JP7287513B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、超音波診断装置に関する。

従来から、被検体に向けて超音波を照射し、被検体からの反射波を受信して超音波画像を取得する超音波診断装置が知られている。また、近年では、充放電可能な二次電池を搭載した、モバイル型の超音波診断装置の普及が進んでいる。

モバイル型の超音波診断装置では、例えば、超音波画像を得る為の処理を行う構成が全て超音波診断装置に内蔵されたものが知られている。このようなモバイル型の超音波診断装置では、例えば、探触子のチャネル数を減らす等の手法により、消費電力を削減している。

特開２０１２－１６１５５５号公報 特開２００５－１１０９３４号公報

しかしながら、上述した従来のモバイル型の超音波診断装置の手法では、超音波画像の画質が劣化してしまう。

開示の技術は、上記事情に鑑みてなされたものであり、画質を維持しつつ、消費電力を削減することを目的としている。

開示の技術は、生体に向けて複数の振動子から超音波を送信し、前記生体により反射された超音波を受信する探触子と、前記生体の走査中において、前記複数の振動子の一部の振動子により受信した超音波に基づく超音波画像データを出力させ、所定の時間間隔毎に、前記複数の振動子により受信した超音波に基づく超音波画像データを出力させる制御部と、を有する超音波診断装置である。

画質を維持しつつ、消費電力を削減することができる。

第一の実施形態の超音波診断システムの構成を示す図である。 第一の実施形態の探触子について説明する図である。 第一の実施形態の制御部と、ＡＭＰ・ＡＤＣ部と、デジタル信号処理部とを説明する図である。 第一の実施形態の超音波診断装置の制御部の動作を説明するフローチャートである。 第一の実施形態の超音波診断装置の動作を説明するタイミングチャートである。 第二の実施形態の超音波診断装置の制御部の動作を説明するフローチャートである。 第三の実施形態の探触子について説明する図である。 第三の実施形態の第一の実施形態の制御部と、パルサ・スイッチ部を説明する図である。 第三の実施形態の超音波診断装置の制御部の動作を説明するフローチャートである。 第四の実施形態の超音波診断システムの構成を示す図である。 第五の実施形態の超音波診断装置の構成を示す図である。

（第一の実施形態）
以下に図面を参照して、第一の実施形態について説明する。図１は、第一の実施形態の超音波診断システムの構成を示す図である。

本実施形態の超音波診断システム１００は、超音波診断装置２００と、端末装置３００とを有する。超音波診断装置２００と、制御装置３００とは、無線通信を行う。

はじめに、本実施形態の超音波診断装置２００について説明する。本実施形態の超音波診断装置２００は、探触子２３０を含む超音波画像取得部２１０と、本体部２２０と、を有する。

本実施形態の超音波画像取得部２１０は、探触子２３０と、画像処理部２４０とを有する。

探触子２３０は、複数の振動子がアレー状に配置された振動子アレー２３１を有する。本実施形態の探触子２３０は、振動子アレー２３１において、送信開口及び受信開口として選択される振動子を順次切り替えることで、超音波の送信と、生体によって反射された超音波の反射波の受信とを行う。探触子２３０の詳細は後述する。

画像処理部２４０は、制御部２４１、パルサ・スイッチ部２４２、ＡＭＰ（amplifier）・ＡＤＣ（analog to digital converter）部２４３、デジタル信号処理部２４４を有し、探触子２３０から超音波を送信させ、探触子２３０が受信した反射波（超音波）に基づく超音波画像データを生成し、本体部２２０に出力する。

制御部２４１は、超音波診断装置２００の全体を制御する。また、制御部２４１は、Ｉ^２Ｃ（I-squared-C）等によって、コネクタ２４７と接続されている。本体部２２０から出力された信号は、コネクタ２４７を介して制御部２４１に入力される。

また、本実施形態の制御部２４１は、超音波診断装置２００に対して、測定を開始する操作又は測定を停止する操作に応じて、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３において、デジタル信号に変換するチャネル数を変更する。制御部２４１の詳細は後述する。
パルサ・スイッチ部２４２は、スイッチ部により探触子２３０を選択してパルス信号を探触子２３０に送信して、探触子２３０から超音波を生体Ｐに照射させる。

生体Ｐは、超音波が照射されると、音響インピーダンスが異なる境界においてその超音波を反射する。生体Ｐから反射された反射波は、探触子２３０によって受信され、パルサ・スイッチ部２４２のスイッチ部により選択されたＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３に出力される。

ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３は、パルサ・スイッチ部２４２から出力された超音波の反射波を、アンプ（ＡＭＰ）により増幅して、ＡＤＣによりデジタル信号に変換して、デジタル信号処理部２４４に出力する。

デジタル信号処理部２４４は、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３から出力されたデジタル信号に対して各種の処理を行って、超音波画像データを取得し、コネクタ２４７を介して本体部２２０へ出力する。

