(57)【要約】  超音波プローブ（２１）は、複数の超音波振動子（Ｔ）が配列された振動子アレイ（２）と、複数の超音波振動子（Ｔ）のうち使用される超音波振動子群を選択するマルチプレクサ（４および７）と、超音波振動子（Ｔ）の総数よりも少ない数の送信チャネルから超音波を送信させる送信ビームフォーマ（６）と、超音波振動子（Ｔ）の総数よりも少ない数の受信チャネルにより取得された受信信号に基づいて音線信号を生成する受信ビームフォーマ（９）と、マルチプレクサ（４）および（７）、送信ビームフォーマ（６）および受信ビームフォーマ（９）を制御して、電子セクタ走査動作に際してステア角度が広くなるに従い、振動子アレイ（２）における超音波送受信開口幅を狭くするセクタ走査制御部（１３）とを備える。
2019198788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子セクタ走査を行う超音波プローブであって、  複数の超音波振動子が配列された振動子アレイと、  前記複数の超音波振動子のうち、超音波の送受信に使用される超音波振動子群を選択するマルチプレクサと、  前記複数の超音波振動子の数よりも少ない数の送信チャネルを用いて前記マルチプレクサにより選択された超音波振動子群から超音波の送信を行わせる送信ビームフォーマと、  前記複数の超音波振動子の数よりも少ない数の受信チャネルを用いて前記マルチプレクサにより選択された超音波振動子群により取得された受信信号に基づいて音線信号を生成する受信ビームフォーマと、  前記マルチプレクサ、前記送信ビームフォーマおよび前記受信ビームフォーマを制御することにより、電子セクタ走査動作に際してステア角度が広くなるに従い、前記振動子アレイにおける超音波送受信開口幅を狭くするセクタ走査制御部と  を備える超音波プローブ。
【請求項２】
前記セクタ走査制御部は、前記マルチプレクサを制御することにより、前記ステア角度が広くなるに従い、超音波の送受信に使用される超音波振動子群の平均振動子間隔を小さくする請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項３】
前記セクタ走査制御部は、前記ステア角度が定められた第１角度より狭い場合に、前記マルチプレクサを制御することにより、それぞれ互いに隣接する１対の超音波振動子からなる複数の超音波振動子対のうち、少なくとも一部の超音波振動子対をそれぞれ短絡する請求項１または２に記載の超音波プローブ。
【請求項４】
前記セクタ走査制御部は、前記ステア角度が定められた第１角度より狭い場合に、前記マルチプレクサを制御することにより、前記複数の超音波振動子のうち、間隔を隔てて配置されている超音波振動子を超音波の送受信に使用される超音波振動子群として選択する請求項１または２に記載の超音波プローブ。
【請求項５】
前記セクタ走査制御部は、前記マルチプレクサを制御することにより、前記ステア角度に応じて前記ステア角度の方向に位置する超音波振動子群を選択して超音波の送受信に使用する請求項１〜４のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項６】
前記セクタ走査制御部は、前記ステア角度が定められた第２角度より広い場合に、前記マルチプレクサを制御することにより、超音波の送受信に使用される前記超音波振動子群のうち周辺に位置する超音波振動子の間隔を広くする請求項１〜５のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項７】
前記マルチプレクサは、超音波の送信に使用される超音波振動子を選択する送信マルチプレクサと、超音波の受信に使用される超音波振動子を選択する受信マルチプレクサとを含み、  前記超音波プローブと前記送信マルチプレクサおよび前記受信マルチプレクサとの間に接続され且つ送信および受信を切り替える切替スイッチをさらに備える請求項１〜６のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項８】
前記送信ビームフォーマおよび前記受信ビームフォーマは、それぞれ、前記複数の超音波振動子の数の１／２の数の送信チャネルおよび受信チャネルを有する請求項１〜７のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項９】
前記受信ビームフォーマにより生成された前記音線信号に基づいて生成される画像情報データを無線送信する無線通信部をさらに備える請求項１〜８のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項１０】
前記画像情報データは、前記受信ビームフォーマにより生成された前記音線信号に超音波の反射位置の深度に応じた減衰補正および包絡線検波処理を施した信号である請求項９に記載の超音波プローブ。
【請求項１１】
