(57)【要約】【課題】生体組織の検査・診断時におけるより効率的なエネルギー消費を可能とする。【解決手段】実施形態の超音波診断装置は、経時的に変化する生体信号を検出する検出部と、検出された生体信号に基づいて、生体信号が所定の時相になったか否かを判定する判定部と、超音波プローブからの送信音響出力を所定の強さとし、超音波プローブで受信された受信信号の増幅におけるダイナミックレンジを所定の広さとする第１の動作モードで動作させ、所定の時相になったと判定された場合には、第１の動作モードよりも送信音響出力を強く且つダイナミックレンジを広くする第２の動作モードで動作させる制御部と、を備える。【選択図】図２
2015019803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
経時的に変化する生体信号を検出する検出部と、
前記検出された生体信号に基づいて、当該生体信号が所定の時相になったか否かを判定する判定部と、
超音波プローブからの送信音響出力を所定の強さとし、前記超音波プローブで受信された受信信号の増幅におけるダイナミックレンジを所定の広さとする第１の動作モードで動作させ、前記所定の時相になったと判定された場合には、前記第１の動作モードよりも前記送信音響出力を強く且つ前記ダイナミックレンジを広くする第２の動作モードで動作させる制御部と、
を備える超音波診断装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記受信信号の増幅にかかるバイアス電流の供給量により前記ダイナミックレンジの広さを制御する、
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記超音波プローブで受信された受信信号をもとに、信号強度が輝度の明るさで表現されるＢモード画像を生成する画像生成部と、
前記生成されたＢモード画像を表示する表示部と、を更に備える、
請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１の動作モードにおける前記送信音響出力及び前記ダイナミックレンジの広さと、前記第２の動作モードにおける前記送信音響出力及び前記ダイナミックレンジの広さとに基づいて、前記第１の動作モード時に生成されたＢモード画像、及び前記第２の動作モード時に生成されたＢモード画像を前記表示部に表示する際の輝度を調整する、
請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１の動作モード時に生成されたＢモード画像、及び前記第２の動作モード時に生成されたＢモード画像の平均輝度が揃うように、前記第１の動作モード時に生成されたＢモード画像のゲイン・ダイナミックレンジを調整する、
請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１の動作モードでは前記受信信号の基本波成分に基づくＢモード画像を生成させ、前記第２の動作モードでは前記受信信号の高調波成分を含むＢモード画像を生成させる、
請求項３乃至５のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記生体信号に含まれる所定の変異点を起点とする前記時相の開始タイミングと、前記時相の期間とを設定する第１設定部を更に備え、
前記判定部は、前記生体信号の変異点に基づいて、当該変異点を起点として設定された開始タイミングで開始され、前記設定された期間の時相になったか否かを判定する、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記第１設定部は、複数の時相ごとに、前記開始タイミング及び前記期間を設定し、
前記判定部は、前記変異点に対して設定された前記複数の時相の中のいずれかの時相になったか否かを判定する、
請求項７に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記第１設定部は、前記設定された開始タイミングで開始され、前記設定された期間の時相において前記第２の動作モードで動作させ、他の時相において前記第１の動作モードで動作させる場合の、単位時間あたりにおける消費エネルギー量が所定値以下となる範囲で、前記第１の動作モードにおける前記送信音響出力及び前記ダイナミックレンジの広さと、前記第２の動作モードにおける前記送信音響出力及び前記ダイナミックレンジの広さとを設定する、
請求項７又は８に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
周期的に出現する前記時相の前記開始タイミング及び初期期間を設定し、前記時相ごとに、前記初期期間を逓減又は逓増させた際の、前記第２の動作モードでの受信信号に基づいた画像を表示し、いずれかの画像における選択操作を受け付けて、当該選択操作が受け付けられた画像に対応した期間を前記時相の期間として設定する第２設定部を更に備える、
請求項９に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記検出部は、被検体の心電波形又は呼吸波形を検出し、
前記判定部は、前記検出された心電波形又は呼吸波形において反復される所定の時相になったか否かを判定する、
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
コンピュータに、
経時的に変化する生体信号を検出する検出部より検出された生体信号に基づいて、当該生体信号が所定の時相になったか否かを判定する判定ステップと、
超音波プローブからの送信音響出力を所定の強さとし、前記超音波プローブで受信された受信信号の増幅におけるダイナミックレンジを所定の広さとする第１の動作モードで動作させ、前記所定の時相になったと判定された場合には、前記第１の動作モードよりも前記送信音響出力を強く且つ前記ダイナミックレンジを広くする第２の動作モードで動作させる制御ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波診断装置は、超音波プローブより超音波を被検体に送信し、その反射波を受信して画像化するため、Ｘ線診断装置やＸ線コンピュータ断層撮影装置などの他の医用画像診断装置に比べ、簡便な操作性、被爆のおそれがない非侵襲性などの利点を備えている。このため、超音波診断装置は、今日の医療において、心臓、肺、肝臓、腎臓、乳腺など、様々な生体組織の検査・診断に利用されている。
