JP2009078016A - 超音波診断装置及びその方法並びに超音波診断装置の制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】被検体に応じて超音波プローブに送る送信電圧を自動的に最適値に調整すること。
【解決手段】被検体２であると認識された各画像区域（ｍ×ｎ）内における感度ＳＮＲｉの平均値ＳＮＲmeanを求め、この感度ＳＮＲｉの平均値ＳＮＲmeanが閾値ＳＮＲtergetよりも大きければ、超音波プローブ２に対する送信電圧Ｅを感度の平均値ＳＮＲminと閾値ＳＮＲtergetとの差に応じて超音波プローブ１に対する送信電圧Ｅを制限する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、生体等の被検体に対して超音波プローブから超音波ビームを送信し、そのエコーを受信して被検体の超音波画像データを取得する超音波診断装置に係り、超音波プローブに送る送信電圧を最適値に調整する超音波診断装置及びその方法並びに超音波診断装置の制御プログラムに関する。

超音波診断装置では、超音波プローブを生体等の被検体に接触し、この状態で超音波プローブから超音波ビームを送信し、そのエコーを受信して被検体の超音波画像データを取得する。超音波プローブは、超音波診断装置のシステム制御部から超音波診断装置の制御部から指示された送信電圧に応じた音響パワーの超音波ビームを送信する。超音波プローブへの送信電圧は、音響パワー規制範囲内で、予めシステム制御部によって設定された送信電圧を最大送信電圧としている。

超音波ビームは、例えば胎児又は臓器等の被検体に対して大きな音響パワーの送信を行わないように、これら胎児又は臓器等の被検体の種類に応じて調整される。この超音波ビームの音響パワーの調整は、超音波診断装置のパネル上に設けられているアコーステックパワー調整スイッチをユーザがマニュアル操作して行っている。このマニュアル操作による超音波ビームの音響パワーの調整は、音響パワー規制範囲内で、予めシステム制御部によって計算された送信電圧を最大送信電圧として行われる。

超音波ビームの音響パワーの安全性が超音波診断装置においても問われている。超音波ビームに対する送信電圧は、予めシステム制御部によって演算された送信電圧に設定されている。従って、実際の被検体に対する診断時、被検体中における診断の必要ない部位に対しては、超音波ビームの音響パワーを制限しなければならない。この超音波ビームの音響パワーを制限するためにユーザは、マニュアルによってアコーステックパワー調整スイッチを操作し、超音波ビームの音響パワーを最適値に調整する。このような超音波ビームの音響パワーの調整は、例えば被検体の複数の診断部位毎に行われる。

しかしながら、複数の診断部位毎に一々ユーザがマニュアルによってアコーステックパワー調整スイッチを操作して超音波ビームの音響パワーを最適化していては、複数の診断部位に対する診断のスループットが低下してしまう。又、被検体中の複数の診断部位を診断するために、これら診断部位のトータルの診断時間が長くなる。このため、被検体に対する超音波ビームの照射時間が長くなる。

なお、超音波ドプラスペクトラム法における超音波プローブに有する複数の圧電振動子の駆動方法を制御して発熱規制或いは音響出力規制を遵守すると共にドプラスペクトラムを高感度で観察するに関する技術として例えば特許文献１がある。この特許文献１は、複数の圧電振動子に対応する駆動信号の振幅が比較的高い高パワーモードと駆動信号の振幅が比較的低い低パワーモードとを被検体の生体信号に同期して切り替えることを開示する。
特開２００５−３０５１２９

本発明の目的は、被検体に応じて超音波プローブに送る送信電圧を自動的に最適値に調整できる超音波診断装置及びその方法並びに超音波診断装置の制御プログラムを提供することにある。

本発明の請求項１に記載の超音波診断装置は、超音波プローブに対して電圧を送信して超音波ビームを送信させ、被検体からのエコーを超音波プローブにより受信して被検体の超音波画像データを取得する超音波診断装置において、超音波画像データ中から被検体に対応する画像区域を認識する被検体認識部と、被検体認識部により被検体であると認識された画像区域内における感度と予め設定された閾値とに基づいて超音波プローブに対する送信電圧を制限する最適電圧演算部とを具備する。

