(57)【要約】      （修正有）【課題】超音波プローブと被検体との間の界面状態に起因する超音波画像の画質の低下を抑制することができる超音波診断装置を提供する。【解決手段】反射波識別部３６は、プローブ１２が受信した受信信号の中から皮膚界面における反射波を識別する。評価値算出部３８は、識別された反射波のピーク値Ｐｄを反射皮膚界面における反射量を示す評価値として算出する。比較部４０は、算出した評価値Ｐｄと、皮膚界面における標準的な反射量（ピーク値）を示す基準値Ｐｒとを比較する。制御部３２は、評価値Ｐｄが基準値Ｐｒよりも大きい場合に、プローブ１２から送信される超音波強度を増大させる制御、あるいは受信信号の増幅量を増大させる制御を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体表面に当接され、被検体内の生体組織に対して超音波を送受波するプローブと、
前記超音波の送受波によって得られた受信信号の中から、前記プローブと前記被検体表面との界面における前記超音波の反射波成分を識別する識別手段と、
前記反射波成分に基づいて、前記界面における前記超音波の反射量を示す評価値を算出する評価値算出手段と、
前記評価値に基づいて装置の動作制御を行う動作制御手段と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記識別手段による前記反射波成分の識別、前記評価値算出手段による前記評価値の算出、および前記動作制御手段による前記評価値に基づく装置の動作制御が間欠的に実行される、
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】
前記動作制御には、前記超音波の送受信条件の変更が含まれる、
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４】
前記動作制御には、前記評価値に基づく前記超音波の送信強度制御が含まれる、
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】
前記動作制御手段は、前記界面における標準的な反射量を示す基準値と前記評価値とを比較し、前記評価値が前記基準値よりも前記反射量が多いことを示す場合、前記評価値が示す反射量と前記基準値が示す反射量との差に基づいて、前記超音波の送信強度制御を行う、
ことを特徴とする、請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記動作制御には、前記界面における前記超音波の反射量を低減させる対処を促すアラームの出力が含まれる、
ことを特徴とする、請求項１または２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、被検体内部の組織に対して超音波を送受波して診断を行う超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、被検体の皮膚に当接されるプローブから被検体に対して超音波を送受波する。超音波は、異なる物質間の界面において反射するという特徴を有する。超音波の反射量は、両物質間の音響インピーダンスの差に応じて変化する。より詳しくは、両物質間の音響インピーダンスの差が大きい程その界面における超音波の反射量が大きくなる。
【０００３】
プローブから送信された超音波が被検体の皮膚表面において強く反射してしまうと、被検体内部へ送信される超音波の強度が低下し、超音波画像の画質が低下するなどの問題が発生する。このため、プローブと被検体の皮膚との音響インピーダンスの整合度を高めるための音響整合層がプローブに設けられる。
【０００４】
また、プローブと被検体の皮膚表面との間に空気層が存在すると、空気層と他の物質（例えば音響レンズや皮膚表面）の界面において超音波が強く反射してしまう。これを防ぐために、被検体の皮膚表面に超音波ゼリーが塗布され、プローブは超音波ゼリー上を滑るように移動させられる。
【０００５】
なお、皮膚における超音波の反射を計測に利用する技術も提案されている。特許文献１には、表皮、真皮、および皮下組織の各層を含む皮膚組織からの超音波の反射波に基づいて、各層の厚さや硬さ情報を取得することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２７１７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
