JP2020010905A - 超音波探触子、超音波診断装置及び送信電圧設定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波探触子の個体差特性によらず、最適な送信電圧を設定することである。【解決手段】超音波探触子２は、超音波を送受信する。超音波探触子２は、超音波探触子の機種情報と、当該超音波探触子の個体差特性を示す個体差特性情報とを記憶する探触子記憶部２２１を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、超音波探触子、超音波診断装置及び送信電圧設定方法に関する。

超音波診断は、超音波探触子を体表又は体腔内から当てるという簡単な操作で心臓の拍動や胎児の動きの様子が超音波画像として得られ、かつ安全性が高いため繰り返して検査を行うことができる。超音波診断を行うために用いられ、超音波探触子を有し、超音波画像を生成して表示する超音波診断装置が知られている。

超音波診断装置は、超音波を送受信する超音波探触子と、超音波を送信するための電気信号である送信信号（駆動信号）を超音波探触子に出力する送信部と、を備える。この送信部の部品のばらつきの影響を抑制する構成が知られている。例えば、送信部の１対の出力端子としてのＦＥＴ（Field Effective Transistor）素子の特性ばらつきを抑える調整回路を備える超音波診断装置が知られている（特許文献１参照）。調整回路により、１対の出力素子に特性ばらつきがある場合にも、省電力でスイッチングノイズを無くすことができる。

特開２００５−２７８６６６号公報

超音波探触子は、超音波診断装置本体に接続するケーブルを備える。このケーブルの全長に製造時のばらつきが出ることがある。特許文献１の超音波診断装置では、一緒に実装されている２つの出力端子の特性ばらつきを抑制することができるが、超音波探触子のケーブルの全長などの個体差特性のばらつきに基づく送信信号の電圧（送信電圧）のばらつきを抑制することができなかった。送信電圧がばらつくと、超音波画像の画質がばらつく。

また、送信電圧について、ＭＩ（Mechanical Index）、ＴＩ（Thermal Index）、Ｉｓｐｔａ．３などの安全性を評価する指標の規格値が定められており、その規格値を満たすために送信電圧を調整することが要求される。このため、複数の超音波探触子の個体差特性がばらつくと、送信電圧を一律に下げるしかなく、所望の画質が得られなかった。特に、個体特性のばらつきが大きいほど、送信電圧を下げる量も大きくなり、超音波画像の画質が下がる量も大きくなる。

本発明の課題は、超音波探触子の個体差特性によらず、最適な送信電圧を設定することである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
超音波を送受信する超音波探触子であって、
前記超音波探触子の機種情報と、当該超音波探触子の個体差特性を示す個体差特性情報とを記憶する第１の記憶部を備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超音波探触子において、
前記超音波探触子に超音波を送受信させる超音波診断装置本体と接続するためのケーブルを備え、
前記個体差特性情報は、前記ケーブルの長さである。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の超音波探触子において、
前記個体差特性情報は、前記超音波探触子のインピーダンスである。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の超音波探触子において、
超音波を送受信する振動子を備え、
前記個体差特性情報は、前記振動子にかかる先端電圧である。

請求項５に記載の発明は、
超音波を送受信する超音波探触子であって、
前記超音波探触子の個体差特性を示す個体差特性情報と、当該超音波探触子の個体差特性情報の基準となる基準個体差特性情報と、を記憶する第１の記憶部を備える。

請求項６に記載の発明の超音波診断装置は、
請求項１から４のいずれか一項に記載の超音波探触子と、
前記超音波探触子が接続される超音波診断装置本体と、を備え、
前記超音波診断装置本体は、
超音波探触子の機種情報に対応付けられた基準個体差特性情報を記憶する第２の記憶部と、
前記超音波探触子の機種情報及び個体差特性情報を前記第１の記憶部から取得する取得部と、
前記取得された機種情報に対応する基準個体差特性情報を前記第２の記憶部から取得し、前記取得された個体差特性情報及び基準個体差特性情報から基準送信電圧の補正量を算出する算出部と、
前記算出された補正量で基準送信電圧を補正して送信電圧に設定する設定部と、を備える。

請求項７に記載の発明の超音波診断装置は、
超音波を送受信する超音波探触子と、
前記超音波探触子が接続される超音波診断装置本体と、
前記超音波探触子の個体差特性を示す個体差特性情報を検出する検出部と、を備え、
前記超音波探触子は、
前記超音波探触子の機種情報を記憶する第１の記憶部を備え、
前記超音波診断装置本体は、
超音波探触子の機種情報に対応付けられた基準個体差特性情報を記憶する第２の記憶部と、
前記超音波探触子の機種情報を前記第１の記憶部から取得する取得部と、
前記取得された機種情報に対応する基準個体差特性情報を前記第２の記憶部から取得し、前記検出された個体差特性情報及び前記取得された基準個体差特性情報から基準送信電圧の補正量を算出する算出部と、
前記算出された補正量で基準送信電圧を補正して送信電圧に設定する設定部と、を備える。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の超音波診断装置において、
前記個体差特性情報は、前記超音波探触子のインピーダンスである。

請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の超音波診断装置において、
前記超音波探触子は、
超音波を送受信する振動子を備え、
前記個体差特性情報は、前記振動子にかかる先端電圧である。

請求項１０に記載の発明は、請求項６から９のいずれか一項に記載の超音波診断装置において、
前記第２の記憶部は、超音波探触子の機種情報及び送信条件に対応付けられた基準個体差特性情報を記憶し、
前記取得部は、設定されている送信条件を取得し、
前記算出部は、前記取得された機種情報及び送信条件に対応する基準個体差特性情報を前記第２の記憶部から取得する。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の超音波診断装置において、
前記第２の記憶部は、前記送信条件として、送信周波数を記憶している。

