超音波診断装置および超音波画像生成方法
【課題】高画質化と省電力化を図ることができるバッテリ駆動型の超音波診断装置を提供する。
【解決手段】内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、時刻ｔ１に振動子アレイを構成する各トランスデューサに駆動信号が供給されても、受信信号処理部はＯＦＦ状態のままＯＮ状態とならず、関心領域の測定深度に応じて、時刻ｔ４に関心領域からの超音波エコーの受信が開始された後、時刻ｔ５に関心領域からの超音波エコーの受信が終了するまでの間のみ受信信号処理部がＯＮ状態とされ、その後、受信信号処理部は再びＯＦＦ状態となる。
【解決手段】内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、時刻ｔ１に振動子アレイを構成する各トランスデューサに駆動信号が供給されても、受信信号処理部はＯＦＦ状態のままＯＮ状態とならず、関心領域の測定深度に応じて、時刻ｔ４に関心領域からの超音波エコーの受信が開始された後、時刻ｔ５に関心領域からの超音波エコーの受信が終了するまでの間のみ受信信号処理部がＯＮ状態とされ、その後、受信信号処理部は再びＯＦＦ状態となる。
【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バッテリ駆動型の超音波診断装置の省電力化に関する。
【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】
近年、ベッドサイドや救急医療現場等に搬送して使用することができる携帯型の超音波診断装置が開発されている。
このような超音波診断装置では、その電源にバッテリが用いられており、装置の消費電力が連続使用時間に大きな影響を及ぼすこととなる。
【０００４】
特に、超音波プローブと装置本体とを無線接続するワイヤレスプローブ等では、振動子からの超音波の送信および超音波エコーの受信に関わる送受信回路を小さなプローブ内に配置する必要があるため、これらの回路の大幅な省電力化が要求される。
ところが、通常の超音波診断装置では、振動子の駆動電圧として５０〜１００Ｖが用いられるのに対して、上記のワイヤレスプローブ等では、実装空間制限から振動子の駆動電圧は低く抑えられているので、高画質を得るために受信回路のＳ／Ｎを上げる必要がある。一般に、受信回路のＳ／Ｎはその消費電力と関係があり、高Ｓ／Ｎを得るためには受信回路の消費電力を低減することは難しいのが現状である。
【０００５】
超音波診断装置における省電力化については、例えば特許文献１に、受信に関与しないチャンネルのバッファアンプのバイアスを停止するようにした装置が示されている。また、特許文献２には、測定ラインの本数を維持しつつ関心領域のみについて測定ラインの密度を上げ、それ以外の範囲については測定ラインの密度を低下させる超音波診断装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２９６６１０号公報
【特許文献２】特開平９−１９２１３０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、特許文献１の装置は、使用するチャンネルと使用しないチャンネルとを区別し、使用しないチャンネルのバッファアンプのバイアスを停止するので、省電力化を図ろうとすると、画質が低下するという問題がある。
また、特許文献２の装置では、１フレームの測定ライン数を維持しながらも、測定ラインの粗密を変化させて関心領域の空間分解能を維持しようとするため、測定ラインに直交する方向に関して画質が不均一になるという問題がある。
【０００８】
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、高画質化と省電力化を図ることができるバッテリ駆動型の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】
【０００９】
この発明に係る第１の超音波診断装置は、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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信信号処理部で処理し、処理された受信信号に基づいて画像生成部で超音波画像を生成する超音波診断装置であって、内蔵バッテリと、内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される省電力モードで動作するように受信信号処理部を制御する制御部を備えたものである。
【００１０】
好ましくは、制御部は、複数の測定ラインを第１のライン群と第２のライン群とに分割し、第１のライン群の測定ラインに対しては測定深度に関わらずに振動子アレイから出力された受信信号の処理が行われる高画質動作を行い、第２のライン群の測定ラインに対しては振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される電力抑制動作を行うように受信信号処理部を制御する。
この場合、第１のライン群の測定ラインと第２のライン群の測定ラインは、交互に配列することができる。あるいは、第１のライン群は、複数の測定ラインのうち中央部に配列された測定ラインからなり、第２のライン群は、第１のライン群の両側部に配列された測定ラインからなるように構成してもよい。
【００１１】
また、制御部は、省電力モードにおいて、関心領域に対しては振動子アレイから出力される受信信号の処理を行い、他の領域に対しては振動子アレイから出力される受信信号の処理を停止することもできる。
この場合、関心領域は、手動により設定してもよく、また、画像生成部で生成された超音波画像から輝度に基づいて関心領域を自動選択する関心領域選択部をさらに備えてもよく、さらに、関心領域を予め設定された超音波の送受信のフォーカス点の周辺領域に設定することもできる。
制御部は、フレームに応じて選択的に、測定深度に関わらずに振動子アレイから出力された受信信号の処理が行われる高画質動作と振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される電力抑制動作を切り替えるように受信信号処理部を制御してもよい。
【００１２】
この発明に係る第２の超音波診断装置は、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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した超音波プローブの振動子アレイから出力された受信信号を受信信号処理部で処理し、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であって、内蔵バッテリと、超音波画像から所定値以上の速度で変化する高速変化部分を含む領域を第１の測定領域として検出する領域検出部と、内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、領域検出部により検出された第１の測定領域以外の領域では第１の測定領域よりもフレームレートを低下させるために振動子アレイからの超音波の送受信を間欠的に行う省電力モードで動作するように送信駆動部および受信信号処理部を制御する制御部とを備えたものである。
【００１３】
領域検出部は、超音波画像において変形速度または移動速度のうち少なくとも一方が所定値以上の高速変化部分を含む領域を第１の測定領域として検出することができる。
また、領域検出部は、高速変化部分を通る走査線群により覆われる範囲を第１の測定領域として検出することもできる。この場合、領域検出部は、高速変化部分が存在する深さ領域を第１の測定領域として検出することが好ましい。
第１の測定領域以外の領域において、フレームレートを低下させることにより超音波画像データが欠落したフレームは、その前後のフレームにおいて生成された超音波画像データを用いて補間されることが好ましい。
また、領域検出部は、第１の測定領域の検出を一定時間毎に繰り返し行うことができる。
【００１４】
この発明に係る第３の超音波診断装置は、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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信信号処理部で処理し、処理された受信信号に基づいて画像生成部で超音波画像を生成する超音波診断装置であって、内蔵バッテリと、振動子アレイから互いに異なる方向に超音波を送受信することにより得られる送受信方向の異なる複数の超音波画像を合成して空間コンパウンド画像を生成すると共に、内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、複数の超音波画像のうち少なくとも１つの超音波画像に対し、振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される省電力モードで動作するように送信駆動部、受信信号処理部および画像生成部を制御する制御部を備えたものである。
【００１５】
制御部は、複数の超音波画像のうち１つの超音波画像に対しては、測定深度に関わらずに振動子アレイから出力された受信信号の処理が行われる高画質モードで動作し、残りの超音波画像に対しては、省電力モードで動作するように送信駆動部、受信信号処理部および画像生成部を制御することができる。
制御部は、省電力モードにおいて、設定された関心領域に対しては振動子アレイから出力される受信信号の処理を行い、他の領域に対しては振動子アレイから出力される受信信号の処理を停止することが好ましい。
【００１６】
また、空間コンパウンド画像の各フレームが互いに異なる方向への超音波の送受信を順次行うことで生成され、制御部は、各フレームを生成するための最初に行われる超音波の送受信方向が直前のフレームを生成するための最後に行われた超音波の送受信方向と等しくなるように送信駆動部および受信信号処理部を制御することもできる。
【００１７】
この発明に係る第１の超音波画像生成方法は、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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信信号処理部で処理し、処理された受信信号に基づいて画像生成部で超音波画像を生成する超音波画像生成方法であって、内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される省電力モードで動作するように受信信号処理部を制御する方法である。
【００１８】
この発明に係る第２の超音波画像生成方法は、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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した超音波プローブの振動子アレイから出力された受信信号を受信信号処理部で処理し、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であって、超音波画像から所定値以上の速度で変化する高速変化部分を含む領域を第１の測定領域として検出し、内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、第１の測定領域以外の領域では第１の測定領域よりもフレームレートを低下させるために振動子アレイからの超音波の送受信を間欠的に行う省電力モードで動作するように送信駆動部および受信信号処理部を制御する方法である。
【００１９】
この発明に係る第３の超音波画像生成方法は、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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信信号処理部で処理し、処理された受信信号に基づいて画像生成部で超音波画像を生成する超音波画像生成方法であって、振動子アレイから互いに異なる方向に超音波を送受信することにより得られる送受信方向の異なる複数の超音波画像を合成して空間コンパウンド画像を生成し、内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、複数の超音波画像のうち少なくとも１つの超音波画像に対し、振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される省電力モードで動作するように送信駆動部、受信信号処理部および画像生成部を制御する方法である。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される省電力モードで動作するように受信信号処理部を制御するので、あるいは、超音波画像に含まれる各領域の変化速度に応じて超音波の送受信を間欠的に行う省電力モードで動作するように送信駆動部および受信信号処理部を制御するので、高画質化と省電力化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施の形態１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】実施の形態１の通常モードにおける駆動信号と受信信号処理部の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】実施の形態１の通常モードにおける各測定ライン上の受信信号処理の様子を模式的に示す図である。
【図４】実施の形態１の省電力モードにおける駆動信号と受信信号処理部の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】実施の形態１の省電力モードにおける各測定ライン上の受信信号処理の様子を模式的に示す図である。
【図６】実施の形態１の動作を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態２の省電力モードにおける各測定ライン上の受信信号処理の様子を模式的に示す図である。
【図８】実施の形態２の変形例の省電力モードにおける各測定ライン上の受信信号処理の様子を模式的に示す図である。
【図９】実施の形態３における関心領域の設定方法を示す図である。
【図１０】実施の形態３の省電力モードにおける各測定ライン上の受信信号処理の様子を模式的に示す図である。
【図１１】実施の形態４の省電力モードにおける各測定ライン上の受信信号処理の様子を模式的に示し、（Ａ）は奇数フレーム、（Ｂ）は偶数フレームを示す図である。
【図１２】実施の形態４の変形例の省電力モードにおける各測定ライン上の受信信号処理の様子を模式的に示し、（Ａ）は奇数フレーム、（Ｂ）は偶数フレームを示す図である。
【図１３】実施の形態４の他の変形例の省電力モードにおける各測定ライン上の受信信号処理の様子を模式的に示し、（Ａ）は奇数フレーム、（Ｂ）は偶数フレームを示す図である。
【図１４】実施の形態５で用いられた診断装置本体の構成を示すブロック図である。
【図１５】実施の形態５における関心領域の判別方法を示す図である。
【図１６】実施の形態６における関心領域の設定方法を示す図である。
【図１７】実施の形態７で用いられた診断装置本体の構成に示すブロック図である。
【図１８】実施の形態７における高画質動作で生成された超音波画像の各フレームを示す図である。
【図１９】実施の形態７における電力抑制動作で生成された超音波画像の各フレームを示す図である。
【図２０】実施の形態７における高画質動作から電力抑制動作に移行する超音波画像の様子を示す図である。
【図２１】実施の形態８における電力抑制動作で生成された超音波画像の各フレームを示す図である。
【図２２】実施の形態９における電力抑制動作で生成された超音波画像の各フレームを示す図である。
【図２３】実施の形態１０で用いられた診断装置本体の構成に示すブロック図である。
【図２４】空間コンパウンドを説明するための図である。
【図２５】（Ａ）は実施の形態１０における空間コンパウンドを説明するための図、（Ｂ）および（Ｃ）は、実施の形態１０における駆動信号と受信信号処理部の動作を示すタイミングチャートである。
【図２６】（Ａ）および（Ｂ）は、実施の形態１０の変形例における空間コンパウンドを説明するための図である。
【図２７】実施の形態１１で用いられた超音波プローブの構成に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に、この発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示す。超音波診断装置は、超音波プローブ１と、この超音波プローブ１と無線通信により接続された診断装置本体２とを備えている。
【００２３】
超音波プローブ１は、１次元又は２次元の振動子アレイを構成する複数の超音波トランスデューサ３を有し、これらトランスデューサ３にそれぞれ対応して受信信号処理部４が接続され、さらに受信信号処理部４にパラレル／シリアル変換部５を介して無線通信部６が接続されている。また、複数のトランスデューサ３に送信駆動部７を介して送信制御部８が接続され、複数の受信信号処理部４に受信制御部９が接続され、無線通信部６に通信制御部１０が接続されている。そして、パラレル／シリアル変換部５、送信制御部８、受信制御部９および通信制御部１０にプローブ制御部１１が接続されている。
【００２４】
一方、診断装置本体２は、無線通信部１３を有し、この無線通信部１３にシリアル／パラレル変換部１４を介してデータ格納部１５が接続され、データ格納部１５に画像生成部１６が接続されている。さらに、画像生成部１６に表示制御部１７を介して表示部１８が接続されている。また、無線通信部１３に通信制御部１９が接続され、シリアル／パラレル変換部１４、画像生成部１６、表示制御部１７および通信制御部１９に本体制御部２０が接続されている。
また、診断装置本体２にバッテリ２１が内蔵されており、バッテリ２１に残量検出部２２が接続され、残量検出部２２に本体制御部２０が接続されている。
さらに、本体制御部２０に、操作部２３と格納部２４がそれぞれ接続されている。
【００２５】
超音波プローブ１の複数のトランスデューサ３は、それぞれ振動子を形成するもので、送信駆動部７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３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。
