JP7842770B2 - 超音波内視鏡システム、及び超音波内視鏡システムの作動方法 - Google Patents

Description

本発明は、超音波内視鏡が備える複数の超音波振動子に対して分極処理を行う超音波内視鏡システム、及び超音波内視鏡システムの作動方法に関する。

経消化管による胆膵観察を目的とする超音波診断装置として、内視鏡の先端部に超音波観察部を設けた超音波内視鏡が用いられている。このような超音波診断装置は、被検体の体腔内において複数の超音波振動子をそれぞれ駆動させて超音波を送受信することで被検体の体腔内の超音波画像を取得する。この超音波診断装置では、被検体の体腔内に入れた状態で感度低下を回避する必要がある。
超音波診断装置において複数の超音波振動子は、例えば、圧電素子である単結晶振動子によって構成されており、通常、分極した状態で用いられる。単結晶振動子によって構成された超音波振動子は、高感度にて超音波を受信することが可能であるが、駆動時間が長くなるにつれて分極の度合いが低下する脱分極現象が生じることがある。脱分極現象が生じると、超音波振動子の受信感度が低下してしまい、超音波画像の画質に影響を及ぼす虞がある。このため、単結晶振動子の脱分極の対策として、再分極処理（単に分極処理とも言う）を行うことで感度が回復することも知られている。

脱分極のリスクは、振動子の厚さ、即ち共振周波数と相関があり、振動子の厚い（低周波）の振動子ほど、リスクが低くなる。そのため、体表用で単結晶振動子を用いた振動子を用いる場、１～６ＭＨｚの低周波数帯域で用いることで、脱分極のリスクを回避している（特許文献１参照）。
これに対し、被検体の体腔内において各超音波振動子を駆動して超音波を送受信する場合、超音波の周波数を７～８ＭＨｚレベルの高周波帯域に設定する必要があるため、比較的厚みが薄い振動子を利用することになるが、振動子の厚みが薄くなるほど、脱分極現象の発生リスクが高くなる。このため、厚みが薄い振動子の場合には再分極のプロセスが必要となる（特許文献２～３参照）。

そのため、これまでに、超音波診断装置における脱分極に対する技術が開発されてきている。一例を挙げて説明すると、特許文献１に記載の圧電センサー装置としての超音波センサーは、圧電体及びこの圧電体を挟む一対の電極を有する圧電素子と、圧電素子から出力された検出信号を検出する検出処理を実施する検出回路と、圧電素子に分極用電圧を印加して分極処理を実施する専用の分極処理回路とを有する。このような構成の特許文献１に記載の超音波センサーでは、検出回路で脱分極を圧電素子間の特性の差分から検出し、専用の分極処理回路を用いて、分極処理を行うことで、分極を回復させることができる。なお、分極処理は、例えば、電源投入されるタイミング、検出処理を実施する旨の要求信号が入力されるタイミング（毎受信タイミング）、あるいは検出処理の終了後に所定の待機移行時間が経過したタイミングで実施される。これにより、圧電素子に脱分極現象が生じたとしても、その圧電素子を再度分極させることができ、圧電素子の受信感度を維持することが可能となる。

別の例を挙げると、特許文献２に記載の超音波センサーは、圧電素子と、圧電素子を駆動する駆動回路とを有する。駆動回路は、まず、第１の電位Ｖ１によって圧電素子の分極を維持する工程、次に、最大電位ＶＨと最小電位ＶＬを少なくとも１回ずつ付与して圧電素子に超音波を送信させる工程、次に、第２の電位Ｖ２で圧電素子を待機させる工程、次に、第２の電位Ｖ２から第３の電位Ｖ３へ上昇させる工程、次に、圧電素子が超音波を受信する間第３の電位Ｖ３を維持する工程、次に、第３の電位Ｖ３から第１の電位Ｖ１へ戻す工程を有する駆動波形によって圧電素子を駆動する。このような構成の特許文献２に記載の超音波診断装置では、上記の６つの工程を有する駆動波形によって圧電素子を駆動することで、圧電素子の分極を維持しながら圧電素子を駆動することが可能となる。即ち、特許文献２には、圧電素子を駆動する波形を工夫することで、脱分極を防ぐ点が記載されている。

また、特許文献３に記載の超音波診断装置は、超音波振動子を用いて被検体への超音波の送信、及び反射波の受信を行なう超音波観察部を備える超音波内視鏡と、超音波を発生させるために超音波振動子に送信信号を送信する送信回路、反射波に基づく受信信号を出力する受信回路、受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成部、超音波画像の取得ための診断期間内における超音波の送信、及び反射波の受信が行われていない非診断期間内において、送信回路を用いて超音波振動子に対して分極処理を行わせる制御回路を備える超音波用プロセッサ装置と、を有している。
特許文献３に記載の超音波診断装置は、超音波画像を取得する時間とは異なる非診断時間において、超音波画像の画質に影響を及ぼすことなく、また、回路構成の大幅な変更、及び回路規模の拡大を招くことなく、超音波内視鏡の超音波振動子に送信信号を送信する既存の送信回路を用いて、超音波振動子の分極処理を行うことができるとしている。

特開２０１３－００５１３７号公報 特開２０１７－１４３３５３号公報 特開２０２０－０００６２５号公報

以上のように、特許文献１、２、及び３の各々に記載の超音波センサー、超音波装置、及び超音波診断装置では、圧電体からなる圧電素子、及び超音波振動子の分極を回復させる、又は維持することが可能である。
しかしながら、特許文献１に記載の超音波センサーのように、再度分極を行うための専用回路、及び脱分極の検出機構等を設けることはハードウェアの変更要素が大きく、既存のシステムに搭載するのは非常に困難であるという問題がある。
また、特許文献２に記載の超音波センサーにおいては、脱分極を防止し、分極を維持するために、各駆動波形中に直流成分入れることによって駆動波形のパルス長が長くなるため、フレームレートが低下して超音波画像の画質に影響を及ぼす可能性があるという問題がある。また、このような駆動波形を使って脱分極を防ぐには、画質と脱分極のリスクとのトレードオフとなるという問題がある。

また、特許文献３に記載の超音波診断装置においては、超音波画像の取得ための診断期間が長かったり、頻繁に設けられていたりすると、非診断期間に再分極処理を行うことができても、結果的に、超音波振動子に超音波の送信、及び反射波の受信を行わせる期間が長くなってしまい、超音波振動子の脱分極が進んでしまい、超音波振動子による超音波の送信、及び反射波の受信を停止し、超音波振動子の再分極を図る期間を設けなければならないという問題がある。
特許文献３に記載の超音波診断装置のように、超音波内視鏡が接続される超音波システムは、体表用途と共用することがある。その際の同時送信開口数のスペックは体表用（～２５６ｃｈ）に比べて、小径のコンベックス形状の超音波内視鏡では６４ｃｈで十分であることが多い。このため、超音波内視鏡にとって、体表用途と共用されるような超音波システムがオーバースペックとなるという問題がある。
また、再分極プロセスには、通常、画像描出と異なる送信波形を用いるため、超音波出力は弱いが、上記の従来の超音波装置等において、スキャン走査中に実施するとフレームレートが低下してしまうという問題がある。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、一方の複数の超音波振動子を用いて超音波の送信、及び反射波の受信を行って超音波画像を取得している時に、同時に、超音波内視鏡の超音波振動子に送信信号を送信する既存の送信回路を用いて、超音波画像の取得のための超音波の送信を休止しているが、同時送信開口する他方の複数の超音波振動子に分極処理を行うことができる超音波内視鏡システム、及び超音波内視鏡システムの作動方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様の超音波内視鏡システムは、超音波画像、及び内視鏡画像を取得する超音波内視鏡システムであって、同時送信開口する複数の超音波振動子が配列された超音波振動子アレイを有し、複数の超音波振動子の一方の複数の超音波振動子を用いて超音波を送信し、かつ超音波の送信による超音波の反射波を受信すると共に、複数の超音波振動子の他方の複数の超音波振動子による超音波の送信を休止する超音波観察部を備える超音波内視鏡と、一方の複数の超音波振動子から超音波を発生させるために、一方の複数の超音波振動子にそれぞれ印加する診断用駆動パルスからなる超音波発生用送信信号を送信すると共に、同時に、超音波画像の取得のための超音波発生用送信信号の送信を休止している他方の複数の超音波振動子に分極処理を行うための分極用駆動パルスからなる分極処理用送信信号を送信する送信回路、一方の複数の超音波振動子が受信した反射波に基づく受信信号を出力する受信回路、及び超音波画像を取得するために、受信信号を画像化して超音波画像を生成する超音波画像生成部を備える超音波用プロセッサ装置と、を有し、超音波用プロセッサ装置は、更に、超音波画像の取得のために、送信回路を用いて一方の複数の超音波振動子に対して超音波発生用送信信号を送信して超音波の送信、及び反射波の受信を行わせると共に、他方の複数の超音波振動子に対して送信回路を用いて他方の複数の超音波振動子に対して分極処理用送信信号を送信して、分極処理を行わせる制御回路を備え、制御回路は、超音波画像を生成するための超音波発生用送信信号の送信、及び分極処理を行うための分極処理用送信信号の送信を、同時にそれぞれ異なる一方、及び他方の複数の超音波振動子で行わせるように送信回路を制御し、超音波の送受信と分極処理とを、同時に異なる複数の超音波振動子で行わせる。

ここで、超音波発生用送信信号の送信波形と分極処理用送信信号の送信波形とは異なることが好ましい。
また、超音波発生用送信信号と分極処理用送信信号とは、送信波形の周波数、電圧、及び波数の少なくとも１つが異なることが好ましい。
また、制御回路は、観察のためのフォーカス位置の変更に伴って超音波画像を生成するための超音波の送受信を行う一方の複数の超音波振動子の同時送信開口数が変化されるのに応じて、分極処理を行う他方の複数の超音波振動子の同時送信開口数を変化させることが好ましい。

また、複数の超音波振動子が円周状に配置された超音波振動子アレイを用いる時、超音波画像を生成するための超音波の送受信を行う一方の複数の超音波振動子の中心と、分極処理を行うための分極処理用送信信号の送信を行う他方の複数の超音波振動子の中心とは、１８０度異なる位置に配置されることが好ましい。
また、制御回路は、一方の複数の超音波振動子を用いて超音波の送信、及び反射波の受信を行わせる場合には、同時に、他方の複数の超音波振動子に対して、超音波の送受信を休止して分極処理を行わせるように制御し、逆に、他方の複数の超音波振動子を用いて超音波の送信、及び反射波の受信を行わせる場合には、同時に、一方の複数の超音波振動子に対して、超音波の送受信を休止して分極処理を行わせるように制御することが好ましい。

また、上記目的を達成するために、本発明の第２の態様の超音波内視鏡システムの作動方法は、超音波画像、及び内視鏡画像を取得する超音波内視鏡システムの作動方法であって、超音波内視鏡システムは、複数の超音波振動子が配列された超音波振動子アレイを有する超音波観察部を備える超音波内視鏡と、複数の超音波振動子の内の一方の複数の超音波振動子に超音波発生用送信信号を送信すると共に、同時に、超音波画像の取得のための超音波発生用送信信号の送信を休止している他方の複数の超音波振動子に分極処理用送信信号を送信する送信回路、一方の複数の超音波振動子が受信した反射波に基づく受信信号を出力する受信回路、及び受信信号を画像化して超音波画像を生成する超音波画像生成部を有する超音波用プロセッサ装置と、を備え、超音波画像の取得のために超音波を発生させる一方の複数の超音波振動子にそれぞれ印加する診断用駆動パルスからなる超音波発生用送信信号を生成すると共に、分極処理のために超音波発生用送信信号の送信を休止している他方の複数の超音波振動子にそれぞれ印加する分極用駆動パルスからなる分極処理用送信信号を生成するように送信回路を制御する制御ステップと、送信回路から生成された超音波発生用送信信号を一方の複数の超音波振動子に送信して、診断用駆動パルスを一方の複数の超音波振動子に印加して超音波を発生させる発生ステップと、超音波の反射波を一方の複数の超音波振動子が受信する受信ステップと、受信回路から複数の超音波振動子が受信した反射波に基づく受信信号を出力する出力ステップと、超音波画像生成部が受信信号を受信して受信信号を画像化して超音波画像を生成する生成ステップと、発生ステップ、及び受信ステップを実行している間に、同時に、送信回路から生成された分極処理用送信信号を他方の複数の超音波振動子に送信して、分極用駆動パルスを他方の複数の超音波振動子に印加して他方の複数の超音波振動子に分極処理を行う分極ステップと、を有する。