請求項１２に記載の発明の超音波診断装置は、
超音波を送受信する超音波探触子と、
前記超音波探触子が接続される超音波診断装置本体と、
前記超音波探触子の個体差特性を示す個体差特性情報を検出する検出部と、を備え、
前記超音波探触子は、
前記超音波探触子の個体差特性情報の基準となる基準個体差特性情報を記憶する第１の記憶部を備え、
前記超音波診断装置本体は、
前記超音波探触子の基準個体差特性情報を前記第１の記憶部から取得し、前記検出された個体差特性情報及び前記取得された基準個体差特性情報から基準送信電圧の補正量を算出する算出部と、
前記算出された補正量で基準送信電圧を補正して送信電圧に設定する設定部と、を備える。

請求項１３に記載の発明の送信電圧設定方法は、
超音波探触子の機種情報と、当該超音波探触子の個体差特性を示す個体差特性情報とを記憶する第１の記憶部を備える超音波探触子から、当該超音波探触子の機種情報及び個体差特性情報を前記第１の記憶部から取得する取得工程と、
前記取得された機種情報に対応する基準個体差特性情報を、超音波探触子の機種情報に対応付けられた基準個体差特性情報を記憶する第２の記憶部から取得し、前記取得された個体差特性情報及び基準個体差特性情報から基準送信電圧の補正量を算出する算出工程と、
前記算出された補正量で基準送信電圧を補正して送信電圧に設定する設定工程と、を含む。

請求項１４に記載の発明の送信電圧設定方法は、
超音波探触子の機種情報を記憶する第１の記憶部を備える当該超音波探触子の機種情報を前記第１の記憶部から取得する取得工程と、
前記超音波探触子の個体差特性を示す個体差特性情報を検出する検出工程と、
前記取得された機種情報に対応する基準個体差特性情報を、超音波探触子の機種情報に対応付けられた基準個体差特性情報を記憶する第２の記憶部から取得し、前記検出された個体差特性情報及び前記取得された基準個体差特性情報から基準送信電圧の補正量を算出する算出工程と、
前記算出された補正量で基準送信電圧を補正して送信電圧に設定する設定工程と、を含む。

請求項１５に記載の発明の送信電圧設定方法は、
超音波探触子の個体差特性を示す個体差特性情報の基準となる基準個体差特性情報を記憶する第１の記憶部を備える当該超音波探触子の個体差特性情報を検出する検出工程と、
前記超音波探触子の基準個体差特性情報を前記第１の記憶部から取得し、前記検出された個体差特性情報及び前記取得された基準個体差特性情報から基準送信電圧の補正量を算出する算出工程と、
前記算出された補正量で基準送信電圧を補正して送信電圧に設定する設定工程と、を含む。

本発明によれば、超音波探触子の個体差特性によらず、最適な送信電圧を設定できる。

本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置の概略外観図である。 第１の実施の形態の超音波診断装置の機能構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態の基準送信電圧テーブルの構成を示す図である。 第１の送信電圧設定処理を示すフローチャートである。 第２の実施の形態の超音波診断装置の機能構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態の基準送信電圧テーブルの構成を示す図である。 第２の送信電圧設定処理を示すフローチャートである。

添付図面を参照して、本発明に係る第１、第２の実施の形態を順に詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。

（第１の実施の形態）
図１〜図４を参照して、本発明に係る実施の形態を説明する。まず、図１、図２を参照して、本実施の形態の超音波診断装置１００の全体の装置構成を説明する。図１は、本実施の形態の超音波診断装置１００の概略外観図である。図２は、超音波診断装置１００の機能構成を示すブロック図である。

本実施の形態の超音波診断装置１００は、病院などの医療機関で、医師、技師などの操作者に使用され超音波診断を行うための装置である。図１及び図２に示すように、超音波診断装置１００は、超音波探触子２と、超音波診断装置本体１と、を備える。超音波探触子２は、図示しない患者の生体などの被検体に対して超音波（送信超音波）を送信するとともに、この被検体で反射した超音波の反射波（反射超音波：エコー）を受信する。超音波診断装置本体１は、超音波探触子２とケーブル３を介して接続され、超音波探触子２に電気信号の送信信号（駆動信号）を送信することによって超音波探触子２に被検体に対して送信超音波を送信させるとともに、超音波探触子２にて受信された被検体内からの反射超音波に応じて超音波探触子２で生成された電気信号である受信信号に基づいて被検体内の内部状態を超音波画像として画像化する。

超音波探触子２は、超音波診断装置本体１に着脱（接続、接続解除）が可能である。つまり、異なる機種の超音波探触子２を超音波診断装置本体１に接続することが可能である。超音波探触子２は、ヘッド部２１０と、ケーブル３と、コネクター部２２０と、を備える。ヘッド部２１０は、超音波探触子２の本体部であり、振動子２ａを備える。ケーブル３は、ヘッド部２１０とコネクター部２２０とに接続されるケーブルである。コネクター部２２０は、超音波診断装置本体１に接続されるコネクターである。

振動子２ａは、例えば、方位方向（走査方向（ラテラル方向）あるいは上下方向（エレベーション方向））に一次元アレイ状に複数配列されている。本実施の形態では、ｎ個（例えば、１９２個）の振動子２ａを備えた超音波探触子２を用いている。なお、振動子２ａは、二次元アレイ状に配列されたものであってもよい。また、振動子２ａの個数は、任意に設計することができる。また、本実施の形態では、超音波探触子２について、リニア電子スキャンプローブを採用するが、電子走査方式あるいは機械走査方式の何れを採用してもよく、また、リニア走査方式、セクタ走査方式あるいはコンベックス走査方式の何れの方式を採用することもできる。

