(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数チャンネルの超音波振動子を有し、該超音波振動子によって超音波の送信を行ない、エコー信号を受信する超音波プローブと、
前記各チャンネルの超音波振動子において受信したエコー信号が入力され、前記各チャンネルの超音波振動子において、超音波の送信対象内から反射した有効なエコー信号が受信されたか否かを判定する判定部と、
該判定部において有効と判定されたチャンネルのエコー信号を加算する加算部と、
前記判定部の後段において、チャンネル毎に前記加算部への前記各エコー信号の出力をオンオフするスイッチ部であって、前記判定部により有効と判定された場合にオンになり、一方で無効と判定された場合にオフになるスイッチ部と、
を備えることを特徴とする超音波画像表示装置。
【請求項２】
前記加算部で加算されるエコー信号の数に応じて設定されるゲインを前記エコー信号に乗算するゲイン乗算部を備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波画像表示装置。
【請求項３】
前記ゲインは、無効と判定されたチャンネル数が多いほど大きくなることを特徴とする請求項２に記載の超音波画像表示装置。
【請求項４】
複数チャンネルの超音波振動子を有し、該超音波振動子によって超音波の送信を行ない、エコー信号を受信する超音波プローブと、
前記各チャンネルの超音波振動子において、超音波の送信対象内から反射した有効なエコー信号が受信されたか否かを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づいて特定されるエラー領域を示すエラー領域表示を、表示部に表示された超音波画像に表示させるエラー領域表示制御部と、
を備えることを特徴とする超音波画像表示装置。
【請求項５】
前記エラー領域を特定するエラー領域特定部を備え、該エラー領域特定部は、前記判定部の判定結果から特定される送受信パラメータに基づいて算出される送信超音波ビームを、所定の設定送受信パラメータに基づいて算出される参照送信超音波ビームと比較して前記エラー領域の特定を行なうことを特徴とする請求項４に記載の超音波画像表示装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記エコー信号を、前記超音波プローブの送受信面を超音波の送受信対象の表面と非接触にした状態で超音波の送受信を行なうことによって予め取得された参照エコー信号と比較して判定を行なうことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の超音波画像表示装置。
【請求項７】
前記超音波プローブの送受信面と超音波の送受信対象の表面との間の静電容量を検出するための静電容量センサを備え、
前記判定部は、前記静電容量センサの検出信号に基づいて判定を行なう
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の超音波画像表示装置。
【請求項８】
前記判定部は、チャンネル毎の判定結果において無効と判定した場合であっても、該無効と判定されたチャンネルが、隣り合って所定数連続していない場合、有効と判定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の超音波画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波画像を表示する超音波画像表示装置及びその制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波画像表示装置は、超音波プローブによって超音波の送受信を行ない、得られたエコー信号に基づいて超音波画像を作成して表示する。このような超音波画像表示装置において、前記超音波プローブは複数の超音波振動子を有し、これら超音波振動子から超音波の送受信を行なう。そして、前記各超音波振動子で得られたエコー信号を加算して一音線分のＲＦ（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を作成し、このＲＦ信号に基づいて前記超音波画像を作成して表示部に表示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６８９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、超音波の送受信対象内に超音波を照射するためには、この送受信対象と超音波プローブとが接触状態にあることが必要である。しかし、操作者が表示部を見ながら前記超音波プローブによる超音波の送受信を行なうと、前記超音波プローブにおける超音波の送受信面の一部が、送受信対象の表面から離れて非接触部分が生じる場合がある。このような非接触部分に位置する超音波振動子によって受信されたエコー信号はノイズとなるため、Ｓ／Ｎ比が悪化し、超音波画像の画質が悪化する。
【０００５】
また、前記非接触部分の超音波振動子から送信された超音波は、送受信対象内には照射されないために、前記ＲＦ信号の信号強度が小さくなる。従って、このＲＦ信号に基づいて作成された超音波画像の輝度が低くなり、超音波画像の画質が悪化する。
【０００６】
また、前記非接触部分の超音波振動子から送信された超音波が、送受信対象内には照射されないと、形成される超音波ビームの方向や焦点などが、想定されたものとは異なることになる。これにより、超音波画像の画質が悪化する。
【０００７】
しかし、このように超音波画像の画質が悪化しても、画質が悪化しているか否かは容易に判断できない場合もある。従って、前記非接触部分が生じている状態のまま超音波の送受信を行なって得られた超音波画像を見た操作者が、画質が悪化しているにもかかわらず、それに気づかないまま診断を行なう恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するためになされた第１の観点の発明は、複数チャンネルの超音波振動子を有し、該超音波振動子によって超音波の送信を行ない、エコー信号を受信する超音波プローブと、前記各チャンネルの超音波振動子において、超音波の送信対象内から反射した有効なエコー信号が受信されたか否かを判定する判定部と、該判定部において有効と判定されたチャンネルのエコー信号を加算してＲＦ信号を作成する加算部と、を備えることを特徴とする超音波画像表示装置である。
