(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波により走査を行う超音波診断装置において、
２次元状に配列された超音波振動素子を含む超音波振動子と、
前記超音波振動子を駆動して、前記超音波を生成させて３次元空間内を走査するように送信させ、受信した前記超音波から前記３次元空間の超音波データを取得する走査部と、
前記超音波振動素子の駆動タイミングに係る遅延量を含む、前記走査部の走査条件を設定する走査条件設定部と、
前記３次元空間の前記超音波データから、前記３次元空間内の所定の切断面の超音波断層像を生成する断層像生成部と、
前記切断面を所望の位置に設定する切断面設定部と、
前記切断面設定部により設定された前記切断面に応じて、前記走査条件設定部が設定する前記走査条件を変更する制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記超音波振動子から前記切断面までの距離に応じて、前記超音波の焦点距離、または前記超音波の焦点深度を決定し、決定した前記焦点距離または前記焦点深度に基づき、前記遅延量を設定することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記制御部は、変更した前記走査条件に基づいて、前記走査部に前記超音波の走査を再度行わせるように制御し、
前記断層像生成部は、前記再度の走査により取得された超音波データに基づいて、前記切断面設定部により設定された前記切断面の前記超音波断層像を生成す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】
前記切断面設定部は、前記送信される前記超音波の音軸に交差する切断面として前記切断面を所望の位置に設定す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４】
前記制御部は、前記超音波振動子から見た前記切断面の向きに基づき、前記遅延量を設定す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５】
前記制御部は、前記切断面を均等に分割した各点への走査が行われるように、前記遅延量を設定す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６】
前記制御部により変更される前記走査条件は、前記超音波振動子に２次元状に配列された前記超音波振動素子の内の、前記超音波の送信または受信に係る前記超音波振動素子の配列範囲の条件を含む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７】
前記切断面設定部は、前記断層像生成部が生成した前記切断面の前記超音波断層像上において、複数点、または、点および方向、を指定することにより直線を設定する直線設定部を含み、前記３次元空間内において、前記直線設定部により設定された前記直線の周りに前記切断面を回転して新たな前記切断面を設定することが可能であ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８】
前記切断面設定部は、前記断層像生成部が生成した前記切断面の前記超音波断層像上において複数点を指定する指定部を含み、
前記複数点の座標に基づき、前記切断面の前記超音波断層像上における新たな点を算出する算出部と、
前記新たな点にマーカを付与して、前記マーカを前記切断面の前記超音波断層像に重畳するマーカ重畳部と、
をさらに備え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９】
前記走査部は、複数の面スキャンにより前記３次元空間内を走査し、
前記切断面設定部は、さらに、前記面スキャンの走査面の何れかに第２の切断面を設定する第２の切断面設定部を備え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１０】
前記超音波振動素子の近傍に所定の角度で突出可能な針形状の処置具をさらに備え、
前記切断面設定部は、前記処置具の中心軸を含み、該中心軸周りに回転するように前記切断面を設定す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１１】
前記超音波振動素子の近傍に所定の角度で突出可能な針形状の処置具をさらに備え、
前記切断面設定部は、前記処置具の中心軸を含み、該中心軸に直交するように前記切断面を設定す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１２】
超音波により走査を行う超音波診断装置の作動方法において、
走査部が、２次元状に配列された超音波振動素子を含む超音波振動子を駆動して、前記超音波を生成させて３次元空間内を走査するように送信させ、受信した前記超音波から前記３次元空間の超音波データを取得し、
走査条件設定部が、前記超音波振動素子の駆動タイミングに係る遅延量を含む、前記走査部の走査条件を設定し、
断層像生成部が、前記３次元空間の前記超音波データから、前記３次元空間内の所定の切断面の超音波断層像を生成し、
切断面設定部が、前記切断面を所望の位置に設定し、
制御部が、前記切断面設定部により設定された前記切断面に応じて、前記走査条件設定部が設定する前記走査条件を変更する制御を行い、
前記制御部は、前記超音波振動子から前記切断面までの距離に応じて、前記超音波の焦点距離、または前記超音波の焦点深度を決定し、決定した前記焦点距離または前記焦点深度に基づき、前記遅延量を設定することを特徴とする超音波診断装置の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波により走査を行う超音波診断装置と、超音波診断装置の作動方法と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
送受信方向を変化させる走査（スキャン）を行いながら、生体内へ超音波を送信して生体組織からの反射波を受信し生体の状態を画像として観察する超音波診断装置は、生体内の様子をリアルタイムで観察することができるために、近年では種々のものが提案され普及している。【０００３】
このような超音波診断装置を用いて例えば腫瘍を観察する場合に、細胞や組織を採取するための穿刺針、あるいは治療を行うための焼灼針などの処置具を使用することがあるが、このときに、腫瘍と処置具との位置関係や、処置具の周囲の生体の様子を確認することが望まれている。そこで、立体的に走査した超音波断層像からなるボリュームデータから、所望の切断面の画像を得る技術が提案されている。【０００４】
例えば、日本国特開２００８−２８９８５８号公報には、３次元トリガスキャンにおける各種の走査条件、任意断面の位置や傾き、走査範囲を示す模型、およびこれらを設定・変更するための画面をモニタに表示して、入力装置により設定・変更する超音波診断装置及びその制御方法が記載されている。【０００５】
また、日本国特開２００６−２３１０３５号公報には、胎児観察用の超音波診断装置において、予め収集された２次元画像から得られた情報に基づいて自動的に３次元の撮影条件を設定する技術が記載されている。【０００６】
そして、日本国特開２００９−２３３１９７号公報には、乳がん検診装置において、プリスキャンで得られた２次元画像から乳房の中心位置のずれを算出し、この算出結果に基づいてプローブを移動させる制御を行う技術が記載されている。【０００７】
さらに例えば、日本国特開２００７−１７５４３１号公報には、マトリクスアレイを搭載した超音波内視鏡を生体内へ挿入して、複数の一連の超音波断層像（以下、原画像）からなるボリュームデータを取得し、取得したボリュームデータに基づいて新たに生成した超音波断層像（以下、再構成像）の下で異常組織へ穿刺を行い生検をする超音波診断装置が記載されている。該公報に記載の技術では、術者が原画像上で点を指定すると、装置が、この指定点を基に穿刺針挿入軸たる直線を設定し、この直線を含むようにボリュームデータを切断する面を設定し、この切断面に対応する再構成像をボリュームデータから生成する。これにより、再構成像に穿刺針全体が描出されるために、術者は腫瘍等の関心領域内の適切箇所への穿刺針の到達を確認することが可能となり、腫瘍への到達率を向上し、ひいては生検成績を向上することができる。【０００８】
また、日本国特許４４４３６７２号公報には、体外式超音波プローブを接続する超音波診断装置において上記日本国特開２００７−１７５４３１号公報とほぼ同様の構成が記載されている。さらに該公報には、上記直線を含む上記切断面に加えて、上記直線に垂直（すなわち、穿刺針に垂直）な切断面を設定して、この切断面の再構成像を生成する技術が記載されている。【０００９】
ところで、生体組織に対する治療法として、高周波電磁波を出力する治療用処置具を用いて、異常組織内で熱を発生させて焼灼するエネルギー治療（ＲＦＡ：Radio Frequency Ablation）がある。また、異常組織を凍結凝固するエネルギー治療（クライオ）もある。【００１０】
これらの治療では、治療用処置具が関心領域の適切箇所に到達しているか否かを確認したいだけでなく、さらに処置具周囲の所望範囲に治療が及んだか否かを確認したい場合が多い。また、処置具周囲において損傷させたくない血管や他臓器の存在を治療前に確認し、治療範囲との十分なマージンを確認したい場合もある。これらの場合にはボリュームデータ取得時の音軸を含む特定の切断面だけでなく、音軸に対して交差する種々の切断面（例えば、音軸に対して斜めや垂直の切断面など）で生成した再構成像でも確認可能となるようにすれば、確認精度を上げることができる。そして、上述した日本国特開２００７−１７５４３１号公報および日本国特許４４４３６７２号公報に記載の技術では、こうした種々の切断面における再構成像を生成することが可能である。【００１１】
種々の切断面における再構成像を生成して観察可能とする技術の有用性は、上記治療の場合だけでなく、その他の用途においても認められる。【００１２】
しかし、切断面を再構成像で生成する場合には、超音波断層像の空間分解能が原画像よりも低下するという課題がある。これは例えば、以下に説明する理由（１），（２）等による。【００１３】
（１）一般に、超音波断層像の空間分解能は、ビーム間隔とサンプリング間隔とを除けば、超音波パルス幅とビーム径との両者により決定されるが、再構成像の場合には、通常、ビーム径の方が空間分解能の低下への寄与度が大きい。これは、再構成像が音軸に対して垂直に近い傾きになるほど、再構成像の空間分解能に対するビーム径の影響が増すことが理由である。【００１４】
（２）しかも、ボリュームデータ取得時の送信／受信開口やビーム焦点深度、焦点距離、焦点個数は、取得後に設定される切断面の位置や方向とは無関係に決まっており、再構成像に対してビーム径が最適化されている訳ではない。【００１５】