前記画像情報データは、前記受信ビームフォーマにより生成された前記音線信号に超音波の反射位置の深度に応じた減衰補正および包絡線検波処理を施し、且つ、画像表示方式に従って変換された超音波画像信号である請求項９に記載の超音波プローブ。
【請求項１２】
前記画像情報データは、前記ステア角度に応じた、超音波の送受信に使用される振動子数の違いによる強度変化を低減するように補正された信号である請求項１０または１１に記載の超音波プローブ。
【請求項１３】
電子セクタ走査を行う超音波プローブの制御方法であって、  振動子アレイの複数の超音波振動子のうち、超音波の送受信に使用される超音波振動子群を選択し、  前記複数の超音波振動子の数よりも少ない数の送信チャネルを用いて、選択された前記超音波振動子群から超音波の送信を行い、  前記複数の超音波振動子の数よりも少ない数の受信チャネルを用いて、選択された前記超音波振動子群により取得された受信信号に基づいて音線信号を生成し、  電子セクタ走査動作に際してステア角度が広くなるに従い、前記振動子アレイにおける超音波送受信開口幅を狭くする超音波プローブの制御方法。
【請求項１４】
請求項９〜１２のいずれか一項に記載の超音波プローブと、  前記超音波プローブの前記無線通信部により無線送信された前記画像情報データに基づいて超音波画像を表示する画像表示装置と  を備える超音波システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、超音波プローブ、超音波プローブの制御方法および超音波システムに係り、特に、セクタ走査を行う超音波プローブおよび超音波プローブの制御方法に関する。また、本発明は、このような超音波プローブを備える超音波システムにも関する。
【背景技術】
【０００２】  従来から、被検体の内部の画像を得るものとして、超音波診断装置が知られている。超音波診断装置は、一般的に、複数の超音波振動子が配列された振動子アレイが備えられた超音波プローブを備えている。この超音波プローブを被検体の体表に接触させた状態において、振動子アレイから被検体内に向けて超音波ビームが送信され、被検体からの超音波エコーを振動子アレイにおいて受信して素子データが取得される。さらに、超音波診断装置は、得られた素子データを電気的に処理して、被検体の当該部位に対する超音波画像を生成する。【０００３】  超音波ビームの走査方式として、特許文献１に開示されるように、複数の超音波振動子に供給される送信信号および複数の超音波振動子からの受信信号に対して遅延を与えることにより走査線の角度を変えて走査をする、いわゆる電子セクタ走査と呼ばれる走査方式がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２４１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  ところで、近年では、緊急治療等の際に、屋外、ベッドサイドおよび救急医療現場等に搬送して使用することができる可搬型の超音波装置への要求が高まっている。このような可搬型の超音波装置は、一般的に、バッテリを電源として駆動するものが多く、装置における消費電力が連続使用時間に大きな影響を及ぼすこととなる。また、消費電力が大きくなると、装置内における発熱量も大きくなるという問題があった。【０００６】  特に、超音波プローブと装置本体等を無線接続する方式では、超音波振動子からの超音波の送信および超音波エコーの受信に関わる送受信回路を小さなプローブ内に配置する必要があり、超音波プローブにおける電極消費が大きくなるという問題があった。また、送受信回路のチャネル数を削減すれば、それだけ消費電力を低減することができるが、超音波ビームのステア角度によっては、いわゆるアーチファクトが発生することがあった。【０００７】  本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであり、超音波画像におけるアーチファクトの発生を抑制しながら消費電力を低減することができる超音波プローブ、超音波プローブの制御方法および超音波システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上記目的を達成するために、本発明の超音波プローブは、電子セクタ走査を行う超音波プローブであって、複数の超音波振動子が配列された振動子アレイと、複数の超音波振動子のうち、超音波の送受信に使用される超音波振動子群を選択するマルチプレクサと、複数の超音波振動子の数よりも少ない数の送信チャネルを用いてマルチプレクサにより選択された超音波振動子群から超音波の送信を行わせる送信ビームフォーマと、複数の超音波振動子の数よりも少ない数の受信チャネルを用いてマルチプレクサにより選択された超音波振動子群により取得された受信信号に基づいて音線信号を生成する受信ビームフォーマと、マルチプレクサ、送信ビームフォーマおよび受信ビームフォーマを制御することにより、電子セクタ走査動作に際してステア角度が広くなるに従い、振動子アレイにおける超音波送受信開口幅を狭くするセクタ走査制御部とを備えることを特徴とする。