JP2012187201A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波プローブの集積回路基板等が発する熱に対して、安定した超音波診断を可能にする超音波診断装置を提供する。
【解決手段】超音波プローブにおいて異なる方向に超音波の送受信を行い、診断装置本体において送受信方向の異なる複数の画像を合成して１つの超音波画像とする際に、超音波プローブの温度を測定して、この温度測定結果に応じて、合成する超音波画像の画質を調整することにより、前記課題を解決する。
【選択図】図３

Description

本発明は、超音波診断装置に関し、特に、超音波プローブの発熱を抑制することができる超音波診断装置に関する。

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、超音波プローブ（超音波探触子 以下、プローブとする）と、診断装置本体とを有しており、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プローブで受信して、その受信信号を診断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。

このような超音波診断装置において、超音波画像の画質を劣化させる要因として、いわゆるスペックル（スペックルノイズ／スペックルパターン）が知られている。スペックルとは、被検体内に存在する超音波の波長より小さな無数の散乱源によって、散乱波が生じ、この散乱波が互いに干渉することによって生じる、白い点状のノイズである。

超音波診断装置において、このようなスペックルを低減させる方法として、特許文献１や特許文献２に開示されるような、空間コンパウンドが知られている。
空間コンパウンドとは、図７に概念的に示すように、圧電素子ユニット１００から、被検体に対して方向（走査角度）が互いに異なる複数種類（複数方向）の超音波の送受信を行い、この複数種類の送受信によって得られた複数の超音波画像を合成することにより、１つの合成超音波画像を生成する技術である。

具体的には、図７に示す例においては、通常の超音波画像の生成と同様の超音波の送受信（通常の送受信）、通常に対して角度をθ傾けた方向の超音波の送受信、および、通常に対して角度を−θ傾けた方向の超音波の送受信の、３種類（３方向）の超音波の送受信を行なう。
この通常の送受信で得られた超音波画像Ａ（実線）、角度をθ傾けた送受信で得られた超音波画像Ｂ（破線）、および、角度を−θ傾けた送受信で得られた超音波画像Ｃ（一点鎖線）を合成することで、実線で示す超音波画像Ａの領域の合成超音波画像を生成する。

ところで、このような超音波診断装置を構成するプローブは、被検体に超音波を送信し、かつ、被検体によって反射された超音波エコーを受信して、電気信号（受信信号）として出力する圧電素子ユニットを有する。
また、近年では、プローブは、圧電素子ユニットが出力した受信信号の増幅、Ａ／Ｄ変換や処理、圧電素子ユニットにおける超音波の送受信のタイミングの切り換え、さらには、診断装置本体との無線通信によるコードレス化やノイズ低減等を行なうための、集積回路基板等を搭載する場合も有る。

周知のように、圧電素子ユニットは、超音波の送受信を行なうことにより発熱する。また、圧電素子ユニットが送信する超音波の出力が高くなるほど、高画質な超音波画像が得られるが、その反面、圧電素子ユニットの発熱量も多くなる。
また、集積回路基板も、受信信号の処理等を行なうことによって発熱する。

プローブが発熱すると、圧線素子ユニットの駆動が不安定になり、また、集積回路基板の各回路の動作も不安定になる。その結果、送信する超音波や、受信した超音波に対する出力信号が不安定になり、さらに、集積回路基板における信号処理も不安定になり、超音波画像の画質が低下してしまう。
そのため、高画質な超音波画像を安定して得るためには、超音波診断装置では、プローブ内部での温度上昇を、できるだけ抑制する必要がある。

特開２００５−５８３２１号公報 特開２００３−７０７８６号公報

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、空間コンパウンドによる超音波画像（合成超音波画像）の生成を行なう際に、超音波プローブ内で温度上昇を抑制すると共に、温度上昇が生じても、超音波画像の画質劣化を最小限に抑えることができる超音波診断装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の超音波診断装置は、超音波を送信し、被検体によって反射された超音波エコーを受信して受信した超音波に応じた受信信号を出力する圧電素子ユニット、前記圧電素子ユニットによる超音波の送信を制御する送信制御手段、前記圧電素子ユニットが出力した受信信号の処理を行なう信号処理手段、および、所定位置の温度を測定する温度測定手段を有する超音波プローブと、前記超音波プローブの信号処理手段が処理した受信信号に応じた超音波画像を生成する診断装置本体とを有し、前記診断装置本体は、所定数の前記超音波画像を合成して１つの合成超音波画像を生成する機能を有し、また、前記超音波プローブは、前記診断装置本体が合成超音波画像の生成を行なうために、超音波の送受信方向が互いに異なる前記所定数と同数の複数種類の超音波の送受信を行なう機能を有し、かつ、前記超音波プローブは、前記診断装置本体が合成超音波画像の生成を行なう際には、前記温度測定手段による温度測定結果に応じて、前記診断装置本体が合成する超音波画像の画質を変更するように、超音波の送受信条件を調整することを特徴とする超音波診断装置を提供する。

このような本発明の超音波診断装置において、前記温度測定手段は、前記信号処理手段の温度を測定するのが好ましい。
また、前記超音波プローブは、前記超音波の送受信条件の調整を開口チャンネル数および音線数の少なくとも一方の調整で行なうのが好ましい。