そのために、日本国特開２０１１−０２４８２７号公報には、揺動型のメカニカルプローブ、回転型のメカニカルプローブ、または２次元アレイプローブを採用して、何れかのプローブで予め撮像した三次元画像上において任意の切断面を指定すると、この切断面の超音波データを再度取得して切断面の２次元画像を生成する超音波診断装置が開示されている（該公報の例えば段落［００１６］等参照）。この公報に記載の技術では、画質の劣化を伴わずに指定された切断面の画像を表示することが可能となる（該公報の例えば段落［００５１］等参照）。【００１６】
しかし、上記日本国特開２０１１−０２４８２７号公報には、２次元アレイを用いた場合の切断面の指定方法や走査方法についての具体的な開示がない。また、揺動型、回転型の１次元アレイを用いたメカニカルプローブ指定方法や走査方法については開示があるが、揺動軸上もしくは回転軸上の一点に当たる「三次元画像の頂点」を通るように、すなわち１次元アレイを含むように、切断面を指定して走査している（該公報の例えば段落［００３１］等参照）。このために、切断面が、１次元アレイを含まない切断面である場合、例えば、音軸に対して斜めや垂直の切断面である場合には、１次元アレイを含む切断面の場合のような「画質の劣化を伴わずに指定された切断面の画像を表示すること」ができなかった。こうして、上記従来の技術では上記（１）、（２）の理由を排除することができず、再構成像の空間分解能が原画像よりも低下するという課題を解決することができなかった。【００１７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、音軸に交差する切断面に対応する超音波断層像の空間分解能を向上することができる超音波診断装置、超音波診断装置の作動方法を提供することを目的としている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明のある態様による超音波診断装置は、超音波により走査を行う超音波診断装置において、２次元状に配列された超音波振動素子を含む超音波振動子と、前記超音波振動子を駆動して、前記超音波を生成させて３次元空間内を走査するように送信させ、受信した前記超音波から前記３次元空間の超音波データを取得する走査部と、前記超音波振動素子の駆動タイミングに係る遅延量を含む、前記走査部の走査条件を設定する走査条件設定部と、前記３次元空間の前記超音波データから、前記３次元空間内の所定の切断面の超音波断層像を生成する断層像生成部と、前記切断面を所望の位置に設定する切断面設定部と、前記切断面設定部により設定された前記切断面に応じて、前記走査条件設定部が設定する前記走査条件を変更する制御を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記超音波振動子から前記切断面までの距離に応じて、前記超音波の焦点距離、または前記超音波の焦点深度を決定し、決定した前記焦点距離または前記焦点深度に基づき、前記遅延量を設定する。
【００１９】
本発明のある態様による超音波診断装置の作動方法は、超音波により走査を行う超音波診断装置の作動方法において、走査部が、２次元状に配列された超音波振動素子を含む超音波振動子を駆動して、前記超音波を生成させて３次元空間内を走査するように送信させ、受信した前記超音波から前記３次元空間の超音波データを取得し、走査条件設定部が、前記超音波振動素子の駆動タイミングに係る遅延量を含む、前記走査部の走査条件を設定し、断層像生成部が、前記３次元空間の前記超音波データから、前記３次元空間内の所定の切断面の超音波断層像を生成し、切断面設定部が、前記切断面を所望の位置に設定し、制御部が、前記切断面設定部により設定された前記切断面に応じて、前記走査条件設定部が設定する前記走査条件を変更する制御を行い、前記制御部は、前記超音波振動子から前記切断面までの距離に応じて、前記超音波の焦点距離、または前記超音波の焦点深度を決定し、決定した前記焦点距離または前記焦点深度に基づき、前記遅延量を設定する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態１における超音波診断装置の構成を示す図。
【図２】上記実施形態１において、超音波振動素子アレイ面と切断面との位置関係を示す図。
【図３】上記実施形態１のモニタに表示される切断面Ａの超音波断層像の例を示す図。
【図４】上記実施形態１のモニタに表示される切断面Ｂの超音波断層像の例を示す図。
【図５】上記実施形態１のモニタに表示される切断面Ｃ１の超音波断層像の例を示す図。
【図６】上記実施形態１のモニタに表示される切断面Ｃ２の超音波断層像の例を示す図。
【図７】上記実施形態１のモニタに表示される切断面Ｃ３の超音波断層像の例を示す図。
【図８Ａ】上記実施形態１における超音波診断装置の作用を示すフローチャート。
【図８Ｂ】上記実施形態１の図８ＡのステップＳ１４における切断面Ｂ回転処理の詳細を示すフローチャート。
【図８Ｃ】上記実施形態１の図８ＡのステップＳ１６における切断面Ｃ移動処理の詳細を示すフローチャート。
【図９】上記実施形態１において、超音波振動素子アレイ面と切断面Ｂとの位置関係を示す図。
【図１０】上記実施形態１において、超音波振動素子アレイ面と切断面Ａとの位置関係を示す図。
【図１１】上記実施形態１において、切断面Ａ上における正規直交基底の回転を示す図。
【図１２】上記実施形態１において、切断面Ｂ上の任意点Ｐの超音波振動素子アレイ面への射影点Ｐ’の位置を示す図。
【図１３】上記実施形態１において、切断面Ｃ上の任意点Ｑの位置を示す図。
【図１４】上記実施形態１において、焦点距離に応じて超音波振動素子アレイの開口の大きさを変化させる際の関数形の例を示す線図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。【００２２】
［実施形態１］
図１から図１４は本発明の実施形態１を示したものであり、図１は超音波診断装置の構成を示す図である。なお、図１において、実線矢印により送信駆動信号、エコー信号、エコーデータ、および画像データの流れを、点線矢印によりカラーフロー関連信号およびカラーフロー関連データの流れを、２点鎖線矢印により切断面設定、超音波ビーム条件、ドップラ走査条件関連信号、およびドップラ走査条件関連データの流れを、それぞれ示している。【００２３】
この超音波診断装置は、超音波プローブたる超音波内視鏡１と、超音波観測装置２と、焼灼針３と、モニタ４と、コントロールパネル５と、マウス６と、を備えている。【００２４】
超音波内視鏡１は、被検体内に挿入される細長の挿入部の先端部１１に、超音波振動子１２を備えている。【００２５】
この超音波振動子１２は、複数の超音波振動素子を２次元状に配列した２次元超音波振動素子アレイとして構成されている。ここに、２次元超音波振動素子アレイにおける超音波振動素子の具体的な配列の一例としては、挿入方向に平行な振動素子列と挿入方向に垂直な振動素子列とでなる２次元平面状の配列が挙げられる（ただし後述するように、この配列に限定されるものではない）。【００２６】
そして、超音波振動子１２の各超音波振動素子には、信号線１２ｓがそれぞれ接続されていて、各信号線１２ｓが超音波観測装置２へ接続されている。このような構成において、超音波振動素子を駆動するためのパルス状の送信駆動信号と、超音波振動素子からのエコー信号と、がこれらの信号線１２ｓを介して超音波観測装置２と超音波振動子１２との間で送受されるようになっている。従って、超音波振動子１２を構成する各超音波振動素子はそれぞれのタイミングや強度で駆動可能であり、このタイミング制御および強度制御により、超音波ビームＵＢ（図２参照）の方向（音軸の方向：ここに音軸は、１方向の走査（スキャン）における超音波ビームの中心軸）や焦点深度などを調節するようになっている。【００２７】
また、超音波内視鏡１の挿入部には焼灼針３や穿刺針等の処置具（以下では、焼灼針３を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではない）を挿通するための鉗子チャンネル１３が設けられている。そして、焼灼針３を鉗子チャンネル１３に挿入すると、先端部１１における鉗子チャンネル１３の先端側開口から、焼灼針３が超音波振動子１２による超音波走査範囲内に延出するようになっている。このとき、延出する焼灼針３の中心軸が超音波内視鏡１の挿入部の挿入軸に対して所定の角度をなすように、鉗子チャンネル１３が構成されている。さらに、鉗子チャンネル１３は、後述するように切断面Ａをｙ軸（このｙ軸は、挿入部の挿入軸方向に平行となるように設定される）周りに回転したとき（図１０参照）に、何れかの切断面Ａに焼灼針３の中心軸方向が描出されるように（図３参照）、超音波振動子１２の超音波振動素子アレイ面１２ａ（図２参照）との位置関係が設定されている。【００２８】
超音波観測装置２は、ドップラ走査条件算出回路２１と、ドップラ処理回路２２と、ビームフォーマ２３と、遅延算出回路２４と、入力回路２５と、メモリ２６と、グラフィック回路２７と、バス２８と、ＣＰＵ２９と、を備えている。【００２９】
ＣＰＵ２９は、超音波観測装置２を含むこの超音波診断装置全体を制御する制御部であり、必要な演算等を行う演算部ともなっている。このＣＰＵ２９は、コントロールパネル５やマウス６を介して設定された切断面に関する情報、例えば切断面の中心位置ベクトルおよび切断面の法線ベクトルを、バス２８を介して遅延算出回路２４へ送信する。【００３０】
ここにバス２８は、命令やデータ等を超音波観測装置２内のある場所から他の場所へ伝送する伝送路である。【００３１】
遅延算出回路２４は、超音波振動素子アレイ面１２ａの送信開口寸法（超音波の送信に用いられる超音波振動素子の配列範囲（２次元配列数））、受信開口寸法（超音波の受信に用いられる超音波振動素子の配列範囲（２次元配列数））、切断面（後述する切断面Ｂまたは切断面Ｃ等）の送信開口中心からの距離に応じた焦点深度、焦点距離、周波数フィルタ、深度に応じた信号減衰の補償であるＳＴＣ（Sensitivity Time Control：センシティビティ・タイムコントロール）等を決定する走査条件設定部である。また、切断面に最適化した再走査を行う場合に、スライススキャンで行う場合とボリュームスキャンで行う場合とがあるが、ボリュームスキャンで行う場合には、遅延算出回路２４は、さらにマルチフォーカスの焦点個数を決定する。そして、遅延算出回路２４は、ＣＰＵ２９から指示された切断面において最も高い空間分解能が得られるような各超音波振動素子の駆動タイミングに係る遅延量を算出し、ビームフォーマ２３へ送信する。【００３２】
ビームフォーマ２３は、遅延算出回路２４から受信した遅延量に基づいて、超音波振動素子アレイ面１２ａに配列されている各超音波振動素子への送信駆動信号を生成し、超音波振動子１２へ送信する走査部である。【００３３】
また、ビームフォーマ２３は、ＣＰＵ２９および遅延算出回路２４の制御に基づき、超音波振動子１２の複数の超音波振動素子からのエコー信号を受信して信号処理し、処理後の信号をメモリ２６へ送信して記憶させる。本実施形態においては複数の超音波断層像を取得することにより被検体に対する３次元的な情報を取得するボリュームスキャンが行われるために、メモリ２６には超音波ボリュームデータ（以下、単に「ボリュームデータ」という）が蓄積される。さらに、本実施形態においては後述するように切断面に最適化した再走査が行われるために、メモリ２６には再走査で得られた切断面のスライスデータ、または切断面を含むボリュームデータが蓄積される。【００３４】
