超音波診断装置および超音波画像生成方法
【課題】超音波プローブの内部温度の上昇を抑制しながらも高画質の超音波画像を得ることができる超音波診断装置を提供する。
【解決手段】超音波画像の撮像を行なう対象部位の設定を受け付けて、超音波画像を連続して撮影する際の各フレームにおいて、設定された対象部位に応じて、予め設定された測定領域ごとに、超音波ビームの送信パターンを設定し、連続して撮像した複数枚の超音波画像において、測定領域ごとの画像変化率を求めて、検出した画像変化率に応じて、測定領域ごとの超音波ビームの送信パターンを変更する。
【解決手段】超音波画像の撮像を行なう対象部位の設定を受け付けて、超音波画像を連続して撮影する際の各フレームにおいて、設定された対象部位に応じて、予め設定された測定領域ごとに、超音波ビームの送信パターンを設定し、連続して撮像した複数枚の超音波画像において、測定領域ごとの画像変化率を求めて、検出した画像変化率に応じて、測定領域ごとの超音波ビームの送信パターンを変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波診断装置および超音波画像生成方法に係り、特に、超音波プローブの振動子アレイから超音波を送受信することにより生成された超音波画像に基づいて診断を行う超音波診断装置の超音波プローブ内における発熱量の抑制に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置が実用化されている。一般に、この種の超音波診断装置は、振動子アレイを内蔵した超音波プローブと、この超音波プローブに接続された装置本体とを有しており、超音波プローブから被検体に向けて超音波を送信し、被検体からの超音波エコーを超音波プローブで受信して、その受信信号を装置本体で電気的に処理することにより超音波画像が生成される。
【０００３】
このような超音波診断装置では、振動子アレイから超音波を送信することで、振動子アレイから発熱が生じる。
ところが、通常、操作者が片手で超音波プローブを把持して振動子アレイの超音波送受信面を被検体の表面に当接しつつ診断を行うので、超音波プローブは操作者が片手で容易に把持し得る程度の小さな筺体内に収容されることが多い。このため、振動子アレイからの発熱により超音波プローブの筺体内が温度上昇することがある。
【０００４】
また、近年、超音波プローブに信号処理のための回路基板を内蔵し、振動子アレイから出力された受信信号をデジタル処理した上で無線通信あるいは有線通信により装置本体に伝送することにより、ノイズの影響を低減して高画質の超音波画像を得るようにした超音波診断装置が提案されている。
この種のデジタル処理を行う超音波プローブでは、受信信号の処理時においても回路基板からの発熱が生じ、回路基板の各回路の安定した動作を保証するために筺体内の温度上昇を抑制する必要がある。
【０００５】
超音波プローブの温度上昇対策については、例えば特許文献１に、超音波プローブの表面温度に応じて振動子アレイを駆動する条件を自動的に変化させる超音波診断装置が開示されている。表面温度が高くなるほど、超音波の送信時における振動子アレイの各トランスデューサの駆動電圧、送信開口数、送信パルスの繰り返し周波数、フレームレート等を低減することにより、超音波プローブの表面温度が適切な温度に維持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２５３７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、送信時の振動子アレイの駆動条件を変化させる特許文献１の装置では、上述したようなデジタル処理を行う超音波プローブにおける受信時の発熱に対処することができない。
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、超音波プローブの内部温度の上昇を抑制しながらも高画質の超音波画像を得ることができる超音波診断装置および超音波画像生成方法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】
上記課題を解決するために、本発明は、送信駆動部から供給された駆動信号に基づいて超音波プローブの振動子アレイから被検体に向けて超音波ビームを送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信した前記振動子アレイから出力された受信信号を処理し、処理された受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波診断装置において、
超音波画像の撮像を行なう対象部位を設定する部位設定部と、
前記超音波画像を連続して撮影する際の各フレームにおいて、前記部位設定部にて設定された対象部位に応じて、予め設定された測定領域ごとに、前記超音波ビームの送信パターンを設定する送信パターン設定部と、
連続して撮像した複数枚の超音波画像において、前記測定領域ごとの画像変化率を求める変化率算出部と、
前記変化率算出部が算出した画像変化率に応じて、前記送信パターン設定部が設定した、前記測定領域ごとの前記超音波ビームの送信パターンを変更する送信パターン変更部とを有することを特徴とする超音波診断装置を提供する。
【０００９】
ここで、前記送信パターン変更部は、前記画像変化率が所定の閾値以下の前記測定領域では、前記超音波ビームの送信間隔を、長くすることが好ましい。
また、前記各フレームにおいて、前記送信パターンの設定によって、前記超音波ビームの送信を行なわない測定領域では、直前のフレームの画像を用いることが好ましい。
また、前記測定領域は、前記振動子アレイから送信される超音波ビームの焦点位置に応じて設定されることが好ましい。
【００１０】
また、上記課題を解決するために、本発明は、送信駆動部から供給された駆動信号に基づいて超音波プローブの振動子アレイから被検体に向けて超音波ビームを送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信した前記振動子アレイから出力された受信信号を処理し、処理された受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成方法において、
超音波画像の撮像を行なう対象部位の設定を受け付けて、
前記超音波画像を連続して撮影する際の各フレームにおいて、設定された対象部位に応じて、予め設定された測定領域ごとに、前記超音波ビームの送信パターンを設定し、
連続して撮像した複数枚の超音波画像において、前記測定領域ごとの画像変化率を求めて、
検出した前記画像変化率に応じて、前記測定領域ごとの前記超音波ビームの送信パターンを変更することを特徴とする超音波画像生成方法を提供する。
【００１１】
ここで、前記画像変化率が、所定の閾値以下の前記測定領域では、前記超音波ビームの送信間隔が長くなるように、前記送信パターンを変更することが好ましい。
また、前記各フレームにおいて、前記送信パターンの設定によって、前記超音波ビームの送信を行なわない測定領域では、直前のフレームの画像を用いることが好ましい。
また、前記測定領域は、前記振動子アレイから送信される超音波ビームの焦点位置に応じて設定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、超音波画像の撮像対象に応じて、測定領域ごとに超音波ビームの送信の有無を設定し、撮像した超音波画像の測定領域毎の画像変化率を求めて、この画像変化率に応じて、測定領域ごとの超音波ビームの送信の有無を変更するので、超音波プローブ内における発熱量を抑制しながらも高画質の超音波画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、送信パターンマップの一例を示す図である。
【図３】図２（Ａ）に示す送信パターンマップの送信パターンを示す図である。
