(57)【要約】【課題】超音波探触子の空中放置状態での温度上昇を抑える。【解決手段】ヒストグラム分析部７は、Ｂモード画像データの分析範囲内の輝度が閾値以上の画素についてのヒストグラムを作成し、該ヒストグラムに基づいて超音波探触子１が空中放置状態か否かを判定する。空中放置状態と判定された時は、制御部８は、超音波探触子１からの超音波の送信を停止する。【効果】超音波探触子の空中放置状態での温度上昇を抑えることが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波探触子と、前記超音波探触子を駆動して超音波を被検体内へ送信すると共に被検体内からエコーを受信して受信信号を出力する送受信手段と、音線方向の異なる複数音線の受信信号に基づいて信号強度のヒストグラムを作成し該ヒストグラムに基づいて超音波探触子が空中放置状態か否かを判定するヒストグラム分析手段と、空中放置状態と判定した時は発熱を抑制するように超音波の送信を制御する送信制御手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
超音波探触子と、前記超音波探触子を駆動して超音波を被検体内へ送信すると共に被検体内からエコーを受信して受信信号を出力する送受信手段と、前記受信信号に基づいて超音波探触子が空中放置状態か否かを判定する判定手段と、空中放置状態と判定した時は前記超音波探触子および前記送受信手段により超音波を確認用パラメータを用いて送受信して受信信号を生成させる確認用送受信制御手段と、音線方向の異なる複数音線の受信信号に基づいて信号強度のヒストグラムを作成し該ヒストグラムに基づいて超音波探触子が空中放置状態か否かを確認判定するヒストグラム分析手段と、空中放置状態と確認判定した時は発熱を抑制するように超音波の送信を制御する送信制御手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の超音波診断装置において、前記ヒストグラム分析手段は、所定の閾値以上の信号強度のヒストグラムに基づいて超音波探触子が空中放置状態か否かを判定することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の超音波診断装置において、前記ヒストグラム分析手段は、前記ヒストグラムに影響を与えるパラメータを参照して前記閾値を決定することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の超音波診断装置において、前記受信信号に基づいてＢモード画像を生成するＢモード処理手段を具備すると共に、前記ヒストグラム分析手段は、前記Ｂモード画像の画素値のヒストグラムを作成し該ヒストグラムに基づいて超音波探触子が空中放置状態か否かを判定することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の超音波診断装置において、前記ヒストグラム分析手段は、所定の分析範囲のヒストグラムに基づいて超音波探触子が空中放置状態か否かを判定することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の超音波診断装置において、前記送信制御手段は、低い音響出力での超音波探触子使用時には、発熱を抑制するための送信制御を行わないことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の超音波診断装置において、前記送信制御手段は、操作者が超音波診断装置を所定時間内に１回でも操作している間は、発熱を抑制するための送信制御を行わないことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の超音波診断装置において、発熱を抑制するための送信制御を行っていることを操作者に報知する報知手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の超音波診断装置において、発熱を抑制するための送信制御を行っている時に、操作者が操作を行った場合、発熱を抑制するための送信制御を解除する操作監視復帰制御手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の超音波診断装置において、発熱を抑制するための送信制御を行っている時に、間欠的に、超音波探触子により超音波を送受信し、生成した受信信号に基づいて超音波探触子が空中放置状態か否かを判定し、空中放置状態でないと判定した場合、発熱を抑制するための送信制御を解除する状態監視復帰制御手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波診断装置に関し、さらに詳しくは、超音波探触子が空中放置状態であるか否かを確実に判定して空中放置状態での温度上昇を抑制することが出来る超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、受信信号波形の一部（生体からのエコーと目される部分）に基づいて、超音波探触子が空中放置状態であるか否かを判定し、空中放置状態であると判定した時は送信を停止する超音波診断装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、音響レンズによる超音波の多重反射を検出して、超音波探触子が空中放置状態であるか否かを判定し、発熱を抑制するための送信制御を行う超音波診断装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６３−１２２４２９号公報
