(57)【要約】【課題】超音波診断装置のプローブを体に当てていない状態を確実に判別する超音波診断装置及びその動作方法を提供すること。【解決手段】超音波プローブの音響レンズにおける定在波成分を検出する検出手段（７０、６０）と、前記定在波成分が検出されたときに超音波プローブをモニターモードに設定する設定手段（６０）と、を備えた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波プローブの音響レンズにおける定在波成分を検出する検出手段と、
前記定在波成分が検出されたときに超音波プローブをモニターモードに設定する設定手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波診断装置において、前記モニターモードは、前記プローブからの送信電圧を低下させることと、送信間隔を長くすることの少なくとも一方を行うモードであることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の超音波診断装置において、前記設定手段は、前記検出手段による定在波成分の検出がなくなったときに、超音波プローブをモニターモードから、定在波成分の検出前の通常の動作モードに戻すことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、前記プローブを載置するためのプローブフォルダを更に備え、
前記プローブフォルダは、前記プローブを前記プローブフォルダに載置したことを検出する機能を備え、
前記設定手段は、前記プローブが前記プローブフォルダに載置されたことが検出されたら前記プローブからの超音波の送信を停止し、前記プローブフォルダに前記プローブが載置されていることが検出されなくなったときには、通常の動作モード又はモニターモードに移行することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、前記定在波成分は、映像化するための送信信号よりも低い周波数であることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
超音波プローブの音響レンズにおける定在波成分を検出ステップと、
前記定在波成分が検出されたときに前記超音波プローブをモニターモードに設定するステップと、を具備することを特徴とする超音波診断装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内部を超音波で走査し、得られたエコー信号に基づいて断層像や血流速度情報を得て表示する超音波診断装置及びその動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置のプローブを体に当てていない状態を判別し、送信を停止または抑止して発熱や反射によるプローブの劣化を防止するする方法として、音響レンズによる反射は等間隔のパルスであると仮定して判別する方法が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
この方法によると体組織やファントムから等間隔の反射信号があった場合、音響レンズからの反射と誤認して診断中に送信を停止してしまうという問題がある。これは、被検者にとって検査がスムーズに進まず、検査時間が長くなるという苦痛を強いることになる。
【特許文献１】特開平５−１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、超音波診断装置のプローブを体に当てていない状態を確実に判別する超音波診断装置及びその動作方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の局面に係る超音波診断装置は、超音波プローブの音響レンズにおける定在波成分を検出する検出手段と、前記定在波成分が検出されたときに超音波プローブをモニターモードに設定する設定手段と、を具備することを特徴とする。なお、本発明は、装置に限らず、上記の機能を実現するための方法の発明としても成立する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、正確にプローブの空中放置状態を検出することによって、送信を停止または抑止することができるので、診断中の誤動作無く、プローブの発熱や劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。
【０００８】
超音波診断装置は、プローブ１０と、プリアンプ２０と、受信ビームフォーマ３０と、ディジタルスキャンコンバータ４０と、ＣＲＴ５０と、システム制御ＣＰＵ６０と、定在波検出回路７０とを備えている。さらに、送信回路１２とプローブフォルダ１５とを備えている。
