(57)【要約】【課題】消費電力を低減することができる超音波診断装置及び超音波プローブを提供する。【解決手段】超音波診断装置は、超音波プローブと、受信部と、選択部と、クロック制御部とを有する。超音波プローブは、複数の超音波振動子を備え、被検体へ超音波を送信し、被検体からの反射波を受信する。受信部は、複数の受信経路に対応して、超音波プローブからの入力に信号処理を施す信号処理部を備え、反射波に基づく受信信号を超音波の焦点位置ごとに逐次求める。選択部は、受信経路を選択する。クロック制御部は、選択部により選択された受信経路に対応した信号処理部へクロック信号を出力し、選択部により選択されない受信経路に対応した信号処理部へのクロック信号の出力を停止する。【選択図】図２
2015006249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の超音波振動子を備え、被検体へ超音波を送信し、前記被検体からの反射波を受信する超音波プローブと、
複数の受信経路に対応して、前記超音波プローブからの入力に信号処理を施す信号処理部を備え、前記反射波に基づく受信信号を超音波の焦点位置ごとに逐次求める受信部と、
前記受信経路を選択する選択部と、
前記選択部により選択された前記受信経路に対応した前記信号処理部へクロック信号を出力し、前記選択部により選択されない前記受信経路に対応した前記信号処理部へのクロック信号の出力を停止するクロック制御部と
を有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記選択部は、前記焦点位置と前記超音波振動子とを関連付けた開口情報を予め記憶し、前記開口情報に基づいて、前記焦点位置ごとに前記受信経路を逐次選択することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記選択部は、前記受信経路を個別に選択し、
前記クロック制御部は、前記信号処理部について個別に前記クロック信号の出力を制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記クロック制御部は、さらに、前記信号処理部における信号処理工程ごとに前記クロック信号の出力タイミングを制御することを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記選択部は、前記受信経路を定められたグループごとに選択し、
前記クロック制御部は、前記グループごとに前記クロック信号の出力を制御する
ことを特徴とする請求項１又は２のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記受信部は、複数の前記信号処理部を構成する集積回路を複数備え、
前記選択部は、前記グループとして前記集積回路ごとに前記受信経路を選択することを特徴とする請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記超音波プローブは、前記超音波振動子ごとの出力経路を有し、
前記選択部は、前記出力経路と接続された前記受信経路を選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
被検体へ超音波を送信し、前記被検体からの反射波を受信する複数の超音波振動子と、
複数の受信経路に対応して、前記超音波振動子からの入力に信号処理を施す信号処理部を備え、前記反射波に基づく受信信号を超音波の焦点位置ごとに逐次求める受信部と、
前記受信経路を選択する選択部と、
前記選択部により選択された前記受信経路に対応した前記信号処理部へのクロック信号を出力し、前記選択部により選択されない前記受信経路に対応した前記信号処理部へのクロック信号の出力を停止するクロック制御部と
を有することを特徴とする超音波プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は超音波診断装置及び超音波プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブを用いて被検体内に超音波を送信してその反射波を受信することにより、被検体の生体情報を取得するものである。
【０００３】
超音波プローブは、超音波振動子を有し、送信部により駆動制御される。送信部は、超音波振動子に電気信号を供給して、被検体内の所定の焦点にビームフォーム（送信ビームフォーム）した超音波を発生させる。また、超音波振動子は、被検体内で反射してきた超音波（エコー）を受信する。受信部は、超音波振動子からのエコー信号を整相された（受信ビームフォームされた）デジタルの受信データとして変換して出力する。
【０００４】
図１０は、従来技術に係る超音波診断装置の受信部１００の構成を表すブロック図である。受信部１００は、超音波振動子に対応した受信経路ごとに信号処理部２００を有する。信号処理部２００は、例えば、ＦＩＦＯメモリ３００、遅延計算部４００、補間部５００、位相回転部６００、及び重み付け処理部７００を有する。
【０００５】
