(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロバブルが投与された被検体内の関心領域に対して超音波プローブが送信する超音波の走査線毎に、該超音波の送信条件を含む設定内容を受け付ける受付部と、
前記受付部により受け付けられた走査線毎の送信条件により、前記被検体に超音波を送信するように前記超音波プローブを制御するプローブ制御部と
を有し、
前記送信条件は、前記関心領域内の複数の走査線に対応する超音波のうち、血液が流れる方向において前記関心領域内の特定位置よりも上流側に位置する部位に走査される走査線に対応する超音波を、超音波の送受信に基づく組織画像を生成する際に用いられる音圧よりも高い音圧で送信するとともに、他の走査線に対応する超音波を、前記組織画像を生成する際に用いられる音圧で送信し、前記複数の走査線に対応する超音波を、前記組織画像を生成する際に用いられる送信周波数以下の送信周波数であって、前記血液が流れる方向において下流側の走査線に対応する超音波ほど、送信周波数が徐々に高くなるような送信周波数で、かつ、前記組織画像を生成する際に用いられる繰り返し周波数で送信するための条件であることを特徴とする超音波装置。
【請求項２】
マイクロバブルが投与された被検体内の関心領域に対して超音波プローブが送信する超音波の走査線毎に、該超音波の送信条件を含む設定内容を受け付ける受付部と、
前記受付部により受け付けられた走査線毎の送信条件により、前記被検体に超音波を送信するように前記超音波プローブを制御するプローブ制御部と
を有し、
前記送信条件は、前記関心領域内の複数の走査線に対応する超音波のうち、血液が流れる方向において前記関心領域内の特定位置よりも上流側に位置する部位に走査される走査線に対応する超音波を、超音波の送受信に基づく組織画像を生成する際に用いられる音圧よりも高い音圧で送信するとともに、他の走査線に対応する超音波を、前記組織画像を生成する際に用いられる音圧で送信し、前記複数の走査線に対応する超音波を、前記組織画像を生成する際に用いられる送信周波数以下の送信周波数であって、前記血液が流れる方向において下流側の走査線に対応する超音波ほど、送信周波数が徐々に高くなるような送信周波数で、かつ、前記組織画像を生成する際に用いられる繰り返し周波数よりも高い繰り返し周波数で送信するための条件であることを特徴とする超音波装置。
【請求項３】
前記超音波プローブは、
前記被検体に対して、３次元に超音波を送信し、
前記受付部は、
前記超音波プローブが３次元に送信する超音波の走査線毎に、該超音波の送信条件に関する設定内容を受け付ける
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波装置。 
【請求項４】
前記超音波プローブは、
超音波を送受信する振動子が２次元に配列され、
前記受付部は、
前記超音波プローブが有する複数の振動子のうち超音波を送信する振動子に関する設定内容を受け付けるとともに、前記超音波プローブから前記被検体に対して送信される超音波の偏向に関する設定内容を受け付け、
前記プローブ制御部は、
前記受付部によって振動子に関する設定内容が受け付けられた場合に、該設定内容が示す振動子から超音波を送信するように前記超音波プローブを制御する振動子制御部と、
前記受付部によって超音波の偏向に関する設定内容が受け付けられた場合に、該設定内容が示す偏向により超音波を送信するように前記超音波プローブを制御する偏向制御部とを有する
ことを特徴とする請求項３に記載の超音波装置。 
【請求項５】
前記超音波プローブは、
超音波を送受信する振動子が２次元に配列され、
前記プローブ制御部は、
超音波が送信される前記超音波プローブの送信面と、前記被検体内における関心領域との間に、前記超音波の進行を妨げる障害部位が存在するか否かを検出する障害部位検出部と、
前記障害部位検出部によって障害部位が検出された場合に、前記超音波プローブが有する複数の振動子のうち超音波を送信する振動子を変動させる振動子制御部と、
前記振動子制御部によって超音波を送信するように制御された振動子から送信される超音波が、前記関心領域に照射されるように該超音波の偏向を変動させる偏向制御部とを有する
ことを特徴とする請求項３に記載の超音波装置。 
【請求項６】
前記超音波プローブによって前記被検体に送信された超音波の反射波信号を用いて、前記被検体の３次元の超音波画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部によって生成された３次元の超音波画像と、該３次元の超音波画像における１以上の断層像とを同時に表示制御する表示制御部と
をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の超音波装置。 
【請求項７】
前記超音波プローブによって前記被検体に送信された超音波の反射波信号を用いて、前記被検体の超音波画像を生成する画像生成部をさらに有し、
前記プローブ制御部は、
前記画像生成部によって生成された複数の超音波画像を用いて前記被検体における関心領域の移動を検出し、該関心領域の移動に追従させて超音波を送信するように前記超音波プローブを制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波装置。 
【請求項８】
前記超音波プローブによって前記被検体に送信された超音波の反射波信号を用いて、前記被検体の超音波画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部によって生成された超音波画像を表示制御する表示制御部と
をさらに有し、
前記プローブ制御部は、
前記受付部によって走査線毎の送信条件に関する設定内容が受け付けられた場合に、該走査線毎の送信条件により前記被検体に送信されることが想定される超音波の分布を推定し、推定した超音波の分布を前記画像生成部により生成された超音波画像に重畳させて前記表示制御部に表示させる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波装置。 
【請求項９】
所定の走査範囲に含まれる走査線毎の送信条件群を複数の種類について記憶する送信条件記憶部をさらに有し、
前記受付部は、
前記送信条件記憶部に記憶されている送信条件群の種類から選択された種類を受け付け、
前記プローブ制御部は、
前記受付部によって受け付けられた種類に対応する送信条件群に基づいて、前記超音波プローブを制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波装置。 
【請求項１０】
所定の走査範囲に含まれる一部の走査線における送信条件が決定された場合に、該一部の走査線以外の他の走査線における送信条件を決定する決定条件を記憶する決定条件記憶部をさらに有し、
前記受付部は、
前記一部の走査線における送信条件に関する設定内容を受け付け、
前記プローブ制御部は、
前記受付部によって受け付けられた前記一部の走査線における送信条件と、前記決定条件記憶部に記憶されている決定条件とを用いて、前記他の走査線における送信条件を決定し、決定した他の走査線における送信条件と該一部の走査線における送信条件とに基づいて、前記超音波プローブを制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波診断装置は、心臓、肝臓、腎臓、乳腺など、様々な生体組織の検査や診断に利用されている。近年では、静脈投与型の超音波造影剤（以下、「造影剤」と表記する）が製品化され、造影エコー法が行われるようになってきている。造影エコー法では、造影剤として微小気泡（以下、「マイクロバブル」と表記する）などを静脈から注入して血流信号を増強することで、血流動態を明瞭に観察することが可能となる。
【０００３】
また、最近では、超音波を治療へ応用する研究も行われている。このような研究においては、超音波を被検体に照射することで、キャビテーションの機械的作用により細胞に孔が一時的に形成され、かかる細胞に遺伝子や薬物が浸透しやすくなることが確認されている。さらに、マイクロバブルを注入した場合には、超音波の音圧が低い場合であっても、マイクロバブルのキャビテーションの機械的作用により細胞に孔が一時的に形成され、細胞に遺伝子や薬物が浸透しやすくなることが確認されている。なお、超音波の照射により細胞に遺伝子や薬物が浸透しやすくなる現象は、「ソノポレーション」と呼ばれることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７８５９０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】立花克郎著，生体医工学「マイクロバブルの治療応用」，２００５年，Ｐ．２１１−２１５
【非特許文献２】工藤信樹  山本克之著，生体医工学「微小気泡存在下におけるパルス超音波を用いたソノポレーション」，２００５年，Ｐ．２３１−２３７