【０００９】  セクタ走査制御部は、マルチプレクサを制御することにより、ステア角度が広くなるに従い、超音波の送受信に使用される超音波振動子群の平均振動子間隔を小さくすることが好ましい。【００１０】  また、セクタ走査制御部は、ステア角度が定められた第１角度より狭い場合に、マルチプレクサを制御することにより、それぞれ互いに隣接する１対の超音波振動子からなる複数の超音波振動子対のうち、少なくとも一部の超音波振動子対をそれぞれ短絡することができる。  もしくは、セクタ走査制御部は、ステア角度が定められた第１角度より狭い場合に、マルチプレクサを制御することにより、複数の超音波振動子のうち、間隔を隔てて配置されている超音波振動子を超音波の送受信に使用される超音波振動子群として選択することもできる。【００１１】  また、セクタ走査制御部は、マルチプレクサを制御することにより、ステア角度に応じてステア角度の方向に位置する超音波振動子群を選択して超音波の送受信に使用することができる。  また、セクタ走査制御部は、ステア角度が定められた第２角度より広い場合に、マルチプレクサを制御することにより、超音波の送受信に使用される超音波振動子群のうち周辺に位置する超音波振動子の間隔を広くすることができる。【００１２】  マルチプレクサは、超音波の送信に使用される超音波振動子を選択する送信マルチプレクサと、超音波の受信に使用される超音波振動子を選択する受信マルチプレクサとを含み、超音波プローブと送信マルチプレクサおよび受信マルチプレクサとの間に接続され且つ送信および受信を切り替える切替スイッチをさらに備えることが好ましい。  送信ビームフォーマおよび受信ビームフォーマは、それぞれ、複数の超音波振動子の数の１／２の数の送信チャネルおよび受信チャネルを有することが好ましい。【００１３】  また、受信ビームフォーマにより生成された音線信号に基づいて生成される画像情報データを無線送信する無線通信部をさらに備えることができる。  この場合に、画像情報データは、受信ビームフォーマにより生成された音線信号に超音波の反射位置の深度に応じた減衰補正および包絡線検波処理を施した信号であることが好ましい。【００１４】  もしくは、画像情報データは、受信ビームフォーマにより��成された音線信号に超音波の反射位置の深度に応じた減衰補正および包絡線検波処理を施し、且つ、画像表示方式に従って変換された超音波画像信号であってもよい。  もしくは、画像情報データは、ステア角度に応じた、超音波の送受信に使用される振動子数の違いによる強度変化を低減するように補正された信号であってもよい。【００１５】  本発明の超音波プローブの制御方法は、電子セクタ走査を行う超音波プローブの制御方法であって、振動子アレイの複数の超音波振動子のうち、超音波の送受信に使用される超音波振動子群を選択し、複数の超音波振動子の数よりも少ない数の送信チャネルを用いて、選択された超音波振動子群から超音波の送信を行い、複数の超音波振動子の数よりも少ない数の受信チャネルを用いて、選択された超音波振動子群により取得された受信信号に基づいて音線信号を生成し、電子セクタ走査動作に際してステア角度が広くなるに従い、振動子アレイにおける超音波送受信開口幅を狭くすることを特徴とする。【００１６】  本発明の超音波システムは、上述の超音波プローブと、超音波プローブの無線通信部により無線送信された画像情報データに基づいて超音波画像を表示する画像表示装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】  本発明によれば、マルチプレクサ、送信ビームフォーマおよび受信ビームフォーマを制御することにより、電子セクタ走査動作に際してステア角度が広くなるに従い、振動子アレイにおける超音波送受信開口幅を狭くするセクタ走査制御部を備えるため、アーチファクトの発生を抑制しながら消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る超音波システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１における受信信号処理部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１における走査線の角度範囲を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１において使用される超音波振動子群の例を示す図である。（Ａ）は、第１角度範囲において使用される超音波振動子群の例であり、（Ｂ）は、第２角度範囲において使用される超音波振動子群の例である。
