信する超音波信号を基に被検体内部の超音波画像を生成する超音波診断装置、超音波診断装置システムおよびこれらに用いる検査用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波パルス反射法により、体表から生体内の軟組織の断層像を無侵襲に得る医療用画像機器である。この超音波診断装置は、他の医療用画像機器に比べ、小型で安価、Ｘ線などの被爆がなく安全性が高い、ドップラー効果を応用して血流イメージングが可能等、多くの特長を有し、循環器系（心臓の冠動脈）、消化器系（胃腸）、内科系（肝臓、膵臓、脾臓）、泌尿器科系（腎臓、膀胱）、および産婦人科系などで広く利用されている。
【０００３】
このような医療用超音波診断装置に使用される超音波探触子は、高感度、高解像度の超音波の送受信を行うために、圧電素子の圧電効果が一般的に利用される。さらに、画像の分解能や高精細さ、或いは、スペックルノイズの低減、アーチファクトの低減等には、圧電素子の広帯域化が有用であり、そのような特性を持つ圧電素子が望まれていた。
【０００４】
高調波信号を用いた組織ハーモニックイメージング（ＴＨＩ）診断は、従来のＢモード診断では得られない鮮明な診断像が得られることから、標準的な診断モダリティとなりつつある。ハーモニックイメージングは、基本波に比較して、サイドローブレベルが小さいことで、Ｓ／Ｎが良く、コントラスト分解能が良くなること、周波数が高くなることでビーム幅が細くなり横方向分解能が良くなること、近距離では音圧が小さく、さらに音圧の変動が少ないので多重反射が起こらないこと、焦点以遠の減衰は基本波並みであり、高調波の超音波は基本波の超音波に比べ深速度を大きく取れること、という多くの利点を有している。
【０００５】
しかし、前記のような従来の超音波探触子は、使用中心周波数ｆｏが予め設定されてしまうので、その周波数によって生体の診断深さが決まってしまい、診断深さに自由度がなく、制限を受けるという問題がある。このため、１〜５ＭＨｚの低周波の超音波探触子は深部を、６〜１０ＭＨｚの周波数の超音波探触子は中程度の深さを、１１〜２５ＭＨｚの高周波の超音波探触子は生体の表面に近い部位を診断するという具合に、超音波探触子を使い分けるのが定法となっていた。このような超音波探触子の使い分けは、超音波診断の現場において、使用者の診断速度向上を妨げるものであり、改善が望まれていた。
【０００６】
そこで、新規な取り組みとして、送信用にはＰＺＴのようなセラミック圧電素子を低周波に使用し、受信用にＰＶＤＦのような広帯域の有機圧電素子を高周波に利用する方法が提案された（非特許文献１，２）。有機圧電素子の広帯域性により、超音波探触子を使い分ける必要がなくなった。
【０００７】
しかしながら、有機圧電素子の受信感度は、長期の使用によって低下し、超音波画像を劣化させるという不具合が生じる。
【０００８】
このような超音波探触子の問題を解決するための提案がなされている。例えば、超音波探触子から超音波信号を、大気に暴露した超音波探触子の音響窓に向かって送信させ、音響窓と空気との界面において反射して戻るエコーを受信し、受信したエコーを解析して、超音波探触子の動作を確認するというものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−２３８２４３号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ −−Ｍａｙ １９９８ Ｖｏｌｕｍｅ１０３、Ｉｓｓｕｅ ５， ｐ．３０４１ 「Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｃｏｍｐｕｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｔｒａｎｄｕｃｅｒ ｍａｄｅ ｏｆ ＰＺＴ／ＰＶＤＦ」 Ｍｏｏｒ Ｊｏｏｎ Ｋｉｍ ｅｔ． ａｌ．
【非特許文献２】「ＰＺＴ／ＰＶＤＦ多層構造の超音波複合圧電素子の研究」（中国南京大学音響学研究所の南京大学報：数学半年刊１９９９年５期頁６３６ー６３８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１の技術を用いれば、
超音波探触子における受信用の圧電素子の動作を確認することはできるが、各圧電素子が受信感度低下などの動作不良を生じている場合に、超音波診断の結果物である超音波画像を改善することはできない。
【００１２】
本発明は、有機圧電素子の感度低下等の機能劣化が生じても高精細な超音波画像を得ることができる超音波診断装置、超音波診断システムおよび検査用治具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】
【００１３】
前述の目的は、下記に記載する発明により達成される。
【００１４】
１．被検体内に第１超音波信号を送信する複数の送信用素子と、前記第１超音波信号が前記被検体内において反射されて生成され、前記第１超音波信号の基本周波数成分または高調波周波数成分の周波数を有する第２超音波信号を受信して受信電気信号に変換する複数の受信用素子と、前記受信電気信号から前記被検体内の超音波画像を生成する画像処理部と、前記超音波画像を表示する表示部と、前記高調波周波数成分の周波数を発生させる検査用高調波発生手段とを有し、
前記検査用高調波発生手段で発生させた高調波を前記受信用素子で受信することで、該受信用素子の高調波受信感度の低下度合いを検出し、該検出結果を前記画像処理部による処理にフィードバックすることで、超音波画像が前記受信用素子の高調波受信感度の低下の影響による画質劣化の影響を抑制させていることを特徴とする超音波診断システム。
【００１５】
２．前記送信用素子を形成する圧電材料は無機圧電材料であり、前記受信用素子を形成する圧電材料は有機圧電材料であることを特徴とする前記１に記載の超音波診断システム。
【００１６】
３．前記有機圧電材料は、フッ化ビニリデンの重合体、または、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンの共重合体であることを特徴とする前記２に記載の超音波診断システム。
【００１７】
４．前記高調波周波数成分は３次高調波成分であることを特徴とする前記１から３のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【００１８】
５．前記検査用高調波発生手段は、前記送信用素子、前記受信用素子とは別に設けられており、無機圧電材料からなる無機圧電素子であることを特徴とする前記１から４のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【００１９】
６．前記送信用素子と前記受信用素子とを備えた超音波探触子を有し、
前記検査用高調波発生手段は、前記送信用素子から送信される第１超音波信号を高調波周波数成分の周波数に変換させる機能を有し、前記超音波探触子に着脱できる構造であることを特徴とする前記１から４のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【００２０】
７．前記超音波診断システムは、少なくともコンピュータ断層撮影装置、核磁気共鳴画像法装置、ポジトロン断層法装置、または、画像サーバのいずれか一つを有することを特徴とする前記１から６のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【００２１】
８．操作入力部と、該操作入力部の操作に応じて操作信号を発生する制御部と、通信回線を介して前記制御部が外部と通信する通信部と、を有することを特徴とする前記１から７のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【００２２】
９．被検体内に超音波信号を送信する送信用素子から送信される前記超音波信号を、高調波周波数成分の周波数に変換させることを特徴とする検査用治具。
【００２３】
１０．被検体内に第１超音波信号を送信する複数の送信用素子と、前記第１超音波信号が前記被検体内において反射されて生成され、前記第１超音波信号の基本周波数成分または高調波周波数成分の周波数を有する第２超音波信号を受信して受信電気信号に変換する複数の受信用素子と、前記受信電気信号から前記被検体内の超音波画像を生成する画像処理部と、前記超音波画像を表示する表示部とを有し、
前記高調波周波数成分の周波数を発生させる検査用高調波発生手段で発生させた高調波を前記受信用素子で受信することで、該受信用素子の高調波受信感度の低下度合いを検出し、該検出結果を前記画像処理部による処理にフィードバックすることで、超音波画像が前記受信用素子の高調波受信感度の低下の影響による画質劣化の影響を抑制させていることを特徴とする超音波診断装置。
【００２４】
１１．前記検査用高調波発生手段を内蔵していることを特徴とする前記１０に記載の超音波診断装置。
【００２５】
１２．前記検査用高調波発生手段は、治具であり、前記受信用素子の受信感度補正時に取り付けて使用することを特徴とする前記１０または１１記載の超音波診断装置。
【発明の効果】
【００２６】
有機圧電素子の感度低下等の機能劣化が生じても高精細な超音波画像を得ることができる超音波診断装置、超音波診断システムおよび検査用治具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態における超音波診断装置Ｓの外観構成を示す図である。
【図２】実施形態における超音波診断装置Ｓの電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態における超音波診断装置Ｓにおける超音波探触子２のデバイス構成を示す模式図である。
【図４】実施形態における補正係数取得処理のフローを表すフローチャートである。
【図５】実施形態における合成回路の一例である。
【図６】実施形態における所定の振幅を有する基本波、第２高調波、第３高調波と、基本波、第２高調波、第３高調波を合成した合成波の模式図である。
【図７】実施形態における受信感度の低下度合いの算出方法を示す概要図である。
【図８】実施形態における受信信号基準データ記憶部に記憶させてある受信信号基準データ記憶テーブルの一例である。
【図９】実施形態における受信感度補正データ記憶部に記憶させてある受信感度補正データ記憶テーブルの一例である。
【図１０】実施形態における使用者が補正画像生成処理を実施する際のフローチャートである。
【図１１】実施形態における受信信号補正回路１７４を用いた場合の超音波診断装置Ｓの電気的なブロック図である。
【図１２】受信信号補正回路を用いた場合の補正画像生成処理のフローチャートである。
【図１３】実施形態における超音波診断装置Ｓの他の電気的な構成を示すブロック図である。
【図１４】実施形態における検査用圧電素子を有する超音波探触子２の構成例を示す模式図である。
【図１５】実施形態における。検査用圧電素子を有する超音波探触子２の構成例を示す模式図である。
【図１６】検査用圧電素子を超音波探触子２に備えた検査用治具の一例の概略構成を示すものである。
【図１７】超音波診断装置本体１に設けた保持治具８６に検査用治具８０を保持、すなわち超音波診断装置本体１に内蔵させる状態を示す概略図である。
【図１８】人体と同様な超音波特性を有する材料を含んだ検査用治具の一例の概略構成を示すものである。
【図１９】実施形態における超音波診断システムＳＹの電気的な構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に本発明の実施形態を図面により説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に限られるものではない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００２９】
図１は、実施形態における超音波診断装置Ｓの外観構成を示す図である。図２は、実施形態における超音波診断装置Ｓの電気的な構成を示すブロック図である。図３は、実施形態の超音波診断装置Ｓにおける超音波探触子２のデバイス構成を示す模式図である。
【００３０】
超音波診断装置Ｓは、図１に示すように、図略の生体等の被検体に対して超音波（超音波信号）を送信すると供に、被検体で反射した超音波の反射波（エコー、超音波信号）を受信する超音波探触子２と、超音波探触子２とケーブル３を介して接続され、超音波探触子２へケーブル３を介して電気信号の送信信号を送信することによって超音波探触子２に被検体に対して超音波を送信させると供に、超音波探触子２で受信された被検体内からの超音波の反射波に応じて超音波探触子２で生成された受信信号に基づいて被検体内の内部状態を超音波画像として画像化する超音波診断装置本体１とを備えて構成される。
【００３１】
超音波診断装置本体１は、例えば、図２に示すように、診断開始を指示するコマンドや被検体の個人情報等のデータを入力する操作入力部１１と、超音波探触子２へケーブル３を介して電気信号の送信信号を供給することで超音波探触子２に超音波を発生させるよう駆動する送信部１２と、超音波探触子２からケーブル３を介して受信信号を受信する受信部１３と、受信部１３で受信した受信信号に基づいて被検体内の内部状態の画像（超音波画像）を生成する画像処理部１４と、画像処理部１４で生成された被検体内の超音波画像を表示する表示部１５と、超音波画像等を記憶させる記憶部１８と、これら操作入力部１１、送信部１２、受信部１３、画像処理部１４、表示部１５、および記憶部１８を該機能に応じて制御することによって超音波診断装置Ｓの全体制御を行う制御部１６と、を備えて構成される。
【００３２】
超音波探触子２の電気的な構成としては、超音波の送信用素子７と、超音波の受信用素子６と、受信信号比較回路１７１と、受信信号基準データ記憶部１７２と、受信感度補正データ記憶部１７３等とを備えている。
【００３３】