被検体の皮膚状態には個人差があり、また同じ被検体であっても時間が異なれば皮膚状態が変わることもある。皮膚状態が変化すると皮膚の音響インピーダンスが変化するため、被検体の皮膚表面における超音波の反射量が被検体の皮膚状態に応じて変化する。これにより、被検体内部へ送信される超音波の強度も変化する。また、上述のように被検体の皮膚表面には超音波ゼリーが塗布されるが、その塗布状態によってプローブと被検体の皮膚表面との間における超音波の反射量が変化し、被検体内部へ送信される超音波の強度が変化する。
【０００８】
このように、被検体の皮膚状態および超音波ゼリーの塗布状態を含む、超音波プローブと被検体の皮膚表面との界面状態に応じて、被検体内部へ送信される超音波の強度が変化する。特に、界面状態が適切でない場合に被検体内部へ送信される超音波の強度が低下することにより超音波画像の画質が低下する。これにより、超音波診断装置の超音波送信条件が同じであるにも関わらず、形成される超音波画像の画質が変動するなどの問題が生じている。
【０００９】
本発明の目的は、超音波プローブと被検体との間の界面状態に起因する超音波画像の画質の低下を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る超音波診断装置は、被検体表面に当接され、被検体内の生体組織に対して超音波を送受波するプローブと、前記超音波の送受波によって得られた受信信号の中から、前記プローブと前記被検体表面との界面における前記超音波の反射波成分を識別する識別手段と、前記反射波成分に基づいて、前記界面における前記超音波の反射量を示す評価値を算出する評価値算出手段と、前記評価値に基づいて装置の動作制御を行う動作制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
プローブと被検体表面との界面（以下、単に界面と記載）の状態によって当該界面における超音波の反射量が変化するため、界面における超音波の反射量は界面の状態を示す値として捉えることができる。したがって、評価値算出手段により算出される評価値は、界面における超音波の反射量を示すとともに、界面の状態を示す指標となる。ここで、界面の状態には、被検体の皮膚状態および超音波ゼリーの塗布状態が含まれ、界面における超音波の反射量には、被検体表面からの反射量およびプローブと被検体表面との間における超音波の反射量も含まれる。そして、動作制御手段は、算出された評価値に基づいて超音波診断装置の動作制御を行う。これは、界面の状態に基づいて動作制御を行うことを意味する。動作制御手段が評価値に基づいて（すなわち界面の状態に基づいて）動作制御を行うことにより、被検体内へ送信される超音波強度の低下により生じる超音波画像の画質低下を抑制することができる。
【００１２】
望ましくは、前記識別手段による前記反射波成分の識別、前記評価値算出手段による前記評価値の算出、および前記動作制御手段による前記評価値に基づく装置の動作制御が間欠的に実行される。これら一連の動作を間欠的に実行することにより、界面の状態に応じた動作制御を動的に行うことができる。これら一連の動作は、リアルタイムで行うのが好適である。動作制御を動的に行うことで、刻々変化する界面の状態に対応した動作を行うことが可能になる。例えば、診断中における超音波ゼリーの不足を検出し、医師などのユーザに対して超音波ゼリーが不足したことを伝えるメッセージを表示するなどの制御が可能になる。
【００１３】
望ましくは、前記動作制御には、前記超音波の送受信条件の変更が含まれる。また、望ましくは、前記動作制御には、前記評価値に基づく前記超音波の送信強度制御が含まれる。界面の状態に応じて超音波の送受信条件を変更することで、超音波画像の画質低下を抑制することができる。例えば、界面の状態が悪い場合（すなわち反射量が多い場合）は、超音波の送信強度を上げることで被検体内へ送信される超音波の強度を上げることができる。これにより超音波画像の画質を向上させ、界面の状態が良い場合同等の画質を実現する。また、受信ゲインを上げることによって超音波画像の画質を向上させるようにしてもよい。
【００１４】
望ましくは、前記動作制御手段は、前記界面における標準的な反射量を示す基準値と前記評価値とを比較し、前記評価値が前記基準値よりも前記反射量が多いことを示す場合、前記評価値が示す反射量と前記基準値が示す反射量との差に基づいて、前記超音波の送信強度制御を行う。界面における超音波の反射量が多い程、被検体内に送信される超音波の強度が低くなると考えられる。したがって、超音波の反射量に応じて超音波の送信強度制御を行うことにより、界面の状態に起因する超音波画像の画質低下をより好適に抑制することができる。
