JP2005253776A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 超音波探触子の表面温度に応じて、超音波振動子を駆動する条件自動的に変化する超音波診断装置を提供する。
【解決手段】 超音波振動子（２）と温度センサ（３）とを含み、被検体に接触する部材に温度センサを配置した超音波探触子（１）と、温度センサからの信号を温度情報に変換する温度検出手段（４）と、超音波振動子に送信信号を送ると共に受信信号を診断画像に変換する送受信手段（６）と、診断画像を表示する表示手段（７）と、送受信手段から超音波振動子への超音波振動子駆動用信号を制御する制御手段（５）と、制御手段を操作するための操作パネル（８）とを備える。制御手段は、超音波振動子の駆動条件を設定するために送受信手段へ送る送信変数を、温度情報に応じて変化させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被検体に超音波を送信し、受信した反射波から断層像を得る超音波診断装置に関する。

超音波探触子が、超音波を送信することで、その表面温度は上昇する。体腔内には熱を感じる神経が無いため、生体と接触する超音波探触子の表面温度の上昇は、低温やけどを引き起こす危険がある。そのため、被検体に適用される超音波探触子は、法律により表面温度が一定の温度を超えてはならないと規制されている。

特許文献１には、図５に示すように、超音波探触子の表面温度がわかるよう構成された超音波診断装置について記載されている。この超音波診断装置は、経食道用探触子１０１と本体１０２とから構成されている。経食道用探触子１０１は、超音波振動子アレイ１０３と、整合層１０４と、音響レンズ１０５と、バッキング層１０６と、ケーシング１０７と、温度センサ１０８とを有する。本体１０２は、線形化回路１０９と、信号処理部１１０と、制御部１１１と、表示部１１２とを有する。超音波振動子アレイ１０３の近傍に取り付けた温度センサ１０８より得られた信号を、線形化回路１０９および信号処理部１１０によって、経食道用探触子１０１の表面温度を検出する。検出した経食道用探触子１０１の表面温度を、制御部１１１によって表示部１１２に表示する。
特開平１０−１１８０６９号公報（第２−３頁、第１図）

従来の超音波診断装置において、超音波振動子駆動用信号の電圧、超音波の送信開口、または送信パルス繰り返し周波数、またはフレームレート、または送信周波数、または送信パルス数などが、検出した超音波探触子の表面温度に関わらず、一定であった。そのため、表面温度が上昇した場合には、超音波探触子への超音波振動子駆動用信号を変更しなければならない、または、診断を中断しなければならないという問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためのもので、検出した超音波探触子の表面温度に応じて、超音波振動子を駆動する条件が自動的に変化して、超音波探触子の表面温度を適切な状態に維持することが可能な超音波診断装置を提供することを目的とする。

本発明の超音波診断装置は、超音波振動子と温度センサを含み、被検体に接触する部材に前記温度センサを配置した超音波探触子と、前記温度センサからの信号を温度情報に変換する温度検出手段と、前記超音波振動子に送信信号を送ると共に受信信号を診断画像に変換する送受信手段と、前記診断画像を表示する表示手段と、前記送受信手段から前記超音波振動子への超音波振動子駆動用信号を制御する制御手段と、前記制御手段を操作するための操作パネルとを備えた超音波診断装置において、前記制御手段は、前記超音波振動子の駆動条件を設定するために前記送受信手段へ送る送信変数を、前記温度情報に応じて変化させることを特徴とする。

この構成により、超音波探触子の表面温度が適切な温度に維持され、診断中に超音波を変更する必要が無い、または診断を中断する必要が無い。

本発明の超音波診断装置において、前記制御手段が、前記送受信手段から前記超音波振動子へ送信する前記超音波振動子駆動用信号の電圧を、前記温度情報に応じて変化させる構成にしても良い。

この構成により、検出した超音波探触子の表面温度に応じて電圧が自動的に変化する。

また本発明の超音波診断装置では、上記の構成に加えて、前記制御手段が、参照できる書き換え可能な温度情報対送信変数変換テーブルを備える構成にしても良い。

この構成により、検出した超音波探触子の表面温度に応じて送信電圧、または送信開口、または送信パルス繰り返し周波数、またはフレームレート、または送信周波数、または送信パルス数などの送信変数を、前記制御手段が自動的に変化させる。そのため、法規制値が変更されても構成変更を伴わずに対応できる。

本発明の構成によれば、超音波探触子の表面温度に応じて、制御手段が送受信手段へ送信する送信信号を制御することにより、超音波探触子から送信される超音波は、自動的に変化する。これにより、超音波探触子の表面温度が、適切な温度に維持され、診断中に超音波を変更する必要が無い、または診断を中断する必要が無いという効果を有する。