ここで、超音波発生用送信信号の送信波形と分極処理用送信信号の送信波形とは異なることが好ましい。
また、超音波発生用送信信号と分極処理用送信信号とは、送信波形の周波数、電圧、及び波数の少なくとも１つが異なることが好ましい。
また、観察のためのフォーカス位置の変更に伴って超音波画像を生成するための超音波の送受信を行う一方の複数の超音波振動子の同時送信開口数が変化されるのに応じて、分極処理を行う他方の複数の超音波振動子の同時送信開口数を変化させることが好ましい。
また、複数の超音波振動子が円周状に配置された超音波振動子アレイを用いる時、超音波画像を生成するための超音波の送受信を行う一方の複数の超音波振動子の中心と、分極処理を行うための分極処理用送信信号の送信を行う他方の複数の超音波振動子の中心とは、１８０度異なる位置に配置されることが好ましい。

また、制御ステップにおいて、一方の複数の超音波振動子に送信する超音波発生用送信信号を生成するように制御される場合には、他方の複数の超音波振動子に送信する分極処理用送信信号を生成するように制御され、一方の複数の超音波振動子に対して、発生ステップ、及び受信ステップが実施されると共に、同時に他方の複数の超音波振動子に対して分極ステップが実施され、逆に、制御ステップにおいて、他方の複数の超音波振動子に送信する超音波発生用送信信号を生成するように制御される場合には、一方の複数の超音波振動子に送信する分極処理用送信信号を生成するように制御され、他方の複数の超音波振動子に対して、発生ステップ、及び受信ステップが実施されると共に、同時に一方の複数の超音波振動子に対して分極ステップが実施されることが好ましい。

本発明によれば、一方の複数の超音波振動子を用いて超音波の送信、及び反射波の受信を行って超音波画像を取得している時に、同時に、超音波内視鏡の超音波振動子に送信信号を送信する既存の送信回路を用いて、超音波画像の取得のための超音波の送信を休止しているが、同時送信開口する他方の複数の超音波振動子に分極処理を行うことができる。
このため、本発明によれば、一方の複数の超音波振動子を用いて取得している超音波画像の画質を劣化させることなく、同時に他方の複数の超音波振動子の分極処理を行うことができ、常に、超音波振動子の分極状態を良好に維持することができる。
したがって、本発明によれば、超音波画像の画質を低下させることなく、複数の超音波振動子の受信感度を常に良好に保つことができ、したがって、超音波画像の画質に影響を及ぼすことなく、常に高画質な超音波画像を取得することができる。
また、本発明によれば、超音波内視鏡の超音波振動子に送信信号を送信する既存の送信回路を用いて複数の超音波振動子の分極処理を行うため、既存の回路構成を大幅に変更することなく、また、回路規模の拡大を招くことなく、超音波振動子の分極処理を行うことができる。
また、本発明によれば、超音波画像の取得のための超音波の送信を休止している超音波振動子に分極処理を行うので、超音波画像の取得のためのフレームレートが低下することがない。
また、本発明によれば、同時送信開口数が少ないチャンネル数（例えば、６４ｃｈ）の超音波内視鏡、及び多いチャンネル数（例えば、２５６ｃｈ）の体表用超音波探触子(プローブ)が共用される超音波システムであっても、超音波画像の取得のための超音波の送信を休止している超音波振動子に分極処理を行うことができるので、オーバースペックとなることがない。

本発明の一実施形態に係る超音波内視鏡システムの概略構成を示す図である。 図１に示す超音波内視鏡の挿入部の先端部及びその周辺を示す平面図である。 図２に示す超音波内視鏡の挿入部の先端部を図２に図示のＩ－Ｉ断面にて切断したときの断面を示す図である。 図１に示す超音波用プロセッサ装置の構成を示すブロック図である。 図４に示す送信回路から送信される分極用駆動パルスの駆動波形の一例を示すグラフである。 図５Ａに示す分極用駆動パルスの駆動波形の感度と周波数の関係を示すグラフである。 図４に示す送信回路から送信される分極用駆動パルスの駆動波形の他の一例を示すグラフである。 図５Ａに示す分極用駆動パルスの駆動波形、及び図６Ａに示す分極用駆動パルスの駆動波形の感度と周波数の関係を示すグラフである。 図４に示す送信回路から送信される分極用駆動パルスのパルス波形の他の一例を示すグラフである。 図７Ａに示す分極用駆動パルスの駆動波形の感度と周波数の関係を示すグラフである。 図４に示す送信回路から送信される分極用駆動パルスのパルス波形の他の一例を示すグラフである。 図７Ｃに示す分極用駆動パルスの駆動波形の感度と周波数の関係を示すグラフである。 図４に示す送信回路から送信される診断用駆動パルスのパルス波形の他の一例を示すグラフである。 図８Ａに示す診断用駆動パルスの駆動波形の感度と周波数の関係を示すグラフである。 超音波振動子のチャンネル数に対してパルス発生回路のチャンネル数が少ない超音波システムの構成を示す図である。 マイクロコンベックス振動子の構成を示す図である。 画像形成のために駆動する複数の超音波振動子と同時に分極処理される複数の超音波振動子との状態の一例を示す図である。 画像形成のために駆動する複数の超音波振動子と同時に分極処理される複数の超音波振動子との状態の他の一例を示す図である。 画像形成のために駆動する複数の超音波振動子と同時に分極処理される複数の超音波振動子との状態の他の一例を示す図である。 ラジアル振動子アレイにおいて画像形成のための複数の超音波振動子の中心と分極処理のための複数の超音波振動子の中心とが、１８０度異なる位置に配置されている状態の一例を示す図である。 ラジアル振動子アレイの画像形成のための複数の超音波振動子の中心と分極処理のための複数の超音波振動子の中心とが、１８０度異なる位置に配置されている状態の一例を示す図である。 図１に示す超音波内視鏡システムを用いた診断処理の流れを示す図である。 診断処理中の診断ステップの手順を示す図である。 表示モードを表す一例の概念図である。

本発明の一実施形態に係る超音波内視鏡システムを、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、以下に詳細に説明する。
なお、本実施形態は、本発明の代表的な実施態様であるが、あくまでも一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。
また、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及び上限値として含む範囲を意味する。

＜＜超音波内視鏡システムの概要＞＞
本実施形態に係る超音波内視鏡システム１０について、図１を参照しながら、その概要を説明する。図１は、超音波内視鏡システム１０の概略構成を示す図である。
超音波内視鏡システム１０は、超音波を用いて、被検体である患者の体内の観察対象部位の状態を観察（以下、超音波診断ともいう）するために用いられる。ここで、観察対象部位は、患者の体表側からは検査な困難な部位であり、例えば胆嚢又は膵臓である。超音波内視鏡システム１０を用いることにより、患者の体腔である食道、胃、十二指腸、小腸、及び大腸等の消化管を経由して、観察対象部位の状態及び異常の有無を超音波診断することが可能である。
超音波内視鏡システム１０は、超音波画像、及び内視鏡画像を取得するものであり、図１に示すように、超音波内視鏡１２と、超音波用プロセッサ装置１４と、内視鏡用プロセッサ装置１６と、光源装置１８と、モニタ２０と、送水タンク２１ａと、吸引ポンプ２１ｂと、操作卓１００とを有する。

超音波内視鏡１２は、内視鏡スコープであり、患者の体腔内に挿入される挿入部２２と、医師又は技師等の術者（ユーザ）によって操作される操作部２４と、挿入部２２の先端部４０に取り付けられた超音波振動子ユニット４６（図２、及び図３を参照）と、を備える。術者は、超音波内視鏡１２の機能によって、患者の体腔内壁の内視鏡画像と、観察対象部位の超音波画像を取得する。
ここで、「内視鏡画像」は、患者の体腔内壁を光学的手法によって撮影することで得られる画像である。また、「超音波画像」は、患者の体腔内から観察対象部位に向かって送信された超音波の反射波（エコー）を受信し、その受信信号を画像化することで得られる画像である。
なお、超音波内視鏡１２については、後の項で詳しく説明する。

超音波用プロセッサ装置１４は、ユニバーサルコード２６及びその端部に設けられた超音波用コネクタ３２ａを介して超音波内視鏡１２に接続される。超音波用プロセッサ装置１４は、超音波内視鏡１２の超音波振動子ユニット４６を制御して超音波を送信させる。また、超音波用プロセッサ装置１４は、送信された超音波の反射波（エコー）を超音波振動子ユニット４６が受信したときの受信信号を画像化して超音波画像を生成する。
なお、超音波用プロセッサ装置１４については、後の項で詳しく説明する。

内視鏡用プロセッサ装置１６は、ユニバーサルコード２６及びその端部に設けられた内視鏡用コネクタ３２ｂを介して超音波内視鏡１２に接続される。内視鏡用プロセッサ装置１６は、超音波内視鏡１２（詳しくは、後述する固体撮像素子８６：図３参照）によって撮像された観察対象隣接部位の画像データを取得し、取得した画像データに対して所定の画像処理を施して内視鏡画像を生成する。
ここで、「観察対象隣接部位」とは、患者の体腔内壁のうち、観察対象部位と隣り合う位置にある部分である。
なお、本実施形態では、超音波用プロセッサ装置１４及び内視鏡用プロセッサ装置１６が、別々に設けられた２台の装置（コンピュータ）によって構成されている。ただし、これに限定されるものではなく、１台の装置によって超音波用プロセッサ装置１４及び内視鏡用プロセッサ装置１６の双方が構成されてもよい。

光源装置１８は、ユニバーサルコード２６及びその端部に設けられた光源用コネクタ３２ｃを介して超音波内視鏡１２に接続される。光源装置１８は、超音波内視鏡１２を用いて観察対象隣接部位を撮像する際に、赤光、緑光及び青光の３原色光からなる白色光又は特定波長光を照射する。光源装置１８が照射した光は、ユニバーサルコード２６に内包されたライトガイド（不図示）を通じて超音波内視鏡１２内を伝搬し、超音波内視鏡１２（詳しくは、後述する照明窓８８：図２参照）から出射される。これにより、観察対象隣接部位が光源装置１８からの光によって照らされる。

モニタ２０は、超音波用プロセッサ装置１４及び内視鏡用プロセッサ装置１６に接続されており、超音波用プロセッサ装置１４により生成された超音波画像、及び内視鏡用プロセッサ装置１６により生成された内視鏡画像を表示する。超音波画像及び内視鏡画像の表示方式としては、いずれか一方の画像を切り替えてモニタ２０に表示する方式でもよく、両方の画像を同時に表示する方式でもよい。超音波画像及び内視鏡画像の表示モードについては後述する。
なお、本実施形態では、一台のモニタ２０に超音波画像及び内視鏡画像を表示するが、超音波画像表示用のモニタと、内視鏡画像表示用のモニタとが別々に設けられてもよい。また、モニタ２０以外の表示形態、例えば、術者が携帯する端末のディスプレイに表示する形態にて超音波画像及び内視鏡画像を表示してもよい。

操作卓１００は、超音波診断に際して術者が必要な情報を入力したり、超音波用プロセッサ装置１４に対して超音波診断の開始指示を行うなどのために設けられた装置である。操作卓１００は、例えば、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド及びタッチパネル等によって構成されている。操作卓１００が操作されると、その操作内容に応じて超音波用プロセッサ装置１４のＣＰＵ（制御回路）１５２（図４参照）が装置各部（例えば、後述の受信回路１４２及び送信回路１４４）を制御する。

