(57)【要約】【課題】超音波プローブの音響レンズの劣化度合いを容易に自動的に評価することができる超音波診断装置、超音波プローブの保守装置、超音波プローブ、および超音波プローブの保守プログラムを提供する。【解決手段】実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブの超音波振動子で測定された、前記超音波プローブの音響レンズの表面で反射された超音波の反射波伝搬時間を取得する取得部と、前記反射波伝搬時間にもとづいて前記音響レンズの劣化度を評価する評価部と、を備える。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波プローブの超音波振動子で測定された、前記超音波プローブの音響レンズの表面で反射された超音波の反射波伝搬時間を取得する取得部と、
前記反射波伝搬時間にもとづいて前記音響レンズの劣化度を評価する評価部と、
を備えた超音波診断装置。
【請求項２】
前記評価部は、
あらかじめ測定された前記反射波伝搬時間の初期値と、前記初期値の測定時よりも後の所定の測定時に測定されて前記取得部により取得された前記反射波伝搬時間と、にもとづいて前記劣化度を評価する、
請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記評価部は、
前記反射波伝搬時間の前記初期値と、前記所定の測定時に測定された前記反射波伝搬時間と、使用許容閾値と、にもとづいて前記劣化度を評価する、
請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記使用許容閾値は、
前記超音波プローブの機種に応じて定められた値である、
請求項３記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記反射波伝搬時間は、
前記音響レンズとは異なる物性を有する外部媒質が前記音響レンズの表面で前記音響レンズと接する境界で反射された前記超音波の伝搬時間である、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記反射波伝搬時間は、
前記超音波の送信後かつ初期ノイズ期間経過後の所定期間を注目期間とし、前記超音波の送信時から受信信号強度が前記注目期間における最大強度の所定割合の強度に前記注目期間において最初に達する時まで、前記超音波の送信時から前記注目期間で最初に前記受信信号強度がゼロになるゼロクロス時まで、または、前記超音波の送信時から前記注目期間における前記最大強度となる時まで、のいずれかの時間である、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記反射波伝搬時間は、
前記超音波プローブの前記超音波振動子を所定の条件で駆動して前記超音波を送信させ、前記超音波振動子に前記音響レンズの表面で反射された前記超音波を受信させることにより測定された前記超音波の伝搬時間である、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記所定の条件は、
駆動する前記超音波振動子、前記超音波振動子の駆動電圧、駆動周波数、波数、波形、ゲイン、および駆動時間の少なくとも１つを含む、
請求項７記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記取得部は、
前記超音波プローブの前記超音波振動子を前記所定の条件で駆動して前記超音波を送信させ、前記超音波振動子に前記音響レンズの表面で反射された前記超音波を受信させて、前記超音波の送信から受信までの伝搬時間を前記反射波伝搬時間として測定することにより前記反射波伝搬時間を取得する、または、あらかじめ前記所定の条件を用いて測定されて記憶部に記憶された前記反射波伝搬時間を記憶部から取得する、
請求項７または８に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記取得部は、
前記反射波伝搬時間の測定時における前記超音波プローブに設けられた温度センサの出力を取得し、
前記評価部は、
前記温度センサの出力にもとづいて、前記反射波伝搬時間の測定時における前記超音波プローブの内部の前記超音波の伝搬媒質の温度を推定し、推定した前記伝搬媒質の温度を用いて前記反射波伝搬時間を補正して前記劣化度を評価する、
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記評価部により評価された前記音響レンズの前記劣化度を、自機に備えられた記憶部、ネットワークを介して自機と接続された外部の記憶部、および前記超音波プローブに備えられた記憶部、の少なくとも１つの記憶部に格納させる格納部、
をさらに備えた請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記評価部により評価された前記音響レンズの前記劣化度を示す情報を、表示部に表示させることにより自機のユーザに通知し、またはネットワークを介して自機と接続された外部の情報処理装置に与えることにより前記情報処理装置を介して前記情報処理装置のユーザに通知する通知部、
をさらに備えた請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記反射波伝搬時間を複数の測定時で測定することにより得られる前記反射波伝搬時間の経時変化にもとづいて、前記音響レンズに異常が発生しているか否かを診断する原因診断部、
をさらに備えた請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記反射波伝搬時間を複数の測定時で測定することにより得られる前記反射波伝搬時間の経時変化にもとづいて、前記音響レンズの使用許容期限を予測する予測部、
をさらに備えた請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
複数の前記超音波振動子のそれぞれで測定された前記反射波伝搬時間にもとづいて、前記音響レンズを介して外部に送信される前記超音波プローブの超音波のフォーカス位置を推定し、推定したフォーカス位置から正常なフォーカス位置に補正するための複数の前記超音波振動子のそれぞれの位相遅延の補正値を求める形状補正部、
をさらに備えた請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１６】
超音波プローブの超音波振動子で測定された、前記超音波プローブの音響レンズの表面で反射された超音波の反射波伝搬時間を取得する取得部と、
前記反射波伝搬時間にもとづいて前記音響レンズの劣化度を評価する評価部と、
を備えた超音波プローブの保守装置。
【請求項１７】
音響レンズと超音波振動子とを含むプローブ本体と、
前記超音波振動子で測定された、前記音響レンズの表面で反射された超音波の反射波伝搬時間を取得する取得部と、
前記反射波伝搬時間にもとづいて前記音響レンズの劣化度を評価する評価部と、
を備えた超音波プローブ。
【請求項１８】
コンピュータに、
超音波プローブの超音波振動子で測定された、前記超音波プローブの音響レンズの表面で反射された超音波の反射波伝搬時間を取得するステップと、
前記反射波伝搬時間にもとづいて前記音響レンズの劣化度を評価するステップと、
を実行させるための超音波プローブの保守プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置、超音波プローブの保守装置、超音波プローブ、および超音波プローブの保守プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、被検体の表面に超音波プローブの音響レンズを接触させ、超音波プローブによる超音波の送受信によってエコー信号を取得し、エコー信号にもとづいて被検体内部の情報を画像化する。この種の超音波診断装置に用いられる超音波プローブの音響レンズは、使用によって摩耗や剥離などの劣化を生じる。音響レンズの劣化が進行すると、被検体を感電させてしまう、あるいは超音波画像の画質が低下してしまう等の不具合がおきてしまう。そこで、ユーザは、たとえば音響レンズの劣化を目視により確認し、必要に応じて音響レンズを交換または修理することによって上記不具合を未然に防ぐようにするとよい。