【図５】本発明の実施の形態１の変形例において使用される超音波振動子群の例を示す図である。（Ａ）は、第１角度範囲において使用される超音波振動子群の例であり、（Ｂ）は、第２角度範囲において使用される超音波振動子群の例である。
【図６】本発明の実施の形態２における超音波ビームの角度範囲を模式的に示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２において使用される超音波振動子群の例を示す図である。（Ａ）は、第３角度範囲において使用される超音波振動子群の例であり、（Ｂ）は、第４角度範囲において使用される超音波振動子群の例であり、（Ｃ）は、第５角度範囲において使用される超音波振動子群の例である。
【図８】本発明の実施の形態２の変形例１において使用される超音波振動子群の例を示す図である。（Ａ）は、第３角度範囲において使用される超音波振動子群の例であり、（Ｂ）は、第４角度範囲において使用される超音波振動子群の例であり、（Ｃ）は、第５角度範囲において使用される超音波振動子群の例である。
【図９】本発明の実施の形態２の変形例２において使用される超音波振動子群の例を示す図である。（Ａ）は、第３角度範囲において使用される超音波振動子群の例であり、（Ｂ）は、第４角度範囲において使用される超音波振動子群の例であり、（Ｃ）は、第５角度範囲において使用される超音波振動子群の例である。
【図１０】本発明の実施の形態２の変形例３において使用される超音波振動子群の例を示す図である。（Ａ）は、第３角度範囲において使用される超音波振動子群の例であり、（Ｂ）は、第４角度範囲において使用される超音波振動子群の例であり、（Ｃ）は、第５角度範囲において使用される超音波振動子群の例である。
【図１１】本発明の実施の形態２の変形例４において使用される超音波振動子群の例を示す図である。（Ａ）は、第３角度範囲において使用される超音波振動子群の例であり、（Ｂ）は、第４角度範囲において使用される超音波振動子群の例であり、（Ｃ）は、第５角度範囲において使用される超音波振動子群の例である。
【図１２】本発明の実施の形態３において使用される超音波振動子群の例を示す図である。（Ａ）は、第３角度範囲において使用される超音波振動子群の例であり、（Ｂ）は、第４角度範囲において使用される超音波振動子群の例であり、（Ｃ）は、第５角度範囲において使用される超音波振動子群の例である。
【図１３】本発明の実施の形態３の変形例において使用される超音波振動子群の例を示す図である。（Ａ）は、第３角度範囲において使用される超音波振動子群の例であり、（Ｂ）は、第４角度範囲において使用される超音波振動子群の例であり、（Ｃ）は、第５角度範囲において使用される超音波振動子群の例である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る超音波システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】  以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。実施の形態１  図１に本発明の実施の形態１に係る超音波システム１の構成を示す。図１に示すように、超音波システム１は、超音波プローブ２１と画像表示装置３１を備えており、超音波プローブ２１と画像表示装置３１とは、無線通信により接続されている。
【００２０】  超音波システム１の超音波プローブ２１は、振動子アレイ２を備えており、振動子アレイ２に、切替スイッチ３が接続されている。また、切替スイッチ３に、送信マルチプレクサ４、送信駆動部５および送信ビームフォーマ６が順次接続されている。また、切替スイッチ３には、受信マルチプレクサ７、受信信号処理部８、受信ビームフォーマ９、信号処理部１０、画像処理部１１および無線通信部１２が順次接続されている。  さらに、切替スイッチ３、送信マルチプレクサ４、送信ビームフォーマ６、受信マルチプレクサ７および受信ビームフォーマ９に、セクタ走査制御部１３が接続され、無線通信部１２に、通信制御部１４が接続されている。また、信号処理部１０、画像処理部１１、セクタ走査制御部１３および通信制御部１４に、プローブ制御部１５が接続されている。また、超音波プローブ２１は、バッテリ１６を内蔵している。
【００２１】  さらに、切替スイッチ３、送信マルチプレクサ４、送信駆動部５、送信ビームフォーマ６、受信マルチプレクサ７、受信信号処理部８、受信ビームフォーマ９、信号処理部１０、画像処理部１１、セクタ走査制御部１３、通信制御部１４およびプローブ制御部１５により、超音波プローブプロセッサ１７が構成されている。
【００２２】  超音波システム１の画像表示装置３１は、無線通信部３２を備えており、無線通信部３２に、表示制御部３３および表示部３４が順次接続されている。また、無線通信部３２に、通信制御部３５が接続され、表示制御部３３および通信制御部３５に本体制御部３６が接続されている。また、本体制御部３６には、操作部３７および格納部３８が接続されている。本体制御部３６と格納部３８とは、双方向に情報の受け渡しが可能に接続されている。
