(57)【要約】【課題】超音波診断装置において、所定期間、体内組織の状態を観察することを可能とする。【解決手段】超音波診断装置は、超音波送受信部と、制御部とを有する。超音波送受信部は、被検体内に挿入された状態で超音波を送受信することにより被検体の所定部位の生体情報を得る。制御部は、周期的に動作する所定部位の状態に応じて設定されたトリガ信号、または当該状態に応じて求められたトリガ信号に基づき、間欠的に、該動作の周期に基づく複数周期にわたって超音波送受信部に超音波を送信させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に挿入された状態で超音波を送受信することにより被検体の所定部位の生体情報を得る超音波送受信部と、
周期的に動作する前記所定部位の状態に応じて設定され、または該状態に応じて求められたトリガ信号に基づき、間欠的に、該動作の周期に基づく複数周期にわたって前記超音波送受信部に超音波を送信させる制御部と、を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記トリガ信号は、前記所定部位の非周期的な動作に基づいて求められることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記所定部位の前記周期的または前記非周期的な動作を継続的に観察するための生体情報測定部から、該動作に基づく前記トリガ信号を受けることを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記生体情報測定部は心電計であり、
前記制御部は、
前記心電計から、前記所定部位の非周期的な動作に基づく前記トリガ信号を受けることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記心電計は心電波形の解析を行い、
前記制御部は、前記心電計の解析の結果、非周期的な前記心電波形が生じたことに応じて出力された前記トリガ信号を受けること、を特徴とする請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記生体情報測定部は心音モニタまたは呼吸モニタであり、
前記制御部は、
前記心音モニタまたは呼吸モニタから、前記非周期的な動作に基づく前記トリガ信号を受けることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記心音モニタまたは前記呼吸モニタから前記トリガ信号を受け、かつ前記周期的な動作に基づく周期情報を受け、
前記トリガ信号を受けたときに、前記周期情報に基づく前記複数の周期にわたって前記超音波送受信部に超音波を送信させることを特徴とする請求項６に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記超音波送受信部を収容する収容部と、
前記収容部に収容され、前記所定部位の前記周期的または前記非周期的な動作に基づく振動を検出する振動センサを備えたことを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記トリガ信号には、前記振動センサから受けた前記振動にかかる振動情報が含まれ、
前記制御部は、
前記トリガ信号を処理して、前記振動情報を、被検体の心音に基づく心音情報と、被検体の呼吸に基づく呼吸情報に分け、
前記心音情報から前記非周期的な心音を検出して前記超音波送受信部に前記超音波の送信を実行させ、
前記呼吸情報から前記非周期的な呼吸を検出して前記超音波送受信部に前記超音波の送信を実行させること、を特徴とする請求項８に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記生体情報測定部は心電計であり、
前記制御部は、
前記心電計から、前記トリガ信号を受け、
前記トリガ信号に基づき、あらかじめ設定された心時相を求め、該心時相に応じて前記超音波送受信部に前記超音波を送信させること、を特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記トリガ信号は、前記所定部位の前記周期的な動作に応じて設定された、複数周期の経過にかかる時間情報であり、
前記制御部は、前記時間情報における第１の時間の経過に応じ、該第１の時間より短い第２の時間だけ前記超音波送受信部に超音波を送信させること、を特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記時間情報は、前記所定部位の動作に基づく、心拍、脈拍または心音に基づいて求められること、を特徴とする請求項１１に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記超音波送受信部は、超音波の送信方向を変更可能な変更部を有し、かつ被検体内に挿入された状態で設定された方向に超音波を送信し、
前記制御部は、
得られた前記生体情報に基づき、前記所定部位へ向かう方向を求め、前記超音波の送信方向が該方向へ向くように、前記変更部を制御すること、を特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
少なくとも前記超音波送受信部を収容するカプセル状の収容部と、
本体部と、
前記超音波送受信部と、前記本体部との間で信号を送受信するインターフェースと、
少なくとも前記超音波送受信部に電力を供給する電源線とを有することを特徴とする請求項１〜７または１０〜１３のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
前記収容部はカプセル状に形成されており、
前記収容部は、前記超音波送受信部と、収容部に対する外部装置である本体部との間で信号を送受信するインターフェースと、少なくとも前記超音波送受信部に電力を供給する電源線とを有することを特徴とする請求項８または９に記載の超音波診断装置。
【請求項１６】
前記電源線に接続された電源、前記制御部、および前記インターフェースに接続され前記超音波送受信部から前記反射波を受けて信号を処理する信号処理部を有し、前記本体部と、
前記インターフェースにより前記本体部と接続される前記収容部とを備えて構成されることを特徴とする請求項１４または１５に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医用画像診断装置は、検査・診断を行うため、外科的手術によって組織の切除を伴わずに被検体内の組織の情報を医用画像（断層画像、血流画像等）として画像化する装置である。医用画像診断装置としては、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、超音波診断装置等がある。
【０００３】
一例において医用画像は、被検体の撮像の後、医療機関内の医用画像保管システム（例えばＰＡＣＳ；Ｐｉｃｔｕｒｅ Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ）に記憶される。その後、読影医等により画像保管システムから医用画像を読み出して読影が行われる。他の例において、医用画像は被検体の撮像後、即座に（リアルタイムに）画像化され、医師等に閲覧される。すなわち、その時点での被検体内の状態を把握するために医用画像が利用される場合がある。その他の例として、医用画像は、経過観察等のため、被検体内の状態を一定期間モニタリングする目的に用いられる場合がある。このモニタリングという観点において、超音波診断装置が用いられる場合がある。すなわち、被検体の被ばくの問題が生じない点が考慮されて超音波診断装置が用いられる状況が考えられる。
【０００４】
また被検体内の状態を一定期間モニタリングするとき、その期間の長さによっては、被検体をガントリ（Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置等）に留めておくことが困難な場合がある。Ｘ線照射部と検出器の間に被検体を留める必要があるＸ線診断装置も同様である。この点、超音波診断装置は、ガントリ等を必要とせず、超音波プローブ等により観察部位との間で超音波を送受信することにより、体内組織の情報を得て画像化する。さらに、ＭＲＩ装置のように傾斜磁場コイルの振動による騒音が生じることもない。
【０００５】
ただし、体外から体内組織の超音波画像を得る超音波プローブの場合、体表から所望の検査部位までの間に存在する組織（骨や肺等）の影響を受けることがある。この問題を解消するために、超音波診断装置において経食道超音波プローブ（ＴＥＥ；ｔｒａｎｓｅｓｏｐｈａｇｅａｌ ｅｃｈｏｃａｒｉｏｇｒａｐｈｙ；プローブ）が用いられている（例えば特許文献１）。経食道超音波プローブによれば、食道や上部消化器官から超音波の送受信を行うため、上記組織の影響を受けずに所望の観察部位の超音波画像を取得することができる。
【０００６】
構成の一例として経食道超音波プローブは、所定の長さを有する導中管部と、超音波トランスデューサを有する先端部と、当該導中管部と先端部とを接続する湾曲部とを有する。導中管部から先端部までは体腔内、例えば食道、胃等の上部消化器官に挿入される。そのため、導中管部は屈曲可能に形成される。また、導中管部における先端部側の他端には把持部が接続されている。把持部は操作者により保持され、また湾曲部や先端部の操作等に用いられる操作部が設けられている。また把持部から導中管部を通り先端部まで至る間には、湾曲部を曲げるためのワイヤーが設けられている。
【０００７】
把持部からの操作を受けワイヤーが駆動されると湾曲部が湾曲され先端部が所定方向に向けられる。先端部が所定方向に向けられ、先端部の超音波トランスデューサにより所望の検査部位に向けて超音波が送受信されることにより、例えば食道の所定位置から心臓の状態を示す画像を得ることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−１６１６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
超音波診断装置における超音波トランスデューサは、超音波を送受信することにより温度が上昇することがある。例えば圧電素子は印加された電圧を超音波に変換するときの内部損失に起因して発熱する。被検体内の状態を一定期間モニタリングするとすれば、温度上昇の問題により継続が困難となるおそれがある。上記の通り、被検体内に超音波の送受信部が挿入される場合もあり、過度の温度上昇を抑制することが望まれる。
【００１０】
この実施形態は、超音波診断装置において、所定期間、体内組織の状態を観察することを可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この実施形態にかかる超音波診断装置は、超音波送受信部と、制御部とを有する。超音波送受信部は、被検体内に挿入された状態で超音波を送受信することにより被検体の所定部位の生体情報を得る。制御部は、周期的に動作する前記所定部位の状態に応じて設定されたトリガ信号、または当該状態に応じて求められたトリガ信号に基づき、間欠的に、該動作の周期に基づく複数周期にわたって前記超音波送受信部に超音波を送信させる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】超音波診断装置を示す概略斜視図である。
【図２Ａ】先端部を示す概略側面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの概略Ａ―Ａ´断面図と概略Ｂ ―Ｂ´断面図に示される各部の位置関係を示す概略図である。
【図２Ｃ】図２Ａの超音波トランスデューサにおいてオフセットを付加した状態を示す概略断面図である。
【図２Ｄ】フレキシブルプリント基板を示す概略斜視図である。
【図３Ａ】超音波トランスデューサを示す概略斜視図である。
【図３Ｂ】超音波トランスデューサを示す概略斜視図である。
【図３Ｃ】超音波トランスデューサを示す概略斜視図である。
【図３Ｄ】超音波トランスデューサを示す概略斜視図である。
【図４】第１実施形態にかかる超音波診断装置の先端部の機能構成の一例を示す概略ブロック図である。
【図５】第１実施形態にかかる超音波診断装置の本体部の機能構成の一例を示す概略ブロック図である。
【図６】第１実施形態における生成部により生成されたＢモード画像の一例を示す概略図である。
【図７Ａ】第１実施形態における生成部により生成されたドプラスペクトラム画像の一例を示す概略図である。
【図７Ｂ】第１実施形態における生成部により生成されたドプラスペクトラム画像と心電波形の一例を示す概略図である。
【図８】図６のＢモード画像を得る位置関係を示す概略図である。
【図９】第１実施形態にかかる超音波診断装置の動作の概略を示すフローチャートである。
【図１０】第３実施形態にかかる超音波診断装置の動作の概略を示すフローチャートである。
【図１１】第５実施形態にかかる超音波診断装置の本体部の機能構成の一例を示す概略ブロック図である。
【図１２】第５実施形態にかかる超音波診断装置の動作の概略を示すフローチャートである。
【図１３】第５実施形態にかかる超音波診断装置の動作の概略を示すフローチャートである。
【図１４】第５実施形態にかかる超音波診断装置の動作の概略を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１〜図１４を参照して、第１実施形態〜第６実施形態にかかる超音波診断装置について説明する。
【００１４】
［第１実施形態］