具体的には、デジタル信号処理部２４４で行われる処理は、パルサ・スイッチ部２４２から反射波が出力されたタイミングからの遅延分を揃える処理、平均化（整相加算）処理、生体Ｐ内での減衰を加味したゲイン補正処理、輝度情報を取り出す為の包絡線処理等を含む。

デジタル信号処理部２４４は、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）等によって、コネクタ２４７と接続されており、ＳＰＩによって超音波画像データを本体部２２０へ送信する。

本実施形態の本体部２２０は、通信部２２１と、電源部２２２と、を有し、コネクタ２４７を介して超音波画像取得部２１０と接続される。

通信部２２１は、端末装置３００との通信を行う。具体的には、通信部２２１は、例えば、端末装置３００と、Ｗｉ－Ｆｉ等の規格に応じた無線通信を行う。尚、無線通信に用いられる規格は、Ｗｉ－Ｆｉに限定されず、他の規格であっても良い。

通信部２２１は、コネクタ２４７と接続されており、端末装置３００から送信された信号を受信する。具体的には、通信部２２１は、例えば、超音波の照射指示等を端末装置３００から受信する。

また、本実施形態の通信部２２１は、超音波画像取得部２１０から出力された信号を端末装置３００へ送信する。具体的には、通信部２２１は、端末装置３００へ超音波画像データを送信する。

電源部２２２は、例えば、充放電可能な二次電池等であり、超音波診断装置２００の各部に電力を供給する。

このように、本実施形態の超音波診断装置２００では、超音波画像取得部２１０によって超音波画像データがデジタル化された後に、デジタル信号として本体部２２０に出力される。言い換えれば、本実施形態によれば、超音波画像取得部２１０と本体部２２０との間で、受け渡しが行われる超音波画像データは、デジタル信号（デジタルデータ）となる。

次に、本実施形態の端末装置３００について説明する。本実施形態の端末装置３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１０、通信部３１１、メモリ３１２、ディスプレイ３１３を有する。

ＣＰＵ３１０は、端末装置３００の全体の動作を制御する。通信部３１１は、超音波診断装置２００から送信された信号を受信する。具体的には、通信部３１１は、超音波診断装置２００から送信される超音波画像データを受信する。

メモリ３１２は、通信部３１１が受信した超音波画像データや、ＣＰＵ３１０による演算の結果のデータ等が格納される。

ディスプレイ３１３は、超音波診断装置２００から受信した超音波画像データ等が表示される。ここで、ディスプレイ３１３に表示される超音波画像データは、超音波診断装置２００による生体Ｐの走査中に取得される動画の超音波画像データと、超音波診断装置２００による生体Ｐの走査が停止されたときに取得される静止画の超音波画像データである。

尚、本実施形態の端末装置３００は、例えば、タブレット型の端末装置であっても良く、その場合には、ディスプレイ３１３は、タッチパネル等を備えるものになる。

本実施形態の超音波診断システム１００では、超音波診断装置２００から、無線通信によって、超音波画像データを端末装置３００へ送信する。したがって、本実施形態によれば、超音波診断装置２００を生体Ｐに走査させる際に、超音波診断装置２００の操作者の動きが通信用のケーブル等によって制限されることがない。

次に、図２を参照して、本実施形態の探触子２３０について説明する。図２は、第一の実施形態の探触子について説明する図である。

本実施形態の探触子２３０は、振動子アレー２３１を有する。振動子アレー２３１は、一列に配列された、Ｎ個の振動子２３２－１～振動子２３２－Ｎを有する。

本実施形態では、送信開口及び受信開口とされる振動子２３２を順次選択することで、送信開口及び受信開口を振動子アレー２３１上で移動させ、超音波による生体Ｐの走査を実現する。

具体的には、例えば、探触子２３０は、矢印Ｙが示す方向に向かって、左端の振動子２３２－１から所定個数の振動子２３２を送信開口及び受信開口として選択し、選択する所定個数の振動子２３２を振動子２３２－Ｎまで順次切り替えていけば良い。

本実施形態の探触子２３０では、送信開口となる振動子２３２が受信開口も兼ねる。つまり、本実施形態では、送信開口とされた振動子２３２が超音波を出力すると、これらの振動子２３２が受信開口として、反射波を受信し、反射波に基づいて生成された信号を出力する。

本実施形態の超音波診断装置２００では、探触子２３０による生体Ｐの走査が行われている間は、受信開口となる振動子２３２から出力された信号のうち、一部の信号に基づき超音波画像を取得する。また、本実施形態では、探触子２３０による生体Ｐの走査が停止されたときは、受信開口となる全ての振動子２３２から出力される信号に基づく超音波画像を取得する。

探触子２３０による生体Ｐの走査が行われている間は、超音波診断装置２００から出力される超音波画像は、走査に応じた動画となる。また、探触子２３０による生体Ｐの走査が停止された場合は、超音波診断装置２００から出力される超音波画像は、静止画となる。

したがって、以下の説明では、探触子２３０による生体Ｐの走査が行われている間の超音波診断装置２００の動作モードを、動画モードと呼び、探触子２３０による生体Ｐの走査が停止された場合の超音波診断装置２００の動作モードを静止画モードと呼ぶ。