そ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。
【００２６】
送信駆動部７は、例えば、複数のパルサを含んでおり、送信制御部８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３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３に供給する。
【００２７】
各チャンネルの受信信号処理部４は、受信制御部９の制御の下で、対応するトランスデューサ３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５に供給する。受信信号処理部４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５は、複数チャンネルの受信信号処理部４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。
【００２８】
無線通信部６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６は、診断装置本体２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２に送信すると共に、診断装置本体２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１０に出力する。通信制御部１０は、プローブ制御部１１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６を制御すると共に、無線通信部６が受信した各種の制御信号をプローブ制御部１１に出力する。
【００２９】
プローブ制御部１１は、診断装置本体２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１の各部の制御を行う。
なお、超音波プローブ１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。
【００３０】
診断装置本体２の無線通信部１３は、超音波プローブ１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１に送信する。また、無線通信部１３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１９は、本体制御部２０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１３を制御する。
シリアル／パラレル変換部１４は、無線通信部１３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１５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１４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。
【００３１】
画像生成部１６は、データ格納部１５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１６は、整相加算部２５と画像処理部２６とを含んでいる。
整相加算部２５は、本体制御部２０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。
【００３２】
画像処理部２６は、整相加算部２５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２６は、ＳＴＣ（sensitivity time control）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。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。
【００３３】
表示制御部１７は、画像生成部１６によって生成される画像信号に基づいて、表示部１８に超音波診断画像を表示させる。表示部１８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１７の制御の下で、超音波診断画像を表示する。
【００３４】
バッテリ２１は、この超音波診断装置の駆動電源として機能し、電力を必要とする各部に電力を供給する。
残量検出部２２は、Ａ／Ｄコンバータを用いてバッテリ２１の残量を検出し、本体制御部２０に出力する。
また、操作部２３は、操作者が入力操作を行うための各種の操作ボタンを有している。
格納部１８は、動作プログラム等を格納するもので、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＳＤカード、ＣＦカード、ＵＳＢメモリ等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。
【００３５】
本体制御部２０は、操作者により操作部２３から入力された各種の指令信号等に基づいて、診断装置本体２内の各部の制御を行うと共に、バッテリ２１の残量に応じて通常モードと省電力モードの一方を選択して診断装置本体２および超音波プローブ１の各部を動作させる。
このような診断装置本体２において、シリアル／パラレル変換部１４、画像生成部１６、表示制御部１７、通信制御部１９および本体制御部２０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。
【００３６】
ここで、通常モードと省電力モードについて説明する。
通常モードは、測定深度に関わらずに、超音波プローブ１の振動子アレイから出力された受信信号を処理して超音波画像の生成に寄与させる高画質動作を行うモードであり、省電力モードは、振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される電力抑制動作を行うモードである。
【００３７】
高画質動作においては、図２に示されるように、振動子アレイを構成する各トランスデューサ３に送信駆動部７から周期ΔＴａで駆動信号が供給される場合に、被検体の検査領域の最深部からの超音波エコーを受信するに十分な時間ΔＴｂだけ受信信号処理部４がＯＮ状態とされる。例えば、時刻ｔ１にトランスデューサ３に駆動信号が供給されると、これと同時に対応する受信信号処理部４がＯＮ状態とされ、時間ΔＴｂにわたって受信信号処理部４のＯＮ状態が維持され、時刻ｔ１から時間ΔＴｂが経過した時刻ｔ２に検査に有効な超音波エコーの受信が完了したとして受信信号処理部４がＯＦＦ状態にされる。その後、時刻ｔ１から周期ΔＴａが経過した時刻ｔ３に次の駆動信号がトランスデューサ３に供給されると共に再び受信信号処理部４がＯＮ状態とされる。以降、同様の動作が繰り返される。
【００３８】
これにより、図３に示されるように、全ての測定ラインに対して、検査領域の最深部からの超音波エコーを受信するに十分な時間ΔＴｂにわたって受信信号処理部４で受信信号の処理が行われ、高画質の画像を得ることができる。
【００３９】
これに対して、電力抑制動作においては、図４に示されるように、振動子アレイを構成する各トランスデューサ３に送信駆動部７から周期ΔＴａで駆動信号が供給される場合に、操作部２１から入力された関心領域の特定の測定深度に対応する時間のみ受信信号処理部４がＯＮ状態とされ、他の時間は受信信号処理部４がＯＦＦ状態にされる。例えば、時刻ｔ１にトランスデューサ３に駆動信号が供給されても、受信信号処理部４はまだＯＮ状態とされず、時刻ｔ１から時間ΔＴｃが経過した時刻ｔ４にＯＮ状態とされる。この時間ΔＴｃは、超音波を送信してから関心領域からの超音波エコーの受信が開始されるまでに要する時間である。すなわち、受信信号処理部４は、関心領域からの超音波エコーの受信が開始される時刻ｔ４にＯＮ状態とされ、関心領域からの超音波エコーの受信が終了する時刻ｔ５までの時間ΔＴｄにわたって受信信号処理部４のＯＮ状態が維持される。そして、時刻ｔ５に関心領域の全域からの超音波エコーの受信が完了したとして受信信号処理部４がＯＦＦ状態にされ、その後、時刻ｔ１から周期ΔＴａが経過した時刻ｔ３に次の駆動信号がトランスデューサ３に供給される。以降、同様の動作が繰り返される。
【００４０】
これにより、図５に示されるように、全ての測定ラインに対して、関心領域からの超音波エコーを受信するに必要な時間ΔＴｄのみ受信信号処理部４で受信信号の処理が行われ、他の時間は受信信号の処理が停止される。その結果、省電力化を図ることができる。
【００４１】
次に、図６のフローチャートを参照して、実施の形態１の動作について説明する。
まず、ステップＳ１で、本体制御部２０により、残量検出部２２で検出されたバッテリ２１の残量が予め設定されたしきい値以下にまで低下したか否かが判定される。
そして、バッテリ２１の残量がまだしきい値以下にまで低下していないと判定された場合は、ステップＳ２に進み、通常モードによる動作が開始される。
一方、バッテリ２１の残量がしきい値以下にまで低下していると判定された場合は、さらにステップＳ３で、商用電源から電源供給を行うことができないか否かが判定される。商用電源から電源供給を行うことが可能である場合は、ステップＳ４で、商用電源からの電源供給に切り替えた上で、ステップＳ２に進み、通常モードによる動作が開始される。
【００４２】
ステップＳ３で商用電源からの電源供給が不可であると判定された場合は、ステップＳ５で、省電力モードで超音波診断装置を使用してもよいか否かが操作者に確認される。
診断の目的等を考慮して、操作者が省電力モードでの使用はできないと判断した場合は、バッテリ２１の残量がしきい値以下であるものの、ステップＳ２に進んで通常モードによる動作が開始される。
ステップＳ５で操作者により省電力モードによる使用が許可された場合は、ステップＳ６に進み、省電力モードによる動作が開始される。
【００４３】
ステップＳ２の通常モードにより超音波診断が開始されると、プローブ制御部１１および送信制御部８の制御の下で送信駆動部７から供給される駆動信号に従って振動子アレイを構成する複数のトランスデューサ３から超音波が送信され、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３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４に供給される。
【００４４】
このとき、図２および３に示したように、全ての測定ラインに対して、検査領域の最深部からの超音波エコーを受信するに十分な時間ΔＴｂにわたって受信信号処理部４で受信信号の処理が行われる高画質動作が実行され、サンプルデータが生成される。このサンプルデータは、パラレル／シリアル変換部５でシリアル化された後に無線通信部６から診断装置本体２へ無線伝送され、診断装置本体２の無線通信部１３で受信されたサンプルデータが、シリアル／パラレル変換部１４でパラレルのデータに変換されてデータ格納部１５に格納される。さらに、データ格納部１５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１６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１７により超音波診断画像が表示部１８に表示される。
このようにして、通常モードにより、高画質の画像を得ることができる。
【００４５】
一方、ステップＳ５の省電力モードにおいては、まず、操作者により操作部２３から被検体の関心領域の測定深度が入力される。例えば、検査部位等に応じて被検体の体表からの深さを概ね把握することができ、この深さに基づいて関心領域の測定深度を推定し、入力することができる。なお、操作部２３から入力された関心領域の測定深度は、無線通信により診断装置本体２の本体制御部２０から超音波プローブ１のプローブ制御部１１へ伝送される。
【００４６】
そして、超音波診断が開始されると、通常モードと同様に、プローブ制御部１１および送信制御部８の制御の下で送信駆動部７から供給される駆動信号に従って振動子アレイを構成する複数のトランスデューサ３から超音波が送信され、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３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４に供給される。
【００４７】
ただし、省電力モードにおいては、図４および５に示したように、全ての測定ラインに対して、関心領域からの超音波エコーを受信するに必要な時間ΔＴｄのみ受信信号処理部４で受信信号の処理が行われる電力抑制動作が実行され、サンプルデータが生成される。
サンプルデータは、パラレル／シリアル変換部５でシリアル化された後に無線通信部６から診断装置本体２へ無線伝送され、診断装置本体２の無線通信部１３で受信されたサンプルデータが、シリアル／パラレル変換部１４でパラレルのデータに変換されてデータ格納部１５に格納される。さらに、データ格納部１５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１６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１７により超音波診断画像が表示部１８に表示される。
【００４８】
このように、省電力モードでは、関心領域の測定深度に対してはＯＮ状態となり、その他の測定深度に対してはＯＦＦ状態となるように受信信号処理部４が制御されるので、関心領域を高画質で画像表示しながらも省電力化を図ることが可能となる。
なお、測定ラインの本数は制限されず、関心領域に関わらない測定深度に対してのみ受信信号処理部４をＯＦＦ状態とするので、関心領域の大きさに制限を受けることなく、関心領域の高画質化と省電力化を両立させることができる。
【００４９】
実施の形態２
実施の形態１では、省電力モードにおいて、全ての測定ラインに対して、関心領域の測定深度に対応する時間ΔＴｄのみ受信信号処理部４で受信信号を処理し、他の時間は受信信号の処理を停止する電力抑制動作を行ったが、これに限るものではなく、測定ラインを第１のライン群と第２のライン群とに分割し、第１のライン群の測定ラインに対しては測定深度に関わらずに受信信号の処理を行う高画質動作を行い、第２のライン群の測定ラインに対しては関心領域の測定深度に対してのみ受信信号の処理を行う電力抑制動作を行うように受信信号処理部４を制御することもできる。
【００５０】
例えば、図７に示されるように、複数の測定ラインのうち、奇数ラインを第１のライン群Ｌ１とし、偶数ラインを第２のライン群Ｌ２として、第１のライン群Ｌ１の測定ラインと第２のライン群Ｌ２の測定ラインが交互に配列されるように設定する。そして、第１のライン群Ｌ１の測定ラインに対しては高画質動作を行い、第２のライン群Ｌ２の測定ラインに対しては電力抑制動作を行うように受信信号処理部４が制御される。すなわち、第１のライン群Ｌ１の測定ラインでは、被検体の検査領域の最深部からの超音波エコーを受信するに十分な時間ΔＴｂにわたって受信信号が処理され、第２のライン群Ｌ２の測定ラインでは、関心領域からの超音波エコーを受信するに必要な時間ΔＴｄのみ受信信号が処理される。
【００５１】
このようにすれば、画面の全領域にわたる超音波画像を得ることができると共に関心領域の測定深度のみを高画質で画像表示することが可能となる。
なお、偶数ラインを第１のライン群Ｌ１として高画質動作を行い、奇数ラインを第２のライン群Ｌ２として電力抑制動作を行うように、受信信号処理部４を制御してもよい。
また、測定ライン１本毎に第１のライン群Ｌ１と第２のライン群Ｌ２とに分けるのではなく、数本の測定ライン毎に第１のライン群Ｌ１と第２のライン群Ｌ２とに分割してもよい。
【００５２】
さらに、図８に示されるように、複数の測定ラインのうち中央部に配列された複数の測定ラインを第１のライン群Ｌ１として高画質動作を行い、第１のライン群Ｌ１の両側部に配列された複数の測定ラインを第２のライン群Ｌ２として電力抑制動作を行うように、受信信号処理部４を制御することもできる。
これにより、省電力化を図りながらも、中央部と関心領域の測定深度のみを高画質で画像表示することが可能となる。
【００５３】
実施の形態３
上記の実施の形態１および２では、省電力モードにおいて、関心領域の測定深度について全ての測定ラインに対して受信信号の処理を行ったが、図９に示されるように、関心領域Ｒの測定深度だけでなく、関心領域Ｒの形状をも、操作者により表示部１８の表示パネルあるいは操作部２１等から手動で入力設定するようにすれば、図１０に示されるように、関心領域Ｒのみに対して受信信号の処理を行うことができる。すなわち、関心領域Ｒが存在する測定ラインで且つ関心領域Ｒが存在する測定深度に対して受信信号の処理を行い、その他の領域に対しては受信信号の処理が停止される。
このようにすることにより、さらに効果的に省電力化を図ることができる。
【００５４】
実施の形態４
上記の実施の形態１〜３では、省電力モードにおいて、フレームによって変化することなく、受信信号処理部４の制御が行われたが、これに限るものではなく、フレームに応じて選択的に、高画質動作と電力抑制動作を切り替えて実行するように受信信号処理部４を制御することもできる。
例えば、奇数フレームでは、図１１（Ａ）に示されるように、全ての測定ラインに対して測定深度に関わらずに受信信号が処理される高画質動作を行い、偶数フレームでは、図１１（Ｂ）に示されるように、全ての測定ラインに対して、関心領域からの超音波エコーを受信するに必要な時間ΔＴｄのみ受信信号の処理が行われ、他の時間は受信信号の処理が停止される電力抑制動作を行うように、受信信号処理部４を制御する。
【００５５】
このようにすれば、１フレーム毎に画面の全領域にわたる超音波画像を得ることができると共に関心領域の測定深度のみを高画質で画像表示することが可能となる。
なお、偶数フレームに対して高画質動作を行い、奇数フレームに対して電力抑制動作を行うように、受信信号処理部４を制御してもよい。
また、１フレーム毎に高画質動作と電力抑制動作を切り替えるのではなく、数フレーム毎に高画質動作と電力抑制動作を切り替えてもよい。
【００５６】
また、奇数フレームでは、図１２（Ａ）に示されるように、全ての測定ラインに対して測定深度に関わらずに受信信号が処理される高画質動作を行い、偶数フレームでは、図１２（Ｂ）に示されるように、複数の測定ラインのうち中央部に配列された複数の測定ラインに対して高画質動作を行い、両側部に配列された複数の測定ラインに対して電力抑制動作を行うように、受信信号処理部４を制御することもできる。