【特許文献２】
特開平５−１３８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
生体からのエコーと目される受信信号部分に基づいて超音波探触子が空中放置状態であるか否かを判定する従来の超音波診断装置では、着目している受信信号部分に対応する生体が組織であるか水であるかによる受信信号の変化が、空中放置状態であるか否かによる受信信号の変化と同程度になるため、判定を誤ることがある。
また、音響レンズによる超音波の多重反射を検出して超音波探触子が空中放置状態であるか否かを判定する従来の超音波診断装置では、音響レンズに塗布するゲルの影響による多重反射の変化が、空中放置状態であるか否かによる信号強度の変化と同程度になるため、判定を誤ることがある。
そこで、本発明の目的は、超音波探触子が空中放置状態であるか否かを確実に判定して空中放置状態での温度上昇を抑制することが出来る超音波診断装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、超音波探触子と、前記超音波探触子を駆動して超音波を被検体内へ送信すると共に被検体内からエコーを受信して受信信号を出力する送受信手段と、音線方向の異なる複数音線の受信信号に基づいて信号強度のヒストグラムを作成し該ヒストグラムに基づいて超音波探触子が空中放置状態か否かを判定するヒストグラム分析手段と、空中放置状態と判定した時は発熱を抑制するように超音波の送信を制御する送信制御手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１の観点による超音波診断装置では、判定に用いるヒストグラムを音線方向の異なる複数音線の受信信号に基づいて作成するため、着目する生体部分が広くなる。従って、着目する生体部分が変わることによるヒストグラムの変化は、空中放置状態であるか否かによるヒストグラムの変化より小さくなるため、従来に比べて判定を誤らなくなる。よって、超音波探触子が空中放置状態であるか否かを確実に判定して、空中放置状態での温度上昇を抑制することが出来る。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、超音波探触子と、前記超音波探触子を駆動して超音波を被検体内へ送信すると共に被検体内からエコーを受信して受信信号を出力する送受信手段と、前記受信信号に基づいて超音波探触子が空中放置状態か否かを判定する判定手段と、空中放置状態と判定した時は前記超音波探触子および前記送受信手段により超音波を確認用パラメータを用いて送受信して受信信号を生成させる確認用送受信制御手段と、音線方向の異なる複数音線の受信信号に基づいて信号強度のヒストグラムを作成し該ヒストグラムに基づいて超音波探触子が空中放置状態か否かを確認判定するヒストグラム分析手段と、空中放置状態と確認判定した時は発熱を抑制するように超音波の送信を制御する送信制御手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
ヒストグラムは、ゲインや、ダイナミックレンジや、送信周波数や、超音波探触子の仕様などのパラメータに応じて変化する。
そこで、上記第２の観点による超音波診断装置では、確認用パラメータを用いて送受信した受信信号に基づいてヒストグラムを作成し、判定する。これにより、最終的な判定の基準を統一でき、判定の確実性を高めることが出来る。
なお、最初の判定は、必ずしもヒストグラムに基づく判定でなくてもよい。例えば、従来技術の判定方法を用いてもよい。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、前記ヒストグラム分析手段は、所定の閾値以上の信号強度のヒストグラムに基づいて超音波探触子が空中放置状態か否かを判定することを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第３の観点による超音波診断装置では、所定の閾値未満の信号強度の受信信号部分は、判定に用いるヒストグラムから除去してしまう。これにより、判定に対するフロアノイズの影響をなくすことが出来る。
【０００８】
第４の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、前記ヒストグラム分析手段は、前記ヒストグラムに影響を与えるパラメータを参照して前記閾値を決定することを特徴とする超音波診断装置を提供する。
フロアノイズは、ゲインや、ダイナミックレンジや、送信周波数や、超音波探触子の仕様などのパラメータに応じて変化する。
そこで、上記第４の観点による超音波診断装置では、ゲインなどのパラメータを参照して最適の閾値を決定する。これにより、判定に対するフロアノイズの影響を好適になくすことが出来る。
【０００９】
第５の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、前記受信信号に基づいてＢモード画像を生成するＢモード処理手段を具備すると共に、前記ヒストグラム分析手段は、前記Ｂモード画像の画素値のヒストグラムを作成し該ヒストグラムに基づいて超音波探触子が空中放置状態か否かを判定することを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第５の観点による超音波診断装置では、超音波探触子が空中放置状態か否かにより変化が非常に大きいＢモード画像の画素値のヒストグラムを判定に用いるため、判定の確実性を高めることが出来る。