【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、送信パターンの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の超音波診断装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の超音波診断装置の一例の構成を概念的に示すブロック図である。
超音波診断装置１０は、超音波プローブ１２と、この超音波プローブ１２と無線通信により接続された診断装置本体１４とを備えている。
【００１６】
超音波プローブ１２は、１次元又は２次元の振動子アレイの複数チャンネルを構成する複数の超音波トランスデューサ１６を有し、これらトランスデューサ１６にそれぞれ対応して受信信号処理部１８が接続され、さらに受信信号処理部１８にパラレル／シリアル変換部２０を介して無線通信部２２が接続されている。また、複数のトランスデューサ１６に送信駆動部２４を介して送信制御部２６が接続され、複数の受信信号処理部１８に受信制御部２６が接続され、無線通信部２２に通信制御部３０が接続されている。そして、パラレル／シリアル変換部２０、送信制御部２６、受信制御部２６および通信制御部３０にプローブ制御部３２が接続されている。
【００１７】
複数のトランスデューサ１６は、それぞれ送信駆動部２４から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に被検体からの超音波エコーを受信して受信信号を出力する。各トランスデューサ１６は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子、ＰＭＮ−ＰＴ（マグネシウムニオブ酸・チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成した振動子によって構成される。
このような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生して、それらの超音波の合成により超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することにより伸縮して電気信号を発生し、それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。
【００１８】
送信駆動部２４は、例えば、複数のパルサを含んでおり、送信制御部２６によって選択された送信遅延パターンに基づいて、複数のトランスデューサ１６から送信される超音波が被検体内の組織のエリアをカバーする幅広の超音波ビームを形成するようにそれぞれの駆動信号の遅延量を調節して複数のトランスデューサ１６に供給する。
ここで、送信駆動部２４は、後述する送信パターンマップ記憶部５８または送信パターン変更部５６から供給される送信パターンマップに応じて、複数のトランスデューサ１６（振動子アレイ）を制御して、超音波ビームの送信を行なう。
この点については、後に詳述する。
【００１９】
各チャンネルの受信信号処理部１８は、受信制御部２６の制御の下で、対応するトランスデューサ１６から出力される受信信号に対して直交検波処理又は直交サンプリング処理を施すことにより複素ベースバンド信号を生成し、複素ベースバンド信号をサンプリングすることにより、組織のエリアの情報を含むサンプルデータを生成して、サンプルデータをパラレル／シリアル変換部２０に供給する。受信信号処理部１８は、複素ベースバンド信号をサンプリングして得られるデータに高能率符号化のためのデータ圧縮処理を施すことによりサンプルデータを生成してもよい。
パラレル／シリアル変換部２０は、複数チャンネルの受信信号処理部１８によって生成されたパラレルのサンプルデータを、シリアルのサンプルデータに変換する。
【００２０】
無線通信部２２は、シリアルのサンプルデータに基づいてキャリアを変調して伝送信号を生成し、伝送信号をアンテナに供給してアンテナから電波を送信することにより、シリアルのサンプルデータを送信する。変調方式としては、例えば、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation）等が用いられる。
無線通信部２２は、診断装置本体１４との間で無線通信を行うことにより、サンプルデータを診断装置本体１４に送信すると共に、診断装置本体１４から各種の制御信号を受信して、受信された制御信号を通信制御部３０に出力する。通信制御部３０は、プローブ制御部３２によって設定された送信電波強度でサンプルデータの送信が行われるように無線通信部２２を制御すると共に、無線通信部２２が受信した各種の制御信号をプローブ制御部３２に出力する。
【００２１】
プローブ制御部３２は、診断装置本体１４から送信される各種の制御信号に基づいて、超音波プローブ１２の各部の制御を行う。
超音波プローブ１２には、図示しないバッテリが内蔵され、このバッテリから超音波プローブ１２内の各回路に電源供給が行われる。
なお、超音波プローブ１２は、リニアスキャン方式、コンベックススキャン方式、セクタスキャン方式等の体外式プローブでもよいし、ラジアルスキャン方式等の超音波内視鏡用プローブでもよい。
【００２２】
一方、診断装置本体１４は、無線通信部３４を有し、この無線通信部３４にシリアル／パラレル変換部３６を介してデータ格納部３８が接続され、データ格納部３８に画像生成部４０が接続されている。さらに、画像生成部４０に表示制御部４２を介して表示部４４が接続されている。また、画像生成部４０には、変化率算出部５４が接続され、変化率算出部５４に送信パターン変更部５６が接続されている。送信パターン変更部５６は、本体制御部４８に接続されている。
また、無線通信部３４に通信制御部４６が接続され、シリアル／パラレル変換部３６、画像生成部４０、表示制御部４２および通信制御部４６に本体制御部４８が接続されている。さらに、本体制御部４８には、オペレータが入力操作を行うための操作部５２と、動作プログラムを格納する格納部５０と、送信パターンマップ記憶部５８がそれぞれ接続されている。
【００２３】
操作部５２は、撮影メニュー、撮影条件などを設定し、被検体の撮像を指示する入力操作を行なうためのものである。操作部５２は、操作者が入力操作を行なうための、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパネル等から形成することができる。
ここで、本発明においては、操作部５２は、操作者が、撮像対象の部位の種類の指定を行なうためのものでもあり、例えば、肝臓、腎臓、血管、心臓等から撮像を行なう対象部位を選択することができる。
操作部５２は、入力された対象部位の設定の指示を本体制御部４８に供給する。
【００２４】
送信パターンマップ記憶部５８は、撮像対象の部位の種類に応じて選択される、複数の超音波ビームの送信パターンマップを記憶する部位である。
送信パターンマップとは、予め設定されている測定領域ごとの、超音波ビームの送信パターンのマップである。
【００２５】
図２（Ａ）および（Ｂ）に超音波ビームの送信パターンマップの一例を概念的に示す。
図２（Ａ）は、例えば、肝臓や腎臓あるいは心臓等のように、画面の中央部で撮像対象を撮像する場合の送信パターンマップを概念的に示す図である。図２（Ａ）に示す送信パターンマップは、画面中央部の測定領域は、連続送信領域（実線で示す領域）に設定されており、画面左側および右側の測定領域は、間欠送信領域（破線で示す領域）に設定されている。
【００２６】
一方、図２（Ｂ）は、例えば、被検体の表層付近に存在する血管等のように、画面の上部で撮像対象を撮像する場合の送信パターンマップを概念的に示す図である。図２（Ｂ）に示す送信パターンマップは、画面上部および中央部の測定領域は、連続送信領域に設定されており、画面下部の測定領域は、間欠送信領域に設定されている。
【００２７】
次に、図３を用いて、連続送信領域と間欠送信領域について説明する。