【００５７】
さらに、実施の形態３と同様に、関心領域Ｒの測定深度だけでなく、関心領域Ｒの形状をも、操作者により表示部１８の表示パネルあるいは操作部２１等から手動で入力設定し、奇数フレームでは、図１３（Ａ）に示されるように、全ての測定ラインに対して測定深度に関わらずに受信信号が処理される高画質動作を行い、偶数フレームでは、図１３（Ｂ）に示されるように、関心領域Ｒのみに対して受信信号を処理する電力抑制動作を行うように、受信信号処理部４を制御してもよい。
【００５８】
実施の形態５
図１４に、実施の形態５に係る超音波診断装置に用いられた診断装置本体３１の構成を示す。この診断装置本体３１は、図１に示した実施の形態１における診断装置本体２において、画像生成部１６に関心領域選択部３２が接続され、この関心領域選択部３２に本体制御部２０を接続したものである。関心領域選択部３２は、図１５に示されるように、画像生成部１６で生成された超音波画像から輝度に基づいて被検体の関心領域Ｒを自動選択する。
【００５９】
このような関心領域選択部３２を備えることにより、画像生成部１６で生成された超音波画像から輝度に基づいて関心領域Ｒが自動選択される。本体制御部２０は、関心領域選択部３２で自動選択された関心領域Ｒに基づき、上述した実施の形態３と同様に、関心領域Ｒのみに対して受信信号の処理を行い、その他の領域に対しては受信信号の処理が停止されるように、無線通信により超音波プローブ１の受信信号処理部４を制御する。
また、本体制御部２０は、図１３に示した実施の形態４のように、フレームに応じて、高画質動作と、関心領域Ｒのみに対して受信信号の処理を行う電力抑制動作を切り替えるように、受信信号処理部４を制御してもよい。
【００６０】
実施の形態６
図１に示した実施の形態１における診断装置本体２において、図１６に示されるように、本体制御部２０が、予め設定された超音波の送受信のフォーカス点Ｆの周辺領域を関心領域Ｒとして自動選択することもできる。このようにして自動選択された関心領域Ｒに基づき、本体制御部２０は、実施の形態１〜４に記載したように受信信号処理部４を制御する。
【００６１】
実施の形態７
図１７に、実施の形態７に係る超音波診断装置で用いられた診断装置本体４１の構成を示す。この診断装置本体４１は、図１に示した実施の形態１における診断装置本体２において、画像生成部１６に領域検出部４２が接続され、この領域検出部４２に本体制御部２０を接続したものである。領域検出部４２は、画像生成部１６で生成された超音波画像から所定値以上の速度で変化する高速変化部分を含む領域を第１の測定領域として、それ以外の領域を第２の測定領域としてそれぞれ検出する。
【００６２】
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により各部分が変化する速度を求める。続いて、その変化が所定値以上の速度である部分（高速変化部分）を通る走査線群により覆われる範囲を第１の測定領域として検出し、それ以外の範囲を第２の測定領域として検出する。
【００６３】
ここで、この実施の形態７における高画質動作と電力抑制動作について図１８および図１９を参照して説明する。
所定値以上の速度で変化する高速変化部分Ｈと所定値未満の速度で変化する低速変化部分Ｌとでは、変化を捉えるために必要なフレームレートが異なる。すなわち、低速変化部分Ｌに対しては、高速変化部分Ｈよりも低いフレームレートで変化を捉えることができる。そこで、高速変化部分Ｈを通る走査線群で覆われる第１の測定領域に対しては、高いフレームレートを維持し、第１の測定領域以外の第２の測定領域に対しては、フレームレートを低下させることができる。
【００６４】
高画質動作は、図１８に示されるように、順次生成される超音波画像の各フレームにおいて、第１の測定領域のみが検出された場合に選択され、超音波画像の全領域にわたる全ての走査線に対して振動子アレイを構成する複数のトランスデューサ３が連続的に動作するように、送信制御部８により送信駆動部７が制御されると共に受信制御部９により受信信号処理部４が制御される。このようにして、超音波画像の全領域にわたる第１の測定領域に対して超音波を連続的に送受信することで高画質の画像を得ることができる。
【００６５】
一方、電力抑制動作は、図１９に示されるように、順次生成される超音波画像の各フレームにおいて、第１の測定領域以外の第２の測定領域が検出された場合に選択され、第１の測定領域に対しては、高画質動作と同様に、トランスデューサ３が連続的に動作するように、第２の測定領域に対しては、トランスデューサ３が１フレーム毎に動作／停止を繰り返すように、送信制御部８により送信駆動部７が制御されると共に受信制御部９により受信信号処理部４が制御される。このようにして、第２の測定領域に対して超音波を間欠的に送受信しても低速変化部分Ｌの変化を捉えることができると共に、送信駆動部７や受信信号処理部４が一定間隔で停止されるため、省電力化を図ることができる。
【００６６】
なお、電力抑制動作で超音波を送受信したことで第１の測定領域に比べて第２の測定領域のフレームレートが低下し、超音波画像の生成において第２の測定領域の音線信号が欠落したフレームが生じるが、その欠落したフレームについては、画像生成部１６の補間部が、その前後のフレームにおいて生成された第２の測定領域の音線信号を用いて補間を行うことができる。
【００６７】
この実施の形態７の超音波診断装置も、図６のフローチャートに示した実施の形態１の動作と同様の動作を行う。すなわち、バッテリ２１の残量が予め設定されたしきい値以下に低下し、商用電源からの電源供給が不可であり、さらに操作者により省電力モードによる使用が許可された場合に、省電力モードにより作動し、バッテリ２１の残量がしきい値より高い、あるいは、商用電源からの電源供給が可能である、あるいは、操作者が省電力モードでの使用はできないと判断した場合に、通常モードで作動する。
通常モードにおいては、領域検出部４２による検出結果に関わらずに、すべての領域およびすべてのフレームに対して高画質動作が行われ、高画質の超音波画像が生成される。
一方、省電力モードにおいては、領域検出部４２による検出結果に基づいて、電力抑制動作を少なくとも一部に含むように受信信号処理部４が制御されて、省電力化がなされる。
【００６８】
ここで、実施の形態７の省電力モードにおける動作について説明する。
超音波診断が開始されると、まず、本体制御部２０が高画質動作を選択する。本体制御部２０が超音波プローブ１のプローブ制御部１１を介して送信駆動部７および受信信号処理部４を制御することにより、全ての走査線に対して、送信駆動部７から供給される駆動信号に従って複数のトランスデューサ３から超音波が送信され、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３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４に供給される。受信信号処理部４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５でシリアル化された後に無線通信部６から診断装置本体４１へ無線伝送される。診断装置本体４１の無線通信部１３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１４でパラレルのデータに変換され、データ格納部１５に格納される。さらに、データ格納部１５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１６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１７により超音波診断画像が表示部１８に表示される。
【００６９】
このようにして画像生成部１６で生成された高画質モードの超音波画像において、第１の測定領域の検出が領域検出部４２により試みられる。領域検出部４２は、超音波画像に含まれる各部分（人体の臓器など）についてフレーム毎に変形する変形量を求め、その変形する速度が所定値以上の高速変化部分Ｈを通る走査線群により覆われる範囲を第１の測定領域として検出し、それ以外の範囲を第２の測定領域として検出する。領域検出部４２による検出結果は本体制御部２０へ入力される。
続いて、本体制御部２０は、領域検出部４２による検出結果に基づき、第１の測定領域のみが検出された場合には高画質動作により高いフレームレートを全領域で維持し、第１の測定領域以外の第２の測定領域が検出された場合には電力抑制動作に移行する。
【００７０】
例えば、図２０に示すように、高速変化部分Ｈと低速変化部分Ｌが含まれる高画質動作による超音波画像が生成され、領域検出部４２により高速変化部分Ｈを含む第１の測定領域とそれ以外の第２の測定領域が検出された場合には、本体制御部２０は、電力抑制動作を選択して、第１の測定領域に対しては超音波の送受信が連続して行われると共に第２の測定領域に対しては超音波の送受信が間欠的に行われるように、超音波プローブ１のプローブ制御部１１を介して送信駆動部７および受信信号処理部４を制御する。
このように、超音波画像に変化速度の異なる複数の部分が含まれる場合でも、各部分の変化速度に応じてフレームレートを調整するため、画質の低下を最小限に抑えながら超音波プローブ１の消費電力が抑制される。
【００７１】
電力抑制動作により得られた受信信号は、同様にして、超音波プローブ１から診断装置本体４１へ無線伝送され、診断装置本体４１の画像生成部１６に供給されて画像信号に変換される。この時、第２の測定領域について間欠的に超音波を送受信したことにより第２の測定領域の画像信号が欠落したフレームは、画像生成部１６の補間部により、その前後のフレームにおいて生成された第２の測定領域の画像信号を用いて順次補間される。
このようにして生成された画像信号に基づいて、表示制御部１７により超音波診断画像が表示部１８に表示される。
【００７２】
続いて、電力抑制動作による超音波の送受信が一定時間経過すると、図２０に示されるように、本体制御部２０により再び高画質動作が選択され、高画質動作の超音波画像から第１の測定領域と第２の測定領域の検出が領域検出部４２により行われる。
【００７３】
このように、超音波画像に含まれる各部分の変化速度に応じてその部分ごとにトランスデューサ３からの超音波の送受信の回数を変えることができる。また、超音波の送受信の回数を低下させることにより欠落した第２の測定領域の画像データについてはその前後に得られた画像データを用いて補間することができる。このため、診断上で必要な画質を低下することなく、すなわち、診断に支障を来すことなく、超音波プローブ１内の省電力化を図ることが可能となる。
【００７４】
なお、この実施の形態７において、電力抑制動作から高画質動作への移行は、電力抑制動作による制御が一定時間経過した時に行っているが、これに限るものではなく、例えば、超音波プローブ１の移動を検知することで超音波診断の部位が他の部位に移ったことを感知した時に行うこともできる。
【００７５】
実施の形態８
実施の形態７では、省電力モードにおいて、高速変化部分Ｈを通る走査線群により覆われる範囲を第１の測定領域としたが、これに限るものではなく、図２１に示されるように、高速変化部分Ｈを通る走査線群により覆われ且つ高速変化部分Ｈの深さ位置を第１の測定領域とすることもできる。
本体制御部２０により高画質動作が選択されて高画質の超音波画像が生成されると、領域検出部４２は、高速変化部分Ｈを通る走査線群により覆われ且つ高速変化部分Ｈの深さ位置を第１の測定領域として、それ以外の領域を第２の測定領域としてそれぞれ検出する。本体制御部２０は、領域検出部４２の検出結果に基づいて、第１の測定領域のみが検出された場合には高画質動作を選択し、第１の測定領域以外の第２の測定領域が検出された場合には電力抑制動作を選択する。
【００７６】
電力抑制動作では、高速変化部分Ｈを通らない第２の測定領域の走査線に対して、実施の形態７と同様に、間欠的に超音波の送受信が行われる。一方、高速変化部分Ｈを通る第１の測定領域および第２の測定領域の走査線に対しては、超音波の送信は連続的に行われ、第１の測定領域からの超音波エコーのみが連続的に受信される。すなわち、連続的に送信された超音波に対し、第１の測定領域の測定深度に対応する時間は受信信号処理部４が連続的にＯＮ状態とされて超音波エコーの受信が連続的に行われ、第２の測定領域の測定深度に対応する時間は受信信号処理部４が所定間隔でＯＦＦ状態とされて超音波エコーの受信が間欠的に行われる。
このようにして得られた電力抑制動作における画像信号は、間欠的に超音波を送受信したことにより第２の測定領域について所定間隔で欠落しているが、画像生成部１６の補間部により、画像信号の欠落したフレームはその前後のフレームにおいて生成された第２の測定領域の画像信号を用いて順次補間される。
【００７７】
これにより、高速変化領域からの超音波エコーを受信するに必要な時間のみ受信信号処理部４で受信信号の処理が行われ、他の時間は受信信号の処理が停止されるため、画質の低下を最小限に抑えながら超音波プローブ１内の省電力化を図ることが可能となる。
【００７８】
実施の形態９
実施の形態７および実施の形態８では、所定速度以上で変形する部分を高速変化部分としたが、これに限るものではなく、図２２に示されるように、所定値以上の速度で移動する部分を高速変化部分Ｈとすることもできる。
【００７９】
本体制御部２０により高画質動作が選択されて高画質の超音波画像が生成されると、領域検出部４２は、その超音波画像から所定値以上の速度で移動する高速変化部分Ｈを通る走査線群により覆われる範囲を第１の測定領域として、それ以外の領域を第２の測定領域としてそれぞれ検出する。本体制御部２０は、領域検出部４２の検出結果に基づいて、第１の測定領域のみが検出された場合には高画質動作を選択し、第１の測定領域以外の第２の測定領域が検出された場合には電力抑制動作を選択する。
電力抑制動作では、第１の測定領域に対しては超音波の送受信が連続して行われると共に第２の測定領域に対しては超音波の送受信が間欠的に行われるように、本体制御部２０が超音波プローブ１のプローブ制御部１１を介して送信駆動部７および受信信号処理部４を制御する。
【００８０】
このように、超音波画像に含まれる各部分の移動速度に応じて部分ごとにトランスデューサ３からの超音波の送受信の回数を変えるため、画質の低下を最小限に抑えながら超音波プローブ１の省電力化を図ることが可能となる。
【００８１】
実施の形態１０
図２３に、実施の形態１０に係る超音波診断装置で用いられた診断装置本体５１の構成を示す。この診断装置本体５１は、図１に示した実施の形態１における診断装置本体２において、画像生成部１６の画像処理部２６と表示制御部１７の間に画像合成部５２を挿入し、整相加算部２５と画像処理部２６と画像合成部５２により新たな画像生成部１６ａを形成したものである。
この実施の形態１０の超音波診断装置は、互いに方向が異なる超音波を送受信することにより得られる複数の超音波画像を合成して合成超音波画像を生成する、いわゆる空間コンパウンドを行なう診断装置であり、画像合成部５２が複数の超音波画像の合成を行う。
【００８２】
例えば、３つの超音波画像を合成して空間コンパウンドを行なう場合には、図２４に示されるように、超音波プローブ１の振動子アレイを形成する複数のトランスデューサ３から予め設定された方向に超音波を送受信することにより得られる検査領域Ａに対応する第１の画像と、この第１の画像を得る際の送受信方向に対して角度θだけ傾斜した方向に超音波を送受信することにより得られる領域Ｂに対応する第２の画像と、第１の画像を得る際の送受信方向に対して角度−θだけ傾斜した方向に超音波を送受信することにより得られる領域Ｃに対応する第３の画像が順次生成される。そして、これら第１〜第３の画像が画像合成部５２で合成されることで、空間コンパウンド画像が得られる。
このような空間コンパウンドを行なうことで、超音波画像のスペックルを低減することが可能となる。
【００８３】
この実施の形態１０における高画質動作と電力抑制動作は、いずれも上述した実施の形態１における高画質動作および電力抑制動作と同様である。すなわち、高画質動作においては、測定深度に関わらずに、超音波プローブ１の振動子アレイから出力された受信信号を処理して高画質の超音波画像が生成される。一方、電力抑制動作においては、振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止され、特定の深度領域にのみ対応した超音波画像が生成される。
【００８４】
この実施の形態１０の超音波診断装置も、図６のフローチャートに示した実施の形態１の動作と同様の動作を行う。すなわち、バッテリ２１の残量が予め設定されたしきい値以下に低下し、商用電源からの電源供給が不可であり、さらに操作者により省電力モードによる使用が許可された場合に、省電力モードにより作動し、バッテリ２１の残量がしきい値より高い、あるいは、商用電源からの電源供給が可能である、あるいは、操作者が省電力モードでの使用はできないと判断した場合に、通常モードで作動する。
通常モードにおいては、空間コンパウンドを行なうために画像合成部５２で合成される第１〜第３の画像がいずれも高画質動作により得られ、測定領域の全域に対して高画質の空間コンパウンド画像が生成される。
一方、省電力モードにおいては、画像合成部５２で合成される第１〜第３の画像のうち少なくとも１つの超音波画像が電力抑制動作により得られるように受信信号処理部４が制御され、省電力化がなされる。すなわち、電力抑制動作により得られる、この少なくとも１つの超音波画像は、特定の深度領域にのみ対応した画像となる。
【００８５】
ここで、実施の形態１０の省電力モードにおける動作について説明する。
例えば、図２５（Ａ）に示されるように、検査領域Ａの最深部の深度をＤ１とし、操作者により、操作部２３を介して、深度Ｄ３から深度Ｄ２までの領域が関心領域として設定されるものとする。そして、検査領域Ａについては、全域に対応する第１の画像を高画質動作により生成し、第１の画像を得る際の送受信方向に対して角度θおよび角度−θだけ傾斜した方向に超音波を送受信することで得られる第２の画像および第３の画像については、電力抑制動作により関心領域に対応した領域ＢｉおよびＣｉのみの画像を生成する。
【００８６】
検査領域Ａに対応する第１の画像を生成する際には、図２５（Ｂ）に示されるように、振動子アレイに周期的に供給される駆動信号に対して、検査領域Ａの最深部からの超音波エコーを受信するに十分な、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの時間Ｔ１にわたって受信信号処理部４がＯＮ状態とされる。