【０００３】
この超音波診断装置では、生体組織についての良好な画像を得るため、従来、様々な手法が行われていた。ただし、従来の手法では、感度を高めるためには被検体へ照射する超音波のエネルギーを高めなければならず、高い感度の撮像を行うために必要な消費エネルギーが大きくなっていた。しかしながら、周期的に運動する生体組織（例えば心臓、肺など）の検査・診断においては、関心のある時相（例えば収縮期）についての良好な画像が得られればよく、特に関心のない時相（例えば収縮期以外の期間）については消費エネルギーを大きくしてまで良好な画像を得る必要がなく、より効率的なエネルギー消費が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３０５１２９号公報
【特許文献２】特開２０１０−５３２２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、生体組織の検査・診断時におけるより効率的なエネルギー消費を可能とする超音波診断装置及び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】
一実施形態にかかる超音波診断装置は、検出部と、判定部と、制御部と、を備える。検出部は、経時的に変化する生体信号を検出する。判定部は、検出された生体信号に基づいて、所定の時相になったか否かを判定する。制御部は、超音波プローブからの送信音響出力を所定の強さとし、超音波プローブで受信された受信信号の増幅におけるダイナミックレンジを所定の広さとする第１の動作モードで動作させ、所定の時相になったと判定された場合には、第１の動作モードよりも送信音響出力を強く且つダイナミックレンジを広くする第２の動作モードで動作させる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態にかかる超音波診断装置の構成を例示するブロック図である。
【図２】図２は、超音波受信部、超音波送信部、画像処理部の詳細構成を例示するブロック図である。
【図３】図３は、生体信号検出部の詳細構成を例示するブロック図である。
【図４】図４は、超音波診断装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、表示画面を例示する概念図である。
【図６】図６は、心電波形、生態同期信号、送信音響パワー及びバイアス電流を例示するタイミングチャートである。
【図７】図７は、関心時相における超音波画像を例示する概念図である。
【図８】図８は、関心時相以外における超音波画像を例示する概念図である。
【図９】図９は、表示画面を例示する概念図である。
【図１０】図１０は、表示画面を例示する概念図である。
【図１１】図１１は、変形例１にかかる超音波診断装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、変形例１にかかる表示画面を例示する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、実施形態に係る超音波診断装置及びプログラムを詳細に説明する。なお、以下の説明において、同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【０００９】
図１は、実施形態にかかる超音波診断装置１００の構成を例示するブロック図である。図１に示すように、超音波診断装置１００は、超音波プローブ１０１と、超音波受信部１０２と、超音波送信部１０３と、バイアス制御部１０４と、音響出力制御部１０５と、画像処理部１０６と、システム制御部１０７と、表示処理部１０８と、入力部１０９と、表示部１１０と、生体信号検出部１１１とを備える。
【００１０】
超音波プローブ１０１は、複数の圧電振動子を有しており、超音波受信部１０２と、超音波送信部１０３とに接続される。超音波プローブ１０１の複数の圧電振動子は、超音波送信部１０３から供給される駆動信号に基づき超音波を被検体Ｐに送信する。また、超音波プローブ１０１の複数の圧電振動子は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１０１は、圧電振動子に設けられる整合層と、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などを有する。
【００１１】
超音波プローブ１０１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ１０１が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信された受信信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁などの表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。
【００１２】
ここで、本実施形態にかかる超音波プローブ１０１は、超音波により被検体Ｐを２次元で走査するとともに、走査面を機械的に移動させることにより、被検体Ｐを３次元で走査することが可能な超音波プローブであってもよい。具体的には、本実施形態にかかる超音波プローブ１０１は、被検体Ｐを２次元で走査する複数の超音波振動子を所定の角度（揺動角度）で揺動させることで、被検体Ｐを３次元で走査するメカニカルスキャンプローブであってもよい。
【００１３】
あるいは、超音波プローブ１０１は、複数の超音波振動子がマトリックス状に配置されることで、被検体Ｐを３次元で超音波走査することが可能な２次元超音波プローブであってもよい。なお、２次元超音波プローブは、超音波を集束して送信することで、被検体Ｐを２次元で走査することも可能である。なお、本実施形態では、超音波プローブ１０１には送信時にｎチャンネル（ｎｃｈ）が設定され、受信時にｍチャンネル（ｍｃｈ）が設定されているものとする。