図３は、図２（Ａ）に示す送信パターンマップで撮像を行なう際の連続するフレームを、概念的に示したものである。図３においては、超音波ビームを送信する測定領域に、超音波ビームの焦点を黒丸で表示する。図３に示すように、連続送信領域においては、全てのフレームで超音波ビームを送信する。一方、間欠送信領域においては、所定の割合で、超音波ビームの送信を行なわないフレームを有する。図示例においては、３フレームに１度の割合で、超音波ビームの送信を行なわない。
【００２８】
送信パターンマップ記憶部５８は、複数の、撮像対象の種類に応じた送信パターンマップを、記憶しており、操作部５２にて入力された対象部位の設定の指示に応じて、送信パターンマップを本体制御部４８に供給する。
【００２９】
このように、設定された対象部位に応じて、振動子アレイが超音波ビームの送信を間欠的に行なうようにする領域を予め設定することで、超音波画像の撮像開始直後から、撮像対象が存在しない領域において超音波ビームの送信を間欠的に行なうことにより、超音波プローブ内の発熱量を抑制することができる。また、撮像対象が存在する領域においては、超音波ビームを連続して送信して撮像を行なうので、高画質な超音波画像を得ることができる。
【００３０】
なお、超音波画像を生成する際は、超音波ビームの送信を行なわない測定領域を有するフレームにおいては、画像生成部４０において、直前のフレームの同じ測定領域の画像で補間して超音波画像を生成する。
【００３１】
また、図示例においては、超音波ビームの焦点位置と測定領域とが、一対一で対応するように測定領域を設定したが、これに限定はされず、測定領域が複数の焦点位置を含むように設定してもよい。
【００３２】
また、図示例においては、間欠送信領域では、３フレームに１度、超音波ビームの送信を行なわないフレームを有する構成としたが、これに限定はされず、送信を行なわないフレームの割合は、いくつであってもよい。
【００３３】
また、図示例においては、全ての間欠送信領域で、送信を行なうフレームと送信を行なわないフレームの割合が同じ送信パターンとしたが、これに限定はされず、測定領域ごとに、送信を行なわないフレームの割合を変えてもよい。例えば、連続送信領域から遠い測定領域ほど、送信を行なわないフレームの割合が多くなるようにしてもよい。
【００３４】
無線通信部３４は、超音波プローブ１２との間で無線通信を行うことにより、各種の制御信号を超音波プローブ１２に送信する。また、無線通信部３４は、アンテナによって受信される信号を復調することにより、シリアルのサンプルデータを出力する。
通信制御部４６は、本体制御部４８によって設定された送信電波強度で各種の制御信号の送信が行われるように無線通信部３４を制御する。
シリアル／パラレル変換部３６は、無線通信部３４から出力されるシリアルのサンプルデータを、パラレルのサンプルデータに変換する。データ格納部３８は、メモリまたはハードディスク等によって構成され、シリアル／パラレル変換部３６によって変換された少なくとも１フレーム分のサンプルデータを格納する。
【００３５】
画像生成部４０は、データ格納部３８から読み出される１フレーム毎のサンプルデータに受信フォーカス処理を施して、超音波診断画像を表す画像信号を生成する。画像生成部４０は、整相加算部６０と画像処理部６２とを含んでいる。
整相加算部６０は、本体制御部４８において設定された受信方向に応じて、予め記憶されている複数の受信遅延パターンの中から１つの受信遅延パターンを選択し、選択された受信遅延パターンに基づいて、サンプルデータによって表される複数の複素ベースバンド信号にそれぞれの遅延を与えて加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれたベースバンド信号（音線信号）が生成される。
【００３６】
画像処理部６２は、整相加算部６０によって生成される音線信号に基づいて、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。画像処理部６２は、ＳＴＣ（sensitivity time control）部と、補間部と、ＤＳＣ（digital scan converter：デジタル・スキャン・コンバータ）とを含んでいる。ＳＴＣ部は、音線信号に対して、超音波の反射位置の深度に応じて、距離による減衰の補正を施す。補間部は、後述する温度上昇抑制モードで間欠的に超音波が送受信されることにより音線信号の欠落したフレームの補間処理を行う。ＤＳＣは、ＳＴＣ部によって補正された音線信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換（ラスター変換）し、階調処理等の必要な画像処理を施すことにより、Ｂモード画像信号を生成する。
【００３７】
表示制御部４２は、画像生成部４０によって生成される画像信号に基づいて、表示部４４に超音波診断画像を表示させる。表示部４４は、例えば、ＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部４２の制御の下で、超音波診断画像を表示する。
【００３８】
変化率算出部５４は、画像生成部４０から供給される、連続する数フレームの超音波画像から、測定領域ごとの画像の変化率を求めるものである。
画像の変化率を求める方法には、特に限定はないが、例えば、超音波画像に含まれる各部分（人体の臓器など）について２値化処理等を施してその輪郭を抽出し、各部分の輪郭がフレーム毎に変化する変化量を変化率として求める方法等を用いればよい。
変化率算出部５４は、検出した測定領域ごとの画像変化率を送信パターン変更部５６に供給する。
【００３９】
送信パターン変更部５６は、変化率算出部５４から供給される画像変化率に応じて、各測定領域における送信パターンを変更するものである。
具体的には、送信パターン変更部５６は、供給された測定領域ごとの画像変化率を、所定の閾値と比較して、画像変化率が所定の閾値以下の測定領域を間欠送信領域に設定し、画像変化率が所定の閾値以上の測定領域を連続送信領域に設定して、新たな送信パターンマップを生成する。
【００４０】
以下、送信パターン変更部５６について、図４を用いてより詳しく説明する。
図４（Ａ）および（Ｂ）に、図２（Ａ）の送信パターンマップで撮像を行なう際の連続するフレームを概念的に示す。なお、図４（Ａ）および（Ｂ）においては、焦点位置の図示は省略し、超音波ビームを送信する列を矢印で示す。
図４（Ａ）において、対象部位の一部は、連続送信領域から外れ、間欠送信領域に存在する（図においては、右から２列目の測定領域）。ここで、対象部位が大きく動いていると、変化率算出部５４が画像の変化率を求めた際に、対象部位が存在する測定領域では、画像変化率が大きく算出される。送信パターン変更部５６は、求めた画像変化率から、対象部位のが存在する測定領域を連続送信領域に設定し、それ以外の測定領域を間欠送信領域に設定し、図４（Ｂ）に示すような、新たな送信パターンマップを生成する。
送信パターン変更部５６は、生成した送信パターンマップを本体制御部４８に供給する。
【００４１】
このように、変化率算出部５４が求めた測定領域ごとの画像変化率に応じて、送信パターン変更部５６が、超音波ビームの送信パターンを変更するので、撮像中の画像に応じて、画像の変化率が小さく画像の変化が捉えやすい領域では、間欠的に超音波ビームの送信を行なうことができ、超音波プローブ内の発熱量を抑制することができる。また、画像の変化率が大きい領域では、連続して超音波ビームの送信を行なうので、変化の大きい撮像対象を捉えることができ、高画質な超音波画像を撮像することができる。
【００４２】
なお、変化率算出部５４が行なう画像変化率の算出、および、送信パターン変更部５６が行なう送信パターンマップの生成は、超音波画像の撮像中に順次行なってもよいし、所定の時間間隔で行なってもよい。
【００４３】