一方、ビームフォーマ２３からの送信駆動信号とエコー信号との周波数変化の情報がドップラ処理部であるドップラ処理回路２２へ送信される。ドップラ処理回路２２は、ドップラ効果に基づき血流を描出する。【００３５】
ドップラ走査条件算出回路２１は、ドップラ処理回路２２のドップラ走査条件を設定するドップラ走査条件設定部である。このドップラ走査条件算出回路２１は、入力回路２５を介したユーザの入力設定に基づいて、例えばカラードップラモード（ただし、カラードップラモードに限定されるものではない）に関する走査条件を算出し、ドップラ処理回路２２へ送信する。さらに、ドップラ走査条件算出回路２１は、切断面設定部であるＣＰＵ２９により設定された切断面に応じてドップラ走査の条件を変更する。【００３６】
このとき、ドップラ走査条件算出回路２１が設定する条件にはドップラ走査の繰り返し周波数が含まれる。ドップラ走査の繰り返し周波数の最大値は深度に応じて決まるために、後述する切断面Ｂまたは切断面Ｃ内の各点において繰り返し周波数の最大値をとり、ドップラ感度を上げてカラーフローマッピングの精度を向上することができる。【００３７】
ドップラ走査条件算出回路２１により変更された条件で、走査部であるビームフォーマ２３が３次元空間内、および／または切断面内を超音波ビームにより走査して新たな超音波ドップラデータを取得する。【００３８】
こうして、ドップラ処理部であるドップラ処理回路２２は、取得された超音波ドップラデータ（あるいは、取得された新たな超音波ドップラデータ）から、例えば血流の流速に応じた色を割り当てたカラー画像を構成してメモリ２６へ送信する。これにより、メモリ２６にはカラードップラモード画像も蓄積される。【００３９】
グラフィック回路２７は、メモリ２６に記憶されたボリュームデータから超音波断層像を構成する断層像生成部である。さらにグラフィック回路２７は、構成した超音波断層像に、例えばカラードップラモード画像を重畳して、表示部であるモニタ４へ出力する。これにより例えば液晶モニタ等で構成されるモニタ４には、モノクロの超音波断層像に、例えば血流が流速に応じた色で重畳されたカラードプラモードの画像が表示される。このとき、超音波断層像が切断面に応じて新たに取得された場合には、グラフィック回路２７が、この新たな超音波断層像上に新たな超音波ドップラデータを重畳する。【００４０】
入力回路２５は、操作部を構成するコントロールパネル５からの入力信号と、操作部を構成するマウス６からの入力信号とを受信する。【００４１】
コントロールパネル５は、切断面を所望の位置に設定するための切断面設定部（直線設定部、指定部を含む）であり、例えば、トラックボール５１と、確定キー５２と、切断面Ａ選択スライダ５５と、切断面Ｂ回転つまみ５６と、切断面Ｃ移動スライダ５７と、通電ボタン５８と、終了ボタン５９と、を含む各種の操作部材を備えている。【００４２】
トラックボール５１および確定キー５２は、例えば、図３に示すような矢印状をなすカーソル（ポインタともいう）の移動や、カーソルを用いた電極位置（後述するディンプルの位置）の指定などに用いられ、直線設定部および指定部を兼ねている。なお、トラックボール５１および確定キー５２を用いて行う各種の操作や設定を、マウス６およびマウス６に設けられている操作ボタンを用いて行うようにしても構わない。この場合には、マウス６も切断面を所望の位置に設定するための切断面設定部（直線設定部、指定部を含む）として機能することになる。【００４３】
切断面Ａ選択スライダ５５は、後述する切断面Ａ（図３等参照）を選択する切断面設定部としての操作部である。この切断面Ａ選択スライダ５５の操作により、図１０に示すｚｙ平面（図１０におけるｙ軸は紙面手前方向）に対する切断面Ａの角度ψｙが入力値として設定される。【００４４】
切断面Ｂ回転つまみ５６は、焼灼針３の中心軸周りに後述する切断面Ｂを回転させる切断面設定部としての操作部である。切断面Ｂは、焼灼針３の中心軸を含むように選択され、この切断面Ｂ回転つまみ５６の操作により、図３および図９に示す切断面Ｂの焼灼針３の中心軸周りの回転角度τが設定される。【００４５】
切断面Ｃ移動スライダ５７は、焼灼針３の中心軸に垂直な（ひいては、切断面Ａおよび切断面Ｂに垂直な）後述する切断面Ｃを、焼灼針３の中心軸に沿って移動させる切断面設定部としての操作部である。切断面Ｃは、焼灼針３の中心軸が通る点を面の中心とするように選択され、この切断面Ｃ移動スライダ５７の操作により、焼灼針３の中心軸に沿った切断面Ｃの平行な移動量Ｌ（図４参照）が設定される。また、通電ボタン５８は焼灼針３に通電を行うための操作部、終了ボタン５９は治療完了時に全ての処理を終了するための操作部である。【００４６】
次に、図２は、超音波振動素子アレイ面１２ａと切断面との位置関係を示す図である。【００４７】
ここでは、超音波振動素子アレイ面１２ａが平面であるとして説明するが、後述するように、平面に限定されるものではない。【００４８】
超音波振動子１２の超音波振動素子アレイ面１２ａの中心を原点Ｏとして、原点Ｏを通り超音波振動素子アレイ面１２ａに垂直な軸をｚ軸、原点Ｏを通り超音波内視鏡１の挿入部の挿入軸方向に平行な軸をｙ軸（図９参照）、原点Ｏを通りｚ軸およびｙ軸に垂直な軸をｘ軸として、右手系の正規直交座標系Ｏ−ｘｙｚを設定するものとする。【００４９】
そして、超音波振動素子アレイ面１２ａには、複数の超音波振動素子が２次元状に配列されていて、例えばｘ軸方向およびｙ軸方向に行列状に配列されているものとする。【００５０】
このとき、超音波ビームＵＢの発生を、超音波振動素子アレイ面１２ａに配列された全ての超音波振動素子を用いて行うに限るものではなく、一部の特定領域（以下では、開口１２ｂという）に配列された超音波振動素子群を用いて行うことがある。この開口１２ｂとして、例えば、一対の辺がｘ軸に平行で他の一対の辺がｙ軸に平行な矩形開口を用いるものとし、この開口１２ｂの、ｘ軸方向の超音波振動素子数をΔｘ、ｙ軸方向の超音波振動素子数をΔｙにより表すことにする。この開口素子数Δｘ，Δｙは、固定値であっても良いが、後述するように、焦点距離等に応じて遅延算出回路２４が変化させるようにしても構わない。なお、開口１２ｂは、超音波送信用と超音波受信用とで同一の開口を用いても良いが、異なる大きさ形状の開口を用いても構わない。【００５１】
ここで、超音波振動素子アレイ面１２ａに対して任意の位置関係にある切断面を考える。任意の切断面は、一般に、音軸に交差する切断面となるために、この切断面の超音波断層像をメモリ２６に蓄積されているボリュームデータから作成しても、必ずしも高い空間分解能を得られるとは限らない。そこで本実施形態では、選択された切断面に最適化した超音波ビームＵＢを用いて、切断面の再走査を行い、より高い空間分解能の超音波断層像を取得するようにしている。【００５２】
切断面の再走査は、上述したように、切断面上の着目点（図２の任意点Ｐ）が焦域に入るように超音波ビームＵＢを送受信し、次に任意点Ｐの位置を切断面上において所定量移動して、移動後の任意点Ｐを同様に走査することを次々に行うことによりなされる。こうして、切断面に対応する超音波断層像が取得される。【００５３】
このために、遅延算出回路２４は、ＣＰＵ２９から取得した切断面を規定する情報（ここでは、切断面の中心位置ベクトルおよび法線ベクトル）に基づいて、超音波ビームＵＢが最適化されるように（具体的には、超音波ビームＵＢの焦域に切断面の任意点Ｐが入るように）、それぞれの超音波ビームＵＢの方向Ｉ（θ，φ）に対して、焦点深度ｚＰを決定する。ここに、φはｚ軸に対するＯＰの角度である。また、任意点Ｐから超音波振動素子アレイ面１２ａへ引いた垂線の足、つまり任意点Ｐの超音波振動素子アレイ面１２ａへの射影点をＰ’としたときに、θはｘ軸に対するＯＰ’の角度である。なお、図２において、ＯＰが焦点距離、Ｐ’Ｐ（ｚ軸に平行）が焦点深度ｚＰを表す。【００５４】
切断面への超音波ビームＵＢの最適化は、基本的に、次のように行われる。Ｏ−ｘｙｚ座標系における切断面の中心位置ベクトルを（ｘ０，ｙ０，ｚ０）、切断面の法線ベクトルを（ａ，ｂ，ｃ）とおくと、ＣＰＵ２９から遅延算出回路２４へ送信されるこれらの情報に基づき、任意の切断面の方程式は次の数式１に示すように記載される。【００５５】
［数１］
ａ（ｘ−ｘ０）＋ｂ（ｙ−ｙ０）＋ｃ（ｚ−ｚ０）＝０
ここで、ａ・ｘ０＋ｂ・ｙ０＋ｃ・ｚ０＝−Ｋとおけば、数式１は次の数式２に示すように記載される。【００５６】
［数２］
ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋Ｋ＝０
ところで、超音波振動素子アレイ面１２ａに配列されている超音波振動素子の遅延量ｄは、超音波振動素子アレイ面１２ａの中心である原点Ｏから切断面上の着目点（図２の任意点Ｐ＝（ｘ，ｙ，ｚ））までの距離｜ｐ｜（この距離｜ｐ｜＝ＯＰは、上述したように焦点距離に該当する）と、原点Ｏから任意点Ｐへ向いた方向（θ，φ）と、を変数とする多変数関数ｆを用い、次の数式３に示すように記載することができる。なお、この遅延量ｄは、さらに超音波振動素子の超音波振動素子アレイ面１２ａ内での位置にも依存する。ただし、この依存性の内容については式を後述し、数式３からは省略する。【００５７】
［数３］
ｄ＝ｆ（｜ｐ｜，θ，φ）
このように、超音波ビームＵＢの走査に係る条件（ここでは、遅延量ｄ）は、超音波ビームＵＢの音軸の方向（ＯＰの方向）によって異なる。【００５８】
まず、距離｜ｐ｜は、数式２の拘束を受ける任意点Ｐの座標（ｘ，ｙ，ｚ）に基づき、次の数式４に示すように記載される。【００５９】
［数４］
0005855804.tif 000002
また、θは、次の数式５に基づき０≦θ≦２πの範囲で一意に決定される。【００６０】
［数５］
0005855804.tif 000003
そして、φは次の数式６に基づき決定される。【００６１】
［数６］
0005855804.tif 000004
こうして、切断面上の任意点Ｐに超音波ビームＵＢを最適化するための遅延条件は数式３（数式３に代入すべき変数値は数式４〜数式６）により求められるために、数式２の拘束条件の下での切断面上の各任意点Ｐに対して、数式３を用い超音波ビームＵＢを最適化して送信することにより、切断面全体が最適化された空間分解能の高い超音波断層像を取得することができる。【００６２】
なお、本実施形態の操作系によって選択される切断面Ｂ，Ｃへの超音波ビームＵＢの最適化については、後でより具体的に説明する。【００６３】
図８Ａは、超音波診断装置の作用を示すフローチャートである。この図８Ａは、超音波診断装置の作用全体の流れを示しており、作用の一部である「切断面Ｂ回転処理」と「切断面Ｃ移動処理」の詳細については、後で図８Ｂおよび図８Ｃを参照して説明する。【００６４】
この処理を開始すると、ＣＰＵ２９の制御に基づき、ビームフォーマ２３がボリュームスキャンを行う（ステップＳ１）。【００６５】
具体的に、走査が開始されると、ＣＰＵ２９および遅延算出回路２４の制御に基づいて、各超音波振動素子毎の遅延がかけられたパルス電圧状の送信駆動信号がビームフォーマ２３から超音波振動子１２へ送信される。【００６６】
