(57)【要約】【課題】モード毎に送信電圧をより好適に制御することで、より良好な超音波画像を取得することができる超音波診断装置、送信条件設定方法、およびプログラムを提供する。【解決手段】表示モード毎に最適な送信電圧と送信波形とが互いに関連付けられた第１送信情報と、表示モード毎に複数の送信電圧候補と送信電圧候補のそれぞれに対応するようにＰＷＭ制御されたＰＷＭ送信波形とが互いに関連付けられた第２送信情報と、を用いて、複数の表示モードのうちの第１表示モードの最適な送信電圧を超えない最大の送信電圧候補を、複数の表示モードのうちの第２表示モードの第２送信情報に含まれる複数の送信電圧候補の中から抽出し、第１表示モードの最適な送信電圧および／または最大の送信電圧候補に基づいて、第１表示モードと第２表示モードで共通に使用される共通送信電圧を決定する。【選択図】図３
2019013671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の表示モードの超音波画像を同時に表示できる超音波診断装置であって、
表示モード毎に最適な送信電圧と送信波形とが互いに関連付けられた第１送信情報と、表示モード毎に複数の送信電圧候補と前記送信電圧候補のそれぞれに対応するようにＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御されたＰＷＭ送信波形またはＰＷＭ送信波形における０レベルでない区間の割合であるＰＷＭ比とが互いに関連付けられた第２送信情報と、を記憶する送信情報記憶部と、
前記複数の表示モードのうちの第１表示モードの最適な送信電圧を超えない最大の送信電圧候補を、前記複数の表示モードのうちの第２表示モードの前記第２送信情報に含まれる複数の送信電圧候補の中から抽出し、前記第１表示モードの最適な送信電圧および／または前記最大の送信電圧候補に基づいて、前記第１表示モードと前記第２表示モードで共通に使用される共通送信電圧を決定する送信電圧決定部と、
を有する超音波診断装置。
【請求項２】
前記第１表示モードの送信条件として、前記共通送信電圧と、前記第１表示モードの第１送信情報に含まれる前記送信波形とを設定し、前記第２表示モードの送信条件として、前記共通送信電圧と、前記第２表示モードの第２送信情報に含まれる前記ＰＷＭ送信波形とを設定する送信条件設定部、
をさらに有する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記送信電圧決定部は、前記最大の送信電圧候補を前記共通送信電圧とする、
請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記送信電圧決定部は、前記第１表示モードの最適な送信電圧と、前記最大の送信電圧候補と、前記第１表示モードおよび前記第２表示モードの送信間隔と、前記第１表示モードおよび前記第２表示モードの単位時間あたりの送信回数と、のうちの少なくともいずれかに基づいて、前記共通送信電圧を決定する、
請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記送信電圧決定部は、
前記超音波診断装置に接続された超音波探触子から、
前記共通送信電圧および当該共通送信電圧に対応する前記第１表示モードの送信波形を用いて、第１表示モードの送信間隔で第１表示モードの単位時間あたりの送信回数だけ送信することと、前記共通送信電圧および当該共通送信電圧に対応する前記第２表示モードの送信波形とを用いて、第２表示モードの送信間隔で第２表示モードの単位時間あたりの送信回数だけ送信することと、を繰り返したとき、前記超音波探触子から送信される超音波の音響出力および／または前記超音波探触子の温度上昇が、
前記第１表示モードの最適な送信電圧および当該送信電圧に対応する送信波形を用いて、前記第１表示モードの送信間隔で前記第１表示モードの単位時間あたりの送信回数だけ送信することと、前記最大の送信電圧および当該最大の送信電圧に対応する前記第２表示モードの送信波形とを用いて、前記第２表示モードの送信間隔で前記第２表示モードの単位時間あたりの送信回数だけ送信することと、を繰り返したとき、前記超音波探触子から送信される超音波の音響出力および／または前記超音波探触子の温度上昇を超えないように、
前記第１表示モードの送信間隔、前記第１表示モードの単位時間当たりの送信回数、前記第２表示モードの送信間隔、および前記第２表示モードの単位時間当たりの送信回数を設定することで、前記共通送信電圧を決定する、
請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記送信電圧決定部は、前記第２表示モードの前記第２送信情報に含まれる複数の送信電圧候補のうち最小の送信電圧候補が前記第１表示モードの最適な送信電圧より大きい場合には、前記第１表示モードの最適な送信電圧に基づいて前記共通送信電圧を決定する、
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記送信電圧決定部は、前記複数の表示モードのうちの第１表示モードの最適な送信電圧と、前記複数の表示モードのうちの第２表示モードの最適な送信電圧と、のうちのいずれか低い方の送信電圧を超えない最大の送信電圧候補を、前記複数の表示モードのうちの第３表示モードの前記第２送信情報に含まれる複数の送信電圧候補の中から抽出し、前記第１表示モードの最適な送信電圧と、前記第２表示モードの最適な送信電圧と、前記最大の送信電圧候補と、の少なくともいずれかに基づいて、前記第１表示モード、前記第２表示モードおよび前記第３表示モードで共通に使用される共通送信電圧を決定する、
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記第１表示モードの送信条件として、前記共通送信電圧と、前記第１表示モードの第１送信情報に含まれる前記送信波形とを設定し、前記第２表示モードの送信条件として、前記共通送信電圧と、前記第２表示モードの第１送信情報に含まれる前記送信波形とを設定し、前記第３表示モードの送信条件として、前記共通送信電圧と、前記第３表示モードの第２送信情報に含まれる前記ＰＷＭ送信波形とを設定する送信条件設定部、
をさらに有する、請求項７に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記送信電圧決定部は、前記最大の送信電圧候補を前記共通送信電圧とする、
請求項７に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記送信電圧決定部は、前記第１表示モードの最適な送信電圧と、前記第２表示モードの最適な送信電圧と、前記最大の送信電圧候補と、前記第１表示モード、前記第２表示モードおよび前記第３表示モードの送信間隔と、前記第１表示モード、前記第２表示モードおよび前記第３表示モードの単位時間あたりの送信回数と、のうちの少なくともいずれかに基づいて、前記共通送信電圧を決定する、
請求項７に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記送信電圧決定部は、
前記超音波診断装置に接続された超音波探触子から、
前記共通送信電圧および当該共通送信電圧に対応する前記第１表示モードの送信波形を用いて、前記第１表示モードの送信間隔で前記第１表示モードの単位時間あたりの送信回数だけ送信することと、前記共通送信電圧および当該共通送信電圧に対応する前記第２表示モードの送信波形とを用いて、前記第２表示モードの送信間隔で前記第２表示モードの単位時間あたりの送信回数だけ送信することと、前記共通送信電圧および当該共通送信電圧に対応する前記第３表示モードの送信波形を用いて、前記第３表示モードの送信間隔で前記第３表示モードの単位時間あたりの送信回数だけ送信することと、を繰り返したとき、前記超音波探触子から送信される超音波の音響出力および／または前記超音波探触子の温度上昇が、
前記第１表示モードの最適な送信電圧および当該送信電圧に対応する送信波形を用いて、前記第１表示モードの送信間隔で前記第１表示モードの単位時間あたりの送信回数だけ送信することと、前記第２表示モードの最適な送信電圧および当該送信電圧に対応する送信波形を用いて、前記第２表示モードの送信間隔で前記第２表示モードの単位時間あたりの送信回数だけ送信することと、前記最大の送信電圧および当該最大の送信電圧に対応する前記第３表示モードの送信波形とを用いて、前記第３表示モードの送信間隔で前記第３表示モードの単位時間あたりの送信回数だけ送信することと、を繰り返したとき、前記超音波探触子から送信される超音波の音響出力および／または前記超音波探触子の温度上昇を超えないように、
前記第１表示モードの送信間隔、前記第１表示モードの単位時間当たりの送信回数、前記第２表示モードの送信間隔、前記第２表示モードの単位時間当たりの送信回数、前記第３表示モードの送信間隔、および前記第３表示モードの単位時間当たりの送信回数を設定することで、前記共通送信電圧を決定する、
請求項７に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記送信電圧決定部は、前記複数の表示モードのうちの第２表示モードの前記第２送信情報に含まれる複数の送信電圧候補のうち、前記複数の表示モードのうちの第１表示モードの最適な送信電圧を超えない最大の送信電圧候補を抽出し、前記複数の表示モードのうちの第３表示モードの前記第２送信情報に含まれる複数の送信電圧候補のうち、前記複数の表示モードのうちの第１表示モードの最適な送信電圧を超えない最大の送信電圧候補を抽出し、前記第１表示モードの最適な送信電圧と、前記第２表示モードにおける前記最大の送信電圧候補と、前記第３表示モードにおける前記最大の送信電圧候補と、の少なくともいずれかに基づいて、前記第１表示モード、前記第２表示モードおよび前記第３表示モードで共通に使用される共通送信電圧を決定する、
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記第１表示モードの送信条件として、前記共通送信電圧と、前記第１表示モードの第１送信情報に含まれる前記送信波形とを設定し、前記第２表示モードの送信条件として、前記共通送信電圧と、前記第２表示モードの第２送信情報に含まれる前記ＰＷＭ送信波形とを設定し、前記第３表示モードの送信条件として、前記共通送信電圧と、前記第３表示モードの第２送信情報に含まれる前記ＰＷＭ送信波形とを設定する送信条件設定部、
をさらに有する、請求項１２に記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記送信電圧決定部は、前記共通送信電圧を、前記第２表示モードにおける最大の送信電圧候補と、前記第３表示モードにおける最大の送信電圧候補と、のうち小さい方の送信電圧とする、
請求項１２に記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
前記送信電圧決定部は、前記第１表示モードの最適な送信電圧と、前記第２表示モードにおける最大の送信電圧候補と、前記第３表示モードにおける最大の送信電圧候補と、前記第１表示モード、前記第２表示モードおよび前記第３表示モードの送信間隔と、前記第１表示モード、前記第２表示モードおよび前記第３表示モードの単位時間あたりの送信回数と、のうちの少なくともいずれかに基づいて、前記共通送信電圧を決定する、
請求項１２に記載の超音波診断装置。
【請求項１６】
前記送信電圧決定部は、
前記超音波診断装置に接続された超音波探触子から、