温度の閾値として、温度Ｔ１と、この温度Ｔ１よりも高温の温度Ｔ２とが設定されており、さらに、前記合成される超音波画像を得るための超音波の送受信条件として、所定画質の超音波画像に対応する通常画質送受信、最も画質が低い超音波画像に対応する低画質送受信、および、通常画質送受信と低画質送受信をの間の画質の超音波画像に対応する中間画質送受信が設定されているのが好ましい。
また、前記診断装置本体が合成超音波画像を生成する際には、前記超音波プローブは、前記温度測定手段による温度測定結果に応じて、温度測定結果が前記温度Ｔ１未満である場合には、前記複数種類の超音波の送受信の全てを前記通常画質送受信で行なうのが好ましい。
また、前記診断装置本体が合成超音波画像を生成する際には、前記超音波プローブは、前記温度測定手段による温度測定結果に応じて、この温度測定結果が前記温度Ｔ１以上温度Ｔ２未満の場合には、前記複数種類の超音波の送受信のうちの２種類以上を前記中間画質送受信で行い、この温度測定結果が前記温度Ｔ２以上の場合には、前記所定数の超音波の送受信のうちの２種類以上を前記低画質送受信で行うのが好ましい。
もしくは、前記診断装置本体が合成超音波画像を生成する際には、前記超音波プローブは、前記温度測定手段による温度測定結果に応じて、この温度測定結果が前記温度Ｔ１以上温度Ｔ２未満の場合には、前記複数種類の超音波の送受信のうちの２種類以上を前記中間画質送受信で行い、この温度測定結果が前記温度Ｔ２以上の場合には、前記所定数の超音波の送受信のうちの、１種類以上を前記中間画質送受信で行い、他の１種類以上を前記低画質送受信で行うのが好ましい。
また、前記診断装置本体が合成超音波画像を生成する際には、前記超音波プローブは、前記所定数の超音波の送受信のうちの１種類で、前記合成超音波画像として出力する全域を包含する超音波画像が得られる主画像の超音波の送受信を行なうものであり、かつ、この主画像の超音波の送受信は、前記通常画質送受信で行なうのが好ましい。
もしくは、前記診断装置本体が合成超音波画像を生成する際には、前記超音波プローブは、前記温度測定手段による温度測定結果に応じて、この温度測定結果が前記温度Ｔ１以上温度Ｔ２未満の場合には、前記複数種類の超音波の送受信のうちの２種類以上を前記中間画質送受信で行い、この温度測定結果が前記温度Ｔ２以上の場合には、前記複数種類の超音波の送受信のうちの、２種類以上を前記低画質送受信で行い、それ以外の種類を全て前記中間画質送受信で行なうのが好ましい。

さらに、前記超音波プローブは、時間的に連続する前記合成超音波画像において、最も近接する超音波画像の超音波の送受信方向を等しくするのが好ましい。

上記構成を有する本発明の超音波診断装置は、超音波の送受信方向が異なる複数画像を合成する空間コンパウンドを行なう際に、超音波プローブ内の温度上昇が生じたら、その温度上昇に応じて、例えば開口チャンネル数や音線数の調整によって、超音波の送受信によって得られる超音波画像の画質を調整する。
そのため、本発明においては、空間コンパウンドを行なう際には、超音波プローブ内の温度に応じて、超音波プローブに搭載される集積回路や超音波トランスデューサ等の駆動数や送受信における処理回数を減らすことができる。従って、超音波プローブ内で発熱が生じた際に、この温度上昇を迅速に抑制することができる。また、超音波プローブが発熱した際にも、発熱を抑制して、画質の劣化を最小限に抑えることができる。
従って、本発明の超音波診断装置によれば、空間コンパウンドによって、高画質な超音波画像を、安定して得ることができる。

本発明の超音波診断装置を概念的に示すブロック図である。 図１に示す超音波診断装置で行なう空間コンパウンドを説明するための概念図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、図１に示す超音波診断装置における空間コンパウンドを説明するための概念図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の超音波診断装置で行なう空間コンパウンドの別の例を説明するための概念図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の超音波診断装置で行なう空間コンパウンドの別の例を説明するための概念図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の超音波診断装置で行なう空間コンパウンドの別の例を説明するための概念図である。 空間コンパウンドを説明するための概念図である。

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。

図１に、本発明の超音波診断装置の一例をブロック図で概念的に示す。
図１に示す超音波診断装置１０は、超音波プローブ（超音波探触子）１２と、この超音波プローブ１２と無線通信で接続される診断装置本体１４とを有して構成される。

超音波プローブ１２（以下、プローブ１２とする）は、被検体に超音波を送信して、被検体によって反射された超音波エコーを受信し、受信した超音波エコーに応じた超音波画像号を出力するものである。
なお、本発明において、プローブ１２の種類には、特に限定はなく、コンベックス型、リニア型、セクタ型等の各種の形式が利用可能である。また、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。さらに、プローブ１２は、ハーモニックイメージングに対応する、送信した超音波の二次以上の高調波を受信するための超音波振動子を有するものであってもよい。

プローブ１２は、超音波の送受信を行なう（超音波）トランスデューサ１８を、一次元的もしくは二次元的に配列してなる圧電素子ユニット１６を有する。また、圧電素子ユニット１８には、個別信号処理部２０ａを有する信号処理部２０が接続される。
個別信号処理部２０ａは、圧電素子ユニット１６のトランスデューサ１８の個々に対応して接続される。また、個別信号処理部２０ａには、パラレル／シリアル変換部２４を介して無線通信部２６が接続されている。さらに、無線通信部２６には、アンテナ２８が接続される。
また、各トランスデューサ１８には、送信駆動部３０を介して送信制御部３２が接続され、各個別信号処理部２０ａは受信制御部３４が接続され、無線通信部２６に通信制御部３６が接続されている。そして、パラレル／シリアル変換部２４、送信制御部３２、受信制御部３４および通信制御部３６に、プローブ制御部３８が接続されている。
さらに、本発明の超音波診断装置では、プローブ１２に、信号処理部２０の温度を測定する温度測定手段４２が設けられる。温度測定手段４２による温度測定結果は、送信制御部３２および受信制御部３４に供給される。