以下、本発明の実施の形態の超音波診断装置について、図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
実施の形態１の超音波診断装置のブロック図を図１に示す。本実施の形態の超音波診断装置は、温度センサ３と超音波振動子２とで構成された超音波探触子１を含んでいる。温度センサ３は、超音波振動子２の近傍に配置されたサーミスタや熱電対などからなる。超音波探触子１の構造は、従来技術と実質的には同じであり、温度センサ３は被検体と接触する超音波探触子１の表面温度を検出する。温度検出手段４は、温度センサ３から得られる信号を、温度センサ３の温度特性に基づき温度情報信号に変換する。温度情報信号への変換方法として、温度検出手段４に温度センサ３の温度特性を数式化して記憶させて、または温度検出手段４のメモリ上に変換テーブルを記憶させて温度情報信号に変換する方法がある。

送受信手段６は、超音波振動子２に超音波振動子駆動用信号を送信する。超音波振動子２は、超音波振動子駆動用信号の電気信号を超音波信号に変換し、被検体に超音波を送信し、被検体から反射された超音波信号を電気信号に変換する。また、送受信手段６は、超音波振動子２によって変換された電気信号を受信し、この電気信号を画像情報へ変換し、表示手段７で表示させる。温度検出手段４から出力される温度情報に応じて、制御手段５は、検出した温度が所定の範囲内の温度になるように、送受信手段６へ送信する送信電圧を自動的に変更する。操作パネル８により、制御手段５の設定を行うことができる。

温度検出手段４から入力された温度情報に応じて、超音波振動子２の駆動条件を設定するために、制御手段５が、送受信手段６へ送信する送信電圧を設定する方法を、図２にフロー図で示す。ここで図１に示す制御手段５は、温度情報が４３．０℃以上、４２．０℃〜４２．９℃、４０．０℃〜４１．９℃、３９．９℃以下である場合に、送信電圧をそれぞれ最大送信電圧に対して、０％、７０％、８０％、１００％に設定するようになっている。制御手段５は、温度検出手段４から超音波探触子１の温度情報を得ると、ステップＳ１１にてその温度情報が４３℃以上であるか否かを判断する。４３℃以上であれば、ステップＳ１４に進み、最大送信電圧に対して送信電圧を０％に設定する。温度情報が４２．９℃以下であれば、ステップＳ１２に進み、制御手段５は、温度情報が４２．０℃から４２．９℃の範囲内であるか否かを判断する。温度情報がこの範囲内にあればステップＳ１５に進み、最大送信電圧に対して送信電圧を７０％に設定する。

さらに、温度情報が４１．９℃以下であればステップＳ１３に進み、制御手段５は、温度情報が４０．０℃から４１．９℃の範囲内であるか否かを判断する。温度情報がその範囲内であればステップＳ１６に進み、制御手段５は最大送信電圧に対して送信電圧を８０％に設定する。温度情報がその範囲外であればステップＳ１７に進み、制御手段５は最大送信電圧に対して送信電圧を１００％に設定する。制御手段５は、ステップＳ１４、ステップＳ１５、ステップＳ１６、ステップＳ１７で送信電圧を設定すると新たな温度情報が得られるまで待機し、温度情報が得られるとステップＳ１１に戻る。

以上のとおり、本実施の形態の超音波診断装置において、制御手段５は、温度検出手段４から出力される温度情報に応じて、送信電圧を自動的に変更する。そのため、診断中に超音波探触子の送信電圧を変更する必要が無い、または診断を中断する必要が無いという効果を有する超音波診断装置を提供することができる。

本実施の形態において、制御手段５が温度検出手段４から出力される温度情報に応じて送信電圧を自動的に変更する例を挙げて説明したが、送信電圧以外にも、超音波の送信開口、または送信パルスの繰り返し周波数、またはフレームレート、または送信周波数、または送信パルス数などの超音波探触子の表面温度を決定する他の送信変数を自動的に変更しても良い。

（実施の形態２）
実施の形態２の超音波診断装置のブロック図を図３に示す。本実施の形態の超音波診断装置は、温度情報対送信変数変換テーブル１０が制御手段９に接続されている点において、実施の形態１の超音波診断装置と相違する。温度情報対送信変数変換テーブル１０は、制御手段９から参照される。他の構成は、図１と同じであり同じ符号を付して説明する。

温度情報対送信変数変換テーブル１０には、温度情報別送信変数の値が記憶されている。温度情報別送信変数の値は、超音波探触子１の表面温度が所定の範囲内になるように設定されている。温度情報対送信変数変換テーブル１０のデータの一例を（表１）に示す。表中のＰＲＦは、送信パルスの繰り返し周波数を示す。

制御手段９は、温度検出手段４からの温度情報に応じて、温度情報対送信変数変換テーブル１０から送信変数を得る。そして、制御手段９は、送受信手段６へ送信変数を送信する。温度情報対送信変数変換テーブル１０に記憶された送信変数は表示手段７に表示され、操作パネル８でユーザが送信変数の値を書きかえることが可能である。