本発明の請求項１２に記載の超音波診断方法は、超音波プローブに対して電圧を送信して超音波ビームを送信させ、被検体からのエコーを超音波プローブにより受信して被検体の超音波画像データを取得する超音波診断方法において、超音波画像データ中から被検体に対応する画像区域を認識し、被検体であると認識された画像区域内における感度と予め設定された閾値とに基づいて超音波プローブに対する送信電圧を制限する。

請求項１４に記載の超音波診断装置の制御プログラムは、超音波プローブに対して電圧を送信して超音波ビームを送信させ、被検体からのエコーを超音波プローブにより受信して被検体の超音波画像データを取得する超音波診断装置の制御プログラムにおいて、超音波画像データ中から被検体に対応する画像区域を認識させ、被検体であると認識された画像区域内における感度と予め設定された閾値とに基づいて超音波プローブに対する送信電圧を制限させる。

本発明によれば、被検体に応じて超音波プローブに送る送信電圧を自動的に最適値に調整できる超音波診断装置及びその方法並びに超音波診断装置の制御プログラムを提供できる。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は超音波診断装置の構成図を示す。超音波プローブ１は、複数の振動子を有する。この超音波プローブ１は、生体等の被検体２に接触し、この状態で超音波ビームを被検体２内に送信し、例えば被検体２内の対象部位からの反射波を受信してそのエコー信号を出力する。この超音波プローブ１は、送受信部３に接続されている。
送受信部３は、超音波プローブ１の各振動子をそれぞれ所定の送信波形の送信電圧Ｅを各振動子毎に遅延を与えて駆動することにより超音波プローブ１から送信される超音波ビームを走査し、これと同時に各振動子により被検体１からの反射波を受信し、各振動子から出力される各エコー信号に対してそれぞれ受信遅延を行って加算する。

信号処理部４は、送受信部３の出力信号を入力し、この送受信部３の出力信号に対してゲイン処理、位相検波処理、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理、 （ＬＯＧ）圧縮処理、画像フィルタ処理等の各種処理を行い、この処理結果の被検体データを出力する。この信号処理部４は、例えば超音波プローブ１による超音波ビームの１走査毎に連続して被検体データを出力する。この信号処理部４から出力される被検体データは、それぞれ輝度値を持つ複数のピクセルから成る。なお、被検体２が生体であれば、信号処理部４から出力される被検体データは、生体データと称する。

表示処理部５は、信号処理部４の出力データを入力し、この出力データに基づいて２次元画像データ又は３次元画像データのいずれか一方又は両方を構築し、ダイナミックレンジ等のポストプロセス処理を行い、２次元超音波画像データ又は３次元超音波画像データのいずれか一方又は両方を表示部７に表示する。表示処理部５には、画像メモリ８が接続されている。表示処理部５は、構築した２次元超音波画像データ又は３次元超音波画像データのいずれか一方又は両方を画像メモリ８に記憶する。
表示部７は、例えば液晶ディスプレイから成る。

システム制御部９は、ＣＰＵから成り、プログラムメモリ１０と操作パネル１１とが接続されている。このシステム制御部９は、プログラムメモリ１０に予め格納されている超音波診断装置の制御プログラムを実行することにより送受信部３と、信号処理部４と、表示処理部５と、ヒストグラム解析部１２と、生体組織識別演算部１３と、最適送信電圧演算部１４とに対して動作制御指令を発する。超音波診断装置の制御プログラムは、超音波プローブ１に対して電圧を送信して超音波ビームを送信させ、被検体２からのエコーを超音波プローブ１により受信して被検体２の超音波画像データを取得する際、超音波画像データ中から被検体２に対応する画像区域を認識させ、認識させた少なくとも画像区域内における感度と予め設定された閾値とに基づいて超音波プローブ１に対する送信電圧Ｅを制限させる。