前記共通送信電圧および当該共通送信電圧に対応する前記第１表示モードの送信波形を用いて、前記第１表示モードの送信間隔で前記第１表示モードの単位時間あたりの送信回数だけ送信することと、前記共通送信電圧および当該共通送信電圧に対応する前記第２表示モードの送信波形とを用いて、前記第２表示モードの送信間隔で前記第２表示モードの単位時間あたりの送信回数だけ送信することと、前記共通送信電圧および当該共通送信電圧に対応する前記第３表示モードの送信波形を用いて、前記第３表示モードの送信間隔で前記第３表示モードの単位時間あたりの送信回数だけ送信することと、を繰り返したとき、前記超音波探触子から送信される超音波の音響出力および／または前記超音波探触子の温度上昇が、
前記第１表示モードの最適な送信電圧および当該送信電圧に対応する送信波形を用いて、前記第１表示モードの送信間隔で前記第１表示モードの単位時間あたりの送信回数だけ送信することと、前記第２表示モードにおける最大の送信電圧および当該最大の送信電圧に対応する送信波形を用いて、前記第２表示モードの送信間隔で前記第２表示モードの単位時間あたりの送信回数だけ送信することと、前記第３表示モードにおける最大の送信電圧および当該最大の送信電圧に対応する前記第３表示モードの送信波形とを用いて、前記第３表示モードの送信間隔で前記第３表示モードの単位時間あたりの送信回数だけ送信することと、を繰り返したとき、前記超音波探触子から送信される超音波の音響出力および／または前記超音波探触子の温度上昇を超えないように、
前記第１表示モードの送信間隔、前記第１表示モードの単位時間当たりの送信回数、前記第２表示モードの送信間隔、前記第２表示モードの単位時間当たりの送信回数、前記第３表示モードの送信間隔、および前記第３表示モードの単位時間当たりの送信回数を設定することで、前記共通送信電圧を決定する、
請求項１２に記載の超音波診断装置。
【請求項１７】
前記送信条件設定部が設定した送信条件に従って生成された駆動信号によって送信された超音波の反射波に基づいて生成された受信信号に基づいて前記表示モードに対応した超音波画像を生成する画像処理部をさらに有し、
前記画像処理部は、前記共通送信電圧が最適な送信電圧よりも低くなった表示モードに対応した超音波画像を生成する際に、前記受信信号に対するゲイン補償を行う、
請求項１から１６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１８】
前記第１表示モードはＢモードであり、
前記第２表示モードはカラードプラモード、パルスドプラモード、Ｍ（Motion）モード、Ｅ（Elastography）モードの少なくともいずれかであり、
前記第３表示モードはカラードプラモード、パルスドプラモード、Ｍｃ（Motion + CFM）モードのうち、前記第２表示モード以外の少なくともいずれかである、
請求項１から１７のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１９】
複数の表示モードの超音波画像を同時に表示できる超音波診断装置の送信条件設定方法であって、
前記複数の表示モードのうちの第１表示モードに対応する、最適な送信電圧と送信波形とが互いに関連付けられた第１送信情報を読み出し、
前記複数の表示モードのうちの第２表示モードに対応する、複数の送信電圧候補と前記送信電圧候補のそれぞれに対応するようにＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御されたＰＷＭ送信波形またはＰＷＭ送信波形における０レベルでない区間の割合であるＰＷＭ比とが互いに関連付けられた第２送信情報を読み出し、
前記第１表示モードの最適な送信電圧を超えない最大の送信電圧候補を、前記複数の表示モードのうちの第２表示モードの前記第２送信情報に含まれる複数の送信電圧候補の中から抽出し、前記第１表示モードの最適な送信電圧および／または前記最大の送信電圧候補に基づいて、前記第１表示モードと前記第２表示モードで共通に使用される共通送信電圧を決定する、
送信条件設定方法。
【請求項２０】
複数の表示モードの超音波画像を同時に表示できる超音波診断装置が有するコンピュータの実行するプログラムであって、
前記複数の表示モードのうちの第１表示モードに対応する、最適な送信電圧と送信波形とが互いに関連付けられた第１送信情報を読み出す手順と、
前記複数の表示モードのうちの第２表示モードに対応する、複数の送信電圧候補と前記送信電圧候補のそれぞれに対応するようにＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御されたＰＷＭ送信波形またはＰＷＭ送信波形における０レベルでない区間の割合であるＰＷＭ比とが互いに関連付けられた第２送信情報を読み出す手順と、
前記第１表示モードの最適な送信電圧を超えない最大の送信電圧候補を、前記複数の表示モードのうちの第２表示モードの前記第２送信情報に含まれる複数の送信電圧候補の中から抽出し、前記第１表示モードの最適な送信電圧および／または前記最大の送信電圧候補に基づいて、前記第１表示モードと前記第２表示モードで共通に使用される共通送信電圧を決定する手順と、
を前記コンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の表示モードを同時に表示することができる超音波診断装置、送信条件設定方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波探触子から被検体内部に超音波を照射させ、その反射波を受信して解析することにより被検体内部の検査を行う超音波診断装置が普及している。超音波診断装置は、被検体を非破壊、非侵襲で調べることができるので、医療診断において広く用いられている。
【０００３】
一般に、画質のよい超音波画像を生成するためには、超音波探触子へ供給する送信電圧をできるだけ高くすることが望ましい。しかしながら、送信電圧を高くしすぎると、超音波を送信する超音波探触子（圧電振動子）が高温となったり、送信超音波が被検体（生体）に与える影響が大きくなったりするため、送信電圧にはあらかじめ制限が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１５５３２４号公報
【特許文献２】特開平３−２６１４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、超音波診断装置には、送信する超音波ビーム（パルス波）のパルス幅、波数、振幅等を変更することで、複数の表示モードの超音波画像を生成することができるものがある。表示モード毎に好適な送信電圧は異なるため、表示モードが切り替えられる度に、送信電圧が切り替えられることが望ましい。複数の電源系統を有していれば、電源を切り替えるだけで送信電圧を切り替えることができるが、電源を１系統しか備えていない小型で省スペースの超音波診断装置では、表示モード毎に好適な送信電圧に切り替えることが困難である。
【０００６】
このような問題点を解決する技術として、例えば特許文献１および特許文献２に開示された技術がある。特許文献１には、表示モード毎に送信パルスデューティを可変させることで、送信電圧を変化させることなく、表示モードを円滑且つ高速に行うことができる超音波診断装置が開示されている。また、特許文献２には、パルサから出力される駆動パルスのパルス幅あるいはデューティ比を可変制御することで、一定の送信電圧であっても実時間で送信系の送信エネルギーを好適に制御することができる超音波診断装置が開示されている。
【０００７】
しかしながら、モード毎に送信電圧をより好適に制御することで、より良好な超音波画像を取得することができる超音波診断装置が要望されている。
【０００８】
本発明は、モード毎に送信電圧をより好適に制御することで、より良好な超音波画像を取得することができる超音波診断装置、送信条件設定方法、およびプログラム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】
【０００９】
本発明の超音波診断装置は、複数の表示モードの超音波画像を同時に表示できる超音波診断装置であって、表示モード毎に最適な送信電圧と送信波形とが互いに関連付けられた第１送信情報と、表示モード毎に複数の送信電圧候補と前記送信電圧候補のそれぞれに対応するようにＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御されたＰＷＭ送信波形またはＰＷＭ送信波形における０レベルでない区間の割合であるＰＷＭ比とが互いに関連付けられた第２送信情報と、を記憶する送信情報記憶部と、前記複数の表示モードのうちの第１表示モードの最適な送信電圧を超えない最大の送信電圧候補を、前記複数の表示モードのうちの第２表示モードの前記第２送信情報に含まれる複数の送信電圧候補の中から抽出し、前記第１表示モードの最適な送信電圧および／または前記最大の送信電圧候補に基づいて、前記第１表示モードと前記第２表示モードで共通に使用される共通送信電圧を決定する送信電圧決定部と、を有する。
【００１０】
本発明の送信条件設定方法は、複数の表示モードの超音波画像を同時に表示できる超音波診断装置の送信条件設定方法であって、前記複数の表示モードのうちの第１表示モードに対応する、最適な送信電圧と送信波形とが互いに関連付けられた第１送信情報を読み出し、前記複数の表示モードのうちの第２表示モードに対応する、複数の送信電圧候補と前記送信電圧候補のそれぞれに対応するようにＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御されたＰＷＭ送信波形またはＰＷＭ送信波形における０レベルでない区間の割合であるＰＷＭ比とが互いに関連付けられた第２送信情報を読み出し、前記第１表示モードの最適な送信電圧を超えない最大の送信電圧候補を、前記複数の表示モードのうちの第２表示モードの前記第２送信情報に含まれる複数の送信電圧候補の中から抽出し、前記第１表示モードの最適な送信電圧および／または前記最大の送信電圧候補に基づいて、前記第１表示モードと前記第２表示モードで共通に使用される共通送信電圧を決定する。
【００１１】
本発明のプログラムは、複数の表示モードの超音波画像を同時に表示できる超音波診断装置が有するコンピュータの実行するプログラムであって、前記複数の表示モードのうちの第１表示モードに対応する、最適な送信電圧と送信波形とが互いに関連付けられた第１送信情報を読み出す手順と、前記複数の表示モードのうちの第２表示モードに対応する、複数の送信電圧候補と前記送信電圧候補のそれぞれに対応するようにＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御されたＰＷＭ送信波形またはＰＷＭ送信波形における０レベルでない区間の割合であるＰＷＭ比とが互いに関連付けられた第２送信情報を読み出す手順と、前記第１表示モードの最適な送信電圧を超えない最大の送信電圧候補を、前記複数の表示モードのうちの第２表示モードの前記第２送信情報に含まれる複数の送信電圧候補の中から抽出し、前記第１表示モードの最適な送信電圧および／または前記最大の送信電圧候補に基づいて、前記第１表示モードと前記第２表示モードで共通に使用される共通送信電圧を決定する手順と、を前記コンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、モード毎に送信電圧をより好適に制御することで、より良好な超音波画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る超音波診断装置の概略構成を示す図
【図２】超音波診断装置の主要な機能構成を示すブロック図
【図３】Ｄｕｐｌｅｘモードにおける送信条件の設定方法を説明するためのフローチャート
【図４Ａ】送信電圧決定部による送信電圧の決定について視覚化した概念図
