JP7146096B2 - 超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法 - Google Patents

超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、超音波プローブと診断装置本体とが互いに無線接続された超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法に関する。
従来から、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、振動子アレイを内蔵した超音波プローブと、この超音波プローブに接続された装置本体とを有しており、超音波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超音波プローブで受信し、その受信信号を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として、例えば、特許文献１に開示されているような、超音波プローブと診断装置本体とが無線通信により互いに接続される超音波診断装置が開発されている。特許文献１における超音波プローブは、被検体からの超音波エコーに対応する受信信号に基づいていわゆる複素ベースバンド信号を生成し、生成された複素ベースバンド信号を診断装置本体に無線送信する。さらに、診断装置本体は、超音波プローブから無線送信された複素ベースバンド信号に基づいて、いわゆるカラーフロー画像を生成する。
特許第６２４３１２６号公報
しかしながら、特許文献１においては、生成されるカラーフロー画像の精度を十分に確保するために、超音波プローブで生成される複素ベースバンド信号を大きな情報量で保持しながら、超音波プローブから診断装置本体に複素ベースバンド信号を無線送信する必要があった。そのため、複素ベースバンド信号の無線送信に多大な時間を要してしまい、例えば、診断装置本体のモニタにおいてリアルタイムにカラーフロー画像を表示することが困難となる場合があった。また、生成されるカラーフロー画像の精度を十分に確保するためには、複素ベースバンド信号が一定以上の情報量を有する必要があるため、例えば、複素ベースバンド信号の情報量を削減することも困難であるという問題があった。
本発明は、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あり、カラーフロー画像の精度を十分に確保しながら、無線送信されるデータの情報量を低減することができる超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、振動子アレイを含む超音波プローブとモニタを含む診断装置本体とが無線接続され且つカラーフローモードを備える超音波診断装置であって、超音波プローブは、振動子アレイから被検体に向けて超音波パルスを送信し且つ被検体からの超音波エコーを受信した振動子アレイから出力される受信信号に受信フォーカス処理を施して音線信号を生成する送受信回路と、送受信回路により生成された音線信号に基づいて複素ベースバンド信号を生成する検波部と、検波部により生成された複素ベースバンド信号にハイパス処理および自己相関解析処理を施す複素ベースバンド信号処理部と、複素ベースバンド信号処理部により処理された複素ベースバンド信号に基づいて位相データを生成する位相データ生成部と、位相データ生成部により生成された位相データを無線送信するプローブ側無線通信回路とを含み、診断装置本体は、超音波プローブのプローブ側無線通信回路から無線送信された位相データを受信する本体側無線通信回路と、本体側無線通信回路により受信された位相データに基づいて複素信号を生成する複素信号生成部と、複素信号生成部により生成された複素信号に基づいてカラーフロー画像を生成するカラーフロー画像生成部と、カラーフロー画像生成部により生成されたカラーフロー画像をモニタに表示させる表示制御部とを含むことを特徴とする。
超音波プローブは、位相データ生成部により生成された位相データを画像圧縮する画像圧縮部を含み、プローブ側無線通信回路は、画像圧縮部により画像圧縮された位相データを無線送信することができる。
また、超音波プローブは、複素ベースバンド信号処理部により処理された複素ベースバンド信号に基づいて振幅データを生成する振幅データ生成部を含み、プローブ側無線通信回路は、振幅データ生成部により生成された振幅データを無線送信し、カラーフロー画像生成部は、位相データおよび振幅データに基づき、カラーフロー画像としてパワー画像を生成することができる。
もしくは、超音波プローブは、複素ベースバンド信号処理部により処理された複素ベースバンド信号に基づいて分散データを生成する分散データ生成部を含み、プローブ側無線通信回路は、分散データ生成部により生成された分散データを無線送信し、カラーフロー画像生成部は、位相データおよび分散データに基づき、カラーフロー画像として位相分散画像を生成することもできる。
カラーフロー画像生成部は、複素信号生成部により生成された複素信号に対して複数の走査線間の補間処理を施し、補間された複素信号に基づいてカラーフロー画像を生成することができる。
また、カラーフロー画像生成部は、複素信号生成部により生成された複素信号に対して空間的および時間的な平滑化処理を施し、平滑化された複素信号に基づいてカラーフロー画像を生成することができる。
また、カラーフロー画像生成部は、複素信号生成部により生成された複素信号に対してスキャンコンバート処理を施し、処理された複素信号に基づいてカラーフロー画像を生成することができる。
本発明に係る超音波診断装置の制御方法は、振動子アレイを含む超音波プローブとモニタを含む診断装置本体とが無線接続され且つカラーフローモードを備える超音波診断装置の制御方法であって、超音波プローブにおいて、振動子アレイから被検体に向けて超音波パルスを送信し且つ被検体からの超音波エコーを受信した振動子アレイから出力される受信信号に受信フォーカス処理を施して音線信号を生成し、生成された音線信号に基づいて複素ベースバンド信号を生成し、生成された複素ベースバンド信号にハイパス処理および自己相関解析処理を施し、ハイパス処理および自己相関解析処理が施された複素ベースバンド信号に基づいて位相データを生成し、生成された位相データを無線送信し、診断装置本体において、超音波プローブから無線送信された位相データを受信し、受信された位相データに基づいて複素信号を生成し、生成された複素信号に基づいてカラーフロー画像を生成し、生成されたカラーフロー画像をモニタに表示することを特徴とする。
本発明によれば、超音波プローブが、検波部により生成された複素ベースバンド信号にハイパス処理および自己相関解析処理を施す複素ベースバンド信号処理部と、複素ベースバンド信号処理部により処理された複素ベースバンド信号に基づいて位相データを生成する位相データ生成部と、位相データ生成部により生成された位相データを無線送信するプローブ側無線通信回路とを含み、診断装置本体が、超音波プローブのプローブ側無線通信回路から無線送信された位相データを受信する本体側無線通信回路と、本体側無線通信回路により受信された位相データに基づいて複素信号を生成する複素信号生成部と、複素信号生成部により生成された複素信号に基づいてカラーフロー画像を生成してモニタに表示するカラーフロー画像生成部とを含むため、カラーフロー画像の精度を十分に確保しながら無線送信されるデータの情報量を低減することができる。