【０００３】
しかし、目視による確認では、ユーザは音響レンズの劣化を見過ごしてしまう場合がある。また、音響レンズそのものに加工を施して劣化度合いを評価しやすくすることも考えられるが、この場合、当該加工によってコストが増大してしまうという問題があるほか、音響レンズの音響性能に制限が生じてしまう場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４８８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、超音波プローブの音響レンズの劣化度合いを容易に自動的に評価することができる超音波診断装置、超音波プローブの保守装置、超音波プローブ、および超音波プローブの保守プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る超音波診断装置は、上述した課題を解決するために、超音波プローブの超音波振動子で測定された、前記超音波プローブの音響レンズの表面で反射された超音波の反射波伝搬時間を取得する取得部と、前記反射波伝搬時間にもとづいて前記音響レンズの劣化度を評価する評価部と、を備えたものである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る超音波診断装置の一構成例を示すブロック図。
【図２】超音波プローブの音響レンズを含むプローブ本体の一例を示す構成図。
【図３】第１実施形態に係る超音波診断装置の処理回路のプロセッサによる実現機能の基本例を示す概略的なブロック図。
【図４】第１実施形態に係る超音波診断装置の処理回路のプロセッサが、ＴＯＦ測定スキャンによって反射波伝搬時間ＴＯＦの初期値Ｔ０を取得する際の手順の一例を示すフローチャート。
【図５】ＴＯＦ測定スキャンにおける受信信号強度の時間変化を示す波形の一例を示す説明図。
【図６】反射波伝搬時間Ｔ０として定義されうる３つのタイミングの具体例を示す説明図。
【図７】第１実施形態に係る超音波診断装置の処理回路のプロセッサが、ＴＯＦ測定スキャンによって反射波伝搬時間ＴＯＦの測定値Ｔｎを取得して音響レンズの劣化度を評価する際の手順の一例を示すフローチャート。
【図８】反射波伝搬時間ＴＯＦの初期値Ｔ０と、最新の測定値Ｔｎと、使用許容閾値Ｔｔｈとの関係を説明するための図。
【図９】劣化度を示す情報の第１表示例を示す説明図。
【図１０】劣化度を示す情報の第２表示例を示す説明図。
【図１１】図４に示す反射波伝搬時間ＴＯＦの初期値Ｔ０を取得する際の手順の変形例を示すフローチャート。
【図１２】図７に示す反射波伝搬時間ＴＯＦの測定値Ｔｎを取得して音響レンズの劣化度を評価する際の手順の変形例を示すフローチャート。
【図１３】図３に示す処理回路のプロセッサによる実現機能の第１変形例を示す概略的なブロック図。
【図１４】反射波伝搬時間ＴＯＦの経時変化にもとづいて剥離などの突発的な異常が音響レンズに発生しているか否かを診断する際の手順の一例を示すフローチャート。
【図１５】反射波伝搬時間ＴＯＦの経時変化の一例を示す説明図。
【図１６】図３に示す処理回路のプロセッサによる実現機能の第２変形例を示す概略的なブロック図。
【図１７】反射波伝搬時間ＴＯＦにもとづいてフォーカス位置の変化を検知し、フォーカス位置を正常な位置に補正するための位相遅延の補正値を求める際の手順の一例を示すフローチャート。
【図１８】本発明の第２実施形態に係る保守装置の一構成例を示すブロック。
【図１９】本発明の第３実施形態に係る超音波プローブの一構成例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明に係る超音波診断装置、超音波プローブの保守装置、超音波プローブ、および超音波プローブの保守プログラムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【０００９】
本発明の一実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブの音響レンズの表面で反射された超音波の伝搬時間（ＴＯＦ：Time Of Flight）にもとづいて音響レンズの劣化度を評価する機能を有する。以下、第１実施形態では、当該機能を超音波診断装置が有する場合の例を説明する。また、第２実施形態では当該機能を保守装置が有する場合の例を、第３実施形態では当該機能を超音波プローブが有する場合の例を、それぞれ説明する。
【００１０】
また、以下の説明では、超音波プローブの音響レンズの表面で反射された超音波の伝搬時間を、反射波伝搬時間ＴＯＦという。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る超音波診断装置１０の一構成例を示すブロック図である。また、図２は、超音波プローブ３０の音響レンズ４２を含むプローブ本体４０の一例を示す構成図である。
【００１２】
超音波診断装置１０は、たとえば超音波プローブ３０が受信した被検体Ｐからのエコー信号にもとづいて超音波画像を生成する。また、第１実施形態に係る超音波診断装置１０は、超音波プローブ３０のプローブ本体４０の音響レンズ４２の表面４２ａ（図２参照）で反射された超音波の反射波伝搬時間ＴＯＦにもとづいて音響レンズ４２の劣化度を評価する。
【００１３】
超音波診断装置１０は、入力回路２１、ディスプレイ２２、および超音波プローブ３０と接続されて用いることができる。なお、超音波診断装置１０は、入力回路２１、ディスプレイ２２、および超音波プローブ３０の少なくとも１つを備えてもよい。
【００１４】
超音波診断装置１０は、図１に示すように、送受信回路１１、Ｂモード処理回路１２、ドプラ処理回路１３、画像生成回路１４、画像メモリ１５、表示制御回路１６、記憶回路１７、ネットワーク接続回路１８、および処理回路１９を有する。
【００１５】
送受信回路１１は、送信回路および受信回路を有する。送受信回路１１は、処理回路１９に制御されて、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。なお、図１には送受信回路１１が超音波診断装置１０に設けられる場合の例について示したが、送受信回路１１は超音波プローブ３０に設けられてもよいし、超音波診断装置１０と超音波プローブ３０の両方に設けられてもよい。
【００１６】
送信回路は、パルス発生器、送信遅延回路およびパルサ回路などを有し、超音波振動子に駆動信号を供給する。パルス発生器は、所定のレート周波数で、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、超音波振動子から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルス発生器が発生する各レートパルスに対し与える。また、パルサ回路は、レートパルスにもとづくタイミングで、超音波振動子に駆動パルスを印加する。送信遅延回路は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面から送信される超音波ビームの送信方向を任意に調整する。
【００１７】
受信回路は、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器などを有し、超音波振動子が受信したエコー信号を受け、このエコー信号に対して各種処理を行なってエコーデータを生成する。アンプ回路は、エコー信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正されたエコー信号をＡ／Ｄ変換し、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算器は、Ａ／Ｄ変換器によって処理されたエコー信号の加算処理を行なってエコーデータを生成する。加算器の加算処理により、エコー信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。