【図４Ｂ】送信電圧決定部による送信電圧の決定について視覚化した概念図
【図４Ｃ】送信電圧決定部による送信電圧の決定について視覚化した概念図
【図４Ｄ】送信電圧決定部による送信電圧の決定について視覚化した概念図
【図５】Ｔｒｉｐｌｅｘモードにおける送信条件の第１の設定方法を説明するためのフローチャート
【図６】Ｔｒｉｐｌｅｘモードにおける送信条件の第２の設定方法を説明するためのフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態に係る超音波診断装置について、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲は図示した例に限定されない。なお、以下の説明において、同一の機能および構成を有するものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００１５】
［超音波診断装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る超音波診断装置１の概略構成を示す図である。図２は、超音波診断装置１の主要な機能構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１に示すように、超音波診断装置１は、超音波診断装置本体１０と、ケーブル４０を介して超音波診断装置本体１０に接続された超音波探触子３０とを備える。超音波診断装置本体１０には、操作入力部１８と、画像表示部１９ａおよびタッチパネル１９ｂを有する表示部１９とが設けられている。
【００１７】
超音波診断装置本体１０の制御部１５は、キーボードやマウス等の入力デバイスである操作入力部１８に対する操作者の入力操作や、表示部１９のタッチパネル１９ｂに対する操作者の接触操作に基づき、超音波探触子３０に駆動信号を出力して超音波を出力させ、また、超音波探触子３０から超音波受信に係る受信信号を取得して各種処理を行い、必要に応じて画像表示部１９ａに結果を表示させる。
【００１８】
超音波診断装置本体１０は、図２に示すように、送信電圧決定部２０と、送信情報記憶部２１と、送信条件設定部２２と、送信駆動部１２と、受信信号処理部１３と、送受信切替部１４と、制御部１５と、画像処理部１６と、記憶部１７と、操作入力部１８と、表示部１９等を備えている。
【００１９】
送信電圧決定部２０は、送信情報記憶部２１を参照して、超音波探触子３０に供給するパルス信号（駆動信号）の電圧（送信電圧）を決定する。送信情報記憶部２１は、送信電圧決定部２０が送信電圧を決定する際に用いられる情報を記憶している。送信条件設定部２２は、送信情報記憶部２１に記憶された所定の情報、および、送信電圧決定部２０が決定した送信電圧に基づいて送信条件を設定する。なお、本発明において送信条件とは、超音波探触子３０から送信される超音波を制御するための設定条件を意味しており、例えばあらかじめ設定された送信開口、焦点位置、送信間隔、等の所定の情報、および、駆動信号の送信電圧および送信波形を含む。送信電圧決定部２０および送信条件設定部２２による送信条件の設定方法についての詳細は、後述する。
【００２０】
送信駆動部１２は、送信条件設定部２２により設定された送信条件に従って超音波探触子３０に供給するパルス信号（駆動信号）を出力する。送信駆動部１２は、例えば、クロック発生回路、パルス発生回路、パルス幅設定部、および、遅延回路を備えている。クロック発生回路は、パルス信号の送信タイミングや送信周波数を決定するクロック信号を発生させる回路である。パルス発生回路は、送信条件に基づく送信電圧の矩形波パルスを発生させる回路である。パルス幅設定部は、送信条件に含まれる送信波形に基づいてパルス発生回路から出力される矩形波パルスのパルス幅を設定する。パルス発生回路で生成された矩形波パルスは、パルス幅設定部への入力前または入力後に、超音波探触子３０の個々の振動子３１毎に異なる配線経路に分離される。遅延回路は、生成された矩形波パルスを各振動子３１に送信するタイミングに応じて、これらの配線経路毎に設定された遅延時間それぞれ遅延させて出力させる回路である。
【００２１】
なお、ここでは、送信駆動部１２が生成するパルス信号を矩形波パルスとして説明したが、送信駆動部１２は、矩形波以外のパルス信号（例えば正弦波、三角波等）を生成してもよい。
【００２２】
また、図示は省略するが、送信駆動部１２は１系統の電源を備える、あるいは１系統の電源と接続され、当該電源に基づいて駆動信号を生成するものとする。
【００２３】
受信信号処理部１３は、制御部１５の制御に従って超音波探触子３０から入力された受信信号を取得する回路である。受信信号処理部１３は、例えば、増幅器、Ａ／Ｄ変換回路、整相加算回路を備えている。増幅器は、超音波探触子３０の各振動子３１により受信された超音波に応じた受信信号をあらかじめ設定された所定の増幅率でそれぞれ増幅する回路である。Ａ／Ｄ変換回路は、増幅された受信信号を所定のサンプリング周波数でデジタルデータに変換する回路である。整相加算回路は、Ａ／Ｄ変換された受信信号に対して、振動子３１毎に対応した配線経路毎に遅延時間を与えて時相を整え、これらを加算（整相加算）して音線データを生成する回路である。
【００２４】
送受信切替部１４は、制御部１５の制御に基づいて、振動子３１から超音波を発振する場合に駆動信号を送信駆動部１２から振動子３１に送信させる一方、振動子３１が射出した超音波に係る信号を取得する場合に受信信号を受信信号処理部１３に出力させるための切り替え動作を行う。
【００２５】
制御部１５は、ＣＰＵ１５１（Central Processing Unit）、ＨＤＤ１５２（Hard Disk Drive）、およびＲＡＭ１５３（Random Access Memory）等を備えている。ＣＰＵ１５１は、ＨＤＤ１５２に記憶されている各種プログラムを読み出してＲＡＭ１５３に展開し、展開したプログラムに従って超音波診断装置１の各部の動作を統括制御する。ＨＤＤ１５２は、超音波診断装置１を動作させる制御プログラムおよび各種処理プログラム、各種設定データ、超音波診断装置１で生成された画像ファイル等を記憶する。これらのプログラムや設定データは、ＨＤＤ１５２の他、例えば、フラッシュメモリー等の不揮発性メモリーを用いた補助記憶装置に読み書き更新可能に記憶させることとしてもよい。ＲＡＭ１５３は、ＳＲＡＭやＤＲＡＭ等の揮発性メモリーであり、ＣＰＵ１５１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。
【００２６】
画像処理部１６は、超音波の受信データに基づく超音波画像を生成するための演算処理を行う。この超音波画像には、表示部１９に実時間で表示させる画像データやその一連の動画データ、スナップショットの静止画データ等が含まれる。なお、この演算処理はＣＰＵ１５１により行われる構成であってもよい。
【００２７】
記憶部１７は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性メモリーである。あるいは、高速書き換えが可能な各種不揮発性メモリーであってもよい。この記憶部１７は、画像処理部１６で処理されたリアルタイム表示用の超音波画像の画像データをフレーム単位で記憶する。記憶部１７に記憶された画像データは、制御部１５の制御に従って読み出され、画像表示部１９ａに送信されたり、通信部（図示略）を介して超音波診断装置１の外部に出力されたりする。このとき、画像表示部１９ａの表示方式がテレビジョン方式の場合には、記憶部１７と画像表示部１９ａとの間にＤＳＣ（Digital Signal Converter：図示略）が設けられて、走査フォーマットが変換された後に出力されればよい。
【００２８】
操作入力部１８は、押しボタンスイッチ、キーボード、マウス、若しくはトラックボール、または、これらの組み合わせを備えており、操作者の入力操作を操作信号に変換して制御部１５に出力する。
【００２９】
表示部１９の画像表示部１９ａは、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイといった種々の表示方式のうち、いずれかを用いた表示画面とその駆動部を備える。画像表示部１９ａは、ＣＰＵ１５１から出力された制御信号や、画像処理部１６で生成された画像データに従って表示画面（各表示画素）の駆動信号を生成し、表示画面上に超音波診断に係るメニュー、ステータスや、受信された超音波に基づく超音波画像等の計測データの表示を行う。
【００３０】
表示部１９のタッチパネル１９ｂは、画像表示部１９ａの表示画面上に重ねられて配置された静電容量方式のタッチパネルである。タッチパネル１９ｂは、表面が操作者の指先等により接触されることによる内部の導電膜と表面との間の静電容量の変化に基づいて当該接触を検出し、検出された位置を示す信号を操作信号として制御部１５に出力する。なお、タッチパネル１９ｂの方式は静電容量方式に限られず、抵抗膜方式、電磁誘導方式等の他の方式であってもよい。
【００３１】
これらの操作入力部１８や表示部１９は、超音波診断装置本体１０の筐体に一体となって設けられたものであってもよいし、ＵＳＢケーブル等を介して外部に取り付けられるものであってもよい。また、超音波診断装置本体１０に操作入力端子や表示出力端子が設けられていれば、これらの端子に従来の操作用および表示用の周辺機器を接続して利用するものであってもよい。
【００３２】
超音波探触子３０は、超音波（例えば１〜３０ＭＨｚ程度）を発振して生体等の被検体に対して送信（射出）するとともに、送信した超音波のうち被検体で反射された反射波（エコー）を受信して電気信号に変換する音響センサーとして機能する。この超音波探触子３０は、超音波を送受信する複数の振動子３１の配列である振動子配列３１０を備えている。
【００３３】
振動子配列３１０は、圧電体と、当該圧電体の変形（伸縮）により電荷が現れる圧電体の両端に設けられた電極とを有する圧電素子を備えた複数の振動子３１の配列である。振動子３１に電圧パルス（パルス信号）が供給されることで各圧電体に生じる電界に応じて圧電体が変形し、超音波が発信される。また、振動子３１に所定の周波数帯の超音波が入射すると、その音圧により圧電体の厚さが変動（振動）することで当該変動量に応じた電荷が圧電体の厚さ変動方向両端に現れ、圧電素子両端の電極には、当該電荷に応じた量の電荷が誘起される。
【００３４】
本実施形態の超音波探触子３０では、振動子配列３１０には、所定の振動子配列方向に１次元配列された百個前後から数百個の振動子３１が含まれる。あるいは、振動子３１は、振動子配列方向と直交する方向にも配列されて２次元配列されていてもよい。また、振動子３１の個数を任意に設定することができる。本実施形態の超音波探触子３０は、送信駆動部１２からのパルス信号に基づきこの百個前後から数百個の振動子３１のうちの連続する一組の振動子３１から超音波を送信する。そして、超音波を発生させる毎に超音波を送信する振動子３１の組を振動子配列方向に所定数の振動子３１の分だけずらすことで、振動子配列方向に平行な走査方向ＳＤに走査（スキャン）を行う。また、本実施形態では、異なるタイミングで送信される超音波の送信方向が互いに平行となるリニア電子走査方式の超音波探触子３０が用いられる。なお、超音波探触子３０は、セクター電子走査方式、コンベックス電子走査方式等の各種電子走査方式や、リニア走査方式、セクター走査方式、アーク走査方式、ラジアル走査方式等の各種機械走査方式のいずれの方式を採用したものであってもよい。また、超音波探触子３０における超音波の受信周波数の帯域幅を任意に設定することができる。
【００３５】
また、この超音波診断装置１は、診断対象に応じて異なる複数の超音波探触子３０のいずれかを超音波診断装置本体１０に接続して利用可能な構成としてもよい。