これにより、検査領域Ａの最深部からの超音波エコーを受信するに十分な時間Ｔ１にわたって受信信号処理部４で受信信号の処理が行われ、高画質の第１の画像を得ることができる。
【００８７】
これに対して、検査領域ＢｉおよびＣｉに対応する第２の画像および第３の画像を生成する際には、図２５（Ｃ）に示されるように、深度Ｄ３に対応する時刻ｔ８から深度Ｄ２に対応する時刻ｔ９までの時間Ｔ２のみ受信信号処理部４がＯＮ状態とされ、時刻ｔ６から時刻ｔ８までの期間と時刻ｔ９から時刻ｔ７までの期間は受信信号処理部４がＯＦＦ状態にされる。
これにより、関心領域からの超音波エコーを受信するに必要な時間Ｔ２のみ受信信号処理部４で受信信号の処理が行われ、他の時間は受信信号の処理が停止される。その結果、省電力化を図ることができる。
【００８８】
このように、省電力モードにおいては、操作者により設定された関心領域の深度に応じて受信信号処理部４をＯＮ／ＯＦＦすることにより受信信号を処理する深度領域が調整され、関心領域に対応する第２の画像および第３の画像が生成される。
そして、検査領域Ａの全域に対応する第１の画像と関心領域に対応する第２の画像および第３の画像を画像合成部５２で合成することで、関心領域についてのみ空間コンパウンド画像が得られ、検査領域Ａ内の他の領域については第１の画像が表示することとなる。
以上のようにして、省電力化を図りながらも、関心領域について空間コンパウンド画像を生成することが可能となる。
【００８９】
また、関心領域が被検体の体内に設定されると、関心領域は、被検体の体表に配置される超音波プローブ１の振動子アレイから所定の深度以上離間することとなる。このため、図２６（Ａ）に示されるように、検査領域Ａに対応する第１の画像を得る際の送受信方向に対して角度θおよび角度−θだけ傾斜した方向に超音波を送受信することで超音波画像を得ようとする領域ＢｉおよびＣｉと検査領域Ａとの間に重畳しない部分ＢａおよびＣａが生じる。これらの部分ＢａおよびＣａは、空間コンパウンド画像の生成に利用することができないため、図２６（Ｂ）に示されるように、第２の画像および第３の画像の生成時に、これらの部分ＢａおよびＣａに対する超音波の送受信を行なわないようにすることが好ましい。
【００９０】
これにより、第２の画像および第３の画像の音線の総数が低減され、さらに省電力化がなされると共に、効率のよい受信信号の処理が可能となる。
なお、部分ＢａおよびＣａに対して超音波の送受信を停止する代わりに、これらの部分ＢａおよびＣａに対する音線数および／または同時開口チャンネル数を低減するようにしてもよい。
【００９１】
また、上記の３つの超音波画像を合成して空間コンパウンドを行なう例においては、検査領域Ａに対応する第１の画像、領域Ｂｉに対応する第２の画像、領域Ｃｉに対応する第３の画像の順番で超音波の送受信が行われることで１フレームの空間コンパウンド画像が生成されたが、これに限るものではない。例えば、１フレーム目を第１の画像、第２の画像および第３の画像の順番で超音波の送受信を行い、次の２フレーム目は逆に第３の画像、第２の画像および第１の画像の順番で超音波の送受信を行い、さらに次の３フレーム目は再び第１の画像、第２の画像および第３の画像の順番で超音波の送受信を行う、というように、各フレームを生成するための最初に行われる超音波の送受信方向が直前のフレームを生成するための最後に行われた超音波の送受信方向と等しくなるように超音波プローブ１の送信駆動部７および受信信号処理部４を制御することもできる。このような順番で超音波の送受信を行えば、フレーム間において同一方向の送受信が連続するため、効率よく受信信号の取得を行うことができる。
【００９２】
なお、画像合成部５２で合成される第１〜第３の画像のうち少なくとも１つの超音波画像が、上述した実施の形態２〜６に示したような方法で、省電力化を図りつつ生成されるようにしてもよい。
空間コンパウンドによって合成する超音波画像の数は、３に限定はされず、２でもよく、あるいは、４以上であってもよい。
また、上記の実施の形態１０では、関心領域以外の領域に対して第１の画像のみを生成したが、これに限るものではなく、関心領域以外の領域に対しても、互いに超音波の送受信方向が異なる複数の超音波画像を合成してもよい。
【００９３】
実施の形態１１
上記の実施の形態１〜１０では、バッテリ２１が診断装置本体２、３１、４１または５１に内蔵されていたが、超音波プローブ内にバッテリを内蔵させ、このバッテリの残量に基づいて通常モードと省電力モードを切り替えるように構成することもできる。
図２７は、実施の形態１１で用いられる超音波プローブ６１の構成を示す。この超音波プローブ６１は、図１に示した実施の形態１における超音波プローブ１において、さらにバッテリ６２を内蔵すると共に、バッテリ６２に残量検出部６３を接続し、残量検出部６３をプローブ制御部１１に接続したものである。
バッテリ６２により、超音波プローブ６１内の電力を必要とする各部に電力が供給される。
【００９４】
残量検出部６３でバッテリ６２の残量が検出されて、検出値がプローブ制御部１１に出力され、通信制御部１０を介して無線通信部６から例えば図１に示した診断装置本体２へ無線伝送される。診断装置本体２の無線通信部６で受信された検出値は、通信制御部１９を介して本体制御部２０に伝送される。
そして、図６に示したフローチャートに従って、本体制御部２０により、超音波プローブ６１のバッテリ６２の残量が予め設定されたしきい値と比較され、その比較結果と、商用電源からの電源供給の可否、さらに、操作者による省電力モードでの使用許諾とに基づいて通常モードおよび省電力モードのいずれかが選択される。
【００９５】
このとき、診断装置本体２の各部への電源供給は、診断装置本体２に内蔵されたバッテリ２１から行ってもよく、あるいは、商用電源から電源を供給してもよい。
同様にして、バッテリ６２を内蔵する超音波プローブ６１を、図１４に示した診断装置本体３１、図１７に示した診断装置本体４１、図２３に示した診断装置本体５１にそれぞれ無線接続して使用することができる。
【００９６】
なお、上述した実施の形態１〜１１では、超音波プローブと診断装置本体とが互いに無線通信により接続されていたが、これに限るものではなく、接続ケーブルを介して超音波プローブが診断装置本体に接続されていてもよい。この場合には、超音波プローブ１または６１の無線通信部６および通信制御部１０、診断装置本体２、３１、４１または５１の無線通信部１３および通信制御部１９等は不要となる。
【符号の説明】
【００９７】
１，６１ 超音波プローブ、２，３１，４１，５１ 診断装置本体、３ トランスデューサ、４ 受信信号処理部、５ パラレル／シリアル変換部、６ 無線通信部、７ 送信駆動部、８ 送信制御部、９ 受信制御部、１０ 通信制御部、１１ プローブ制御部、１３ 無線通信部、１４ シリアル／パラレル変換部、１５ データ格納部、１６，１６ａ 画像生成部、１７ 表示制御部、１８ 表示部、１９ 通信制御部、２０ 本体制御部、２１，６２ バッテリ、２２，６３ 残量検出部、２３ 操作部、２４ 格納部、２５ 整相加算部、２６ 画像処理部、３２ 関心領域選択部、４２ 領域検出部、５２ 画像合成部、Ｌ１ 第１のライン群、Ｌ２ 第２のライン群、Ｒ 関心領域、Ｆ フォーカス点、Ｈ 高速変化部分、Ｌ 低速変化部分、Ａ 検査領域、Ｂ，Ｃ 領域、Ｄ１〜Ｄ３ 深度。
【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バッテリ駆動型の超音波診断装置の省電力化に関する。
【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】
近年、ベッドサイドや救急医療現場等に搬送して使用することができる携帯型の超音波診断装置が開発されている。
このような超音波診断装置では、その電源にバッテリが用いられており、装置の消費電力が連続使用時間に大きな影響を及ぼすこととなる。
【０００４】
特に、超音波プローブと装置本体とを無線接続するワイヤレスプローブ等では、振動子からの超音波の送信および超音波エコーの受信に関わる送受信回路を小さなプローブ内に配置する必要があるため、これらの回路の大幅な省電力化が要求される。
ところが、通常の超音波診断装置では、振動子の駆動電圧として５０〜１００Ｖが用いられるのに対して、上記のワイヤレスプローブ等では、実装空間制限から振動子の駆動電圧は低く抑えられているので、高画質を得るために受信回路のＳ／Ｎを上げる必要がある。一般に、受信回路のＳ／Ｎはその消費電力と関係があり、高Ｓ／Ｎを得るためには受信回路の消費電力を低減することは難しいのが現状である。
【０００５】
超音波診断装置における省電力化については、例えば特許文献１に、受信に関与しないチャンネルのバッファアンプのバイアスを停止するようにした装置が示されている。また、特許文献２には、測定ラインの本数を維持しつつ関心領域のみについて測定ラインの密度を上げ、それ以外の範囲については測定ラインの密度を低下させる超音波診断装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２９６６１０号公報
【特許文献２】特開平９−１９２１３０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、特許文献１の装置は、使用するチャンネルと使用しないチャンネルとを区別し、使用しないチャンネルのバッファアンプのバイアスを停止するので、省電力化を図ろうとすると、画質が低下するという問題がある。
また、特許文献２の装置では、１フレームの測定ライン数を維持しながらも、測定ラインの粗密を変化させて関心領域の空間分解能を維持しようとするため、測定ラインに直交する方向に関して画質が不均一になるという問題がある。
【０００８】
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、高画質化と省電力化を図ることができるバッテリ駆動型の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】
【０００９】
この発明に係る第１の超音波診断装置は、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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信信号処理部で処理し、処理された受信信号に基づいて画像生成部で超音波画像を生成する超音波診断装置であって、内蔵バッテリと、内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される省電力モードで動作するように受信信号処理部を制御する制御部を備えたものである。
【００１０】
好ましくは、制御部は、複数の測定ラインを第１のライン群と第２のライン群とに分割し、第１のライン群の測定ラインに対しては測定深度に関わらずに振動子アレイから出力された受信信号の処理が行われる高画質動作を行い、第２のライン群の測定ラインに対しては振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される電力抑制動作を行うように受信信号処理部を制御する。
この場合、第１のライン群の測定ラインと第２のライン群の測定ラインは、交互に配列することができる。あるいは、第１のライン群は、複数の測定ラインのうち中央部に配列された測定ラインからなり、第２のライン群は、第１のライン群の両側部に配列された測定ラインからなるように構成してもよい。
【００１１】
また、制御部は、省電力モードにおいて、関心領域に対しては振動子アレイから出力される受信信号の処理を行い、他の領域に対しては振動子アレイから出力される受信信号の処理を停止することもできる。
この場合、関心領域は、手動により設定してもよく、また、画像生成部で生成された超音波画像から輝度に基づいて関心領域を自動選択する関心領域選択部をさらに備えてもよく、さらに、関心領域を予め設定された超音波の送受信のフォーカス点の周辺領域に設定することもできる。
制御部は、フレームに応じて選択的に、測定深度に関わらずに振動子アレイから出力された受信信号の処理が行われる高画質動作と振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される電力抑制動作を切り替えるように受信信号処理部を制御してもよい。
【００１２】
この発明に係る第２の超音波診断装置は、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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した超音波プローブの振動子アレイから出力された受信信号を受信信号処理部で処理し、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であって、内蔵バッテリと、超音波画像から所定値以上の速度で変化する高速変化部分を含む領域を第１の測定領域として検出する領域検出部と、内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、領域検出部により検出された第１の測定領域以外の領域では第１の測定領域よりもフレームレートを低下させるために振動子アレイからの超音波の送受信を間欠的に行う省電力モードで動作するように送信駆動部および受信信号処理部を制御する制御部とを備えたものである。
【００１３】
領域検出部は、超音波画像において変形速度または移動速度のうち少なくとも一方が所定値以上の高速変化部分を含む領域を第１の測定領域として検出することができる。
また、領域検出部は、高速変化部分を通る走査線群により覆われる範囲を第１の測定領域として検出することもできる。この場合、領域検出部は、高速変化部分が存在する深さ領域を第１の測定領域として検出することが好ましい。
第１の測定領域以外の領域において、フレームレートを低下させることにより超音波画像データが欠落したフレームは、その前後のフレームにおいて生成された超音波画像データを用いて補間されることが好ましい。
また、領域検出部は、第１の測定領域の検出を一定時間毎に繰り返し行うことができる。
【００１４】
この発明に係る第３の超音波診断装置は、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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信信号処理部で処理し、処理された受信信号に基づいて画像生成部で超音波画像を生成する超音波診断装置であって、内蔵バッテリと、振動子アレイから互いに異なる方向に超音波を送受信することにより得られる送受信方向の異なる複数の超音波画像を合成して空間コンパウンド画像を生成すると共に、内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、複数の超音波画像のうち少なくとも１つの超音波画像に対し、振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される省電力モードで動作するように送信駆動部、受信信号処理部および画像生成部を制御する制御部を備えたものである。
【００１５】
制御部は、複数の超音波画像のうち１つの超音波画像に対しては、測定深度に関わらずに振動子アレイから出力された受信信号の処理が行われる高画質モードで動作し、残りの超音波画像に対しては、省電力モードで動作するように送信駆動部、受信信号処理部および画像生成部を制御することができる。
制御部は、省電力モードにおいて、設定された関心領域に対しては振動子アレイから出力される受信信号の処理を行い、他の領域に対しては振動子アレイから出力される受信信号の処理を停止することが好ましい。
【００１６】
また、空間コンパウンド画像の各フレームが互いに異なる方向への超音波の送受信を順次行うことで生成され、制御部は、各フレームを生成するための最初に行われる超音波の送受信方向が直前のフレームを生成するための最後に行われた超音波の送受信方向と等しくなるように送信駆動部および受信信号処理部を制御することもできる。
【００１７】
この発明に係る第１の超音波画像生成方法は、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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信信号処理部で処理し、処理された受信信号に基づいて画像生成部で超音波画像を生成する超音波画像生成方法であって、内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される省電力モードで動作するように受信信号処理部を制御する方法である。
【００１８】
この発明に係る第２の超音波画像生成方法は、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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した超音波プローブの振動子アレイから出力された受信信号を受信信号処理部で処理し、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であって、超音波画像から所定値以上の速度で変化する高速変化部分を含む領域を第１の測定領域として検出し、内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、第１の測定領域以外の領域では第１の測定領域よりもフレームレートを低下させるために振動子アレイからの超音波の送受信を間欠的に行う省電力モードで動作するように送信駆動部および受信信号処理部を制御する方法である。
【００１９】
