JPWO2012173227A1 - 超音波プローブ及び超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

超音波診断における電力節約を実現する超音波プローブ及び超音波診断装置を提供することを目的とする。 被検者の関心領域に向かって超音波を送信し、前記関心領域からの反射波を所定のアクティブ開口によって受信し複数のチャネル信号を発生する複数のトランスデューサと、前記アクティブ開口に応じて前記チャネル信号を選択的に処理する電力節約処理を実行する電力節約ユニットと、を具備する超音波プローブ或いは超音波診断装置である。

Description

超音波診断における電力節約を実現する超音波プローブ及び超音波診断装置に関する。

超音波診断撮影システムおよび超音波診断撮影システムを動作させる方法において電力を節約するために、従来、ある回路をオフにするかあるいは回路の動作時に電力消費量を低減させる試みがなされている。このような試みは、ある動作段階において不要であるかあるいは動作しない回路をオフにするかあるいはそのような回路の電力消費量を低減させることによるものである。このような電力を低減させた回路が他のある動作段階において再び必要になると、超音波撮影システムは、このような回路における電力消費量を動作可能なレベルまで増大させる。もちろん、このような試みでは電力消費量がある程度節約されるが、追加的な制御も必要になる。

追加的な制御はいくつかのトレードオフを伴うことがある。たとえば、電力を低減させて増大させるには追加的な時間が必要になり、超音波撮影システムにおける効率が損なわれることがある。他のトレードオフでは、ある画像処理回路において安定した電力が欠如するために画質が損なわれることがある。

米国特許６５２７７１９Ｂ１号公報 米国特許６４７１６５１Ｂ１号公報

超音波診断における電力節約を実現する超音波プローブ及び超音波診断装置を提供することを目的とする。

一実施形態に係る超音波プローブは、被検者の関心領域に向かって超音波を送信し、前記関心領域からの反射波を所定のアクティブ開口によって受信し複数のチャネル信号を発生する複数のトランスデューサと、前記アクティブ開口に応じて前記チャネル信号を選択的に処理する電力節約処理を実行する電力節約ユニットと、を具備するものである。

一実施形態に係る超音波診断装置は、被検者の関心領域に向かって超音波を送信し、前記関心領域からの反射波を所定のアクティブ開口によって受信し複数のチャネル信号を発生する複数のトランスデューサと、設定されたアクティブ開口に応じてチャネル信号を特定する特定ユニットと、前記特定されたチャネル信号を選択的に処理する電力節約処理を実行する電力節約ユニットと、を具備するものである。

図１は、超音波撮影システムの一実施形態を示す図である。 図２は、一実施形態における、超音波データを収集・し処理して画像を生成するための機能ブロックを示す図である。 図３は、超音波撮影システムの一実施形態に係るにおける焦点深度とアクティブ開口サイズとの例示的な関係を示す図である。 図４は、超音波撮影システムの一実施形態における様々な焦点深度での更新頻度率を示す図である。 図５は、超音波撮影システムの一実施形態における様々な焦点深度でのアナログデジタル変換（ＡＤＣ）のサンプリング周波数を示す図である。 図６は、第２の実施形態における、超音波データを収集し処理して画像を生成するための機能ブロックを示す図である。 図７は、超音波撮影システムの第２の実施形態における様々な更新深度での間引きユニットの可変間引き率を示す図である。 図８は、超音波撮影システムの第２の実施形態における様々な更新深度でのサンプル補間ユニットの可変サンプル補間率を示す図である。 図９Ａは、超音波撮影システムの第３の実施形態におけるアクティブ開口と更新深度の組み合わせに基づく他の電力節約方式を説明するための図である。 図９Ｂは、超音波撮影システムの第３の実施形態におけるアクティブ開口と更新深度の組み合わせに基づく他の電力節約方式を説明するための図である。 図１０Ａは、超音波撮影システムの第４の実施形態におけるアクティブ開口と更新深度の組み合わせに基づく他の電力節約方式を説明するための図である。 図１０Ｂは、超音波撮影システムの第４の実施形態におけるアクティブ開口と更新深度の組み合わせに基づく他の電力節約方式を説明するための図である。 図１１Ａは、超音波撮影システムの第５の実施形態におけるアクティブ開口と更新深度の組み合わせに基づく他の電力節約方式を説明するための図である。 図１１Ｂは、超音波撮影システムの第５の実施形態におけるアクティブ開口と更新深度の組み合わせに基づく他の電力節約方式を説明するための図である。 図１２Ａは、撮影システムにおいて電力を節約しつつ超音波データを処理する第６の実施形態を説明するための図である。 図１２Ｂは、撮影システムにおいて電力を節約しつつ超音波データを処理する第６の実施形態を説明するための図である。 図１３は、概して１組の所定の深度に依存し、それぞれの所定の深度において電力を節約する所定の動作の組み合わせを開始する例示的なプロセスを示すフローチャートである。

本実施形態に係る超音波撮影システムは、プローブまたはトランスデューサユニットと、処理ユニットと、プローブと処理ユニットを連結するケーブルとを含む。概して、プローブの実施形態は、従来の超音波プローブのいくつかの構造、構成要素、および素子を含む。すなわち、プローブの一実施形態では、超音波パルスを生成して患者のある領域に向かって送信する。この実施形態ではまた、患者から反射された超音波エコーを受信する。プローブの多くの実施形態は概してケーブルおよびハンドヘルドデバイスを介して処理ユニットに接続されるが、本実施形態に係るプローブは、実施するうえでこれらの構造要件に限定されない。

図１に示されているように、本超音波撮影システムの一実施形態は、システムユニット１０と、ケーブル３０と、超音波プローブハンドル４０とを含む。プローブ４０は、ケーブル３０を介してシステム１０に接続されている。システムユニット１０は概して、患者の関心領域に向かって超音波パルスを送信し、患者から反射された超音波エコーを受信するプローブハンドル４０内の２次元アレイなどのトランスデューサを制御する。システムユニット１０は、反射された超音波信号またはエコーをリアルタイムに同時に受信し、関心領域の画像をディスプレイユニット２０上に表示するようにさらに処理する。超音波撮影システムの上述の実施形態では、プローブユニット４０は、大量の反射された超音波データを、リアルタイムの撮影ができるようにケーブル３０を介してシステムユニット１０に送信する。他の実施形態では、データは、トランスデューサユニット４０とシステムユニット１０との間でワイヤレスに送信される。

次に図２を参照すると、一実施形態における超音波データを収集し処理して画像を生成するための機能ブロックが図示されている。一実施形態では、機能ブロックには、トランスデューサブロック１００、アナログ電子機器ブロック１１０、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）ブロック１２０、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０、サンプル補間ブロック１４０、ビームフォーマブロック１５０、電力節約ユニット３００、判別ユニット３１０が含まれる。本実施形態では、トランスデューサブロック１００、アナログ電子機器ブロック１１０、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）ブロック１２０、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０、サンプル補間ブロック１４０、ビームフォーマブロック１５０、電力節約ユニット３００を超音波プローブ内に設け、判別ユニット３１０を超音波診断装置本体側に設ける構成を例とする。しかしながら、当該例に拘泥されず、例えば、判別ユニット３１０を超音波プローブ内に設けることも可能である。

また、各機能ブロックは、一実施形態では対応するハードウェアユニットおよびソフトウェアモジュールによって任意に実現される。上記の機能ブロックはまた、他の実施形態では、必ずしも機能ブロック１００〜１５０に対応しないハードウェアユニットおよびソフトウェアモジュールの組み合わせによって任意に実現される。また、これらの機能ブロックのすべてまたはいくつかは、本実施形態に係るプローブ４０上で任意に実現される。

電力節約ユニット３００は、後述するように、アクティブ開口、更新深度、アクティブ開口と更新深度との組み合わせのいずれかに応じて、チャネル信号を選択的に処理する電力節約処理を実行する。電力節約ユニット３００は、任意に、アナログ電子機器ブロック１１０と、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）ブロック１２０と、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０と、サンプル補間ブロック１４０と、ビームフォーマブロック１５０のうちの少なくとも一つを含む構成とすることも可能である。

判別ユニット３１０は、アクティブ開口、更新深度、アクティブ開口と更新深度との組み合わせのいずれかに応じて、処理の対象とするチャネル信号を判別する。典型例としては、判別ユニット３１０は、アクティブ開口毎、更新深度毎、アクティブ開口と更新深度との組み合わせ毎に選択すべきチャネル信号を定義する（予め記憶されたテーブルに基づいて、設定されるアクティブ開口、更新深度に応じてチャネル信号を判別する。また、当該例に拘泥されず、アクティブ開口、更新深度が設定される度に計算し、選択すべきチャネル信号を判別するようにしてもよい。

トランスデューサ１００は概してプローブ４０内に配置される。トランスデューサ１００は、超音波パルスを送信するためのチャネルおよび超音波エコーを受信するためのチャネルまたはその両方を行うためのチャネルにグループ分けされた所定数のトランスデューサ素子を有する２次元トランスデューサアレイのような送信素子および受信素子をさらに含む。２次元（２Ｄ）撮影データの場合、チャネルの数は６４から２５６の範囲である。一方、３次元（３Ｄ）撮影データの場合、必要なチャネルの数は１０００を超えることが多い。

トランスデューサ１００は、トランスデューサ１００が送信素子からの超音波パルスを被検者の関心領域に向かって送信し、被検者の関心領域から反射された超音波エコーが第１の所定数のチャネル信号に変換されるように超音波エコーをトランスデューサアレイの第１の所定数の受信素子で適切に受信するように送信電子機器および受信電子機器を含んでもよい。本実施形態は限定されないが、送信素子の数と受信素子の数は概ね同じである。また、本実施形態は、２次元トランスデューサアレイの使用にも限定されない。