本体制御部４８は、超音波画像の撮像開始時に、操作部５２から入力された対象部位の設定の指示に応じて、送信パターンマップ記憶部５８から、送信パターンマップを読み出し、この送信パターンで振動子アレイからの超音波ビームの送信が行なわれるようにすると共に、撮像中に送信パターン変更部５６にて新たな送信パターンマップが生成された際に、新たな送信パターンで振動子アレイからの超音波ビームの送信が行なわれるように、通信制御部３０、４６、無線通信部２２、３４を介して、プローブ制御部３２に、制御信号を送信する。
【００４４】
このような診断装置本体１４において、シリアル／パラレル変換部３６、画像生成部４０、表示制御部４２、通信制御部４６および本体制御部４８は、ＣＰＵと、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための動作プログラムから構成されるが、それらをデジタル回路で構成してもよい。上記の動作プログラムは、格納部５０に格納される。格納部５０における記録媒体としては、内蔵のハードディスクの他に、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いることができる。
【００４５】
次に、超音波診断装置１０の動作について説明する。
操作者が、操作部５２を操作して、撮像を行なう対象部位の設定を行なうと、本体制御部４８は、入力された対象部位に応じて、送信パターンマップ記憶部５８から送信パターンマップを読み出す。操作者が、超音波プローブ１２を被検体の表面に当接し、撮像を開始すると、本体制御部４８からの制御信号および送信パターンマップに基づいて、送信制御部２６が送信駆動部２４を制御する。送信駆動部２４が、制御信号に基づいてトランスデューサ１６を駆動し、各トランスデューサ１６から超音波ビームが送信され、被検体内からの超音波エコーを、各トランスデューサ１６が受信し、受信信号を出力する。
【００４６】
被検体からの超音波エコーを受信した各トランスデューサ１６から出力された受信信号がそれぞれ対応する受信信号処理部１８に供給される。受信信号処理部１８に供給された受信信号はサンプルデータに順次変換され、パラレル／シリアル変換部２０でシリアル化された後に無線通信部２２から診断装置本体１４へ無線伝送される。診断装置本体１４の無線通信部３４で受信されたサンプルデータは、シリアル／パラレル変換部３６でパラレルのデータに変換され、データ格納部３８に格納される。さらに、データ格納部３８から１フレーム毎のサンプルデータが読み出され、画像生成部４０で画像信号が生成され、この画像信号に基づいて表示制御部４２により超音波診断画像が表示部４４に表示される。
【００４７】
また、画像生成部４０で生成された超音波画像は、変化率算出部５４に供給され、測定領域ごとに画像の変化率が求められる。送信パターン変更部５６は、変化率算出部５４が求めた画像の変化率に応じて、新たな送信パターンマップを生成し、本体制御部４８に供給する。本体制御部４８は、送信パターン変更部５６が生成した送信パターンマップに基づいて、超音波ビームの送信を行なうように、プローブ制御部３２に制御信号を送信する。
【００４８】
このように、設定された対象部位に応じて、振動子アレイが超音波ビームの送信を間欠的に行なうようにする領域を予め設定することで、超音波画像の撮像開始直後から、撮像対象が存在しない領域において超音波ビームの送信を間欠的に行なうことにより、超音波プローブ内の発熱量を抑制することができる。また、撮像対象が存在する領域においては、超音波ビームを連続して送信して撮像を行なうので、高画質な超音波画像を得ることができる。
また、超音波画像の撮像中に、測定領域ごとに画像の変化率を求めて、この画像変化率に応じて、新たな送信パターンマップを生成するので、撮像中の画像に応じて、画像変化率が小さく画像の変化が捉えやすい領域では、間欠的に超音波ビームの送信を行なうことができ、超音波プローブ内の発熱量を抑制することができる。また、画像の変化率が大きい領域では、連続して超音波ビームの送信を行なうので、変化の大きい撮像対象を捉えることができ、高画質な超音波画像を撮像することができる。
【００４９】
本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００５０】
１０ 超音波診断装置
１２ 超音波プローブ
１４ 診断装置本体
１６ トランスデューサ
１８ 受信信号処理部
２０ パラレル／シリアル変換部
２２、３４ 無線通信部
２４ 送信駆動部
２６ 送信制御部
２８ 受信制御部
３０、４６ 通信制御部
３２ プローブ制御部
３６ シリアル／パラレル変換部
３８ データ格納部
４０ 画像生成部
４２ 表示制御部
４４ 表示部
４８ 本体制御部
５０ 格納部
５２ 操作部
５４ 変化率算出部
５６ 送信パターン変更部
５８ 送信パターンマップ記憶部
６０ 整相加算部
６２ 画像処理部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波診断装置および超音波画像生成方法に係り、特に、超音波プローブの振動子アレイから超音波を送受信することにより生成された超音波画像に基づいて診断を行う超音波診断装置の超音波プローブ内における発熱量の抑制に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置が実用化されている。一般に、この種の超音波診断装置は、振動子アレイを内蔵した超音波プローブと、この超音波プローブに接続された装置本体とを有しており、超音波プローブから被検体に向けて超音波を送信し、被検体からの超音波エコーを超音波プローブで受信して、その受信信号を装置本体で電気的に処理することにより超音波画像が生成される。
【０００３】
このような超音波診断装置では、振動子アレイから超音波を送信することで、振動子アレイから発熱が生じる。
ところが、通常、操作者が片手で超音波プローブを把持して振動子アレイの超音波送受信面を被検体の表面に当接しつつ診断を行うので、超音波プローブは操作者が片手で容易に把持し得る程度の小さな筺体内に収容されることが多い。このため、振動子アレイからの発熱により超音波プローブの筺体内が温度上昇することがある。
【０００４】
また、近年、超音波プローブに信号処理のための回路基板を内蔵し、振動子アレイから出力された受信信号をデジタル処理した上で無線通信あるいは有線通信により装置本体に伝送することにより、ノイズの影響を低減して高画質の超音波画像を得るようにした超音波診断装置が提案されている。
この種のデジタル処理を行う超音波プローブでは、受信信号の処理時においても回路基板からの発熱が生じ、回路基板の各回路の安定した動作を保証するために筺体内の温度上昇を抑制する必要がある。
【０００５】
超音波プローブの温度上昇対策については、例えば特許文献１に、超音波プローブの表面温度に応じて振動子アレイを駆動する条件を自動的に変化させる超音波診断装置が開示されている。表面温度が高くなるほど、超音波の送信時における振動子アレイの各トランスデューサの駆動電圧、送信開口数、送信パルスの繰り返し周波数、フレームレート等を低減することにより、超音波プローブの表面温度が適切な温度に維持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２５３７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、送信時の振動子アレイの駆動条件を変化させる特許文献１の装置では、上述したようなデジタル処理を行う超音波プローブにおける受信時の発熱に対処することができない。
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、超音波プローブの内部温度の上昇を抑制しながらも高画質の超音波画像を得ることができる超音波診断装置および超音波画像生成方法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】
