(57)【要約】【課題】音響カプラを装着した際に、空間コンパウンドによって、無駄なく、かつ、所定深度まで高画質な超音波画像が得られる超音波診断装置を提供する。【解決手段】超音波プローブにおいて異なる方向に超音波の送受信を行い、診断装置本体において送受信方向の異なる複数の画像を合成して１つの超音波画像とする際に、音響カプラが装着された場合には、合成する超音波画像の少なくとも１つの深度を深くすることにより、前記課題を解決する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を送信し、被検体によって反射された超音波エコーを受信して受信した超音波に応じた受信信号を出力する圧電素子ユニット、および、前記圧電素子ユニットが出力した受信信号の処理を行なう信号処理手段を有する超音波プローブと、
前記超音波プローブの信号処理手段が処理した受信信号に応じた超音波画像を生成する診断装置本体と、
前記超音波プローブの超音波送受信面を覆って、前記超音波プローブに着脱可能にされる音響カプラと、
前記超音波プローブおよび診断装置本体の少なくとも一方に設けられる、前記音響カプラが超音波プローブに装着されたことを検出する検出手段とを有し、
前記診断装置本体は、所定数の前記超音波画像を合成して１つの合成超音波画像を生成する機能を有し、かつ、前記超音波プローブは、前記診断装置本体が合成超音波画像の生成を行なうために、超音波の送受信方向が互いに異なる前記所定数と同数の複数種類の超音波の送受信を行なう機能を有し、
かつ、前記超音波プローブは、前記診断装置本体が合成超音波画像の生成を行なう際に、前記検出手段が前記超音波プローブに音響カプラが装着されたことを検出した場合には、前記合成される超音波画像の少なくとも１つの深度を変更するように、前記信号処理手段の駆動を制御することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記超音波プローブは、前記検出手段が前記超音波プローブに音響カプラが装着されたことを検出した場合には、前記合成される超音波画像の少なくとも１つの深度を深くする請求項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は、前記診断装置本体が合成超音波画像を生成する際には、前記複数種類の超音波の送受信のうちの１種類で、予め設定された所定出力領域の超音波画像である主画像を得るための超音波の送受信を行なう請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記超音波プローブは、前記検出手段が前記超音波プローブに音響カプラが装着されたことを検出した場合には、前記合成される超音波画像の少なくとも１つにおいて、この音響カプラに対応する深度領域は、前記信号処理手段によるに受信信号の処理を行なわない請求項１〜３のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記超音波プローブは、前記検出手段が超音波プローブに音響カプラが装着されたことを検出した場合には、前記合成超音波画像を生成するための超音波画像の全てにおいて、前記音響カプラに対応する深度領域は、前記信号処理手段によるに受信信号の処理を行なわない請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記超音波プローブは、前記検出手段が超音波プローブに音響カプラが装着されたことを検出した場合には、前記主画像以外の超音波画像において、この主画像と重ならない領域は、超音波による走査を行なわない請求項４または５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
被写体表面側の所定深度領域において前記超音波画像の合成を行なう、近傍モードを有する請求項１〜６のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記超音波プローブは、前記検出手段が前記超音波プローブに音響カプラが装着されたことを検出した場合には、前記合成される超音波画像の少なくとも１つの深度を、前記近傍モードの所定深度領域より深い所定深度とする請求項７に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に、高画質な被写体表面近傍の超音波画像を、効率よく得ることができる超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置が実用化されている。
一般に、この種の超音波診断装置は、超音波プローブ（超音波探触子    以下、プローブとする）と、診断装置本体とを有しており、プローブから被検体に向けて超音波を送信し、被検体からの超音波エコーをプローブで受信して、その受信信号を診断装置本体で電気的に処理することにより超音波画像が生成される。
【０００３】
このような超音波診断装置を構成するプローブは、超音波の送受信を行ない、電気信号（受信信号）を出力する圧電素子ユニットを有する。
また、近年では、プローブの圧電素子ユニットが出力した受信信号の増幅、Ａ／Ｄ変換や処理、圧電素子ユニットにおける超音波の送受信のタイミングの切り換え、さらには、診断装置本体との無線通信によるコードレス化やノイズ低減等を行なうための、集積回路基板等を搭載する場合も有る。
【０００４】
超音波診断装置において、超音波画像の画質を劣化させる要因として、いわゆるスペックル（スペックルノイズ／スペックルパターン）が知られている。スペックルとは、被検体内に存在する超音波の波長より小さな無数の散乱源によって、散乱波が生じ、この散乱波が互いに干渉することによって生じる、白い点状のノイズである。
【０００５】
超音波診断装置において、このようなスペックルを低減させる方法として、特許文献１や特許文献２に開示されるような、空間コンパウンドが知られている。
空間コンパウンドとは、図６に概念的に示すように、圧電素子ユニット１００から、被検体に対して方向（走査角度）が互いに異なる複数種類（複数方向）の超音波の送受信を行い、この複数種類の送受信によって得られた複数の超音波画像を合成することにより、１つの合成超音波画像を生成する技術である。