また、以下の説明では、超音波診断装置２００を動画モードとして超音波画像（動画）を取得することを、生体Ｐを超音波により走査することと同義とし、超音波診断装置２００を静止画モードとして超音波画像（静止画）を取得することを、生体Ｐの走査（測定）を停止することと同義とする。

本実施形態では、動画モードにおいて、受信開口となる振動子２３２のうち、第一の数の振動子２３２により生成された信号に基づく超音波画像を取得する。この第一の数は、静止画モードにおいて、受信開口となる振動子２３２の数（第二の数）よりも少なくする。

具体的には、例えば、本実施形態では、動画モードにおける第一の数を４つとし、静止画モードにおける第二の数を８つとする。

本実施形態では、このように、動作モードに応じて、受信開口とされた振動子２３２かから出力される信号から、超音波画像の生成に用いる信号を選択することで、静止画モードにおいて取得される超音波画像の画質を維持し、且つ、動画モードで動作する場合の消費電力を削減することができる。

尚、本実施形態では、動画モード及び静止画モードの両方において、送信開口及び受信開口となる振動子２３２の数は、８つとした。

また、本実施形態では、動画モードにおいて、送信開口及び受信開口となる振動子２３２のうち、中央部分に配列された４つの振動子２３２から出力される信号が選択されるものとした。

次に、図３を参照して、本実施形態の制御部２４１と、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３と、デジタル信号処理部２４４について説明する。

図３は、第一の実施形態の制御部と、ＡＭＰ・ＡＤＣ部と、デジタル信号処理部とを説明する図である。

本実施形態の制御部２４１は、係数生成部２５０を有する。制御部２４１は、走査の開始又は停止を示す信号Ｓ１１に基づき、係数生成部２５０により、受信開口となる振動子２３２が生成した信号を選択するための係数信号Ｓ１２を生成し、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３と、デジタル信号処理部２４４へ出力する。

係数信号Ｓ１２は、二値の信号であり、送信開口及び受信開口となる振動子２３２と対応する係数Ｓ１～Ｓ８を含む信号である。本実施形態では、送信開口及び受信開口となる振動子２３２の数を８つとした。

係数Ｓ１と係数Ｓ８は、送信開口及び受信開口として選択される８つの振動子２３２の両端と対応しており、係数Ｓ４と係数Ｓ５は、選択される振動子２３２の配列において、中央部分に位置する振動子２３２と対応している。

ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３は、係数信号Ｓ１２の係数Ｓ１～Ｓ８と対応するＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３－１～ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３－８を有し、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３－１～ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３－８のそれぞれに対し、係数Ｓ１～Ｓ８の値が入力される。

本実施形態では、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３は、値が「１」の係数Ｓｎと対応するＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３に対して電源を供給し、振動子２３２から出力される信号を増幅して、デジタル信号に変換し、デジタル信号処理部２４４へ出力する。

また、本実施形態では、値が「０」の係数Ｓｎと対応するＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３に対しては電源の供給を行わない。したがって、値が「０」の係数Ｓｎと対応する振動子２３２から出力される信号は無効とされる。

つまり、本実施形態では、係数Ｓ１～Ｓ８のうち、値が「１」の係数Ｓｎと対応する振動子２３２から出力される信号が選択されて、超音波画像が生成される。

デジタル信号処理部２４４は、遅延調整部２５１と、整相加算部２５２とを有する。遅延調整部２５１は、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３によりデジタル信号に変換された超音波画像データを同期させる。

整相加算部２５２は、係数信号Ｓ１２の係数Ｓ１～Ｓ８と対応する乗算器２５３－１～２５３－８と、加算器２５４とを有する。乗算器２５３－１～２５３－８は、遅延調整部２５１から出力された信号と、乗算器２５３－ｎのそれぞれに対応した係数Ｓｎとを乗算する。加算器２５４は、乗算器２５３－ｎによって乗算された結果を加算する。

デジタル信号処理部２４４では、値が「１」の係数Ｓｎと対応する乗算器２５３に対しては、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３から出力される値が入力され、係数Ｓｎと乗算される。また、デジタル信号処理部２４４では、値が「０」の係数Ｓｎと対応する乗算器２５３に対しては、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３からの信号は入力されず、無効となる。

したがって、本実施形態では、係数信号Ｓ１２において、値が「１」の係数Ｓｎと対応する振動子２３２から出力された信号に基づき生成された超音波画像データが出力される。

本実施形態の制御部２４１は、信号Ｓ１１が走査の開始を示す場合には、動画モードとなるため、係数Ｓ１から係数Ｓ８のうち、４つの係数を「１」とする係数信号Ｓ１２を生成し、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３とデジタル信号処理部２４４へ出力する。

このとき、本実施形態では、８つの振動子２３２の中央部分に位置する振動子２３２と対応する係数Ｓｎが「１」とされることが好ましい。具体的には、係数Ｓ３～Ｓ６を「１」とし、係数Ｓ１、Ｓ２、Ｓ７、Ｓ８を「０」とすることが好ましい。

ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３は、この係数信号Ｓ１２が入力されると、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３－３～２４３－６のみに電源が供給され、パルサ・スイッチ部２４２から入力される信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号処理部２４４へ出力する。

デジタル信号処理部２４４では、乗算器２５３－３～２５３－６に対して「１」が入力され、他の乗算器には「０」が入力される。

したがって、加算器２５４は、乗算器２５３－３～２５３－６による乗算結果を加算し、超音波画像データとして出力する。つまり、ここでは、４つの振動子２３２から出力された信号に基づく超音波画像データが出力される。

また、制御部２４１は、信号Ｓ１１が走査の停止を示す場合には、静止画モードとなるため、係数Ｓ１から係数Ｓ８の全てを「１」とする係数信号Ｓ１２を生成し、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３とデジタル信号処理部２４４に出力する。

ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３は、この係数信号Ｓ１２が入力されると、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３－１～２４３－８に電源が供給される。ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３－１～２４３－８は、ルサ・スイッチ部２４２から入力される信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号処理部２４４へ出力する。

デジタル信号処理部２４４では、乗算器２５３－１～２５３－８に対して「１」が入力さる。したがって、加算器２５４は、乗算器２５３－１～２５３－８による乗算結果を加算し、超音波画像データとして出力する。つまり、ここでは、８つの振動子２３２から出力された信号に基づく超音波画像データが出力される。

また、本実施形態の制御部２４１は、係数Ｓ１から係数Ｓ８の全てを「１」とする係数信号Ｓ１２を生成した後に、係数Ｓ１～Ｓ８の全てを「０」とした係数信号Ｓ１２を生成して出力する。

ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３は、係数Ｓ１～Ｓ８が全て「０」の係数信号Ｓ１２が入力されると、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３－１～２４３－８への電源の供給を遮断する。したがって、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３からデジタル信号は出力されない。つまり、本実施形態では、超音波診断装置２００が静止画モードとされた後は、超音波画像データは取得されない。

このように、本実施形態によれば、超音波診断装置２００による生体Ｐの走査を停止して超音波画像を取得する場合のみ、８つ（第二の数）の振動子２３２から出力される信号に基づく超音波画像を取得する。よって、本実施形態によれば、走査中の超音波画像と比べて、静止画の超音波画像の画質を向上させることができる。

また、本実施形態では、動画モードでは、送信開口及び受信開口となる振動子２３２の中央部分に配列された４つの振動子２３２から出力される信号に基づく超音波画像データを取得する。このため、本実施形態によれば、信号レベルが大きい超音波（反射波）を受信する振動子２３２から出力される信号を選択することになり、動画モードにおいても比較的良好な超音波画像を取得することができる。

さらに、本実施形態では、超音波診断装置２００の走査中は、４つのＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３しか動作させないため、消費電力を削減することができる。

また、本実施形態によれば、超音波診断装置２００の走査が停止されて、医師等により超音波画像の確認等が行われている間は、新たな超音波画像を取得しないため、消費電力の削減に貢献できる。

言い換えれば、本実施形態の超音波診断装置２００は、生体の走査中は、探触子２３０の有する複数の振動子のうち、第一の数の振動子により受信した超音波信号に基づき取得した超音波画像データを端末装置３００へ出力する。そして、本実施形態の超音波診断装置２００は、生体の走査が終了した後は、探触子２３０の有する複数の振動子のうち、第一の数よりも多い第二の数の振動子により受信した超音波信号に基づき取得した超音波画像データを端末装置３００へ出力する。

以下に、図４及び図５を参照して、本実施形態の制御部２４１の動作をさらに説明する。図４は、第一の実施形態の超音波診断装置の制御部の動作を説明するフローチャートである。

本実施形態の制御部２４１は、超音波診断装置２００に対して、超音波画像による被検体の走査の開始の指示を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ４０１）。言い換えれば、本実施形態の制御部２４１は、信号Ｓ１１が走査の開始を示すか否かを判定する。

尚、超音波診断装置２００には、例えば、筐体に走査の開始／停止を指示するためのボタン等が設けられていても良く、このボタンが押下されるごとに、走査の開始／停止を示す信号Ｓ１１が制御部２４１に入力されても良い。

ステップＳ４０１において、走査の開始の指示を受け付けない場合、制御部２４１は、指示を受け付けるまで待機する。

ステップＳ４０１において、走査の開始の指示を受け付けると、制御部２４１は、係数生成部２５０により、係数Ｓ３～Ｓ６の値を「１」、係数Ｓ１、Ｓ２、Ｓ７、Ｓ８の値を「０」とした係数信号Ｓ１２を生成し、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３、デジタル信号処理部２４４へ出力する（ステップＳ４０２）。

続いて、制御部２４１は、走査の停止の指示を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ４０３）。言い換えれば、制御部２４１は、走査停止を示す信号Ｓ１１が入力されたか否かを判定する。

