(57)【要約】【課題】超音波の安全規格を満たす最大送信電圧の設定に係る改良技術を提供する。【解決手段】電圧推定部５２は、超音波に係る複数の照射パラメータの各照射パラメータごとに、その照射パラメータの上限値と過去に算出された送信電圧の推定値に基づいて新たな推定値を次々に算出する。電圧評価部５４は、電圧推定部５２が次々に算出する送信電圧の推定値のうち、複数の照射パラメータが上限値以下となる安全要求を満たした最大の推定値が最適解か否かを判定する。電圧設定部５５は、最適解であると判定された最大の推定値を最大送信電圧として設定する。【選択図】図２
2017124025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を送受するプローブと、
超音波に係る複数の照射パラメータが上限値以下となるように設定される最大送信電圧以下の送信電圧で前記プローブへ超音波の送信信号を出力する送信部と、
前記各照射パラメータごとに当該各照射パラメータの上限値と過去に算出された送信電圧の推定値に基づいて新たな推定値を次々に算出する電圧推定部と、
前記電圧推定部が次々に算出する送信電圧の推定値のうち、前記複数の照射パラメータが上限値以下となる安全要求を満たした最大の推定値が最適解か否かを判定する電圧評価部と、
最適解であると判定された最大の推定値を前記最大送信電圧として設定する電圧設定部と、
を有する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記電圧評価部は、前記安全要求を満たした最大の推定値と前記安全要求を満たさなかった最小の推定値との差が閾値以下、又は、前記安全要求を満たした最大の推定値が前記送信部から出力できる送信電圧の最大値である場合に、当該最大の推定値が最適解であると判定する、
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２に記載の超音波診断装置において、
前記電圧評価部は、前記電圧推定部が次々に算出する推定値のうち前記安全要求を満たした推定値が得られた回数が閾値回数以上であり、且つ、前記最大の推定値が０とは異なる場合に、終了条件を満たしたと判定し、
前記電圧設定部は、前記終了条件を満たした時点における最大の推定値を前記最大送信電圧として設定する、
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３のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記電圧推定部は、前記各照射パラメータの上限値と過去に算出された送信電圧の推定値に基づく逐次的勾配降下法により新たな推定値を次々に算出する、
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４のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記電圧推定部は、前記プローブから送波される超音波のトータルパワーに対して線形的な関係にある制御インデックスを補正後の送信電圧として利用して前記逐次的勾配降下法により新たな推定値を次々に算出する、
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５のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
複数の診断モードを時分割で交互に実行する複合モードの機能を備え、
前記複合モードを構成する複数の診断モードのうちの対象診断モードを除く各診断モードについて、当該各診断モードが個別的に実行されると仮定して当該各診断モードの前記最大送信電圧を決定し、
前記複合モードにおいて前記各診断モードごとに決定された前記最大送信電圧で前記各診断モードが実行されると仮定して前記対象診断モードの前記最大送信電圧を決定する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【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、超音波の安全規格を満たす最大送信電圧を設定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体の安全性を確保することなどを目的として、超音波診断には複数の安全規格が設けられており、超音波診断装置は、それら複数の安全規格による制限を遵守しなければならない。例えば、安全規格の対象となる複数の照射パラメータが、各照射パラメータの上限値を超えないように、超音波の送信電圧などが制御されなければならない。
【０００３】
例えば、特許文献１には、超音波の送信条件に基づいてトータルパワーを算出し、トータルパワーに応じたプローブ表面温度の推定上昇分を演算して、プローブの駆動電圧を調整する発明が記載されている。また、特許文献２〜５にも、安全規格を満たすように送信電圧を制御する発明が記載されている。
【０００４】
一般に、超音波診断装置は、診断内容等に応じて変更可能な多数の送信制御パラメータを備えており、それら送信制御パラメータにより決定される送信条件に応じて超音波を送受する。いずれの送信条件で超音波を送波する場合にも、安全規格が遵守されなければならない。
【０００５】
ところが、多数の送信制御パラメータの組み合わせにより決定される送信条件のパターンは膨大な数となり、送信条件の全パターンについて最適な最大送信電圧を決定することは容易ではない。
【０００６】
そのため、従来においては、送信条件の全パターンで安全規格を満たすように、余裕をみて比較的低めの最大送信電圧を設定する傾向があった。この場合、送信条件のパターンによっては、過度に低い最大送信電圧が設定されてしまう可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３８４２０６９号公報
【特許文献２】特開平７−６７８７７号公報
【特許文献３】特開２０１１−６２３５９号公報
【特許文献４】特開２００９−２４０６９９号公報
【特許文献５】特開２００９−１４２４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した背景技術に鑑みて成されたものであり、その目的は、超音波の安全規格を満たす最大送信電圧の設定に係る改良技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的にかなう好適な超音波診断装置は、超音波を送受するプローブと、超音波に係る複数の照射パラメータが上限値以下となるように設定される最大送信電圧以下の送信電圧で前記プローブへ超音波の送信信号を出力する送信部と、前記各照射パラメータごとに当該各照射パラメータの上限値と過去に算出された送信電圧の推定値に基づいて新たな推定値を次々に算出する電圧推定部と、前記電圧推定部が次々に算出する送信電圧の推定値のうち、前記複数の照射パラメータが上限値以下となる安全要求を満たした最大の推定値が最適解か否かを判定する電圧評価部と、最適解であると判定された最大の推定値を前記最大送信電圧として設定する電圧設定部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