【０００９】
第２の観点の発明は、第１の観点の発明において、前記加算部への前記各エコー信号の出力をオンオフするスイッチ部をチャンネル毎に備え、該スイッチ部は、前記判定部により有効と判定された場合にオンになり、一方で無効と判定された場合にオフになることを特徴とする請求項１に記載の超音波画像表示装置である。
【００１０】
第３の観点の発明は、第１又は２の観点の発明において、前記加算部で加算されるエコー信号の数に応じて設定されるゲインを前記エコー信号に乗算するゲイン乗算部を備えることを特徴とする超音波画像表示装置である。
【００１１】
第４の観点の発明は、第１の観点の発明において、前記加算部は、前記判定部の判定結果に基づいて前記各チャンネル毎に設定される重み付け係数を前記各エコー信号に乗算して加算を行なうものであり、前記判定部において無効と判定されたチャンネルについては重み付け係数を零とすることを特徴とする超音波画像表示装置である。
【００１２】
第５の観点の発明は、コンピュータに、複数チャンネルの超音波振動子を有し、該超音波振動子によって超音波の送信を行なってエコー信号を受信する超音波プローブにおける前記各チャンネルの超音波振動子において、超音波の送信対象内から反射した有効なエコー信号が受信されたか否かを判定する判定機能と、所定の重み付け係数により前記各エコー信号を重み付け加算する重み付け加算機能と、を実行させ、該重み付け加算機能にあっては、前記判定機能において無効と判定されたチャンネルの重み付け係数を零とすることを特徴とする超音波画像表示装置の制御プログラムである。
【００１３】
第６の観点の発明は、複数チャンネルの超音波振動子を有し、該超音波振動子によって超音波の送信を行ない、エコー信号を受信する超音波プローブと、前記各チャンネルの超音波振動子において、超音波の送信対象内から反射した有効なエコー信号が受信されたか否かを判定する判定部と、該判定部の判定結果に基づいて超音波の送受信パラメータを設定する送受信パラメータ設定部と、を備えることを特徴とする超音波画像表示装置である。
【００１４】
第７の観点の発明は、第６の観点の発明において、前記送受信パラメータ設定部は、前記各チャンネルのエコー信号又は前記ＲＦ信号に対して乗算するゲインを、前記判定部の判定結果に基づいて設定することを特徴とする超音波画像表示装置である。
【００１５】
第８の観点の発明は、第３、７の観点の発明において、前記ゲインは、無効と判定されたチャンネル数が多いほど大きくなることを特徴とする超音波画像表示装置である。
【００１６】
第９の観点の発明は、複数チャンネルの超音波振動子を有し、該超音波振動子によって超音波の送信を行ない、エコー信号を受信する超音波プローブと、前記各チャンネルの超音波振動子において、超音波の送信対象内から反射した有効なエコー信号が受信されたか否かを判定する判定部と、該判定部によって無効と判定されたチャンネルの超音波振動子の位置を示す指示表示を、超音波画像を表示する表示部に表示させる指示表示制御部と、を備えることを特徴とする超音波画像表示装置である。
【００１７】
第１０の観点の発明は、複数チャンネルの超音波振動子を有し、該超音波振動子によって超音波の送信を行ない、エコー信号を受信する超音波プローブと、前記各チャンネルの超音波振動子において、超音波の送信対象内から反射した有効なエコー信号が受信されたか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいて特定されるエラー領域を示すエラー領域表示を、表示部に表示された超音波画像に表示させるエラー領域表示制御部と、ことを特徴とする超音波画像表示装置である。
【００１８】
第１１の観点の発明は、第１０の観点の発明において、前記エラー領域を特定するエラー領域特定部を備え、該エラー領域特定部は、前記判定部の判定結果から特定される送受信パラメータに基づいて算出される送信超音波ビームを、所定の設定送受信パラメータに基づいて算出される参照送信超音波ビームと比較して前記エラー領域の特定を行なうことを特徴とする超音波画像表示装置である。
【００１９】
第１２の観点の発明は、第１〜４、６〜１１のいずれか一の観点の発明において、前記判定部は、前記エコー信号を、前記超音波プローブの送受信面を超音波の送受信対象の表面と非接触にした状態で超音波の送受信を行なうことによって予め取得された参照エコー信号と比較して判定を行なうことを特徴とする超音波画像表示装置である。
【００２０】
第１３の観点の発明は、第１〜４、６〜１１のいずれか一の観点の発明において、前記超音波プローブの送受信面と超音波の送受信対象の表面との間の静電容量を検出するための静電容量センサを備え、前記判定部は、前記静電容量センサの検出信号に基づいて判定を行なうことを特徴とする超音波画像表示装置である。
【００２１】
第１４の観点の発明は、第１〜４、６〜１３のいずれか一の観点の発明において、前記判定部は、チャンネル毎の判定結果において無効と判定した場合であっても、該無効と判定されたチャンネルが、隣り合って所定数連続していない場合、有効と判定することを特徴とする超音波画像表示装置である。
【発明の効果】
【００２２】
上記観点の発明によれば、前記判定部において、超音波の送信対象内から反射した有効なエコー信号が受信されたか否かを判定し、有効と判定されたチャンネルのエコー信号を加算してＲＦ信号を作成するので、前記超音波プローブの送受信面の一部が超音波の送受信対象の表面と非接触状態になったとしても、前記ＲＦ信号に基づいて作成される超音波画像において、Ｓ／Ｎ比を維持することができる。従って、超音波プローブの送受信面が送受信対象の表面と非接触状態になった場合には、従来と比べてＳ／Ｎ比を改善することができる。以上より、画質が悪化した超音波画像を見て診断を行なうことを防止することができる。