【００１８】
Ｂモード処理回路１２は、受信回路からエコーデータを受信し、対数増幅、包絡線検波処理などを行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。ドプラ処理回路１３は、受信回路から受信したエコーデータから速度情報を周波数解析し、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、パワーなどの移動態情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。
【００１９】
画像生成回路１４は、超音波プローブ３０が受信したエコー信号にもとづいて超音波画像データを生成する。たとえば、画像生成回路１４は、Ｂモード処理回路１２が生成した２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度にて表した２次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成回路１４は、ドプラ処理回路１３が生成した２次元のドプラデータから移動態情報を表す平均速度画像、分散画像、パワー画像、または、これらの組み合わせ画像としての２次元のカラードプラ画像の画像データを生成する。
【００２０】
画像メモリ１５は、処理回路１９が生成した２次元超音波画像を記憶する記憶回路である。
【００２１】
表示制御回路１６は、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）およびＶＲＡＭ（Video RAM）などを含み、処理回路１９により制御されて、処理回路１９から表示出力要求のあった画像をディスプレイ２２に表示させる。
【００２２】
記憶回路１７は、処理回路１９に制御されて、レンズ劣化度評価のための反射波伝搬時間ＴＯＦの測定条件、反射波伝搬時間ＴＯＦの初期値Ｔ０、反射波伝搬時間ＴＯＦの任意日時の測定値Ｔｎ（ただし、ｎは何度目の測定かを示す正の整数）、反射波伝搬時間ＴＯＦの使用許容閾値Ｔｔｈ、反射波伝搬時間ＴＯＦの測定値Ｔｎを測定した装置の情報を含む測定情報、劣化度の評価結果などを格納する。
【００２３】
この記憶回路１７は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。記憶回路１７の記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介した通信によりダウンロードされてもよいし、光ディスクなどの可搬型記憶媒体を介して記憶回路１７に与えられてもよい。
【００２４】
また、記憶回路１７に記憶される情報の一部または全部は、保守装置２５の記憶回路２６、外部の記憶回路１０１、超音波プローブ３０の記憶回路３３、接続インターフェース３２の記憶回路３４の少なくとも１つに分散されて記憶され、あるいは複製されて記憶されてもよい。たとえば、記憶回路１７に記憶される情報の一部または全部は、外部の記憶回路１０１に記憶されてネットワーク１００を介して処理回路１９により取得されて記憶回路１７に格納されてもよい。
【００２５】
ネットワーク接続回路１８は、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。ネットワーク接続回路１８は、この各種プロトコルに従って、超音波診断装置１０と、保守装置２５、画像サーバなどに含まれる外部の記憶回路１０１、および情報処理装置１０２などの他の機器と、を接続する。この接続には、電子ネットワークを介した電気的な接続などを適用することができる。ここで電子ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、無線／有線の病院基幹ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。
【００２６】
また、ネットワーク接続回路１８は、非接触無線通信用の種々のプロトコルを実装してもよい。この場合、超音波診断装置１０は、たとえば保守装置２５や超音波プローブ３０と、ネットワークを介さず直接にデータ送受信することができる。
【００２７】
処理回路１９は、超音波診断装置１０を統括制御する機能を実現するほか、記憶回路１７に記憶された超音波プローブ保守プログラムを読み出して実行することにより、超音波プローブ３０の音響レンズ４２の劣化度合いを容易に自動的に評価するための処理を実行するプロセッサである。
【００２８】
入力回路２１は、たとえばキーボード、タッチパネル、テンキーなどの一般的な入力装置により構成され、ユーザの操作に対応した操作入力信号を処理回路１９に出力する。
【００２９】
ディスプレイ２２は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、処理回路１９の制御に従って各種情報を表示する。なお、超音波診断装置１０は、入力回路２１およびディスプレイ２２の少なくとも一方を備えてもよい。
【００３０】
保守装置２５は、記憶回路２６を備え、超音波プローブ３０を保守管理するためにサービスマンによって利用される。保守装置２５は、送受信回路１１を有してもよい。
【００３１】
外部の記憶回路１０１は、ネットワーク１００上に設けられた記憶回路であり、ネットワーク１００を介してデータ送受信可能に超音波診断装置１０などの機器と接続される。
【００３２】
情報処理装置１０２は、ネットワーク１００を介してデータ送受信可能に超音波診断装置１０などの機器と接続される。情報処理装置１０２は、たとえば一般的なパーソナルコンピュータやワークステーション、タブレット端末などの携帯型情報処理端末などにより構成することができる。
【００３３】
超音波診断装置１０は、超音波プローブ３０の音響レンズ４２の劣化度を示す情報を情報処理装置１０２に通知することができる。具体的な通知方法については図７を用いて後述する。たとえば、情報処理装置１０２は、サービスマンが携帯する携帯型情報処理端末であってもよい。この場合、サービスマンは、情報処理装置１０２に通知された音響レンズ４２の劣化度を示す情報にもとづいて超音波プローブ３０のメンテナンスの要否を判断し、必要に応じて保守装置２５を用いて超音波プローブ３０のメンテナンス作業を行うことができる。
【００３４】
超音波プローブ３０は、ケーブル３１および接続インターフェース３２を介して、超音波診断装置１０と着脱自在に接続される。なお、接続インターフェース３２が超音波プローブ３０の筐体に一体的に設けられている場合は、ケーブル３１は不要である。また、超音波プローブ３０が超音波診断装置１０と無線通信可能な場合は、ケーブル３１と接続インターフェース３２の両者とも用いられなくてもよい。
【００３５】
また、図１に示すように、超音波プローブ３０および接続インターフェース３２は、それぞれ記憶回路３３および３４を有してもよい。この場合、記憶回路３３および３４は、それぞれ、反射波伝搬時間ＴＯＦの測定条件、反射波伝搬時間ＴＯＦの初期値Ｔ０、反射波伝搬時間ＴＯＦの任意日時の測定値Ｔｎ、反射波伝搬時間ＴＯＦの使用許容閾値Ｔｔｈ、反射波伝搬時間ＴＯＦの測定値Ｔｎを測定した装置の情報を含む測定情報、劣化度の評価結果などを格納することができる。
【００３６】
図２に示すように、超音波プローブ３０のプローブ本体４０は、ケース４１、音響レンズ４２、整合層４３、複数の超音波振動子（圧電振動子）により構成される振動子群４４、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材４５、フレキシブルプリント基板４６、および温度センサ４７を有する。
【００３７】
超音波プローブ３０としては、スキャン方向（アジマス方向）に複数の超音波振動子が配列されるとともにレンズ方向（エレベーション方向）にも複数の素子が配列された２次元アレイプローブを用いることができる。この種の２次元アレイプローブとしては、たとえば１．５Ｄアレイプローブ、１．７５Ｄアレイプローブや、２Ｄアレイプローブなどを用いることができる。