【００３６】
ケーブル４０は、その一端に超音波診断装置本体１０とのコネクター（図示略）を有し、超音波探触子３０は、このケーブル４０により超音波診断装置本体１０に対して着脱可能に構成されている。
【００３７】
［超音波診断装置の動作］
次に、超音波診断装置１の動作について説明する。超音波診断装置１は、複数種類の超音波画像の表示モードを選択できるように構成されている。超音波診断装置１が備える表示モードとしては、例えばＢモード、カラードプラモード、パルスドプラモード（ドプラモード）、Ｍ（Motion）モード、Ｅ（Elastography）モード、Ｍモードにカラードプラを重畳したＭｃモード等の単一モードの他、複数のモードを組み合わせて表示する複合モードがある。本実施の形態において、複合モードは２つを複合させたモード（Ｄｕｐｌｅｘモードと称する）と３つを複合させたモード（Ｔｒｉｐｌｅｘモードと称する）とを含むものとする。Ｄｕｐｌｅｘモードの例としては、例えばＢモード画像にカラードプラモード画像を重畳したＢｃモードや、Ｂモード画像とパルスドプラモード画像とを同時に表示するＢＤモード、Ｂモード画像とＭモード画像とを同時に表示するＢＭモード、Ｂモード画像とＥモード画像とを同時に表示するＢｅモード等がある。Ｔｒｉｐｌｅｘモードの例としては、Ｂモード画像にカラードプラモード画像を重畳し、さらにパルスドプラモード画像を同時に表示するＢｃＤモードや、Ｂモード画像にカラードプラモード画像を重畳し、さらにＭｃモード画像を同時に表示するＢｃＭｃモードがある。
【００３８】
＜単一モード＞
単一モードが選択された場合の超音波診断装置１の動作は、例えば以下の通りである。操作入力部１８により、表示モードが選択される。ここでは、単一モードとして、Ｂモードが選択された場合を説明する。
【００３９】
送信電圧決定部２０は、送信情報記憶部２１にあらかじめ記憶された情報を用いて、Ｂモードに対応した送信電圧を決定する。なお、あらかじめ送信情報記憶部２１に記憶された情報とは、表示モード毎の最適な送信電圧と、その送信電圧に対応した送信波形とがあらかじめ関連付けられた情報（以下、送信情報と称する）である。
【００４０】
そして、送信条件設定部２２は、決定された送信条件を設定する。さらに、送信駆動部１２は、設定された送信条件に従って駆動信号を超音波探触子３０に対して出力する。
【００４１】
超音波探触子３０は、駆動信号に基づいて超音波を送信し、被検体内で反射されたエコーを受信する。超音波探触子３０は、受信したエコーに基づき受信信号を生成し、受信信号処理部１３へ出力する。受信信号処理部１３は、受信信号に基づき音線データを生成し、画像処理部１６へ出力する。画像処理部１６は、音線データに基づき超音波画像を生成する。生成された超音波画像は、表示部１９に表示される。なお、送受信切替部１４により、超音波診断装置本体１０から超音波探触子３０への駆動信号の出力と受信信号の入力とが適宜切り替えられる。
【００４２】
＜発明に至る経緯＞
次に、複合モードの動作について説明するが、その前に本発明に至る経緯について説明する。以下の経緯においては、複合モードとして、Ｂｃモード、すなわちＢモードとカラードプラモードとが重畳されたモードが選択された場合に生じる事態について説明しているが、その他の複合モードが選択された場合でも同様の事態が発生する。なお、Ｂｃモードとは、Ｂモード送信サイクルと、カラードプラ送信サイクルとを短時間で交互に切り替えて得られたＢモード画像とカラードプラ画像とを合成してリアルタイムで表示するモードである。
【００４３】
一般に、Ｂモードでは、高画質の画像を生成するため、分解能に優れる広帯域信号、換言すれば、短パルス波の駆動信号が使用される。一方、カラードプラモードでは、主に受信信号の位相関係を利用して血流動態や血流スペクトルを得るためのモードであることから、特定の周波数帯の信号（狭帯域信号）、換言すれば長パルス波の駆動信号が使用される。パルスドプラモード、およびＥモードの場合もカラードプラモードと同様に長パルス波の駆動信号が使用される。
【００４４】
ここで、高画質の超音波画像を生成するため、すなわち受信信号のＳ／Ｎ比を良くするためには、駆動信号の電圧（送信電圧）を高くして圧電振動子に印加するパルスの振幅を大きくすることが望ましい。
【００４５】
しかしながら、高出力の超音波エネルギーによる生体への影響を軽減するため、超音波プローブから発される送信超音波の音響出力（超音波出力）にはモードに対応した規制が設けられている。送信超音波のエネルギーは駆動信号の電圧振幅および振動数（パルスの長さ）に応じて決まるため、長パルス波の駆動信号を使用するカラードプラモードやパルスドプラモードでは、Ｂモードと比較して送信電圧を低くする必要がある。従って、異なるモードの画像を高速で切り替えて同時に表示する複合モードでは、サイクル毎に送信電圧を高速で変化させる必要がある。
【００４６】
例えば複数の電源系統を備えた超音波診断装置では、例えばスイッチング制御によりＢモードサイクルとそれ以外のモードのサイクルとでモード毎にあらかじめ対応した電源に切り替えることで、サイクル毎に送信電圧を変化させることができる。しかしながら、本実施の形態では、上記したように電源を１系統しか有しないので、この方法を採用できない。電源１系統でサイクル毎に送信電圧を変化させる方法としては、例えば送信駆動部１２のパルス発生回路が発生する送信電圧をサイクル毎に上下させることにより、各モードに対応した送信電圧を生成する方法がある。
【００４７】
しかしながら、このような方法を採用した場合、パルス生成を高速で行うことにより振動子３１から熱が発生し、超音波探触子３０の表面温度が上昇したり、パルス生成の時間応答が間に合わず、実時間でサイクル毎の送信電圧の切り替えが困難となったりすることがある。この問題を解決する方法として、Ｄｕｐｌｅｘモードにおいても、モード毎に送信電圧を変化させずに共通の送信電圧（以下、共通送信電圧と記載する）を生成する方法がある。
【００４８】
上記したように、規制によりカラードプラモードの送信電圧はＢモードの送信電圧と比較して低くしなければならないため、Ｂモードとカラードプラモードとで同じ送信電圧（共通送信電圧）を使用しようとすると、より低いカラードプラモードの電圧に合わせる必要がある。しかしながら、カラードプラモードに対応した送信電圧でＢモード画像を生成すると、Ｓ／Ｎ比が低下してＢモード画像の画質が劣化してしまうことがある。
【００４９】
このような経緯から、本実施の形態に係る超音波診断装置１は、共通の送信電圧で複合モードの表示を行う場合でも、好適な画質の超音波画像を生成することを目的とする。
【００５０】
＜複合モード（Ｄｕｐｌｅｘモード）＞
以下では、複合モードのうち、Ｄｕｐｌｅｘモードにおける超音波診断装置１の動作について説明する。操作入力部１８により、例えばＢｃモードが選択されると、送信電圧決定部２０により、Ｂｃモードに対応した送信条件が設定される。以下の説明では、ＤｕｐｌｅｘモードとしてＢｃモードが選択された場合について説明する。
【００５１】
Ｂｃモードにおいては、単一モードの場合と同様に、送信電圧決定部２０は、あらかじめ送信情報記憶部２１に記憶された、Ｂｃモードに対応する送信情報に基づいて送信条件を決定する。ただし、複合モードの場合は、単一モードの場合とは異なる送信情報が使用される。
【００５２】
共通の送信電圧で複合モードの表示を行う場合でも好適な画質の超音波画像を生成するためには、ＢｃモードにおいてＢモードサイクルとカラードプラモードサイクルの両方で使用される共通送信電圧を、カラードプラモードに最適な送信電圧よりも高くすることが望ましいが、カラードプラモードにおける超音波の音響出力がカラードプラモードにおける規制値を超過しないようにする必要がある。超音波の音響出力を上昇させずに送信電圧を高くするために、本実施の形態に係る超音波診断装置１では、カラードプラモードに対してパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）制御を適用する。
【００５３】
ＰＷＭ制御では、電圧を一定値とし、ＰＷＭ比により決まる波形を変化させることで出力値の制御を行う。すなわち、送信電圧決定部２０は、カラードプラモードの送信情報として、取り得る送信電圧の候補と、各送信電圧に対応するＰＷＭ波形とを用いることで、カラードプラモードにおける超音波の音響出力を上昇させずに送信電圧を上昇させることができる。ここで、ＰＷＭ比とは、メインパルスに対して０レベルでない区間がどの程度の割合で含まれるかを表す数値である。また、ＰＷＭ波形とは、メインパルスの波形に対してＰＷＭ比を適用した波形である。すなわち、送信情報記憶部２１には、カラードプラモードにおける複数の送信電圧候補と、各送信電圧候補に対応するＰＷＭ波形とが互いに関連付けられて例えばテーブル形式で記憶されている。
【００５４】
以下の説明において、ＰＷＭ制御が適用された送信情報をＰＷＭ送信情報と記載し、ＰＷＭ制御が適用されない送信情報と区別する。なお、ＰＷＭ制御が適用されない送信情報は本発明の第１送信情報の一例であり、ＰＷＭ送信情報は本発明の第２送信情報の一例である。なお、上記説明において、送信情報記憶部２１には、ＰＷＭ送信情報として、複数の送信電圧候補と、各送信電圧候補に対応するＰＷＭ波形とが互いに関連付けられて記憶されるとしたが、ＰＷＭ波形の代わりにＰＷＭ比が記憶されていてもよい。
【００５５】
送信電圧決定部２０は、送信情報記憶部２１からカラードプラモードに対応したＰＷＭ送信情報を読み出し、複数の送信電圧候補のうち、できるだけ高い送信電圧候補を選択して、選択した送信電圧候補とこれに対応した送信波形とを送信条件として決定することにより、Ｂｃモードにおいて使用される共通送信電圧を、できるだけ高い送信電圧とすることができる。
【００５６】
そして、送信条件設定部２２は、送信電圧決定部２０が決定した送信条件を設定し、送信駆動部１２は設定された送信条件に従って駆動信号を出力する。ここで、送信駆動部１２は、Ｂモード送信サイクルではＢモード用送信パルスが、カラードプラサイクルではカラードプラ用送信パルスが、それぞれ生成される。Ｄｕｐｌｅｘモードにおける送信条件の設定方法の詳細については後述する。
【００５７】
超音波探触子３０は、駆動信号に基づいて超音波を送信し、被検体内で反射されたエコーを受信する。超音波探触子３０は、受信したエコーに基づき受信信号を生成し、受信信号処理部１３へ出力する。受信信号処理部１３は、受信信号に基づき音線データを生成し、画像処理部１６へ出力する。画像処理部１６は、音線データに基づき超音波画像を生成する。生成された超音波画像は、表示部１９に表示される。なお、送受信切替部１４により、超音波診断装置本体１０から超音波探触子３０への駆動信号の出力と受信信号の入力とが適宜切り替えられる。
【００５８】
なお、画像処理部１６が超音波画像を生成する際に、ＰＷＭ制御が適用されていないＢモードのゲインに対して補償を行うようにしてもよい。具体的には、Ｂモードのゲインを（Ｂモードの最適な送信電圧）／（共通送信電圧）倍（この倍率を以下ではα倍と記載する）することにより、共通送信電圧を採用することで低下していたＢモードのゲインを補償することができる。ただし、通常Ｂモード画像は画像処理部１６において受信信号をＬｏｇ圧縮して生成するので、Ｌｏｇ圧縮後の信号に対するゲイン補償量で考えると、α倍をデシベル（ｄＢ）に変換した値を加えることに相当する。あるいは、ＢモードがＴＨＩ（Tissue Harmonic Imaging）による高調波イメージングである場合には、Ｂモードのゲインをαの２乗倍（Ｌｏｇ圧縮後ではα倍をデシベル変換した値の２倍を加える）してもよい。あるいは、ＴＨＩか否かに関わらず（Ｂモードの最適な送信電圧）と（共通送信電圧）を入力とするその他の関数でゲインの補償量を決定してもよい。これにより、Ｂモードの画質劣化をより軽減することができる。