【００２３】
また、上記他の観点の発明によれば、前記判定部の判定結果に基づいて設定された送受信パラメータにより超音波の送受信を行なわせるので、超音波プローブの送受信面の一部が送受信対象の表面と非接触状態になっても、それに応じた送受信パラメータが設定されて超音波の送受信が行なわれる。従って、前記超音波プローブの送受信面の一部に非接触部分が生じても、超音波画像の画質を維持することができる。そして、このように非接触部分が生じた場合の画質を従来よりも向上させることができる。以上より、画質が悪化した超音波画像を見て診断を行なうことを防止することができる。
【００２４】
また、上記他の観点の発明によれば、前記判定部の判定結果に基づいて設定されるゲインを前記エコー信号に対して乗算するので、超音波プローブの送受信面が送受信対象の表面と非接触状態になっても、それに応じたゲインが前記各チャンネルのエコー信号又は前記ＲＦ信号に乗算される。これにより、超音波画像の輝度を維持することができる。従って、超音波プローブの送受信面の一部に非接触部分が生じた場合の超音波画像の輝度を従来よりも高くすることができるので従来と比べて画質を向上させることができる。以上より、画質が悪化した超音波画像を見て診断を行なうことを防止することができる。
【００２５】
また、上記他の観点の発明によれば、前記判定部によって無効と判定されたチャンネルの超音波振動子の位置を示す指示表示が表示されるので、表示部を見ながら超音波の送受信を行なっている操作者が、超音波プローブの送受信面が送受信対象の表面と非接触状態にあることを認識することができる。従って、画質が悪化した超音波画像を見て診断を行なうことを防止することができる。
【００２６】
また、上記他の観点の発明によれば、前記判定部の判定結果に基づいて特定されるエラー領域を表示部の超音波画像に表示させるので、この超音波画像において画像が悪化している領域を知ることができる。従って、画質が悪化した超音波画像を見て診断を行なうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る超音波画像表示装置の実施形態の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す超音波画像表示装置における送受信部の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す受信部の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す判定部において比較される参照信号とエコー信号の一例を示す図である。
【図５】音線毎の送信開口の一例を示す説明図である。
【図６】図１に示す超音波画像表示装置における表示制御部の構成を示すブロック図である。
【図７】図１に示す超音波画像表示装置における制御部の構成を示すブロック図である。
【図８】超音波画像表示装置における受信部の他例の構成を示すブロック図である。
【図９】第二実施形態の変形例において、当初設定された送受信パラメータを用いて形成されると想定される受信ビームを示す概念図である。
【図１０】第二実施形態の変形例において、無効なチャンネルを含む実際の送受信時に形成される受信ビームを示す概念図である。
【図１１】第二実施形態の変形例において、判定結果に基づいて設定された送受信パラメータによって形成される受信ビームを示す概念図である。
【図１２】第三実施形態の表示制御部の構成を示すブロック図である。
【図１３】第三実施形態において表示部に表示される指示表示の一例を示す図である。
【図１４】第三実施形態において表示部に表示される指示表示の他例を示す図である。
【図１５】第四実施形態の表示制御部の構成を示すブロック図である。
【図１６】第四実施形態の制御部の構成を示すブロック図である。
【図１７】表示部に表示されたエラー領域指示表示の一例を示す図である。
【図１８】第一送信超音波ビームと第二送信超音波ビームの特性を表すグラフを示す図である。
【図１９】静電容量センサが設けられた超音波プローブの送受信面を示す図である。
【図２０】図１９の一部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図７に基づいて詳細に説明する。図１に示す超音波画像表示装置１は、超音波プローブ２、送受信部３、ＲＦ信号処理部４、表示制御部５、表示部６、操作部７、制御部８、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ：Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）９を備える。前記超音波画像表示装置１は、例えば患者（超音波の送受信対象）に対する超音波の送受信を行なって取得されたエコー信号に基づく超音波画像を表示する超音波診断装置である。
【００２９】
前記超音波プローブ２は、アレイ状に配置された複数の超音波振動子２ａ（図３参照）を有して構成され、この超音波振動子２ａに電圧を印加して患者に対して超音波を送信し、そのエコー信号を受信する。前記超音波プローブ２は、前記超音波振動子２ａとして、０チャンネルからＮチャンネルまでの（ｎ＋１）チャンネル（ｎは任意の自然数）の超音波振動子を有している。前記超音波プローブ２は、本発明における超音波プローブの実施の形態の一例である。
【００３０】
前記送受信部３は、前記超音波プローブ２による超音波の送受信を、後述する所定の送受信パラメータにより行なわせるものであり、図２に示すように送信部３１と受信部３２とを有する。前記送信部３１は、前記超音波プローブ２を所定の送信パラメータで駆動させ、スキャン面を超音波ビームによって音線順次で走査させる。前記送信部３１は前記制御部８からの制御信号によって前記超音波プローブ２を駆動させる。
【００３１】