操作パネル１１には、本装置を操作するための各種スイッチ等が設けられている。この操作パネル１１には、マニュアル操作用のアコーステックパワー調整スイッチ１５が設けられている。このアコーステックパワー調整スイッチ１５は、マニュアル操作されたときに超音波プローブ１への送信電圧Ｅを最適化する指示をシステム制御部９に与える。
ヒストグラム解析部１２は、信号処理部４から出力された被検体データを入力し、超音波プローブ１から被検体２内に超音波ビームを送信する深さ方向にサンプルｍ（例えばピクセル数）を設定すると共に、超音波ビームの走査方向にラスタｎ（例えばピクセル数）を設定し、これらサンプルｍとラスタｎとから成る１画像区域（ｍ×ｎピクセル）を複数設定し、これら１画像区域（ｍ×ｎ）毎にそれぞれ信号処理部４から出力される被検体データにおける各輝度値の分散値Ｖｉを求めると共に、１画像区域（ｍ×ｎ）毎にそれぞれ信号処理部４の出力データにおける各輝度値の平均処理（ＬＰＦ）を行って平均値Ｓｉを求める。なお、１画像区域（ｍ×ｎ）は、例えば４×４ピクセルである。

又、ヒストグラム解析部１２は、超音波プローブ１への送信電圧Ｅをオフしたときの信号処理部４から出力データを入力し、この出力データをノイズデータとして収集する。なお、このノイズデータは、予め外部記憶装置等に記憶してもよい。この場合、ノイズデータは、例えばシステム制御部９によって外部記憶装置から読み出され、ヒストグラム解析部１２に渡される。このヒストグラム解析部１２は、１画像区域（ｍ×ｎ）毎にそれぞれノイズデータにおける各輝度値の平均処理（ＬＰＦ）を行って平均値Ｎｉを求める。

生体組織識別演算部１３は、ヒストグラム解析部１２により求められた被検体データにおける１画像区域（ｍ×ｎ）毎の輝度値の分散値Ｖｉと平均値Ｓｉとノイズデータの平均値Ｎｉとを受け取り、これら分散値Ｖｉと平均値Ｓｉと平均値Ｎｉとに基づいて１画像区域（ｍ×ｎ）毎に被検体２であるか否かの判定を行う。
具体的に生体組織識別演算部１３は、被検体データの平均値Ｓｉとノイズデータの平均値Ｎｉとの差ＳＮＲｉ
ＳＮＲｉ＝Ｓｉ−Ｎｉ …（１）
を求め、この差ＳＮＲｉを感度とする。
生体組織識別演算部１３は、被検体データの分散値Ｖｉと感度ＳＮＲｉとから各画像区域（ｍ×ｎ）毎に被検体２であるか否かの判定を行う。被検体２であるか否かの判定の条件は、
ＳＮＲｉ＞ＳＮＲmin …（２）
Ｖmin＜Ｖｉ＜Ｖmax …（３）
である。ここで、ＳＮＲmin、Ｖmin、Ｖmaxは、予め設定される任意の値である。

最適送電電圧演算部１４は、生体組織識別演算部１３により被検体２であると認識された各画像区域（ｍ×ｎ）毎の感度ＳＮＲｉと予め設定された閾値ＳＮＲtergetとに基づいて超音波プローブ１に対する送信電圧Ｅを制限する。具体的に最適送電電圧演算部１４は、各画像区域（ｍ×ｎ）内における感度ＳＮＲｉの平均値ＳＮＲmeanを求める。この感度ＳＮＲｉの平均値ＳＮＲmeanは、被検体２であると認識された各画像区域（ｍ×ｎ）におけるＳ／Ｎ値である。

最適送電電圧演算部１４は、感度の平均値ＳＮＲmeanと閾値ＳＮＲtergetとを比較し、感度ＳＮＲｉの平均値ＳＮＲmeanが閾値ＳＮＲtergetよりも大きければ、超音波プローブ２に対する送信電圧Ｅを感度の平均値ＳＮＲminと閾値ＳＮＲtergetとの差に応じた電圧値分ΔＥだけ低下した送信電圧Ｅ＝Ｅａ−ΔＥを求め、この送信電圧Ｅをシステム制御部９に送る。なお、Ｅａは、電圧値分ΔＥだけ低下する直前の送信電圧である。