具体的に説明すると、術者は、超音波診断を開始する前段階で、検査情報（例えば、年月日及びオーダ番号等を含む検査オーダ情報、及び、患者ＩＤ及び患者名等を含む患者情報）を操作卓１００にて入力する。検査情報の入力完了後、術者が操作卓１００を通じて超音波診断の開始を指示すると、超音波用プロセッサ装置１４のＣＰＵ１５２が、入力された検査情報に基づいて超音波診断が実施されるように超音波用プロセッサ装置１４各部を制御する。
また、術者は、超音波診断の実施に際して、各種の制御パラメータを操作卓１００にて設定することが可能である。制御パラメータとしては、例えば、ライブモード及びフリーズモードの選択結果、表示深さ（深度）の設定値、及び、超音波画像生成モードの選択結果等が挙げられる。
ここで、「ライブモード」は、所定のフレームレートにて得られる超音波画像（動画像）を逐次表示（リアルタイム表示）するモードである。「フリーズモード」は、過去に生成された超音波画像（動画像）の１フレームの画像（静止画像）を、後述のシネメモリ１５０から読み出して表示するモードである。

本実施形態において選択可能な超音波画像生成モードは、複数存在し、具体的には、Ｂ（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）モード、ＣＦ（ＣｏｌｏｒＦｌｏｗ）モード及びＰＷ（Ｐｕｌｓｅ Ｗａｖｅ）モードである。Ｂモードは、超音波エコーの振幅を輝度に変換して断層画像を表示するモードである。ＣＦモードは、平均血流速度、フロー変動、フロー信号の強さ又はフローパワー等を様々な色にマッピングしてＢモード画像に重ねて表示するモードである。ＰＷモードは、パルス波の送受信に基づいて検出される超音波エコー源の速度（例えば、血流の速度）を表示するモードである。
なお、上述した超音波画像生成モードは、あくまでも一例であり、上述した３種類のモード以外のモード、例えば、Ａ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）モード、Ｍ（Ｍｏｔｉｏｎ）モード及び造影モード等が更に含まれてもよいし、ドップラー画像を得るモードが含まれていても良い。

＜＜超音波内視鏡１２の構成＞＞
次に、超音波内視鏡１２の構成について、既出の図１及び図２～図４を参照しながら説明する。図２は、超音波内視鏡１２の挿入部２２の先端部及びその周辺を拡大して示した平面図である。図３は、超音波内視鏡１２の挿入部２２の先端部４０を図２に図示のＩ－Ｉ断面にて切断したときの断面を示す断面図である。
超音波内視鏡１２は、前述したように挿入部２２及び操作部２４を有する。挿入部２２は、図１に示すように先端側（自由端側）から順に、先端部４０、湾曲部４２及び軟性部４３を備える。先端部４０には、図２に示すように超音波観察部３６及び内視鏡観察部３８が設けられている。超音波観察部３６には、図３に示すように、複数の超音波振動子４８を備える超音波振動子ユニット４６が配置されている。
また、図２に示すように先端部４０には処置具導出口４４が設けられている。処置具導出口４４は、鉗子、穿刺針、若しくは高周波メス等の処置具（不図示）の出口となる。また、処置具導出口４４は、血液及び体内汚物等の吸引物を吸引する際の吸引口にもなる。

湾曲部４２は、先端部４０よりも基端側（超音波振動子ユニット４６が設けられている側とは反対側）に連設された部分であり、湾曲自在である。軟性部４３は、湾曲部４２と操作部２４との間を連結している部分であり、可撓性を有し、細長く延びた状態で設けられている。
挿入部２２及び操作部２４の各々の内部には、送気送水用の管路及び吸引用の管路が、それぞれ複数形成されている。更に、挿入部２２及び操作部２４の各々の内部には、一端が処置具導出口４４に通じる処置具チャンネル４５が形成されている。
次に、超音波内視鏡１２の構成要素のうち、超音波観察部３６、内視鏡観察部３８、送水タンク２１ａ及び吸引ポンプ２１ｂ、並びに操作部２４に関して詳しく説明する。

（超音波観察部）
超音波観察部３６は、超音波画像を取得するために設けられた部分であり、挿入部２２の先端部４０において先端側に配置されている。超音波観察部３６は、図３に示すように超音波振動子ユニット４６と、複数の同軸ケーブル５６と、ＦＰＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）６０とを備える。
超音波振動子ユニット４６は、超音波探触子（プローブ）に相当し、患者の体腔内において、後述する複数の超音波振動子４８が配列された超音波振動子アレイ５０を用いて超音波を送信し、且つ、観察対象部位にて反射した超音波の反射波（エコー）を受信して受信信号を出力する。本実施形態に係る超音波振動子ユニット４６は、コンベックス型であり、放射状（円弧状）に超音波を送信する。ただし、超音波振動子ユニット４６の種類（型式）については特にこれに限定されるものではなく、超音波を送受信できるものであれば他の種類でもよく、例えば、セクタ型、リニア型及びラジアル型等であってもよい。

超音波振動子ユニット４６は、図３に示すように、バッキング材層５４と、超音波振動子アレイ５０と、音響整合層７４と、音響レンズ７６とを積層させることで構成されている。
超音波振動子アレイ５０は、一次元アレイ状に配列された複数の超音波振動子４８（超音波トランスデューサ）からなる。より詳しく説明すると、超音波振動子アレイ５０は、Ｎ個（例えば、Ｎ＝６４、１２８、又は２５６）の超音波振動子４８が先端部４０の軸線方向（挿入部２２の長手軸方向）に沿って凸湾曲状に等間隔で配列されることで構成されている。なお、超音波振動子アレイ５０は、複数の超音波振動子４８を二次元アレイ状に配置して構成されたものであってもよい。

Ｎ個の超音波振動子４８の各々は、圧電素子である単結晶振動子の両面に電極を配置することで構成されている。単結晶振動子としては、水晶、ニオブ酸リチウム、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）、マグネシウムニオブ酸鉛－チタン酸鉛（ＰＭＮ－ＰＴ）、亜鉛ニオブ酸鉛（ＰＺＮ）、亜鉛ニオブ酸鉛－チタン酸鉛（ＰＺＮ－ＰＴ）、インジウムニオブ酸鉛（ＰＩＮ）、チタン酸鉛（ＰＴ）、タンタル酸リチウム、ランガサイト、及び酸化亜鉛のいずれかが用いられる。
電極は、複数の超音波振動子４８の各々に対して個別に設けられた個別電極（不図示）と、複数の超音波振動子４８に共通の振動子グランド（不図示）とからなる。また、電極は、同軸ケーブル５６及びＦＰＣ６０を介して超音波用プロセッサ装置１４と電気的に接続される。

なお、本実施形態に係る超音波振動子４８は、患者の体腔内の超音波画像を取得する理由から、７ＭＨｚ～８ＭＨｚレベルの比較的高周波数で駆動（振動）する必要がある。そのために、超音波振動子４８を構成する圧電素子の厚みは、比較的薄く設計されており、例えば、７５μｍ～１２５μｍであり、好ましくは９０μｍ～１１０μｍである。
各超音波振動子４８には、パルス状の駆動電圧である診断用駆動パルスが、入力信号（送信信号）として、超音波用プロセッサ装置１４から同軸ケーブル５６を通じて供給される。この駆動電圧が超音波振動子４８の電極に印加されると、圧電素子が伸縮して超音波振動子４８が駆動（振動）する。この結果、超音波振動子４８からパルス状の超音波が出力される。このとき、超音波振動子４８から出力される超音波の振幅は、その超音波振動子４８が超音波を出力した際の強度（出力強度）に応じた大きさとなっている。ここで、出力強度は、超音波振動子４８から出力された超音波の音圧の大きさとして定義される。

また、各超音波振動子４８は、超音波の反射波（エコー）を受信すると、これに伴って振動（駆動）し、各超音波振動子４８の圧電素子が電気信号を発生する。この電気信号は、超音波の受信信号として各超音波振動子４８から超音波用プロセッサ装置１４に向けて出力される。この時、超音波振動子４８から出力される電気信号の大きさ（電圧値）は、その超音波振動子４８が超音波を受信した際の受信感度に応じた大きさとなっている。ここで、受信感度は、超音波振動子４８が送信する超音波の振幅に対する、その超音波振動子４８が超音波を受信して出力した電気信号の振幅の比として定義される。

本実施形態では、Ｎ個の超音波振動子４８をマルチプレクサ１４０（図４参照）などの電子スイッチで順次駆動させることで、超音波振動子アレイ５０が配された曲面に沿った走査範囲、例えば曲面の曲率中心から数十ｍｍ程度の範囲で超音波が走査されると共に、走査されない超音波振動子アレイ５０には分極処理が施される。より詳しく説明すると、送信回路１４４の持つ最大同時開口数（パルサー（パルス発生回路）１５８の最大チャンネル数）をＭ（例えば６４）として、Ｎ（Ｍ≦Ｎ、例えば１２８）個の超音波振動子４８に接続する場合、Ｍ：Ｎ（例えば１：２）のマルチプレクサ１４０を使う。例えば、Ｍが６４で、Ｎが１２８の場合、送信回路１４４の１番が、超音波振動子４８の１番と６５番とにつながっており、送信回路１４４の２番が、超音波振動子４８の２番と６６番とにつながっており、続いて更に、送信回路１４４のｐ（ｐ＝３～６３）番が、同様に超音波振動子４８のｐ番と（ｐ＋６４）番とにつながっており、送信回路１４４の最後の６４番が、超音波振動子４８の６４番と１２８番とにつながっている。したがって、超音波振動子４８の１番と６５番とは、送信回路１４４のパルサー１５８の同じ１番のチャンネルにつながるので同時に駆動することはできない。同様に、超音波振動子４８の２番と６６番も、続いて更に、超音波振動子４８のｐ番と（ｐ＋６４）番も、最後に超音波振動子４８の６４番と１２８番も、同時に駆動することはできない。

ここで、ｍ個（ｍ＜Ｍ、例えば、Ｍ／２（３２素子））の超音波振動子４８を駆動する際には、（Ｍ－ｍ）のパルサー１５８のチャンネルが余り、（Ｍ－ｍ）個の超音波振動子４８は駆動するのに使われない。したがって、本発明では、この余っている（Ｍ－ｍ）のパルサー１５８のチャンネルを使い、駆動されていない（Ｍ－ｍ）個の超音波振動子４８に分極処理を行う。
例えば、１番～３２番の３２個の超音波振動子４８を超音波画像の取得、即ち画像描出のために駆動している場合には、６５～９６番の３２個の超音波振動子４８は同じパルサー１５８につながっているので駆動できない。しかしながら、これら以外の３３番～６４番の３２個の超音波振動子４８、もしくは９７番～１２８番の３２個の超音波振動子４８のどちらか一方を分極処理のためにマルチプレクサ１４０によって選択できる。
したがって、マルチプレクサ１４０によって選択された１番～３２番の３２個の超音波振動子４８が画像描出のために駆動されている間に、マルチプレクサ１４０によって選択された３３番～６４番、もしくは９７番～１２８番の３２個の超音波振動子４８には、分極処理を行うことができる。

例えば、超音波画像としてＢモード画像（断層画像）を取得する場合には、マルチプレクサ１４０の開口チャンネル選択により、Ｎ個の超音波振動子４８のうち、連続して並ぶｍ個（例えば、ｍ＝Ｍ／２）の超音波振動子４８（以下では、駆動対象振動子とも言う）に駆動電圧が供給される。これにより、ｍ個の駆動対象振動子が駆動され、開口チャンネルの各駆動対象振動子から超音波が出力される。ｍ個の駆動対象振動子から出力された超音波は、直後に合成され、その合成波（超音波ビーム）が観察対象部位に向けて送信される。その後、ｍ個の駆動対象振動子の各々は、観察対象部位にて反射された超音波（エコー）を受信し、その時点での受信感度に応じた電気信号（受信信号）を出力する。

また、本実施形態では、上述したｍ個の超音波振動子４８の駆動と同時に、マルチプレクサ１４０による分極のための開口チャンネル選択により、Ｎ個の超音波振動子４８の内の超音波画像の取得に使われていない、例えば（Ｍ－ｍ）個の超音波振動子４８（以下では、分極対象振動子とも言う）には、駆動対象振動子４８の駆動電圧と異なる分極用電圧が供給され、分極処理が行われる。超音波振動子４８の分極処理については、後の項で詳しく説明する。