まず第１実施形態にかかる超音波診断装置１００の全体構成の概略について図１を参照して説明する。図１は、この発明の実施形態にかかる超音波診断装置１００の概略構成を示す外観図である。第１実施形態にかかる超音波診断装置１００は、生体情報測定部１２０から生体情報（心電波形等）の設定に応じた解析結果を受け、間欠撮像を行う。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態にかかる超音波診断装置１００は、本体部１０１、先端部１０等を有する。先端部１０と本体部１０１とはケーブル１１を介して接続される。図１の例においては、ケーブル１１の端部に形成されたコネクタ１１ａが接続されており、本体部１０１にはこのコネクタ１１ａを受ける接続部１０１ａが設けられている。また、本体部１０１には超音波診断装置１００の操作に用いられる操作部１０２と、超音波診断装置１００により生成された画像およびその他の画像を表示する表示部１０３が設けられている。なお、図１は、超音波診断装置１００の例示である。したがって、本体部１０１の構成、ケーブル１１、操作部１０２、表示部１０３の配置や構成などは図１に例示するものに限られず、適宜変更が可能である。例えば図１のような本体部１０１でなく、本体部１０１は携帯型の超音波診断装置として構成される場合もある。
【００１６】
＜先端部の構成＞
次に、図２Ａ，図２Ｂおよび図３Ａを参照して先端部１０の構成について説明する。図２Ａは、先端部１０を示す概略側面図である。図２Ｂは、図２Ａの概略Ａ―Ａ´断面図および概略Ｂ―Ｂ´断面図であり、これらの断面図に示される各部の位置関係を示す概略図である。なお、図２Ｂにおいては、ケーブル１１、方向制御部１６および駆動部１８の図示を省略している。図３Ａは、超音波振動子１２ａが支持体の外周面の全周にわたって設けられた１次元的配列の超音波トランスデューサ１２を示す概略斜視図である。
【００１７】
（先端部の概要）
図１および図２Ａに示す例においては、超音波の送受信を行うためのデバイスとして、カプセル形状の先端部１０が用いられる。図２Ｂに示すように先端部１０は、楕円体状に形成された収容部１０ａの内部に超音波トランスデューサ１２、送受信制御部１４およびＩ／Ｆ１５（図４参照）等を備えて構成される。なお、収容部１０ａの内部には方向制御部１６および駆動部１８を備える場合があるが、図２Ｂにおいてはその図示を省略している。
【００１８】
また、図２Ｂに示すように楕円体状の上の先端部１０の場合、例えば収容部１０ａの長軸方向の一端側にはケーブル１１が接続されており、ケーブル１１内の信号線や電源線が収容部１０ａ内部に通されている。これらの線は、送受信制御部１４や方向制御部１６、駆動部１８に接続されている。なお、次に記載するように、収容部１０ａを被検体内の組織に留置させる構成とする場合、ケーブル１１により被検体内での先端部１０の進行を留める構成とすることが可能である。例えば、被検体の組織の一部に固定される固定部（不図示）に、さらにケーブル１１の一部を固定する構成とすることが可能である。この固定部としては、被検体に装着されるマウスピース等が挙げられる。マウスピースに固定部を設けることにより、ケーブル１１が被検体内に挿入される長さを所定範囲にとどめることが可能となる。それにより、先端部１０を被検体内で固定することが可能となる。
【００１９】
また、先端部１０における収容部１０ａを膨張させ、食道等、被検体の体内組織に収容部１０ａを密着させる構成であってもよい。体内組織に収容部１０ａを密着させることにより、先端部１０を体内に留置させることが可能となる。図示しないが、このような構成では収容部１０ａが２重の袋状に構成される。収容部１０ａの内部の袋部分には、超音波トランスデューサ１２が収容される。収容部１０ａの外側の袋部分は、ケーブル１１と接続される。ケーブル１１と当該外側の袋部分とは連通されており、ケーブル１１内のパイプ管１１ｃ（図２Ｂ参照）から流体、すなわち無菌水等の液体等を注入可能に構成される。流体の注入により収容部１０ａが膨張し、排出により収容部１０ａが収縮される。なお、先端部１０における収容部１０ａの内部には超音波トランスデューサ１２が設けられるが、その他、送受信制御部１４や方向制御部１６、駆動部１８等を先端部１０に設けるかについては、超音波トランスデューサ１２の構成（素子配列等）に応じて適宜変更される。
【００２０】
（超音波トランスデューサの全体および各部の構成）
図２Ｂの例における先端部１０では、短冊状の超音波振動子１２ａを円環状に１列に配列（１次元配列）した超音波トランスデューサ１２が用いられる（図３Ａ参照）。超音波トランスデューサ１２において超音波振動子１２ａは、図示しない支持体の外周面上に配置される。なお、以下において支持体上に配置される背面材、圧電素子、前面電極、背面電極、音響整合層を積層した構造体を「超音波振動子１２ａ」と記載する。また、支持体、超音波振動子１２ａの群および音響レンズ１２ｃのまとまりを「超音波トランスデューサ１２」と記載する。超音波振動子１２ａを支持する支持体（不図示）は、例えば中心軸に沿って内側が中空の円筒状に形成される。または支持体を円柱状に形成することも可能である。超音波の送信方向（超音波ビーム角等）を変更するために、超音波振動子１２ａの全体を傾動させる必要が有る場合には、この支持体は駆動部１８に接続される。超音波振動子１２ａは、支持体の外周面から放射状に外側へ向かって背面材、圧電素子、前面電極、背面電極、音響整合層が積層されて構成される。
【００２１】
図示しない圧電素子には、背面材側（支持体側）の面に背面電極が設けられ、その反対側（音響レンズ側）の面に前面電極が設けられている。圧電素子は、背面電極および前面電極に印加された電圧を超音波に変換する。この超音波は被検体へ送波される。また、圧電素子は、被検体からの反射波を受け、電圧（エコー信号）に変換する。圧電素子の材料としては、一般にＰＺＴ（Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｌｅｍｅｎｔ／チタン酸ジルコン酸鉛／Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）が用いられる。ただし、ＰＶＤＦ（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ＤｉＦｌｕｏｒｉｄｅ／ポリフッ化ビニリデン／（ＣＨ２ＣＦ２）ｎ）を用いることも可能である。圧電素子としてＰＶＤＦフィルムを用いる場合、可撓性があって先端部１０を構成しやすい。また超音波振動子１２ａの積層方向の厚さを薄くすることができ、先端部１０の小型化を図ることができる。また耐衝撃性がある。その他、圧電素子としてはチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ＰＺＮＴ（Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３）単結晶、ＰＭＮＴ（Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３）単結晶等を用いることが可能である。なお、圧電素子は単一層であってもよく、複数層の圧電素子を用いることも可能である。
【００２２】
なお、すべての圧電素子のうちの一部を焦電素子として用い、図示しない温度検出用回路に接続してもよい。当該回路は、この焦電素子から焦電電圧値または焦電電流値を受け、これらの値に基づいて超音波振動子１２ａ付近の温度を求める。なお当該回路は先端部１０に配置されていても本体部１０１に配置されていてもよい。先端部１０は被検体内に配置されるため、その温度を操作者が認識可能にすることは検査部位のモニタリングの観点から有効である。
【００２３】
各圧電素子の前面電極における音響レンズ１２ｃ側に隣接して、音響整合層が設けられている。すなわち、音響整合層は圧電素子と音響レンズ１２ｃの間に配置されることになる。音響整合層は、圧電素子と被検体の間で音響インピーダンスを整合させるものである。また音響整合層は積層方向に２層以上設けられる場合がある。この場合、音響整合層は段階的に音響インピーダンスが異なる材料が用いられる。このような構成によれば圧電素子と音響レンズ１２ｃとの間で段階的に音響インピーダンスを変化させて、音響的な整合をとることが可能である。
【００２４】
各圧電素子の背面電極における支持体側に隣接して、背面材が設けられている。背面材は、超音波の送信の際に超音波の照射方向と反対側（後方）に放射される超音波を吸収し、各圧電素子の余分な振動を抑える。背面材により、振動時における各圧電素子の背面からの反射が抑制されるため、超音波パルスの送受信に悪影響を及ぼすことを回避することが可能である。なお、背面材としては、音響減衰、音響インピーダンス等の観点から、ＰＺＴ粉末やタングステン粉末等を含むエポキシ樹脂、ポリ塩化ビニールやフェライト粉末を充填したゴムあるいは多孔質のセラミックにエポキシ等の樹脂を含漬したもの等、任意の材料を用いることができる。
【００２５】
〈音響レンズ〉
音響レンズ１２ｃ（図２Ｂ参照）は、送受信される超音波を集束してビーム状に整形するものである。音響レンズ１２ｃの材料としては、音響インピーダンスが生体に近いシリコーンなどが使用される。なお、超音波振動子１２ａが２次元的に配列され、かつ電子的な走査によって超音波を集束してビーム状に整形することができる場合には、音響レンズ１２ｃが設けられない場合がある。
【００２６】
また、先端部１０が被検体の食道から挿入され、超音波の送信方向が心臓に向けられるという用途で用いられる場合には、図２Ｃに示すように音響レンズ１２ｃと、超音波振動子１２ａとの間に楔状のオフセット１２ｆを付加してもよい。音響レンズ１２ｃが超音波振動子１２ａの支持体に対して傾く。このような構成によれば、圧電素子からの超音波の方向が異なる方向に集束される。オフセット１２ｆの傾斜角によっては、食道に留置された先端部１０の超音波振動子１２ａから心臓に向けて超音波を送信させるための駆動制御が不要となり、または駆動制御を簡便にすることが可能となる。
【００２７】
図３Ａに示される構成においては、本体部１０１からの超音波の送信方向にかかる指示信号を受け、超音波の送信方向の調整のため、後述する方向制御部１６および駆動部１８により超音波トランスデューサ１２の傾動が実行される。ただし、オフセット１２ｆが設けられている場合は、傾動されない構成とすることも可能である。
【００２８】
（超音波トランスデューサの他の例）
図３Ｂ〜図３Ｄを参照して超音波トランスデューサ１２の構成の他の例について説明する。図３Ｂ〜図３Ｄは、超音波トランスデューサ１２を示す概略斜視図である。そのうち、図３Ｃが、１次元配列の超音波トランスデューサ１２であり、図３Ｂおよび図３Ｄは、２次元配列の超音波トランスデューサ１２を示すものである。また、図３Ｂは支持体に対して超音波振動子１２ａが全周にわたって設けられた超音波トランスデューサ１２を示しており、図３Ｃおよび図３Ｄにおいては支持体の外周面の一部に超音波振動子１２ａが設けられている超音波トランスデューサ１２が示されている。
【００２９】
図３Ｂの例においては、支持体の外周面の全周にわたって超音波振動子１２ａが２次元的に配列されている。この構成においては、後述する送受信制御部１４により駆動される素子の切替え、超音波（超音波ビーム）の偏向、集束が電子走査によって実行可能である。図３Ｂに示す超音波トランスデューサ１２では、素子の配列方向（アジマス（Ａｚｉｍｕｔｈ）方向）だけでなく、その方向と実質的に直交するエレベーション（Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ）方向においても電子走査によって超音波の偏向、集束を行うことが可能である。したがって、超音波トランスデューサ１２の回転、傾動を要しない場合がある。その場合は、方向制御部１６および駆動部１８が設けられない。さらに、音響レンズ１２ｃが設けられない場合がある。
【００３０】
図３Ｃの例においては、支持体の外周面の周方向における一部に超音波振動子１２ａが１次元的に配列されている。一部に配列されている状態とは、例えば支持体が円筒状である場合に、その中心軸から所定角度範囲（例えば６０°）に含まれる外周面に超音波振動子１２ａが並んで設けられている状態を示す。この構成においては、本体部１０１からの指示信号を受け、後述する方向制御部１６および駆動部１８により超音波トランスデューサ１２の回転および傾動の一方または双方が実行される。
【００３１】
図３Ｄの例においては、支持体の外周面の周方向における一部に超音波振動子１２ａが２次元的に配列されている。この構成においては、本体部１０１からの指示信号を受け、後述する方向制御部１６および駆動部１８により超音波トランスデューサ１２の回転が実行される。一部に配列されている状態とは、例えば支持体が円筒状である場合に、その中心軸から所定角度範囲（例えば６０°）に含まれる外周面に超音波振動子１２ａが、アジマス方向およびエレベーション方向に並んで設けられている状態を示す。
【００３２】
（先端部の変形例）
また、圧電素子としてＰＶＤＦのような音響インピーダンスの低いものが用いられる場合は、背面材へ向かって放射される超音波を吸収せずに反射させるような構成の背面材を用いることが可能である。例えば超音波振動子１２ａの支持体と背面材を兼ねる材料を用いることが可能である。背面材として形状記憶合金を採用することで、次のような構成の先端部１０を用いることが可能である。この先端部１０の変形例について図２Ｄを参照して説明する。
【００３３】
すなわち、収容部１０ａは先端部１０を被検体に挿入するときは先端部１０全体が収縮された状態となるように構成されている。また図２Ｄに示すように、音響整合層から圧電素子までをフレキシブルプリント基板１２ｄ（ＦＰＣ；Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）上に配置する。このフレキシブルプリント基板１２ｄには、送受信制御部１４等の機能を有するＩＣ１２ｅ等を配置することが可能である。送受信制御部１４と圧電素子の電極とはフレキシブルプリント基板１２ｄに形成されたパターン等により電気的に接続されている。またフレキシブルプリント基板１２ｄは、形状記憶合金により構成された背面材上に形成される。
【００３４】