システム制御部９は、最適送電電圧演算部１４により求められた送信電圧Ｅ（＝Ｅａ−ΔＥ）を受け、この送信電圧Ｅを送受信部３にフィードバックする。
又、システム制御部９は、アコーステックパワー調整スイッチ１５から超音波プローブ１への送信電圧Ｅを最適化する指示を受けると、この超音波プローブ１への送信電圧Ｅを最適化する指示を受けたときにヒストグラム解析部１２と、生体組織識別演算部１３と、最適送信電圧演算部１４とに対して動作制御指令を発し、上記同様に、感度の平均値ＳＮＲmeanと閾値ＳＮＲtergetとを比較し、感度ＳＮＲｉの平均値ＳＮＲmeanが閾値ＳＮＲtergetよりも大きければ、超音波プローブ２に対する送信電圧Ｅを感度の平均値ＳＮＲminと閾値ＳＮＲtergetとの差に応じた電圧値分ΔＥだけ低下した送信電圧Ｅ＝Ｅａ−ΔＥを求め、この送信電圧Ｅをシステム制御部９に送る。なお、システム制御部９は、超音波プローブ１に対する送信電圧Ｅを音響パワー規制範囲内に制御するように設定されている。

次に、上記の如く構成された装置における超音波プローブ１に送る送信電圧Ｅの最適値への調整作用について図２に示す送信電圧最適化フローチャートに従って説明する。
先ず、システム制御部９は、ステップ＃１において、音響パワー規制範囲内の最大の送信電圧Ｅで超音波プローブ１から超音波ビームを送信する指示を送受信部３に送る。この送受信部３は、超音波プローブ１の各振動子をそれぞれ所定の送信波形の送信電圧Ｅを各振動子毎に遅延を与えて駆動する。これにより超音波プローブ１は、生体等の被検体２に接触した状態で超音波ビームを被検体２内に走査し、例えば被検体２内の対象部位からの反射波を受信してそのエコー信号を出力する。送受信部３は、超音波プローブ１からの超音波ビームの走査と同時に、超音波プローブ１の各振動子から出力される各エコー信号に対してそれぞれ受信遅延を行って加算する。

信号処理部４は、送受信部３の出力信号に対してゲイン処理、位相検波処理、ＬＰＦ処理、ＬＯＧ圧縮処理、画像フィルタ処理等の各種処理を行い、この処理結果の被検体データを出力する。
表示処理部５は、信号処理部４の出力データに基づいて２次元画像データ又は３次元画像データのいずれか一方又は両方を構築し、ダイナミックレンジ等のポストプロセス処理を行い、２次元超音波画像データ又は３次元超音波画像データのいずれか一方又は両方を表示部７に表示する。この表示処理部５は、構築した２次元超音波画像データ又は３次元超音波画像データのいずれか一方又は両方を画像メモリ８に記憶する。

次に、システム制御部９は、ステップ＃２において、送信電圧Ｅをオフ（送信電圧Ｅ＝０）する指示を送受信部３に送る。これにより超音波プローブ１は、超音波ビームの送信がなくなる。この状態で、信号処理部４は、送受信部３の出力信号に対してゲイン処理、位相検波処理、ＬＰＦ処理、ＬＯＧ圧縮処理、画像フィルタ処理等の各種処理を行い、この処理結果を出力する。ヒストグラム解析部１２は、信号処理部４からの出力データを入力し、この出力データをノイズデータとして収集する。

次に、ヒストグラム解析部１２は、ステップ＃３において、信号処理部４から出力された被検体データを入力し、超音波プローブ１から被検体２内に超音波ビームを送信する深さ方向にサンプルｍ（例えばピクセル数）、超音波ビームの走査方向にラスタｎ（例えばピクセル数）を設定した１画像区域（ｍ×ｎピクセル）毎にそれぞれ被検体データにおける各輝度値の分散値Ｖｉを求めると共に、１画像区域（ｍ×ｎ）毎にそれぞれ信号処理部４の出力データにおける各輝度値の平均処理（ＬＰＦ）を行って平均値Ｓｉを求める。
次に、ヒストグラム解析部１２は、ステップ＃４において、超音波プローブ１への送信電圧Ｅをオフしたときの信号処理部４から出力されたノイズデータに対して１画像区域（ｍ×ｎ）毎にそれぞれ各輝度値の平均処理（ＬＰＦ）を行って平均値Ｎｉを求める。