【０００６】
具体的には、図６に示す例においては、通常の超音波画像の生成と同様の超音波の送受信（通常の送受信）、通称の送受信に対して角度をθ傾けた方向の超音波の送受信、および、通常の送受信に対して角度を−θ傾けた方向の超音波の送受信の、３種類の超音波の送受信を行なう。
この通常の送受信で得られた超音波画像Ａ（実線）、角度をθ傾けた送受信で得られた超音波画像Ｂ（破線）、および、角度を−θ傾けた送受信で得られた超音波画像Ｃ（一点鎖線）を合成することで、実線で示す超音波画像Ａの領域の合成超音波画像を生成する。
【０００７】
ここで、超音波診断装置では、被検体のプローブ近傍、すなわち、被写体表面に近い送受信方向の浅い領域（ニアフィールド(near field)）は、音速の乱れや多重反射によって、超音波画像の画質低下が生じやすい。
これに対応して、特許文献３には、この被写体表面の浅い領域の画質を向上するために、出力する超音波画像に対して、この浅い領域のみ、超音波の送受信方向を傾けた複数種類の超音波画像を合成する空間コンパウンドを行なう超音波診断装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−５８３２１号公報
【特許文献２】特開２００３−７０７８６号公報
【特許文献３】特開２００６−９５１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、超音波診断装置においては、被写体の表面付近に超音波（超音波ビーム）の焦点を合せるために、音響カプラを用いる場合が有る。音響カプラとは、音響インピーダンスが生体に近い材料から形成される物で、プローブの超音波送受信面に装着することにより、超音波送受信面と被写体表面との距離を、所定間隔に保つ部材である。
この音響カプラを用いることにより、被写体の表面付近に超音波の焦点を合せた超音波画像を得ることができる。
【００１０】
本発明の目的は、音響カプラを用いる場合においても、空間コンパウンドを利用することで、効果的な被写体の表面付近の超音波画像を、効率よく得ることができる超音波診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の超音波診断装置は、超音波を送信し、被検体によって反射された超音波エコーを受信して受信した超音波に応じた受信信号を出力する圧電素子ユニット、および、前記圧電素子ユニットが出力した受信信号の処理を行なう信号処理手段を有する超音波プローブと、前記超音波プローブの信号処理手段が処理した受信信号に応じた超音波画像を生成する診断装置本体と、前記超音波プローブの超音波送受信面を覆って、前記超音波プローブに着脱可能にされる音響カプラと、前記超音波プローブおよび診断装置本体の少なくとも一方に設けられる、前記音響カプラが超音波プローブに装着されたことを検出する検出手段とを有し、前記診断装置本体は、所定数の前記超音波画像を合成して１つの合成超音波画像を生成する機能を有し、かつ、前記超音波プローブは、前記診断装置本体が合成超音波画像の生成を行なうために、超音波の送受信方向が互いに異なる前記所定数と同数の複数種類の超音波の送受信を行なう機能を有し、かつ、前記超音波プローブは、前記診断装置本体が合成超音波画像の生成を行なう際に、前記検出手段が前記超音波プローブに音響カプラが装着されたことを検出した場合には、前記合成される超音波画像の少なくとも１つの深度を変更するように、前記信号処理手段の駆動を制御することを特徴とする超音波診断装置を提供する。
【００１２】
このような本発明の超音波診断装置において、前記超音波プローブは、前記検出手段が前記超音波プローブに音響カプラが装着されたことを検出した場合には、前記合成される超音波画像の少なくとも１つの深度を深くするのが好ましい。
また、前記超音波プローブは、前記診断装置本体が合成超音波画像を生成する際には、前記複数種類の超音波の送受信のうちの１種類で、予め設定された所定出力領域の超音波画像である主画像を得るための超音波の送受信を行なうのが好ましい。
【００１３】
また、前記超音波プローブは、前記検出手段が前記超音波プローブに音響カプラが装着されたことを検出した場合には、前記合成される超音波画像の少なくとも１つにおいて、この音響カプラに対応する深度領域は、前記信号処理手段によるに受信信号の処理を行なわないのが好ましい。
また、前記超音波プローブは、前記検出手段が超音波プローブに音響カプラが装着されたことを検出した場合には、前記合成超音波画像を生成するための超音波画像の全てにおいて、前記音響カプラに対応する深度領域は、前記信号処理手段によるに受信信号の処理を行なわないのが好ましい。
また、前記超音波プローブは、前記検出手段が超音波プローブに音響カプラが装着されたことを検出した場合には、前記主画像以外の超音波画像において、この主画像と重ならない領域は、超音波による走査を行なわないのが好ましい。
【００１４】
また、被写体表面側の所定深度領域において前記超音波画像の合成を行なう、近傍モードを有するのが好ましい。
さらに、前記超音波プローブは、前記検出手段が前記超音波プローブに音響カプラが装着されたことを検出した場合には、前記合成される超音波画像の少なくとも１つの深度を、前記近傍モードの所定深度領域より深い所定深度とするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
上記構成を有する本発明の超音波診断装置によれば、被写体の表面近傍に超音波の焦点を合せるための音響カプラを用いる際にも、超音波の送受信方向が異なる複数画像を合成する空間コンパウンドを利用して、効果的で高画質な超音波画像を、効率良く得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の超音波診断装置を概念的に示すブロック図である。
【図２】図１に示す超音波診断装置で行なう空間コンパウンドを説明するための概念図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の超音波診断装置で行なう空間コンパウンドの一例を説明するための概念図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の超音波診断装置で行なう空間コンパウンドの別の例を説明するための概念図である。