受信部１００は、遅延計算、補間処理、位相回転処理、及び重み付け処理の信号処理を受信経路ごとに対応して施す。そして、受信部１００は、これら信号処理が施されたエコー信号を加算部８００にて加算することによって、所定の焦点についての受信信号を求める。受信部１００は、このような信号処理及び加算処理を焦点ごとに順次行う。
【０００６】
また、受信部１００は、開口制御部９００による開口制御を行う場合がある。開口制御とは、焦点の位置に応じて受信信号の取得に用いる超音波振動子を決定し、該超音波振動子に対応した受信経路におけるエコー信号に基づいて当該焦点についての受信信号を求めるものである。受信部１００は、この開口制御を行うとき、受信信号の取得に用いるものとして決定されなかった超音波振動子（以下、未使用の超音波振動子と称する）に対応した受信経路（以下、未使用の受信経路と称する）において、重み付け処理部７００における重み係数を零とし、該重み付け処理部７００より後段における信号が零となるように処理していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−７５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような従来技術に係る受信部において、未使用の受信経路のエコー信号は、重み付け処理部よりも前段の信号処理（遅延処理、補間処理、位相回転処理）が施されていた。このような未使用の受信経路のエコー信号に対する信号処理は、所定の焦点についての受信信号を求めるためには不要なものである。従来技術に係る受信部は、この不要な信号処理によって無駄な電力を消費していた。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、消費電力を低減することができる超音波診断装置及び超音波プローブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の超音波診断装置は、超音波プローブと、受信部と、選択部と、クロック制御部とを有する。超音波プローブは、複数の超音波振動子を備え、被検体へ超音波を送信し、被検体からの反射波を受信する。受信部は、複数の受信経路に対応して、超音波プローブからの入力に信号処理を施す信号処理部を備え、反射波に基づく受信信号を超音波の焦点位置ごとに逐次求める。選択部は、受信経路を選択する。クロック制御部は、選択部により選択された受信経路に対応した信号処理部へクロック信号を出力し、選択部により選択されない受信経路に対応した信号処理部へのクロック信号の出力を停止する。
【００１１】
また、実施形態の超音波プローブは、複数の超音波振動子と、受信部と、選択部と、クロック制御部とを有する。複数の超音波振動子は、被検体へ超音波を送信し、被検体からの反射波を受信する。受信部は、複数の受信経路に対応して、超音波振動子からの入力に信号処理を施す信号処理部を備え、反射波に基づく受信信号を超音波の焦点位置ごとに逐次求める。選択部は、受信経路を選択する。クロック制御部は、選択部により選択された受信経路に対応した信号処理部へのクロック信号を出力し、選択部により選択されない受信経路に対応した信号処理部へのクロック信号の出力を停止する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の超音波診断装置の構成を表すブロック図。
【図２】実施形態の超音波診断装置の構成を表すブロック図。
【図３】実施形態の超音波診断装置の概略を表す模式図。
【図４Ａ】実施形態の超音波診断装置の動作を表すタイミングチャート。
【図４Ｂ】実施形態の超音波診断装置の概略を表す模式図。
【図５】実施形態の超音波診断装置の動作を表すタイミングチャート。
【図６】実施形態の超音波診断装置の構成を表すブロック図。
【図７】実施形態の超音波診断装置の構成を表すブロック図。
【図８】実施形態の超音波プローブの構成を表すブロック図。
【図９】実施形態の超音波診断装置の構成を表すブロック図。
【図１０】従来の超音波診断装置の構成を表すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
〈第１の実施形態〉
［構成］
図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成を表すブロック図である。超音波診断装置は、本体部１と、超音波プローブ２と、表示部３と、操作部４とを有する。本体部１は、送信部５と、受信部６と、画像生成部７と、表示制御部８と、システム制御部９とを有する。
【００１４】
（送信部５）
送信部５は、超音波プローブ２に電気信号を供給して超音波を発生させる。送信部５は、図示しない送信遅延回路及びパルサ回路を有する。送信遅延回路は、超音波の送信時に遅延を掛けて送信フォーカスを実施する。パルサ回路は、各超音波振動子２３に対応した送信経路（送信チャンネル）の数に応じたパルサを備え、遅延が掛けられた送信タイミングで駆動パルスを発生し、超音波プローブ２の各超音波振動子２３に供給する。
【００１５】
（受信部６）