本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における受信回路の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における複素ベースバンド信号処理部の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１におけるＢモード画像生成部の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態４に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「同一」、「同じ」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。
実施の形態１
図１に、本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置１の構成を示す。超音波診断装置１は、超音波プローブ２と、超音波プローブ２に無線接続された診断装置本体３を有し、カラーフローモードを備える超音波診断装置である。ここで、「カラーフローモード」とは、いわゆるカラーフローマッピングにより、被検体内の血行動態に対応して色を付け、Ｂモード画像上に重ね合わせながらリアルタイムで表示する表示モードのことをいう。
図１に示されるように、超音波プローブ２は、振動子アレイ１１を有しており、振動子アレイ１１に、送信回路１２と受信回路１３が接続されている。ここで、送信回路１２と受信回路１３により、送受信回路１４が構成されている。送信回路１２および受信回路１３に、超音波送受信制御部１５が接続されている。また、受信回路１３に、検波部１６、複素ベースバンド信号処理部１７および位相データ生成部１８が順次接続されている。また、受信回路１３にＢモード画像生成部１９が接続されている。また、位相データ生成部１８およびＢモード画像生成部１９に、プローブ側無線通信回路２０が接続されている。また、プローブ側無線通信回路２０に通信制御部２１が接続されている。
また、超音波送受信制御部１５、検波部１６、複素ベースバンド信号処理部１７、位相データ生成部１８、Ｂモード画像生成部１９および通信制御部２１に、プローブ制御部２２が接続されている。また、超音波送受信制御部１５、検波部１６、複素ベースバンド信号処理部１７、位相データ生成部１８、Ｂモード画像生成部１９、通信制御部２１およびプローブ制御部２２により、プローブ側プロセッサ２３が構成されている。また、超音波プローブ２は、バッテリ２４を有している。
診断装置本体３は、超音波プローブ２のプローブ側無線通信回路２０と無線接続される本体側無線通信回路３１を有し、本体側無線通信回路３１に、通信制御部３２が接続されている。また、本体側無線通信回路３１に複素信号生成部３３、カラーフロー画像生成部３４、表示制御部３５が順次接続されている。また、本体側無線通信回路３１には、直接的に、表示制御部３５が接続されている。また、表示制御部３５にモニタ３６が接続されている。
また、通信制御部３２、複素信号生成部３３、カラーフロー画像生成部３４、表示制御部３５に、本体制御部３７が接続されており、本体制御部３７に、入力装置３８と格納部３９が接続されている。ここで、本体制御部３７と格納部３９とは、互いに双方向の情報の受け渡しが可能に接続されている。また、通信制御部３２、複素信号生成部３３、カラーフロー画像生成部３４、表示制御部３５および本体制御部３７により、本体側プロセッサ４０が構成されている。
図１に示す超音波プローブ２の振動子アレイ１１は、１次元または２次元に配列された複数の振動子を有している。これらの振動子は、それぞれ送信回路１２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、超音波エコーに基づく信号を出力する。各振動子は、例えば、ＰＺＴ（Lead Zirconate Titanate：チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック、ＰＶＤＦ（Poly Vinylidene Di Fluoride：ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子およびＰＭＮ－ＰＴ（Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate：マグネシウムニオブ酸鉛－チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成することにより構成される。
超音波送受信制御部１５は、送信回路１２および受信回路１３を制御することにより、プローブ制御部２２から指示された検査モードおよび走査方式に基づいて、振動子アレイ１１に、超音波ビームの送信および超音波エコーの受信を行わせる。ここで、検査モードは、Ｂモード（Brightness Mode：輝度モード）およびＣＦモード（Color Flow Mode：カラーフローモード）を少なくとも含む他、ＰＷモード（Pulsed Wave Doppler Mode：パルスドプラモード）、ＣＷモード（Continuous Wave Doppler Mode：連続波ドプラモード）等、超音波診断装置において使用可能な検査モードが含まれ、走査方式は、例えば、電子セクタ走査方式、電子リニア走査方式、電子コンベックス走査方式等のいずれかを示すものとする。
送信回路１２は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、超音波送受信制御部１５からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、振動子アレイ１１の複数の振動子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を、遅延量を調節して複数の振動子に供給する。このように、振動子アレイ１１の振動子の電極にパルス状または連続波状の電圧が印加されると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状または連続波状の超音波が発生して、それらの超音波の合成波から、超音波ビームが形成される。
送信された超音波ビームは、例えば、被検体の部位等の対象において反射され、超音波プローブ２の振動子アレイ１１に向かって伝搬する。このように振動子アレイ１１に向かって伝搬する超音波エコーは、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの振動子により受信される。この際に、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの振動子は、伝搬する超音波エコーを受信することにより伸縮して電気信号を発生させ、これらの電気信号を受信回路１３に出力する。
受信回路１３は、超音波送受信制御部１５からの制御信号に従い、振動子アレイ１１から出力される信号の処理を行って、音線信号を生成する。図２に示すように、受信回路４は、増幅部４１、ＡＤ（Analog Digital：アナログデジタル）変換部４２およびビームフォーマ４３が直列に接続された構成を有している。