望ましい具体例において、前記電圧評価部は、前記安全要求を満たした最大の推定値と前記安全要求を満たさなかった最小の推定値との差が閾値以下、又は、前記安全要求を満たした最大の推定値が前記送信部から出力できる送信電圧の最大値である場合に、当該最大の推定値が最適解であると判定する、ことを特徴とする。
【００１１】
望ましい具体例において、前記電圧評価部は、前記電圧推定部が次々に算出する推定値のうち前記安全要求を満たした推定値が得られた回数が閾値回数以上であり、且つ、前記最大の推定値が０とは異なる場合に、終了条件を満たしたと判定し、前記電圧設定部は、前記終了条件を満たした時点における最大の推定値を前記最大送信電圧として設定する、ことを特徴とする。
【００１２】
望ましい具体例において、前記電圧推定部は、前記各照射パラメータの上限値と過去に算出された送信電圧の推定値に基づく逐次的勾配降下法により新たな推定値を次々に算出する、ことを特徴とする。
【００１３】
望ましい具体例において、前記電圧推定部は、前記プローブから送波される超音波のトータルパワーに対して線形的な関係にある制御インデックスを補正後の送信電圧として利用して前記逐次的勾配降下法により新たな推定値を次々に算出する、ことを特徴とする。
【００１４】
望ましい具体例において、前記超音波診断装置は、複数の診断モードを時分割で交互に実行する複合モードの機能を備え、前記複合モードを構成する複数の診断モードのうちの対象診断モードを除く各診断モードについて、当該各診断モードが個別的に実行されると仮定して当該各診断モードの前記最大送信電圧を決定し、前記複合モードにおいて前記各診断モードごとに決定された前記最大送信電圧で前記各診断モードが実行されると仮定して前記対象診断モードの前記最大送信電圧を決定する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、超音波の安全規格を満たす最大送信電圧の設定に係る改良技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施において好適な超音波診断装置の具体例を示す図である。
【図２】最大電圧設定ユニットの内部構成の具体例を示す図である。
【図３】照射パラメータの具体例を示す図である。
【図４】照射パラメータと送信制御パラメータの関係を示す図である。
【図５】送信電圧のリニアリティ補正を説明するための図である。
【図６】音響パラメータ測定値のデータに関する具体例を示す図である。
【図７】最大送信電圧の設定処理の全容を示すフローチャートである。
【図８】最大送信電圧の推定処理を説明するための図である。
【図９】送信電圧の推定値の評価処理を説明するための図である。
【図１０】複合モードの具体例を示す図である。
【図１１】個別設定の具体例を示す図である。
【図１２】個別設定における推定結果の具体例を示す図である。
【図１３】基本パターンと変形例の比較結果を示す図である。
【図１４】休止時間が割り込む複合モードの具体例を示す図である。
【図１５】３モードの複合モードにおける個別設定の具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の実施において好適な超音波診断装置の具体例を示す図である。プローブ１０は、例えば診断対象を含む領域に超音波を送受波する超音波探触子である。プローブ１０は、複数の振動素子を備えており、複数の振動素子が電子的に走査制御されて診断対象を含む空間内で超音波ビームが走査される。プローブ１０は、例えば、医師等のユーザ（検査者）に把持されて被検者の体表面上に当接して用いられる。なお、プローブ１０は、被検者の体腔内に挿入して用いられるものであってもよいし、電子的な走査と機械的な走査とを組み合わせた探触子であってもよい。プローブ１０としては例えばコンベックス型、セクタ型、リニア型等が好適であるが、他のタイプでもよい。
【００１８】
送信部１２は、超音波の送信信号を出力する送信回路を備えており、送信ビームフォーマーとして機能する。つまり、送信部１２は、プローブ１０が備える複数の振動素子の各々に対して送信信号を出力し、これにより送信ビームが形成される。受信部１４は、受信ビームフォーマーとしての機能を備えている。つまり、受信部１４は、プローブ１０が備える複数の振動素子から得られる複数の受波信号に対して整相加算処理などを施し、これにより受信ビームが形成される。そして、送信部１２と受信部１４により、超音波ビーム（送信ビームと受信ビーム）が走査面内において走査され、超音波ビームに対応した受信信号が形成される。なお、超音波の受信信号を得るにあたって、超音波ビームが三次空間内で立体的に走査されてもよいし、送信開口合成等の技術が利用されてもよい。
【００１９】
超音波画像形成部２０は、走査面内から得られる超音波の受信信号に基づいて、超音波画像のデータ（画像データ）を形成する。超音波画像形成部２０は、例えば、超音波の受信信号に対して、検波処理やフィルタ処理やＡＤ変換処理等を施すことにより、Ｂモード画像用のフレームデータを形成する。もちろん、Ｂモード画像以外の公知の超音波画像（カラードプラ画像等を含む）に係る画像データが形成されてもよい。なお、超音波の受信信号に対する検波処理やフィルタ処理やＡＤ変換処理等は、受信部１４において実行されてもよい。
【００２０】
表示処理部３０は、超音波画像形成部２０から得られる超音波画像の画像データに基づいて表示画像を形成する。表示処理部３０において形成された表示画像は表示部３２に表示される。
【００２１】
最大電圧設定ユニット５０は、超音波に係る複数の照射パラメータが上限値以下となるように最大送信電圧を設定する。設定された最大送信電圧は、制御部１００による送信部１２の制御に利用される。送信部１２は、最大送信電圧以下の送信電圧でプローブ１０へ超音波の送信信号を出力するように制御される。また、データ記憶部６０には、最大電圧設定ユニット５０により利用される各種のデータが記憶される。
【００２２】
制御部１００は、図１の超音波診断装置内を全体的に制御する。制御部１００による全体的な制御には、操作デバイス７０を介して、医師や検査技師などのユーザから受け付けた指示も反映される。ユーザは、例えば、操作デバイス７０を操作することにより、最大送信電圧以下の電圧範囲内で所望の送信電圧に調整することができる。
【００２３】
図１に示す構成（符号を付した各部）のうち、送信部１２，受信部１４，超音波画像形成部２０，表示処理部３０，最大電圧設定ユニット５０の各部は、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、上記各部に対応した機能の少なくとも一部がコンピュータにより実現されてもよい。つまり、上記各部に対応した機能の少なくとも一部が、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てもよい。
【００２４】