【非特許文献３】E.Unger,  et  al，"Microbubbles  in  molecular  imaging  and  theraphy"，MEDICAMUNDI  47/1，April  2003
【非特許文献４】A.Mark,  et  al，"Influence  of  Lipid  Shell  Physicochemical  Properties  on  Ultrasound-Induced  Microbubble  Destruction"，IEEE  Trans  UFFC，November  2005
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、マイクロバブルを用いて特定の部位に遺伝子や薬物が浸透することを促進させることができる超音波装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の超音波装置は、受付部と、プローブ制御部とを有する。受付部は、マイクロバブルが投与された被検体内の関心領域に対して超音波プローブが送信する超音波の走査線毎に、該超音波の送信条件を含む設定内容を受け付ける。プローブ制御部は、前記受付部により受け付けられた走査線毎の送信条件により、前記被検体に超音波を送信するように前記超音波プローブを制御する。前記送信条件は、前記関心領域内の複数の走査線に対応する超音波のうち、血液が流れる方向において前記関心領域内の特定位置よりも上流側に位置する部位に走査される走査線に対応する超音波を、超音波の送受信に基づく組織画像を生成する際に用いられる音圧よりも高い音圧で送信するとともに、他の走査線に対応する超音波を、前記組織画像を生成する際に用いられる音圧で送信し、前記複数の走査線に対応する超音波を、前記組織画像を生成する際に用いられる送信周波数以下の送信周波数であって、前記血液が流れる方向において下流側の走査線に対応する超音波ほど、送信周波数が徐々に高くなるような送信周波数で、かつ、前記組織画像を生成する際に用いられる繰り返し周波数で送信するための条件である。 
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１の実施形態における制御部の構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る超音波装置による超音波送信処理の一例を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る超音波装置による超音波送信処理の一例を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る超音波装置による超音波送信処理の一例を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施形態における制御部による処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る超音波装置による処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、超音波が３次元に送信される場合における超音波装置の処理を説明するための図である。
【図９】図９は、ボリューム画像及び断層像が並列表示された画面の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態における制御部の構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態における制御部による処理の一例を説明するための図である。
【図１２】図１２は、第３の実施形態における制御部の構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、第４の実施形態における記憶部及び制御部の構成例を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、送信条件記憶部の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、第４の実施形態における制御部による処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、第５の実施形態における記憶部及び制御部の構成例を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、決定条件記憶部の一例を示す図である。
【図１８】図１８は、第５の実施形態における制御部による処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
まず、図１を用いて、第１の実施形態に係る超音波装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る超音波装置の構成例を示すブロック図である。図１に示した超音波装置１は、被検体を診断する超音波診断装置として用いることもでき、被検体を治療する超音波治療装置として用いることもできる。かかる超音波装置１は、図１に例示するように、超音波プローブ１０と、入力装置２０と、モニタ３０と、装置本体１００とを有する。
【００１０】
超音波プローブ１０は、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体１００が有する送受信ユニット１１０から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１０は、被検体Ｐからの反射波信号を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１０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。なお、超音波プローブ１０は、装置本体１００と着脱自在に接続される。
【００１１】
超音波プローブ１０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１０が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、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】
入力装置２０は、装置本体１００と接続され、トラックボール２１、各種スイッチ２２、各種ボタン２３、マウス２４、キーボード２５などを有する。かかる入力装置２０は、操作者からの各種指示、関心領域（ＲＯＩ：Region  of  Interest）の設定指示、超音波画像における画質条件の設定指示等を装置本体１００に取り込む。
【００１３】
モニタ３０は、超音波装置１の操作者が入力装置２０を用いて各種設定を行うためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示したり、装置本体１００において生成された超音波画像などを表示したりする。具体的には、モニタ３０は、後述する画像生成部１４０から入力されるビデオ信号に基づいて、生体内の形態学的情報や血流情報を画像として表示する。
【００１４】
装置本体１００は、超音波プローブ１０が受信した反射波信号に基づいて超音波画像を生成する。かかる装置本体１００は、図１に例示するように、送受信ユニット１１０と、Ｂモード処理ユニット１２０と、ドプラ処理ユニット１３０と、画像生成部１４０と、画像メモリ１５０と、ソフトウェア格納部１６０と、インタフェース部１７０と、記憶部１８０と、制御部１９０とを有する。なお、装置本体１００に内蔵される送受信ユニット１１０、Ｂモード処理ユニット１２０、ドプラ処理ユニット１３０、画像生成部１４０等は、集積回路などのハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェア的にモジュール化されたソフトウェアプログラムにより実現されてもよい。
【００１５】
送受信ユニット１１０は、図示しない遅延回路、パルサ回路、トリガ発生回路等を有し、超音波プローブ１０に駆動信号を供給する。パルス発生回路は、所定の繰り返し周波数（ＰＲＦ：Pulse  Repetition  Frequency）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。なお、繰り返し周波数は、レート周波数等とも呼ばれる。また、遅延回路は、超音波プローブ１０から発生される超音波をビーム状に集束し、かつ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、各レートパルスに対し与える。また、トリガ発生回路は、遅延回路により遅延時間が与えられた各レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１０に駆動信号（駆動パルス）を印加する。なお、送信方向あるいは送信方向を決定する遅延時間は記憶部１８０に記憶されており、遅延回路は、記憶部１８０を参照して遅延時間を与える。
【００１６】