開口１２ｂ（図２参照）内に配列されている超音波振動素子は、ビームフォーマ２３からのパルス電圧状の励起信号である送信駆動信号を受け取って、媒体の疎密波である超音波に変換する。このときに各超音波振動素子が励起する超音波は、被検体内で重ね合わせられたときに一本の超音波ビームＵＢ（図２参照）を形成する（この一本の超音波ビームＵＢを形成するように、遅延算出回路２４が各送信駆動信号に上述した遅延をかけている）。こうして超音波振動子１２から発生された超音波ビームＵＢが被検体の関心領域へ送信される。被検体の関心領域からの反射波は、超音波ビームＵＢとは逆の経路を辿って、超音波振動子１２の各超音波振動素子に到達する。各超音波振動素子は、反射波を電気的なエコー信号にそれぞれ変換してビームフォーマ２３へ送信する。ビームフォーマ２３は、受信したエコー信号を増幅し整相加算する。【００６７】
このような超音波ビームＵＢによる１点（１方向）スキャンを、方向を変化させて複数回行うことにより１枚の超音波断層像を得る面スキャンが行われ、さらに、面スキャンを方向を変化させて複数回行うことにより、ボリュームスキャンが行われる。ボリュームスキャンにより取得された複数枚の超音波断層像は、メモリ２６に記憶され、被検体における関心領域の３次元的なボリュームデータが構成される。【００６８】
次に、ユーザが切断面Ａ選択スライダ５５を操作することにより切断面Ａを選択する（ステップＳ２）。ここに、切断面ＡはステップＳ１のボリュームスキャンにより得られた超音波断層像の何れかであり、つまり音軸に沿った走査が行われた超音波断層像であるために、高い空間分解能が得られた画像となっている。そして、切断面Ａの選択は、モニタ４に表示される切断面Ａの超音波断層像をユーザが観察しながら、焼灼針３が描出される面を探して選択することにより行われる。そして、このステップＳ２の選択操作により、切断面Ａの角度ψｙ（図１０参照）が設定される。【００６９】
こうして選択が行われると、モニタ４に焼灼針３が描出された切断面Ａの超音波断層像（図３参照）が表示される（ステップＳ３）。ここに図３は、モニタ４に表示される切断面Ａの超音波断層像の例を示す図である。【００７０】
グラフィック回路２７は、ボリュームデータをデフォルトの位置および方向の切断面Ｂ，Ｃで切断したときの超音波断層像を構築する（ステップＳ４）。【００７１】
ここで、切断面Ｂのデフォルトの位置は、切断面Ｂの中心が切断面Ａの中心（縦方向高さの中央かつ横方向幅の中央になる点）と一致するよう設定される。切断面Ｂのデフォルトの方向は、焼灼針３が切断面Ａに突出した場合に想定される設計値から予め決められている方向（例えば図３の『焼灼針３』として示された方向）を切断面Ｂが含み、かつ、切断面Ｂの法線が切断面Ａに平行になるよう設定される。【００７２】
切断面Ｃのデフォルトの位置は、切断面Ｃの中心が切断面Ｂを上記「予め決められている方向」への２等分点と一致するよう設定される。切断面Ｃのデフォルトの方向は、切断面Ｃが「予め決められている方向」に垂直で、かつ、切断面Ｃの上方向が切断面Ａに平行になるよう設定される。【００７３】
また、画像処理等を行って切断面Ａの超音波断層像から焼灼針３を自動検出する場合には、この時点で、焼灼針３を含むようなデフォルト位置の切断面Ｂと、焼灼針３に垂直なデフォルト位置の切断面Ｃと、が選択されるようにしても良い。また、自動検出を行わない（あるいは、行えない）場合には、後述するステップＳ６においてユーザにより電極位置が指定されるまで、適切なデフォルト位置の選択を待つようにしても良い。【００７４】
そして、モニタ４に、切断面Ｂの超音波断層像（図４参照）と切断面Ｃの超音波断層像（図５〜図７参照）とを表示する（ステップＳ５）。こうしてモニタ４には、図３に示すような切断面Ａの超音波断層像（表示部分を適宜、画面Ａという）と、図４に示すような切断面Ｂの超音波断層像（同様に適宜、画面Ｂという）と、図５〜図７に示すような切断面Ｃの超音波断層像（同様に適宜、画面Ｃという）とが、例えば並べて同時に表示される。ここに図４はモニタ４に表示される切断面Ｂの超音波断層像の例を示す図、図５はモニタ４に表示される切断面Ｃ１の超音波断層像の例を示す図、図６はモニタ４に表示される切断面Ｃ２の超音波断層像の例を示す図、図７はモニタ４に表示される切断面Ｃ３の超音波断層像の例を示す図である。ここに、切断面Ｃ１〜Ｃ３は、切断面Ｃの３つの例である。ただし、並べて表示するのに代えて、何れの切断面の超音波断層像をモニタ４に表示するかをユーザが切り替えるように構成しても良い。【００７５】
上述した処理により、少なくとも図３に示す切断面Ａの超音波断層像には、焼灼針３がその中心軸に沿って描出されている状態となっている。この状態において、ユーザが焼灼針３の電極位置の指定を行う（ステップＳ６）。【００７６】
図３および図４に示す例は、バイポーラ型の焼灼針３を示しており、焼灼針３には、中心軸に沿って極性が異なる２つの電極が設けられている。これらの電極にはディンプルが各形成されており、超音波断層像上においては明点として容易に視認することができるようになっている。そこでユーザは、２つの電極に対応した明点を、直線設定部および指定部として機能するトラックボール５１および確定キー５２を用いて、あるいは直線設定部および指定部として機能するマウス６を用いて、指定する操作を行う。グラフィック回路２７は、切断面Ａ上に、これら指定された２明点を通る直線を設定する。【００７７】
なおここでは、断層像生成部であるグラフィック回路２７が生成した切断面の超音波断層像上において、直線設定部が、複数点を指定することにより直線を設定したが、これに限らず、点および方向を指定することにより直線を設定するようにしても構わない。【００７８】
また、もしディンプルが電極の位置に設けられておらず、他の位置に設けられている場合には、超音波観測装置２に電極とディンプルとの位置関係を記憶させておき、ユーザがディンプルの位置を指定すると、算出部として機能するＣＰＵ２９がディンプルの位置から自動的に電極位置や後述する焼灼中心の位置を演算して、演算結果に基づいて後述する電極マーカや焼灼中心マーカを重畳するようにしても良い。【００７９】
この指定操作を受けて、ＣＰＵ２９の制御に基づき、マーカ重畳部として機能するグラフィック回路２７は、図３に示すように、画面Ａの超音波断層像に先端側の電極マーカ３１および基端側の電極マーカ３２を重畳して表示する（ステップＳ７）。【００８０】
さらに、グラフィック回路２７は、直線設定部が設定した直線を切断面Ｂが含み、かつ、切断面Ｂの法線が切断面Ａに平行になるよう、切断面Ｂの方向を変更する。そして、グラフィック回路２７は、直線設定部が設定した直線に対して切断面Ｃが垂直になり、かつ、切断面Ｃの上方向が切断面Ａに平行になるよう切断面Ｃの位置と方向とを変更する。さらに、グラフィック回路２７は、焼灼針３がバイポーラ型であれば切断面Ｃの中心が先端側の電極位置と一致するよう変更し、焼灼針３がモノポーラ型であれば切断面Ｃの中心が１電極位置自身と一致するよう切断面Ｃの位置をさらに平行移動して変更する（ステップＳ８）。なお、これらは、デフォルトの位置と方向がこの通りであれば変更しない。【００８１】
このようにして、上述した焼灼針３の自動検出の有無に関わらず、画面Ｂに表示する超音波断層像の切断面Ｂは焼灼針３の中心軸を含む面に設定され、画面Ｃに表示する超音波断層像の切断面Ｃは焼灼針３の中心軸に垂直な面に設定される。【００８２】
そして、図４に示すように、画面Ｂの超音波断層像にも電極マーカ３１および基端側の電極マーカ３２が重畳して表示される（ステップＳ９）。【００８３】
なお、画面Ａには、切断面Ｃと切断面Ａとの交線を示すカーソルバーＣＳＢと、トラックボール５１またはマウス６により移動されるポインタであるカーソルＣＳと、が表示される。ここに、説明の都合上、図３には、切断面Ａ、切断面Ｃと切断面Ａとの交線を示すカーソルバーＣＳＢ、カーソルＣＳとともに、切断面Ｂを示す四角形と、切断面Ｃと切断面Ｂとの交線を示すカーソルバーＣＳＢとをさらに示してあるが、この四角形と後者のカーソルバーＣＳＢとは画面Ａ上には表示されない。【００８４】
また、画面Ｂにも、切断面Ｃと切断面Ｂとの交線を示すカーソルバーＣＳＢと、トラックボール５１またはマウス６により移動されるポインタであるカーソルＣＳと、が表示される。【００８５】
バイポーラ電極での焼灼範囲は、一般に、２つ電極の中点を中心にした回転楕円体状となる。そこでＣＰＵ２９は、２つの電極の中点の位置を焼灼中心位置として演算する（ステップＳ１０）。【００８６】
グラフィック回路２７は、ＣＰＵ２９の制御に基づいて、図３および図４に示すように、画面Ａ、画面Ｂ上に演算された焼灼中心位置に焼灼中心マーカ３０を重畳表示する（ステップＳ１１）。【００８７】
なお、ここでは焼灼針３がバイポーラ型である例を説明したために、２つの電極の位置から焼灼中心位置を演算して表示したが、焼灼針３はモノポーラ型であっても良く、この場合には、モノポーラ電極の位置を焼灼中心位置に設定して電極マーカもしくは焼灼中心マーカ３０を重畳表示することになる。【００８８】
その後、ユーザは、以下のＩ〜IVの操作の何れかを実施することにより、超音波診断装置への入力を行う（ステップＳ１２）。【００８９】
Ｉ．  例えば、ユーザは、焼灼針３の周辺の状況、具体的には焼灼針３の周囲に損傷させたくない血管や臓器などが存在するか否かを焼灼前に確認するために、切断面Ｂ回転つまみ５６を操作する。ここで、焼灼針３の周辺の状況をくまなく（焼灼針３周りの全周に渡って）確認するために、ユーザは少なくとも半回転分の確認を実施することが望ましい。【００９０】
II．  また、例えば、ユーザは、上記切断面Ｂの回転による確認が完了したと判断した場合には、焼灼針３の中心軸方向に切断面Ｃを移動させながら周辺の状況を確認するために、切断面Ｃ移動スライダ５７を操作する。なお、切断面Ｃ移動スライダ５７の操作に代えて、トラックボール５１および確定キー５２、またはマウス６を用いて、カーソルＣＳによりカーソルバーＣＳＢを移動することで切断面Ｃを移動させても構わない。ここで、焼灼範囲をくまなく確認するために、ユーザは焼灼針３の中心軸方向に１ストローク分の確認を実施することが望ましい。このようにして、ユーザは、上記切断面Ｂ回転つまみ５６の操作による焼灼針３の周辺の状況や上記切断面Ｃ移動スライダ５７の操作による焼灼針３の中心軸方向の状況を確認しながら、対象領域を十分に焼灼する。【００９１】
III．  また、例えば、ユーザは、治療がまだ完了していないと判断した場合には、焼灼針３に通電を行って対象領域の焼灼を行うために、コントロールパネル５上の通電ボタン５８またはモニタ４上の通電メニューを操作する。【００９２】
IV．  一方、ユーザは、治療が完了したと判断した場合には、全ての処理を終了するために、コントロールパネル５上の終了ボタン５９またはモニタ４上の終了メニューを操作する。なお、終了メニューおよび通電メニューは、図示はしないがモニタ４上に表示され、マウス６、またはトラックボール５１および確定キー５２により操作されるように構成されている。【００９３】