上記課題を解決するために、本発明は、送信駆動部から供給された駆動信号に基づいて超音波プローブの振動子アレイから被検体に向けて超音波ビームを送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信した前記振動子アレイから出力された受信信号を処理し、処理された受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波診断装置において、
超音波画像の撮像を行なう対象部位を設定する部位設定部と、
前記超音波画像を連続して撮影する際の各フレームにおいて、前記部位設定部にて設定された対象部位に応じて、予め設定された測定領域ごとに、前記超音波ビームの送信パターンを設定する送信パターン設定部と、
連続して撮像した複数枚の超音波画像において、前記測定領域ごとの画像変化率を求める変化率算出部と、
前記変化率算出部が算出した画像変化率に応じて、前記送信パターン設定部が設定した、前記測定領域ごとの前記超音波ビームの送信パターンを変更する送信パターン変更部とを有することを特徴とする超音波診断装置を提供する。
【０００９】
ここで、前記送信パターン変更部は、前記画像変化率が所定の閾値以下の前記測定領域では、前記超音波ビームの送信間隔を、長くすることが好ましい。
また、前記各フレームにおいて、前記送信パターンの設定によって、前記超音波ビームの送信を行なわない測定領域では、直前のフレームの画像を用いることが好ましい。
また、前記測定領域は、前記振動子アレイから送信される超音波ビームの焦点位置に応じて設定されることが好ましい。
【００１０】
また、上記課題を解決するために、本発明は、送信駆動部から供給された駆動信号に基づいて超音波プローブの振動子アレイから被検体に向けて超音波ビームを送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信した前記振動子アレイから出力された受信信号を処理し、処理された受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成方法において、
超音波画像の撮像を行なう対象部位の設定を受け付けて、
前記超音波画像を連続して撮影する際の各フレームにおいて、設定された対象部位に応じて、予め設定された測定領域ごとに、前記超音波ビームの送信パターンを設定し、
連続して撮像した複数枚の超音波画像において、前記測定領域ごとの画像変化率を求めて、
検出した前記画像変化率に応じて、前記測定領域ごとの前記超音波ビームの送信パターンを変更することを特徴とする超音波画像生成方法を提供する。
【００１１】
ここで、前記画像変化率が、所定の閾値以下の前記測定領域では、前記超音波ビームの送信間隔が長くなるように、前記送信パターンを変更することが好ましい。
また、前記各フレームにおいて、前記送信パターンの設定によって、前記超音波ビームの送信を行なわない測定領域では、直前のフレームの画像を用いることが好ましい。
また、前記測定領域は、前記振動子アレイから送信される超音波ビームの焦点位置に応じて設定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、超音波画像の撮像対象に応じて、測定領域ごとに超音波ビームの送信の有無を設定し、撮像した超音波画像の測定領域毎の画像変化率を求めて、この画像変化率に応じて、測定領域ごとの超音波ビームの送信の有無を変更するので、超音波プローブ内における発熱量を抑制しながらも高画質の超音波画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、送信パターンマップの一例を示す図である。
【図３】図２（Ａ）に示す送信パターンマップの送信パターンを示す図である。
【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、送信パターンの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の超音波診断装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の超音波診断装置の一例の構成を概念的に示すブロック図である。
超音波診断装置１０は、超音波プローブ１２と、この超音波プローブ１２と無線通信により接続された診断装置本体１４とを備えている。
【００１６】
超音波プローブ１２は、１次元又は２次元の振動子アレイの複数チャンネルを構成する複数の超音波トランスデューサ１６を有し、これらトランスデューサ１６にそれぞれ対応して受信信号処理部１８が接続され、さらに受信信号処理部１８にパラレル／シリアル変換部２０を介して無線通信部２２が接続されている。また、複数のトランスデューサ１６に送信駆動部２４を介して送信制御部２６が接続され、複数の受信信号処理部１８に受信制御部２６が接続され、無線通信部２２に通信制御部３０が接続されている。そして、パラレル／シリアル変換部２０、送信制御部２６、受信制御部２６および通信制御部３０にプローブ制御部３２が接続されている。
【００１７】
複数のトランスデューサ１６は、それぞれ送信駆動部２４から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に被検体からの超音波エコーを受信して受信信号を出力する。各トランスデューサ１６は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子、ＰＭＮ−ＰＴ（マグネシウムニオブ酸・チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成した振動子によって構成される。
このような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生して、それらの超音波の合成により超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することにより伸縮して電気信号を発生し、それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。
【００１８】
送信駆動部２４は、例えば、複数のパルサを含んでおり、送信制御部２６によって選択された送信遅延パターンに基づいて、複数のトランスデューサ１６から送信される超音波が被検体内の組織のエリアをカバーする幅広の超音波ビームを形成するようにそれぞれの駆動信号の遅延量を調節して複数のトランスデューサ１６に供給する。
ここで、送信駆動部２４は、後述する送信パターンマップ記憶部５８または送信パターン変更部５６から供給される送信パターンマップに応じて、複数のトランスデューサ１６（振動子アレイ）を制御して、超音波ビームの送信を行なう。
この点については、後に詳述する。
【００１９】
各チャンネルの受信信号処理部１８は、受信制御部２６の制御の下で、対応するトランスデューサ１６から出力される受信信号に対して直交検波処理又は直交サンプリング処理を施すことにより複素ベースバンド信号を生成し、複素ベースバンド信号をサンプリングすることにより、組織のエリアの情報を含むサンプルデータを生成して、サンプルデータをパラレル／シリアル変換部２０に供給する。受信信号処理部１８は、複素ベースバンド信号をサンプリングして得られるデータに高能率符号化のためのデータ圧縮処理を施すことによりサンプルデータを生成してもよい。
パラレル／シリアル変換部２０は、複数チャンネルの受信信号処理部１８によって生成されたパラレルのサンプルデータを、シリアルのサンプルデータに変換する。
【００２０】
無線通信部２２は、シリアルのサンプルデータに基づいてキャリアを変調して伝送信号を生成し、伝送信号をアンテナに供給してアンテナから電波を送信することにより、シリアルのサンプルデータを送信する。変調方式としては、例えば、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation）等が用いられる。