【００５９】
＜送信条件の設定方法（Ｄｕｐｌｅｘモード）＞
Ｄｕｐｌｅｘモードにおける送信条件の設定方法について説明する。図３は、Ｄｕｐｌｅｘモードにおける送信条件の設定方法を説明するためのフローチャートである。
【００６０】
ステップＳ３０１において、送信電圧決定部２０は、Ｂモードに対応した送信情報、すなわち、Ｂモードに最適な送信電圧と、その送信電圧に対応した送信波形とが含まれる情報を送信情報記憶部２１から読み出す。
【００６１】
ステップＳ３０２において、送信電圧決定部２０は、Ｂモードに最適な送信電圧をターゲット電圧ＶＴに設定する。
【００６２】
ステップＳ３０３において、送信電圧決定部２０は、カラードプラモード（以下、ｃモードと記載する）に対応したＰＷＭ送信情報を送信情報記憶部２１から読み出す。上記したように、ｃモードに対応したＰＷＭ送信情報には、複数の送信電圧候補と、各送信電圧候補に対応するＰＷＭ波形とが例えばテーブル形式で含まれている。
【００６３】
ステップＳ３０４において、送信電圧決定部２０は、ステップＳ３０３で読み出したｃモードに対応したＰＷＭ送信情報に含まれる複数の送信電圧候補のうち、最も小さい送信電圧候補（最小電圧）を処理対象に設定する。以下、処理対象となる送信電圧候補を対象電圧Ｖｃｕｒｒｅｎｔと記載する。
【００６４】
ステップＳ３０５において、送信電圧決定部２０は、対象電圧ＶｃｕｒｒｅｎｔとステップＳ３０２で設定したターゲット電圧ＶＴとを比較する。比較の結果、対象電圧Ｖｃｕｒｒｅｎｔの方が大きい場合（ステップＳ３０５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ３１０に進み、そうでない場合（ステップＳ３０５：ＮＯ）、処理はステップＳ３０６に進む。
【００６５】
ステップＳ３０６において、送信電圧決定部２０は、ステップＳ３０３で読み出したｃモードに対応したＰＷＭ送信情報に含まれる複数の送信電圧候補のうち、現在の対象電圧Ｖｃｕｒｒｅｎｔより大きい送信電圧候補の中で最も小さい送信電圧候補Ｖｎｅｘｔを抽出する。
【００６６】
ステップＳ３０７において、送信電圧決定部２０は、ステップＳ３０６で抽出したＶｎｅｘｔとターゲット電圧ＶＴとを比較する。比較の結果、Ｖｎｅｘｔの方が大きい場合（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）、処理はステップＳ３１０に進み、そうでない場合（ステップＳ３０７：ＮＯ）、処理はステップＳ３０８に進む。
【００６７】
ステップＳ３０８において、送信電圧決定部２０は、Ｖｎｅｘｔが、ステップＳ３０３で読み出したｃモードに対応したＰＷＭ送信情報に含まれる複数の送信電圧候補のうち最も大きい送信電圧候補であるか否かを判定する。Ｖｎｅｘｔが複数の送信電圧候補のうち最も大きい送信電圧候補である場合（ステップＳ３０８：ＹＥＳ）、処理はステップＳ３１１に進み、そうでない場合（ステップＳ３０８：ＮＯ）、処理はステップＳ３０９に進む。
【００６８】
ステップＳ３０９において、送信電圧決定部２０は、対象電圧ＶｃｕｒｒｅｎｔをＶｎｅｘｔに再設定してステップＳ３０６に戻る。
【００６９】
ステップＳ３１０において、送信電圧決定部２０は、Ｖｃｕｒｒｅｎｔをｃモードにおける中間送信電圧Ｖｍに設定する。ｃモードにおける中間送信電圧Ｖｍは、Ｂｃモードにおける共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを決定するために使用される、仮の送信電圧である。
【００７０】
ステップＳ３１１において、送信電圧決定部２０は、Ｖｎｅｘｔをｃモードにおける中間送信電圧Ｖｍに設定する。
【００７１】
ステップＳ３１２において、送信電圧決定部２０は、ターゲット電圧ＶＴおよび／または中間送信電圧Ｖｍに基づいて、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを決定する。
【００７２】
ターゲット電圧ＶＴおよび／または中間送信電圧Ｖｍに基づいて共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを決定する方法については、例えば以下のような方法を採用すればよい。１つ目の方法として、単純に共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎをターゲット電圧ＶＴとｃモードの中間送信電圧Ｖｍのうち小さい方とする方法が挙げられる。ここで、ターゲット電圧ＶＴの方が小さい場合とは、ステップＳ３０５における比較の結果、対象電圧Ｖｃｕｒｒｅｎｔの方がターゲット電圧ＶＴより大きい場合に相当する。また、２つ目の方法として、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを最適化する方法が挙げられる。最適化の条件は、Ｂモードとｃモードの各モードにおける超音波の音響出力が各モードの規制値を超過せず、かつできるだけ高い電圧となることである。以下では、この条件を条件１と記載する。
【００７３】
共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎの最適化は、例えば、ターゲット電圧ＶＴおよび中間送信電圧Ｖｍ、Ｂモードおよびｃモードの送信間隔、Ｂモードおよびｃモードの単位時間あたりの送信回数等に基づいて行われればよい。
【００７４】
例えば、探索によって上記の条件１を満たす共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを求め、その中で最大の送信電圧を共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎとしてもよい。あるいは、取り得る送信電圧の候補をあらかじめ実験等によって用意して送信情報記憶部２１等に記憶させておき、その中で条件１を満たす最大の送信電圧を共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎとしてもよい。
【００７５】
上記の条件１を満たす共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを決定するためには、例えばＢモードの送信間隔および単位時間あたりの送信回数、ｃモードの送信間隔および単位時間あたりの送信回数を調整しながら、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎが最も高くなるパラメータを探索すればよい。
【００７６】
より具体的には、上記の条件１を満たす通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを決定するためには、例えば以下のような方法を採用すればよい。１つ目の方法として、プローブに搭載可能なセンサー等を用いて、超音波の音響出力およびプローブ表面温度上昇を実際に測定する方法がある。
【００７７】
すなわち、Ｂモードの送信電圧とＢモードの送信間隔で、Ｂモードの単位時間あたりの送信回数だけ、Ｂモードの波形で送信し、ｃモードのＰＷＭ波形に対応する送信電圧とｃモードの送信間隔で、ｃモードの単位時間あたりの送信回数だけ、ｃモードのＰＷＭ波形で送信することを繰り返したときの超音波の音響出力およびプローブ表面温度上昇をあらかじめ測定した結果が、送信情報記憶部２１に保持されている。この超音波の音響出力およびプローブ表面温度上昇の測定結果は、Ｂモードの送信電圧、Ｂモードの送信間隔、Ｂモードの単位時間あたりの送信回数、Ｂモードの波形、ｃモードのＰＷＭ波形に対応する送信電圧、ｃモードの送信間隔、ｃモードの単位時間あたりの送信回数、ｃモードのＰＷＭ波形の可能な組み合わせ毎に保持されている。
【００７８】
ステップＳ３１２より前のステップで、ターゲット電圧ＶＴと中間送信電圧Ｖｍが定まると、送信電圧決定部２０は、Ｂモードの送信電圧をターゲット電圧ＶＴ、ｃモードの送信電圧を中間送信電圧Ｖｍとして、そのときのＢモードの送信間隔、Ｂモードの単位時間あたりの送信回数、Ｂモードの波形、ｃモードの送信間隔、ｃモードの単位時間あたりの送信回数、中間送信電圧Ｖｍに対応するｃモードのＰＷＭ波形を用いて、超音波の音響出力、および、プローブ表面温度上昇を、送信情報記憶部２１から取得する。
【００７９】
そして、送信電圧決定部２０は、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎの初期値を仮決めし、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを用いて、Ｂモードの送信間隔でＢモードの単位時間あたりの送信回数だけ、Ｂモードの波形で送信し、ｃモードの送信間隔でｃモードの単位時間あたりの送信回数だけ、ｃモードのＰＷＭ波形で送信することを繰り返して、超音波の音響出力、およびプローブ表面温度上昇をセンサーで測定しつつ、送信情報記憶部２１から取得した値を超えない範囲で共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎが最も高くなるように調整する。共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎの初期値の例として、ターゲット電圧ＶＴとｃモードの中間送信電圧Ｖｍのうち小さい方とすることができる。
【００８０】
また、２つ目の方法として、超音波の音響出力およびプローブ表面温度上昇をモデル化して、計算によって共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを算出する方法がある。
【００８１】
超音波の音響出力およびプローブ表面温度上昇は、送信電圧が高いほど、送信間隔が短いほど、ともに高くなる。また、波形のパルス長が長いほど、超音波の音響出力、プローブ表面温度上昇ともに高くなる。換言すれば、超音波の音響出力、および、プローブ表面温度上昇は、送信電圧、送信間隔、および波形の影響を受ける。２つ目の方法では、このような性質を利用して、計算によって共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを算出する。
【００８２】
まず、送信電圧と超音波の音響出力およびプローブ表面温度上昇との関係、送信間隔と超音波の音響出力およびプローブ表面温度上昇との関係を、波形毎にモデル化して、送信情報記憶部２１に保持しておく。
【００８３】
また、複合モードで例えばＢモード送信サイクルとｃモード送信サイクルとを短時間で交互に切り替えるとき、これらのモードの単位時間あたりの送信回数および送信間隔やこれらの組み合わせ比率と、超音波の音響出力およびプローブ表面温度上昇との関係もモデル化して、送信情報記憶部２１に保持しておく。例えば、超音波の音響出力、および、プローブ表面温度上昇が高いモードの送信期間の比率が長いほど、複合モードの超音波の音響出力、および、プローブ表面温度上昇が高くなる。
【００８４】
ステップＳ３１２より前のステップで、ターゲット電圧ＶＴと中間送信電圧Ｖｍが定まると、送信電圧決定部２０は、Ｂモードの送信電圧とＢモードの送信間隔で、Ｂモードの単位時間あたりの送信回数だけ、Ｂモードの波形で送信し、中間送信電圧Ｖｍとｃモードの送信間隔で、ｃモードの単位時間あたりの送信回数だけ、ｃモードの波形で送信することを繰り返したときの超音波の音響出力、および、プローブ表面温度上昇を、送信情報記憶部２１に保持されたモデルを参照して算出し、基準とする。
【００８５】