【００２３】  さらに、表示制御部３３、通信制御部３５および本体制御部３６により、画像表示装置プロセッサ３９が構成されている。  また、超音波プローブ２１の無線通信部１２と画像表示装置３１の無線通信部３２とは、双方向に情報の受け渡しが可能に接続されており、これにより、超音波プローブ２１と画像表示装置３１とが無線通信により接続される。
【００２４】  図１に示す超音波プローブ２１の振動子アレイ２は、１次元または２次元に配列された複数の超音波振動子Ｔを有している。例えば、図３に示すように、複数の超音波振動子Ｔは、素子ピッチＰで１次元に配列されることができる。これらの超音波振動子Ｔは、送信駆動部５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反射波を受信して受信信号を出力する。各超音波振動子Ｔは、例えば、ＰＺＴ（Lead Zirconate Titanate：チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック、ＰＶＤＦ（Poly Vinylidene Di Fluoride：ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子およびＰＭＮ−ＰＴ（Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate：マグネシウムニオブ酸鉛−チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成した素子を用いて構成される。
【００２５】  超音波プローブプロセッサ１７のセクタ走査制御部１３は、切替スイッチ３、送信マルチプレクサ４、送信ビームフォーマ６、受信マルチプレクサ７および受信ビームフォーマ９を制御して、所定のステア角度を有する走査線に沿った超音波ビームの送信および超音波エコーの受信をする、いわゆる電子セクタ走査を行わせる。ここで、走査線のステア角度とは、図３に示すように、超音波振動子Ｔの配列方向Ｄ１に対して直交する直交方向Ｄ２に沿って延びる仮想的な垂直線ＶＬと走査線ＳＬとのなす角のことであり、例えば、垂直線ＶＬの両側に０°〜４５°の範囲でステア角度が設定される。
【００２６】  また、セクタ走査制御部１３は、電子セクタ走査に際して走査線のステア角度に応じて、超音波ビームの送信および超音波エコーの受信に使用される振動子アレイ２における超音波送受信開口幅を変化させる。このような、セクタ走査制御部１３によりなされる超音波送受信開口幅の制御については、後に詳細に説明する。
【００２７】  超音波プローブプロセッサ１７の切替スイッチ３は、それぞれ対応する超音波振動子Ｔと送信マルチプレクサ４との間を接続および遮断し、且つ、それぞれ対応する超音波振動子Ｔと受信マルチプレクサ７との間を接続および遮断する複数のスイッチからなり、セクタ走査制御部１３からの指令に基づいて、超音波ビームの送信と超音波エコーの受信とを切り替える。
【００２８】  超音波プローブプロセッサ１７の送信マルチプレクサ４は、セクタ走査制御部１３からの指令に基づいて、振動子アレイ２を構成する複数の超音波振動子Ｔのうち超音波ビームの送信に使用される超音波振動子Ｔを選択する。この際に、送信マルチプレクサ４は、超音波ビームの送信チャネルの数が振動子アレイ２を構成する超音波振動子Ｔの総数よりも少なくなるように、超音波振動子Ｔを選択する。このように、超音波ビームの送信に使用される送信チャネルの数を超音波振動子Ｔの総数よりも少なくすることにより、超音波ビームの送信に要する消費電力を低減することができる。  超音波プローブプロセッサ１７の送信駆動部５は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、送信マルチプレクサ４により選択された複数の超音波振動子Ｔに対して駆動信号を送信する。
【００２９】  超音波プローブプロセッサ１７の送信ビームフォーマ６は、セクタ走査制御部１３からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、振動子アレイ２の複数の超音波振動子Ｔから送信される超音波が所定の走査線に沿った超音波ビームを形成するように、送信駆動部５により送信される駆動信号に対して遅延量を調節する。この際に、送信ビームフォーマ６は、振動子アレイ２を構成する複数の超音波振動子Ｔの総数よりも少ない数の送信チャネルに対して遅延量の調節を行う。
【００３０】  このようにして、振動子アレイ２の超音波振動子Ｔの電極にパルス状または連続波状の電圧が印加されると、圧電体が伸縮し、それぞれの超音波振動子Ｔからパルス状または連続波状の超音波が発生して、それらの超音波の合成波から、所定の走査線に沿った超音波ビームが形成される。