送信用素子７には無機圧電素子２２を採用し、受信用素子６には有機圧電素子２１を採用する。受信信号比較回路１７１と、受信信号基準データ記憶部１７２と、受信感度補正データ記憶部１７３との機能は後述する。
【００３４】
超音波探触子２にはケーブル３が備えられ、ケーブル３の超音波診断装置本体１側にはコネクタ８が備えられ、超音波診断装置本体１と電気接続されている。コネクタ８は超音波診断装置本体１と着脱可能である。
【００３５】
無機圧電素子２２は無機圧電材料を備えて成り、圧電現象を利用することによって受信信号と超音波信号との間で相互に信号を変換することができる。有機圧電素子２１は有機圧電材料を備えて成り、圧電現象を利用することによって電気信号と超音波信号との間で相互に信号を変換することができる。
【００３６】
有機圧電材料は、例えば、フッ化ビニリデンの重合体を用いることができる。また例えば、有機圧電材料は、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）系コポリマ、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンの共重合体を用いることができる。
【００３７】
このような構成の超音波探触子２のデバイス構成として、例えば、図３に示すデバイス構成を例示することができる。以下に説明する。
【００３８】
超音波探触子２のデバイス構成としては、平板状の音響制動部材２３と、この音響制動部材２３の上に積層された音響整合層３１と、この音響制動部材２３の一方主面上に支持されて積層された複数の無機圧電素子２２を備えた無機圧電素子アレイ４と、これら複数の無機圧電素子２２同士の隙間に音響分離材を充填して作製される音響分離部２４と、これら複数の無機圧電素子２２上に積層された共通接地電極２５と、この共通接地電極２５上に積層される音響整合層２６と、この音響整合層２６上に積層される有機圧電素子２１を備えた有機圧電素子アレイ５と、この有機圧電素子２１上に積層される音響整合層２７と、外部からの電気信号を受ける導電パッド２８と無機圧電素子２２の電極とを接続する第１信号線２９と、外部からの電気信号を受ける導電パッド２８と有機圧電素子２１の電極とを接続する第２信号線３０などが積層された構成となっている。
【００３９】
音響制動部材２３は、超音波を吸収する材料から構成され、複数の無機圧電素子２２から音響制動部材２３方向へ放射される超音波を吸収するものである。
【００４０】
音響整合層３１は、音響制動部材２３と無機圧電素子２２の各々の音響インピーダンスの中間の音響インピーダンスを有し、音響制動部材２３と無機圧電素子２２の音響インピーダンスの整合を図る。
【００４１】
各無機圧電素子２２は、無機圧電材料から構成される圧電素子１０１における互いに対向する両面にそれぞれ電極１０２、１０３を備えて構成される。複数の無機圧電素子２２は、互いに所定の間隔を空けて平面視にて２次元状に配列され、音響制動部材２３上に配置されている。
【００４２】
複数の無機圧電素子２２は、超音波を送信するように構成されている。より具体的には、複数の無機圧電素子２２には、送信部１２からケーブル３と導電パッド２８、第１信号線２９を介して電気信号が入力される。この電気信号は、無機圧電素子２２の電極１０２と電極１０３との間に入力される。複数の無機圧電素子２２は、この電気信号を超音波信号に変換することによって超音波信号（第１超音波信号とも称す）を送信する。
【００４３】
音響分離部２４は、無機圧電素子２２の音響インピーダンスに比して値が大きく異なる低音響インピーダンス樹脂から構成され、音響インピーダンスが大きく異なることにより、音響分離材として働き、これら複数の無機圧電素子２２の相互干渉を低減する機能を有する。音響分離部２４によって各無機圧電素子２２間におけるクロストークの低減が可能となる。
【００４４】
共通接地電極２５は、導電性の材料から構成され、図略の配線によって接地されており、そして、複数の無機圧電素子２２上にまたがって直線状に積層されることによってこれら無機圧電素子２２における各電極１０３を電気的に接地している。
【００４５】
音響整合層２６は、有機圧電素子２１と無機圧電素子２２の各々の音響インピーダンスの中間の音響インピーダンスを有し、有機圧電素子２１と無機圧電素子２２の音響インピーダンスの整合を図る。
【００４６】
有機圧電素子２１は、所定の厚さを持った平板状の有機圧電材料から成る圧電素子１０５と、圧電素子１０５の一方主面に形成された互いに分離した複数の電極１０６と、圧電素子１０５の他方主面に略全面に亘って一様に形成された電極１０７とを備えて構成されている。圧電素子１０５は一つのシート状の圧電素子である。
【００４７】
複数の電極１０６が圧電素子１０５の一方主面に形成されることによって、有機圧電素子アレイ５は、１個の電極１０７と圧電素子１０５と電極１０６とから成る有機圧電素子２１を２次元状に備えおり、各圧電素子が個別に動作する。
【００４８】
有機圧電素子アレイ５における複数の有機圧電素子２１は、個別に機能させるために無機圧電素子２２のように個々に分離する必要がなく、一体的なシート状で構成することが可能である。
【００４９】
有機圧電素子２１は、反射波の超音波信号（第２超音波信号とも称す）が受信され、この第２超音波信号を電気信号（受信電気信号）に変換する。変換された受信電気信号は、有機圧電素子２１における電極１０６と電極１０７とから出力される。変換された受信電気信号は、ケーブル３を介して受信部１３へ出力される。
【００５０】
第２信号線３０は、外部からの電気信号を受ける導電パッド２８と有機圧電素子２１の電極１０６とを接続する。すなわち第２信号線３０は有機圧電素子２１の電極１０６から、音響整合層２６、音響分離部２４、音響整合層３１、音響制動部材２３を貫通して導電パッド２８に接続されている。
【００５１】
音響整合層２７は、有機圧電素子２１の音響インピーダンスと被検体の音響インピーダンスとの整合をとる部材である。音響整合層２７は、円弧状に膨出した形状とされ、被検体に向けて送信される超音波を収束する音響レンズの機能を有する。
【００５２】
このような構成の超音波診断装置Ｓでは、例えば、操作入力部１１から診断開始の指示が入力されると、制御部１６の制御によって送信部１２で電気信号の送信信号が生成される。この生成された電気信号の送信信号は、ケーブル３を介して超音波探触子２へ供給される。より具体的には、この電気信号の送信信号は、超音波探触子２における複数の無機圧電素子２２へそれぞれ供給される。この電気信号の送信信号は、例えば、所定の周期で繰り返される電圧パルスである。複数の無機圧電素子２２は、それぞれ、この電気信号の送信信号が供給されることによってその厚み方向に伸縮し、この電気信号の送信信号に応じて超音波振動するよう駆動される。この超音波振動によって、複数の無機圧電素子２２は、共通接地電極２５、音響整合層２６、有機圧電素子２１および音響整合層２７を介して超音波を放射する。超音波探触子２が被検体に当接されていると、超音波探触子２から被検体に対して超音波が送信される。
【００５３】
なお、超音波探触子２は、被検体の表面上に当接して用いられてもよいし、被検体の内部に挿入して、例えば、生体の体腔内に挿入して用いられてもよい。
【００５４】
被検体に対して送信された第１超音波信号は、被検体内部における音響インピーダンスが異なる１または複数の境界面で反射され、第２超音波信号となる。反射波には、送信された第１超音波信号の周波数（基本波の基本周波数）成分だけでなく、基本周波数の整数倍の高調波の周波数成分も含まれる。例えば、基本周波数の２倍、３倍および４倍などの第２高調波成分、第３高調波成分および第４高調波成分なども含まれる。第２超音波信号は、超音波探触子２で受信される。より具体的には、第２超音波信号は、音響整合層２７を介して有機圧電素子２１で受信され、有機圧電素子２１で機械的な振動が受信信号として受信電気信号に変換されて取り出される。
【００５５】
取り出された受信電気信号は、受信信号比較回路１７１を経て、ケーブル３を介して、制御部１６で制御される受信部１３で受信される。
【００５６】
なお、受信信号比較回路１７１の機能については後述する。
【００５７】
受信部１３では、所定の受信処理が施される。受信部１３の出力は画像処理部１４に入力される。
【００５８】
画像処理部１４は、制御部１６の制御によって、受信部１３で受信した受信信号に基づいて、送信から受信までの時間や受信強度などから被検体内の内部状態の画像（超音波画像）を生成し、表示部１５は、制御部１６の制御によって、画像処理部１４で生成された被検体内の内部状態の画像を表示する。
【００５９】
実施形態における超音波探触子２および超音波診断装置Ｓでは、上述したように基本波の高調波が受信されるので、ハーモニックイメージング技術によって超音波画像を形成することが可能となる。このため、実施形態における超音波探触子２および超音波診断装置Ｓは、より高精度な超音波画像の提供が可能となる。そして、比較的パワーの大きい第２高調波と第３高調波が受信されるので、より鮮明な超音波画像の提供が可能となる。
【００６０】
このように超音波画像を生成する超音波診断装置Ｓにおいて、有機圧電材料を備えて構成される有機圧電素子２１は、通常、無機圧電材料を備えて構成される無機圧電素子２２に比べて、耐久性に劣る。そのため、有機圧電素子２１においては、第２超音波信号による機械的な振動が受信信号として受信電気信号に変換されて取り出される変換効率、すなわち受信感度が低下する場合がある。
【００６１】
そこで、実施形態では、有機圧電素子２１が第２超音波信号を受信電気信号に変換する受信感度の低下度合いを予め検出しておき、第２超音波信号から超音波画像を形成する際に検出結果をフィードバックし、受信感度の低下度合いを補正して超音波画像を形成する。すなわち、受信感度の低下の影響による画質劣化の影響を抑制させる、という画像補正処理を実施する。
【００６２】
以下に、画像補正処理について説明する。画像補正処理は受信感度の低下度合いを補正する補正係数を求める補正係数取得処理と、画像処理部１４が画像処理を実施する際に、補正係数取得処理で得られた補正係数に基づいて超音波画像を生成する補正画像生成処理の二つの処理からなる。
（補正係数取得処理）
補正係数取得処理は、有機圧電素子２１の受信感度の低下度合いを測定する処理であるので、所定の期間をおいて定期的に実施する処理である。
【００６３】
有機圧電素子２１が受信する超音波信号を送信する検査用高調波発生手段としての圧電素子（検査用圧電素子）を設ける。検査用圧電素子には、第１超音波信号を送信するために設けた無機圧電素子２２を用いることができる。
【００６４】
検査用圧電素子は、有機圧電素子２１の受信感度を検査するために、超音波信号を送信する。有機圧電素子２１の受信感度を計測することが目的であるので、第２超音波信号に含まれる基本波や高調波の周波数の各々の中心周波数を含んだ周波数の超音波信号であることが望ましいが、これに限るものではない。第２超音波信号に含まれる基本波や高調はと同様の帯域を有す必要はなく、帯域は広さには特に拘らなくてよい。検査用圧電素子には、有機圧電素子２１の受信感度を検査する上で、送信する超音波信号の周波数を任意に変更できる図示しない駆動部が接続されており、制御部１６で制御される。また、後述するように、送信部１２中に異なる周波数を有する電気信号を合成する合成手段である合成回路を設けてもよい。
【００６５】
後述するように、無機圧電素子２２の代わりに、別途、圧電素子を設けても良い。以下は、無機圧電素子２２を検査用圧電素子として用いることを前提として説明する。
【００６６】
補正係数取得処理を実施するタイミングについては、例えば、超音波診断装置Ｓを起動させる際、または超音波診断装置Ｓを起動した後の所定時間経過後に自動で実施するようにしてもよい。また、有機圧電素子２１の近傍に温度センサを設けておき、温度センサが検出する温度が所定温度以上変化した場合に自動で実施するようにしてもよい。
【００６７】
有機圧電素子２１に採用されるフッ化ビニリデン系コポリマの分極が壊れる温度は１００度と無機圧電素子２２に採用されるＰＺＴに比べて小さいので環境温度の影響を受けやすい。そこで、超音波探触子２内に温度センサを設けて所定の温度（例えば６０度）を越えた時点で補正係数取得処理を行ってもよい。
【００６８】
使用者が自ら補正係数取得処理を実施する場合には、操作入力部１１に補正係数取得処理の実施を開始できるように記憶部１８に、プログラムを記憶させておいてもよい。
【００６９】
例として、図４に、補正係数取得処理のフローを表すフローチャートを示し、本フローチャートに従って補正係数取得処理を説明する。以下の処理は使用者が装置を立上げた時に自動で実施される。
【００７０】
最初にステップＳ１にて、制御部１６は記憶部１８から補正係数取得処理の一連の動作を実施するプログラムを呼び出し、制御部１６内の図示しないＲＡＭ上に展開する。制御部１６はプログラムからの指令に従って、一つの無機圧電素子２２を選択し、所定の超音波信号を送信させる。
【００７１】
次に、制御部１６は、有機圧電素子２１に無機圧電素子２２から送信された超音波信号を直接受信させる（ステップＳ２）。無機圧電素子２２からの超音波信号のみを有機圧電素子２１で受信させることができるように、超音波探触子２を被検体に当接させない状態で実施することが好ましい。
【００７２】
次に制御部１６は、受信信号比較回路１７１に指令を送信し、受信信号比較回路１７１が受信信号基準データ記憶部１７２から受信感度基準データを取得させる（ステップＳ３）。
【００７３】
受信信号基準データ記憶部１７２としては、例えば不揮発性ＲＡＭを採用し、予め受信感度基準データを記録しておく。
【００７４】
次に、当該圧電素子の受信感度の補正係数を算出する算出手段である受信信号比較回路１７１を用いて補正係数を算出する（ステップＳ４）。なお、ステップＳ３とＳ４における受信感度の補正係数の算出手段については後述する。
【００７５】
