(57)【要約】【課題】超音波素子の電信号を出力するのにかかる時間を短くできる超音波装置を提供する。【解決手段】人体４に超音波を送信し人体４からの反射波を受信する複数の超音波ユニット１２と、複数の超音波ユニット１２を保持する保持部１７と、保持部１７を人体４に固定する固定部８と、超音波ユニット１２を制御する制御ユニット１４と、を備え、制御ユニット１４は超音波ユニット１２毎に超音波の送信と非送信とを制御する。【選択図】図７
2018050976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の体内臓器に向けて超音波を送信可能で前記被検体からの反射波を受信することができる複数の超音波ユニットと、
複数の前記超音波ユニットを保持する保持部と、
前記保持部を前記被検体に固定する固定部と、
前記超音波ユニットを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は前記体内臓器からの反射波を受信する超音波ユニットを送受信させ、前記体内臓器からの反射波を受信しない超音波ユニットを停止させることを特徴とする超音波装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波装置であって、
前記体内臓器からの反射波を受信する超音波ユニットとは、前記体内臓器からの反射波だけが到達される超音波ユニットであり、前記体内臓器からの反射波を受信しない超音波ユニットとは前記体内臓器からの反射波と肋骨からの反射波とが到達される超音波ユニットであることを特徴とする超音波装置。
【請求項３】
請求項１に記載の超音波装置であって、
前記固定部は前記被検体を輪形状に巻き、複数の前記超音波ユニットを前記被検体の表面に沿って設置することを特徴とする超音波装置。
【請求項４】
請求項３に記載の超音波装置であって、
前記超音波ユニットは前記輪形状に沿って、少なくとも一列の列形状に配置されることを特徴とする超音波装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の超音波装置であって、
前記保持部は柔軟性を有し、前記超音波ユニットは前記被検体の表面の凹凸に沿って設置されることを特徴とする超音波装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の超音波装置であって、
前記被検体の表面に前記超音波ユニットを貼付する貼付部を備えることを特徴とする超音波装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の超音波装置であって、
前記超音波ユニットの幅は１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることを特徴とする超音波装置。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の超音波装置であって、
前記超音波ユニットの幅は１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることを特徴とする超音波装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の超音波装置であって、
前記固定部は前記被検体の胴部または肩部に巻きつけるベルト構造を有することを特徴とする超音波装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の超音波装置であって、
超音波を送信して反射波を受信する観察部位は心臓、肝臓、腎臓、胆嚢、胆管、膵臓の少なくともいずれかであることを特徴とする超音波装置。
【請求項１１】
複数の超音波ユニットから被検体に向けて超音波を発信して反射波を受信し、
肋骨からの反射波を受信しない前記超音波ユニットを選択し、
選択した前記超音波ユニットから前記被検体に向けて超音波を発信して反射波を受信することを特徴とする超音波計測方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の超音波計測方法であって、
前記超音波ユニットを選択する前に行われ、複数の前記超音波ユニットから前記被検体に向けて超音波を発信するときには、前記超音波ユニットの外周に位置する超音波素子から超音波を発信することを特徴とする超音波計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波装置および超音波計測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被検体に超音波を照射して被検体の内部で反射する反射波を用いて超音波画像を表示する超音波装置が広く活用されている。超音波装置を用いて被検体の内部に位置する臓器を観察することができる。
【０００３】
超音波装置は超音波を射出して受信する超音波素子が複数配置された超音波プローブを備えている。超音波プローブを被検体に押圧して被検体の内部に超音波を照射する。超音波プローブが被検体と接する面は略平坦な面となっている。そして、操作者は超音波プローブを操作して観察対象の臓器に向けて超音波を発信していた。
【０００４】
対象とする臓器が心臓、肝臓、腎臓、胆嚢、胆管、膵臓のとき、臓器が肋骨の内側にあるので臓器に超音波を照射し難かった。そこで、内側にある臓器を観察する超音波装置が特許文献１に開示されている。それによると、超音波装置は超音波を発信して臓器で反射した超音波を受信する超音波素子を多数備えている。そして、超音波素子を多数皮膚上に設置していた。
【０００５】
そして、各超音波素子から超音波を発信する。次に、肋骨で反射した超音波を受信した超音波素子と内臓で反射した超音波を受信した超音波素子とを識別した。続いて、内臓で反射した超音波を受信した超音波素子から再度超音波を発信する。次に、内臓で反射した反射波を超音波素子が受信して電気信号に変換した。そして、超音波装置は超音波の反射波の受信した分布から超音波画像を形成していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２５３５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
超音波画像を鮮明な画像にするためには超音波素子の個数を多くする必要がある。一方、超音波素子の個数を多くすると超音波素子の制御するための制御装置が大きくなり、制御に時間がかかる。つまり、肋骨で反射する超音波を受信した超音波素子を除いて内臓で反射する反射波を受信できる超音波素子を選別する機能が必要になる。さらに、選別した超音波素子に限定して超音波を発信させて反射波を受信する制御が必要になる。このような、制御は超音波素子の個数が多くなると複雑になり時間がかかる。そこで、超音波素子の個数を多くしても超音波を送信し、反射波を受信して電気信号を出力するのにかかる時間を短くできる超音波装置が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］
本適用例にかかる超音波装置であって、被検体の体内臓器に向けて超音波を送信可能で前記被検体からの反射波を受信することができる複数の超音波ユニットと、複数の前記超音波ユニットを保持する保持部と、前記保持部を前記被検体に固定する固定部と、前記超音波ユニットを制御する制御部と、を備え、前記制御部は前記体内臓器からの反射波を受信する超音波ユニットを送受信させ、前記体内臓器からの反射波を受信しない超音波ユニットを停止させることを特徴とする。
【００１０】
本適用例によれば、超音波装置は複数の超音波ユニット、保持部、固定部及び制御部を備えている。超音波ユニットは被検体に超音波を送信し被検体からの反射波を受信する。この超音波ユニットを保持部が保持する。そして、固定部が保持部を被検体に固定する。従って、複数の超音波ユニットは被検体との相対位置を安定して保持される。制御部は体内臓器からの反射波を受信する超音波ユニットを送受信させ、体内臓器からの反射波を受信しない超音波ユニットを停止させる。一部の超音波ユニットが肋骨により被検体の内部の深い場所まで超音波を送信できないことがある。このときにも、肋骨による影響を受けない他の超音波ユニットは被検体の内部の深い場所まで超音波を送信して体内臓器からの反射波を受信することができる。
【００１１】
超音波ユニットには複数の超音波素子が設置されている。超音波装置には超音波素子が多く設置されているので超音波素子毎に超音波の送信と非送信とを制御するときには、特定の超音波素子から超音波を送信し被検体からの反射波を受信するのに時間がかかる。本適用例では肋骨による影響を受けない超音波ユニットから超音波を送信し被検体からの反射波を受信する為、超音波を送信し、反射波を受信して電気信号を出力するのにかかる時間を短くすることができる。
【００１２】
［適用例２］
上記適用例にかかる超音波装置において、前記体内臓器からの反射波を受信する超音波ユニットとは、前記体内臓器からの反射波だけが到達される超音波ユニットであり、前記体内臓器からの反射波を受信しない超音波ユニットとは前記体内臓器からの反射波と肋骨からの反射波とが到達される超音波ユニットであることを特徴とする。