増幅部４１は、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの振動子から入力された信号を増幅し、増幅した信号をＡＤ変換部４２に送信する。ＡＤ変換部４２は、増幅部４１から送信された信号をデジタルの受信データに変換し、これらの受信データをビームフォーマ４３に送信する。ビームフォーマ４３は、超音波送受信制御部１５からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づいて設定される音速または音速の分布に従い、ＡＤ変換部４２により変換された各受信データに対してそれぞれの遅延を与えて加算することにより、いわゆる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、ＡＤ変換部４２で変換された各受信データが整相加算され且つ超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号が取得される。
検波部１６は、送受信回路１４により生成された音線信号に基づいて、いわゆる複素ベースバンド信号を生成する。より具体的には、検波部１６は、受信回路１３で生成された音線信号に参照周波数のキャリア信号を混合することで音線信号を直交検波して、音線信号を複素ベースバンド信号に変換する。
複素ベースバンド信号処理部１７は、検波部１６により生成された複素ベースバンド信号にハイパス処理および自己相関解析処理を施す。図３に示すように、複素ベースバンド信号処理部１７は、ハイパスフィルタ４４と自己相関部４５が直列に接続されることにより構成されている。
ハイパスフィルタ４４は、いわゆるウォールフィルタ（Wall Filter）として機能するもので、検波部１６で生成された複素ベースバンド信号から、いわゆるクラッタ信号と呼ばれる、被検体の体内組織の運動に由来する低周波数成分の信号を除去する。
自己相関部４５は、ハイパスフィルタ４４によりクラッタ信号が除去された複素ベースバンド信号に対して自己相関処理を施して、式（１）および式（２）に表される自己相関信号Ｘ、Ｙを生成する。
Ｘ＝Σ（Ｉｎ－１・Ｉ＊ ｎ＋Ｑｎ－１・Ｑ＊ ｎ）／（ＲＥＰ－１） （ｎ＝１，２，・・・，ＲＥＰ－１）・・・（１）
Ｙ＝Σ（Ｉｎ－１・Ｑ＊ ｎ－Ｑｎ－１・Ｉ＊ ｎ）／（ＲＥＰ－１） （ｎ＝１，２，・・・，ＲＥＰ－１）・・・（２）
ここで、Ｉｎ、Ｑｎは、ハイパスフィルタ４４によりクラッタ信号が除去された複素ベースバンド信号であり、ＩｎとＱｎは、互いに位相が９０度ずれた信号である。また、Ｉ＊ ｎは、Ｉｎの複素共役を表しており、Ｑ＊ ｎは、Ｑｎの複素共役を表している。また、ＲＥＰは、振動子アレイ１１から被検体内に送信される超音波パルスの１走査線あたりの繰り返し送信数である。
位相データ生成部１８は、複素ベースバンド信号処理部１７により処理された複素ベースバンド信号すなわち自己相関信号Ｘ、Ｙに基づいて、位相データを生成する。より具体的には、位相データ生成部１８は、式（３）に表されるように、自己相関信号Ｘ、Ｙを－１～＋１の範囲の値を有する位相データＶに変換する。
Ｖ＝（１／π）ｔａｎ－１（Ｘ，Ｙ）・・・（３）
ここで、πは円周率であり、その単位をラジアン（ｒａｄ）とする。式（３）からわかるように、位相データＶは、πで除されることにより規格化された、－π～＋πの位相を表す指標である。通常、複素ベースバンド信号には、位相の情報の他に振幅の情報も含んでいるが、このような変換を行うことにより、振幅の情報を含まず位相の情報のみを含む位相データＶが得られる。
Ｂモード画像生成部１９は、受信回路１３のビームフォーマ４３により生成された音線信号に基づいて、いわゆるＢモード画像を生成する。Ｂモード画像生成部１９は、図４に示されるように、Ｂモード信号処理部４６、ＤＳＣ（Digital Scan Converter：デジタルスキャンコンバータ）４７およびＢモード画像処理部４８が順次直列に接続された構成を有している。
Ｂモード信号処理部４６は、受信回路１３により生成された音線信号に対し、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した後、包絡線検波処理を施すことにより、被検体の体内組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。
ＤＳＣ４７は、Ｂモード信号処理部４６で生成されたＢモード画像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）する。
Ｂモード画像処理部４８は、ＤＳＣ４７から入力されるＢモード画像信号に階調処理等の各種の必要な画像処理を施す。
このような処理がなされたＢモード画像信号を、単に、Ｂモード画像と呼ぶ。
プローブ側無線通信回路２０は、電波の送信および受信を行うためのアンテナを含んでおり、位相データ生成部１８により生成された位相データＶおよびＢモード画像生成部１９により生成されたＢモード画像に基づいてキャリアを変調して、位相データＶを表す伝送信号およびＢモード画像を表す伝送信号を生成する。プローブ側無線通信回路２０は、このようにして生成された伝送信号をアンテナに供給してアンテナから電波を送信することにより、位相データＶおよびＢモード画像を診断装置本体３に対して順次無線送信する。キャリアの変調方式としては、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying：振幅偏移変調）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying：位相偏移変調）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：四位相偏移変調）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation：１６直角位相振幅変調）等が用いられる。
超音波プローブ２の通信制御部２１は、プローブ制御部２２により設定された送信電波強度で位相データＶおよびＢモード画像の送信が行われるようにプローブ側無線通信回路２０を制御する。
プローブ制御部２２は、予め記憶しているプログラム等に基づいて、超音波プローブ２の各部の制御を行う。
バッテリ２４は、超音波プローブ２内に内蔵されており、超音波プローブ２の各回路に電力を供給する。
なお、超音波送受信制御部１５、検波部１６、複素ベースバンド信号処理部１７、位相データ生成部１８、Ｂモード画像生成部１９、通信制御部２１およびプローブ制御部２２を有するプローブ側プロセッサ２３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）、および、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための制御プログラムから構成されるが、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array：フィードプログラマブルゲートアレイ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor：デジタルシグナルプロセッサ）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：アプリケーションスペシフィックインテグレイテッドサーキット）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit：グラフィックスプロセッシングユニット）、その他のＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）を用いて構成されてもよく、もしくはそれらを組み合わせて構成されてもよい。