表示部３２の好適な具体例は液晶モニタ等である。データ記憶部６０は、例えばハードディスクドライブや半導体メモリなどの記憶デバイスにより実現でき、操作デバイス７０は、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、タッチパネル、その他のスイッチ類等のうちの少なくとも一つにより実現できる。そして、制御部１００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することができる。
【００２５】
図２は、最大電圧設定ユニット５０（図１）の内部構成の具体例を示す図である。最大電圧設定ユニット５０は、線形補正部５１と電圧推定部５２と照射パラメータ算出部５３と電圧評価部５４と電圧設定部５５で構成される。最大電圧設定ユニット５０は、制御部１００から得られる送信制御パラメータに応じて、複数の照射パラメータが上限値以下となるように最大送信電圧を設定する。
【００２６】
図１の超音波診断装置の全体構成は以上のとおりである。次に、図１の超音波診断装置により実現される機能、特に図２の最大電圧設定ユニット５０による最大送信電圧の設定に係る処理の具体例について詳述する。なお、図１，図２に示した構成（符号を付された各部）については、以下の説明において図１，図２の符号を利用する。
【００２７】
図３は、照射パラメータの具体例を示す図である。生体の安全性を確保すること等を目的として、超音波診断には複数の安全規格が設けられている。それらの安全規格により上限値を定められた複数の照射パラメータの代表例として、ＭＩ（メカニカルインデックス）とＩｓｐｔａ，α（ｚ）（空間ピーク時間平均強度）とＴＩＣ（頭蓋骨のサーマルインデックス）とΔＴ（プローブ表面温度上昇）の４つの照射パラメータが図３に示されている。
【００２８】
図４は、照射パラメータと送信制御パラメータの関係を示す図である。図４には、４つの照射パラメータ（図３）について、各照射パラメータと超音波の送信制御パラメータ（ビーム制御パラメータ，走査制御パラメータ）との関係が図示されている。
【００２９】
図４には、送信制御パラメータの具体例として、送信電圧と波形とフォーカスとｐｒｒと走査幅が例示されている。送信電圧は、送信部１２からプローブ１０へ出力される送信信号の電圧である。波形は、送信信号の波形であり、例えば、送信モードと送信周波数と波数などの組み合わせによって一意に決定される。フォーカスは、例えば送信ビームのフォーカス深さである。ｐｒｒは、単位時間あたりのパルス送信回数（Ｈｚ：ヘルツ）であり、走査幅は、送信ビームが走査される領域（フレーム）の幅である。
【００３０】
４つの照射パラメータは、送信電圧との間に比較的強い相関性があり、送信電圧に対して非線形である。また、４つの照射パラメータは、波形とフォーカスにも依存する。そして、ＭＩ（メカニカルインデックス）以外の３つの照射パラメータは、ｐｒｒと走査幅にも依存する。
【００３１】
図４に示すように、４つの照射パラメータ、特に各照射パラメータの主因子である音響パラメータは、送信電圧に対して強い相関があるうえに送信電圧に対して非線形である。４つの照射パラメータに対応した４つの音響パラメータのうち、ＴＩＣの主因子であるＰとΔＴの主因子であるΔＴ（ΔＴ自身が主因子）は、送信電圧自体の非線形性（送信電圧に対するトータルパワーの非線形性）に強く依存するため、リニアリティ補正（後述）により、ほぼ完全な線形性を確保できる。その他の２つの音響パラメータについても、リニアリティ補正により送信電圧自体の非線形性を解消できれば、非線形の要因を音場の非線形伝搬に限定できる。そこで、以下に、送信電圧のリニアリティ補正（線形補正）について説明する。
【００３２】
図５は、送信電圧のリニアリティ補正を説明するための図である。リニアリティ補正では、トータルパワーが線形になるように送信電圧を補正した制御インデックスが導出される。トータルパワーは、プローブ１０から送波される超音波のパワーであり、例えば、単位時間当たりにプローブ１０から送波される超音波パワーとして定義される。
【００３３】
図５の横軸に示す実送信電圧は、リニアリティ補正前の送信電圧であり、送信部１２からプローブ１０へ実際に出力される送信信号（実送信信号）の送信電圧である。これに対し、図５の縦軸に示す制御インデックスは、リニアリティ補正後の送信電圧として利用される。
【００３４】
送信電圧のリニアリティ補正は、例えば、プローブ１０の種類、送信波形の種類、フォーカス深さごとに実行されることが望ましい。リニアリティ補正の手順は次のとおりである。
【００３５】
まず、実送信電圧の複数のサンプル電圧値について、各サンプル電圧値ごとにトータルパワーが測定される。例えば１６サンプル程度のサンプル電圧値について、各サンプル電圧値ごとに実際にプローブ１０から送波される超音波のトータルパワーが測定される。そして、実送信電圧の各サンプル電圧値ごとに得られたトータルパワーをｐｒｒ＝１ｋＨｚで規格化したトータルパワー（Ｗ１ｋＨｚ）が算出され、そのトータルパワー（Ｗ１ｋＨｚ）の平方根であるトータルパワーサンプル値（√Ｗ１ｋＨｚ）が算出される。これにより、実送信電圧の複数のサンプル電圧値に対応した複数のトータルパワーサンプル値が得られる。
【００３６】
次に、トータルパワーサンプル値の最大値、例えば、送信部１２から出力可能な実送信電圧の最大値に対応したトータルパワーサンプル値が均等にＮ等分される。分割数Ｎは送信電圧の制御に必要とされる精度などに応じて決定される自然数である。そして、各分割点ごとに、その分割点に対応した実送信電圧値が探索される。例えば、実送信電圧の複数のサンプル電圧値と複数のトータルパワーサンプル値の対応関係から、最小二乗法などによる逐次近似で図５に示す近似曲線を得ることにより、縦軸の各分割点に対応した横軸の実送信電圧値を特定することができる。
【００３７】
こうして得られた縦軸の複数の分割点である制御インデックスが、トータルパワーの平方根（√Ｗ１ｋＨｚ）をリニアに（線形的に）変化させる補正後の送信電圧として利用される。例えば、縦軸の複数の分割点（補正後の送信電圧）である制御インデックスと、横軸の実送信電圧値（補正前の送信電圧）との対応関係を定めたテーブルが、電圧値変換データとしてデータ記憶部６０に記憶される。また、図５に示す近似曲線の関数データが電圧値変換データとしてデータ記憶部６０に記憶され、その関数データに基づいて、縦軸の制御インデックス（補正後の送信電圧）に対応した横軸の実送信電圧値（補正前の送信電圧）が導出されてもよい。
【００３８】
後述する最大送信電圧の推定においては、送信電圧として、リニアリティ補正後の送信電圧である制御インデックスを利用することが望ましい。例えば、データ記憶部６０に記憶された電圧値変換データに基づいて、線形補正部５１が、制御インデックス（補正後の送信電圧）から実送信電圧値（補正前の送信電圧）への変換、または、実送信電圧値から制御インデックスへの変換を実行する。最大送信電圧の推定においてリニアリティ補正後の制御インデックスを利用することにより、トータルパワーやプローブ表面温度上昇の推定精度が向上し、推定の時間効率も向上する。また、送信電圧の制御に関する精度の向上と、超音波診断（測定）の精度と安全性の向上も期待される。
【００３９】
図６は、音響パラメータ測定値のデータに関する具体例を示す図である。音響パラメータ測定値は、送信制御パラメータの組み合わせにより決定される送信条件のパターンごとに測定される。図６には、データ記憶部６０に記憶される音響パラメータ測定値のデータ構造の具体例が示されている。