この発明に係る第３の超音波画像生成方法は、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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信信号処理部で処理し、処理された受信信号に基づいて画像生成部で超音波画像を生成する超音波画像生成方法であって、振動子アレイから互いに異なる方向に超音波を送受信することにより得られる送受信方向の異なる複数の超音波画像を合成して空間コンパウンド画像を生成し、内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、複数の超音波画像のうち少なくとも１つの超音波画像に対し、振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される省電力モードで動作するように送信駆動部、受信信号処理部および画像生成部を制御する方法である。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される省電力モードで動作するように受信信号処理部を制御するので、あるいは、超音波画像に含まれる各領域の変化速度に応じて超音波の送受信を間欠的に行う省電力モードで動作するように送信駆動部および受信信号処理部を制御するので、高画質化と省電力化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施の形態１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】実施の形態１の通常モードにおける駆動信号と受信信号処理部の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】実施の形態１の通常モードにおける各測定ライン上の受信信号処理の様子を模式的に示す図である。
【図４】実施の形態１の省電力モードにおける駆動信号と受信信号処理部の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】実施の形態１の省電力モードにおける各測定ライン上の受信信号処理の様子を模式的に示す図である。
【図６】実施の形態１の動作を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態２の省電力モードにおける各測定ライン上の受信信号処理の様子を模式的に示す図である。
【図８】実施の形態２の変形例の省電力モードにおける各測定ライン上の受信信号処理の様子を模式的に示す図である。
【図９】実施の形態３における関心領域の設定方法を示す図である。
【図１０】実施の形態３の省電力モードにおける各測定ライン上の受信信号処理の様子を模式的に示す図である。
【図１１】実施の形態４の省電力モードにおける各測定ライン上の受信信号処理の様子を模式的に示し、（Ａ）は奇数フレーム、（Ｂ）は偶数フレームを示す図である。
【図１２】実施の形態４の変形例の省電力モードにおける各測定ライン上の受信信号処理の様子を模式的に示し、（Ａ）は奇数フレーム、（Ｂ）は偶数フレームを示す図である。
【図１３】実施の形態４の他の変形例の省電力モードにおける各測定ライン上の受信信号処理の様子を模式的に示し、（Ａ）は奇数フレーム、（Ｂ）は偶数フレームを示す図である。
【図１４】実施の形態５で用いられた診断装置本体の構成を示すブロック図である。
【図１５】実施の形態５における関心領域の判別方法を示す図である。
【図１６】実施の形態６における関心領域の設定方法を示す図である。
【図１７】実施の形態７で用いられた診断装置本体の構成に示すブロック図である。
【図１８】実施の形態７における高画質動作で生成された超音波画像の各フレームを示す図である。
【図１９】実施の形態７における電力抑制動作で生成された超音波画像の各フレームを示す図である。
【図２０】実施の形態７における高画質動作から電力抑制動作に移行する超音波画像の様子を示す図である。
【図２１】実施の形態８における電力抑制動作で生成された超音波画像の各フレームを示す図である。
【図２２】実施の形態９における電力抑制動作で生成された超音波画像の各フレームを示す図である。
【図２３】実施の形態１０で用いられた診断装置本体の構成に示すブロック図である。
【図２４】空間コンパウンドを説明するための図である。
【図２５】（Ａ）は実施の形態１０における空間コンパウンドを説明するための図、（Ｂ）および（Ｃ）は、実施の形態１０における駆動信号と受信信号処理部の動作を示すタイミングチャートである。
【図２６】（Ａ）および（Ｂ）は、実施の形態１０の変形例における空間コンパウンドを説明するための図である。
【図２７】実施の形態１１で用いられた超音波プローブの構成に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に、この発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示す。超音波診断装置は、超音波プローブ１と、この超音波プローブ１と無線通信により接続された診断装置本体２とを備えている。
【００２３】
超音波プローブ１は、１次元又は２次元の振動子アレイを構成する複数の超音波トランスデューサ３を有し、これらトランスデューサ３にそれぞれ対応して受信信号処理部４が接続され、さらに受信信号処理部４にパラレル／シリアル変換部５を介して無線通信部６が接続されている。また、複数のトランスデューサ３に送信駆動部７を介して送信制御部８が接続され、複数の受信信号処理部４に受信制御部９が接続され、無線通信部６に通信制御部１０が接続されている。そして、パラレル／シリアル変換部５、送信制御部８、受信制御部９および通信制御部１０にプローブ制御部１１が接続されている。
【００２４】
一方、診断装置本体２は、無線通信部１３を有し、この無線通信部１３にシリアル／パラレル変換部１４を介してデータ格納部１５が接続され、データ格納部１５に画像生成部１６が接続されている。さらに、画像生成部１６に表示制御部１７を介して表示部１８が接続されている。また、無線通信部１３に通信制御部１９が接続され、シリアル／パラレル変換部１４、画像生成部１６、表示制御部１７および通信制御部１９に本体制御部２０が接続されている。
また、診断装置本体２にバッテリ２１が内蔵されており、バッテリ２１に残量検出部２２が接続され、残量検出部２２に本体制御部２０が接続されている。
さらに、本体制御部２０に、操作部２３と格納部２４がそれぞれ接続されている。
【００２５】
超音波プローブ１の複数のトランスデューサ３は、それぞれ振動子を形成するもので、送信駆動部７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３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。
そ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。
【００２６】
送信駆動部７は、例えば、複数のパルサを含んでおり、送信制御部８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３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３に供給する。
【００２７】
各チャンネルの受信信号処理部４は、受信制御部９の制御の下で、対応するトランスデューサ３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５に供給する。受信信号処理部４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５は、複数チャンネルの受信信号処理部４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。
【００２８】
無線通信部６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６は、診断装置本体２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２に送信すると共に、診断装置本体２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１０に出力する。通信制御部１０は、プローブ制御部１１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６を制御すると共に、無線通信部６が受信した各種の制御信号をプローブ制御部１１に出力する。
【００２９】
プローブ制御部１１は、診断装置本体２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１の各部の制御を行う。
なお、超音波プローブ１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。
【００３０】
診断装置本体２の無線通信部１３は、超音波プローブ１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１に送信する。また、無線通信部１３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１９は、本体制御部２０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１３を制御する。
シリアル／パラレル変換部１４は、無線通信部１３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１５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１４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。
【００３１】
画像生成部１６は、データ格納部１５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１６は、整相加算部２５と画像処理部２６とを含んでいる。
整相加算部２５は、本体制御部２０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。
【００３２】
画像処理部２６は、整相加算部２５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２６は、ＳＴＣ（sensitivity time control）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。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。
【００３３】
表示制御部１７は、画像生成部１６によって生成される画像信号に基づいて、表示部１８に超音波診断画像を表示させる。表示部１８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１７の制御の下で、超音波診断画像を表示する。
【００３４】
バッテリ２１は、この超音波診断装置の駆動電源として機能し、電力を必要とする各部に電力を供給する。
残量検出部２２は、Ａ／Ｄコンバータを用いてバッテリ２１の残量を検出し、本体制御部２０に出力する。
また、操作部２３は、操作者が入力操作を行うための各種の操作ボタンを有している。
格納部１８は、動作プログラム等を格納するもので、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＳＤカード、ＣＦカード、ＵＳＢメモリ等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。
【００３５】
本体制御部２０は、操作者により操作部２３から入力された各種の指令信号等に基づいて、診断装置本体２内の各部の制御を行うと共に、バッテリ２１の残量に応じて通常モードと省電力モードの一方を選択して診断装置本体２および超音波プローブ１の各部を動作させる。
このような診断装置本体２において、シリアル／パラレル変換部１４、画像生成部１６、表示制御部１７、通信制御部１９および本体制御部２０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。
【００３６】
ここで、通常モードと省電力モードについて説明する。
通常モードは、測定深度に関わらずに、超音波プローブ１の振動子アレイから出力された受信信号を処理して超音波画像の生成に寄与させる高画質動作を行うモードであり、省電力モードは、振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される電力抑制動作を行うモードである。
【００３７】
高画質動作においては、図２に示されるように、振動子アレイを構成する各トランスデューサ３に送信駆動部７から周期ΔＴａで駆動信号が供給される場合に、被検体の検査領域の最深部からの超音波エコーを受信するに十分な時間ΔＴｂだけ受信信号処理部４がＯＮ状態とされる。例えば、時刻ｔ１にトランスデューサ３に駆動信号が供給されると、これと同時に対応する受信信号処理部４がＯＮ状態とされ、時間ΔＴｂにわたって受信信号処理部４のＯＮ状態が維持され、時刻ｔ１から時間ΔＴｂが経過した時刻ｔ２に検査に有効な超音波エコーの受信が完了したとして受信信号処理部４がＯＦＦ状態にされる。その後、時刻ｔ１から周期ΔＴａが経過した時刻ｔ３に次の駆動信号がトランスデューサ３に供給されると共に再び受信信号処理部４がＯＮ状態とされる。以降、同様の動作が繰り返される。
【００３８】
これにより、図３に示されるように、全ての測定ラインに対して、検査領域の最深部からの超音波エコーを受信するに十分な時間ΔＴｂにわたって受信信号処理部４で受信信号の処理が行われ、高画質の画像を得ることができる。
【００３９】
これに対して、電力抑制動作においては、図４に示されるように、振動子アレイを構成する各トランスデューサ３に送信駆動部７から周期ΔＴａで駆動信号が供給される場合に、操作部２１から入力された関心領域の特定の測定深度に対応する時間のみ受信信号処理部４がＯＮ状態とされ、他の時間は受信信号処理部４がＯＦＦ状態にされる。例えば、時刻ｔ１にトランスデューサ３に駆動信号が供給されても、受信信号処理部４はまだＯＮ状態とされず、時刻ｔ１から時間ΔＴｃが経過した時刻ｔ４にＯＮ状態とされる。この時間ΔＴｃは、超音波を送信してから関心領域からの超音波エコーの受信が開始されるまでに要する時間である。すなわち、受信信号処理部４は、関心領域からの超音波エコーの受信が開始される時刻ｔ４にＯＮ状態とされ、関心領域からの超音波エコーの受信が終了する時刻ｔ５までの時間ΔＴｄにわたって受信信号処理部４のＯＮ状態が維持される。そして、時刻ｔ５に関心領域の全域からの超音波エコーの受信が完了したとして受信信号処理部４がＯＦＦ状態にされ、その後、時刻ｔ１から周期ΔＴａが経過した時刻ｔ３に次の駆動信号がトランスデューサ３に供給される。以降、同様の動作が繰り返される。
【００４０】
これにより、図５に示されるように、全ての測定ラインに対して、関心領域からの超音波エコーを受信するに必要な時間ΔＴｄのみ受信信号処理部４で受信信号の処理が行われ、他の時間は受信信号の処理が停止される。その結果、省電力化を図ることができる。
【００４１】
次に、図６のフローチャートを参照して、実施の形態１の動作について説明する。
まず、ステップＳ１で、本体制御部２０により、残量検出部２２で検出されたバッテリ２１の残量が予め設定されたしきい値以下にまで低下したか否かが判定される。
そして、バッテリ２１の残量がまだしきい値以下にまで低下していないと判定された場合は、ステップＳ２に進み、通常モードによる動作が開始される。
一方、バッテリ２１の残量がしきい値以下にまで低下していると判定された場合は、さらにステップＳ３で、商用電源から電源供給を行うことができないか否かが判定される。商用電源から電源供給を行うことが可能である場合は、ステップＳ４で、商用電源からの電源供給に切り替えた上で、ステップＳ２に進み、通常モードによる動作が開始される。
【００４２】
ステップＳ３で商用電源からの電源供給が不可であると判定された場合は、ステップＳ５で、省電力モードで超音波診断装置を使用してもよいか否かが操作者に確認される。
診断の目的等を考慮して、操作者が省電力モードでの使用はできないと判断した場合は、バッテリ２１の残量がしきい値以下であるものの、ステップＳ２に進んで通常モードによる動作が開始される。
ステップＳ５で操作者により省電力モードによる使用が許可された場合は、ステップＳ６に進み、省電力モードによる動作が開始される。
【００４３】
ステップＳ２の通常モードにより超音波診断が開始されると、プローブ制御部１１および送信制御部８の制御の下で送信駆動部７から供給される駆動信号に従って振動子アレイを構成する複数のトランスデューサ３から超音波が送信され、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３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４に供給される。
【００４４】
このとき、図２および３に示したように、全ての測定ラインに対して、検査領域の最深部からの超音波エコーを受信するに十分な時間ΔＴｂにわたって受信信号処理部４で受信信号の処理が行われる高画質動作が実行され、サンプルデータが生成される。このサンプルデータは、パラレル／シリアル変換部５でシリアル化された後に無線通信部６から診断装置本体２へ無線伝送され、診断装置本体２の無線通信部１３で受信されたサンプルデータが、シリアル／パラレル変換部１４でパラレルのデータに変換されてデータ格納部１５に格納される。さらに、データ格納部１５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１６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１７により超音波診断画像が表示部１８に表示される。
このようにして、通常モードにより、高画質の画像を得ることができる。
【００４５】
一方、ステップＳ５の省電力モードにおいては、まず、操作者により操作部２３から被検体の関心領域の測定深度が入力される。例えば、検査部位等に応じて被検体の体表からの深さを概ね把握することができ、この深さに基づいて関心領域の測定深度を推定し、入力することができる。なお、操作部２３から入力された関心領域の測定深度は、無線通信により診断装置本体２の本体制御部２０から超音波プローブ１のプローブ制御部１１へ伝送される。
【００４６】
そして、超音波診断が開始されると、通常モードと同様に、プローブ制御部１１および送信制御部８の制御の下で送信駆動部７から供給される駆動信号に従って振動子アレイを構成する複数のトランスデューサ３から超音波が送信され、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３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４に供給される。
【００４７】