【００１４】
図２は、超音波受信部１０２、超音波送信部１０３、画像処理部１０６の詳細構成を例示するブロック図である。図２に示すように、超音波受信部１０２は、複数のＬＮＡ１１２（ＬＮＡ：Low  Noise  Amplifier）と、複数のＴＧＣ１１３（ＴＧＣ：Time  Gain  Compensation）と、ビームフォーマ１１４とを備える。
【００１５】
超音波プローブ１０１の各超音波振動子で得られたｍチャンネルの受信信号は複数のＬＮＡ１１２にそれぞれ入力される。複数のＬＮＡ１１２は、ｍチャンネルの受信信号それぞれを増幅する。ＬＮＡ１１２で増幅されたｍチャンネルの受信信号は複数のＴＧＣ１１３にそれぞれ入力される。
【００１６】
複数のＴＧＣ１１３は、ｍチャンネルの受信信号それぞれを、タイムゲインコントロールを行うように増幅する。具体的には、複数のＴＧＣ１１３は、ｍチャンネルの受信信号それぞれについて、受信期間ごとに異なる増幅度での増幅を行う。すなわち、近距離の強い受信信号の増幅度を落とし、遠距離の微弱な受信信号の増幅度を上げることにより、深さに対して均一な強度の受信信号が得られるよう増幅を行う。ＴＧＣ１１３で増幅されたｍチャンネルの受信信号はビームフォーマ１１４にそれぞれ入力される。
【００１７】
ビームフォーマ１１４は、ｍチャンネルの受信信号を遅延加算して、所要のｍ１チャンネル（ｍ１ｃｈ）の受信信号を出力する。このｍ１チャンネルの受信信号は画像処理部１０６に入力される。
【００１８】
超音波送信部１０３は、駆動回路１１７と、送信遅延回路１１８と、駆動波形設定部１１９と、電圧設定部１２０とを備える。
【００１９】
送信遅延回路１１８は、システム制御部１０７から指示される所定方向に収束させるような遅延時間を、ｎチャンネルのそれぞれに設定する。
【００２０】
駆動回路１１７は、ｎチャンネルに関して送信遅延回路１１８で設定された遅延時間を持つとともに、電圧設定部１２０で設定される電圧値で駆動波形設定部１１９により設定される駆動波形の駆動信号を生成する。生成された駆動信号は、超音波プローブ１０１の複数の圧電振動子に供給される。
【００２１】
駆動波形設定部１１９は、音響出力制御部１０５からの指示に応じて、必要な送信波形に応じた駆動波形を設定する。電圧設定部１２０は、音響出力制御部１０５からの指示に応じて、必要な送信音圧に応じた電圧値を設定する。
【００２２】
バイアス制御部１０４は、システム制御部１０７からの指示に応じて、ＬＮＡ１１２を動作させるためのバイアス電流の供給（供給量）を制御する。ＬＮＡ１１２は、バイアス制御部１０４で制御されるバイアス電流の増減により、受信信号の増幅にかかるダイナミックレンジと、ＮＦ（Noise  Figure）とを増減する。
【００２３】
例えば、バイアス電流を増加させると、ＬＮＡ１１２における消費エネルギー量（消費電力）は大きくなるが、ＬＮＡ１１２のダイナミックレンジは広く、ＬＮＡ１１２を通過することによって生じるＳ／Ｎ比の劣化度は小さくなる。すなわち、受信感度を高感度とする。逆に、バイアス電流を減少させると、ＬＮＡ１１２における消費エネルギー量（消費電力）は小さくなり、ＬＮＡ１１２のダイナミックレンジは狭く、ＬＮＡ１１２を通過することによって生じるＳ／Ｎ比の劣化度は大きくなる。すなわち、受信感度を低感度とする。
【００２４】
音響出力制御部１０５は、システム制御部１０７からの指示に応じて、超音波プローブ１０１の複数の圧電振動素子から出力する超音波の出力、すなわち送信音響出力を制御する。具体的には、音響出力制御部１０５は、駆動波形設定部１１９における駆動波形の振幅値、電圧設定部１２０における電圧値を増減することで、送信音響出力を制御する。
【００２５】
画像処理部１０６は、ビームフォーマ１１４からの受信信号に対して各種の信号処理を行い、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。
【００２６】
具体的には、画像処理部１０６は、包絡線検波部１１５と、対数変換部１１６とを備える。包絡線検波部１１５は、ビームフォーマ１１４からの整相加算後の受信信号を包絡線検波する。対数変換部１１６は、包絡線検波された受信信号の振幅を対数変換してＢモードデータを生成する。
【００２７】
また、画像処理部１０６は、ビームフォーマ１１４からの受信信号から速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による速度、分散、パワー等の移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成してもよい。ここで、移動体とは、例えば、血流や、心壁等の組織、造影剤である。
【００２８】
また、画像処理部１０６は、システム制御部１０７の制御のもと、検波周波数を変化させることで、映像化する周波数帯域を変えることができる。この画像処理部１０６の機能を用いることにより、ハーモニックイメージング（ＨＩ：Harmonic  Imaging）を実行可能である。具体的には、画像処理部１０６は受信信号（反射波データ）の基本波成分に基づくＢモードデータを生成可能であるとともに、受信信号（反射波データ）をフィルタ処理することで抽出した高調波成分に基づくＢモードデータを生成可能である。
【００２９】
例えば、ハーモニックイメージングでは、コントラストハーモニックイメージング（ＣＨＩ：Contrast  Harmonic  Imaging）と、ティッシュハーモニックイメージング（ＴＨＩ：Tissue  Harmonic  Imaging）のいずれであってもよい。コントラストハーモニックイメージングでは、造影剤が注入された被検体Ｐの反射波データから、造影剤（微小気泡、バブル）を反射源とするＢモードデータ（高調波Ｂモードデータ）と、被検体Ｐ内の組織を反射源とするＢモードデータ（基本波Ｂモードデータ）とを分離することができる。すなわち、画像処理部１０６は、生体組織の画像を生成するためのＢモードデータとともに、造影画像を生成するためのＢモードデータを生成することができる。また、ティッシュハーモニックイメージングでは、被検体Ｐの反射波データから、高調波成分を分離することで、組織から反射された反射波のうち、高調波成分だけを画像化したＢモード画像を生成するためのＢモードデータを生成することができる。