また、コネクター部２２０は、超音波探触子２に関する情報を記憶する第１の記憶部としての探触子記憶部２２１を備える。探触子記憶部２２１は、不揮発性のメモリーにより構成され、超音波探触子２の探触子機種と、ケーブル３の全長を示すケーブル長と、が記憶されている。探触子記憶部２２１に記憶されるケーブル長は、例えば超音波探触子２の製造時に予め測定されたケーブル長が記憶されている。なお、ヘッド部２１０が、探触子記憶部２２１を有する構成としてもよい。

図２に示すように、超音波診断装置本体１は、例えば、操作入力部１１と、送信部１２と、受信部１３と、信号処理部１４と、送信部電源電圧制御部１５と、電源部１６と、表示部１７と、取得部、算出部、設定部としての制御部１８と、第２の記憶部としての本体記憶部１９と、を備える。

操作入力部１１は、例えば、診断開始を指示するコマンドや被検体の個人情報などのデータの入力などを行うための各種スイッチ、ボタン、トラックボール、マウス、キーボードなどを備えており、操作信号を制御部１８に出力する。

送信部１２は、制御部１８の制御に従って、電源部１６から供給される電源電圧を用いて、電気信号である送信信号を生成して超音波探触子２に供給して超音波探触子２に送信超音波を発生させる回路である。また、送信部１２は、例えば、クロック発生回路、遅延回路、パルス発生回路を備えている。クロック発生回路は、送信信号の送信タイミングや送信周波数を決定するクロック信号を発生させる回路である。遅延回路は、送信信号の送信タイミングを振動子２ａ毎に対応した個別経路毎に遅延時間を設定し、設定された遅延時間だけ送信信号の送信を遅延させて送信超音波によって構成される送信ビームの集束を行うための回路である。パルス発生回路は、所定の周期で送信信号としてのパルス信号を発生させるための回路である。

制御部１８は、送信信号の送信条件（画像モード、送信周波数）及び送信電圧を送信部１２に入力し、当該送信条件及び送信電圧に対応する送信信号を送信部１２に生成させる。

受信部１３は、制御部１８の制御に従って、超音波探触子２からケーブル３を介して電気信号である受信信号を受信する回路である。受信部１３は、例えば、増幅器、Ａ／Ｄ変換回路、整相加算回路を備えている。増幅器は、受信信号を、振動子２ａ毎に対応した個別経路毎に、予め設定された所定の増幅率で増幅させるための回路である。Ａ／Ｄ変換回路は、増幅された受信信号をＡ／Ｄ変換するための回路である。整相加算回路は、Ａ／Ｄ変換された受信信号に対して、振動子２ａ毎に対応した個別経路毎に遅延時間を与えて時相を整え、これらを加算（整相加算）して音線データを生成するための回路である。

信号処理部１４は、制御部１８の制御に従って、受信部１３からの音線データに対して包絡線検波処理、対数増幅及びゲイン調整を実施し、音線データの示す受信信号の強さを輝度値に変換してＢ（Brightness）モードのＢモード画像データを生成する。なお、信号処理部１４は、Ｂモード以外のカラードプラモードなどの他の画像モードの超音波画像データを生成する構成としてもよい。

また、信号処理部１４は、制御部１８の制御に従って、生成したＢモード画像データをフレーム単位で内部の画像メモリー部（図示略）に記憶する。フレーム単位での画像データを超音波画像データ、あるいはフレーム画像データということがある。信号処理部１４は、画像メモリー部に記憶した超音波画像データを適宜読み出す。画像メモリー部は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの半導体メモリーによって構成されている。

さらに、信号処理部１４は、制御部１８の制御に従って、読み出したフレーム画像データに座標変換などを施して画像信号に変換し、表示部１７に出力する。

送信部電源電圧制御部１５は、制御部１８の制御に従って、電源部１６が出力する電源電圧の制御を行う回路である。電源部１６は、送信部電源１６１を備える。電源部１６は、送信部電源電圧制御部１５の制御に従って、商用電源又はバッテリー（ともに図示略）からの電源に基づき、送信部１２用の電源電圧を送信部電源１６１に生成させて出力する。送信部電源１６１は、例えば、レギュレーターによって構成することができる。

表示部１７は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）ディスプレイ、有機ＥＬ（Electronic Luminescence）ディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ及びプラズマディスプレイなどの表示装置が適用可能である。表示部１７は、信号処理部１４から出力された画像信号に従って表示画面上に画像の表示を行う。

制御部１８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備えて構成され、ＲＯＭに記憶されているシステムプログラムなどの各種処理プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムに従って超音波診断装置１００の各部を制御する。ＲＯＭは、半導体等の不揮発メモリーなどにより構成され、超音波診断装置１００に対応するシステムプログラム及び該システムプログラム上で実行可能な各種処理プログラムや、ガンマテーブルなどの各種データを記憶する。ＲＯＭには特に、超音波画像データを生成して表示する超音波画像表示処理を実行するための超音波画像表示プログラムや、後述する第１の送信電圧設定処理を実行するための第１の送信電圧設定プログラムが記憶されているものとする。これらのプログラムは、コンピュータが読み取り可能なプログラムコードの形態で格納され、ＣＰＵは、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。ＲＡＭは、ＣＰＵにより実行される各種プログラム及びこれらプログラムに係るデータを一時的に記憶するワークエリアを形成する。

本体記憶部１９は、不揮発性のメモリーにより構成され、後述する基準送信電圧テーブル４０、各種の送信条件に対応する基準となる送信電圧などの情報を記憶する記憶部である。