なお、プローブ１２には、図示を省略するバッテリが内蔵されており、このバッテリから、各部位に駆動のための電力が供給される。

圧電素子ユニット１６は、超音波を被検体に送信し、被検体に反射された超音波エコーを受信して、受信した超音波エコーに応じた電気信号を出力するトランスデューサ１８を一次元的もしくは二次元的に配列して、バッキング層、音響整合層および音響レンズを積層してなる、公知のものである。

トランスデューサ１８は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）やＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等からなる圧電体の両端に電極を形成した超音波振動子である。
超音波振動子の電極に、パルス状または連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮して、それぞれの振動子からパルス状または連続波の超音波が発生して、それぞれ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、この電気信号が超音波の受信信号として出力される。

トランスデューサ１８は、送信駆動部３０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、電気信号（受信信号）に変換して別信号処理部２０ａに出力する。
送信駆動部３０は、デシタル／アナログコンバータ、ローパスフィルタ、アンプ、パルサ等を有して構成され、駆動電圧を各トランスデューサ１８（超音波振動子）に供給することにより、超音波振動子を振動させて、超音波を送信させる。
また、送信駆動部３０は、送信制御部３２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１８から送信される超音波が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１８に供給する。

圧電素子ユニット１６の各トランスデューサ１８には、信号処理部２０の個別信号処理部２０ａが接続される。
個別信号処理部２０ａは、ＬＮＡ(Low-Noise Amplifier)、ＶＣＡ(Voltage-Controlled Attenuator)、ＰＧＡ(Programmable Gain Amplifier)、ローパスフィルタ、アナログ／デシタルコンバータ等からなるＡＦＥ(Analog Front End)を有する。個別信号処理部２０ａは、受信制御部３４の制御の下、対応するトランスデューサ１８から出力される受信信号をＡＦＥで処理して、デジタルの受信信号に変換する。さらに、個別信号処理部２０ａでは、このデジタルの受信信号に、直交検波処理また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２４に供給する。
パラレル／シリアル変換部２４は、複数チャンネルの個別信号処理部２０ａ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。

プローブ１２には、信号処理部２０（受信信号処理回路部）の温度を測定する温度測定手段４２が設けられる。温度測定手段４２による信号処理部２０の温度測定結果は、送信制御部３２および受信制御部３４に送られる。
温度測定手段４２には、特に限定はなく、公知の温度測定手段が利用可能である。
また、温度測定手段４２による温度の測定対象は、信号処理部２０に限定はされず、プローブ１２の内部であればよい。しかしながら、プローブ１２内において、最も発熱が大きいのは、トランスデューサ１８が出力した受信信号を処理する信号処理部２０（特にＡＦＥ）である。そのため、温度測定手段４２が温度を測定するのは、信号処理部２０とするのが好ましい。

ここで、超音波診断装置１０は、互いに方向が異なる超音波の送受信によって得られた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、空間コンパウンドを行なう機能を有している。一例として、超音波診断装置１０は、空間コンパウンドにおいて３つの超音波画像を合成する。これに応じて、受信制御部３４および送信制御部３２は、空間コンパウンドを行なう際には、前記合成する超音波画像の数に応じた、互いに送受信の方向が異なる、３種類（３方向）の超音波の送受信を行なうように、送信駆動部３０および各個別信号処理部２０ａの駆動を制御する。
また、超音波診断装置１０では、プローブ１２内の所定位置の温度に応じて、空間コンパウンドで合成する超音波画像の画質を変更する。具体的には、受信制御部３４および送信制御部３２は、温度測定手段４２が測定した信号処理部２０の温度に応じて、空間コンパウンドを行なう所定の超音波画像の送受信の音線数および／または開口チャンネル数を変更するように、送信駆動部３０および各個別信号処理部２０ａの駆動を制御する。この点に関しては、後に詳述する。

無線通信部２６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２８に供給してアンテナ２８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２６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３６に出力する。通信制御部３６は、プローブ制御部３８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２６を制御すると共に、無線通信部２６が受信した各種の制御信号をプローブ制御部３８に出力する。

無線通信部２６は、アンテナ２８によって、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３６に出力する。
通信制御部３６は、プローブ制御部３８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２６を制御すると共に、無線通信部２６が受信した各種の制御信号をプローブ制御部３８に出力する。

プローブ制御部３８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、プローブ１２の各部の制御を行う。

前述のように、本発明の超音波診断装置１０は、空間コンパウンドによる画像（合成超音波画像）を生成する機能を有する。
周知のように、空間コンパウンドとは、被検体に対して、超音波の送受信の方向（走査角度／走査方向）が互いに異なる、複数種類（複数方向）の超音波の送受信（以下、「送受信とする」）を行い、この複数種類の送受信によって得られた超音波画像を合成することにより、１つの合成超音波画像を生成する技術である。このような空間コンパウンドを行なうことで、超音波画像において、スペックルを低減することができる。