【００３０】
システム制御部１０７は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）などを備え（いずれも図示しない）、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに展開して順次実行することで、超音波診断装置１００の動作を制御する制御部である。
【００３１】
表示処理部１０８は、画像処理部１０６で得られたデータ（Ｂモードデータ、ドプラデータ）を表示部１１０に適する画像データに変換する。例えば、超音波プローブ１０１がコンベックスプローブであった場合にはラスタは扇状であり、表示部１１０のラスタは通常のテレビジョン方式と同様に横方向であるので、表示処理部１０８は、画像処理部１０６で得られた扇状に配置されたラスタを、通常のテレビジョン方式における縦横直交方向へ変換する処理を行う。表示処理部１０８は、変換された一連の画像データをシネデータとして内部メモリに保存し、システム制御部１０７の制御のもと、内部メモリに保存したシネデータを表示部１１０に出力する。また、表示処理部１０８は、システム制御部１０７の制御のもと、ＯＳＤ（On-Screen  Display）などで表示部１１０に表示して、ユーザからの操作を受け付けるための表示画面にかかるデータを生成する。
【００３２】
入力部１０９は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール等である。例えば、入力部１０９は、各種設定の入力を操作者から受け付け、受け付けた設定値をシステム制御部１０７に出力する。表示部１１０は、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）等であり、表示処理部１０８により生成された画像データを表示する。
【００３３】
生体信号検出部１１１は、被検体Ｐにかかる生体信号を検出し、検出した生体信号をシステム制御部１０７へ出力する。ここでいう生体信号とは、被検体Ｐの生体組織における運動に伴うものであってもよいし、被検体Ｐの生体組織に外部より与える刺激に伴うものであってもよい。前者の例としては、被検体Ｐの心臓の運動に伴う心電波形、呼吸運動に伴う呼吸波形、血流などに伴う脈波などであってよい。また、後者の例としては、投与された造影剤である微小気泡を崩壊し、再度ＣＨＩを行うための高音圧な超音波の送信などであってよい。
【００３４】
図３は、生体信号検出部１１１の詳細構成を例示するブロック図である。図３に示すように、生体信号検出部１１１は、ＥＣＧ電極１２１（ＥＣＧ：  Electrocardiogram）と、同期信号生成部１２２とを備えている。ＥＣＧ電極１２１は、被検体Ｐの体表面に装着され、被検体Ｐの心電波形を検出する。ＥＣＧ電極１２１より検出された心電波形は、フィルタ、増幅器（いずれも図示しない）を介して同期信号生成部１２２へ出力される。
【００３５】
同期信号生成部１２２は、ＥＣＧ電極１２１より検出された心電波形と、所定の閾値とを比較することにより、心電波形における特徴的な変異点（例えばＲ波）を検出する。次いで、同期信号生成部１２２は、検出された変異点に同期する同期信号をシステム制御部１０７へ出力する。なお、心電波形からの同期信号の出力は、Ｒ波だけでなく、Ｐ波、Ｑ波、Ｓ波、Ｔ波のいずれであってもよいことは言うまでもないことである。
【００３６】
なお、本実施形態では、被検体Ｐの心電波形を検出する構成を例示するが、呼吸波形、脈波、外部からの刺激の付加に同期する場合も同様の検知センサを設ければよいことは言うまでもないことである。例えば、被検体Ｐの呼吸に伴う胸部の動きに伴う低周波振動（〜１Ｈｚ）を計測する呼吸センサにより、呼吸における排気／吸気のタイミングに同期してもよい。また、脈泊センサや、画像処理部１０６で生成されたドプラ画像により検出された血流に同期してもよい。また、造影剤への高音圧な超音波の送信などの外部からの刺激に同期する場合には、例えば高音圧な超音波の送信を行うスイッチの押下操作などを検知し、その操作タイミングに同期してもよい。もしくは、予め設定された時間間隔（例えば３０秒）ごとに高音圧な超音波の送信を行うように設定しておき、この時間間隔に同期してもよい。
【００３７】
次に、システム制御部１０７の制御の下で行われる超音波診断装置１００の動作について説明する。図４は、超音波診断装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。
【００３８】
図４に示すように、処理が開始されると、システム制御部１０７は、生体信号検出部１１１における生体信号の取得を開始させ（Ｓ１）、通常モードにおけるＢモード画像の生成と表示部１１０への表示とを開始させる（Ｓ２）。具体的には、Ｓ２において、システム制御部１０７は、メモリなどに予め設定された通常モードでの音響送信出力、バイアス電流の値をバイアス制御部１０４、音響出力制御部１０５に設定する。次いで、システム制御部１０７は、バイアス制御部１０４、音響出力制御部１０５に設定した音響送信出力、バイアス電流で超音波プローブ１０１の駆動（送波／受波）を開始させ、超音波プローブ１０１での受信によるＢモード画像を表示部１１０に表示させる。
【００３９】
なお、通常モードとは、音響送信出力、バイアス電流の値を変動させず、超音波プローブ１０１での送受信にかかる単位時間あたりのエネルギー消費を一定とする通常の動作モードである。また、超音波プローブ１０１での送受信にかかる単位時間あたりのエネルギー消費は、Ｉｓｐｔａ（Intensity  Spatial  Peak  temporal  Average）、ＴＩ（Thermal  Index）及びプローブ温度限界などの基準を満たす範囲で一定であるものとする。
【００４０】