また収容部１０ａは、被検体に挿入された後、例えば食道に位置しているときに、ケーブル１１を介して水等の流体を注入することにより、先端部１０全体が膨張された状態（図２Ｂ参照）となるように構成されている。また収容部１０ａが膨張すると、その内部に所定の空間が形成される。背面材としての形状記憶合金は、この膨張した状態で例えば図３Ａに示すような円柱状または円筒状に復元されるように構成されている。また、先端部１０は、収容部１０ａに注入された流体を排出（吸引等）することにより、その全体が収縮する。
【００３５】
超音波トランスデューサ１２は、フレキシブルプリント基板１２ｄや、形状記憶合金としての背面材により支持されているので、収容部１０ａが収縮されると、それに応じて全体が収縮される。このような構成によれば、先端部１０は収縮時において、小型化されるので、操作者の任意に伸縮させることが可能である。したがって、先端部１０は被検体内に対する挿入および排出を容易に行いうる。
【００３６】
（送受信制御部）
次に、図４を参照して先端部１０の送受信制御部１４について説明する。図４は、第１実施形態にかかる超音波診断装置１００の先端部１０の機能構成の一例を示す概略ブロック図である。図４に示すように送受信制御部１４は、送信部１４１、受信部１４２および切替部１４３を有して構成される。以下、各部ごとに説明する。
【００３７】
（送信部）
先端部１０の送信部１４１は、送信制御部１４１ａ、送信波形発生部１４１ｂおよび送信アンプ１４１ｃを有して構成される。送信部１４１は、Ｉ／Ｆ１５を介して本体部１０１（送受信部１０５等／図５）から超音波の送信にかかる指示信号を受ける。送信部１４１は、送信制御部１４１ａによって制御されるクロック発生回路、送信遅延回路等（不図示）を含んで構成される。クロック発生回路は、超音波の送信タイミングや送信周波数を決めるクロック信号を発生する回路である。例えばクロック回路は送信遅延回路に基準クロック信号を与える。送信遅延回路は、所定の遅延時間が付与された駆動信号を送信波形発生部１４１ｂに送信する。なお、所定の遅延時間については超音波の送信フォーカス点から決定される。
【００３８】
送信波形発生部１４１ｂは、例えば図示しないパルサ回路を有しており、パルサ回路は各超音波振動子１２ａに対応した個別経路（チャンネル）に相当する個数のパルサを内蔵し、送信駆動パルスを発生する回路である。すなわち、パルサ回路は、所定の繰り返し周波数（ＰＲＦ：Ｐｕｌｓｅ Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）でレートパルスを繰り返し発生する。このレートパルスはチャンネル数に分配され、送信遅延回路に送られる。
【００３９】
送信制御部１４１ａにおける送信遅延回路は、レートパルスに送信方向および送信フォーカスにかかる遅延時間を与える。そして各遅延されたレートパルスに基づくタイミングで送信駆動パルスが発生される。この発生された送信駆動パルスは、送信アンプ１４１ｃにより増幅されて切替部１４３に送られる。このように送信遅延回路がパルサ回路に与える遅延は、超音波の送信フォーカスを行うためのものであり、超音波をビーム状に集束する。それにより超音波の送信指向性が決定される。さらに送信遅延回路は、各レートパルスに対し与える送信遅延時間を変化させることで、超音波振動子１２ａの超音波放射面からの超音波送信方向を制御する。
【００４０】
（切替部）
切替部１４３は、超音波の送受信にかかるスイッチを備えており、送信部１４１と受信部１４２との切り替えにかかる制御を行う。後述するように本体部１０１側での走査モードが連続波ドプラモード（ＣＷＤ；Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗａｖｅ ｄｏｐｐｌｅｒ）に設定されている場合は、超音波振動子１２ａの幾つかの素子を送信用として送信部１４１に接続させ、他の幾つかの素子を受信用として受信部１４２に接続させる。
【００４１】
また、本体部１０１側での走査モードによりＢモードとパルスドプラモード（ＰＷＤ；Ｐｕｌｓｅｄ ｗａｖｅ ｄｏｐｐｌｅｒ）とを並行して実行する設定がされている場合には、Ｂモードに応じて駆動される素子を順次切り替える制御と、設定されたサンプルボリューム（サンプリングゲート）へ向かって超音波を送信する素子に切り替える制御とを交互に繰り返す。Ｂモードにおいては、駆動する素子群を素子配列方向にずらしていくようにして超音波の送信方向等が制御される。
【００４２】
また切替部１４３は、２次元配列の場合の超音波トランスデューサ１２における、ｍ行×ｎ列の素子群（振動子群）を含む各サブアレイの切り替えを行う。切替部１４３のスイッチに接続されたサブアレイの各素子には、送信アンプ１４１ｃから受けた送信駆動パルスが印加されて圧電素子が駆動される。
【００４３】
（受信部）
先端部１０における受信部１４２は、被検体により反射された超音波に応じたエコー信号を受ける。受信部１４２は、超音波トランスデューサ１２が受信したエコー信号に対して増幅して遅延加算処理を行う。受信部１４２の遅延加算処理により、アナログのエコー信号を整相された（つまり受信ビームフォームされた）デジタルのデータに変換する。具体例は次の通りである。
【００４４】
受信部１４２は、受信アンプ１４２ａ、Ａ／Ｄ変換部１４２ｂおよび遅延加算部１４２ｃを有して構成される。受信部１４２はサブアレイ遅延加算部（不図示）を有していてもよい。受信アンプ１４２ａ、超音波トランスデューサ１２から受信したエコー信号を受信チャンネルごとに増幅する。Ａ／Ｄ変換部１４２ｂは、増幅されたエコー信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号に変換されたエコー信号は、図示しないデジタルメモリに記憶される。なお、デジタルメモリはチャンネル（または各素子）毎に設けられており、エコー信号は対応するメモリに記憶される。また、エコー信号は、そのエコー信号の受信時刻に応じたアドレスに記憶される。Ａ／Ｄ変換部１４２ｂは、エコー信号の帯域幅にあわせてフィルタリングしたデータを間引くことが可能である。なお、サブアレイ遅延加算部（不図示）を有する場合には、超音波振動子１２ａにおける近接した素子からのエコー信号を加算することが可能である。
【００４５】
遅延加算部１４２ｃは、デジタル信号に変換されたエコー信号に、受信指向性を決定するために必要な遅延時間を与える。この受信遅延時間は素子毎に計算される。また遅延加算部１４２ｃは、遅延時間が与えられたエコー信号を加算する。エコー信号は、計算された必要な遅延時間に基づいて適宜デジタルメモリから読み出されて加算される。受信フォーカス位置を送信ビーム上に沿って変更しながらこの加算処理が繰り返される。加算処理によって、受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。受信部１０６により処理された受信ビーム信号は、Ｉ／Ｆ１５、受信部１０６等を介して信号処理部（Ｂモード信号処理部１０７、ドプラ信号処理部１０８）に送信される。
【００４６】
（方向制御部・駆動部）
方向制御部１６は、本体部１０１から超音波の送信方向にかかる指示信号を受け、駆動部１８を制御する。例えば、本体部１０１側で設定されたＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）に応じて超音波の放射面の向きまたは角度を変えるため、方向制御部１６は駆動部１８を駆動させる制御を行う。駆動部１８は、例えば超音波モータ等のマイクロアクチュエータにより構成されており、方向制御部１６に制御されて駆動される。また、駆動部１８は超音波トランスデューサ１２に接続されている。この構成によって、駆動部１８が駆動されることにより、超音波トランスデューサ１２が回転され、または傾動される。駆動部１８が駆動されることにより、超音波トランスデューサ１２における超音波の送信方向を変更することができる。
【００４７】
＜生体情報計測部の構成＞
図５において生体情報計測部１２０は、本体部１０１に接続されている。生体情報計測部１２０は、生体信号等の被検体の状態を示す情報を生成し、生成した情報を本体部１０１に送信する。生体情報計測部１２０としては、生体電気器具（心電計、脳波計、筋電計など）、呼吸器系器具（呼吸流量計、電子式呼吸計(スパイロメータ)、呼吸抵抗計など）および、医用監視装置（単数監視装置（ベッドサイドモニタ）、複数監視装置（セントラルモニタ））等が該当する。医用監視装置は、心電図・血圧・呼吸数・体温・脈拍・血中酸素飽和度・呼気ガス分圧などのバイタルサインを監視するものである。図５において生体情報計測部１２０は、本体部１０１の外部に設けられているが、一部が本体部１０１側の内部に含まれ、計測の処理を本体部１０１において行ってもよい。
【００４８】
また第１実施形態において、本体部１０１は、生体情報測定部１２０から生体情報（心電波形等）の解析結果を受ける構成である。すなわち、生体情報測定部１２０は設定に応じて生体情報の解析をリアルタイムに実行し、その解析結果を本体部１０１に送信する構成である。以下、生体情報が心電波形であり、生体情報測定部１２０が心電波形をリアルタイムに解析する例について説明する。なお、生体情報測定部１２０は、例えば被検体と接触する電極等、被検体から心電波形を直接取得する手段を備える。また他の例として、生体情報測定部１２０は、外部の心電計から心電波形を取得して専ら解析を実行するものであってもよい。
【００４９】
生体情報測定部１２０は、解析装置によって個々の心拍波形の特徴や隣接する心拍の間隔等に応じて自動分類を行う。また、心拍波形毎に通し番号、分類や前心拍とのＲ−Ｒ間隔（Ｒ波の時間間隔）等の情報を付加して保存する。具体例として、生体情報測定部１２０は、被検体から心電信号を受け、フィルタ処理を行う。フィルタ処理は、心電信号に対するノイズの除去、基線変動の除去といった波形整形処理を含む。フィルタ処理が行われたすべての心電波形は、その記憶部等に記憶される。
【００５０】
また生体情報測定部１２０は、記憶されたすべての心拍に対応する心電波形から既知の方法でＱＲＳ波形を検出し、または前の心拍に対するＲ−Ｒ間隔の演算等の処理を行う。また、生体情報測定部１２０は、波形の分類に利用される標準的な波形データをあらかじめ記憶している。標準的な波形データは、分類ごとに複数設定されており、所望の分類（正常心拍、上室期外収縮等）が選択されると、選択に応じた標準的な波形データが読み出される。生体情報測定部１２０は、標準的な波形データに基づいて、記憶された全心拍との類似度を求める。類似度が閾値以上であれば、その類似度が高い部分の波形が、選択された分類に該当する波形として抽出される。
【００５１】
標準的な波形データの一例として、典型的な異常波形のモデルとなる標準的な波形データがある。この異常波形の波形データとの対比において、類似度が閾値より高いと判定された波形は、選択された当該典型的な異常波形として抽出される。また、Ｒ−Ｒ間隔の変動率が所定の割合（例えば１０％）以上でありＰ波が認識できない場合を異常（心房細動）と解析してもよい。生体情報測定部１２０は、解析により当該異常波形を抽出した場合、主制御部１０４に心電波形でなく異常を検出した旨を示すトリガ信号を送信してもよい。なお、以下において異常を検出した旨を示すトリガ信号を「異常検出トリガ」と記載することがある。
【００５２】
以上のように、第１実施形態における生体情報測定部１２０はいずれかの方法により、心電計から被検体の心電波形をリアルタイムに受け、特定の心電波形を抽出して、本体部１０１に送信する。主制御部１０４は、生体情報計測部１２０により抽出された特定の心電波形を受ける。この特定の心電波形は１種類に限られない。なお以下においては、主に、この特定の心電波形により被検体内の組織の異常が示されている状況を例にして説明する。さらにその場合の特定の心電波形を「異常を示す心電波形」と記載することがある。また、上記生体情報測定部１２０による解析処理を実行する機能を本体部１０１が有していてもよい。その場合、生体情報測定部１２０が上記の解析機能を有さず単に、心電波形を本体部１０１に送信するだけであってもよい。
【００５３】
＜本体部の構成＞
次に、本体部１０１の各部の制御および各部の処理について、図５を参照して説明する。同図に示す超音波診断装置１００は、例えば心臓等の生体組織の形態を表す画像（図６参照）や血流状態を表す画像（図７Ａ参照）を取得するために用いられる。図５に示すように超音波診断装置１００においては、本体部１０１に先端部１０および生体情報計測部１２０が接続されている。なお、先端部１０は「超音波送受信部」の一例に該当する。図５は、第１実施形態にかかる超音波診断装置１００の本体部１０１の機能構成の一例を示す概略ブロック図である。
【００５４】
本体部１０１はその内部に、超音波診断装置１００における入出力、演算、制御等の各処理を行うユニットを有している（図５参照）。図５においては、本体部１０１の機能として操作部１０２、表示部１０３、主制御部１０４、送受信部１０５、Ｂモード信号処理部１０７、ドプラ信号処理部１０８、生成部１０９、方向設定部１１０を有する。なお、生体情報計測部１２０は、超音波診断装置１００の構成に含まれていてもよい。また本体部１０１には、先端部１０とケーブル１１を介して接続される電源が含まれていてもよい。
【００５５】
（操作部）
操作部１０２は、操作者による操作を受けて、この操作内容に応じた信号や情報を装置各部に入力する。また、操作部１０２は、マウスなどのポインティングデバイスやキーボードに限らず、任意のユーザインターフェースを用いることができる。操作部１０２におけるこの緊急情報の入力手段を、例えば、表示部１０３と一体のタッチパネルにおけるソフトウェアキー（ｓｏｆｔｋｅｙ）として構成することも可能である。なお、操作部１０２は、ネットワークやメディアを介して信号や情報の入力を受ける機能を有していてもよい。なお、以下において超音波画像とはＢモード画像のような形態画像だけでなく、血流や組織の運動情報に基づく波形画像や、血流や組織の運動情報に基づく色彩や明度のカラー表示も含むものとする。
【００５６】