ステップＳ４０３において、走査の停止の指示を受け付けない場合、制御部２４１は、指示を受け付けるまで待機する。ステップＳ４０３において、走査の停止の指示を受け付けた場合、制御部２４１は、係数生成部２５０により、係数Ｓ１～Ｓ８の値を「１」とした係数信号Ｓ１２を生成し、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３、デジタル信号処理部２４４へ出力する（ステップＳ４０４）。

続いて、制御部２４１は、静止画の超音波画像データが端末装置３００に出力されたか否かを判定する（ステップＳ４０５）。ステップＳ４０５において、超音波画像データが出力されていない場合、制御部２４１は、超音波画像データが出力されるまで待機する。

ステップＳ４０５において、超音波画像データが出力された場合、制御部２４１は、係数生成部２５０により、係数Ｓ１～Ｓ８の値を「０」とした係数信号Ｓ１２を生成し、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３、デジタル信号処理部２４４へ出力し（ステップＳ４０６）、処理を終了する。

図５は、第一の実施形態の超音波診断装置の動作を説明するタイミングチャートである。図５では、超音波診断システム１００の状態と、走査の開始／停止と、使用されるチャネル数の関係を示している。

本実施形態の超音波診断システム１００において、超音波による生体Ｐの走査が行われていない場合、超音波が送信されておらず、反射波の受信に用いられる振動子２３２の数は０である。

この状態で、タイミングＴ１において、超音波診断装置２００に対して超音波による生体Ｐの走査の開始が指示されると、超音波診断システム１００の状態は、走査中（測定中）となる。走査中の場合、超音波診断装置２００は、動画モードで超音波画像データを取得し、端末装置３００のディスプレイ３１３に超音波動画データを表示させる。尚、本実施形態の動画モードとは、超音波診断システム１００が、超音波診断装置２００による生体Ｐの走査の開始指示を受けてから、生体Ｐの走査の停止指示を受け付けるまでの間の状態を示す。

また、このとき、超音波診断装置２００は、４つの振動子２３２から出力された信号に基づき超音波画像データを取得する。

次に、タイミングＴ２において、走査の停止が指示されると、超音波診断装置２００は、８つの振動子２３２から出力された信号に基づき取得した静止画の超音波画像データを端末装置３００に出力する。ここで出力される静止画の超音波画像データは、静止画の超音波画像１枚分の超音波画像データである。

尚、本実施形態の静止画モードは、生体Ｐの走査の停止の指示を受け付けた後に、静止画の超音波画像が端末装置３００のディスプレイ３１３に表示されている状態を示す。

そして、超音波診断装置２００は、静止画の超音波画像データを取得した後に、超音波画像の取得を停止する。

このとき、超音波診断システム１００の状態は、端末装置３００のディスプレイ３１３に、取得した超音波画像データ（静止画）を表示した状態で、新たな超音波画像の取得が停止された状態となる。

以上のように、本実施形態によれば、静止画として取得された超音波画像の画質を維持しつつ、消費電力を削減することができる。

尚、本実施形態では、送信開口及び受信開口となる振動子２３２を８つとしたが、これに限定されない。例えば、送信開口及び受信開口となる振動子２３２の数は、３２個であっても良い。

例えば、送信開口及び受信開口となる振動子２３２を３２個とした超音波診断装置２００において、動画モードでは８つの振動子２３２から出力された信号を用いるようにした場合、装置全体の消費電力を２Ｗから０．７５Ｗ程度削減することができた。

（第二の実施形態）
以下に図面を参照して第二の実施形態について説明する。第二の実施形態では、動画モードにおいて、定期的に８つの振動子２３２から出力された信号を用いた超音波画像データを取得する点が、第一の実施形態と相違する。よって、以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
本実施形態では、制御部２４１は、超音波診断装置２００による生体Ｐの走査中（動画モード）において、所定時間毎、又は、動画として取得された超音波画像データの所定のフレーム毎に、８つの振動子２３２から出力された信号に基づく超音波画像データを取得する。

図６は、第二の実施形態の超音波診断装置の制御部の動作を説明するフローチャートである。

図６のステップＳ６０１とステップＳ６０２の処理は、図４のステップＳ４０１とステップＳ４０２の処理と同様であるから、説明を省略する。

ステップＳ６０２に続いて、制御部２４１は、所定の間隔（時間）が経過したか否かを判定する（ステップＳ６０３）。ステップＳ６０３において、所定の間隔が経過していない場合、制御部２４１は、所定の間隔が経過するまで待機する。尚、所定の間隔とは、例えば、超音波画像データを１０フレーム分取得する時間等であっても良い。

ステップＳ６０３において、所定の間隔が経過した場合、制御部２４１は、係数Ｓ１～Ｓ８の値を「１」とした係数信号Ｓ１２を生成し、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３、デジタル信号処理部２４４へ通知する（ステップＳ６０４）。