プローブ４０の各実施形態は、トランスデューサ１００において受信された２Ｄデータおよび／または３Ｄ／４Ｄデータを処理するためのアナログ電子機器１１０も含む。たとえば、受信アナログ電子機器１１０は、トランスデューサ１００からの入力に対して所定の信号処理シーケンスを実行する。トランスデューサ１００は、Ｎ個のチャネル信号を出力する所定数のＮ個の受信素子を利用する。ある状況では、トランスデューサ１００は、いくつかを除き利用可能なすべての受信素子を任意に利用する。したがって、アナログ電子機器１１０は、接続を介してトランスデューサ１００からＮ個のチャネル信号を受信する。例示的な一実施形態では、アナログ電子機器１１０は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）および電圧利得増幅器などのデバイスの組み合わせである処理ユニットを含む。例示的な特定の一実施形態では、ＬＮＡは最初、トランスデューサ１００から直接受信されたＮ個のチャネル信号に対して低雑音増幅を実行する。ＬＮＡは、最大信号対雑音比および帯域幅が得られるように入力インピーダンスを素子インピーダンスに一致させつつ信号を増幅する。その後、この例示的な特定の実施形態では、深度利得補償（ＤＧＣ）増幅器がＬＮＡからの出力に対して利得増幅を実行する。ＤＧＣは信号を増幅し、利得が時間および／または深度に応じて変化する。

トランスデューサ１００からのあらゆる信号がアナログ電子機器１１０によって前処理された後、アナログ変換器（ＡＤＣ）１２０は、前処理された信号から得た信号に対して選択的にアナログデジタル信号変換を実行する。アナログデジタル変換の分解能レベルは、接続動作または切り替え動作における少なくなった出力チャネルの数と最初の入力チャネルの数との比に比例する。また、詳細に述べると、電力節約のために、ＡＤＣユニット１２０は、一対のＡＤＣクロックレート信号とＡＤＣチャネル有効化信号によって指定される所定の１組の条件に基づいて選択的にＡＤＣ変換を実行する。すなわち、あるチャネルが所定のアクティブ開口内に位置するときにＡＤＣユニット１２０がＡＤＣチャネル有効化信号によって選択的に有効化されないかぎり、ＡＤＣユニット１２０はトランスデューサ１００からの前処理されたデータを変換することができない。所定の開口の概念については図３にて説明する。

同様に、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０は、ＡＤＣ１２０から変換済みデジタル信号を受信すると、一対のサンプルクロックレート信号、とチャネル有効化信号によって指定される所定の１組の条件に基づいて変換済みデータも選択的に受け入れる。すなわち、詳細に述べると、電力節約のために、あるチャネルが所定のアクティブ開口内に位置するときにビームフォーマサンプル選択ブロック１３０がチャネル有効化信号によって選択的に有効化されないかぎり、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０がＡＤＣ１３０から変換済みチャネルサンプルデータを受信することはない。所定の開口の概念については図３にて説明する。言い換えれば、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０は、サンプル補間ブロック１４０およびビームフォーマブロック１５０を含む下流側ブロック用の電力節約ゲートとして機能する。

ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０からさらに下流側において、サンプル補間ブロック１４０は、サンプル補間選択信号に基づいて、選択されたビームフォーマサンプルデータを選択的に補間する。すなわち、サンプル補間ブロック１４０は、電力節約のために補間プロセスを効率的に実行するようにビームフォーマサンプル選択ブロック１３０からの選択されたビームフォーマサンプルデータを補間する。

最後に、ビームフォーマブロック１５０は、一対のサンプルクロックレート信号とチャネル有効化信号によって指定される所定の１組の条件に基づいてサンプル補間ブロック１４０からの補間されたビームフォーマサンプルデータから選択的に画像を生成する。すなわち、詳細に述べると、電力節約のために、ビームフォーマ１５０がチャネル有効化信号によって有効化されないかぎり、ビームフォーマ１５０がサンプル補間ブロック１４０からの補間されたサンプルデータから画像を生成することはない。言い換えれば、ビームフォーマ１５０は、電力節約のために画像生成を効率的に実行する。

上述の本実施形態は、超音波データを収集し処理して画像を生成する際に電力を節約する。概して、上記の実施形態は、プローブ電子機器に関する受信機動作全体において電力を節約する。上記の実施形態において例示されたような受信電子機器は、所定の１Ｄまたは２Ｄ撮影モードで動作する。詳細な電力節約については、電力節約の特定の態様に関して以下に詳しく説明する。また、この実施形態では、節約された電力を１）様々な段階における電力の増大、２）全体的な電力要件の低減、３）ダイナミックレンジの拡大、および４）信号対雑音比の向上の任意の組み合わせに適用する。節約された電力の適用は上記に例示した用途に限定されない。

概して、電力は、所定のアクティブ開口および／または所定の焦点深度に関連して節約される。所定のアクティブ開口に関して、撮影システムは、受信電子機器の所定の部分がアクティブ開口範囲に対して動作していないときにこの所定の受信電子機器部分を縮小するかあるいはオフにすることによって電力を節約する。すなわち、第１の電力節約モードでは、所定の受信電子機器部分は、アクティブ開口範囲内のデータを収集または処理しているときにのみ動作する。また、所定の焦点深度に関して、撮影システムは、所定の受信電子機器部分がより深い領域からのデータを収集または処理するときに動作周波数を低下させることによって電力を節約する。すなわち、第２の電力節約モードでは、所定の受信電子機器部分は、より長い焦点からのデータを収集または処理するときに動作周波数が低くなる。最後に、撮影システムは、所定の受信電子機器部分がデータを収集または処理するときの動作をアクティブ開口および／または焦点深度に応じて修正することによって電力を節約する。すなわち、第３の電力節約モードでは、所定の受信電子機器部分は、少なくとも、アクティブ開口の外側および／またはより長い焦点からのデータの収集および／または処理を行うときに動作周波数が低くなる。言い換えれば、第３の電力節約モードは、第１および第２の電力節約モードを合成するかあるいは組み合わせたモードである。

次に、図３を参照すると、本実施形態に係る超音波撮影システムにおける焦点深度とアクティブ開口サイズとのある例示的な関係が図示されている。この特許開示では、「開口」という用語はフルサイズのトランスデューサ素子アレイを指す。一方、「アクティブ開口」という用語は、超音波撮影システムにおける特定の深度で利用されているトランスデューサ素子を指す。また、この特許開示では、「近接場」、「中間場」、および「遠隔場」という用語はそれぞれ、超音波撮影時のプローブ受信面からの相対的な深度を指す。近接場は、超音波の送信元でありかつ受信先であるプローブに対する被検者内の最も浅い深度範囲である。この例では、近接場は深度０から所定の深度１の間の深度範囲である。深度０はトランスデューサ表面の近くまたはトランスデューサ表面の位置である。遠隔場は、超音波の送信元でありかつ受信先であるプローブに対する被検者内の最も深い深度範囲である。この例では、遠隔場は深度２から所定の深度３の間の深度範囲である。中間場は、被検者内の近接場と遠隔場の間の深度範囲である。この例では、中間場は深度１から所定の深度２の間の深度範囲である。これらの場は概して重なり合わない。

引き続き図３を参照すると分かるように、本実施形態に係る超音波撮影システムの一実施形態では焦点が深くなるにつれてアクティブ開口が大きくなる。トランスデューサ２００は所定数の素子２００−１〜２００−Ｎを含む。近接場では、アクティブ開口は所定の１組のトランスデューサ素子２００Ａに相当する。中間場では、アクティブ開口は、トランスデューサ素子２００Ａを含むがトランスデューサ素子２００Ａよりも大きい所定の１組のトランスデューサ素子２００Ｂに相当する。遠隔場では、アクティブ開口は、トランスデューサ素子２００Ｂを含むがトランスデューサ素子２００Ｂよりも大きい所定の１組のトランスデューサ素子２００Ｃに相当する。近接場アクティブ開口素子２００Ａは基本的に、合焦がアクティブ開口のサイズに正比例するように外側に突き出ている。一方、より深い深度では、電子的な合焦が支配的になる。このため、受信時には、プローブ面の近くの小さなアクティブ開口が使用される。プローブ開口全体が使用されるまで、深度が深くなるにつれて使用されるアクティブ開口が大きくなっていく。本実施形態に係るプローブ、装置を実施する際、開口を大きくすることは電力を節約するうえで有用であるが、焦点が深くなるにつれてアクティブ開口サイズを大きくすることは必ず必要であるわけではない。

アクティブ受信開口サイズは各深度において算出される。概して、受信開口サイズは、プローブ面の比表面からの距離に比例する所望のｆ値に基づいて決定される。詳細には、ｆ値は、深度をアクティブ開口サイズで割ることによって求められる。典型的なｆ値は１または２である。十分なレベルの撮影性能を得るのにある最大開口が必要であると仮定すると、開口サイズは近接場では小さくされ、一方、必要な最大サイズまで拡大されるため、超音波医療撮影システムの一実施形態では、近接場または中間場については受信トランスデューサのアクティブ開口サイズが小さくなることによって電力消費量が少なくなるため電力が節約される。また、本実施形態に係る超音波撮影システムの実施形態の下流側に配置されたデバイスまたはユニットでの後続の処理ステップにおいてデータが低減することによって追加的な電力節約量が実現される。

次に、図４を参照すると、本実施形態に係る超音波撮影システムの一実施形態における様々な焦点深度での更新頻度率が図示されている。上記に図３に関して説明したように、近接場は、超音波の送信元でありかつ受信先であるプローブ４０に対する被検者内の最も浅い深度範囲であり、その深度は深度０から所定の深度１の間の範囲である。中間場は、被検者内の近接場と遠隔場の間の深度範囲であり、その深度は所定の深度１から所定の深度２の間の範囲である。遠隔場は、プローブに対する被検者内の最も深い深度範囲であり、その深度は深度２から所定の深度３の間の深度範囲である。これらの場は概して重なり合わない。