また、送受信ユニット１１０は、図示しないアンプ回路、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換器、加算器等を有し、超音波プローブ１０が受信した反射波信号に対して各種処理を行って反射波データを生成する。アンプ回路は、反射波信号をチャネル毎に増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅された反射波信号をＡ／Ｄ変換し、受信指向性を決定するために必要な遅延時間を与える。加算器は、遅延時間が与えられた反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波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、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。なお、送信と同様、受信方向あるいは受信方向を決定する遅延時間は記憶部１８０に記憶されている。
【００１７】
なお、送受信ユニット１１０は、制御部１９０からの指示に従って、遅延情報、送信周波数、送信駆動電圧、開口素子数等を瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、または、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。このように、送受信ユニット１１０は、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。
【００１８】
Ｂモード処理ユニット１２０は、送受信ユニット１１０から反射波データを受け取り、対数増幅、包絡線検波処理などを行って、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。
【００１９】
ここで、Ｂモード処理ユニット１２０は、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。また、Ｂモード処理ユニット１２０は、一つの反射波データに対して、二つの検波周波数による検波処理を並列して行うことができる。Ｂモード処理ユニット１２０の機能を用いることにより、マイクロバブルが注入された被検体Ｐの反射波データから、マイクロバブルを反射源とする送信周波数の分周波あるいは高調波の帯域信号から生成された反射波データと、被検体Ｐ内の組織を反射源とする送信周波数に対応した基本波の帯域信号から生成された反射波データとを分離することができる。すなわち、Ｂモード処理ユニット１２０は、組織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。その結果、後述する画像生成部１４０は、被検体Ｐ内を流動する造影剤を高感度に映像化した造影画像、及び組織を映像化した組織画像を生成することができる。
【００２０】
なお、上記の送受信ユニット１１０は、超音波の走査線毎に、異なる波形を送信することも可能である。例えば、２次高調波成分がより強調された造影像を生成するための映像化手法であるパルスインバージョン法を実行する際、送受信ユニット１１０は、１回目の送信波形に対して位相を１８０度ずらした波形（振幅が反転された波形）を２回目に送信し、反射波データをそれぞれ生成する。そして、Ｂモード処理ユニット１２０は、送受信ユニット１１０から受信した２つの反射波データを加算することにより、基本波成分が抑制され、セカンドハーモニック成分が２倍となった信号を取得することができる。
【００２１】
ドプラ処理ユニット１３０は、送受信ユニット１１０から受け取った反射波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、パワー等の血流情報を多点について算出する。
【００２２】
画像生成部１４０は、Ｂモード処理ユニット１２０が生成したＢモードデータから、信号強度が輝度の明るさで表現されるＢモード画像を生成し、ドプラ処理ユニット１３０が生成した血流情報から、血流の速度、分散、血流量等を示すパワー成分等を色によって識別可能に表示するカラードプラ画像を生成する。なお、画像生成部１４０に入力される前のデータは「生データ」と呼ばれることがある。
【００２３】
具体的には、画像生成部１４０は、図示しない信号処理部と、スキャンコンバータと、画像処理部とを有する。信号処理部は、Ｂモードデータ及びドプラデータに対してフィルタリング処理を実行することにより、超音波スキャン走査線信号列からノイズ成分を除去し、フィルタリング処理後のデータを画像メモリ１５０に格納する。スキャンコンバータは、信号処理部によってフィルタリング処理が実行されたデータの超音波スキャン走査線信号列をテレビなどの一般的なビデオフォーマットの走査線信号列に変換する。画像処理部は、スキャンコンバータから出力される走査線信号列に対して、輝度やコントラストの調整処理や、空間フィルタ等の画像処理、もしくは種々の設定パラメータの文字情報やメモリ等を合成する合成処理を実行し、ビデオ信号としてモニタ３０に出力する。これにより、画像生成部１４０によって生成された被検体組織形状を表す断層像等の超音波画像は、モニタ３０に表示される。
【００２４】
画像メモリ１５０は、画像生成部１４０が生成した超音波画像や、超音波画像を画像処理することで生成した画像を記憶するメモリである。例えば診断の後に、操作者が検査中に記録された画像を画像メモリ１５０から呼び出すことが可能となっており、静止画像的に、あるいは複数枚を使って動画的に再生することが可能である。また、画像メモリ１５０は、送受信ユニット１１０を通過した後の画像輝度信号、その他の生データ、ネットワークを介して取得した画像等を必要に応じて記憶する。
【００２５】
ソフトウェア格納部１６０は、後述する制御部１９０によって各種装置制御プログラムが展開される記憶領域である。
【００２６】
インタフェース部１７０は、入力装置２０、新たな外部記憶装置（図示を省略）、ネットワークに関するインタフェースである。超音波装置１によって得られた超音波画像などのデータは、インタフェース部１７０によって、ネットワークを介して他の装置へ転送することができる。
【００２７】
記憶部１８０は、スキャンシーケンス、画像処理及び表示処理等を実行するための各種装置制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）、診断プロトコルや各種設定情報等の各種データ群を記憶する。なお、各種装置制御プログラムは、制御部１９０と同様の処理を実行する手順が記述されたプログラムを含む場合もある。また、記憶部１８０は、必要に応じて、画像メモリ１５０が記憶する超音波画像の保管などにも使用される。なお、記憶部１８０が記憶する各種データは、インタフェース部１７０を経由して、外部の周辺装置へ転送することができる。
【００２８】
制御部１９０は、情報処理装置（計算機）としての機能を実現する制御プロセッサ（ＣＰＵ：Central  Processing  Unit）であり、超音波装置１における処理全体を制御する。具体的には、制御部１９０は、入力装置２０を介して操作者から入力された各種指示や設定指示、記憶部１８０から読み込んだ各種装置制御プログラムをソフトウェア格納部１６０に展開し、各種設定情報に基づいて、送受信ユニット１１０、Ｂモード処理ユニット１２０、ドプラ処理ユニット１３０及び画像生成部１４０の処理を制御したり、画像メモリ１５０が記憶する超音波画像などをモニタ３０にて表示するように制御したりする。
【００２９】
以上、第１の実施形態に係る超音波装置１の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係る超音波装置１は、超音波プローブ１０によって送信される超音波の走査線毎に、超音波の送信条件を操作者に設定させる。そして、超音波装置１は、走査線毎に超音波の送信条件が設定された場合に、かかる走査線毎の送信条件によって超音波を送信するように超音波プローブ１０を制御する。すなわち、超音波装置１は、被検体Ｐに対して空間的に異なる送信条件により超音波を照射することができる。
【００３０】
なお、ここでいう「超音波の送信条件」とは、超音波プローブ１０によって送信される超音波の各種条件を示し、例えば、超音波の音圧、周波数、繰り返し周波数、１個の超音波ビームを生成する際に用いる信号の数である送信レート数、波形等である。
【００３１】
このような超音波装置１は、例えば、マイクロバブルが注入された被検体Ｐに対して超音波を照射する場合に、走査線毎に超音波の送信条件を変動させることができるので、操作者が所望する特定の部位において、マイクロバブルを崩壊又は断片化させることや、マイクロバブルを超音波と共振させてキャビテーションを発生させることができる。これにより、超音波装置１は、特定の部位に存在する毛細血管のように細い血管に対してもマイクロバブルを注入することができる。また、超音波装置１は、例えば、薬物が付与されたマイクロバブルが被検体Ｐに注入されている場合には、血管や腫瘍等の特定の治療部位に薬剤を浸透させることを促進できる。以下に、図２〜図７を用いて、第１の実施形態に係る超音波装置１についてより詳細に説明する。なお、以下の説明において、マイクロバブルに薬物が付与されているものとして説明する。