【００１３】
本適用例によれば、体内臓器からの反射波を受信する超音波ユニットとは、体内臓器からの反射波だけが到達される超音波ユニットである。そして、体内臓器からの反射波を受信しない超音波ユニットとは体内臓器からの反射波と肋骨からの反射波とが到達される超音波ユニットである。従って、超音波装置は体内臓器からの反射波だけが到達される超音波ユニットを作動させて、体内臓器からの反射波と肋骨からの反射波とが到達される超音波ユニットを作動させない。従って、超音波ユニットは肋骨の影響を受けずに体内臓器からの反射波を受信できる。そして、一部の超音波ユニットを作動させない為、総ての超音波ユニットを作動させるときに比べて、超音波を送信し、反射波を受信して電気信号を出力するのにかかる時間を短くすることができる。
【００１４】
［適用例３］
上記適用例にかかる超音波装置において、前記固定部は前記被検体を輪形状に巻き、複数の前記超音波ユニットを前記被検体の表面に沿って設置することを特徴とする。
【００１５】
本適用例によれば、固定部は被検体を輪形状に巻く。超音波ユニットを保持する保持部を固定部は被検体に固定する。このとき、複数の超音波ユニットを被検体の表面に沿って設置する。従って、複数の超音波ユニットは被検体の複数の場所の表面から被検体の内部に向けて超音波を送信し被検体からの反射波を受信することができる。
【００１６】
［適用例４］
上記適用例にかかる超音波装置において、前記超音波ユニットは前記輪形状に沿って、少なくとも一列の列形状に配置されることを特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、超音波ユニットは固定部の輪形状に沿って、列形状に配置される。列数は一列でも良く、複数列でも良い。このとき、超音波ユニットを輪形状に配置する為、輪形状の内側に向けて超音波を送信することができる。従って、複数の場所で異なる方向に超音波を送信することができる。その結果、被検体に超音波を複数の方向から送信して反射波を受信することができる。
【００１８】
［適用例５］
上記適用例にかかる超音波装置において、前記保持部は柔軟性を有し、前記超音波ユニットは前記被検体の表面の凹凸に沿って設置されることを特徴とする。
【００１９】
本適用例によれば、保持部は柔軟性を有している。従って、保持部に保持される超音波ユニットが被検体に押圧されるとき超音波ユニットは被検体の表面の凹凸に沿って設置される。従って、被検体の表面に凹凸があるときにも、超音波ユニットを被検体の表面に密着させることができる。これにより、超音波が被検体の表面で反射することを抑制できる。その結果、超音波ユニットは被検体に効率良く超音波を送信して反射波を受信することができる。
【００２０】
［適用例６］
上記適用例にかかる超音波装置において、前記被検体の表面に前記超音波ユニットを貼付する貼付部を備えることを特徴とする。
【００２１】
本適用例によれば、超音波装置は貼付部を備えている。貼付部は被検体の表面に超音波ユニットを貼付する。従って、超音波ユニットが被検体に対して移動することが抑制される。その結果、超音波ユニットは安定性良く被検体からの反射波を受信することができる。
【００２２】
［適用例７］
上記適用例にかかる超音波装置において、前記超音波ユニットの幅は１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００２３】
本適用例によれば、超音波ユニットの幅は１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。被検体が人体のとき、隣り合う肋骨の間の隙間は２０ｍｍ〜４０ｍｍである。隣り合う肋骨の間の隙間が２０ｍｍのとき超音波ユニットの幅を１０ｍｍにすることで隣り合う肋骨の間の隙間から超音波を送信し被検体からの反射波を受信することができる。隣り合う肋骨の間の隙間が４０ｍｍのとき超音波ユニットの幅を３０ｍｍにすることで隣り合う肋骨の間の隙間から超音波を送信し被検体からの反射波を受信することができる。超音波ユニットの幅が広い方が狭いときに比べてノイズが少ない反射波を受信することができる。従って、被検体の隣り合う肋骨の間の隙間にあわせて適切な幅の超音波ユニットを用いることができる。
【００２４】
［適用例８］
上記適用例にかかる超音波装置において、前記超音波ユニットの幅は１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００２５】
本適用例によれば、超音波ユニットの幅は１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。被検体が人体のとき、隣り合う肋骨の間の隙間は２０ｍｍ〜４０ｍｍである。隣り合う肋骨の間の隙間が２０ｍｍのとき超音波ユニットの幅を１０ｍｍにすることで超音波ユニットが隣り合う肋骨の間の隙間の中央から５ｍｍ移動しても肋骨の影響を受けずに超音波ユニットは超音波を送信し被検体からの反射波を受信することができる。また、隣り合う肋骨の間の隙間が４０ｍｍのとき超音波ユニットの幅を２０ｍｍにすることで超音波ユニットが隣り合う肋骨の間の隙間の中央から１０ｍｍ移動しても肋骨の影響を受けずに超音波ユニットは超音波を送信し被検体からの反射波を受信することができる。従って、被検体の隣り合う肋骨の間の隙間にあわせて適切な幅の超音波ユニットを用いることができ、超音波ユニットが発信する超音波が肋骨にかからない確率を高くできる。
【００２６】
［適用例９］
上記適用例にかかる超音波装置において、前記固定部は前記被検体の胴部または肩部に巻きつけるベルト構造を有することを特徴とする。
【００２７】
本適用例によれば、固定部は被検体の胴部または肩部に巻きつけるベルト構造を有している。固定部が被検体の胴部に巻きつけるベルト構造のとき、肝臓、腎臓等に超音波を送信し肝臓、腎臓等からの反射波を受信することができる。固定部が被検体の肩部に巻きつけるベルト構造のとき、心臓に超音波を送信し心臓からの反射波を受信することができる。
【００２８】
［適用例１０］
上記適用例にかかる超音波装置において、超音波を送信して反射波を受信する観察部位は心臓、肝臓、腎臓、胆嚢、胆管、膵臓の少なくともいずれかであることを特徴とする。
【００２９】
本適用例によれば、観察部位は心臓、肝臓、腎臓、胆嚢、胆管、膵臓の少なくともいずれかであり、超音波装置は観察部位に超音波を送信し観察部位からの反射波を受信する。従って、心臓、肝臓、腎臓、胆嚢、胆管、膵臓のいずれかの形状を非踏襲で観察することができる。
【００３０】
［適用例１１］
本適用例にかかる超音波計測方法であって、複数の超音波ユニットから被検体に向けて超音波を発信して反射波を受信し、肋骨からの反射波を受信しない前記超音波ユニットを選択し、選択した前記超音波ユニットから前記被検体に向けて超音波を発信して反射波を受信することを特徴とする。
【００３１】
本適用例によれば、複数の超音波ユニットから被検体に向けて超音波を発信して反射波を受信する。そして、肋骨からの反射波を受信しない超音波ユニットを選択する。次に、選択工程で選択した超音波ユニットから被検体に向けて超音波を発信して反射波を受信する。
【００３２】
超音波ユニットには複数の超音波素子が設置されている。多くの超音波素子毎に超音波の送信と非送信とを制御するときには、特定の超音波素子から超音波を送信し被検体からの反射波を受信するのに時間がかかる。本適用例では反射波を受信して肋骨による影響を受けない超音波ユニットを選択している。そして、肋骨による影響を受けない超音波ユニットから超音波を送信し被検体からの反射波を受信する。従って、肋骨による影響を受けない超音波ユニットだけを使用する為、超音波を送信し、反射波を受信して電気信号を出力するのにかかる時間を短くすることができる。
【００３３】
［適用例１２］
上記適用例にかかる超音波計測方法において、前記超音波ユニットを選択する前に行われ、複数の前記超音波ユニットから前記被検体に向けて超音波を発信するときには、前記超音波ユニットの外周に位置する超音波素子から超音波を発信することを特徴とする。
【００３４】
本適用例によれば、超音波ユニットを選択する前の工程で複数の超音波ユニットから被検体に向けて超音波を発信するときには、超音波ユニットの外周に位置する超音波素子から超音波を発信する。超音波ユニットの大きさが肋骨より小さいとき、超音波ユニットの外周に位置する超音波素子から超音波を発信することにより、反射波が肋骨から反射するかを判断することができる。このとき、超音波ユニットに設置された総ての超音波素子から超音波を発信するときに比べて少ない超音波素子が発信した反射波を分析して判断することができる。従って、反射波を受信した後に肋骨による影響を受けない超音波ユニットを選択する時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１の実施形態にかかわる超音波装置の設置例を説明するための模式図。
【図２】超音波プローブの構造を示す模式平面図。
【図３】超音波プローブの構造を示す模式側面図。
【図４】超音波プローブの構造を示す模式側面図。
【図５】角度検出部の構造を示す模式側面図。
【図６】超音波ユニットの構造を示す模式平面図。