次に、生体組織識別演算部１３は、ヒストグラム解析部１２により求められた被検体データにおける１画像区域（ｍ×ｎ）毎の輝度値の分散値Ｖｉと平均値Ｓｉとノイズデータの平均値Ｎｉとを受け取り、これら分散値Ｖｉと平均値Ｓｉと平均値Ｎｉとに基づいて１画像区域（ｍ×ｎ）毎に被検体２であるか否かの判定を行う。
すなわち、先ず、生体組織識別演算部１３は、ステップ＃５において、上記式（１）に従い、被検体データの平均値Ｓｉとノイズデータの平均値Ｎｉとの差ＳＮＲｉ＝Ｓｉ−Ｎｉを求め、この差ＳＮＲｉを感度とする。

次に、生体組織識別演算部１３は、ステップ＃６において、被検体データの分散値Ｖｉと感度ＳＮＲｉとから各画像区域（ｍ×ｎ）毎に、上記式（２）（３）に示す被検体２であるか否かの判定の条件に従って被検体２であるか否かの判定を行う。この判定の結果、生体組織識別演算部１３は、各画像区域（ｍ×ｎ）毎に、ＳＮＲｉ＞ＳＮＲminでかつＶmin＜Ｖｉ＜Ｖmaxであれば、当該画像区域（ｍ×ｎ）を被検体２であると判定し、ＳＮＲｉ＞ＳＮＲminでかつＶmin＜Ｖｉ＜Ｖmax以外を被検体２でないと判定する。
図３は表示部７に表示された例えば胎児等の生体である被検体２の超音波画像Ｄｕを示し、図４は生体組織識別演算部１３により被検体２であると判定された例えば胎児等の生体部分（太枠Ｆ内）を示す。例えば胎児等の生体部分を判定すると、生体組織識別演算部１３は、超音波画像Ｄｕから例えば胎児等の生体部分を分離することが可能である。

次に、最適送電電圧演算部１４は、ステップ＃７において、生体組織識別演算部１３により被検体２であると認識された各画像区域（ｍ×ｎ）内、例えば図４に示す胎児等の生体と判定された生体部分内（太枠Ｆ内）における各画像区域（ｍ×ｎ）内の感度ＳＮＲｉの平均値ＳＮＲmeanを求め、次のステップ＃８において、感度の平均値ＳＮＲmeanと閾値ＳＮＲtergetとを比較する。
この比較の結果、感度ＳＮＲｉの平均値ＳＮＲmeanが閾値ＳＮＲtergetよりも大きければ、最適送電電圧演算部１４は、超音波プローブ２に対する送信電圧Ｅを感度の平均値ＳＮＲminと閾値ＳＮＲtergetとの差に応じた電圧値分ΔＥだけ低下した送信電圧Ｅ＝Ｅａ−ΔＥを求め、この送信電圧Ｅをシステム制御部９に送る。
システム制御部９は、ステップ＃９において、最適送電電圧演算部１４により求められた送信電圧Ｅ（＝Ｅａ−ΔＥ）を受け、この送信電圧Ｅを送受信部３にフィードバックする。この結果、超音波プローブ２に対する送信電圧Ｅは、感度の平均値ＳＮＲminと閾値ＳＮＲtergetとの差に応じた電圧値分ΔＥだけ低下する。以上のような超音波プローブ２に対する送信電圧Ｅの調整は、リアルタイムに行われる。例えば、胎児等の生体である被検体２からのエコー信号のＳ／Ｎ値（感度ＳＮＲｉの平均値ＳＮＲmean）は、最低でも例えば３０ｄＢ以上ある。胎児等の生体である被検体２の超音波診断に最低限必要なＳ／Ｎ値を例えば１０ｄＢと定義すれば、音響パワーは、２０ｄＢ低下させることが可能である。なお、胎児等の生体である被検体２からのエコー信号のＳ／Ｎ値が最低でも３０ｄＢ以上あるのは、一例であり、他の値を示すことがあるのは言うまでもない。