ただし、省電力モードにおいては、図４および５に示したように、全ての測定ラインに対して、関心領域からの超音波エコーを受信するに必要な時間ΔＴｄのみ受信信号処理部４で受信信号の処理が行われる電力抑制動作が実行され、サンプルデータが生成される。
サンプルデータは、パラレル／シリアル変換部５でシリアル化された後に無線通信部６から診断装置本体２へ無線伝送され、診断装置本体２の無線通信部１３で受信されたサンプルデータが、シリアル／パラレル変換部１４でパラレルのデータに変換されてデータ格納部１５に格納される。さらに、データ格納部１５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１６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１７により超音波診断画像が表示部１８に表示される。
【００４８】
このように、省電力モードでは、関心領域の測定深度に対してはＯＮ状態となり、その他の測定深度に対してはＯＦＦ状態となるように受信信号処理部４が制御されるので、関心領域を高画質で画像表示しながらも省電力化を図ることが可能となる。
なお、測定ラインの本数は制限されず、関心領域に関わらない測定深度に対してのみ受信信号処理部４をＯＦＦ状態とするので、関心領域の大きさに制限を受けることなく、関心領域の高画質化と省電力化を両立させることができる。
【００４９】
実施の形態２
実施の形態１では、省電力モードにおいて、全ての測定ラインに対して、関心領域の測定深度に対応する時間ΔＴｄのみ受信信号処理部４で受信信号を処理し、他の時間は受信信号の処理を停止する電力抑制動作を行ったが、これに限るものではなく、測定ラインを第１のライン群と第２のライン群とに分割し、第１のライン群の測定ラインに対しては測定深度に関わらずに受信信号の処理を行う高画質動作を行い、第２のライン群の測定ラインに対しては関心領域の測定深度に対してのみ受信信号の処理を行う電力抑制動作を行うように受信信号処理部４を制御することもできる。
【００５０】
例えば、図７に示されるように、複数の測定ラインのうち、奇数ラインを第１のライン群Ｌ１とし、偶数ラインを第２のライン群Ｌ２として、第１のライン群Ｌ１の測定ラインと第２のライン群Ｌ２の測定ラインが交互に配列されるように設定する。そして、第１のライン群Ｌ１の測定ラインに対しては高画質動作を行い、第２のライン群Ｌ２の測定ラインに対しては電力抑制動作を行うように受信信号処理部４が制御される。すなわち、第１のライン群Ｌ１の測定ラインでは、被検体の検査領域の最深部からの超音波エコーを受信するに十分な時間ΔＴｂにわたって受信信号が処理され、第２のライン群Ｌ２の測定ラインでは、関心領域からの超音波エコーを受信するに必要な時間ΔＴｄのみ受信信号が処理される。
【００５１】
このようにすれば、画面の全領域にわたる超音波画像を得ることができると共に関心領域の測定深度のみを高画質で画像表示することが可能となる。
なお、偶数ラインを第１のライン群Ｌ１として高画質動作を行い、奇数ラインを第２のライン群Ｌ２として電力抑制動作を行うように、受信信号処理部４を制御してもよい。
また、測定ライン１本毎に第１のライン群Ｌ１と第２のライン群Ｌ２とに分けるのではなく、数本の測定ライン毎に第１のライン群Ｌ１と第２のライン群Ｌ２とに分割してもよい。
【００５２】
さらに、図８に示されるように、複数の測定ラインのうち中央部に配列された複数の測定ラインを第１のライン群Ｌ１として高画質動作を行い、第１のライン群Ｌ１の両側部に配列された複数の測定ラインを第２のライン群Ｌ２として電力抑制動作を行うように、受信信号処理部４を制御することもできる。
これにより、省電力化を図りながらも、中央部と関心領域の測定深度のみを高画質で画像表示することが可能となる。
【００５３】
実施の形態３
上記の実施の形態１および２では、省電力モードにおいて、関心領域の測定深度について全ての測定ラインに対して受信信号の処理を行ったが、図９に示されるように、関心領域Ｒの測定深度だけでなく、関心領域Ｒの形状をも、操作者により表示部１８の表示パネルあるいは操作部２１等から手動で入力設定するようにすれば、図１０に示されるように、関心領域Ｒのみに対して受信信号の処理を行うことができる。すなわち、関心領域Ｒが存在する測定ラインで且つ関心領域Ｒが存在する測定深度に対して受信信号の処理を行い、その他の領域に対しては受信信号の処理が停止される。
このようにすることにより、さらに効果的に省電力化を図ることができる。
【００５４】
実施の形態４
上記の実施の形態１〜３では、省電力モードにおいて、フレームによって変化することなく、受信信号処理部４の制御が行われたが、これに限るものではなく、フレームに応じて選択的に、高画質動作と電力抑制動作を切り替えて実行するように受信信号処理部４を制御することもできる。
例えば、奇数フレームでは、図１１（Ａ）に示されるように、全ての測定ラインに対して測定深度に関わらずに受信信号が処理される高画質動作を行い、偶数フレームでは、図１１（Ｂ）に示されるように、全ての測定ラインに対して、関心領域からの超音波エコーを受信するに必要な時間ΔＴｄのみ受信信号の処理が行われ、他の時間は受信信号の処理が停止される電力抑制動作を行うように、受信信号処理部４を制御する。
【００５５】
このようにすれば、１フレーム毎に画面の全領域にわたる超音波画像を得ることができると共に関心領域の測定深度のみを高画質で画像表示することが可能となる。
なお、偶数フレームに対して高画質動作を行い、奇数フレームに対して電力抑制動作を行うように、受信信号処理部４を制御してもよい。
また、１フレーム毎に高画質動作と電力抑制動作を切り替えるのではなく、数フレーム毎に高画質動作と電力抑制動作を切り替えてもよい。
【００５６】
また、奇数フレームでは、図１２（Ａ）に示されるように、全ての測定ラインに対して測定深度に関わらずに受信信号が処理される高画質動作を行い、偶数フレームでは、図１２（Ｂ）に示されるように、複数の測定ラインのうち中央部に配列された複数の測定ラインに対して高画質動作を行い、両側部に配列された複数の測定ラインに対して電力抑制動作を行うように、受信信号処理部４を制御することもできる。
【００５７】
さらに、実施の形態３と同様に、関心領域Ｒの測定深度だけでなく、関心領域Ｒの形状をも、操作者により表示部１８の表示パネルあるいは操作部２１等から手動で入力設定し、奇数フレームでは、図１３（Ａ）に示されるように、全ての測定ラインに対して測定深度に関わらずに受信信号が処理される高画質動作を行い、偶数フレームでは、図１３（Ｂ）に示されるように、関心領域Ｒのみに対して受信信号を処理する電力抑制動作を行うように、受信信号処理部４を制御してもよい。
【００５８】
実施の形態５
図１４に、実施の形態５に係る超音波診断装置に用いられた診断装置本体３１の構成を示す。この診断装置本体３１は、図１に示した実施の形態１における診断装置本体２において、画像生成部１６に関心領域選択部３２が接続され、この関心領域選択部３２に本体制御部２０を接続したものである。関心領域選択部３２は、図１５に示されるように、画像生成部１６で生成された超音波画像から輝度に基づいて被検体の関心領域Ｒを自動選択する。
【００５９】
このような関心領域選択部３２を備えることにより、画像生成部１６で生成された超音波画像から輝度に基づいて関心領域Ｒが自動選択される。本体制御部２０は、関心領域選択部３２で自動選択された関心領域Ｒに基づき、上述した実施の形態３と同様に、関心領域Ｒのみに対して受信信号の処理を行い、その他の領域に対しては受信信号の処理が停止されるように、無線通信により超音波プローブ１の受信信号処理部４を制御する。
また、本体制御部２０は、図１３に示した実施の形態４のように、フレームに応じて、高画質動作と、関心領域Ｒのみに対して受信信号の処理を行う電力抑制動作を切り替えるように、受信信号処理部４を制御してもよい。
【００６０】
実施の形態６
図１に示した実施の形態１における診断装置本体２において、図１６に示されるように、本体制御部２０が、予め設定された超音波の送受信のフォーカス点Ｆの周辺領域を関心領域Ｒとして自動選択することもできる。このようにして自動選択された関心領域Ｒに基づき、本体制御部２０は、実施の形態１〜４に記載したように受信信号処理部４を制御する。
【００６１】
実施の形態７
図１７に、実施の形態７に係る超音波診断装置で用いられた診断装置本体４１の構成を示す。この診断装置本体４１は、図１に示した実施の形態１における診断装置本体２において、画像生成部１６に領域検出部４２が接続され、この領域検出部４２に本体制御部２０を接続したものである。領域検出部４２は、画像生成部１６で生成された超音波画像から所定値以上の速度で変化する高速変化部分を含む領域を第１の測定領域として、それ以外の領域を第２の測定領域としてそれぞれ検出する。
【００６２】
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により各部分が変化する速度を求める。続いて、その変化が所定値以上の速度である部分（高速変化部分）を通る走査線群により覆われる範囲を第１の測定領域として検出し、それ以外の範囲を第２の測定領域として検出する。
【００６３】
ここで、この実施の形態７における高画質動作と電力抑制動作について図１８および図１９を参照して説明する。
所定値以上の速度で変化する高速変化部分Ｈと所定値未満の速度で変化する低速変化部分Ｌとでは、変化を捉えるために必要なフレームレートが異なる。すなわち、低速変化部分Ｌに対しては、高速変化部分Ｈよりも低いフレームレートで変化を捉えることができる。そこで、高速変化部分Ｈを通る走査線群で覆われる第１の測定領域に対しては、高いフレームレートを維持し、第１の測定領域以外の第２の測定領域に対しては、フレームレートを低下させることができる。
【００６４】
高画質動作は、図１８に示されるように、順次生成される超音波画像の各フレームにおいて、第１の測定領域のみが検出された場合に選択され、超音波画像の全領域にわたる全ての走査線に対して振動子アレイを構成する複数のトランスデューサ３が連続的に動作するように、送信制御部８により送信駆動部７が制御されると共に受信制御部９により受信信号処理部４が制御される。このようにして、超音波画像の全領域にわたる第１の測定領域に対して超音波を連続的に送受信することで高画質の画像を得ることができる。
【００６５】
一方、電力抑制動作は、図１９に示されるように、順次生成される超音波画像の各フレームにおいて、第１の測定領域以外の第２の測定領域が検出された場合に選択され、第１の測定領域に対しては、高画質動作と同様に、トランスデューサ３が連続的に動作するように、第２の測定領域に対しては、トランスデューサ３が１フレーム毎に動作／停止を繰り返すように、送信制御部８により送信駆動部７が制御されると共に受信制御部９により受信信号処理部４が制御される。このようにして、第２の測定領域に対して超音波を間欠的に送受信しても低速変化部分Ｌの変化を捉えることができると共に、送信駆動部７や受信信号処理部４が一定間隔で停止されるため、省電力化を図ることができる。
【００６６】
なお、電力抑制動作で超音波を送受信したことで第１の測定領域に比べて第２の測定領域のフレームレートが低下し、超音波画像の生成において第２の測定領域の音線信号が欠落したフレームが生じるが、その欠落したフレームについては、画像生成部１６の補間部が、その前後のフレームにおいて生成された第２の測定領域の音線信号を用いて補間を行うことができる。
【００６７】
この実施の形態７の超音波診断装置も、図６のフローチャートに示した実施の形態１の動作と同様の動作を行う。すなわち、バッテリ２１の残量が予め設定されたしきい値以下に低下し、商用電源からの電源供給が不可であり、さらに操作者により省電力モードによる使用が許可された場合に、省電力モードにより作動し、バッテリ２１の残量がしきい値より高い、あるいは、商用電源からの電源供給が可能である、あるいは、操作者が省電力モードでの使用はできないと判断した場合に、通常モードで作動する。
通常モードにおいては、領域検出部４２による検出結果に関わらずに、すべての領域およびすべてのフレームに対して高画質動作が行われ、高画質の超音波画像が生成される。
一方、省電力モードにおいては、領域検出部４２による検出結果に基づいて、電力抑制動作を少なくとも一部に含むように受信信号処理部４が制御されて、省電力化がなされる。
【００６８】
ここで、実施の形態７の省電力モードにおける動作について説明する。
超音波診断が開始されると、まず、本体制御部２０が高画質動作を選択する。本体制御部２０が超音波プローブ１のプローブ制御部１１を介して送信駆動部７および受信信号処理部４を制御することにより、全ての走査線に対して、送信駆動部７から供給される駆動信号に従って複数のトランスデューサ３から超音波が送信され、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３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４に供給される。受信信号処理部４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５でシリアル化された後に無線通信部６から診断装置本体４１へ無線伝送される。診断装置本体４１の無線通信部１３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１４でパラレルのデータに変換され、データ格納部１５に格納される。さらに、データ格納部１５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１６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１７により超音波診断画像が表示部１８に表示される。
【００６９】
このようにして画像生成部１６で生成された高画質モードの超音波画像において、第１の測定領域の検出が領域検出部４２により試みられる。領域検出部４２は、超音波画像に含まれる各部分（人体の臓器など）についてフレーム毎に変形する変形量を求め、その変形する速度が所定値以上の高速変化部分Ｈを通る走査線群により覆われる範囲を第１の測定領域として検出し、それ以外の範囲を第２の測定領域として検出する。領域検出部４２による検出結果は本体制御部２０へ入力される。
続いて、本体制御部２０は、領域検出部４２による検出結果に基づき、第１の測定領域のみが検出された場合には高画質動作により高いフレームレートを全領域で維持し、第１の測定領域以外の第２の測定領域が検出された場合には電力抑制動作に移行する。
【００７０】
例えば、図２０に示すように、高速変化部分Ｈと低速変化部分Ｌが含まれる高画質動作による超音波画像が生成され、領域検出部４２により高速変化部分Ｈを含む第１の測定領域とそれ以外の第２の測定領域が検出された場合には、本体制御部２０は、電力抑制動作を選択して、第１の測定領域に対しては超音波の送受信が連続して行われると共に第２の測定領域に対しては超音波の送受信が間欠的に行われるように、超音波プローブ１のプローブ制御部１１を介して送信駆動部７および受信信号処理部４を制御する。
このように、超音波画像に変化速度の異なる複数の部分が含まれる場合でも、各部分の変化速度に応じてフレームレートを調整するため、画質の低下を最小限に抑えながら超音波プローブ１の消費電力が抑制される。
【００７１】
電力抑制動作により得られた受信信号は、同様にして、超音波プローブ１から診断装置本体４１へ無線伝送され、診断装置本体４１の画像生成部１６に供給されて画像信号に変換される。この時、第２の測定領域について間欠的に超音波を送受信したことにより第２の測定領域の画像信号が欠落したフレームは、画像生成部１６の補間部により、その前後のフレームにおいて生成された第２の測定領域の画像信号を用いて順次補間される。
このようにして生成された画像信号に基づいて、表示制御部１７により超音波診断画像が表示部１８に表示される。
【００７２】
続いて、電力抑制動作による超音波の送受信が一定時間経過すると、図２０に示されるように、本体制御部２０により再び高画質動作が選択され、高画質動作の超音波画像から第１の測定領域と第２の測定領域の検出が領域検出部４２により行われる。
【００７３】
このように、超音波画像に含まれる各部分の変化速度に応じてその部分ごとにトランスデューサ３からの超音波の送受信の回数を変えることができる。また、超音波の送受信の回数を低下させることにより欠落した第２の測定領域の画像データについてはその前後に得られた画像データを用いて補間することができる。このため、診断上で必要な画質を低下することなく、すなわち、診断に支障を来すことなく、超音波プローブ１内の省電力化を図ることが可能となる。
【００７４】
なお、この実施の形態７において、電力抑制動作から高画質動作への移行は、電力抑制動作による制御が一定時間経過した時に行っているが、これに限るものではなく、例えば、超音波プローブ１の移動を検知することで超音波診断の部位が他の部位に移ったことを感知した時に行うこともできる。
【００７５】
実施の形態８
実施の形態７では、省電力モードにおいて、高速変化部分Ｈを通る走査線群により覆われる範囲を第１の測定領域としたが、これに限るものではなく、図２１に示されるように、高速変化部分Ｈを通る走査線群により覆われ且つ高速変化部分Ｈの深さ位置を第１の測定領域とすることもできる。
本体制御部２０により高画質動作が選択されて高画質の超音波画像が生成されると、領域検出部４２は、高速変化部分Ｈを通る走査線群により覆われ且つ高速変化部分Ｈの深さ位置を第１の測定領域として、それ以外の領域を第２の測定領域としてそれぞれ検出する。本体制御部２０は、領域検出部４２の検出結果に基づいて、第１の測定領域のみが検出された場合には高画質動作を選択し、第１の測定領域以外の第２の測定領域が検出された場合には電力抑制動作を選択する。
【００７６】
電力抑制動作では、高速変化部分Ｈを通らない第２の測定領域の走査線に対して、実施の形態７と同様に、間欠的に超音波の送受信が行われる。一方、高速変化部分Ｈを通る第１の測定領域および第２の測定領域の走査線に対しては、超音波の送信は連続的に行われ、第１の測定領域からの超音波エコーのみが連続的に受信される。すなわち、連続的に送信された超音波に対し、第１の測定領域の測定深度に対応する時間は受信信号処理部４が連続的にＯＮ状態とされて超音波エコーの受信が連続的に行われ、第２の測定領域の測定深度に対応する時間は受信信号処理部４が所定間隔でＯＦＦ状態とされて超音波エコーの受信が間欠的に行われる。