【００１０】
第６の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、前記ヒストグラム分析手段は、所定の分析範囲のヒストグラムに基づいて超音波探触子が空中放置状態か否かを判定することを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第６の観点による超音波診断装置では、音響レンズの影響がある部分（例えばＢモード画像の上辺部分）や送信電圧値の影響がある部分（例えばＢモード画像の下辺部分）などを避けて分析範囲を設定することで、判定の確実性を高めることが出来る。
【００１１】
第７の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、前記送信制御手段は、低い音響出力での超音波探触子使用時には、発熱を抑制するための送信制御を行わないことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
低い音響出力での超音波探触子使用時は、元々発熱が少ない。
そこで、上記第７の観点による超音波診断装置では、低い音響出力での超音波探触子使用時には、発熱を抑制するための送信制御を行わなくする。
【００１２】
第８の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、前記送信制御手段は、操作者が超音波診断装置を所定時間内に１回でも操作している間は、発熱を抑制するための送信制御を行わないことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
操作者が超音波診断装置を操作している間は、診断を継続しているのであり、一時的に超音波探触子が空中放置状態でも直ぐに被検体に当てられると推定できる。
そこで、上記第８の観点による超音波診断装置では、操作者が超音波診断装置を所定時間内に１回でも操作している間は、発熱を抑制するための送信制御を行わなくする。
【００１３】
第９の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、発熱を抑制するための送信制御を行っていることを操作者に報知する報知手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第９の観点による超音波診断装置では、発熱を抑制するための送信制御を行っていることを操作者に報知するため、それに操作者が気付かずに戸惑うことがなくなる。
【００１４】
第１０の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、発熱を抑制するための送信制御を行っている時に、操作者が操作を行った場合、発熱を抑制するための送信制御を解除する操作監視復帰制御手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１０の観点による超音波診断装置では、操作者が操作を行うことで、発熱を抑制するための送信制御を行っている状態から元の状態に復帰することが出来る。
【００１５】
第１１の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、発熱を抑制するための送信制御を行っている時に、間欠的に、超音波探触子により超音波を送受信し、生成した受信信号に基づいて超音波探触子が空中放置状態か否かを判定し、空中放置状態でないと判定した場合、発熱を抑制するための送信制御を解除する状態監視復帰制御手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１１の観点による超音波診断装置では、超音波探触子が空中放置状態から被検体に当てられると、発熱を抑制するための送信制御を行っている状態から元の状態に自動的に復帰することが出来る。
なお、このときの判定は、必ずしもヒストグラムに基づく判定でなくてもよい。例えば、従来技術の判定方法を用いてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る超音波診断装置１００の構成図である。
この超音波診断装置１００は、超音波探触子１と、超音波探触子１を駆動して所望の音線方向に超音波パルスを送信すると共に超音波エコーを受信し音線信号を出力する送受信部２と、音線信号を基にＢモード画像データを生成するＢモード処理部３と、Ｂモード画像データから表示データを生成するＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｃａｎ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）４と、表示データを基にＢモード画像を表示する表示部５と、操作者が指示等を入力する操作部６と、Ｂモード画像データからヒストグラムを生成し分析して超音波探触子１が空中放置状態か否かを判定するヒストグラム分析部７と、全体の作動を制御する制御部８とを具備して構成されている。
【００１８】