【００１５】
望ましくは、前記動作制御には、前記界面における前記超音波の反射量を低減させる対処を促すアラームの出力が含まれる。界面の状態は、ユーザより改善することができる場合もある。例えば、超音波ゼリーの量が不足している場合などである。したがって、界面の状態が悪い場合には、ユーザに対してアラームを出力することで、界面における前記超音波の反射量を低減させる対処、すなわち界面の状態を改善させる対処をユーザに促す。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、超音波プローブと被検体との間の界面状態に起因する超音波画像の画質の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】皮膚表面における超音波の反射量を示すグラフである。
【図２】本実施形態に係る超音波診断装置の構成概略図を示す図である。
【図３】本実施形態における超音波の反射量を示すグラフである。
【図４】本実施形態に係る超音波診断装置の動作の流れの例を示すフローチャートである。
【図５】Ｂモード画像上において特定される皮膚領域を示す図である。
【図６】皮膚領域内の全画素の輝度値のヒストグラムである。
【図７】ユーザに対して表示されるメッセージの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１９】
図１は、被検体の皮膚表面における超音波の反射量を示すグラフである。図１に示されたグラフにおいて、横軸は時間を表し、縦軸はプローブ内の振動子が受信した信号の強度を表している。横軸の原点は、超音波の送受波開始タイミングを示している。実線で示されたグラフＧ１は、湿潤状態の皮膚に対して超音波を送信したときの受信信号の強度を示し、点線が示されたグラフＧ２は、乾燥状態の皮膚に対して超音波を送信した時の受信信号の強度を示す。
【００２０】
図１に示されるように、超音波の送受波が開始された直後においては、振動子が自ら送波した超音波の回り込みなどを受信することで、受信信号の強度が一時的に高くなる。その後、受信信号の強度は低下し、送受波開始から約１．７μｓ後において、グラフＧ１、Ｇ２ともに一瞬受信信号の強度が高くなる。これが被検体の皮膚表面における反射波を示す。本例では、反射波が送受波開始から約１．７μｓ後に受信されているが、皮膚表面からの反射波が帰ってくるまでの時間はプローブの構造などにより変動する。
【００２１】
図１に示されるように、超音波の送受波の開始から約１．７μｓ経過した時点において皮膚が湿潤状態である場合と乾燥状態である場合とに間で受信信号の強度に大きな差が生じている。具体的には、皮膚が乾燥状態の場合は、皮膚が湿潤状態である場合に比べ皮膚における反射波の量が大きくなっている。これは、乾燥状態の皮膚表面においては、湿潤状態の皮膚表面よりも多く超音波が反射することを示している。また、送受波の開始から約１．７μｓ経過した後においても、両皮膚状態において受信信号の強度に差がみられる。これは、皮膚内部（角質層、真皮層など）における超音波の反射量にも両皮膚状態間において差が生じていることを示している。
【００２２】
このように、被検体の皮膚状態によって皮膚表面における反射波の量が異なる。また、上述したように、被検体の皮膚表面に塗布された超音波ゼリーの塗布状態によっても超音波の反射波の量が異なる。本実施形態に係る超音波診断装置は、プローブと被検体の皮膚との間において生じた反射波の量に基づいて動作制御を行うものである。これにより、被検体の皮膚状態および超音波ゼリーの塗布状態を含むプローブと被検体との間の界面状態に応じた制御を行う。
【００２３】
以下、超音波診断装置１０の具体的な構成および動作について説明する。図２は、本実施形態に係る超音波診断装置１０の構成概略図である。超音波診断装置１０は、一般に病院などの医療機関に設置され、被検体に対して超音波診断を実行する医療上の機器である。超音波診断装置１０は、被検体に対して送受波した超音波に基づいて様々な検査や計測に用いられる超音波画像（例えば被検体の断層画像を含むＢモード画像）を形成する。まず、超音波診断装置１０の基本的な構成、すなわち超音波の送受波や超音波画像の形成および表示に関する構成要素について説明する。
【００２４】