次に、ＣＰＵ２９は、ステップＳ１２での入力が、切断面Ｂ回転つまみ５６からの入力であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。ここで、切断面Ｂ回転つまみ５６からの入力であると判断された場合には、後で図８Ｂを参照して説明するような切断面Ｂ回転処理を実施する（ステップＳ１４）。【００９４】
また、ステップＳ１３において切断面Ｂ回転つまみ５６からの入力でないと判断された場合には、ＣＰＵ２９は、ステップＳ１２での入力が、切断面Ｃ移動スライダ５７からの入力であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。ここで、切断面Ｃ移動スライダ５７からの入力であると判断された場合には、後で図８Ｃを参照して説明するような切断面Ｃ移動処理を実施する（ステップＳ１６）。【００９５】
ステップＳ１５において切断面Ｃ移動スライダ５７からの入力でないと判断された場合には、ＣＰＵ２９は、ステップＳ１２での入力が、通電ボタン５８または通電メニューからの入力であるか否かを判断する（ステップＳ１７）。ここで、通電ボタン５８または通電メニューからの入力であると判断された場合には、焼灼針３に通電を行って対象領域の焼灼を行う（ステップＳ１８）。【００９６】
ステップＳ１７において通電ボタン５８または通電メニューからの入力でないと判断された場合には、ＣＰＵ２９は、ステップＳ１２での入力が、終了ボタン５９または終了メニューからの入力であるか否かを判断する（ステップＳ１９）。ここで、終了ボタン５９または終了メニューからの入力でないと判断された場合には、ＣＰＵ２９は、上述したステップＳ１２へ行ってユーザから入力操作が行われるのを待ち、一方、終了ボタン５９または終了メニューからの入力であると判断された場合には、全ての処理を終了させる。【００９７】
このように、ユーザは、ステップＳ１９において焼灼が完了したと判断できるまで、ステップＳ１２へ戻って上述した切断面Ｂおよび切断面Ｃを変更しての超音波断層像の確認が可能である。従って、ステップＳ１８の焼灼を行いながら、焼灼状態の変化をユーザが確認することができる。さらに、例えば焼灼後における被検体の関心領域の状態を確認することができる。このときには、必要に応じて、焼灼が完了した後にステップＳ１のボリュームスキャンから再度実行するようにしても良い。そして、ユーザは、ステップＳ１９において焼灼が完了したと判断できた場合には、任意にこの処理を終了することができる。【００９８】
次に、図８Ｂは、図８ＡのステップＳ１４における切断面Ｂ回転処理の詳細を示すフローチャートである。【００９９】
ＣＰＵ２９は、ステップＳ１２で切断面Ｂ回転つまみ５６から入力された回転入力値に基づいて、切断面Ｂの角度τ（図３および図９参照）を設定する（ステップＳ２１）。こうして、３次元空間内において、直線設定部により設定された直線（ここでは焼灼針３の中心軸）の周りに切断面（ここでは切断面Ｂ）を回転して、新たな切断面を設定することが可能となっている。そして、ＣＰＵ２９は、設定した角度τの切断面Ｂの中心位置ベクトルおよび法線ベクトルの情報を算出して、遅延算出回路２４へ送信する。【０１００】
すると、遅延算出回路２４が、設定された角度τの切断面Ｂに対して超音波ビームＵＢを最適化するように各超音波振動素子の遅延量を算出する（ステップＳ２２）。【０１０１】
ビームフォーマ２３は、遅延算出回路２４から遅延量を受信して再走査を行い、スライススキャンにより切断面Ｂに一致する１枚の超音波断層像を取得するか、もしくはボリュームスキャンにより切断面Ｂを含む複数枚の超音波断層像を取得する（ステップＳ２３）。このように再走査は、超音波ビームが切断面において最適になっていれば、ボリュームスキャンにより行ってもスライススキャンにより行っても何れでも構わない（下記に説明する切断面Ｃの再走査についても同様）。【０１０２】
グラフィック回路２７は、再走査により取得された高い空間分解能の切断面Ｂの超音波断層像に、電極マーカ３１，３２、焼灼中心マーカ３０、およびカーソルバーＣＳＢを重畳した画像データを生成して（ステップＳ２４）、図４に示すようにモニタ４に表示してから（ステップＳ２５）、図８Ａに示す処理にリターンする。なお、カーソルバーＣＳＢは、このステップＳ２４を最初に処理するときには、図４のＣ１の位置にある。【０１０３】
図８Ｃは、図８ＡのステップＳ１６における切断面Ｃ移動処理の詳細を示すフローチャートである。【０１０４】
ＣＰＵ２９は、ステップＳ１２で切断面Ｃ移動スライダ５７から入力された入力値に基づいて、切断面Ｃの移動量Ｌ（図４参照）を設定する（ステップＳ３１）。【０１０５】
次に、ＣＰＵ２９は、設定された移動量Ｌの切断面Ｃの中心位置ベクトルおよび法線ベクトルの情報を遅延算出回路２４へ送信して、遅延算出回路２４が、設定された移動量Ｌの切断面Ｃに対して超音波ビームＵＢを最適化するように各超音波振動素子の遅延量を算出する（ステップＳ３２）。【０１０６】
ビームフォーマ２３は、遅延算出回路２４から遅延量を受信して再走査を行い、スライススキャンにより切断面Ｃに一致する１枚の超音波断層像を取得するか、もしくはボリュームスキャンにより切断面Ｃを含む複数枚の超音波断層像を取得する（ステップＳ３３）。【０１０７】
グラフィック回路２７は、再走査により取得された高い空間分解能の切断面Ｃの超音波断層像に、電極マーカ３１，３２に対応するマーカＭＥ（図５参照）、または焼灼中心マーカ３０に対応するマーカＭ０（図７参照）を重畳した画像データを生成し（ステップＳ３４）、モニタ４に表示してから（ステップＳ３５）、図８Ａに示す処理にリターンする。【０１０８】
ここに、切断面Ｃは焼灼針３に垂直な面であるために、電極マーカ３１と電極マーカ３２と焼灼中心マーカ３０との内の何れか１つに対応するマーカが描出されるか、または何れに対応するマーカも描出されないか、のどちらかである。すなわち、切断面Ｃが、電極マーカ３１を中心とした所定の半径δｒの球と、電極マーカ３２を中心とした所定の半径δｒの球と、焼灼中心マーカ３０を中心とした所定の半径δｒの球と、の何れかと交差する場合には、交差した半径δｒの球の中心のマーカを表示し、何れとも交差しない場合にはマーカを表示しないようになっている。このδｒは、予め決められたごく小さい値であるものとする。【０１０９】
図５はモニタ４に表示される切断面Ｃ１の超音波断層像の例を示す図、図６はモニタ４に表示される切断面Ｃ２の超音波断層像の例を示す図、図７はモニタ４に表示される切断面Ｃ３の超音波断層像の例を示す図である。【０１１０】
切断面Ｃが、電極マーカ３１を中心とした所定の半径δｒの球と交差する切断面Ｃ１である場合には、図５に示すように、電極マーカ３１に対応する例えば「＋」状のマーカＭＥが画面Ｃに表示される。なお、切断面Ｃが、電極マーカ３２を中心とした所定の半径δｒの球と交差する場合にも、この図５と同様に、マーカＭＥが画面Ｃに表示される。【０１１１】
また、切断面Ｃが、電極マーカ３１と焼灼中心マーカ３０との間にあって、何れの半径δｒの球とも交差していない切断面Ｃ２である場合には、図６に示すようにマーカは画面Ｃに表示されない。なお、切断面Ｃが、電極マーカ３１よりも先端側、焼灼中心マーカ３０と電極マーカ３２の間、電極マーカ３２よりも基端側の何れかにあって半径δｒの球と交差していない場合にも、この図６と同様に、マーカは画面Ｃに表示されない。【０１１２】
さらに、切断面Ｃが、焼灼中心マーカ３０を中心とした所定の半径δｒの球と交差する切断面Ｃ３である場合には、図７に示すように、電極マーカ３１に対応する例えば「×」状のマーカＭ０が画面Ｃに表示される。【０１１３】
次に、図９〜図１４を参照して、本実施形態における切断面Ｂ，Ｃへの超音波ビームＵＢの最適化について説明する。なお、本説明文において、ベクトルを示す矢印や、ベクトルあるいは行列を示す太字は、文字表記の都合上、記載を省略し、必要に応じてベクトルであるか行列であるかを明記することとする。【０１１４】
以下において、（１）、（２−１）〜（２−３）、（３−１）〜（３−３）は超音波ビームＵＢの最適化のための関係式の導出に関連し、（２−４）、（３−４）は超音波診断装置の動作に関連する。また、（４−１）〜（４−６）は、変形例に関連している。【０１１５】
さらに、以下において、（２−１）〜（２−４）は、切断面Ｂ上の任意点Ｐで焦点を結ぶ（任意点Ｐが焦域に入る）超音波ビームＵＢの生成に関連している。【０１１６】
また、以下において、（３−１）〜（３−４）は、切断面Ｃ上の任意点Ｑで焦点を結ぶ（任意点Ｑが焦域に入る）超音波ビームＵＢの生成に関連している。【０１１７】
なお、下記の説明では複数の座標系が表れるが、ある着目点の「位置ベクトル」というときには、座標系Ｏ−ｘｙｚにおける原点Ｏからその着目点までのベクトルを表すものとする。【０１１８】
（１）  超音波振動素子アレイ面１２ａと、切断面Ｂ上の電極位置Ｅ１，Ｅ２（上述した電極マーカ３１，３２の一方と他方に対応する）との関係
図９は、超音波振動素子アレイ面１２ａと切断面Ｂとの位置関係を示す図である。【０１１９】
上述したように、座標系Ｏ−ｘｙｚを超音波振動素子アレイ面１２ａに固定した右手系の正規直交座標系として設定する。すなわち、上述したように、原点Ｏを超音波振動素子アレイ面１２ａの中心とし、原点Ｏを通り超音波振動素子アレイ面１２ａに垂直な軸をｚ軸、原点Ｏを通り超音波内視鏡１の挿入部の挿入軸方向に平行な軸をｙ軸、原点Ｏを通りｚ軸およびｙ軸に垂直な軸をｘ軸として定義している。従って、例えばｘｙ平面が水平面となるように超音波振動素子アレイ面１２ａを下向きに配置すれば、ｚ軸の正方向は鉛直下方となる（図１０参照）。【０１２０】
そして、この正規直交座標系Ｏ−ｘｙｚにおけるｘ軸方向の正規直交基底をベクトルｉ、ｙ軸方向の正規直交基底をベクトルｊ、ｚ軸方向の正規直交基底をベクトルｋにより表すこととする。【０１２１】
切断面Ａ選択スライダ５５により切断面Ａが指定されると、図１０に示す角度ψｙが超音波観測装置２へ入力される。ここに図１０は超音波振動素子アレイ面１２ａと切断面Ａとの位置関係を示す図である。【０１２２】
ベクトルｉ’，ｊ，ｋ’を、上述したベクトルｉ，ｊ，ｋをｙ軸の周りに角度ψｙだけそれぞれ回転したベクトルであると定義する。このとき、数式８に示すようなｙ軸の周りの角度ψｙの回転行列Ｔｙ（ψｙ）を用いて、ベクトルｉ’，ｊ，ｋ’が、ベクトルｉ，ｊ，ｋから数式７により求められる。【０１２３】
［数７］
0005855804.tif 000005
［数８］
0005855804.tif 000006
求められたベクトルｉ’，ｊ，ｋ’の正規直交基底により表される正規直交座標系をＯ−ｘ’ｙｚ’とする。このとき、切断面Ａ上において、トラックボール５１および確定キー５２を用いて、焼灼針３に設けられている２つの電極の内の一方の電極を指定すると、図１１に示すように、切断面Ａ上の第１の電極位置Ｅ１の座標（Ｅ１ｙ，Ｅ１ｚ’）が決定される。ここに、図１１は、切断面Ａ上における正規直交基底の回転を示す図である。なお、第１の電極位置Ｅ１は、図９にも切断面Ｂ上の位置として示されている。【０１２４】
このとき、数式９に示すように｜ＯＥ１｜の値が求められ、数式１０に示すようにｙ軸とＯＥ１とのなす角度ψｘの値が求められる。【０１２５】