図２は、超音波診断装置１００における判定基準等設定処理の手順を示すフロー図である。
ステップＨ１では、操作者は、超音波診断装置１００の動作のためのパラメータ、例えば、ゲイン，ダイナミックレンジ，超音波探触子のタイプ，送信周波数などを設定する。
ステップＨ２では、操作者は、超音波探触子１を被検体に当てる。
ステップＨ３では、Ｂモード処理部３は、Ｂモード画像データを生成する。
ステップＨ４では、操作者は、図３に示すように、表示されたＢモード画像Ｇ上に分析範囲Ａを設定する。
ステップＨ５では、ヒストグラム分析部７は、Ｂモード画像データの分析範囲Ａ内の画素についてのヒストグラムを作成する。このヒストグラムを図４に例示する。図４で、Ｌはフロアノイズ部分、Ｍは被検体の画像部分である。分析範囲を設定しているため、音響レンズでの反射や送信電圧の影響はヒストグラムに表れない。
ステップＨ６では、操作者は、超音波探触子１を空中放置状態にする。
ステップＨ７では、Ｂモード処理部３は、Ｂモード画像データを生成する。
ステップＨ８では、ヒストグラム分析部７は、Ｂモード画像データからヒストグラムを作成する。このヒストグラムを図５に例示する。
ステップＨ９では、ヒストグラム分析部７は、超音波探触子１を被検体に当てた時のヒストグラムと超音波探触子１を空中放置状態にした時のヒストグラムとを比較し、両者を区別するための閾値および判定基準を設定し、分析範囲と共にパラメータに対応付けて記憶する。例えば、図６，図７に示すように、ノイズフロア部分Ｌをカットするための閾値Ｔｈを設定し、閾値Ｔｈ以上の輝度を持つヒストグラムの面積の８０％を判定基準面積とする。すなわち、図６と図７で、閾値Ｔｈ以上の輝度を持つヒストグラムの面積を計算し、判定基準面積と比較すれば、図６では空中報知状態でないと判定でき、図７では空中報知状態であると判定できる。
操作者は、パラメータと分析範囲とを変えて上記判定基準等設定処理を繰り返し、パラメータ，分析範囲，閾値，判定基準の組み合わせをヒストグラム分析部７に記憶させておく。また、好ましい一つの組み合わせを確認判定用として選択しておく。
【００１９】
図８は、超音波診断装置１００におけるＢモード処理の動作を示すフロー図である。
ステップＢ１では、制御部８は、操作者が操作部６を操作して指定したパラメータを取得する。
ステップＢ２では、超音波診断装置１００は、取得したパラメータを用いてＢモードの走査を行い、音線信号を得る。
ステップＢ３では、Ｂモード処理部３は、音線信号を基にＢモード画像データを生成する。
ステップＢ４では、制御部８は、低音響出力（例えば造影剤を破壊しない程度の低ＭＩ値）で走査しているか否かを判定し、低音響出力ならステップＢ１に戻り、低音響出力でないならステップＢ５へ進む。つまり、低音響出力なら空中放置判定処理（ステップＢ６）は行わない。
ステップＢ５では、制御部８は、所定時間（例えば現在から過去３０秒間）内に操作者の操作があったか否かを判定し、操作があったならステップＢ１に戻り、操作がなかったならステップＢ６へ進む。つまり、所定時間内に操作者の操作があったなら空中放置判定処理（ステップＢ６）は行わない。
ステップＢ６では、制御部８は、図９に示す空中放置判定処理を実行する。そして、空中放置判定処理からリターンすると、ステップＢ１に戻る。
【００２０】
図９は、超音波診断装置１００における空中放置判定処理の動作を示すフロー図である。
ステップＳ１では、ヒストグラム分析部７は、現在のパラメータに対応付けて記憶している分析範囲，閾値，判定基準を読み出す。
ステップＳ２では、ヒストグラム分析部７は、Ｂモード画像データの分析範囲内で輝度が閾値以上の画素についてのヒストグラムを作成する。
ステップＳ３では、ヒストグラム分析部７は、作成したヒストグラムを判定基準に照らして、空中放置状態か否かを判定し、空中放置状態でないと判定したなら図８のステップＢ１にリターンし、空中放置状態であると判定したならステップＳ４へ進む。
【００２１】
ステップＳ４では、制御部８は、確認判定用として選択しておいたパラメータ，分析範囲，閾値，判定基準の組み合わせを読み出す。
ステップＳ５では、超音波診断装置１００は、読み出したパラメータを用いてＢモードの走査を行い、音線信号を得る。なお、このときの走査範囲は、分析範囲を含む程度の狭い範囲でよい。
ステップＳ６では、Ｂモード処理部３は、音線信号を基にＢモード画像データを生成する。
ステップＳ７では、ヒストグラム分析部７は、Ｂモード画像データの分析範囲内で輝度が閾値以上の画素についてのヒストグラムを作成する。
ステップＳ８では、ヒストグラム分析部７は、作成したヒストグラムを判定基準に照らして、空中放置状態か否かを判定し、空中放置状態でないと判定したなら図８のステップＢ１にリターンし、空中放置状態であると判定したならステップＳ９へ進む。
【００２２】
ステップＳ９では、制御部８は、超音波探触子１からの送信を停止し、発熱を抑制する。そして、その旨を操作者に報知する。
ステップＳ１０では、制御部８は、操作者の操作があったか否かを判定し、操作がなかったならステップＳ１１へ進み、操作があったならステップＳ１６へ進む。つまり、操作者の操作があったなら空中放置判定処理から通常のＢモード処理に自動復帰する。
ステップＳ１１では、制御部８は、所定時間（例えば１秒間）が経過したか否かを判定し、経過していないならステップＳ１０に戻り、経過したらステップＳ１２へ進む。