超音波診断装置１００が備える各機能部の一部又は全部の機能は、集積回路などのハードウェア回路として実現することができる。集積回路とは、例えばＬＳＩ（Large Scale Integration）であり、ＬＳＩは集積度の違いにより、ＩＣ（Integrated Circuit）、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサーで実現してもよいし、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。また、各々の機能ブロックの一部又は全部の機能をソフトウェアにより実行するようにしてもよい。この場合、このソフトウェアは一つ又はそれ以上のＲＯＭなどの記憶媒体、光ディスク、又はハードディスクなどに記憶されており、このソフトウェアが演算処理器により実行される。

つぎに、図３を参照して、超音波診断装置１００に記憶する情報を説明する。図３は、基準送信電圧テーブル４０の構成を示す図である。

超音波探触子２のコネクター部２２０に備えられた探触子記憶部２２１には、探触子機種と、超音波探触子の個体差特性を示す個体差特性情報として、超音波探触子のケーブル３のケーブル長と、が記憶されている。探触子機種は、超音波探触子２の機種の識別情報であり、当該機種の情報にはコンベックスなどの走査方式の情報も含む。ケーブル長は、ケーブル３の全長であり、ケーブル３の製造時のばらつきにより、探触子機種が同じでも異なる長さとなる場合がある。

超音波診断装置本体１に備えられた本体記憶部１９には、図３に示す基準送信電圧テーブル４０が記憶されている。基準送信電圧テーブル４０は、探触子機種４１と、探触子の個体差特性の基準を示す基準個体差特性情報としての基準ケーブル長４２と、送信条件としての画像モード４３及び送信周波数４４と、基準送信電圧４５と、のフィールドを有する。探触子機種４１は、超音波診断装置本体１に接続される可能性のある少なくとも１種類の超音波探触子の探触子機種である。基準ケーブル長４２は、探触子機種４１に対応する超音波探触子のケーブル３の基準となる全長である。基準ケーブル長４２は、例えば、探触子機種４１が同じである複数の超音波探触子のケーブル３の全長の平均値、又は探触子機種４１のケーブル３の全長の設計値が設定される。

画像モード４３は、超音波画像の取得及び診断に用いられる診断モードであり、Ｂモード、カラードプラモードなどである。本実施形態においては、画像モード４３は、超音波画像表示処理において設定されうる。画像モードの中には、２種類の画像モードの超音波画像データを合成して表示するものがある。例えば、表示する画像モードがカラードプラモードに設定された場合に、カラードプラモードのカラーの血流の画像データと、Ｂモード画像データとが合成されて表示される。この場合、画像モード４３は、合成前の超音波画像の画像モードを表すものとする。

送信周波数４４は、超音波画像表示処理において設定されうる送信信号の周波数である。送信周波数４４は、送信信号の周波数の数値及び／又は波形で表される。画像モード４３、送信周波数４４は、送信信号を生成及び出力するための送信電圧以外の送信条件であり、当該送信条件はこれらに限定されるものではない。

基準送信電圧４５は、探触子機種４１、基準ケーブル長４２、画像モード４３、送信周波数４４などに対応する基準となる送信電圧である。基準送信電圧４５は、基準ケーブル長４２に対応し、ＭＩ、ＴＩ、Ｉｓｐｔａ．３などの安全指標を満たす規格値を満たす電圧であってできるだけ高い送信電圧となる。

つぎに、図４を参照して、超音波診断装置１００の動作を説明する。図４は、第１の送信電圧設定処理を示すフローチャートである。

超音波診断装置１００において、画像モード、送信周波数などの送信条件及び送信電圧に応じて、送信信号を生成して超音波探触子２に入力し、超音波を送受信させて、超音波画像データを生成して表示部１７に表示する超音波画像表示処理が適宜実行されるものとする。超音波診断装置１００において、超音波画像表示処理が実行開始されたこと、又は実行中の超音波画像表示処理において接続されている超音波探触子２が変更されたこと、若しくは操作入力部１１を介する操作者からの送信条件が変更入力されたことをトリガーとして、制御部１８は、ＲＯＭに記憶された第１の送信電圧設定プログラムに応じて、第１の送信電圧設定処理を実行する。

図４に示すように、まず、制御部１８は、現在設定されている（または直前に変更された）画像モード及び送信周波数を取得する（ステップＳ１１）。そして、制御部１８は、接続中の超音波探触子２の探触子機種、ケーブル長を探触子記憶部２２１から読み出す（ステップＳ１２）。

そして、制御部１８は、本体記憶部１９に記憶された基準送信電圧テーブル４０を参照し、ステップＳ１２で読み出された探触子機種４１に対応し、且つステップＳ１１で読み出された画像モード４３及び送信周波数４４に対応する基準ケーブル長４２と基準送信電圧４５とを読み出す（ステップＳ１３）。そして、制御部１８は、ステップＳ１２で読み出されたケーブル３のケーブル長及びステップＳ１３で読み出された基準ケーブル長を用いて、ステップＳ１３で読み出した基準送信電圧４５の補正量を算出する（ステップＳ１４）。ケーブル長が基準ケーブル長よりも短くなると、ケーブル３のインピーダンスも低くなる。このため、ステップＳ１４では、例えば、基準ケーブル長４２に対するケーブル長の比率から、基準送信電圧４５の補正量が算出される。

そして、制御部１８は、ステップＳ１４で算出された補正量で、ステップＳ１３で読み出された基準送信電圧４５を補正し、補正後の基準送信電圧を送信電圧として送信部１２に設定し（ステップＳ１５）、第１の送信電圧設定処理を終了する。

第１の送信電圧設定処理において、超音波画像表示処理の画像モードが２種類の超音波画像データの合成を伴うものである場合には、合成前の２つの画像モードについて、ステップＳ１１〜Ｓ１５が実行される。