［数９］
0005855804.tif 000007
［数１０］
0005855804.tif 000008
さらに、ベクトルｉ’，ｊ”，ｋ”を、上述したベクトルｉ’，ｊ，ｋ’をｘ’軸の周りに角度ψｘだけそれぞれ回転したベクトルであると定義する。このとき、以下の数式１１，１２を用いて、ベクトルｉ’，ｊ，ｋ’からベクトルｉ’，ｊ”，ｋ”が求められる。ここに、数式１２のＴｘ（ψｘ）は、ｘ’軸の周りの角度ψｘの回転行列である。【０１２６】
［数１１］
0005855804.tif 000009
［数１２］
0005855804.tif 000010
さらに、ｊ”とＯＥ１と｜ＯＥ１｜とには、以下の数式１３が成立する。【０１２７】
［数１３］
0005855804.tif 000011
従って、数式１３および数式９からＯＥ１が次の数式１４に示すように求められる。【０１２８】
［数１４］
0005855804.tif 000012
さらに、数式１４におけるベクトルｊ”は、数式１１、数式７、および数式１０から、次の数式１５に示すように求められる。【０１２９】
［数１５］
0005855804.tif 000013
こうして、数式１５から求められるｊ”を数式１４に用いることにより、ベクトルｉ，ｊ，ｋと第１の電極位置Ｅ１の位置ベクトルＯＥ１との関係が、既知の量である角度ψｙと切断面Ａにおける第１の電極の座標（Ｅ１ｙ，Ｅ１ｚ’）とに基づき求められる。さらに、ベクトルｉ，ｊ，ｋと第２の電極位置Ｅ２の位置ベクトルＯＥ２との関係も、既知の量である角度ψｙと切断面Ａにおける第２の電極の座標（Ｅ２ｙ，Ｅ２ｚ’）とに基づき、数式１４および数式１５と同様に求められる。【０１３０】
（２−１）  切断面Ｂ上の任意点Ｐの位置ベクトルｐ（＝位置ベクトルＯＰ）の導出
図９に示すように、座標系Ｅ１−ＸＰＹＰＺＰを切断面Ｂに固定した正規直交座標系とする。ここに、ＸＰ軸、ＹＰ軸、およびＺＰ軸が直交する点を第１の電極位置Ｅ１とし、第１の電極位置Ｅ１を通り切断面Ｂに垂直な軸をＺＰ軸、第１の電極位置Ｅ１を通り２つの電極位置で決定されるベクトルＥ１Ｅ２の方向が正方向となるような軸をＹＰ軸、第１の電極位置Ｅ１を通りＺＰ軸およびＹＰ軸に垂直な軸をＸＰ軸として定義している。【０１３１】
そして、この正規直交座標系Ｅ１−ＸＰＹＰＺＰにおけるＸＰ軸方向の正規直交基底をベクトルｉＢ、ＹＰ軸方向の正規直交基底をベクトルｊＢ、ＺＰ軸方向の正規直交基底をベクトルｋＢにより表すこととする。【０１３２】
このとき、ベクトルｊＢは、上述したように既に求められた位置ベクトルＯＥ１および位置ベクトルＯＥ２を用いて、以下の数式１６に示すように求められる。【０１３３】
［数１６］
0005855804.tif 000014
また、切断面Ｂ上にある任意点Ｐ（ＸＰ，ＹＰ）について、図９から、以下の関係式が成立する。【０１３４】
［数１７］
0005855804.tif 000015
ここで、切断面Ｂ回転つまみ５６が操作されると、操作に応じた角度τだけ切断面ＢがＹＰ軸の周りに回転する。そこで、角度τを、ＯＥ１×ｊＢがｉＢと平行になるときにτ＝０となるように定義する。τ＝０のときのｉＢをｉＢ０、すなわち、ＯＥ１×ｊＢの方向の単位ベクトルをｉＢ０と定義すると、ｉＢはｉＢ０をＹＰ軸の周りに角度τだけ回転したベクトルである。同様に、τ＝０のときのｋＢをｋＢ０と定義すると、ｋＢはｋＢ０をＹＰ軸の周りに角度τだけ回転したベクトルである。また、ｋＢは、ｉＢとｊＢとから、ｋＢ０は、ｉＢ０とｊＢとから定義できる。よって、正規直交規定ｉＢとｋＢ、ｉＢ０とｋＢ０とは、以下の数式１８〜２２により表される。【０１３５】
［数１８］
0005855804.tif 000016
［数１９］
0005855804.tif 000017
［数２０］
0005855804.tif 000018
［数２１］
0005855804.tif 000019
［数２２］
0005855804.tif 000020
ここに、ベクトル同士の演算に用いられる記号「×」は外積を表しており、数式１８の変形には数式１６を、数式１９の変形には数式１６と数式１８を、数式２２の変形には数式１８と数式１９と数式２１を用いている。また、数式２１のＴｙ（τ）は、ＹＰ軸の周りの角度τの回転行列である。【０１３６】
切断面Ｂ上におけるベクトルＥ１Ｐは、次の数式２３に示すように表される。【０１３７】
［数２３］
0005855804.tif 000021
従って、原点Ｏから任意点Ｐ（ＸＰ，ＹＰ）までの位置ベクトルｐは、数式２３を用いれば、次の数式２４に示すようになる。【０１３８】
［数２４］
0005855804.tif 000022
上述したように、位置ベクトルＯＥ１に関する数式１４および数式１５、並びに、これらと同様の位置ベクトルＯＥ２に関する数式から、ベクトルｉ，ｊ，ｋと電極位置Ｅ１，Ｅ２の位置ベクトルとの関係が、既知の量である角度ψｙ、第１の電極の座標（Ｅ１ｙ，Ｅ１ｚ’）、第２の電極の座標（Ｅ２ｙ，Ｅ２ｚ’）から求められている。【０１３９】
ゆえに、数式２４から、位置ベクトルｐも既知の量であるベクトルｉ，ｊ，ｋ、角度ψｙ，角度τ，第１の電極位置Ｅ１（Ｅ１ｙ，Ｅ１ｚ’），第２の電極位置Ｅ２（Ｅ２ｙ，Ｅ２ｚ’）と、変数（ＸＰ，ＹＰ）とに基づき求められる。【０１４０】
（２−２）  切断面Ｂ上の任意点Ｐで焦点を結ぶ（任意点Ｐが焦域に入る）超音波ビームＵＢの音軸の角度であるθ（０°≦θ≦３６０°）およびφ（０°≦φ≦９０°）の導出
任意点Ｐの位置ベクトルｐについて、次の数式２５が成立する。【０１４１】
［数２５］
0005855804.tif 000023
また、角度φについて、図２から、次の数式２６、ひいては数式２７が成立する。【０１４２】
［数２６］
0005855804.tif 000024
［数２７］
0005855804.tif 000025
ここで、上述した数式２４から、位置ベクトルｐは、既知の量であるベクトルｉ，ｊ，ｋ、角度ψｙ，角度τ，第１の電極位置Ｅ１（Ｅ１ｙ，Ｅ１ｚ’），第２の電極位置Ｅ２（Ｅ２ｙ，Ｅ２ｚ’）と、変数（ＸＰ，ＹＰ）とに基づき求められている。【０１４３】
ゆえに、数式２７から、角度φ（０°≦φ≦９０°）も、既知の量であるベクトルｉ，ｊ，ｋ、角度ψｙ，角度τ，第１の電極位置Ｅ１（Ｅ１ｙ，Ｅ１ｚ’），第２の電極位置Ｅ２（Ｅ２ｙ，Ｅ２ｚ’）と、変数（ＸＰ，ＹＰ）とに基づき一意的に求められる。【０１４４】
任意点Ｐの超音波振動素子アレイ面１２ａへの射影点Ｐ’に対して、図１２から、以下の数式２８〜数式３０が成立する。ここに、図１２は、切断面Ｂ上の任意点Ｐの超音波振動素子アレイ面への射影点Ｐ’の位置を示す図である。【０１４５】
［数２８］
0005855804.tif 000026
［数２９］
0005855804.tif 000027
［数３０］
0005855804.tif 000028
数式２８から、位置ベクトルＯＰ’の大きさ｜ＯＰ’｜は、次の数式３１に示すようになる。【０１４６】
［数３１］
0005855804.tif 000029
そして、数式２８〜３１から、以下の数式３２，３３が求められる。【０１４７】
［数３２］
0005855804.tif 000030
［数３３］
0005855804.tif 000031
ここで、上述した数式２４から、位置ベクトルｐは、既知の量であるベクトルｉ，ｊ，ｋ、角度ψｙ，角度τ，第１の電極位置Ｅ１（Ｅ１ｙ，Ｅ１ｚ’），第２の電極位置Ｅ２（Ｅ２ｙ，Ｅ２ｚ’）と、変数（ＸＰ，ＹＰ）とに基づき求められている。【０１４８】
ゆえに、数式３２〜３３から、θ（０°≦θ≦３６０°）も、既知の量であるベクトルｉ，ｊ，ｋ、角度ψｙ，角度τ，第１の電極位置Ｅ１（Ｅ１ｙ，Ｅ１ｚ’），第２の電極位置Ｅ２（Ｅ２ｙ，Ｅ２ｚ’）と、変数（ＸＰ，ＹＰ）とに基づき一意的に求められる。【０１４９】
なお、数式３２および数式３３において角度θを決定する式としてｃｏｓθとｓｉｎθの両方を求めている理由は、角度θが第１〜第４象限の何れにあるかを決定するためである。【０１５０】
（２−３）  切断面Ｂ上の任意点Ｐで焦点を結ぶ（任意点Ｐが焦域に入る）超音波ビームＵＢを発生するための遅延量ｄｓｔの算出
超音波振動素子アレイ面１２ａにｘ方向およびｙ方向に行列状に配列された複数の超音波振動素子の内の、ｘ方向（ｉベクトル方向）にｓ番目、ｙ方向（ｊベクトル方向）にｔ番目の位置に配置された超音波振動素子をＡ（ｓ，ｔ）と表記することにする。ここに、ｓ，ｔは、０を含めて正または負の値を取り得るものとする。さらに、超音波振動素子Ａ（ｓ，ｔ）の遅延量をｄｓｔと表記することにする。【０１５１】
数式３においても述べたように、超音波振動素子の各遅延量ｄｓｔは、一般に、原点Ｏからの焦点距離｜ｐ｜と超音波ビームＵＢの走査角度θ，φとの多変数関数ｆとして、以下の数式３４に示すように一意的に決定することができる。【０１５２】
［数３４］
0005855804.tif 000032
ここで、数式２４から焦点距離｜ｐ｜が、数式２７から角度φが、数式３２および数式３３から角度θが、既知の量であるベクトルｉ，ｊ，ｋ、角度ψｙ，角度τ，第１の電極位置Ｅ１（Ｅ１ｙ，Ｅ１ｚ’），第２の電極位置Ｅ２（Ｅ２ｙ，Ｅ２ｚ’）と、変数（ＸＰ，ＹＰ）とに基づき求められるために、遅延量ｄｓｔは次の数式３５に示すように表現される。【０１５３】
［数３５］
0005855804.tif 000033
結局、遅延量ｄｓｔは、｜ｐ｜に関わる変数に加え、ｓとｔとを与えたことで、一意的に求められることになる。【０１５４】
（２−４）  切断面Ｂ上の任意点Ｐで焦点を結ぶ（任意点Ｐが焦域に入る）超音波ビームＵＢを生成する装置の動作
切断面Ｂ上におけるＸＰ軸方向の微小量をδＸ、ＹＰ軸方向の微少量をδＹとする。このとき遅延算出回路２４は、任意点Ｐの座標（ＸＰ，ＹＰ）を微小量（δＸ，０）ずらすことと微小量（０，δＹ）ずらすこととを適宜組み合わせながら、数式３５を用いて切断面Ｂを均等に分割した各点に対する各超音波振動素子の遅延量を繰り返し計算する。【０１５５】
遅延算出回路２４が遅延量を計算する毎に、ビームフォーマ２３が送信駆動信号を生成して超音波振動子１２へ送信する。これにより、超音波振動子１２は、切断面Ｂを均等に分割した各点に対して超音波ビームＵＢを繰り返して送受信する。【０１５６】
このように繰り返して送受信を行うことで、最適化された超音波ビームＵＢによる切断面Ｂの均等な再走査が行われる。【０１５７】
（３−１）  切断面Ｃ上の任意点Ｑの位置ベクトルｑ（＝ベクトルＯＱ）の導出
切断面Ｃの中心ＥＣは、焼灼針３の中心軸上にあり、つまり直線Ｅ１Ｅ２上にある。従って、切断面Ｃ移動スライダ５７の入力値である移動量Ｌを、長さ｜Ｅ１Ｅ２｜を単位とする第１の電極位置Ｅ１からの移動量として定義すれば、位置ベクトルＯＥＣは以下の数式３６に示すように表現される。【０１５８】
［数３６］
0005855804.tif 000034
切断面Ｃは、図９に示す切断面ＢのＹＰ軸に垂直な面であるために、切断面Ｃの正規直交基底は、図１３に示すように、ベクトルｋＢとベクトルｉＢとで与えられる（この座標系を、図１３においてはＺＸ座標系としている）。ここに図１３は、切断面Ｃ上の任意点Ｑの位置を示す図である。従って、切断面Ｃ上にある任意点Ｑの座標を（ＺＱ，ＸＱ）とすれば、任意点Ｑ（ＺＱ，ＸＱ）について、図１３から、以下の数式３７が成立する。【０１５９】