また、例えば操作者が操作部１０２における終了ボタンやＦＲＥＥＺＥボタンを操作すると、超音波の送受信が終了、または一時停止状態となる。また操作者は、操作部１０２を介して、後述の間欠撮像の制御において何心拍分の撮像を行うかの設定を行うことが可能である。この設定情報は、送受信部１０５における図示しない記憶部に記憶される。また、操作部１０２を介して、超音波の走査モード等の初期設定実行可能である。また、ドプラモードにおけるサンプルボリューム（サンプリングゲート）の指定操作を行うこともできる。また、心臓駆出率等、生体情報のモニタリングに関する設定を行うことも可能である。
【００５７】
（表示部）
表示部１０３は、超音波画像、操作画面や設定画面等を表示する。ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ；Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマディスプレイＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ)、有機ＥＬ（ＯＥＬＤ；Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ；電界放出ディスプレイ）など、任意の表示装置を用いることが可能である。
【００５８】
（主制御部）
主制御部１０４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。ＣＰＵが制御プログラムを適宜ＲＡＭ上に展開することにより、主制御部１０４として機能する。すなわち、主制御部１０４は本体部１０１における以下の各部の制御を実行する。
【００５９】
（送受信部／送信部）
本体部１０１の送受信部１０５は、選択された走査モードに応じて先端部１０の送受信制御部１４に超音波トランスデューサ１２の駆動にかかる信号を送信する。ただし、この駆動信号は、生体情報測定部１２０により抽出された特定の心電波形または異常検出トリガを受けた場合に対応して送信される。例えば、まず主制御部１０４が生体情報測定部１２０から特定の心電波形を受ける。主制御部１０４は、特定の心電波形または異常検出トリガを受けることに応じて送受信部１０５にトリガ信号を送る。なお、本体部１０１において特定の心電波形だけでなく、心電波形をリアルタイムに取得して表示部１０３に表示している場合もある。したがって、主制御部１０４は、特定の心電波形を受けた場合に送受信部１０５にトリガ信号を送る。
【００６０】
また送受信部１０５の送信部は、主制御部１０４からトリガ信号を受けると、あらかじめ定められた心拍数分の超音波画像が得られるように超音波トランスデューサ１２の駆動にかかる信号を先端部１０に送信する。あらかじめ定められた心拍数は、超音波診断装置１００による被検体のモニタリングの開始タイミングで、またはそれに前後して操作者等により設定されるものである。送受信部１０５は、設定された心拍数分の撮像を行うために、生体情報測定部１２０からリアルタイムに心電波形を取得する。
【００６１】
なお、特定の心時相において撮像を行う場合には、主制御部１０４は生体情報測定部１２０が抽出した特定の心時相における心電波形を受ける。主制御部１０４はその特定の心時相の心電波形に基づき、送受信部１０５にトリガ信号を送る。また、モニタリングを開始した時点については、主制御部１０４からのトリガ信号の有無に関わらず、所定心拍数分の超音波の送信を実行させてもよい。
【００６２】
例えば主制御部１０４は、操作部１０２により走査モード（スキャンシーケンス）の選択操作を受ける。この操作により主制御部１０４は送受信部１０５を、選択された走査モードに応じて制御する。選択された走査モードにより、送信周波数、送信駆動電圧等が変更される。なお、走査モードとしてはＢモード、パワードプラモード（ＰＤＩ；Ｐｏｗｅｒ Ｄｏｐｐｌｅｒ Ｉｍａｇｉｎｇ）、パルスドプラモード、連続波ドプラモード、カラードプラモード（ＣＤＩ；Ｃｏｌｏｒ Ｄｏｐｐｌｅｒ Ｉｍａｇｉｎｇ／またはＣＦＭ；Ｃｏｌｏｒ Ｆｌｏｗ Ｍａｐｐｉｎｇ）、組織ドプラモード（TDI；Tissue Doppler Imaging）、Ｍモード等があり、さらにはこれらの複合による走査モードを選択することも可能である。
【００６３】
（送受信部／受信部）
本体部１０１の送受信部１０５において受信部は、先端部１０から、送信部１４１により所定の処理を施されたデジタルのエコー信号を受ける。エコー信号は、信号処理部（Ｂモード信号処理部１０７、ドプラ信号処理部１０８）に送信される。
【００６４】
（信号処理部・Ｂモード信号処理部）
信号処理部はＢモード信号処理部１０７およびドプラ信号処理部１０８を有する。Ｂモード信号処理部１０７は受信信号を受信部１０６から受けて、受信信号の振幅情報の映像化を行う。具体的には、Ｂモード信号処理部１０７は、受信ビーム信号に対してバンドパスフィルタ処理を行い、その後、出力信号の包絡線を検波し、検波されたデータに対して対数変換による圧縮処理を施す。これにより、Ｂモード信号処理部１０７は、Ｂモード画像のＲＡＷデータを生成する。
【００６５】
（信号処理部・ドプラ信号処理部）
ドプラ信号処理部１０８は、ドプラ処理として、受信ビーム信号を位相検波することによりドプラ偏移周波数成分を取り出し、高速フーリエ変換（ＦＦＴ処理；Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を施すことにより、受信ビーム信号（ドプラ信号）の周波数解析を行ってドプラ偏移を抽出する。ドプラ偏移を用いることで、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワーなどの移動体情報を多点について抽出したドプラ画像のＲＡＷデータを生成する。
【００６６】
またドプラ信号処理部１０８は、カラードプラ処理を行う構成としてもよい。カラードプラ処理により血流や組織の運動情報の映像化が行われる。血流や組織の運動情報には、速度、分布、またはパワーなどの情報がある。例えばドプラ信号処理部１０８は、受信ビーム信号を処理し、関心領域内のカラーフローマッピング（ＣＦＭ）画像のＲＡＷデータを生成する。具体的には、ドプラ信号処理部１０８は、受信部１０６からの受信ビーム信号を直交検波する。次にドプラ信号処理部１０８は、直交検波されたエコー信号を自己相関法により周波数解析する。周波数解析によりドプラ信号処理部１０８は、サンプルの各点において血流の平均速度値や分散値を算出する。そしてドプラ信号処理部１０８は、算出された平均流速値や分散値をカラーで表現するカラーフローマッピング画像のＲＡＷデータを生成する。また、ドプラ信号処理部１０８は、直交検波された受信ビーム信号に基づいて血流のパワー値を算出する。そしてドプラ信号処理部１０８は、 算出されたパワー値をカラーで表現するカラーフローマッピング画像のＲＡＷデータを生成する。
【００６７】
これらの信号処理部は、信号処理が施されたＲＡＷデータ（超音波ラスタデータ）を生成部１０９に送信する。なお、本実施形態に係るＢモード信号処理部１０７およびドプラ信号処理部１０８は、２次元のエコーデータおよび３次元のエコーデータの双方について処理可能である。
【００６８】
（生成部）
次に生成部１０９の処理を図６および図７を参照して説明する。図６は、第１実施形態における生成部１０９により生成されたＢモード画像ＢＩの一例を示す概略図である。図７Ａは、第１実施形態における生成部１０９により生成されたドプラスペクトラム画像の一例を示す概略図である。図７Ｂは、図７Ａのドプラスペクトラム画像と生体情報計測部１２０から受けた心電波形を並行して表示した状態の一例を示す概略図である。図８は、食道からのアプローチにより図６に示すＢモード画像ＢＩの断面を得るための位置関係を示す概略画面データ図である。生成部１０９は、あらかじめ設定された心拍数分のエコー信号に基づくＲＡＷデータを受け、当該心拍数分の超音波画像データを生成する。
【００６９】
生成部１０９は、信号処理部（Ｂモード信号処理部１０７、ドプラ信号処理部１０８）から出力された信号処理後のＲＡＷデータに基づいて超音波画像データを生成する。生成部１０９は、例えばＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｃａｎ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：デジタルスキャンコンバータ）を有する。生成部１０９は、走査線の信号列で表される信号処理後のＲＡＷデータを、直交座標系で表される画像データに変換する（スキャンコンバージョン処理）。例えば生成部１０９は、Ｂモード処理部によって信号処理が施されたＲＡＷデータにスキャンコンバージョン処理を施すことにより、被検体の組織の形態ごとの信号強度を輝度で表現するＢモード画像データを生成する（図６参照）。なお図８に示すように、図６は、食道からのアプローチによる四腔断面像である。図６には、左房ＬＡ、超音波の送信方向Ｌ１および僧帽弁Ｍが示されている。また、図６には心電波形Ｗも表示されている。
【００７０】
また、生成部１０９は、カラードプラ処理またはドプラ処理を受けたＲＡＷデータに座標変換を施し、表示部１０３に表示することができるカラーフローマッピング画像のデータ、ドプラ画像のデータを生成する。例えば生成部１０９は、ドプラ信号処理部１０８によるドプラ信号（エコー信号）のＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）による周波数解析の結果に基づき、移動体の速度情報（血流の速度情報や組織の速度情報）を時系列に沿って描画したドプラスペクトラム画像を生成する（図７Ａ参照）。
【００７１】
なお、図７Ａにおいては、縦軸に周波数ｆ（速度ｖ）、横軸が時間ｔとしてスペクトラムの表示が行われている（ＦＦＴ表示）。また、この波形表示において線幅は速度の大きさを示し、輝度はドプラスペクトラムの強度（ドプラ信号のパワーに相当する）を表している。なお、図７Ａは図の見易さを優先して階調を反転して表示している（図７Ｂにおいて同じ）。
【００７２】
先端部１０を通じて経時的に超音波の送受信が行われると、上述の工程を経て生成部１０９によりドプラスペクトラム画像が順次生成される。表示部１０３が生成された画像を順次表示していくことにより、周波数ｆ（対象物体の速度ｖ）が刻々と変化する様子がパターンとして表示される。
【００７３】
また生成部１０９は、受信部１０６および主制御部１０４を介して、本体部１０１に接続された生体情報計測部１２０から心電波形を取得することが可能である。生成部１０９は、取得された心電波形に基づき、図７Ｂに示すように、ドプラスペクトラム画像と心電波形を同期させて並行して表示可能な画像を生成する。
【００７４】
また、例えば生成部１０９は、カラーフローマッピング画像のＲＡＷデータから移動体情報（血流情報や組織の移動情報）を表す平均速度画像、分散画像、パワー画像、又は、これらの組み合わせ画像としてのカラーフローマッピング画像を生成する。また生成部１０９は、Ｂモード画像ＢＩ（図６参照）、カラーフローマッピング画像およびドプラ画像から、任意の画像同士を合成して合成画像を生成してもよい。例えばＢモード画像ＢＩ（またはＭＰＲ画像）上に血流や組織の運動情報に基づくカラー表示をしてカラーフローマッピング画像を生成するとともに、パルスドプラモードによるドプラスペクトラム画像を生成し、さらに生体情報計測部１２０から取得した心電波形に基づき、カラーフローマッピング画像とドプラスペクトラム画像と心電波形とを並行して表示可能な画像を生成することも可能である。
【００７５】
また、本体部１０１の信号処理部において図示しないボリュームデータ処理部を有している場合には、生成部１０９はボリュームレンダリング画像やＭＰＲ画像を表示することも可能である。この場合、信号処理部は、超音波トランスデューサ１２が受信したエコー信号に基づき、被検体内の組織の３次元的な形状等を表すボリュームデータを生成する。また信号処理部は、例えば、そのボリュームデータにボリュームレンダリング処理を施しＲＡＷデータを生成する。生成部１０９は、信号処理部からボリュームレンダリング後のＲＡＷデータを取得してボリュームレンダリング画像を生成する。また生成部１０９は、ボリュームデータからＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｌａｎａｒ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）画像を生成することも可能である。
【００７６】
（方向設定部）
方向設定部１１０は、先端部１０における超音波トランスデューサ１２による超音波の送信方向を設定する。送信方向の設定は、操作部１０２を介した操作者の操作または後述する探索部１１１から送信方向データを受けることに基づいて行われる。方向設定部１１０は、先端部１０の送受信制御部１４または方向制御部１６に設定した送信方向データを送信する。また方向設定部１１０は、図示しない記憶部を備えており、サンプルボリュームや送信方向データを記憶する。
【００７７】
超音波の送信方向の設定に関して方向設定部１１０が受ける操作としては、走査モードの選択操作、サンプルボリュームの設定操作、超音波トランスデューサ１２の回転操作／傾動操作等が挙げられる。また方向設定部１１０は、走査モード（連続波ドプラモード等）に応じて先端部１０の超音波トランスデューサ１２において駆動信号が印加される素子（またはチャンネル）を設定する。
【００７８】
走査モードの選択操作、サンプルボリュームの設定操作に応じた超音波の送信方向の設定情報（駆動する素子、超音波放射面に対する角度／方向等）は、送受信部１０５を介して先端部１０の送受信制御部１４に送られる。超音波トランスデューサ１２の回転操作／傾動操作に応じた超音波の送信方向の設定情報（超音波トランスデューサ１２の傾動角度、回転量等）は、先端部１０の方向制御部１６に送られる。なお、方向設定部１１０は、「変更部」の一例に該当する。また、方向設定部１１０は、先端部１０の方向制御部１６および駆動部１８との組み合わせにおいて「変更部」の一例に該当する。また、方向設定部１１０は、送受信部１０５および先端部１０の送受信制御部１４との組み合わせにおいて「変更部」の一例に該当する。