引き続き図４を参照すると、プローブ４０からの垂直線ＶＬは更新深度（ＵＤ）に沿った任意の超音波パルスの一方向を示し、一方、垂直線ＶＬに垂直な水平線ＵＤは更新または更新の実施を示している。３つの深度範囲のそれぞれにおいて、単一の水平線ＵＤは所定の特定の深度での所定数の更新イベントを示し、所与の深度範囲内の更新の総数がその深度範囲についての更新頻度率を決定する。各更新を実施する間、本実施形態に係る超音波撮影システムの一実施形態は、選択されたデータセットに対して所定の１組の処理機能を実行する。図２に関して説明したような本実施形態に係る超音波撮影システムの一実施形態では、単一の更新イベントは、アナログデジタル信号変換器（ＡＤＣ）１２０、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０、サンプル補間ブロック１４０、およびビームフォーマブロック１５０での選択された超音波データの処理を伴う。また、単一の更新イベントは、任意に、開口サイズを更新するステップも伴う。一実施形態では、更新イベントは、更新深度が深くなるにつれて順次、更新頻度を減らしていく。他の実施形態では、更新イベントは、更新深度が深くなるにつれて開口サイズを大きくしつつ更新頻度を減らしていく。単一の更新の定義は、上述のユニットに限定されず、他の実施形態では任意にユニットまたはデバイスの異なる組み合わせを含む。

図４に示されているように、更新頻度率は深度範囲ごとに異なる。たとえば、本実施形態に係る超音波撮影システムの一実施形態は、深度０から深度１の間の近接場内の水平棒によって示されているように１６回の更新ＵＤを実行する。同じ例において、超音波撮影システムの実施形態は、深度１から深度２の間の中間場内の水平棒によって示されているように３回の更新ＵＤを実行する。最後に、超音波撮影システムの実施形態は、深度２から深度３の間の遠隔場内の水平棒によって示されているように２回の更新ＵＤを実行する。上記の例に示されているように、更新頻度は、超音波パルスに沿って深度が深くなるにつれて少なくなっていく。言い換えれば、深度０から深度１の間の近接場では、本実施形態に係る超音波撮影システムの実施形態は、中間範囲または遠隔範囲よりも高い率で更新を実行する。したがって、更新は、更新位置ＵＤによって示されているように、焦点同士の間隔に関して、中間場または遠隔場よりも近接場の方が短い間隔内で行われる。本実施形態では、中間場または遠隔場においてプローブ４０からの距離が遠くなるにつれて、サイドローブ特性または合焦特性を損なわずに任意に開口サイズが大きくなっていく。

例示的なあるプロセスでは、更新が異なる深度で行われたときに、各チャネルが更新される。言い換えれば、所定の各更新深度においてすべてのチャネルが更新される。例示的な他のプロセスでは、わずかに異なる各深度においてそれぞれの異なるチャネルが更新され、このことはクロックによる分離によって任意に実現される。クロックによる実現形態では、ハードウェア資源を節約するために、より高い率でクロッキングすることによって同じハードウェアを複数のチャネルに利用することができる。要するに、すべてのチャネルが任意に同じ深度またはわずかに異なるいくつかの深度で更新される。

本超音波撮影システムの一実施形態では、開口サイズが、上述の可変更新頻度と組み合わされて任意に変化する。したがって、一実施形態におけるこのような要素の組み合わせによって、近接場では更新率がより高くかつ開口サイズがより小さくなり、一方、中間場または遠隔場では更新率がより低くかつ開口サイズがより大きくなる。本実施形態ではこのように要素を組み合わせることは必ずしも必要ではなく、他の実施形態ではこれらの要素は任意に独立的に実施される。

次に、図５を参照すると、本超音波撮影システムの一実施形態における様々な焦点深度でのアナログデジタル変換（ＡＤＣ）のサンプリング周波数が図示されている。すでに上記に図３に関して説明したように、近接場は、超音波の送信元でありかつ受信先であるプローブ４０に対する被検者内の最も浅い深度範囲であり、その深度は深度０から所定の深度１の間の範囲である。中間場は、被検者内の近接場と遠隔場の間の深度範囲であり、その深度は所定の深度１から所定の深度２の間の範囲である。遠隔場は、プローブに対する被検者内の最も深い深度範囲であり、その深度は深度２から所定の深度３の間の深度範囲である。これらの場は概して重なり合わない。

引き続き図５を参照すると、垂直線ＶＬに沿って示されているように、３つの特定の深度範囲Ａ、Ｂ、およびＣがそれぞれ近接場、中間場、および遠隔場に配置されている。これらの所定の深度の各々において、ＡＤＣが、対応するＡＤＣクロックレートによって示されているように所定のサンプルレートで行われる。本出願では、サンプルレート、サンプリング周波数、クロックレート、およびクロック周波数は、概ね同義的に使用される。ただし、これらの語は、関連技術における他の特定の実現形態では必ずしも厳密に同じ率または周波数を指すものではない。すなわち、アナログデジタル変換器は、一実施形態では各チャネル信号を受信し所定のサンプリング周波数でサンプリングを行う。アナログデジタル変換器はより高いサンプリング周波数ではより高い電力レベルを必要とするため、サンプルレートが低くなると電力が節約される。このため、超音波撮影システムにおけるアナログデジタル変換器の一実施形態は、対応する更新深度での可変ＡＤＣクロックレートに基づいて動作する。

図５に示されているように、アナログデジタル変換器は、近接場における例示的な更新深度Ａでは最良のサイドローブ性能が得られるように最高ＡＤＣクロック周波数でサンプリングを行い、一方、同じアナログデジタル変換器が、遠隔場における例示的な更新頻度Ｃでは実質的なサイドローブ問題がないため最低ＡＤＣクロック周波数でサンプリングを行う。中間場における例示的な更新深度Ｂでは、アナログデジタル変換器は、サイドローブ作用が十分に低くなるように最高ＡＤＣクロック周波数と最低ＡＤＣクロック周波数との間の第３のＡＤＣクロック周波数でサンプリングを行う。サンプリング周波数を高くすることの結果として、アナログデジタル変換器の秒当たりサンプル数が多くなる。たとえば、５ＭＨｚで動作するプローブの一実施形態では、ＡＤＣレートは、近接場では毎秒約９０メガサンプル（ＭＳＰＳ）であり、中間場では６７．５ＭＳＰＳであり、遠隔場では４５ＭＳＰＳである。例示的な上記の深度または範囲は、３つのような何らかの特定の数に限定されない。

次に図６を参照すると、第２の実施形態において超音波データを収集し処理して画像を生成するための機能ブロックが図示されている。第２の実施形態では、機能ブロックには、トランスデューサブロック１００’、アナログ電子機器ブロック１１０’、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）ブロック１２０’、間引きブロック１２２、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０’、サンプル補間ブロック１４０’、ビームフォーマブロック１５０’、およびバックエンド処理ブロック１６０が含まれる。上記の機能ブロックは、一実施形態では対応するハードウェアユニットおよびソフトウェアモジュールによって任意に実現される。上記の機能ブロックは、必ずしも他の実施形態における機能ブロック１００〜１６０に対応しないハードウェアユニットおよびソフトウェアモジュールの組み合わせによっても任意に実現される。また、機能ブロックのすべてまたはいくつかは、本実施形態に係るプローブ４０上で任意に実現される。

本実施形態では、電力節約ユニットは任意に、アナログ電子機器ブロック１１０’と、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）ブロック１２０’と、間引きブロック１２２と、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０’と、サンプル補間ブロック１４０’と、ビームフォーマブロック１５０’の組み合わせを含む。

トランスデューサ１００’はその全体がプローブ４０内に配置されている。トランスデューサ１００’は、超音波パルスを送信するためのチャネルおよび超音波エコーを受信するためのチャネルにグループ分けされた所定数のトランスデューサ素子を有する２次元トランスデューサアレイのような送信素子および受信素子をさらに含む。２次元（２Ｄ）撮影データの場合、チャネルの数は６４から２５６の範囲である。一方、３次元（３Ｄ）撮影データの場合、必要なチャネルの数は１０００を超えることが多い。

トランスデューサ１００’は、トランスデューサ１００’が送信素子からの超音波パルスを被検者の関心領域に向かって送信し、被検者の関心領域から反射された超音波エコーが第１の所定数以下のチャネル信号に変換されるように超音波エコーをトランスデューサアレイの第１の所定数の受信素子で適切に受信するように任意の送信電子機器および受信電子機器を含んでもよい。本実施形態は限定されないが、送信素子の数と受信素子の数は概ね同じである。また、本実施形態は、２次元トランスデューサアレイの使用にも限定されない。

プローブ４０の各実施形態は、トランスデューサ１００’において受信された２Ｄデータおよび／または３Ｄ／４Ｄデータを処理するためのアナログ電子機器１１０’も含む。たとえば、受信アナログ電子機器１１０’は、トランスデューサ１００’からの入力に対して所定の信号処理シーケンスを実行する。トランスデューサ１００’は、Ｎ個以下のチャネル信号を出力する所定数のＮ個の受信素子を利用する。ある状況では、トランスデューサ１００’は、いくつかを除き利用可能なすべての受信素子を任意に利用する。したがって、アナログ電子機器１１０’は、接続を介してトランスデューサ１００’からＮ個のチャネル信号を受信する。例示的な一実施形態では、アナログ電子機器１１０’は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）および電圧利得増幅器などのデバイスの組み合わせである処理ユニットを含む。例示的な特定の一実施形態では、ＬＮＡは最初、トランスデューサ１００’から直接受信されたＮ個以下のチャネル信号に対して低雑音増幅を実行する。ＬＮＡは、最大信号対雑音比および帯域幅が得られるように入力インピーダンスを素子インピーダンスに一致させつつ信号を増幅する。その後、この例示的な特定の実施形態では、深度利得補償（ＤＧＣ）増幅器がＬＮＡからの出力に対して利得増幅を実行する。ＤＧＣは信号を増幅し、利得が時間および／または深度に応じて変化する。

アナログ電子機器１００’がトランスデューサ１００’からのあらゆる信号を処理した後、アナログ変換器（ＡＤＣ）１２０’は、処理された信号から得た信号に対して選択的にアナログデジタル信号変換を実行する。アナログデジタル変換の分解能レベルは、接続動作または切り替え動作における少なくなった出力チャネルの数と最初の入力チャネルの数との比に比例する。また、詳細に述べると、電力節約のために、ＡＤＣユニット１２０’は、ＡＤＣクロックレート信号と対応するＡＤＣチャネル有効化信号によって指定される所定の１組の条件に基づいて選択的にＡＤＣ変換を実行する。たとえば、あるチャネルが所定のアクティブ開口内に位置するときにＡＤＣユニット１２０’がＡＤＣチャネル有効化信号によって選択的に有効化されないかぎり、ＡＤＣユニット１２０’はトランスデューサ１００’からの前処理されたデータを変換することができない。第２の実施形態の一実現形態では、ＡＤＣクロックレート信号がＡＤＣ１２０’でのＡＤＣサンプリングレートを決定し、あるいはＡＤＣクロックレート信号が複数の更新深度にわたって一定のレートを有する。