次に、制御部１６は、受信信号比較回路１７１が算出した圧電素子の受信感度の補正係数を受信感度補正データ記憶部１７３に記憶させる（ステップＳ５）。
【００７６】
ステップＳ１からＳ５までの動作を所定数の各有機圧電素子２１に対して実施したかどうかをステップＳ６で判断する。所定数に達していなければステップＳ１に戻り、所定数に到達しておれば、本フローは終了する。
【００７７】
ここで、上記のステップＳ４で説明した、受信感度の補正係数の算出手段について説明する。
【００７８】
超音波診断においては、診断したい被検体の深度等の相違によって超音波診断に適する超音波の波長が異なる場合がある。そのため、被検体の深度に応じて用いる超音波信号の周波数を選択することが望ましい。また、超音波診断に用いる超音波信号の周波数に、基本周波数成分から高調波周波数成分まで含めた周波数を用いて超音波診断を行うことで使用者にとって有用な超音波画像を得ることができる場合がある。そこで、有機圧電素子２１が超音波信号を変換する受信感度については、単一の周波数、また、複数の周波数を含めた周波数など、さまざまな組み合わせに応じた受信感度の計測を実施することが好ましい。さまざまな周波数の超音波信号を合成するために、送信部１２中に異なる周波数を有する電気信号を合成する合成手段である合成回路を設ける。
【００７９】
図５は合成回路の一例である。オペアンプＡＭＰに入出力端に抵抗Ｒｆを渡し、入力端に抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を直列に配線する。各抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に例えば、基本波（電圧Ｖ１）、第２高調波（電圧Ｖ２）、第３高調波（電圧Ｖ３）を直列で入力するための図示しない基本波発生部、高調波発生部を接続する。基本波発生部、高調波発生部からの各電気信号は高周波であるので、このような図５で示す回路で合成できる。なお、基本波発生部からの電気信号の周波数は基本波の周波数と略同一でよいし、高調波発生部からの電気信号の周波数は各高調波の周波数と略同一でよい。有機圧電素子２１の受信感度の補正係数の算出を行う上で、略同一の周波数で十分だからである。略同一とは、例えば、５％程度の誤差を許容するものである。
【００８０】
合成した波形例を図６に示す。図６は、所定の振幅を有する基本波６０、第２高調波６１、第３高調波６２と、基本波６０、第２高調波６１、第３高調波６２を合成した合成波６４の模式図である。基本波６０を実線、第２高調波６１を点線、第３高調波６２を一点鎖線、合成波６４を二点鎖線で表す。このように、合成回路を用いれば、各周波数の電気信号を合成することができる。
【００８１】
このように、少なくとも一つの周波数の超音波信号が入力された状態において、受信感度の低下度合いの算出は次のように実施する。
【００８２】
図７は、受信感度の低下度合いの算出方法を示す概要図である。
【００８３】
図７において、実線は実測した受信信号である実測電気信号７２の時間波形である。受信信号基準データ記憶部１７２には、実測電気信号７２の受信感度が低下する前の理想的な振幅値が記憶されている。理想的な振幅値を有する基準受信信号７１の時間波形を点線で示す。
【００８４】
実測電気信号の振幅値Ａ１は、有機圧電素子２１の劣化により、基準受信信号の振幅値Ａ０より小さくなっている。つまり、実測受信信号の振幅値Ａ１は有機圧電素子２１の劣化によって、基準受信信号の振幅値Ａ０より、Ａ１／Ａ０倍小さくなっている。
【００８５】
受信信号比較回路１７１においては、実測電気信号７２の振幅値Ａ１を計測し、振幅値Ａ１をＡ０で除してＡ１／Ａ０を導出する。すなわち、従って、実測受信信号から、あるべき基準受信信号への補正係数は、Ａ０／Ａ１であると算出される。
【００８６】
Ａ１をＡ０で除すために、受信信号比較回路１７１に図示しない割算回路を設ける。
【００８７】
補正係数は温度依存性を有していてもよい。
【００８８】
実測電気信号７２の振幅値の実測を行う方法としては、例えば、図示しない公知のピークホールド回路を用いることができる。振幅値Ａ１がピーク値であるので、Ａ１の値を保持する回路である。また、所定時間、実測受信信号の電力を計測する公知の回路を用い、実測受信信号が正弦波であることを基にＡ１を算出することも容易にできる。
【００８９】
また、受信信号比較回路１７１にデジタル回路を用い、実測電気信号７２をデジタル化して振幅値Ａ１を計測し、補正係数の算出を行う手法でも良い。デジタル回路は、アナログ回路を構成するよりも部品点数を少なく、安価に構成できるメリットがある。
【００９０】
なお、受信信号基準データ記憶部１７２に記憶させてある受信感度基準データは、例えば、図８のように記憶されている。図８は、受信信号基準データ記憶部１７２に記憶させてある受信信号基準データ記憶テーブルの一例である。有機圧電素子２１は２１−１から２１−ｎまでｎ個存在するとし、各々の有機圧電素子２１の基準値をＡ０１からＡ０ｎとして対応させている。
【００９１】
また、補正係数Ａ０／Ａ１を算出する他の算出手段として、ファンクションジェネレータを受信信号基準データ記憶部１７２に採用して所定の時間波形を有する基準受信信号７１を生成させ、受信信号比較回路１７１において、基準受信信号７１と実測電気信号７２とを時系列で割算する割算回路を設けることで算出する算出手段も採用できる。
【００９２】
続いて、制御部１６が、受信信号比較回路１７１が算出した圧電素子の受信感度の補正係数を受信感度補正データ記憶部１７３に記憶させるステップＳ５について詳細に説明する。
【００９３】
上記したように、有機圧電素子２１の受信感度の補正係数を算出した後に、受信感度補正データ記憶部１７３に補正係数を記憶させる。受信感度補正データ記憶部１７３としては、例えば、不揮発性ＲＡＭを用いることができる。受信信号基準データ記憶部１７２と同一の不揮発性ＲＡＭを用いても良い。受信感度補正データ記憶部１７３には、例えば、図９に示すように記憶させる。図９は、受信感度補正データ記憶部１７３に記憶させてある受信感度補正データ記憶テーブルの一例である。受信感度補正データ記憶テーブルにおいて、基準値は、２１−１から２１−ｎまでの有機圧電素子２１に対応させて、Ａ０１からＡ０ｎ、実測値は、同じくＡ１１からＡ１ｎ、補正係数は、同じく、Ａ０１／Ａ１１からＡ０ｎ／Ａ１ｎとなる。受信感度補正データ記憶テーブルには、少なくとも、有機圧電素子２１と、対応する補正係数が記憶させればよい。
【００９４】
なお、有機圧電素子２１の受信感度を検査するために、無機圧電素子２２が送信する超音波信号は、超音波診断を実施する場合と同じ信号であってもよいし、数周期分の正弦波でもよい。数周期分の正弦波の場合には、受信信号に発生するリンギングや歪みを測定することで有機圧電素子２１に採用されるフッ化ビニリデン系コポリマの分極が壊れていないか確認することもできる。また、無機圧電素子２２からチャープ信号を送信し、有機圧電素子２１の受信信号にＦＦＴ解析を実施して、フッ化ビニリデン系コポリマの周波数特性を確認してもよい。無機圧電素子２２が送信する信号は符号化した信号でもよい。以上が、補正係数取得処理である。
（補正画像生成処理）
続いて、補正画像生成処理について説明する。補正画像生成処理は、使用者が被検体に対して超音波探触子２を当接させて超音波診断を実施するに際し、画像処理部１４が画像処理を実施するにあたって、補正係数取得処理で得られた補正係数に基づいて超音波画像を生成する処理である。
【００９５】
図１０は、使用者が補正画像生成処理を実施する際のフローチャートである。以下、図１０を用いて説明する。
【００９６】
最初に、ステップＳ１１にて、使用者が操作入力部１１に補正画像生成処理の実施の指示を入力する。すると、制御部１６は記憶部１８から補正係数取得処理の一連の動作を実施するプログラムを呼び出し、制御部１６内の図示しないＲＡＭ上に展開する。制御部１６はプログラムからの指令に従って、送信用圧電素子に第１超音波信号を送信させる。
【００９７】
次いで、制御部１６は、被検体に無機圧電素子２２から送信され、反射して生成された第２超音波信号を有機圧電素子２１に受信させる（ステップＳ１２）。
【００９８】
次いで、制御部１６は、画像処理部１４に、受信感度補正データ記憶部１７３から受信信号比較回路１７１が算出した圧電素子の受信感度の補正係数を取得する（ステップＳ１３）。
【００９９】
次いで、画像処理部１４は補正係数を基に超音波画像を生成する（ステップＳ１４）。具体的には、各有機圧電素子２１の受信感度を、得られた補正係数を基に補正し、有機圧電素子２１に劣化がない場合と同じ状態にして、通常の画像生成の動作を実施する。なお、各有機圧電素子２１の受信感度は予め記憶部１８等に記憶させておく。
【０１００】
次いで、表示部１５は、画像処理部１４で得られた超音波画像を表示し（ステップＳ１５）、本フローは終了する。
【０１０１】
以上のように、補正画像生成処理によれば、補正係数取得処理にて取得した、各有機圧電素子２１の受信感度の低下を補正する補正係数を基に、超音波画像を補正して生成することができ、高精細な超音波画像を表示することができる。
【０１０２】
得られた補正係数を基に、超音波画像を補正する役割を、以上のように画像処理部１４に持たせてもよいし、画像処理部１４へ出力する電気信号を、予め補正する回路である受信信号補正回路１７４を設け、受信信号補正回路１７４からの出力を画像処理部１４に入力してもよい。図１１は受信信号補正回路１７４を用いた場合の超音波装置の電気的なブロック図である。受信信号補正回路１７４は、受信用素子６、受信感度補正データ記憶部１７３、および制御部１６に繋がれている。受信信号補正回路１７４は、受信感度補正データ記憶部１７３に記憶されている補正係数を基に、受信用素子６からの入力信号を補正し、制御部１６に出力する機能を有す。
【０１０３】
具体的には、補正係数分の掛算回路等でもよい。このような受信信号補正回路１７４を用いた場合の補正画像生成処理を、図１２を用いて以下に説明する。図１２は、受信信号補正回路１７４を用いた場合の補正画像生成処理のフローチャートである。
【０１０４】
最初に、ステップＳ２１にて、使用者が操作入力部１１に補正画像生成処理の実施の指示を入力する。すると、制御部１６は記憶部１８から補正係数取得処理の一連の動作を実施するプログラムを呼び出し、制御部１６内の図示しないＲＡＭ上に展開する。制御部１６はプログラムからの指令に従って、送信用圧電素子に第１超音波信号を送信させる。
【０１０５】
次いで、制御部１６は、被検体に無機圧電素子２２から送信され、反射して生成された第２超音波信号を有機圧電素子２１に受信させる（ステップＳ２２）。有機圧電素子２１からの受信電気信号は、受信信号補正回路１７４に出力される。
【０１０６】
次で、受信信号補正回路１７４は、受信感度補正データ記憶部１７３に記憶されている補正係数を呼び出し、上記のような掛算回路等で、有機圧電素子２１からの受信電気信号を補正して画像処理部１４へ出力する（ステップＳ２３）。
【０１０７】
次いで、画像処理部１４は補正係数を基に超音波画像を生成する（ステップＳ２４）。
【０１０８】
次いで、表示部１５は、画像処理部１４で得られた超音波画像を表示し（ステップＳ２５）、本フローは終了する。
【０１０９】
なお、超音波装置の電気的なブロックは、図１３に示すようなブロックでもよい。
【０１１０】
図１３は、超音波診断装置Ｓの他の電気的な構成を示すブロック図である。図１３に示すブロック図においては、受信信号比較回路１７１、受信信号基準データ記憶部１７２、受信感度補正データ記憶部１７３、受信信号補正回路１７４の全てを超音波診断装置本体１に納める形態となっている。
【０１１１】
以上のように、補正係数取得処理と、補正画像生成処理の二つの処理からなる画像補正処理を施すことで、低下した有機圧電素子２１の受信感度を補正して高精細な超音波画像を得ることができる。
【０１１２】
ところで、上記の説明では、無機圧電素子２２が検査用圧電素子を兼ねる構成を前提で説明したが、無機圧電素子２２以外の検査用圧電素子を設けた超音波探触子２について説明する。図１４、図１５は、検査用圧電素子を有する超音波探触子２の構成例を示す模式図である。
【０１１３】
図１４に示す超音波探触子２においては、図３に示した超音波探触子２の無機圧電素子２２と有機圧電素子２１の間に、検査用圧電素子である無機圧電素子３２を配置する。無機圧電素子３２の周辺には音響整合層２６と同じ材料で構成される音響整合層３３を設けて無機圧電素子２２、有機圧電素子２１間の音響整合をとる。無機圧電素子３２は、無機圧電素子２２と同様に、無機圧電材料から構成される圧電素子３５と、圧電素子３５を中心に互いに対向する両面にそれぞれ電極３６、３７を備えて構成される。電極３６，３７には図示しない配線を通じて送信部１２から電圧が印加される。
【０１１４】
このように、無機圧電素子２２と有機圧電素子２１の間に、検査用圧電素子を配置することで、被検体からの第２超音波信号を妨げることなく有機圧電素子２１で受信することができる。
【０１１５】
図１５に示す超音波探触子２においては、図３に示した超音波探触子２の有機圧電素子２１と音響整合層２７の間に、検査用圧電素子である無機圧電素子３２を配置する。具体的には、音響整合層２７と電極１０７の間に、音響整合層３８、３９に囲まれた状態で無機圧電素子３２を配置する。音響整合層３８、３９は音響整合層２７、電極１０７との音響整合をとる材料であり、音響整合層２７と同じ材料を用いても良く、例えば、ポリメチルペンテンを採用することができる。無機圧電素子３２は、圧電素子３５を中心に互いに対向する両面にそれぞれ電極３６、３７を備えて構成される。電極３６，３７には図示しない配線を通じて送信部１２から電圧が印加される。
【０１１６】
このように、有機圧電素子２１と音響整合層２７の間に、検査用圧電素子である無機圧電素子３２を配置することで、有機圧電素子２１は被検体から第２超音波信号が反射してくる方向と同一の方向から検査用圧電素子の超音波信号を受信できる。従って、超音波診断時の状況に近い状況で超音波信号を受信できるので、有機圧電素子２１の補正係数を正確に計測できる。