【００４０】
例えば、メカニカルインデックスＭＩの音響パラメータｐｒ，α（ｚ）と、空間ピーク時間平均強度Ｉｓｐｔａ，α（ｚ）の音響パラメータＩｐｉ，α（ｚ）は、波形とフォーカスと送信電圧によって決定される送信条件の各パターンごとに測定が行われ、送信条件の各パターンごとに測定データが得られる。なお、これら２つの音響パラメータに関する送信電圧ごとの測定については、代表的な複数の送信電圧値に関する測定のみを行い、それにより得られた複数の測定データから関数近似等により得られる補間データを利用することにより、測定を簡略化することも可能である。
【００４１】
また、頭蓋骨のサーマルインデックスＴＩＣの音響パラメータＰは、波形とフォーカスと送信電圧によって決定される送信条件の各パターンごとに測定が行われ、送信条件の各パターンごとに測定データが得られる。なお、音響パラメータＰに関する送信電圧ごとの測定については、代表的な複数の送信電圧値に関する測定のみを行い、それにより得られた複数の測定データから関数近似等により得られる補間データを利用することにより、測定を簡略化することも可能である。また、音響パラメータＰはフォーカスに対して線形に変化するため、例えば原点を通る直線近似などで測定データを推定計算することにより、測定を省略することも可能である。
【００４２】
そして、プローブ表面温度上昇ΔＴの音響パラメータΔＴは、波形とフォーカスと送信電圧と走査幅とｐｒｒによって決定される送信条件の各パターンごとに測定が行われ、送信条件の各パターンごとに測定データが得られる。なお、音響パラメータΔＴに関する走査幅ごとの測定については、代表的な幾つかの走査幅に関する測定のみを行い、それにより得られた複数の測定データから関数近似等により得られる補間データを利用することにより、測定を簡略化することも可能である。また、音響パラメータΔＴはフォーカスと送信電圧に対して線形に変化するため、例えば原点を通る直線近似などで測定データを推定計算することにより、測定を省略することも可能である。音響パラメータΔＴの測定は、例えば各パターンごとに数十分程度の長い時間を要するため、可能な限りパターン数を絞り込んで測定することが望ましい。
【００４３】
図７は、最大送信電圧の設定処理の全容を示すフローチャートである。つまり、最大電圧設定ユニット５０において実行される処理の全容が図７に示されている。
【００４４】
最大電圧設定ユニット５０は、まず、データ記憶部６０から各照射パラメータの上限値のデータを取得する（Ｓ７０１）。データ記憶部６０には、各種の安全規格により定められた複数の照射パラメータの上限値のデータが予め記憶されている。
【００４５】
次に、照射パラメータ算出部５３により照射パラメータ値が算出される（Ｓ７０２）。照射パラメータ算出部５３は、制御部１００から得られる送信制御パラメータ、例えば診断中の装置の設定状態を示す現状の送信制御パラメータを参照して、データ記憶部６０に記憶された音響パラメータ測定値のデータ（図６）の中から、現状の送信制御パラメータに対応した４つの音響パラメータの測定値を得る。なお、送信電圧の電圧値としては、送信電圧の推定値が利用される。その推定値の初期値は、送信部１２が出力可能な最大の送信電圧であるＶＬｉｍｉｔとする。そして、照射パラメータ算出部５３は、４つの音響パラメータの測定値に基づいて、図３に示す４つの照射パラメータ値を算出する。
【００４６】
次に、電圧評価部５４により送信電圧の推定値が評価される（Ｓ７０３）。なお、電圧評価部５４による評価処理の具体例については後に詳述する（図９参照）。電圧評価部５４による評価結果がＯＫでなければ、つまり評価結果がＮＧであれば、電圧推定部５２により新たな送信電圧の推定値が算出される（Ｓ７０５）。
【００４７】
図８は、最大送信電圧の推定処理を説明するための図である。電圧推定部５２は、各照射パラメータごとに、その照射パラメータの上限値を超えないことを目標として、最大送信電圧の推定値を算出する。電圧推定部５２は、各照射パラメータごとに、その照射パラメータの上限値と過去の推定値から逐次的勾配降下法により新たな推定値を算出する。図８には、照射パラメータＩｓｐｔａ，α（ｚ）に関する逐次的勾配降下法の具体例が図示されている。
【００４８】
電圧推定部５２は、各照射パラメータに応じて選択される数１式または数２式により送信電圧の推定値Ｖｉを算出する。なお、ｉは過去から順に増加する逐次計算のインデックスであり初期値０から１ずつ増加する整数である。また、ＰｒｍＬｉｍｉｔはデータ記憶部６０に記憶された各照射パラメータの上限値であり、Ｐｒｍｉは送信電圧を推定値Ｖｉとして照射パラメータ算出部５３により算出される各照射パラメータの値である。
【００４９】
【数１】
2017124025.tif 000003
【数２】
2017124025.tif 000004
【００５０】
逐次的勾配降下法では、各照射パラメータの上限値ＰｒｍＬｉｍｉｔと過去の推定値Ｖｉ−１と推定値Ｖｉ−２から、数１式または数２式を利用して、新たな推定値Ｖｉが算出される。
【００５１】
例えば、照射パラメータＭＩ（メカニカルインデックス）は、送信電圧との間に比較的強い相関関係があるため、照射パラメータＭＩに関する推定値Ｖｉの算出には、送信電圧の１乗に対応した数１式が利用される。これに対し、照射パラメータＩｓｐｔａ，α（ｚ）（空間ピーク時間平均強度）と照射パラメータＴＩＣ（頭蓋骨のサーマルインデックス）と照射パラメータΔＴ（プローブ表面温度上昇）は、送信電圧の２乗との間に比較的強い相関関係があるため、これらの照射パラメータに関する推定値Ｖｉの算出には、送信電圧の２乗に対応した数２式が利用される。
【００５２】
電圧推定部５２は、送信電圧の推定値をＶ０＝０，Ｖ１＝ＶＬｉｍｉｔ（送信部１２が出力可能な最大の送信電圧）、各照射パラメータの初期値をＰｒｍ０＝０として、ｉ≧２から逐次的勾配降下法による逐次計算を実行する。
【００５３】
図７に戻り、Ｓ７０５において各照射パラメータごとに推定値Ｖｉが算出されると、電圧推定部５２は、複数の照射パラメータについて、各照射パラメータごとに算出された推定値Ｖｉの中で最も低い値を選択する（Ｓ７０６）。そして、選択された推定値Ｖｉが推定電圧ＭａｘＶｉとなる。
【００５４】
さらに、推定電圧に関するリミットチェックが実行される（Ｓ７０７）。このリミットチェックは、図７のフローチャートにおけるＳ７０２〜Ｓ７０６までの処理を繰り返し実行する中で、過去に得られた推定電圧との重複を避けることを目的としている。例えば、数３式によるリミットチェックが実行される。
【００５５】
【数３】
2017124025.tif 000005
【００５６】
数３式において、ＭｉｎＶＮＧは、安全要求を満たさなかった過去の推定電圧の最小値であり、初期値をＶＬｉｍｉｔ（送信部１２が出力可能な最大の送信電圧）とする。また、ＭａｘＶＯＫは、安全要求を満たした過去の推定電圧の最大値であり、初期値を０（ゼロ）とする。なお、安全要求とは、全照射パラメータが上限値以下になることである。そして、αは送信部１２が出力可能な送信電圧の最小調整単位である。
【００５７】