本超音波撮影システムの第２の実施形態では、間引きユニット１２２が、ＡＤＣ１２０’からデジタル出力を受信するためにＡＤＣ１２０’に接続されている。間引きユニット１２２はさらに、更新深度を反映することができる間引き率信号に応じてＡＤＣ１２０’からの変換済みサンプル出力の数を処理する。すなわち、間引きユニット１２２は、サンプリングレートを変更するのと実質的に同じ効果を画像性能に与えるように更新深度が深くなるにつれてＡＤＣ１２０’からの変換済みサンプル出力の数を減らしていく。間引き機能については、図７に関して詳しく説明する。

同様に、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０’は、間引きユニット１２２から選択された変換済みデジタルデータを受信すると、一対のサンプルクロックレート信号とチャネル有効化信号によって指定される所定の１組の条件に基づいて変換済みデータも選択的に受け入れる。たとえば、詳細に述べると、電力節約のために、あるチャネルが所定のアクティブ開口内に位置するときにビームフォーマサンプル選択ブロック１３０’がチャネル有効化信号によって選択的に有効化されないかぎり、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０’がＡＤＣ１２０’から変換済みチャネルサンプルデータを受信することはない。可変開口の概念については図１０に関して説明する。言い換えれば、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０’は、サンプル補間ブロック１４０’およびビームフォーマブロック１５０’を含む下流側ブロック用の電力節約ゲートとして機能する。

ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０’からさらに下流側において、サンプル補間ブロック１４０’は、サンプル補間選択信号に基づいて、選択されたビームフォーマサンプルデータを選択的に補間する。すなわち、サンプル補間ブロック１４０’は、電力節約のために補間プロセスを効率的に実行しつつ画像忠実度特性を最適化し、すなわち、サンプル補間を低減させることによって画像非忠実度問題の影響を最小限に抑えるように、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０’からの選択されたビームフォーマサンプルデータを補間する。

ビームフォーマブロック１５０’は、一対のサンプルクロックレート信号とチャネル有効化信号によって指定される所定の１組の条件に基づいて、サンプル補間ブロック１４０’からの補間済みチャネルサンプルデータを合計する。すなわち、詳細に述べると、電力節約のために、１５０’のビームフォーマチャネルがチャネル有効化信号によって有効化されないかぎり、１５０’のこの特定のビームフォーマチャネルがサンプル補間ブロック１４０’からの補間済みサンプルデータからサンプルを生成することはない。言い換えれば、ビームフォーマ１５０’は、電力節約のためにｒｆデータ合計生成を効率的に実行する。

最後に、本超音波撮影システムの第２の実施形態は、バックエンド処理ブロック１６０を含む。バックエンド処理ブロック１６０は、ビームフォーマブロック１５０’からビーム成形された信号データを受信すると、画像が走査変換され表示される前に、ビーム成形されたｒｆデータをさらに処理する。

上述の実施形態は、超音波データを収集し処理して画像を生成する際に電力を節約する。概して、この実施形態では、プローブ電子機器に関する受信器動作全体において電力を節約する。この実施形態に例示されているような受信電子機器は、所定の１Ｄまたは２Ｄ撮影モードで動作する。詳細な電力節約については、以下に電力節約の特定の態様に関して説明する。また、この実施形態では、節約された電力を１）様々な段階における電力の増大、２）全体的な電力要件の低減、３）ダイナミックレンジの拡大、および４）信号対雑音比の向上の任意の組み合わせに適用する。節約された電力の適用は上記に例示した用途に限定されない。

概して、電力は、所定のアクティブ受信開口および／または所定の焦点深度に関連して節約される。所定のアクティブ開口に関して、撮影システムは、受信電子機器の所定の部分がアクティブ開口範囲に対して動作していないときにこの所定の受信電子機器部分を縮小するかあるいはオフにすることによって電力を節約する。すなわち、第１の電力節約モードでは、所定の受信電子機器部分は、アクティブ開口範囲内のデータを収集または処理しているときにのみ動作する。また、所定の焦点深度に関して、撮影システムは、所定の受信電子機器部分がより深い領域からのデータを収集または処理するときに動作サンプリング周波数を低下させることによって電力を節約する。第２の電力節約モードでは、所定の受信電子機器部分は、中間範囲または遠隔範囲からのデータを収集または処理するときには近接範囲の場合と比べて動作周波数が低くなる。最後に、撮影システムは、所定の受信電子機器部分がデータを収集または処理するときの動作をアクティブ開口および／または更新深度に応じて修正することによって電力を節約する。第３の電力節約モードでは、所定の受信電子機器部分は、少なくとも、アクティブ開口の外側および／または遠い更新深度からのデータの収集および／または処理を行うときに動作周波数が低くなる。言い換えれば、第３の電力節約モードは、第１および第２の電力節約モードを合成するかあるいは組み合わせたモードである。

次に図７を参照すると、本超音波撮影システムの第２の実施形態における様々な更新深度での間引きユニット１２２の可変間引き率が図示されている。第２の実施形態の一実現形態では、ＡＤＣクロックレート信号はアナログデジタル変換（ＡＤＣ）ユニット１２０’でのＡＤＣサンプリングレートを決定し、図７の右上に示されているようなＡＤＣクロックレート信号が複数の更新深度にわたって一定のレートとして使用される。図７は、右側のＡＤＣクロックレートの下に様々な更新深度での可変間引き率も示している。

図７の左側は、プローブ４０に対する更新深度を示している。すでに上記に図３に関して説明したように、近接場は、超音波の受信先であるプローブ４０に対する被検者内の最も浅い深度範囲であり、その深度は深度０から所定の深度１の間の範囲である。中間場は、被検者内の近接場と遠隔場の間の深度範囲であり、その深度は所定の深度１から所定の深度２の間の範囲である。遠隔場は、プローブに対する被検者内の最も深い深度範囲であり、その深度は深度２から所定の深度３の間の深度範囲である。これらの場は概して重なり合わない。

間引きユニット１２２は、ＡＤＣ１２０’からデジタル出力を受信するためにＡＤＣ１２０’に接続されている。ＡＤＣ１２０’は、複数の更新深度にわたって一定のＡＤＣクロックレートに基づいて処理済み信号に対してアナログデジタル信号変換を実行するが、間引きユニット１２２は、更新深度範囲に応じて変化する間引き率信号に応じてＡＤＣ１２０’からの変換済みサンプル出力の数を処理する。すなわち、間引きユニット１２２は、サンプリングレートを変更するのと実質的に同じ効果をもたらすように更新深度範囲が大きくなるにつれてＡＤＣ１２０’からの変換済みサンプル出力の数を減らしていく。

引き続き図７を参照すると、垂直線ＶＬに沿って示されているように近接場、中間場、および遠隔場において、間引きユニット１２２は、近接場では、ＡＤＣ１２０’からの変換済みサンプル出力のすべてを選択し、実質的に間引き率Ｍ＝１で間引きを行う。すなわち、近接場では、間引きユニット１２２は、ＡＤＣ１２０’からのどの変換済みサンプル出力も破棄しない。同じ間引きユニット１２２が、中間場では第２の間引き率Ｎを選択し、ＡＤＣ１２０’からの変換済みサンプル出力のうちの残りの出力を間引きする。最後に、間引きユニット１２２は、第２の間引き率Ｎよりも低い第３の間引き率Ｐを選択し、ＡＤＣ１２０’からの変換済みサンプル出力のうちの残りの出力を間引きする。

次に図８を参照すると、本超音波撮影システムの第２の実施形態における様々な更新深度でのサンプル補間ユニット１４０’の可変サンプル補間率が図示されている。図８の左側はプローブ４０に対する更新深度を示している。すでに上記に図３に関して説明したように、近接場は、超音波の受信先であるプローブ４０に対する被検者内の最も浅い深度範囲であり、その深度は深度０から所定の深度１の間の範囲である。中間場は、被検者内の近接場と遠隔場の間の深度範囲であり、その深度は所定の深度１から所定の深度２の間の範囲である。遠隔場は、プローブに対する被検者内の最も深い深度範囲であり、その深度は深度２から所定の深度３の間の深度範囲である。これらの場は概して重なり合わない。

サンプル補間ユニット１４０’は、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０’から選択されたデジタル出力を受信するためにビームフォーマサンプル選択ブロック１３０’に接続されている。サンプル補間ユニット１４０’は、更新深度範囲に応じて変化するサンプル補間選択信号に応じてビームフォーマサンプル選択ブロック１３０’からの選択されたサンプル出力に基づいてデータを補間する。

引き続き図８を参照すると、垂直線ＶＬに沿って示されているように近接場、中間場、および遠隔場において、サンプル補間ユニット１４０’は、近接場では、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０’からのサンプル出力Ａ１およびＡ５を含む選択されたサンプル出力を利用して、データＡ２、Ａ３、およびＡ４を補間する。サンプル補間ブロックはすべての入力サンプルを使用する。同じサンプル補間ユニット１４０’が、中間場では、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０’からの選択されたサンプル出力Ｂ１およびＢ３を利用して、データＢ２を補間する。最後に、サンプル補間ユニット１４０’は遠隔場におけるデータは補間しない（あるいは中間率よりもずっと低い率で補間する）。上記の例は、ビームフォーマとビーム合計インターフェースにおけるデータの量を減らすことによるビームフォーマにおける電力節約を示している。更新深度が深くなるにつれて、より弱い補間を利用することのサイドローブ作用が目立たなくなるため、必要なデータの量が少なくなる。