【００７９】
＜動作＞
次に、この実施形態における間欠撮像の制御のフローについて図９を参照して説明する。図９は、第１実施形態にかかる超音波診断装置１００の動作の概略を示すフローチャートである。
【００８０】
（ステップ０１）
操作者により初期設定がなされると、体内組織のモニタリングが開始される。初期設定とは、操作部１０２を介した走査モードの選択、送信フォーカス点やサンプルボリュームの設定等が含まれる。また生体情報測定部１２０により被検体の生体情報が取得可能な状況になることが含まれる。例えば心電計の設定、生体情報測定部１２０の解析部の設定等である。また先端部１０が被検体内に挿入され、かつ観察対象組織と先端部１０の位置合わせがなされることが含まれる。また操作者により、間欠的な超音波撮像を行う際の基準となる心拍数の設定が行われる。
【００８１】
（ステップ０２）
生体情報測定部１２０により心電波形の計測が開始されると、主制御部１０４に生体情報測定部１２０から心電波形が送信される。また、あらかじめ生体情報測定部１２０において設定することにより、生体情報測定部１２０が取得した心電波形を解析して抽出した特定の心電波形（Ｒ波・Ｔ波等）が主制御部１０４に送信される場合がある。
【００８２】
（ステップ０３）
主制御部１０４は、生体情報測定部１２０から異常を示す心電波形（異常検出トリガ）を受信したかについて判断する。Ｓ０３において所定時間が経過していないと判断した場合（Ｓ０３；Ｎｏ）、主制御部１０４はこの判断を繰り返す。
【００８３】
（ステップ０４）
Ｓ０３において異常な波形が受信されたと判断した場合（Ｓ０３；Ｙｅｓ）、主制御部１０４は送受信部１０５にトリガ信号を送る。トリガ信号を受けて、送受信部１０５は、あらかじめ設定された間欠撮像を行う心拍数のデータを図示しない記憶部から読み出す。送受信部１０５は心拍数のデータを読み出すと、さらに主制御部１０４から生体情報測定部１２０から受信したリアルタイムの心電波形を受信する。送受信部１０５はリアルタイムの心電波形に基づいて、特定の波形（Ｒ波等）を示すタイミングにしたがい先端部１０に超音波の送受信を開始させる。
【００８４】
（ステップ０５）
Ｓ０４において先端部１０による超音波の送受信が開始されると、受信部によりエコー信号が受信され、複数の信号処理を経て生成部１０９による超音波画像が生成される。送受信部１０５は、超音波の送信を開始するとともに、心電波形の受信を開始すると、これらの時点から間欠撮像の終了のタイミングを計り始める。すなわち、送受信部１０５はあらかじめ設定された心拍数分の撮像を終了したかについて、例えばリアルタイムに受信した心電波形に基づいて判断する。Ｓ０５において、未だ設定された心拍数分の撮像が終了していないと判断された場合（Ｓ０５；Ｎｏ）、送受信部１０５は、この判断を継続する。
【００８５】
他の例として、主制御部１０４においてリアルタイムに受信している心電波形から一心拍分の経過時間を求める構成であってもよい。すなわち、主制御部１０４は、一心拍分の経過時間に基づいて、設定された複数心拍分の撮像時間を求める。主制御部１０４は、設定された心拍数分の撮像が終了したと判断した場合、送受信部１０５に撮像終了のトリガを送信する。
【００８６】
送受信部１０５により間欠撮像が終了したと判断された場合（Ｓ０５；Ｙｅｓ）、先端部１０に超音波トランスデューサ１２の駆動にかかる信号を送信せず、間欠撮像を終了させる。
【００８７】
＜作用・効果＞
以上説明した本実施形態にかかる超音波診断装置の作用および効果について説明する。
【００８８】
本実施形態における超音波診断装置１００は、操作者により初期設定がされ、体内組織のモニタリングが開始されても、直ちに主制御部１０４からトリガ信号（異常検出トリガ）が送られず、送受信部１０５から先端部１０へ超音波トランスデューサ１２の駆動にかかる信号が送られない。本実施形態において体内組織の撮像が開始されるのは、生体情報測定部１２０から特定の心電波形または異常検出トリガを主制御部１０４が受信したときである。また、超音波の送信が開始された後、本体部１０１の送受信部１０５は、あらかじめ設定された心拍数分の撮像が完了すると、間欠撮像を一旦、終了させる。このような構成によれば、常に超音波が被検体内で送信され続けることを防止することができる。したがって、長期間の超音波の送信に基づく発熱の問題を回避することができる。
【００８９】
さらに生体情報測定部１２０から被検体の状態が変化した時など、撮像すべきタイミングを図って超音波画像を取得する構成である。つまり被検体の状態が長期間変わらないにもかかわらず超音波画像を取得し続けることを回避することができる。その結果、モニタリングによる超音波画像の閲覧者は、不要な画像の閲覧を強いられることがないため、閲覧者の負担を軽減することが可能である。さらには、超音波検査の効率化を図ることが可能となる。
【００９０】
また、本実施形態における超音波診断装置１００は、カプセル状の収容部１０ａに超音波トランスデューサ１２を収容した構成の先端部１０を有する。このような先端部１０が被検体内に挿入される。これに対して、経食道超音波プローブが食道に挿入された場合、把持部から先端部までの導中管部が食道に留置された状態となる。例えば食道の所定位置から心臓に超音波を送受信する場合、少なくとも超音波を送受信している間は、導中管部も食道に留置される。しかしながら、心臓等の検査部位を継続して観察している間は、常に被検体の食道に導中管部から先端部までが留置された状態となる。
【００９１】
経食道超音波プローブの導中管部および先端部は、超音波トランスデューサと信号のやりとりをする信号線、電源等だけでなく先端部を曲げるためのワイヤーを内部に備えている。つまり被検体は、ワイヤー等を内蔵する導中管部等が食道に留置された状態で耐え続けることになる。しかしながら、観察する時間が長期間になった場合、被検体の状態によっては負担となるおそれがある。その結果、経食道超音波プローブを検査部位の継続的な観察に用いることができない場合がある。この問題を避けるために体外から超音波を送受信する場合は、超音波の送受信方向に存在する組織の影響を考慮しなければならない。本実施形態のようにカプセル型で、ケーブル１１の内部に通される線も電源線と信号線程度で最小限に抑える構成であれば、経食道超音波プローブを用いる場合と比較して被検体の負担を軽減することが可能となる。
【００９２】
〈変形例１〉
次に、第１実施形態の変形例１について説明する。上記第１実施形態にかかる超音波診断装置１００においては、特定の心電波形や波形の異常に基づいて間欠撮像のタイミングを計っている。しかし第１実施形態は、このような構成に限られない。例えば、超音波検査によるモニタリングを開始するとともに、心音モニタによる被検体の心音のモニタリングを並行して実行する構成であってもよい。心音モニタは、心音計と解析部等を有する。心音計は、体導音センサやマイクロフォンで心音を拾って電気信号に変え、波形として記録する。この構成において、主制御部１０４は、生体情報測定部１２０としての心音モニタから、例えば心疾患に起因して発生する各種の過剰心音や心雑音等に基づく波形データや異常検出トリガを受信する。または主制御部１０４は、心音モニタから、Ｉ音とII音との間の時間間隔や、II音とＩ音との間の時間間隔の大きな変化等に基づく異常検出トリガを受信する。このように主制御部１０４は、心音モニタからの異常波形、または異常検出トリガ等を受信することにより、送受信部１０５にトリガ信号を送る。
【００９３】
送受信部１０５は、あらかじめ設定された心音から推定される心拍数分だけ超音波画像を取得するように先端部１０を制御する。なお、この変形例１と、心電計を利用する上記実施形態を組み合わせることも可能である。
【００９４】
〈変形例２〉
次に、第１実施形態の変形例２について説明する。上記第１実施形態にかかる超音波診断装置１００においては、特定の心電波形や波形の異常に基づいて間欠撮像のタイミングを計っている。しかし第１実施形態は、このような構成に限られない。例えば、超音波検査によるモニタリングを開始するとともに、呼吸モニタによる被検体の呼吸のモニタリングを並行して実行する構成であってもよい。呼吸モニタは、被検体の呼吸による動きを捉え、その呼吸モニタ信号を出力する。この呼吸モニタは、例えば被検体の腹部等を囲うように取り付け可能なバンド状の圧力センサが該当する。また他の例としては、被検体の呼吸の流量を測定するエアフローセンサが該当する。あるいは被検体の観察部位をカメラ等により撮影し、撮影した動画像等において被検体の観察部位の動きを解析することにより、被検体の呼吸による観察部位の外形上の運動状態を求める装置であってもよい。
【００９５】
呼吸モニタは、被検体の呼吸に基づく呼吸モニタ信号に基づき、呼吸波形を生成する。呼吸波形は、横軸が時間、縦軸が呼吸の深さを示す呼吸レベルを示す波形である。例えば、この波形では、縦軸の上方向が吸気レベルの高さ、下方向が呼気レベルの高さとして示される。吸気レベルの最大値と呼気レベルの最大値との中間値は、呼気と吸気とが切り替わる境界値となる。
【００９６】
この構成において、主制御部１０４は、生体情報測定部１２０としての呼吸モニタから、
さまざまな呼吸に関する情報を受信する。例えば、呼吸回数の異常（無呼吸（呼吸停止を含む）、徐呼吸、頻呼吸）、換気量の異常、呼吸の周期的な異常（Ｃｈｅｙｎｅ−Ｓｔｏｋｅｓ呼吸）、不規則な異常等に基づく異常検出トリガを受信する。主制御部１０４は、異常検出トリガ等を受信することにより、送受信部１０５にトリガ信号を送る。
【００９７】
送受信部１０５は、あらかじめ設定された呼吸の複数周期分だけ超音波画像を取得するように先端部１０を制御する。なお、この変形例１、および心電計を利用する上記実施形態の一方あるいは双方を組み合わせることも可能である。
【００９８】
〈変形例３〉
次に、第１実施形態の変形例３について説明する。この変形例では、上記のように先端部１０における送信部１４１、受信部１４２の機能の大半を、本体部１０１の送受信部１０５、受信部１０６が実行する。これにより、収容部１０ａの内部の構成を簡素化することが可能となる場合がある。送受信部１０５および受信部１０６の機能は例えば以下の通りである。
【００９９】
（送信部−変形例３）
本体部１０１の送受信部１０５は、主制御部１０４によって制御されるクロック発生回路、送信遅延回路およびパルサ回路（不図示）等を含んで構成される。クロック発生回路は、超音波の送信タイミングや送信周波数を決めるクロック信号を発生する回路である。例えばクロック回路は送信遅延回路に基準クロック信号を与える。送信遅延回路は、所定の遅延時間が付与された駆動信号をパルサ回路に供給する。なお、所定の遅延時間については超音波の送信フォーカス点から決定される。またパルサ回路は、各超音波振動子１２ａに対応した個別経路（チャンネル）に相当する個数のパルサを内蔵し、送信駆動パルスを発生する回路である。
【０１００】
すなわち、パルサ回路は、所定の繰り返し周波数（ＰＲＦ）の送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。送信遅延回路は、レートパルスに送信方向および送信フォーカスにかかる遅延時間を与える。そして各遅延されたレートパルスに基づくタイミングで送信駆動パルスが発生される。この発生された送信駆動パルスは、ケーブル１１を介して先端部１０に送信され、送受信制御部１４を介して超音波トランスデューサ１２における各超音波振動子１２ａに供給される。供給された送信駆動パルスは各圧電素子を励振する。このように送信遅延回路がパルサ回路に遅延を与えることにより、超音波の送信フォーカスが実施され、超音波がビーム状に集束される。それにより超音波の送信指向性が決定される。さらに送信遅延回路は、各レートパルスに対し与える送信遅延時間を変化させることで、超音波放射面からの超音波送信方向を制御する。
【０１０１】
（受信部−変形例３）
本体部１０１の受信部１０６は、主制御部１０４に制御され被検体により反射された超音波に応じたエコー信号を受ける。受信部１０６は、先端部１０が受信したエコー信号を受信し、そのエコー信号に対して遅延・加算処理を行うことにより、アナログのエコー信号を整相された（つまり受信ビームフォームされた）デジタルのデータに変換する。具体例は次のとおりである。
【０１０２】
受信部１０６は、例えば図示しないプリアンプ回路と、Ａ／Ｄ変換器と、受信遅延回路と、加算器とを有する。プリアンプ回路は、超音波トランスデューサ１２から受信したエコー信号を受信チャンネルごとに増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅されたエコー信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号に変換されたエコー信号はデジタルメモリに記憶される。なお、デジタルメモリはチャンネル（または各素子）毎に設けられており、エコー信号は対応するメモリに記憶される。また、エコー信号は、そのエコー信号の受信時刻に応じたアドレスに記憶される。
【０１０３】
受信遅延回路は、デジタル信号に変換されたエコー信号に、受信指向性を決定するために必要な遅延時間を与える。この受信遅延時間は素子毎に計算される。加算器は、遅延時間が与えられたエコー信号を加算する。エコー信号は、計算された必要な遅延時間に基づいて適宜読みだされ加算される。受信フォーカス位置を送信ビーム上に沿って変更しながらこの加算処理が繰り返される。加算処理によって、受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。受信部１０６により処理された受信ビーム信号は、信号処理部（Ｂモード信号処理部１０７、ドプラ信号処理部１０８）に送信される。