一方、超音波プローブ１に対する送信電圧Ｅを制限するタイミングは、操作パネル１１におけるアコーステックパワー調整スイッチ１５がマニュアル操作されたときであってもよい。例えば、ユーザは、図３に示すような表示部７に表示されている被検体２の超音波画像Ｄｕを観察しながらアコーステックパワー調整スイッチ１５を操作する。このときアコーステックパワー調整スイッチ１５は、マニュアル操作されたときに超音波プローブ１への送信電圧Ｅを最適化する指示をシステム制御部９に与える。これによりシステム制御部９は、上記同様に、ステップ＃１〜＃８を実行し、送受信部３と、信号処理部４と、表示処理部５と、ヒストグラム解析部１２と、生体組織識別演算部１３と、最適送信電圧演算部１４とに対して動作制御指令を発し、被検体２であると認識された各画像区域（ｍ×ｎ）内における感度ＳＮＲｉの平均値ＳＮＲmeanを求め、この感度ＳＮＲｉの平均値ＳＮＲmeanが閾値ＳＮＲtergetよりも大きければ、超音波プローブ２に対する送信電圧Ｅを感度の平均値ＳＮＲminと閾値ＳＮＲtergetとの差に応じて超音波プローブ１に対する送信電圧Ｅを制限する。

このように上記一実施の形態によれば、被検体２であると認識された各画像区域（ｍ×ｎ）内における感度ＳＮＲｉの平均値ＳＮＲmeanを求め、この感度ＳＮＲｉの平均値ＳＮＲmeanが閾値ＳＮＲtergetよりも大きければ、超音波プローブ２に対する送信電圧Ｅを感度の平均値ＳＮＲminと閾値ＳＮＲtergetとの差に応じて超音波プローブ１に対する送信電圧Ｅを制限する。これにより、被検体２に応じて超音波プローブ１に送る送信電圧Ｅを自動的に最適値に調整できる。

実際の胎児等の生体である被検体２に対する診断時、被検体２中における診断の必要ない部位に対しては、超音波ビームの音響パワーを制限しなければならない。このような状況下において、上記一実施の形態では、被検体２であると認識された部位、例えば図４に示す胎児等の生体部分（太枠Ｆ内）に対して自動的に超音波ビームの音響パワーを音響パワー規制範囲内の最適な音響パワーに調整することにより被検体２に対する超音波ビームの音響パワーを最適化できる。これにより、例えば被検体２中の複数の診断部位に対する診断のスループットを低下させることなく、かつ被検体２中の複数の診断部位のトータルの診断時間を短縮でき、さらに被検体２に対する超音波ビームの照射時間を短くできる。

以下、他の実施の形態について説明する。
上記一実施の形態において最適送電電圧演算部１４は、超音波プローブ１から送信される超音波ビームの１走査毎に感度ＳＮＲｉを求め、この感度ＳＮＲｉと予め設定された閾値ＳＮＲtergetとに基づいて超音波プローブ１に対する送信電圧Ｅを制限してもよい。この場合も上記同様に、被検体２であると認識された各画像区域（ｍ×ｎ）内における感度ＳＮＲｉの平均値ＳＮＲmeanを求め、この感度ＳＮＲｉの平均値ＳＮＲmeanが閾値ＳＮＲtergetよりも大きければ、超音波プローブ２に対する送信電圧Ｅを感度の平均値ＳＮＲminと閾値ＳＮＲtergetとの差に応じて超音波プローブ１に対する送信電圧Ｅを制限するようにしてもよい。

又、例えば図５に示す胎児等の生体である被検体２の超音波画像Ｄｕに対して関心領域ＲＯＩを設定することがある。この場合、最適送電電圧演算部１４は、閾値ＳＮＲtergetを関心領域ＲＯＩの内外とでそれぞれ別々に設定可能である。このように閾値ＳＮＲtergetを関心領域ＲＯＩの内外とでそれぞれ別々に設定することにより胎児等の生体である被検体２に対して音響パワー規制範囲内の最適な音響パワーの超音波ビームを送信でき、かつ被検体２でないところには、不必要に大きな音響パワーの超音波ビームを送信しなくてすむ。
上記一実施の形態では、最適送電電圧演算部１４により超音波プローブ１に対する送信電圧Ｅの制限をリアルタイムに行っているが、これに限らず、一定周期毎に行ってもよい。