無線通信部２２は、診断装置本体１４との間で無線通信を行うことにより、サンプルデータを診断装置本体１４に送信すると共に、診断装置本体１４から各種の制御信号を受信して、受信された制御信号を通信制御部３０に出力する。通信制御部３０は、プローブ制御部３２によって設定された送信電波強度でサンプルデータの送信が行われるように無線通信部２２を制御すると共に、無線通信部２２が受信した各種の制御信号をプローブ制御部３２に出力する。
【００２１】
プローブ制御部３２は、診断装置本体１４から送信される各種の制御信号に基づいて、超音波プローブ１２の各部の制御を行う。
超音波プローブ１２には、図示しないバッテリが内蔵され、このバッテリから超音波プローブ１２内の各回路に電源供給が行われる。
なお、超音波プローブ１２は、リニアスキャン方式、コンベックススキャン方式、セクタスキャン方式等の体外式プローブでもよいし、ラジアルスキャン方式等の超音波内視鏡用プローブでもよい。
【００２２】
一方、診断装置本体１４は、無線通信部３４を有し、この無線通信部３４にシリアル／パラレル変換部３６を介してデータ格納部３８が接続され、データ格納部３８に画像生成部４０が接続されている。さらに、画像生成部４０に表示制御部４２を介して表示部４４が接続されている。また、画像生成部４０には、変化率算出部５４が接続され、変化率算出部５４に送信パターン変更部５６が接続されている。送信パターン変更部５６は、本体制御部４８に接続されている。
また、無線通信部３４に通信制御部４６が接続され、シリアル／パラレル変換部３６、画像生成部４０、表示制御部４２および通信制御部４６に本体制御部４８が接続されている。さらに、本体制御部４８には、オペレータが入力操作を行うための操作部５２と、動作プログラムを格納する格納部５０と、送信パターンマップ記憶部５８がそれぞれ接続されている。
【００２３】
操作部５２は、撮影メニュー、撮影条件などを設定し、被検体の撮像を指示する入力操作を行なうためのものである。操作部５２は、操作者が入力操作を行なうための、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパネル等から形成することができる。
ここで、本発明においては、操作部５２は、操作者が、撮像対象の部位の種類の指定を行なうためのものでもあり、例えば、肝臓、腎臓、血管、心臓等から撮像を行なう対象部位を選択することができる。
操作部５２は、入力された対象部位の設定の指示を本体制御部４８に供給する。
【００２４】
送信パターンマップ記憶部５８は、撮像対象の部位の種類に応じて選択される、複数の超音波ビームの送信パターンマップを記憶する部位である。
送信パターンマップとは、予め設定されている測定領域ごとの、超音波ビームの送信パターンのマップである。
【００２５】
図２（Ａ）および（Ｂ）に超音波ビームの送信パターンマップの一例を概念的に示す。
図２（Ａ）は、例えば、肝臓や腎臓あるいは心臓等のように、画面の中央部で撮像対象を撮像する場合の送信パターンマップを概念的に示す図である。図２（Ａ）に示す送信パターンマップは、画面中央部の測定領域は、連続送信領域（実線で示す領域）に設定されており、画面左側および右側の測定領域は、間欠送信領域（破線で示す領域）に設定されている。
【００２６】
一方、図２（Ｂ）は、例えば、被検体の表層付近に存在する血管等のように、画面の上部で撮像対象を撮像する場合の送信パターンマップを概念的に示す図である。図２（Ｂ）に示す送信パターンマップは、画面上部および中央部の測定領域は、連続送信領域に設定されており、画面下部の測定領域は、間欠送信領域に設定されている。
【００２７】
次に、図３を用いて、連続送信領域と間欠送信領域について説明する。
図３は、図２（Ａ）に示す送信パターンマップで撮像を行なう際の連続するフレームを、概念的に示したものである。図３においては、超音波ビームを送信する測定領域に、超音波ビームの焦点を黒丸で表示する。図３に示すように、連続送信領域においては、全てのフレームで超音波ビームを送信する。一方、間欠送信領域においては、所定の割合で、超音波ビームの送信を行なわないフレームを有する。図示例においては、３フレームに１度の割合で、超音波ビームの送信を行なわない。
【００２８】
送信パターンマップ記憶部５８は、複数の、撮像対象の種類に応じた送信パターンマップを、記憶しており、操作部５２にて入力された対象部位の設定の指示に応じて、送信パターンマップを本体制御部４８に供給する。
【００２９】
このように、設定された対象部位に応じて、振動子アレイが超音波ビームの送信を間欠的に行なうようにする領域を予め設定することで、超音波画像の撮像開始直後から、撮像対象が存在しない領域において超音波ビームの送信を間欠的に行なうことにより、超音波プローブ内の発熱量を抑制することができる。また、撮像対象が存在する領域においては、超音波ビームを連続して送信して撮像を行なうので、高画質な超音波画像を得ることができる。
【００３０】
なお、超音波画像を生成する際は、超音波ビームの送信を行なわない測定領域を有するフレームにおいては、画像生成部４０において、直前のフレームの同じ測定領域の画像で補間して超音波画像を生成する。
【００３１】
また、図示例においては、超音波ビームの焦点位置と測定領域とが、一対一で対応するように測定領域を設定したが、これに限定はされず、測定領域が複数の焦点位置を含むように設定してもよい。
【００３２】
また、図示例においては、間欠送信領域では、３フレームに１度、超音波ビームの送信を行なわないフレームを有する構成としたが、これに限定はされず、送信を行なわないフレームの割合は、いくつであってもよい。
【００３３】
また、図示例においては、全ての間欠送信領域で、送信を行なうフレームと送信を行なわないフレームの割合が同じ送信パターンとしたが、これに限定はされず、測定領域ごとに、送信を行なわないフレームの割合を変えてもよい。例えば、連続送信領域から遠い測定領域ほど、送信を行なわないフレームの割合が多くなるようにしてもよい。
【００３４】
無線通信部３４は、超音波プローブ１２との間で無線通信を行うことにより、各種の制御信号を超音波プローブ１２に送信する。また、無線通信部３４は、アンテナによって受信される信号を復調することにより、シリアルのサンプルデータを出力する。
通信制御部４６は、本体制御部４８によって設定された送信電波強度で各種の制御信号の送信が行われるように無線通信部３４を制御する。
シリアル／パラレル変換部３６は、無線通信部３４から出力されるシリアルのサンプルデータを、パラレルのサンプルデータに変換する。データ格納部３８は、メモリまたはハードディスク等によって構成され、シリアル／パラレル変換部３６によって変換された少なくとも１フレーム分のサンプルデータを格納する。
【００３５】
画像生成部４０は、データ格納部３８から読み出される１フレーム毎のサンプルデータに受信フォーカス処理を施して、超音波診断画像を表す画像信号を生成する。画像生成部４０は、整相加算部６０と画像処理部６２とを含んでいる。
整相加算部６０は、本体制御部４８において設定された受信方向に応じて、予め記憶されている複数の受信遅延パターンの中から１つの受信遅延パターンを選択し、選択された受信遅延パターンに基づいて、サンプルデータによって表される複数の複素ベースバンド信号にそれぞれの遅延を与えて加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれたベースバンド信号（音線信号）が生成される。
【００３６】
画像処理部６２は、整相加算部６０によって生成される音線信号に基づいて、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。画像処理部６２は、ＳＴＣ（sensitivity time control）部と、補間部と、ＤＳＣ（digital scan converter：デジタル・スキャン・コンバータ）とを含んでいる。ＳＴＣ部は、音線信号に対して、超音波の反射位置の深度に応じて、距離による減衰の補正を施す。補間部は、後述する温度上昇抑制モードで間欠的に超音波が送受信されることにより音線信号の欠落したフレームの補間処理を行う。ＤＳＣは、ＳＴＣ部によって補正された音線信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換（ラスター変換）し、階調処理等の必要な画像処理を施すことにより、Ｂモード画像信号を生成する。