【図５】本発明の超音波診断装置で行なう空間コンパウンドの別の例を説明するための概念図である。
【図６】空間コンパウンドを説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の超音波診断装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００１８】
図１に、本発明の超音波診断装置の一例をブロック図で概念的に示す。
図１に示す超音波診断装置１０は、超音波プローブ（超音波探触子）１２と、この超音波プローブ１２と無線通信で接続される診断装置本体１４とを有する。
さらに、超音波診断装置１０は、超音波プローブ１２（以下、プローブ１２とする）の超音波送受信面に着脱自在な、音響カプラ１５を有する。
【００１９】
音響カプラ１５は、被検体の表面付近に超音波（超音波ビーム）の焦点を合せるための物である。本発明において、音響カプラ１５は、生体（被検体）に近い音響インピーダンスを有する材料から形成され、プローブ１２の表面に着脱自在に構成される、超音波診断装置に利用される、公知のものである。
なお、本発明の超音波診断装置１０において、音響カプラ１５は、１種に限定はされず、厚さや形状等が異なる複数種の音響カプラ１５を有してもよい。
【００２０】
プローブ１２は、被検体に超音波を送信して、被検体によって反射された超音波エコーを受信し、受信した超音波エコーに応じた超音波画像の受信信号を出力するものである。
なお、本発明において、プローブ１２の種類には、特に限定はなく、コンベックス型、リニア型、セクタ型等の各種の形式が利用可能である。また、体外式プローブでもよいし、ラジアルスキャン方式等の超音波内視鏡用プローブでもよい。さらに、プローブ１２は、ハーモニックイメージングに対応する、送信した超音波の二次以上の高調波を受信するための超音波振動子を有するものであってもよい。
【００２１】
プローブ１２は、超音波の送受信を行なう（超音波）トランスデューサ１８を、一次元的もしくは二次元的に配列してなる圧電素子ユニット１６を有する。また、圧電素子ユニット１６には、個別信号処理部２０ａを有する信号処理部２０が接続される。
個別信号処理部２０ａは、圧電素子ユニット１６のトランスデューサ１８の個々に対応して接続される。また、個別信号処理部２０ａには、パラレル／シリアル変換部２４を介して無線通信部２６が接続されている。さらに、無線通信部２６には、アンテナ２８が接続される。
また、各トランスデューサ１８には、送信駆動部３０を介して送信制御部３２が接続され、各個別信号処理部２０ａは受信制御部３４が接続され、無線通信部２６に通信制御部３６が接続されている。そして、パラレル／シリアル変換部２４、送信制御部３２、受信制御部３４および通信制御部３６に、プローブ制御部３８が接続されている。
【００２２】
なお、プローブ１２には、図示を省略するバッテリが内蔵されており、このバッテリから、各部位に駆動のための電力が供給される。
【００２３】
圧電素子ユニット１６は、超音波を被検体に送信し、被検体に反射された超音波エコーを受信して、受信した超音波エコーに応じた電気信号（超音波エコーの受信信号）を出力するトランスデューサ１８を一次元的もしくは二次元的に配列して、バッキング層、音響整合層、および音響レンズを積層してなる、公知のものである。
【００２４】
トランスデューサ１８は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）やＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等からなる圧電体の両端に電極を形成した超音波振動子である。
超音波振動子の電極に、パルス状の電圧（または連続波の電圧）を印加すると、圧電体が伸縮して、それぞれの振動子からパルス状の超音波（または連続波の超音波）が発生して、それぞれの超音波の合成により、超音波ビームが形成される。
また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することにより伸縮して電気信号を発生し、この電気信号が超音波の受信信号として出力される。
【００２５】
トランスデューサ１８は、送信駆動部３０から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信して、電気信号（受信信号）に変換して個別信号処理部２０ａに出力する。
送信駆動部３０は、デシタル／アナログコンバータ、ローパスフィルタ、アンプ、パルサ等を有して構成され、パルス状の駆動電圧（送信パルス）を各トランスデューサ１８（超音波振動子の電極）に供給することにより、超音波振動子を振動させて、超音波を送信させる。
また、送信駆動部３０は、送信制御部３２によって選択された送信遅延パターンに基づいて、複数のトランスデューサ１８から送信される超音波が超音波ビームを形成するように、それぞれの駆動信号の遅延量を調節して複数のトランスデューサ１８に供給する。
【００２６】
圧電素子ユニット１６の各トランスデューサ１８には、信号処理部２０の個別信号処理部２０ａが接続される。
個別信号処理部２０ａは、ＬＮＡ(Low-Noise Amplifier)、ＶＣＡ(Voltage-Controlled Attenuator)、ＰＧＡ(Programmable Gain Amplifier)、ローパスフィルタ、アナログ／デシタルコンバータ等からなるＡＦＥ(Analog Front End)を有する。個別信号処理部２０ａは、受信制御部３４の制御の下、対応するトランスデューサ１８から出力される受信信号をＡＦＥで処理して、デジタルの受信信号に変換する。さらに、個別信号処理部２０ａでは、ＡＦＥで生成したデジタルの受信信号に、直交検波処理または直交サンプリング処理を施すことにより複素ベースバンド信号を生成し、複素ベースバンド信号をサンプリングすることにより、組織のエリアの情報を含むサンプルデータを生成して、サンプルデータをパラレル／シリアル変換部２４に供給する。