ところで、超音波画像の取得のための上記一連の画像描出工程（即ち、駆動対象振動子への駆動電圧の供給、超音波の送受信、及び電気信号の出力）は、Ｎ個の超音波振動子４８における駆動対象振動子の位置を１つずつ（１個の超音波振動子４８ずつ）ずらして繰り返し行われても良い。これに対応して、分極処理のための上記一連の分極処理工程も、Ｎ個の超音波振動子４８における分極対象振動子の位置も１つずつ（１個の超音波振動子４８ずつ）ずらして繰り返し行われても良い。
この場合について具体的に説明すると、上記一連の画像描出工程は、Ｎ個の超音波振動子４８のうち、一方の端に位置する超音波振動子４８を中心とする、その両側のｍ個の駆動対象振動子から開始される。上記一連の分極処理工程も、このｍ個の駆動対象振動子に対応する（Ｍ－ｍ）個の分極対象振動子から開始される。そして、上記一連の画像描出工程は、マルチプレクサ１４０による開口チャンネルの切り替えによって駆動対象振動子の位置がずれる度に繰り返される。同様に、上記一連の分極処理工程も、マルチプレクサ１４０による開口チャンネルの切り替えによって駆動対象振動子に対応する分極対象振動子の位置がずれる度に繰り返される。最終的に、上記一連の画像描出工程は、Ｎ個の超音波振動子４８のうち、他端に位置する超音波振動子４８を中心とする、その両側のｍ個の駆動対象振動子に至るまで、計Ｎ回繰り返して実施される。一方、上記一連の分極処理工程も、他端の超音波振動子４８の両側のｍ個の駆動対象振動子に対応する（Ｍ－ｍ）個の分極対象振動子に至るまで、計Ｎ回繰り返して実施される。こうして、超音波画像の取得のために、Ｎ個の超音波振動子４８を均等に用いると共に、Ｎ個の超音波振動子４８に均等に分極処理を施すことができる。

バッキング材層５４は、超音波振動子アレイ５０の各超音波振動子４８を裏面側から支持する。また、バッキング材層５４は、超音波振動子４８から発せられた超音波、若しくは観察対象部位にて反射された超音波（エコー）のうち、バッキング材層５４側に伝播した超音波を減衰させる機能を有する。なお、バッキング材は、硬質ゴム等の剛性を有する材料からなり、超音波減衰材（フェライト及びセラミックス等）が必要に応じて添加されている。
音響整合層７４は、超音波振動子アレイ５０の上に重ねられており、患者の人体と超音波振動子４８との間の音響インピーダンス整合をとるために設けられている。音響整合層７４が設けられていることにより、超音波の透過率を高めることが可能となる。音響整合層７４の材料としては、音響インピーダンスの値が、超音波振動子４８の圧電素子に比して、より患者の人体のものの値に近い様々な有機材料を用いることができる。音響整合層７４の材料としては、具体的にはエポキシ系樹脂、シリコンゴム、ポリイミド及びポリエチレン等が挙げられる。

音響整合層７４上に重ねられた音響レンズ７６は、超音波振動子アレイ５０から発せられる超音波を観察対象部位に向けて収束させるためのものである。なお、音響レンズ７６は、例えば、シリコン系樹脂（ミラブル型シリコンゴム（ＨＴＶゴム）、液状シリコンゴム（ＲＴＶゴム）等）、ブタジエン系樹脂、及びポリウレタン系樹脂等からなり、必要に応じて酸化チタン、アルミナ若しくはシリカ等の粉末が混合される。
ＦＰＣ６０は、各超音波振動子４８が備える電極と電気的に接続される。複数の同軸ケーブル５６の各々は、その一端にてＦＰＣ６０に配線されている。そして、超音波内視鏡１２が超音波用コネクタ３２ａを介して超音波用プロセッサ装置１４に接続されると、複数の同軸ケーブル５６の各々は、その他端（ＦＰＣ６０側とは反対側）にて超音波用プロセッサ装置１４と電気的に接続される。

更に、本実施形態において、超音波内視鏡１２は、内視鏡側メモリ５８（図４参照）を備えていても良い。内視鏡側メモリ５８には、超音波診断時に複数の超音波振動子４８の駆動時間が記憶される。厳密には、内視鏡側メモリ５８には、複数の超音波振動子４８のうちの駆動対象振動子の累積駆動時間が記憶される。なお、内視鏡側メモリ５８には、更に、複数の超音波振動子４８のうちの分極対象振動子の分極処理の累積処理時間を記憶するようにしても良い。
なお、本実施形態では、超音波診断の実施期間中、つまり、超音波画像（動画像）の取得が開始されてから終了されるまでの期間（より詳しくは、ライブモードで超音波診断が実施された時間）を累積駆動時間、及び累積処理時間としているが、これに限定されるものではなく、駆動対象振動子に駆動電圧を供給した時間を累積駆動時間とし、分極対象振動子に分極用電圧を供給した時間を累積処理時間としてもよい。

超音波内視鏡１２が超音波用プロセッサ装置１４と接続された状態において、超音波用プロセッサ装置１４のＣＰＵ１５２が内視鏡側メモリ５８にアクセスし、内視鏡側メモリ５８に記憶された累積駆動時間、更には累積処理時間を読み取ることが可能である。また、超音波用プロセッサ装置１４のＣＰＵ１５２は、内視鏡側メモリ５８に記憶された累積駆動時間、更には累積処理時間をデフォルト値に書き換えたり、超音波診断の実施に伴って累積駆動時間、更には累積処理時間が変化した場合には新たな累積駆動時間、更には新たな累積処理時間に更新したりする。

（内視鏡観察部）
内視鏡観察部３８は、内視鏡画像を取得するために設けられた部分であり、挿入部２２の先端部４０において超音波観察部３６よりも基端側に配置されている。内視鏡観察部３８は、図２～図３に示すように観察窓８２、対物レンズ８４、固体撮像素子８６、照明窓８８、洗浄ノズル９０及び配線ケーブル９２等によって構成されている。
観察窓８２は、挿入部２２の先端部４０において軸線方向（挿入部２２の長手軸方向）に対して斜めに傾けられた状態で取り付けられている。観察窓８２から入射されて観察対象隣接部位にて反射された光は、対物レンズ８４で固体撮像素子８６の撮像面に結像される。

固体撮像素子８６は、観察窓８２及び対物レンズ８４を透過して撮像面に結像された観察対象隣接部位の反射光を光電変換して、撮像信号を出力する。固体撮像素子８６としては、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）、及びＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：相補形金属酸化膜半導体）等が利用可能である。固体撮像素子８６で出力された撮像画像信号は、挿入部２２から操作部２４まで延設された配線ケーブル９２を経由して、ユニバーサルコード２６により内視鏡用プロセッサ装置１６に伝送される。

照明窓８８は、観察窓８２の両脇位置に設けられている。照明窓８８には、ライトガイド（不図示）の出射端が接続されている。ライトガイドは、挿入部２２から操作部２４まで延設され、その入射端は、ユニバーサルコード２６を介して接続された光源装置１８に接続されている。光源装置１８で発せられた照明光は、ライトガイドを伝わり、照明窓８８から観察対象隣接部位に向けて照射される。
洗浄ノズル９０は、観察窓８２及び照明窓８８の表面を洗浄するために挿入部２２の先端部４０に形成された噴出孔であり、洗浄ノズル９０からは、空気又は洗浄用液体が観察窓８２及び照明窓８８に向けて噴出される。なお、本実施形態において、洗浄ノズル９０から噴出される洗浄用液体は、水、特に脱気水である。ただし、洗浄用液体については、特に限定されるものではなく、他の液体、例えば、通常の水（脱気されていない水）であってもよい。

（送水タンク及び吸引ポンプ）
送水タンク２１ａは、脱気水を貯留するタンクであり、送気送水用チューブ３４ａにより光源用コネクタ３２ｃに接続されている。なお、脱気水は、洗浄ノズル９０から噴出される洗浄用液体として用いられる。
吸引ポンプ２１ｂは、処置具導出口４４を通じて体腔内の吸引物（洗浄用に供給された脱気水を含む）を吸引する。吸引ポンプ２１ｂは、吸引用チューブ３４ｂにより光源用コネクタ３２ｃに接続されている。なお、超音波内視鏡システム１０は、所定の送気先に空気を送気する送気ポンプなどを備えていてもよい。

挿入部２２及び操作部２４内には、処置具チャンネル４５と送気送水管路（不図示）が設けられている。
処置具チャンネル４５は、操作部２４に設けられた処置具挿入口３０と処置具導出口４４との間を連絡している。また、処置具チャンネル４５は、操作部２４に設けられた吸引ボタン２８ｂに接続している。吸引ボタン２８ｂは、処置具チャンネル４５のほかに、吸引ポンプ２１ｂに接続されている。
送気送水管路は、その一端側で洗浄ノズル９０に通じており、他端側では、操作部２４に設けられた送気送水ボタン２８ａに接続している。送気送水ボタン２８ａは、送気送水管路のほかに、送水タンク２１ａに接続されている。

（操作部）
操作部２４は、超音波診断の開始時、診断中及び診断終了時等において術者によって操作される部分であり、その一端にはユニバーサルコード２６の一端が接続されている。また、操作部２４は、図１に示すように、送気送水ボタン２８ａ、吸引ボタン２８ｂ、一対のアングルノブ２９、並びに処置具挿入口（鉗子口）３０を有する。
一対のアングルノブ２９の各々を回動すると、湾曲部４２が遠隔的に操作されて湾曲変形する。この変形操作により、超音波観察部３６及び内視鏡観察部３８が設けられた挿入部２２の先端部４０を所望の方向に向けることが可能となる。

処置具挿入口３０は、鉗子等の処置具（不図示）を挿通するために形成された孔であり、処置具チャンネル４５を介して処置具導出口４４と連絡している。処置具挿入口３０に挿入された処置具は、処置具チャンネル４５を通過した後に処置具導出口４４から体腔内に導入される。
送気送水ボタン２８ａ及び吸引ボタン２８ｂは、２段切り替え式の押しボタンであり、挿入部２２及び操作部２４の各々の内部に設けられた管路の開閉を切り替えるために操作される。

＜＜超音波用プロセッサ装置の構成＞＞
超音波用プロセッサ装置１４は、超音波振動子ユニット４６のＮ個の超音波振動子４８の内のｍ個の超音波振動子４８（詳しくは駆動対象素子）に超音波を送受信させ、且つ、超音波受信時に同じｍ個の超音波振動子４８（即ち駆動対象素子）が出力した受信信号を画像化して超音波画像を生成する。また、超音波用プロセッサ装置１４は、生成した超音波画像をモニタ２０に表示する。
更に、本実施形態においては、超音波用プロセッサ装置１４は、同時に、Ｎ個の超音波振動子４８の内の超音波画像の生成に用いられた後、超音波画像の生成に用いられていない、例えば（Ｎ－ｍ）個の分極対象振動子に対して分極用電圧を供給して分極対象振動子を分極する。このように、超音波画像の生成に用いられていない分極対象振動子に分極処理を実行することにより、超音波診断の繰り返し実施によって脱分極した超音波振動子４８を再度分極することができ、これにより、超音波振動子４８の超音波に対する受信感度を良好なレベルまで回復させることが可能となる。

超音波用プロセッサ装置１４は、図４に示すように、マルチプレクサ１４０、受信回路１４２、送信回路１４４、Ａ／Ｄコンバータ１４６、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１４８、シネメモリ１５０、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１５２、及びＤＳＣ（ＤｉｇｉｔａｌＳｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１５４を有する。
受信回路１４２、及び送信回路１４４は、超音波内視鏡１２の超音波振動子アレイ５０と電気的に接続する。
マルチプレクサ１４０は、超音波画像の生成のために、Ｎ個の超音波振動子４８の中から最大ｍ個の駆動対象振動子を選択して、そのチャンネルを開口させると共に、同時に、分極処理のために、Ｎ個の超音波振動子４８の中から駆動対象振動子でない最大（Ｎ－ｍ）個の駆動対象振動子を選択して、そのチャンネルを分極用に開口させる。

送信回路１４４は、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、パルサー（パルス発生回路１５８）、及びＳＷ（スイッチ）等からなり、ＭＵＸ（マルチプレクサ１４０）に接続される。なお、ＦＰＧＡの代わりにＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）を用いても良い。
送信回路１４４は、超音波振動子ユニット４６から超音波を送信するために、ＣＰＵ１５２から送られてくる制御信号に従って、マルチプレクサ１４０により選択された駆動対象振動子に対して超音波送信用の駆動電圧を供給すると同時に、超音波振動子ユニット４６の複数の超音波振動子４８中で駆動対象振動子として選択されていない分極対象振動子に分極処理を施すために、ＣＰＵ１５２から送られてくる制御信号に従って、マルチプレクサ１４０により選択された分極対象振動子に対して分極処理を行うための分極用電圧を供給する回路である。駆動電圧は、パルス状の電圧信号（送信信号）であり、ユニバーサルコード２６及び同軸ケーブル５６を介して駆動対象振動子の電極に印加される。分極用電圧も、パルス状の電圧信号（送信信号）であり、ユニバーサルコード２６及び同軸ケーブル５６を介して駆動対象振動子の電極に印加される。