【０１１７】
以上のように、無機圧電素子２２以外の検査用圧電素子を設けることで、第１超音波信号を送信する無機圧電素子２２を用いる必要がなくなるので、無機圧電素子２２の寿命を保つことができる。
【０１１８】
次いで、有機圧電素子２１の受信感度の計測を、検査用治具を用いて行う例について図１６から図１８を用いて説明する。
【０１１９】
上記の例では、超音波探触子２に備えられた無機圧電素子２２を検査用圧電素子に採用したが、検査用圧電素子を超音波探触子２の外部に備えてもよい。検査用圧電素子は超音波探触子２の外部に備えることで、検査用圧電素子が故障した場合等にも直ぐに交換できる等、メンテ上のメリットを有す。
【０１２０】
また、検査用圧電素子から高次高調波を送信し、有機圧電素子２１に直接受信させていた。これに対し、高次高調波を発生させず、人体と同様な超音波特性を有する材料を含んだ検査用治具に基本波を送信し、検査用治具から反射する高次高調波を含んだ反射超音波信号を受信して有機圧電素子２１の受信感度を計測することもできる。かかる検査用治具を採用することで、高次高調波を生成する回路等を不要とすることができる。
【０１２１】
図１６は、検査用圧電素子を超音波探触子２に備えた検査用治具の一例の概略構成を示すものである。同図（ａ）において、８０は該検査用治具を示す。検査用治具８０には検査用圧電素子８２、検査用圧電素子８２を含んだ材料８１が備えられている。検査用圧電素子８２は例えば無機圧電素子であり、ケーブル８４を介して検査用治具駆動回路８３に電力を供給されることで駆動される。検査用治具駆動回路８３は、検査用治具８０の外部に設けてもよいし、検査用治具８０の内部に設けてもよい。また、超音波診断装置本体１の内部に設けてもよい。検査用圧電素子から超音波信号８５が送信される。
【０１２２】
材料８１には、例えば、脂肪族系又は芳香族系から選択された非反応系希釈剤で希釈したポリブタジエンポリオールとジフェニルメタンジイソシアネートとからなる反応系樹脂を主成分とし、有機粉体フィラーを均一に分散させたウレタン樹脂が望ましい。また、有機粉体フィラーの比重とウレタン樹脂の比重とを近似させることがより望ましい。
【０１２３】
かかる検査用治具８０に超音波探触子２の送信面を接触させて用いる。同図（ｂ）は、超音波探触子２をチャッキングした検査用治具８０の断面の概略図である。超音波探触子２は検査用治具８０に備えられた図示しない着脱機構によって着脱可能である。同図（ｃ）は、検査用治具８０に超音波探触子２をチャッキングした状態の概略図である。このように、超音波探触子２を検査用治具８０にチャッキングすると送信面が検査用治具８０に埋め込まれた状態になる。
【０１２４】
検査用治具８０は超音波診断装置本体１に内蔵させておくことが望ましい。
【０１２５】
図１７は、超音波診断装置本体１に設けた保持治具８６に検査用治具８０を保持、すなわち超音波診断装置本体１に内蔵させる状態を示す概略図である。保持治具８６は、例えば同図に示すように籠型をしており、ケーブル８４を逃がすことができるように溝が設けられている。保持治具８６にはかかる籠型以外にも保持機能を有する治具であればどのようなタイプでもよい。
【０１２６】
図１８は、人体と同様な超音波特性を有する材料を含んだ検査用治具の一例の概略構成を示すものである。同図（ａ）において、９０は該検査用治具を示す。検査用治具９０には人体と同様の材料（ウレタン樹脂等）９１が充填されている。超音波探触子２が所定の超音波信号を送信すると、材料９１中を超音波信号９２が伝搬し、反射超音波信号９３が生成され、超音波探触子２における有機圧電素子２１が受信する。
【０１２７】
以上のように、超音波探触子２の外部に備えた治具を用いて有機圧電素子２１の受信感度を計測する際に、有機圧電素子２に受信させる反射超音波信号を生成することができる。
【０１２８】
次いで、以上のような超音波診断装置Ｓを備えた超音波診断システムＳＹについて図１９を用いて説明する。図１９は、超音波診断システムＳＹの電気的な構成を示すブロック図である。
【０１２９】
超音波診断システムＳＹは超音波診断装置Ｓの他に、コンピュータ断層撮影装置（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ，ＣＴ）９５、画像サーバ９６、リモート装置Ｒ等を有する。この他に、核磁気共鳴画像法装置（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ，ＭＲＩ）、ポジトロン断層法（ｐｏｓｉｔｒｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ；ＰＥＴ）等を有していてもよい。
【０１３０】
また、超音波診断装置本体１には検査用治具駆動回路９７が備えられ、検査用治具９０を駆動する。
【０１３１】
コンピュータ断層撮影装置とは、放射線などを利用して物体を走査しコンピュータを用いて処理し、人体の内部画像を構成する装置である。
【０１３２】
核磁気共鳴画像法装置とは、核磁気共鳴現象を利用して生体内の内部の情報を画像化する装置である。
【０１３３】
ポジトロン断層法とは陽電子検出を利用したコンピュータ断層撮影技術である。
【０１３４】
これらの各装置は、通信回線であるネットワーク４５を介して通信する。
【０１３５】
リモート装置Ｒは、超音波診断装置Ｓへの指示等を入力する操作入力部４１、超音波画像等を表示する表示部４２、超音波診断装置本体１との通信機能を有する通信部４３、そしてこれら操作入力部４１と表示部４２と通信部４３とを制御するリモート制御部４４を備える。
【０１３６】
このような超音波診断システムＳＹにおいては、リモート装置からの指示で上記した画像補正処理を実施することができる。例えば、超音波診断装置本体１の操作入力部１１と表示部１５の機能を、リモート装置Ｒにおける各々操作入力部４１と表示部４２に担わせる。そして、操作入力部４１への操作情報（操作信号）をリモート制御部４４の制御により通信部４３、４６を介して制御部１６へ送信する。そして制御部１６に、上記したような画像補正処理を実施させる。以上のような動作により超音波診断システムＳＹにおいても、低下した有機圧電素子２１の受信感度を補正して高精細な超音波画像を得ることができる。
【０１３７】
以上のように、被検体内に第１超音波信号を送信する複数の送信用素子と、第１超音波信号が前記被検体内において反射されて生成され、第１超音波信号の基本周波数成分または高調波周波数成分の周波数を有する第２超音波信号を受信して受信電気信号に変換する複数の受信用素子と、受信電気信号から被検体内の超音波画像を生成する画像処理部と、超音波画像を表示する表示部と、前記高調波周波数成分の周波数を発生させる検査用高調波発生手段とを有し、検査用高調波発生手段で発生させた高調波を受信用素子で受信することで、受信用素子の高調波受信感度の低下度合いを検出し、検出結果を画像処理部による処理にフィードバックすることで、超音波画像が受信用素子の高調波受信感度の低下の影響による画質劣化の影響を抑制させることができる超音波診断システムを提供することができる。
【０１３８】
また、被検体内に第１超音波信号を送信する複数の送信用素子と、第１超音波信号が前記被検体内において反射されて生成され、第１超音波信号の基本周波数成分または高調波周波数成分の周波数を有する第２超音波信号を受信して受信電気信号に変換する複数の受信用素子と、受信電気信号から前記被検体内の超音波画像を生成する画像処理部と、前記超音波画像を表示する表示部とを有し、高調波周波数成分の周波数を発生させる検査用高調波発生手段で発生させた高調波を受信用素子で受信することで、受信用素子の高調波受信感度の低下度合いを検出し、検出結果を前記画像処理部による処理にフィードバックすることで、超音波画像が前記受信用素子の高調波受信感度の低下の影響による画質劣化の影響を抑制させる超音波診断装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１３９】
１ 超音波診断装置本体
２ 超音波探触子
３ ケーブル
４ 無機圧電素子アレイ
５ 有機圧電素子アレイ
６ 受信用素子
７ 送信用素子
８ コネクタ
１１ 操作入力部
１２ 送信部
１３ 受信部
１４ 画像処理部
１５ 表示部
１６、１８ 制御部
２１ 有機圧電素子
２２ 無機圧電素子
２３ 音響制動部材
２４ 音響分離部
２５ 共通接地電極
２６ 音響整合層
２７ 音響整合層
２８ 導電パッド
２９ 第１信号線
３０ 第２信号線
３１ 音響整合層
３２ 無機圧電素子
３３ 音響整合層
３５ 圧電素子
４１ 操作入力部
４２ 表示部
４３ 通信部
４４ リモート制御部
４６ 通信部
７１ 基準受信信号
７２ 実測電気信号
１０１ 圧電素子
１０２、１０３ 電極
１０５ 圧電素子
１０６、１０７ 電極
１７１ 受信信号比較回路
１７２ 受信信号基準データ記憶部
１７３ 受信感度補正データ記憶部
１７４ 受信信号補正回路
Ｒ リモート装置
Ｓ 超音波診断装置
ＳＹ 超音波診断システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波探触子によって被検体へ送信され反射された超音波信号を受信する超音波信号を基に被検体内部の超音波画像を生成する超音波診断装置、超音波診断装置システムおよびこれらに用いる検査用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波パルス反射法により、体表から生体内の軟組織の断層像を無侵襲に得る医療用画像機器である。この超音波診断装置は、他の医療用画像機器に比べ、小型で安価、Ｘ線などの被爆がなく安全性が高い、ドップラー効果を応用して血流イメージングが可能等、多くの特長を有し、循環器系（心臓の冠動脈）、消化器系（胃腸）、内科系（肝臓、膵臓、脾臓）、泌尿器科系（腎臓、膀胱）、および産婦人科系などで広く利用されている。
【０００３】
このような医療用超音波診断装置に使用される超音波探触子は、高感度、高解像度の超音波の送受信を行うために、圧電素子の圧電効果が一般的に利用される。さらに、画像の分解能や高精細さ、或いは、スペックルノイズの低減、アーチファクトの低減等には、圧電素子の広帯域化が有用であり、そのような特性を持つ圧電素子が望まれていた。
【０００４】
高調波信号を用いた組織ハーモニックイメージング（ＴＨＩ）診断は、従来のＢモード診断では得られない鮮明な診断像が得られることから、標準的な診断モダリティとなりつつある。ハーモニックイメージングは、基本波に比較して、サイドローブレベルが小さいことで、Ｓ／Ｎが良く、コントラスト分解能が良くなること、周波数が高くなることでビーム幅が細くなり横方向分解能が良くなること、近距離では音圧が小さく、さらに音圧の変動が少ないので多重反射が起こらないこと、焦点以遠の減衰は基本波並みであり、高調波の超音波は基本波の超音波に比べ深速度を大きく取れること、という多くの利点を有している。
【０００５】
しかし、前記のような従来の超音波探触子は、使用中心周波数ｆｏが予め設定されてしまうので、その周波数によって生体の診断深さが決まってしまい、診断深さに自由度がなく、制限を受けるという問題がある。このため、１〜５ＭＨｚの低周波の超音波探触子は深部を、６〜１０ＭＨｚの周波数の超音波探触子は中程度の深さを、１１〜２５ＭＨｚの高周波の超音波探触子は生体の表面に近い部位を診断するという具合に、超音波探触子を使い分けるのが定法となっていた。このような超音波探触子の使い分けは、超音波診断の現場において、使用者の診断速度向上を妨げるものであり、改善が望まれていた。
【０００６】
そこで、新規な取り組みとして、送信用にはＰＺＴのようなセラミック圧電素子を低周波に使用し、受信用にＰＶＤＦのような広帯域の有機圧電素子を高周波に利用する方法が提案された（非特許文献１，２）。有機圧電素子の広帯域性により、超音波探触子を使い分ける必要がなくなった。
【０００７】
しかしながら、有機圧電素子の受信感度は、長期の使用によって低下し、超音波画像を劣化させるという不具合が生じる。
【０００８】
このような超音波探触子の問題を解決するための提案がなされている。例えば、超音波探触子から超音波信号を、大気に暴露した超音波探触子の音響窓に向かって送信させ、音響窓と空気との界面において反射して戻るエコーを受信し、受信したエコーを解析して、超音波探触子の動作を確認するというものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−２３８２４３号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ −−Ｍａｙ １９９８ Ｖｏｌｕｍｅ１０３、Ｉｓｓｕｅ ５， ｐ．３０４１ 「Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｃｏｍｐｕｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｔｒａｎｄｕｃｅｒ ｍａｄｅ ｏｆ ＰＺＴ／ＰＶＤＦ」 Ｍｏｏｒ Ｊｏｏｎ Ｋｉｍ ｅｔ． ａｌ．
【非特許文献２】「ＰＺＴ／ＰＶＤＦ多層構造の超音波複合圧電素子の研究」（中国南京大学音響学研究所の南京大学報：数学半年刊１９９９年５期頁６３６ー６３８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１の技術を用いれば、
超音波探触子における受信用の圧電素子の動作を確認することはできるが、各圧電素子が受信感度低下などの動作不良を生じている場合に、超音波診断の結果物である超音波画像を改善することはできない。
【００１２】
本発明は、有機圧電素子の感度低下等の機能劣化が生じても高精細な超音波画像を得ることができる超音波診断装置、超音波診断システムおよび検査用治具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】