パラレル／シリアル変換部２４は、複数チャンネルの個別信号処理部２０ａによって生成されたパラレルのサンプルデータを、シリアルのサンプルデータに変換する。
【００２７】
ここで、超音波診断装置１０は、互いに方向が異なる超音波の送受信によって得られた複数の超音波画像を合成して、合成超音波画像を生成する、空間コンパウンドを行なう機能を有している。図示例では、一例として、空間コンパウンドを行なう際には、３つの超音波画像を合成するので、受信制御部３４および送信制御部３２は、互いに送受信の方向が異なる、３種類（３方向）の超音波の送受信を行なうように、送信駆動部３０および各個別信号処理部２０ａの駆動を制御する。
【００２８】
また、受信制御部３４は、空間コンパウンドを行なう際に、プローブ１２に音響カプラ１５が装着された場合には、空間コンパウンドで合成する超音波画像の１つ以上で、信号処理部２０で処理する受信信号の深度を調整する。
加えて、超音波診断装置１０には、被検者の表面近傍の所定深度領域において、空間コンパウンドによる画像の合成を行なう近傍モードが設定されている。この近傍モードが指示された場合にも、空間コンパウンドで合成する超音波画像の１つ以上で、信号処理部２０で処理する受信信号の深度を調整する。
以上の点に関しては、後に詳述する。
【００２９】
無線通信部２６は、シリアルのサンプルデータに基づいてキャリアを変調して伝送信号を生成し、伝送信号をアンテナ２８に供給してアンテナ２８から電波を送信することにより、シリアルのサンプルデータを送信する。
変調方式としては、例えば、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation）等が用いられる。
無線通信部２６は、診断装置本体１４との間で無線通信を行うことにより、サンプルデータを診断装置本体１４に送信すると共に、診断装置本体１４から各種の制御信号を受信して、受信された制御信号を通信制御部３６に出力する。通信制御部３６は、プローブ制御部３８によって設定された送信電波強度でサンプルデータの送信が行われるように無線通信部２６を制御すると共に、無線通信部２６が受信した各種の制御信号をプローブ制御部３８に出力する。
【００３０】
無線通信部２６は、アンテナ２８によって、診断装置本体１４との間で無線通信を行うことにより、サンプルデータを診断装置本体１４に送信すると共に、診断装置本体１４から後述する関心領域の情報などの各種の制御信号を受信して、受信された制御信号を通信制御部３６に出力する。
通信制御部３６は、プローブ制御部３８によって設定された送信電波強度でサンプルデータの送信が行われるように無線通信部２６を制御すると共に、無線通信部２６が受信した各種の制御信号をプローブ制御部３８に出力する。
【００３１】
プローブ制御部３８は、診断装置本体１４から送信される各種の制御信号に基づいて、プローブ１２の各部の制御を行う。
【００３２】
前述のように、本発明の超音波診断装置１０は、空間コンパウンドによる画像（合成超音波画像）を生成する機能を有する。
周知のように、空間コンパウンドとは、被検体に対して、超音波の送受信の方向（走査角度／走査方向）が互いに異なる、複数種類（複数方向）の超音波の送受信（以下、「送受信とする」）を行い、この複数種類の送受信によって得られた超音波画像を合成することにより、１つの合成超音波画像を生成する技術である。このような空間コンパウンドを行なうことで、超音波画像において、超音波画像のスペックルを低減することができる。
【００３３】
図示例の超音波診断装置１０において、空間コンパウンドを行なう際には、図２に概念的に示すように、プローブ１２は、通常の超音波画像（予め設定された所定領域の超音波画像）と同領域の超音波画像である主画像を得るための送受信（以下、主画像の送受信とする）、主画像の送受信に対して、方向を角度θ（例えば、２０°）傾けた超音波の送受信（角度θ偏向した送受信）、および、主画像の送受信に対して、方向を角度−θ傾けた超音波の送受信の、方向が互いに異なる３種類の超音波の送受信を行なう。
以下、便宜的に、上記主画像の送受信を『画像Ａの送受信』、画像Ａの送受信に対して角度をθ傾けた送受信を『画像Ｂの送受信』、画像Ａの送受信に対して角度を−θ傾けた送受信を『画像Ｃの送受信』とも言う。
【００３４】
すなわち、図示例においては、空間コンパウンドを行なう際には、この３種類の超音波の送受信を、１つの合成超音波画像を得るための１つのフレーム（単位）として、フレームレートを変更することなく、この１フレームの送受信を繰り返し行なう。
従って、プローブ１２の送信制御部３２および受信制御部３４は、空間コンパウンドを行なう際には、この３種類の超音波の送受信を繰り返し行なうように、送信駆動部３０および各個別信号処理部２０ａの駆動を制御する。
【００３５】
診断装置本体１４（後述する画像合成部８０）は、空間コンパウンドを行なう際には、画像Ａの送受信で得られた主画像である超音波画像Ａ（実線）、画像Ｂの送受信で得られた超音波画像Ｂ（破線）、および、画像Ｃの送受信で得られた超音波画像Ｃ（一点鎖線）の、３つの超音波画像を合成して、超音波画像Ａの領域の合成超音波画像を生成する。
従って、図示例においては、空間コンパウンドで合成する超音波画像の数（所定数）は、３となる。
【００３６】
なお、本発明において、空間コンパウンドによって合成する超音波画像の所定数は、３に限定はされず、２でもよく、あるいは、４以上であってもよい。
また、このような方向が異なる（超音波）送受信の方法は、図２に概念的に示すような、超音波送受信の遅延による方法に限定はされず、例えば前記特許文献１や特許文献２に記載される方法など、公知の方法が、各種、利用可能である。
さらに、図示例では、リニア型を例に説明をしているが、本発明は、コンベックス型やセクタ型等の各種の形式のプローブに利用可能であるのは、前述のとおりである。
【００３７】
また、前述のように、超音波診断装置１０には、被検者の表面近傍の所定深度領域（超音波送受信方向の所定領域）において、空間コンパウンドによる画像の合成を行なう近傍モードが設定されている。
この近傍モードが指示された場合にも、空間コンパウンドで合成する超音波画像の１つ以上で、信号処理部２０で処理する受信信号の深度を調整する。