前記受信部３２は、図３に示すように前段側から順にプリアンプ３２１、ＡＤ変換部３２２、判定部３２３、スイッチ部３２４、遅延部３２５、ゲイン乗算部３２６及び加算部３２７からなる回路で構成されている。前記プリアンプ３２１、前記ＡＤ変換部３２２、前記判定部３２３、前記スイッチ部３２４、前記遅延部３２５、前記ゲイン乗算部３２６は、前記各超音波振動子２ａ毎（各チャンネル毎）に設けられている。
【００３２】
前記プリアンプ３２１は、前記超音波プローブ２の超音波の送受信面における超音波の反射の影響により、表面付近のエコー信号の強度が高くなる現象を抑制するために、前記超音波振動子２ａで受信された各エコー信号について深さ方向のゲイン補正を行なうものである。前記プリアンプ３２１においては、浅い部分のエコー信号ほど低いゲインが乗算される。
【００３３】
前記ＡＤ変換部３２２は、前記プリアンプ３２１においてゲイン補正されたエコー信号をＡＤ変換する。前記判定部３２３は、本発明における判定部の実施の形態の一例であり、前記各チャンネルの超音波振動子２ａにおいて、有効なエコー信号が受信されたか否かを判定する。ここで、有効なエコー信号とは、前記超音波プローブ２の送受信面が患者の体表面と接触した状態で超音波の送受信が行なわれ、患者の体内から反射して得られたエコー信号である。一方、有効ではないエコー信号、すなわち無効なエコー信号とは、前記超音波プローブ２の送受信面が患者の体表面と非接触の状態で超音波の送受信が行なわれ、患者の体内から反射して得られたものではないエコー信号である。
【００３４】
具体的に前記判定部３２３について説明すると、前記判定部３２３は、各チャンネル毎に、前記ＡＤ変換部３２１でＡＤ変換されたエコー信号を、所定の参照エコー信号と比較して判定を行なう。
【００３５】
より詳細に説明すると、前記参照エコー信号は、前記超音波プローブ２を患者の体表面と非接触にした状態で超音波の送受信を行なうことによって予め取得されたエコー信号である。参照エコー信号は、前記制御部８から前記判定部３２３に入力される。図４にこのような参照エコー信号の一例を示す。この図４において、ＲＳは参照エコー信号である。また、Ｓは前記ＡＤ変換部３２２でＡＤ変換され前記判定部３２３に入力されたエコー信号である。前記参照エコー信号ＲＳ及び前記エコー信号Ｓは、一の超音波振動子２ａにおいて受信された一音線分の信号であるものとする。
【００３６】
前記判定部３２３は、例えば前記参照エコー信号ＲＳの信号強度の一音線分の累積加算値と、入力されたエコー信号Ｓの信号強度の一音線分の累積加算値との差が所定の閾値ＴＨ以上であれば、有効と判定する。一方、前記閾値ＴＨ未満であれば、無効と判定する。ちなみに、前記閾値ＴＨは調節できるようになっていてもよい。
【００３７】
ここで、前記超音波プローブ２の一部が患者の体表面と非接触の状態になった場合、隣り合って所定数連続する前記超音波振動子２ａにおいて無効なエコー信号が受信されていることが多い。従って、前記判定部３２３は、チャンネル毎の判定結果において無効と判定した場合であっても、この無効と判定されたチャンネルが隣り合って所定数連続していない場合には有効と判定してもよい。
【００３８】
後述するように、前記判定部３２３は、電圧を印加して超音波の送信を行なった超音波振動子２ａのみならず、送信を行なっていない超音波振動子２ａを含む全ての超音波振動子２ａの有効性を判定してもよい。
【００３９】
前記スイッチ部３２４は、後段側への前記エコー信号の出力をオンオフする。このスイッチ部３２４のオンオフにより、前記加算部３２７に出力されて加算されるエコー信号と前記加算部３２７に出力されず加算されないエコー信号とに区分けされるようになっている。前記スイッチ部３２４は、前記判定部３２３からの入力信号によってオンオフするようになっている。前記スイッチ部３２４は、本発明におけるスイッチ部の実施の形態の一例である。
【００４０】
具体的には、前記スイッチ部３２４は、前記判定部３２３により有効と判定された場合にはオンになり、一方で無効であると判定された場合にはオフになる。ただし、リアルタイム性を確保する観点から、一の音線についての前記判定部３２３の判定結果をその音線についての前記スイッチ部３２４のオンオフには反映させず、次の音線のエコー信号が入力された時のオンオフに反映させるようにしてもよい。この場合、音線毎に送信開口が異なる場合があることから、前記判定部３２３は、電圧を印加して超音波の送信を行なったチャンネルの超音波振動子２ａのみならず、送信を行なっていないチャンネルの超音波振動子２ａについても判定対象とすることが好ましい。具体的に図５に基づいて説明すると、例えば超音波振動子２ａ０〜２ａ７を用いて超音波の送信を行なった後に、超音波振動子２ａ２〜２ａ９を用いて超音波の送信を行なうものとする。そして、前記超音波振動子２ａ０〜２ａ７を用いた超音波の送信は音線Ｌ１についてのものであるとし、前記超音波振動子２ａ２〜２ａ９を用いた超音波の送信は音線Ｌ２についてのものであるとする。
【００４１】
前記超音波振動子２ａ８，２ａ９は、音線Ｌ１については超音波の送信に用いられないものの音線Ｌ２については超音波の送信に用いられる。従って、前記音線Ｌ１についての前記判定部３２３の判定結果を、前記音線Ｌ２のエコー信号が入力された時の前記スイッチ部３２４のオンオフに反映させるにあたっては、前記超音波振動子２ａ８，２ａ９についても前記判定部３２３の判定対象にする必要がある。従って、音線Ｌ１については、前記超音波振動子２ａ８，２ａ９は送信には用いないものの、これら超音波振動子２ａ８，２ａ９でエコー信号を受信し、このエコー信号に基づいて前記判定部３２３の判定を行なう。そして、判定結果に基づいて、前記音線Ｌ２についてのエコー信号の受信時における前記スイッチ部３２４のオンオフ状態を設定する。
【００４２】
ちなみに、超音波画像の作成に用いるエコー信号は、送信を行なった超音波振動子２ａで受信したエコー信号である。従って、音線Ｌ１については、前記超音波振動子２ａ８，２ａ９で受信されたエコー信号は、超音波画像の作成には用いないことから、前記超音波振動子２ａ８，２ａ９のチャンネルにおけるスイッチ部３２４は、音線Ｌ１のエコー信号が入力された時にはオフ状態にする。
【００４３】