【００３８】
通常の超音波画像データを収集するためのスキャン（以下、撮像スキャンという）を実行する場合は、超音波プローブ３０の音響レンズ表面４２ａを被検体の体表に当接させた状態で超音波の送受信が行われる。この場合、送受信回路１１は、超音波プローブ３０から被検体に対して超音波を送信させるとともに、超音波プローブ３０が受信した被検体からのエコー信号にもとづいてエコーデータを生成する。
【００３９】
一方、超音波プローブ３０の音響レンズ４２の劣化度を評価するための反射波伝搬時間ＴＯＦを測定するためのスキャン（以下、ＴＯＦ測定スキャンという）を実行する場合は、超音波プローブ３０の音響レンズ表面４２ａが、音響レンズ４２とは異なる物性（少なくとも音響インピーダンスを含む）を有する外部媒質（たとえば空気など）に向けられた状態で超音波の送受信が行われる。
【００４０】
ＴＯＦ測定スキャンを実行する場合、送受信回路１１は、振動子群４４を構成する複数の超音波振動子（圧電振動子）の少なくとも１つから送信された超音波であって、音響レンズ表面４２ａと外部媒質とが接する界面で反射された超音波を受信する。たとえば、空気と音響レンズ４２とでは、音響インピーダンスが大きく異なる。このため、音響レンズ表面４２ａを空気に向けた状態で超音波振動子から送信された超音波は、大部分が音響レンズ表面４２ａと空気との境界面で反射する。この反射波の送信から受信までの伝播時間が反射波伝搬時間ＴＯＦとして測定される。
【００４１】
超音波プローブ３０は、使用されるにともない、被検体の体表に当接する音響レンズ４２が体表との摩擦によって徐々に摩耗していってしまう。また、超音波プローブ３０のユーザの取り扱い方によっては、音響レンズ４２が突然剥離してしまうなどの異常が発生してしまう場合もある。
【００４２】
摩耗が進行した音響レンズ４２には、安全上のリスクや性能上のリスクが存在する。安全上のリスクとしては、被検体を感電させてしまうことや、振動子が発生した熱を過度に被検体に伝えてしまうことなどが挙げられる。性能上のリスクとしては、画質が低下して画像診断の精度が低下することが挙げられる。これは、レンズ方向およびスキャン方向の少なくとも一方のレンズ曲率が変化することに起因する。レンズ曲率が変化すると、音響ビームのフォーカス位置が設計上予定されていた位置からずれてしまい、画質が劣化してしまう。
【００４３】
このため、摩耗が進行し、あるいは剥離が発生するなどして音響レンズ４２が劣化してしまった超音波プローブ３０は、撮像スキャンでの利用を速やかに取りやめ、補修あるいは交換等する必要がある。したがって、超音波プローブ３０は、適切に保守管理されることが好ましい。
【００４４】
ここで、整合層４３の厚みは、経年劣化によってもほとんど変化しないものと考えられる。このため、音響レンズ４２の厚みは、超音波振動子から音響レンズ表面４２ａまでの距離から容易に求められるといえる。そして、超音波振動子から音響レンズ表面４２ａまでの距離は、反射波伝搬時間ＴＯＦに比例する。
【００４５】
そこで、本実施形態に係る超音波診断装置１０の処理回路１９は、超音波プローブ３０の音響レンズ表面４２ａが音響レンズ４２とは異なる物性を有する外部媒質に向けられた状態でスキャン（ＴＯＦ測定スキャン）を行って反射波伝搬時間ＴＯＦを測定し、この反射波伝搬時間ＴＯＦにもとづいて自動的に音響レンズ４２の劣化度を評価する。
【００４６】
まず、処理回路１９の基本的な機能について説明する。
図３は、第１実施形態に係る超音波診断装置１０の処理回路１９のプロセッサによる実現機能の基本例を示す概略的なブロック図である。
【００４７】
第１実施形態に係る超音波診断装置１０の処理回路１９は、反射波伝搬時間ＴＯＦにもとづいて音響レンズ４２の劣化度を評価する機能を有する。具体的には、図３に示すように、処理回路１９のプロセッサは、取得機能５１、比較機能５２、劣化度評価機能５３、格納機能５４、および通知機能５５を実現する。これらの各機能５１−５５は、それぞれプログラムの形態で記憶回路１７に記憶されている。
【００４８】
取得機能５１は、超音波プローブ３０の少なくとも１つの超音波振動子で測定された、音響レンズ表面４２ａで反射された超音波の反射波伝搬時間ＴＯＦを取得する。
【００４９】
ここで、反射波伝搬時間ＴＯＦの取得とは、取得機能５１が送受信回路１１を介して超音波プローブ３０を制御して反射波伝搬時間ＴＯＦを直接測定することを含む。また、反射波伝搬時間ＴＯＦの取得とは、あらかじめ測定されて記憶回路１７、２６、３３、３４、１０１など（以下、記憶回路１７等という）に記憶された反射波伝搬時間ＴＯＦを、事後的に読み出して取得することも含む。事後的に読み出す場合、反射波伝搬時間ＴＯＦの測定は、超音波診断装置１０とは異なる超音波診断装置により実行されてもよいし、超音波プローブ３０が送受信回路および処理回路を備える場合は超音波プローブ３０により実行されてもよい。反射波伝搬時間ＴＯＦを測定した装置の情報は、測定情報として反射波伝搬時間ＴＯＦに関連付けられて記憶されている。
【００５０】
また、超音波プローブ３０が温度センサ４７を有する場合、取得機能５１は、温度センサ４７の出力を取得する。温度センサ４７は、たとえばサーミスタにより構成される。
【００５１】
比較機能５２は、反射波伝搬時間ＴＯＦの測定値Ｔｎを、初期値Ｔ０および閾値Ｔｔｈと比較する。
【００５２】
劣化度評価機能５３は、反射波伝搬時間ＴＯＦの測定値Ｔｎにもとづいて音響レンズ４２の劣化度を評価する。具体的には、劣化度評価機能５３は、比較機能５２の比較結果にもとづいて音響レンズ４２の劣化度を評価する。
【００５３】
格納機能５４は、劣化度評価機能５３により評価された音響レンズ４２の劣化度を記憶回路１７、２６、３３、３４、１０１（記憶回路１７等）の少なくとも１つの記憶部に格納させる
【００５４】
通知機能５５は、劣化度評価機能５３により評価された音響レンズ４２の劣化度を示す情報を、ディスプレイ２２に表示させることにより超音波診断装置１０のユーザに通知し、またはネットワーク１００を介して超音波診断装置１０と接続された外部の情報処理装置１０２に与えることにより情報処理装置１０２のユーザに通知する。
【００５５】
図４は、第１実施形態に係る超音波診断装置１０の処理回路１９のプロセッサが、ＴＯＦ測定スキャンによって反射波伝搬時間ＴＯＦの初期値Ｔ０を取得する際の手順の一例を示すフローチャートである。図４において、Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。なお、図４には、取得機能５１が送受信回路１１を介して超音波プローブ３０を制御して初期値Ｔ０を直接測定する場合の例を示す。
【００５６】
また、図５は、ＴＯＦ測定スキャンにおける受信信号強度の時間変化を示す波形の一例を示す説明図である。
【００５７】
図４に示す手順は、超音波プローブ３０の工場出荷時や、超音波プローブ３０の最初の使用時などに実行されるとよい。また、図４に示す手順は、超音波プローブ３０が空中に向けられた状態でスタートとなる。
【００５８】
ステップＳ１において、格納機能５４は、反射波伝搬時間ＴＯＦの初期値Ｔ０を測定した装置の情報として超音波診断装置１０の情報を記憶回路１７等に格納する。
【００５９】
次に、ステップＳ２において、取得機能５１は、あらかじめ記憶回路１７等に格納された反射波伝搬時間ＴＯＦの測定条件を取得する。測定条件には、ＴＯＦ測定スキャンで駆動する少なくとも１つの超音波振動子の情報、超音波振動子の駆動電圧、駆動周波数、駆動波形（たとえば波形は正弦波である、ガウシアンであるなど）、ゲイン、駆動時間、超音波波数（たとえば波数は１波である、連続波であるなど）、測定時温度の少なくとも１つを含む。
【００６０】
なお、この測定条件は、超音波プローブ３０の機種ごとに、反射波伝搬時間ＴＯＦの測定に好ましい条件を設定しておくとよい。たとえば、駆動周波数は、超音波プローブの機種ごとに反射波伝搬時間ＴＯＦの測定に好ましい条件を設定しておくことが好ましい。超音波振動子の発振に好適な中心周波数は、超音波プローブの形状等に応じて異なるためである。