【００３８】
図示例においては、図３（Ａ）に概念的に示すように、通常の空間コンパウンドにおける深度をＬ１（例えば、５ｃｍ）とする。従って、通常の空間コンパウンドを行なう際には、超音波画像Ａ〜Ｃは、全て、深度Ｌ１の画像となる。
これに対し、近傍モードでの空間コンパウンドは、主画像に対応する画像Ａの送受信は深度Ｌ１までとして、画像Ｂおよび画像Ｃの送受信を、深度Ｌ２（例えば、２ｃｍ）までとする。すなわち、近傍モードでの空間コンパウンドでは、深度Ｌ１の超音波画像Ｌ１と、深度Ｌ２の超音波画像Ｂｎおよび超音波画像Ｃｎとを合成して、被写体近傍の深度Ｌ２の領域で画像を合成した、合成超音波画像を生成する。
【００３９】
超音波診断装置１０においては、この超音波画像の深度の調整を、受信信号を処理する個別信号処理部２０ａ（そのＡＦＥ）の駆動を制御する。
すなわち、超音波診断装置１０では、空間コンパウンドで合成する超音波画像の深度に応じて、信号処理部２０の個別信号処理部２０ａの駆動をｏｎ／ｏｆｆすることで、受信信号を処理する深度領域を調整して、各超音波画像を所定深度の画像とする。
【００４０】
具体的には、後述する操作部７２による操作等によって、近傍モードでの空間コンパウンドが選択／指示された場合には、画像Ａの送受信は、図３（Ｃ）に概念的に示すように、送信パルスのｏｎと同時に個別信号処理部２０ａの駆動もｏｎして、深度Ｌ１（超音波画像Ａすなわち主画像に対応する深度）に対応する時間となったら、個別信号処理部２０ａの駆動をｏｆｆする。
これに対し、近傍モードでは、画像Ｂおよび画像Ｃの送受信は、図３（Ｄ）に概念的に示すように、送信パルスのｏｎと同時に個別信号処理部２０ａの駆動をｏｎし、深度Ｌ１よりも短い、近傍モードに対応する深度Ｌ２に対応する時間となった時点で、個別信号処理部２０ａの駆動をｏｆｆする。
これにより、深度Ｌ１の超音波画像Ａと、深度Ｌ２の超音波画像Ｂｎおよび超音波画像Ｃｎとを、生成することができる。
【００４１】
ここで、前述のように、図示例の超音波診断装置１０は、被検体の表面近傍に超音波の焦点を合せるための音響カプラ１５を有している。
超音波診断装置１０においては、音響カプラ１５のプローブ１２への装着は、後述する診断装置本体１４の操作部７２による入力操作によって、検出する。すなわち、図示例においては、操作部７２が、音響カプラ１５の装着を検出する検出手段を構成する。
【００４２】
超音波診断装置１０においては、音響カプラ１５が装着されたことを検出したら、プローブ１２は、自動的に、前述の近傍モードに準ずる超音波の送受信、すなわち、前述の近傍モードに準ずる超音波画像の生成を行なう。
言い換えれば、超音波診断装置１０において、プローブ１２は、音響カプラ１５が装着されたことを検出したら、自動的に、被検者の表面近傍のみにおいて、空間コンパウンドを行なうように、超音波の送受信を行なう。もしくは、音響カプラ１５が装着されたことを検出したら、少なくとも１つの超音波画像において、単純に、音響カプラ１５の分だけ、超音波の送受信の深度を深くしてもよく、あるいは、近傍モードを指示された際に音響カプラ１５が装着されたことを検出したら、少なくとも１つの超音波画像において、例えば以下に示すように、音響カプラ１５の分だけ、超音波の送受信の深度を深くするようにしてもよい。
【００４３】
一例として、音響カプラ１５が装着されても、図３（Ｂ）に概念的に示されるように、画像Ａの送受信（超音波画像Ａ）は、先と同様に、深度Ｌ１までとする。
これに対し、音響カプラ１５が装着されたら、画像Ｂおよび画像Ｃの送受信は、前述の深度Ｌ２に、音響カプラ１５の厚さ（深さ方向＝超音波送受信方向のサイズ）に対応する深度ｔ（例えば、１ｃｍ）を加えた、深度Ｌ３までとする。すなわち、この際には、主画像である深度Ｌ１の超音波画像Ａに合成するのは、図３（Ｂ）に示すように、近傍モードにおける深度Ｌ２に、音響カプラ１５の厚さ分の深度ｔを加えた、深度Ｌ３の超音波画像Ｂｃおよび超音波画像Ｃｃとなる。
【００４４】
従って、この際には、画像Ａの送受信は、先と同様、図３（Ｃ）に概念的に示すように、送信パルスのｏｎと同時に個別信号処理部２０ａの駆動もｏｎして、深度Ｌ１に対応する時間となったら、個別信号処理部２０ａの駆動をｏｆｆする。
これに対し、画像Ｂおよび画像Ｃの送受信では、図３（Ｅ）に概念的に示すように、送信パルスのｏｎと同時に個別信号処理部２０ａの駆動もｏｎして、深度Ｌ２よりも深度ｔ分だけ長い、深度Ｌ３に対応する時間となったら、個別信号処理部２０ａの駆動をｏｆｆする。
これにより、深度Ｌ１の超音波画像Ａと、深度Ｌ３の超音波画像Ｂｃおよび超音波画像Ｃｃとを、生成することができる。
【００４５】
音響カプラ１５を装着して超音波診断を行なう場合とは、すなわち、被検体の表面近傍の超音波画像が必要な場合であり、深度が深い領域は、不要である。
従って、音響カプラー１５が装着されたら、空間コンパウンドで合成する超音波画像の１以上の深度を、所定深度以下とする本発明によれば、無駄な信号処理や音線の生成を不要として、効率良く、表面近傍が高画質な、効果的な超音波画像を得ることができる。また、近傍モードのような、被検体表面近傍の空間コンパウンドを行なう操作が設定されている場合には、音響カプラーの厚さを考慮した深度の超音波画像を生成することも可能であり、被検体表面近傍で十分な深度の合成超音波画像を生成できる。
加えて、超音波画像の深度の調整は、トランスデューサ１８が出力した受信信号を処理する個別信号処理部２０ａの駆動制御によって行なう。そのため、無駄な受信信号の処理を無くして信号処理を効率良く行なうことができ、さらに、かつ、無駄なＡＦＥの駆動等も抑制して個別信号処理部２０ａの発熱等も抑制できる。
【００４６】
ところで、音響カプラー１５を装着した状態での空間コンパウンドにおいては、音響カプラー１５が装着されている深度領域では、受信信号を処理しても無駄である。すなわち、本発明の超音波診断装置１０においては、音響カプラ１５に対応する深度ｔの領域では、画像Ｂおよび画像Ｃの送受信で超音波画像を生成する必要はない。