【００１３】
前述の目的は、下記に記載する発明により達成される。
【００１４】
１．被検体内に第１超音波信号を送信する複数の送信用素子と、前記第１超音波信号が前記被検体内において反射されて生成され、前記第１超音波信号の基本周波数成分または高調波周波数成分の周波数を有する第２超音波信号を受信して受信電気信号に変換する複数の受信用素子と、前記受信電気信号から前記被検体内の超音波画像を生成する画像処理部と、前記超音波画像を表示する表示部と、前記高調波周波数成分の周波数を発生させる検査用高調波発生手段とを有し、
前記検査用高調波発生手段で発生させた高調波を前記受信用素子で受信することで、該受信用素子の高調波受信感度の低下度合いを検出し、該検出結果を前記画像処理部による処理にフィードバックすることで、超音波画像が前記受信用素子の高調波受信感度の低下の影響による画質劣化の影響を抑制させていることを特徴とする超音波診断システム。
【００１５】
２．前記送信用素子を形成する圧電材料は無機圧電材料であり、前記受信用素子を形成する圧電材料は有機圧電材料であることを特徴とする前記１に記載の超音波診断システム。
【００１６】
３．前記有機圧電材料は、フッ化ビニリデンの重合体、または、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンの共重合体であることを特徴とする前記２に記載の超音波診断システム。
【００１７】
４．前記高調波周波数成分は３次高調波成分であることを特徴とする前記１から３のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【００１８】
５．前記検査用高調波発生手段は、前記送信用素子、前記受信用素子とは別に設けられており、無機圧電材料からなる無機圧電素子であることを特徴とする前記１から４のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【００１９】
６．前記送信用素子と前記受信用素子とを備えた超音波探触子を有し、
前記検査用高調波発生手段は、前記送信用素子から送信される第１超音波信号を高調波周波数成分の周波数に変換させる機能を有し、前記超音波探触子に着脱できる構造であることを特徴とする前記１から４のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【００２０】
７．前記超音波診断システムは、少なくともコンピュータ断層撮影装置、核磁気共鳴画像法装置、ポジトロン断層法装置、または、画像サーバのいずれか一つを有することを特徴とする前記１から６のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【００２１】
８．操作入力部と、該操作入力部の操作に応じて操作信号を発生する制御部と、通信回線を介して前記制御部が外部と通信する通信部と、を有することを特徴とする前記１から７のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【００２２】
９．被検体内に超音波信号を送信する送信用素子から送信される前記超音波信号を、高調波周波数成分の周波数に変換させることを特徴とする検査用治具。
【００２３】
１０．被検体内に第１超音波信号を送信する複数の送信用素子と、前記第１超音波信号が前記被検体内において反射されて生成され、前記第１超音波信号の基本周波数成分または高調波周波数成分の周波数を有する第２超音波信号を受信して受信電気信号に変換する複数の受信用素子と、前記受信電気信号から前記被検体内の超音波画像を生成する画像処理部と、前記超音波画像を表示する表示部とを有し、
前記高調波周波数成分の周波数を発生させる検査用高調波発生手段で発生させた高調波を前記受信用素子で受信することで、該受信用素子の高調波受信感度の低下度合いを検出し、該検出結果を前記画像処理部による処理にフィードバックすることで、超音波画像が前記受信用素子の高調波受信感度の低下の影響による画質劣化の影響を抑制させていることを特徴とする超音波診断装置。
【００２４】
１１．前記検査用高調波発生手段を内蔵していることを特徴とする前記１０に記載の超音波診断装置。
【００２５】
１２．前記検査用高調波発生手段は、治具であり、前記受信用素子の受信感度補正時に取り付けて使用することを特徴とする前記１０または１１記載の超音波診断装置。
【発明の効果】
【００２６】
有機圧電素子の感度低下等の機能劣化が生じても高精細な超音波画像を得ることができる超音波診断装置、超音波診断システムおよび検査用治具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態における超音波診断装置Ｓの外観構成を示す図である。
【図２】実施形態における超音波診断装置Ｓの電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態における超音波診断装置Ｓにおける超音波探触子２のデバイス構成を示す模式図である。
【図４】実施形態における補正係数取得処理のフローを表すフローチャートである。
【図５】実施形態における合成回路の一例である。
【図６】実施形態における所定の振幅を有する基本波、第２高調波、第３高調波と、基本波、第２高調波、第３高調波を合成した合成波の模式図である。
【図７】実施形態における受信感度の低下度合いの算出方法を示す概要図である。
【図８】実施形態における受信信号基準データ記憶部に記憶させてある受信信号基準データ記憶テーブルの一例である。
【図９】実施形態における受信感度補正データ記憶部に記憶させてある受信感度補正データ記憶テーブルの一例である。
【図１０】実施形態における使用者が補正画像生成処理を実施する際のフローチャートである。
【図１１】実施形態における受信信号補正回路１７４を用いた場合の超音波診断装置Ｓの電気的なブロック図である。
【図１２】受信信号補正回路を用いた場合の補正画像生成処理のフローチャートである。
【図１３】実施形態における超音波診断装置Ｓの他の電気的な構成を示すブロック図である。
【図１４】実施形態における検査用圧電素子を有する超音波探触子２の構成例を示す模式図である。
【図１５】実施形態における。検査用圧電素子を有する超音波探触子２の構成例を示す模式図である。
【図１６】検査用圧電素子を超音波探触子２に備えた検査用治具の一例の概略構成を示すものである。
【図１７】超音波診断装置本体１に設けた保持治具８６に検査用治具８０を保持、すなわち超音波診断装置本体１に内蔵させる状態を示す概略図である。
【図１８】人体と同様な超音波特性を有する材料を含んだ検査用治具の一例の概略構成を示すものである。
【図１９】実施形態における超音波診断システムＳＹの電気的な構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に本発明の実施形態を図面により説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に限られるものではない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００２９】
図１は、実施形態における超音波診断装置Ｓの外観構成を示す図である。図２は、実施形態における超音波診断装置Ｓの電気的な構成を示すブロック図である。図３は、実施形態の超音波診断装置Ｓにおける超音波探触子２のデバイス構成を示す模式図である。
【００３０】
超音波診断装置Ｓは、図１に示すように、図略の生体等の被検体に対して超音波（超音波信号）を送信すると供に、被検体で反射した超音波の反射波（エコー、超音波信号）を受信する超音波探触子２と、超音波探触子２とケーブル３を介して接続され、超音波探触子２へケーブル３を介して電気信号の送信信号を送信することによって超音波探触子２に被検体に対して超音波を送信させると供に、超音波探触子２で受信された被検体内からの超音波の反射波に応じて超音波探触子２で生成された受信信号に基づいて被検体内の内部状態を超音波画像として画像化する超音波診断装置本体１とを備えて構成される。
【００３１】
超音波診断装置本体１は、例えば、図２に示すように、診断開始を指示するコマンドや被検体の個人情報等のデータを入力する操作入力部１１と、超音波探触子２へケーブル３を介して電気信号の送信信号を供給することで超音波探触子２に超音波を発生させるよう駆動する送信部１２と、超音波探触子２からケーブル３を介して受信信号を受信する受信部１３と、受信部１３で受信した受信信号に基づいて被検体内の内部状態の画像（超音波画像）を生成する画像処理部１４と、画像処理部１４で生成された被検体内の超音波画像を表示する表示部１５と、超音波画像等を記憶させる記憶部１８と、これら操作入力部１１、送信部１２、受信部１３、画像処理部１４、表示部１５、および記憶部１８を該機能に応じて制御することによって超音波診断装置Ｓの全体制御を行う制御部１６と、を備えて構成される。
【００３２】
超音波探触子２の電気的な構成としては、超音波の送信用素子７と、超音波の受信用素子６と、受信信号比較回路１７１と、受信信号基準データ記憶部１７２と、受信感度補正データ記憶部１７３等とを備えている。
【００３３】
送信用素子７には無機圧電素子２２を採用し、受信用素子６には有機圧電素子２１を採用する。受信信号比較回路１７１と、受信信号基準データ記憶部１７２と、受信感度補正データ記憶部１７３との機能は後述する。
【００３４】
超音波探触子２にはケーブル３が備えられ、ケーブル３の超音波診断装置本体１側にはコネクタ８が備えられ、超音波診断装置本体１と電気接続されている。コネクタ８は超音波診断装置本体１と着脱可能である。
【００３５】
無機圧電素子２２は無機圧電材料を備えて成り、圧電現象を利用することによって受信信号と超音波信号との間で相互に信号を変換することができる。有機圧電素子２１は有機圧電材料を備えて成り、圧電現象を利用することによって電気信号と超音波信号との間で相互に信号を変換することができる。
【００３６】
有機圧電材料は、例えば、フッ化ビニリデンの重合体を用いることができる。また例えば、有機圧電材料は、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）系コポリマ、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンの共重合体を用いることができる。
【００３７】
このような構成の超音波探触子２のデバイス構成として、例えば、図３に示すデバイス構成を例示することができる。以下に説明する。
【００３８】
超音波探触子２のデバイス構成としては、平板状の音響制動部材２３と、この音響制動部材２３の上に積層された音響整合層３１と、この音響制動部材２３の一方主面上に支持されて積層された複数の無機圧電素子２２を備えた無機圧電素子アレイ４と、これら複数の無機圧電素子２２同士の隙間に音響分離材を充填して作製される音響分離部２４と、これら複数の無機圧電素子２２上に積層された共通接地電極２５と、この共通接地電極２５上に積層される音響整合層２６と、この音響整合層２６上に積層される有機圧電素子２１を備えた有機圧電素子アレイ５と、この有機圧電素子２１上に積層される音響整合層２７と、外部からの電気信号を受ける導電パッド２８と無機圧電素子２２の電極とを接続する第１信号線２９と、外部からの電気信号を受ける導電パッド２８と有機圧電素子２１の電極とを接続する第２信号線３０などが積層された構成となっている。
【００３９】
音響制動部材２３は、超音波を吸収する材料から構成され、複数の無機圧電素子２２から音響制動部材２３方向へ放射される超音波を吸収するものである。
【００４０】
音響整合層３１は、音響制動部材２３と無機圧電素子２２の各々の音響インピーダンスの中間の音響インピーダンスを有し、音響制動部材２３と無機圧電素子２２の音響インピーダンスの整合を図る。
【００４１】
各無機圧電素子２２は、無機圧電材料から構成される圧電素子１０１における互いに対向する両面にそれぞれ電極１０２、１０３を備えて構成される。複数の無機圧電素子２２は、互いに所定の間隔を空けて平面視にて２次元状に配列され、音響制動部材２３上に配置されている。
【００４２】
複数の無機圧電素子２２は、超音波を送信するように構成されている。より具体的には、複数の無機圧電素子２２には、送信部１２からケーブル３と導電パッド２８、第１信号線２９を介して電気信号が入力される。この電気信号は、無機圧電素子２２の電極１０２と電極１０３との間に入力される。複数の無機圧電素子２２は、この電気信号を超音波信号に変換することによって超音波信号（第１超音波信号とも称す）を送信する。
【００４３】
音響分離部２４は、無機圧電素子２２の音響インピーダンスに比して値が大きく異なる低音響インピーダンス樹脂から構成され、音響インピーダンスが大きく異なることにより、音響分離材として働き、これら複数の無機圧電素子２２の相互干渉を低減する機能を有する。音響分離部２４によって各無機圧電素子２２間におけるクロストークの低減が可能となる。
【００４４】
共通接地電極２５は、導電性の材料から構成され、図略の配線によって接地されており、そして、複数の無機圧電素子２２上にまたがって直線状に積層されることによってこれら無機圧電素子２２における各電極１０３を電気的に接地している。
【００４５】
音響整合層２６は、有機圧電素子２１と無機圧電素子２２の各々の音響インピーダンスの中間の音響インピーダンスを有し、有機圧電素子２１と無機圧電素子２２の音響インピーダンスの整合を図る。
【００４６】
有機圧電素子２１は、所定の厚さを持った平板状の有機圧電材料から成る圧電素子１０５と、圧電素子１０５の一方主面に形成された互いに分離した複数の電極１０６と、圧電素子１０５の他方主面に略全面に亘って一様に形成された電極１０７とを備えて構成されている。圧電素子１０５は一つのシート状の圧電素子である。
【００４７】