【図７】超音波プローブを人体に設置する方法を説明するための模式図。
【図８】超音波装置の電気ブロック図。
【図９】超音波計測方法のフローチャート。
【図１０】超音波計測方法を説明するための模式図。
【図１１】超音波計測方法を説明するための模式図。
【図１２】超音波計測方法を説明するための模式図。
【図１３】超音波計測方法を説明するための模式図。
【図１４】第２の実施形態にかかわる超音波装置の設置例を説明するための模式図。
【図１５】第３の実施形態にかかわる保持部の構造を示す要部模式側断面図。
【図１６】保持部の構造を示す要部模式側断面図。
【図１７】第４の実施形態にかかわる角度検出部の構造を示す要部模式平面図。
【図１８】第５の実施形態にかかわる超音波装置の構造を示す模式断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００３７】
（第１の実施形態）
本実施形態では、超音波装置と、この超音波装置を用いて超音波画像を計測する超音波計測方法との特徴的な例について、図に従って説明する。第１の実施形態にかかわる超音波装置について図１〜図１３に従って説明する。図１は、超音波装置の設置例を説明するための模式図である。図１に示すように、超音波装置１は超音波プローブ２及び制御装置３を備えている。
【００３８】
超音波プローブ２は被検体としての人体４に設置される。人体４の内部には心臓４ａ、肝臓４ｂ、腎臓４ｃ等や図示しない胆嚢、胆管、膵臓の臓器が配置されている。そして、心臓４ａ、肝臓４ｂ、腎臓４ｃ、胆嚢、胆管、膵臓の外側には肋骨４ｄが配置されている。超音波プローブ２が設置される場所は特に限定されないが本実施形態では、例えば、人体４の胴部４ｅ回りに超音波プローブ２が設置されている。超音波プローブ２は人体４の内部に向けて超音波を射出する。そして、超音波プローブ２は人体４の内部で反射した反射波を受信して電気信号に変換する。超音波プローブ２は人体４の胴部４ｅ上に設置されている。従って、超音波プローブ２は被検体である人体４の胴部４ｅに超音波を射出し被検体の内部で反射した反射波を受信する。尚、超音波プローブ２を設置する場所は人体４の胴部４ｅに限らず、超音波計測をしたい場所に設置することができる。
【００３９】
超音波を送信して反射波を受信する観察部位は心臓４ａ、肝臓４ｂ、腎臓４ｃ、胆嚢、胆管、膵臓の少なくともいずれかである。人体４に超音波プローブ２を設置する場所を調整することにより、超音波装置１は心臓４ａ、肝臓４ｂ、腎臓４ｃ、胆嚢、胆管、膵臓を観察することができる。
【００４０】
超音波プローブ２には超音波プローブ２を制御する制御ユニット１４が設置されている。制御ユニット１４と制御装置３とは配線３ａにより接続されている。制御装置３は超音波プローブ２の動作を制御する装置である。さらに、制御装置３は超音波画像の演算を行う。制御装置３は入力装置６及び表示装置７を備えている。入力装置６はキーボードやマウスコントローラー、専用スイッチ、トラックボール等のポインター等で構成されている。表示装置７は計測した超音波画像や計測条件を表示する。表示装置７には液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プラズマディスプレイ、表面電界ディスプレイを用いることができる。操作者は入力装置６を操作して超音波装置１の動作を指示する。超音波プローブ２が出力する反射波の電気信号を制御装置３が入力して超音波画像を演算する。そして、制御装置３は超音波画像を表示装置７に表示する。
【００４１】
図２は超音波プローブの構造を示す模式平面図であり、超音波プローブ２を平らに展開した図である。図２に示すように、超音波プローブ２は一方向に長い長方形の形状をしている。長手方向をＸ方向として長手方向と直交する辺に沿う方向をＹ方向とする。超音波プローブ２の厚み方向をＺ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は互いに直交する方向である。
【００４２】
超音波プローブ２は固定部８を備え、固定部８は固定基板９及び固定バンド１０を有している。固定基板９はＸ方向に長い長方形の板である。固定バンド１０は第１固定バンド１０ａ及び第２固定バンド１０ｂから構成されている。第１固定バンド１０ａは固定基板９の−Ｘ方向側に設置されており、第２固定バンド１０ｂは固定基板９の＋Ｘ方向側に設置されている。固定基板９及び固定バンド１０はＹ方向を軸にした円弧状に曲げることが可能になっている。固定基板９及び固定バンド１０の材質は円弧状に曲げることができれば良く特に限定されないが、本実施形態では、例えば、樹脂材料を用いている。
【００４３】
第１固定バンド１０ａの−Ｘ方向側の端には第１接合部１１ａが設置され、第２固定バンド１０ｂの＋Ｘ方向側の端には第２接合部１１ｂが設置されている。第１接合部１１ａ及び第２接合部１１ｂにより接合部１１が構成されている。第１接合部１１ａは第１固定バンド１０ａの＋Ｚ方向側の面に設置され、第２接合部１１ｂは第２固定バンド１０ｂの−Ｚ方向側に設置されている。第１接合部１１ａと第２接合部１１ｂとは互いに接合して第１固定バンド１０ａと第２固定バンド１０ｂとを連結する部位になっている。接合部１１には粘着テープの他面ファスナーを用いることができる。
【００４４】
固定基板９の＋Ｚ方向側の面には複数の超音波ユニット１２がマトリックス状に設置されている。複数の超音波ユニット１２は人体４の体内臓器に向けて超音波を送信可能で人体４からの反射波を受信することができる。超音波ユニット１２の行数及び列数は特に限定されない。本実施形態では分かり易くするために例えば、超音波ユニット１２が１０行１４列の配置になっている。超音波ユニット１２の数が多い程超音波画像を見易くできるが、制御装置３が行う制御の負荷が大きくなる。尚、超音波ユニット１２は少なくとも一列の列形状に配置されても良い。少なくとも超音波ユニット１２が一列あれば、超音波画像を形成することができる。
【００４５】
超音波ユニット１２は＋Ｙ方向側から−Ｙ方向側に向かって第１行１２ｃ〜第１０行１２ｄの順にならんでいる。さらに、超音波ユニット１２は−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側に向かって第１列１２ｅ〜第１４列１２ｆの順にならんでいる。そして、第１行１２ｃにおいて第１列１２ｅ〜第１４列１２ｆの順に第１超音波ユニット〜第１４超音波ユニットが設置されている。第２行１２ｇでは第１列１２ｅ〜第１４列１２ｆの順に第１５超音波ユニット〜第２８超音波ユニットが設置されている。第３行１２ｈ〜第１０行１２ｄにおいても同様に第２９超音波ユニット〜第１４０超音波ユニットが配列して設置されている。
【００４６】
各行における各超音波ユニット１２間には第１角度検出部１３ａが設置され、第１角度検出部１３ａはＸ方向に隣合う超音波ユニット１２を連結する。同様に、各列における各超音波ユニット１２間には第２角度検出部１３ｂが設置され、第２角度検出部１３ｂはＹ方向に隣合う超音波ユニット１２を連結する。第１角度検出部１３ａ及び第２角度検出部１３ｂにより角度検出部１３が構成されている。角度検出部１３は隣り合う超音波ユニット１２の相対角度を検出する。
【００４７】
第１角度検出部１３ａはＸ方向に伸縮可能であり、その伸縮量を測長可能になっている。第２角度検出部１３ｂはＹ方向に伸縮可能であり、その伸縮量を測長可能になっている。尚、第１角度検出部１３ａ及び第２角度検出部１３ｂの一方は伸縮しない構造となっていても良い。そして、伸縮しない方の角度検出部は伸縮量を測長する機能がなくても良い。
【００４８】
固定基板９の−Ｚ方向側には超音波ユニット１２の駆動を制御する制御ユニット１４が設置されている。制御ユニット１４と各超音波ユニット１２とは図示しない配線により接続されている。
【００４９】
図３及び図４は超音波プローブの構造を示す模式側面図である。図３は超音波プローブ２を−Ｙ方向側から見た図である。図４は超音波プローブ２を＋Ｘ方向から見た図である。図４は固定バンド１０が省略された図になっている。図３及び図４に示すように、制御ユニット１４は回路基板１５と回路基板１５上に設置された回路素子１６とで構成されている。回路基板１５はフレキシブル基板であり固定基板９が円弧状に曲がるときに回路基板１５は固定基板９に沿って曲がる。回路素子１６は半導体素子や受動素子等からなる電気素子である。
【００５０】
各超音波ユニット１２と固定基板９との間には保持部１７が設置されている。保持部１７が複数の超音波ユニット１２を保持し、固定部８が保持部１７を人体４に固定する構造になっている。保持部１７は柔軟性を有し、超音波ユニット１２は人体４の表面の凹凸に沿って設置される。従って、人体４の表面に凹凸があるときにも、超音波ユニット１２を人体４の表面に密着させることができる。その結果、超音波ユニット１２は人体４に効率良く超音波を送信して反射波を受信することができる。保持部１７の材質は柔軟性があれば良く特に限定されない。保持部１７の材質にはシリコーンゴム、天然ゴム、合成ゴム等の弾性部材を用いることができる。
【００５１】