これに対応して、図４（Ａ）に概念的に示すように、主画像である超音波画像Ａは、そのまま深度Ｌ１の画像として、画像Ｂおよび画像Ｃの送受信による画像は、深度Ｌ３の領域から、プローブ１２側の深度ｔの領域を除いた、深度ｔから深度Ｌ２までの領域の超音波画像Ｂｃｘおよび超音波画像Ｃｃｘとしてもよい。
【００４７】
従って、この際には、画像Ａの送受信は、今までと同様、図３（Ｃ）に示されるタイミングで個別信号処理部２０ａを駆動する。
これに対し、画像Ｂおよび画像Ｃの送受信では、図４（Ｃ）に示すように、送信パルスがｏｎしても、個別信号処理部２０ａの駆動はｏｎせず、音響カプラ１５の厚さに対応する深度ｔに対応する時間となった時点で、個別信号処理部２０ａの駆動をｏｎする。さらに時間が経過して、深度Ｌ３に対応する時間となった時点で、個別信号処理部２０ａの駆動をｏｆｆする。
これにより、無駄な信号処理等を、さらに省いて、より効率のよい被検者の表面近傍での空間コンパウンドを行なうことができ、また、信号処理部２０の発熱等も、より抑制することができる。
【００４８】
ここで、図４に示す例のように、音響カプラ１５の厚さに対応する深度ｔの領域の画像を有さない超音波画像Ｂｃｘおよび超音波画像Ｃｃｘでは、主画像である超音波画像Ａと、全く重ならない領域が生じる。
すなわち、超音波画像Ｂｃｘおよび超音波画像Ｃｃｘでは、図４（Ｃ）に斜線で示す、深度方向と直交方向の距離で『ｔ×ｔａｎθ』に相当する領域は、主画像である超音波画像Ａと全く重ならない。
【００４９】
従って、この深度ｔの領域で受信信号の処理を行なわない画像Ｂおよび画像Ｃの送受信では、この主画像に対応する画像Ａの送受信と重ならない領域では、超音波の送受信を行なっても無駄になる。
そのため、本発明の超音波診断装置１０においては、より好ましい態様として、主画像に合成する関心領域の超音波画像を得るための超音波の送受信では、主画像の超音波の送受信領域と重ならない領域は、超音波による走査（音線の生成）を行なわない。言い換えれば、主画像に合成される超音波画像においては、主画像と重ならない領域の超音波の送受信を行なわない。
例えば、図４に示す例においては、画像Ｂおよび画像Ｃの送受信では、図４（Ｂ）に斜線で示す領域では、超音波による走査を行なわずに、この斜線部分を有さない超音波画像Ｂｃｘ−ｓおよび超音波画像Ｃｃｘ−ｓとする。
【００５０】
これにより、音響カプラ１５を装着して空間コンパウンドを行なう際に、主画像に合成する超音波画像の音線の総数を低減して、無駄な超音波の送受信を無くし、かつ、効率のよい受信信号の処理を可能にして、さらに、個別信号処理部２０ａの発熱も、より好適に抑制することができる。
【００５１】
なお、主画像に合成する超音波画像において、この主画像と重ならない領域では、超音波による走査を行なわない代わりに、この主画像と重ならない領域における音線数を低減し、および／または、主画像と重ならない領域での開口数チャンネル数を減らすようにしてもよい。
【００５２】
さらに、音響カプラ１５に対応する深度ｔの領域は、主画像でも無用な領域である。
従って、本発明の超音波診断装置１０においては、主画像である画像Ａの送受信でも、深度ｔの領域で個別信号処理部２０ａでの受信信号処理を行なわなくてもよい。すなわち、主画像を、図５に示すように、音響カプラ１５に対応する深度ｔの領域の画像を有さない、超音波画像Ａｘとしてもよい。
この方法によれば、より無駄な信号処理等を無くして、より効率よく、かつ、信号処理部２０の発熱を抑えた、空間コンパウンドによる画像超音波画像の生成を行なうことができる。
【００５３】
図示例のプローブ１２は、トランスデューサ１８が超音波エコーを受信して出力した受信信号（電気信号）を処理する、ＡＦＥ等を備える個別信号処理部２０ａを有する。
周知のように、ＡＦＥ等の集積回路は、信号を処理することによって発熱し、この発熱に起因して、動作が不安定になる。その結果、個別信号処理部２０ａでの受信信号の処理が不安定になり、得られる超音波画像の画質が劣化する。
【００５４】
そのため、プローブ１２内に温度測定手段を設け、この温度測定結果に応じて、音線数および／または開口チャンネル数（超音波の送受信で駆動するトランスデューサ１８の数）を調整して、主画像に合成する超音波画像の画質を低減してもよい。
なお、温度測定手段には、特に限定は無く、公知のものが各種利用可能である。また、この温度測定手段は、大きな発熱源となる個別信号処理部２０ａを有する、信号処理部２０の温度測定を行なうのが好ましい。
【００５５】
一例として、温度の閾値として、Ｔ１［℃］と、Ｔ１よりも高温であるＴ２［℃］を設定しておく。
また、超音波画像の画質として、音線数が２５６本で開口チャンネル数が６４ｃｈ（チャンネル）の通常画質と、音線数が１２８本で開口チャンネル数が４８ｃｈの中間画質と、音線数が９６本で、開口チャンネル数が３２ｃｈの低画質を設定しておく。
【００５６】
その上で、温度測定手段による温度測定結果がＴ１未満の場合は、画像Ａ、画像Ｂおよび画像Ｃの送受信を、全て、通常画質の条件で行なう。
また、温度測定手段による温度測定結果がＴ１以上Ｔ２未満の場合の場合には、画像Ａの送受信を通常画質に対応する条件で行い、画像Ｂおよび画像Ｃの送受信を中間画質に対応する条件で行なう。
さらに、温度測定手段による温度測定結果がＴ２以上の場合の場合には、画像Ａの送受信を通常画質に対応する条件で行い、画像Ｂおよび画像Ｃの送受信を低画質に対応する条件で行なう。
【００５７】
これにより、プローブ１２内で発熱が生じた際に、この温度上昇を迅速に抑制することができる。また、プローブ１２が発熱した際にも、発熱を抑制して、画質の劣化を最小限に抑えることができる。従って、この画質調整方法によれば、空間コンパウンドによって、高画質な超音波画像を、安定して得ることができる。
なお、このようなプローブ１２の温度に応じた超音波の送受信条件の調整は、関心領域が設定されている場合でも、設定されていない場合でも、同様に行なうことができる。
【００５８】
さらに、本発明の超音波診断装置１０においては、空間コンパウンドを行なう際における超音波の各送受信の順番は、「画像Ａの送受信（以下、省略）→画像Ｂ→画像Ｃ」に限定はされず、各種の順序が利用可能である。