受信部６は、複数の受信経路（受信チャンネル）に対応して、超音波プローブ２からの入力に信号処理を施す信号処理部１２を備え、反射波に基づく受信信号を超音波の焦点位置ごとに逐次求める。図２は、受信部の構成を表すブロック図である。受信部６は、Ａ／Ｄ変換部１０と、直交検波部１１と、信号処理部１２と、加算部１３と、選択部と、クロック部とを有する。また、受信経路とは、超音波プローブ２に備えられた超音波振動子２３ごとに設けられた信号路である。
【００１６】
（Ａ／Ｄ変換部１０）
Ａ／Ｄ変換部１０は、受信経路ごとに設けられる。Ａ／Ｄ変換部１０は、超音波振動子２３からのアナログのエコー信号を受け、デジタルのエコー信号に変換し、直交検波部１１へ出力する。
【００１７】
（直交検波部１１）
直交検波部１１は、受信経路ごとに設けられる。直交検波部１１は、予め設定された出力レートに基づいて、Ａ／Ｄ変換部１０からのデジタルのエコー信号をサンプリングし、受信中心周波数を周波数変換する。このとき、直交検波部１１は、一方と他方とで９０度位相がずれた２つのサンプリングタイミングに基づいてデジタルのエコー信号をサンプリングする。それにより、直交検波部１１は、変換された周波数のＩ（Ｉｎ‐ｐｈａｓｅ）信号及びＱ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）信号それぞれのエコー信号を求め、信号処理部１２へ出力する。
【００１８】
（信号処理部１２）
信号処理部１２は、受信経路ごとに設けられる。信号処理部１２は、受信経路を介して超音波振動子２３からのエコー信号をそれぞれ受信する。信号処理部１２は、受けたエコー信号に遅延時間を付与する。また、信号処理部１２は、当該受信チャンネルが担う受信開口中の位置により決まる重み係数を、エコー信号に乗ずる。例えば信号処理部１２は、ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ  Ｏｕｔ）メモリ１４と、遅延算出部１５と、補間部１６と、位相回転部１７と、開口重み係数乗算部１８とを有する。信号処理部１２は、クロック信号を受けて動作する論理素子によって構成される。
【００１９】
（ＦＩＦＯメモリ１４）
ＦＩＦＯメモリ１４は、直交検波部１１からのエコー信号を受け、記憶する。
【００２０】
（遅延算出部１５）
遅延算出部１５は、所定の焦点と当該受信経路に対応する超音波振動子２３との距離に基づいて、当該受信経路における遅延時間を算出する。遅延算出部１５は、算出した遅延時間を補間部１６へ出力する。なお、遅延算出部１５は、算出した遅延時間を位相回転部１７へも出力する。
【００２１】
（補間部１６）
補間部１６は、遅延算出部１５からの遅延時間に基づいて、ＦＩＦＯメモリ１４からの読み出しアドレスを決定する。補間部１６は、決定した読み出しアドレスからＩ信号及びＱ信号それぞれを読み出す。補間部１６は、読み出したＩ信号及びＱ信号それぞれについて、サンプリングの間の信号を補間する。補間部１６は、補間したＩ信号及びＱ信号のそれぞれを位相回転部１７へ出力する。
【００２２】
（位相回転部１７）
位相回転部１７は、当該受信経路における遅延時間に基づいて、補間部１６からのＩ信号及びＱ信号のそれぞれについて、他の受信経路のエコー信号との位相合わせを行う。ここで、位相回転部１７は、遅延算出部１５から遅延時間を受けて所定の焦点と当該受信経路に対応する超音波振動子２３との距離を算出する。位相回転部１７は、位相を合わせたＩ信号及びＱ信号のそれぞれを開口重み係数乗算部１８へ出力する。
【００２３】
（開口重み係数乗算部１８）
開口重み係数乗算部１８は、当該受信経路についての開口重み係数の設定を開口制御部から受ける。また、開口重み係数乗算部１８は、位相回転部１７からのＩ信号及びＱ信号のそれぞれに設定された開口重み係数を乗算し、加算部１３へ出力する。
【００２４】
（加算部１３）
加算部１３は、開口重み係数乗算部１８それぞれから出力されたＩ信号を受け、受けた全ての受信経路のＩ信号を加算する。加算部１３は、加算したＩ信号を受信信号として画像生成部７へ出力する。また、加算部１３は、開口重み係数乗算部１８それぞれから出力されたＱ信号を受け、受けた全ての受信経路のＱ信号を加算する。加算部１３は、加算したＱ信号を受信信号として画像生成部７へ出力する。
【００２５】
（選択部）
選択部は、受信経路を選択する。選択部は、開口選択部１９と選択判定部２０とを有して構成される。このとき、開口選択部１９は、焦点位置と超音波振動子２３とを関連付けた開口情報を予め記憶し、開口情報に基づいて、焦点位置ごとに受信経路を逐次選択する。このとき、開口選択部１９は、受信信号を求める焦点位置を表す制御信号をシステム制御部９から逐次受け、焦点位置についての開口範囲に含まれた超音波振動子２３に対応して受信経路を逐次選択する。
【００２６】
図３は、開口情報において関連付けられた焦点位置と超音波振動子２３との関係を一つの走査線ＳＬについて表す模式図である。開口線Ｌは、焦点位置ごとの受信信号の取得に用いられる超音波振動子２３を表す。開口情報において、焦点位置及び超音波振動子２３は、超音波プローブ２に近い焦点位置から遠い焦点位置にかけて、徐々に開口が広がるように関連付けられる。例えば焦点位置Ｆ１についての受信信号を求めるとき、開口選択部１９は、焦点位置Ｆ１についての開口範囲Ｒ１に含まれた超音波振動子２３ａから超音波振動子２３ｂまでのそれぞれに対応した受信経路を選択する。また、例えば、焦点位置Ｆｎについての受信信号を求めるとき、選択部は、焦点位置Ｆｎについての開口範囲Ｒｎに含まれた超音波振動子２３ｃから超音波振動子２３ｄまでのそれぞれに対応した受信経路を選択する。選択部は、選択した受信経路を表す制御信号を当該受信経路の選択判定部２０へ逐次出力する。なお、選択部は、上記の動作を走査線ごとに行う。