図２は、超音波診断装置１０の構成概略図である。プローブ１２は、被検体に対して超音波の送受波を行う超音波探触子である。プローブ１２は、その表面に超音波送受波面を有している。超音波送受波面が被検体の皮膚表面に当接された状態で、当該超音波送受波面から超音波が送受波される。その際には、超音波送受波面と被検体の皮膚表面との間に空気層が存在しないよう、被検体の皮膚表面には超音波ゼリーが塗布される。
【００２５】
プローブ１２は複数の振動子からなる振動子アレイを有している。プローブ１２としては、振動子が１次元に配列された１Ｄアレイプローブであってもよく、振動子が２次元に配列された２Ｄアレイプローブであってもよい。送信時において、振動子アレイを構成する複数の振動子に対して、送信部１６からの複数の送信信号が供給され、それらが励振される。これにより超音波ビーム（送信ビーム）が生成される。一方、受信時において、振動子アレイを構成する複数の振動子が反射波を受信すると、各振動子において音響信号が電気信号であるＲＦ受信信号に変換される。これにより生じた複数のＲＦ受信信号がプリアンプ１８へ出力される。また、プローブ１２内の振動子アレイと超音波送受波面との間には、被検体と振動素子との音響インピーダンスを整合させるための音響整合層が設けられている。
【００２６】
送受信切替ＳＷ１４は、プローブ１２からの、あるいはプローブ１２に対する信号経路を切り替えるものである。超音波の送信時においては、送受信切替ＳＷ１４はプローブ１２と送信部１６とが電気的に接続されるように切り替えられる。また、超音波の受信時においては、送受信切替ＳＷ１４は、プローブ１２とプリアンプ１８とが電気的に接続されるように切り替えられる。
【００２７】
送信部１６は、プローブ１２が有する複数の振動子を励振する複数の送信信号をプローブ１２へ送ることで、プローブ１２において超音波を発生させる。プローブ１２において発生する超音波の強度は、送信部１６からの送信信号に基づいて決定される。送信信号はパルス状の電圧信号であるが、当該電圧信号の振幅を大きくする、あるいは電圧信号のパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ；Pulse Repetition Frequency）を上げるなどすることでプローブ１２において発生する超音波の強度が上がる。送信部１６からどのような送信信号が送信されるかは、後述する制御部３２からの指示に従って決定される。
【００２８】
プリアンプ１８、整相加算部２０、検波部２２、およびＬＯＧ圧縮部２４はプローブ１２のアレイ振動子から出力されるＲＦ受信信号を処理する信号処理部である。プリアンプ１８は、プローブ１２内の振動子アレイに含まれる複数の振動子が受信した各ＲＦ受信信号を増幅する。プリアンプ１８における増幅量は、制御部３２からの指示に従って決定される。整相加算部２０は、プリアンプ１８で増幅された複数のＲＦ受信信号の位相を揃えて加算する。検波部２２は、整相加算されたＲＦ受信信号に対して対し包絡線検波処理を行い、エンベロープ受信信号に変換する。ＬＯＧ圧縮部２４は、エンベロープ受信信号に対し、対数圧縮あるいは対数増幅処理を行う。これにより深度が浅い位置からの反射波の信号強度と深度が深い位置からの反射波の信号強度のダイナミックレンジの調整を行う。プリアンプ１８からＬＯＧ圧縮部２４までの処理により、被検体内の複数の深度における反射波の強度を示す情報を有するビームデータが形成される。
【００２９】
画像形成部２６は、例えばデジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）などにより構成され、プリアンプ１８からＬＯＧ圧縮部２４までの処理によって形成されたビームデータに基づいて生体イメージとしての超音波画像を形成する。１枚の超音波画像は、複数のビームデータに基づいて形成される。本実施形態においては、画像形成部２６において形成される超音波画像は、いわゆるＢモード画像であり被検体の内部組織の断層画像を含む画像である。
【００３０】
表示処理部２８は、画像形成部２６が形成した超音波画像他、計測結果あるいは医師等のユーザに対するメッセージなどの各種情報を表示部３０に表示させる処理を行う。表示部３０は、例えば液晶表示器から構成される。
【００３１】
制御部３２は、例えばＣＰＵやプロセッサやメモリ等のハードウェアと、ＣＰＵやプロセッサの動作を規定するソフトウェア（プログラム）との協働により実現されるものである。制御部３２は、超音波診断装置１０に含まれる各部の動作制御を行う。特に、送信部１６が出力する送信信号の振幅あるいはＰＲＦなどの制御、プリアンプ１８の増幅量を制御、あるいは表示処理部２８にユーザに対するメッセージを表示させる処理を行う。入力部３４は、ユーザからの指示を超音波診断装置１０へ入力するためのものであり、スイッチ、ボタン、トラックボールなどを含む。