前記遅延部３２５は、各チャンネルのエコー信号を整相するための遅延処理を行なう。また、前記ゲイン乗算部３２６は所定のゲインをエコー信号に乗算する。そして、前記加算部３２７は、各エコー信号を加算してＲＦ信号を作成する。前記ゲイン乗算部３２６は、本発明におけるゲイン乗算部の実施の形態の一例である。また、前記加算部３２７は、本発明における加算部の実施の形態の一例である。
【００４４】
ここで、前記ゲイン乗算部３２６において乗算されるゲインは、前記制御部８により設定される。具体的には、ゲインｋは、以下の（式１）のように定義する。
ｋ＝ｋａ×ｋｂ  ・・・（式１）
ｋａは、前記スイッチ部３２４のオンオフの状態、すなわち前記加算部３２７で加算されるエコー信号の数に応じて設定される係数であり、前記各チャンネルのゲイン乗算部３２６において共通の係数である。一方、ｋｂは前記スイッチ部３２４のオンオフ状態に関係なく前記各チャンネルのゲイン乗算部３２６毎に設定される係数である。従って、ゲインｋは各ゲイン乗算部３２６毎に、ｋ１，ｋ２，・・・，ｋＮが設定される。
【００４５】
ここで、前記判定部３２３の判定結果は前記制御部８に入力される。そして、ｋａは、後述する送受信パラメータ設定部８１によって前記判定部３２３の判定結果に基づいて設定される。また、ｋｂは例えば前記操作部７の入力に基づいて前記制御部８により設定される。ちなみに、前記スイッチ部３２４のオンオフ状態を前記制御部８に入力し、これに基づいて前記送受信パラメータ設定部８１がｋａの設定を行なってもよい。
【００４６】
ｋａについてより詳細に説明すると、このｋａは有効と判定されたチャンネル数が少ないほど（無効と判定されたチャンネル数が多いほど）大きく設定される。言い換えれば、オンになっているスイッチ部３２４が少ないほど（オフになっているスイッチ部３２４が多いほど）ｋａは大きく設定される。これにより、ゲインｋは、前記加算部３２７で加算されるエコー信号の数に応じたゲインになる。例えば、ｋａは以下の（式２）のように設定してもよい。
ｋａ＝Ｍ／（Ｍ−ｘ）  ・・・（式２）
（式２）において、Ｍは超音波画像の作成に用いるエコー信号を受信した超音波振動子２ａの数、すなわち超音波の送信を行なった超音波振動子２ａの数であり、ｘは超音波の送信を行なった超音波振動子２ａのうち無効と判定された超音波振動子２ａの数である。
【００４７】
以上のように、オフになっているスイッチ部３２３が多くなるほどｋは高くなるので、無効と判定されるチャンネルの数が増えても超音波画像の輝度を確保することができるようになっている。
【００４８】
ここで、前記ｋａは各チャンネルのエコー信号に乗算されるのではなく、各エコー信号が加算されたＲＦ信号に乗算されるようになっていてもよい。この場合には、特に図示しないが前記ｋａをＲＦ信号に乗算するゲイン乗算部を前記加算部３２７の後段に設ける。
【００４９】
前記ＲＦ信号処理部４は、前記受信部３２から出力されたＲＦ信号について超音波画像を作成するための所定の処理を行なう。例えば、前記ＲＦ信号処理部４は、前記送受信部３から出力されたＲＦ信号に対し、対数圧縮処理、包絡線検波処理等の所定の処理を行ってＢモードデータを作成する。前記ＲＦ信号処理部４から出力されたＢモードデータは前記表示制御部５に入力される。
【００５０】
前記表示制御部５は、図６に示すように、メモリ５１、表示画像制御部５２を有する。前記メモリ５１は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリ（Ｍｅｍｏｒｙ）などで構成される。このメモリ５１には、例えば前記ＲＦ信号処理部４から出力されたＢモードデータなどが記憶される。このＢモードデータは、前記ＨＤＤ９に記憶されるようになっていてもよい。
【００５１】
前記表示画像制御部５２は、前記ＲＦ信号処理部４から出力されたデータをスキャンコンバータ（Ｓｃａｎ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）によって走査変換して画像データを作成し、この画像データに基づく超音波画像を前記表示部６に表示させる。例えば、前記画像データ作成部５２は、前記Ｂモードデータをスキャンコンバータによって走査変換してＢモード画像データを作成し、前記表示部６にＢモード画像を表示させる。
【００５２】
前記表示部６は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）やＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）などで構成される。前記操作部７は、操作者が指示や情報を入力するためのキーボード及びポインティングデバイス（図示省略）などを含んで構成されている。
【００５３】
前記制御部８は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔＲａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を有して構成される。この制御部８は、前記ＨＤＤ９に記憶された制御プログラムを読み出し、前記ＲＦ信号処理部４及び前記表示制御部５における機能を実行させる。
【００５４】
また、前記制御部８は、図７に示すように送受信パラメータ設定部８１を有している。この送受信パラメータ設定部８１は、前記操作部７の入力に基づいて超音波の送受信パラメータを設定する。例えば、送受信パラメータ設定部８１は、送受信パラメータとして、例えば前記ゲイン乗算部３２５で乗算するゲイン、前記遅延部３２４における遅延量、送信する超音波の音響出力、超音波の送信開口などを設定する。
【００５５】
さて、本例の超音波画像表示装置１の作用について説明すると、先ず、超音波プローブ２を患者の体表面に当接しない状態で空中において超音波の送受信を行ない、前記参照エコー信号ＲＳを取得する。その後、前記超音波プローブ２を患者の体表面に接触させて超音波の送受信を行ない、得られたエコー信号に基づいて超音波画像を作成して表示する。この時、無効と判定されたチャンネルのエコー信号は、前記スイッチ部３２４がオフ状態になることによって前記加算部３２７において加算されない。従って、前記超音波プローブ２の送受信面の一部が患者の体表面と非接触状態になったとしても、この非接触部分の超音波振動子２ａで受信したエコー信号は超音波画像の作成には用いられないので、Ｓ／Ｎ比を維持することができる。これにより、前記超音波プローブ２の送受信面の一部が患者の体表面と非接触状態になった場合において、従来よりもＳ／Ｎ比を改善することができる。