ステップＳ１２では、超音波診断装置１００は、Ｂモードの走査を行い、音線信号を得る。
ステップＳ１３では、Ｂモード処理部３は、音線信号を基にＢモード画像データを生成する。
ステップＳ１４では、ヒストグラム分析部７は、Ｂモード画像データの分析範囲内で輝度が閾値以上の画素についてのヒストグラムを作成する。
ステップＳ１５では、ヒストグラム分析部７は、作成したヒストグラムを判定基準に照らして、空中放置状態か否かを判定し、空中放置状態であると判定したならステップＳ１０にリターンし、空中放置状態でないと判定したならステップＳ１６へ進む。つまり、空中放置状態でなくなれば、空中放置判定処理から通常のＢモード処理に自動復帰する。
【００２３】
ステップＳ１６では、超音波探触子１からの送信停止を解除した旨を操作者に報知する。そして、通常のＢモード処理に復帰する。
【００２４】
超音波診断装置１００によれば、次の効果が得られる。
（１）超音波探触子１が空中放置状態であるか否かを確実に判定して、空中放置状態での温度上昇を抑制することが出来る。
（２）確認用のパラメータを用いて送受信した受信信号に基づいて最終的な判定に用いるヒストグラムを作成するので、最終的な判定の基準を統一でき、判定の確実性を高めることが出来る。
（３）ゲインなどのパラメータを参照して最適の閾値Ｔｈを決定し、判定に用いるヒストグラムから閾値Ｔｈ未満の部分を除去してしまうので、判定に対するフロアノイズＬの影響をなくすことが出来る。
（４）超音波探触子１が空中放置状態か否かにより変化が非常に大きいＢモード画像の画素値のヒストグラムを判定に用いるため、判定の確実性を高めることが出来る。
（５）音響レンズの影響がある部分（例えばＢモード画像の上辺部分）や送信電圧値の影響がある部分（例えばＢモード画像の下辺部分）などを避けて分析範囲を設定することで、判定の確実性を高めることが出来る。
（６）発熱が元々問題にならない低い音響出力での超音波探触子使用時には、空中放置状態か発熱を抑制するための送信制御を行わない。
（７）操作者が超音波診断装置を所定時間内に１回でも操作している間は、診断を継続しているのであり、一時的に超音波探触子が空中放置状態でも直ぐに被検体に当てられると推定できるので、発熱を抑制するための送信制御を行わなくする。
（８）発熱を抑制するための送信制御を行っていることを操作者に報知するため、それに操作者が気付かずに戸惑うことがなくなる。
（９）操作者が何らかの操作を行うことで、発熱を抑制するための送信制御を行っている状態から元の状態に自動復帰することが出来る。
（１０）超音波探触子１が空中放置状態から被検体に当てられると、発熱を抑制するための送信制御を行っている状態から元の状態に自動的に復帰することが出来る。
【００２５】
−他の実施形態−
（１）発熱を抑制するために送信を停止したとき、フリーズ状態となるようにしてもよい。
（２）発熱を抑制するために送信を停止する代わりに、音響出力を下げてもよい。
（３）図８のステップＢ４およびＢ５の一方または両方を省略してもよい。
（４）図９のステップＳ４〜Ｓ８の確認用判定を省略してもよい。
（５）ヒストグラム分析部７は、制御部８からＢモード用ゲイン信号を受け取ってヒストグラム分析に利用しても良い。
（６）Ｂモード処理部３で作成したＢモード画像データからヒストグラムを作成する代わりに、ＰＷ／ＣＷドプラ画像データからヒストグラムを作成し、そのヒストグラムを基に判定を行ってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の超音波診断装置によれば、超音波探触子が空中放置状態であるか否かを確実に判定して、空中放置状態での温度上昇を抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る超音波診断装置による判定基準等設定処理の手順を示すフロー図である。
【図３】分析範囲の説明図である。
【図４】超音波探触子を被検体に当てている状態でのヒストグラムの説明図である。
【図５】超音波探触子を空中放置している状態でのヒストグラムの説明図である。
【図６】超音波探触子を被検体に当てている状態でのヒストグラムと閾値の説明図である。
【図７】超音波探触子を空中放置している状態でのヒストグラムと閾値の説明図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る超音波診断装置によるＢモード処理の動作を示すフロー図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る超音波診断装置による空中放置判定処理の動作を示すフロー図である。
【符号の説明】
１          超音波探触子
２          送受信部
３          Ｂモード処理部
４          ＤＳＣ
５          表示装置
６          操作部
７          ヒストグラム分析部
８          制御部
１００      超音波診断装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005058285.tif 000007
【図６】
2005058285.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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