【００６１】
ＴＯＦ測定スキャンで駆動される少なくとも１つの超音波振動子は、振動子群４４を構成する全ての超音波振動子であってもよいし、一部の超音波振動子であってもよい。一部の超音波振動子を用いる場合は、画質に大きく寄与する中央領域に設けられた超音波振動子を用いるとよい。なお、以下の説明では、１つの超音波振動子が１チャネルを構成する場合の例を示す。
【００６２】
次に、ステップＳ３において、取得機能５１は、取得した測定条件で、送受信回路１１を介して超音波プローブ３０を制御し、反射波伝搬時間ＴＯＦの初期値Ｔ０を測定する。
【００６３】
図５に示すように、ＴＯＦ測定スキャンの受信信号強度波形は、超音波送信時ｔ＝０の直後の期間（初期ノイズ期間）では、送信にともなうノイズ波形ＷａおよびＷｂが支配的である。反射波伝搬時間ＴＯＦの初期値Ｔ０の測定時は、音響レンズ表面４２ａで反射された超音波が戻ってくる時間ｔ＝Ｔ０は、プローブ本体４０の音響レンズ４２や整合層４３の厚みなどの設計値から予測可能である。このため、取得機能５１は、超音波の送信から初期ノイズ期間経過後の所定期間を注目期間Ｄ１とし、この注目期間Ｄ１内の波形ｗ１から初期値Ｔ０を測定するとよい。
【００６４】
図６は、反射波伝搬時間ＴＯＦとして定義されうる３つのタイミング例を示す説明図である。図６は、図５の注目期間Ｄ１を拡大した図である。
【００６５】
反射波伝搬時間ＴＯＦは、超音波の送信時ｔ＝０から、注目期間Ｄ１における最大強度Ｖｐの所定割合Ｒｔｈ（たとえば０．１など）の強度Ｖｐ×Ｒｔｈの絶対値に、受信信号強度が注目期間Ｄ１で最初に達する時までとするとよい（図６の「ピークの所定割合」参照）。
【００６６】
また、反射波伝搬時間ＴＯＦは、超音波の送信時ｔ＝０から、注目期間Ｄ１で最初に受信信号強度がゼロになるゼロクロス時までとしてもよい（図６の「ゼロクロス」参照）。また、反射波伝搬時間ＴＯＦは、超音波の送信時ｔ＝０から、注目期間Ｄ１における最大強度Ｖｐとなる時までとしてもよい（図６の「ピーク」参照）。
【００６７】
ただし、注目期間Ｄ１の最初のゼロクロス時を用いる場合は、ピーク時を用いる場合よりも超音波送信時ｔ＝０に近いために理論的にはノイズの影響を受けづらいという利点がある一方で、最初のゼロクロス時は波形の振幅が小さいためにゼロクロス時点を正確に求めることが難しいという欠点がある。また、ピーク時を用いる場合は、最初のゼロクロス時を用いる場合よりも正確にピーク時点を特定できるという利点がある一方で、最初のゼロクロス時よりも超音波送信時ｔ＝０から遠くなるためにノイズの影響を受けやすいという欠点がある。
【００６８】
ピークの所定割合時を用いる場合は、ピーク時を用いる場合よりも超音波送信時ｔ＝０に近いためにノイズの影響を受けづらいとともに、正確に到達時点を特定できる。したがって、これら３つのタイミングでは、ピークの所定割合時を用いることが最も好ましい。
【００６９】
なお、反射波伝搬時間ＴＯＦとするタイミングは、図６に示した３つのタイミングに限られず、たとえばＶｐとＶ−ｐを含む１波長が最初にゼロクロスするタイミングなどを用いることができる。
【００７０】
このように、図４のステップＳ３において、取得機能５１は、これらのいずれかのタイミングを反射波伝搬時間ＴＯＦとして、反射波伝搬時間ＴＯＦの初期値Ｔ０を測定する。
【００７１】
反射波伝搬時間ＴＯＦとするタイミングは、劣化度を評価する日時における測定値Ｔｎとで、同一のタイミングとする。このタイミングの情報は、測定条件として記憶回路１７等にあらかじめ記憶させておくとよい。
【００７２】
そして、ステップＳ４において、格納機能５４は、初期値Ｔ０を記憶回路１７等に記憶させる。
【００７３】
以上の手順により、超音波プローブ３０の反射波伝搬時間ＴＯＦの初期値Ｔ０を測定し記憶回路１７等に格納することができる。
【００７４】
図７は、第１実施形態に係る超音波診断装置１０の処理回路１９のプロセッサが、ＴＯＦ測定スキャンによって反射波伝搬時間ＴＯＦの測定値Ｔｎを取得して音響レンズ４２の劣化度を評価する際の手順の一例を示すフローチャートである。ただし、ｎは何度目の測定かを示す正の整数である。なお、図７には、取得機能５１が送受信回路１１を介して超音波プローブ３０を制御して測定値Ｔｎを直接測定する場合の例を示す。また、図７には、測定される値が現在の値（最新の値）である場合の例を示した。
【００７５】
この手順は、図４に示す手順によって初期値Ｔ０が記憶回路１７等に格納されてスタートとなる。すなわち、図７に示す手順は、図４に示す初期値Ｔ０の測定時よりも後の所定の測定時に実行される。
【００７６】
まず、ステップＳ１１において、取得機能５１は、記憶回路１７等から反射波伝搬時間ＴＯＦの初期値Ｔ０を測定した装置の情報を含む測定情報を取得し、今からｎ回目の反射波伝搬時間ＴＯＦを測定する装置の情報と照合する。そして、取得機能５１は、反射波伝搬時間ＴＯＦのｎ回目の測定値を測定した装置の情報として超音波診断装置１０の情報を記憶回路１７等に格納する。
【００７７】
この測定装置の情報は、超音波プローブ３０の保守管理を担当するサービスマンによって事後的に利用される。たとえば、サービスマンは、劣化度評価機能５３による超音波プローブ３０の劣化度の評価に疑問を持ったとき、測定装置の情報を用いることで、この評価が測定装置に生じていたトラブルによって影響を受けたものか否かを容易に切り分けることができる。
【００７８】
次に、ステップＳ１２において、取得機能５１は、図４のステップＳ２と同様に、あらかじめ記憶回路１７等に格納された反射波伝搬時間ＴＯＦの測定条件を取得する。
【００７９】
次に、ステップＳ１３において、取得機能５１は、図４のステップＳ３と同様に、取得した測定条件で、送受信回路１１を介して超音波プローブ３０を制御し、ｎ回目の反射波伝搬時間ＴＯＦの測定値Ｔｎ（たとえばリアルタイムに現在測定している場合は現在の値）を測定する。このとき、図４のステップＳ４と同様に、格納機能５４は、測定値Ｔｎを記憶回路１７等に記憶させるとよい。
【００８０】
この結果、取得機能５１は、たとえ初期値Ｔ０が異なる装置で測定されていたとしても、初期値Ｔ０の測定時と同一の測定条件で測定値Ｔｎを測定することができる。
【００８１】
次に、ステップＳ１４において、比較機能５２は、初期値Ｔ０と測定値Ｔｎとを比較する。このとき、比較機能５２は、記憶回路１７等のいずれかから初期値Ｔ０を読み出して利用する。たとえば、超音波プローブ３０の記憶回路３３に初期値Ｔ０が記憶されていれば、たとえ初期値Ｔ０が異なる装置で測定されていたとしても、超音波プローブ３０を超音波診断装置１０に有線または無線で接続するだけで、比較機能５２は、超音波プローブ３０の記憶回路３３から初期値Ｔ０を読み出すことができる。
【００８２】
図８は、反射波伝搬時間ＴＯＦの初期値Ｔ０と、最新の測定値Ｔｎと、使用許容閾値Ｔｔｈとの関係を説明するための図である。
【００８３】
図８に示すように、音響レンズ４２が摩耗すると、反射波伝搬時間ＴＯＦの測定値Ｔｎは、摩耗量に応じて初期値Ｔ０から徐々に小さくなっていく。したがって、初期値Ｔ０と測定値Ｔｎとを比較することにより、測定値Ｔｎの測定時における音響レンズ４２の厚みや、初期値Ｔ０の測定時の厚みに対する音響レンズ４２の摩耗量を求めることができる。そこで、ステップＳ１４において、比較機能５２は、初期値Ｔ０と測定値Ｔｎとを比較する。より具体的には、比較機能５２は、初期値Ｔ０と測定値Ｔｎとを比較し、たとえば測定値Ｔｎの測定時における音響レンズ４２の厚みや、初期値Ｔ０の測定時の厚みに対する音響レンズ４２の摩耗量、または初期値Ｔ０と測定値Ｔｎとの比などを求め、劣化度評価機能５３に与える。
【００８４】
また、上述したように、摩耗が進行した音響レンズ４２には、安全上のリスクや性能上のリスクが存在する。そこで、ステップＳ１４において、比較機能５２は、安全上のリスクまたは性能上のリスクを考慮してあらかじめ決定された使用許容閾値Ｔｔｈと測定値Ｔｎとを比較する（図８参照）。
【００８５】