［数３７］
0005855804.tif 000035
従って、任意点Ｑ（ＸＱ，ＹＱ）の位置ベクトルｑは、数式３６および数式３７を用いれば、次の数式３８により与えられる。【０１６０】
［数３８］
0005855804.tif 000036
ここで、（２−１）の数式１６、数式２０、数式２２から、ベクトルｉ，ｊ，ｋとベクトルｊＢ，ｋＢとの関係が、電極位置Ｅ１，Ｅ２の位置ベクトルＯＥ１，ＯＥ２と、既知の量の入力値である角度τから求められている。さらに、位置ベクトルＯＥ１に関する数式１４および数式１５、並びに、これらと同様の位置ベクトルＯＥ２に関する数式から、ベクトルｉ，ｊ，ｋと電極位置Ｅ１，Ｅ２の位置ベクトルとの関係が、既知の量である角度ψｙ，第１の電極の座標（Ｅ１ｙ，Ｅ１ｚ’）、第２の電極の座標（Ｅ２ｙ，Ｅ２ｚ’）から求められている。【０１６１】
ゆえに、数式３８から、位置ベクトルｑも既知の量であるベクトルｉ，ｊ，ｋ、角度ψｙ，角度τ，第１の電極位置Ｅ１（Ｅ１ｙ，Ｅ１ｚ’），第２の電極位置Ｅ２（Ｅ２ｙ，Ｅ２ｚ’）と、変数（ＺＱ，ＸＱ）とに基づき求められる。【０１６２】
（３−２）  切断面Ｃ上の任意点Ｑで焦点を結ぶ（任意点Ｑが焦域に入る）超音波ビームＵＢの音軸の角度であるθ’（０°≦θ’≦３６０°）およびφ’（０°≦φ’≦９０°）の導出
上述した（２−２）と同様に、角度θ’，φ’が導出される。【０１６３】
（３−３）  切断面Ｃ上の任意点Ｑで焦点を結ぶ（任意点Ｑが焦域に入る）超音波ビームＵＢを発生するための遅延量ｄｓｔ’の算出
上述した（２−３）と同様に、遅延量ｄｓｔ’が算出される。【０１６４】
（３−４）  切断面Ｃ上の任意点Ｑで焦点を結ぶ（任意点Ｑが焦域に入る）超音波ビームＵＢを生成する装置の動作
上述した（２−４）と同様となる。すなわちまず、切断面Ｃ上におけるＸＱ軸方向の微小量をδＸ、ＹＱ軸方向の微少量をδＹとする。このとき遅延算出回路２４は、任意点Ｑの座標（ＸＱ，ＹＱ）を微小量（δＸ，０）ずらすことと微小量（０，δＹ）ずらすこととを適宜組み合わせながら、数式３５を用いて切断面Ｃを均等に分割した各点に対する各超音波振動素子の遅延量を繰り返し計算する。【０１６５】
遅延算出回路２４が遅延量を計算する毎に、ビームフォーマ２３が送信駆動信号を生成して超音波振動子１２へ送信する。これにより、超音波振動子１２は、切断面Ｃを均等に分割した各点に対して超音波ビームＵＢを繰り返して送受信する。【０１６６】
このように繰り返して送受信を行うことで、最適化された超音波ビームＵＢによる切断面Ｃの均等な再走査が行われる。【０１６７】
（４−１）  変形例１
上述では、開口素子数ΔｘとΔｙとに定数を用いたが、焦点距離｜ｐ｜（切断面Ｂ上を走査する場合）、または焦点距離｜ｑ｜（切断面Ｃ上を走査する場合）が所定距離未満の場合には、超音波ビームＵＢを収束させることが難しく、適切なビーム径よりも大きくなってしまう（定数である開口素子数Δｘ，Δｙが大きいと、この傾向がより強まる）。【０１６８】
そこで、ビームフォーマ２３が、超音波振動素子アレイ面１２ａにおける実際の励起に使用する開口１２ｂの大きさ（開口素子数：Δｘ，Δｙ）を、角度ψｙ，角度τ，移動量Ｌ，第１の電極位置Ｅ１（Ｅ１ｙ，Ｅ１ｚ’），第２の電極位置Ｅ２（Ｅ２ｙ，Ｅ２ｚ’）と、変数（ＸＰ，ＹＰ）もしくは変数（ＸＱ，ＹＱ）に応じて変化させるようにしても良い。【０１６９】
例えば、任意点Ｐが超音波振動子１２の近傍にあって焦点距離｜ｐ｜が所定距離未満となる場合には、開口素子数Δｘ，Δｙを焦点距離｜ｐ｜に応じて小さくし、焦点距離｜ｐ｜が所定距離以上となる場合には、開口素子数Δｘ，Δｙを所定距離未満の場合よりも大きい一定値としても良い。【０１７０】
ここに、図１４は、焦点距離に応じて超音波振動素子アレイの開口の大きさを変化させる際の関数形の例を示す線図である。【０１７１】
ｘを変数とする関数ｈ（ｘ）は、ｘ＝０のときに初期値ｈ（０）をとり、０≦ｘ＜ｘ０において単調増加し、ｘ０≦ｘにおいて一定値ｈ（ｘ０）をとる関数となっている。【０１７２】
例えばこのような関数ｈ（ｘ）の形状をとる関数、具体的に、切断面Ｂを再走査する際にΔｘに対して適用される関数をｈＢｘ、切断面Ｂを再走査する際にΔｙに対して適用される関数をｈＢｙ、切断面Ｃを再走査する際にΔｘに対して適用される関数をｈＣｘ、切断面Ｃを再走査する際にΔｙに対して適用される関数をｈＣｙを用いて、Δｘ，Δｙを以下の数式３９〜数式４２に示すように表現することができる。【０１７３】
［数３９］
0005855804.tif 000037
［数４０］
0005855804.tif 000038
［数４１］
0005855804.tif 000039
［数４２］
0005855804.tif 000040
（４−２）  変形例２
上述した（２−３）では、切断面Ｂを走査する場合の超音波振動素子Ａ（ｓ，ｔ）の各遅延量ｄｓｔを、焦点距離｜ｐ｜および超音波ビームＵＢの走査角度θ，φの多変数関数ｆとして一意的に決定することができるとする算出方法、すなわち、数式３４（または数式３５）に示した一般的な公知の算出方法を用いた。【０１７４】
しかし、音速をｃとしたときに、超音波振動素子Ａ（ｓ，ｔ）から任意点ＰへのベクトルＡｓｔＰに基づき、以下の数式４３を用いた算出方法を利用しても構わない。【０１７５】
［数４３］
0005855804.tif 000041
ここで図９に示すように、δｘを超音波振動素子のｘ軸方向の素子ピッチ、δｙを超音波振動素子のｙ軸方向の素子ピッチとすると、以下の関係式が成立する。【０１７６】
［数４４］
0005855804.tif 000042
この数式４４と上記数式２４とを用いれば、数式４３は次の数式４５に示すように表現される。【０１７７】
［数４５］
0005855804.tif 000043
ここで、位置ベクトルＯＥ１に関する数式１４および数式１５、並びに、これらと同様の位置ベクトルＯＥ２に関する数式から、ベクトルｉ，ｊ，ｋと電極位置Ｅ１，Ｅ２の位置ベクトルとの関係は、既知の量である角度ψｙ，第１の電極の座標（Ｅ１ｙ，Ｅ１ｚ’）、第２の電極の座標（Ｅ２ｙ，Ｅ２ｚ’）から求められている。【０１７８】
ゆえに、数式４５から、遅延量ｄｓｔも既知の量であるベクトルｉ，ｊ，ｋ、角度ψｙ，角度τ，第１の電極位置Ｅ１（Ｅ１ｙ，Ｅ１ｚ’），第２の電極位置Ｅ２（Ｅ２ｙ，Ｅ２ｚ’）、素子ピッチ（δｘ，δｙ）と、変数（ＸＰ，ＹＰ）、変数（ｓ，ｔ）とに基づき求められる。【０１７９】
切断面Ｃを走査する場合の超音波振動素子Ａ（ｓ，ｔ）の各遅延量ｄｓｔについても、上述とほぼ同様に求めることができる。【０１８０】
（４−３）  変形例３
上述した（２−１）〜（２−４）では、再走査する切断面Ｂを焼灼針３を含む面であるとしたが、任意の面であっても構わない。【０１８１】
（４−４）  変形例４
上述した（２−１）〜（２−４）では再走査する切断面、例えば切断面Ｂを、２つの電極位置Ｅ１，Ｅ２と角度ψｙを用いて（つまり、２点と１つの方向を用いて）設定したが、再走査する切断面の設定方法はこの例に限るものではない。例えば、３点を指定することにより再走査する切断面を設定する方法を採用しても良く、あるいは１点と２方向とを指定することにより再走査する切断面を設定する方法であっても構わない。【０１８２】
（４−５）  変形例５
上述した（２−１）〜（２−４）では、再走査する切断面Ｂが平面であるとしていたが、曲面でも良い。【０１８３】
（４−６）  変形例６
上述では超音波振動素子アレイ面１２ａとして２次元平面状をなす形状のものを例に挙げたが、この形状に限定されるものではなく、例えば日本国特許４４８８２８８号（日本国特開２００５−１６８７６８号公報）の図７、図１０、または図１２に記載されたような、コンベックス曲面状をなす形状のものを用いても構わない。この場合には、画角が広くなって走査範囲が広がる利点がある。【０１８４】
（４−７）  変形例７
上述のステップＳ６では切断面Ａの超音波断層像に焼灼針３がその中心軸に沿って描出され、この状態でユーザが焼灼針３の電極位置の指定を行った。しかし、焼灼針３にもともと曲がり癖がついていて鉗子チャンネル１３から突出する角度が当初の設計値から微妙に異なって出てしまったり、組織の対象領域へ穿刺したり焼灼したりしている間に対象領域が硬いなどの原因で焼灼針３が曲がってしまったりして、一枚の切断面の超音波断層像に焼灼針３の全体像が写らない可能性がある。さらに、焼灼針３がバイポーラ型の場合、２つの電極の像である明点は切断面Ａに同時に描出されない可能性がある。そのような場合には、以下のように作用させても良い。【０１８５】
ユーザは、切断面Ａ選択スライダ５５を操作して、各明点が描出されている切断面を探す。【０１８６】
ユーザは、直線設定部としてトラックボール５１や確定キー５２やマウス６を操作し、別々の切断面の上で各電極位置の指定を行う。【０１８７】
グラフィック回路２７は、各明点が描出されている切断面の超音波断層像に先端側の電極マーカ３１または基端側の電極マーカ３２を重畳して表示する（ステップＳ８と同様）。【０１８８】
グラフィック回路２７は、２つの電極位置を通る直線を切断面Ｂが含み、かつ、切断面Ｂの法線が先端側の電極マーカ３１を指定した切断面Ａ’（図示せず）に平行になるように、切断面Ｂの方向を変更する。【０１８９】
グラフィック回路２７は、２つの電極位置を通る直線に対して切断面Ｃが垂直になり、かつ、切断面Ｃの上方向が切断面Ａ’に平行になるように切断面Ｃの位置と方向とを変更する。【０１９０】
グラフィック回路２７は、切断面Ｃの中心が先端側の電極位置と一致するように切断面Ｃの位置をさらに平行移動して変更する（ステップＳ８と同様）。【０１９１】
グラフィック回路２７は、画面Ｂの超音波断層像にも電極マーカ３１および基端側の電極マーカ３２を重畳して、モニタ４に表示させる（ステップＳ９と同様）。【０１９２】
このように作用することで、切断面Ａ’には焼灼針３の全体像が描出されなかった一方、改めて作成した切断面Ｂには全体像が描出されるために、全体を俯瞰しながら焼灼したり治療効果を判定したりすることができる。【０１９３】
なお、上述においては、図２等に示した原点Ｏが、超音波振動子１２の超音波振動素子アレイ面１２ａの中心であるとしたが、中心でない位置であっても構わない。【０１９４】
このような実施形態１によれば、設定された切断面に応じて、走査条件設定部が設定する走査条件を変更して再度の走査（再走査）を行い、再走査で取得された超音波データに基づいて設定された切断面の超音波断層像を生成するようにしたために、音軸に交差する切断面に対応する超音波断層像の空間分解能を向上することができる。従って、切断面Ｂまたは切断面Ｃを変更して新たに設定したとしても、最適化された超音波ビームＵＢによる再走査が行われ、高い空間分解能の切断面Ｂまたは切断面Ｃの超音波断層像を観察することが可能となる。【０１９５】
また、走査条件の変更を、超音波振動素子の駆動タイミングに係る遅延量を含むように変更しているために、遅延算出回路２４が算出する遅延量を変更するだけで空間分解能を向上した超音波断層像を取得することが可能となる。【０１９６】