【０００９】
上記の構成において、送信回路１２は。プローブ１０で送波する超音波を設定する。プローブ１０は、超音波の送受波を行う。プローブ１０で受波された超音波は、電気信号に変換され、プリアンプ２０で増幅される。増幅された電気信号は受信ビームフォーマで整相加算されて検波され、ディジタルスキャンコンバータ４０でビデオ信号に変換されて、ＣＲＴ５０に表示される。なお、プローブ１０の不使用時に、通常プローブフォルダ１５にプローブ１０が載置された場合には、これを検出して、検出結果に応じてプローブ１０からの超音波の送受波がオフされる。また、システム制御ＣＰＵ６０はシステム全体の制御を行う。
【００１０】
一方、プリアンプ２０からの信号は定在波検出回路７０により、定在波が検出されて、当該定在波の有無により、プローブが使用中かどうかを判定する。定在波検出回路７０は、ＬＰＦ７１と検波器７２と、コンパレータ７３とを備えている。ＬＰＦ７１は、プリアンプ２０からの高周波成分を除去して、定在波成分のみを抽出する。検波器７２は、ＬＰＦ７１で取り出した信号を包絡線検波する。そして、コンパレータ７３は、所定の値と検波信号とを比較して、定在波の有無を検出する。なお、コンパレータにおいて、所定の値は、ノイズを検出信号として検出しないための値が選ばれる。なお、この時、プローブの図示しない音響レンズによる定在波が多く含まれる信号を取り出すために、送信開始からある時刻までの信号を切り出す。ここで、本発明における定在波について説明する。
【００１１】
本発明の発明者が見出した定在波による判定方法について説明する。本発明では、音響レンズによる定在波の有無を、プローブの使用の有無の判定に使用している。音響レンズによる定在波は、図２に示すように、一般的な音響レンズが厚さ約１ｍｍ、音速１０００ｍ／秒とすると、約１ＭＨｚとなることを見出した。ここで、超音波診断装置で映像化するための送信周波数は２ＭＨｚ程度以上である。このため、組織からの信号は送信信号の基本波・高調波から成るので、図３に示すように、これよりも低い周波数成分を持つ音響レンズによる定在波はフィルタで弁別することが可能である。
【００１２】
このような、音響レンズでの定在波の周波数成分は映像化する信号より低くかつ帯域が狭いという特徴を用いて、プローブの不使用状態を検出している。そして、プローブの不使用状態が検出されたら、送信電圧を低下させ、かつ／又は送信間隔を間引く動作（以下、「モニターモード」と称する）になる。
【００１３】
そして、モニターモードにおいて、音響レンズによる定在波成分が無くなったことを検出したら、超音波プローブの動作を検出前の状態に戻す。なお、プローブ１０から送信回路１２にプローブ１０がプローブフォルダ１５に載置されたかどうかを示す信号を受信し、当該信号に応じてプローブ１０の超音波の発生を停止したり、間隔を置いたり、電圧を低下させるなどの制御をしてもよい。
【００１４】
上記の実施形態では、定在波を検出すための専用の回路（定在波検出回路７０）を設けたが、特に設けなくてもよい。図４は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図４において、図１と同じ部分には、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００１５】
図４に示すように、受信ビームフォーマ３０から出力された信号は、ディジタルスキャンコンバータ４０とシステム制御ＣＰＵ６０に入力する。ここで、ディジタルスキャンコンバータ４０に入力した信号は、ＣＲＴ５０に画像として表示されるが、システム制御ＣＰＵ６０に入力した信号は、システム制御ＣＰＵ６０で周波数解析が行われて、音響レンズによる定在波の周波数成分が取り出されて、定在波の有無が検出される。この結果が、送信回路１２に送出されて、送信電圧等の制御が行われる。
【００１６】
なお、本実施態様も第１の実施形態と同様に、音響レンズによる定在波が多く含まれる信号を取り出すために、送信開始からある時刻までの信号を切り出して周波数解析を行う。
【００１７】
図５を参照して、上記のように構成された上記の実施形態に係る超音波診断装置の動作を説明する。
【００１８】
超音波診断装置の動作が開始すると、プローブ１０がプローブフォルダ１５に置かれたかどうかが判定される（ステップＳ１）。ここで、プローブ１０がプローブフォルダ１５に置かれたら（ステップＳ１のＹｅｓ）、送信を完全に停止する。ここで、プローブ１０がプローブフォルダ１５に置かれたことは次の方法で検出できる。
【００１９】