【０１０４】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態にかかる超音波診断装置１００について説明する。第１実施形態では、間欠撮像を行うトリガとなる情報を、被検体の生体信号を直接的に検出する装置（心電計）から受信していた。これに対し第２実施形態においては、先端部１０から間欠撮像を行うトリガとなる情報を受信する。さらに間欠撮像を行うトリガとなる情報を受信した後、当該情報にフィルタ処理を行なって情報を複数に分類する処理を行う点においても第１実施形態と異なる。その他の部分は第１実施形態にかかる超音波診断装置１００と同様である。以下、これらの相違点のみについて説明する。
【０１０５】
被検体の呼吸、拍動等に基づいて被検体内には振動が生じる。第２実施形態における超音波診断装置１００では、先端部１０の内部に設けられた振動センサ（不図示）によって被検体内に生じる振動を検出する。例えば呼吸、拍動等にともなって他の体内組織（食道等）に振動が生じる。振動センサはこの振動を検出する。第２実施形態においては、＠１０はこの検出動作を繰り返す。
【０１０６】
《振動センサ》
振動センサには、３軸加速度センサを用いることが可能である。例えば収容部１０ａをカプセル状に形成する場合、小型であることが望まれる。さらに間欠撮像のトリガとするために、分解能も求められる。その観点から３軸加速度センサが用いられる場合がある。３軸加速度センサは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸それぞれに関して振動に関する信号情報を検出する。
【０１０７】
《先端部》
先端部１０には、第１実施形態と同様の超音波送受信系が設けられている他、振動センサと、振動センサによって検出された検出信号の処理（増幅、Ａ／Ｄ変換等）を行う処理部とが設けられる。本体部１０１への検出信号の送信には、Ｉ／Ｆ１５を介して超音波の送受信に用いられる信号線が利用されてもよい。また、検出信号の送信に用いられる超音波系とは別の信号線を利用してもよい。
【０１０８】
《フィルタリング》
ケーブル１１内を介して本体部１０１に至った検出信号は、主制御部１０４によりフィルタ処理される。すなわち、主制御部１０４は、フィルタ処理を行い検出信号におけるノイズを除去する。また主制御部１０４は、フィルタ処理により、ノイズが除去された検出信号から、心音に基づく体内組織の振動に起因する成分と、呼吸音に基づく体内組織の振動に起因する成分とを抽出する。
【０１０９】
《心音について》
主制御部１０４は、抽出した心音についての検出信号のデータに基づいて、波形データを求める。また主制御部１０４は、さらにこの波形から、Ｉ音とII音との間の時間間隔や、II音とＩ音との間の時間間隔の大きな変化等に基づく異常検出トリガを求める。主制御部１０４は、検出信号から求められた異常波形、または異常検出トリガ等が求められることに応じて、送受信部１０５にトリガ信号を送る。送受信部１０５は、あらかじめ設定された心音から推定される心拍数分だけ超音波画像を取得するように先端部１０を制御する。
【０１１０】
《呼吸について》
主制御部１０４は、抽出した心音についての検出信号のデータに基づいて、波形データを求める。また主制御部１０４は、さらにこの波形から、主制御部１０４は、被検体の呼吸による動きを求める。例えば、呼吸回数の異常（無呼吸（呼吸停止を含む）、徐呼吸、頻呼吸）、換気量の異常、呼吸の周期的な異常（Ｃｈｅｙｎｅ−Ｓｔｏｋｅｓ呼吸）、不規則な異常等に基づく異常検出トリガを受信する。主制御部１０４は、異常検出トリガ等を受信することにより、送受信部１０５にトリガ信号を送る。
【０１１１】
送受信部１０５は、あらかじめ設定された呼吸の複数周期分だけ超音波画像を取得するように先端部１０を制御する。
【０１１２】
＜作用・効果＞
以上説明した本実施形態にかかる超音波診断装置の作用および効果について説明する。
【０１１３】
本実施形態における超音波診断装置１００は、操作者により体内組織のモニタリングが開始される操作があっても、直ちに主制御部１０４からトリガ信号が送られず、送受信部１０５から先端部１０へ超音波トランスデューサ１２の駆動にかかる信号が送られない。本実施形態において体内組織の撮像が開始されるのは、先端部１０の振動センサからの検出信号を受信し、異常検出トリガが、主制御部１０４により求められたときである。また、超音波の送信が開始された後、本体部１０１の送受信部１０５は、あらかじめ設定された分の撮像が完了すると、間欠撮像を一旦、終了させる。このような構成によれば、常に超音波が被検体内で送信され続けることを防止することができる。したがって、長期間の超音波の送信に基づく発熱の問題を回避することができる。
【０１１４】
さらに生体情報測定部１２０から被検体の状態が変化した時など、撮像すべきタイミングを図って超音波画像を取得する構成である。つまり被検体の状態が長期間変わらないにもかかわらず超音波画像を取得し続けることを回避することができる。その結果、モニタリングによる超音波画像の閲覧者は、不要な画像の閲覧を強いられることがないため、閲覧者の負担を軽減することが可能である。さらには、超音波検査の効率化を図ることが可能となる。
【０１１５】
また、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、カプセル状の先端部１０を採用し、なおかつケーブル１１の内部に通される線を電源線と信号線程度として最小限に抑えれば、経食道超音波プローブを用いる場合と比較して被検体の負担を軽減することが可能となる。
【０１１６】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。第１実施形態および第２実施形態においては、生体信号に基づく情報の周期的な変化や、生体信号に基づく情報から特異な情報が取得されたことにより、主制御部１０４が送受信部１０５に超音波送信にかかるトリガ信号を送信する構成である。これに対し第３実施形態にかかる超音波診断装置１００では、主制御部１０４は生体情報測定部１２０から受けた周期的な情報に基づき、定期的に超音波の送信にかかるトリガ信号を送受信部１０５に送信する。その他の部分は、第１実施形態にかかる超音波診断装置１００と同様である。以下、これらの相違点のみについて説明する。
【０１１７】
第３実施形態における主制御部１０４は、生体情報測定部１２０から生体信号に基づく波形のうち、周期的に発生する特徴的な波形の情報を受信する。以下において、生体情報測定部１２０が心電計である例について説明する。この例において、生体情報測定部１２０において、Ｐ波、Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波、Ｔ波等が心電波形に示されるごとに、主制御部１０４にトリガ信号が送信される。
【０１１８】
＜動作＞
また、主制御部１０４は、あらかじめ設定された心時相における超音波画像（ドプラスペクトラム画像、カラーフローマッピング等を含む）を生成するように、超音波診断装置１００の各部を制御する。次に、上記の例において、この実施形態における間欠撮像の制御のフローについて図１０を参照して説明する。図１０は、第３実施形態にかかる超音波診断装置１００の動作の概略を示すフローチャートである。
【０１１９】
（ステップ１１）
操作者により初期設定がなされると、体内組織のモニタリングが開始される。初期設定には、第１実施形態で説明した項目の他、心臓をモニタリングする場合、生成したい超音波画像における所望の心時相の設定を含むものとする。以下の説明においては、心臓のモニタリングであって、あらかじめ拡張期におけるドプラスペクトラム画像を取得するように設定されているものとする。また、間欠的な超音波撮像を行う際の基準となる心拍数の設定については、２０心拍ごとに２心拍の撮像が行われる設定がされているものとする。
【０１２０】
（ステップ１２）
生体情報測定部１２０により心電波形の計測が開始されると、生体情報測定部１２０は、設定された心時相、すなわち拡張期の超音波画像を取得可能なように、特定の波形が示されるタイミングで主制御部１０４にトリガ信号を送信する。例えば生体情報測定部１２０は、リアルタイムに取得された心電波形においてＲ波、Ｔ波が示されるタイミングで、主制御部１０４にトリガ信号を送信する。
【０１２１】
（ステップ１３）
主制御部１０４は、Ｓ０１におけるモニタリングの開始時点から、生体情報測定部１２０から特定の波形（Ｒ波等）に基づくトリガ信号を受け、トリガ信号に基づいて被検体の心拍数を求める。また、第３実施形態においては、初期設定において間欠撮像を行う間隔として所定の心拍数が設定されている。主制御部１０４は、被検体の心拍数が設定された心拍数に到達したかについて判断する。Ｓ１１の例では、２０心拍に設定されているので、主制御部１０４は、モニタリングの開始時点からトリガ信号に基づいて被検体の心拍数をカウントしていき、２０心拍をカウントするまでは（Ｓ１３；Ｎｏ）、このＳ１２，Ｓ１３の判断を繰り返す。
【０１２２】
（ステップ１４）
Ｓ１３の判断の結果、設定された心拍数である２０心拍に到達したと判断されると（Ｓ１３；Ｙｅｓ）、主制御部１０４は、生体情報測定部１２０から例えばＲ波に応じたトリガ信号およびＴ波に対応するトリガ信号を受信する。主制御部１０４は、設定された心時相の超音波画像、すなわち拡張期のパルスドプラモードにおけるドプラスペクトラム画像を取得するように、送受信部１０５にトリガ信号を送信する。
【０１２３】
（ステップ１５）
トリガ信号を受けて、送受信部１０５は、あらかじめ設定された間欠撮像を行う心拍数のデータを図示しない記憶部から読み出す。送受信部１０５は、心拍数のデータを読み出すと、さらに主制御部１０４から受信した、Ｒ波に応じたトリガ信号、Ｔ波を示すトリガ信号に基づいて、先端部１０に超音波の送受信を実行させる。
【０１２４】
（ステップ１６）
Ｓ１５において先端部１０による超音波の送受信が開始されると、受信部によりエコー信号が受信され、複数の信号処理を経て生成部１０９による超音波画像が生成される。送受信部１０５は、超音波の送信を開始するとともに、心電波形の受信を開始すると、これらの時点から間欠撮像の終了のタイミングを計り始める。すなわち、送受信部１０５はあらかじめ設定された心拍数分の撮像を終了したかについて、例えばリアルタイムに受信した心電波形に基づいて判断する。Ｓ１６において、未だ設定された心拍数分の撮像が終了していないと判断された場合（Ｓ１６；Ｎｏ）、送受信部１０５は、この判断を継続する。
【０１２５】
他の例として、主制御部１０４においてリアルタイムに受信している心電波形から一心拍分の経過時間を求める構成であってもよい。すなわち、主制御部１０４は、一心拍分の経過時間に基づいて、設定された複数心拍分の撮像時間を求める。主制御部１０４は、設定された心拍数分の撮像が終了したと判断した場合、送受信部１０５に撮像終了のトリガを送信する。
【０１２６】
送受信部１０５により間欠撮像が終了したと判断された場合（Ｓ１６；Ｙｅｓ）、先端部１０に超音波トランスデューサ１２の駆動にかかる信号を送信せず、間欠撮像を終了させる。
【０１２７】
＜作用・効果＞
以上説明した本実施形態にかかる超音波診断装置の作用および効果について説明する。
【０１２８】
本実施形態における超音波診断装置１００は、操作者により体内組織のモニタリングが開始される操作があっても、直ちに主制御部１０４からトリガ信号が送られず、送受信部１０５から先端部１０へ超音波トランスデューサ１２の駆動にかかる信号が送られない。本実施形態における撮像は、生体情報測定部１２０から受けた周期的な情報に基づき、定期的に超音波の送信にかかるトリガ信号を送受信部１０５に送信することに応じて実行される。また、超音波の送信が開始された後、本体部１０１の送受信部１０５は、あらかじめ設定された分の撮像が完了すると、間欠撮像を一旦、終了させる。このような構成によれば、常に超音波が被検体内で送信され続けることを防止することができる。したがって、長期間の超音波の送信に基づく発熱の問題を回避することができる。
【０１２９】
さらに生体情報測定部１２０から被検体の状態が変化した時など、撮像すべきタイミングを図って超音波画像を取得する構成である。つまり被検体の状態が長期間変わらないにもかかわらず超音波画像を取得し続けることを回避することができる。その結果、モニタリングによる超音波画像の閲覧者は、不要な画像の閲覧を強いられることがないため、閲覧者の負担を軽減することが可能である。さらには、超音波検査の効率化を図ることが可能となる。
【０１３０】
また、第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、カプセル状の先端部１０を採用し、なおかつケーブル１１の内部に通される線を電源線と信号線程度として最小限に抑えれば、経食道超音波プローブを用いる場合と比較して被検体の負担を軽減することが可能となる。
【０１３１】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。第３実施形態においては、生体情報測定部１２０から受けた周期的な情報に基づき、定期的に超音波の送信にかかるトリガ信号を送受信部１０５に送信する構成である。これに対し第４実施形態にかかる超音波診断装置１００では、主制御部１０４は、被検体の一心拍分の時間を求め、その時間と、あらかじめ設定された撮像の時間間隔に基づいて間欠撮像を行う。その他の部分は、第３実施形態にかかる超音波診断装置１００と同様である。以下、これらの相違点のみについて説明する。
【０１３２】
第４実施形態においても、操作者により初期設定がなされると、体内組織のモニタリングが開始される。初期設定には、第１実施形態で説明した項目の他、間欠撮像を行う時間間隔の設定が含まれる。例えば、間欠的な超音波撮像を行う際の基準となる時間間隔は、２０秒と設定される。さらに初期設定において、撮像を行う時間の設定も行われる。これらの設定により、第４実施形態では、例えば２０秒間に２秒の撮像を実行する設定がなされる。設定時間は、図示しない記憶部に記憶される。
【０１３３】