このリミットチェックにより、例えば、ＯＫゾーン（安全要求を満たした過去の推定電圧の最大値）とＮＧゾーン（安全要求を満たさなかった過去の推定電圧の最小値）の両側から推定電圧の範囲を徐々に挟み込んでいくことにより、推定の精度を高めることが可能になる。また、ＯＫゾーンの推定電圧の初期値を０とし、ＮＧゾーンの推定電圧の初期値をＶＬｉｍｉｔ（送信部１２が出力可能な最大の送信電圧）とすることにより、装置（送信部１２）により出力可能な電圧範囲内に収まるように推定電圧が修正される。
【００５８】
そして、図７のフローチャートにおけるＳ７０２〜Ｓ７０７までの処理を繰り返し実行する中で、Ｓ７０２における２回目以降の算出には、Ｓ７０７におけるリミットチェック後の推定電圧ＭａｘＶｉが送信電圧の推定値として利用される。Ｓ７０２〜Ｓ７０７の処理は、Ｓ７０３において送信電圧の推定値が評価ＯＫとなるまで繰り返される。
【００５９】
図９は、送信電圧の推定値の評価処理を説明するための図である。つまり、図７のＳ７０３において電圧評価部５４が実行する処理の具体例が図９に示されている。
【００６０】
まず、Ｓ７０２（図７）において算出された全照射パラメータが上限値以下となる安全要求を満たすか否かが確認される（Ｓ９０１）。４つの照射パラメータ値が全て上限値以下であれば安全要求を満たすと判定され、４つの照射パラメータ値のうちの少なくとも１つが上限値よりも大きければ安全要求を満たしていないと判定される。
【００６１】
Ｓ９０１において安全要求を満たしている場合には、安全要求を満たした最大推定値の更新が行われる（Ｓ９０２）。最大推定値の更新は、例えば数４式により実行される。なお、数４式において、ＭａｘＶＯＫは安全要求を満たした最大推定値であり、ＭａｘＶｉはＳ７０７（図７）におけるリミットチェック後の推定電圧である。
【００６２】
【数４】
2017124025.tif 000006
【００６３】
最大推定値が更新されると、安全要求を満たした回数であるＯＫ回数がカウントされる（Ｓ９０３）。ＯＫ回数の初期値は０（ゼロ）でありＳ９０３のステップが繰り返し実行される度にＯＫ回数が１つだけ増加（カウント）される。
【００６４】
一方、Ｓ９０１において安全要求を満たしていない場合には、安全要求を満たしていない最小推定値の更新が行われる（Ｓ９０４）。最小推定値の更新は例えば数５式により実行される。なお、数５式において、ＭｉｎＶＮＧは安全要求を満たしていない最小推定値であり、ＭａｘＶｉはＳ７０７（図７）におけるリミットチェック後の推定電圧である。
【００６５】
【数５】
2017124025.tif 000007
【００６６】
最小推定値が更新されると、安全要求を満たしていない回数であるＮＧ回数がカウントされる（Ｓ９０５）。ＮＧ回数の初期値は０（ゼロ）でありＳ９０５のステップが繰り返し実行される度にＮＧ回数が１つだけ増加（カウント）される。
【００６７】
続いて、Ｓ９０２において更新された最大推定値ＭａｘＶＯＫが最適解であるか否かが確認される（Ｓ９０６）。例えば、数６式の条件を満たせば最適解と判定され、数６式の条件を満たさなければ最適解ではないと判定される。なお、数６式のαは、送信部１２が出力可能な送信電圧の最小調整単位である。
【００６８】
【数６】
2017124025.tif 000008
【００６９】
Ｓ９０６において最適解であると判定されると評価結果ＯＫとなる（Ｓ９０７）。これに対し、Ｓ９０６において最適解ではないと判定されると、ＯＫ回数が終了条件を満たすか否かが確認される（Ｓ９０８）。例えば、数７式の条件を満たすか否かが確認される。  
【数７】
2017124025.tif 000009
【００７０】
数７式における上限回数は、音響パラメータの線形性や製品に要求される感度や応答性能等に応じて決定される。上限回数の値は、固定値でもよいし、ユーザが適宜に調整できるようにしてもよい。例えば、上限回数を１にすれば、１度ＯＫ（ＯＫ回数＝１）で終了条件を満たすことになる。音響パラメータの線形性が高い場合や、感度よりも応答性を重視したい場合には上限回数を小さくすればよい。これに対し、音響パラメータの線形性が低く、感度を重視したい場合には、上限回数を大きくすればよい。例えば、送信部１２が出力可能な送信電圧の段数と同程度の値に上限回数を設定すれば、Ｓ９０６において最適解であると判定されるまで演算と評価を繰り返すようにすることもできる。
【００７１】
Ｓ９０８において終了条件を満たしていない判定されると評価結果ＮＧとなり（Ｓ９０９）、図７のフローチャートにおけるＳ７０５〜Ｓ７０７までの処理が再び実行される。そして、評価結果ＯＫと判定されるまで図７のフローチャートにおけるＳ７０２〜Ｓ７０７までの処理が繰り返し実行される。
【００７２】
Ｓ９０７において評価結果ＯＫとされると、電圧設定部５５が最大推定値ＭａｘＶＯＫを最大送信電圧として設定する（図７のＳ７０８）。最大送信電圧が設定されると、例えば０Ｖから最大送信電圧の範囲内でユーザにより送信電圧が調整される。また、０Ｖから最大送信電圧の範囲内で例えば照射パラメータの指定値に応じて送信電圧が調整されてもよい。
【００７３】
次に、複合モード時における最大送信電圧の設定について説明する。図１の超音波診断装置は、複数の診断モードを備えている。複数の診断モードには、例えば、断層画像（Ｂモード画像）を形成するＢモード、カラードプラ画像を形成するフローモード（Ｆｌｏｗモード）、パルスドプラ計測を行うＰＷモードなどが含まれる。図１の超音波診断装置は各診断モードを個別的に実行する個別モードの他に、幾つかの診断モードを時分割で交互に実行する複合モードの機能を備えている。
【００７４】
図１０は、複合モードの具体例を示す図である。図１０には、ＢモードとＦｌｏｗモードを時分割で交互に実行する複合モードの具体例が図示されている。図１０の具体例ではＢモードの各超音波ビームが周期２００μｓｅｃ（マイクロ秒）で次々に形成され、Ｆｌｏｗモードの各超音波ビームが周期５０μｓｅｃで次々に形成される。そしてＢモードの３本の超音波ビームの形成（期間が６００μｓｅｃ）とＦｌｏｗモードの１２本の超音波ビームの形成（期間が６００μｓｅｃ）が交互に繰り返される。これにより、Ｂモード画像とカラードプラ画像が同時進行的に形成され、例えば、表示部３２にＢモード画像とカラードプラ画像を左右に並べた表示画像が表示される。
【００７５】
複合モードにおいても最大電圧設定ユニット５０は超音波に係る複数の照射パラメータが上限値以下となるように最大送信電圧を設定する。複合モードでは、複合モードを構成する各診断モードのビーム特性（波形、フォーカス、送信電圧）や走査特性（送信周期、１フレーム当たりの走査線数、１フレームの走査範囲）などにより、各照射パラメータへの寄与の度合いが変化する。
【００７６】
例えば、音圧に関する照射パラメータ（例えばメカニカルインデックスＭＩ）は、各診断モードのビーム特性のみに依存するため、複数の診断モードについての各々の寄与（メカニカルインデックスＭＩに対する影響の度合い）を比較し、寄与が大きい方の診断モードに関する最大送信電圧の推定値が複合モードにおける最大送信電圧とされる。
【００７７】