複数の電極１０６が圧電素子１０５の一方主面に形成されることによって、有機圧電素子アレイ５は、１個の電極１０７と圧電素子１０５と電極１０６とから成る有機圧電素子２１を２次元状に備えおり、各圧電素子が個別に動作する。
【００４８】
有機圧電素子アレイ５における複数の有機圧電素子２１は、個別に機能させるために無機圧電素子２２のように個々に分離する必要がなく、一体的なシート状で構成することが可能である。
【００４９】
有機圧電素子２１は、反射波の超音波信号（第２超音波信号とも称す）が受信され、この第２超音波信号を電気信号（受信電気信号）に変換する。変換された受信電気信号は、有機圧電素子２１における電極１０６と電極１０７とから出力される。変換された受信電気信号は、ケーブル３を介して受信部１３へ出力される。
【００５０】
第２信号線３０は、外部からの電気信号を受ける導電パッド２８と有機圧電素子２１の電極１０６とを接続する。すなわち第２信号線３０は有機圧電素子２１の電極１０６から、音響整合層２６、音響分離部２４、音響整合層３１、音響制動部材２３を貫通して導電パッド２８に接続されている。
【００５１】
音響整合層２７は、有機圧電素子２１の音響インピーダンスと被検体の音響インピーダンスとの整合をとる部材である。音響整合層２７は、円弧状に膨出した形状とされ、被検体に向けて送信される超音波を収束する音響レンズの機能を有する。
【００５２】
このような構成の超音波診断装置Ｓでは、例えば、操作入力部１１から診断開始の指示が入力されると、制御部１６の制御によって送信部１２で電気信号の送信信号が生成される。この生成された電気信号の送信信号は、ケーブル３を介して超音波探触子２へ供給される。より具体的には、この電気信号の送信信号は、超音波探触子２における複数の無機圧電素子２２へそれぞれ供給される。この電気信号の送信信号は、例えば、所定の周期で繰り返される電圧パルスである。複数の無機圧電素子２２は、それぞれ、この電気信号の送信信号が供給されることによってその厚み方向に伸縮し、この電気信号の送信信号に応じて超音波振動するよう駆動される。この超音波振動によって、複数の無機圧電素子２２は、共通接地電極２５、音響整合層２６、有機圧電素子２１および音響整合層２７を介して超音波を放射する。超音波探触子２が被検体に当接されていると、超音波探触子２から被検体に対して超音波が送信される。
【００５３】
なお、超音波探触子２は、被検体の表面上に当接して用いられてもよいし、被検体の内部に挿入して、例えば、生体の体腔内に挿入して用いられてもよい。
【００５４】
被検体に対して送信された第１超音波信号は、被検体内部における音響インピーダンスが異なる１または複数の境界面で反射され、第２超音波信号となる。反射波には、送信された第１超音波信号の周波数（基本波の基本周波数）成分だけでなく、基本周波数の整数倍の高調波の周波数成分も含まれる。例えば、基本周波数の２倍、３倍および４倍などの第２高調波成分、第３高調波成分および第４高調波成分なども含まれる。第２超音波信号は、超音波探触子２で受信される。より具体的には、第２超音波信号は、音響整合層２７を介して有機圧電素子２１で受信され、有機圧電素子２１で機械的な振動が受信信号として受信電気信号に変換されて取り出される。
【００５５】
取り出された受信電気信号は、受信信号比較回路１７１を経て、ケーブル３を介して、制御部１６で制御される受信部１３で受信される。
【００５６】
なお、受信信号比較回路１７１の機能については後述する。
【００５７】
受信部１３では、所定の受信処理が施される。受信部１３の出力は画像処理部１４に入力される。
【００５８】
画像処理部１４は、制御部１６の制御によって、受信部１３で受信した受信信号に基づいて、送信から受信までの時間や受信強度などから被検体内の内部状態の画像（超音波画像）を生成し、表示部１５は、制御部１６の制御によって、画像処理部１４で生成された被検体内の内部状態の画像を表示する。
【００５９】
実施形態における超音波探触子２および超音波診断装置Ｓでは、上述したように基本波の高調波が受信されるので、ハーモニックイメージング技術によって超音波画像を形成することが可能となる。このため、実施形態における超音波探触子２および超音波診断装置Ｓは、より高精度な超音波画像の提供が可能となる。そして、比較的パワーの大きい第２高調波と第３高調波が受信されるので、より鮮明な超音波画像の提供が可能となる。
【００６０】
このように超音波画像を生成する超音波診断装置Ｓにおいて、有機圧電材料を備えて構成される有機圧電素子２１は、通常、無機圧電材料を備えて構成される無機圧電素子２２に比べて、耐久性に劣る。そのため、有機圧電素子２１においては、第２超音波信号による機械的な振動が受信信号として受信電気信号に変換されて取り出される変換効率、すなわち受信感度が低下する場合がある。
【００６１】
そこで、実施形態では、有機圧電素子２１が第２超音波信号を受信電気信号に変換する受信感度の低下度合いを予め検出しておき、第２超音波信号から超音波画像を形成する際に検出結果をフィードバックし、受信感度の低下度合いを補正して超音波画像を形成する。すなわち、受信感度の低下の影響による画質劣化の影響を抑制させる、という画像補正処理を実施する。
【００６２】
以下に、画像補正処理について説明する。画像補正処理は受信感度の低下度合いを補正する補正係数を求める補正係数取得処理と、画像処理部１４が画像処理を実施する際に、補正係数取得処理で得られた補正係数に基づいて超音波画像を生成する補正画像生成処理の二つの処理からなる。
（補正係数取得処理）
補正係数取得処理は、有機圧電素子２１の受信感度の低下度合いを測定する処理であるので、所定の期間をおいて定期的に実施する処理である。
【００６３】
有機圧電素子２１が受信する超音波信号を送信する検査用高調波発生手段としての圧電素子（検査用圧電素子）を設ける。検査用圧電素子には、第１超音波信号を送信するために設けた無機圧電素子２２を用いることができる。
【００６４】
検査用圧電素子は、有機圧電素子２１の受信感度を検査するために、超音波信号を送信する。有機圧電素子２１の受信感度を計測することが目的であるので、第２超音波信号に含まれる基本波や高調波の周波数の各々の中心周波数を含んだ周波数の超音波信号であることが望ましいが、これに限るものではない。第２超音波信号に含まれる基本波や高調はと同様の帯域を有す必要はなく、帯域は広さには特に拘らなくてよい。検査用圧電素子には、有機圧電素子２１の受信感度を検査する上で、送信する超音波信号の周波数を任意に変更できる図示しない駆動部が接続されており、制御部１６で制御される。また、後述するように、送信部１２中に異なる周波数を有する電気信号を合成する合成手段である合成回路を設けてもよい。
【００６５】
後述するように、無機圧電素子２２の代わりに、別途、圧電素子を設けても良い。以下は、無機圧電素子２２を検査用圧電素子として用いることを前提として説明する。
【００６６】
補正係数取得処理を実施するタイミングについては、例えば、超音波診断装置Ｓを起動させる際、または超音波診断装置Ｓを起動した後の所定時間経過後に自動で実施するようにしてもよい。また、有機圧電素子２１の近傍に温度センサを設けておき、温度センサが検出する温度が所定温度以上変化した場合に自動で実施するようにしてもよい。
【００６７】
有機圧電素子２１に採用されるフッ化ビニリデン系コポリマの分極が壊れる温度は１００度と無機圧電素子２２に採用されるＰＺＴに比べて小さいので環境温度の影響を受けやすい。そこで、超音波探触子２内に温度センサを設けて所定の温度（例えば６０度）を越えた時点で補正係数取得処理を行ってもよい。
【００６８】
使用者が自ら補正係数取得処理を実施する場合には、操作入力部１１に補正係数取得処理の実施を開始できるように記憶部１８に、プログラムを記憶させておいてもよい。
【００６９】
例として、図４に、補正係数取得処理のフローを表すフローチャートを示し、本フローチャートに従って補正係数取得処理を説明する。以下の処理は使用者が装置を立上げた時に自動で実施される。
【００７０】
最初にステップＳ１にて、制御部１６は記憶部１８から補正係数取得処理の一連の動作を実施するプログラムを呼び出し、制御部１６内の図示しないＲＡＭ上に展開する。制御部１６はプログラムからの指令に従って、一つの無機圧電素子２２を選択し、所定の超音波信号を送信させる。
【００７１】
次に、制御部１６は、有機圧電素子２１に無機圧電素子２２から送信された超音波信号を直接受信させる（ステップＳ２）。無機圧電素子２２からの超音波信号のみを有機圧電素子２１で受信させることができるように、超音波探触子２を被検体に当接させない状態で実施することが好ましい。
【００７２】
次に制御部１６は、受信信号比較回路１７１に指令を送信し、受信信号比較回路１７１が受信信号基準データ記憶部１７２から受信感度基準データを取得させる（ステップＳ３）。
【００７３】
受信信号基準データ記憶部１７２としては、例えば不揮発性ＲＡＭを採用し、予め受信感度基準データを記録しておく。
【００７４】
次に、当該圧電素子の受信感度の補正係数を算出する算出手段である受信信号比較回路１７１を用いて補正係数を算出する（ステップＳ４）。なお、ステップＳ３とＳ４における受信感度の補正係数の算出手段については後述する。
【００７５】
次に、制御部１６は、受信信号比較回路１７１が算出した圧電素子の受信感度の補正係数を受信感度補正データ記憶部１７３に記憶させる（ステップＳ５）。
【００７６】
ステップＳ１からＳ５までの動作を所定数の各有機圧電素子２１に対して実施したかどうかをステップＳ６で判断する。所定数に達していなければステップＳ１に戻り、所定数に到達しておれば、本フローは終了する。
【００７７】
ここで、上記のステップＳ４で説明した、受信感度の補正係数の算出手段について説明する。
【００７８】
超音波診断においては、診断したい被検体の深度等の相違によって超音波診断に適する超音波の波長が異なる場合がある。そのため、被検体の深度に応じて用いる超音波信号の周波数を選択することが望ましい。また、超音波診断に用いる超音波信号の周波数に、基本周波数成分から高調波周波数成分まで含めた周波数を用いて超音波診断を行うことで使用者にとって有用な超音波画像を得ることができる場合がある。そこで、有機圧電素子２１が超音波信号を変換する受信感度については、単一の周波数、また、複数の周波数を含めた周波数など、さまざまな組み合わせに応じた受信感度の計測を実施することが好ましい。さまざまな周波数の超音波信号を合成するために、送信部１２中に異なる周波数を有する電気信号を合成する合成手段である合成回路を設ける。
【００７９】
図５は合成回路の一例である。オペアンプＡＭＰに入出力端に抵抗Ｒｆを渡し、入力端に抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を直列に配線する。各抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に例えば、基本波（電圧Ｖ１）、第２高調波（電圧Ｖ２）、第３高調波（電圧Ｖ３）を直列で入力するための図示しない基本波発生部、高調波発生部を接続する。基本波発生部、高調波発生部からの各電気信号は高周波であるので、このような図５で示す回路で合成できる。なお、基本波発生部からの電気信号の周波数は基本波の周波数と略同一でよいし、高調波発生部からの電気信号の周波数は各高調波の周波数と略同一でよい。有機圧電素子２１の受信感度の補正係数の算出を行う上で、略同一の周波数で十分だからである。略同一とは、例えば、５％程度の誤差を許容するものである。
【００８０】
合成した波形例を図６に示す。図６は、所定の振幅を有する基本波６０、第２高調波６１、第３高調波６２と、基本波６０、第２高調波６１、第３高調波６２を合成した合成波６４の模式図である。基本波６０を実線、第２高調波６１を点線、第３高調波６２を一点鎖線、合成波６４を二点鎖線で表す。このように、合成回路を用いれば、各周波数の電気信号を合成することができる。
【００８１】
このように、少なくとも一つの周波数の超音波信号が入力された状態において、受信感度の低下度合いの算出は次のように実施する。
【００８２】
図７は、受信感度の低下度合いの算出方法を示す概要図である。
【００８３】
図７において、実線は実測した受信信号である実測電気信号７２の時間波形である。受信信号基準データ記憶部１７２には、実測電気信号７２の受信感度が低下する前の理想的な振幅値が記憶されている。理想的な振幅値を有する基準受信信号７１の時間波形を点線で示す。
【００８４】
実測電気信号の振幅値Ａ１は、有機圧電素子２１の劣化により、基準受信信号の振幅値Ａ０より小さくなっている。つまり、実測受信信号の振幅値Ａ１は有機圧電素子２１の劣化によって、基準受信信号の振幅値Ａ０より、Ａ１／Ａ０倍小さくなっている。
【００８５】
受信信号比較回路１７１においては、実測電気信号７２の振幅値Ａ１を計測し、振幅値Ａ１をＡ０で除してＡ１／Ａ０を導出する。すなわち、従って、実測受信信号から、あるべき基準受信信号への補正係数は、Ａ０／Ａ１であると算出される。
【００８６】
Ａ１をＡ０で除すために、受信信号比較回路１７１に図示しない割算回路を設ける。
【００８７】
補正係数は温度依存性を有していてもよい。
【００８８】
実測電気信号７２の振幅値の実測を行う方法としては、例えば、図示しない公知のピークホールド回路を用いることができる。振幅値Ａ１がピーク値であるので、Ａ１の値を保持する回路である。また、所定時間、実測受信信号の電力を計測する公知の回路を用い、実測受信信号が正弦波であることを基にＡ１を算出することも容易にできる。
【００８９】
また、受信信号比較回路１７１にデジタル回路を用い、実測電気信号７２をデジタル化して振幅値Ａ１を計測し、補正係数の算出を行う手法でも良い。デジタル回路は、アナログ回路を構成するよりも部品点数を少なく、安価に構成できるメリットがある。
【００９０】