以上、本実施の形態によれば、超音波を被検体へ送受信する超音波探触子２は、超音波探触子２の探触子機種と、超音波探触子２の個体差特性を示す個体差特性情報とを記憶する探触子記憶部２２１を備える。このため、超音波探触子２の個体差特性情報を用いて、基準送信電圧を補正することにより、超音波探触子２の個体差特性によらず、最適な送信電圧を設定でき、超音波画像の画質を改善できる。

また、超音波診断装置１００は、超音波探触子２と、超音波探触子２が接続される超音波診断装置本体１と、を備える。超音波診断装置本体１は、本体記憶部１９が超音波探触子の探触子機種に対応付けられた基準個体差特性情報を記憶し、超音波探触子２の探触子機種及び個体差特性情報を探触子記憶部２２１から取得し、取得された機種情報に対応する基準個体差特性情報を本体記憶部１９から取得し、取得された個体差特性情報及び基準個体差特性情報から基準送信電圧の補正量を算出し、算出された補正量で基準送信電圧を補正して送信電圧に設定する。このため、超音波探触子２の個体差特性によらず、最適な送信電圧を設定できる。

また、本体記憶部１９は、超音波探触子の探触子機種及び送信条件（画像モード、送信周波数）に対応付けられた基準個体差特性情報を記憶する。超音波診断装置本体１は、超音波探触子２の探触子機種及び個体差特性情報を探触子記憶部２２１から取得し、設定されている画像モード、送信周波数を取得し、取得された探触子機種及び送信条件に対応する基準個体差特性情報を本体記憶部１９から取得する。このため、超音波探触子２の個体差特性によらず、送信条件に合ったより最適な送信電圧を設定できる。

また、超音波探触子２は、超音波診断装置本体１と接続するためのケーブル３を備える。個体差特性情報は、ケーブル３のケーブル長である。このため、超音波探触子２のケーブル３のケーブル長のばらつきによらず、最適な送信電圧を設定できる。

なお、本実施の形態において、送信電圧のばらつきの原因となる超音波探触子の個体差特性情報として、ケーブル３のケーブル長を用いて、送信電圧の補正量を算出して補正する構成としたが、これに限定されるものではない。個体差特性情報として、超音波探触子２のインピーダンス、振動子２ａの両端にかかる先端電圧など、他の情報を用いる構成としてもよい。個体差特性情報としてケーブル３を含む超音波探触子２のインピーダンスを用いる構成では、探触子記憶部２２１に、探触子機種と、予め測定された超音波探触子２のインピーダンスとが記憶され、基準送信電圧テーブル４０には基準ケーブル長４２に代えて超音波探触子のインピーダンスの基準となる基準インピーダンスが格納される。例えば、ケーブル３のケーブル長が長くなるとインピーダンスが高くなることなどを考慮して、超音波探触子２のインピーダンスと、基準インピーダンスとから基準送信電圧の補正量が算出される。このため、超音波探触子２のインピーダンスのばらつきによらず、最適な送信電圧を設定できる。

個体差特性情報として先端電圧を用いる構成では、探触子記憶部２２１に、探触子機種と、画像モード及び送信周波数ごとの予め測定された先端電圧とが記憶され、基準送信電圧テーブル４０には基準ケーブル長４２に代えて先端電圧の基準となる基準先端電圧が格納される。超音波画像表示処理で設定されている画像モード及び送信周波数に対応する先端電圧と、基準先端電圧とから送信電圧の補正量が算出される。このため、超音波探触子２のケーブル長などに基づく先端電圧のばらつきによらず、最適な送信電圧を設定できる。

また、本実施の形態では、基準送信電圧テーブル４０が本体記憶部１９に記憶される構成としたが、これに限定されるものではない。基準送信電圧テーブル４０が探触子記憶部２２１に記憶される構成としてもよい。この構成では、基準送信電圧テーブル４０が、記憶される探触子記憶部２２１を有する超音波探触子２のみに関する情報が格納される。探触子機種４１は、不要としてもよい。例えば、超音波探触子２は、超音波探触子２の個体差特性を示す個体差特性情報（ケーブル３のケーブル長、振動子２ａの先端電圧又は超音波探触子２のインピーダンス）と、超音波探触子２の個体差特性情報の基準となる基準個体差特性情報と、超音波探触子２の送信電圧の基準となる基準送信電圧と、を記憶する探触子記憶部２２１を備える。このため、超音波探触子２の個体差特性情報及び基準個体差特性情報を用いて、超音波探触子２に記憶された基準送信電圧を補正することにより、超音波探触子２の個体差特性によらず、最適な送信電圧を設定できる。

（第２の実施の形態）
図５〜図７を参照して、本発明に係る第２の実施の形態を説明する。まず、図５を参照して、本実施の形態の装置構成を説明する。ただし、本実施の形態の装置構成において、上記第１の実施の形態の超音波診断装置１００と同様の部分には、同じ符号を付して、その説明を省略する。図５は、本実施の形態の超音波診断装置１００Ａの機能構成を示すブロック図である。

図５に示すように、本実施の形態の超音波診断装置１００Ａは、超音波探触子２Ａと、超音波診断装置本体１Ａと、を備える。超音波探触子２Ａは、ヘッド部２１０Ａと、ケーブル３と、コネクター部２２０Ａと、を備える。

ヘッド部２１０Ａは、振動子２ａと、電圧検出部２１１Ａと、を備える。電圧検出部２１１Ａは、例えばインピーダンスアナライザーと同様の検出回路部によって構成され、振動子２ａにかかる先端電圧を検出する。