なお、使用許容閾値Ｔｔｈは、あらかじめ記憶回路１７等に格納される。また、使用許容閾値Ｔｔｈは、超音波プローブ３０の機種に応じて設定されるとよい。
【００８６】
次に、ステップＳ１５において、劣化度評価機能５３は、比較機能５２の比較結果にもとづいて、音響レンズ４２の劣化度を評価する。格納機能５４は、劣化度評価機能５３が評価した音響レンズ４２の劣化度の評価結果を記憶回路１７等に格納する。
【００８７】
そして、ステップＳ１６において、通知機能５５は、劣化度評価機能５３が評価した音響レンズ４２の劣化度を示す情報を、ディスプレイ２２に表示させ、もしくは図示しないスピーカを介して音声やビープ音により出力させることにより、超音波診断装置１０のユーザに通知する。このとき、通知機能５５は、劣化度を示す情報を、ネットワーク１００を介して超音波診断装置１０と接続された外部の情報処理装置１０２に与えることにより情報処理装置１０２のユーザ（サービスマンなど）に通知してもよい。
【００８８】
図９は、劣化度を示す情報の第１表示例を示す説明図である。また、図１０は、劣化度を示す情報の第２表示例を示す説明図である。なお、図９および図１０において、異なるハッチングは異なる色であることを示す。また、図１０においてハッチングで示す領域は、音響レンズ４２を模した領域である。
【００８９】
たとえば、通知機能５５は、劣化度を示す情報として、測定値Ｔｎの測定時の音響レンズ４２の厚みをバーの長さで示したバー画像６１をディスプレイ２２に表示させてもよい。このとき、初期値Ｔ０の測定時の厚みを１００％としてもよい（図９参照）。また、このとき、使用許容閾値Ｔｔｈに対応する厚みを０％としてもよい。
【００９０】
また、図１０に示すように、通知機能５５は、劣化度を示す情報として、測定値Ｔｎの測定時の音響レンズ４２の厚みに応じた模擬画像６２をディスプレイ２２に表示させてもよい。また、通知機能５５は、測定値Ｔｎが使用許容閾値Ｔｔｈよりも大きく超音波プローブ３０が使用可能状態か（図１ＯのＯＫ参照）、Ｔｔｈ以下で超音波プローブ３０が使用不可状態か（図１０のＮＧ参照）を示す文字情報６３をディスプレイ２２に表示させてもよい。バー画像６１、模擬画像６２、文字情報６３は、任意に組み合わせて同時に表示させてもよい。
【００９１】
なお、振動子群４４を構成する全ての超音波振動子で測定値Ｔｎを測定した場合は、通知機能５５は、測定値Ｔｎの測定時の音響レンズ４２の形状に忠実な模擬画像６２を生成することができる。一方、振動子群４４を構成する一部の超音波振動子のみ（たとえば１つのみなど）で測定値Ｔｎを測定した場合は、通知機能５５は、当該一部の超音波振動子の測定結果にもとづいて、測定値Ｔｎの測定時の音響レンズ４２の形状を推定して模擬画像６２を生成すればよい。
【００９２】
図７に示した以上の手順により、超音波プローブ３０の反射波伝搬時間ＴＯＦの測定値Ｔｎを取得して、測定値Ｔｎの測定時における音響レンズ４２の劣化度を自動的に評価し、ユーザやサービスマンに通知することができる。このため、安全上のリスクや性能上のリスクを犯してしまうことによる不都合を容易に未然に防ぐことができる。
【００９３】
なお、測定値Ｔｎの測定は、たとえば超音波プローブ３０のユーザや超音波プローブ３０の保守管理を行なうサービスマンが保守点検するタイミングで行われてもよいし、深夜などの超音波プローブ３０の使用時間外と考えられる時間などのあらかじめ設定された時間および周期で自動的に行われてもよい。また、サービスマンが、情報処理装置１０２を介して超音波診断装置１０の処理回路１９に指示を与えることにより、遠隔から測定値Ｔｎを測定させてもよい。
【００９４】
また、劣化度を示す情報をサービスマンが利用する情報処理装置１０２に与える場合は、通知機能５５は、ディスプレイ２２に表示させる情報や図示しないスピーカを介して出力させる音声やビープ音と同様の情報を、情報処理装置１０２のディスプレイやスピーカを介して出力させるように、情報処理装置１０２の処理回路と連携してもよい。また、劣化度を示す情報を情報処理装置１０２に与える場合は、劣化度を示す情報を内容とする電子メールを生成して情報処理装置１０２に送信してもよい。
【００９５】
この結果、情報処理装置１０２を利用するサービスマンは、情報処理装置１０２に通知された音響レンズ４２の劣化度を示す情報にもとづいて超音波プローブ３０のメンテナンスの要否を判断し、必要に応じて保守装置２５を用いて超音波プローブ３０のメンテナンス作業を行うことができる。
【００９６】
また、通知機能５５は、劣化度の評価結果に応じて情報処理装置１０２への通知動作を変更してもよい。たとえば、通知機能５５は、超音波プローブ３０が使用可能状態との評価結果の場合にはメール送信にとどめる一方、使用不可状態の場合にはその旨の画像を表示させ、その旨の音声やビープ音を出力させ、その旨のメールを送信するよう情報処理装置１０２の処理回路と連携してもよい。
【００９７】
続いて、超音波プローブ３０の内部の超音波伝搬媒質の温度を考慮して劣化度を評価する方法について説明する。
【００９８】
超音波プローブ３０の内部の超音波伝搬媒質は、その温度に応じて超音波の伝搬速度が異なる。このため、反射波伝搬時間ＴＯＦは、超音波伝播物質の温度に応じて補正することが好ましい。
【００９９】
図１１は、図４に示す反射波伝搬時間ＴＯＦの初期値Ｔ０を取得する際の手順の変形例を示すフローチャートである。この手順は、初期値Ｔ０の測定時における超音波プローブ３０の内部の超音波伝搬媒質の温度（以下、測定時温度の初期値ｔｅｍｐ０という）を推定し記憶回路１７等に格納しておく点で図４に示す手順と異なる。図４と同等のステップには同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【０１００】
超音波プローブ３０が温度センサ４７を有する場合、ステップＳ２１において、取得機能５１は、反射波伝搬時間ＴＯＦの初期値Ｔ０の測定時における温度センサ４７の出力を取得する。劣化度評価機能５３は、この温度センサ４７の出力にもとづいて、初期値Ｔ０の測定時における超音波プローブ３０の内部の超音波伝搬媒質の温度（測定時温度の初期値ｔｅｍｐ０）を推定する。格納機能５４は、測定時温度の初期値ｔｅｍｐ０を記憶回路１７等に記憶させる。
【０１０１】
以上の手順により、超音波プローブ３０の反射波伝搬時間ＴＯＦの初期値Ｔ０を測定し記憶回路１７等に格納することができるとともに、初期値Ｔ０の測定時における測定時温度ｔｅｍｐ０を推定し記憶回路１７等に格納しておくことができる。
【０１０２】
図１２は、図７に示す反射波伝搬時間ＴＯＦの測定値Ｔｎを取得して音響レンズ４２の劣化度を評価する際の手順の変形例を示すフローチャートである。この手順は、初期値Ｔ０の測定時温度ｔｅｍｐ０と測定値Ｔｎの測定時温度ｔｅｍｐｎを考慮して劣化度を評価する点で図７に示す手順と異なる。図７と同等のステップには同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【０１０３】
ステップＳ３１において、取得機能５１は、温度センサ４７の出力を取得する。劣化度評価機能５３は、温度センサ４７の出力にもとづいて、測定値Ｔｎの測定時温度ｔｅｍｐｎを推定する。
【０１０４】
ステップＳ３２において、比較機能５２は、初期値Ｔ０の測定時温度ｔｅｍｐ０と測定値Ｔｎの測定時温度ｔｅｍｐｎとにもとづいて、測定値Ｔｎを補正して補正測定値Ｔｎａを求めるとともに、使用許容閾値Ｔｔｈを補正して補正閾値Ｔｔｈａを求める。
【０１０５】
次に、ステップＳ３３において、比較機能５２は、初期値Ｔ０と補正測定値Ｔｎａと補正閾値Ｔｔｈａとを比較する。
【０１０６】
以上の手順により、初期値Ｔ０の測定時温度ｔｅｍｐ０と測定値Ｔｎの測定時温度ｔｅｍｐｎを考慮して、測定値Ｔｎの測定時における音響レンズ４２の劣化度を評価することができる。図１２に示す手順は、図７に示す手順に比べ、超音波伝搬媒質の温度の変化に応じた超音波の伝搬速度の変化を考慮することができるため、より正確に劣化度を評価することができる。
【０１０７】