図５は角度検出部の構造を示す模式側面図である。図５に示す角度検出部１３はカバーを省略した図になっている。第１角度検出部１３ａと第２角度検出部１３ｂとは同じ構造であるので、第１角度検出部１３ａの構造を説明して第２角度検出部１３ｂの説明を省略する。図５に示すように、第１角度検出部１３ａは第１軸受部１８及び第２軸受部２１を備えている。第１軸受部１８は図中−Ｘ方向側の超音波ユニット１２に設置され、第２軸受部２１は図中＋Ｘ方向側の超音波ユニット１２に設置されている。
【００５２】
第２軸受部２１は軸２２と超音波ユニット１２との間にＸ方向に伸縮性のある部材が設置されている。そして、伸縮量を測定する図示しない測長器が設置されている。測長器はＸ方向の伸縮量を測定する。
【００５３】
第１軸受部１８及び第２軸受部２１はＹ方向に延びる軸２２により回転可能に接続されている。第１軸受部１８、第２軸受部２１及び軸２２により、角度検出部１３は蝶番として機能する。第２軸受部２１には円板状の回転スケール２３が設置されている。回転スケール２３には円周方向に目盛が等間隔に設置されている。この目盛は半径方向で区切られている。そして、目盛の間隔が異なる配列が複数設置されている。回転スケール２３の目盛の配列では光の反射率が高い場所と光の反射率が低い場所とが交互に設置されている。
【００５４】
第１軸受部１８には回転スケール２３の目盛を検出する目盛検出部２４が設置されている。目盛検出部２４には回転スケール２３に光を照射する光源と回転スケール２３で反射した光を検出する光トランジスターとで構成されている。光トランジスターはＸ方向に配列して複数設置されている。回転スケール２３及び目盛検出部２４により光エンコーダーが構成されている。目盛検出部２４が検出する目盛のパターンにより第１軸受部１８に対する第２軸受部２１の角度が検出できる。従って、この光エンコーダーはアブソリュートエンコーダーになっている。
【００５５】
図６は超音波ユニットの構造を示す模式平面図である。図６に示すように、超音波ユニット１２には超音波素子２５がマトリックス状に配列して設置されている。超音波素子２５の配列数は特に限定されないが、本実施形態では図を見易くするために１０行２４列の超音波素子２５が配置されている。各超音波素子２５は超音波を発信して人体４内部で反射した反射波を受信する。尚、超音波を発信する機能を備える超音波素子２５と反射波を受信する機能を備える超音波素子２５を交互に配置しても良い。
【００５６】
超音波素子２５は、ＰＺＴ（Ｌｅａｄ  Ｚｉｒｃｏｎａｔｅ  Ｔｉｔａｎａｔｅ）でも良く、さらには、ｐＭＵＴ（Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ  Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）素子、ｃＭＵＴ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｍｉｃｒｏ−ｍａｃｈｉｎｅｄ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ）であるのが好ましい。ｐＭＵＴ及びｃＭＵＴは超音波素子２５の厚みを薄くできるので、超音波プローブ２を操作性の良い構造にすることができる。
【００５７】
図中超音波ユニット１２におけるＸ方向の長さをユニット長１２ａとし、Ｙ方向の長さを超音波ユニットの幅としてのユニット幅１２ｂとする。ユニット長１２ａは特に限定されないが本実施形態では、例えば、１０ｍｍ〜４０ｍｍの間に設定されている。ユニット幅１２ｂは１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが好ましく、さらには、ユニット幅１２ｂは１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００５８】
多くの人体４では隣り合う肋骨４ｄの間の隙間は２０ｍｍ〜４０ｍｍである。隣り合う肋骨４ｄの間の隙間が２０ｍｍのときユニット幅１２ｂを１０ｍｍにすることで隣り合う肋骨４ｄの間の隙間から超音波を送信し人体４からの反射波を受信することができる。隣り合う肋骨４ｄの間の隙間が４０ｍｍのときユニット幅１２ｂを３０ｍｍにすることで隣り合う肋骨の間の隙間から超音波を送信し人体４からの反射波を受信することができる。ユニット幅１２ｂが広い方が狭いときに比べてノイズが少ない反射波を受信することができる。従って、人体４の隣り合う肋骨４ｄの間の隙間にあわせて適切な幅の超音波ユニット１２を用いることができる。
【００５９】
ユニット幅１２ｂを１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下にする場合には、隣り合う肋骨４ｄの間の隙間が２０ｍｍのときユニット幅１２ｂを１０ｍｍにすることで超音波ユニット１２が隣り合う肋骨の間の隙間の中央から５ｍｍ移動しても肋骨４ｄの影響を受けずに超音波ユニット１２は超音波を送信し人体４からの反射波を受信することができる。また、隣り合う肋骨４ｄの間の隙間が４０ｍｍのとき超音波ユニットの幅を２０ｍｍにすることで超音波ユニット１２が隣り合う肋骨４ｄの間の隙間の中央から１０ｍｍ移動しても肋骨４ｄの影響を受けずに超音波ユニット１２は超音波を送信し人体４からの反射波を受信することができる。従って、人体４の隣り合う肋骨４ｄの間の隙間にあわせて適切な幅の超音波ユニットを用いることができ、超音波ユニット１２が発信する超音波が肋骨にかからない確率を高くできる。
【００６０】
図７は超音波プローブを人体に設置する方法を説明するための模式図であり、人体４の胴部の円周に沿う断面図である。図７に示すように、固定部８は人体４を輪形状に巻き、複数の超音波ユニット１２を人体４の表面に沿って設置する。そして、超音波ユニット１２を保持する保持部１７を固定部８は人体４に固定する。このとき、複数の超音波ユニット１２を人体４の表面に沿って設置する。従って、複数の超音波ユニット１２は人体４の複数の場所の表面から人体４の内部に向けて超音波を送信し人体４からの反射波を受信することができる。
【００６１】
超音波ユニット１２は人体４に巻かれた輪形状に沿って、少なくとも一列の列形状に配置される。超音波ユニット１２の列数は一列でも良く、複数列でも良い。このとき、超音波ユニット１２を輪形状に配置する為、輪形状の内側に向けて超音波を送信することができる。従って、複数の場所で異なる方向に超音波を送信することができる。その結果、人体４に複数の方向から超音波を送信して反射波を受信することができる。
【００６２】
固定部８は人体４の胴部４ｅに巻きつけるベルト構造を有している。固定基板９は人体４の＋Ｘ方向側の脇腹から−Ｘ方向側の脇腹にかけて設置されている。これにより、超音波ユニット１２も人体４の＋Ｘ方向側の脇腹から−Ｘ方向側の脇腹にかけて設置されている。このとき、超音波プローブ２は超音波ユニット１２から肝臓４ｂ、腎臓４ｃ、胆嚢、胆管、膵臓等に超音波を送信し、超音波ユニット１２が肝臓４ｂ、腎臓４ｃ、胆嚢、胆管、膵臓等からの反射波を受信することができる。
【００６３】
超音波プローブ２が超音波を送信して反射波を受信する観察部位は肝臓４ｂ、腎臓４ｃ、胆嚢、胆管、膵臓の少なくともいずれかである。超音波装置１は観察部位に超音波を送信し観察部位からの反射波を受信する。従って、肝臓４ｂ、腎臓４ｃ、胆嚢、胆管、膵臓のいずれかの形状を非踏襲で観察することができる。
【００６４】
図８は超音波装置の電気ブロック図である。図８に示すように、超音波装置１は超音波プローブ２の動作を制御する制御ユニット１４と超音波信号を入力して超音波画像を形成する制御装置３とを備えている。超音波プローブ２では複数の超音波ユニット１２及び複数の角度検出部１３が制御ユニット１４に接続されている。制御ユニット１４はプローブ制御部２６、送信回路２７、受信回路２８、第１通信部２９を備えている。そして、送信回路２７、受信回路２８及び第１通信部２９はプローブ制御部２６と接続されている。
【００６５】
送信回路２７は超音波ユニット１２に超音波素子２５を駆動する駆動波形を送信する回路である。送信回路２７はプローブ制御部２６から指示信号を入力し、指示信号に従って、所定の超音波ユニット１２に駆動波形を所定のタイミングで送信する。受信回路２８は超音波素子２５が出力する電気信号を受信する回路である。超音波ユニット１２が出力する電気信号はアナログ信号であり、受信回路２８は受信したアナログ信号をデジタル信号に変換してプローブ制御部２６に出力する。
【００６６】
送信回路２７及び受信回路２８は超音波ユニットを一つずつ順次制御してユニットごとの画像を取得しても良く、超音波ユニットを並列に制御して画像取得できる構成にしても良い。超音波ユニットを並列に制御して画像取得できる構成のときには動いている心臓等の臓器の画像を、ある程度のフレームレートで取得することができる。そして、心臓等の臓器の動画を観察することができる。
【００６７】
プローブ制御部２６はプロセッサーとして各種の演算処理を行う第１ＣＰＵ３０（中央演算処理装置）と、各種情報を記憶する第１メモリー３１とを備えている。第１ＣＰＵ３０は第１メモリー３１内に記憶されたプログラムソフトに従って、超音波プローブ２の制御を行うものである。具体的な機能実現部として第１ＣＰＵ３０は相対角度演算部３２を有する。相対角度演算部３２は複数の角度検出部１３が出力する角度データを入力する。そして、各超音波ユニット１２が超音波を射出する面の角度を演算して第１メモリー３１に記憶する。