【００３２】
以下、プローブ１２の超音波送受波面と被検体の皮膚表面の界面（以下、皮膚界面と記載）からの反射波に基づく動作制御に関する構成要素について説明する。本明細書においては、「皮膚界面の状態」の語には、被検体の皮膚状態および被検体の皮膚における超音波ゼリーの塗布状態が含まれる。また、「皮膚界面における反射波」の語には、被検体の皮膚表面における反射波のみならず、プローブ１２の超音波送受波面と被検体の皮膚表面との間（例えば超音波ゼリーと空気層の界面）における反射波が含まれる。なお、これらの構成要素に関する処理の詳細については、図３−７を用いて後述する。
【００３３】
識別手段としての反射波識別部３６は、プローブ１２の振動子アレイが出力する受信信号（すなわち被検体内の各深度からの反射波）の中から、皮膚界面における反射波を識別する。本実施形態では、反射波識別部３６は、検波部２２の出力、すなわちエンベロープ受信信号に基づいて反射波を識別するが、反射波の識別処理の対象となる信号は、プリアンプ１８における増幅処理後のＲＦ受信信号（この場合代表する１または複数のチャンネルのＲＦ受信信号であってもよいし、全チャンネルのＲＦ受信信号であってもよい）、整相加算処理後のＲＦ受信信号、ＬＯＧ圧縮処理後のエンベロープ受信信号、あるいは画像形成部２６により形成されたＢモード画像のいずれであってもよい。本実施形態では、皮膚界面からの反射波が振動子までに到達する時間を予め設定しておき、反射波識別部３６は、当該設定された時間近傍において受信した反射波を皮膚界面からの反射波として識別する。Ｂモード画像における識別においては、図５を用いて後述する。
【００３４】
評価値算出手段としての評価値算出部３８は、皮膚界面における反射波の信号強度（反射量）を示す評価値を算出する。被検体内に送信される超音波強度は皮膚界面における反射量と反比例することから、当該評価値は被検体内に送信される超音波強度を示す値ともなり得る。また、皮膚界面の状態が悪い場合、すなわち皮膚が乾燥状態である場合や超音波ゼリーの塗布量が不十分である場合には、皮膚界面における反射波の量が多くなることから、当該評価値は、皮膚界面の状態を示す指標にもなり得る。評価値としては、例えば皮膚界面における反射波の信号強度の振幅値、検波処理後のエンベロープ信号の振幅値、エネルギー値（エンベロープ信号の振幅値の時間積算値）、あるいはこれらの組み合わせなどを算出することができる。また、Ｂモード画像に基づいて評価値を算出する場合は、当該Ｂモード画像の輝度値を評価値の算出に用いることができる。なお、本明細書における「評価値を算出する」の語は、反射波の信号強度やエンベロープ信号の振幅値の特定も含む概念である。
【００３５】
比較部４０は、算出された評価値と、予め記憶部４２に記憶された閾値および基準値とを比較する。基準値は、皮膚界面における標準的な反射量を示す値である。例えば、正常な皮膚状態の被検体を多数検査した結果得られた評価値の平均値などを用いることができる。基準値は、超音波診断装置１０の設定条件、例えば超音波の送信強度、検査部位、あるいは被検体の属性（年齢や性別）毎に設けられるのが好適である。閾値は、プローブ１２が空中放置されているか否かを識別するために設けられる値である。閾値は、プローブ１２を空中に放置した場合の超音波送受波面での反射波の量（ほぼ全反射となる）を示す値と、基準値との間の値が設定される。
【００３６】
比較部４０は、算出した評価値を当該閾値と比較することでプローブ１２が空中放置されているか否かを判断する。また、評価値と基準値との大小関係を比較することで、皮膚界面の状態の判定を行う。さらに、評価値と基準値との差を算出するようにしてもよい。
【００３７】
記憶部４２は、ＲＯＭやＲＡＭ、あるいはハードディスクなどであり、超音波診断装置１０の各部を動作させるためのプログラム、あるいは超音波診断装置１０における演算結果などを一時的に記憶する。また、記憶部４２には、比較部４０が参照する基準値および閾値が記憶される。
【００３８】
動作制御手段としての制御部３２は、比較部４０の比較結果に応じて超音波診断装置１０の動作制御を行う。動作制御は、例えば、超音波の送信強度の調整、プリアンプ１８における増幅量の調整、表示部３０へのユーザに対するメッセージの表示、などである。動作制御の詳細については、図３および図７を用いて後述する。