なお、図１２のステップＳ３１において、測定値Ｔｎの測定時温度ｔｅｍｐｎと初期値Ｔ０の測定時温度ｔｅｍｐ０との差が所定の差より大きい場合は、劣化度評価機能５３は、反射波伝搬時間ＴＯＦの測定に不適切であると判断し、反射波伝搬時間ＴＯＦの測定を行わずに、一連の手順を終了してもよい。
【０１０８】
続いて、反射波伝搬時間ＴＯＦの経時変化を用いて超音波プローブ３０の保守管理を支援する方法について説明する。
【０１０９】
図１３は、図３に示す処理回路１９のプロセッサによる実現機能の第１変形例を示す概略的なブロック図である。反射波伝搬時間ＴＯＦの経時変化を用いて超音波プローブ３０の保守管理を支援する場合、処理回路１９のプロセッサは、図３に示す各機能５１−５５のほか、原因診断機能５６および予測機能５７を実現する。これらの機能５６−５７もまた、機能５１−５５と同様に、それぞれプログラムの形態で記憶回路１７に記憶されている。
【０１１０】
原因診断機能５６は、反射波伝搬時間ＴＯＦを複数の測定時で測定することにより得られる複数の測定値Ｔ０、Ｔ１、・・・、Ｔｎの経時変化にもとづいて、剥離などの突発的な異常が音響レンズ４２に発生しているか否かを診断する。
【０１１１】
予測機能５７は、反射波伝搬時間ＴＯＦの複数の測定値Ｔ０、Ｔ１、・・・、Ｔｎの経時変化にもとづいて、音響レンズ４２の使用許容期限を予測する。
【０１１２】
図１４は、反射波伝搬時間ＴＯＦの経時変化にもとづいて剥離などの突発的な異常が音響レンズ４２に発生しているか否かを診断する際の手順の一例を示すフローチャートである。また、図１５は、反射波伝搬時間ＴＯＦの経時変化の一例を示す説明図である。図１５には、ｋ回目の測定時とｋ＋１回目の測定時との間に剥離などの突発的な異常が音響レンズ４２に発生した場合の例を示した。
【０１１３】
まず、ステップＳ４１において、原因診断機能５６は、記憶回路１７等から、複数の測定時で測定することにより得られた反射波伝搬時間ＴＯＦの測定値を読み出す。読み出す測定値には初期値Ｔ０を含んでもよいし、直近の数回分の測定値のみを読み出してもよい。
【０１１４】
次に、ステップＳ４２において、原因診断機能５６は、記憶回路１７等から読み出した測定値Ｔｎの経時変化を近似する直線または曲線７０を最小２乗法などにより求める（図１５参照）。
【０１１５】
次に、ステップＳ４３において、原因診断機能５６は、測定値Ｔｎの経時変化曲線７０の変化が連続的か否かを判定する。連続的と判定した場合は（ステップＳ４３のＹＥＳ）、原因診断機能５６は、通常使用による摩耗であり突発的な異常はないと判定する（ステップＳ４４）。一方、図１５に示す例におけるＴＯＦの測定値ＴｋとＴｋ＋１のように、経時変化曲線７０から逸脱した測定値があり経時変化曲線７０の変化が不連続と判定した場合は（ステップＳ４３のＮＯ）、原因診断機能５６は、突発的なレンズ剥がれ等の異常が音響レンズ４２に発生したと判定する（ステップＳ４５）。
【０１１６】
次に、ステップＳ４６において、格納機能５４は、原因診断機能５６の判定結果を記憶回路１７等に格納する。また、通知機能５５は、原因診断機能５６の判定結果を示す情報を、ディスプレイ２２に表示させ、もしくは図示しないスピーカを介して音声やビープ音により出力させることにより、超音波診断装置１０のユーザに通知する。また、通知機能５５は、原因診断機能５６の判定結果を示す情報を、ネットワーク１００を介して超音波診断装置１０と接続された外部の情報処理装置１０２に与えることにより情報処理装置１０２のユーザ（サービスマンなど）に通知してもよい。
【０１１７】
以上の手順により、反射波伝搬時間ＴＯＦの経時変化にもとづいて、剥離などの突発的な異常が音響レンズ４２に発生しているか否かを診断することができ、診断結果を超音波プローブ３０のユーザやサービスマンに通知することができる。
【０１１８】
また、経時変化曲線７０は予測機能５７にも利用される。具体的には、予測機能５７は、経時変化曲線７０を外挿することにより、閾値Ｔｔｈに到達する日時を求め、この時を使用許容期限と予測する。この場合、格納機能５４は、使用許容期限の予測日時を記憶回路１７等に格納する。また、通知機能５５は、使用許容期限の予測日時を示す情報を、ディスプレイ２２に表示させ、もしくは図示しないスピーカを介して音声やビープ音により出力させることにより、超音波診断装置１０のユーザに通知する。また、通知機能５５は、使用許容期限の予測日時を示す情報を、ネットワーク１００を介して超音波診断装置１０と接続された外部の情報処理装置１０２に与えることにより情報処理装置１０２のユーザ（サービスマンなど）に通知してもよい。
【０１１９】
続いて、反射波伝搬時間ＴＯＦにもとづいて超音波のフォーカス位置を補正する方法について説明する。
【０１２０】
図１６は、図３に示す処理回路１９のプロセッサによる実現機能の第２変形例を示す概略的なブロック図である。第２変形例では、処理回路１９のプロセッサは、図３に示す各機能５１−５５のほか、形状補正機能５８を実現する。この機能５８もまた、機能５１−５５と同様に、それぞれプログラムの形態で記憶回路１７に記憶されている。また、処理回路１９のプロセッサは、図１３に示した原因診断機能５６および予測機能５７をさらに実現してもよい。
【０１２１】
反射波伝搬時間ＴＯＦにもとづいて超音波のフォーカス位置を補正する場合は、取得機能５１は、一度の測定時に複数の超音波振動子のそれぞれで測定された反射波伝搬時間ＴＯＦの初期値Ｔ０および測定値Ｔｎを取得する。
【０１２２】
形状補正機能５８は、複数の超音波振動子のそれぞれで測定された反射波伝搬時間ＴＯＦにもとづいて、音響レンズ４２を介して外部に送信される超音波プローブ３０の超音波の、測定値Ｔｎの測定時におけるフォーカス位置を推定する。形状補正機能５８は、推定したフォーカス位置から正常なフォーカス位置に補正するための位相遅延の補正値を、複数の超音波振動子のそれぞれについて求める。
【０１２３】
図１７は、反射波伝搬時間ＴＯＦにもとづいてフォーカス位置の変化を検知し、フォーカス位置を正常な位置に補正するための位相遅延の補正値を求める際の手順の一例を示すフローチャートである。なお、図１７には、１つの超音波振動子が１チャネルを構成する場合の例を示した。また、図１７には、一度の測定でスキャン方向において複数の超音波振動子の反射波伝搬時間ＴＯＦが測定されており、スキャン方向における音響レンズ４２の厚みの分布または音響レンズ表面４２ａの曲率（以下、厚み分布または曲率という）が算出可能である場合の例を示した。
【０１２４】
まず、ステップＳ５１において、形状補正機能５８は、記憶回路１７等から、一度の測定時に複数の超音波振動子のそれぞれで測定された反射波伝搬時間ＴＯＦの初期値Ｔ０および測定値Ｔｎを取得する。
【０１２５】
次に、ステップＳ５２において、形状補正機能５８は、測定値Ｔｎの測定時における音響レンズ４２の厚みの分布を推定する。たとえば、一度の測定で、スキャン方向において複数の超音波振動子の反射波伝搬時間ＴＯＦが測定されていれば、スキャン方向の厚み分布または曲率を求めることができる。同様に、一度の測定で、レンズ方向において複数の超音波振動子の反射波伝搬時間ＴＯＦが測定されていれば、レンズ方向の厚み分布または曲率を求めることができる。
【０１２６】
次に、ステップＳ５３において、形状補正機能５８は、厚み分布または曲率にもとづいて測定値Ｔｎの測定時におけるフォーカス位置を求める。そして、形状補正機能５８は、測定値Ｔｎの測定時におけるフォーカス位置を、超音波プローブ３０の設計上予定されていた正常なフォーカス位置に補正するための位相遅延の補正値を、複数の超音波振動子のそれぞれについて求める。
【０１２７】
次に、ステップＳ５４において、格納機能５４は、形状補正機能５８が求めた位相遅延の補正値を記憶回路１７等に格納する。この補正値は、撮像スキャンにおいて超音波診断装置１０により利用される。
【０１２８】