【００５６】
また、前記加算部３２７で加算されるエコー信号の数に応じたゲインｋが前記ゲイン乗算部３２６において乗算され、無効と判定されるチャンネルの数が増えても超音波画像の輝度を維持することができる。従って、前記超音波プローブ２の送受信面の一部に非接触部分が生じた場合において、従来よりも超音波画像の輝度を高くすることができ、従来と比べて画質を向上させることができる。
【００５７】
以上より、Ｓ／Ｎ比及び輝度の観点において画質が悪化した超音波画像を見て診断を行なうことを防止することができる。
【００５８】
なお、この第一実施形態において、前記スイッチ部３２４のオンオフ状態に関係なく前記各チャンネルのゲイン乗算部３２６毎に設定される係数であるｋｂのみを、前記ゲインｋとしてもよい。すなわち、ｋａを乗算しなくてもよい。この場合であっても、Ｓ／Ｎ比の観点からの画質を維持することができる。
【００５９】
次に、第一実施形態の変形例について説明する。前記送受信部３において、前記判定部３２３、前記スイッチ部３２４、前記遅延部３２５、前記ゲイン乗算部３２６及び前記加算部３２７は回路によって構成されているが、これらと同様の機能を制御プログラムにより実行させてもよい。具体的には、前記送受信部３は、特に図示しないが、前記各超音波振動子２ａにおいて有効なエコー信号が受信されたか否かを前記判定部３２３と同様にして判定を行なう判定機能を実行する判定部と、前記各超音波振動子２ａで受信したエコー信号について遅延処理を行なう遅延処理機能を実行する遅延部と、遅延処理された各エコー信号を、前記判定結果に基づいて設定される重み付け係数により重み付け加算する重み付け加算機能を実行する加算部とを有し、これら各部の機能を制御プログラムにより実行させるようにしてもよい。ただし、この場合、前記プリアンプ３２１及びＡＤ変換部３２２については、回路で構成するものとする。
【００６０】
前記重み付け加算機能においては、有効と判定されたチャンネルのエコー信号については、上記実施形態におけるゲインｋと同様の係数を乗算して加算する。一方、無効と判定されたチャンネルのエコー信号についての重み付け係数は零に設定する。従って、有効と判定されたチャンネルのエコー信号のみが加算されることになる。
【００６１】
（第二実施形態）
次に、第二実施形態について説明する。以下、第一実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００６２】
図８に示すように、本例では受信部３２′は、前記スイッチ部３２４を有さない点を除いて第一実施形態の受信部３２と同一の構成であり、前段側から順にプリアンプ３２１、ＡＤ変換部３２２、判定部３２３、遅延部３２５、ゲイン乗算部３２６及び加算部３２７を有している。
【００６３】
前記ゲイン乗算部３２６において乗算されるゲインｋも、上記（式１）で定義される。そして、前記ｋａも前記判定部３２３の判定結果に基づいて、第一実施形態と同様に、前記送受信パラメータ設定部８１によって例えば上記（式２）によって設定される。従って、無効と判定されるチャンネル数が多くなるほど、前記ｋａが大きくなるように設定され、結果的にｋも大きくなるように設定される。
【００６４】
このような構成によれば、無効と判定されるチャンネル数が増えても、ゲインｋが大きく設定されるので、超音波画像の輝度を維持することができる。従って、前記超音波プローブ２の送受信面の一部に非接触部分が生じた場合において、従来よりも超音波画像の輝度を高くすることができ、従来と比べて画質を向上させることができる。以上より、輝度の観点において画質が悪化した超音波画像を見て診断を行なうことを防止することができる。
【００６５】
次に第二実施形態の変形例について説明する。本例において、前記送受信パラメータ設定部８１は、例えば前記遅延部３２５による遅延量、超音波の音響出力、送信を行なう超音波振動子２ａなど、前記ゲインｋ以外の送受信パラメータについても、前記判定部３２３の判定結果に基づいて設定してもよい。
【００６６】
例えば、図９に示すように超音波振動子２ａ０〜２ａＮまでを用いて超音波の送信を行なうように送受信パラメータが設定されている状態において超音波の送受信を行ない、その結果図１０に示すように前記超音波振動子２ａ０，２ａ１，２ａ２，２ａ３のチャンネルが無効であったと判定されたとする。この場合、図９に示すように、当初の送受信パラメータにおいては、受信ビームＢＭ１が形成されるように、遅延量などが設定されている。ちなみに、図９〜１１において示された円弧Ａｒは、遅延量を模式的に表わした線（遅延線）である。
【００６７】
しかし、実際の超音波の送受信においては、図１０に示すように無効なチャンネルを含むため、当初の送受信パラメータで受信ビームを形成すると、当初想定された前記受信ビームＢＭ１とはビームの方向や焦点が異なる受信ビームＢＭ２が形成される。従って、この受信ビームＢＭ２に基づいて作成される超音波画像の画質が悪化する。
【００６８】
そこで、前記送受信パラメータ設定部８１は、前記判定部３２３の判定結果に基づいて、送受信パラメータを再設定する。例えば、前記判定部３２３において無効と判定されたチャンネルは、前記超音波プローブ２における一端側の４つのチャンネルの前記超音波振動子２ａ０，２ａ１，２ａ２，２ａ３なので、図１１に示すように他端側の４つのチャンネルの超音波振動子２ａＮ，２ａ（Ｎ−１），２ａ（Ｎ−２），２ａ（Ｎ−３）からの超音波の送信を中止するよう設定する。そして、このように送信開口を狭くすることによって送信の音響出力が小さくなるので、音響出力の設定を大きくする。
【００６９】