送信回路１４４は、制御信号に基づいて送信信号を生成するパルス発生回路１５８を有しており、ＣＰＵ１５２の制御により、パルス発生回路１５８を用いて、複数の超音波振動子４８を駆動して超音波を発生させる送信信号を生成して駆動対象となる複数の超音波振動子４８に供給すると共に、分極処理のための送信信号を生成して分極の対象となる複数の超音波振動子４８に供給する。
即ち、送信回路１４４は、ＣＰＵ１５２の制御により、超音波診断を行うために、パルス発生回路１５８を用いて、超音波診断を行うための駆動電圧を有する第１の送信信号を生成すると同時に、ＣＰＵ１５２の制御により、分極処理を行うために、第１の送信信号を生成する場合と同じパルス発生回路１５８を用いて、分極処理を行うための分極用電圧を有する第２の送信信号を生成する。ここで、超音波診断を行うための超音波発生用の第１の送信信号の信号波形と分極処理を行うための分極処理用の第２の送信信号の信号波形とは、異なることが好ましい。なお、信号波形が異なるとは、信号波形の周波数、電圧、及び波数の少なくとも1つが異なることを言う。

受信回路１４２は、超音波（エコー）を受信した駆動対象振動子から出力される電気信号、すなわち受信信号を受信する回路である。また、受信回路１４２は、ＣＰＵ１５２から送られてくる制御信号に従って、超音波振動子４８から受信した受信信号を増幅し、増幅後の信号をＡ／Ｄコンバータ１４６に引き渡す。Ａ／Ｄコンバータ１４６は、受信回路１４２と接続しており、受信回路１４２から受け取った受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、変換後のデジタル信号をＡＳＩＣ１４８に出力する。

ＡＳＩＣ１４８は、Ａ／Ｄコンバータ１４６と接続しており、図４に示すように、位相整合部１６０、Ｂモード画像生成部１６２、ＰＷモード画像生成部１６４、ＣＦモード画像生成部１６６及びメモリコントローラ１５１を構成している。
なお、本実施形態では、ＡＳＩＣ１４８のようなハードウェア回路によって上述の機能（具体的には、位相整合部１６０、Ｂモード画像生成部１６２、ＰＷモード画像生成部１６４、ＣＦモード画像生成部１６６及びメモリコントローラ１５１）を実現しているが、これに限定されるものではない。中央演算装置（ＣＰＵ）と各種データ処理を実行させるためのソフトウェア（コンピュータプログラム）とを協働させることで上記の機能を実現させてもよい。
位相整合部１６０は、Ａ／Ｄコンバータ１４６によりデジタル信号化された受信信号（受信データ）に対して遅延時間を与えて整相加算する（受信データの位相を合わせてから加算する）処理を実行する。整相加算処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号が生成される。

Ｂモード画像生成部１６２、ＰＷモード画像生成部１６４及びＣＦモード画像生成部１６６は、超音波振動子ユニット４６が超音波を受信した際に複数の超音波振動子４８のうちの駆動対象振動子が出力する電気信号（厳密には、受信データを整相加算することで生成された音声信号）に基づいて、超音波画像を生成する。
Ｂモード画像生成部１６２は、患者の内部（体腔内）の断層画像であるＢモード画像を生成する画像生成部である。Ｂモード画像生成部１６２は、順次生成される音線信号に対し、ＳＴＣ（ＳｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙＴｉｍｅ ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）によって、超音波の反射位置の深度に応じて伝搬距離に起因する減衰の補正を施す。また、Ｂモード画像生成部１６２は、補正後の音線信号に対して包絡線検波処理及びＬｏｇ（対数）圧縮処理を施して、Ｂモード画像（画像信号）を生成する。

ＰＷモード画像生成部１６４は、所定方向における血流の速度を表示する画像を生成する画像生成部である。ＰＷモード画像生成部１６４は、位相整合部１６０によって順次生成される音線信号のうち、同一方向における複数の音線信号に対して高速フーリエ変換を施すことで周波数成分を抽出する。その後、ＰＷモード画像生成部１６４は、抽出した周波数成分から血流の速度を算出し、算出した血流の速度を表示するＰＷモード画像（画像信号）を生成する。
ＣＦモード画像生成部１６６は、所定方向における血流の情報を表示する画像を生成する画像生成部である。ＣＦモード画像生成部１６６は、位相整合部１６０によって順次生成される音線信号のうち、同一方向における複数の音線信号の自己相関を求めることで、血流に関する情報を示す画像信号を生成する。その後、ＣＦモード画像生成部１６６は、上記の画像信号に基づき、Ｂモード画像生成部１６２によって生成されるＢモード画像信号に血流に関する情報を重畳させたカラー画像としてのＣＦモード画像（画像信号）を生成する。

メモリコントローラ１５１は、Ｂモード画像生成部１６２、ＰＷモード画像生成部１６４又はＣＦモード画像生成部１６６が生成した画像信号をシネメモリ１５０に格納する。
ＤＳＣ１５４は、ＡＳＩＣ１４８に接続されており、Ｂモード画像生成部１６２、ＰＷモード画像生成部１６４又はＣＦモード画像生成部１６６が生成した画像の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、画像信号に階調処理等の各種の必要な画像処理を施した後にモニタ２０に出力する。

シネメモリ１５０は、１フレーム分又は数フレーム分の画像信号を蓄積するための容量を有する。ＡＳＩＣ１４８が生成した画像信号は、ＤＳＣ１５４に出力される一方で、メモリコントローラ１５１によってシネメモリ１５０にも格納される。フリーズモード時には、メモリコントローラ１５１がシネメモリ１５０に格納された画像信号を読み出し、ＤＳＣ１５４に出力する。これにより、モニタ２０には、シネメモリ１５０から読み出された画像信号に基づく超音波画像（静止画像）が表示されるようになる。

ＣＰＵ１５２は、超音波用プロセッサ装置１４の各部を制御する制御部（制御回路）として機能し、受信回路１４２、送信回路１４４、Ａ／Ｄコンバータ１４６、及びＡＳＩＣ１４８と接続されており、これらの機器を制御する。具体的に説明すると、ＣＰＵ１５２は、操作卓１００と接続しており、操作卓１００にて入力された検査情報、及び制御パラメータ等に従って超音波用プロセッサ装置１４各部を制御する。
また、ＣＰＵ１５２は、超音波内視鏡１２が超音波用コネクタ３２ａを介して超音波用プロセッサ装置１４に接続されると、ＰｎＰ（Ｐｌｕｇ ａｎｄＰｌａｙ）等の方式により超音波内視鏡１２を自動認識する。その後、ＣＰＵ１５２は、超音波内視鏡１２の内視鏡側メモリ５８にアクセスし、内視鏡側メモリ５８に記憶された累積駆動時間、更には累積処理時間を読み取る。

更に、ＣＰＵ１５２は、超音波診断終了時に内視鏡側メモリ５８にアクセスし、内視鏡側メモリ５８に記憶された累積駆動時間、更には累積処理時間を、直前に実施していた超音波診断の所要時間の分だけ加算した値に更新する。
なお、本実施形態では、超音波内視鏡１２に累積駆動時間、及び累積処理時間が記憶されることとしたが、これに限定されるものではなく、超音波用プロセッサ装置１４側に累積駆動時間、及び累積処理時間が超音波内視鏡１２毎に記憶されていてもよい。
ところで、ＣＰＵ１５２は、マルチプレクサ１４０が駆動対象振動子以外の全ての超音波振動子４８を分極対象振動子として選択するように制御しても良いが、超音波診断開始前に、内視鏡側メモリ５８にアクセスして、内視鏡側メモリ５８に記憶された駆動対象振動子以外の累積駆動時間を読み出し、読み出した累積駆動時間に応じて、マルチプレクサ１４０が駆動対象振動子以外の超音波振動子４８から読み出した累積駆動時間に応じて分極対象振動子を選択するように制御しても良い。

なお、本発明においては、第２の送信信号である分極用駆動パルスは、超音波画像を取得するための第１の送信信号である診断用駆動パルスを生成する送信回路１４４によって生成されるものである。即ち、送信回路１４４は、分極用駆動パルスを生成するための新たな回路構成を有していない既存の送信回路と同じ回路構成を持つものである。ここで、送信回路１４４は、診断用駆動パルスの画像用駆動電圧、及び分極用駆動パルスの分極用駆動電圧の少なくとも２つの駆動電圧を設定できる設定可能電圧範囲を有している。超音波画像を取得する場合には、設定可能電圧範囲内の画像用駆動電圧に設定し、分極処理を行う場合には、同じ設定可能電圧範囲内の画像用駆動電圧と異なる分極用駆動電圧に設定する。なお、本発明においては、分極用駆動電圧は、画像用駆動電圧より高い電圧に設定されることが好ましく、設定可能電圧範囲内のより高い電圧に設定されることがより好ましく、上限の電圧に設定されることが最も好ましい。

また、詳細は後述するが、分極用駆動パルス（メインローブ）は、診断用駆動パルスが有するプローブ周波数帯域とは異なる周波数帯域の駆動パルスであることが好ましい。
したがって、分極処理時に超音波振動子４８に印加される駆動電圧は、超音波画像の取得時に超音波振動子４８に印加される駆動電圧と異なり、より高い電圧であることが好ましいと言える。また、分極処理時に超音波振動子４８に印加される分極用駆動パルス波が、超音波画像の取得時に超音波振動子４８に印加される診断用駆動パルス波と同じ送信回路１４４によって生成され、画像用駆動パルス波と同じ設定可能電圧範囲内の異なる分極用駆動電圧であり、超音波画像の取得のためのプローブ周波数帯域と異なる周波数の駆動パルスであることが好ましいと言える。
以上から、本発明は、既存の送信回路構成を有し、超音波画像の取得と同じ駆動パルス出力用の送信回路１４４を用いて、超音波画像を取得するための診断用駆動パルスと同じ設定可能電圧範囲内の駆動電圧、かつプローブ周波数帯域と異なる周波数の分極用駆動パルスを診断用駆動パルスと同時に出力し、超音波画像を取得する時間において同時に超音波内視鏡１２の超音波振動子４８の分極処理を行うものであると言える。

分極用駆動パルスの駆動電圧の大きさ（電圧値、又は電位）は、送信回路１４４の設定可能電圧範囲内において、超音波用プロセッサ装置１４に接続されている超音波内視鏡１２が有する超音波振動子４８の仕様（詳しくは、超音波振動子４８の厚み及び材質）に応じて、ＣＰＵ１５２が再分極の効果が得られる条件を満たす適切な値に設定することになっている。また、分極用駆動パルスの駆動電圧の供給時間は、超音波振動子４８の仕様（詳しくは、超音波振動子４８の厚み及び材質）に応じて、ＣＰＵ１５２が再分極の効果が得られる条件を満たす適切な値に設定することになっている。その後、ＣＰＵ１５２は、上記の設定値に基づいて分極処理を行う。

即ち、本発明においては、ＣＰＵ（制御回路）１５２は、超音波画像の取得のために超音波を発生させる複数の第１の超音波振動子４８にそれぞれ印加する診断用駆動パルス（第１の送信信号）を生成するように、送信回路１４４（パルス発生回路１５８）を制御する。
同時に、ＣＰＵ（制御回路）１５２は、超音波を発生させていない複数の第２の超音波振動子４８の分極処理を行うために、診断用駆動パルスと同じ設定可能電圧範囲内の異なる分極用駆動電圧であり、超音波画像の取得のための超音波探触子（超音波振動子ユニット４６）としてのプローブ周波数帯域と異なる周波数の分極用駆動パルス（第２の送信信号）を生成するように送信回路１４４を制御する。
その結果、本発明では、診断用駆動パルスが複数の第１の超音波振動子４８に印加されて、診断用駆動パルスによって複数の第１の超音波振動子４８から超音波が発生され、分極用駆動パルスが複数の第２の超音波振動子４８に印加され、分極用駆動パルスによって複数の第２の超音波振動子４８の分極処理が行われる。