一例として、１フレーム目を「画像Ａの送受信→画像Ｂ→画像Ｃ」、２フレーム目を「画像Ｃ→画像Ｂ→画像Ａ」、３フレーム目を「画像Ａ→画像Ｂ→画像Ｃ」、４フレーム目を「画像Ｃ→画像Ｂ→画像Ａ」………のようにしてもよい。
すなわち、本発明においては、連続するフレーム（すなわち、時間的に連続する合成超音波画像）において、最も近接する超音波画像の送受信方向を、同方向にしてもよい。このような送受信の順序によれば、同方向の送受信が連続するので、送信駆動部３０や個別信号処理部２０ａの制御を、簡略化できる。
【００５９】
前述のように、プローブ１２が出力する受信信号は、無線通信によって、診断装置本体１４に供給される。
診断装置本体１４は、アンテナ５０が接続される無線通信部５２を有し、この無線通信部５２にシリアル／パラレル変換部５４を介してデータ格納部５６が接続され、データ格納部５６に画像生成部５８が接続されている。さらに、画像生成部５８に表示制御部６２を介して表示部６４が接続されている。
また、無線通信部５２に通信制御部６８が接続され、シリアル／パラレル変換部５４、画像生成部５８、表示制御部６２および通信制御部６８に本体制御部７０が接続されている。本体制御部７０は、診断装置本体１４内の各部の制御を行うものであり、空間コンパウンド実施の有無等の各種の入力操作を行うための操作部７２が接続されている。
【００６０】
なお、診断装置本体１４は、図示を省略する電源部が内蔵されており、この電源部から、各部位に駆動のための電力が供給される。
また、診断装置本体１４には、プローブ１２に内蔵されるバッテリに充電を行なうための、充電手段を有してもよい。
【００６１】
前述のように、図示例の超音波診断装置１０においては、一例として、操作部７２に、プローブ１２に音響カプラ１５を装着したことを指示するための手段が設定される。超音波診断装置１０は、この操作部７２への入力操作によって、音響カプラ１５が装着されたことを検出し、その旨の指示をプローブ１２に送る。
本発明の超音波診断装置１０において、音響カプラ１５が装着された旨の入力方法には、特に限定はなく、ＧＵＩ(Graphical User Interface)を利用する方法、音響カプラ１５の装着を入力（指示）するための専用のスイッチを設ける方法等、各種の診断装置で利用されている、各種の情報や指示等の入力方法が、利用可能である。
【００６２】
また、厚さ（超音波送受信方向のサイズ）が異なる複数種の音響カプラ１５を有する場合には、音響カプラ１５の種類（もしくは厚さ）も入力可能して、各音響カプラ１５に応じて、厚さ（すなわち深度ｔ）を検出できるようにしてもよい。
【００６３】
ここで、音響カプラ１５を装着されたことを検出する方法は、操作部７２への入力に限定はされず、各種の方法が、利用可能である。
一例として、プローブ１２に音響カプラ１５の検出手段を設け、この検出手段によって、プローブ１２が音響カプラ１５を装着されたことを検出してもよい。検出方法には、特に限定はなく、音響カプラ１５の装着によってｏｎ（あるいはｏｆｆ）されるスイッチを用いる方法、磁気を用いる方法、光学的な検出方法等、公知の部材の検出方法が、各種、利用可能である。さらに、超音波を用いて、音響カプラ１５が装着されたことを検出してもよい。一例として、トランスデューサ１８から超音波の送受信を行い、送信を開始してから反射波を受信するまでの時間によって、音響カプラ１５が装着されたか否かを判別する。
また、操作部７２などの診断装置本体１４が有する検出手段と、プローブ１２が有する検出手段との、両者を有してもよい。
【００６４】
本発明の超音波診断装置１０においては、空間コンパウンドの実施と、音響カプラ１５の装着との両方を入力（指示）するようにしてもよい。
もしくは、プローブ１２への音響カプラ１５の装着を検出した時点で、空間コンパウンドを行なう旨の入力指示が無くても、自動的に、前述の深度Ｌ３の超音波画像を生成して深度Ｌ１の主画像に合成する、空間コンパウンドを行なうようにしてもよい。
【００６５】
無線通信部５２は、プローブ１２との間で無線通信を行うことにより、各種の制御信号をプローブ１２に送信する。また、無線通信部５２は、アンテナ５０によって受信される信号を復調することにより、シリアルのサンプルデータを出力する。
通信制御部６８は、本体制御部７０によって設定された送信電波強度で各種の制御信号の送信が行われるように、無線通信部５２を制御する。
シリアル／パラレル変換部５４は、無線通信部５２から出力されるシリアルのサンプルデータを、パラレルのサンプルデータに変換する。データ格納部５６は、メモリまたはハードディスク等によって構成され、シリアル／パラレル変換部５４によって変換された少なくとも１フレーム分のサンプルデータを格納する。
【００６６】
画像生成部５８は、データ格納部５６から読み出した１画像毎のサンプルデータに受信フォーカス処理等を施して、超音波画像を表す画像信号を生成する。この画像生成部は、整相加算部７６と、画像処理部７８と、画像合成部８０とを有する。
【００６７】
整相加算部７６は、本体制御部２１において設定された受信方向に応じて、予め記憶されている複数の受信遅延パターンの中から１つの受信遅延パターンを選択し、選択された受信遅延パターンに基づいて、サンプルデータによって表される複数の複素ベースバンド信号にそれぞれの遅延を与えて加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれたベースバンド信号（音線信号）が生成される。
【００６８】
画像処理部７８は、整相加算部７６によって生成される音線信号に基づいて、被検体内の組織に関する断層画像情報である超音波画像（Ｂモード画像）の画像信号を生成する。
画像処理部７８は、ＳＴＣ（sensitivity time control）部と、ＤＳＣ（digital scan converter：デジタル・スキャン・コンバータ）とを含んでいる。ＳＴＣ部は、音線信号に対して、超音波の反射位置の深度に応じて、距離による減衰の補正を施す。ＤＳＣは、ＳＴＣ部によって補正された音線信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換（ラスター変換）し、階調処理等の必要な画像処理を施すことにより、超音波画像信号を生成する。
【００６９】