【００３２】
図２は、第１の実施形態における制御部１９０の構成例を示すブロック図である。図２に例示するように、制御部１９０は、受付部１９１と、プローブ制御部１９２とを有する。
【００３３】
受付部１９１は、超音波プローブ１０が送信する超音波の走査線毎に、かかる超音波の送信条件に関する設定内容を受け付ける。例えば、受付部１９１は、操作者によって入力装置２０を介して、超音波の送信条件を設定する操作が行われた場合に、入力装置２０から走査線毎の超音波の送信条件の設定内容を受け付ける。そして、受付部１９１は、超音波の送信条件を受け付けた場合に、受け付けた送信条件を記憶部１８０や図示しない内部メモリ等に格納する。
【００３４】
なお、操作者は、例えば、キーボード２５を用いて、超音波の送信条件を走査線毎に入力することができる。また、超音波装置１がモニタ３０に送信条件の候補を表示する場合には、操作者は、例えば、モニタ３０に表示されている送信条件の候補の中から、トラックボール２１やマウス２４等を用いて超音波の送信条件を選択することができる。
【００３５】
プローブ制御部１９２は、受付部１９１により受け付けられた走査線毎の送信条件によって超音波を送信するように超音波プローブ１０を制御する。例えば、受付部１９１によって走査線毎の送信条件が記憶部１８０に格納される場合には、プローブ制御部１９２は、記憶部１８０に記憶されている走査線毎の送信条件を用いて、超音波プローブ１０による超音波の送信処理を走査線毎に制御する。
【００３６】
次に、図３〜図５を用いて、第１の実施形態に係る超音波装置１による超音波送信処理の一例について説明する。図３〜図５は、第１の実施形態に係る超音波装置１による超音波送信処理の一例を示す図である。なお、図３〜図５では、関心領域Ｒ１０に送信される超音波の一例を示す。
【００３７】
なお、図３〜図５に示した例において、血流方向Ｄ１の血管Ｂ１１の近傍に治療部位Ｔ１１が存在し、かかる血管Ｂ１１には、薬物が付与されているマイクロバブルが注入されているものとする。また、第１の実施形態に係る超音波装置１は、超音波画像を生成する場合には、超音波の音圧が「Ｐ５」であり、超音波の周波数が「Ｆ１０」であり、超音波の繰り返し周波数が「ＲＦ５」であることが望ましいものとする。
【００３８】
まず、図３に示した例について説明する。図３に示した例では、治療部位Ｔ１１に薬物を浸透させることを目的とする。具体的には、図３に示した例において、走査線Ｌ１１〜Ｌ１５における超音波は、超音波画像を生成する際に用いられる音圧「Ｐ５」よりも高い音圧「Ｐ１０」が設定されている。このように、関心領域Ｒ１０全体に高い音圧「Ｐ１０」の超音波が照射されることにより、血管Ｂ１１内のマイクロバブルは崩壊しやすくなる。すなわち、図３に示した例において、超音波装置１は、治療部位Ｔ１１の近傍でマイクロバブルを崩壊させることができ、その結果、治療部位Ｔ１１への薬物の浸透を促進することができる。
【００３９】
また、図３に例示するように、走査線Ｌ１１〜Ｌ１５における超音波は、超音波画像を生成する際に用いられる周波数「Ｆ１０」よりも低い周波数「Ｆ５」が設定されている。この点について説明すると、キャビテーションによる超音波生体作用の指標であるメカニカルインデックス（ＭＩ：Mechanical  Index）が負の音圧を周波数の平方根で割った値で表されることからも分かるように、マイクロバブルは、超音波の周波数が低いほどが崩壊しやすい。図３に示した例では、治療部位Ｔ１１に薬物を浸透させることを目的としているので、超音波の周波数が低く設定されることで、マイクロバブルは崩壊しやすくなる。この結果、超音波装置１は、治療部位Ｔ１１への薬物の浸透を促進することができる。
【００４０】
また、図３に例示するように、走査線Ｌ１１〜Ｌ１５における超音波の繰り返し周波数は、超音波画像を生成する際に用いられる繰り返し周波数「ＲＦ５」よりも高い「ＲＦ１０」が設定されている。繰り返し周波数を高くすることで、超音波プローブ１０から送信される超音波パルスの単位時間あたりの数が増大するので、血管Ｂ１１内のマイクロバブルを効率的に崩壊又は断片化させることができ、その結果、治療部位Ｔ１１への薬物の浸透を促進することができる。なお、繰り返し周波数に高い値を設定した場合には、被検体Ｐからの反射波信号を受信する時間が短くなるが、図３に示した例では、治療部位Ｔ１１に薬物を浸透させることを目的としており、超音波画像を生成することを目的としていないので問題ない。したがって、図３に示す例の場合には、繰り返し周波数「ＲＦ１０」は、例えば３０［ｋＨｚ］以上であってもよい。
【００４１】
このように、図３に示した例では、治療部位Ｔ１１の近傍に照射される超音波について、音圧が高く、周波数が低く、繰り返し周波数が高く設定される。これにより、超音波装置１は、治療部位Ｔ１１の近傍でマイクロバブルを崩壊又は断片化させることができ、療部位Ｔ１１への薬物の浸透を促進することができる。
【００４２】
続いて、図４に示した例について説明する。図４に示した例では、治療部位Ｔ１１へのマイクロバブルの注入を促進し、毛細血管のように細い血管の血流動態が明瞭に表れた超音波画像を生成することを目的とする。具体的には、図４に示した例において、走査線Ｌ１１における超音波は、超音波画像を生成する際に用いられる音圧「Ｐ５」よりも高い音圧「Ｐ１０」が設定され、走査線Ｌ１２〜Ｌ１５における超音波は、音圧「Ｐ５」が設定されている。このように、治療部位Ｔ１１に血液が到達する直前の部位に照射される走査線Ｌ１１の音圧が「Ｐ１０」に設定されることで、治療部位Ｔ１１の直前でマイクロバブルを断片化させることができる。これにより、マイクロバブルの径が小さくなるので、治療部位Ｔ１１内の毛細血管等にもマイクロバブルを注入することができる。
【００４３】
また、図４に例示するように、走査線Ｌ１１〜Ｌ１５における超音波は、走査線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５の順に、高い周波数が設定されている。言い換えれば、血流の下流に向かって徐々に高くなるように周波数が設定されている。この点について説明すると、図４に示した例では、走査線Ｌ１１における超音波の音圧が「Ｐ１０」に設定されるので、走査線Ｌ１１の位置でマイクロバブルが断片化し、マイクロバブルの径が小さくなる。そして、血流の下流においても超音波が照射されるので、下流に向かうほどマイクロバブルの径が小さくなると考えられる。マイクロバブルの径が小さいほど、マイクロバブルが超音波に共振する共振周波数は大きくなるので、図４に示した例のように、走査線Ｌ１１から走査線Ｌ１５に向かって徐々に高くなる周波数が設定されることで、マイクロバブルを超音波と共振させることができる。
【００４４】
また、図４に例示するように、走査線Ｌ１１〜Ｌ１５における超音波の繰り返し周波数は、超音波画像を生成する際に用いられる繰り返し周波数「ＲＦ５」が設定されている。これは、図４に示した例では、超音波画像を生成することを目的としているからである。
【００４５】
このように、図４に示した例では、走査線Ｌ１１の音圧が高く設定され、血流の方向に向かって超音波の周波数が徐々に高く設定され、繰り返し周波数が低く設定される。これにより、超音波装置１は、治療部位Ｔ１１の直前でマイクロバブルを断片化させることができるので、治療部位Ｔ１１内の毛細血管等にもマイクロバブルを注入することができ、細い血管の血流動態が明瞭に表れた超音波画像を生成することが可能になる。
【００４６】
続いて、図５に示した例について説明する。図５に示した例ではは、治療部位Ｔ１１にマイクロバブルのキャビテーションを利用して、遺伝子や薬物を注入することを目的とする。具体的には、図５に示した例において、図４に示した例と同様に、超音波の音圧及び周波数が設定されている。また、図５に例示するように、走査線Ｌ１１〜Ｌ１５における超音波の繰り返し周波数は、超音波画像を生成する際に用いられる繰り返し周波数「ＲＦ５」よりも高い「ＲＦ１０」が設定されている。
【００４７】
このように、図５に示した例では、治療部位Ｔ１１に血液が到達する前の血管に照射される走査線Ｌ１１の音圧が高く設定され、血流の方向に向かって超音波の周波数が徐々に高く設定され、繰り返し周波数が高く設定される。これにより、超音波装置１は、治療部位Ｔ１１の直前でマイクロバブルを断片化させることができるとともに、キャビテーションの発生を維持することができるので、治療部位Ｔ１１内への遺伝子や薬物の浸透を促進することができる。さらに、繰り返し周波数が高く設定されるので、走査線Ｌ１１においてマイクロバブルを効率良く断片化させたり、キャビテーションを維持させたりすることができる。例えば、超音波装置１は、図４に例示した送信条件で治療部位Ｔ１１内の血流動態を映像化した後に、図３や図５に例示した送信条件で超音波を照射することで、治療部位Ｔ１１を治療することが可能になる。
【００４８】