一方、送信電圧の２乗に関連する照射パラメータ（例えばＴＩＣ、Ｉｓｐｔａ，α（ｚ）、ΔＴ）は、各診断モードのビーム特性と走査特性の両方に依存するため、複数の診断モードについての各々の寄与の合算値から、複合モードにおける最大送信電圧が推定される。
【００７８】
図１の超音波診断装置は、複合モードにおいて、各診断モードの寄与の度合い（各照射パラメータに対する影響の度合い）に応じて、各診断モードごとに最大送信電圧を設定することができる。例えば、図１０に示す複合モードの具体例において、Ｂモード用の最大送信電圧とＦｌｏｗモード用の最大送信電圧を別々に設定（個別設定）する機能を備えている。個別設定の機能について後に詳述することとし、その前に、まず、Ｂモード用とＦｌｏｗモード用について同じ最大送信電圧を設定する比較例（単一送信電圧）について説明する。
【００７９】
＜比較例（単一送信電圧）＞
複数モードにおいて各診断モードごとに個別に最大送信電圧を設定できない単一送信電圧の場合には、各診断モードの寄与の度合い（各照射パラメータに対する影響の度合い）に依らず、複数の照射パラメータが上限値以下となるように、複数の診断モードに対して共通の最大送信電圧が設定される。
【００８０】
例えば、図１０に示す複合モードの具体例において、ｐｒｒ（単位時間あたりのパルス送信回数）が全体的に低く、音圧に関連した照射パラメータ（ＭＩ）が支配的となる状況を考える。例えば、メカニカルインデックスＭＩの上限値をＭＩＬｉｍｉｔ＝１．６、送信電圧をＶＬｉｍｉｔ（送信部１２が出力可能な最大の送信電圧）とした場合におけるＢモードのメカニカルインデックスをＭＩＢ＝１．０、フローモードのメカニカルインデックスをＭＩＦｌｏｗ＝３．２、ＭＩが送信電圧Ｖに比例する（ＭＩ∝Ｖ）と仮定すると、安全要求を満たす最大送信電圧ＭａｘＶは次式によりＭａｘＶ＝０．５ＶＬｉｍｉｔとなる。
【００８１】
【数８】
2017124025.tif 000010
【００８２】
そして、安全要求を満たす最大送信電圧ＭａｘＶ＝０．５ＶＬｉｍｉｔによる規制後のメカニカルインデックスＭＩは、ＭＩＢ＝０．５、ＭＩＦｌｏｗ＝１．６となる。つまり、ＢモードのメカニカルインデックスＭＩＢは、ＭａｘＶ＝ＶＬｉｍｉｔの時にＭＩＢ＝１．０と規制値（上限値）以下であったにも関わらず、フローモードのメカニカルインデックスであるＭＩＦｌｏｗの影響により、ＭＩＢ＝０．５まで過剰に引き下げられてしまうことになる。
【００８３】
また、例えば、図１０に示す複合モードの具体例において、ｐｒｒ（単位時間あたりのパルス送信回数）が全体的に高く、音圧よりも送信電圧の２乗に関連した照射パラメータであるΔＴが支配的となる状況を考える。例えば、プローブ表面温度上昇ΔＴの上限値をΔＴＬｉｍｉｔ＝４℃（摂氏４度）、送信電圧をＶＬｉｍｉｔ（送信部１２が出力可能な最大の送信電圧）とした場合におけるＢモードのプローブ表面温度上昇ΔＴＢ＝３℃、フローモードのプローブ表面温度上昇ΔＴＦｌｏｗ＝３３℃、ΔＴが送信電圧Ｖの２乗に比例する（ΔＴ∝Ｖ２）と仮定すると、安全要求を満たす最大送信電圧ＭａｘＶは次式によりＭａｘＶ＝（１／３）ＶＬｉｍｉｔとなる。
【００８４】
【数９】
2017124025.tif 000011
【００８５】
そして、安全要求を満たす最大送信電圧ＭａｘＶ＝（１／３）ＶＬｉｍｉｔによる規制後のΔＴは、ΔＴＢ＝０．３３、ΔＴＦｌｏｗ＝３．６７となる。この場合、Ｂモードとフローモードのプローブ表面温度上昇ΔＴに関する寄与率の差が比較的大きい（ΔＴＦｌｏｗの方が大きい）ため、フローモードの送信電圧のみを大きく下げた方がよいにも関わらず、単一送信電圧では、フローモードの影響によりＢモードの送信電圧も過剰に引き下げられてしまう。
【００８６】
このように、単一送信電圧の場合には、一方の診断モードの影響により、他方の診断モードに関する最大送信電圧が過剰に引き下げられてしまう場合がある。
【００８７】
そこで、図１の超音波診断装置は、複合モードにおいて、各診断モードの寄与の度合い（各照射パラメータに対する影響の度合い）に応じて、各診断モードごとに最大送信電圧を個別設定する。以下に個別設定の具体例を説明する。
【００８８】
＜個別設定の具体例１（基本パターン）＞
個別設定においては、複合モードを構成する複数の診断モードのうちの１つを除き、他の各診断モードについて、各診断モードごとにその診断モードの送信周期で単独送信されている場合を仮定し、既に詳述した設定処理（図７〜図９参照）により、最大電圧設定ユニット５０が各診断モードごとの最大送信電圧を順次推定する。
【００８９】
これにより、例えば、音圧に関連する照射パラメータ（例えばＭＩ）による最大送信電圧の規制を必要最小限とすることが可能になる。また、各診断モードの送信周期を利用して計算することにより、送信電圧の２乗に関連する照射パラメータ（例えばΔＴ）による最大送信電圧の規制を、送信時間の時分割の割合に従って、照射パラメータが均等になるように複数の診断モードに対して平等に規制を掛けることが可能になる。
【００９０】
そして、複合モードを構成する複数の診断モードのうちの最後に残った１つの診断モード（最後の診断モード）は、それ以外の他の各診断モードについて決定された最大送信電圧の値を固定した状態で、複合モード中に最後の診断モードが実行されるとして各照射パラメータが算出される。例えば、送信電圧の２乗に関連する照射パラメータ（例えばΔＴ）については、その他の各診断モードの寄与を照射パラメータの上限値から差し引いた値を、最後の診断モードに関する上限値として、既に詳述した設定処理（図７〜図９参照）により、最大電圧設定ユニット５０が最後の診断モードの最大送信電圧を推定する。
【００９１】
このように、最後に残った１つの診断モードに関する最大送信電圧を単独送信ではなく複合モードにおける複合送信のうちの１つとして推定することにより、例えば、次のいずれかの条件が満たされた場合に最大送信電圧をより高く設定することができる。その条件とは、複合モードの一連のシーケンスの中で診断モードが切り換わるタイミングやフレームが切り換わるタイミングで一定の休止時間が割り込む場合（条件１）と、先に最大送信電圧を推定した複数の診断モードの中に、各照射パラメータの上限値に到達しなかったモードがある場合（条件２）である。
【００９２】
そこで、図１０に示す複合モードの具体例において最大送信電圧を個別設定する場合の設定例を説明する。例えば、メカニカルインデックスＭＩの上限値をＭＩＬｉｍｉｔ＝１．６とし、送信電圧をＶＬｉｍｉｔ（送信部１２が出力可能な最大の送信電圧）とした場合におけるＢモードのメカニカルインデックスをＭＩＢ＝１．０、フローモードのメカニカルインデックスをＭＩＦｌｏｗ＝３．２とし、ＭＩが送信電圧Ｖに比例する（ＭＩ∝Ｖ）と仮定する。また、例えば、プローブ表面温度上昇ΔＴの上限値をΔＴＬｉｍｉｔ＝４℃（摂氏４度）とし、送信電圧をＶＬｉｍｉｔとした場合におけるＢモードのプローブ表面温度上昇ΔＴＢ＝８℃、フローモードのプローブ表面温度上昇ΔＴＦｌｏｗ＝１８℃、ΔＴが送信電圧Ｖの２乗に比例する（ΔＴ∝Ｖ２）と仮定する。
【００９３】
個別設定においては、複合モードを構成する複数の診断モードのうちの１つを除き、他の各診断モードについて、各診断モードごとにその診断モードの送信周期で単独送信されている場合を仮定する。図１０の具体例では、まず、Ｂモードが単独送信されると仮定する。