このとき、超音波振動子から見た切断面の向きに基づき遅延量を設定することで、切断面の向きに応じた適切な遅延量を設定することができる。また、超音波振動子から切断面までの距離に基づき遅延量を設定することで、切断面までの距離に応じた適切な遅延量を設定することができる。このときさらに、切断面までの距離を、超音波の焦点距離、または超音波の焦点深度により表すことで、超音波ビームの設定に適した距離情報を用いることができる。【０１９７】
さらに、切断面を均等に分割した各点への走査が行われるように遅延量を設定することで、切断面に対応した分解能が従来より均質な超音波断層像を得ることができる。【０１９８】
そして、超音波の送信または受信に係る超音波振動素子の配列範囲の条件を含むように走査条件を変更した場合には、焦点位置における超音波ビームＵＢのビーム径を適切に維持することが可能となる。【０１９９】
また、切断面の超音波断層像上において、複数点、または、点および方向、を指定することにより直線を設定し、設定された直線の周りに切断面を回転して新たな切断面を設定する場合には、焼灼針３等の処置具を含むような切断面を容易に設定することが可能となる。そして、処置具の周囲において損傷させたくない血管や他臓器の存在を治療前に確認することができ、治療範囲との十分なマージンを確実に確保することが可能となる。【０２００】
加えて、切断面の超音波断層像上において指定された複数点の座標に基づき、新たな点を算出してマーカを付与し、マーカを切断面の超音波断層像に重畳するようにしたために、例えばバイポーラ型の焼灼針３の焼灼中心を焼灼中心マーカとして表示することにより、焼灼中心を容易に確認することが可能となる。こうして、例えば焼灼治療が関心領域における処置対象部位に及んだか否かを、容易に確認することができる。【０２０１】
そして、再走査をボリュームスキャンで行う場合にはマルチフォーカスを行いながらの複数回のスライススキャンが必要となるためにリアルタイム性が低下してしまうが、再走査をスライススキャンのみで行う場合には、フレームレートを（例えばボリュームスキャンの場合の複数倍に）向上してリアルタイム性を向上することが可能となる。【０２０２】
上述の実施形態１によれば、入力回路２５、ＣＰＵ２９、ビームフォーマ２３、遅延算出回路２４、グラフィック回路２７は、ユーザによる切断面Ｂ回転つまみ５６と切断面Ｃ移動スライダ５７の操作を待機し、操作を受けると直ちに作用する。従って、ユーザが切断面Ｂを回転させたり、切断面Ｃを平行移動させたりすると、変更された切断面に対して直ちに再走査が実施される。そのため、ユーザは、切断面を変更すると、それに応じて適切な走査条件で走査された良好な超音波断層像を直ちに観察することができる。特に、分解能に関して、むらのない均質な超音波断層像を、余計な画像調整不要で自動的かつ簡便に、切断面の変更後直ちに観察することができる。よって、焼灼治療中など多忙な状況ではユーザにとって非常に便利である。【０２０３】
［付記］
上述したような本発明の実施形態によれば、以下のような構成を得ることができる。あるいは、上述したような本発明の実施形態に、さらに以下のような構成を組み込んでも構わない。【０２０４】
（１）  超音波振動素子が２次元状に配列された超音波振動子を駆動して超音波ビーム生成し、前記超音波ビームを３次元空間内で走査して得たエコーから前記３次元空間の超音波データを取得する走査部と、
前記超音波ビームの条件を設定する走査条件設定部と、
前記３次元空間内における面内の超音波断層像を生成する断層像生成部と、
を備える超音波診断装置において、
前記超音波データを取得した後に、前記３次元空間に対する切断面を設定する切断面設定部をさらに備え、
前記切断面設定部により設定された前記切断面に応じて、前記走査条件設定部が前記超音波走査の条件を変更し、
前記走査条件設定部により変更された前記条件で、前記走査部が前記３次元空間内、および／または前記切断面内を前記超音波ビームにより走査して新たな超音波データを取得し、
前記走査部により取得された前記新たな超音波データから、前記断層像生成部が新たな超音波断層像を生成する超音波診断装置。【０２０５】
（２）  前記走査条件設定部が設定する前記条件は、前記超音波ビームの焦点深度または焦点距離を含むことを特徴とする付記１に記載の超音波診断装置。【０２０６】
（３）  前記走査条件設定部が設定する前記条件は、前記超音波ビームの焦点個数を含むことを特徴とする付記１に記載の超音波診断装置。【０２０７】
（４）  前記走査条件設定部が設定する前記条件は、前記超音波ビームの開口に関わる条件を含むことを特徴とする付記１に記載の超音波診断装置。【０２０８】
（５）  前記超音波ビームの開口に関わる条件は、送信開口寸法、受信開口寸法、送信素子数、受信素子数の何れかを含むことを特徴とする付記４に記載の超音波診断装置。【０２０９】
（６）  前記走査条件設定部が設定する前記条件は、超音波エコーに対する周波数フィルタに関わる条件を含むことを特徴とする付記１に記載の超音波診断装置。【０２１０】
（７）  前記走査条件設定部が設定する前記条件は、超音波エコーに対するＳＴＣに関わる条件を含むことを特徴とする付記１に記載の超音波診断装置。【０２１１】
（８）  ドップラ効果に基づき血流を描出するドップラ処理部と、
前記ドップラ処理部のドップラ走査条件を設定するドップラ走査条件設定部と、
をさらに備え、
前記切断面設定部により設定された前記切断面に応じて、前記ドップラ走査条件設定部が前記ドップラ走査の条件を変更し、
前記ドップラ走査条件設定部により変更された前記条件で、前記走査部が前記３次元空間内、および／または前記切断面内を前記超音波ビームにより走査して新たな超音波ドップラデータを取得し、
前記走査部により取得された前記新たな超音波ドップラデータから、前記断層像生成部が前記超音波断層像上に新たな超音波ドップラデータを重畳することを特徴とする付記１に記載の超音波診断装置。【０２１２】
（９）  前記ドップラ走査条件設定部が設定する前記条件は、前記ドップラ走査の繰り返し周波数を含むことを特徴とする付記８に記載の超音波診断装置。【０２１３】
（１０）  前記走査条件設定部が設定する前記条件が、前記走査部が走査する前記超音波ビームの音軸の方向によって異なることを特徴とする付記１に記載の超音波診断装置。【０２１４】
（１１）  前記切断面設定部により設定された前記切断面が、前記超音波振動子における超音波振動素子の配列面の中心軸に対して斜めである場合には、前記走査条件設定部が設定する前記焦点深度、前記焦点距離、前記焦点個数、前記送信開口寸法、前記受信開口寸法、前記送信素子数、前記受信素子数、前記周波数フィルタ、前記ＳＴＣ、前記ドップラ走査条件設定部が設定する前記ドップラ走査の繰り返し周波数、の内の少なくとも１つが、前記走査部が走査する前記超音波ビームの音軸の方向によって異なることを特徴とする付記１０に記載の超音波診断装置。【０２１５】
（１２）  前記切断面設定部は、前記切断面の位置と方向とを設定することにより、前記切断面を設定することを特徴とする付記１に記載の超音波診断装置。【０２１６】
（１３）  前記切断面設定部は、前記断層像生成部が生成した前記３次元空間内の前記超音波断層像上において、複数点、または、点と方向とを指定することにより直線を設定する直線設定部を含み、
前記切断面設定部が、前記直線設定部により設定された前記直線の周りに前記切断面を回転して変更可能となるように、前記切断面を設定することを特徴とする付記１に記載の超音波診断装置。【０２１７】
（１４）  前記切断面設定部は、前記断層像生成部が生成した前記３次元空間内の前記超音波断層像上において、複数点、または、点と方向とを指定することにより直線を設定する直線設定部を含み、
前記切断面設定部は、前記直線設定部により設定された前記直線に対して垂直な面を前記切断面として設定することを特徴とする付記１に記載の超音波診断装置。【０２１８】
（１５）  前記切断面設定部は、前記直線設定部により設定された前記直線に対して垂直な切断面を、前記直線に沿って平行移動可能に設定することを特徴とする付記１４に記載の超音波診断装置。【０２１９】
（１６）  前記切断面設定部は、前記断層像生成部が生成した前記３次元空間内の前記超音波断層像上において複数点を指定する指定部を含み、
前記複数点の座標から算出される新たな点を算出する算出部と、
前記新たな点にマーカを付与し、前記断層像生成部が生成した前記３次元空間内の前記超音波断層像上に前記マーカを重畳するマーカ重畳部と、
をさらに備えることを特徴とする付記１に記載の超音波診断装置。【０２２０】
（１７）  前記切断面設定部は、前記指定部により指定された前記複数点を通る直線に対して垂直な切断面を、前記直線に沿って平行移動可能に設定し、
前記断層像生成部が前記切断面の超音波断層像を新たに生成し、
前記マーカ重畳部が、前記断層像生成部により新たに生成された前記切断面の前記超音波断層像上において、前記算出部により算出された前記新たな点に対応する位置に前記マーカをさらに重畳することを特徴とする付記１６に記載の超音波診断装置。【０２２１】
（１８）  前記算出部は、前記新たな点を、前記複数点の内の２点の中点とすることを特徴とする付記１６に記載の超音波診断装置。【０２２２】
（１９）  前記指定部により指定される前記複数点は、組み合わせて使用される穿刺針に設けられた電極の位置に対応し、
前記算出部により算出される前記新たな点は、前記電極を用いた焼灼の領域の中心に対応することを特徴とする付記１６〜１８の何れか一項に記載の超音波診断装置。【０２２３】
なお、上述では主として超音波診断装置について説明したが、超音波診断装置を上述したように作動させる作動方法であっても良いし、超音波診断装置を上述したように作動させる制御をコンピュータにより行うための制御プログラム、該制御プログラムを記録するコンピュータにより読み取り可能な一時的でない記録媒体、等であっても構わない。【０２２４】
また、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明の態様を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。【０２２５】
本出願は、２０１４年９月２日に日本国に出願された特願２０１４−１７８３０８号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。
【要約】
振動素子が２次元状に配列された超音波振動子（１２）と、超音波振動子（１２）を駆動して３次元走査させ、３次元空間の超音波データを取得するビームフォーマ（２３）と、ビームフォーマ（２３）の走査条件を設定する遅延算出回路（２４）と、３次元空間の超音波データから所定の切断面の超音波断層像を生成するグラフィック回路（２７）と、所望の位置に設定した切断面に応じて遅延算出回路（２４）に走査条件を変更させるＣＰＵ（２９）と、を備える超音波診断装置。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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