JP5250064B2 - 超音波診断装置および超音波画像生成方法 - Google Patents
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Description
ところが、通常、操作者が片手で超音波プローブを把持して振動子アレイの超音波送受信面を被検体の表面に当接しつつ診断を行うので、超音波プローブは操作者が片手で容易に把持し得る程度の小さな筺体内に収容されることが多い。このため、振動子アレイからの発熱により超音波プローブの筺体内が温度上昇することがある。
この種のデジタル処理を行う超音波プローブでは、受信信号の処理時においても回路基板からの発熱があり、回路基板の各回路の安定した動作を保証するために筺体内の温度上昇を抑制する必要がある。
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、操作者が診断を行いながら、高画質モードで操作を続けるにあたり、あとどれくらい時間的余裕があるのかを容易に把握することができる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。
持続時間管理部は、モード設定スイッチにより高画質モードが設定されているときにのみ演算された持続動作可能時間を表示部に表示することができる。あるいは、演算された持続動作可能時間をカラーバーの形式で表示することができる。または、演算された持続動作可能時間が設定値以下になると表示部の画面の周縁部の色を変化させるができる。
それぞれ前記超音波プローブの異なる位置における内部温度を検出する複数の温度センサを備え、持続時間管理部は、複数の前記温度センサにより検出された複数の内部温度の値に基づいて前記持続動作可能時間を演算することが好ましい。
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。
なお、温度センサ13は、超音波診断装置の運転時に特に発熱が予想される受信信号処理部4の近傍に配置されることが好ましい。
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。
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。
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7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。
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。また、プローブ制御部11は、モード設定スイッチ12で選択されたモードに応じて、受信時の振動子アレイの同時開口チャンネル数を制御する。
超音波プローブ1には、図示しないバッテリが内蔵され、このバッテリから超音波プローブ1内の各回路に電源供給が行われる。
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。
通信制御部20は、本体制御部21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14を制御する。
シリアル/パラレル変換部15は、無線通信部14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16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15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。
整相加算部25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。
持続時間管理部22は、温度センサ13で検出された超音波プローブ1の内部温度Tに基づいて、高画質モードによる持続動作可能時間を演算するものである。
本体制御部21は、診断装置本体2内の各部の制御を行うものである。
一方、高画質モードにおいては、振動子アレイの全チャンネル数に対して受信時の同時開口チャンネル数が、低画質モードとして設定される所定の数よりも多い値となるように設定される。
例えば、振動子アレイが全48チャンネルを有する場合に、受信時の同時開口チャンネル数Nは、低画質モードが設定された場合は、24チャンネルまたは32チャンネルに設定され、高画質モードに設定された場合は、48チャンネルに設定される。
このような各モードにおける受信時の同時開口チャンネル数は、予め診断装置本体2の操作部23から入力することができ、また、格納部24に同時開口チャンネル数テーブルとして格納することができる。
診断時には、まず、モード設定スイッチ12において、操作者により高画質モードまたは低画質モードが設定され、この設定されたモードは、プローブ制御部11、通信制御部10および無線通信部6を介して診断装置本体2へ無線伝送される。
本体制御部21は、格納部24に格納されている同時開口チャンネル数テーブルを読み出し、設定されたモードに基づいて受信時の同時開口チャンネル数を設定する。これらの同時開口チャンネル数は、本体制御部21から通信制御部20および無線通信部14を介して超音波プローブ1へ無線伝送され、超音波プローブ1の無線通信部6および通信制御部10を介してプローブ制御部11に入力される。
(式1)
高画質モードによる持続動作可能時間=k3* [k2−プローブ内部温度T−k1(プローブ消費電力値/プローブ熱容量)] (k1,k2,k3は定数)