また、プローブ側プロセッサ２３の超音波送受信制御部１５、検波部１６、複素ベースバンド信号処理部１７、位相データ生成部１８、Ｂモード画像生成部１９、通信制御部２１およびプローブ制御部２２は、部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵ等に統合させて構成することもできる。
診断装置本体３の本体側無線通信回路３１は、電波の送信および受信を行うためのアンテナを含んでおり、超音波プローブ２のプローブ側無線通信回路２０により送信された位相データＶを表す伝送信号およびＢモード画像を表す伝送信号を、アンテナを介して受信し、受信した伝送信号を復調することにより位相データＶおよびＢモード画像を出力する。さらに、本体側無線通信回路３１は、出力された位相データＶを複素信号生成部３３に送出し、出力されたＢモード画像を表示制御部３５に送出する。
複素信号生成部３３は、本体側無線通信回路３１により受信された位相データＶに基づいて複素信号を生成する。より具体的には、複素信号生成部３３は、本体側無線通信回路３１から送出された位相データＶに対して、式（３）により表される変換の逆変換を行うことにより、振幅の情報を含まず位相の情報のみを含む複素信号を生成する。
カラーフロー画像生成部３４は、複素信号生成部３３により生成された複素信号に基づいて、被検体内の血流の速度等に対応する色情報を表す画像信号を生成する。このようにしてカラーフロー画像生成部３４により生成された画像信号を、カラーフロー画像と呼ぶ。この際に、カラーフロー画像生成部３４は、例えば、複素信号に対して、複数の走査線間の補間処理、空間的および時間的な平滑化処理、座標変換および拡大縮小等のスキャンコンバート処理等を施すことができる。さらに、カラーフロー画像生成部３４は、このようにして処理を施した複素信号を位相データに変換し、得られた位相データに基づいて、カラーフロー画像として、被検体内の血流等の速度分布を表す速度画像を生成することができる。
表示制御部３５は、本体制御部３７の制御の下、カラーフロー画像生成部３４により生成されたカラーフロー画像と本体側無線通信回路３１から送出されたＢモード画像に所定の処理を施して、カラーフロー画像およびＢモード画像をモニタ３６に表示する。
モニタ３６は、表示制御部３５による制御の下、カラーフロー画像およびＢモード画像等を表示するものであり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）、有機ＥＬディスプレイ（Organic Electroluminescence Display）等のディスプレイ装置を含む。
診断装置本体３の通信制御部３２は、超音波プローブ２のプローブ側無線通信回路２０から送信された伝送信号の受信が行われるように本体側無線通信回路３１を制御する。
本体制御部３７は、格納部３９等に予め記憶されているプログラムおよび入力装置３８を介した操作者による入力操作に基づいて、診断装置本体３の各部の制御を行う。
入力装置３８は、操作者が入力操作を行うためのものであり、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッドおよびタッチパネル等を備えて構成することができる。
格納部３９は、診断装置本体３の制御プログラム等を格納するもので、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disc Drive：ハードディスクドライブ）、ＳＳＤ（Solid State Drive：ソリッドステートドライブ）、ＦＤ（Flexible Disc：フレキシブルディスク）、ＭＯディスク（Magneto-Optical disc：光磁気ディスク）、ＭＴ（Magnetic Tape：磁気テープ）、ＲＡＭ（Random Access Memory：ランダムアクセスメモリ）、ＣＤ（Compact Disc：コンパクトディスク）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc：デジタルバーサタイルディスク）、ＳＤカード（Secure Digital card：セキュアデジタルカード）、ＵＳＢメモリ（Universal Serial Bus memory：ユニバーサルシリアルバスメモリ）等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。
なお、通信制御部３２、複素信号生成部３３、カラーフロー画像生成部３４、表示制御部３５および本体制御部３７を有する本体側プロセッサ４０は、ＣＰＵ、および、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための制御プログラムから構成されるが、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＧＰＵ、その他のＩＣを用いて構成されてもよく、もしくはそれらを組み合わせて構成されてもよい。
また、本体側プロセッサ４０の通信制御部３２、複素信号生成部３３、カラーフロー画像生成部３４、表示制御部３５および本体制御部３７は、部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵ等に統合させて構成することもできる。
次に、図５のフローチャートを参照して、実施の形態１に係る超音波診断装置１が被検体内に超音波を送信してからモニタ３６にカラーフロー画像を表示するまでの動作を説明する。
まず、操作者により、被検体の体表面上に超音波プローブ２が接触されて、超音波送受信制御部１５の制御の下で、送信回路１２からの駆動信号に従って振動子アレイ１１の複数の振動子から被検体内に超音波ビームが送信される。送信された超音波ビームに基づく超音波エコーは、各振動子により受信され、アナログ信号である受信信号が受信回路１３に出力され、増幅部４１で増幅され、ＡＤ変換部４２でＡＤ変換されて受信データが取得される（ステップＳ１）。この受信データに対してビームフォーマ４３により受信フォーカス処理が施されることにより、音線信号が生成される（ステップＳ２）。
次に、検波部１６は、受信回路１３により生成された音線信号に参照周波数のキャリア信号を混合することで音線信号を直交検波して、音線信号を複素ベースバンド信号に変換する（ステップＳ３）。
このようにして得られた複素ベースバンド信号は、複素ベースバンド信号処理部１７のハイパスフィルタ４４により、いわゆるクラッタ信号と呼ばれる被検体の体内組織の運動に由来する低周波数成分が除去され（ステップＳ４）、複素ベースバンド信号処理部１７の自己相関部４５により、式（１）、式（２）に表される自己相関信号Ｘ、Ｙが生成される（ステップＳ５）。
位相データ生成部１８は、式（３）に表されるように、複素ベースバンド信号処理部１７により生成された自己相関信号Ｘ、Ｙを－１．０～＋１．０の範囲の値を有する位相データＶに変換する（ステップＳ６）。このようにして得られた位相データＶは、式（３）からわかるように、πで除することにより規格化された、－π～＋πの位相を表す指標である。また、位相データＶは、振幅の情報を含まず、位相の情報のみを含んでいる。
ところで、カラーフロー画像の一種である速度画像は、位相の情報が色で表現されたものであり、位相の情報を表現する色として、１色あたり８ビットの情報量を有する赤、緑、青の３色が用いられることが多い。そのため、例えば、カラーフロー画像として速度画像が生成される場合には、位相の情報は、最低でも、８ビットで保持されること、すなわち、π／１２８の精度で保持されることが望ましい。