【００２７】
なお、開口選択部１９は、システム制御部９から当該超音波検査における送受信条件を受け、送受信条件に含まれる焦点位置のうち超音波プローブ２から最も遠い位置を読む。この最も遠い位置は、超音波プローブ２における開口が最も広くなる焦点位置である。従って、開口選択部１９は、例えば超音波検査を開始するとき、この最も遠い位置についての開口の外側の超音波振動子２３に対応した受信経路を選択しない構成であってもよい。
【００２８】
（選択判定部２０）
選択判定部２０は、受信経路ごとに設けられる。選択判定部２０は、選択した受信経路を表す制御信号を開口選択部１９から受けたとき、選択されたことを表す選択信号を当該受信経路の信号処理部１２のクロック制御部２２へ出力する。
【００２９】
（クロック部）
クロック部は、クロック発生部２１とクロック制御部２２とを有して構成される。
【００３０】
（クロック発生部２１）
クロック発生部２１は、クロック信号を発生し、各クロック制御部２２へ出力する。このクロック信号のクロック周波数は予め設定されてよい。
【００３１】
（クロック制御部２２）
クロック制御部２２は、選択部により選択された受信経路に対応した信号処理部１２へクロック信号を出力し、選択部により選択されない受信経路に対応した信号処理部１２へのクロック信号の出力を停止する。例えば、クロック制御部２２は、各信号処理部１２における信号処理工程ごとに設けられ、信号処理工程ごとにクロック信号の出力タイミングを制御する。例えば信号処理工程としては、遅延算出部１５による遅延時間の算出、補間部１６による補間、及び位相回転部１７による位相合わせが該当する。クロック制御部２２は、選択判定部２０から選択信号を受けたとき、クロック信号の出力タイミングを信号処理工程ごとに制御してクロック発生部２１からのクロック信号を出力する。このとき、クロック制御部２２は、当該受信経路について算出された遅延時間、信号処理工程ごとの処理時間に基づいて出力タイミングを制御する。
【００３２】
また、クロック制御部２２は、選択判定部２０から選択信号を受けないとき、当該信号処理部１２へのクロック信号の出力を停止する。このとき、信号処理部１２はクロック信号を受けていないので動作しない。それにより、選択部により選択されなかった受信経路の信号処理部１２における消費電力が低減される。
【００３３】
このように、開口の外の超音波振動子２３に対応した受信経路の信号処理部１２についてのクロック信号が停止される。それにより、クロック信号の出力が停止された信号処理部における消費電力が低減される。また、開口の中の超音波振動子２３に対応した受信経路の信号処理部１２においては、信号処理工程（遅延算出部１５、補間部１６、及び位相回転部１７それぞれの処理工程）ごとの処理が不要なタイミングでクロック信号の出力が停止される。それにより、遅延算出部１５、補間部１６、及び位相回転部１７のそれぞれについて、処理の必要がないときのクロック信号が停止される。従って、クロック信号が停止されているとき、遅延算出部１５、補間部１６、及び位相回転部１７のそれぞれの消費電力が低減される。
【００３４】
（画像生成部７）
画像生成部７は、Ｂモード処理部を有する。Ｂモード処理部は受信部６から受信信号を受け、受信信号の振幅の映像化を行う。例えばＢモード処理部は、受信信号にバンドパスフィルタ処理を施し、そして信号の包絡線を検波し、検波されたデータに対して対数変換による圧縮処理を施して、被検体の断層像を表す超音波ラスタデータを生成する。
【００３５】
また、画像生成部７は、ドプラ処理部を有していてもよい。ドプラ処理部は、受信信号を位相検波することによりドプラ偏移周波数成分を求め、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を施すことによって、血流速度を表すドプラ周波数分布を求める。
【００３６】
また、画像生成部７は、ＣＦＭ（Ｃｏｌｏｒ  Ｆｌｏｗ  Ｍａｐｐｉｎｇ）処理部を有していてもよい。ＣＦＭ処理部は血流情報の映像化を行う。血流情報には、速度、分布、又はパワーなどの情報が含まれる。
【００３７】
また、画像生成部７は、超音波ラスタデータに基づいて、超音波画像データを生成する。画像生成部７は、例えばＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｃａｎ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：デジタルスキャンコンバータ）を有する。画像生成部７は、超音波ラスタデータにおいて走査線の信号列で表されるＢモード処理後の受信信号を、表示用の座標系で表される画像データに走査変換する（スキャンコンバージョン処理）。それにより、画像生成部７は、被検体の組織の形態を表すＢモード画像データを超音波画像データとして生成する。画像生成部７は、生成した超音波画像データを表示制御部８へ出力する。