次に図９を参照すると、図示されている。本超音波撮影システムの第３の実施形態におけるアクティブ開口と更新深度の組み合わせに基づく他の電力節約方式を示している。

図９Ａは、本実施形態に係るアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）に関連付けるべき２Ｄアレイ５０上の可変アクティブ開口を示す図である。２Ｄアレイ５０はトランスデューサ素子から成り、各素子は３つのアレイ素子群Ａ、Ｂ、およびＣにグループ分けされている。アレイ素子群Ａは、濃い色で示されているように最小であり、一方、アレイ素子群Ｃは、薄い色で示されているように最大である。アレイ素子群Ｂは、斜線で示されているように上記の２つの群の中間のサイズを有する。アクティブ開口は、本実施形態に係る超音波撮影システムの電力節約方式においてチャネル信号を選択する際に特定の深度におけるあるトランスデューサ素子境界を定める概念である。図示のアクティブ開口では、以下に説明するように、更新深度が深くなるにつれて開口サイズが大きくなっていく。

図９Ｂは、本実施形態に係る更新深度に対するアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）へのクロック信号の可変立ち上げを示すタイミングチャートである。電力を節約するために、ＡＤＣは、対応するチャネルがある更新深度において所定のアクティブ開口内に位置するまでチャネル信号のサンプリングを遅延させる。例示的な実現形態では、３つの２Ｄアレイ素子群Ａ、Ｂ、およびＣは３つの異なるアクティブ開口に対応する。所定の時間ｔ＝０において、２Ｄアレイは更新深度ａからの信号の受信を開始する。時間ｔ＝０においてＡＤＣクロック信号群Ａを確実に適切に立ち上がらせるために、灰色のブロックによって示されるようにＡＤＣクロック信号群Ａが均衡になるのを可能にするように時間ｔ＝０から任意のクロック立ち上げ時間を減算してよい。ＡＤＣは、ＡＤＣクロック信号群Ａを受信すると、アレイ素子群Ａからチャネル信号をサンプリングする。

引き続き図９Ｂを参照すると、第１の所定の遅延期間の後、所定の時間ｔ＝Ｔ１において、２Ｄアレイは更新深度ｂからの信号の受信を開始する。時間ｔ＝Ｔ１においてＡＤＣクロック信号群Ｂを確実に適切に立ち上がらせるために、灰色のブロックによって示されるようにＡＤＣクロック信号群Ｂが均衡になるのを可能にするように時間ｔ＝Ｔ１から任意のクロック立ち上げ時間が減算される。ＡＤＣは、ＡＤＣクロック信号群Ｂを受信すると、この所定の遅延によってアレイ素子群Ｂからチャネル信号をサンプリングする。

最後に、第２の所定の遅延期間の後、所定の時間ｔ＝Ｔ２において、２Ｄアレイは更新深度ｃからの信号の受信を開始する。時間ｔ＝Ｔ２においてＡＤＣクロック信号群Ｃを確実に適切に立ち上がらせるために、灰色のブロックによって示されるようにＡＤＣクロック信号群Ｃが均衡になるのを可能にするように時間ｔ＝Ｔ２から任意のクロック立ち上げ時間が減算される。ＡＤＣは、ＡＤＣクロック信号群Ｃを受信すると、この所定の遅延によってアレイ素子群Ｃからチャネル信号をサンプリングする。したがって、ＡＤＣがアクティブ開口内に位置するチャネル信号に対してのみアナログデジタル変換を実行するため、実施形態では、超音波撮影システムにおいて電力が節約される。

次に図１０を参照すると、本超音波撮影システムの第４の実施形態におけるアクティブ開口と更新深度の組み合わせに基づく他の電力節約方式が図示されている。図１０Ａは、本実施形態に係るビームフォーマサンプル選択ユニットに関連付けるべき２Ｄアレイ５０上の可変アクティブ開口を示す図である。２Ｄアレイ５０はトランスデューサ素子から成り、各素子は３つのアレイ素子群Ａ、Ｂ、およびＣにグループ分けされている。アレイ素子群Ａは、濃い色で示されているように最小であり、一方、アレイ素子群Ｃは、薄い色で示されているように最大である。アレイ素子群Ｂは、斜線で示されているように上記の２つの群の中間のサイズを有する。アクティブ開口は、本実施形態に係る超音波撮影システムの電力節約方式においてチャネル信号を選択する際に特定の深度におけるあるトランスデューサ素子境界を定める概念である。図示のアクティブ開口では、以下に説明するように、更新深度が深くなるにつれて開口サイズが大きくなっていく。

図１０Ｂは、本実施形態に係る更新深度に対するビームフォーマサンプル選択ユニットへのクロック信号の可変立ち上げを示すタイミングチャートである。電力を節約するために、ビームフォーマサンプル選択ユニットは、対応するチャネルがある更新深度において所定のアクティブ開口内に位置したときにデジタルビームフォーマデータクロッキングまたはサンプルクロック信号の受信を開始する。例示的な実現形態では、３つの２Ｄアレイ素子群Ａ、Ｂ、およびＣは３つの異なるアクティブ開口に対応する。所定の時間ｔ＝０において、２Ｄアレイは更新深度ａからの信号の受信を開始する。ビームフォーマサンプル選択ユニットは、サンプルクロック信号群Ａを受信すると、アレイ素子群Ａから発信された変換済みデジタルデータを選択する。

引き続き図１０Ｂを参照すると、第１の所定の遅延期間の後、所定の時間ｔ＝Ｔ１において、２Ｄアレイは更新深度ｂからの信号の受信を開始する。ビームフォーマサンプル選択ユニットは、サンプルクロック信号群Ｂを受信すると、この所定の遅延によってアレイ素子群Ｂから発信された変換済みデジタルデータを選択する。

最後に、第２の所定の遅延期間の後、所定の時間ｔ＝Ｔ２において、２Ｄアレイは更新深度ｃからの信号の受信を開始する。ビームフォーマサンプル選択ユニットは、サンプルクロック信号群Ｃを受信すると、この所定の遅延によってアレイ素子群Ｃから発信された変換済みデジタルデータを選択する。したがって、ビームフォーマサンプル選択ユニットがアクティブ開口内に位置する変換済みデジタルデータを選択するため、実施形態では、超音波撮影システムにおいて電力が節約される。

次に図１１を参照すると、本超音波撮影システムの第５の実施形態におけるアクティブ開口と更新深度の組み合わせに基づく他の電力節約方式が図示されている。図１１Ａは、本実施形態に係るビームフォーマサンプル選択ユニットまたはアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）に関連付けるべき２Ｄアレイ５０上の可変アクティブ開口を示す図である。２Ｄアレイ５０はトランスデューサ素子から成り、各素子は３つのアレイ素子群Ａ、Ｂ、およびＣにグループ分けされている。アレイ素子群Ａは、濃い色で示されているように最小であり、一方、アレイ素子群Ｃは、薄い色で示されているように最大である。アレイ素子群Ｂは、斜線で示されているように上記の２つの群の中間のサイズを有する。アクティブ開口は、本実施形態に係る超音波撮影システムの電力節約方式においてチャネル信号を選択する際に特定の深度におけるあるトランスデューサ素子境界を定める概念である。図示のアクティブ開口では、以下に説明するように、更新深度が深くなるにつれて開口サイズが大きくなっていく。

図１１Ｂは、実施形態に係る更新深度に対するＡＤＣおよびビームフォーマサンプル選択ユニットのそれぞれへのＡＤＣチャネル有効化信号およびビームフォーマ（ＢＦ）サンプルチャネル有効化信号の可変立ち上げを示すタイミングチャートである。電力を節約するために、ＡＤＣ出力サンプルおよびビームフォーマ出力サンプルは、対応するチャネルがある更新深度において所定のアクティブ開口の外側に位置するときに一定の状態に維持される。例示的な実現形態では、３つの２Ｄアレイ素子群Ａ、Ｂ、およびＣは３つの異なるアクティブ開口に対応する。所定の時間ｔ＝０において、２Ｄアレイは更新深度ａからの信号の受信を開始する。ＡＤＣチャネル有効化信号群Ａおよびビームフォーマ（ＢＦ）サンプルチャネル有効化信号群Ａはそれぞれ、時間ｔ＝０においてＡＤＣ出力サンプルおよびビームフォーマ出力サンプルを有効化する。したがって、ＡＤＣ出力サンプルおよびビームフォーマ出力サンプルは、時間ｔ＝０において有効化される前に出力データを一定に保持する。

引き続き図１１Ｂを参照すると、第１の所定の遅延期間の後、所定の時間ｔ＝Ｔ１において、２Ｄアレイは更新深度ｂからの信号の受信を開始する。ＡＤＣチャネル有効化信号群Ｂおよびビームフォーマ（ＢＦ）サンプルチャネル有効化信号群Ｂはそれぞれ、時間ｔ＝Ｔ１においてＡＤＣ出力サンプルおよびビームフォーマ出力サンプルを有効化する。したがって、ＡＤＣ出力サンプルおよびビームフォーマ出力サンプルは、時間ｔ＝Ｔ１において有効化される前にはチャネル信号もチャネルサンプルデータも受信しない。

最後に、第２の所定の遅延期間の後、所定の時間ｔ＝Ｔ２において、２Ｄアレイは更新深度ｃからの信号の受信を開始する。ＡＤＣチャネル有効化信号群Ｃおよびビームフォーマ（ＢＦ）サンプルチャネル有効化信号群Ｃはそれぞれ、時間ｔ＝Ｔ２においてＡＤＣ出力サンプルおよびビームフォーマ出力サンプルを有効化する。したがって、ＡＤＣ出力サンプルおよびビームフォーマ出力サンプルは、時間ｔ＝Ｔ２において有効化される前にはチャネル信号もチャネルサンプルデータも受信しない。

次に図１２を参照すると、本による撮影システムにおける電力を節約しつつ超音波データを処理するための第６の実施形態が図示されている。第６の実施形態では、例示的なシステムは、第１のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ１）１２０ａと、第２のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ２）１２０ｂと、第３のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ３）１２０ｃと、第４のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ４）１２０ｄと、間引きブロック１２２ａと、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０ａと、サンプル補間ブロック１４０ａと、ビームフォーマブロック１５０ａと、第１のクロックバッファ１７０ａと、第２のクロックバッファ１７０ｂと、クロック生成装置１７２と、ビーム成形制御プロセッサ１８０とを含む。上記の機能ユニットまたはデバイスは、一実施形態では対応するハードウェア部品およびソフトウェアモジュールによって任意に実現される。上記の機能ユニットは、他の実施形態では、上記に列挙されたユニットに必ずしも対応しないハードウェアユニットおよびソフトウェアモジュールによっても任意に実現される。また、これらの機能ユニットのすべてまたはいくつかは、本によるプローブ上で任意に実現される。