Ｓ２に次いで、システム制御部１０７は、送信時の音響パワー（音響送信出力）、受信時のバイアス電流、生体信号をもとにした関心のある関心時相（例えば心臓の収縮期）として駆動を開始させるタイミング、関心時相の期間の初期設定を入力部１０９を介して操作者より受け付ける（Ｓ３）。具体的には、Ｓ３では、高感度モードとして動作させる関心時相のタイミング、その期間、音響送信出力及びバイアス電流の設定値と、低感度モードとして動作させる無関心時相（関心時相以外の期間）における音響送信出力及びバイアス電流の設定値を操作者より受け付ける。
【００４１】
図５は、表示画面Ｇを例示する概念図であり、より具体的には、Ｓ３において初期設定を行う時の表示部１１０における表示画面Ｇを例示する図である。図５に示すように、表示部１１０における表示画面Ｇは、超音波プローブ１０１での受信信号により被検体Ｐの生体組織像Ｇ１０などが描出された超音波画像Ｇ１１と、生体信号検出部１１１により取得された心電波形Ｇ１２と、各種設定を行う設定領域Ｇ２１〜２４を有する画面構成である。
【００４２】
設定領域Ｇ２１は、高感度モードにおける音響送信出力（ＡＰＨ）と、低感度モードにおける音響送信出力（ＡＰＬ）とを操作者による入力部１０９の操作をもとに受け付ける。具体的には、入力部１０９のカーソル操作などにより、ＡＰＨ、ＡＰＬの値を上下させることで、ＡＰＨ、ＡＰＬの設定を受け付ける。
【００４３】
設定領域Ｇ２２は、高感度モードにおけるバイアス電流（ＩＨ）と、低感度モードにおけるバイアス電流（ＩＬ）とを操作者による入力部１０９の操作をもとに受け付ける。具体的には、入力部１０９のカーソル操作などにより、ＩＨ、ＩＬの値を上下させることで、ＩＨ、ＩＬの設定を受け付ける。
【００４４】
設定領域Ｇ２３は、心電波形Ｇ１２のＲ波に同期した同期タイミングＴを起点として、関心時相として高感度モードで駆動させる駆動開始タイミングｔ１を操作者による入力部１０９の操作をもとに受け付ける。具体的には、入力部１０９のカーソル操作などにより、ｔ１の値を上下させることで、ｔ１の設定を受け付ける。設定領域Ｇ２３により設定されたｔ１の値は、心電波形Ｇ１２上に重畳して表示されるｔ１に反映される。したがって、操作者は、心電波形Ｇ１２に重畳して表示されるｔ１により、関心時相の開始タイミングをより正確に確認できる。
【００４５】
設定領域Ｇ２４は、ｔ１で開始される関心時相として高感度モードで駆動させる駆動期間ｔ２を操作者による入力部１０９の操作をもとに受け付ける。具体的には、入力部１０９のカーソル操作などにより、ｔ２の値を上下させることで、ｔ２の設定を受け付ける。設定領域Ｇ２４により設定されたｔ２の値は、心電波形Ｇ１２上に重畳して表示されるｔ２に反映される。したがって、操作者は、心電波形Ｇ１２に重畳して表示されるｔ２により、関心時相の期間をより正確に確認できる。なお、関心時相以外の駆動期間（無関心時相の期間）ｔ３は、次の心拍の関心時相までの期間であることから（１心拍期間−ｔ２）、ｔ２の設定に応じて自動設定される。
【００４６】
上述した設定領域Ｇ２３、Ｇ２４では、１心拍において複数の関心時相ごとに、ｔ１、ｔ２の設定を受け付けてもよい。具体的には、左から順に、１番目の関心時相、２番目の関心時相…などのように、１心拍間における複数の関心時相を設定してもよい。
【００４７】
また、高感度モードにおける音響送信出力（ＡＰＨ）、低感度モードにおける音響送信出力（ＡＰＬ）、高感度モードにおけるバイアス電流（ＩＨ）、低感度モードにおけるバイアス電流（ＩＬ）は、個別に設定する必要はなく、設定領域Ｇ２３、Ｇ２４で設定された駆動開始タイミングｔ１と、駆動期間ｔ２とをもとに、超音波プローブ１０１での送受信にかかる単位時間あたりの消費エネルギー量が所定値以下となる範囲（Ｉｓｐｔａ、ＴＩ及びプローブ温度限界などの基準を満たす範囲）で連動して設定されてもよい。
【００４８】
具体的には、ｔ１、ｔ２として設定された関心時相における高感度モードで消費されるエネルギー量と、ｔ３の無関心時相における低感度モードで消費されるエネルギー量との総計が、上述した所定値を上限値とする範囲で、ＩＨとＩＬとを連動するように設定してよい。例えば、ＩＨを上げる設定が行われた場合は、高感度モードでの受信にかかるエネルギー量が増加することから、低感度モードでのＩＬを連動して下げることで、受信にかかる単位時間あたりの消費エネルギー量を所定値以下とする。ＡＰＨとＡＰＬとについても同様である。例えば、ＡＰＨを上げる設定が行われた場合は、高感度モードでの送信にかかるエネルギー量が増加することから、低感度モードでのＡＰＬを連動して下げることで、送信にかかる単位時間あたりの消費エネルギー量を所定値以下とする。これにより、Ｉｓｐｔａ、ＴＩ及びプローブ温度限界などの基準を満たす範囲での設定を容易に行うことが可能となる。
【００４９】
次いで、システム制御部１０７は、関心時相については高感度モードで駆動させるための駆動開始コマンドを入力部１０９より受け付ける（Ｓ４）。駆動開始コマンドの受け付けに応じて、システム制御部１０７は、低感度モードにおけるＢモード画像の生成と表示部１１０への表示とを開始させる（Ｓ５）。
【００５０】
具体的には、Ｓ５では、低感度モードでの音響送信出力（ＡＰＬ）、バイアス電流（ＩＬ）をバイアス制御部１０４、音響出力制御部１０５に設定する。次いで、システム制御部１０７は、バイアス制御部１０４、音響出力制御部１０５に設定した音響送信出力（ＡＰＬ）、バイアス電流（ＩＬ）で超音波プローブ１０１の駆動（送波／受波）を開始させ、超音波プローブ１０１での受信信号による画像を表示部１１０に表示させる。
【００５１】
次いで、システム制御部１０７は、生体信号をもとに、設定された駆動開始タイミングｔ１となったか否かを判定する（Ｓ６）。駆動開始タイミングとなっていない場合（Ｓ６：ＮＯ）、システム制御部１０７はＳ５へ処理を戻し、低感度モードでのＢモード画像の表示を継続する。
【００５２】
駆動開始タイミングとなった場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、システム制御部１０７は、高感度モードにおけるＢモード画像の生成と表示部１１０への表示とを開始させる（Ｓ７）。