【００３８】
（表示制御部８）
表示制御部８は、超音波画像データを画像生成部７から受け、超音波画像データに基づく超音波画像を表示部３に表示させる。
【００３９】
（システム制御部９）
システム制御部９は、超音波診断装置の各部を制御する。例えば、システム制御部９は、超音波診断装置の各部の機能を実行するためのコンピュータプログラムが記憶されている。システム制御部９は、これらコンピュータプログラムを実行することで、上記機能を実現する。
【００４０】
（超音波プローブ２）
超音波プローブ２は、複数の超音波診断装置を備え、被検体へ超音波を送信し、被検体からの反射波を受信する。例えば超音波プローブ２には、複数の超音波振動子２３が走査方向に１列に配置された１次元アレイプローブ、又は、複数の超音波振動子２３が２次元的に配置された２次元アレイプローブが用いられる。
【００４１】
（超音波振動子２３）
超音波振動子２３は、超音波プローブ２に複数設けられる。超音波振動子２３は、圧電素子と該発電素子を挟む一対の電極とを含んで構成される。超音波振動子２３は、送信部５から電気信号を受け、受けた電気信号に基づく電圧が印加されることによって超音波を発生し、被検体へ超音波を送信する。また、超音波振動子２３は、被検体からの反射波を受信し、エコー信号として受信部６へ出力する。
【００４２】
（表示部３）
表示部３は、超音波画像を表示する。表示部３は、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などの表示デバイスで構成される。
【００４３】
（操作部４）
操作部４は、ユーザによる操作を受けて、この操作の内容に応じた信号や情報を装置各部に入力する。操作部４は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネルなどによって構成される。
【００４４】
［動作］
図４Ａは、この実施形態に係る超音波診断装置の受信回路の動作例を表すタイミングチャートである。また、図４Ｂは超音波振動子２３の一部についての開口情報を表す模式図である。ここでは、図４Ｂに示す開口情報に基づいて、焦点位置ＦＡについて用いられる超音波振動子２３は超音波振動子２３Ａであり、焦点位置ＦＢについて用いられる超音波振動子２３は超音波振動子２３Ａ及び超音波振動子２３Ｂであり、焦点位置ＦＣについて用いられる超音波振動子２３は超音波振動子２３Ａ、超音波振動子２３Ｂ、及び超音波振動子２３Ｃであるとし、超音波診断装置が焦点位置ＦＡ、焦点位置ＦＢ、焦点位置ＦＣの順に受信信号を求める動作例について説明する。
【００４５】
区間Ｔ１のとき、選択部は、開口情報に基づいて超音波振動子２３Ａに対応した受信経路ＡＣを選択し、受信経路ＡＣについて設けられた選択判定部２０へ制御信号を出力する。選択判定部２０は、受信経路ＡＣについて設けられたクロック制御部２２へ選択信号を出力する。クロック制御部２２は、受信経路ＡＣの信号処理部１２へクロック信号を出力する。それにより、受信経路ＡＣに設けられた信号処理部１２の動作はオン状態となる。
【００４６】
区間Ｔ２のとき、選択部は、開口情報に基づいて超音波振動子２３Ｂに対応した受信経路ＢＣを受信経路ＡＣに加えて選択し、受信経路ＢＣについて設けられた選択判定部２０へ制御信号を出力する。選択判定部２０は、受信経路ＢＣについて設けられたクロック制御部２２へ選択信号を出力する。クロック制御部２２は、受信経路ＢＣの信号処理部１２へクロック信号を出力する。それにより、受信経路ＡＣに設けられた信号処理部１２に加え、受信経路ＢＣに設けられた信号処理部１２の動作がオン状態となる。
【００４７】
区間Ｔ３のとき、選択部は、開口情報に基づいて超音波振動子２３Ｃに対応した受信経路ＣＣを受信経路ＡＣに及び受信経路ＢＣに加えて選択し、受信経路ＣＣについて設けられた選択判定部２０へ制御信号を出力する。選択判定部２０は、受信経路ＣＣについて設けられたクロック制御部２２へ選択信号を出力する。クロック制御部２２は、受信経路ＣＣの信号処理部１２へクロック信号を出力する。それにより、受信経路ＡＣに設けられた信号処理部１２及び受信経路ＢＣに設けられた信号処理部１２に加え、受信経路ＣＣに設けられた信号処理部１２の動作がオン状態となる。
【００４８】
なお、超音波診断装置は、上記の動作を走査線ごとに逐次行う。
【００４９】
また、図５は、この実施形態に係る超音波診断装置の受信回路において、１つの受信経路に設けられた信号処理部１２が焦点位置ＦＡ、焦点位置ＦＢ、及び焦点位置ＦＣについて動作する例を表すタイミングチャートである。ここでは、図４の区間Ｔ４において、受信経路ＡＣについて設けられた信号処理部１２の動作を説明する。なお、マスタークロックは、クロック発生部２１により発生されるクロック信号を表す。
【００５０】