そして、送信電圧決定部２０は、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを用いて、Ｂモードの送信間隔でＢモードの単位時間あたりの送信回数だけ、Ｂモードの波形で送信し、ｃモードの送信間隔でｃモードの単位時間あたりの送信回数だけ、ｃモードのＰＷＭ波形で送信することを繰り返したときの超音波の音響出力、および、プローブ表面温度上昇も、送信情報記憶部２１に保持されたモデルを参照して算出することができる。換言すれば、送信電圧決定部２０は、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを変化させて超音波の音響出力、および、プローブ表面温度上昇を算出し、前記の基準を超えない共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを探索によって求める。なお、送信電圧決定部２０は、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを、あらかじめ用意した取り得る送信電圧の候補の中から、上記の条件１を満たす最大の送信電圧を探索して求めてもよい。
【００８６】
ステップＳ３１３において、送信条件設定部２２は、ステップＳ３１２で決定した共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎと、これに対応するモード毎の送信波形とに基づいて送信条件を設定する。すなわち、送信条件設定部２２は、送信情報記憶部２１から読み出したモード毎の送信情報に基づいて、Ｂモードサイクルにおける送信波形を、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎに対応するＢモードの送信波形に設定し、ｃモードサイクルにおける送信波形を、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎに対応するｃモードのＰＷＭ送信波形に設定する。
【００８７】
図４Ａ〜図４Ｄは、上記説明した送信電圧決定部２０による送信電圧の決定について視覚化した概念図である。図４Ａは、Ｂモードおよびｃモードそれぞれの最適な送信電圧を示している。なお、ここで言う最適な送信電圧とは、超音波の音響出力がモード毎の規制値を超えず、かつできるだけ高い送信電圧であることを意味する。図４Ａに示すように、ｃモードよりＢモードの方が最適な送信電圧は高くなっている。
【００８８】
図４Ｂは、１系統の電源でＢモードとｃモードの両方に対応するため、共通送信電圧ＶｃｏｍｍｏｎをＢモードの最適な送信電圧（上記ターゲット電圧ＶＴ）とした場合を示している。しかしながら、ｃモードにおける超音波の音響出力がｃモードの規制値を超えてしまうので、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎをターゲット電圧ＶＴとすることは適切ではない。
【００８９】
図４Ｃは、ｃモードにＰＷＭ制御を適用することで、ｃモードにおける超音波の音響出力を規制値以下に抑えつつ、ｃモードの送信電圧をできるだけ高くした場合を示している。図４ＣにおけるＢモードおよびｃモードの電圧は、図３のステップＳ３１１で設定した中間送信電圧Ｖｍに相当する。
【００９０】
図４Ｃに示すように、中間送信電圧Ｖｍは、ｃモードの最適な送信電圧よりは高いものの、Ｂモードの最適な送信電圧であるターゲット電圧ＶＴよりは低くなっている。このため、中間送信電圧Ｖｍを共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎとした場合、Ｂモードの画質が通常時と比較して劣化してしまうことがある。
【００９１】
図４Ｄに示すように、Ｂモードの送信間隔および単位時間あたりの送信回数、ｃモードの送信間隔および単位時間あたりの送信回数を調整して、最適な共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを決定することで、Ｂモードの画質劣化を軽減できる。図４Ｄにおいて説明した、最適な共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを決定する動作は、図３のステップＳ３１２に相当している。
【００９２】
このように、Ｂモードの送信間隔および単位時間あたりの送信回数、ｃモードの送信間隔および単位時間あたりの送信回数を調整して最適な共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを決定することにより、Ｂモードとｃモードの各モードにおける超音波の音響出力が各モードの規制値を超過せず、かつできるだけ高い電圧となる共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎとすることができる。
【００９３】
なお、図４Ａ〜図４Ｄにおいては、ｃモードの送信電圧候補がターゲット電圧ＶＴより低い場合が想定されているが、ｃモードの送信電圧候補の方がターゲット電圧ＶＴより高い場合は、図３のステップＳ３１０のように、中間送信電圧Ｖｍをｃモードの送信電圧候補のうち最も低い電圧とすればよい。
【００９４】
なお、上記Ｄｕｐｌｅｘモードの説明では、Ｂｃモードが選択された場合について説明したが、他のＤｕｐｌｅｘモードが選択された場合もほぼ同様の動作が実行される。具体的には、Ｂモードにおける動作は上記と同様とし、カラードプラモードにおける動作の代わりに、パルスドプラモード、Ｍモード、Ｅモード等の動作が行われればよい。
【００９５】
＜複合モード（Ｔｒｉｐｌｅｘモード）＞
次に、Ｔｒｉｐｌｅｘモードにおける超音波診断装置１の動作について説明する。操作入力部１８により、Ｔｒｉｐｌｅｘモード、例えばＢｃＤモードが選択されると、送信電圧決定部２０により、ＢｃＤモードに対応した送信条件が設定される。以下の説明では、ＴｒｉｐｌｅｘモードとしてＢｃＤモードが選択された場合について説明する。
【００９６】
ＢｃＤモードにおいては、単一モードおよびＤｕｐｌｅｘモードの場合と同様に、送信電圧決定部２０は、あらかじめ送信情報記憶部２１に記憶された、Ｂモード、ｃモード、およびパルスドプラモード（Ｄモード）に対応する送信情報に基づいて送信条件を決定する。この際、ｃモードおよび／またはＤモードにＰＷＭ制御を適用する。
【００９７】
そして、送信条件設定部２２は、送信電圧決定部２０が決定した送信条件を設定し、送信駆動部１２は設定された送信条件に従って駆動信号を出力する。ここで、送信駆動部１２は、Ｂモード送信サイクルではＢモード用送信パルスが、カラードプラサイクル（またはパルスドプラサイクル）ではカラードプラ用送信パルス（またはパルスドプラ用送信パルス）が、それぞれ生成される。Ｔｒｉｐｌｅｘモードにおける送信条件の設定方法の詳細については後述する。
【００９８】
超音波探触子３０は、駆動信号に基づいて超音波を送信し、被検体内で反射されたエコーを受信する。超音波探触子３０は、受信したエコーに基づき受信信号を生成し、受信信号処理部１３へ出力する。受信信号処理部１３は、受信信号に基づき音線データを生成し、画像処理部１６へ出力する。画像処理部１６は、音線データに基づき超音波画像を生成する。生成された超音波画像は、表示部１９に表示される。なお、送受信切替部１４により、超音波診断装置本体１０から超音波探触子３０への駆動信号の出力と受信信号の入力とが適宜切り替えられる。
【００９９】
なお、画像処理部１６が超音波画像を生成する際に、ＰＷＭ制御が適用されていないモードのゲインに対して補償を行うようにしてもよい。具体的には、ＤモードにのみＰＷＭ制御が適用された場合、Ｂモードのゲインを（Ｂモードの最適な送信電圧）／（共通送信電圧）倍し、ｃモードのゲインを（ｃモードの最適な送信電圧）／（共通送信電圧）倍することにより、共通送信電圧を採用することで低下していたＢモードおよびｃモードのゲインを補償することができる。なお、ここではＢモードとｃモードの両方のゲインを補償する例について説明したが、いずれか一方のみ（例えばＢモードのみ）を補償するようにしてもよい。また、ｃモードおよびＤモードにＰＷＭ制御が適用された場合、Ｂモードのゲインを（Ｂモードの最適な送信電圧）／（共通送信電圧）倍することにより、共通送信電圧を採用することで低下していたＢモードのゲインを補償することができる。
【０１００】
ここで、Ｌｏｇ圧縮後の信号に対するゲイン補償量で考えると、上述の倍数をデシベル（ｄＢ）に変換した値を加えることに相当すること、ＢモードがＴＨＩによる高調波イメージングである場合には上述の倍数の２乗倍としてもよいこと、および、ＴＨＩか否かに関わらず（上述の各モードの最適な送信電圧）と（共通送信電圧）を入力とするその他の関数でゲインの補償量を決定してもよいこと等は、上記説明した複合モード（Ｄｕｐｌｅｘモード）の場合と同様である。
【０１０１】
＜送信条件の設定方法（Ｔｒｉｐｌｅｘモード）＞
Ｔｒｉｐｌｅｘモードにおける送信条件の設定方法について説明する。なお、Ｔｒｉｐｌｅｘモードでは、ｃモードまたはＤモードの送信電圧制御のうち、いずれかにのみＰＷＭ制御を用いる第１の方法と、ｃモードとＤモードの両方にＰＷＭ制御を用いる第２の方法と、がある。
【０１０２】
［第１の方法］
図５は、Ｔｒｉｐｌｅｘモードにおける送信条件の第１の設定方法を説明するためのフローチャートである。以下説明する第１の方法では、Ｄモードに対してのみＰＷＭ制御を適用する場合について説明する。
【０１０３】
ステップＳ５０１において、送信電圧決定部２０は、Ｂモードおよびｃモードに対応した送信情報、すなわち、Ｂモードに最適な送信電圧と、その送信電圧に対応した送信波形、および、ｃモードに最適な送信電圧と、その送信電圧に対応した送信波形、とが含まれる情報を送信情報記憶部２１から読み出す。
【０１０４】
なお、上記図３にて説明したＤｕｐｌｅｘモード（Ｂｃモード）における送信条件の設定方法では、ｃモードに対してＰＷＭ制御が適用されていたので、ｃモードに対応したＰＷＭ送信情報には、複数の送信電圧候補と、各送信電圧候補に対応したＰＷＭ波形とが含まれていた。しかしながら、ここではｃモードに対してＰＷＭ制御が適用されないので、ステップＳ５０１において読み出される、ｃモードに対応した送信情報は、ｃモードに最適な送信電圧と、その送信電圧に対応した送信波形とが含まれる情報である。すなわち、送信情報記憶部２１には、あるモードに対応したＰＷＭ送信情報と、ＰＷＭ制御を適用しない場合の当該モードに対応した送信情報と、の両方があらかじめ記憶されている。
【０１０５】
ステップＳ５０２において、送信電圧決定部２０は、Ｂモードにおける最適な送信電圧と、ｃモードにおける最適な送信電圧とを比較し、いずれか低い方の送信電圧をターゲット電圧ＶＴに設定する。
【０１０６】
ステップＳ５０３において、送信電圧決定部２０は、Ｄモードに対応したＰＷＭ送信情報を送信情報記憶部２１から読み出す。Ｄモードに対応したＰＷＭ送信情報には、複数の送信電圧候補と、各送信電圧候補に対応するＰＷＭ波形とが例えばテーブル形式で含まれている。
【０１０７】
ステップＳ５０４において、送信電圧決定部２０は、ステップＳ５０３で読み出したＤモードに対応した送信情報に含まれる複数の送信電圧候補のうち、最も小さい送信電圧候補（最小電圧）を処理対象の対象電圧Ｖｃｕｒｒｅｎｔに設定する。
【０１０８】
ステップＳ５０５において、送信電圧決定部２０は、対象電圧ＶｃｕｒｒｅｎｔとステップＳ５０２で設定したターゲット電圧ＶＴとを比較する。比較の結果、対象電圧Ｖｃｕｒｒｅｎｔの方が大きい場合（ステップＳ５０５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ５１０に進み、そうでない場合（ステップＳ５０５：ＮＯ）、処理はステップＳ５０６に進む。
【０１０９】