このようにして得られた電力抑制動作における画像信号は、間欠的に超音波を送受信したことにより第２の測定領域について所定間隔で欠落しているが、画像生成部１６の補間部により、画像信号の欠落したフレームはその前後のフレームにおいて生成された第２の測定領域の画像信号を用いて順次補間される。
【００７７】
これにより、高速変化領域からの超音波エコーを受信するに必要な時間のみ受信信号処理部４で受信信号の処理が行われ、他の時間は受信信号の処理が停止されるため、画質の低下を最小限に抑えながら超音波プローブ１内の省電力化を図ることが可能となる。
【００７８】
実施の形態９
実施の形態７および実施の形態８では、所定速度以上で変形する部分を高速変化部分としたが、これに限るものではなく、図２２に示されるように、所定値以上の速度で移動する部分を高速変化部分Ｈとすることもできる。
【００７９】
本体制御部２０により高画質動作が選択されて高画質の超音波画像が生成されると、領域検出部４２は、その超音波画像から所定値以上の速度で移動する高速変化部分Ｈを通る走査線群により覆われる範囲を第１の測定領域として、それ以外の領域を第２の測定領域としてそれぞれ検出する。本体制御部２０は、領域検出部４２の検出結果に基づいて、第１の測定領域のみが検出された場合には高画質動作を選択し、第１の測定領域以外の第２の測定領域が検出された場合には電力抑制動作を選択する。
電力抑制動作では、第１の測定領域に対しては超音波の送受信が連続して行われると共に第２の測定領域に対しては超音波の送受信が間欠的に行われるように、本体制御部２０が超音波プローブ１のプローブ制御部１１を介して送信駆動部７および受信信号処理部４を制御する。
【００８０】
このように、超音波画像に含まれる各部分の移動速度に応じて部分ごとにトランスデューサ３からの超音波の送受信の回数を変えるため、画質の低下を最小限に抑えながら超音波プローブ１の省電力化を図ることが可能となる。
【００８１】
実施の形態１０
図２３に、実施の形態１０に係る超音波診断装置で用いられた診断装置本体５１の構成を示す。この診断装置本体５１は、図１に示した実施の形態１における診断装置本体２において、画像生成部１６の画像処理部２６と表示制御部１７の間に画像合成部５２を挿入し、整相加算部２５と画像処理部２６と画像合成部５２により新たな画像生成部１６ａを形成したものである。
この実施の形態１０の超音波診断装置は、互いに方向が異なる超音波を送受信することにより得られる複数の超音波画像を合成して合成超音波画像を生成する、いわゆる空間コンパウンドを行なう診断装置であり、画像合成部５２が複数の超音波画像の合成を行う。
【００８２】
例えば、３つの超音波画像を合成して空間コンパウンドを行なう場合には、図２４に示されるように、超音波プローブ１の振動子アレイを形成する複数のトランスデューサ３から予め設定された方向に超音波を送受信することにより得られる検査領域Ａに対応する第１の画像と、この第１の画像を得る際の送受信方向に対して角度θだけ傾斜した方向に超音波を送受信することにより得られる領域Ｂに対応する第２の画像と、第１の画像を得る際の送受信方向に対して角度−θだけ傾斜した方向に超音波を送受信することにより得られる領域Ｃに対応する第３の画像が順次生成される。そして、これら第１〜第３の画像が画像合成部５２で合成されることで、空間コンパウンド画像が得られる。
このような空間コンパウンドを行なうことで、超音波画像のスペックルを低減することが可能となる。
【００８３】
この実施の形態１０における高画質動作と電力抑制動作は、いずれも上述した実施の形態１における高画質動作および電力抑制動作と同様である。すなわち、高画質動作においては、測定深度に関わらずに、超音波プローブ１の振動子アレイから出力された受信信号を処理して高画質の超音波画像が生成される。一方、電力抑制動作においては、振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止され、特定の深度領域にのみ対応した超音波画像が生成される。
【００８４】
この実施の形態１０の超音波診断装置も、図６のフローチャートに示した実施の形態１の動作と同様の動作を行う。すなわち、バッテリ２１の残量が予め設定されたしきい値以下に低下し、商用電源からの電源供給が不可であり、さらに操作者により省電力モードによる使用が許可された場合に、省電力モードにより作動し、バッテリ２１の残量がしきい値より高い、あるいは、商用電源からの電源供給が可能である、あるいは、操作者が省電力モードでの使用はできないと判断した場合に、通常モードで作動する。
通常モードにおいては、空間コンパウンドを行なうために画像合成部５２で合成される第１〜第３の画像がいずれも高画質動作により得られ、測定領域の全域に対して高画質の空間コンパウンド画像が生成される。
一方、省電力モードにおいては、画像合成部５２で合成される第１〜第３の画像のうち少なくとも１つの超音波画像が電力抑制動作により得られるように受信信号処理部４が制御され、省電力化がなされる。すなわち、電力抑制動作により得られる、この少なくとも１つの超音波画像は、特定の深度領域にのみ対応した画像となる。
【００８５】
ここで、実施の形態１０の省電力モードにおける動作について説明する。
例えば、図２５（Ａ）に示されるように、検査領域Ａの最深部の深度をＤ１とし、操作者により、操作部２３を介して、深度Ｄ３から深度Ｄ２までの領域が関心領域として設定されるものとする。そして、検査領域Ａについては、全域に対応する第１の画像を高画質動作により生成し、第１の画像を得る際の送受信方向に対して角度θおよび角度−θだけ傾斜した方向に超音波を送受信することで得られる第２の画像および第３の画像については、電力抑制動作により関心領域に対応した領域ＢｉおよびＣｉのみの画像を生成する。
【００８６】
検査領域Ａに対応する第１の画像を生成する際には、図２５（Ｂ）に示されるように、振動子アレイに周期的に供給される駆動信号に対して、検査領域Ａの最深部からの超音波エコーを受信するに十分な、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの時間Ｔ１にわたって受信信号処理部４がＯＮ状態とされる。
これにより、検査領域Ａの最深部からの超音波エコーを受信するに十分な時間Ｔ１にわたって受信信号処理部４で受信信号の処理が行われ、高画質の第１の画像を得ることができる。
【００８７】
これに対して、検査領域ＢｉおよびＣｉに対応する第２の画像および第３の画像を生成する際には、図２５（Ｃ）に示されるように、深度Ｄ３に対応する時刻ｔ８から深度Ｄ２に対応する時刻ｔ９までの時間Ｔ２のみ受信信号処理部４がＯＮ状態とされ、時刻ｔ６から時刻ｔ８までの期間と時刻ｔ９から時刻ｔ７までの期間は受信信号処理部４がＯＦＦ状態にされる。
これにより、関心領域からの超音波エコーを受信するに必要な時間Ｔ２のみ受信信号処理部４で受信信号の処理が行われ、他の時間は受信信号の処理が停止される。その結果、省電力化を図ることができる。
【００８８】
このように、省電力モードにおいては、操作者により設定された関心領域の深度に応じて受信信号処理部４をＯＮ／ＯＦＦすることにより受信信号を処理する深度領域が調整され、関心領域に対応する第２の画像および第３の画像が生成される。
そして、検査領域Ａの全域に対応する第１の画像と関心領域に対応する第２の画像および第３の画像を画像合成部５２で合成することで、関心領域についてのみ空間コンパウンド画像が得られ、検査領域Ａ内の他の領域については第１の画像が表示することとなる。
以上のようにして、省電力化を図りながらも、関心領域について空間コンパウンド画像を生成することが可能となる。
【００８９】
また、関心領域が被検体の体内に設定されると、関心領域は、被検体の体表に配置される超音波プローブ１の振動子アレイから所定の深度以上離間することとなる。このため、図２６（Ａ）に示されるように、検査領域Ａに対応する第１の画像を得る際の送受信方向に対して角度θおよび角度−θだけ傾斜した方向に超音波を送受信することで超音波画像を得ようとする領域ＢｉおよびＣｉと検査領域Ａとの間に重畳しない部分ＢａおよびＣａが生じる。これらの部分ＢａおよびＣａは、空間コンパウンド画像の生成に利用することができないため、図２６（Ｂ）に示されるように、第２の画像および第３の画像の生成時に、これらの部分ＢａおよびＣａに対する超音波の送受信を行なわないようにすることが好ましい。
【００９０】
これにより、第２の画像および第３の画像の音線の総数が低減され、さらに省電力化がなされると共に、効率のよい受信信号の処理が可能となる。
なお、部分ＢａおよびＣａに対して超音波の送受信を停止する代わりに、これらの部分ＢａおよびＣａに対する音線数および／または同時開口チャンネル数を低減するようにしてもよい。
【００９１】
また、上記の３つの超音波画像を合成して空間コンパウンドを行なう例においては、検査領域Ａに対応する第１の画像、領域Ｂｉに対応する第２の画像、領域Ｃｉに対応する第３の画像の順番で超音波の送受信が行われることで１フレームの空間コンパウンド画像が生成されたが、これに限るものではない。例えば、１フレーム目を第１の画像、第２の画像および第３の画像の順番で超音波の送受信を行い、次の２フレーム目は逆に第３の画像、第２の画像および第１の画像の順番で超音波の送受信を行い、さらに次の３フレーム目は再び第１の画像、第２の画像および第３の画像の順番で超音波の送受信を行う、というように、各フレームを生成するための最初に行われる超音波の送受信方向が直前のフレームを生成するための最後に行われた超音波の送受信方向と等しくなるように超音波プローブ１の送信駆動部７および受信信号処理部４を制御することもできる。このような順番で超音波の送受信を行えば、フレーム間において同一方向の送受信が連続するため、効率よく受信信号の取得を行うことができる。
【００９２】
なお、画像合成部５２で合成される第１〜第３の画像のうち少なくとも１つの超音波画像が、上述した実施の形態２〜６に示したような方法で、省電力化を図りつつ生成されるようにしてもよい。
空間コンパウンドによって合成する超音波画像の数は、３に限定はされず、２でもよく、あるいは、４以上であってもよい。
また、上記の実施の形態１０では、関心領域以外の領域に対して第１の画像のみを生成したが、これに限るものではなく、関心領域以外の領域に対しても、互いに超音波の送受信方向が異なる複数の超音波画像を合成してもよい。
【００９３】
実施の形態１１
上記の実施の形態１〜１０では、バッテリ２１が診断装置本体２、３１、４１または５１に内蔵されていたが、超音波プローブ内にバッテリを内蔵させ、このバッテリの残量に基づいて通常モードと省電力モードを切り替えるように構成することもできる。
図２７は、実施の形態１１で用いられる超音波プローブ６１の構成を示す。この超音波プローブ６１は、図１に示した実施の形態１における超音波プローブ１において、さらにバッテリ６２を内蔵すると共に、バッテリ６２に残量検出部６３を接続し、残量検出部６３をプローブ制御部１１に接続したものである。
バッテリ６２により、超音波プローブ６１内の電力を必要とする各部に電力が供給される。
【００９４】
残量検出部６３でバッテリ６２の残量が検出されて、検出値がプローブ制御部１１に出力され、通信制御部１０を介して無線通信部６から例えば図１に示した診断装置本体２へ無線伝送される。診断装置本体２の無線通信部６で受信された検出値は、通信制御部１９を介して本体制御部２０に伝送される。
そして、図６に示したフローチャートに従って、本体制御部２０により、超音波プローブ６１のバッテリ６２の残量が予め設定されたしきい値と比較され、その比較結果と、商用電源からの電源供給の可否、さらに、操作者による省電力モードでの使用許諾とに基づいて通常モードおよび省電力モードのいずれかが選択される。
【００９５】
このとき、診断装置本体２の各部への電源供給は、診断装置本体２に内蔵されたバッテリ２１から行ってもよく、あるいは、商用電源から電源を供給してもよい。
同様にして、バッテリ６２を内蔵する超音波プローブ６１を、図１４に示した診断装置本体３１、図１７に示した診断装置本体４１、図２３に示した診断装置本体５１にそれぞれ無線接続して使用することができる。
【００９６】
なお、上述した実施の形態１〜１１では、超音波プローブと診断装置本体とが互いに無線通信により接続されていたが、これに限るものではなく、接続ケーブルを介して超音波プローブが診断装置本体に接続されていてもよい。この場合には、超音波プローブ１または６１の無線通信部６および通信制御部１０、診断装置本体２、３１、４１または５１の無線通信部１３および通信制御部１９等は不要となる。
【符号の説明】
【００９７】
１，６１ 超音波プローブ、２，３１，４１，５１ 診断装置本体、３ トランスデューサ、４ 受信信号処理部、５ パラレル／シリアル変換部、６ 無線通信部、７ 送信駆動部、８ 送信制御部、９ 受信制御部、１０ 通信制御部、１１ プローブ制御部、１３ 無線通信部、１４ シリアル／パラレル変換部、１５ データ格納部、１６，１６ａ 画像生成部、１７ 表示制御部、１８ 表示部、１９ 通信制御部、２０ 本体制御部、２１，６２ バッテリ、２２，６３ 残量検出部、２３ 操作部、２４ 格納部、２５ 整相加算部、２６ 画像処理部、３２ 関心領域選択部、４２ 領域検出部、５２ 画像合成部、Ｌ１ 第１のライン群、Ｌ２ 第２のライン群、Ｒ 関心領域、Ｆ フォーカス点、Ｈ 高速変化部分、Ｌ 低速変化部分、Ａ 検査領域、Ｂ，Ｃ 領域、Ｄ１〜Ｄ３ 深度。
【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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した前記超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信信号処理部で処理し、処理された受信信号に基づいて画像生成部で超音波画像を生成する超音波診断装置であって、
内蔵バッテリと、
前記内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、前記振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される省電力モードで動作するように前記受信信号処理部を制御する制御部を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記省電力モードにおいて、複数の測定ラインを第１のライン群と第２のライン群とに分割し、第１のライン群の測定ラインに対しては測定深度に関わらずに前記振動子アレイから出力された受信信号の処理が行われる高画質動作を行い、第２のライン群の測定ラインに対しては前記振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される電力抑制動作を行うように前記受信信号処理部を制御する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
第１のライン群の測定ラインと第２のライン群の測定ラインは、交互に配列されている請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
第１のライン群は、前記複数の測定ラインのうち中央部に配列された測定ラインからなり、第２のライン群は、第１のライン群の両側部に配列された測定ラインからなる請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記省電力モードにおいて、関心領域に対しては前記振動子アレイから出力される受信信号の処理を行い、他の領域に対しては前記振動子アレイから出力される受信信号の処理を停止する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記関心領域は、手動により設定される請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記画像生成部で生成された超音波画像から輝度に基づいて前記関心領域を自動選択する関心領域選択部をさらに備えた請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記関心領域は、予め設定された超音波の送受信のフォーカス点の周辺領域である請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記制御部は、フレームに応じて選択的に、測定深度に関わらずに前記振動子アレイから出力された受信信号の処理が行われる高画質動作と前記振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される電力抑制動作を切り替えるように前記受信信号処理部を制御する請求項１〜８のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した前記超音波プローブの振動子アレイから出力された受信信号を受信信号処理部で処理し、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であって、
内蔵バッテリと、
前記超音波画像から所定値以上の速度で変化する高速変化部分を含む領域を第１の測定領域として検出する領域検出部と、
前記内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、前記領域検出部により検出された前記第１の測定領域以外の領域では前記第１の測定領域よりもフレームレートを低下させるために前記振動子アレイからの超音波の送受信を間欠的に行う省電力モードで動作するように前記送信駆動部および前記受信信号処理部を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１１】
前記領域検出部は、前記超音波画像において変形速度または移動速度のうち少なくとも一方が所定値以上の高速変化部分を含む領域を前記第１の測定領域として検出する請求項１０に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記領域検出部は、前記高速変化部分を通る走査線群により覆われる範囲を前記第１の測定領域として検出する請求項１０または１１に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記領域検出部は、前記高速変化部分が存在する深さ領域を前記第１の測定領域として検出する請求項１２に記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記第１の測定領域以外の領域において、フレームレートを低下させることにより超音波画像データが欠落したフレームは、その前後のフレームにおいて生成された超音波画像データを用いて補間される請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