次に、本発明において送信回路１４４から超音波振動子４８に送信される分極用駆動パルス（分極用送信波）の駆動波形（送信波形）、及びパルス波形について説明する。
図５Ａ、及び図５Ｂは、図４に示す送信回路から送信される分極用駆動パルスの駆動波形の一例のグラフ、及びその駆動波形の感度と周波数の関係を示すグラフである。図５Ａに示す駆動波形は、周波数１．２５ＭＨｚのユニポーラの１つの波の波形である。
本発明においては、分極用駆動パルスの駆動波形は、特に制限的では無いが、図５Ａに示すユニポーラの波形を持ち、図５Ｂに実線で示す周波数特性を持つ駆動波形を有する分極用駆動パルスを用いて超音波振動子４８の分極処理を行うことが好ましい。図５Ｂに示す例では、例えば、－２０ｄＢ以上のレベルの感度において、超音波画像を取得するためのプローブ周波数帯域は、破線で示すように、約２．７ＭＨｚ～約１１．７ＭＨｚであるのに対し、実線で示す分極用駆動パルスの駆動波形のメインローブの帯域は、約２．３ＭＨｚ以下である。即ち、分極用駆動パルスの周波数の帯域特性と、診断用駆動パルスの周波数の帯域特性とは、－２０ｄＢ以上のレベルの感度において重ならない。

即ち、本発明では、図５Ｂに示すように、分極用駆動パルスの駆動波形においては、メインローブの周波数帯域と、破線で示すプローブ周波数帯域とは、感度－２０ｄＢ以上のレベルが重ならないことが好ましい。また、メインローブの周波数帯域は、感度－２０ｄＢ以上のレベルにおいて、プローブ周波数帯域より低周波であることが好ましい。この理由は、分極処理において、余分な超音波出力を防いで、超音波画像への影響等を減らし、温度上昇を防いで、温度上昇による被検体の体腔への影響等を減らす必要があるからである。特に、被検体の体腔内に挿入する超音波内視鏡１２の先端部分の上限温度は、体腔等に影響を与えないように厳しく制限されており、温度上昇を防ぐ必要がある。

本発明においては、分極用駆動パルス（メインローブ）をプローブ周波数帯域外で送信するので、超音波振動子４８への投入エネルギーが小さくなり、温度上昇は抑えられる。また、プローブ周波数帯域外は、超音波振動子４８が共振する共振帯域外であるので、分極用駆動パルス（メインローブ）を超音波振動子４８に印加しても、出力音圧も小さくなる。
図５Ｂに示す分極用駆動パルスの駆動波形においては、メインローブの他に、プローブ周波数帯域内において、メインローブに付随して、同じく実線で示す１つ以上、図５Ｂに示す例では４つのサイドローブが生じていることが分かる。プローブ周波数帯域内のこれらのサイドローブの最大感度は、図５Ｂに示すように、全て－１０ｄＢ以下であることが好ましく、これらのサイドローブの感度の平均は、－２０ｄＢ以下であることが好ましい。この理由は、以下の通りである。
一般的に、プローブの周波数特性の仕様は、送受信感度の-２０ｄＢの帯域で表現される。これは、感度のピークから１／１０以下の信号はほとんど画像に影響しない点から決められているからである。一方、送信波の帯域についてはプローブと異なり、送信部分のみであるため、２０ｄＢ／２＝１０ｄＢのレベルが閾値となる。そのため、送信成分として考えると－１０ｄＢの方がより好ましいからである。

また、本発明においては、分極用駆動パルスの駆動波形は、特に制限的では無く、図６Ａに示すバイポーラの波形であっても良いが、図５Ａに示すように、ユニポーラの波形であることが好ましい。この理由は、図６Ｂに示す駆動波形の周波数特性のように、メインローブの感度は、実線で示すユニポーラの波形でも、１点鎖線で示すバイポーラの波形でも変わらないが、４つのサイドローブの感度は、いずれも、ユニポーラの波形の方が、バイポーラの波形より低いからである。
このため、送信波形を図５Ａに示すようなユニポーラの波形にすることにより、メインローブだけでなく、高調波成分が抑えられ、より高い効果が期待できる。

また、図７Ａに示すように、分極用駆動パルスとして、ユニポーラの波形で複数、図７Ａに示す例では２つのパルス波の送信を行っても良い。図７Ａに示す分極用駆動パルスは、図５Ａに示す分極用駆動パルスの駆動波形を２つのパルス波を含む駆動波形を持つ。図７Ａに示す分極用駆動パルスの駆動波形の周波数特性を図７Ｂに示す。図７Ｂに示す駆動波形の周波数特性は、図５Ｂに示す駆動波形の周波数特性と、メインローブの波形が異なるが、サイドローブの波形は、あまり大きな変化がない。
また、図７Ｃに示すように、分極用駆動パルスの駆動波形をユニポーラの波形で波形間に最小クロック数分の時間を開けた複数のパルス波形を繋いだ分極用駆動パルスの送信を行うことが好ましい。即ち、本発明では、送信回路１４４は、分極用駆動パルスとして、複数のユニポーラの波形を、この波形の間隔を超音波用プロセッサ装置１４において規定される最小クロック数の時間空けて出力することが好ましい。
この理由は、分極処理には直流電圧を印加することが最適であるが、本発明のように、既存の送信回路構成を有する送信回路１４４を用いる場合には直流電圧の送信ができないからである。

なお、超音波内視鏡システム１０に用いられている超音波用プロセッサ装置１４の送信回路１４４のパルサー（パルス発生回路１５８）の種類によって、最小、及び最大の時間幅が決まっている。このため、最小の時間幅として、送信回路１４４において規定される最小クロック数の時間を用い、複数のユニポーラの波形の間に最小の時間幅を挟み、直流電圧に近い分極処理波形とすることで高い再分極効果が期待できる。なお、２つユニポーラのパルス波形の最小時間幅、即ち最強パルス幅は、送信回路１４４のパルサー（パルス発生回路１５８）の仕様によって決まっている。この仕様を守るような制御を送信回路１４４内の上述したＦＰＧＡから出している。
また、図７Ｄに２点鎖線で示すように、分極用駆動パルスの駆動波形として、図７Ｃに示す複数のユニポーラの波形を組み合わせて用いることにより、図７Ｄに実線で示す１つのユニポーラの波形をからなる分極用駆動パルスの駆動波形よりも、サイドローブの最大感度を低下させることができる。
これらに対し、図８Ａ、及び図８Ｂは、図４に示す送信回路から送信される診断用駆動パルスの駆動波形の一例のグラフ、及びその駆動波形の感度と周波数の関係を示すグラフである。図８Ａに示す駆動波形は、中心周波数６ＭＨｚのバイポーラの１つの波の波形である。診断用駆動パルスの駆動波形の周波数特性を図８Ｂに示す。
以上から、分極用駆動パルスの駆動波形（送信波形）と、診断用駆動パルスの駆動波形（送信波形）とは、異なることが好ましく、詳しくは、電圧、周波数、及び波数の少なくとも１つが異なることが好ましい。

ところで、超音波システム、特に小型の超音波システムにおいては、送信同時開口数（パルサーのチャンネル数）、即ち同時に超音波を送信する超音波振動子を制限することによって小型化している。多素子（多数の超音波振動子）を持つ超音波振動子アレイを駆動する際には、図９に示すように、切り替え器として機能するマルチプレクサ１４０を介することで、多素子の駆動を実現している。一方でハイエンド機においてはパルサーのチャンネル数を増やすことで画質の向上を達成している。
即ち、図９に示す例では、プローブ（超音波振動子ユニット４６）の素子（超音波振動子４８）のチャンネル数が２５６チャンネル（ｃｈ）であり、多素子であるのに対し、システム側のパルサー（パルス発生回路１５８）のチャンネル数が６４ｃｈであるため、プローブ４６の２５６ｃｈの素子４８からなる素子群４９を６４ｃｈの素子４８からなる４つの素子群４９ａ～４９ｄに分割し、マルチプレクサ１４０で、分割された１群の６４ｃｈの素子４８からなる素子群４９ａを選択し、素子群４９ａの各素子４８をパルサー１５８の６４ｃｈのそれぞれに接続して、６４ｃｈの素子４８を同時開口して送信駆動し、超音波画像を取得することになる。なお、図９に示す例でも、以下の図に示す例でも、素子群内の各素子（超音波振動子）４８の図示は省略している。

このため、図９に示す例では、残りの３つの素子群４９ｂ～４９ｄのそれぞれの６４ｃｈの素子４８は、駆動されず、超音波画像の取得には用いられないことになる。この素子群４９ａの各素子４８を、超音波画像の取得のために所定時間駆動した後、素子群４９ａの各素子４８の駆動を中止し、次の素子群４９ｂの６４ｃｈの素子４８を駆動することもできる。同様にして、続いて、順次、素子群４９ｃ、及び４９ｄの各素子４８を駆動することができる。
しかしながら、このようにしても、４つの素子群４９ａ～４９ｄの内の３つの素子群は駆動されないので、図９に示す例は、オーバースペックとなる。勿論、システム側のパルサー１５８のチャンネル数が２５６ｃｈある場合には、全ての素子４８を駆動することができるので、マルチプレクサ１４０は不要である。このため、プローブ４６の素子４８のチャンネル数が多い場合には、システム側のパルサー１５８のチャンネル数を増やすことが考えられる。

しかしながら、超音波内視鏡１２の超音波振動子４８は小径のコンベックスで形成されることが多く、その場合、システム側のパルサー１５８のチャンネル数を増やして超音波振動子４８の同時開口数を増やしても端部の素子（超音波振動子）４８の画質向上への寄与は小さくなり、むしろサイドローブなどのアーティファクトを引き起こす要因ともなりうる。そのため、送信開口数を±４５度の範囲に制限して送信する場合が多い。
例えば、図１０に示すマイクロコンベックス振動子においては、中央の太線を形成するために中央の素子群４９ｅの６４ｃｈの素子４８を駆動するが、両側の端部１、及び２の素子群４９ｆ、及び４９ｇの各３２ｃｈの素子４８は駆動しない。
このように、超音波内視鏡用に設計された超音波内視鏡システムにおいては、必要最低限の素子数（例えば６４ｃｈ）で設計されることが多いが、体表用プローブも使用する超音波内視鏡システムにおいては、同時開口数が過剰になる場合がある。

そこで、本発明においては、過剰になったパルサーを使用して、分極処理を画像描出、即ち超音波画像の取得と同時に実施することで、フレームレートの低下なく、分極処理を実施することができる。
即ち、図１０に示す例に本発明を適用し、ＣＰＵ１５２の制御により、中央の素子群４９ｅの６４ｃｈの素子４８を超音波画像の取得のために駆動している間、同時に、両側の端部１、及び２の素子群４９ｆ、及び４９ｇの各３２ｃｈの素子４８に分極処理を行うことができる。
なお、オーバースペックであるが、図９に示す例にも、本発明を適用し、ＣＰＵ１５２の制御により、素子群４９ａの６４ｃｈの素子４８を超音波画像の取得のために駆動している間、同時に、残りの３つの素子群４９ｂ～４９ｄの各６４ｃｈの素子４８に分極処理を行うこともできる。
即ち、本発明は、同時開口しているが、超音波画像の取得のために使用しない素子４８のチャンネルに再分極処理（単に、分極処理ともいう）を入れることにより、超音波画像の取得と同時に再分極処理を行うものである。

以下に、本発明を適用した実施例について説明するが、これらの実施例はあくまで一例であり、本発明は、これに限定されるわけではない。
（実施例１）
図１１Ａ～図１１Ｃは、制御回路（ＣＰＵ１５２）の制御により、超音波画像の取得、即ち画像形成のために駆動する素子（超音波振動子）４８をシフトさせながら画像形成と分極処理とを同時に実施する状態を説明する図である。
図１１Ａ～図１１Ｃに示す状態では、いずれも、画像形成に使用していないパルサー１５８を用いて、画像形成に使用していない素子（超音波振動子）４８に分極処理を行っている状態を表している。この分極処理においては、画像形成に使用する素子４８に印加する電圧と異なる電圧を使用することが好ましい。