ステップＳ５０６において、送信電圧決定部２０は、ステップＳ５０３で読み出したＤモードに対応したＰＷＭ送信情報に含まれる複数の送信電圧候補のうち、現在の対象電圧Ｖｃｕｒｒｅｎｔより大きい送信電圧候補の中で最も小さい送信電圧候補Ｖｎｅｘｔを抽出する。
【０１１０】
ステップＳ５０７において、送信電圧決定部２０は、ステップＳ５０６で抽出したＶｎｅｘｔとターゲット電圧ＶＴとを比較する。比較の結果、Ｖｎｅｘｔの方が大きい場合（ステップＳ５０７：ＹＥＳ）、処理はステップＳ５１０に進み、そうでない場合（ステップＳ５０７：ＮＯ）、処理はステップＳ５０８に進む。
【０１１１】
ステップＳ５０８において、送信電圧決定部２０は、Ｖｎｅｘｔが、ステップＳ５０３で読み出したｃモードに対応したＰＷＭ送信情報に含まれる複数の送信電圧候補のうち最も大きい送信電圧候補であるか否かを判定する。Ｖｎｅｘｔが複数の送信電圧候補のうち最も大きい送信電圧候補である場合（ステップＳ５０８：ＹＥＳ）、処理はステップＳ５１１に進み、そうでない場合（ステップＳ５０８：ＮＯ）、処理はステップＳ５０９に進む。
【０１１２】
ステップＳ５０９において、送信電圧決定部２０は、対象電圧Ｖｃｕｒｒｅｎｔを、現在の対象電圧Ｖｃｕｒｒｅｎｔの次に小さい送信電圧候補Ｖｎｅｘｔに再設定してステップＳ５０６に戻る。
【０１１３】
ステップＳ５１０において、送信電圧決定部２０は、ＶｃｕｒｒｅｎｔをＤモードにおける中間送信電圧Ｖｍに設定する。Ｄモードにおける中間送信電圧Ｖｍは、ＢｃＤモードにおける共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを決定するために使用される仮の送信電圧である。
【０１１４】
ステップＳ５１１において、送信電圧決定部２０は、ＶｎｅｘｔをＤモードにおける中間送信電圧Ｖｍに設定する。
【０１１５】
ステップＳ５１２において、送信電圧決定部２０は、ターゲット電圧ＶＴおよび／または中間送信電圧Ｖｍに基づいて、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを決定する。
【０１１６】
ターゲット電圧ＶＴおよび／または中間送信電圧Ｖｍに基づいて共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを決定する方法については、上記図３のステップＳ３１２において説明した、Ｄｕｐｌｅｘモードと同様の方法を採用すればよい。
【０１１７】
すなわち、１つ目の方法として、単純に共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎをターゲット電圧ＶＴとＤモードの中間送信電圧Ｖｍのうち小さい方とする方法が挙げられる。ここで、ターゲット電圧ＶＴの方が小さい場合とは、ステップＳ５０５における比較の結果、対象電圧Ｖｃｕｒｒｅｎｔの方がターゲット電圧ＶＴより大きい場合に相当する。また、２つ目の方法として、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを最適化する方法が挙げられる。最適化の条件は、Ｂモード、ｃモードおよびＤモードの各モードにおける超音波の音響出力が各モードの規制値を超過しないように、かつできるだけ高い電圧となることである。この条件を、以下では条件２と記載する。
【０１１８】
共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎの最適化は、例えば、ターゲット電圧ＶＴおよび中間送信電圧Ｖｍ、Ｂモード、ｃモードおよびＤモードの送信間隔、Ｂモード、ｃモードおよびＤモードの単位時間あたりの送信回数等に基づいて、計算によって行われればよい。あるいは、探索によって上記の条件２を満たす共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを求め、その中で最大の送信電圧を共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎとしてもよい。あるいは、取り得る送信電圧の候補をあらかじめ実験等によって用意して送信情報記憶部２１等に記憶させておき、その中で条件２を満たす最大の送信電圧を共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎとしてもよい。
【０１１９】
上記の条件２を満たす共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを決定するためには、例えばＢモードの送信間隔および単位時間あたりの送信回数、ｃモードの送信間隔および単位時間あたりの送信回数、およびＤモードの送信間隔および単位時間あたりの送信回数を調整しながら、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎが最も高くなるパラメータを探索すればよい。
【０１２０】
上記の条件２を満たす共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを決定する方法としては、上記図３のステップＳ３１２において説明した、Ｄｕｐｌｅｘモードと同様の方法を採用すればよい。
【０１２１】
なお、Ｄｕｐｌｅｘモードの場合、ＰＷＭ制御が適用されないＢモードの送信電圧、送信間隔、単位時間あたりの送信回数だけ、Ｂモードの波形で送信し、さらにＰＷＭ制御が適用されたｃモードの送信電圧、送信間隔、単位時間あたりの送信回数だけ、ｃモードのＰＷＭ波形で送信することを繰り返した場合のプローブ表面温度上昇をセンサーで測定する、あるいは計算によって算出することで、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを決定していた。しかしながら、Ｔｒｉｐｌｅｘモードの第１の方法においては、ＰＷＭ制御が適用されないＢモードの送信電圧、送信間隔、単位時間あたりの送信回数だけ、Ｂモードの波形で送信し、ＰＷＭ制御が適用されないｃモードの送信電圧、送信間隔、単位時間あたりの送信回数だけ、ｃモードの波形で送信し、さらにＰＷＭ制御が適用されたＤモードの送信電圧、送信間隔、単位時間あたりの送信回数だけ、ＤモードのＰＷＭ波形で送信することを繰り返した場合のプローブ表面温度上昇をセンサーで測定する、あるいは計算によって算出することで、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを決定すればよい。
【０１２２】
ステップＳ５１３において、送信条件設定部２２は、ステップＳ５１２で決定した共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎと、これに対応する送信波形とに基づいて送信条件を設定する。すなわち、送信条件設定部２２は、送信情報記憶部２１から読み出したモード毎の送信情報に基づいて、Ｂモードサイクルにおける送信波形を、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎに対応するＢモードの送信波形に設定し、ｃモードサイクルにおける送信波形を、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎに対応するｃモードの送信波形に設定し、Ｄモードサイクルにおける送信波形を、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎに対応するＤモードのＰＷＭ送信波形に設定する。
【０１２３】
このような送信条件の設定方法により、Ｂモード、ｃモードとＤモードの各モードにおける超音波の音響出力が各モードの規制値を超過せず、かつできるだけ高い電圧となる共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎとすることができる。
【０１２４】
［第２の方法］
図６は、Ｔｒｉｐｌｅｘモードにおける送信条件の第２の設定方法を説明するためのフローチャートである。以下説明する第２の方法では、ｃモードとＤモードとに対してＰＷＭ制御を適用する場合について説明する。
【０１２５】
ステップＳ６０１において、送信電圧決定部２０は、Ｂモードに対応した送信情報、すなわち、Ｂモードに最適な送信電圧と、その送信電圧に対応した送信波形とが含まれる情報を送信情報記憶部２１から読み出す。
【０１２６】
ステップＳ６０２において、送信電圧決定部２０は、Ｂモードにおける最適な送信電圧をターゲット電圧ＶＴに設定する。
【０１２７】
ステップＳ６０３において、送信電圧決定部２０は、ｃモードに対応したＰＷＭ送信情報と、Ｄモードに対応したＰＷＭ送信情報とを送信情報記憶部２１から読み出す。各ＰＷＭ送信情報には、複数の送信電圧候補と、各送信電圧候補に対応するＰＷＭ波形とが例えばテーブル形式で含まれている。
【０１２８】
ステップＳ６０４において、送信電圧決定部２０は、ｃモードにおける中間送信電圧Ｖｍｃと、Ｄモードにおける中間送信電圧ＶｍＤとを設定する。ｃモードにおける中間送信電圧Ｖｍｃと、Ｄモードにおける中間送信電圧ＶｍＤとの設定は、上記図３のステップＳ３０４〜Ｓ３１１（あるいは図５のステップＳ５０４〜Ｓ５１１）の処理を、ｃモードとＤモードの両方に対して個別に行えばよい。
【０１２９】
ステップＳ６０５において、送信電圧決定部２０は、ターゲット電圧ＶＴおよび／または中間送信電圧Ｖｍｃ、ＶｍＤに基づいて、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを決定する。
【０１３０】
ターゲット電圧ＶＴおよび／または中間送信電圧Ｖｍｃ、ＶｍＤに基づいて共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを決定する方法については、以下のような方法を採用すればよい。
【０１３１】
すなわち、１つ目の方法として、ターゲット電圧ＶＴと、ｃモードの中間送信電圧Ｖｍｃと、Ｄモードの中間送信電圧ＶｍＤとのうち、最も小さい電圧を共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎとする方法が挙げられる。
【０１３２】
２つ目の方法として、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを最適化する方法が挙げられる。最適化の条件は、Ｂモード、ｃモードとＤモードの各モードにおける超音波の音響出力が各モードの規制値を超過せず、かつできるだけ高い電圧となることである。この条件を、以下では条件３と記載する。
【０１３３】
共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎの最適化は、例えば、ターゲット電圧ＶＴおよび中間送信電圧Ｖｍｃ、ＶｍＤ、Ｂモード、ｃモードおよびＤモードの送信間隔、Ｂモード、ｃモードおよびＤモードの単位時間あたりの送信回数等に基づいて、計算によって行われればよい。あるいは、探索によって上記の条件３を満たす共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを求め、その中で最大の送信電圧を共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎとしてもよい。あるいは、取り得る送信電圧の候補をあらかじめ実験等によって用意して送信情報記憶部２１等に記憶させておき、その中で条件３を満たす最大の送信電圧を共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎとしてもよい。
【０１３４】