コネクター部２２０Ａは、探触子記憶部２２１Ａを備える。探触子記憶部２２１Ａは、第１の実施の形態の探触子記憶部２２１と同様であるが、超音波探触子２Ａの探触子機種が記憶されている。

超音波診断装置本体１Ａは、例えば、操作入力部１１と、送信部１２と、受信部１３と、信号処理部１４と、送信部電源電圧制御部１５と、電源部１６と、表示部１７と、制御部１８Ａと、本体記憶部１９Ａと、を備える。

制御部１８Ａは、第１の実施の形態の制御部１８と同様であるが、内部のＲＯＭに、超音波画像表示プログラム、後述する第２の送信電圧設定処理を実行するための第２の送信電圧設定プログラムなどが記憶されているものとする。

本体記憶部１９Ａは、第１の実施の形態の本体記憶部１９と同様であるが、後述する基準送信電圧テーブル５０が記憶されているものとする。

つぎに、図６を参照して、超音波診断装置１００Ａに記憶される情報を説明する。図６は、基準送信電圧テーブル５０の構成を示す図である。

超音波探触子２のコネクター部２２０Ａに備えられた探触子記憶部２２１Ａには、超音波探触子２Ａの機種の識別情報としての探触子機種が記憶されている。
超音波診断装置本体１Ａに備えられた本体記憶部１９Ａには、基準送信電圧テーブル５０が記憶されている。基準送信電圧テーブル５０は、探触子機種５１、送信条件としての画像モード５２及び送信周波数５３と、個体差特性情報としての基準先端電圧５４と、基準送信電圧５５と、のフィールドを有する。探触子機種５１は、超音波診断装置本体１Ａに接続される可能性のある少なくとも１種類の超音波探触子の探触子機種である。画像モード５２は、超音波画像表示処理において設定されうるＢモード、カラードプラモードなどの画像モードであり、２種類の画像モードの超音波画像データを合成する場合には、合成前の画像モードとなる。送信周波数５３は、超音波画像表示処理において設定されうる送信信号の周波数である。

基準先端電圧５４は、探触子機種５１、画像モード５２、送信周波数５３に対応し、超音波探触子２Ａの振動子２ａの両端にかかる基準となる先端電圧である。振動子２ａの両端にかかる実際の先端電圧は、同じ探触子機種５１、画像モード５２、送信周波数５３であっても、ケーブル３のケーブル長又は超音波探触子２Ａのインピーダンスのばらつき、経時劣化などによって、変化する。基準先端電圧５４は、ケーブル３の基準ケーブル長又は超音波探触子２Ａの基準インピーダンスに対応して、経時劣化などがないとした場合の基準となる先端電圧である。基準送信電圧５５は、探触子機種５１、画像モード５２、送信周波数５３に対応し、ケーブル３の基準ケーブル長又は超音波探触子２Ａの基準インピーダンスに対応して、経時劣化などがないとした場合の基準となる送信電圧である。基準送信電圧５５は、ＭＩ、ＴＩ、Ｉｓｐｔａ．３などの安全指標を満たす規格値を満たす電圧であってできるだけ高い送信電圧となる。

つぎに、図７を参照して、超音波診断装置１００Ａの動作を説明する。図７は、第２の送信電圧設定処理を示すフローチャートである。

第１の実施の形態と同様に、超音波診断装置１００Ａにおいて、超音波画像表示処理が適宜実行されるものとする。超音波診断装置１００Ａにおいて、超音波画像表示処理が実行開始されたこと、又は実行中の超音波画像表示処理において接続されている超音波探触子２が変更されたこと、若しくは操作入力部１１を介する操作者からの送信条件が変更入力されたことをトリガーとして、制御部１８Ａは、ＲＯＭに記憶された第２の送信電圧設定プログラムに応じて、第２の送信電圧設定処理を実行する。

図７に示すように、まず、ステップＳ２１は、図４の第１の送信電圧設定処理のステップＳ１１と同様である。そして、制御部１８Ａは、接続中の超音波探触子２Ａの探触子機種を探触子記憶部２２１から読み出す（ステップＳ２２）。

そして、制御部１８Ａは、電圧検出部２１１Ａにより振動子２ａの両端にかかる先端電圧を検出する（ステップＳ２３）。そして、制御部１８Ａは、本体記憶部１９に記憶された基準送信電圧テーブル５０を参照し、ステップＳ２２で読み出した探触子機種５１、ステップＳ２１で取得した画像モード５２、送信周波数５３に対応する基準先端電圧５４を読み出す（ステップＳ２４）。

そして、制御部１８Ａは、ステップＳ２３で検出した先端電圧、ステップＳ２４で読み出された基準先端電圧を用いて、基準送信電圧の補正量を算出する（ステップＳ２５）。送信電圧を基準先端電圧に対応する値に設定したとしても、ケーブル３のケーブル長又は超音波探触子２Ａのインピーダンスのばらつき、経時劣化などにより、先端電圧が基準先端電圧にならないおそれがある。このため、ステップＳ２５では、例えば、基準先端電圧に対する先端電圧の比率から、振動子２ａの両端にかかる先端電圧を基準先端電圧にするための基準送信電圧の補正量が算出される。

そして、制御部１８Ａは、ステップＳ２５で算出された補正量で、ステップＳ２４で読み出された基準送信電圧を補正し、補正後の基準送信電圧を送信電圧として送信部１２に設定し（ステップＳ２６）、第２の送信電圧設定処理を終了する。第２の送信電圧設定処理についても、画像モードが２種類の超音波画像データの合成を伴うものである場合には、合成前の２つの画像モードについて、ステップＳ２１〜Ｓ２６が実行される。