【００３１】  送信された超音波ビームは、例えば、被検体の部位等の対象において反射された超音波エコーとして、超音波プローブ２１の振動子アレイ２に向かって伝搬する。このように振動子アレイ２に向かって伝搬する超音波は、振動子アレイ２を構成するそれぞれの超音波振動子Ｔにより受信される。
【００３２】  超音波プローブプロセッサ１７の受信マルチプレクサ７は、セクタ走査制御部１３からの指令に基づいて、振動子アレイ２を構成する複数の超音波振動子Ｔのうち超音波エコーの受信に使用される超音波振動子Ｔを選択する。この際に、受信マルチプレクサ７は、超音波エコーの受信チャネルの数が振動子アレイ２を構成する超音波振動子Ｔの総数よりも少なくなるように、超音波振動子Ｔを選択する。このように、超音波エコーの受信に使用される受信チャネルの数を超音波振動子Ｔの総数よりも少なくすることにより、超音波エコーの受信に要する消費電力を低減することができる。
【００３３】  超音波プローブプロセッサ１７の受信信号処理部８は、振動子アレイ２から出力される受信信号の処理を行う。図２に示すように、受信信号処理部８は、複数の増幅部２２および複数の増幅部２２と同数のＡＤ（Analog Digital）変換部２３を含んでおり、それぞれの増幅部２２とＡＤ変換部２３は、互いに直列に接続されている。ここで、受信信号処理部８に含まれる増幅部２２の数は、振動子アレイ２を構成する超音波振動子Ｔの総数よりも少ない。
【００３４】  受信信号処理部８の増幅部２２は、振動子アレイ２を構成するそれぞれの超音波振動子Ｔから入力された受信信号を増幅し、増幅した受信信号をＡＤ変換部２３に送信する。ＡＤ変換部２３は、増幅部２２から送信された受信信号をデジタル化されたデータに変換し、これらのデータを超音波プローブプロセッサ１７の受信ビームフォーマ９に送出する。
【００３５】  超音波プローブプロセッサ１７の受信ビームフォーマ９は、セクタ走査制御部１３からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づき、受信信号処理部８から送出されたデータにそれぞれの遅延を与えて加算（整相加算）を施す、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音線信号が生成される。
【００３６】  超音波プローブプロセッサ１７の信号処理部１０は、受信ビームフォーマ９により生成された音線信号に対して、超音波が反射した位置の深度に応じて伝搬距離に起因する減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施して、被検体内の組織に関する断層画像情報である信号を生成する。
【００３７】  超音波プローブプロセッサ１７の画像処理部１１は、信号処理部１０により生成された信号を、通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号にラスター変換し、このようにして生成された画像信号に対して、明るさ補正、諧調補正、シャープネス補正および色補正等の各種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した後、超音波画像信号を画像情報データとして超音波プローブ２１の無線通信部１２に送信する。
【００３８】  超音波プローブ２１の無線通信部１２は、電波の送信および受信を行うためのアンテナを含んでおり、画像処理部１１により生成された超音波画像信号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に供給してアンテナから電波を送信することにより、画像表示装置３１の無線通信部３２に超音波画像信号を送信する。キャリアの変調方式としては、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying：振幅偏移変調）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying：位相偏移変調）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：四位相偏移変調）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation：１６直角位相振幅変調）等が用いられる。
【００３９】  超音波プローブ２１の無線通信部１２は、超音波画像信号を画像表示装置３１に無線送信する。  超音波プローブプロセッサ１７の通信制御部１４は、プローブ制御部１５により設定された送信電波強度で超音波画像信号の送信が行われるように無線通信部１２を制御する。
【００４０】  超音波プローブプロセッサ１７のプローブ制御部１５は、予め記憶しているプログラム等に基づいて、超音波プローブ２１の各部の制御を行う。  超音波プローブ２１のバッテリ１６は、超音波プローブ２１に内蔵されており、超音波プローブ２１の各回路に電力を供給する。