【００３７】
表示制御部４２は、画像生成部４０によって生成される画像信号に基づいて、表示部４４に超音波診断画像を表示させる。表示部４４は、例えば、ＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部４２の制御の下で、超音波診断画像を表示する。
【００３８】
変化率算出部５４は、画像生成部４０から供給される、連続する数フレームの超音波画像から、測定領域ごとの画像の変化率を求めるものである。
画像の変化率を求める方法には、特に限定はないが、例えば、超音波画像に含まれる各部分（人体の臓器など）について２値化処理等を施してその輪郭を抽出し、各部分の輪郭がフレーム毎に変化する変化量を変化率として求める方法等を用いればよい。
変化率算出部５４は、検出した測定領域ごとの画像変化率を送信パターン変更部５６に供給する。
【００３９】
送信パターン変更部５６は、変化率算出部５４から供給される画像変化率に応じて、各測定領域における送信パターンを変更するものである。
具体的には、送信パターン変更部５６は、供給された測定領域ごとの画像変化率を、所定の閾値と比較して、画像変化率が所定の閾値以下の測定領域を間欠送信領域に設定し、画像変化率が所定の閾値以上の測定領域を連続送信領域に設定して、新たな送信パターンマップを生成する。
【００４０】
以下、送信パターン変更部５６について、図４を用いてより詳しく説明する。
図４（Ａ）および（Ｂ）に、図２（Ａ）の送信パターンマップで撮像を行なう際の連続するフレームを概念的に示す。なお、図４（Ａ）および（Ｂ）においては、焦点位置の図示は省略し、超音波ビームを送信する列を矢印で示す。
図４（Ａ）において、対象部位の一部は、連続送信領域から外れ、間欠送信領域に存在する（図においては、右から２列目の測定領域）。ここで、対象部位が大きく動いていると、変化率算出部５４が画像の変化率を求めた際に、対象部位が存在する測定領域では、画像変化率が大きく算出される。送信パターン変更部５６は、求めた画像変化率から、対象部位のが存在する測定領域を連続送信領域に設定し、それ以外の測定領域を間欠送信領域に設定し、図４（Ｂ）に示すような、新たな送信パターンマップを生成する。
送信パターン変更部５６は、生成した送信パターンマップを本体制御部４８に供給する。
【００４１】
このように、変化率算出部５４が求めた測定領域ごとの画像変化率に応じて、送信パターン変更部５６が、超音波ビームの送信パターンを変更するので、撮像中の画像に応じて、画像の変化率が小さく画像の変化が捉えやすい領域では、間欠的に超音波ビームの送信を行なうことができ、超音波プローブ内の発熱量を抑制することができる。また、画像の変化率が大きい領域では、連続して超音波ビームの送信を行なうので、変化の大きい撮像対象を捉えることができ、高画質な超音波画像を撮像することができる。
【００４２】
なお、変化率算出部５４が行なう画像変化率の算出、および、送信パターン変更部５６が行なう送信パターンマップの生成は、超音波画像の撮像中に順次行なってもよいし、所定の時間間隔で行なってもよい。
【００４３】
本体制御部４８は、超音波画像の撮像開始時に、操作部５２から入力された対象部位の設定の指示に応じて、送信パターンマップ記憶部５８から、送信パターンマップを読み出し、この送信パターンで振動子アレイからの超音波ビームの送信が行なわれるようにすると共に、撮像中に送信パターン変更部５６にて新たな送信パターンマップが生成された際に、新たな送信パターンで振動子アレイからの超音波ビームの送信が行なわれるように、通信制御部３０、４６、無線通信部２２、３４を介して、プローブ制御部３２に、制御信号を送信する。
【００４４】
このような診断装置本体１４において、シリアル／パラレル変換部３６、画像生成部４０、表示制御部４２、通信制御部４６および本体制御部４８は、ＣＰＵと、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための動作プログラムから構成されるが、それらをデジタル回路で構成してもよい。上記の動作プログラムは、格納部５０に格納される。格納部５０における記録媒体としては、内蔵のハードディスクの他に、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いることができる。
【００４５】
次に、超音波診断装置１０の動作について説明する。
操作者が、操作部５２を操作して、撮像を行なう対象部位の設定を行なうと、本体制御部４８は、入力された対象部位に応じて、送信パターンマップ記憶部５８から送信パターンマップを読み出す。操作者が、超音波プローブ１２を被検体の表面に当接し、撮像を開始すると、本体制御部４８からの制御信号および送信パターンマップに基づいて、送信制御部２６が送信駆動部２４を制御する。送信駆動部２４が、制御信号に基づいてトランスデューサ１６を駆動し、各トランスデューサ１６から超音波ビームが送信され、被検体内からの超音波エコーを、各トランスデューサ１６が受信し、受信信号を出力する。
【００４６】
被検体からの超音波エコーを受信した各トランスデューサ１６から出力された受信信号がそれぞれ対応する受信信号処理部１８に供給される。受信信号処理部１８に供給された受信信号はサンプルデータに順次変換され、パラレル／シリアル変換部２０でシリアル化された後に無線通信部２２から診断装置本体１４へ無線伝送される。診断装置本体１４の無線通信部３４で受信されたサンプルデータは、シリアル／パラレル変換部３６でパラレルのデータに変換され、データ格納部３８に格納される。さらに、データ格納部３８から１フレーム毎のサンプルデータが読み出され、画像生成部４０で画像信号が生成され、この画像信号に基づいて表示制御部４２により超音波診断画像が表示部４４に表示される。
【００４７】
また、画像生成部４０で生成された超音波画像は、変化率算出部５４に供給され、測定領域ごとに画像の変化率が求められる。送信パターン変更部５６は、変化率算出部５４が求めた画像の変化率に応じて、新たな送信パターンマップを生成し、本体制御部４８に供給する。本体制御部４８は、送信パターン変更部５６が生成した送信パターンマップに基づいて、超音波ビームの送信を行なうように、プローブ制御部３２に制御信号を送信する。
【００４８】
このように、設定された対象部位に応じて、振動子アレイが超音波ビームの送信を間欠的に行なうようにする領域を予め設定することで、超音波画像の撮像開始直後から、撮像対象が存在しない領域において超音波ビームの送信を間欠的に行なうことにより、超音波プローブ内の発熱量を抑制することができる。また、撮像対象が存在する領域においては、超音波ビームを連続して送信して撮像を行なうので、高画質な超音波画像を得ることができる。
また、超音波画像の撮像中に、測定領域ごとに画像の変化率を求めて、この画像変化率に応じて、新たな送信パターンマップを生成するので、撮像中の画像に応じて、画像変化率が小さく画像の変化が捉えやすい領域では、間欠的に超音波ビームの送信を行なうことができ、超音波プローブ内の発熱量を抑制することができる。また、画像の変化率が大きい領域では、連続して超音波ビームの送信を行なうので、変化の大きい撮像対象を捉えることができ、高画質な超音波画像を撮像することができる。
【００４９】
本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００５０】
１０ 超音波診断装置
１２ 超音波プローブ
１４ 診断装置本体
１６ トランスデューサ
１８ 受信信号処理部
２０ パラレル／シリアル変換部
２２、３４ 無線通信部
２４ 送信駆動部
２６ 送信制御部