画像合成部８０は、空間コンパウンドを行なう際に、画像処理部７８が生成した超音波画像の合成を行なう。
前述のように、プローブ１２では、空間コンパウンドを行なう際には、画像Ａの送受信、画像Ｂの送受信、および画像Ｃの送受信の、３画像分（３種類）の超音波の送受信を行なう。
これに応じて、空間コンパウンドを行なう際には、画像合成部８０は、画像Ａの送受信による超音波画像Ａ、画像Ｂの送受信による超音波画像Ｂ、および画像Ｃの送受信の送受信による超音波画像Ｃの合成を行い、合成超音波画像の画像信号を生成する。
【００７０】
ここで、本発明の超音波診断装置１０では、空間コンパウンドを行なう際に、プローブ１２に音響カプラ１５が装着されたら、合成する超音波画像の少なくとも１つの深度を調整する（深度を深くする）。
図示例においては、一例として、３画像の空間コンパウンドを行なうものであり、音響カプラ１５が装着された場合には、プローブ１２では、前述のように、主画像に対応する画像Ａの送受信は通常の深度Ｌ１とし、主画像に合成する超音波画像に対応する画像Ｂおよび画像Ｃの送受信を深度Ｌ３に変更する。これに応じて、画像合成部８０は、主画像である超音波画像Ａに、被写体の表面近傍の超音波画像である超音波画像Ｂｃ（Ｂｃｘ、Ｂｃｘ−ｓ）および超音波画像Ｃｃ（Ｃｃｘ、Ｃｃｘ−ｓ）を合成する。
また、主画像を、音響カプラ１５に対応する深度ｔに対応する領域を有さない、超音波画像Ａｘとしてもよい。
【００７１】
表示制御部６２は、画像生成部５８によって生成される画像信号に基づいて、表示部６４に超音波画像を表示させる。
表示部６４は、例えば、ＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部６２の制御の下で、超音波画像を表示する。
【００７２】
以下、図１に示す超音波診断装置１０の作用を説明する。
超音波診断装置１０において、診断時には、まず、プローブ１２の送信駆動部３０から供給される駆動電圧に従って、複数のトランスデューサ１８から超音波が送信される。
この超音波は、被検体によって反射され、被検体からの超音波エコーを受信した各トランスデューサ１８から出力された受信信号がそれぞれ対応する個別信号処理部２０ａに供給されてサンプルデータが生成される。
【００７３】
ここで、本例においては、プローブ１２に音響カプラ１５が装着され、さらに、操作部７２を用いて空間コンパウンドを行なう旨が指示され、音響カプラ１５を装着した旨の入力操作が行なわれたとする。
【００７４】
この空間コンパウンドを行なう情報、音響カプラ１５を装着した情報は、プローブ１２に送られ、プローブ制御部３８から、受信制御部３４（あるいはさらに送信制御部３２）に送られる。
受信制御部３４は、この関心領域に応じて、画像Ａの受信信号の処理を、図３（Ｃ）に示すように深度Ｌ１（あるいは、深度ｔから深度Ｌ１）まで行い、画像Ｂおよび画像Ｃの受信信号の処理を、図３（Ｅ）に示すように深度Ｌ３（あるいは、深度ｔから深度Ｌ３）まで行なうように、信号処理部２０（個別信号処理部２０ａ）の動作を制御する。
好ましくは、関心領域の超音波画像が主画像と重ならない領域は、図４（Ｂ）に示すように超音波による走査を行なわないように、送信制御部３２が各トランスデューサ１８の駆動を制御し、かつ、受信制御部３４が各個別信号処理部２０ａの動作を制御する。
【００７５】
個別信号処理部２０ａで生成されたサンプルデータは、パラレル／シリアル変換部２４に送られて、シリアル化された後に無線通信部２６（アンテナ２８）から診断装置本体１４へ無線伝送される。
【００７６】
診断装置本体１４の無線通信部５２で受信されたサンプルデータは、シリアル／パラレル変換部５４でパラレルのデータに変換され、データ格納部５６に格納される。
さらに、データ格納部５６から１画像毎のサンプルデータが読み出され、画像生成部５８で超音波画像の画像信号が生成され、この画像信号に基づいて表示制御部６２により超音波画像が表示部６４に表示される。
【００７７】
空間コンパウンドを行なう場合には、画像生成部５８の画像合成部８０において、超音波画像の合成が行なわれる。
すなわち、前述のように、空間コンパウンドを行なう場合には、画像合成部８０は、画像Ａの送受信による超音波画像Ａ（主画像）、画像Ｂの送受信による超音波画像Ｂ、および画像Ｃの送受信による超音波画像Ｃの合成を行い、合成超音波画像の画像信号を生成し、表示制御部６２に出力する。
ここで、本例においては、音響カプラ１５が装着されているので、画像合成部８０は、主画像である超音波画像Ａ（Ａｘ）に、被写体の表面近傍の超音波画像Ｂｃ（Ｂｃｘ、Ｂｃｘ−ｓ）および超音波画像Ｃｃ（Ｃｃｘ、Ｃｃｘ−ｓ）を合成することにより、合成超音波画像の画像信号を生成し、表示制御部６２に出力する。
【００７８】
以上、本発明の超音波診断装置について詳細に説明したが、本発明は、上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
医療現場等で各種の診断に用いられる超音波診断装置に、好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１０  超音波診断装置
１２  （超音波）プローブ
１４  診断装置本体
１５  音響カプラ
１６  圧電素子ユニット
１８  トランスデューサ
２０  信号処理部
２０ａ  個別信号処理部
２４  パラレル／シリアル変換部
２６，５２  無線通信部
２８，５０  アンテナ
３０  送信駆動部
３２  送信制御部
３４  受信制御部
３６  通信制御部
３８  プローブ制御部
５４  シリアル／パラレル変換部
５６  データ格納部
５８  画像生成部
６２  表示制御部
６４  表示部
６８  通信制御部
７０  本体制御部
７２  操作部
７６  整相加算部
７８  画像処理部
８０  画像合成部
【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】
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【図６】
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