このように算出された高画質モードによる持続動作可能時間は、画像生成部17へ送られ、画像処理部26で画像信号および文字信号が生成され、表示制御部18により超音波診断画像が表示部19に表示される。
カラーバー28は、高画質モードによる持続動作可能時間を任意の時間に対する割合で表わしたものであり、図3に示すように、持続動作可能時間が減少するとともに、カラー部分が、図中の矢印方向に、すなわち、最大持続動作可能時間を示す「Tmax」から持続動作不可を示す「0」方向へ移動する。このようなカラーバー28で高画質モードによる持続動作可能時間を表示すれば、操作者は画面から多少離れていても表示画面が見える位置にいれば、高画質モードにより撮影を行うことができる時間を容易に視認することができる。なお、残りの持続動作可能時間をより明確に認識できるように、カラーバー28に目盛を入れてもよい。
数値29は、残りの持続動作可能時間を表示したものである。このように表示されていれば、操作者は、一目瞭然に、高画質モードで操作できる残り時間を把握することができる。
なお、このような喚起を促す画面表示は、これに限定されるものではなく、画面の周辺部31のカラー表示を点滅させるものであってもよいし、残りの持続動作可能時間に応じて段階的に画面の周辺部31に表示されるカラーの色を変化させるものであってもよい。
図5に実施の形態2に係る超音波診断装置に用いられる超音波プローブ31の構成を示す。この超音波プローブ31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、温度センサ13の代わりに複数の温度センサ13a〜13cを備えたものである。
複数の温度センサ13a〜13cは、それぞれプローブ制御部11に接続されている。これら複数の温度センサ13a〜13cは、例えば、受信信号処理部4の近傍、図示されていない振動子アレイ近傍、バッテリ周辺部、及び、操作者が把持する超音波プローブ31の筐体部分等、操作中、発熱が予想される部材の近傍に配置されることが好ましい。
この最大耐久温度は、例えば、温度センサが配置される場所が、振動子アレイ近傍であれば40℃未満、操作者が把持する筐体部分は38℃未満、受信信号処理部4の近傍であれば60℃未満になるように設定されることが好ましい。
Claims (6)
- 低画質モードと高画質モードのうち操作者により設定されたモードに従って振動子アレイにより超音波ビームの送受信を行うと共に前記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てデジタルの受信データを生成する超音波プローブと、前記超音波プローブから伝送された受信データに基づき超音波画像を生成して表示部に表示する診断装置本体とを有する超音波診断装置であって、
それぞれ、操作中、発熱が予想される異なる部材の近傍に配置され、前記超音波プローブの異なる位置における温度を検出する複数の温度センサと、
前記複数の温度センサにより検出された複数の値のうち、各配置場所において予め設定された最大耐久温度に最も近い1つの値に基づき前記高画質モードによる持続動作可能時間を演算して前記表示部に表示する持続時間管理部と
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。 - 前記超音波プローブに配設されると共に前記低画質モードと前記高画質モードのうちいずれかのモードを設定するためのモード設定スイッチと、
前記モード設定スイッチにより前記低画質モードが設定されると、同時開口チャンネル数が第1の所定値に限定されるように前記受信信号処理部を制御し、前記高画質モードが設定されると、前記同時開口チャンネル数が前記第1の所定値より多い第2の所定値となるように前記受信信号処理部を制御する制御部と
をさらに備えた請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記持続時間管理部は、前記モード設定スイッチにより前記高画質モードが設定されているときにのみ演算された前記持続動作可能時間を前記表示部に表示する請求項1または2に記載の超音波診断装置。
- 前記持続時間管理部は、演算された前記持続動作可能時間をカラーバーの形式で表示する請求項1〜3のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
- 前記持続時間管理部は、演算された前記持続動作可能時間が設定値以下になると前記表示部の画面の周縁部の色を変化させる請求項1〜4のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
- 低画質モードと高画質モードのうち操作者により設定されたモードに従って超音波プローブの振動子アレイにより超音波ビームの送受信を行うと共に前記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てデジタルの受信データを生成し、前記超音波プローブから伝送された受信データに基づき診断装置本体で超音波画像を生成して表示部に表示する超音波画像生成方法であって、
複数の温度センサを、それぞれ、発熱が予想される異なる部材の近傍に配置し、前記超音波プローブの異なる位置における温度を検出し、
前記複数の温度センサにより検出された複数の値のうち、各配置場所において予め設定された最大耐久温度に最も近い1つの値に基づき前記高画質モードによる持続動作可能時間を演算して前記表示部に表示する
ことを特徴とする超音波画像生成方法。
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