【００９４】
そして、複合モードを構成する複数の診断モードのうちの最後に残った１つの診断モードは、それ以外の他の各診断モードについて決定された最大送信電圧の値を固定した状態で、複合モード中に実行される診断モードとして各照射パラメータが算出される。図１０の具体例では、フローモードが最後に残った１つの診断モードとなる。
【００９５】
図１１は、個別設定の具体例を示す図である。図１１には、図１０に示す複合モードの具体例において最大送信電圧を個別設定する場合の設定例が図示されている。
【００９６】
まず、図１１のＳ１に示すように、Ｂモードが単独送信されると仮定する。つまり、Ｂモードの各超音波ビームが周期２００μｓｅｃ（マイクロ秒）で次々に形成され、フローモード（Ｆｌｏｗモード）の期間中もＢモードが単独送信されると仮定する。そして、送信電圧をＶＬｉｍｉｔ（送信部１２が出力可能な最大の送信電圧）とした場合におけるＢモードのメカニカルインデックスをＭＩＢ＝１．０とし、送信電圧をＶＬｉｍｉｔとした場合におけるＢモードのプローブ表面温度上昇をΔＴＢ＝１６℃とする。なお、プローブ表面温度上昇ΔＴは、ｐｒｒ（単位時間あたりのパルス送信回数）に比例し、単独送信によりＢモードの期間が６００μｓｅｃから２倍の１２００μｓｅｃに増加したため、Ｂモードのプローブ表面温度上昇をΔＴＢ＝８×２＝１６℃としている。
【００９７】
この例では、ＢモードのメカニカルインデックスはＭＩＢ＝１．０であり、上限値であるＭＩＬｉｍｉｔ＝１．６を超えていないが、Ｂモードのプローブ表面温度上昇はΔＴＢ＝１６℃であり、上限値であるΔＴＬｉｍｉｔ＝４℃を超えてしまう。したがって、Ｂモードの最大送信電圧は、ＶＬｉｍｉｔよりも低い値に設定する必要がある。
【００９８】
図１１のＳ１に示すように、Ｂモードが単独送信されると仮定して、既に詳述した設定処理（図７〜図９参照）により、最大電圧設定ユニット５０がＢモードの最大送信電圧を推定すると、安全要求を満たすＢモードの最大送信電圧ＭａｘＶＢは、例えば、次式に示すようにＭａｘＶＢ＝０．５ＶＬｉｍｉｔとなる。
【００９９】
【数１０】
2017124025.tif 000012
【０１００】
続いて、Ｂモードの最大送信電圧がＳ１で算出されたＭａｘＶＢ＝０．５ＶＬｉｍｉｔに設定されていると仮定して、複合モードの状態（時分割送信）におけるフローモードの最大送信電圧が推定される。
【０１０１】
なお、Ｂモードの最大送信電圧がＭａｘＶＢ＝０．５ＶＬｉｍｉｔに設定され、図１１のＳ２に示すように、Ｂモードとフローモードが複合送信つまり時分割送信される場合、ＢモードのメカニカルインデックスはＭＩＢとプローブ表面温度上昇ΔＴＢは、それぞれ次式に示すように、ＭＩＢ＝０．５，ΔＴＢ＝２．０℃（摂氏２．０度）となる。次式においてプローブ表面温度上昇ΔＴＢは、Ｂモードの単独送信での期間１２００（６００＋６００）μｓｅｃから複合送信において１／２の６００μｓｅｃに時分割されたことが考慮されている。
【０１０２】
【数１１】
2017124025.tif 000013
【０１０３】
Ｂモードとフローモードの２モードの分割送信において、Ｂモードのプローブ表面温度上昇がΔＴＢ＝２．０℃であると、プローブ表面温度上昇ΔＴの上限値がΔＴＬｉｍｉｔ＝４℃でるため、フローモードにおいて許容されるプローブ表面温度上昇はΔＴｏｄｄ＝２．０（４．０−２．０）℃となる。なお、メカニカルインデックスＭＩの上限値は、２モードの分割送信でもＭＩＬｉｍｉｔ＝１．６である。
【０１０４】
最大電圧設定ユニット５０は、既に詳述した設定処理（図７〜図９参照）により、メカニカルインデックスＭＩの上限値ＭＩＬｉｍｉｔ＝１．６とし、フローモードにおいて許容されるプローブ表面温度上昇ΔＴｏｄｄ＝２．０℃以下となる安全要求を満たすフローモードの最大送信電圧を推定する。これにより、安全要求を満たすフローモードの最大送信電圧ＭａｘＶＦｌｏｗは、例えば次式に示すようにＭａｘＶＦｌｏｗ＝０．３３ＶＬｉｍｉｔとなる。
【０１０５】
【数１２】
2017124025.tif 000014
【０１０６】
図１２は、個別設定における推定結果の具体例を示す図である。図１２には、図１１を利用して説明した個別設定により推定されるＢモードの最大送信電圧ＭａｘＶＢとフローモードの最大送信電圧ＭａｘＶＦｌｏｗの演算結果が図示されている。
【０１０７】
図１１，図１２に示す具体例のように、送信電圧の２乗に関連した照射パラメータであるプローブ表面温度上昇ΔＴにより規制が掛かる場合には、その照射パラメータ（例えばΔＴ）が複数の診断モードにおいて均等になるように最大送信電圧が推定される。
【０１０８】
なお、図７における処理のループ回数は、複合モードを構成する複数の診断モードの個数だけとなる。ループ回数については、比較例の単一送信電圧における推定処理と同じである。したがって、単一送信電圧の場合における推定処理と比較して、ほぼ同等な演算負荷で個別設定（図１１，図１２参照）における推定処理が可能になる。
【０１０９】
＜個別設定の具体例２（基本パターンの変形例）＞
次に、個別設定の具体例２として、上述した基本パターンの変形例について説明する。図１０に示す複合モードの具体例において、例えば、メカニカルインデックスＭＩの上限値をＭＩＬｉｍｉｔ＝１．６とし、送信電圧をＶＬｉｍｉｔ（送信部１２が出力可能な最大の送信電圧）とした場合におけるＢモードのメカニカルインデックスをＭＩＢ＝１．０、フローモードのメカニカルインデックスをＭＩＦｌｏｗ＝１．６とし、ＭＩが送信電圧Ｖに比例する（ＭＩ∝Ｖ）と仮定する。また、プローブ表面温度上昇ΔＴの上限値をΔＴＬｉｍｉｔ＝４℃（摂氏４度）とし、送信電圧をＶＬｉｍｉｔとした場合におけるＢモードのプローブ表面温度上昇ΔＴＢ＝１．０℃、フローモードのプローブ表面温度上昇ΔＴＦｌｏｗ＝１８℃、ΔＴが送信電圧Ｖの２乗に比例する（ΔＴ∝Ｖ２）と仮定する。つまり、安全要求の上限値を超えるのがΔＴＦｌｏｗだけとなる例を仮定する。
【０１１０】
Ｂモードとフローモードの時分割比率１／２（６００μｓｅｃ／１２００μｓｅｃ）に応じて、プローブ表面温度上昇ΔＴの上限値ΔＴＬｉｍｉｔ＝４℃（摂氏４度）をフローモードに分配するとΔＴＬｉｍｉｔ＿ｄｉｖ＝２．０℃となる。
【０１１１】
一方、プローブ表面温度上昇ΔＴの上限値ΔＴＬｉｍｉｔ＝４℃から、Ｂモードのプローブ表面温度上昇ΔＴＢ＝１．０℃を差し引いたΔＴの許容分はΔＴｏｄｄ＝ΔＴＬｉｍｉｔ−ΔＴＢ＝３．０℃となる。
【０１１２】
したがって、時分割比率でフローモードのΔＴＬｉｍｉｔ＿ｄｉｖ＝２．０℃を設定する基本パターンの場合に比べて、ＢモードのΔＴＢ＝１．０℃を差し引くことによりΔＴの許容分ΔＴｏｄｄ＝３．０℃を算出する変形例の方が、１．０℃だけ有利であり、フローモードの上限（最大送信電圧）を増加することができる。
【０１１３】
図１３は、基本パターンと変形例の比較結果を示す図である。図１３には、基本パターンにより得られる結果に対する変形例により得られる結果の増加割合が図示されている。つまり、フローモード（Ｆｌｏｗモード）のプローブ表面温度上昇ΔＴの増加割合と、送信電圧（最大送信電圧）の増加割合が図示されている。
【０１１４】
＜個別設定の具体例３（休止時間の追加）＞