【００５３】
具体的には、Ｓ７では、システム制御部１０７は、高感度モードでの音響送信出力（ＡＰＨ）、バイアス電流（ＩＨ）をバイアス制御部１０４、音響出力制御部１０５に設定する。次いで、システム制御部１０７は、バイアス制御部１０４、音響出力制御部１０５に設定した音響送信出力（ＡＰＨ）、バイアス電流（ＩＨ）で超音波プローブ１０１の駆動（送波／受波）を開始させ、超音波プローブ１０１での受信信号による画像を表示部１１０に表示させる。
【００５４】
次いで、システム制御部１０７は、Ｓ７で開始された高感度モードでの駆動期間が設定された駆動期間ｔ２より長くなったか否かを判定する（Ｓ８）。高感度モードでの駆動期間が設定された駆動期間ｔ２以下である場合（Ｓ８：ＮＯ）、関心時相期間内であることから、システム制御部１０７はＳ７へ処理を戻し、高感度モードでのＢモード画像の表示を継続する。
【００５５】
高感度モードでの駆動期間が設定された駆動期間ｔ２より長くなった場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、無関心時相になったことから、システム制御部１０７は、Ｓ５と同様、低感度モードにおけるＢモード画像の生成と表示部１１０への表示とを開始させる（Ｓ９）。
【００５６】
次いで、システム制御部１０７は、Ｓ９で開始された低感度モードでの駆動期間が駆動期間ｔ３より長くなったか否かを判定する（Ｓ１０）。低感度モードでの駆動期間が設定された駆動期間ｔ３以下である場合（Ｓ１０：ＮＯ）、無関心時相期間内であることから、システム制御部１０７はＳ９へ処理を戻し、低感度モードでのＢモード画像の表示を継続する。
【００５７】
低感度モードでの駆動期間が設定された駆動期間ｔ３より長くなった場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、次の関心時相になったことから、システム制御部１０７は、表示処理部１０８で一連のシネデータの作成と、作成されたシネデータの表示部１１０への表示とを行う（Ｓ１１）。
【００５８】
ここで、高感度モードでのＢモード画像と、低感度モードでのＢモード画像とは、音響送信出力、バイアス電流の値が異なることから、Ｂモード画像の輝度が変化する場合がある。よって、一連のシネデータを表示部１１０へ表示する際に、システム制御部１０７は、高感度モードでのＢモード画像、又は低感度モードでのＢモード画像の切り替えの際に、表示の輝度を変更するように制御してもよい。具体的には、高感度モードで設定された音響送信出力（ＡＰＨ）、バイアス電流（ＩＨ）の値と、低感度モードで設定された音響送信出力（ＡＰＬ）、バイアス電流（ＩＬ）の値との比にもとづいて、高感度モードでのＢモード画像と、低感度モードでのＢモード画像との平均輝度と分散が揃うように、低感度モードでのＢモード画像のゲイン・ダイナミックレンジを変更する。このように輝度値を変更することで、一連のシネデータを表示する場合の、輝度の変化を最小限とすることが可能である。
【００５９】
次いで、システム制御部１０７は、入力部１０９における終了操作の受け付けなどによる終了判定を行う（Ｓ１２）。ここで、処理を継続する場合（Ｓ１２：ＮＯ）、システム制御部１０７は、Ｓ７に処理を戻して、次の心拍における関心時相についての処理を継続させる。
【００６０】
なお、複数の関心時相ごとに、ｔ１、ｔ２の設定が行われている場合には、それぞれの関心時相についての駆動開始タイミング、駆動期間の判定を行うことで、各関心時相で高感度モードとなるようにしてもよい。
【００６１】
図６は、心電波形、生態同期信号、送信音響パワー及びバイアス電流を例示するタイミングチャートである。図７は、関心時相における超音波画像Ｇ１１を例示する概念図であり、図８は、関心時相以外における超音波画像Ｇ１１を例示する概念図である。
【００６２】
図６に示すように、心電波形の同期タイミングＴに同期した生体同期信号をもとに、駆動開始タイミングｔ１で開始される、駆動期間ｔ２の関心時相では、送信音響パワーがＡＰＨ、バイアス電流がＩＨとなる。また、駆動期間ｔ３の関心時相以外の無関心時相では、送信音響パワーがＡＰＬ、バイアス電流がＩＬとなる。
【００６３】
このため、図７に示すように、関心時相・フレームでは、高感度で良好な生体組織像Ｇ１０が得られる。また、図８に示すように、無関心時相・フレームでは、低感度な生体組織像Ｇ１０が得られるが、超音波プローブ１０１にかかる消費エネルギー量を高感度の時よりも抑えることができる。よって、生体組織の検査・診断時におけるより効率的なエネルギー消費が可能となる。
【００６４】
また、システム制御部１０７は、低感度モードでは、受信信号の基本波成分に基づくＢモードデータの生成（ファンダメンタルイメージング）を画像処理部１０６で行わせ、高感度モードでは、ハーモニックイメージングによるＢモードデータの生成を画像処理部１０６で行わせてもよい。ハーモニックイメージング（特にＴＨＩ）では、基本波による飽和を防ぐために、ダイナミックレンジが必要となる。したがって、低感度モードでは、ファンダメンタルイメージングで行わせて消費エネルギー量を抑え、高感度モードでハーモニックイメージングを行わせることで、より効率的なエネルギー消費が可能となる。
【００６５】
図９、１０は、表示画面Ｇを例示する概念図であり、より具体的には、上述した動作で表示部１１０の表示画面Ｇに表示される超音波画像Ｇ１１を例示する図である。図９に示すように、表示画面Ｇの表示領域Ｇ３０において、上述した動作で得られた超音波画像Ｇ１１をリアルタイムなライブ画像として表示してもよい。この場合は、関心時相においては高感度な生体組織像Ｇ１０が、無関心時相においては低感度な生体組織像Ｇ１０が表示領域Ｇ３０に表示されることとなる。
【００６６】