なお、受信信号基準データ記憶部１７２に記憶させてある受信感度基準データは、例えば、図８のように記憶されている。図８は、受信信号基準データ記憶部１７２に記憶させてある受信信号基準データ記憶テーブルの一例である。有機圧電素子２１は２１−１から２１−ｎまでｎ個存在するとし、各々の有機圧電素子２１の基準値をＡ０１からＡ０ｎとして対応させている。
【００９１】
また、補正係数Ａ０／Ａ１を算出する他の算出手段として、ファンクションジェネレータを受信信号基準データ記憶部１７２に採用して所定の時間波形を有する基準受信信号７１を生成させ、受信信号比較回路１７１において、基準受信信号７１と実測電気信号７２とを時系列で割算する割算回路を設けることで算出する算出手段も採用できる。
【００９２】
続いて、制御部１６が、受信信号比較回路１７１が算出した圧電素子の受信感度の補正係数を受信感度補正データ記憶部１７３に記憶させるステップＳ５について詳細に説明する。
【００９３】
上記したように、有機圧電素子２１の受信感度の補正係数を算出した後に、受信感度補正データ記憶部１７３に補正係数を記憶させる。受信感度補正データ記憶部１７３としては、例えば、不揮発性ＲＡＭを用いることができる。受信信号基準データ記憶部１７２と同一の不揮発性ＲＡＭを用いても良い。受信感度補正データ記憶部１７３には、例えば、図９に示すように記憶させる。図９は、受信感度補正データ記憶部１７３に記憶させてある受信感度補正データ記憶テーブルの一例である。受信感度補正データ記憶テーブルにおいて、基準値は、２１−１から２１−ｎまでの有機圧電素子２１に対応させて、Ａ０１からＡ０ｎ、実測値は、同じくＡ１１からＡ１ｎ、補正係数は、同じく、Ａ０１／Ａ１１からＡ０ｎ／Ａ１ｎとなる。受信感度補正データ記憶テーブルには、少なくとも、有機圧電素子２１と、対応する補正係数が記憶させればよい。
【００９４】
なお、有機圧電素子２１の受信感度を検査するために、無機圧電素子２２が送信する超音波信号は、超音波診断を実施する場合と同じ信号であってもよいし、数周期分の正弦波でもよい。数周期分の正弦波の場合には、受信信号に発生するリンギングや歪みを測定することで有機圧電素子２１に採用されるフッ化ビニリデン系コポリマの分極が壊れていないか確認することもできる。また、無機圧電素子２２からチャープ信号を送信し、有機圧電素子２１の受信信号にＦＦＴ解析を実施して、フッ化ビニリデン系コポリマの周波数特性を確認してもよい。無機圧電素子２２が送信する信号は符号化した信号でもよい。以上が、補正係数取得処理である。
（補正画像生成処理）
続いて、補正画像生成処理について説明する。補正画像生成処理は、使用者が被検体に対して超音波探触子２を当接させて超音波診断を実施するに際し、画像処理部１４が画像処理を実施するにあたって、補正係数取得処理で得られた補正係数に基づいて超音波画像を生成する処理である。
【００９５】
図１０は、使用者が補正画像生成処理を実施する際のフローチャートである。以下、図１０を用いて説明する。
【００９６】
最初に、ステップＳ１１にて、使用者が操作入力部１１に補正画像生成処理の実施の指示を入力する。すると、制御部１６は記憶部１８から補正係数取得処理の一連の動作を実施するプログラムを呼び出し、制御部１６内の図示しないＲＡＭ上に展開する。制御部１６はプログラムからの指令に従って、送信用圧電素子に第１超音波信号を送信させる。
【００９７】
次いで、制御部１６は、被検体に無機圧電素子２２から送信され、反射して生成された第２超音波信号を有機圧電素子２１に受信させる（ステップＳ１２）。
【００９８】
次いで、制御部１６は、画像処理部１４に、受信感度補正データ記憶部１７３から受信信号比較回路１７１が算出した圧電素子の受信感度の補正係数を取得する（ステップＳ１３）。
【００９９】
次いで、画像処理部１４は補正係数を基に超音波画像を生成する（ステップＳ１４）。具体的には、各有機圧電素子２１の受信感度を、得られた補正係数を基に補正し、有機圧電素子２１に劣化がない場合と同じ状態にして、通常の画像生成の動作を実施する。なお、各有機圧電素子２１の受信感度は予め記憶部１８等に記憶させておく。
【０１００】
次いで、表示部１５は、画像処理部１４で得られた超音波画像を表示し（ステップＳ１５）、本フローは終了する。
【０１０１】
以上のように、補正画像生成処理によれば、補正係数取得処理にて取得した、各有機圧電素子２１の受信感度の低下を補正する補正係数を基に、超音波画像を補正して生成することができ、高精細な超音波画像を表示することができる。
【０１０２】
得られた補正係数を基に、超音波画像を補正する役割を、以上のように画像処理部１４に持たせてもよいし、画像処理部１４へ出力する電気信号を、予め補正する回路である受信信号補正回路１７４を設け、受信信号補正回路１７４からの出力を画像処理部１４に入力してもよい。図１１は受信信号補正回路１７４を用いた場合の超音波装置の電気的なブロック図である。受信信号補正回路１７４は、受信用素子６、受信感度補正データ記憶部１７３、および制御部１６に繋がれている。受信信号補正回路１７４は、受信感度補正データ記憶部１７３に記憶されている補正係数を基に、受信用素子６からの入力信号を補正し、制御部１６に出力する機能を有す。
【０１０３】
具体的には、補正係数分の掛算回路等でもよい。このような受信信号補正回路１７４を用いた場合の補正画像生成処理を、図１２を用いて以下に説明する。図１２は、受信信号補正回路１７４を用いた場合の補正画像生成処理のフローチャートである。
【０１０４】
最初に、ステップＳ２１にて、使用者が操作入力部１１に補正画像生成処理の実施の指示を入力する。すると、制御部１６は記憶部１８から補正係数取得処理の一連の動作を実施するプログラムを呼び出し、制御部１６内の図示しないＲＡＭ上に展開する。制御部１６はプログラムからの指令に従って、送信用圧電素子に第１超音波信号を送信させる。
【０１０５】
次いで、制御部１６は、被検体に無機圧電素子２２から送信され、反射して生成された第２超音波信号を有機圧電素子２１に受信させる（ステップＳ２２）。有機圧電素子２１からの受信電気信号は、受信信号補正回路１７４に出力される。
【０１０６】
次で、受信信号補正回路１７４は、受信感度補正データ記憶部１７３に記憶されている補正係数を呼び出し、上記のような掛算回路等で、有機圧電素子２１からの受信電気信号を補正して画像処理部１４へ出力する（ステップＳ２３）。
【０１０７】
次いで、画像処理部１４は補正係数を基に超音波画像を生成する（ステップＳ２４）。
【０１０８】
次いで、表示部１５は、画像処理部１４で得られた超音波画像を表示し（ステップＳ２５）、本フローは終了する。
【０１０９】
なお、超音波装置の電気的なブロックは、図１３に示すようなブロックでもよい。
【０１１０】
図１３は、超音波診断装置Ｓの他の電気的な構成を示すブロック図である。図１３に示すブロック図においては、受信信号比較回路１７１、受信信号基準データ記憶部１７２、受信感度補正データ記憶部１７３、受信信号補正回路１７４の全てを超音波診断装置本体１に納める形態となっている。
【０１１１】
以上のように、補正係数取得処理と、補正画像生成処理の二つの処理からなる画像補正処理を施すことで、低下した有機圧電素子２１の受信感度を補正して高精細な超音波画像を得ることができる。
【０１１２】
ところで、上記の説明では、無機圧電素子２２が検査用圧電素子を兼ねる構成を前提で説明したが、無機圧電素子２２以外の検査用圧電素子を設けた超音波探触子２について説明する。図１４、図１５は、検査用圧電素子を有する超音波探触子２の構成例を示す模式図である。
【０１１３】
図１４に示す超音波探触子２においては、図３に示した超音波探触子２の無機圧電素子２２と有機圧電素子２１の間に、検査用圧電素子である無機圧電素子３２を配置する。無機圧電素子３２の周辺には音響整合層２６と同じ材料で構成される音響整合層３３を設けて無機圧電素子２２、有機圧電素子２１間の音響整合をとる。無機圧電素子３２は、無機圧電素子２２と同様に、無機圧電材料から構成される圧電素子３５と、圧電素子３５を中心に互いに対向する両面にそれぞれ電極３６、３７を備えて構成される。電極３６，３７には図示しない配線を通じて送信部１２から電圧が印加される。
【０１１４】
このように、無機圧電素子２２と有機圧電素子２１の間に、検査用圧電素子を配置することで、被検体からの第２超音波信号を妨げることなく有機圧電素子２１で受信することができる。
【０１１５】
図１５に示す超音波探触子２においては、図３に示した超音波探触子２の有機圧電素子２１と音響整合層２７の間に、検査用圧電素子である無機圧電素子３２を配置する。具体的には、音響整合層２７と電極１０７の間に、音響整合層３８、３９に囲まれた状態で無機圧電素子３２を配置する。音響整合層３８、３９は音響整合層２７、電極１０７との音響整合をとる材料であり、音響整合層２７と同じ材料を用いても良く、例えば、ポリメチルペンテンを採用することができる。無機圧電素子３２は、圧電素子３５を中心に互いに対向する両面にそれぞれ電極３６、３７を備えて構成される。電極３６，３７には図示しない配線を通じて送信部１２から電圧が印加される。
【０１１６】
このように、有機圧電素子２１と音響整合層２７の間に、検査用圧電素子である無機圧電素子３２を配置することで、有機圧電素子２１は被検体から第２超音波信号が反射してくる方向と同一の方向から検査用圧電素子の超音波信号を受信できる。従って、超音波診断時の状況に近い状況で超音波信号を受信できるので、有機圧電素子２１の補正係数を正確に計測できる。
【０１１７】
以上のように、無機圧電素子２２以外の検査用圧電素子を設けることで、第１超音波信号を送信する無機圧電素子２２を用いる必要がなくなるので、無機圧電素子２２の寿命を保つことができる。
【０１１８】
次いで、有機圧電素子２１の受信感度の計測を、検査用治具を用いて行う例について図１６から図１８を用いて説明する。
【０１１９】
上記の例では、超音波探触子２に備えられた無機圧電素子２２を検査用圧電素子に採用したが、検査用圧電素子を超音波探触子２の外部に備えてもよい。検査用圧電素子は超音波探触子２の外部に備えることで、検査用圧電素子が故障した場合等にも直ぐに交換できる等、メンテ上のメリットを有す。
【０１２０】
また、検査用圧電素子から高次高調波を送信し、有機圧電素子２１に直接受信させていた。これに対し、高次高調波を発生させず、人体と同様な超音波特性を有する材料を含んだ検査用治具に基本波を送信し、検査用治具から反射する高次高調波を含んだ反射超音波信号を受信して有機圧電素子２１の受信感度を計測することもできる。かかる検査用治具を採用することで、高次高調波を生成する回路等を不要とすることができる。
【０１２１】
図１６は、検査用圧電素子を超音波探触子２に備えた検査用治具の一例の概略構成を示すものである。同図（ａ）において、８０は該検査用治具を示す。検査用治具８０には検査用圧電素子８２、検査用圧電素子８２を含んだ材料８１が備えられている。検査用圧電素子８２は例えば無機圧電素子であり、ケーブル８４を介して検査用治具駆動回路８３に電力を供給されることで駆動される。検査用治具駆動回路８３は、検査用治具８０の外部に設けてもよいし、検査用治具８０の内部に設けてもよい。また、超音波診断装置本体１の内部に設けてもよい。検査用圧電素子から超音波信号８５が送信される。
【０１２２】
材料８１には、例えば、脂肪族系又は芳香族系から選択された非反応系希釈剤で希釈したポリブタジエンポリオールとジフェニルメタンジイソシアネートとからなる反応系樹脂を主成分とし、有機粉体フィラーを均一に分散させたウレタン樹脂が望ましい。また、有機粉体フィラーの比重とウレタン樹脂の比重とを近似させることがより望ましい。
【０１２３】
かかる検査用治具８０に超音波探触子２の送信面を接触させて用いる。同図（ｂ）は、超音波探触子２をチャッキングした検査用治具８０の断面の概略図である。超音波探触子２は検査用治具８０に備えられた図示しない着脱機構によって着脱可能である。同図（ｃ）は、検査用治具８０に超音波探触子２をチャッキングした状態の概略図である。このように、超音波探触子２を検査用治具８０にチャッキングすると送信面が検査用治具８０に埋め込まれた状態になる。
【０１２４】
検査用治具８０は超音波診断装置本体１に内蔵させておくことが望ましい。
【０１２５】
図１７は、超音波診断装置本体１に設けた保持治具８６に検査用治具８０を保持、すなわち超音波診断装置本体１に内蔵させる状態を示す概略図である。保持治具８６は、例えば同図に示すように籠型をしており、ケーブル８４を逃がすことができるように溝が設けられている。保持治具８６にはかかる籠型以外にも保持機能を有する治具であればどのようなタイプでもよい。
【０１２６】
図１８は、人体と同様な超音波特性を有する材料を含んだ検査用治具の一例の概略構成を示すものである。同図（ａ）において、９０は該検査用治具を示す。検査用治具９０には人体と同様の材料（ウレタン樹脂等）９１が充填されている。超音波探触子２が所定の超音波信号を送信すると、材料９１中を超音波信号９２が伝搬し、反射超音波信号９３が生成され、超音波探触子２における有機圧電素子２１が受信する。
【０１２７】
以上のように、超音波探触子２の外部に備えた治具を用いて有機圧電素子２１の受信感度を計測する際に、有機圧電素子２に受信させる反射超音波信号を生成することができる。
【０１２８】
次いで、以上のような超音波診断装置Ｓを備えた超音波診断システムＳＹについて図１９を用いて説明する。図１９は、超音波診断システムＳＹの電気的な構成を示すブロック図である。
【０１２９】
超音波診断システムＳＹは超音波診断装置Ｓの他に、コンピュータ断層撮影装置（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ，ＣＴ）９５、画像サーバ９６、リモート装置Ｒ等を有する。この他に、核磁気共鳴画像法装置（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ，ＭＲＩ）、ポジトロン断層法（ｐｏｓｉｔｒｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ；ＰＥＴ）等を有していてもよい。