図示例の超音波診断装置１０において、空間コンパウンドを行なう際には、図２に概念的に示すように、プローブ１２は、基本的に、通常の超音波画像を得る場合と同様の送受信（主画像を得るための超音波の送受信 以下、通常の送受信とする）、通常の送受信に対して、送受信の方向を角度θ傾けた送受信（角度θ偏向した送受信）、および、通常の送受信に対して、送受信の方向を角度−θ傾けた送受信の、３種類の送受信を行なう。
すなわち、図示例においては、空間コンパウンドを行なう際には、この３種類の送受信を、１つの合成超音波画像を得るための１つのフレーム（単位）として、フレームレートを変更することなく、この１フレームの送受信を繰り返し行なう（図３参照）。

また、診断装置本体１４（後述する画像合成部８０）は、通常の送受信で得られた超音波画像Ａ（実線）、通常の送受信に対して、角度をθ傾けた送受信で得られた超音波画像Ｂ（破線）、および、角度を−θ傾けた送受信で得られた超音波画像Ｃ（一点鎖線）の、３つの超音波画像を合成して、超音波画像Ａの領域の合成超音波画像を生成する。
従って、図示例においては、空間コンパウンドで合成する超音波画像の数（所定数）は、３となる。

なお、本発明において、空間コンパウンドによって合成する超音波画像の所定数は、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、このような方向が異なる（超音波）送受信の方法は、図２に概念的に示すような、超音波送受信の遅延による方法に限定はされず、例えば前記特許文献１や特許文献２に記載される方法など、公知の方法が、各種、利用可能である。
さらに、図示例では、リニア型を例に説明をしているが、本発明は、コンベックス型やセクタ型等の各種の形式のプローブに利用可能であるのは、前述のとおりである。

ここで、前述のように、プローブ１２には、信号処理部２０の温度を測定する、温度測定手段４２が配置されており、その温度測定結果が、送信制御部３２および受信制御部３４に供給される。
また、プローブ１２（送信制御部３２および受信制御部３４）には、温度の閾値として、第１の温度であるＴ１［℃］と、このＴ１よりも高温の第２の温度であるＴ２［℃］とが設定されている。なお、本発明の超音波診断装置１０においては、Ｔ１＜Ｔ２の関係が保たれていれば、このＴ１およびＴ２は、固定でもよく、あるいは、可変としてもよい。

前述のように、超音波診断装置１０においては、温度測定手段４２による温度測定結果に応じて、空間コンパウンドを行なう超音波画像を得るための、超音波の送受信の条件を変更する。図示例において、プローブ１２（送信制御部３２および受信制御部３４）には、この空間コンパウンドを行なう際における送受信の条件として、得られる超音波画像の画質が異なる、３種の超音波の送受信条件が設定されている。
１つ目は、空間コンパウンドで合成する所定画質の超音波画像に対応する超音波の送受信条件の通常画質送受信である。２つ目は、空間コンパウンドで合成する最も低画質な超音波画像に対応する超音波の送受信条件の低画質送受信である。３つ目は、通常画質送受信と低画質送受信との間の画質の超音波画像に対応する超音波の送受信条件の中間画質送受信である。

図示例においては、この画質の調整を、（同時）開口チャンネル数および／または音線数（走査線数）の調整で行なう。開口チャンネル数とは、すなわち、超音波の送受信に使用するトランスデューサ１８の数である。
すなわち、通常画質送受信では、所定数の開口チャンネル数および音線数での超音波の送受信を行なう。中間画質送受信では、この通常画質送受信よりも開口チャンネル数および音線数の少なくとも一方を減らした超音波の送受信を行なう。さらに、低画質送受信では、この中間画質画像よりも開口チャンネル数および音線数の少なくとも一方を減らした超音波の送受信を行なう。

図示例においては、一例として、通常画質送受信では、音線数が２５６本で、開口チャンネル数が６４チャンネルの超音波の送受信を行なう。中間画質送受信では、一例として、音線数が１２８本で、開口チャンネル数が４８チャンネルの超音波の送受信を行なう。さらに、低画質送受信では、一例として、音線数が９６本で、開口チャンネル数が３２チャンネルの超音波の送受信を行なう。

なお、本例においては、通常画質送受信と中間画質送受信と低画質送受信とで、音線と開口チャンネル数との両者が共に異なるが、本発明は、これに限定はされない。
例えば、通常画質送受信と中間画質送受信と低画質送受信とで、音線数と開口チャンネル数のいずれか一方のみが異なってもよい。また、通常画質送受信と中間画質送受信は、音線数のみが異なり、中間画質送受信と低画質送受信とは、音線数と開口チャンネル数とが異なる等、各送受信で、異なるパラメータが違ってもよい。

前述のように、図示例の超音波診断装置１０においては、図３に概念的に示すように、空間コンパウンドを行なう際には、互いに超音波の送受信方向が異なる、３種類（３画像分）の送受信を、１つの合成超音波画像を得るための１つのフレーム（単位）として、この１フレームの送受信を繰り返し行なう。

一例として、図３に示すように、送信制御部３２および受信制御部３４は、まず、超音波画像Ａを得るための通常の送受信を行なうように、送信駆動部３０および各個別信号処理部２０ａの駆動を制御する。以下、便宜的に、この通常の送受信を「画像Ａの送受信」とする。
次いで、送信制御部３２および受信制御部３４は、超音波画像Ｂを得るための、通常の送受信に対して、角度をθ傾けた方向の送受信を行なうように、送信駆動部３０および各個別信号処理部２０ａの駆動を制御する。以下、便宜的に、この角度をθ傾けた送受信を「画像Ｂの送受信」とする。
さらに、送信制御部３２および受信制御部３４は、超音波画像Ｃを得るための、通常の送受信に対して、角度を−θ傾けた方向の送受信を行なうように、送信駆動部３０および各個別信号処理部２０ａの駆動を制御する。以下、便宜的に、この角度を−θ傾けた送受信を「画像Ｃの送受信」とする。