以上、本実施の形態によれば、超音波診断装置１００Ａは、超音波を被検体へ送受信する超音波探触子２Ａと、超音波探触子２Ａが接続される超音波診断装置本体１Ａと、を備える。超音波探触子２Ａは、超音波探触子２Ａの探触子機種を記憶する探触子記憶部２２１Ａと、超音波探触子２Ａの個体差特性を示す個体差特性情報を検出する電圧検出部２１１Ａと、を備える。超音波診断装置本体１Ａは、超音波探触子の探触子機種に対応付けられた基準個体差特性情報を記憶する本体記憶部１９Ａと、超音波探触子２Ａの探触子機種を探触子記憶部２２１Ａから取得し、取得された探触子機種に対応する基準個体差特性情報を本体記憶部１９Ａから取得し、検出された個体差特性情報及び取得された基準個体差特性情報から基準送信電圧の補正量を算出し、算出された補正量で基準送信電圧を補正して送信電圧に設定する。このため、超音波探触子２Ａの個体差特性情報を検出してフィードバックすることにより、超音波探触子２Ａの個体差特性によらず、最適な送信電圧を設定でき、超音波画像の画質を改善できる。

また、個体差特性情報は、振動子２ａにかかる先端電圧である。このため、製造時の超音波探触子２の先端電圧のばらつき、経時劣化などに基づく先端電圧のばらつきによらず、最適な送信電圧を設定できる。

なお、本実施の形態において、超音波探触子２Ａの検出対象として、振動子２ａの両端にかかる先端電圧を用いて、送信電圧の補正量を算出して補正する構成としたが、これに限定されるものではない。超音波探触子２Ａの検出対象として、ケーブル３を含む超音波探触子２Ａのインピーダンスを用いてもよい。超音波探触子２Ａのインピーダンスを検出する構成では、例えば、超音波診断装置本体１Ａ側又は超音波探触子２Ａ側に、例えばインピーダンスアナライザーの検出回路部と同様のインピーダンス検出部を備え、当該インピーダンス検出部により超音波探触子２Ａのインピーダンスが検出される。検出された超音波探触子２Ａのインピーダンスと、超音波探触子２Ａの基準インピーダンスとから基準送信電圧の補正量が算出される。このため、製造時の超音波探触子２Ａのインピーダンスのばらつき、経時劣化などに基づく超音波探触子２Ａのインピーダンスのばらつきによらず、最適な送信電圧を設定できる。

また、本実施の形態において、基準送信電圧テーブル５０が、基準先端電圧５４を有する構成としたが、これに限定されるものではない。先端電圧＝送信電圧として、基準送信電圧テーブル５０が、基準先端電圧５４を有しない構成としてもよい。この構成では、図７の第２の送信電圧設定処理のステップＳ２５では、ステップＳ２３で検出された先端電圧と、ステップＳ２４で読み出された基準送信電圧とから、基準送信電圧の補正量が算出される。例えば、基準送信電圧に対する先端電圧の比率から、基準送信電圧の補正量が算出される。

また、本実施の形態では、基準送信電圧テーブル５０が本体記憶部１９Ａに記憶される構成としたが、これに限定されるものではない。基準送信電圧テーブル５０が探触子記憶部２２１Ａに記憶される構成としてもよい。この構成では、基準送信電圧テーブル５０が、記憶される探触子記憶部２２１Ａを有する超音波探触子２Ａのみに関する情報が格納される。探触子機種５１は、不要としてもよい。例えば、超音波診断装置１００Ａの超音波探触子２Ａは、超音波探触子２Ａの個体差特性を示す個体差特性情報（振動子２ａの先端電圧）を検出する電圧検出部２１１Ａと、超音波探触子２Ａの個体差特性情報の基準となる基準個体差特性情報と、基準送信電圧と、を基準送信電圧テーブル５０として記憶する探触子記憶部２２１Ａと、を備える。超音波診断装置本体１Ａは、超音波探触子２Ａの基準個体差特性情報を探触子記憶部２２１Ａから取得し、検出された個体差特性情報及び取得された基準個体差特性情報から基準送信電圧の補正量を算出し、算出された補正量で基準送信電圧５５を補正して送信電圧に設定する。個体差特性情報は、超音波探触子２Ａのインピーダンスとしてもよい。このため、製造時の超音波探触子２Ａの個体差特性情報のばらつき、経時劣化などに基づく個体差特性情報のばらつきによらず、最適な送信電圧を設定できる。

なお、上記各実施の形態における記述は、本発明に係る好適な超音波探触子及び超音波診断装置の一例であり、これに限定されるものではない。例えば、上記各実施の形態の全部又は一部を適宜組み合わせる構成としてもよい。

また、以上の実施の形態における超音波診断装置１００，１００Ａを構成する各部の細部構成及び細部動作に関して本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

１００，１００Ａ 超音波診断装置
１，１Ａ 超音波診断装置本体
１１ 操作入力部
１２ 送信部
１３ 受信部
１４ 信号処理部
１５ 送信部電源電圧制御部
１６ 電源部
１６１ 送信部電源
１７ 表示部
１８，１８Ａ 制御部
１９，１９Ａ 本体記憶部
２，２Ａ 超音波探触子
２１０，２１０Ａ ヘッド部
２ａ 振動子
２１１Ａ 電圧検出部
２２０，２２０Ａ コネクター部
２２１，２２１Ａ 探触子記憶部
３ ケーブル

Claims (15)