【００６８】
第１メモリー３１は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリーで構成されるのが好ましく、小型軽量にすることができる。データ量が多いときには小型のハードディスク型の記憶装置を用いても良い。
【００６９】
他にも、第１ＣＰＵ３０は肋骨反射検出部３３を有する。肋骨反射検出部３３は超音波ユニット１２の中から受信した反射波が肋骨４ｄで反射した反射波を含む超音波ユニット１２を検出する。肋骨４ｄは超音波プローブ２から近い場所に位置するので超音波の反射率が高い。従って、肋骨４ｄで反射した反射波を受信した超音波素子２５は高い電気信号を出力する。肋骨反射検出部３３は、出力する電気信号が所定の判定値を超える超音波素子２５を検出する。肋骨反射検出部３３はこの超音波素子２５を肋骨４ｄで反射した反射波を受信した超音波素子２５であると判断する。そして、肋骨反射検出部３３は肋骨４ｄで反射した反射波を受信した超音波素子２５を含む超音波ユニット１２を検出して第１メモリー３１に記憶する。
【００７０】
他にも、第１ＣＰＵ３０は整相加算部３４を有する。整相加算部３４は受信回路２８が出力する電気信号を入力する。この電気信号は複数の超音波素子２５が出力する電気信号に相当するデジタル信号である。整相加算部３４はこの電気信号を入力して複数の電気信号を時間軸方向に移動させて合成し、合成した合成信号を出力する。人体４内部の有る反射点で反射した超音波は反射点に近い場所の超音波素子２５が早く受信して、反射点と離れた場所の超音波素子２５は遅く受信する。各超音波素子２５が受信した超音波に対応する電気信号を時間軸方向に移動させて合成することにより、超音波の反射波を示す電気信号の信号成分を高くする。これにより、電気信号における信号の対雑音性を高くすることができる。整相加算部３４は反射波に対応する合成信号を演算して第１メモリー３１に記憶する。
【００７１】
プローブ制御部２６と接続された第１通信部２９は第１メモリー３１に記憶されたデータを制御装置３に出力する。このデータには各超音波ユニット１２が超音波を射出する方向の角度のデータ、肋骨４ｄで反射した反射波を受信した超音波素子２５を含む超音波ユニット１２のデータ、整相加算部３４が演算した反射波に対応する合成信号のデータが含まれる。
【００７２】
制御装置３はプロセッサーとして各種の演算処理を行う第２ＣＰＵ３５（中央演算処理装置）と、各種情報を記憶する第２メモリー３６とを備えている。第２通信部３７、入力装置６及び表示装置７は入出力インターフェイス３８及びデータバス４１を介して第２ＣＰＵ３５に接続されている。
【００７３】
第２通信部３７は第１通信部２９との間でデータを送信及び受信する装置である。第２通信部３７は第１通信部２９に各種の指示信号と指示を実行するのに必要なデータを送信する。そして、第２通信部３７は第１通信部２９から各超音波ユニット１２が超音波を射出する面の角度のデータ、肋骨４ｄで反射した反射波を受信した超音波素子２５を含む超音波ユニット１２のデータ、整相加算部３４が演算した反射波に対応する合成信号のデータを含むデータを受信する。
【００７４】
入力装置６により第２ＣＰＵ３５及び第２メモリー３６に各種のデータが入力される。操作者は入力装置６を操作して計測開始の指示や計測条件を入力する。表示装置７には計測条件や計測結果である超音波画像等が表示される。
【００７５】
第２メモリー３６は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリーや、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭといった外部記憶装置を含む概念である。機能的には、超音波装置１の動作の制御手順が記述されたプログラムソフト４２を記憶する記憶領域や、超音波素子２５を駆動する駆動波形等のデータである超音波駆動データ４３を記憶するための記憶領域が設定される。他にも、超音波素子２５が受信した反射波を整相加算部３４が演算した合成信号のデータである超音波受信データ４４を記憶するための記憶領域が設定される。他にも、超音波ユニット１２の相対位置や相対角度を示すデータである超音波ユニットデータ４５を記憶するための記憶領域が設定される。他にも、超音波受信データ４４をもとに演算された超音波画像のデータである超音波画像データ４６を記憶するための記憶領域が設定される。
【００７６】
第２ＣＰＵ３５は、第２メモリー３６内に記憶されたプログラムソフト４２に従って、超音波ユニットの送受信の制御を行うものである。具体的な機能実現部として第２ＣＰＵ３５は超音波ユニット制御部４７を有する。超音波ユニット制御部４７は超音波を発信するスケジュールに基づいて超音波素子２５が超音波を発信するタイミングの指示信号を超音波プローブ２に出力する。そして、各超音波素子２５が受信する超音波のデータである超音波駆動データ４３を第２メモリー３６に蓄積する。超音波ユニット制御部４７及びプローブ制御部２６により制御部が構成されている。そして、超音波ユニット制御部４７及びプローブ制御部２６が超音波ユニット１２を制御する。
【００７７】
他にも、第２ＣＰＵ３５はユニット選択部４８を有する。ユニット選択部４８は総ての超音波ユニット１２の中から肋骨４ｄで反射した反射波を受信しない超音波ユニット１２を選択する。ユニット選択部４８は固定基板９に設置された超音波ユニット１２の中で超音波による計測に使用する超音波ユニット１２と超音波による計測に使用しない超音波ユニット１２とに分別する。そして、超音波ユニット制御部４７及びプローブ制御部２６は肋骨４ｄから反射波を受信する超音波ユニット１２からの超音波の送信を非送信となるように制御する。
【００７８】
他にも、第２ＣＰＵ３５は画像形成部４９を有する。画像形成部４９は整相加算部３４が出力する反射波のデジタルデータを入力する。そして、画像形成部４９は超音波受信データ４４から超音波画像を形成する。他にも、第２ＣＰＵ３５は表示画像演算部５０を有する。表示画像演算部５０は超音波画像を表示装置７に表示する形式に変換する。そして、変換した超音波画像を表示装置７に出力する。尚、本実施形態では、上記の各機能が第２ＣＰＵ３５を用いてプログラムソフトで実現することとしたが、上記の各機能が第２ＣＰＵ３５を用いない単独の電子回路等のハードウェアによって実現できる場合には、そのような電子回路を用いることも可能である。
【００７９】
次に上述した超音波装置１を用いて超音波画像を計測する超音波計測方法について説明する。図９は、超音波計測方法のフローチャートである。図９において、ステップＳ１はプローブ設置工程である。この工程は、操作者が人体４の胴部４ｅに超音波プローブ２を設置する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は第１超音波探査工程である。この工程は、固定基板９に設置された総ての超音波ユニット１２から人体４に向けて超音波を発信して反射波を受信する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は超音波ユニット選択工程である。この工程は、肋骨４ｄからの反射波を受信しない超音波ユニット１２を選択する工程である。次に、ステップＳ４に移行する。
【００８０】
ステップＳ４は第２超音波探査工程である。この工程は、ステップＳ３で選択した超音波ユニット１２から人体４に向けて超音波を発信して反射波を受信する工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５は超音波画像形成工程である。この工程は、受信した反射波のデータを用いて超音波画像を演算する工程である。次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６は超音波画像表示工程である。この工程は、表示装置７に演算した超音波画像を表示する工程である。以上の工程により人体４の超音波画像を計測する工程を終了する。
【００８１】
図１０〜図１３は超音波計測方法を説明するための模式図である。次に、図７、図１０〜図１３を用いて、図９に示したステップと対応させて、超音波計測方法を詳細に説明する。図７はステップＳ１のプローブ設置工程に対応する図である。図７に示すように、操作者が人体４の胴部４ｅに超音波プローブ２を設置する。超音波プローブ２は人体４の表面に超音波ユニット１２を貼付する貼付部５１を備えている。貼付部５１はシート状であり粘着性を有し、生体との間に空気の混入を避けて超音波ユニットと生体との間を音波が伝わり易くする。また、図示しないが、超音波ユニットの超音波素子表面には、音響整合層や音響レンズが設置された構成である。貼付部５１は人体４の表面に超音波ユニット１２を貼付する。従って、超音波ユニット１２が人体４に対して移動することが抑制される。その結果、超音波ユニット１２は安定性良く人体４からの反射波を受信することができる。
【００８２】
貼付部５１は総ての超音波ユニット１２と人体４との間に設置される。そして、貼付部５１はゲル状であるのが好ましい。貼付部５１は超音波のインピーダンスをマッチングする機能を有し、超音波が界面で反射することを抑制する。