２８ 受信制御部
３０、４６ 通信制御部
３２ プローブ制御部
３６ シリアル／パラレル変換部
３８ データ格納部
４０ 画像生成部
４２ 表示制御部
４４ 表示部
４８ 本体制御部
５０ 格納部
５２ 操作部
５４ 変化率算出部
５６ 送信パターン変更部
５８ 送信パターンマップ記憶部
６０ 整相加算部
６２ 画像処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信駆動部から供給された駆動信号に基づいて超音波プローブの振動子アレイから被検体に向けて超音波ビームを送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信した前記振動子アレイから出力された受信信号を処理し、処理された受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波診断装置において、
超音波画像の撮像を行なう対象部位を設定する部位設定部と、
前記超音波画像を連続して撮影する際の各フレームにおいて、前記部位設定部にて設定された対象部位に応じて、予め設定された測定領域ごとに、前記超音波ビームの送信パターンを設定する送信パターン設定部と、
連続して撮像した複数枚の超音波画像において、前記測定領域ごとの画像変化率を求める変化率算出部と、
前記変化率算出部が算出した画像変化率に応じて、前記送信パターン設定部が設定した、前記測定領域ごとの前記超音波ビームの送信パターンを変更する送信パターン変更部とを有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記送信パターン変更部は、前記画像変化率が所定の閾値以下の前記測定領域では、前記超音波ビームの送信間隔を、長くする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記各フレームにおいて、前記送信パターンの設定によって、前記超音波ビームの送信を行なわない測定領域では、直前のフレームの画像を用いる請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記測定領域は、前記振動子アレイから送信される超音波ビームの焦点位置に応じて設定される請求項１〜３のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項５】
送信駆動部から供給された駆動信号に基づいて超音波プローブの振動子アレイから被検体に向けて超音波ビームを送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信した前記振動子アレイから出力された受信信号を処理し、処理された受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成方法において、
超音波画像の撮像を行なう対象部位の設定を受け付けて、
前記超音波画像を連続して撮影する際の各フレームにおいて、設定された対象部位に応じて、予め設定された測定領域ごとに、前記超音波ビームの送信パターンを設定し、
連続して撮像した複数枚の超音波画像において、前記測定領域ごとの画像変化率を求めて、
検出した前記画像変化率に応じて、前記測定領域ごとの前記超音波ビームの送信パターンを変更することを特徴とする超音波画像生成方法。
【請求項６】
前記画像変化率が、所定の閾値以下の前記測定領域では、前記超音波ビームの送信間隔が長くなるように、前記送信パターンを変更する請求項５に記載の超音波画像生成方法。
【請求項７】
前記各フレームにおいて、前記送信パターンの設定によって、前記超音波ビームの送信を行なわない測定領域では、直前のフレームの画像を用いる請求項５または６に記載の超音波画像生成方法。
【請求項８】
前記測定領域は、前記振動子アレイから送信される超音波ビームの焦点位置に応じて設定される請求項５〜７のいずれかに記載の超音波画像生成方法。
【請求項１】
送信駆動部から供給された駆動信号に基づいて超音波プローブの振動子アレイから被検体に向けて超音波ビームを送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信した前記振動子アレイから出力された受信信号を処理し、処理された受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波診断装置において、
超音波画像の撮像を行なう対象部位を設定する部位設定部と、
前記超音波画像を連続して撮影する際の各フレームにおいて、前記部位設定部にて設定された対象部位に応じて、予め設定された測定領域ごとに、前記超音波ビームの送信パターンを設定する送信パターン設定部と、
連続して撮像した複数枚の超音波画像において、前記測定領域ごとの画像変化率を求める変化率算出部と、
前記変化率算出部が算出した画像変化率に応じて、前記送信パターン設定部が設定した、前記測定領域ごとの前記超音波ビームの送信パターンを変更する送信パターン変更部とを有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記送信パターン変更部は、前記画像変化率が所定の閾値以下の前記測定領域では、前記超音波ビームの送信間隔を、長くする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記各フレームにおいて、前記送信パターンの設定によって、前記超音波ビームの送信を行なわない測定領域では、直前のフレームの画像を用いる請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記測定領域は、前記振動子アレイから送信される超音波ビームの焦点位置に応じて設定される請求項１〜３のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項５】
送信駆動部から供給された駆動信号に基づいて超音波プローブの振動子アレイから被検体に向けて超音波ビームを送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信した前記振動子アレイから出力された受信信号を処理し、処理された受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成方法において、
超音波画像の撮像を行なう対象部位の設定を受け付けて、
前記超音波画像を連続して撮影する際の各フレームにおいて、設定された対象部位に応じて、予め設定された測定領域ごとに、前記超音波ビームの送信パターンを設定し、
連続して撮像した複数枚の超音波画像において、前記測定領域ごとの画像変化率を求めて、
検出した前記画像変化率に応じて、前記測定領域ごとの前記超音波ビームの送信パターンを変更することを特徴とする超音波画像生成方法。
【請求項６】
前記画像変化率が、所定の閾値以下の前記測定領域では、前記超音波ビームの送信間隔が長くなるように、前記送信パターンを変更する請求項５に記載の超音波画像生成方法。
【請求項７】
前記各フレームにおいて、前記送信パターンの設定によって、前記超音波ビームの送信を行なわない測定領域では、直前のフレームの画像を用いる請求項５または６に記載の超音波画像生成方法。
【請求項８】
前記測定領域は、前記振動子アレイから送信される超音波ビームの焦点位置に応じて設定される請求項５〜７のいずれかに記載の超音波画像生成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１８７２５６（Ｐ２０１２−１８７２５６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２８４３（Ｐ２０１１−５２８４３）
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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