1. 超音波を送受信する超音波探触子であって、
   前記超音波探触子の機種情報と、当該超音波探触子の個体差特性を示す個体差特性情報とを記憶する第１の記憶部を備える超音波探触子。
2. 前記超音波探触子に超音波を送受信させる超音波診断装置本体と接続するためのケーブルを備え、
   前記個体差特性情報は、前記ケーブルの長さである請求項１に記載の超音波探触子。
3. 前記個体差特性情報は、前記超音波探触子のインピーダンスである請求項１に記載の超音波探触子。
4. 超音波を送受信する振動子を備え、
   前記個体差特性情報は、前記振動子にかかる先端電圧である請求項１に記載の超音波探触子。
5. 超音波を送受信する超音波探触子であって、
   前記超音波探触子の個体差特性を示す個体差特性情報と、当該超音波探触子の個体差特性情報の基準となる基準個体差特性情報と、を記憶する第１の記憶部を備える超音波探触子。
6. 請求項１から４のいずれか一項に記載の超音波探触子と、
   前記超音波探触子が接続される超音波診断装置本体と、を備え、
   前記超音波診断装置本体は、
   超音波探触子の機種情報に対応付けられた基準個体差特性情報を記憶する第２の記憶部と、
   前記超音波探触子の機種情報及び個体差特性情報を前記第１の記憶部から取得する取得部と、
   前記取得された機種情報に対応する基準個体差特性情報を前記第２の記憶部から取得し、前記取得された個体差特性情報及び基準個体差特性情報から基準送信電圧の補正量を算出する算出部と、
   前記算出された補正量で基準送信電圧を補正して送信電圧に設定する設定部と、を備える超音波診断装置。
7. 超音波を送受信する超音波探触子と、
   前記超音波探触子が接続される超音波診断装置本体と、
   前記超音波探触子の個体差特性を示す個体差特性情報を検出する検出部と、を備え、
   前記超音波探触子は、
   前記超音波探触子の機種情報を記憶する第１の記憶部を備え、
   前記超音波診断装置本体は、
   超音波探触子の機種情報に対応付けられた基準個体差特性情報を記憶する第２の記憶部と、
   前記超音波探触子の機種情報を前記第１の記憶部から取得する取得部と、
   前記取得された機種情報に対応する基準個体差特性情報を前記第２の記憶部から取得し、前記検出された個体差特性情報及び前記取得された基準個体差特性情報から基準送信電圧の補正量を算出する算出部と、
   前記算出された補正量で基準送信電圧を補正して送信電圧に設定する設定部と、を備える超音波診断装置。
8. 前記個体差特性情報は、前記超音波探触子のインピーダンスである請求項７に記載の超音波診断装置。
9. 前記超音波探触子は、
   超音波を送受信する振動子を備え、
   前記個体差特性情報は、前記振動子にかかる先端電圧である請求項７に記載の超音波診断装置。
10. 前記第２の記憶部は、超音波探触子の機種情報及び送信条件に対応付けられた基準個体差特性情報を記憶し、
    前記取得部は、設定されている送信条件を取得し、
    前記算出部は、前記取得された機種情報及び送信条件に対応する基準個体差特性情報を前記第２の記憶部から取得する請求項６から９のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
11. 前記第２の記憶部は、前記送信条件として、送信周波数を記憶している請求項１０に記載の超音波診断装置。
12. 超音波を送受信する超音波探触子と、
    前記超音波探触子が接続される超音波診断装置本体と、
    前記超音波探触子の個体差特性を示す個体差特性情報を検出する検出部と、を備え、
    前記超音波探触子は、
    前記超音波探触子の個体差特性情報の基準となる基準個体差特性情報を記憶する第１の記憶部を備え、
    前記超音波診断装置本体は、
    前記超音波探触子の基準個体差特性情報を前記第１の記憶部から取得し、前記検出された個体差特性情報及び前記取得された基準個体差特性情報から基準送信電圧の補正量を算出する算出部と、
    前記算出された補正量で基準送信電圧を補正して送信電圧に設定する設定部と、を備える超音波診断装置。
13. 超音波探触子の機種情報と、当該超音波探触子の個体差特性を示す個体差特性情報とを記憶する第１の記憶部を備える超音波探触子から、当該超音波探触子の機種情報及び個体差特性情報を前記第１の記憶部から取得する取得工程と、
    前記取得された機種情報に対応する基準個体差特性情報を、超音波探触子の機種情報に対応付けられた基準個体差特性情報を記憶する第２の記憶部から取得し、前記取得された個体差特性情報及び基準個体差特性情報から基準送信電圧の補正量を算出する算出工程と、
    前記算出された補正量で基準送信電圧を補正して送信電圧に設定する設定工程と、を含む送信電圧設定方法。
14. 超音波探触子の機種情報を記憶する第１の記憶部を備える当該超音波探触子の機種情報を前記第１の記憶部から取得する取得工程と、
    前記超音波探触子の個体差特性を示す個体差特性情報を検出する検出工程と、
    前記取得された機種情報に対応する基準個体差特性情報を、超音波探触子の機種情報に対応付けられた基準個体差特性情報を記憶する第２の記憶部から取得し、前記検出された個体差特性情報及び前記取得された基準個体差特性情報から基準送信電圧の補正量を算出する算出工程と、
    前記算出された補正量で基準送信電圧を補正して送信電圧に設定する設定工程と、を含む送信電圧設定方法。
15. 超音波探触子の個体差特性を示す個体差特性情報の基準となる基準個体差特性情報を記憶する第１の記憶部を備える当該超音波探触子の個体差特性情報を検出する検出工程と、
    前記超音波探触子の基準個体差特性情報を前記第１の記憶部から取得し、前記検出された個体差特性情報及び前記取得された基準個体差特性情報から基準送信電圧の補正量を算出する算出工程と、
    前記算出された補正量で基準送信電圧を補正して送信電圧に設定する設定工程と、を含む送信電圧設定方法。

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