主制御部１０４は、モニタリングの開始時点から、設定された時間が経過したかを判断する。主制御部１０４は、設定された時間が経過すると、超音波の送信を開始するためのトリガ信号を送受信部１０５に送信する。送受信部１０５は、トリガ信号を受けると初期設定に基づいて、先端部１０における超音波の送信を開始させる制御を行う。さらに送受信部１０５は、設定された撮像時間のデータを読み出し、超音波の開始から設定時間が経過したかを判断する。
【０１３４】
撮像時間が経過すると、送受信部１０５は、先端部１０における超音波の送信を停止させる。撮像が終了すると、主制御部１０４は再度次の撮像までの時間をカウントする。第４実施形態においては、超音波診断装置１００自体に生体信号に基づくトリガ信号を生成する機能がない場合、および超音波診断装置１００にトリガ信号を生成する機能を有する装置が接続されていない場合においても、間欠撮像を行うことが可能である。
【０１３５】
［第５実施形態］
次に、第５実施形態について図１１〜図１４を参照して説明する。図１１は、第５実施形態にかかる超音波診断装置の本体部の機能構成の一例を示す概略ブロック図である。図５に示すように第５実施形態における本体部１０１には、探索部１１１が設けられている。
【０１３６】
（方向設定部）
本実施形態における方向設定部１１０は、第１実施形態の機能の他、探索部１１１からの送信方向データを受け、送信方向の設定を行う。詳細は、以下の探索部１１１の説明において記載する。
【０１３７】
なお、方向設定部１１０は、「変更部」の一例に該当する。また、方向設定部１１０は、先端部１０の方向制御部１６および駆動部１８との組み合わせにおいて「変更部」の一例に該当する。また、方向設定部１１０は、送受信部１０５および先端部１０の送受信制御部１４との組み合わせにおいて「変更部」の一例に該当する。
【０１３８】
（探索部）
探索部１１１は、超音波診断装置１００により超音波画像を得るための超音波の送受信をしているとき、検査部位の位置と超音波の送信方向との調整を行うため、超音波の送信方向の探索を行う。探索は、ドプラモードでの超音波の送受信により得られたドプラ信号に基づく。すなわち、ドプラ信号における超音波の送信方向（またはサンプルボリューム）が、血流を生じる所望の観察対象に適応しているかを判断することにより行われる。なお、前提として探索部１１１による当該調整機能を実施する場合、主制御部１０４は、操作者により選択された走査モードがいずれの走査モードであっても、超音波画像の取得と並行してドプラ信号を取得するように先端部１０を制御する。なお、ドプラ信号とは、上記ドプラモードにより得られたエコー信号、または信号処理部により信号処理が施された後のドプラ画像のＲＡＷデータを示すものであり、説明の便宜上、以下においても同様の記載をすることがある。また、ドプラモードとはパルスドプラモード、連続波ドプラモード、カラードプラモード、パワードプラモード等、血流情報を取得するための走査モードのいずれかを示すものであり、説明の便宜上、以下においても同様の記載をすることがある。
【０１３９】
例えば、Ｂモードが選択されてＢモード画像が生成される場合において、主制御部１０４は、表示されたＢモード画像ＢＩ上にサンプルボリュームを設定するように促す制御を行う。操作者によりサンプルボリュームが設定されると、先端部１０は、送受信部１０５から受けた制御信号にしたがい、Ｂモードのスキャンと、パルスドプラモードによるドプラ信号の取得を交互に繰り返す。探索部１１１は、取得したドプラ信号に基づき、検査部位の位置と超音波の送信方向との調整のための探索を行う。例えば心臓駆出率のモニタリングにおいて超音波トランスデューサ１２における超音波の送信方向の探索に用いることが可能である。
【０１４０】
探索部１１１の第１の態様としては、経時的に得られたドプラ信号の強度を示す信号強度情報それぞれを比較し、信号強度が最大となる超音波の送信方向を求める。探索部１１１による探索処理の一例は、次の通りである。
【０１４１】
《超音波の送信開始》
前提として、被検体内に先端部１０が挿入され、かつ操作者により走査モードが選択され、超音波の送信が開始されると、本体部１０１の受信部１０６は当該走査モードに基づくエコー信号を経時的に取得する。このエコー信号に基づいて信号処理部、生成部１０９等により、走査モードに応じた超音波画像が生成され、表示部１０３は、適宜この超音波画像を表示する。なお、選択された走査モードがドプラモードである場合には、選択された走査モードに基づくエコー信号のみが取得される。つまり走査モードの切り替え処理が行われない。
【０１４２】
《探索の開始》
走査モードがＢモードである場合、Ｂモード信号処理部１０７はエコー信号に基づくＲＡＷデータを生成部１０９に送り、かつドプラ信号処理部１０８はドプラ信号を探索部１１１に送る。また本体部１０１の送受信部１０５は、探索部１１１の探索処理のためドプラモードによる超音波の送信を実施させる。すなわち送受信部１０５は、上記送信開始時点から起算して、所定時間（設定された任意の時間）が経過することを契機として、先端部１０にドプラモードによる超音波の送信を実施させる。このとき、方向設定部１１０は、最初に超音波を送信した方向だけでなく、先端部１０に送信方向を順次変更させた上で超音波を送信させる。なお、探索処理を行う時間間隔は、任意に設定することが可能である。
【０１４３】
《心電波形に基づく超音波送信》
探索処理において、送信方向を変更して超音波を送信する間隔は、操作者が設定した任意の時間間隔ごととすることが可能である。例えば、探索部１１１は生体情報計測部１２０から受けた心電波形に基づき、主制御部１０４が所定の心時相（拡張期等）を求める。さらに探索部１１１は、求めた心時相ごとに送受信部１０５に超音波の送信タイミングにかかる制御信号を送ってもよい。所定の心時相とは、拡張期もしくは収縮期、または収縮早期、収縮中期、収縮末期、拡張早期、拡張中期もしくは拡張末期等である。なお、探索処理において、主制御部１０４が所定の心時相において超音波の送信タイミングにかかる制御信号を送信する構成に限られない。他の例として主制御部１０４は、生体情報計測部１２０から受けた心電波形から所定の心時相を求め、順次得られたドプラ信号のうち、当該所定の心時相に対応したドプラ信号について、後述の信号強度を求める構成であってもよい。
【０１４４】
なお、探索部１１１による探索処理を行う場合においても、ドプラモードの初期設定が必要となる。例えば選択された走査モードが開始されること、またはそれに前後して、主制御部１０４により、サンプルボリュームを設定することを促す報知がなされる。例えば表示部１０３に所定の文字列を表示させる処理、音声のガイダンスを出力する処理等が報知にあたる。所定時間が経過すると、方向設定部１１０は送受信部１０５を介して、まず初期設定に応じた方向を送信方向として先端部１０に超音波を送信させる。次に、方向設定部１１０は、送受信部１０５を介して初期設定の送信方向の周囲、例えば初期設定の方向と隣接する方向へ超音波を送信させる。
【０１４５】
《信号強度情報の算出》
受信部１０６は、ドプラモードにおける、送信方向が異なるドプラ信号それぞれを順次取得していく。このドプラ信号は、ドプラ信号処理部１０８に送信される。ドプラ信号処理部１０８はドプラ信号を探索部１１１に送信する。探索部１１１は、信号処理部から順次得られたドプラ信号を超音波の送信方向の情報とともに図示しない記憶部に記憶させる。また、探索部１１１は記憶された送信方向がそれぞれ異なるドプラ信号から信号の強度を示す信号強度情報を取得する。信号強度情報は、例えばパルスドプラモードにおける血流速度情報であり、この場合、ドプラスペクトラム画像に示された波形における振幅値または輝度値等を血流速度情報とすることができる。なお、探索部１１１はドプラ信号を取得するごとに当該ドプラ信号から信号強度情報を求めてもよい。この場合、探索部１１１は順次求められた信号強度情報と超音波の送信方向の情報とを図示しない記憶部に記憶させる。
【０１４６】
《信号強度の比較》
また探索部１１１は、例えば所定の心時相に対応した、異なる方向におけるドプラ信号それぞれを比較し、より信号強度の大きいドプラ信号を求める。信号強度の比較において最大の信号強度を示すドプラ信号については、対応する超音波の送信方向の情報とともに記憶される。なお、探索部１１１により信号強度が求められるタイミングは、探索部１１１がドプラ信号を取得するごとでもよい。また、次に記載する探索処理の終了後に、探索部１１１が各時点のドプラ信号から最大の信号強度を求める構成であってもよい。
【０１４７】
《探索の終了》
方向設定部１１０の制御にしたがった、超音波の送信およびこれに応じたドプラ信号の取得の処理は、所定の条件が満たされるまで継続される。所定の条件は、例えば所定送信回数の完了、所定の範囲（音源からの所定角度範囲）における送信完了、または所定時間の経過が挙げられる。探索部１１１は、このサイクルにおいて最後に取得されたドプラ信号を受けると、このサイクルの終了とし、その信号強度情報を求める。すなわち探索部１１１は、それより前の最大の信号強度を有するドプラ信号と比較する。探索部１１１は、この比較を行うことにより、探索処理の１サイクル分を完了し、最大の信号強度を有するドプラ信号と対応する超音波の送信方向の情報を確定させる。探索部１１１は、確定された超音波の送信方向の情報を方向設定部１１０に送信する。
【０１４８】
《方向設定の更新》
方向設定部１１０は、上記探索処理を実行する前の超音波の送信方向と、探索部１１１から受けた超音波の送信方向の情報とを比較する。これらの間に差異があれば、方向設定部１１０は、探索部１１１から受けた超音波の送信方向の情報に基づき、超音波の送信方向の設定を更新する。また方向設定部１１０は、更新された設定に基づき、先端部１０の送信部１４１か、あるいは方向制御部１６および駆動部１８によって超音波の送信方向を新たな方向に変更する。なお、本実施形態における方向設定部１１０および探索部１１１は、「制御部」の一例に該当する。
【０１４９】
以上が、探索部１１１の探索処理の一例である。なお他の例として、操作者によって最初に連続波ドプラモードが選択されている場合には、上記のように所定時間の経過を待たず、超音波の送信の開始に応じて、ドプラ信号の信号強度を求めてもよい。この場合、順次得られたドプラ信号に基づいて同一送信方向における信号強度の変化を継続して求めてもよい。ただし、連続波ドプラモードにおいては超音波の送信と受信が連続して実行されるため、上記のように信号強度に基づく送信方向の探索のように超音波の送信方向を変更して、超音波の送信方向を探索することは、やはり所定時間間隔ごとに実行されることが好ましい。
【０１５０】
被検体の呼吸、拍動、体動、咽喉反射、嘔吐反応等により、超音波診断装置による観測の対象と、超音波の送信方向とがずれてしまう場合がある。特に、超音波の送信方向における深さ方向へのズレでなく、その方向から外れる方向（直交方向等）にずれた場合は、超音波診断装置におけるモニタリングの継続が困難となる。したがって、ズレが生じる度に、先端部１０における超音波トランスデューサ１２の回転、傾動や、超音波のフォーカス、送信方向等を調整、またはサンプルボリュームを調整しなければならない。
【０１５１】
しかし操作者が継続してズレの観察をし、またこれらの調整をすることは非常に煩雑である。操作者にこれらの作業を負担させると、超音波診断装置による被検体内のモニタリングの作業効率が低下するおそれがある。さらには、また長期のモニタリングの場合、操作者が常に超音波の送信方向が適当であるかを監視し続けることは困難であり、モニタリングの実現に支障をきたす。この点、上記のような探索部１１１を備える超音波診断装置１００であれば、定期的に超音波の送信方向の調整を実施するので、これらの問題が解消する。つまり、被検体内のモニタリングにおいて操作者に煩雑な処理を強いず、作業効率が向上する、また、長期のモニタリングにも対応することが可能となる。
【０１５２】
＜動作＞
次に、この実施形態においてＢモード画像、ドプラスペクトラム画像および心電波形を並列表示しつつ、所定時間ごとに探索処理を実行する制御のフローについて図１２〜図１４を参照して説明する。図１２〜１４は、第５実施形態にかかる超音波診断装置１００の動作の概略を示すフローチャートである。
（ステップ２１）
操作者により、操作部１０２を介して初期設定がなされると、主制御部１０４は上記実施形態における間欠撮像の制御を行う。
【０１５３】
（ステップ２２）
主制御部１０４は、モニタリングが開始された時点から所定時間が経過したかについて判断する。Ｓ２２において所定時間（例えば操作者が設定した任意の時間）が経過していないと判断した場合（Ｓ２２；Ｎｏ）、主制御部１０４はこの判断を繰り返す。
【０１５４】
（ステップ２３）
Ｓ２２において所定時間が経過したと判断した場合（Ｓ２２；Ｙｅｓ）、主制御部１０４は送受信部１０５を介して、探索処理にかかる先端部１０の超音波の送受信を開始させる。また表示部１０３にＢモード画像ＢＩが表示されている場合（図６参照）、主制御部１０４は、ここでサンプルボリュームの指定を促す報知を行ってもよい。操作者により、操作部１０２を介してＢモード画像ＢＩ上の任意の領域がサンプルボリュームとして指定される。図６においては左房ＬＡから僧帽弁Ｍを抜けて左室へ至る線であって左心系の中央付近を通る送信方向が破線Ｌ１により示されている。指定されたサンプルボリュームは、方向設定部１１０に送られ、方向設定部１１０により送受信部１０５を介して、音源からの超音波の送信方向にかかる情報が先端部１０に送信される。なお、サンプルボリュームの指定は、Ｓ２３より前に設定される構成であってもよい。
【０１５５】
（ステップ２４）
受信部１０６は、先端部１０からドプラモードに基づくエコー信号を受ける。これに基づき、ドプラ信号処理部１０８はドプラ信号を探索部１１１に送信する。探索部１１１は、所定の心時相に対応するドプラ信号に基づいて信号強度情報を生成する。探索部１１１により生成された信号強度情報は超音波の送信方向の情報とともに図示しない記憶部に記憶される。