まず、図１１Ａに示す状態１では、プローブ４６の全１２８ｃｈの素子４８の右半分の素子群（アレイ）５０ａの６４ｃｈの素子４８は、画像形成のための超音波送信に用いられるが、左半分の素子群５０ｂの６４ｃｈの素子４８には、分極処理が行われる。
次に、図１１Ｂに示す状態２では、図１１Ａに示す右半分の素子群５０ａの６４ｃｈの素子４８内の右側の１０ｃｈの素子４８は、画像形成のための超音波送信が停止され、分極処理が開始され、一方、図１１Ａに示す左半分の素子群５０ｂの６４ｃｈの素子４８の内の右側の１０ｃｈの素子４８は、分極処理が停止され、画像形成のための超音波送信が開始される。したがって、図１１Ｂに示す状態２では、プローブ４６の全１２８ｃｈの素子４８の中央の素子群５０ｃの６４ｃｈの素子４８は、画像形成に用いられるが、右側の素子群（アレイ）５０ｄの１０ｃｈの素子４８、及び左側の素子群（アレイ）５０ｅの５４ｃｈの素子４８には、分極処理が行われる。

次に、図１１Ｃに示す状態３では、図１１Ｂに示す中央の素子群５０ｃの６４ｃｈの素子４８の右側の２２ｃｈの素子４８は、画像形成のための超音波送信が停止され、分極処理が開始され、一方、図１１Ｂに示す左半分の素子群５０ｅの５４ｃｈの素子４８の右側の２２ｃｈの素子４８は、分極処理が停止され、画像形成のための超音波送信が開始される。したがって、図１１Ｃに示す状態３では、プローブ４６の全１２８ｃｈの素子４８の中央の素子群５０ｆの６４ｃｈの素子４８は、画像形成に用いられるが、右側の素子群（アレイ）５０ｇの３２ｃｈの素子４８、及び左側の素子群（アレイ）５０ｈの３２ｃｈの素子４８には、分極処理が行われる。
図１１Ａ～図１１Ｃに示す状態１、２、及び３のように、画像形成のための超音波送受信に用いる素子４８のシフトに伴って、分極処理を行う素子４８の位置を変更することができる。
なお、図１１Ａ～図１１Ｃに示す例では、画像形成のための超音波送受信に用いる素子４８のシフトに伴い分極処理を行う素子４８の位置も変更されるが、画像形成に用いる素子４８のチャンネル数と、分極処理を行う素子４８のチャンネル数は変更されず、共に６４ｃｈである。

ここで、画像形成と分極処理との同時実施に当たり、画像形成では、素子４８への超音波の送受信が必要であるが、分極処理では送信のみで良いので、受信信号の受信は必要がない。
観察のためのフォーカス位置の変更に伴って、画像形成に用いる素子４８の同時開口数が変更になる場合、それに応じて、分極処理を行う素子４８のチャンネル数（同時開口数）を変更するのが好ましい。
例えば、画像形成のチャンネル数、及び分極処理のチャンネル数が共に、６４ｃｈである状態から、観察のためのフォーカス位置の変更に伴って、画像形成に用いる素子４８の同時開口チャンネル数が５６ｃｈに変更になる場合には、分極処理を行う素子４８のチャンネル数を７２ｃｈに変更することが好ましい。
また、上述したように、素子４８に印加する送信信号（駆動パルス）の電圧は、画像形成、及び分極処理においては、異なる電圧を使用することが好ましいが、送信周波数も、画像形成と分極処理とにおいては異なる波形を用いることが好ましい。また、送信波形の波数も異なることが好ましい。
このため、送信回路１４４において、電圧は２系統持つことが望ましく、その１系統を画像形成、他の系統を分極処理に用いることで、異なる電圧を印加することが好ましい。こうする代わりに、１系統でどちらか一方を減衰させて用いることも可能である。

（実施例２）
図１２Ａ、及び図１２Ｂは、複数の超音波振動子が円周状に配置された超音波振動子アレイであるラジアル振動子アレイ５１を用いる場合において、それぞれ、画像形成のための複数の超音波振動子の中心と、分極処理のための複数の超音波振動子の中心とは、１８０度異なる位置に配置されている状態を示す図である。
まず、図１２Ａに示す状態では、プローブ４６の全２５６ｃｈの素子４８の下側の素子群（アレイ）５１ａの６４ｃｈの素子４８は、画像形成のための超音波送受信に用いられるが、上側の素子群５１ｂの６４ｃｈの素子４８には、分極処理が行われる。図１２Ａに示すように、下側の素子群５１ａと上側の素子群５１ｂとは、ラジアル振動子アレイ５１の中心に対して点対称の位置に配置され、下側の素子群５１ａの素子４８の中心と上側の素子群５１ｂの素子４８の中心とは、１８０度異なる位置に配置されている。なお、図１２Ａにおいて、ラジアル振動子アレイ５１の中心に対して点対称の位置に配置されている左側の素子群５１ｃと右側の素子群５１ｄとは、超音波送受信にも用いられず、分極処理も行われていないフリーズの状態である。

次に、図１２Ｂに示す状態では、図１２Ａに示す状態から右回りに９０度シフトされ、プローブ４６の全２５６ｃｈの素子４８の左側の素子群５１ｃの６４ｃｈの素子４８は、画像形成のための超音波送受信に用いられ、ラジアル振動子アレイ５１の中心に対して点対称の位置に配置される右側の素子群５１ｄの６４ｃｈの素子４８には、分極処理が行われる。即ち、図１２Ｂに示す状態においても、超音波送受信用の左側の素子群５１ｃと分極処理用の右側の素子群５１ｄとは、ラジアル振動子アレイ５１の中心に対して点対称の位置に配置され、下側の素子群５１ａの素子４８の中心と上側の素子群５１ｂの素子４８の中心とは、１８０度異なる位置に配置されている。なお、図１２Ｂでは、ラジアル振動子アレイ５１の中心に対して点対称の位置に配置されている下側の素子群５１ａと上側の素子群５１ｂとは、フリーズの状態である。
以上のように、ラジアル振動子アレイ５１の複数の素子４８は、画像形成と分極処理とを実施する同時送信開口の中心が互いに１８０度を維持するように制御されることが好ましい。したがって、ラジアル振動子アレイ５１の複数の素子４８において、画像形成のスキャンに対し、１８０度異なる方向に分極処理用のスキャンを挿入することができる。

なお、上述したように、分極処理用の送信は、プローブの帯域の外であり、画像形成への影響はほとんどない。
したがって、図１１Ａ～図１１Ｃに示すように、分極処理用の送信は、画像形成への影響はほとんどないので、画像形成のための素子４８と、分極処理のための素子４８とが隣接していても良い。しかしながら、クロストークやノイズなどの画像形成への影響をより減らすために、画像形成のための素子４８と、分極処理のための素子４８との間に、フリーズの状態の素子４８を少なくとも２～３素子だけ介在させることが好ましい。
更に、上述したように、図１２Ａ、及び図１２Ｂに示すように、ラジアル振動子アレイ５１において、画像形成用の複数の素子４８の中心と、分極処理用の複数の素子４８の中心とを、１８０度の位置に配置することで、画像形成への影響を更に少なくすることができる。

＜＜超音波内視鏡システムの動作例について＞＞
次に、超音波内視鏡システム１０の動作例として、超音波診断に関する一連の処理（以下、診断処理とも言う）の流れを、図１３、及び図１４を参照しながら説明する。図１３は、超音波内視鏡システム１０を用いた診断処理の流れを示す図である。図１４は、診断処理中の診断ステップの手順を示す図である。

超音波内視鏡１２が、超音波用プロセッサ装置１４、内視鏡用プロセッサ装置１６及び光源装置１８に接続された状態で超音波内視鏡システム１０各部の電源が投入されると、それをトリガとして診断処理が開始される。診断処理では、図１３に示すように、先ず入力ステップが実施される（Ｓ００１）。入力ステップでは、術者が操作卓１００を通じて検査情報及び制御パラメータ等を入力する。入力ステップが完了すると、診断開始の指示があるまで、待機ステップが実施される（Ｓ００２）。この待機ステップを利用して、超音波用プロセッサ装置１４のＣＰＵ１５２が、超音波内視鏡１２の内視鏡側メモリ５８から累積駆動時間、及び累積処理時間を読み取る（Ｓ００３）。

続いて、術者からの診断開始指示があると（Ｓ００４でＹｅｓ）、ＣＰＵ１５２が超音波用プロセッサ装置１４各部を制御して診断ステップを実施する（Ｓ００５）。診断ステップは、図１４に図示の流れに沿って進行し、指定された画像生成モードがＢモードである場合には（Ｓ０３１でＹｅｓ）、Ｂモード画像を生成するように超音波用プロセッサ装置１４各部を制御する（Ｓ０３２）。また、指定された画像生成モードがＢモードではなく（Ｓ０３１でＮｏ）ＣＦモードである場合には（Ｓ０３３でＹｅｓ）、ＣＦモード画像を生成するように超音波用プロセッサ装置１４各部を制御する（Ｓ０３４）。更に、指定された画像生成モードがＣＦモードではなく（Ｓ０３３でＮｏ）ＰＷモードである場合には（Ｓ０３５でＹｅｓ）、ＰＷモード画像を生成するように超音波用プロセッサ装置１４各部を制御する（Ｓ０３６）。なお、指定された画像生成モードがＰＷモードではない場合には（Ｓ０３６でＮｏ）、ステップＳ０３７へ進む。

一方、分極処理ステップは、診断ステップのスタートをトリガとして開始され、診断ステップが終了するまで、分極処理を実施するように超音波用プロセッサ装置１４各部を制御する（Ｓ０２１）。
即ち、ＣＰＵ１５２は、超音波診断の実施期間中であって、駆動対象振動子である複数の超音波振動子４８に対して超音波診断を行うための超音波の送信、及び反射波の受信が行われて、超音波画像の各々のフレームの画像が取得される各々のフレーム時間、即ち診断ステップ中において、同時に、超音波診断を行うための超音波の送信、及び反射波の受信が行われていない分極対象振動子である複数の超音波振動子４８に対して分極処理を行うように超音波用プロセッサ装置１４各部を制御する。つまり、超音波診断の実施期間中に、超音波画像の取得と分極処理とが同時に行われる。

続いて、図１４に戻って、ＣＰＵ１５２は、超音波診断が終了したか否かを判定する（Ｓ０３７）。超音波診断が終了していない場合（Ｓ０３７でＮｏ）、診断ステップＳ０３１へ戻り、各画像生成モードによる超音波画像の生成は、診断終了条件が成立するまで繰り返し実施される。この場合にも、分極処理も、同時に実施される。診断終了条件としては、例えば、術者が操作卓１００を通じて診断終了を指示すること等が挙げられる。

一方、診断終了条件が成立して超音波診断が終了すると（Ｓ０３７でＹｅｓ）、分極処理も同時に終了し、ＣＰＵ１５２は、それまで実施していた超音波診断の所要時間を、ステップＳ００３で内視鏡側メモリ５８から読み取った累積駆動時間、及び累積処理時間に加算し、内視鏡側メモリ５８に記憶された累積駆動時間、及び累積処理時間を加算後の累積駆動時間、及び累積処理時間に更新する（Ｓ０３８）。診断ステップにおける上記一連の工程（Ｓ０３１～Ｓ０３８）が終了した時点で診断ステップが終了する。
続いて、図１３に戻って、超音波内視鏡システム１０各部の電源がオフとなると（Ｓ００６でＹｅｓ）、診断処理が終了する。一方で、超音波内視鏡システム１０各部の電源がオン状態で維持される場合には（Ｓ００６でＮｏ）、入力ステップＳ００１に戻り、上述した診断処理の各ステップを繰り返すことになる。

ところで、分極処理は、超音波診断を行うための超音波の送信、及びその反射波の受信が行われない分極対象振動子に相当する全ての超音波振動子４８に行っても良い。しかしながら、分極処理の累積処理時間が一定時間に到達している超音波振動子４８は、分極対象振動子に相当していても、分極処理を行わなくても良い。即ち、分極処理の累積処理時間が一定時間に到達している超音波振動子４８は、最初から分極処理を行わなくても良いし、分極処理の累積処理時間が一定時間に到達した時点で、分極処理を中止しても良い。
なお、超音波振動子４８は、超音波診断を行うための超音波の送信、及びその反射波の受信が行われた時間、つまり、複数の超音波振動子４８の累積駆動時間に応じて、超音波振動子４８の両面に付与された双極子が減少して脱分極が進行するので、累積駆動時間が一定以上に達した超音波振動子４８を、画像形成中であっても、超音波診断を行うための超音波の送信、及びその反射波の受信を行う駆動対象振動子から外し、分極対象振動子として、分極処理を行っても良い。