ここで、例えば、－π～＋πの範囲の値を有する位相をＢとして、ｃｏｓ（Ｂ）を任意のビット数で量子化する場合の位相Ｂの誤差を考える。例えば、位相Ｂをπ／１２８として、ｃｏｓ（π／１２８）を１２ビットで量子化すると、量子化によって生じる位相π／１２８の誤差は、およそ２７．３％となる。また、例えば、ｃｏｓ（π／１２８）を１３ビットで量子化すると、量子化によって生じる位相π／１２８の誤差は、およそ１０．０％となる。また、例えば、ｃｏｓ（π／１２８）を１５ビットで量子化すると、量子化によって生じる位相π／１２８の誤差は、およそ０．７％となる。したがって、量子化による誤差を十分に抑えるためには、位相の情報を１５ビット以上のビット数で量子化する必要があることがわかる。
そのため、例えば、複素ベースバンド信号処理部１７により処理がなされた複素ベースバンド信号すなわち自己相関信号Ｘ、Ｙを用いて位相の情報をπ／１２８の精度で保持するためには、自己相関信号Ｘ、Ｙを最低でもそれぞれ１５ビット、すなわち計３０ビットで量子化する必要があるが、位相データ生成部１８は、自己相関信号Ｘ、Ｙを、位相の情報を表す位相データＶに変換するため、位相データＶを８ビットで保持することにより、位相の情報をπ／１２８の精度で保持することができる。そのため、本発明によれば、通常のおよそ１／４の情報量で位相の精度を確保することができる。なお、－１．０～＋１．０の範囲の値を有する位相データＶを８ビットで保持される場合には、例えば、－１．０～＋１．０の範囲の値が－１２８～＋１２７または０～＋２５５等の２５６個の整数値に変換される。
また、一般的に、クラッタ信号の信号強度は、複素ベースバンド信号に含まれる信号のうち血流に由来する血流信号の信号強度と比べて、例えば３００倍～１０００倍もの強さとなることがある。そのため、複素ベースバンド信号がクラッタ信号と血流信号の双方を含む状態で、複素ベースバンド信号が位相データＶに変換されたと仮定すると、クラッタ信号と血流信号の信号強度差に起因して、血流信号が著しく劣化することが考えられる。超音波診断装置１においては、複素ベースバンド信号処理部１７のハイパスフィルタ４４により、検波部１６で生成された複素ベースバンド信号からクラッタ信号が除去されるため、複素ベースバンド信号から位相データＶに変換される過程で血流信号が劣化することを防止することができる。
位相データ生成部１８により位相データＶが生成されると、生成された位相データＶは、通信制御部２１の制御の下、プローブ側無線通信回路２０から診断装置本体３に無線送信される（ステップＳ７）。ここで、一般的に、位相の情報の精度を確保するために、例えば３０ビット等の大きなビット数で複素ベースバンド信号を量子化し、量子化された複素ベースバンド信号を超音波プローブから診断装置本体に無線送信する場合には、無線送信される複素ベースバンド信号の情報量が大きいため、超音波プローブと診断装置本体との間の無線通信におけるデータの転送能力では複素ベースバンド信号の無線送信に多大な時間を要し、特に、無線通信が不安定な場合に無線送信中のデータの欠損が生じやすい等、複素ベースバンド信号の無線送信が困難となる場合があった。
プローブ側無線通信回路２０から診断装置本体３に無線送信される位相データＶの情報量は、例えば自己相関信号Ｘ、Ｙを量子化した場合の情報量に比べておよそ１／４にまで低減されるため、データを無線送信する時間を短縮することができる。
また、複素ベースバンド信号処理部１７の自己相関部４５により、複素ベースバンド信号に対して式（１）および式（２）で表されるような自己相関処理が施され、複素ベースバンド信号が自己相関信号Ｘ、Ｙに変換されることで、複素ベースバンド信号のデータ数が削減される。このようにしてデータ数が削減された自己相関信号Ｘ、Ｙが位相データ生成部１８により位相データＶに変換されることにより、例えば、検波部１６で生成された複素ベースバンド信号を直接的に位相データＶに変換する場合と比較して、位相データＶのデータ数を削減することができる。そのため、超音波プローブ２と診断装置本体３との間の無線通信が不安定な場合であっても、位相データＶが無線送信されている途中で欠損してしまうことを抑制することができる。
このようにしてプローブ側無線通信回路２０から診断装置本体３に無線送信された位相データＶは、診断装置本体３の本体側無線通信回路３１により受信されて、複素信号生成部３３に送出される（ステップＳ８）。
複素信号生成部３３は、本体側無線通信回路３１により受信された位相データＶに対して、式（３）により表される変換の逆変換を行うことにより、振幅の情報を含まず位相の情報のみを含む複素信号を生成する（ステップＳ９）。
カラーフロー画像生成部３４は、複素信号生成部３３により生成された複素信号に基づいて、いわゆるカラーフロー画像を生成する（ステップＳ１０）。この際に、カラーフロー画像生成部３４は、例えば、複素信号に対して、複数の走査線間の補間処理、空間的および時間的な平滑化処理、座標変換および拡大縮小等のスキャンコンバート処理等を施すことができる。これらの処理は、いずれも、空間的、時間的に異なるピクセル間の複素信号の加算処理を伴う。
ここで、例えば、位相データＶから複素信号に変換せず、位相データＶに対して空間的、時間的に異なるピクセル間の加算処理を行った場合には、適切な加算処理がなされないことがある。例えば、同一の絶対値と互いに異なる符号の位相を有する２つの複素信号を加算すると、加算によって得られる複素信号の位相は０以外の種々の値となり得るが、同一の絶対値と互いに異なる符号を有する２つの位相データＶを加算すると、加算によって得られる値は０となり、複素信号に対して加算処理を行った場合と異なる値が得られることがある。超音波診断装置１では、複素信号に対して加算処理を行うため、適切な加算処理を行うことができる。
また、カラーフロー画像生成部３４は、このようにして複数の走査線間の補間処理、空間的および時間的な平滑化処理、座標変換および拡大縮小等のスキャンコンバート処理等を施した複素信号を位相データに変換し、得られた位相データに基づいて、カラーフロー画像として、被検体内の血流等の速度分布を表す速度画像を生成することができる。このようにして生成されたカラーフロー画像は、表示制御部３５に送出される。
また、超音波プローブ２において、受信回路１３により生成された音線信号は、Ｂモード画像生成部１９に入力されて、Ｂモード画像生成部１９により、Ｂモード画像に変換される。この際に、Ｂモード信号処理部４６により、超音波の反射位置の深度に応じた距離による減衰の補正、包絡線検波処理が施され、ＤＳＣ４７により、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され、Ｂモード画像処理部４８により、階調処理等の各種の必要な画像処理が施される。
Ｂモード画像生成部１９により生成されたＢモード画像は、通信制御部２１の制御の下で、プローブ側無線通信回路２０から診断装置本体３に無線送信される。プローブ側無線通信回路２０から診断装置本体３に無線送信されたＢモード画像は、本体側無線通信回路３１により受信されて、表示制御部３５に送出される。
表示制御部３５は、本体制御部３７の制御の下、カラーフロー画像生成部３４により生成されたカラーフロー画像と本体側無線通信回路３１から送出されたＢモード画像に所定の処理を施し、Ｂモード画像にカラーフロー画像を重畳させてモニタ３６に表示する（ステップＳ１１）。