例えば、プローブ１０のフォルダに入る握り部に、磁気に反応するリードスイッチを入れて、プローブフォルダ側に磁石を設ける。ここで、リードスイッチの一方の端子はプローブ内でＧＮＤに接続し、もう一方の端子は装置内で電源にＰｕｌｌ  Ｕｐして、プローブ１０がプローブフォルダ１５に入れられたときと出されたときには信号が反転するようにする。この信号を用いてプローブ１０がプローブフォルダ１５に置かれたかどうかを検出することができる。なお、プローブ１０がプローブフォルダ１５から取り出されたらモニターモードに復帰し、通常動作への復帰に備える。
【００２０】
プローブ１０がプローブフォルダ１５に置かれていなければ（ステップＳ１のＮｏ）、音響レンズによる定在波があるかどうか判定し（ステップＳ３）、定在波が検出されたらモニターモードに入る（ステップＳ４）。ステップＳ３において、定在波の検出がなければ、モニターモードであった場合には通常動作になり、通常動作であった場合には動作を維持する。
【００２１】
上記のように、定在波が検出されたら、送信電圧に低下させ、送信間隔を広げモニターモードに遷移する。この場合の送信電圧の下げ幅は、定在波が検出できる最低の電圧まで下げることができる。この電圧は、ノイズを誤って検出しない程度の電圧であって、例えば、１０Ｖが好ましい。また、送信間隔を広げることに関しては、ユーザが被検者の体にプローブを当てた時、違和感無く診断を開始できる間隔（例えば、０．１秒間隔）まで広げることができる。
【００２２】
なお、定在波を検出してからモニターモードに入るまでの時間は、設定可能であり、たとえば、ユーザの要求に応じて調節できる。なお、定在波が検出されなくなった時には、送信電圧と送信間隔とを共に通常動作状態に設定して、モニターモードから復帰する。
【００２３】
上記のように、本実施形態では、音響レンズによる定在波を利用して、超音波診断装置のプローブを体に当てていない状態を確実に判別して、検査時は送信し、非検査時はモニターモード（すなわち、送信電圧を低下させ、送信間隔を間引くモード）になることで、誤動作により検査を中断すること無くプローブの発熱や劣化を防止できる。すなわち、音響レンズでの定在波の周波数成分は映像化する信号より低くかつ狭い周波数成分を持つという特徴を用いて、プローブの空中放置時のレンズでの定在波を分離・検出することにより送信電圧を低下させ、かつ送信間隔を間引く。そしてレンズでの定在波成分が無くなったことを検出し、送信を再開する。
【００２４】
さらにプローブがプローブフォルダに置かれたことを検出する機能を持ち、プローブフォルダにプローブが置かれた時は完全に送信を停止する。その後、プローブがプローブフォルダから取り出されたらモニターモードに復帰する。
【００２５】
本発明の実施形態によれば、音響レンズによる反射は等間隔のパルスであると仮定して超音波診断装置のプローブを体に当てていない状態を判別する従来の方法に対し、音響レンズによる定在波を利用し判別することで、確実に検査時は送信し、非検査時は送信を停止して、誤動作による検査の中断をすることが無くプローブの発熱や劣化を防止することができる。
【００２６】
本発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。  
上記の実施形態では、定在波が検出されたら、モニターモードへ移行するようにしたが自動的にフリーズに入り、フリーズ状態からの復帰はユーザがフリーズ解除により行うようにしてもよい。このようにするとユーザは解除作業が必要になるものの、モニターモードを用いることはなく、プローブの不使用時は完全に送信を停止することができる。  
さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【００２７】
また、例えば各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】音響レンズによる定在波を説明するための図。
【図３】音響レンズによる定在波と映像化するための送信周波数との分離について説明するための図。
【図４】第２の実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図。
【図５】本発明の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２９】
１０…プローブ
１２…送信回路
１５…プローブフォルダ
２０…プリアンプ
３０…受信ビームフォーマ
４０…ディジタルスキャンコンバータ
５０…ＣＲＴ
６０…システム制御ＣＰＵ
７０…定在波検出回路
７１…ＬＰＦ
７２…検波器
７３…コンパレータ
【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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