続いて、制御部２４１は、８つの振動子２３２から出力された信号に基づく超音波画像データが出力されたか否かを判定する（ステップＳ６０５）。尚、ここで出力される超音波画像データは、静止画１枚分の超音波画像の超音波画像データである。

ステップＳ６０５において、超音波画像データが出力されていない場合、制御部２４１は、超音波画像データが出力されるまで待機する。

ステップＳ６０５において、超音波画像データが出力された場合、制御部２４１は、ステップＳ６０６へ進む。

ステップＳ６０６からステップＳ６１０までの処理は、図４のステップＳ４０２からステップＳ４０６までの処理と同様であるから、説明を省略する。

本実施形態では、このように、動画モードにおいても、定期的に８つの振動子２３２から出力される信号を選択することで、定期的に高い画質の超音波画像データを取得することができ、動画の画質の維持に貢献できる。

（第三の実施形態）
以下に図面を参照して、第三の実施形態について説明する。第三の実施形態は、動画モードと静止画モードにおいて、送信開口及び受信開口となる振動子２３２の数を異ならせる点が第一の実施形態と相違する。よって、以下の第三の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

はじめに、図７を参照して、動画モードと静止画モードのそれぞれにおける送信開口について説明する。

図７は、第三の実施形態の探触子について説明する図である。本実施形態では、動画モードにおける送信開口及び受信開口となる振動子２３２の数を、静止画モードにおける送信開口及び受信開口となる振動子２３２の数より少なくした。より具体的には、本実施形態では、動画モードにおいて、送信開口及び受信開口となる振動子２３２の数を４つとした。

したがって、本実施形態では、動画モードで駆動させる振動子２３２の数を、静止画モードで駆動させる振動子２３２の数よりも少なくでき、動画モードにおける超音波診断装置の消費電力を削減できる。

次に、図８を参照して、本実施形態の振動子２３２の選択について説明する。図８は、第三の実施形態の制御部と、パルサ・スイッチ部を説明する図である。

本実施形態の制御部２４１Ａは、係数生成部２５０と、スイッチ制御部２５５と、パルス出力指示部２５６と、を有する。

スイッチ制御部２５５は、振動子選択部２５６と、パルス送受切り替え部２５７と、を有する。

また、本実施形態のパルサ・スイッチ部２４２Ａは、スイッチ部２６０と、スイッチ部２７０と、パルサ２８０とを有する。

パルス出力指示部２５６は、係数生成部２５０から係数信号Ｓ１２が入力されると、係数信号Ｓ１２に応じて、パルサ２８０に対してパルス信号の出力を指示する指示信号を出力する。

振動子選択部２５７は、スイッチ部２６０を制御して、パルサ２８０から出力されるパルス信号の出力先となる振動子２３２を選択する選択信号をスイッチ部２６０に対して出力する。

パルス送受切り替え部２５８は、パルサ・スイッチ部２４２Ａのスイッチ部２７０を制御して、探触子２３０からの超音波の送信と、探触子２３０による超音波の受信とを切り替える。

パルサ２８０は、係数Ｓ１～Ｓ８と対応する出力端子ＰＳ１～ＰＳ８を有し、パルス出力指示部２５６から出力される指示信号に応じて、出力端子ＰＳ１～ＰＳ８からパルス信号を出力する。

ここで、パルス出力指示部２５６から出力される指示信号について説明する。本実施形態の指示信号は、パルス出力指示部２５６に入力された係数信号Ｓ１２のうち、値が「１」の係数Ｓｎと対応する出力端子ＰＳｎからのパルス信号の出力を指示する信号である。

例えば、動画モードの場合には、係数Ｓ３～Ｓ６が「１」となる。したがって、パルサ２８０は、動画モードの場合には、係数Ｓ３～Ｓ６と対応する出力端子ＰＳ３～ＰＳ６からパルス信号が出力される。また、パルサ２８０は、静止画モードの場合には、係数Ｓ１～Ｓ８と対応する出力端子ＰＳ１～ＰＳ８からパルス信号が出力される。

つまり、本実施形態のパルス出力指示部２５６から出力される指示信号は、振動子選択部２５７により、振動子アレー２３１から選択された振動子２３２の中から、動作モードに応じて送信開口及び受信開口となる振動子２３２を選択するための信号である。

スイッチ部２６０は、振動子選択部２５７からの選択信号に応じて、振動子アレー２３１の中から、送信開口及び受信開口となる振動子２３２を選択する。具体的には、本実施形態では、振動子選択部２５７は、例えば、８個の振動子２３２を選択し、スイッチ部２６０によりパルサ２８０と接続させる。

また、本実施形態のパルス出力指示部２５６は、動画モードにおいては、選択された８個の振動子２３２の内、４つの振動子２３２を選択するための指示信号をパルサ２８０に出力する。パルサ２８０は、指示信号に応じて、出力端子ＰＳ３～ＰＳ６からパルス信号を４つの振動子に出力する。そして、探触子２３０では、パルス信号が入力された４つの振動子２３２が送信開口及び受信開口となり、超音波の出力及び反射波の受信を行う。