【０１３０】
また、超音波診断装置本体１には検査用治具駆動回路９７が備えられ、検査用治具９０を駆動する。
【０１３１】
コンピュータ断層撮影装置とは、放射線などを利用して物体を走査しコンピュータを用いて処理し、人体の内部画像を構成する装置である。
【０１３２】
核磁気共鳴画像法装置とは、核磁気共鳴現象を利用して生体内の内部の情報を画像化する装置である。
【０１３３】
ポジトロン断層法とは陽電子検出を利用したコンピュータ断層撮影技術である。
【０１３４】
これらの各装置は、通信回線であるネットワーク４５を介して通信する。
【０１３５】
リモート装置Ｒは、超音波診断装置Ｓへの指示等を入力する操作入力部４１、超音波画像等を表示する表示部４２、超音波診断装置本体１との通信機能を有する通信部４３、そしてこれら操作入力部４１と表示部４２と通信部４３とを制御するリモート制御部４４を備える。
【０１３６】
このような超音波診断システムＳＹにおいては、リモート装置からの指示で上記した画像補正処理を実施することができる。例えば、超音波診断装置本体１の操作入力部１１と表示部１５の機能を、リモート装置Ｒにおける各々操作入力部４１と表示部４２に担わせる。そして、操作入力部４１への操作情報（操作信号）をリモート制御部４４の制御により通信部４３、４６を介して制御部１６へ送信する。そして制御部１６に、上記したような画像補正処理を実施させる。以上のような動作により超音波診断システムＳＹにおいても、低下した有機圧電素子２１の受信感度を補正して高精細な超音波画像を得ることができる。
【０１３７】
以上のように、被検体内に第１超音波信号を送信する複数の送信用素子と、第１超音波信号が前記被検体内において反射されて生成され、第１超音波信号の基本周波数成分または高調波周波数成分の周波数を有する第２超音波信号を受信して受信電気信号に変換する複数の受信用素子と、受信電気信号から被検体内の超音波画像を生成する画像処理部と、超音波画像を表示する表示部と、前記高調波周波数成分の周波数を発生させる検査用高調波発生手段とを有し、検査用高調波発生手段で発生させた高調波を受信用素子で受信することで、受信用素子の高調波受信感度の低下度合いを検出し、検出結果を画像処理部による処理にフィードバックすることで、超音波画像が受信用素子の高調波受信感度の低下の影響による画質劣化の影響を抑制させることができる超音波診断システムを提供することができる。
【０１３８】
また、被検体内に第１超音波信号を送信する複数の送信用素子と、第１超音波信号が前記被検体内において反射されて生成され、第１超音波信号の基本周波数成分または高調波周波数成分の周波数を有する第２超音波信号を受信して受信電気信号に変換する複数の受信用素子と、受信電気信号から前記被検体内の超音波画像を生成する画像処理部と、前記超音波画像を表示する表示部とを有し、高調波周波数成分の周波数を発生させる検査用高調波発生手段で発生させた高調波を受信用素子で受信することで、受信用素子の高調波受信感度の低下度合いを検出し、検出結果を前記画像処理部による処理にフィードバックすることで、超音波画像が前記受信用素子の高調波受信感度の低下の影響による画質劣化の影響を抑制させる超音波診断装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１３９】
１ 超音波診断装置本体
２ 超音波探触子
３ ケーブル
４ 無機圧電素子アレイ
５ 有機圧電素子アレイ
６ 受信用素子
７ 送信用素子
８ コネクタ
１１ 操作入力部
１２ 送信部
１３ 受信部
１４ 画像処理部
１５ 表示部
１６、１８ 制御部
２１ 有機圧電素子
２２ 無機圧電素子
２３ 音響制動部材
２４ 音響分離部
２５ 共通接地電極
２６ 音響整合層
２７ 音響整合層
２８ 導電パッド
２９ 第１信号線
３０ 第２信号線
３１ 音響整合層
３２ 無機圧電素子
３３ 音響整合層
３５ 圧電素子
４１ 操作入力部
４２ 表示部
４３ 通信部
４４ リモート制御部
４６ 通信部
７１ 基準受信信号
７２ 実測電気信号
１０１ 圧電素子
１０２、１０３ 電極
１０５ 圧電素子
１０６、１０７ 電極
１７１ 受信信号比較回路
１７２ 受信信号基準データ記憶部
１７３ 受信感度補正データ記憶部
１７４ 受信信号補正回路
Ｒ リモート装置
Ｓ 超音波診断装置
ＳＹ 超音波診断システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に第１超音波信号を送信する複数の送信用素子と、前記第１超音波信号が前記被検体内において反射されて生成され、前記第１超音波信号の基本周波数成分または高調波周波数成分の周波数を有する第２超音波信号を受信して受信電気信号に変換する複数の受信用素子と、前記受信電気信号から前記被検体内の超音波画像を生成する画像処理部と、前記超音波画像を表示する表示部と、前記高調波周波数成分の周波数を発生させる検査用高調波発生手段とを有し、
前記検査用高調波発生手段で発生させた高調波を前記受信用素子で受信することで、該受信用素子の高調波受信感度の低下度合いを検出し、該検出結果を前記画像処理部による処理にフィードバックすることで、超音波画像が前記受信用素子の高調波受信感度の低下の影響による画質劣化の影響を抑制させていることを特徴とする超音波診断システム。
【請求項２】
前記送信用素子を形成する圧電材料は無機圧電材料であり、前記受信用素子を形成する圧電材料は有機圧電材料であることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断システム。
【請求項３】
前記有機圧電材料は、フッ化ビニリデンの重合体、または、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンの共重合体であることを特徴とする請求項２に記載の超音波診断システム。
【請求項４】
前記高調波周波数成分は３次高調波成分であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【請求項５】
前記検査用高調波発生手段は、前記送信用素子、前記受信用素子とは別に設けられており、無機圧電材料からなる無機圧電素子であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【請求項６】
前記送信用素子と前記受信用素子とを備えた超音波探触子を有し、
前記検査用高調波発生手段は、前記送信用素子から送信される第１超音波信号を高調波周波数成分の周波数に変換させる機能を有し、前記超音波探触子に着脱できる構造であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【請求項７】
前記超音波診断システムは、少なくともコンピュータ断層撮影装置、核磁気共鳴画像法装置、ポジトロン断層法装置、または、画像サーバのいずれか一つを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【請求項８】
操作入力部と、該操作入力部の操作に応じて操作信号を発生する制御部と、通信回線を介して前記制御部が外部と通信する通信部と、を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【請求項９】
被検体内に超音波信号を送信する送信用素子から送信される前記超音波信号を、高調波周波数成分の周波数に変換させることを特徴とする検査用治具。
【請求項１０】
被検体内に第１超音波信号を送信する複数の送信用素子と、前記第１超音波信号が前記被検体内において反射されて生成され、前記第１超音波信号の基本周波数成分または高調波周波数成分の周波数を有する第２超音波信号を受信して受信電気信号に変換する複数の受信用素子と、前記受信電気信号から前記被検体内の超音波画像を生成する画像処理部と、前記超音波画像を表示する表示部とを有し、
前記高調波周波数成分の周波数を発生させる検査用高調波発生手段で発生させた高調波を前記受信用素子で受信することで、該受信用素子の高調波受信感度の低下度合いを検出し、該検出結果を前記画像処理部による処理にフィードバックすることで、超音波画像が前記受信用素子の高調波受信感度の低下の影響による画質劣化の影響を抑制させていることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１１】
前記検査用高調波発生手段を内蔵していることを特徴とする請求項１０に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記検査用高調波発生手段は、治具であり、前記受信用素子の受信感度補正時に取り付けて使用することを特徴とする請求項１０または１１記載の超音波診断装置。
【請求項１】
被検体内に第１超音波信号を送信する複数の送信用素子と、前記第１超音波信号が前記被検体内において反射されて生成され、前記第１超音波信号の基本周波数成分または高調波周波数成分の周波数を有する第２超音波信号を受信して受信電気信号に変換する複数の受信用素子と、前記受信電気信号から前記被検体内の超音波画像を生成する画像処理部と、前記超音波画像を表示する表示部と、前記高調波周波数成分の周波数を発生させる検査用高調波発生手段とを有し、
前記検査用高調波発生手段で発生させた高調波を前記受信用素子で受信することで、該受信用素子の高調波受信感度の低下度合いを検出し、該検出結果を前記画像処理部による処理にフィードバックすることで、超音波画像が前記受信用素子の高調波受信感度の低下の影響による画質劣化の影響を抑制させていることを特徴とする超音波診断システム。
【請求項２】
前記送信用素子を形成する圧電材料は無機圧電材料であり、前記受信用素子を形成する圧電材料は有機圧電材料であることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断システム。
【請求項３】
前記有機圧電材料は、フッ化ビニリデンの重合体、または、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンの共重合体であることを特徴とする請求項２に記載の超音波診断システム。
【請求項４】
前記高調波周波数成分は３次高調波成分であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【請求項５】
前記検査用高調波発生手段は、前記送信用素子、前記受信用素子とは別に設けられており、無機圧電材料からなる無機圧電素子であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【請求項６】
前記送信用素子と前記受信用素子とを備えた超音波探触子を有し、
前記検査用高調波発生手段は、前記送信用素子から送信される第１超音波信号を高調波周波数成分の周波数に変換させる機能を有し、前記超音波探触子に着脱できる構造であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【請求項７】
前記超音波診断システムは、少なくともコンピュータ断層撮影装置、核磁気共鳴画像法装置、ポジトロン断層法装置、または、画像サーバのいずれか一つを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【請求項８】
操作入力部と、該操作入力部の操作に応じて操作信号を発生する制御部と、通信回線を介して前記制御部が外部と通信する通信部と、を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【請求項９】
被検体内に超音波信号を送信する送信用素子から送信される前記超音波信号を、高調波周波数成分の周波数に変換させることを特徴とする検査用治具。
【請求項１０】
被検体内に第１超音波信号を送信する複数の送信用素子と、前記第１超音波信号が前記被検体内において反射されて生成され、前記第１超音波信号の基本周波数成分または高調波周波数成分の周波数を有する第２超音波信号を受信して受信電気信号に変換する複数の受信用素子と、前記受信電気信号から前記被検体内の超音波画像を生成する画像処理部と、前記超音波画像を表示する表示部とを有し、
前記高調波周波数成分の周波数を発生させる検査用高調波発生手段で発生させた高調波を前記受信用素子で受信することで、該受信用素子の高調波受信感度の低下度合いを検出し、該検出結果を前記画像処理部による処理にフィードバックすることで、超音波画像が前記受信用素子の高調波受信感度の低下の影響による画質劣化の影響を抑制させていることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１１】
前記検査用高調波発生手段を内蔵していることを特徴とする請求項１０に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記検査用高調波発生手段は、治具であり、前記受信用素子の受信感度補正時に取り付けて使用することを特徴とする請求項１０または１１記載の超音波診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１１−５０２３（Ｐ２０１１−５０２３Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５２２８５（Ｐ２００９−１５２２８５）
【出願日】平成２１年６月２６日（２００９．６．２６）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２６日（２００９．６．２６）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
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