以上から、本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置１によれば、複素ベースバンド信号処理部１７により処理がなされた複素ベースバンド信号が、位相データ生成部１８により位相データＶに変換されるため、位相の情報の精度を十分に確保しながら、したがって、最終的に生成されるカラーフロー画像の精度を十分に確保しながら、超音波プローブ２から診断装置本体３に無線送信されるデータの情報量を低減することができる。さらに、これにより、データを無線送信する時間を短縮し、超音波プローブ２と診断装置本体３との間の無線通信が不安定な場合であっても、位相データＶが無線送信されている途中で欠損することを抑制することができる。
なお、図１に示した超音波診断装置１においては、超音波プローブ２の送受信回路１４の受信回路１３が、増幅部４１およびＡＤ変換部４２と共にビームフォーマ４３を有しているが、ビームフォーマ４３は、受信回路１３の内部ではなく、受信回路１３と検波部１６およびＢモード画像生成部１９との間に配置されていてもよい。この場合、プローブ側プロセッサ２３によりビームフォーマ４３を構成することもできる。
また、超音波プローブ２のＢモード画像生成部１９が、Ｂモード信号処理部４６、ＤＳＣ４７およびＢモード画像処理部４８を有しているが、これらのうち、ＤＳＣ４７およびＢモード画像処理部４８は、Ｂモード画像生成部１９の内部ではなく、診断装置本体３の本体側無線通信回路３１と表示制御部３５との間に配置されていてもよい。
この場合に、Ｂモード画像生成部１９のＢモード信号処理部４６において包絡線検波処理を施すことにより生成されたＢモード画像信号が、プローブ側無線通信回路２０から無線送信され、診断装置本体３の本体側無線通信回路３１で受信されたＢモード画像信号に対して、ＤＳＣ４７による画像信号への変換およびＢモード画像処理部４８による画像処理が施され、画像処理が施されたＢモード画像信号（Ｂモード画像）が表示制御部３５に送出される。このように診断装置本体３内に配置されるＤＳＣ４７およびＢモード画像処理部４８は、本体側プロセッサ４０により構成されることもできる。
実施の形態２
実施の形態１において、位相データ生成部１８により生成された位相データＶがプローブ側無線通信回路２０から診断装置本体３に送信されているが、位相データＶを画像圧縮することにより、診断装置本体３に送信する位相データＶの情報量をさらに小さくすることができる。
図６に、実施の形態２に係る超音波診断装置１Ａの構成を示す。超音波診断装置１Ａは、図１に示す実施の形態１の超音波診断装置１において、超音波プローブ２の代わりに超音波プローブ２Ａを備え、診断装置本体３の代わりに診断装置本体３Ａを備えている。超音波プローブ２Ａは、実施の形態１における超音波プローブ２において、画像圧縮部５１が追加され、プローブ制御部２２の代わりにプローブ制御部２２Ａが備えられ、プローブ側プロセッサ２３の代わりにプローブ側プロセッサ２３Ａが備えられたものである。診断装置本体３Ａは、実施の形態１における診断装置本体３において、画像解凍部５２が追加され、本体制御部３７の代わりに本体制御部３７Ａが備えられ、本体側プロセッサ４０の代わりに本体側プロセッサ４０Ａが備えられたものである。
超音波プローブ２Ａにおいて、位相データ生成部１８とＢモード画像生成部１９に、画像圧縮部５１が接続され、画像圧縮部５１に、プローブ側無線通信回路２０が接続されている。
また、診断装置本体３Ａにおいて、本体側無線通信回路３１に通信制御部３２と画像解凍部５２が接続され、画像解凍部５２に、複素信号生成部３３と表示制御部３５が接続されている。
超音波プローブ２Ａの画像圧縮部５１は、位相データ生成部１８により生成された位相データＶをいわゆるＪＰＥＧ、ＰＮＧ、ＧＩＦ等の形式に画像圧縮する。これにより、位相データＶの情報量をさらに低減することができる。また、画像圧縮部５１は、Ｂモード画像生成部１９により生成されたＢモード画像についても同様にして、画像圧縮する。
超音波プローブ２Ａのプローブ側無線通信回路２０は、画像圧縮部５１により画像圧縮された位相データＶおよびＢモード画像を、通信制御部２１による制御の下で診断装置本体３Ａに無線送信する。
診断装置本体３Ａの本体側無線通信回路３１は、超音波プローブ２Ａのプローブ側無線通信回路２０により無線送信された位相データＶおよびＢモード画像を受信して、受信された位相データＶおよびＢモード画像を画像解凍部５２に送出する。
画像解凍部５２は、本体側無線通信回路３１から送出された位相データＶおよびＢモード画像を、画像圧縮部５１により画像圧縮される前の形式に解凍する。すなわち、画像解凍部５２は、本体側無線通信回路３１から送出された位相データＶを、超音波プローブ２の位相データ生成部１８により生成された直後の位相データＶと同一の形式に解凍し、本体側無線通信回路３１から送出されたＢモード画像を、Ｂモード画像生成部１９により生成された直後のＢモード画像と同一の形式に解凍する。解凍された位相データＶは、複素信号生成部３３に送出され、解凍されたＢモード画像は、表示制御部３５に送出される。
複素信号生成部３３は、画像解凍部５２により解凍された位相データＶを複素信号に変換する。
カラーフロー画像生成部３４は、複素信号生成部３３により生成された複素信号に基づいてカラーフロー画像を生成する。
表示制御部３５は、カラーフロー画像生成部３４により生成されたカラーフロー画像と画像解凍部５２から送出されたＢモード画像に対して所定の処理を施し、カラーフロー画像とＢモード画像をモニタ３６に表示する。
以上により、本発明の実施の形態２に係る超音波診断装置１Ａによれば、位相データ生成部１８により生成された位相データＶが画像圧縮部５１により画像圧縮されるため、位相データＶの情報量をさらに低減することができる。また、Ｂモード画像生成部１９により生成されたＢモード画像についても、画像圧縮部５１により圧縮されるため、Ｂモード画像の情報量も低減することができる。
実施の形態３
実施の形態１において位相データ生成部１８により、複素ベースバンド信号処理部１７により生成された自己相関信号Ｘ、Ｙが位相データＶに変換され、位相データＶがプローブ側無線通信回路２０により診断装置本体３に無線送信されているが、位相データＶとは別に自己相関信号Ｘ、Ｙの振幅を表すデータが診断装置本体３に無線送信されることもできる。
図７に、実施の形態３に係る超音波診断装置１Ｂの構成を示す。超音波診断装置１Ｂは、図１に示す実施の形態１の超音波診断装置１において、超音波プローブ２の代わりに超音波プローブ２Ｂを備え、診断装置本体３の代わりに診断装置本体３Ｂを備えたものである。超音波プローブ２Ｂは、実施の形態１における超音波プローブ２において、振幅データ生成部６１が追加され、プローブ制御部２２の代わりにプローブ制御部２２Ｂが備えられ、プローブ側プロセッサ２３の代わりにプローブ側プロセッサ２３Ｂが備えられたものである。また、診断装置本体３Ｂは、実施の形態１における診断装置本体３において、本体制御部３７の代わりに本体制御部３７Ｂが備えられ、本体側プロセッサ４０の代わりに本体側プロセッサ４０Ｂが備えられたものである。
超音波プローブ２Ｂにおいて、複素ベースバンド信号処理部１７に、位相データ生成部１８と振幅データ生成部６１が接続され、位相データ生成部１８と振幅データ生成部６１に、プローブ側無線通信回路２０とプローブ制御部２２Ｂが接続されている。