又、他の実施の形態として例えば図６に示すように形態変化検知部１６を設けてもよい。この形態変化検知部１６は、信号処理部４から出力される被検体データすなわち超音波画像データから被検体２の形態の変化を検知する。この超音波画像データは、時間的に連続する複数のフレーム画像から成る。
従って、形態変化検知部１６は、超音波画像データにおける時間的に前後する２枚のフレーム画像を比較し、この比較結果から被検体２の形態の変化を検知する。被検体２の形態の変化は、例えば胎児等の生体である被検体２の動き、又は超音波プローブ１を被検体１に接触させる部位の移動や、超音波プローブ１を被検体１に接触させる角度の変化すなわち被検体１内に送信する超音波ビームの角度の変化である。

形態変化検知部１６によって被検体２の形態の変化が検知されると、ヒストグラム解析部１２は、上記同様に、１画像区域（ｍ×ｎピクセル）毎にそれぞれ被検体データにおける各輝度値の分散値Ｖｉを求めると共に、平均値Ｓｉを求める。又、ヒストグラム解析部１２は、超音波プローブ１への送信電圧Ｅをオフしたときのノイズデータに対して１画像区域（ｍ×ｎ）毎にそれぞれ各輝度値の平均処理（ＬＰＦ）を行って平均値Ｎｉを求める。
次に、生体組織識別演算部１３は、分散値Ｖｉと平均値Ｓｉと平均値Ｎｉとに基づいて１画像区域（ｍ×ｎ）毎に被検体２であるか否かの判定を行う。

次に、最適送電電圧演算部１４は、生体組織識別演算部１３により被検体２であると認識された各画像区域（ｍ×ｎ）内、例えば図４に示す胎児等の生体と判定された生体部分内（太枠Ｆ内）における各画像区域（ｍ×ｎ）内の感度ＳＮＲｉの平均値ＳＮＲmeanを求め、感度の平均値ＳＮＲmeanと閾値ＳＮＲtergetとを比較する。この比較の結果、感度ＳＮＲｉの平均値ＳＮＲmeanが閾値ＳＮＲtergetよりも大きければ、最適送電電圧演算部１４は、超音波プローブ２に対する送信電圧Ｅを感度の平均値ＳＮＲminと閾値ＳＮＲtergetとの差に応じた電圧値分ΔＥだけ低下した送信電圧Ｅ＝Ｅａ−ΔＥを求め、この送信電圧Ｅをシステム制御部９に送る。

このような他の実施の形態であれば、被検体２の形態の変化、例えば胎児等の生体である被検体２の動き、又は超音波プローブ１を被検体１に接触させる部位の移動や、超音波プローブ１を被検体１に接触させる角度の変化すなわち被検体１内に送信する超音波ビームの角度を変化したときに、上記一実施の形態と同様に、被検体２に応じて超音波プローブ１に送る送信電圧Ｅを自動的に最適値に調整できる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明に係る超音波診断装置の第１の実施の形態を示す構成図。 同装置における送信電圧最適化フローチャート。 同装置における表示部に表示された例えば胎児等の生体である被検体の超音波画像を示す模式図。 同装置における生体組織識別演算部により被検体であると判定された生体部分を示す摸式図。 同装置により超音波画像に設定される関心領域を示す図。 本発明に係る超音波診断装置の他の実施の形態を示す構成図。

符号の説明

１：超音波プローブ、２：被検体、３：送受信部、４：信号処理部、５：表示処理部、７：表示部、８：画像メモリ、９：システム制御部、１０：プログラムメモリ、１１：操作パネル、１２：ヒストグラム解析部、１３：生体組織識別演算部、１４：最適送信電圧演算部、１５：アコーステックパワー調整スイッチ、１６：形態変化検知部、ＲＯＩ：関心領域。

Claims (15)