本実施形態では、電力節約ユニットは任意に、第１のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ１）１２０ａと、第２のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ２）１２０ｂと、第３のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ３）１２０ｃと、第４のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ４）１２０ｄと、間引きブロック１２２ａと、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０ａと、サンプル補間ブロック１４０ａと、ビームフォーマブロック１５０ａと、第１のクロックバッファ１７０ａと、第２のクロックバッファ１７０ｂと、クロック生成装置１７２と、ビーム成形制御プロセッサ１８０とを含む。各図面は４つのＡＤＣユニットを示しているが、本による他の実施形態では同じアーキテクチャを任意の数のＡＤＣユニットに適用することができる。

引き続き図１２を参照すると、ビーム成形制御プロセッサ１８０は、第１のＡＤＣ１ １２０ａ、第２のＡＤＣ２ １２０ｂ、第３のＡＤＣ３ １２０ｃ、第４のＡＤＣ４ １２０ｄ、間引きブロック１２２ａ、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０ａ、サンプル補間ブロック１４０ａ、ビームフォーマブロック１５０ａ、第１のクロックバッファ１７０ａ、および第２のクロックバッファ１７０ｂに接続されている。ビーム成形制御プロセッサ１８０は、上記の接続を介して、第１のＡＤＣ１ １２０ａ、第２のＡＤＣ２ １２０ｂ、第３のＡＤＣ３ １２０ｃ、第４のＡＤＣ４ １２０ｄ、間引きブロック１２２ａ、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０ａ、サンプル補間ブロック１４０ａ、ビームフォーマブロック１５０ａ、第１のクロックバッファ１７０ａ、および第２のクロックバッファ１７０ｂの各々に制御信号とチャネル有効化信号の組み合わせを独立に供給する。概して、制御信号は任意に、クロックレート信号およびその他のパラメータを含み、一方、チャネル有効化信号は対応するデバイスを有効化する。すなわち、デバイスまたはユニットは、チャネル有効化信号によって有効化されない場合、チャネル用の所定の機能を実行しない。

アナログデジタル変換器（ＡＤＣ１〜ＡＤＣ４）１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、および１２０ｄはチャネル信号に対して選択的にアナログデジタル信号変換を実行する。アナログデジタル変換の分解能レベルは、接続動作または切り替え動作における少なくなった出力チャネルの数と最初の入力チャネルの数との比に比例する。また、詳細に述べると、電力節約のために、ＡＤＣ１〜ＡＤＣ４ １２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、および１２０ｄは、ビーム成形制御プロセッサ１８０からのチャネル有効化信号とクロック生成装置１７２からのクロック信号の組み合わせによってクロックバッファ１７０ａおよび１７０ｂに指定される所定の１組の条件に基づいて選択的にＡＤＣ変換を実行する。図１２Ａに示されているような例示的な一実現形態では、上述の電力節約アナログデジタル変換器（ＡＤＣ１〜ＡＤＣ２）１２０ａ、１２０ｂはどちらも、クロック生成装置１７２からの制御信号とビーム成形制御プロセッサ１８０からのチャネル有効化信号の組み合わせを受信するクロックバッファ１７０ａにグループとして接続される。この実現形態では、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ１およびＡＤＣ２）１２０ａ、１２０ｂは同様に動作させられる。

図１２Ｂに示されているような例示的な他の実施形態では、上述の電力節約アナログデジタル変換器（ＡＤＣ３およびＡＤＣ４）１２０ｃ、１２０ｄは、クロック生成装置１７２からの制御信号とビーム成形制御プロセッサ１８０からのチャネル有効化信号の組み合わせを受信するクロックバッファ１７０ｂに独立に接続される。この実現形態では、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ１およびＡＤＣ２）１２０ａ、１２０ｂは、これらのアナログデジタル変換器が所望のパターンでグループ化されるように独立に動作させられる。

図１２Ａまたは１２Ｂのいずれの実現形態でも、ＡＤＣ１〜ＡＤＣ４ １２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、および１２０ｄは所定の方法で電力を節約するように制御される。たとえば、ＡＤＣ３ユニット１２０ｃは、あるチャネルが所定のアクティブ開口の内側に位置するときに対応するチャネル有効化信号によって選択的に有効化されないかぎり、アナログ入力データを変換することはできない。一実現形態では、クロック生成装置１７２からのＡＤＣクロックレート信号がＡＤＣ３ １２０ｃでのＡＤＣサンプリングレートを決定し、かつＡＤＣクロックレート信号は複数の更新深度にわたって一定のレートを有する。

本による超音波撮影システムの第６の実施形態では、間引きユニット１２２ａは、デジタル出力を受信するＡＤＣ１〜ＡＤＣ４ １２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、および１２０ｄに接続されている。間引きユニット１２２ａは、間引き制御信号同士の組み合わせを受信するためにビーム成形制御プロセッサ１８０にも接続されている。間引きユニット１２２ａは、更新深度を反映することができる間引き率信号に応じてＡＤＣ１〜ＡＤＣ４ １２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、および１２０ｄからの変換済みサンプル出力の数を処理する。すなわち、間引きユニット１２２ａは、ＡＤＣクロックレートが更新深度にわたって一定である場合にサンプリングレートを変更するのと実質的に同じ効果をもたらすように更新深度が深くなるにつれてＡＤＣ１〜ＡＤＣ４ １２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、および１２０ｄからの変換済みサンプル出力の数を減らしていく。

同様に、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０ａは、間引きユニット１２２ａから選択された変換済みデジタルデータを受信すると、ビーム成形制御プロセッサ１８０からの一対のサンプル制御信号とチャネル有効化信号によって指定される所定の１組の条件に基づいて変換済みデータも選択的に受け入れる。電力節約のために、あるチャネルが所定のアクティブ開口内に位置するときにビームフォーマサンプル選択ブロック１３０ａがチャネル有効化信号によって有効化されないかぎり、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０ａは、間引きユニット１２２ａから変換済みチャネルサンプルデータを受信せず、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０ａの出力状態を一定に保持する。このように、ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０ａは任意に、サンプル補間ブロック１４０ａおよびビームフォーマブロック１５０ａを含む下流側ブロック用の電力節約ゲートとして機能する。

ビームフォーマサンプル選択ブロック１３０ａからさらに下流側において、サンプル補間ブロック１４０ａは、サンプル補間選択信号に基づいて、選択されたビームフォーマサンプルデータを選択的に補間する。すなわち、サンプル補間ブロック１４０ａは、電力節約のために補間プロセスを効率的に行うように、ビームフォーマサンプル選択ユニット１３０ａからの選択されたビームフォーマサンプルデータを補間する。一実現形態では、サンプル補間ブロック１４０ａは、ビームフォーマ内のデータの量とビーム合計インターフェース内のデータの量を減らすことによって電力を節約する。サンプル補間ブロック１４０ａは、深度が深くなるにつれてサイドローブ作用が目立たなくなるため、更新深度が深くなるにつれて作成するデータの量を減らしていく。

また、ビームフォーマブロック１５０ａは、一対のビーム成形制御信号とチャネル有効化信号によって指定される所定の１組の条件に基づいて、サンプル補間ブロック１４０ａからの補間済みビームフォーマサンプルデータから選択的に合計データを生成する。すなわち、電力節約のために、ビームフォーマチャネルがチャネル有効化信号によって有効化されないかぎり、ビームフォーマ１５０ａが、サンプル補間ブロック１４０ａからの補間済みサンプルデータから合計データを生成することはない。言い換えれば、ビームフォーマ１５０ａは、電力節約のために合計データ生成を効率的に実行する。

本による上述の実施形態は、データを処理して画像を生成する際に電力を節約する。概して、この実施形態では、プローブ電子機器に関する受信器動作全体において電力を節約する。また、この実施形態では、節約された電力を１）様々な段階における電力の増大、２）全体的な電力要件の低減、３）ダイナミックレンジの拡大、および４）信号対雑音比の向上の任意の組み合わせに適用する。節約された電力の適用は上記に例示した用途に限定されない。

概して、電力は、所定のアクティブ開口および／または所定の焦点深度に関連して節約される。所定のアクティブ開口に関して、撮影システムは、受信電子機器の所定の部分がアクティブ開口範囲内で動作していないときにこの所定の受信電子機器部分を縮小するかあるいはオフにすることによって電力を節約する。すなわち、第１の電力節約モードでは、所定の受信電子機器部分は、アクティブ開口範囲内のデータを収集または処理しているときにのみ動作する。また、所定の焦点深度に関して、撮影システムは、所定の受信電子機器部分がより深い領域からのデータを収集または処理するときに動作サンプリング周波数を低下させることによって電力を節約する。すなわち、第２の電力節約モードでは、所定の受信電子機器部分は、中間範囲または遠隔範囲からのデータを収集または処理するときには近接範囲の場合と比べて動作周波数が低くなる。最後に、撮影システムは、所定の受信電子機器部分がデータを収集または処理するときの動作をアクティブ開口および／または焦点深度に応じて修正することによって電力を節約する。すなわち、第３の電力節約モードでは、所定の受信電子機器部分は、少なくとも、アクティブ開口の外側および／またはより深い更新深度からのデータの収集および／または処理を行うときに動作周波数が低くなる。言い換えれば、第３の電力節約モードは、第１および第２の電力節約モードを合成するかあるいは組み合わせたモードである。

次に図１３を参照すると、フローチャートにおいて、本による超音波撮影システムにおいて電力を節約するステップを伴う例示的なプロセスが示されている。本による電力を節約する方法は開示されたステップに限定されず、これらのステップは、プロセスの一実現形態を示す例示的なものに過ぎない。また、各プロセスは、本によるシステムの各実施形態のデバイス、ユニット、および構成要素の組み合わせを利用することによって任意に実現される。