また、診断装置本体３Ｂにおいて、本体側無線通信回路３１に通信制御部３２、複素信号生成部３３、カラーフロー画像生成部３４および表示制御部３５が接続されている。
超音波プローブ２Ｂの振幅データ生成部６１は、複素ベースバンド信号処理部１７のハイパスフィルタ４４によりクラッタ信号が除去された複素ベースバンド信号に基づいて、式（４）に表されるように、振幅データＲを生成する。
Ｒ＝Σ（Ｉｎ・Ｉ＊ ｎ＋Ｑｎ・Ｑ＊ ｎ）／ＲＥＰ （ｎ＝１，２，・・・，ＲＥＰ－１）・・・（４）
このようにして生成された振幅データＲは、例えば、位相データＶと同様に、８ビットで保持されることができる。
プローブ側無線通信回路２０は、通信制御部２１の制御の下で、位相データ生成部１８により生成された位相データＶと振幅データ生成部６１により生成された振幅データＲを診断装置本体３Ｂに無線送信する。
プローブ側無線通信回路２０により無線送信された位相データＶは、診断装置本体３Ｂの本体側無線通信回路３１により受信されて、複素信号生成部３３に送出される。また、プローブ側無線通信回路２０により無線送信された振幅データＲは、本体側無線通信回路３１により受信されて、カラーフロー画像生成部３４に送出される。
複素信号生成部３３は、本体側無線通信回路３１から送出された位相データＶを複素信号に変換する。
カラーフロー画像生成部３４は、複素信号生成部３３により生成された複素信号と本体側無線通信回路３１から送出された振幅データＲに基づいて、カラーフロー画像を生成する。カラーフロー画像生成部３４は、例えば、複素信号に基づいて位相データを生成し、さらに、振幅データＲの値が定められた振幅しきい値よりも大きいピクセルに対応する位相を血液ではなく被検体の体内組織に由来する位相であると判断し、振幅データＲの値が振幅しきい値以下となるピクセルにのみ、位相データに基づく色相を付与した速度画像をカラーフロー画像として生成することができる。また、カラーフロー画像生成部３４は、例えば、複素信号に基づいて位相データを生成し、生成された位相データに基づいて、いわゆるパワー画像に対して、位相データに基づく色相を付与したディレクショナルパワー画像をカラーフロー画像として生成することもできる。
以上から、本発明の実施の形態３に係る超音波診断装置１Ｂによれば、位相データＶの他に、振幅データＲが生成されるが、位相データＶは、例えば、複素ベースバンド信号よりも小さい情報量を有しているため、プローブ側無線通信回路２０により診断装置本体３Ｂに無線送信されるデータの情報量を低減しながらも、より多くの種類のカラーフロー画像を生成することができる。
なお、振幅データ生成部６１は、式（４）に表される振幅データＲを生成しているが、式（５）に表されるようにデシベル値Ｐに変換することができる。
Ｐ＝１０・ｌｏｇ（Ｒ）・・・（５）
ここで、対数ｌｏｇの底は１０である。振幅データ生成部６１は、例えば、得られたデシベル値Ｐを、８ビット等のビットレンジ内で規格化することができる。例えば、デシベル値Ｐが８ビットのビットレンジ内で規格化される場合には、デシベル値Ｐは、０～２５５の２５６個の整数値に変換されて保持されることができる。
このようにして、振幅データＲがデシベル値Ｐに変換されることにより、振幅データＲの情報量を低減することができる。
また、実施の形態３の態様は、実施の形態１の超音波診断装置１に適用されることが示されているが、実施の形態２の超音波診断装置１Ａにも同様にして適用されることができる。
実施の形態４
実施の形態３において、位相データＶの他に振幅データＲが生成され、生成された位相データＶと振幅データＲがプローブ側無線通信回路２０により診断装置本体３Ｂに無線送信されているが、位相データＶと振幅データＲの他にいわゆる分散データが生成されることもできる。
図８に、本発明の実施の形態４に係る超音波診断装置１Ｃの構成を示す。超音波診断装置１Ｃは、図１に示す実施の形態１の超音波診断装置１において、超音波プローブ２の代わりに超音波プローブ２Ｃが備えられ、診断装置本体３の代わりに診断装置本体３Ｃが備えられたものである。超音波プローブ２Ｃは、実施の形態１における超音波プローブ２において、分散データ生成部７１が追加され、プローブ制御部２２Ｂの代わりにプローブ制御部２２Ｃが備えられ、プローブ側プロセッサ２３Ｂの代わりにプローブ側プロセッサ２３Ｃが備えられたものである。診断装置本体３Ｃは、実施の形態１における診断装置本体３において、本体制御部３７の代わりに本体制御部３７Ｃが備えられ、本体側プロセッサ４０の代わりに本体側プロセッサ４０Ｃが備えられたものである。
超音波プローブ２Ｃにおいて、複素ベースバンド信号処理部１７に、位相データ生成部１８、およびプローブ制御部２２Ｃおよび分散データ生成部７１が接続されている。また、分散データ生成部７１に、プローブ側無線通信回路２０およびプローブ制御部２２Ｃが接続されている。
分散データ生成部７１は、複素ベースバンド信号処理部１７により処理された複素ベースバンド信号に基づいて、分散データを生成する。具体的には、分散データ生成部７１は、複素ベースバンド信号処理部１７のハイパスフィルタ４４によりクラッタ信号が除去された複素ベースバンド信号に基づいて、式（４）で表される振幅データＲを生成し、生成された振幅データＲと、複素ベースバンド信号処理部１７の自己相関部４５により生成された自己相関信号Ｘ、Ｙを用いて、式（６）に表されるように、分散データＡを生成する。
Ａ＝１．０－｛（Ｘ／Ｒ）２＋（Ｙ／Ｒ）２｝０．５・・・（６）
この分散データＡは、複素ベースバンド信号の位相と振幅のバラつきを表す指標である。また、分散データＡは、０～１．０の範囲の値を有する。例えば、分散データＡが８ビットで保持される場合には、０～１．０が０～２５５の２５６個の整数値に変換されて保持されることができる。
プローブ側無線通信回路２０は、通信制御部２１の制御の下で、位相データ生成部１８により生成された位相データＶと分散データ生成部７１により生成された分散データＡを診断装置本体３Ｃに無線送信する。
プローブ側無線通信回路２０により無線送信された位相データＶは、診断装置本体３Ｃの本体側無線通信回路３１により受信されて、複素信号生成部３３に送出される。また、プローブ側無線通信回路２０により無線送信された分散データＡは、本体側無線通信回路３１により受信されて、カラーフロー画像生成部３４に送出される。
複素信号生成部３３は、本体側無線通信回路３１から送出された位相データＶを複素信号に変換する。
カラーフロー画像生成部３４は、複素信号生成部３３により生成された複素信号と本体側無線通信回路３１から送出された分散データＡに基づいて、カラーフロー画像を生成する。カラーフロー画像生成部３４は、例えば、複素信号に基づいて位相データを生成し、速度画像に対して分散データＡの値に応じた色相を付与した、いわゆる速度分散画像を生成することができる。
以上から、本発明の実施の形態４に係る超音波診断装置１Ｃによれば、位相データＶの他に、分散データＡが生成されるが、位相データＶは、例えば、複素ベースバンド信号よりも小さい情報量を有しているため、プローブ側無線通信回路２０により診断装置本体３Ｂに無線送信されるデータの情報量を低減しながらも、より多くの種類のカラーフロー画像を生成することができる。