1. 超音波プローブに対して電圧を送信して超音波ビームを送信させ、被検体からのエコーを前記超音波プローブにより受信して前記被検体の超音波画像データを取得する超音波診断装置において、
   前記超音波画像データ中から前記被検体に対応する画像区域を認識する被検体認識部と、
   前記被検体認識部により前記被検体であると認識された前記画像区域内における感度と予め設定された閾値とに基づいて前記超音波プローブに対する前記送信電圧を制限する最適電圧演算部と、
   を具備することを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記最適電圧演算部は、前記画像区域内における感度の平均値を求め、前記感度の平均値と前記閾値とを比較し、前記感度の平均値が前記閾値よりも大きければ、前記超音波プローブに対する前記送信電圧を低下することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
3. 前記最適電圧演算部は、前記感度の平均値と前記閾値との差に応じた電圧値分だけ前記送信電圧を低下することを特徴とする請求項２記載の超音波診断装置。
4. 前記最適電圧演算部は、前記超音波プローブから送信される前記超音波ビームの走査毎に前記感度を求め、前記感度と予め設定された閾値とに基づいて前記超音波プローブに対する前記送信電圧を制限することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
5. 前記最適電圧演算部は、予め設定された閾値を前記被検体に設定された関心領域の内外とでそれぞれ別々に設定可能であることを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
6. 前記最適電圧演算部は、前記超音波プローブに対する前記送信電圧の制限をリアルタイム又は一定周期毎に行うことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
7. 前記超音波プローブへの前記送信電圧を最適化する指示を与えるための最適化指示部を有し、
   前記最適電圧演算部は、前記最適化指示部からの指示を受けたときに前記被検体認識部により認識された前記画像区域内における感度を求め、前記感度と予め設定された閾値とに基づいて前記超音波プローブに対する前記送信電圧を制限する、
   ことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
8. 前記最適化指示部は、マニュアル操作を受けて前記指示を前記最適電圧演算部に与えるスイッチを有することを特徴とする請求項７記載の超音波診断装置。
9. 前記超音波画像データから前記被検体の形態の変化を検知する形態変化検知部を有し、
   前記最適化指示部は、前記形態変化検知部により前記被検体の形態の変化が検知されたときに前記被検体認識部により認識された前記画像区域内における感度を求め、前記感度と予め設定された閾値とに基づいて前記超音波プローブに対する前記送信電圧を制限する、
   ことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
10. 前記超音波画像データは、時間的に連続する複数のフレーム画像から成り、
    前記形態変化検知部は、前記超音波画像データにおける時間的に前後する前記各フレーム画像を比較して前記被検体の形態の変化を検知することを特徴とする請求項９記載の超音波診断装置。
11. 前記少なくとも前記画像区域内における感度は、前記超音波画像データの輝度の平均値とノイズデータとの差から取得されることを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
12. 超音波プローブに対して電圧を送信して超音波ビームを送信させ、被検体からのエコーを前記超音波プローブにより受信して前記被検体の超音波画像データを取得する超音波診断方法において、
    前記超音波画像データ中から前記被検体に対応する画像区域を認識し、
    前記被検体であると認識された前記画像区域内における感度と予め設定された閾値とに基づいて前記超音波プローブに対する前記送信電圧を制限する、
    ことを特徴とする超音波診断方法。
13. 前記超音波プローブに対する前記送信電圧の制限は、前記画像区域内における感度の平均値を求め、前記感度の平均値と前記閾値とを比較し、前記感度の平均値が前記閾値よりも大きければ、前記感度の平均値と前記閾値との差に応じた電圧値分だけ前記送信電圧を低下することを特徴とする請求項１２記載の超音波診断方法。
14. 超音波プローブに対して電圧を送信して超音波ビームを送信させ、被検体からのエコーを前記超音波プローブにより受信して前記被検体の超音波画像データを取得する超音波診断装置の制御プログラムにおいて、
    前記超音波画像データ中から前記被検体に対応する画像区域を認識させ、
    前記被検体であると認識された前記画像区域内における感度と予め設定された閾値とに基づいて前記超音波プローブに対する前記送信電圧を制限させる、
    ことを特徴とする超音波診断装置の制御プログラム。
15. 前記超音波プローブに対する前記送信電圧を制限する場合、前記画像区域内における感度の平均値を求めさせ、前記感度の平均値と前記閾値とを比較させ、前記感度の平均値が前記閾値よりも大きければ、前記感度の平均値と前記閾値との差に応じた電圧値分だけ前記送信電圧を低下させることを特徴とする請求項１４記載の超音波診断装置の制御プログラム。

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