以上の手順により、複数の超音波振動子のそれぞれで測定された反射波伝搬時間ＴＯＦにもとづいて音響レンズ表面４２ａの曲率を求め、求めた曲率にもとづいてフォーカス位置の変化を検知することができるとともに、フォーカス位置を正常な位置に補正するための位相遅延の補正値を求めることができる。形状補正機能５８が求めた位相遅延の補正値は、撮像スキャンにおいて超音波診断装置１０により利用される。このため、超音波診断装置１０は、音響レンズ表面４２ａの最新の曲率にもとづいて補正されたフォーカス位置で撮像を行なうことができ、摩耗した超音波プローブ３０を用いる場合であっても正確な超音波画像を生成することができる。したがって、レンズ摩耗によりフォーカス位置がずれた状態で撮像された超音波画像を用いた診断よりも、はるかに信頼性の高い診断を行なうことができる。
【０１２９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、保守装置２５Ｍが反射波伝搬時間ＴＯＦにもとづいて音響レンズ４２の劣化度を評価する機能を有する。
【０１３０】
図１８は、本発明の第２実施形態に係る保守装置２５Ｍの一構成例を示すブロック図である。この第２実施形態に示す保守装置２５Ｍは、反射波伝搬時間ＴＯＦにもとづいて音響レンズ４２の劣化度を評価する機能を有する点で第１実施形態に示す保守装置２５と異なる。図１８に示した他の構成および作用については図１に示した構成と実質的に異ならないため、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
【０１３１】
保守装置２５Ｍは、送受信回路１１Ｍ、ネットワーク接続回路１８Ｍ、記憶回路２６Ｍ、入力回路２７Ｍ、ディスプレイ２８Ｍ、および処理回路２９Ｍを有する。送受信回路１１Ｍおよびネットワーク接続回路１８Ｍは、第１実施形態に係る送受信回路１１およびネットワーク接続回路１８とそれぞれ同等の構成を有する。また、記憶回路２６Ｍ、入力回路２７Ｍ、ディスプレイ２８Ｍ、および処理回路２９Ｍは、第１実施形態に係る記憶回路１７、入力回路２１、ディスプレイ２２、および処理回路１９と同等の構成を有する。
【０１３２】
図１８に示すように、反射波伝搬時間ＴＯＦにもとづいて音響レンズ４２の劣化度を評価する機能は、保守装置２５Ｍが有している場合であっても、第１実施形態に係る超音波診断装置１０が有している場合と同様の効果を奏する。
【０１３３】
なお、第２実施形態において、超音波診断装置１０は、反射波伝搬時間ＴＯＦにもとづいて音響レンズ４２の劣化度を評価する機能を有さずともよい。
【０１３４】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、超音波プローブ３０Ｐが反射波伝搬時間ＴＯＦにもとづいて音響レンズ４２の劣化度を評価する機能を有する。
【０１３５】
図１９は、本発明の第３実施形態に係る超音波プローブ３０Ｐの一構成例を示すブロック図である。この第３実施形態に示す超音波プローブ３０Ｐは、反射波伝搬時間ＴＯＦにもとづいて音響レンズ４２の劣化度を評価する機能を有する点で第１実施形態に示す超音波プローブ３０と異なる。図１９に示した他の構成および作用については図１に示した構成と実質的に異ならないため、同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
【０１３６】
超音波プローブ３０Ｐは、音響レンズ４２などを含むプローブ本体４０（図２参照）のほか、送受信回路１１Ｐ、ネットワーク接続回路１８Ｐ、記憶回路３３Ｐ、および処理回路１９Ｐを有する。送受信回路１１Ｐおよびネットワーク接続回路１８Ｐは、第１実施形態に係る送受信回路１１およびネットワーク接続回路１８とそれぞれ同等の構成を有する。なお、図１９には、超音波プローブ３０Ｐが、超音波診断装置１０および保守装置２５と非接触無線通信が可能である場合の例を示してある。また、記憶回路３３Ｐおよび処理回路１９Ｐは、第１実施形態に係る記憶回路１７および処理回路１９と同等の構成を有する。
【０１３７】
図１９に示すように、反射波伝搬時間ＴＯＦにもとづいて音響レンズ４２の劣化度を評価する機能は、超音波プローブ３０Ｐが有している場合であっても、第１実施形態に係る超音波診断装置１０が有している場合と同様の効果を奏する。
【０１３８】
なお、第３実施形態において、第３実施形態において、第２実施形態に係る保守装置２５Ｍを組み合わせてもよい。このとき、超音波診断装置１０は、反射波伝搬時間ＴＯＦにもとづいて音響レンズ４２の劣化度を評価する機能を有さずともよい。
【０１３９】
また、第３実施形態に係る超音波プローブ３０Ｐは、送受信回路１１Ｐを備えずともよい。この場合、プローブ本体４０の振動子群４４は、たとえば超音波診断装置１０の送受信回路１１により駆動される。この場合、処理回路１９Ｐは、超音波診断装置１０と接続されていないときには反射波伝搬時間ＴＯＦを直接測定することはできないものの、記憶回路３３Ｐに記憶された、またはネットワーク１００を介して反射波伝搬時間ＴＯＦを取得して利用することができる。
【０１４０】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、超音波プローブ３０の音響レンズ４２の劣化度合いを容易に自動的に評価することができる。
【０１４１】
なお、本実施形態における処理回路１９の取得機能５１、劣化度評価機能５３、格納機能５４、通知機能５５、原因診断機能５６、予測機能５７、および形状補正機能５８は、それぞれ特許請求の範囲における取得部、評価部、格納部、通知部、原因診断部、予測部、および形状補正部の一例である。
【０１４２】
なお、上記実施形態において、「プロセッサ」という文言は、たとえば、専用または汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、または、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（たとえば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、およびＦＰＧＡ）等の回路を意味するものとする。プロセッサは、記憶媒体に保存されたプログラムを読み出して実行することにより、各種機能を実現する。
【０１４３】
また、上記実施形態では処理回路の単一のプロセッサが各機能を実現する場合の例について示したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサが各機能を実現してもよい。また、プロセッサが複数設けられる場合、プログラムを記憶する記憶媒体は、プロセッサごとに個別に設けられてもよいし、１つの記憶媒体が全てのプロセッサの機能に対応するプログラムを一括して記憶してもよい。
【０１４４】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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は意図していない。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】
【０１４５】
１０…超音波診断装置
１１、１１Ｍ、１１Ｐ…送受信回路
１７、２６、３３、３４、１０１、２６Ｍ、３３Ｐ…記憶回路
１９、１９Ｐ、２９Ｍ…処理回路
２２、２８Ｍ…ディスプレイ
２５、２５Ｍ…保守装置
３０、３０Ｐ…超音波プローブ
４０…プローブ本体
４２…音響レンズ
４２ａ…音響レンズ表面
４４…振動子群
４７…温度センサ
５１…取得機能
５３…劣化度評価機能
５４…格納機能
５５…通知機能
５６…原因診断機能
５７…予測機能
５８…形状補正機能
７０…経時変化曲線
１００…ネットワーク
１０２…情報処理装置
Ｄ１…注目期間
Ｒｔｈ…所定割合
Ｔ０…初期値
ＴＯＦ…反射波伝搬時間
Ｔｔｈ…使用許容閾値
Ｖｐ…最大強度
ｔｅｍｐ０…初期値Ｔ０の測定時温度
ｔｅｍｐｎ…測定値Ｔｎの測定時温度
【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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【図１９】
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