また、分散データ生成部７１は、生成された分散データＡをプローブ側無線通信回路２０に送出しているが、分散データＡを生成する過程で生成された振幅データＲについてもプローブ側無線通信回路２０に送出することができる。この場合には、位相データＶ、分散データＡおよび振幅データＲがプローブ側無線通信回路２０により診断装置本体３Ｃに無線送信される。さらに、位相データＶが、本体側無線通信回路３１から複素信号生成部３３に送出され、分散データＡおよび振幅データＲが、本体側無線通信回路３１からカラーフロー画像生成部３４に送出される。これにより、プローブ側無線通信回路２０により診断装置本体３Ｂに無線送信されるデータの情報量を低減しながらも、さらに多くの種類のカラーフロー画像を生成することができる。
また、実施の形態４の態様は、実施の形態１だけではなく、実施の形態２、３にも同様にして適用されることができる。
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 超音波診断装置、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 超音波プローブ、３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 診断装置本体、１１ 振動子アレイ、１２ 送信回路、１３ 受信回路、１４ 送受信回路、１５ 超音波送受信制御部、１６ 検波部、１７ 複素ベースバンド信号処理部、１８ 位相データ生成部、１９ Ｂモード画像生成部、２０ プローブ側無線通信回路、２１，３２ 通信制御部、２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ プローブ制御部、２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ プローブ側プロセッサ、２４ バッテリ、３１ 本体側無線通信回路、３３ 複素信号生成部、３４ カラーフロー画像生成部、３５ 表示制御部、３６ モニタ、３７，３７Ａ，３７Ｂ、３７Ｃ 本体制御部、３８ 入力装置、３９ 格納部、４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ 本体側プロセッサ、４１ 増幅部、４２ ＡＤ変換部、４３ ビームフォーマ、４４ ハイパスフィルタ、４５ 自己相関部、４６ Ｂモード信号処理部、４７ ＤＳＣ、４８ Ｂモード画像処理部、５１ 画像圧縮部、５２ 画像解凍部、６１ 振幅データ生成部、７１ 分散データ生成部。

Claims (8)

  1. 振動子アレイを含む超音波プローブとモニタを含む診断装置本体とが無線接続され且つカラーフローモードを備える超音波診断装置であって、
    前記超音波プローブは、
    前記振動子アレイから被検体に向けて超音波パルスを送信し且つ前記被検体からの超音波エコーを受信した前記振動子アレイから出力される受信信号に受信フォーカス処理を施して音線信号を生成する送受信回路と、
    前記送受信回路により生成された前記音線信号に基づいて複素ベースバンド信号を生成する検波部と、
    前記検波部により生成された前記複素ベースバンド信号にハイパス処理および自己相関解析処理を施す複素ベースバンド信号処理部と、
    前記複素ベースバンド信号処理部により処理された前記複素ベースバンド信号に基づいて位相データを生成する位相データ生成部と、
    前記位相データ生成部により生成された前記位相データを無線送信するプローブ側無線通信回路と
    を含み、
    前記診断装置本体は、
    前記超音波プローブの前記プローブ側無線通信回路から無線送信された前記位相データを受信するプローブ側無線通信回路と、
    前記プローブ側無線通信回路により受信された前記位相データに基づいて複素信号を生成する複素信号生成部と、
    前記複素信号生成部により生成された前記複素信号に基づいてカラーフロー画像を生成するカラーフロー画像生成部と、
    前記カラーフロー画像生成部により生成された前記カラーフロー画像を前記モニタに表示させる表示制御部と
    を含む超音波診断装置。
  2. 前記超音波プローブは、前記位相データ生成部により生成された前記位相データを画像圧縮する画像圧縮部を含み、
    前記プローブ側無線通信回路は、前記画像圧縮部により画像圧縮された前記位相データを無線送信する請求項１に記載の超音波診断装置。
  3. 前記超音波プローブは、前記複素ベースバンド信号処理部により処理された前記複素ベースバンド信号に基づいて振幅データを生成する振幅データ生成部を含み、
    前記プローブ側無線通信回路は、前記振幅データ生成部により生成された前記振幅データを無線送信し、
    前記カラーフロー画像生成部は、前記位相データおよび前記振幅データに基づき、前記カラーフロー画像としてパワー画像を生成する請求項１または２に記載の超音波診断装置。
  4. 前記超音波プローブは、前記複素ベースバンド信号処理部により処理された前記複素ベースバンド信号に基づいて分散データを生成する分散データ生成部を含み、
    前記プローブ側無線通信回路は、前記分散データ生成部により生成された前記分散データを無線送信し、
    前記カラーフロー画像生成部は、前記位相データおよび前記分散データに基づき、前記カラーフロー画像として位相分散画像を生成する請求項１～３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  5. 前記カラーフロー画像生成部は、前記複素信号生成部により生成された前記複素信号に対して複数の走査線間の補間処理を施し、補間された前記複素信号に基づいてカラーフロー画像を生成する請求項１～４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  6. 前記カラーフロー画像生成部は、前記複素信号生成部により生成された前記複素信号に対して空間的および時間的な平滑化処理を施し、平滑化された前記複素信号に基づいてカラーフロー画像を生成する請求項１～５のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  7. 前記カラーフロー画像生成部は、前記複素信号生成部により生成された前記複素信号に対してスキャンコンバート処理を施し、処理された前記複素信号に基づいてカラーフロー画像を生成する請求項１～６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  8. 振動子アレイを含む超音波プローブとモニタを含む診断装置本体とが無線接続され且つカラーフローモードを備える超音波診断装置の制御方法であって、
    前記超音波プローブにおいて、
    前記振動子アレイから被検体に向けて超音波パルスを送信し且つ前記被検体からの超音波エコーを受信した前記振動子アレイから出力される受信信号に受信フォーカス処理を施して音線信号を生成し、
    生成された前記音線信号に基づいて複素ベースバンド信号を生成し、
    生成された前記複素ベースバンド信号にハイパス処理および自己相関解析処理を施し、
    前記ハイパス処理および前記自己相関解析処理が施された前記複素ベースバンド信号に基づいて位相データを生成し、
    生成された前記位相データを無線送信し、
    前記診断装置本体において、
    前記超音波プローブから無線送信された前記位相データを受信し、
    受信された前記位相データに基づいて複素信号を生成し、
    生成された前記複素信号に基づいてカラーフロー画像を生成し、
    生成された前記カラーフロー画像を前記モニタに表示する
    超音波診断装置の制御方法。
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