また、本実施形態のパルス出力指示部２５６は、静止画モードにおいては、選択された８個の振動子２３２全てを選択するための指示信号をパルサ２８０に出力する。パルサ２８０は、指示信号に応じて、出力端子ＰＳ１～ＰＳ８からパルス信号を８つの振動子に出力する。そして、探触子２３０では、パルス信号が入力された８つの振動子２３２が送信開口及び受信開口となり、超音波の出力及び反射波の受信を行う。

また、本実施形態では、受信開口とされた振動子２３２は、受信した超音波の反射波に基づいて信号を生成し、この信号を、スイッチ部２６０を介してスイッチ部２７０に送信する。

スイッチ部２６０は、複数の振動子２３２－１～２３２－Ｎにおいて、パルサ２８０から出力されるパルス信号の送信先となる振動子の順次切り替えることにより、送信開口及び受信開口を振動子アレー２３１上で移動させる。

スイッチ部２７０は、パルサ２８０から振動子２３２に対し、スイッチ部２６０を介してパルス信号が出力されるときには、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３と振動子２３２との接続を遮断する。

また、スイッチ部２７０は、振動子２３２から反射波に基づいて生成された信号が出力されるときには、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３と振動子２３２とを接続させる。

受信開口とされた振動子２３２から出力される信号は、スイッチ部２７０を介してＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３へ送信される。

以下に、図９を参照して、本実施形態の制御部２４１Ａの動作について説明する。図９は、第三の実施形態の超音波診断装置の制御部の動作を説明するフローチャートである。

本実施形態の制御部２４１Ａは、超音波診断装置２００に対して、超音波画像による生体Ｐの走査の開始の指示を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ９０１）。ステップＳ９０１において、指示を受け付けない場合、制御部２４１Ａは、指示を受け付けるまで待機する。

ステップＳ９０１において、走査の開始の指示を受け付けた場合、制御部２４１Ａは、係数生成部２５０により、係数Ｓ３～Ｓ６の値を「１」、係数Ｓ１、Ｓ２、Ｓ７、Ｓ８の値を「０」とした係数信号Ｓ１２を生成し、パルス出力指示部２５６、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３、デジタル信号処理部２４４へ出力する（ステップＳ９０２）。

続いて、制御部２４１Ａは、パルス出力指示部２５６により、パルサ・スイッチ部２４２Ａのパルサ２８０に対し、係数信号Ｓ１２に基づくパルス信号の出力を指示する（ステップＳ９０３）。具体的には、パルス出力指示部２５６は、パルサ２８０に対し、出力端子ＰＳ３～ＰＳ６から、パルス信号を出力させる指示信号を出力する。

続いて、制御部２４１Ａは、走査の停止の指示を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ９０４）。ステップＳ９０４において、指示を受け付けない場合、制御部２４１Ａは、指示を受け付けるまで待機する。

ステップＳ９０４において、走査の停止の指示を受け付けた場合、制御部２４１Ａは、係数生成部２５０により、係数Ｓ１～Ｓ８の値を「１」とした係数信号Ｓ１２を生成し、パルス出力指示部２５６、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３、デジタル信号処理部２４４へ出力する（ステップＳ９０５）。

続いて、制御部２４１Ａは、パルス出力指示部２５６により、パルサ・スイッチ部２４２Ａのパルサ２８０に対し、係数信号Ｓ１２に基づくパルス信号の出力を指示する（ステップＳ９０６）。具体的には、パルス出力指示部２５６は、パルサ２８０に対し、出力端子ＰＳ１～ＰＳ８から、パルス信号を出力させる指示信号を出力する。

続いて、制御部２４１Ａは、静止画の超音波画像データが端末装置３００に出力されたか否かを判定する（ステップＳ９０７）。ステップＳ９０７において、超音波画像データが出力されていない場合、制御部２４１Ａは、超音波画像データが出力されるまで待機する。

ステップＳ９０７において、超音波画像データが出力されると、制御部２４１Ａは、係数生成部２５０により、係数Ｓ１～Ｓ８の値を「０」とした係数信号Ｓ１２を生成し、パルス出力指示部２５６、ＡＭＰ・ＡＤＣ部２４３、デジタル信号処理部２４４へ出力する（ステップＳ９０８）。

続いて、制御部２４１Ａは、パルス出力指示部２５６により、パルサ・スイッチ部２４２Ａのパルサ２８０に対し、係数信号Ｓ１２に基づくパルス信号の出力を指示し（ステップＳ９０９）、処理を終了する。具体的には、パルス出力指示部２５６は、パルサ２８０に対し、出力端子ＰＳ１～ＰＳ８からのパルス信号の出力を停止させる指示信号を出力する。

本実施形態では、このように、係数信号Ｓ１２に応じてパルス信号の出力先となる振動子２３２を選択することで、さらに消費電力を削減することができる。言い換えれば、本実施形態では、動画モードにおいて、超音波を出力させる振動子２３２の数を減らすことで、さらに消費電力を削減することができる。