【０１５６】
（ステップ２５）
主制御部１０４は、生体情報計測部１２０から受けた心電波形に基づいて、探索処理における次の超音波の送信のタイミングを計る。主制御部１０４は、当該次のタイミングが到来するまで（Ｓ２５；Ｎｏ）この処理を繰り返す。
【０１５７】
（ステップ２６）
Ｓ２５において心電波形に基づいて次の超音波の送信タイミングが到来と判断した場合（Ｓ２５；Ｙｅｓ）、主制御部１０４は方向設定部１１０に、先端部１０の超音波送信方向を、初期設定の方向からその周囲の方向へ変更させて超音波を送信させる。なお、初期設定における走査モードがドプラモードでない場合、主制御部１０４は、超音波の送信タイミングが到来したときに、ドプラモードへ切り替えてから方向設定部１１０よる超音波送信方向を変更させる。
【０１５８】
（ステップ２７）
受信部１０６は、送信方向を変更して送信された超音波にかかるエコー信号を受け、ドプラ信号処理部１０８に送る。探索部１１１は、ドプラ信号処理部１０８から受けたドプラ信号に基づいて信号強度情報を生成し、対応する超音波の送信方向の情報とともに図示しない記憶部に記憶させる。なお、主制御部１０４は、生体情報計測部１２０から受けた心電波形から所定の心時相を求め、順次得られたドプラ信号のうち、当該所定の心時相に対応して信号強度を求める。
【０１５９】
（ステップ２８）
主制御部１０４は、所定送信回数の完了、所定の範囲（音源からの所定角度範囲）における送信完了、または所定時間の経過等の探索処理の終了条件を満たしたかについて判断する。Ｓ２８において条件を満たしていないと判断した場合（Ｓ２８；Ｎｏ）、主制御部１０４はＳ２５〜Ｓ２８の処理を繰り返す。
【０１６０】
（ステップ２９）
Ｓ２８において探索処理の終了条件を満たしたと判断した場合（Ｓ２８；Ｙｅｓ）、探索部１１１は図示しない記憶部から信号強度情報それぞれを読み出し対比する。なお、Ｓ２５から順次信号強度情報が得られるごとに、前の信号強度情報と対比をする構成であってもよい。この場合には、暫定的な最大信号強度が既に求められているので、最後に得られた信号強度とその前の時点での暫定的な最大信号強度とを対比する。
【０１６１】
（ステップ３０）
探索部１１１は、Ｓ２９の対比の結果、信号強度が最大である超音波送信方向を確定する。
【０１６２】
（ステップ３１）
探索部１１１は、確定した超音波送信方向の情報を方向設定部１１０に送信する。
【０１６３】
（ステップ３２）
方向設定部１１０は、あらかじめ設定された方向と、Ｓ３１で受けた送信方向の情報とを比較し、これらの間に差異があるか判断する。
【０１６４】
（ステップ３３）
Ｓ３２の判断の結果、差異があると判断した場合（Ｓ３２；Ｙｅｓ）、方向設定部１１０は、Ｓ３１で受けた超音波の送信方向の情報に基づき、超音波の送信方向の設定を更新する。
【０１６５】
（ステップ３４）
方向設定部１１０は、更新された設定に基づき、方向制御部１６および駆動部１８によって超音波トランスデューサ１２を回転または傾動させる必要があるか判断する。超音波の送信方向を新たな方向に変更する。
【０１６６】
（ステップ３５）
Ｓ３４において超音波トランスデューサ１２を回転または傾動させる必要があると判断した場合（Ｓ３４；Ｙｅｓ）、方向設定部１１０は方向制御部１６および駆動部１８によって、超音波トランスデューサ１２を回転または傾動させる。ただし、２次元アレイの超音波トランスデューサ１２の場合には、この判断がなされない場合がある。
【０１６７】
（ステップ３６）
方向設定部１１０は、先端部１０の送信部１４１により、間欠撮像によるモニタリングの超音波の送信方向を新たな方向に変更する。Ｓ３４において超音波トランスデューサ１２を回転または傾動させる必要がないと判断した場合（Ｓ３４；Ｎｏ）、方向設定部１１０はＳ３５を行わずに、この処理を行う。
【０１６８】
Ｓ３２の判断の結果、差異がないと判断した場合（Ｓ３２；Ｎｏ）、方向設定部１１０はＳ３３〜３６を行わずに、処理を終了する。
【０１６９】
〈変形例１〉
次に、第５実施形態の変形例１について説明する。上記第１実施形態にかかる超音波診断装置１００においては、探索処理により得られた信号強度に基づいて最適な超音波の送信方向を探索する構成である。しかし第５実施形態は、このような構成に限られない。例えば、探索部１１１における探索処理が、生成部１０９によって生成された血流情報を示す波形に基づいて実行されてもよい。
【０１７０】
《基準の波形データの生成》
図示しない記憶部に基準となる第２の波形データが記憶されている。第２の波形は、探索処理において順次生成される第１の波形との比較対象とされる。この第２の波形データは、例えばモニタリングの開始時点またはそれに前後してあらかじめ生成される。この第２の波形データは所定の心時相に対応する。
【０１７１】
《探索の開始》
また本体部１０１の送受信部１０５は、探索部１１１の探索処理に用いる第１の波形を得るためドプラモードによる超音波の送信を実施させる。すなわち送受信部１０５は、上記第２の波形の取得時点から起算して、所定時間が経過することを契機として、先端部１０にドプラモードによる超音波の送信を実施させる。なお、探索処理を行う時間間隔は、任意に設定することが可能である。
【０１７２】
《心電波形に基づく超音波送信》
探索処理において、送信方向を変更して超音波を送信する間隔は、第２の波形における心時相に対応して設定される。
【０１７３】
《波形画像の生成》
ドプラ信号処理部１０８は、受信部１０６から受けたエコー信号に第５実施形態と同様の信号処理を行い、ドプラスペクトラム画像のＲＡＷデータを生成部１０９に送る。生成部１０９は、ＲＡＷデータに基づいてドプラスペクトラム画像を順次生成する。波形は、Ｍモード画像（Ｍモードで収集された画像）に基づく波形であってもよい。ただし、第１の波形と第２の波形は、同様の走査モードで取得されたものとする。
【０１７４】
《第１の波形の生成》
このとき、主制御部１０４は生体情報計測部１２０から受けた心電波形から、第２の波形の心時相に対応する心時相を求め、探索部１１１に送る。探索部１１１は、生成部１０９により生成された波形画像から、第２の波形の心時相に対応する心時相に対応する波形を抽出する。探索部１１１は、この波形を第１の波形とする。
【０１７５】
《波形の類似度の算出》
また、探索部１１１は、記憶された第２の波形と、探索処理において順次生成された第１の波形それぞれとの類似度を求める。類似度は、例えば相互相関演算により求められる。探索部１１１は、第１の波形および第２の波形の重なり面積がピークの時を、類似度が高い時とし、その時の２つの波形の位相差を求める。探索部１１１は、この位相差に基づいて、２つの波形の類似度を求める。求められた類似度情報は、探索部１１１により、超音波の送信方向の情報とともに図示しない記憶部に記憶される。
【０１７６】
《類似度の比較》
また探索部１１１は、異なる方向における第１の波形それぞれを比較し、より第２の波形との類似度が高い第１の波形を求める。類似度の比較において類似度が最高となる第１の波形については、対応する超音波の送信方向の情報とともに記憶される。
【０１７７】
この変形例では、上記のようにして最適な超音波の送信方向を探索する。この送信方向の情報にかかる方向設定部１１０の処理は上記第５実施形態と同様である。なお、この変形例１と、上記第５実施形態を組み合わせることも可能である。
【０１７８】
＜作用・効果＞
以上説明した本実施形態にかかる超音波診断装置の作用および効果について説明する。
【０１７９】
本実施形態における超音波診断装置１００は、所定時間ごとにあらかじめ設定された超音波送信方向とその周囲の方向に超音波を送信し、異なる送信方向に対応する複数のドプラ信号を得る。また、探索部１１１は、ドプラ信号に基づいて、最適な超音波の送信方向を探索する。方向設定部１１０は、位置ずれが生じていれば、超音波の送信方向をその送信方向に変更する。したがって、被検体の呼吸、拍動、体動、咽喉反射、嘔吐反応等により、被検体内の先端部１０が変位してしまい、観測の対象と、超音波の送信方向とがずれてしまったとしても、操作者に煩雑な処理を強いずに、上記変位に応じて追随するように超音波の送信方向がされ、被検体内のモニタリングを継続することが可能である。さらに、長期のモニタリングを行うとしてもその作業効率が損なわれる事態を回避できる。
【０１８０】
［第６実施形態］
次に、第６実施形態について説明する。第５実施形態においては、探索部１１１が探索処理により、最適な超音波の送信方向を探索する構成である。それについては、第６実施形態も同様である。ただし、第６実施形態においては、探索部１１１は、適切な超音波の送信方向が探索されなかった場合に対応して、エラーの報知、超音波によるモニタリング（超音波の送受信）の終了等の処理を実行する。その他の部分は、第５実施形態にかかる超音波診断装置１００と同様である。以下、これらの相違点のみについて説明する。
【０１８１】
（探索処理−信号強度）
第６実施形態における探索部１１１は、信号強度の閾値を記憶している。探索部１１１は、探索処理において、最大信号強度を確定すると、その信号強度を当該閾値と対比する。探索部１１１は、信号強度が閾値を下回った場合、適切な超音波の送信方向が探索できなかったとして、図示しない報知部を介して操作者が認識可能なエラー情報を放置する。報知部は、例えば表示部１０３にエラーメッセージを表示させる。また報知部は、図示しない音声出力部に所定の音声を出力させる。また探索部１１１は、この場合、超音波の送信方向の情報を方向設定部１１０に送らない。
【０１８２】
また、探索部１１１の他の処理として、探索部１１１は、信号強度が閾値を下回った場合、適切な超音波の送信方向が探索できなかったとして、主制御部１０４にその旨の情報を送る。主制御部１０４はその情報を受けて先端部１０による超音波の送信を中止させる。なお、適切な超音波の送信方向が探索できない場合として、先端部１０の変位が大きい場合が挙げられる。この場合、方向設定部１１０による超音波トランスデューサ１２の回転・傾動や電子走査による超音波の送信方向の変更によっても観測対象がＲＯＩに含まれない状態となっている可能性がある。
【０１８３】
（探索処理−類似度）
第６実施形態における探索部１１１は、類似度の閾値を記憶している。探索部１１１は、探索処理において、類似度が最も高い超音波の送信方向を確定すると、その類似度を当該閾値と対比する。探索部１１１は、類似度が閾値を下回った場合、適切な超音波の送信方向が探索できなかったとして、図示しない報知部を介して操作者が認識可能なエラー情報を放置する。報知部については、上記と同様である。また、主制御部１０４が先端部１０による超音波の送信を中止させる構成も上記と同様である。
【０１８４】
＜作用・効果＞
以上説明した本実施形態にかかる超音波診断装置の作用および効果について説明する。
【０１８５】
本実施形態においては、適切な超音波の送信方向が探索できなかった場合に、エラーの報知、超音波の送信等を実行する構成である。例えば、超音波トランスデューサ１２の回転・傾動や電子走査による超音波の送信方向の変更によっても観測対象がＲＯＩに含まれない状態においては、操作者はまずその状態を認識する必要がある。また、その状態においては先端部１０を移動させる必要がある。この点、本実施形態においては、操作者は、被検体に対する先端部１０の変位が大きい場合に適切な対処を行うことが可能である。
【０１８６】
［効果］
以上説明した第１〜第６実施形態にかかる超音波診断装置１００によれば、被検体の体内組織の周期的な動作または状態に応じて、間欠的に撮像を行う。このような構成によれば、常に超音波が被検体内で送信され続けることを防止することができる。したがって、長期間の超音波の送信に基づく発熱の問題を回避することができる。
【０１８７】
また、上述した第１実施形態〜第６実施形態は、適宜組み合わせることが可能である。またカプセル状の先端部１０を採用する構成だけでなく、経食道超音波プローブに適用することも可能である。
【０１８８】
この発明の実施形態を説明したが、上記の実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１８９】
１００  超音波診断装置
１０    先端部
１０ａ  収容部
１１    ケーブル
１１ａ  コネクタ
１２ａ  超音波振動子
１０１  本体部
１０３  表示部
１０４  主制御部
１０７  Ｂモード信号処理部
１０８  ドプラ信号処理部
１０９  生成部
１１０  方向設定部
１１１  探索部
１２０  生体情報計測部
【図１】
2014073273.tif 000003
【図２Ａ】
2014073273.tif 000004
【図２Ｃ】
2014073273.tif 000005
【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2014073273.tif 000008
【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
2014073273.tif 000010
【図４】
2014073273.tif 000011
【図５】
2014073273.tif 000012
【図９】
2014073273.tif 000013
【図１０】
2014073273.tif 000014
【図１１】
2014073273.tif 000015
【図１２】
2014073273.tif 000016
【図１３】
2014073273.tif 000017
【図１４】
2014073273.tif 000018
【図２Ｂ】
2014073273.tif 000019
【図６】
2014073273.tif 000020
【図７Ａ】
2014073273.tif 000021
【図７Ｂ】
2014073273.tif 000022
【図８】
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