時点Ｐ１は、焦点位置ＦＡについて受信信号を求める開始時点である。時点Ｐ２は、焦点位置ＦＢについて受信信号を求める開始時点である。時点Ｐ３は、焦点位置ＦＣについて受信信号を求める開始時点である。時点Ｐ１のとき、クロック制御部２２は、遅延算出部１５へクロック信号の出力を開始する。遅延算出部１５は、このクロック信号を受け、焦点位置ＦＡについて、当該受信経路の遅延時間の算出を開始する。
【００５１】
時点Ｐ２のとき、遅延算出部１５は、焦点位置ＦＢについて、当該受信経路の遅延時間の算出を開始する。時点Ｐ３のとき、遅延算出部１５は焦点位置ＦＣについて、当該受信経路の遅延時間の算出を開始する。
【００５２】
時点Ｐ４は、遅延算出部１５において、焦点位置ＦＡについての遅延時間の算出が完了する時点である。このとき、遅延算出部１５は、焦点位置ＦＡについて算出した遅延時間を補間部１６へ出力する。また、時点Ｐ４のとき、クロック制御部２２は、補間部１６へクロック信号の出力を開始する。補間部１６は、このクロック信号を受け、ＦＩＦＯメモリ１４の焦点位置ＦＡについての読み出しアドレスからエコー信号を読み出し、補間処理を開始する。
【００５３】
時点Ｐ５は、遅延算出部１５において、焦点位置ＦＢについての遅延時間の算出が完了する時点である。このとき、遅延算出部１５は、焦点位置ＦＢについて算出した遅延時間を補間部１６へ出力する。補間部１６は、ＦＩＦＯメモリ１４の焦点位置ＦＢについての読み出しアドレスから信号を読み出し、補完処理を開始する。
【００５４】
時点Ｐ６は、遅延算出部１５において、焦点位置ＦＣについての遅延時間の算出が完了する時点である。このとき、遅延算出部１５は、焦点位置ＦＣについて算出した遅延時間を補間部１６へ出力する。補間部１６は、ＦＩＦＯメモリ１４の焦点位置ＦＣについての読み出しアドレスから信号を読み出し、補完処理を開始する。
【００５５】
また、時点Ｐ６のとき、クロック制御部２２は、遅延算出部１５へのクロック信号の出力を停止する。このように、クロック制御部２２は、最後の焦点位置についての遅延時間の算出が完了したとき、遅延算出部１５へのクロック信号の出力を停止する。それにより、遅延算出部１５の動作は停止する。
【００５６】
時点Ｐ７は、補間部１６において、焦点位置ＦＡについての補間処理が完了する時点である。このとき、補間部１６は、焦点位置ＦＡについて補間処理を施したエコー信号を位相回転部１７へ出力する。また、時点Ｐ７のとき、クロック制御部２２は、位相回転部１７へクロック信号の出力を開始する。位相回転部１７は、このクロック信号を受け、補間部１６から受けた焦点位置ＦＡについてのエコー信号に対して位相合わせを開始する。
【００５７】
時点Ｐ８は、補間部１６において、焦点位置ＦＢについての補間処理が完了する時点である。このとき、補間部１６は、焦点位置ＦＢについて補間処理を施したエコー信号を位相回転部１７へ出力する。位相回転部１７は、補間部１６から受けた焦点位置ＦＢについてのエコー信号に対して位相合わせを開始する。
【００５８】
時点Ｐ９は、補間部１６において、焦点位置ＦＣについての補間処理が完了する時点である。このとき、補間部１６は、焦点位置ＦＣについて補間処理を施したエコー信号を位相回転部１７へ出力する。位相回転部１７は、補間部１６から受けた焦点位置ＦＣについてのエコー信号に対して位相合わせを開始する。
【００５９】
また、時点Ｐ９のとき、クロック制御部２２は、補間部１６へのクロック信号の出力を停止する。このように、クロック制御部２２は、最後の焦点位置についての補間処理が完了したとき、補間部１６へのクロック信号の出力を停止する。それにより、補間部１６の動作は停止する。
【００６０】
時点Ｐ１０は、位相回転部１７において、焦点位置ＦＡについての位相合わせが完了する時点である。このとき、位相回転部１７は、焦点位置ＦＡについて位相を合わせたエコー信号を開口重み係数乗算部１８へ出力する。
【００６１】
時点Ｐ１１は、位相回転部１７において、焦点位置ＦＢについての位相合わせが完了する時点である。このとき、位相回転部１７は、焦点位置ＦＢについて位相を合わせたエコー信号を開口重み係数乗算部１８へ出力する。
【００６２】
時点Ｐ１２は、位相回転部１７において、焦点位置ＦＣについての位相合わせが完了する時点である。このとき、位相回転部１７は、焦点位置ＦＣについて位相を合わせたエコー信号を開口重み係数乗算部１８へ出力する。
【００６３】
また、時点Ｐ１２のとき、クロック制御部２２は、位相回転部１７へのクロック信号の出力を停止する。このように、クロック制御部２２は、最後の焦点位置についての位相合わせが完了したとき、位相回転部１７へのクロック信号の出力を停止する。それにより、位相回転部１７の動作は停止する。
【００６４】
［効果］