また、図１０に示すように、表示領域Ｇ３０においては、リアルタイムなライブ画像Ｇ３１だけでなく、１心拍の間における関心時相（高感度モード）又は無関心時相（低感度モード）で得られた画像Ｇ３２〜Ｇ３４を、時系列順に内部メモリより読み出して並べて表示してもよい。表示領域Ｇ４０には、心電波形と、関心時相（２）とその前後の無関心時相（１、３）とを明示するアイコン画像を表示する。画像Ｇ３２〜Ｇ３４には、Ｇ４０のアイコン画像に対応した番号（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３）などが振られており、いずれの時相であるかが分り易く表示される。なお、表示領域Ｇ３０における画像（Ｇ３１、Ｇ３２…）が一杯となってしまった場合（例えば４枚目の高感度モードの画像が撮影された場合）は、古いものを破棄し、順次新しい画像に入れ替えて表示するようにしてもよい。また、表示領域Ｇ３０には、１心拍の間における関心時相（高感度モード）の画像の最新の１枚を表示してもよい（図１０において、画像Ｇ３２〜Ｇ３４の３つの表示枠としていたところを１つの表示枠とする）。
【００６７】
（変形例１）
次に、上述したＳ３における初期設定の変形例を図１１、図１２を参照して説明する。図１１は、変形例１にかかる超音波診断装置１００の動作の一例を示すフローチャートであり、より具体的には、Ｓ３における初期設定の変形動作を例示するフローチャートである。図１２は、変形例１にかかる表示画面Ｇを例示する概念図である。
【００６８】
図１１に示すように、処理が開始されると、システム制御部１０７は、生体信号検出部１１１における生体信号の取得を開始させ（Ｓ２１）、通常モードにおけるＢモード画像の生成と表示部１１０への表示とを開始させる（Ｓ２２）。
【００６９】
次いで、システム制御部１０７は、Ｓ３と同様に、送信時の音響パワー（音響送信出力）、受信時のバイアス電流、生体信号をもとにした関心のある関心時相として駆動を開始させるタイミング、関心時相の期間（初期値）の初期設定を入力部１０９を介して操作者より受け付ける（Ｓ２３）。ここで、Ｓ３と異なる点は、設定される値があくまで初期値であって、設定が確定した値でないところである。
【００７０】
次いで、システム制御部１０７は、設定動作を開始させるための開始コマンドを入力部１０９より受け付ける（Ｓ２４）。開始コマンドの受け付けに応じて、システム制御部１０７は、低感度モードにおけるＢモード画像の生成と表示部１１０への表示とを開始させる（Ｓ２５）。
【００７１】
次いで、システム制御部１０７は、生体信号をもとに、設定された駆動開始タイミングｔ１となったか否かを判定する（Ｓ２６）。駆動開始タイミングｔ１となっていない場合（Ｓ２６：ＮＯ）、システム制御部１０７はＳ２５へ処理を戻し、低感度モードでのＢモード画像の表示を継続する。
【００７２】
駆動開始タイミングとなった場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、システム制御部１０７は、高感度モードにおけるＢモード画像の生成と表示部１１０への表示とを開始させる（Ｓ２７）。
【００７３】
次いで、システム制御部１０７は、Ｓ２７で開始された高感度モードでの駆動期間が設定された駆動期間ｔ２より長くなったか否かを判定する（Ｓ２８）。高感度モードでの駆動期間が設定された駆動期間ｔ２以下である場合（Ｓ２８：ＮＯ）、関心時相期間内であることから、システム制御部１０７はＳ２７へ処理を戻し、高感度モードでのＢモード画像の表示を継続する。
【００７４】
高感度モードでの駆動期間が設定された駆動期間ｔ２より長くなった場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、無関心時相になったことから、システム制御部１０７は、Ｓ２５と同様、低感度モードにおけるＢモード画像の生成と表示部１１０への表示とを開始させる（Ｓ２９）。
【００７５】
次いで、システム制御部１０７は、Ｓ２９で開始された低感度モードでの駆動期間が駆動期間ｔ３より長くなったか否かを判定する（Ｓ３０）。低感度モードでの駆動期間が設定された駆動期間ｔ３以下である場合（Ｓ３０：ＮＯ）、無関心時相期間内であることから、システム制御部１０７はＳ２９へ処理を戻し、低感度モードでのＢモード画像の表示を継続する。
【００７６】
低感度モードでの駆動期間が設定された駆動期間ｔ３より長くなった場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）、次の関心時相になったことから、システム制御部１０７は、表示処理部１０８で一連のシネデータの作成と、作成されたシネデータの表示部１１０への表示とを行う（Ｓ３１）。
【００７７】
次いで、システム制御部１０７は、入力部１０９における終了操作の受け付けなどによる終了判定を行う（Ｓ３２）。一連のＢモード画像を表示部１１０より確認した操作者は、駆動期間ｔ２での関心時相におけるＢモード画像でよい場合に、設定を確定するための終了操作を行う。
【００７８】
したがって、入力部１０９における終了操作が受け付けられた場合、システム制御部１０７は、現時点で設定されている駆動期間ｔ２、高感度モードにおける音響送信出力（ＡＰＨ）、バイアス電流（ＩＨ）、低感度モードにおける音響送信出力（ＡＰＬ）、バイアス電流（ＩＬ）の値を確定した設定値として設定して（Ｓ３４）、Ｓ３における処理を終了する。例えば、Ｓ２３における初期値の状態で、一回もＳ３３の処理を経ることなく終了操作が行われた場合は、Ｓ２３で設定された値がそのまま確定した設定値として設定されることとなる。また、Ｓ３３の処理を経た場合には、Ｓ３３で新たに設定された駆動期間ｔ２、高感度モードにおける音響送信出力（ＡＰＨ）、バイアス電流（ＩＨ）、低感度モードにおける音響送信出力（ＡＰＬ）、バイアス電流（ＩＬ）の値が確定した設定値として設定されることとなる。
【００７９】
ここで、終了操作が行われずに処理を継続する場合（Ｓ３２：ＮＯ）、システム制御部１０７は、関心時相における駆動期間ｔ２の値を予め設定された所定値のみ減少させて、Ｓ２７へ処理を戻す（Ｓ３３）。すなわち、次のＳ２７以下の処理では、関心時相における駆動期間ｔ２が減少したものとなる。なお、本実施形態では駆動期間ｔ２を処理ごとに逓減する場合を例示するが、処理ごとに逓増する場合であってもよいことは言うまでもないことである。また、減少／増加させる値は、図５に例示した設定用の画面などで操作者が任意に設定してもよい。