次に、図６を用いて、第１の実施形態における制御部１９０による処理の手順について説明する。図６は、第１の実施形態における制御部１９０による処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００４９】
図６に示すように、超音波装置１の受付部１９１は、超音波の送信条件を走査線毎に設定する操作の結果を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、受付部１９１は、走査線毎の送信条件を受け付けない場合には（ステップＳ１０１否定）、待機状態となる。
【００５０】
一方、受付部１９１は、超音波の走査線毎における送信条件を受け付けた場合には（ステップＳ１０１肯定）、受け付けた走査線毎の送信条件を保持する（ステップＳ１０２）。続いて、プローブ制御部１９２は、受付部１９１によって受け付けられた走査線毎の送信条件によって超音波を送信するように、超音波プローブ１０を制御する（ステップＳ１０３）。
【００５１】
次に、図７を用いて、第１の実施形態に係る超音波装置１の利用例について説明する。図７は、第１の実施形態に係る超音波装置１による処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００５２】
図７に示した例では、超音波装置１は、まず、操作者によって入力装置２０を操作されることにより、超音波画像を表示することに適した超音波の送信条件を受け付ける（ステップＳ２０１）。そして、超音波装置１は、被検体Ｐの超音波画像を生成し、生成した超音波画像をモニタ３０に表示する（ステップＳ２０２）。
【００５３】
続いて、超音波装置１は、操作者によって入力装置２０を操作されることにより、関心領域の設定要求を受け付ける（ステップＳ２０３）。そして、超音波装置１は、関心領域の設定要求に従って、関心領域を設定する（ステップＳ２０４）。
【００５４】
続いて、超音波装置１は、治療処理を行う（ステップＳ２０５）。かかる治療処理とは、図６に示した処理である。すなわち、超音波装置１は、走査線毎の送信条件を操作者に設定させ、設定された走査線毎の送信条件に従って超音波を被検体Ｐに送信する。例えば、超音波装置１は、図３に例示した超音波の送信条件により超音波を被検体Ｐに送信することで、被検体Ｐを治療する。
【００５５】
続いて、超音波装置１は、超音波画像を表示することに適した超音波の送信条件を受け付ける（ステップＳ２０６）。例えば、超音波装置１は、図４や図５に例示した超音波の送信条件を受け付けて、かかる送信条件により被検体Ｐに超音波を送信することで、被検体Ｐの超音波画像を生成する。そして、超音波装置１は、生成した超音波画像をモニタ３０に表示する（ステップＳ２０７）。これにより、超音波装置１は、細い血管の血流動態が明瞭に表れた超音波画像を表示することができる。そして、超音波装置１の操作者は、超音波画像を観察することで、被検体Ｐに薬剤が効率良く投与されているか否かを観察することができる。
【００５６】
そして、超音波装置１は、終了操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０８）。ここで、超音波装置１は、終了操作を受け付けない場合には（ステップＳ２０８否定）、ステップＳ２０５に戻る。一方、超音波装置１は、終了操作を受け付けた場合には（ステップＳ２０８肯定）、処理を終了する。
【００５７】
上述したように、第１の実施形態によれば、超音波装置１は、走査線毎に超音波の送信条件を受け付ける受付部１９１と、受付部１９１により受け付けられた走査線毎の送信条件によって超音波を送信するように超音波プローブ１０を制御するプローブ制御部１９２とを有するので、マイクロバブルを用いて特定の部位に遺伝子や薬物が浸透することを促進させることができる。
【００５８】
例えば、マイクロバブルに薬物が付与されている場合には、超音波装置１は、特定の治療部位に薬物が浸透することを促進させることができる。また、例えば、超音波装置１は、毛細血管のような部位にもマイクロバブルが浸透することを促進させることができ、その結果、細い血管の血流動態が明瞭に表れた超音波画像を生成することができる。このように、第１の実施形態に係る超音波装置１を用いた場合には、操作者は、超音波の送信条件を走査線毎に設定することができるので、例えば、治療部位の形状等に応じて、かかる治療部位に適した超音波の送信条件を柔軟に設定することができる。また、第１の実施形態に係る超音波装置１は、走査線毎に超音波の送信条件を設定することができるので、例えば、治療部位のみに高い音圧の超音波を照射することができ、治療部位以外の部位には低い音圧の超音波を照射することができる。
【００５９】
なお、上記では、図３〜図５に例示したように、超音波プローブ１０によって超音波が２次元に送信される例について説明した。しかし、第１の実施形態に係る超音波装置１は、超音波プローブ１０によって超音波が３次元に送信される場合についても適用することができる。図８を用いて具体的に説明する。図８は、超音波が３次元に送信される場合における超音波装置１の処理を説明するための図である。
【００６０】
なお、以下に説明する超音波装置１は、超音波プローブ１０として、例えば、複数の圧電振動子が一列に配置された超音波プローブを機械的に揺動するメカニカルスキャンプローブや、複数の圧電振動子がマトリックス（格子）状に配置された超音波プローブ等を有するものとする。このような超音波プローブ１０を有する超音波装置１は、３次元の超音波画像であるボリューム（Volume）画像を時系列に沿って生成し、生成したボリューム画像を表示する。
【００６１】
図８に示した例において、超音波プローブ１０は、超音波を送信する送信面Ｍ１１に圧電振動子が配置される。図８に示した例では、超音波装置１は、超音波プローブ１０が有する圧電振動子のうち、２次元の領域１１ａに配置された圧電振動子に特殊な送信条件の超音波を送信させることにより、３次元的に屈曲する血管Ｂ１２に対して、遺伝子や薬物の浸透を促進させることができる。なお、図８の右上には、面Ｍ１２の断層像を示し、図８の右下には、面Ｍ１３の断層像を示す。
【００６２】
ここで、超音波装置１では、超音波プローブ１０によって３次元に送信される超音波の走査線毎に、超音波の送信条件を設定させることができる。そして、超音波装置１は、走査線毎に超音波の送信条件が設定された場合に、かかる走査線毎の送信条件によって超音波を送信するように超音波プローブ１０を制御する。例えば、超音波装置１は、図８に示した血管Ｂ１２のうち、部位Ｔ１２と、部位Ｔ１２以外の部位に対して、異なる送信条件の超音波を照射することができる。このように、超音波装置１は、３次元に任意形状で分布する治療対象に対して、特定の部位のみに、治療等に要する超音波を照射することができる。
【００６３】
また、第１の実施形態に係る超音波装置１の制御部１９０は、被検体Ｐのボリューム画像と、断層像とを同一の画面上に表示制御してもよい。図９を用いて具体的に説明する。図９は、ボリューム画像及び断層像が並列表示された画面の一例を示す図である。図９に例示した画面Ｇ１０では、タイトルに＜３次元画像＞と表示される領域にボリューム画像が表示され、タイトルに＜Ａ断面＞と表示される領域にボリューム画像のＡ断面における断層像が表示され、タイトルに＜Ｂ断面＞と表示される領域にボリューム画像のＢ断面における断層像が表示される。
【００６４】
超音波装置１は、ボリューム画像の断面位置を操作者に設定させ、設定された断面位置における断層像を画面Ｇ１０に表示する。そして、超音波装置１は、画面Ｇ１０を表示した状態において、３次元に送信される超音波の走査線毎における送信条件の設定を操作者から受け付ける。例えば、図９に示した例において、操作者は、Ｂ断面の断層像に表示されている部位Ｔ１３に、治療用の超音波を照射するものとする。このとき、制御部１９０によって画面Ｇ１０が表示制御されることにより、操作者は、ボリューム画像により治療部位全体を確認するとともに、断層像により治療用の超音波を照射する部位を確認しながら、超音波の送信条件を走査線毎に設定することができる。
【００６５】
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態では、超音波の送信条件を走査線毎に設定できる例について説明した。第２の実施形態では、超音波プローブ１０の開口及び偏向を設定できる例について説明する。
【００６６】
まず、図１０を用いて、第２の実施形態における制御部２９０について説明する。図１０は、第２の実施形態における制御部２９０の構成例を示すブロック図である。なお、第２の実施形態に係る超音波装置２の全体構成は、図１に示した構成例と同様であるので、ここでは説明を省略する。また、第２の実施形態に係る超音波装置２に接続される超音波プローブ１０は、複数の圧電振動子がマトリックス（格子）状に配置されており、３次元空間に超音波を送信するものとする。
【００６７】