この実施形態の超音波診断装置の効果について説明する。超音波診断装置は、超音波プローブ２と、受信部６と、選択部と、クロック制御部２２とを有する。超音波プローブ２は、複数の超音波振動子２３を備え、被検体へ超音波を送信し、被検体からの反射波を受信する。受信部６は、複数の受信経路に対応して、超音波プローブ２からの入力に信号処理を施す信号処理部１２を備え、反射波に基づく受信信号を超音波の焦点位置ごとに逐次求める。選択部は、受信経路を選択する。クロック制御部２２は、選択部により選択された受信経路に対応した信号処理部１２へクロック信号を出力し、選択部により選択されない受信経路に対応した信号処理部１２へのクロック信号の出力を停止する。このように、超音波診断装置は、開口の外の超音波振動子２３に対応した受信経路の信号処理部１２へのクロック信号を停止する。また、超音波診断装置は、開口の中の超音波振動子２３に対応した受信経路の信号処理部１２へ信号処理工程ごとにクロック信号の出力タイミングを制御する。それにより、開口の外の超音波振動子２３に対応した受信経路の信号処理部１２における消費電力を低減し、また、開口の中の超音波振動子２３に対応した受信経路の信号処理部１２においては、信号処理工程ごとの処理が不要なタイミングでのクロック信号の出力を停止する。従って、消費電力を低減することができる超音波診断装置を提供することができる。また、このような消費電力の低減により、ヒートシンクやファンなどの放熱装置を削除又は小型化することができる。それにより、装置規模の小型化ができ、コストを低減することができる超音波診断装置を提供することができる。
【００６５】
〈第１の実施形態の変形例１〉
図６は、第１の実施形態の変形例１に係る超音波診断装置の受信部６の構成を表すブロック図である。この変形例の超音波診断装置の受信部６は、第１の実施形態の超音波診断装置の受信部６に対してクロック制御部２２の構成が異なる。以下、第１の実施形態と異なる事項について特に説明する。
【００６６】
クロック制御部２２は、信号処理部１２ごとに設けられる。クロック制御部２２は、信号処理部１２ごとにクロック信号の出力を制御する。クロック制御部２２は、選択判定部２０から選択信号を受けたとき、クロック信号を当該受信経路の信号処理部１２へ出力する。それにより、該信号処理部１２は動作する。例えばクロック制御部２２は、最初の焦点位置について遅延時間の算出を開始する時点から最後の焦点位置についての位相合わせが完了する時点までの期間に亘り、クロック信号を信号処理部１２へ出力する。
【００６７】
この変形例１の構成の受信部６を有する超音波診断装置は、開口の外の超音波振動子２３に対応した受信経路の信号処理部１２へのクロック信号を停止する。また、この超音波診断装置は、開口の中の超音波振動子２３に対応した受信経路の信号処理部１２ごとに動作タイミングを制御してクロック信号を出力する。それにより、消費電力を低減することができる超音波診断装置を提供することができる。
【００６８】
〈第１の実施形態の変形例２〉
図７は、第１の実施形態の変形例２に係る超音波診断装置の受信部６の構成を表すブロック図である。この変形例の超音波診断装置の受信部６は、第１の実施形態の超音波診断装置の受信部６に対して選択部及びクロック制御部２２の構成が異なる。以下、第１の実施形態と異なる事項について特に説明する。
【００６９】
選択部は、受信経路を定められたグループごとに選択する。このグループは、複数の受信経路を含む。１つのグループに含まれる受信経路は、超音波プローブ２において順次隣接して備えられた超音波振動子２３に対応した受信経路である。また、各グループに含まれる受信経路の数は一定でなくともよい。例えば、開口中心に近い超音波振動子２３に対応した受信経路を含むグループはその受信経路を少なく定め、開口中心から遠ざかるにつれグループに含まれる受信経路の数を多く定めてもよい。選択部は、開口選択部１９とグループごとの選択判定部２０とを有する。
【００７０】
開口選択部１９は、それぞれのグループに含まれた受信経路のうち、開口中心に最も近い超音波振動子２３に対応した受信経路について、焦点位置ごとに受信経路を逐次選択する。それにより、該受信経路を含むグループが選択される。開口選択部１９は、選択した受信経路を含むグループの選択判定部２０へ制御信号を出力する。
【００７１】
選択判定部２０は、グループごとに設けられる。選択判定部２０は、開口選択部１９からの制御信号を受けたとき、当該グループのクロック制御部２２へ選択信号を出力する。
【００７２】
クロック制御部２２は、グループごとに設けられる。クロック制御部２２は、設けられたグループの信号処理部１２についてクロック信号の出力を制御する。クロック制御部２２は、選択判定部２０から、選択信号を受けたとき、クロック信号を当該グループの信号処理部１２へ出力する。それにより、該グループに含まれた信号処理部１２は動作する。例えばクロック制御部２２は、当該グループにおいて、最初の焦点位置について遅延時間の算出を開始する時点から最後の焦点位置についての位相合わせが完了する時点までの期間に亘り、クロック信号を信号処理部１２へ出力する。
【００７３】
なお、受信部６は、実装状態として、複数の信号処理部１２を構成する集積回路を複数備えてもよい（図７では、集積回路に含まれる範囲の例を一点鎖線で表している）。このとき選択部は、グループとしてこの集積回路ごとに受信経路を選択する。
【００７４】
この変形例２の構成の受信部６を有する超音波診断装置は、選択されなかったグループの信号処理部１２へのクロック信号を停止する。また、この超音波診断装置は、選択したグループの信号処理部１２について、グループごとに動作タイミングを制御してクロック信号を出力する。それにより、消費電力を低減することができる超音波診断装置を提供することができる。