なお、図３においては、通常画質送受信を白抜きで、中間画質送受信を粗いハッチ（斜線）で、低画質送受信を密なハッチで、それぞれ示す。

超音波診断装置１０のプローブ１２は、空間コンパウンドを行なう際に、温度測定手段４２による温度測定結果がＴ１未満の場合には、送信制御部３２および受信制御部３４は、図３（Ａ）に示すように、１つのフレームにおいて、画像Ａの送受信、画像Ｂの送受信および画像Ｃの送受信を、全て、通常画質送受信で行なうように、送信駆動部３０および個別信号処理部２０ａの駆動を制御する。
温度測定手段４２による温度測定結果がＴ１未満の場合とは、すなわち、プローブ１２（信号処理部２０）の温度が定常状態である場合である。

また、温度測定手段４２による温度測定結果がＴ１以上Ｔ２未満の場合には、送信制御部３２および受信制御部３４は、図３（Ｂ）に示すように、１つのフレームにおいて、画像Ａの送受信を通常画質送受信で行い、画像Ｂの送受信および画像Ｃの送受信を中間画質送受信で行なうように、送信駆動部３０および個別信号処理部２０ａの駆動を制御する。

さらに、温度測定手段４２による温度測定結果がＴ２以上の場合には、送信制御部３２および受信制御部３４は、図３（Ｃ）に示すように、１つのフレームにおいて、画像Ａの送受信を通常画質送受信で行い、画像Ｂの送受信および画像Ｃの送受信を低画質送受信で行なうように、送信駆動部３０および個別信号処理部２０ａの駆動を制御する。

以上の説明より明らかなように、本発明の超音波診断装置１０では、空間コンパウンドを行なう際に、プローブ１２の温度が上昇した場合には、合成超音波画像となる超音波画像を得るための超音波の送受信において、音線数や開口チャンネル数の減少等によって超音波画像の画質を低減する。すなわち、本発明の超音波診断装置１０では、プローブ１２の温度が上昇した場合には、温度に応じて、個別信号処理部２０ａなどの発熱部の駆動数を減らし、また、信号処理部２０等における受信信号の処理回数を減らす。
従って、本発明においては、空間コンパウンドを行なっている際に、プローブ１２の温度が上昇しても、信号処理部２０などの発熱部を休止させることで、プローブ１２内の温度を速やかに低下することができる。また、プローブ１２内の温度上昇を抑制し、かつ、速やかに低下させることにより、プローブ１２の温度上昇が生じても、画質劣化を最小限に抑えることができる。

図３に示す例においては、温度測定手段４２による温度測定結果が、Ｔ１以上Ｔ２未満の場合、ならびに、Ｔ２以上の場合には、超音波の送受信条件を通常画質送受信から変更する画像は、同じ送受信条件としたが、本発明は、これに限定はされない。
すなわち、１フレームの中で、中間画質送受信と低画質送受信とが、混在してもよく、あるいは、通常画質送受信と中間画質送受信と低画質送受信とが、混在してもよい。

一例として、図４に概念的に示す超音波の送受信が例示される。
この例では、温度測定手段４２による温度測定結果が、Ｔ１未満の場合には、図３と同様、図４（Ａ）に示すように、画像Ａの送受信、画像Ｂの送受信および画像Ｃの送受信を、全て、通常画質送受信で行なう。また、温度測定手段４２による温度測定結果が、Ｔ１以上Ｔ２未満の場合にも、図３と同様、図４（Ｂ）に示すように、画像Ａの送受信を通常画質送受信で行い、画像Ｂの送受信および画像Ｃの送受信を、中間画質送受信で行なう。
これに対し、この例では、温度測定手段４２による温度測定結果が、Ｔ２以上である場合には、図４（Ｃ）に示すように、画像Ａの送受信を通常画質送受信で行い、画像Ｂの送受信を中間画質送受信で行い、画像Ｃの送受信を低画質送受信で行なう。あるいは、画像Ａの送受信を通常画質送受信で行い、画像Ｂの送受信を低画質送受信で行い、画像Ｃの送受信を中間画質送受信で行なってもよい。
この方法によれば、図３に示す例に比して、発熱防止効果は低減するが、合成超音波画像の画質的には有利である。

なお、以上の例では、プローブ１２内の温度が上昇した場合に送受信条件を通常画質送受信から変更するのは、画像Ｂの送受信および／または画像Ｃの送受信であるが、本発明は、これに限定はされない。すなわち、温度上昇に応じて、画像Ａの送受信を、通常画質送受信から、中間画質送受信や低画質送受信に変更してもよい。
しかしながら、診断装置本体１４で生成する合成超音波画像は、超音波画像Ａの領域の画像で、すなわち空間コンパウンドにおける主画像は超音波画像Ａ（画像Ａの送受信）である。従って、１つのフレームの中に通常画質送受信が含まれる場合には、画像Ａの送受信（すなわち合成超音波画像の全域を包含する送受信）は、通常画質送受信を行なった方が、安定して適正な合成超音波画像を得ることができる。