このように、再設定された送受信パラメータを用いて、次の音線について前記送受信部３が送受信を行なうことにより、図１１に示すように、前記受信ビームＢ１とビームの方向及び焦点位置が同じ受信ビームＢＭ３に基づく超音波画像が作成される。従って、前記超音波プローブの送受信面の一部に非接触部分が生じた場合であっても、超音波画像の画質を維持することができる。そして、このように非接触部分が生じた場合の画質を従来よりも向上させることができる。以上より、画質が悪化した超音波画像を見て診断を行なうことを防止することができる。
【００７０】
（第三実施形態）
次に、第三実施形態について説明する。以下、第一、第二実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００７１】
本例において、前記表示制御部５は、図１２に示すように前記メモリ５１、前記表示画像制御部５２のほか、指示表示制御部５３を有している。この指示表示制御部５３は、本発明の指示表示制御部の実施の形態の一例であり、図１３，１４に示すように、前記判定部３２３によって無効と判定されたチャンネルの超音波振動子２ａの位置を示す指示表示Ｉを前記表示部６に表示させる。前記指示表示Ｉは、前記表示部６に表示された超音波画像Ｇにおいて、無効と判定されたチャンネルの超音波振動子２ａの位置に相当する部分を示すように表示される。
【００７２】
図１３に示す指示表示Ｉは、前記超音波画像Ｇの上端部であって、この超音波画像Ｇの外側に略コの字形状で表示されている。また、図１４に示す指示表示Ｉは、前記超音波画像Ｇの上端部であって、この超音波画像Ｇ内に太線で表示されている。ただし、指示表示Ｉは一例であり、これら図示のものに限られるものではない。
【００７３】
このように、本例においては、前記超音波プローブ２の送受信面の一部が患者の体表面から離れて非接触部分が生じた場合に、前記指示表示Ｉが前記表示部６に表示される。従って、超音波画像Ｇが表示されている前記表示部６を見ながら超音波の送受信を行なっている操作者は、前記超音波プローブ２が体表面と非接触の状態で得られた超音波画像が表示され、画質が悪化していることを認識することができる。また、前記指示表示Ｉが表示されることにより、前記超音波プローブ２の送受信面が体表面と非接触の状態にあることを認識することができるので、前記超音波プローブ２の送受信面の全面を体表面に接触させて再度送受信を行なうことができる。しかも、前記指示表示Ｉは、無効と判定されたチャンネルの超音波振動子２ａの位置に表示されるので、前記超音波プローブ２の送受信面における非接触部分の位置を知ることができる。従って、前記超音波プローブ２の送受信面の全面を確実に体表面に接触させることができる。これにより、確実に良好な画質の超音波画像を表示させることができる。以上より、画質が悪化した超音波画像を見て診断を行なうことを防止することができる。
【００７４】
（第四実施形態）
次に、第四実施形態について説明する。以下、第一〜第三実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００７５】
本例において、前記表示制御部５は、図１５に示すように前記メモリ５１、前記表示画像制御部５２、前記指示表示制御部５３のほか、エラー領域表示制御部５４を有している。また、前記制御部８は、図１６に示すように前記送受信パラメータ設定部８１のほか、エラー領域特定部８２を有している。
【００７６】
前記エラー領域表示制御部５４は、本発明におけるエラー領域表示制御部の実施の形態の一例であり、図１７に示すように前記表示部６に表示された超音波画像Ｇ上にエラー領域を示すエラー領域表示Ｅを表示する（図１７において斜線で示した部分）。このエラー領域表示Ｅは、前記超音波プローブ２の送受信面の一部が患者の体表面と非接触の状態で超音波の送受信が行なわれることによって、患者の画像を正しく表示できていない領域（画質が悪化している領域）である。前記エラー領域表示Ｅは、例えば前記超音波画像Ｇの上にカラー表示される。ただし、背景の超音波画像Ｇは透過させて表示することが好ましい。
【００７７】
前記エラー領域特定部８２は、本発明におけるエラー領域特定部の実施の形態の一例であり、前記判定部３２３の判定結果に基づいて、前記超音波画像Ｇのエラー領域を特定する。そして、前記エラー領域表示制御部５４は、前記エラー領域特定部８２によって特定されたエラー領域に前記エラー領域表示Ｅを表示する。
【００７８】
前記エラー領域特定部８２によるエラー領域の特定について詳しく説明する。前記エラー領域特定部８２は、前記判定部３２３の判定結果から特定される送受信パラメータに基づいて算出される送信超音波ビームを、所定の設定送受信パラメータに基づいて算出される参照送信超音波ビームと比較して前記エラー領域の特定を行なう。前記設定送受信パラメータは、超音波の送受信を行なう際に操作者の入力に基づいて設定されるパラメータであり、一方で前記送受信パラメータは実際の送受信におけるパラメータである。
【００７９】
より詳細には、前記エラー領域特定部８２は、前記判定部３２３により無効と判定されたチャンネルを考慮した送信超音波ビームの特性を算出する。この送信超音波ビームは、超音波の送受信を行なってエコー信号を取得し、前記判定部３２３による判定を行なって、その判定結果を考慮して算出されるビームであり、実際の超音波の送信で形成されたビームである。ちなみに、この送信超音波ビームに対するエコー信号に基づいて作成された超音波画像Ｇに前記エラー領域表示Ｅが表示される。また、前記エラー領域特定部８２は、前記設定送受信パラメータに基づいて参照送信超音波ビームの特性を算出する。従って、参照送信超音波ビームは、設定上のビームであり、実際の超音波の送信で形成された前記送信超音波ビームとは異なる場合がある。
【００８０】
ここで、送信超音波ビームの特性及び参照送信超音波ビームの特性とは、送信方向の深さとビームの信号強度との関係で表わされる特性である。図１８に送信超音波ビームの特性及び参照送信超音波ビームの特性を表わすグラフを示す。この図１８において、グラフｇｒ１は、送信超音波ビームの特性の一例を表わすグラフであり、グラフｇｒ２は、参照送信超音波ビームの特性の一例を表わすグラフである。