引き続き図１３を参照すると分かるように、例示的なプロセスは概して、１組の所定の深さに依存し、所定の各深度において電力を節約するための所定の動作の組み合わせを開始する。例示的なプロセスは、一対の現在の深度ポインタとアクション深度ポインタを利用して電力を節約する。現在の深度は、所定の現在の深度と、プロセスがエコーを受信する所定の現在の深度の１つを指し示す現在の深度ポインタとのリストとして任意に実現される。一方、アクション深度は、所定のアクション深度と、更新動作が行われるべき所定のアクション深度の１つを指し示すアクション深度ポインタとのリストとして任意に実現される。ステップＳ１００において、例示的なプロセスは現在の深度ポインタおよびアクション深度ポインタをそれぞれ所定の初期深度まで開始する。ステップＳ１１０において、現在の深度ポインタを所定の深度だけ増分する。ステップＳ１２０において、現在の深度ポインタをアクション深度ポインタと比較して、それらのポインタが同じ深度を指し示しているかどうかを判定する。すなわち、ステップＳ１２０が、現在の深度がアクション深度と一致していると判定した場合、例示的なプロセスは、この特定の更新深度に関する電力節約動作の組み合わせを実行する。以下に説明するように、例示的なプロセスでは、これらの電力節約動作のいずれかが独立に実行される。一方、ステップＳ１２０が、現在の深度がアクション深度に一致していないと判定した場合、例示的なプロセス、すなわち好ましいプロセスは終了検査ステップＳ１９０に進む。ステップＳ１９０において現在の深度ポインタが所定の最後の深度または最も深い深度を指し示していないと判定された場合、好ましいプロセスは現在の深度ポインタ更新ステップＳ１１０に戻る。一方、ステップＳ１９０において現在の深度ポインタが所定の最後の深度または最も深い深度を指し示していると判定された場合、好ましいプロセスはそのプロセスを終了する。

引き続き図１３を参照すると、ステップＳ１２０において現在の深度がアクション深度と一致していると判定されると、例示的なプロセスでは、その後一連の更新ステップが実行される。これらの更新ステップには、アクション深度ポインタがアクション深度リスト内の次のアクション深度に増分されるアクション深度更新ステップＳ１３０が含まれる。同時に、更新ステップには、現在のアクション深度値が所定のチャネル有効化深度のリストと比較されるチャネル有効化深度リストステップＳ１４０も含まれる。現在のアクション深度が実際に所定のチャネル有効化深度の１つである場合、関連するパラメータが、更新有効化ステップＳ１４２において対応するユニットまたはデバイスを有効化するのに使用される。たとえば、更新有効化ステップＳ１４２は、ステップＳ１４０からのパラメータに応じてアナログデジタル変換器およびビームフォーマサンプル選択ユニットを有効化する。更新有効化ステップＳ１４２の後で、好ましいプロセスは終了検査ステップＳ１９０に進む。ステップＳ１９０において現在の深度ポインタが所定の最後の深度または最も深い深度を指し示していないと判定された場合、好ましいプロセスは、現在の深度ポインタ更新ステップＳ１１０に戻る。一方、ステップＳ１９０において現在の深度ポインタが所定の最後の深度または最も深い深度を指し示していると判定された場合、好ましいプロセスはそのプロセスを終了する。

また、本によるある例示的なプロセスでは、有効化されたチャネルの持続時間（すなわち、チャネル有効化時間）が更新周波数に基づいて量子化される。なお、チャネル有効化時間は、特定のチャネルがオンになるチャネル有効化深度に対する細分化である。この深度は所定の深度である。更新周波数は、深度が更新時間増分の１クロックサイクル内の特定の深度にどのように量子化されるかを決定する。更新時間増分の１クロックサイクルによる量子化を示すために、所定の更新深度が１ｃｍであると仮定すると、音速は１５４０ｍ／ｓｅｃであるため、超音波エコーが２ｃｍの距離を往復するのに１２．９８７０１マイクロ秒（μｓｅｃ）かかる。また、更新周波数が１０ＭＨｚであると仮定した場合、量子化は１００ナノ秒である。したがって、この例では、超音波エコーが２ｃｍの距離を移動する間のクロック数は約１２９８８７０１（１２．９８７０１／．０１）クロックである。

同様に、ステップＳ１２０において現在の深度がアクション深度と一致していると判定されると、好ましいプロセスは、現在のアクション深度値が所定の間引き深度のリストと比較される間引き深度リストステップＳ１５０も独立に実行する。現在のアクション深度値が実際に所定の間引き深度の１つである場合、関連するパラメータが、間引き更新ステップＳ１５２において所定の間引き動作を実行するのに使用される。たとえば、間引き更新ステップＳ１５２において、間引きユニットは、ステップＳ１５０からのパラメータに応じてあるサンプルを破棄するように動作する。更新間引きステップＳ１５２の後で、好ましいプロセスは終了検査ステップＳ１９０に進む。ステップＳ１９０において現在の深度ポインタが所定の最後の深度または最も深い深度を指し示していないと判定された場合、好ましいプロセスは、現在の深度ポインタ更新ステップＳ１１０に戻る。一方、ステップＳ１９０において現在の深度ポインタが所定の最後の深度または最も深い深度を指し示していると判定された場合、好ましいプロセスはそのプロセスを終了する。

同様に、ステップＳ１２０において現在の深度がアクション深度と一致していると判定されると、好ましいプロセスは、現在のアクション深度値が所定のサンプル深度のリストと比較されるサンプル深度リストステップＳ１６０も独立に実行する。現在のアクション深度値が実際に所定のサンプル深度の１つである場合、関連するパラメータが、サンプル更新ステップＳ１６２において所定のサンプル選択動作を実行するのに使用される。たとえば、サンプル更新ステップＳ１６２において、サンプル選択ユニットは、ステップＳ１６０からのパラメータに応じてあるサンプルを選択する。サンプル更新ステップＳ１６２の後で、好ましいプロセスは終了検査ステップＳ１９０に進む。ステップＳ１９０において現在の深度ポインタが所定の最後の深度または最も深い深度を指し示していないと判定された場合、好ましいプロセスは、現在の深度ポインタ更新ステップＳ１１０に戻る。一方、ステップＳ１９０において現在の深度ポインタが所定の最後の深度または最も深い深度を指し示していると判定された場合、好ましいプロセスはそのプロセスを終了する。

また、ステップＳ１２０において現在の深度がアクション深度と一致していると判定されると、好ましいプロセスはさらに、現在のアクション深度値が所定の補間深度のリストと比較される補間深度リストステップＳ１７０を独立に実行する。現在のアクション深度値が実際に所定の補間深度の１つである場合、関連するパラメータが、補間更新ステップＳ１７２において所定のサンプル補間動作を実行するのに使用される。たとえば、補間更新ステップＳ１７２において、補間ユニットは、ステップＳ１７０からのパラメータに応じたサンプルの数に基づいてあるサンプルを補間する。補間更新ステップＳ１７２の後で、好ましいプロセスは終了検査ステップＳ１９０に進む。ステップＳ１９０において現在の深度ポインタが所定の最後の深度または最も深い深度を指し示していないと判定された場合、好ましいプロセスは、現在の深度ポインタ更新ステップＳ１１０に戻る。一方、ステップＳ１９０において現在の深度ポインタが所定の最後の深度または最も深い深度を指し示していると判定された場合、好ましいプロセスはそのプロセスを終了する。

最後に、ステップＳ１２０において現在の深度がアクション深度と一致していると判定されると、好ましいプロセスはさらに、現在のアクション深度値が所定のビーム成形深度のリストと比較されるビーム成形深度リストステップＳ１８０を独立に実行する。現在のアクション深度値が実際に所定のビーム成形深度の１つである場合、関連するパラメータが、ビーム成形更新ステップＳ１８２において所定のビーム成形動作を実行するのに使用される。たとえば、ビーム成形更新ステップＳ１８２において、ビーム成形ユニットは、ステップＳ１８０からのパラメータに応じたサンプルの数に基づいてビーム成形を実行する。補間更新ステップＳ１８２の後で、好ましいプロセスは終了検査ステップＳ１９０に進む。ステップＳ１９０において現在の深度ポインタが所定の最後の深度または最も深い深度を指し示していないと判定された場合、好ましいプロセスは、現在の深度ポインタ更新ステップＳ１１０に戻る。一方、ステップＳ１９０において現在の深度ポインタが所定の最後の深度または最も深い深度を指し示していると判定された場合、好ましいプロセスはそのプロセスを終了する。

上述のように、ステップＳ１４０〜Ｓ１８２は、別個の深度リスト内の各比較結果に基づいて独立に実行される。したがって、本による例示的なプロセスではステップＳ１４２〜Ｓ１８２の任意の組み合わせが実行される。

以上、特定の実施形態について説明したが、これらの実施形態は一例としてのみ示されており、本の範囲を限定するものではない。例えば、実施形態で述べた電力節約機能については、専用プログラムを超音波診断装置或いは超音波プローブ内のＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等にインストールし、これを実行することによっても実現することが可能である。他にも、本実施形態で説明する新規の方法およびシステムは様々な他の形態で具体化することができ、また、本の趣旨から逸脱することなく、本実施形態で説明した方法およびシステムの形態に様々な省略、置換、および変更を施すことができる。添付の特許請求の範囲およびその均等物は、本の範囲内のそのような形態または変形例を対象とするものである。