【００３９】
なお、図２に示す各構成要素のうち、送信部１６、プリアンプ１８、整相加算部２０、検波部２２、ＬＯＧ圧縮部２４、画像形成部２６、反射波識別部３６、評価値算出部３８、および比較部４０の各構成要素は、例えば電気電子回路やプロセッサ等のハードウェアを利用して実現することができ、その実現において必要に応じてメモリ等のデバイスが利用されてもよい。また、上記各構成要素に対応した機能が、ＣＰＵやプロセッサやメモリなどのハードウェアと、ＣＰＵやプロセッサの動作を規定するソフトウェア（プログラム）との協働により実現されてもよい。
【００４０】
図３は、本実施形態における超音波の反射量を示すグラフである。図２を参照しながら図３を用いて、反射波識別部３６、評価値算出部３８、および比較部４０のより詳細な処理内容を説明する。
【００４１】
図３に示すグラフにおいては、図１同様、横軸は時間を表し、縦軸はプローブ１２の振動子が受信した信号の強度を表している。横軸の原点は、超音波の送受波開始タイミングを示している。グラフ６０は今回診断において検出された受信信号の強度（検出値）であり、グラフ６２は記憶部４２に記憶され、標準的な反射量を示す基準グラフであり、グラフ６４はプローブ１２を空中放置した場合おける受信信号の強度を示すグラフである。３つのグラフは、同一の超音波の送信強度に関するものである。
【００４２】
プローブ１２においては、振動子から送信された超音波が皮膚界面において反射し、その反射波が振動子まで帰ってくるまでの時間が約１．７μｓとなっている。したがって、反射波識別部３６は、超音波の送受波開始から約１．７μｓ経過後を含むリファレンス期間Ｔｒにおいて受信した信号を皮膚界面における反射波であると認識する。本実施形態では、超音波の送受波開始から１．５μｓ経過時から２．０μｓ経過時までの間をリファレンス期間Ｔｒとしている。
【００４３】
リファレンス期間Ｔｒにおいて、グラフ６４の振幅値が突出して大きくなっている。これは、空中放置されたプローブ１２においては、振動子から送信された超音波が超音波送受波面と空気との界面でほぼ全反射するためである。したがって、リファレンス期間Ｔｒにおけるグラフ６４のピーク値Ｐａあるいはエネルギー値（リファレンス期間Ｔｒにおける受信信号の振幅の積算値）は振動子から送信された超音波の強度を示すものとなる。
【００４４】
評価値算出部３８は、リファレンス期間Ｔｒにおけるグラフ６０に基づいて評価値を算出する。本実施形態では、リファレンス期間Ｔｒにおけるグラフ６０のピーク値Ｐｄを評価値とする。なお、リファレンス期間Ｔｒにおけるグラフ６４のピーク値Ｐａからグラフ６０のピーク値Ｐｄを差し引いた値が、被検体内部へ送信された超音波強度（超音波のエネルギー量）を示す値となる。
【００４５】
比較部４０は、まず、記憶部４２から閾値を読み出し、評価値Ｐｄと閾値との比較を行う。評価値Ｐｄが閾値以上であれば、制御部３２は、プローブ１２が空中放置状態であると判断する。この場合、制御部３２は皮膚界面状態に応じた動作制御は行わない。あるいは、プローブ１２が空中放置状態であることを示すメッセージを表示部３０に表示してもよい。
【００４６】
評価値Ｐｄが閾値以下であった場合、比較部４０は、記憶部４２からグラフ６２を読み出し、リファレンス期間Ｔｒにおけるグラフ６２のピーク値Ｐｒを基準値として特定する。そして、グラフ６０のピーク値Ｐｄ（評価値）とグラフ６２のピーク値Ｐｒ（基準値）との比較を行う。本実施形態では、評価値としてグラフ６０のピーク値Ｐｄを特定したため、それの比較対象となる基準値もグラフ６２のピーク値Ｐｒとしたが、評価値がグラフ６０のエネルギー値である場合は、その比較対象となる基準値も評価値に合わせグラフ６２のエネルギー値となる。
【００４７】
制御部３２は、評価値と基準値との比較結果に基づいて、超音波診断装置１０の動作制御を行う。図３に示す通り、本例では、評価値Ｐｄが基準値Ｐｒよりも大きい値となっている。つまり、今回診断における皮膚界面からの反射量は標準的な反射量よりも大きくなっている。このことから、今回診断においては被検体内へ送信される超音波の強度が標準よりも小さくなっていることが把握できる。したがって、制御部３２は、被検体内へ送信される超音波強度を高めるよう、送信部１６からプローブ１２の振動子アレイへ出力される送信信号の電圧値を上げる制御を行う。
【００４８】