例えば、振動子選択部２５７により選択される振動子２３２の数が３２個の超音波診断装置２００に本実施形態を適用し、動画モードにおいてパルス信号の出力先となる振動子２３２を８つとした場合、装置全体の消費電力が２Ｗから１Ｗ程度に削減できた。つまり、本実施形態では、動画モードにおいて駆動させる振動子２３２の数を減らしたことで、更に０．２５Ｗ程度削減することができた。

（第四の実施形態）
以下に図面を参照して、第四の実施形態について説明する。第四の実施形態の超音波診断システムは、超音波診断装置と端末装置との間の通信を無線ではなく有線で行う点のみ、第一の実施形態と相違する。よって、以下の第四の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図１０は、第四の実施形態の超音波診断システムの構成を示す図である。本実施形態の超音波診断システム１００Ａは、超音波診断装置２００Ａと端末装置３００Ａとを有する。超音波診断システム１００Ａにおいて、超音波診断装置２００Ａと端末装置３００Ａとは、有線によって通信を行う。

本実施形態の超音波診断装置２００Ａは、超音波画像取得部２１０と、本体部２２０Ａとを有する。本体部２２０Ａは、通信部２２１Ａと、電源部２２２と、を有する。

本実施形態の通信部２２１Ａは、コネクタ２４７と接続されており、超音波画像取得部２１０から受信した超音波画像データを、有線による通信にて、端末装置３００Ａへ送信する。尚、有線による通信は、超音波診断装置２００Ａと端末装置３００Ａとの間の通信に適用できる通信方式によるものであれば、どのような方式であっても良い。

本実施形態の端末装置３００Ａは、ＣＰＵ３１０、通信部３１１Ａ、メモリ３１２、ディスプレイ３１３を有する。本実施形態の通信部３１１Ａは、超音波診断装置２００Ａと有線にて通信を行う。

本実施形態の超音波診断システム１００Ａでは、超音波診断装置２００Ａと端末装置３００Ａとが有線による通信を行う場合であっても、第一の実施形態と同様の効果を奏することができる。

（第五の実施形態）
以下に図面を参照して、第五の実施形態について説明する。第五の実施形態の超音波診断装置は、ディスプレイを有する点が第一の実施形態と相違する。よって、以下の第五の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図１１は、第五の実施形態の超音波診断装置の構成を示す図である。本実施形態の超音波診断装置２００Ｂは、超音波画像取得部２１０と、本体部２２０Ｂと、を有する。

本実施形態の本体部２２０Ｂは、電源部２２２、ＣＰＵ２２３、メモリ２２４、ディスプレイ２２５を有する。

ＣＰＵ２２３は、本体部２２０Ｂの動作を制御する。具体的には、ＣＰＵ２２３は、コネクタ２４７と接続されており、超音波画像取得部２１０から出力された超音波画像データが入力される。ＣＰＵ２２３は、超音波画像データが入力されると、この超音波画像データをディスプレイ２２５に表示させても良い。

メモリ２２４は、ＣＰＵ２２３が取得した超音波画像データや、ＣＰＵ２２３による演算の結果のデータ等が格納される。

ディスプレイ２２５は、ＣＰＵ２２３が取得した超音波画像データ等が表示される。また、ディスプレイ２２５は、超音波診断装置２００Ｂの操作に関する各種の情報が表示されても良い。

このように、本実施形態によれば、超音波診断装置２００Ｂにディスプレイ２２５が設けられているため、端末装置３００と通信をせずに、超音波画像データを表示させることができる。言い換えれば、本実施形態によれば、超音波画像データを表示させるための端末装置３００が不要となる。

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１００、１００Ａ 超音波診断システム
２００、２００Ａ、２００Ｂ 超音波診断装置
２１０ 超音波画像取得部
２２０、２２０Ａ、２２０Ｂ 本体部
２２１ 通信部
２２１Ａ 通信部
２２２ 電源部
２２５、３１３ ディスプレイ
２３０ 探触子
２４０ 画像処理部
２４１、２４１Ａ 制御部
２４２、２４２Ａ パルサ・スイッチ部
２４３ ＡＭＰ・ＡＤＣ部
２４４ デジタル信号処理部
２４７ コネクタ
２５０ 係数生成部
２５１ 遅延調整部
２５２ 整相加算部
２５３ 乗算器
２５４ 加算器
２５５ スイッチ制御部
２５６ パルス出力指示部
２５７ 振動子選択部
２５８ パルス送受信切り替え部
２６０、２７０ スイッチ部
２８０ パルサ
３００、３００Ａ 端末装置

Claims (1)

1. 生体に向けて複数の振動子から超音波を送信し、前記生体により反射された超音波を受信する探触子と、
   前記生体の走査中において、前記複数の振動子の一部の振動子により受信した超音波に基づく超音波画像データを出力させ、所定の時間間隔毎に、前記複数の振動子により受信した超音波に基づく超音波画像データを出力させる制御部と、を有する超音波診断装置。
   

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