【００８０】
ここで、Ｓ３３では、駆動開始タイミングｔ１については変化させない。また、システム制御部１０７は、駆動期間ｔ２を減少させることに連動して、高感度モード時の音響送信出力（ＡＰＨ）、バイアス電流（ＩＨ）の上限値をあげてもよい。
【００８１】
具体的には、ｔ１、ｔ２として設定された関心時相における高感度モードで消費されるエネルギー量と、ｔ３の無関心時相における低感度モードで消費されるエネルギー量との総計が、所定値を上限値とする範囲で、ＡＰＨ、ＩＨを連動するように設定してもよい。例えば、駆動期間ｔ２を減少させることで生じるエネルギー量のゆとりに応じて、ＡＰＨ、ＩＨの上限値をあげる。これにより、高感度モードにおける感度を駆動期間ｔ２の減少に応じて高めることができる。そして、操作者は、所望のＢモード画像が得られたところで終了操作を行うことで、難易な設定を行うことなく、画面を確認しながらの容易な設定を行うことが可能となる。
【００８２】
また、終了操作により設定を行う以外に、所定の駆動期間まで短くなったところでＳ３２における処理を抜けて、駆動期間ごとの関心時相における超音波画像を選択することで、設定値を確定させてもよい。
【００８３】
具体的には、図１２に示すように、表示画面Ｇの表示領域Ｇ５０において、ライブ画像Ｇ５１とともに、駆動期間が短い関心時相における画像Ｇ５２から駆動時間が長い関心時相における画像Ｇ５４までの画像を内部メモリより読み出して並べて表示する。そして、操作者は、入力部１０９の操作により、画像Ｇ５２〜Ｇ５４の中から所望の画像を選択する。
【００８４】
システム制御部１０７は、この選択操作により選択された画像における駆動期間ｔ２、高感度モードにおける音響送信出力（ＡＰＨ）、バイアス電流（ＩＨ）、低感度モードにおける音響送信出力（ＡＰＬ）、バイアス電流（ＩＬ）の値を確定した設定として設定する。これよっても、操作者は、難易な設定を行うことなく、画面を確認しながらの容易な設定を行うことが可能となる。
【００８５】
音響送信出力は、ＭＩ（Mechanical  Index）およびＩｓｐｔａによってそれぞれ規制値が設定される場合がある。しかし、カラーモード、ＴＨＩ及び２Ｄアレイプローブにおいては、ＭＩ及びＩｓｐｔａ限度に達する前にＴＩ及びプローブ温度限界に達すると、音響送信出力が制限されることがある。
【００８６】
また、ＮＦ及びダイナミックレンジは、ＬＮＡ１１２のバイアス電流の影響をうける。ＬＮＡ１１２のバイアス電流の増加に伴い、ＬＮＡ１１２の発熱量及び消費エネルギー量は増加すると、音響送信出力と同様に制限されることがある。その結果、ＮＦ及びダイナミックレンジが十分に得られないこととなる。
【００８７】
特にＴＨＩではＢモード画像構成には不要な反射波基本波成分による増幅時の飽和をさけるために、十分なダイナミックレンジを得る必要があり、十分なバイアス電流が必要である。また、超音波プローブ１０１がマトリクスアレイプローブである場合は、ＬＮＡ１１２がプローブ内に設置されるため、ＬＮＡ１１２の発熱はプローブ発熱にもつながる。よって、このプローブ発熱により、音響送信出力も制限されることがある。これに対し、本実施形態では、より効率的なエネルギー消費が可能であることから、上述した規制で制限されることを低減できる。
【００８８】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、生体組織の検査・診断時におけるより効率的なエネルギー消費を可能とすることができる。
【００８９】
また、本実施形態の超音波診断装置１００で実行されるプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。また、本実施形態の超音波診断装置１００で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【００９０】
さらに、本実施形態の超音波診断装置１００で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の超音波診断装置１００で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【００９１】
また、本実施形態の超音波診断装置１００で実行されるプログラムは、上述した機能構成を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記ＲＯＭからプログラムを読み出して実行することにより上述した機能構成が主記憶装置上にロードされ、生成されるようになっている。
【００９２】
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同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００９３】
１００…超音波診断装置、１０１…超音波プローブ、１０２…超音波受信部、１０３…超音波送信部、１０４…バイアス制御部、１０５…音響出力制御部、１０６…画像処理部、１０７…システム制御部、１０８…表示処理部、１０９…入力部、１１０…表示部、１１１…生体信号検出部、１１２…ＬＮＡ、１１３…ＴＧＣ、１１４…ビームフォーマ、１１５…包絡線検波部、１１６…対数変換部、１１７…駆動回路、１１８…送信遅延回路、１１９…駆動波形設定部、１２０…電圧設定部、１２１…ＥＣＧ電極、１２２…同期信号生成部、Ｇ…表示画面、Ｇ１１…超音波画像、Ｇ１２…心電波形、Ｇ１０…生体組織像、Ｐ…被検体、Ｔ…同期タイミング、ｔ１…駆動開始タイミング、ｔ２…駆動期間、ｔ３…駆動期間
【図１】
2015019803.tif 000003
【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】
2015019803.tif 000011
【図１０】
2015019803.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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