上記の条件３を満たす共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを決定するためには、例えばＢモードの送信間隔および単位時間あたりの送信回数、ｃモードの送信間隔および単位時間あたりの送信回数、およびＤモードの送信間隔および単位時間あたりの送信回数を調整しながら、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎが最も高くなるパラメータを探索すればよい。
【０１３５】
上記の条件３を満たす共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを決定する方法としては、上記図３のステップＳ３１２において説明した、Ｄｕｐｌｅｘモードと同様の方法を採用すればよい。
【０１３６】
なお、Ｄｕｐｌｅｘモードの場合、ＰＷＭ制御が適用されないＢモードの送信電圧、送信間隔、単位時間あたりの送信回数だけ、Ｂモードの波形で送信し、さらにＰＷＭ制御が適用されたｃモードの送信電圧、送信間隔、単位時間あたりの送信回数だけ、ｃモードのＰＷＭ波形で送信することを繰り返した場合のプローブ表面温度上昇をセンサーで測定する、あるいは計算によって算出することで、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを決定していた。しかしながら、Ｔｒｉｐｌｅｘモードの第２の方法においては、ＰＷＭ制御が適用されないＢモードの送信電圧、送信間隔、単位時間あたりの送信回数だけ、Ｂモードの波形で送信し、ＰＷＭ制御が適用されたｃモードの送信電圧、送信間隔、単位時間あたりの送信回数だけ、ｃモードのＰＷＭ波形で送信し、さらにＰＷＭ制御が適用されたＤモードの送信電圧、送信間隔、単位時間あたりの送信回数だけ、ＤモードのＰＷＭ波形で送信することを繰り返した場合のプローブ表面温度上昇をセンサーで測定する、あるいは計算によって算出することで、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎを決定すればよい。
【０１３７】
ステップＳ６０６において、送信条件設定部２２は、ステップＳ６０５で決定した共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎと、これに対応する送信波形とに基づいて送信条件を設定する。すなわち、送信条件設定部２２は、送信情報記憶部２１から読み出したモード毎の送信情報に基づいて、Ｂモードサイクルにおける送信波形を、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎに対応するＢモードの送信波形に設定し、ｃモードサイクルにおける送信波形を、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎに対応するｃモードの送信波形に設定し、Ｄモードサイクルにおける送信波形を、共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎに対応するＤモードのＰＷＭ送信波形に設定する。
【０１３８】
このような送信条件の設定方法により、Ｂモード、ｃモードおよびＤモードの各モードにおける超音波の音響出力が各モードの規制値を超過せず、かつできるだけ高い電圧となる共通送信電圧Ｖｃｏｍｍｏｎとすることができる。
【０１３９】
なお、上記Ｔｒｉｐｌｅｘモードの説明では、ＢｃＤモードが選択された場合について説明したが、他のＴｒｉｐｌｅｘモードが選択された場合もほぼ同様の動作が実行される。具体的には、Ｂモードにおける動作は上記と同様とし、カラードプラモードにおける動作の代わりに、パルスドプラモード、Ｍｃモード、Ｅモード等の動作が行われるようにし、パルスドプラモードにおける動作の代わりに、カラードプラモード、Ｍｃモード、Ｅモード等の動作が行われるようにすればよい。
【０１４０】
＜作用・効果＞
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る超音波診断装置１は、複数の表示モードの超音波画像を同時に表示できる超音波診断装置であって、表示モード毎に最適な送信電圧と送信波形とが互いに関連付けられた第１送信情報と、表示モード毎に複数の送信電圧候補と送信電圧候補のそれぞれに対応するようにＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御されたＰＷＭ送信波形またはＰＷＭ送信波形における０レベルでない区間の割合であるＰＷＭ比とが互いに関連付けられた第２送信情報と、を記憶する送信情報記憶部２１と、複数の表示モードのうちの第１表示モードの最適な送信電圧を超えない最大の送信電圧候補を、複数の表示モードのうちの第２表示モードの第２送信情報に含まれる複数の送信電圧候補の中から抽出し、第１表示モードの最適な送信電圧および／または最大の送信電圧候補に基づいて、第１表示モードと第２表示モードで共通に使用される共通送信電圧を決定する送信電圧決定部２０と、を有する。
【０１４１】
このような構成により、第２表示モードにＰＷＭ制御を適用することで、第２表示モードにおける超音波の音響出力を規制値以下に抑えつつ、第１表示モードと第２表示モード共通の送信電圧をできるだけ高く決定することができる。このため、１系統の電源で２つ以上の表示モードの送信電圧を好適に決定することができるので、超音波診断装置１の小型化と各表示モードにおける好適な画質とを両立させることができる。
【０１４２】
また、本発明の実施の形態に係る超音波診断装置１において、送信電圧決定部２０は、第１表示モードの最適な送信電圧と、最大の送信電圧候補と、第１表示モードおよび第２表示モードの送信間隔と、第１表示モードおよび第２表示モードの単位時間あたりの送信回数と、のうちの少なくともいずれかに基づいて、共通送信電圧を決定する。
【０１４３】
このような構成により、第１表示モードの送信間隔および単位時間あたりの送信回数、第２表示モードの送信間隔および単位時間あたりの送信回数に基づいて、最も高くなる共通送信電圧を決定するので、第２表示モードにおける超音波の音響出力を規制値以下に抑えつつ、第２表示モードの送信電圧をできるだけ高く決定することができる。
【０１４４】
また、本発明の実施の形態に係る超音波診断装置１は、第１表示モードの送信条件として、共通送信電圧と、第１表示モードの第１送信情報に含まれる送信波形とを設定し、第２表示モードの送信条件として、共通送信電圧と、第２表示モードの第２送信情報に含まれるＰＷＭ送信波形とを設定する送信条件設定部２２をさらに有する。
【０１４５】
このような構成により、送信電圧決定部２０が決定した送信電圧と、これに対応する送信波形とに基づく送信条件を設定することができる。
【０１４６】
また、本発明の実施の形態に係る超音波診断装置１は、送信条件設定部が設定した送信条件に従って生成された駆動信号によって送信された超音波の反射波に基づいて生成された受信信号に基づいて表示モードに対応した超音波画像を生成する画像処理部１６をさらに有し、画像処理部１６は、共通送信電圧が最適な送信電圧よりも低くなった表示モードに対応した超音波画像を生成する際に、受信信号に対するゲイン補償を行う。
【０１４７】
このような構成により、共通送信電圧が最適な送信電圧より低くなってしまった表示モードのゲイン補償を行い、画質劣化を軽減することができる。
【０１４８】
また、本発明の実施の形態に係る超音波診断装置１において、送信電圧決定部２０は、複数の表示モードのうちの第１表示モードの最適な送信電圧と、複数の表示モードのうちの第２表示モードの最適な送信電圧と、のうちのいずれか低い方の送信電圧を超えない最大の送信電圧候補を、複数の表示モードのうちの第３表示モードの第２送信情報に含まれる複数の送信電圧候補の中から抽出し、第１表示モードの最適な送信電圧と、第２表示モードの最適な送信電圧と、最大の送信電圧候補と、の少なくともいずれかに基づいて、第１表示モード、第２表示モードおよび第３表示モードで共通に使用される共通送信電圧を決定する。
【０１４９】
また、本発明の実施の形態に係る超音波診断装置１において、送信電圧決定部２０は、複数の表示モードのうちの第２表示モードの第２送信情報に含まれる複数の送信電圧候補のうち、複数の表示モードのうちの第１表示モードの最適な送信電圧を超えない最大の送信電圧候補を抽出し、複数の表示モードのうちの第３表示モードの第２送信情報に含まれる複数の送信電圧候補のうち、複数の表示モードのうちの第１表示モードの最適な送信電圧を超えない最大の送信電圧候補を抽出し、第１表示モードの最適な送信電圧と、第２表示モードにおける最大の送信電圧候補と、第３表示モードにおける最大の送信電圧候補と、の少なくともいずれかに基づいて、第１表示モード、第２表示モードおよび第３表示モードで共通に使用される共通送信電圧を決定する。
【０１５０】
このような構成により、第１から第３の表示モードの表示を同時に行う場合でも、共通送信電圧をできるだけ高く設定することができる。これにより、超音波診断装置１の小型化と各表示モードにおける好適な画質とを両立させることができる。
【０１５１】
以上、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。特許請求の範囲の記載範囲内において、当業者が想到できる各種の変更例または修正例についても、本発明の技術的範囲に含まれる。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【０１５２】
上記実施の形態における、超音波診断装置本体１０が各制御ブロック（送信電圧決定部２０、送信情報記憶部２１、送信条件設定部２２、送信駆動部１２、受信信号処理部１３、送受信切替部１４、画像処理部１６等）を独立して備えた構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。これらの各制御ブロックは、例えばハードウェア的に実現されてもよいし、例えばＣＰＵ１５１が読み込んだプログラムを実行することでソフトウェア的に実現されてもよい。また、ハードウェア的に実現される制御ブロックと、ソフトウェア的に実現される制御ブロックとが混在してもよい。
【０１５３】
上記実施の形態では、単一モード、２つのモードを複合させたＤｕｐｌｅｘモード、および３つのモードを複合させたＴｒｉｐｌｅｘモードについて説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、例えば４つ以上のモードを複合させたモードに適用させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５４】
本発明は、複数の表示モードの超音波画像を同時に表示可能な超音波診断装置に好適である。
【符号の説明】
【０１５５】
１  超音波診断装置
１０  超音波診断装置本体
１２  送信駆動部
１３  受信信号処理部
１４  送受信切替部
１５  制御部
１６  画像処理部
１７  記憶部
１８  操作入力部
１９  表示部
１９ａ  画像表示部
１９ｂ  タッチパネル
２０  送信電圧決定部
２１  送信情報記憶部
２２  送信条件設定部
３０  超音波探触子
３１  振動子
３１０  振動子配列
４０  ケーブル
【図１】
2019013671.tif 000003
【図２】
2019013671.tif 000004
【図３】
2019013671.tif 000005
【図４Ａ】
2019013671.tif 000006
【図４Ｂ】
2019013671.tif 000007
【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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