図１０に例示するように、制御部２９０は、受付部２９１と、プローブ制御部２９２とを有する。受付部２９１は、図２に示した受付部１９１と同様に、超音波プローブ１０が送信する超音波の走査線毎に、かかる超音波の送信条件に関する設定内容を受け付ける。さらに、受付部２９１は、超音波プローブ１０が有する複数の圧電振動子のうち超音波を送信する圧電振動子に関する設定内容を受け付けるとともに、超音波プローブ１０から被検体Ｐに対して送信される超音波の偏向に関する設定内容を受け付ける。
【００６８】
例えば、受付部２９１は、操作者によって入力装置２０を介して、開口素子を選択する操作が行われた場合に、入力装置２０から開口素子に関する設定内容を受け付ける。また、例えば、受付部２９１は、操作者によって入力装置２０を介して、超音波の偏向を設定する操作が行われた場合に、入力装置２０から超音波の偏向に関する設定内容を受け付ける。
【００６９】
プローブ制御部２９２は、図２に示したプローブ制御部１９２と同様に、受付部２９１により受け付けられた走査線毎の送信条件によって超音波を送信するように超音波プローブ１０を制御する。さらに、第２の実施形態におけるプローブ制御部２９２は、振動子制御部２９３と、偏向制御部２９４とを有する。
【００７０】
振動子制御部２９３は、受付部２９１によって、超音波を送信する圧電振動子に関する設定内容が受け付けられた場合に、かかる設定内容が示す圧電振動子から超音波を送信するように超音波プローブ１０を制御する。
【００７１】
偏向制御部２９４は、受付部２９１によって、超音波の偏向に関する設定内容が受け付けられた場合に、かかる設定内容が示す偏向により超音波を送信するように超音波プローブ１０を制御する。
【００７２】
図１１を用いて、第２の実施形態における制御部２９０による処理の一例について説明する。図１１は、第２の実施形態における制御部２９０による処理の一例を説明するための図である。図１１に示した例では、超音波プローブ１０は、最初に、領域２１ａに配置された圧電振動子から、治療部位Ｔ２１に対して超音波を照射しているものとする。このとき、領域２１ａと治療部位Ｔ２１との間に骨が存在する場合には、領域２１ａに配置された圧電振動子から送信される超音波は、骨によって略全反射される。このため、領域２１ａに配置された圧電振動子から送信される超音波は、治療部位Ｔ２１にほとんど照射されないこととなる。なお、以下では、超音波の進行を妨げるような骨等の部位を「障害部位」と表記する場合がある。
【００７３】
ここで、第２の実施形態に係る超音波装置２は、超音波プローブ１０が有する圧電振動子のうち超音波を送信する圧電振動子を操作者に設定させることができる。言い換えれば、超音波装置２は、開口素子を操作者に設定させることができる。例えば、操作者が、超音波を送信する圧電振動子を、領域２１ａに配置された圧電振動子から、領域２１ｂに配置された圧電振動子に変更する操作を行ったものとする。かかる場合に、プローブ制御部２９２の振動子制御部２９３は、領域２１ｂに配置された圧電振動子から超音波を送信するように超音波プローブ１０を制御する。
【００７４】
また、第２の実施形態に係る超音波装置２は、超音波プローブ１０によって送信される超音波の偏向を操作者に設定させることができる。例えば、領域２１ｂに配置された圧電振動子から超音波が送信されている状態において、操作者が、超音波が治療部位Ｔ２１に照射されるように超音波の偏向を設定したものとする。かかる場合に、プローブ制御部２９２の偏向制御部２９４は、図１１の下図に示すように、超音波の走査線Ｌ２１が走査線Ｌ２２になるように超音波プローブ１０を制御する。
【００７５】
上述したように、第２の実施形態によれば、超音波装置２は、開口素子及び超音波の偏向に関する設定内容を受け付ける受付部２９１と、受付部２９１によって受け付けられた開口素子から超音波を送信するように超音波プローブ１０を制御する振動子制御部２９３と、受付部２９１によって受け付けられた偏向により超音波を送信するように超音波プローブ１０を制御する偏向制御部２９４とを有するので、超音波の送信面と治療部位との間に障害部位が存在する場合であっても、治療部位に超音波を照射することができる。
【００７６】
（第３の実施形態）
上記第２の実施形態では、超音波プローブ１０の開口及び偏向を操作者に設定させる例について説明した。第３の実施形態では、超音波装置が、障害部位等が存在するか否かを検出し、障害部位等が存在する場合には、超音波の開口素子及び偏向を調整する例について説明する。
【００７７】
まず、図１２を用いて、第３の実施形態における制御部３９０について説明する。図１２は、第３の実施形態における制御部３９０の構成例を示すブロック図である。なお、第３の実施形態に係る超音波装置３の全体構成は、図１に示した構成例と同様であるので、ここでは説明を省略する。また、以下では、既に示した構成部位と同様の機能を有する部位には同一符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。
【００７８】
図１２に例示するように、制御部３９０は、受付部２９１と、プローブ制御部３９２とを有する。プローブ制御部３９２は、障害部位検出部３９５と、振動子制御部３９３と、偏向制御部３９４とを有する。
【００７９】
障害部位検出部３９５は、超音波が送信される超音波プローブ１０の送信面と関心領域との間に、障害部位が存在するか否かを検出する。例えば、障害部位検出部３９５は、送信ＯＦＦ時の受信信号と、送信ＯＮ時の受信信号とを比較することで、肋骨等の障害物で超音波が到達していない領域を判定する。なお、障害部位検出部３９５は、超音波プローブ１０によって送信された超音波と、受信された反射波信号とを比較することにより、超音波プローブ１０から送信された超音波が略全反射されたか否かを判定してもよい。そして、障害部位検出部３９５は、超音波が略全反射された場合には、超音波プローブ１０の送信面と関心領域との間に障害部位が存在することを検出する。
【００８０】
また、超音波が送信される超音波プローブ１０の送信面と関心領域との間に障害部位が存在すると、障害部位で超音波が略全反射されるので、超音波画像には関心領域の画像が現れない。したがって、障害部位検出部３９５は、例えば、画像生成部１４０によって生成された超音波画像の輝度を算出し、関心領域の輝度が所定の閾値よりも低い場合に、障害部位から深さ方向に位置する関心領域の画像が現れていないと判定し、障害部位が存在することを検出してもよい。
【００８１】
振動子制御部３９３は、障害部位検出部３９５によって障害部位が検出された場合に、超音波プローブ１０が有する複数の圧電振動子のうち超音波を送信する圧電振動子を変動させる。なお、振動子制御部３９３は、超音波を送信する圧電振動子をランダムに変動してもよいし、所定の領域毎に順番に変動させてもよい。
【００８２】
偏向制御部３９４は、障害部位検出部３９５によって障害部位が検出された場合に、超音波プローブ１０によって送信される超音波が関心領域に照射されるように、超音波の偏向を変動させる。例えば、図１１に示した例において、振動子制御部３９３によって、超音波を送信する圧電振動子が、領域２１ａに配置された圧電振動子から、領域２１ｂに配置された圧電振動子に変更されたものとする。かかる場合に、偏向制御部３９４は、超音波の走査線Ｌ２１が走査線Ｌ２２になるように超音波の偏向を変更する。
【００８３】
上述したように、第３の実施形態によれば、超音波装置３は、超音波の送信面と関心領域との間に障害部位が存在するか否かを検出する障害部位検出部３９５と、障害部位検出部３９５によって障害部位が検出された場合に、開口素子を変動させる振動子制御部３９３と、障害部位検出部３９５によって障害部位が検出された場合に、超音波の偏向を変動させる偏向制御部３９４とを有するので、超音波の送信面と治療部位との間に障害部位が存在する場合であっても、操作者に操作させることなく、治療部位に超音波を照射することができる。
【００８４】
なお、上記第２及び第３の実施形態では、複数の圧電振動子がマトリックス（格子）状に配置された超音波プローブ１０を例に挙げて説明したが、超音波装置２及び３は、メカニカルスキャンプローブが接続されてもよい。かかる場合には、超音波装置２及び３は、例えば、メカニカルスキャンプローブの開口素子を変動させる。
【００８５】
（第４の実施形態）
上記第１の実施形態では、超音波の送信条件を操作者に設定させる例を示した。第４の実施形態では、超音波装置が、超音波の送信条件のパターンを複数保持し、操作者に送信条件のパターンを選択させる例について説明する。
【００８６】
まず、図１３を用いて、第４の実施形態における記憶部４８０及び制御部４９０について説明する。図１３は、第４の実施形態における記憶部４８０及び制御部４９０の構成例を示すブロック図である。なお、第４の実施形態に係る超音波装置４の全体構成は、図１に示した構成例と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００８７】