【００７５】
〈超音波プローブの実施形態について〉
図８は、この実施形態の超音波プローブ２の構成を表すブロック図である。この実施形態は、受信部６の配置が第１の実施形態と異なる。超音波プローブ２は、複数の超音波振動子２３と、受信部６とを有する。受信部６はこの実施形態の本体部１からの制御信号によって動作する。受信部６の内部の構成には、第１の実施形態、第１の実施形態の変形例１、及び第１の実施形態の変形例２のいずれかの構成が援用されてよい。
【００７６】
〈第２の実施形態〉
図９は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の受信部６の構成を表すブロック図である。この実施形態の超音波診断装置は、選択部における処理が第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態と異なる事項について特に説明する。
【００７７】
選択部は、超音波プローブ２に備えられた超音波振動子２３ごとの出力経路と接続された受信経路を選択する。超音波プローブ２に実装された超音波振動子２３の数（出力経路の数）が受信部６に実装された受信経路の数よりも少ないとき、受信部６において出力経路に接続された受信経路と出力経路に接続されない受信経路とが生じる。該超音波プローブ２を用いた超音波検査において、出力経路に接続された受信経路はエコー信号を受け、出力経路に接続されない受信経路はエコー信号を受けない。選択部は、出力経路に接続された受信経路を選択し、出力経路に接続されない受信経路を選択しない。例えば、選択部は、送信部５が駆動パルスを供給した送信経路を検知し、検知した送信経路に対応する受信経路を出力経路に接続された受信経路として選択する。クロック制御部２２は、選択部からの選択信号に基づいて、出力経路に接続されない受信経路の信号処理部１２へのクロック信号の出力を停止する。
【００７８】
なお、選択部による処理には、第１の実施形態、第１の実施形態の変形例１、及び第１の実施形態の変形例２のいずれかの処理が援用されてよい。例えば、選択部は、出力経路に接続された受信経路を個別に選択してもよく、グループごとに選択してもよい。また、選択部は、出力経路に接続された受信経路を選択した後、この選択した受信経路について、焦点位置ごとに受信経路を逐次選択してもよい。
【００７９】
この実施形態の超音波診断装置は、受信部６の受信経路のうち、超音波プローブ２からの出力経路に接続されなかった受信経路の信号処理部１２へのクロック信号の出力を停止し、出力経路に接続された受信経路の信号処理部１２へクロック信号を出力する。それにより、消費電力を低減することができる超音波診断装置を提供することができる。
【００８０】
〈実施形態に共通の効果〉
以上述べた少なくともひとつの実施形態の超音波診断装置又は超音波プローブによれば、複数の受信経路に対応して、エコー信号に信号処理を施す信号処理部を備え、反射波に基づく受信信号を超音波の焦点位置ごとに逐次求める受信部と、受信経路を選択する選択部と、選択部により選択された受信経路に対応した信号処理部へクロック信号を出力し、選択部により選択されない受信経路に対応した信号処理部へのクロック信号の出力を停止するクロック制御部とを有することにより、消費電力を低減することが可能となる。
【００８１】
この発明の実施形態を説明したが、上記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を意図していない。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】
【００８２】
１      本体部
２      超音波プローブ
３      表示部
４      操作部
５      送信部
６      受信部
７      画像生成部
８      表示制御部
９      システム制御部
１０    Ａ／Ｄ変換部
１１    直交検波部
１２    信号処理部
１３    加算部
１４    ＦＩＦＯメモリ
１５    遅延算出部
１６    補間部
１７    位相回転部
１８    開口重み係数乗算部
１９    開口選択部
２０    選択判定部
２１    クロック発生部
２２    クロック制御部
２３、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ    超音波振動子
【図１】
2015006249.tif 000003
【図２】
2015006249.tif 000004
【図３】
2015006249.tif 000005
【図４Ａ】
2015006249.tif 000006
【図４Ｂ】
2015006249.tif 000007
【図５】
2015006249.tif 000008
【図６】
2015006249.tif 000009
【図７】
2015006249.tif 000010
【図８】
2015006249.tif 000011
【図９】
2015006249.tif 000012
【図１０】
2015006249.tif 000013