なお、超音波内視鏡システム１０は、超音波画像、及び内視鏡画像を取得し、これらの超音波画像、及び内視鏡画像を、様々な表示モードによってモニタ２０に表示させることができる。
図１５に示すように、表示モードには、超音波画像のみを表示する第１の表示モード、ピクチャ・イン・ピクチャ（ＰｉｎＰ）により、超音波画像を内視鏡画像よりも大きく表示する第２の表示モード、同じく、ＰｉｎＰにより、超音波画像を内視鏡画像よりも小さく表示する第３の表示モード、及び内視鏡画像のみを表示する第４の表示モードがある。ユーザの指示により、第１～第４の表示モードを任意に切り替えて表示させることができる。

＜＜本発明の超音波内視鏡システム１０の有効性について＞＞
超音波内視鏡システム１０は、超音波診断の実施期間中に、超音波振動子を用いて超音波診断を行うための超音波の送信、及び反射波の受信を行い、各々のフレームの画像を取得する間に、同時に、超音波診断を行うための超音波の送信、及び反射波の受信が行われていない超音波振動子に対して分極処理を行う。そのため、超音波診断の実施期間中であっても、フレームレートが低下しないので超音波画像の画質を低下させることなく、複数の超音波振動子４８の受信感度を常に良好に保つことができ、したがって常に高画質な超音波画像を取得することができる。
また、超音波内視鏡システム１０は、既存の送信回路１４４、より詳しくはパルス発生回路１５８を用いて、超音波診断を行うための超音波の送信と同時に、分極処理を行うため、既存の回路を大幅に変更することなく、超音波診断の実施期間中に分極処理を行うことができる。

なお、超音波振動子４８の総数、及び開口チャンネル数は、任意の個数に変更してもよい。例えば、開口チャンネル数が超音波振動子４８の総数と同じ場合、超音波診断を行うための超音波の送信、及び反射波の受信を行う駆動対象振動子４８は、超音波振動子４８の総数より少なくすることが必要である。その場合、超音波の送信、及び反射波の受信を行わない分極対象の超音波振動子４８に対して、同時に分極処理を行うことができる。

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良、及び変更をしてもよいのはもちろんである。

１０ 超音波内視鏡システム
１２ 超音波内視鏡
１４ 超音波用プロセッサ装置
１６ 内視鏡用プロセッサ装置
１８ 光源装置
２０ モニタ
２１ａ 送水タンク
２１ｂ 吸引ポンプ
２２ 挿入部
２４ 操作部
２６ ユニバーサルコード
２８ａ 送水送気ボタン
２８ｂ 吸引ボタン
２９ アングルノブ
３０ 処置具挿入口
３２ａ 超音波用コネクタ
３２ｂ 内視鏡用コネクタ
３２ｃ 光源用コネクタ
３４ａ 送気送水用チューブ
３４ｂ 吸引用チューブ
３６ 超音波観察部
３８ 内視鏡観察部
４０ 先端部
４２ 湾曲部
４３ 軟性部
４４ 処置具導出口
４５ 処置具チャンネル
４６ 超音波振動子ユニット
４８ 超音波振動子
５０ 超音波振動子アレイ
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ、５０ｆ、５０ｇ、５０ｈ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ 素子群
５４ バッキング材層
５６ 同軸ケーブル
５８ 内視鏡側メモリ
６０ ＦＰＣ
７４ 音響整合層
７６ 音響レンズ
８２ 観察窓
８４ 対物レンズ
８６ 固体撮像素子
８８ 照明窓
９０ 洗浄ノズル
９２ 配線ケーブル
１００ 操作卓
１４０ マルチプレクサ
１４２ 受信回路
１４４ 送信回路
１４６ Ａ／Ｄコンバータ
１４８ ＡＳＩＣ
１５０ シネメモリ
１５１ メモリコントローラ
１５２ ＣＰＵ
１５４ ＤＳＣ
１５８ パルス発生回路
１６０ 位相整合器
１６２ Ｂモード画像生成部
１６４ ＰＷモード画像生成部
１６６ ＣＦモード画像生成部

Claims (10)

1. 超音波画像、及び内視鏡画像を取得する超音波内視鏡システムであって、
   同時送信開口する複数の超音波振動子が配列された超音波振動子アレイを有し、
   前記複数の超音波振動子の一方の複数の超音波振動子を用いて超音波を送信し、かつ前記超音波の送信による前記超音波の反射波を受信すると共に、前記複数の超音波振動子の他方の複数の超音波振動子による前記超音波の送信を休止する超音波観察部を備える超音波内視鏡と、
   前記一方の複数の超音波振動子から前記超音波を発生させるために、前記一方の複数の超音波振動子にそれぞれ印加する診断用駆動パルスからなる超音波発生用送信信号を送信すると共に、同時に、前記超音波画像の取得のための前記超音波発生用送信信号の送信を休止している前記他方の複数の超音波振動子に分極処理を行うための分極用駆動パルスからなる分極処理用送信信号を送信する送信回路、前記一方の複数の超音波振動子が受信した前記反射波に基づく受信信号を出力する受信回路、及び前記超音波画像を取得するために前記受信信号を画像化して前記超音波画像を生成する超音波画像生成部を備える超音波用プロセッサ装置と、を有し、
   前記超音波用プロセッサ装置は、更に、前記超音波画像の取得のために、前記送信回路を用いて前記一方の複数の超音波振動子に対して前記超音波発生用送信信号を送信して前記超音波の送信、及び前記反射波の受信を行わせると共に、前記他方の複数の超音波振動子に対して前記送信回路を用いて前記分極処理用送信信号を送信して、前記分極処理を行わせる制御回路を備え、
   前記制御回路は、前記超音波画像を生成するための前記超音波発生用送信信号の送信、及び前記分極処理を行うための前記分極処理用送信信号の送信を、同時にそれぞれ異なる前記一方、及び前記他方の複数の超音波振動子で行わせるように前記送信回路を制御し、前記超音波の送受信と前記分極処理とを、同時に異なる前記複数の超音波振動子で行わせ、
   前記制御回路は、観察のためのフォーカス位置の変更に伴って前記超音波画像を生成するための前記超音波の送受信を行う前記一方の複数の超音波振動子の同時送信開口数が変化されるのに応じて、前記分極処理を行う前記他方の複数の超音波振動子の同時送信開口数を変化させることを特徴とする超音波内視鏡システム。
2. 前記超音波発生用送信信号の送信波形と前記分極処理用送信信号の送信波形とは異なる請求項１に記載の超音波内視鏡システム。
3. 前記超音波発生用送信信号と前記分極処理用送信信号とは、前記送信波形の周波数、電圧、及び波数の少なくとも１つが異なる請求項２に記載の超音波内視鏡システム。
4. 前記複数の超音波振動子が円周状に配置された前記超音波振動子アレイを用いる時、前記超音波画像を生成するための前記超音波の送受信を行う前記一方の複数の超音波振動子の中心と、前記分極処理を行うための前記分極処理用送信信号の送信を行う前記他方の複数の超音波振動子の中心とは、１８０度異なる位置に配置される請求項１または２に記載の超音波内視鏡システム。
5. 前記制御回路は、
   前記一方の複数の超音波振動子を用いて前記超音波の送信、及び前記反射波の受信を行わせる場合には、同時に、前記他方の複数の超音波振動子に対して、前記超音波の送受信を休止して前記分極処理を行わせるように制御し、
   逆に、前記他方の複数の超音波振動子を用いて前記超音波の送信、及び前記反射波の受信を行わせる場合には、同時に、前記一方の複数の超音波振動子に対して、前記超音波の送受信を休止して前記分極処理を行わせるように制御する請求項１または２に記載の超音波内視鏡システム。
6. 超音波画像、及び内視鏡画像を取得する超音波内視鏡システムの作動方法であって、
   前記超音波内視鏡システムは、複数の超音波振動子が配列された超音波振動子アレイを有する超音波観察部を備える超音波内視鏡と、前記複数の超音波振動子の内の一方の複数の超音波振動子に超音波発生用送信信号を送信すると共に、同時に、前記超音波画像の取得のための前記超音波発生用送信信号の送信を休止している他方の複数の超音波振動子に分極処理用送信信号を送信する送信回路、前記一方の複数の超音波振動子が受信した反射波に基づく受信信号を出力する受信回路、及び前記受信信号を画像化して前記超音波画像を生成する超音波画像生成部を有する超音波用プロセッサ装置と、を備え、
   前記超音波画像の取得のために超音波を発生させる前記一方の複数の超音波振動子にそれぞれ印加する診断用駆動パルスからなる前記超音波発生用送信信号を生成すると共に、分極処理のために、前記超音波発生用送信信号の送信を休止している前記他方の複数の超音波振動子にそれぞれ印加する分極用駆動パルスからなる前記分極処理用送信信号を生成するように前記送信回路を制御する制御ステップと、
   前記送信回路から生成された前記超音波発生用送信信号を前記一方の複数の超音波振動子に送信して、前記診断用駆動パルスを前記一方の複数の超音波振動子に印加して前記超音波を発生させる発生ステップと、
   前記超音波の前記反射波を前記一方の複数の超音波振動子が受信する受信ステップと、
   前記受信回路から前記一方の複数の超音波振動子が受信した前記反射波に基づく前記受信信号を出力する出力ステップと、
   前記超音波画像生成部が前記受信信号を受信して前記受信信号を画像化して前記超音波画像を生成する生成ステップと、
   前記発生ステップ、及び前記受信ステップを実行している間に、同時に、前記送信回路から生成された前記分極処理用送信信号を前記他方の複数の超音波振動子に送信して、前記分極用駆動パルスを前記他方の複数の超音波振動子に印加して前記他方の複数の超音波振動子に前記分極処理を行う分極ステップと、を有し、
   観察のためのフォーカス位置の変更に伴って前記超音波画像を生成するための前記超音波の送受信を行う前記一方の複数の超音波振動子の同時送信開口数が変化されるのに応じて、前記分極処理を行う前記他方の複数の超音波振動子の同時送信開口数を変化させることを特徴とする超音波内視鏡システムの作動方法。
7. 前記超音波発生用送信信号の送信波形と前記分極処理用送信信号の送信波形とは異なる請求項６に記載の超音波内視鏡システムの作動方法。
8. 前記超音波発生用送信信号と前記分極処理用送信信号とは、前記送信波形の周波数、電圧、及び波数の少なくとも１つが異なる請求項７に記載の超音波内視鏡システムの作動方法。
9. 前記複数の超音波振動子が円周状に配置された前記超音波振動子アレイを用いる時、前記超音波画像を生成するための前記超音波の送受信を行う前記一方の複数の超音波振動子の中心と、前記分極処理を行うための前記分極処理用送信信号の送信を行う前記他方の複数の超音波振動子の中心とは、１８０度異なる位置に配置される請求項６～８のいずれか１項に記載の超音波内視鏡システムの作動方法。
10. 前記制御ステップにおいて、前記一方の複数の超音波振動子に送信する前記超音波発生用送信信号を生成するように制御される場合には、前記他方の複数の超音波振動子に送信する前記分極処理用送信信号を生成するように制御され、
    前記一方の複数の超音波振動子に対して、前記発生ステップ、及び前記受信ステップが実施されると共に、同時に前記他方の複数の超音波振動子に対して前記分極ステップが実施され、
    逆に、前記制御ステップにおいて、前記他方の複数の超音波振動子に送信する前記超音波発生用送信信号を生成するように制御される場合には、前記一方の複数の超音波振動子に送信する前記分極処理用送信信号を生成するように制御され、
    前記他方の複数の超音波振動子に対して、前記発生ステップ、及び前記受信ステップが実施されると共に、同時に前記一方の複数の超音波振動子に対して前記分極ステップが実施される請求項６～８のいずれか１項に記載の超音波内視鏡システムの作動方法。