一実施形態に係る超音波プローブは、被検者の関心領域に向かって超音波を送信し、前記関心領域からの反射波を所定のアクティブ開口によって受信し複数のチャネル信号を発生する複数のトランスデューサと、前記アクティブ開口に応じて、前記複数のチャネル信号を処理する信号処理回路の動作時間間隔を変更する電力節約ユニットと、を具備するものである。
他の実施形態に係る超音波プローブは、被検者の関心領域に向かって超音波を送信し、前記関心領域内の複数の更新深度のそれぞれからの反射波を受信し複数のチャネル信号を発生する複数のトランスデューサと、前記各更新深度に応じて、前記複数のチャネル信号を処理する信号処理回路の動作時間間隔を変更する電力節約ユニットと、を具備するものである。
他の実施形態に係る超音波プローブは、被検者の関心領域に向かって超音波を送信し、前記関心領域内の複数の更新深度のそれぞれからの反射波を、前記更新深度毎のアクティブ開口によって受信し複数のチャネル信号を発生する複数のトランスデューサと、前記更新深度と前記アクティブ開口との組み合わせ毎に応じて、前記複数のチャネル信号を処理する信号処理回路の動作時間間隔を変更する電力節約ユニットと、を具備するものである。
他の実施形態に係る超音波プローブは、被検者の関心領域に向かって超音波を送信し、前記関心領域内の複数の更新深度のそれぞれからの反射波を、前記更新深度毎のアクティブ開口によって受信し複数のチャネル信号を発生する複数のトランスデューサと、前記更新深度及び前記アクティブ開口のうちの少なくともいずれかに基づいて、サンプルデータ補間点の数を制御する電力節約ユニットと、を具備するものである。
一実施形態に係る超音波診断装置は、被検者の関心領域に向かって超音波を送信し、前記関心領域からの反射波を所定のアクティブ開口によって受信し複数のチャネル信号を発生する複数のトランスデューサと、前記アクティブ開口に応じて、前記複数のチャネル信号を処理する信号処理回路の動作時間間隔を変更する電力節約ユニットと、前記複数のチャネル信号を用いて、超音波画像を生成する画像生成手段と、を具備するものである。
他の実施形態に係る超音波診断装置は、被検者の関心領域に向かって超音波を送信し、前記関心領域内の複数の更新深度のそれぞれからの反射波を受信し複数のチャネル信号を発生する複数のトランスデューサと、前記各更新深度に応じて、前記複数のチャネル信号を処理する信号処理回路の動作時間間隔を変更する電力節約ユニットと、前記複数のチャネル信号を用いて、超音波画像を生成する画像生成手段と、を具備するものである。
他の実施形態に係る超音波診断装置は、被検者の関心領域に向かって超音波を送信し、前記関心領域内の複数の更新深度のそれぞれからの反射波を、前記更新深度毎のアクティブ開口によって受信し複数のチャネル信号を発生する複数のトランスデューサと、前記更新深度と前記アクティブ開口との組み合わせ毎に応じて、前記複数のチャネル信号を処理する信号処理回路の動作時間間隔を変更する電力節約ユニットと、前記複数のチャネル信号を用いて、超音波画像を生成する画像生成手段と、を具備するものである。
他の実施形態に係る超音波診断装置は、被検者の関心領域に向かって超音波を送信し、前記関心領域内の複数の更新深度のそれぞれからの反射波を、前記更新深度毎のアクティブ開口によって受信し複数のチャネル信号を発生する複数のトランスデューサと、前記更新深度及び前記アクティブ開口のうちの少なくともいずれかに基づいて、サンプルデータ補間点の数を制御する電力節約ユニットと、前記複数のチャネル信号を用いて、超音波画像を生成する画像生成手段と、を具備するものである。

Claims (26)

1. 被検者の関心領域に向かって超音波を送信し、前記関心領域からの反射波を所定のアクティブ開口によって受信し複数のチャネル信号を発生する複数のトランスデューサと、
   前記アクティブ開口に応じて前記チャネル信号を選択的に処理する電力節約処理を実行する電力節約ユニットと、
   を具備する超音波プローブ。
2. 被検者の関心領域に向かって超音波を送信し、前記関心領域内の複数の更新深度のそれぞれからの反射波を受信し複数のチャネル信号を発生する複数のトランスデューサと、
   前記各更新深度に応じて前記チャネル信号を選択的に処理する電力節約処理を実行する電力節約ユニットと、
   を具備する超音波プローブ。
3. 被検者の関心領域に向かって超音波を送信し、前記関心領域内の複数の更新深度のそれぞれからの反射波を、前記更新深度毎のアクティブ開口によって受信し複数のチャネル信号を発生する複数のトランスデューサと、
   前記更新深度と前記アクティブ開口との組み合わせ毎に応じて前記チャネル信号を選択的に処理する電力節約処理を実行する電力節約ユニットと、
   を具備する超音波プローブ。
4. 前記電力節約ユニットは、アナログ電子機器、アナログデジタル変換器、間引き部、ビームフォーマサンプル選択部、サンプル補間部、ビームフォーマのうちの少なくとも一つに関して前記電力節約処理を実行することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の超音波プローブ。
5. 前記チャネル信号に対してアナログデジタル変換を実行するアナログデジタル変換器をさらに具備し、
   前記電力節約ユニットは、前記アクティブ開口の大きさに応じて前記各チャネル信号を処理する前記アナログデジタル変換器のターンオン時間を遅延させることで、前記電力節約処理を実行することを特徴とする請求項１又は３記載の超音波プローブ。
6. 前記電力節約ユニットは、前記アクティブ開口の大きさに応じてデジタルビーム成形データクロック信号の受信タイミングを制御することで、前記電力節約処理を実行することを特徴とする請求項１、３、５のうちいずれか一項記載の超音波プローブ。
7. 前記電力節約ユニットは、前記アクティブ開口の大きさに応じてチャネルサンプルデータの受信タイミングを制御することで、前記電力節約処理を実行することを特徴とする請求項１、３、５、６のうちいずれか一項記載の超音波プローブ。
8. 前記電力節約ユニットは、前記更新深度に応じてサンプルデータ補間点の数を制御することで、前記電力節約処理を実行することを特徴とする請求項２又は３記載の超音波プローブ。
9. 前記電力節約ユニットは、前記更新深度に応じて前記サンプルデータ補間点の数を制御することで、前記電力節約処理を実行することを特徴とする請求項８記載の超音波プローブ。
10. 前記チャネル信号に対してアナログデジタル変換を実行するアナログデジタル変換器をさらに具備し、
    前記電力節約ユニットは、前記更新深度に応じて前記アナログデジタル変換器のサンプリングレートを制御することで、前記電力節約処理を実行すること、
    を特徴とする請求項２、３、８、９のうちいずれか一項記載の超音波プローブ。
11. 前記電力節約ユニットは、前記更新深度に応じて受信ビームフォーマ更新率を制御することと特徴とする請求項２、３、８乃至１０のうちいずれか一項記載の超音波プローブ。
12. 前記電力節約ユニットは、前記更新深度が深くなるに従って前記受信ビームフォーマ更新率を低下させることで、前記電力節約処理を実行することを特徴とする請求項１１記載の超音波プローブ。
13. 前記電力節約ユニットは、前記更新深度が深くなるにつれて前記アクティブ開口を大きくすることで、前記電力節約処理を実行することを特徴とする請求項３記載の超音波プローブ。
14. 被検者の関心領域に向かって超音波を送信し、前記関心領域からの反射波を所定のアクティブ開口によって受信し複数のチャネル信号を発生する複数のトランスデューサと、
    設定されたアクティブ開口に応じてチャネル信号を特定する特定ユニットと、
    前記特定されたチャネル信号を選択的に処理する電力節約処理を実行する電力節約ユニットと、
    を具備する超音波診断装置。
15. 被検者の関心領域に向かって超音波を送信し、前記関心領域内の複数の更新深度のそれぞれからの反射波を受信し複数のチャネル信号を発生する複数のトランスデューサと、
    設定された複数の更新深度に応じてチャネル信号を特定する特定ユニットと、
    前記特定されたチャネル信号を選択的に処理する電力節約処理を実行する電力節約ユニットと、
    を具備する超音波診断装置。
16. 被検者の関心領域に向かって超音波を送信し、前記関心領域内の複数の更新深度のそれぞれからの反射波を、前記更新深度毎のアクティブ開口によって受信し複数のチャネル信号を発生する複数のトランスデューサと、
    設定された更新深度と前記アクティブ開口との組み合わせ毎とに応じてチャネル信号を特定する特定ユニットと、
    前記特定されたチャネル信号を選択的に処理する電力節約処理を実行する電力節約ユニットと、
    を具備する超音波診断装置。
17. 前記電力節約ユニットは、アナログ電子機器、アナログデジタル変換器、間引き部、ビームフォーマサンプル選択部、サンプル補間部、ビームフォーマのうちの少なくとも一つに関して前記電力節約処理を実行することを特徴とする請求項１４乃至１６のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
18. 前記チャネル信号に対してアナログデジタル変換を実行するアナログデジタル変換器をさらに具備し、
    前記電力節約ユニットは、前記アクティブ開口の大きさに応じて前記各チャネル信号を処理する前記アナログデジタル変換器のターンオン時間を遅延させることで、前記電力節約処理を実行することを特徴とする請求項１４又は１６記載の超音波診断装置。
19. 前記電力節約ユニットは、前記アクティブ開口の大きさに応じてデジタルビーム成形データクロック信号の受信タイミングを制御することで、前記電力節約処理を実行することを特徴とする請求項１４、１６、１８のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
20. 前記電力節約ユニットは、前記アクティブ開口の大きさに応じてチャネルサンプルデータの受信タイミングを制御することで、前記電力節約処理を実行することを特徴とする請求項１４、１６、１８、１９のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
21. 前記電力節約ユニットは、前記更新深度に応じてサンプルデータ補間点の数を制御することで、前記電力節約処理を実行することを特徴とする請求項１５又は１６記載の超音波診断装置。
22. 前記電力節約ユニットは、前記更新深度に応じて前記サンプルデータ補間点の数を制御することで、前記電力節約処理を実行することを特徴とする請求項２１記載の超音波診断装置。
23. 前記チャネル信号に対してアナログデジタル変換を実行するアナログデジタル変換器をさらに具備し、
    前記電力節約ユニットは、前記更新深度に応じて前記アナログデジタル変換器のサンプリングレートを制御することで、前記電力節約処理を実行すること、
    を特徴とする請求項１５、１６、２１、２２のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
24. 前記電力節約ユニットは、前記更新深度に応じて受信ビームフォーマ更新率を制御することと特徴とする請求項１５、１６、２１乃至２３のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
25. 前記電力節約ユニットは、前記更新深度が深くなるに従って前記受信ビームフォーマ更新率を低下させることで、前記電力節約処理を実行することを特徴とする請求項２４記載の超音波診断装置。
26. 前記電力節約ユニットは、前記更新深度が深くなるにつれて前記アクティブ開口を大きくすることで、前記電力節約処理を実行することを特徴とする請求項１６記載の超音波診断装置。

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