また、以上の例では、全ての温度において、画像Ａの送受信は通常画質送受信としたが、本発明は、これに限定はされず、温度に応じて、画像Ａの送受信も中間画質送受信あるいは低画質送受信としてもよい。

一例として、図５に概念的に示す超音波の送受信が例示される。
この例では、温度測定手段４２による温度測定結果が、Ｔ１未満の場合には、図３と同様、図５（Ａ）に示すように、画像Ａの送受信、画像Ｂの送受信および画像Ｃの送受信を、全て、通常画質送受信で行なう。また、温度測定手段４２による温度測定結果が、Ｔ１以上Ｔ２未満の場合にも、図３と同様、図５（Ｂ）に示すように、画像Ａの送受信を通常画質送受信で行い、画像Ｂの送受信および画像Ｃの送受信を、中間画質送受信で行なう。
これに対し、この例では、温度測定手段４２による温度測定結果が、Ｔ２以上である場合には、図５（Ｃ）に示すように、画像Ａの送受信を中間画質送受信で行い、画像Ｂの送受信および画像Ｃの送受信を、低画質送受信で行なう。
この方法によれば、図３および図４に示す例に比して、画質的には不利であるが、発熱防止効果は大きくなる。

以上の例では、温度測定手段４２による温度測定結果に応じて、温度Ｔ１以上となった場合には、２つの画像の送受信を通常画質送受信から変更したが、本発明は、これに限定はされない。すなわち、温度測定手段４２による温度測定結果に応じて、１つのみの画像の送受信を通常画質送受信から変更してもよく、３以上の画像の送受信を通常画質送受信から変更してもよい。
ただ、プローブ１２内の温度上昇を抑制し、かつ、温度上昇に起因する画質劣化を最小限にするという目的を考慮すると、温度が閾値以上となった場合には、２以上の画像の送受信を、温度に応じて通常画質送受信から変更するのが好ましく、さらに、画像Ａ（主画像）以外の全画像の送受信を、温度に応じて通常画質送受信から変更するのが好ましい。

さらに、以上の例では、空間コンパウンドを行なう場合の所定数が３であるので、温度の閾値を２点にしたが、本発明は、これに限定はされず、所定数が４以上の場合には、閾値を３点以上設けてもよい。
また、温度に応じた超音波の送受信の条件も３条件に限定はされない。例えば、通常画質送受信と低画質送受信との２条件であってもよく、通常画質送受信と低画質送受信とに加え、複数の中間画質送受信を有する４条件以上であってもよい。

図３〜図５に示す例においては、１つのフレームにおける送受信の順序は、全てのフレームで同一であるが、本発明は、これに限定はされず、各フレームで、各画像の送受信の順序が異なってもよい。
例えば、図６に一例を示すように、１フレーム目を「画像Ａの送受信（以下、省略）→画像Ｂ→画像Ｃ」、２フレーム目を「画像Ｃ→画像Ｂ→画像Ａ」、３フレーム目を「画像Ａ→画像Ｂ→画像Ｃ」、４フレーム目を「画像Ｃ→画像Ｂ→画像Ａ」………のようにしてもよい。

すなわち、本発明においては、連続するフレーム（すなわち、時間的に連続する合成超音波画像）において、最も近接する超音波画像の送受信方向を、同方向にしてもよい。
このような送受信の順序によれば、同方向の送受信が連続するので、送信駆動部３０や個別信号処理部２０ａの制御を、簡略化することができる。

前述のように、プローブ１２が出力する受信信号は、無線通信によって、診断装置本体１４に供給される。
診断装置本体１４は、アンテナ５０が接続される無線通信部５２を有し、この無線通信部５２にシリアル／パラレル変換部５４を介してデータ格納部５６が接続され、データ格納部５６に画像生成部５８が接続されている。さらに、画像生成部５８に表示制御部６２を介して表示部６４が接続されている。
また、無線通信部５２に通信制御部６８が接続され、シリアル／パラレル変換部５４、画像生成部５８、表示制御部６２および通信制御部６８に本体制御部７０が接続されている。本体制御部７０は、診断装置本体１４内の各部の制御を行うものであり、空間コンパウンドの実施の有無等の各種の入力操作を行うための操作部７２が接続されている。

なお、診断装置本体１４は、図示を省略する電源部が内蔵されており、この電源部から、各部位に駆動のための電力が供給される。
また、診断装置本体１４には、プローブ１２に内蔵されるバッテリに充電を行なうための、充電手段を有してもよい。

無線通信部５２は、プローブ１２との間で無線通信を行うことにより、各種の制御信号をプローブ１２に送信する。また、無線通信部５２は、アンテナ５０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６８は、本体制御部７０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５２を制御する。
シリアル／パラレル変換部５４は、無線通信部５２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５６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５４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。

画像生成部５８は、データ格納部５６から読み出した１画像毎のサンプルデータに受信フォーカス処理等を施して、超音波画像を表す画像信号を生成する。この画像生成部は、整相加算部７６と、画像処理部７８と、画像合成部８０とを有する。

整相加算部７６は、本体制御部２１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。

画像処理部７８は、整相加算部７６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超音波画像（Ｂモード画像）の画像信号を生成する。
画像処理部７８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、超音波画像信号を生成する。