前記領域検出部は、前記第１の測定領域の検出を一定時間毎に繰り返し行う請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１６】
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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した前記超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信信号処理部で処理し、処理された受信信号に基づいて画像生成部で超音波画像を生成する超音波診断装置であって、
内蔵バッテリと、
前記振動子アレイから互いに異なる方向に超音波を送受信することにより得られる送受信方向の異なる複数の超音波画像を合成して空間コンパウンド画像を生成すると共に、前記内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、前記複数の超音波画像のうち少なくとも１つの超音波画像に対し、前記振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される省電力モードで動作するように前記送信駆動部、前記受信信号処理部および前記画像生成部を制御する制御部を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１７】
前記制御部は、前記複数の超音波画像のうち１つの超音波画像に対しては、測定深度に関わらずに前記振動子アレイから出力された受信信号の処理が行われる高画質動作を行い、残りの超音波画像に対しては、前記振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される電力抑制動作を行うように前記送信駆動部、前記受信信号処理部および前記画像生成部を制御する請求項１６に記載の超音波診断装置。
【請求項１８】
前記制御部は、前記省電力モードにおいて、設定された関心領域に対しては前記振動子アレイから出力される受信信号の処理を行い、他の領域に対しては前記振動子アレイから出力される受信信号の処理を停止する請求項１６または１７に記載の超音波診断装置。
【請求項１９】
前記空間コンパウンド画像の各フレームが互いに異なる方向への超音波の送受信を順次行うことで生成され、
前記制御部は、各フレームを生成するための最初に行われる超音波の送受信方向が直前のフレームを生成するための最後に行われた超音波の送受信方向と等しくなるように前記送信駆動部および前記受信信号処理部を制御する請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項２０】
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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した前記超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信信号処理部で処理し、処理された受信信号に基づいて画像生成部で超音波画像を生成する超音波画像生成方法であって、
内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、前記振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される省電力モードで動作するように前記受信信号処理部を制御することを特徴とする超音波画像生成方法。
【請求項２１】
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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した前記超音波プローブの振動子アレイから出力された受信信号を受信信号処理部で処理し、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であって、
前記超音波画像から所定値以上の速度で変化する高速変化部分を含む領域を第１の測定領域として検出し、
内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、前記第１の測定領域以外の領域では前記第１の測定領域よりもフレームレートを低下させるために前記振動子アレイからの超音波の送受信を間欠的に行う省電力モードで動作するように前記送信駆動部および前記受信信号処理部を制御する
ことを特徴とする超音波画像生成方法。
【請求項２２】
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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した前記超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信信号処理部で処理し、処理された受信信号に基づいて画像生成部で超音波画像を生成する超音波画像生成方法であって、
前記振動子アレイから互いに異なる方向に超音波を送受信することにより得られる送受信方向の異なる複数の超音波画像を合成して空間コンパウンド画像を生成し、
前記内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、前記複数の超音波画像のうち少なくとも１つの超音波画像に対し、前記振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される省電力モードで動作するように前記送信駆動部、前記受信信号処理部および前記画像生成部を制御する
ことを特徴とする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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した前記超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信信号処理部で処理し、処理された受信信号に基づいて画像生成部で超音波画像を生成する超音波診断装置であって、
内蔵バッテリと、
前記内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、前記振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される省電力モードで動作するように前記受信信号処理部を制御する制御部を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記省電力モードにおいて、複数の測定ラインを第１のライン群と第２のライン群とに分割し、第１のライン群の測定ラインに対しては測定深度に関わらずに前記振動子アレイから出力された受信信号の処理が行われる高画質動作を行い、第２のライン群の測定ラインに対しては前記振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される電力抑制動作を行うように前記受信信号処理部を制御する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
第１のライン群の測定ラインと第２のライン群の測定ラインは、交互に配列されている請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
第１のライン群は、前記複数の測定ラインのうち中央部に配列された測定ラインからなり、第２のライン群は、第１のライン群の両側部に配列された測定ラインからなる請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記省電力モードにおいて、関心領域に対しては前記振動子アレイから出力される受信信号の処理を行い、他の領域に対しては前記振動子アレイから出力される受信信号の処理を停止する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記関心領域は、手動により設定される請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記画像生成部で生成された超音波画像から輝度に基づいて前記関心領域を自動選択する関心領域選択部をさらに備えた請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記関心領域は、予め設定された超音波の送受信のフォーカス点の周辺領域である請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記制御部は、フレームに応じて選択的に、測定深度に関わらずに前記振動子アレイから出力された受信信号の処理が行われる高画質動作と前記振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される電力抑制動作を切り替えるように前記受信信号処理部を制御する請求項１〜８のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した前記超音波プローブの振動子アレイから出力された受信信号を受信信号処理部で処理し、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であって、
内蔵バッテリと、
前記超音波画像から所定値以上の速度で変化する高速変化部分を含む領域を第１の測定領域として検出する領域検出部と、
前記内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、前記領域検出部により検出された前記第１の測定領域以外の領域では前記第１の測定領域よりもフレームレートを低下させるために前記振動子アレイからの超音波の送受信を間欠的に行う省電力モードで動作するように前記送信駆動部および前記受信信号処理部を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１１】
前記領域検出部は、前記超音波画像において変形速度または移動速度のうち少なくとも一方が所定値以上の高速変化部分を含む領域を前記第１の測定領域として検出する請求項１０に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記領域検出部は、前記高速変化部分を通る走査線群により覆われる範囲を前記第１の測定領域として検出する請求項１０または１１に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記領域検出部は、前記高速変化部分が存在する深さ領域を前記第１の測定領域として検出する請求項１２に記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記第１の測定領域以外の領域において、フレームレートを低下させることにより超音波画像データが欠落したフレームは、その前後のフレームにおいて生成された超音波画像データを用いて補間される請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
前記領域検出部は、前記第１の測定領域の検出を一定時間毎に繰り返し行う請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１６】
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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した前記超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信信号処理部で処理し、処理された受信信号に基づいて画像生成部で超音波画像を生成する超音波診断装置であって、
内蔵バッテリと、
前記振動子アレイから互いに異なる方向に超音波を送受信することにより得られる送受信方向の異なる複数の超音波画像を合成して空間コンパウンド画像を生成すると共に、前記内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、前記複数の超音波画像のうち少なくとも１つの超音波画像に対し、前記振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される省電力モードで動作するように前記送信駆動部、前記受信信号処理部および前記画像生成部を制御する制御部を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１７】
前記制御部は、前記複数の超音波画像のうち１つの超音波画像に対しては、測定深度に関わらずに前記振動子アレイから出力された受信信号の処理が行われる高画質動作を行い、残りの超音波画像に対しては、前記振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される電力抑制動作を行うように前記送信駆動部、前記受信信号処理部および前記画像生成部を制御する請求項１６に記載の超音波診断装置。
【請求項１８】
前記制御部は、前記省電力モードにおいて、設定された関心領域に対しては前記振動子アレイから出力される受信信号の処理を行い、他の領域に対しては前記振動子アレイから出力される受信信号の処理を停止する請求項１６または１７に記載の超音波診断装置。
【請求項１９】
前記空間コンパウンド画像の各フレームが互いに異なる方向への超音波の送受信を順次行うことで生成され、
前記制御部は、各フレームを生成するための最初に行われる超音波の送受信方向が直前のフレームを生成するための最後に行われた超音波の送受信方向と等しくなるように前記送信駆動部および前記受信信号処理部を制御する請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項２０】
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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した前記超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信信号処理部で処理し、処理された受信信号に基づいて画像生成部で超音波画像を生成する超音波画像生成方法であって、
内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、前記振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される省電力モードで動作するように前記受信信号処理部を制御することを特徴とする超音波画像生成方法。
【請求項２１】
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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した前記超音波プローブの振動子アレイから出力された受信信号を受信信号処理部で処理し、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であって、
前記超音波画像から所定値以上の速度で変化する高速変化部分を含む領域を第１の測定領域として検出し、
内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、前記第１の測定領域以外の領域では前記第１の測定領域よりもフレームレートを低下させるために前記振動子アレイからの超音波の送受信を間欠的に行う省電力モードで動作するように前記送信駆動部および前記受信信号処理部を制御する
ことを特徴とする超音波画像生成方法。
【請求項２２】
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が送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した前記超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信信号処理部で処理し、処理された受信信号に基づいて画像生成部で超音波画像を生成する超音波画像生成方法であって、
前記振動子アレイから互いに異なる方向に超音波を送受信することにより得られる送受信方向の異なる複数の超音波画像を合成して空間コンパウンド画像を生成し、
前記内蔵バッテリの残量が所定のしきい値以下に低下したときに、前記複数の超音波画像のうち少なくとも１つの超音波画像に対し、前記振動子アレイから出力される受信信号の処理が測定深度に応じて選択的に停止される省電力モードで動作するように前記送信駆動部、前記受信信号処理部および前記画像生成部を制御する
ことを特徴とする超音波画像生成方法。
【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２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【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２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１３−９０８２７（Ｐ２０１３−９０８２７Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３５０４７（Ｐ２０１１−２３５０４７）
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【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２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【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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