図１３に例示するように、記憶部４８０は、送信条件記憶部４８１を有する。送信条件記憶部４８１は、所定の走査範囲に含まれる走査線毎の送信条件群を複数の種類について記憶する。図１４に、送信条件記憶部４８１の一例を示す。図１４に例示するように、送信条件記憶部４８１は、パターンに対応付けて、走査線毎に超音波の送信条件を記憶する。ここで、パターンは、走査線毎の送信条件群の種類を示す。また、走査線は、超音波プローブ１０から送信される超音波の走査線を示す。また、送信条件は、超音波プローブ１０から送信される超音波の条件を示す。図１４では、送信条件記憶部４８１が、送信条件として、超音波の音圧、周波数、繰り返し周波数（ＰＲＦ）を記憶する例を示している。
【００８８】
図１４に例示した送信条件記憶部４８１は、パターン「ＰＴ１１」として、走査線Ｌ１１〜Ｌ１５における超音波の音圧「Ｐ１０」、周波数「Ｆ５」、ＰＲＦ「ＲＦ１０」を記憶する。なお、パターン「ＰＴ１１」に対応する超音波の送信条件は、図３に例示した超音波の送信条件に対応する。また、パターン「ＰＴ１２」によって示される超音波の送信条件は、図４に例示した超音波の送信条件に対応する。また、パターン「ＰＴ１３」によって示される超音波の送信条件は、図５に例示した超音波の送信条件に対応する。
【００８９】
図１３の説明に戻って、制御部４９０は、受付部４９１と、プローブ制御部４９２とを有する。受付部４９１は、送信条件記憶部４８１に記憶されている送信条件群のパターンから選択されたパターンを受け付ける。具体的には、制御部４９０は、操作者によって送信条件の選択を行う旨の操作が行われた場合に、図１４に例示したパターン及び送信条件をモニタ３０に表示することで、操作者にパターンを選択させる。そして、受付部４９１は、操作者に選択された送信条件のパターンを入力装置２０等から受け付ける。
【００９０】
なお、受付部４９１は、送信条件のパターンを受け付けるとともに、選択された送信条件のパターンに含まれる各走査線を配置する関心領域の位置を受け付けてもよい。例えば、操作者によって、図１４に例示したパターンＰＴ１１が選択されたものとする。かかる場合に、受付部４９１は、パターンＰＴ１１に含まれる走査線Ｌ１１〜Ｌ１５を関心領域のどの位置に配置するかを受け付けてもよい。このとき、受付部４９１は、走査線Ｌ１１〜Ｌ１５の一部について、関心領域に配置する位置を受け付けてもよい。例えば、受付部４９１は、走査線Ｌ１１の位置が関心領域の左端であることと、走査線Ｌ１５の位置が関心領域の右端であることを受け付けてもよい。
【００９１】
プローブ制御部４９２は、受付部４９１によって送信条件群のパターンが受け付けられた場合に、かかるパターンに対応する送信条件に基づいて、超音波プローブ１０を制御する。
【００９２】
例えば、操作者によって、図１４に例示したパターンＰＴ１２が選択されるとともに、走査線Ｌ１１を関心領域の右端に配置し、走査線Ｌ１５を関心領域の左端に配置する操作が行われたものとする。かかる場合に、プローブ制御部４９２は、図４に例示したように、関心領域の右端に音圧「Ｐ１０」、周波数「Ｆ５」、繰り返し周波数「ＲＦ５」である超音波を送信するように、超音波プローブ１０を制御する。また、プローブ制御部４９２は、関心領域の右端から２番目以降については、音圧「Ｐ５」、繰り返し周波数「ＲＦ５」である超音波を送信するように、超音波プローブ１０を制御する。このとき、プローブ制御部４９２は、関心領域の左端に送信される超音波の周波数が「Ｆ９」になるように、関心領域の右端から関心領域の左端に向かって超音波の周波数が線形的に高くなるように、超音波プローブ１０を制御する。
【００９３】
次に、図１５を用いて、第４の実施形態における制御部４９０による処理の手順について説明する。図１５は、第４の実施形態における制御部４９０による処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００９４】
図１５に示すように、超音波装置４の制御部４９０は、操作者によって送信条件の選択を行う旨の操作が行われたか否かを判定する（ステップＳ３０１）。ここで、制御部４９０は、送信条件の選択を行う旨の操作が行われない場合には（ステップＳ３０１否定）、待機状態となる。
【００９５】
一方、制御部４９０は、送信条件の選択を行う旨の操作が行われた場合には（ステップＳ３０１肯定）、送信条件記憶部４８１に記憶されているパターン及び送信条件をモニタ３０に表示制御する（ステップＳ３０２）。これにより、制御部４９０は、操作者に送信条件のパターンを選択させる。
【００９６】
そして、制御部４９０の受付部４９１は、操作者によって選択されたパターンを受け付けたか否かを判定する（ステップＳ３０３）。ここで、受付部４９１は、送信条件のパターンを受け付けない場合には（ステップＳ３０３否定）、待機状態となる。
【００９７】
一方、受付部４９１によって、送信条件のパターンを選択する操作が受け付けられた場合には（ステップＳ３０３肯定）、プローブ制御部４９２は、選択された送信条件のパターンに基づいて、超音波プローブ１０を制御する（ステップＳ３０４）。
【００９８】
上述したように、第４の実施形態によれば、超音波装置４は、走査線毎の送信条件群を複数のパターンについて記憶する送信条件記憶部４８１と、操作者によって選択されたパターンに対応する走査線毎の送信条件群に基づいて超音波プローブ１０を制御するプローブ制御部４９２とを有するので、操作者が走査線毎の送信条件を設定することなく、走査線毎に所定の送信条件により超音波を送信することができる。
【００９９】
例えば、図１４に例示した送信条件記憶部４８１のように、図３〜図５に例示した送信条件をパターンとして記憶する場合には、操作者に、図３〜図５に対応する送信条件のパターンを選択させることができる。これにより、超音波装置４は、操作者に送信条件のパターンが選択されるだけで、図３〜図５に例示した送信条件により超音波を送信することができるので、例えば、特定の部位に遺伝子や薬物が浸透することを促進させることができる。
【０１００】
（第５の実施形態）
上記第４の実施形態では、超音波の送信条件のパターンを操作者に選択させる例を示した。第５の実施形態では、操作者に送信条件のパターンを選択させるとともに、一部の走査線における超音波の送信条件については操作者に設定させる例について説明する。
【０１０１】
まず、図１６を用いて、第５の実施形態における記憶部５８０及び制御部５９０について説明する。図１６は、第５の実施形態における記憶部５８０及び制御部５９０の構成例を示すブロック図である。なお、第５の実施形態に係る超音波装置５の全体構成は、図１に示した構成例と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１０２】
図１６に例示するように、記憶部５８０は、決定条件記憶部５８１を有する。決定条件記憶部５８１は、所定の走査範囲に含まれる一部の走査線における送信条件が決定された場合に、かかる一部の走査線以外の他の走査線における送信条件を決定する決定条件を記憶する。
【０１０３】
図１７に、決定条件記憶部５８１の一例を示す。図１７に例示するように、決定条件記憶部５８１は、パターンに対応付けて、走査線毎に決定条件を記憶する。ここで、決定条件記憶部５８１の走査線には、例えば、「任意」、「他」、「右端」、「左端」といった項目が記憶される。かかる走査線に記憶される「任意」は、関心領域に送信される任意の走査線を示し、「他」は、同一のパターンに記憶されている走査線以外の走査線を示し、「右端」は、関心領域の右端に送信される任意の走査線を示し、「左端」は、関心領域の左端に送信される任意の走査線を示す。
【０１０４】
図１７に例示した決定条件記憶部５８１のパターン「ＰＴ２１」は、音圧、周波数、繰り返し周波数を操作者に設定させ、設定された音圧、周波数、繰り返し周波数を、関心領域に送信する超音波の送信条件とすることを示している。言い換えれば、パターン「ＰＴ２１」は、関心領域に送信される超音波の音圧、周波数、繰り返し周波数が各走査線において全て同値であり、かかる音圧、周波数、繰り返し周波数を操作者に設定させることを示している。
【０１０５】
また、図１７に例示した決定条件記憶部５８１のパターン「ＰＴ２２」は、関心領域の右端及び左端における走査線の音圧を操作者に設定させ、関心領域の右端及び左端以外の走査線の音圧を「Ｐ５」とすることを示している。また、パターン「ＰＴ２２」は、関心領域の右端及び左端における走査線の周波数を操作者に設定させ、関心領域の右端から関心領域の左端に向かって超音波の周波数が線形の関係になることを示している。また、パターン「ＰＴ２２」は、関心領域の右端における走査線の繰り返し周波数を操作者に設定させ、設定された繰り返し周波数を関心領域内の全ての走査線の繰り返し周波数とすることを示している。
【０１０６】
図１６の説明に戻って、制御部５９０は、受付部５９１と、プローブ制御部５９２とを有する。受付部５９１は、決定条件記憶部５８１に記憶されているパターンを選択する操作を受け付けるとともに、所定の送信条件を設定する操作を受け付ける。なお、ここでいう「所定の送信条件」とは、図１７に例示した決定条件記憶部５８１の決定条件に「ユーザ設定」が記憶されている項目に該当する。
【０１０７】