【００８１】
前記エラー領域特定部８２は、前記送信超音波ビームと前記参照送信超音波ビームの信号強度の差Ｄが所定の閾値ＤＴＨを超えている部分ｅｒをエラー領域とする。前記エラー領域特定部８２は、各音線について前記部分ｅｒを特定する。そして、前記エラー領域特定部８２により、各音線におけるエラー領域が特定されると、前記エラー領域表示制御部５４が前記エラー領域表示Ｅを表示させる。
【００８２】
本例によれば、前記エラー領域表示Ｅが表示されるので、超音波画像Ｇにおいて画像が悪化している領域を知ることができる。従って、画質が悪化した超音波画像を見て診断を行なうことを防止することができる。
【００８３】
以上、本発明を前記実施形態によって説明したが、本発明はその主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことはもちろんである。例えば、上記実施形態において、前記判定部３２３は、前記参照エコー信号ＲＳの信号強度の一音線分の累積加算値と、入力されたエコー信号Ｓの信号強度の一音線分の累積加算値との差が所定の閾値ＴＨ以上であるか否かに基づいて判定を行なっているが、これに限られるものではない。例えば、前記判定部３２３は、一音線分ではなく、深さ方向における所定の範囲について、前記参照エコー信号ＲＳと前記エコー信号Ｓとで前記累積加算値を比較して判定を行ってもよい。また、前記判定部３２３は、一音線分の前記参照エコー信号ＲＳの平均信号強度と、一音線分の前記エコー信号Ｓの平均信号強度との差が所定の閾値以上であれば、有効なエコー信号が受信されたと判定してもよい。また、前記判定部３２３は、一音線分ではなく、深さ方向における所定の範囲について、前記参照エコー信号ＲＳと前記エコー信号Ｓとで前記平均信号強度を比較して判定を行ってもよい。
【００８４】
さらに、前記判定部３２３は、前記参照エコー信号ＲＳと前記エコー信号Ｓとで信号強度の差が所定の閾値以上のデータの数が所定数以上である場合に、有効と判定してもよい。この場合のデータの数は、一音線分の数であってもよいし、深さ方向における所定の範囲における数であってもよい。
【００８５】
また、前記判定部３２３による判定は、前記エコー信号Ｓと前記参照エコー信号ＲＳとを比較して判定する場合に限られない。例えば、前記判定部３２３は、前記超音波プローブ２における超音波の送受信面と患者の体表面との間の静電容量に基づいて、判定を行ってもよい。この場合、図１９，２０に示すように、前記超音波プローブ２の送受信面２０と患者の体表面との間の静電容量を検出するための静電容量センサ２１を前記超音波プローブ２に設ける。
【００８６】
前記静電容量センサ２１は、超音波振動子２ａの配列方向に複数設けられており、超音波の送受信の妨げとならないように、超音波振動子２ａから外れた位置に２列分設けられている。本例では、前記判定部３２３は、前記各静電容量センサ２１で検出される静電容量により、複数の超音波振動子２ａのチャンネルについての判定を行なう。ここでは、３つの超音波振動子２ａを単位として判定を行なうものとし、一単位の判定対象につき、超音波振動子２ａの長手方向（配列方向と直交する方向）の両側に一対の静電容量センサ２１ａ，２１ｂ（図２０参照）が設けられている。例えば、前記判定部３２３は、超音波振動子２ａｍ，２ａ（ｍ＋１），２ａ（ｍ＋２）のチャンネルについては、静電容量センサ２１ａ１，２１ｂ１で検出される静電容量に基づいて判定を行ない、超音波振動子２ａ（ｍ＋３），２ａ（ｍ＋４），２ａ（ｍ＋５）のチャンネルについては、静電容量センサ２１ａ２，２１ｂ２で検出される静電容量によって判定を行なう。
【００８７】
前記判定部３２３は、前記一対の静電容量センサ２１ａ，２１ｂで検出される静電容量Ｃａ，Ｃｂのいずれか一方でも閾値ＣＴＨ以下になった場合に無効と判定してもよいし、前記静電容量Ｃａ，Ｃｂのいずれもが閾値ＣＴＨ以下になった場合に無効と判定してもよい。例えば、前記超音波振動子２ａｍ，２ａ（ｍ＋１），２ａ（ｍ＋２）のチャンネルについては、前記静電容量センサ２１ａ１で検出される静電容量Ｃａ１と、前記静電容量センサ２１ｂ１で検出される静電容量Ｃｂ１のうち、何れか一方でも閾値ＣＴＨ以下になった場合に無効と判定してもよいし、前記静電容量Ｃａ１，Ｃｂ１のいずれもが前記閾値ＣＴＨ以下になった場合に無効と判定してもよい。
【００８８】
また、本発明における超音波画像表示装置は、医用画像としての超音波画像を表示する超音波診断装置に限られるものではない。
【符号の説明】
【００８９】
１  超音波画像表示装置
２  超音波プローブ
２ａ  超音波振動子
２１  静電容量センサ
５３  指示表示制御部
５４  エラー領域表示制御部
８１  送受信パラメータ設定部
８２  エラー領域特定部
３２３  判定部
３２４  スイッチ部
３２６  ゲイン乗算部
３２７  加算部
【図１】
0005626973.tif 000002
【図２】
0005626973.tif 000003
【図３】
0005626973.tif 000004
【図４】
0005626973.tif 000005
【図５】
0005626973.tif 000006
【図６】
0005626973.tif 000007
【図７】
0005626973.tif 000008
【図８】
0005626973.tif 000009
【図９】
0005626973.tif 000010
【図１０】
0005626973.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005626973.tif 000014
【図１４】
0005626973.tif 000015
【図１５】
0005626973.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
0005626973.tif 000020
【図２０】
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