【００８３】
操作者は人体４の胴部４ｅに貼付部５１を介して超音波ユニット１２が設置された固定基板９を設置する。そして、第１固定バンド１０ａ及び第２固定バンド１０ｂを背中に回して第１接合部１１ａ及び第２接合部１１ｂを互いに接触させる。これにより、固定部８が人体４に固定される。そして、人体４の胴部４ｅと対向する場所にはマトリックス状に超音波ユニット１２が配置される。
【００８４】
図１０はステップＳ２の第１超音波探査工程に対応する図である。図１０に示すように、ステップＳ２において、送信回路２７は超音波ユニット１２に駆動波形を入力して超音波ユニット１２の一部から超音波を発信する。この工程はステップＳ３の超音波ユニット選択工程の前に行われ、総ての超音波ユニット１２から人体４に向けて超音波を発信する。詳しくは、超音波ユニット１２の外周に位置する超音波素子２５から超音波を発信する。超音波ユニット１２の外周は第１行１２ｃ、第１０行１２ｄ、第１列１２ｅ及び第１４列１２ｆである。
【００８５】
従って、第２行１２ｇから第９行１２ｉの間かつ第２列１２ｊから第１３列１２ｋの超音波素子２５は超音波を発信しない。そして、超音波ユニット１２の外周に位置する超音波素子２５が反射波を受信する。これにより、反射波を受信する超音波素子２５の個数を減らすことができるので信号処理を短時間で行うことができる。
【００８６】
図１１はステップＳ３の超音波ユニット選択工程及びステップＳ４の第２超音波探査工程に対応する図である。図１１に示すように、ステップＳ３において、肋骨４ｄからの反射波を受信しない超音波ユニット１２を選択する。ステップＳ２で受信した反射波が肋骨４ｄで反射した反射波のとき反射波の音圧が高くなる。そして、超音波素子２５が出力する電気信号が大きくなる。肋骨４ｄは超音波ユニット１２との距離が近く、超音波の反射率が高いので内臓から反射した反射波との音圧に顕著な差がある。
【００８７】
肋骨反射検出部３３は、出力する電気信号が所定の判定値を超える超音波素子２５を検出する。肋骨反射検出部３３はこの超音波素子２５を肋骨４ｄで反射した反射波を受信した超音波素子２５であると判断する。そして、肋骨反射検出部３３は肋骨４ｄで反射した反射波を受信した超音波素子２５を含む超音波ユニット１２を抽出する。図中でハッチングが施された選択超音波ユニット１２ｍは肋骨４ｄ以外の部位から反射した反射波のみ受信する超音波ユニット１２である。選択超音波ユニット１２ｍは肋骨４ｄと対向しない場所に位置している。
【００８８】
図中でハッチングが施されていない非選択超音波ユニット１２ｎは肋骨４ｄから反射した反射波を受信する超音波ユニット１２である。非選択超音波ユニット１２ｎは少なくとも一部が肋骨４ｄと対向する場所に位置している。
【００８９】
ステップＳ４では超音波ユニット制御部４７及びプローブ制御部２６が超音波ユニット１２を制御する。そして、超音波ユニット制御部４７及びプローブ制御部２６は体内臓器からの反射波を受信する超音波ユニット１２を送受信させ、体内臓器からの反射波を受信しない超音波ユニット１２を停止させる。ここで、“体内臓器からの反射波を受信する超音波ユニット”とは、体内臓器からの反射波だけが到達される超音波ユニットである。“体内臓器からの反射波を受信しない超音波ユニット”とは体内臓器からの反射波と肋骨４ｄからの反射波とが到達される超音波ユニットである。そして、選択超音波ユニット１２ｍから人体４に向けて超音波を発信して、反射波を受信する。
【００９０】
超音波ユニット制御部４７及びプローブ制御部２６は複数の超音波ユニット１２に対して超音波ユニット１２毎に超音波の送信と非送信とを制御する。非選択超音波ユニット１２ｎは肋骨４ｄが障害物となり人体４の内部の深い場所まで超音波を送信できないことがある。このときにも、肋骨４ｄによる影響を受けない選択超音波ユニット１２ｍが人体４の内部の深い場所まで超音波を送信して人体４からの反射波を受信することができる。
【００９１】
超音波ユニット１２には複数の超音波素子２５が設置されている。超音波装置１には超音波素子２５が多く設置されているので超音波素子２５毎に超音波の送信と非送信とを制御するときには、特定の超音波素子２５から超音波を送信し人体４からの反射波を受信するのに時間がかかる。超音波装置１では肋骨４ｄによる影響を受けない選択超音波ユニット１２ｍからのみ超音波を送信し人体４からの反射波を受信する為、超音波を送信し、反射波を受信して電気信号を制御装置３に出力するのにかかる時間を短くすることができる。
【００９２】
超音波ユニット制御部４７及びプローブ制御部２６は肋骨４ｄから反射波を受信する超音波ユニット１２からの超音波の送信を非送信に制御する。これにより、超音波を送信する超音波ユニット１２の数を減らすことができる。
【００９３】
超音波装置は体内臓器からの反射波だけが到達される超音波ユニットを作動させて、体内臓器からの反射波と肋骨４ｄからの反射波とが到達される超音波ユニットを作動させない。従って、超音波ユニットは肋骨４ｄの影響を受けずに体内臓器からの反射波を受信できる。そして、一部の超音波ユニットを作動させない為、総ての超音波ユニットを作動させるときに比べて、超音波を送信し、反射波を受信して電気信号を出力するのにかかる時間を短くすることができる。
【００９４】
図１２及び図１３はステップＳ５の超音波画像形成工程及びステップＳ６の超音波画像表示工程に対応する図である。ステップＳ５において、画像形成部４９が超音波受信データ４４を用いて超音波画像データ４６を形成する。超音波画像の形成方法は公知であるので詳細な説明は省略する。超音波素子２５が超音波を発信してから超音波素子２５が反射波を受信するまでの時間に超音波の速度を掛け算して２で除算することにより超音波素子２５が反射した深さを演算することができる。超音波プローブ２には超音波ユニット１２がマトリックス状に配置されているので、超音波画像データ４６には３次元のデータが含まれる。表示画像演算部５０は３次元のデータから人体４を所定の平面で切断した超音波画像を演算する。表示画像演算部５０は白黒画面の超音波画像において反射波が強い場所と反射波が弱い場所との輝度に差をつける。画像形成部４９及び表示画像演算部５０が演算した結果のデータは超音波画像データ４６に保存される。
【００９５】
図１２は表示画像演算部５０が演算した第１超音波画像５２である。ステップＳ６では表示装置７が第１超音波画像５２を表示する。図１２に示すように、第１超音波画像５２では内臓の臓器５２ａを示す部分と脂肪５２ｂを示す部分との濃度が異なって表示されるので、臓器５２ａの形状を観察することができる。
【００９６】
図１３は表示画像演算部５０が演算した第２超音波画像５３である。ステップＳ６では表示装置７が第２超音波画像５３を表示する。図１３に示すように、第２超音波画像５３は第１超音波画像５２を扇形に変形させた画像である。第２超音波画像５３は人体４を輪切りにした断面形状に近いので臓器５３ａの形状を実物の形状に近い形状で観察することができる。
【００９７】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、超音波装置１は複数の超音波ユニット１２、保持部１７、固定部８、プローブ制御部２６及び超音波ユニット制御部４７を備えている。超音波ユニット１２は人体４に超音波を送信し人体４からの反射波を受信する。この超音波ユニット１２を保持部１７が保持する。そして、固定部８が保持部１７を人体４に固定する。従って、複数の超音波ユニット１２は人体４との相対位置を安定して保持される。プローブ制御部２６及び超音波ユニット制御部４７は複数の超音波ユニット１２に対して超音波ユニット１２毎に超音波の送信と非送信とを制御する。従って、一部の超音波ユニット１２が肋骨４ｄにより人体４の内部の深い場所まで超音波を送信できないことがある。このときにも、肋骨４ｄによる影響を受けない他の超音波ユニット１２が人体４の内部の深い場所まで超音波を送信して人体４からの反射波を受信することができる。
【００９８】
超音波ユニット１２には複数の超音波素子２５が設置されている。超音波装置１には超音波素子２５が多く設置されているので超音波素子２５毎に超音波の送信と非送信とを制御するときには、特定の超音波素子２５から超音波を送信し人体４からの反射波を受信するのに時間がかかる。本実施形態では肋骨４ｄによる影響を受けない超音波ユニット１２から超音波を送信し人体４からの反射波を受信する為、制御する超音波素子２５の数を減らすことができる。その結果、超音波を送信し、反射波を受信して電気信号を出力するのにかかる時間を短くすることができる。
【００９９】
（２）本実施形態によれば、超音波装置１は体内臓器からの反射波だけが到達される超音波ユニット１２を作動させて、体内臓器からの反射波と肋骨４ｄからの反射波とが到達される超音波ユニット１２を作動させない。従って、超音波ユニット１２は肋骨４ｄの影響を受けずに体内臓器からの反射波を受信できる。そして、一部の超音波ユニット１２を作動させない為、総ての超音波ユニット１２を作動させるときに比べて、超音波を送信して反射波を受信して電気信号を出力するのにかかる時間を短くすることができる。
【０１００】