次に、個別設定の具体例３として、上述した基本パターンの変形例に休止時間が割り込む例を説明する。
【０１１５】
図１４は、休止時間が割り込む複合モードの具体例を示す図である。図１４には、ＢモードとＦｌｏｗモードを時分割で交互に実行する複合モードに休止時間を割り込ませる具体例が図示されている。つまり、図１４の具体例では、Ｂモードの各超音波ビームが周期２００μｓｅｃ（マイクロ秒）で次々に形成され、Ｆｌｏｗモードの各超音波ビームが周期５０μｓｅｃで次々に形成される。そしてＢモードの３本の超音波ビームの形成（期間が６００μｓｅｃ）とＦｌｏｗモードの１２本の超音波ビームの形成（期間が６００μｓｅｃ）の後に、３００μｓｅｃの休止時間が設けられる。なお、休止時間において、例えば、プローブ１０による超音波の送受が停止される。
【０１１６】
図１４に示す複合モードの具体例において、例えば、メカニカルインデックスＭＩの上限値をＭＩＬｉｍｉｔ＝１．６とし、送信電圧をＶＬｉｍｉｔ（送信部１２が出力可能な最大の送信電圧）とした場合におけるＢモードのメカニカルインデックスをＭＩＢ＝１．０、フローモードのメカニカルインデックスをＭＩＦｌｏｗ＝１．６と仮定する。また、プローブ表面温度上昇ΔＴの上限値をΔＴＬｉｍｉｔ＝４℃（摂氏４度）とし、Ｂモードのプローブ表面温度上昇ΔＴＢが時分割により得られる上限値ΔＴＬｉｍｉｔ＿ｄｉｖ＝４．０＊（４０／１００）＝１．６℃に等しいと仮定すると、フローモードにおいて許容される温度上昇ΔＴの余りは、ΔＴＦｌｏｗ＝ΔＴＬｉｍｉｔ−ΔＴＢ＝４．０−１．６＝２．４となる。つまり、休止時間が設けられたことにより、複合モード全体のＰＲＴ（パルス繰り返し時間）が延びてＢモードの割合が低下した分だけ、フローモードに許容されるΔＴの上限が増加したことになる。図１４には、休止時間を設けない場合（休止時間なし）と休止時間を設ける場合（休止時間あり）のプローブ表面温度上昇ΔＴＦｌｏｗの具体例が図示されている。
【０１１７】
そして、図１４に示すように、休止時間が追加されたことにより、フローモードの温度上昇ΔＴの上昇し易さが０．８の割合で低下する。また、休止時間が追加されたことにより、図１４に示す送信電圧の増加割合でフローモードの最大送信電圧を高くすることができる。
【０１１８】
さらに、基本パターンの変形例（個別設定の具体例２）と休止時間の追加（個別設定の具体例３）を併用すれば、基本パターンの変形例による送信電圧の増加割合（図１３）と休止時間の追加による送信電圧の増加割合（図１４）を掛け合わせた送信電圧の増加割合の効果を得ることが可能になる。
【０１１９】
＜個別設定の応用例＞
上述した個別設定の具体例１〜３を応用することにより、例えば強度に関する照射パラメータが支配的な場合に、例えば、以下に示す態様により、意図的に複数の診断モード間の送信電圧のバランスを調整し、所望の診断モードに関する送信電圧を高めるようにしてもよい。
【０１２０】
態様１（他の診断モードの送信電圧を下げる）
例えばＢモードとフローモードの複合モードにおいて、Ｂモードの最大送信電圧を推定した後に、装置やプローブモードなどの目的に応じて、Ｂモードの最大送信電圧に任意の比率を乗じることにより、Ｂモードとフローモードの送信電圧のバランスが調整されてもよい。フローモードの送信電圧を高めたい場合には、１未満の比率を乗じてＢモードの送信電圧を下げればよい。逆に、１より大きい比率でＢモードの送信電圧を高める場合には、照射パラメータ（例えばＭＩ）の上限値以下の範囲で調整する。
【０１２１】
態様２（休止時間を設ける又は休止時間を増やす）
休止時間を意図的に設ける又は増やすことにより、例えば、フローモードの強度に関連した照射パラメータの上限が相対的な高くなり、複合モード全体のＰＲＴも下がり、最大送信電圧を高くすることが可能になる。
【０１２２】
態様３（各診断モードの推定順序を変更する）
各診断モードの推定順序を変更し、最後に推定する診断モードを変更すれば、優先的に送信電圧を高くする診断モードを意図的に選択することが可能になる。
【０１２３】
＜３モードの個別設定＞
図１５は、３モードの複合モードにおける個別設定の具体例を示す図である。図１５にはＢモードとフローモード（Ｆｌｏｗモード）とパルスドプラモード（ＰＷモード）の３モードからなる複合モードの具体例が図示されている。
【０１２４】
３モード（または４モード以上）の複合モードの個別設定においても、複合モードを構成する複数の診断モードのうちの１つを除き、他の各診断モードについて、各診断モードごとにその診断モードの送信周期で単独送信されている場合を仮定し、既に詳述した設定処理（図７〜図９参照）により、最大電圧設定ユニット５０が各診断モードごとの最大送信電圧を順次推定する。
【０１２５】
そして、複合モードを構成する複数の診断モードのうちの最後に残った１つの診断モード（最後の診断モード）は、それ以外の他の各診断モードについて決定された最大送信電圧の値を固定した状態で、複合モード中に最後の診断モードが実行されるとして各照射パラメータが算出され、最大電圧設定ユニット５０が最後の診断モードの最大送信電圧を推定する。
【０１２６】
例えば、図１５に示す３モードの場合には、まず、ステップ１（Ｓ１）において、Ｂモードが単独送信されると仮定され、Ｂモードの最大送信電圧ＭａｘＶＢが決定される。次に、ステップ２（Ｓ２）において、フローモード（Ｆｌｏｗモード）が単独送信されると仮定され、フローモードの最大送信電圧ＭａｘＶＦｌｏｗが決定される。
【０１２７】
そして、最後にステップ３（Ｓ３）において、Ｂモードとフローモードがそれぞれの最大送信電圧ＭａｘＶＢとＭａｘＶＦｌｏｗで実行されるとして、複合モードにおけるパルスドプラモード（ＰＷモード）の最大送信電圧ＭａｘＶＰＷが決定される。
【０１２８】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。
【符号の説明】
【０１２９】
１０  プローブ、１２  送信部、１４  受信部、２０  超音波画像形成部、３０  表示処理部、３２  表示部、５０  最大電圧設定ユニット、５１  線形補正部、５２  電圧推定部、５３  照射パラメータ算出部、５４  電圧評価部、５５  電圧設定部、６０  データ記憶部、７０  操作デバイス、１００  制御部。
【図１】
2017124025.tif 000015
【図２】
2017124025.tif 000016
【図３】
2017124025.tif 000017
【図４】
2017124025.tif 000018
【図５】
2017124025.tif 000019
【図６】
2017124025.tif 000020
【図７】
2017124025.tif 000021
【図８】
2017124025.tif 000022
【図９】
2017124025.tif 000023
【図１０】
2017124025.tif 000024
【図１１】
2017124025.tif 000025
【図１２】
2017124025.tif 000026
【図１３】
2017124025.tif 000027
【図１４】
2017124025.tif 000028
【図１５】
2017124025.tif 000029