この場合の送信電圧値の上げ幅は、評価値Ｐｄと基準値Ｐｒとの差に応じて変化させるのが好ましい。評価値Ｐｄと基準値Ｐｒとの差が大きいほど被検体内に送信される超音波の強度が低下するため、評価値Ｐｄと基準値Ｐｒとの差が大きいほど送信電圧値の上げ幅を大きくする。なお、プローブ１２から送信される超音波の強度は、安全性規格範囲内において変動させる。プローブ１２から送信される超音波強度の制御は、送信信号の電圧値を上げる以外の方法（例えばＰＲＦ制御あるいは送信開口制御）によって行うようにしてもよい。また、送信される超音波強度の制御に代えてあるいは加えて、プリアンプ１８における受信信号の増幅値を増大させる制御を行ってもよい。
【００４９】
一方、評価値Ｐｄが基準値Ｐｒ以下である場合は、今回検査において被検体内に送信される超音波強度は標準値以上であり、十分な量であると判断できる。したがって、この場合はプローブ１２から送信される超音波強度の制御は行わない。あるいは、被検体内に送信される超音波強度が十分な量であることを通知するメッセージを表示部３０に表示するようにしてもよい。
【００５０】
図４は、超音波診断装置１０の動作の流れを示すフローチャートである。図２および３を参照しながら図４のフローチャートを説明する。
【００５１】
ステップＳ１０において、制御部３２は、ユーザからの指示などに基づいて、超音波の送信条件、診断部位、あるいは被検体の属性などを含む超音波診断装置１０の動作条件を設定する。
【００５２】
ステップＳ１２において、反射波識別部３６は、プローブ１２の振動子アレイが受信した受信信号の中から皮膚界面からの反射波を識別する。本例では図３に示すよう、リファレンス期間Ｔｒにおいて受信された信号を皮膚界面からの反射波として識別する。
【００５３】
ステップＳ１４において、評価値算出部３８は、識別された皮膚界面からの反射波に基づいて評価値を算出する。本例では、リファレンス期間Ｔｒにおける受信信号の振幅のピーク値Ｐｄを評価値とする。
【００５４】
ステップＳ１６において、比較部４０は、記憶部４２から閾値を読み出し、評価値Ｐｄと閾値を比較する。評価値Ｐｄが閾値よりも大きい場合、制御部３２はプローブ１２が空中放置されていると判断し、ステップＳ１８において、プローブ１２が空中放置されている旨を示すメッセージを表示部３０に表示して終了する。
【００５５】
評価値Ｐｄが閾値以下であった場合、ステップＳ２０において、比較部４０は、超音波の送信条件、診断部位、あるいは被検体の属性に応じた基準グラフであるグラフ６２を記憶部４２から読み出す。そして、リファレンス期間Ｔｒにおけるグラフ６２のピーク値Ｐｒを基準値として特定し、評価値Ｐｄと基準値Ｐｒを比較する。評価値Ｐｄが基準値Ｐｒ以下であった場合、ステップＳ２２において、被検体内に送信される超音波強度が十分である旨を示すメッセージを表示部３０に表示して終了する。
【００５６】
評価値Ｐｄが基準値Ｐｒより大きい場合、ステップＳ２４において、制御部３２は、送信部１６からプローブ１２へ出力される送信電圧の振幅値を大きくする制御を行う。
【００５７】
図４に示された一連の動作は、診断前あるいは診断中においてユーザの指示（例えばボタンの押下など）により開始される。また、診断中においてステップＳ１２からＳ２４までの一連の動作を間欠的、あるいは好適にはリアルタイムに実行するようにしてもよい。
【００５８】
以下、図２を参照しながら図５および図６を用いて、画像形成部２６が形成したＢモード画像において皮膚界面における反射波の識別、評価値の算出、および評価値と基準値との比較について説明する。図５（ａ）は、画像形成部２６が形成したＢモード画像７０を示すものである。また、図５（ｂ）は、Ｂモード画像７０上部の拡大図である。Ｂモード画像においては上端部が被検体表面であり、下側にいくにつれ深度が大きくなるよう表示される。したがって、反射波識別部３６は、Ｂモード画像７０の上端部を含む一定の領域を皮膚領域７２として特定し、当該皮膚領域７２に含まれる画素を皮膚界面からの反射波成分として識別する。皮膚領域７２の深さ方向の長さはＢモード画像の拡大率等に応じて決定される。本例では、皮膚領域７２は、Ｂモード画像７０の上端部から３画素分の領域としている。
【００５９】
皮膚領域７２における超音波の反射量が多くなる程、皮膚領域７２に含まれる画素の輝度値が高くなる。したがって、評価値算出部３８は、皮膚領域７２に含まれる画素の輝度値に基づく値を評価値として算出する。例えば、皮膚領域７２の全画素の輝度値の平均値、標準偏差値、分散値、中央値、歪度、あるいは尖度などの統計処理された値が評価値として採用できる。本例では、皮膚領域７２の全画素の輝度値の平均値を評価値として算出する。なお、プローブ１２の空中放置を識別するための閾値は、プローブ１２の空中放置状態における輝度値を利用する。