（３）本実施形態によれば、固定部８は人体４を輪形状に巻く。超音波ユニット１２を保持する保持部１７を固定部８は人体４に固定する。そして、固定部８及び保持部１７は複数の超音波ユニット１２を人体４の表面に沿って設置する。従って、複数の超音波ユニット１２は人体４の複数の場所の表面から人体４の内部に向けて超音波を送信し人体４からの反射波を受信することができる。
【０１０１】
（４）本実施形態によれば、超音波ユニット１２は固定部８の輪形状に沿って、列形状に配置される。列数は一列でも良く、複数列でも良い。このとき、超音波ユニット１２を輪形状に配置する為、輪形状の内側に向けて超音波を送信することができる。従って、複数の場所で異なる方向に超音波を送信することができる。その結果、人体４に超音波を複数の方向から送信して反射波を受信することができる。
【０１０２】
（５）本実施形態によれば、保持部１７は柔軟性を有している。従って、保持部１７に保持される超音波ユニット１２が人体４に押圧されるとき超音波ユニット１２は人体４の表面の凹凸に沿って設置される。従って、人体４の表面に凹凸があるときにも、超音波ユニット１２を人体４の表面に密着させることができる。その結果、超音波ユニット１２は人体４に効率良く超音波を送信して反射波を受信することができる。
【０１０３】
（６）本実施形態によれば、超音波装置１は貼付部５１を備えている。貼付部５１は人体４の表面に超音波ユニット１２を貼付する。従って、超音波ユニット１２が人体４に対して移動することが抑制される。その結果、超音波ユニット１２は安定性良く人体４からの反射波を受信することができる。
【０１０４】
（７）本実施形態によれば、超音波ユニット１２の幅は１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。人体４の隣り合う肋骨４ｄの間の隙間は２０ｍｍ〜４０ｍｍである。隣り合う肋骨４ｄの間の隙間が２０ｍｍのとき超音波ユニット１２の幅を１０ｍｍにすることで隣り合う肋骨４ｄの間の隙間から超音波を送信し人体４からの反射波を受信することができる。隣り合う肋骨４ｄの間の隙間が４０ｍｍのとき超音波ユニット１２の幅を３０ｍｍにすることで隣り合う肋骨４ｄの間の隙間から超音波を送信し人体４からの反射波を受信することができる。超音波ユニット１２の幅が広い方が狭いときに比べてノイズが少ない反射波を受信することができる。従って、人体４の隣り合う肋骨４ｄの間の隙間にあわせて適切な幅の超音波ユニット１２を用いることができる。
【０１０５】
（８）本実施形態によれば、超音波ユニット１２の幅は１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。隣り合う肋骨４ｄの間の隙間が２０ｍｍのとき超音波ユニット１２の幅を１０ｍｍにすることで超音波ユニット１２が隣り合う肋骨の間の隙間の中央から５ｍｍ移動しても肋骨４ｄの影響を受けずに超音波ユニット１２は超音波を送信し人体４からの反射波を受信することができる。また、隣り合う肋骨４ｄの間の隙間が４０ｍｍのとき超音波ユニットの幅を２０ｍｍにすることで超音波ユニット１２が隣り合う肋骨の間の隙間の中央から１０ｍｍ移動しても肋骨４ｄの影響を受けずに超音波ユニット１２は超音波を送信し人体４からの反射波を受信することができる。従って、隣り合う肋骨４ｄの間の隙間にあわせて適切な幅の超音波ユニット１２を用いることができ、超音波ユニット１２が発信する超音波が肋骨４ｄにかからない確率を高くできる。
【０１０６】
（９）本実施形態によれば、固定部８は人体４の胴部４ｅに巻きつけるベルト構造を有している。固定部８が人体４の胴部４ｅに巻きつけるベルト構造のとき、肝臓４ｂ、腎臓４ｃ、胆嚢、胆管、膵臓等に超音波を送信し肝臓４ｂ、腎臓４ｃ等からの反射波を受信することができる。
【０１０７】
（１０）本実施形態によれば、観察部位は肝臓４ｂ、腎臓４ｃ、胆嚢、胆管、膵臓の少なくともいずれかであり、超音波装置１は観察部位に超音波を送信し観察部位からの反射波を受信する。従って、肝臓４ｂ、腎臓４ｃ、胆嚢、胆管、膵臓のいずれかの形状を非踏襲で観察することができる。
【０１０８】
（１１）本実施形態によれば、ステップＳ２の第１超音波探査工程にて複数の超音波ユニット１２から人体４に向けて超音波を発信して反射波を受信する。そして、ステップＳ３の超音波ユニット選択工程では肋骨４ｄからの反射波を受信しない超音波ユニット１２を選択する。次に、ステップＳ３の超音波ユニット選択工程で選択した超音波ユニット１２から人体４に向けて超音波を発信して反射波を受信する。
【０１０９】
超音波ユニット１２には複数の超音波素子２５が設置されている。多くの超音波素子２５毎に超音波の送信と非送信とを制御するときには、特定の超音波素子２５から超音波を送信し人体４からの反射波を受信するのに時間がかかる。本実施形態では反射波を受信して肋骨４ｄによる影響を受けない超音波ユニット１２を選択している。そして、肋骨４ｄによる影響を受けない超音波ユニット１２から超音波を送信し人体４からの反射波を受信する。従って、肋骨４ｄによる影響を受けない超音波ユニット１２だけを使用する為、超音波を送信し、反射波を受信して電気信号を出力するのにかかる時間を短くすることができる。
【０１１０】
（１２）本実施形態によれば、超音波ユニット１２を選択する前のステップＳ２の第１超音波探査工程で複数の超音波ユニット１２から人体４に向けて超音波を発信するときには、超音波ユニット１２の外周に位置する超音波素子２５から超音波を発信する。超音波ユニット１２の大きさが肋骨４ｄより小さいとき、超音波ユニット１２の外周に位置する超音波素子２５から超音波を発信することにより、反射波が肋骨４ｄから反射するかを判断することができる。このとき、超音波ユニット１２に設置された総ての超音波素子２５から超音波を発信するときに比べて少ない超音波素子２５が発信した反射波を分析して判断することができる。従って、反射波を受信した後に肋骨４ｄによる影響を受けない超音波ユニット１２を選択する時間を短くすることができる。
【０１１１】
（１３）本実施形態によれば、超音波ユニット制御部４７及びプローブ制御部２６は肋骨４ｄから反射波を受信する超音波ユニット１２からの超音波の送信を非送信に制御する。従って、超音波を送信する超音波ユニット１２の数を減らすことができる。
【０１１２】
（第２の実施形態）
次に、超音波装置の一実施形態について図１４の超音波装置の設置例を説明するための模式図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、固定部８の形状が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１１３】
すなわち、本実施形態では、図１４に示すように、超音波装置５６は超音波プローブ５７を備えている。
【０１１４】
超音波プローブ５７は固定部５８を備えている。第１の実施形態の超音波プローブ２と同様に固定部５８には超音波ユニット１２及び保持部１７がマトリックス状に設置されている。そして、各超音波ユニット１２は角度検出部１３により連結されている。固定部５８は人体４の肩部４ｆに巻きつけるベルト構造を有している。そして、超音波ユニット１２から発信される超音波が心臓４ａに向かって進行する場所に超音波ユニット１２が設置されている。従って、超音波プローブ５７は心臓４ａに超音波を送信し心臓４ａからの反射波を受信することができる。
【０１１５】
超音波ユニット１２の長手方向は肋骨４ｄが延びる方向と同じ方向になっている。これにより、超音波ユニット１２が肋骨４ｄ間の隙間と対向する場所となる確率が高くなっている。そして、超音波ユニット１２の各列は図中上下方向の位置が異なっている。これにより、固定部５８が肋骨４ｄが延びる方向に対して斜めになっても、超音波ユニット１２を固定部５８に設置する密度を高くできる。
【０１１６】
超音波装置５６が超音波を送信して反射波を受信する観察部位は心臓４ａである。従って、操作者は超音波装置５６を用いて心臓４ａの形状を非踏襲で観察することができる。
【０１１７】
（第３の実施形態）
次に、超音波装置の一実施形態について図１５及び図１６を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、超音波ユニット１２が回転可能になっている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１１８】
図１５及び図１６は保持部の構造を示す要部模式側断面図である。図１５に示すように、超音波装置６１の超音波プローブ６２は固定部８に固定基板９を備えている。固定基板９には第１保持部６３ａがマトリックス状に配置されている。第１保持部６３ａは第１の実施形態の保持部１７と同様な材質であり、柔軟性を有している。第１保持部６３ａの＋Ｚ方向側には第２保持部６３ｂが設置されている。第１保持部６３ａ及び第２保持部６３ｂにより保持部６３が構成されている。
【０１１９】
第２保持部６３ｂの＋Ｚ方向側には角度検出部１３が設置され、第２保持部６３ｂは角度検出部１３の軸２２を保持する。隣り合う角度検出部１３の間には角度変更部６４が設置されている。Ｚ方向から見たとき各角度変更部６４は保持部６３の間に配置されているので、角度変更部６４は保持部６３と同様にマトリックス状に配置されている。
【０１２０】