具体的には、制御部５９０は、操作者によって送信条件の選択を行う旨の操作が行われた場合に、図１７に例示したパターン及び送信条件を表示することで、操作者にパターンを選択させるとともに、所定の送信条件を操作者に設定させる。そして、受付部５９１は、操作者に選択された送信条件のパターンと、操作者に設定された送信条件とを受け付ける。
【０１０８】
例えば、操作者によって、図１７に例示した決定条件記憶部５８１のパターンＰＴ２１が選択されたものとする。かかる場合に、受付部５９１は、パターンＰＴ２１が選択されたことを受け付けるとともに、操作者に設定された音圧、周波数、繰り返し周波数を受け付ける。また、例えば、操作者によって、図１７に例示した決定条件記憶部５８１のパターンＰＴ２２が選択されたものとする。かかる場合に、受付部５９１は、パターンＰＴ２２が選択されたことを受け付けるとともに、関心領域の右端における走査線の音圧、周波数、繰り返し周波数と、関心領域の左端における走査線の音圧、周波数とを受け付ける。
【０１０９】
プローブ制御部５９２は、受付部５９１によって送信条件のパターンと、所定の送信条件が受け付けられた場合に、関心領域に送信する超音波の送信条件を決定し、決定した送信条件に基づいて、超音波プローブ１０を制御する。
【０１１０】
例えば、受付部５９１によって、図１７に例示したパターンＰＴ２１が受け付けられるとともに、音圧「Ｐ１０」、周波数「Ｆ１０」、繰り返し周波数「ＲＦ１０」が受け付けられたものとする。かかる場合に、プローブ制御部５９２は、関心領域に送信する全ての走査線における超音波の音圧を「Ｐ１０」とし、周波数を「Ｆ１０」とし、繰り返し周波数を「ＲＦ１０」とすることを決定し、かかる送信条件により超音波を送信するように、超音波プローブ１０を制御する。すなわち、プローブ制御部５９２は、図３に例示した送信条件により超音波を送信するように、超音波プローブ１０を制御する。
【０１１１】
また、例えば、受付部５９１によって、図１７に例示したパターンＰＴ２２を選択する操作が受け付けられるとともに、走査線「右端」の音圧「Ｐ１０」、周波数「Ｆ５」、繰り返し周波数「ＲＦ１０」、走査線「左端」の音圧「Ｐ５」、周波数「Ｆ９」を設定する操作が受け付けられたものとする。かかる場合に、プローブ制御部５９２は、図４に例示した送信条件により超音波を送信するように、超音波プローブ１０を制御する。
【０１１２】
次に、図１８を用いて、第５の実施形態における制御部５９０による処理の手順について説明する。図１８は、第５の実施形態における制御部５９０による処理手順の一例を示すフローチャートである。
【０１１３】
図１８に示すように、超音波装置５の制御部５９０は、操作者によって送信条件の選択を行う旨の操作が行われたか否かを判定する（ステップＳ４０１）。ここで、制御部５９０は、送信条件の選択を行う旨の操作が行われない場合には（ステップＳ４０１否定）、待機状態となる。
【０１１４】
一方、制御部５９０は、送信条件の選択を行う旨の操作が行われた場合には（ステップＳ４０１肯定）、決定条件記憶部５８１に記憶されているパターン毎に、送信条件群を
モニタ３０に表示制御する（ステップＳ４０２）。これにより、制御部５９０は、操作者に送信条件のパターンを選択させるとともに、所定の送信条件を設定させる。
【０１１５】
そして、制御部５９０の受付部５９１は、送信条件のパターンを選択する操作と、所定の送信条件を設定する操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ４０３）。ここで、受付部５９１は、送信条件のパターンを選択する操作等を受け付けない場合には（ステップＳ４０３否定）、待機状態となる。
【０１１６】
一方、受付部５９１によって、送信条件のパターンを選択する操作と、所定の送信条件を設定する操作が受け付けられた場合には（ステップＳ４０３肯定）、プローブ制御部５９２は、操作者に設定された送信条件と、決定条件記憶部５８１に記憶されている各種情報に基づいて、関心領域に送信する超音波の送信条件を決定する（ステップＳ４０４）。そして、プローブ制御部５９２は、決定した送信条件に基づいて、超音波プローブ１０を制御する（ステップＳ４０５）。
【０１１７】
上述したように、第５の実施形態によれば、超音波装置５は、一部の走査線における送信条件に基づいて他の走査線における送信条件を決定する決定条件を記憶する決定条件記憶部５８１と、操作者によって選択されたパターンと、操作者によって設定された一部の走査線における送信条件とに基づいて送信条件を決定し、決定した送信条件に基づいて超音波プローブ１０を制御するプローブ制御部５９２とを有するので、操作者が簡易な送信条件を設定するだけで、走査線毎に所定の送信条件により超音波を送信することができる。
【０１１８】
なお、上記第１〜第５の実施形態に係る超音波装置は、関心領域内に存在する生体組織の移動を検出し、生体組織の移動に追従させて超音波を送信してもよい。具体的には、超音波装置は、画像生成部１４０によって生成された時相の異なる複数の超音波画像を用いて、動きベクトルを算出し、算出した動きベクトルに基づいて生体組織の移動を検出する。そして、超音波装置は、生体組織の移動に追従させて、関心領域に送信する超音波の送信条件を変動させる。例えば、超音波装置は、図４に示した例において、治療部位Ｔ１１が左側に「α」だけ移動したことを検出した場合には、走査線Ｌ１１〜Ｌ１５における超音波の送信条件を「α」だけ左にずらしてもよい。例えば、走査線Ｌ１２における超音波の音圧を「Ｐ１０」とし、周波数を「Ｆ５」としてもよい。これにより、超音波装置は、体動によって治療部位Ｔ１１が移動した場合であっても、操作者が設定した送信条件の超音波を操作者が所望する部位に照射することができる。
【０１１９】
また、上記第１〜第５の実施形態に係る超音波装置は、操作者によって設定された送信条件により超音波を送信する前に、かかる送信条件により関心領域に送信されることが想定される超音波の分布を推定してもよい。そして、超音波装置は、推定した超音波の分布を、画像生成部１４０によって生成された超音波画像に重畳させてモニタ３０に表示制御してもよい。例えば、超音波装置は、図５の上図に示したように、超音波が矢印により表された超音波画像にモニタ３０に表示制御してもよい。また、例えば、超音波装置は、図１１に示したように、超音波の分布が表された超音波画像にモニタ３０に表示制御してもよい。また、上記第１〜第５の実施形態に係る超音波装置は、超音波の走査線毎における送信条件をモニタ３０に表示制御してもよい。
【０１２０】
また、上記第１〜第５の実施形態では、マイクロバブルに薬物が付与される例を説明したが、マイクロバブルには遺伝子が付与されてもよい。すなわち、上記第１〜第５の実施形態に係る超音波装置は、細胞に薬物や遺伝子が浸透することを促進させることができる。なお、マイクロバブルに付与される物質の例としては、遺伝子、たんぱく質、生体内物質、薬剤、ナノ液滴等が挙げられる。
【０１２１】
また、図２、図１０、図１２、図１３、図１６に示した制御部が有する受付部及びプローブ制御部は、集積回路などのハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェア的にモジュール化されたソフトウェアプログラムにより実現されてもよい。
【０１２２】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、走査線毎に超音波の送信条件を受け付ける受付部と、走査線毎の送信条件によって超音波を送信するように超音波プローブを制御するプローブ制御部とを有することにより、マイクロバブルを用いて特定の部位に遺伝子や薬物が浸透することを促進させることができる。
【０１２３】
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】
【０１２４】
１  超音波装置
１０  超音波プローブ
２０  入力装置
１００  装置本体
１９０  制御部
１９１  受付部
１９２  プローブ制御部
【図１】
0005689678.tif 000002
【図２】
0005689678.tif 000003
【図３】
0005689678.tif 000004
【図４】
0005689678.tif 000005
【図５】
0005689678.tif 000006
【図６】
0005689678.tif 000007
【図７】
0005689678.tif 000008
【図８】
0005689678.tif 000009
【図９】
0005689678.tif 000010
【図１０】
0005689678.tif 000011
【図１１】
0005689678.tif 000012
【図１２】
0005689678.tif 000013
【図１３】
0005689678.tif 000014
【図１４】
0005689678.tif 000015
【図１５】
0005689678.tif 000016
【図１６】
0005689678.tif 000017
【図１７】
0005689678.tif 000018
【図１８】
0005689678.tif 000019