【００６０】
図６は、皮膚領域７２内の全画素の輝度値のヒストグラムである。図６に示すヒストグラムにおいては、横軸が画素の輝度値、縦軸が画素数を示す。図６中、丸マーキング８０は、今回診断において形成されたＢモード画像７０における皮膚領域７２内の画素のヒストグラムを示し、黒四角マーキング８２が記憶部４２に記憶される基準ヒストグラムを示す。図６に示される通り、丸マーキング８０は黒四角マーキング８２よりも右寄りに偏っている。すなわち、今回診断において形成されたＢモード画像７０における皮膚領域７２内の画素の輝度値の平均値は、基準ヒストグラムの平均値よりも大きくなっている。この場合は、制御部３２は、皮膚表面における超音波の反射量が基準値よりも大きいと判断し、送信信号の電圧振幅を増大させるなどの制御を行う。
【００６１】
図７は、ユーザに対して表示されるメッセージの例を示す図である。上述の通り、評価値算出部３８により算出される評価値は、皮膚界面における反射波の量を示すとともに皮膚界面の状態を示す指標である。したがって、評価値が基準値よりも高いことは、皮膚界面の状態が好適でないことを示している。したがって、ユーザに皮膚界面の状態を改善させることにより、皮膚界面における超音波の反射量を低減させる、すなわち被検体内へ送信される超音波強度を増大させることができる。
【００６２】
そこで、評価値が基準値よりも高いと比較部４０が判断した場合、制御部３２は、表示部３０に図７に示すようアラームとしてのメッセージ９０を表示するようにしてもよい。皮膚界面の状態が悪化する要因の一つに、超音波ゼリーの不足があるため、本例においては、メッセージ９０は、超音波ゼリーの塗布状態を確認することをユーザに促すメッセージとなっている。皮膚界面の状態が悪化する要因としては、他にも例えばプローブ１２と皮膚表面との接触状態が適切でないなどの要因があるため、表示されるメッセージは考えられる要因を列挙したものであってもよい。また、ユーザに通知するためのアラームとしては、表示部３０に表示されるメッセージに限られず、音あるいは光などによりユーザに対して注意を促すようにしてもよい。
【００６３】
以上説明した通り、超音波診断装置１０においては、皮膚界面からの超音波の反射量に基づいて装置の動作制御を行う。具体的には、皮膚界面からの超音波の反射量が多い場合に、被検体内へ送信される超音波強度を補償するようプローブ１２から送信される超音波の強度を増大させる、あるいはプローブ１２の受信信号の増幅度を増大させるなどの制御を行う。これにより、皮膚界面の状態に起因する超音波画像の画質低下を抑制し、ひいては皮膚界面の状態に起因する超音波画像の画質の変動を低減させることができる。また、皮膚界面からの超音波の反射量に応じてプローブ１２から送信される超音波の強度の増大量を制御することにより、皮膚界面の状態による超音波画像の画質の変動をより好適に抑制することができる。
【００６４】
また、皮膚界面からの超音波の反射量は皮膚界面の状態を示すものであるため、皮膚界面からの超音波の反射量に基づいて、ユーザに皮膚界面の状態の改善を促すことができる。これにより、ユーザによって皮膚界面の状態が改善させ、超音波画像の画質を改善することができる。
【００６５】
また、反射波の識別、評価値の算出、評価値と基準値との比較、および超音波診断装置１０の動作制御を間欠的、好適にはリアルタイムに実行することで、刻々変化する皮膚界面の状態に応じた動作制御が可能になる。これは、超音波ゼリーの塗布状態の検出において特に有効である。
【符号の説明】
【００６６】
１０  超音波診断装置、１２  プローブ、１４  送受信切替ＳＷ、１６  送信部、１８  プリアンプ、２０  整相加算部、２２  検波部、２４  ＬＯＧ圧縮部、２６  画像形成部、２８  表示処理部、３０  表示部、３２  制御部、３４  入力部、３６  反射波識別部、３８  評価値算出部、４０  比較部、４２  記憶部。
【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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【図７】
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