画像合成部８０は、空間コンパウンドを行なう際に、超音波画像の合成を行なう。
前述のように、プローブ１２では、空間コンパウンドを行なう際には、画像Ａの送受信、画像Ｂの送受信、および、画像Ｃの送受信の、３画像分（３種類）の超音波の送受信を行なう。
これに応じて、空間コンパウンドを行なう際には、画像合成部８０は、画像Ａの送受信による超音波画像Ａ、画像Ｂの送受信による超音波画像Ｂ、および画像Ｃの送受信の送受信による超音波画像Ｃの合成を行い、合成超音波画像の画像信号を生成する。
ここで、前述のように、超音波診断装置１０では、空間コンパウンドを行なう際には、プローブ１２は、温度測定手段４２による測定温度結果に応じて、合成する超音波画像を得るための超音波の送受信条件を変更する。従って、それに応じて画像合成部８０が合成する超音波画像の画質も、通常画質／中間画質／低画質に変わる。

表示制御部６２は、画像生成部５８によって生成される画像信号に基づいて、表示部６４に超音波画像を表示させる。
表示部６４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６２の制御の下で、超音波画像を表示する。

以下、図１に示す超音波診断装置１０の作用を説明する。
超音波診断装置１０において、診断時には、まず、プローブ１２の送信駆動部３０から供給される駆動電圧に従って、複数のトランスデューサ１８から超音波が送信される。
この超音波は、被検体によって反射され、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１８から出力された受信信号がそれぞれ対応する個別信号処理部２０ａに供給されてサンプルデータが生成される。

ここで、プローブ１２では、空間コンパウンドを行なう場合には、温度測定手段４２による信号処理部２０の温度測定結果が送信制御部３２および受信制御部３４に送られる。
前述のように、超音波診断装置１０は、空間コンパウンドを行なう際には、プローブ１２は、温度測定手段４２による受信処理部２０の測定温度結果に応じて、合成する超音波画像の画質を調整する。具体的には、空間コンパウンドを行なう場合には、プローブ１２は、受信処理部２０の測定温度結果に応じて、この温度が閾値を一段階上がる毎に合成超音波画像の画質が低くなるように、合成する超音波画像を得るための超音波の送受信条件を、通常画質送受信、中間画質送受信および低画質送受信の、いずれかとする。
一例として、送信制御部３２および受信制御部３４は、温度測定手段４２による測定温度が温度がＴ１未満の場合には、図３（Ａ）に示すように、画像Ａの送受信、画像Ｂの送受信および画像Ｃの送受信を、全て通常画質送受信で行なうように、送信駆動部３０および信号処理部２０（各個別信号処理部２０ａ）の動作を制御する。
また、送信制御部３２および受信制御部３４は、温度測定手段４２による測定温度がＴ１以上Ｔ２未満の場合には、図３（Ｂ）に示すように、画像Ａの送受信を通常画質送受信で行い、画像Ｂの送受信および画像Ｃの送受信を、中間画質送受信で行なうように、送信駆動部３０および信号処理部２０の動作を制御する。
さらに、送信制御部３２および受信制御部３４は、温度測定手段４２による測定温度がＴ２以上の場合には、図３（Ｃ）に示すように、画像Ａの送受信を通常画質送受信で行い、画像Ｂの送受信および画像Ｃの送受信を、低画質送受信で行なうように、送信駆動部３０および信号処理部２０の動作を制御する。

個別信号処理部２０ａで生成されたサンプルデータは、パラレル／シリアル変換部２４に送られて、シリアル化された後に無線通信部２６（アンテナ２８）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５２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５４でパラレルのデータに変換され、データ格納部５６に格納される。
さらに、データ格納部５６から１画像毎のサンプルデータが読み出され、画像生成部５８で超音波画像の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６２により超音波画像が表示部６４に表示される。

空間コンパウンドを行なう場合には、画像生成部５８の画像合成部８０において、超音波画像の合成が行なわれる。
すなわち、前述のように、空間コンパウンドを行なう場合には、画像合成部８０は、画像Ａの送受信による超音波画像Ａ、画像Ｂの送受信による超音波画像Ｂ、および画像Ｃの送受信による超音波画像Ｃの合成を行い、合成超音波画像の画像信号を生成し、表示制御部６２に出力する。
ここで、前述のように、超音波診断装置１０においては、空間コンパウンドを行なう際には、プローブ１２は、受信処理部２０の測定温度結果に応じて、この温度が閾値を一段上がる毎に、合成超音波画像の画質が低くなるように、超音波の送受信条件を、通常画質送受信、中間画質送受信および低画質送受信のいずれかとする。従って、これに応じて、画像合成部８０が合成する超音波画像の画質も、通常画質、中間画質および低画質のいずれかとなる。従って、画像合成部８０が合成する各超音波画像も、温度測定結果に応じた、通常画質、中間画質および短画質の画像による、各種の組み合わせとなる。
一例として、前述の図３に示す超音波の送受信であれば、プローブ１２の温度測定手段４２による測定温度がＴ１未満の場合には、画像合成部８０が合成する超音波画像Ａ、超音波画像Ｂおよび超音波画像Ｃは、全て通常画質送受信による通常画質画像である。また、また、プローブ１２の温度測定手段４２による測定温度がＴ１以上Ｔ２未満の場合には、画像合成部８０が合成する超音波画像Ａは通常画質送受信による通常画質画像で、超音波画像Ｂおよび超音波画像Ｃは中間画質送受信による中間画質画像となる。さらに、プローブ１２の温度測定手段４２による測定温度がＴ２以上の場合には、画像合成部８０が合成する超音波画像Ａは通常画質送受信による通常画質画像で、超音波画像Ｂおよび超音波画像Ｃは低画質送受信による低画質画像となる。