角度変更部６４は台部６４ａを備え、台部６４ａのＹ方向の両側は角度検出部１３と接続している。そして、台部６４ａの内部にはモーター６４ｃが設置され、モーター６４ｃの軸６４ｄが可動部６４ｂに固定されている。モーター６４ｃの軸６４ｄはＸ方向に延びている。そして、可動部６４ｂの＋Ｚ方向側には超音波ユニット１２が設置されている。超音波ユニット１２は保持部６３及び角度変更部６４と同様にマトリックス状に配置されている。モーター６４ｃにはロータリーエンコーダーが内蔵されている。これにより、軸６４ｄの回転角度を検出可能になっている。
【０１２１】
モーター６４ｃが軸６４ｄを回転するとき台部６４ａに対して超音波ユニット１２が回転する。モーター６４ｃの軸６４ｄはＸ方向に延びているので、Ｘ方向を軸にして超音波ユニット１２を回転させることができる。従って、超音波ユニット１２が超音波６５を発信するとき、超音波６５の進行方向をＸ方向を軸にして回転することができる。
【０１２２】
超音波ユニット１２が発信する超音波６５の一部が肋骨４ｄに至ることがある。このとき、図１６に示すように超音波６５の進行方向をＸ方向を軸にして回転して変更する。その結果、超音波６５が肋骨４ｄに至らないように超音波６５を進行させることができる。
【０１２３】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、超音波装置６１は超音波６５の進行方向を変更する角度変更部６４を備えている。従って、超音波装置６１は超音波６５の進行方向を変更することにより、超音波６５が肋骨４ｄに至らないように超音波６５を進行させることができる。
【０１２４】
（第４の実施形態）
次に、超音波装置の一実施形態について図１７を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図２に示した角度検出部１３の配置が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１２５】
図１７は角度検出部の構造を示す要部模式平面図である。図１７に示すように、超音波装置６８における超音波プローブ６９ではＸ方向において隣り合う超音波ユニット１２の間に角度検出部７０が設置されている。各列における角度検出部７０は同じ構造であり、１つの列の角度検出部７０について説明する。
【０１２６】
図中中程に位置する超音波ユニット１２を第７超音波ユニット７１とし、を第７超音波ユニット７１の＋Ｘ方向側に位置する超音波ユニット１２を第８超音波ユニット７２とする。第７超音波ユニット７１の−Ｙ方向側に位置する超音波ユニット１２を第２１超音波ユニット７３とし、第８超音波ユニット７２の−Ｙ方向側に位置する超音波ユニット１２を第２２超音波ユニット７４とする。
【０１２７】
第７超音波ユニット７１の＋Ｘ方向側には第７超音波ユニット７１と接続する第１接続部材７０ａが設置され、第８超音波ユニット７２の−Ｘ方向側には第８超音波ユニット７２と接続する第２接続部材７０ｂが設置されている。第１接続部材７０ａと第２接続部材７０ｂとはＹ方向に延びる第１軸７０ｃにより結合され、第１軸７０ｃには第１ロータリーエンコーダー７０ｄが設置されている。これにより、第７超音波ユニット７１と第８超音波ユニット７２とは第１軸７０ｃを軸にして回転可能に接続されている。そして、第７超音波ユニット７１と第８超音波ユニット７２との相対角度が第１ロータリーエンコーダー７０ｄにより検出される。
【０１２８】
第２１超音波ユニット７３の＋Ｘ方向側には第２１超音波ユニット７３と接続する第３接続部材７０ｅが設置され、第２２超音波ユニット７４の−Ｘ方向側には第２２超音波ユニット７４と接続する第４接続部材７０ｆが設置されている。第３接続部材７０ｅと第４接続部材７０ｆとはＹ方向に延びる第１軸７０ｃにより結合され、第１軸７０ｃには第１ロータリーエンコーダー７０ｄが設置されている。これにより、第２１超音波ユニット７３と第２２超音波ユニット７４とは第１軸７０ｃを軸にして回転可能に接続されている。そして、第２１超音波ユニット７３と第２２超音波ユニット７４との相対角度が第１ロータリーエンコーダー７０ｄにより検出される。
【０１２９】
第１接続部材７０ａと第３接続部材７０ｅとはＸ方向に延びる第２ロータリーエンコーダー７０ｈにより回転可能に結合されている。第７超音波ユニット７１及び第２１超音波ユニット７３のＸ方向側では第２接続部材７０ｂと第４接続部材７０ｆとがＸ方向に延びる第２軸７０ｇにより回転可能に結合されている。これにより、第７超音波ユニット７１と第２１超音波ユニット７３とは第２軸７０ｇ及び第２ロータリーエンコーダー７０ｈを軸にして回転可能に接続されている。そして、第７超音波ユニット７１と第２１超音波ユニット７３との相対角度が第２ロータリーエンコーダー７０ｈにより検出される。同様に、第８超音波ユニット７２と第２２超音波ユニット７４とは第２軸７０ｇ及び第２ロータリーエンコーダー７０ｈを軸にして回転可能に接続されている。そして、第８超音波ユニット７２と第２２超音波ユニット７４との相対角度が第２ロータリーエンコーダー７０ｈにより検出される。
【０１３０】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、Ｘ方向における超音波ユニット１２の間に角度検出部７０が設置されている。そして、Ｙ方向における超音波ユニット１２の間には角度検出部７０が配置されていないので隣り合う超音波ユニット１２の間隔が狭くすることが可能になっている。従って、Ｙ方向における超音波ユニット１２の間隔を短くできるので、Ｙ方向にて隣り合う肋骨４ｄ間に超音波ユニット１２を配置する個数を多くすることができる。
【０１３１】
（第５の実施形態）
次に、超音波装置の一実施形態について図１８を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、超音波ユニット１２が人体４の胸側に加えて背中側にも配置されている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１３２】
図１８は超音波装置の構造を示す模式断面図であり、人体４の腹回りに沿う断面である。図１８に示すように、超音波装置７７は超音波プローブ７８を備えている。超音波プローブ７８は固定部７９を備えている。固定部７９の１端には第１接合部８０ａが設置され、固定部７９の他端には第２接合部８０ｂが設置されている。第１接合部８０ａ及び第２接合部８０ｂにより接合部８０が構成されている。接合部８０は第１の実施形態における接合部１１と同様の形態になっている。
【０１３３】
固定部７９は人体４を輪形状に巻き、複数の超音波ユニット１２を人体４の表面に沿って設置する。固定部７９は人体４の胸側から背中側まで巻きつけられる。このとき、人体４と超音波ユニット１２との間に貼付部８１を配置する。貼付部８１は第１の実施形態の貼付部５１と同様の部位である。そして、超音波ユニット１２を保持する保持部１７を固定部７９が人体４に固定する。このとき、複数の超音波ユニット１２を人体４の表面に沿って設置する。超音波ユニット１２は人体４の胸側から背中側にかけて設置され、人体４を囲んで設置されている。従って、複数の超音波ユニット１２は人体４の胸側、背中側及び側面側の表面から人体４の内部に向けて超音波を送信し人体４からの反射波を受信することができる。
【０１３４】
肋骨４ｄと背骨に囲まれた場所に位置する臓器に向けて超音波ユニット１２が多方面から超音波６５を発信して受信する。これにより、肋骨４ｄ及び背骨の影響を抑えて臓器の位置や形状を計測することができる。
【０１３５】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では超音波ユニット１２をマトリックス状に配置した。超音波ユニット１２の配置形態を肋骨４ｄの隙間の形態に合わせて配置しても良い。肋骨４ｄの影響を受けない超音波ユニット１２の比率を高めることができる。
【０１３６】
（変形例２）
前記第１の実施形態ではステップＳ２の第１超音波探査工程において超音波ユニット１２の外周に位置する超音波素子２５を駆動した。超音波ユニット１２の総ての超音波素子２５を駆動しても良い。超音波素子２５の一部を選択して駆動する回路を除くことができる。
【０１３７】
（変形例３）
前記第１の実施形態では角度検出部１３に光エンコーダーを用いた。角度検出部１３は角度を検出できれば良く他の装置でも良い。磁気式のエンコーダー、電気誘導式の電コーダー、電気抵抗式のエンコーダーを用いることができる。
【符号の説明】
【０１３８】
１…超音波装置、４…被検体としての人体、４ａ…心臓、４ｂ…肝臓、４ｃ…腎臓、４ｄ…肋骨、８…固定部、１２…超音波ユニット、１２ｂ…超音波ユニットの幅としてのユニット幅、１７…保持部、２６…制御部としてのプローブ制御部、４７…制御部としての超音波ユニット制御部、５１，８１…貼付部、６５…超音波。
【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８】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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