温度検出手段４からの温度情報に応じて、超音波振動子２の駆動条件を設定するために、制御装置９は、送信手段６へ送信する送信変数を設定する方法を図４にフロー図で示す。制御手段９が、温度検出手段４から超音波探触子１の表面温度情報を得ると、ステップＳ３１にて温度情報が４３℃以上であるか否かを判断する。４３℃以上であればステップＳ３４に進み、制御手段９は、送信変数を温度情報対送信変数変換テーブルを参照し４３℃以上のときの送信変数に設定する。次に温度情報が４２．９℃以下ならステップＳ３２に進み、制御手段９は、温度情報が４２．０℃から４２．９℃の範囲内であるか否かを判断する。温度情報が、この範囲内であればステップＳ３５に進み、制御手段９は、送信変数を温度情報対送信変数変換テーブルを参照し４２．０℃から４２．９℃のときの送信変数に設定する。

さらに、温度情報が、４１．９℃以下であればステップＳ３３に進み、制御手段９が、温度情報が４０．０℃から４１．９℃の範囲内であるか否かを判断する。温度情報がその範囲内にあればステップＳ３６に進み、制御手段９は、送信変数を温度情報対送信変数変換テーブルを参照し４０．０℃から４１．９℃のときの送信変数に設定する。温度情報がその範囲外であればステップＳ３７に進み、制御手段９は、送信変数を温度情報対送信変数変換テーブルを参照し３９．９℃以下のときの送信変数に設定する。ステップＳ３４、ステップＳ３５、ステップＳ３６、ステップＳ３７で送信変数を設定すると新たな温度情報が得られるまで待機し、温度情報が得られるとステップＳ３１に戻る。

法律で定める超音波探触子の表面温度の規制値は、改正される可能性がある。この構成によれば送信変数は、温度に応じて自動的に変化するので、法規制値が変更されても、温度情報対送信変数変換テーブル１０における送信変数の設定を変更すれば、構成の変更を伴わずに対応できるという効果が得られる。

表１では温度に応じて４段階で切り替えているが、もっと細かく設定しても良い。また、送信変数は上記に示したものに限定されず、全ての送信変数を変化させる必要もない。また、体腔内用超音波探触子について説明したが、熱を感じる神経がある体表についても低温やけどについて危険性があるため、超音波探触子は体表用のものであってもよい。

本発明の超音波診断装置は、診断中に超音波探触子の送信変数を変更する必要が無い、または診断を中断する必要が無いという効果を有し、被検体に超音波を送信して反射波から断層像を得る超音波診断装置等として有用である。

また、書き換えができる温度情報対送信変数変換テーブルを設けることにより、法規制値が変更されても、構成変更を伴わずに対応でき、更に有用性が向上する。

本発明の実施の形態１における超音波診断装置のブロック図 本発明の実施の形態１における超音波診断装置の動作説明のためのフロー図 本発明の実施の形態２における超音波診断装置のブロック図 本発明の実施の形態２における超音波診断装置の動作説明のためのフロー図 従来の超音波診断装置のブロック図

符号の説明

１ 超音波探触子
２ 超音波振動子
３ 温度センサ
４ 温度検出手段
５、９ 制御手段
６ 表示手段
７ 送受信手段
８ 操作パネル
１０ 温度情報対送信変数変換テーブル
１０１ 経食道用探触子
１０２ 本体
１０３ 振動子アレイ
１０４ 整合層
１０５ 音響レンズ
１０６ バッキング層
１０７ ケーシング
１０８ 温度センサ
１０９ 線形化回路
１１０ 信号処理部
１１１ 制御部
１１２ 表示部

Claims (3)

1. 超音波振動子と温度センサとを含み、被検体に接触する部材に前記温度センサを配置した超音波探触子と、前記温度センサからの信号を温度情報に変換する温度検出手段と、前記超音波振動子に送信信号を送ると共に受信信号を診断画像に変換する送受信手段と、前記診断画像を表示する表示手段と、前記送受信手段から前記超音波振動子への超音波振動子駆動用信号を制御する制御手段と、前記制御手段を操作するための操作パネルとを備えた超音波診断装置において、
   前記制御手段は、前記超音波振動子の駆動条件を設定するために前記送受信手段へ送る送信変数を、前記温度情報に応じて変化させることを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記制御手段が、前記送受信手段から前記超音波振動子へ送信する前記超音波振動子駆動用信号の電圧を、前記温度情報に応じて変化させる請求項１記載の超音波診断装置。
3. 前記制御手段が、参照できる書き換え可能な温度情報対送信変数変換テーブルを備えた請求項１または２に記載の超音波診断装置。

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