以上、本発明の超音波診断装置について詳細に説明したが、本発明は、上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんである。

医療現場等で各種の診断に用いられる超音波診断装置に、好適に利用可能である。

１０ 超音波診断装置
１２ （超音波）プローブ
１４ 診断装置本体
１６ 圧電素子ユニット
１８ トランスデューサ
２０ 信号処理部
２０ａ 個別信号処理部
２４ パラレル／シリアル変換部
２６，５２ 無線通信部
２８，５０ アンテナ
３０ 送信駆動部
３２ 送信制御部
３４ 受信制御部
３６ 通信制御部
３８ プローブ制御部
４２ 温度測定手段
５４ シリアル／パラレル変換部
５６ データ格納部
５８ 画像生成部
６２ 表示制御部
６４ 表示部
６８ 通信制御部
７０ 本体制御部
７２ 操作部
７６ 整相加算部
７８ 画像処理部
８０ 画像合成部

Claims (10)

1. 超音波を送信し、被検体によって反射された超音波エコーを受信して受信した超音波に応じた受信信号を出力する圧電素子ユニット、前記圧電素子ユニットによる超音波の送信を制御する送信制御手段、前記圧電素子ユニットが出力した受信信号の処理を行なう信号処理手段、および、所定位置の温度を測定する温度測定手段を有する超音波プローブと、
   前記超音波プローブの信号処理手段が処理した受信信号に応じた超音波画像を生成する診断装置本体とを有し、
   前記診断装置本体は、所定数の前記超音波画像を合成して１つの合成超音波画像を生成する機能を有し、また、前記超音波プローブは、前記診断装置本体が合成超音波画像の生成を行なうために、超音波の送受信方向が互いに異なる前記所定数と同数の複数種類の超音波の送受信を行なう機能を有し、
   かつ、前記超音波プローブは、前記診断装置本体が合成超音波画像の生成を行なう際には、前記温度測定手段による温度測定結果に応じて、前記診断装置本体が合成する超音波画像の画質を変更するように、超音波の送受信条件を調整することを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記温度測定手段は、前記信号処理手段の温度を測定する請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記超音波プローブは、前記超音波の送受信条件の調整を開口チャンネル数および音線数の少なくとも一方の調整で行なう請求項１または２に記載の超音波診断装置。
4. 温度の閾値として、温度Ｔ１と、この温度Ｔ１よりも高温の温度Ｔ２とが設定されており、
   さらに、前記合成される超音波画像を得るための超音波の送受信条件として、所定画質の超音波画像に対応する通常画質送受信、最も画質が低い超音波画像に対応する低画質送受信、および、通常画質送受信と低画質送受信との間の画質の超音波画像に対応する中間画質送受信が設定されている請求項１〜３のいずれかに記載の超音波診断装置。
5. 前記診断装置本体が合成超音波画像を生成する際には、前記超音波プローブは、前記温度測定手段による温度測定結果に応じて、温度測定結果が前記温度Ｔ１未満である場合には、前記複数種類の超音波の送受信の全てを前記通常画質送受信で行なう請求項４に記載の超音波診断装置。
6. 前記診断装置本体が合成超音波画像を生成する際には、前記超音波プローブは、前記温度測定手段による温度測定結果に応じて、
   この温度測定結果が前記温度Ｔ１以上温度Ｔ２未満の場合には、前記複数種類の超音波の送受信のうちの２種類以上を前記中間画質送受信で行い、
   この温度測定結果が前記温度Ｔ２以上の場合には、前記複数種類の超音波の送受信のうちの２種類以上を前記低画質送受信で行う請求項４または５に記載の超音波診断装置。
7. 前記診断装置本体が合成超音波画像を生成する際には、前記超音波プローブは、前記温度測定手段による温度測定結果に応じて、
   この温度測定結果が前記温度Ｔ１以上温度Ｔ２未満の場合には、前記複数種類の超音波の送受信のうちの２種類以上を前記中間画質送受信で行い、
   この温度測定結果が前記温度Ｔ２以上の場合には、前記複数種類の超音波の送受信のうちの、１種類以上を前記中間画質送受信で行い、他の１種類以上を前記低画質送受信で行う請求項４または５に記載の超音波診断装置。
8. 前記診断装置本体が合成超音波画像を生成する際には、前記超音波プローブは、前記複数種類の超音波の送受信のうちの１種類で、前記合成超音波画像として出力する全域を包含する超音波画像が得られる主画像の超音波の送受信を行なうものであり、
   かつ、この主画像の超音波の送受信は、前記通常画質送受信で行なう請求項４〜７のいずれかに記載の超音波診断装置。
9. 前記診断装置本体が合成超音波画像を生成する際には、前記超音波プローブは、前記温度測定手段による温度測定結果に応じて、
   この温度測定結果が前記温度Ｔ１以上温度Ｔ２未満の場合には、前記複数種類の超音波の送受信のうちの２種類以上を前記中間画質送受信で行い、
   この温度測定結果が前記温度Ｔ２以上の場合には、前記複数種類の超音波の送受信のうちの、２種類以上を前記低画質送受信で行い、それ以外の種類を全て前記中間画質送受信で行なう請求項４または５に記載の超音波診断装置。
10. 前記超音波プローブは、時間的に連続する前記合成超音波画像において、最も近接する超音波画像の超音波の送受信方向を等しくする請求項１〜９のいずれかに記載の超音波診断装置。

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