【００４１】  画像表示装置３１の無線通信部３２は、電波の送信および受信を行うためのアンテナを含んでおり、超音波プローブ２１の無線通信部１２により送信された伝送信号を、アンテナを介して受信し、受信した伝送信号を復調することにより、超音波画像信号を出力する。  画像表示装置プロセッサ３９の通信制御部３５は、超音波プローブ２１の無線通信部１２から伝送信号の受信が行われるように画像表示装置３１の無線通信部３２を制御する。
【００４２】  画像表示装置プロセッサ３９の表示制御部３３は、本体制御部３６の制御の下、無線通信部３２により復調された超音波画像信号に所定の処理を施して、表示部３４に超音波画像を表示させる。  画像表示装置プロセッサ３９の本体制御部３６は、格納部３８等に予め記憶されているプログラムおよび操作部３７を介したユーザの操作に基づいて、画像表示装置３１の各部の制御を行う。
【００４３】  画像表示装置３１の表示部３４は、表示制御部３３により生成された画像を表示するものであり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）等のディスプレイ装置を含む。  画像表示装置３１の操作部３７は、ユーザが入力操作を行うためのものであり、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッドおよびタッチパネル等を備えて構成することができる。
【００４４】  画像表示装置３１の格納部３８は、画像表示装置３１の動作プログラム等を格納するものであり、格納部３８として、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disc Drive：ハードディスクドライブ）、ＳＳＤ（Solid State Drive：ソリッドステートドライブ）、ＦＤ（Flexible Disc：フレキシブルディスク）、ＭＯディスク（Magneto-Optical disc：光磁気ディスク）、ＭＴ（Magnetic Tape：磁気テープ）、ＲＡＭ（Random Access Memory：ランダムアクセスメモリ）、ＣＤ（Compact Disc：コンパクトディスク）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc：デジタルバーサタイルディスク）、ＳＤカード（Secure Digital card：セキュアデジタルカード）、ＵＳＢメモリ（Universal Serial Bus memory：ユニバーサルシリアルバスメモリ）等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。
【００４５】  なお、切替スイッチ３、送信マルチプレクサ４、送信駆動部５、送信ビームフォーマ６、受信マルチプレクサ７、受信信号処理部８、受信ビームフォーマ９、信号処理部１０、画像処理部１１、セクタ走査制御部１３、通信制御部１４およびプローブ制御部１５を有する超音波プローブプロセッサ１７と、表示制御部３３、通信制御部３５および本体制御部３６を有する画像表示装置プロセッサ３９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）、および、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための制御プログラムから構成されるが、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array：フィードプログラマブルゲートアレイ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor：デジタルシグナルプロセッサ）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：アプリケーションスペシフィックインテグレイテッドサーキット）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit：グラフィックスプロセッシングユニット）、その他のＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）を用いて構成されてもよく、もしくはそれらを組み合わせて構成されてもよい。
【００４６】  また、超音波プローブプロセッサ１７の切替スイッチ３、送信マルチプレクサ４、送信駆動部５、送信ビームフォーマ６、受信マルチプレクサ７、受信信号処理部８、受信ビームフォーマ９、信号処理部１０、画像処理部１１、セクタ走査制御部１３、通信制御部１４およびプローブ制御部１５を部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵ等に統合させて構成することもできる。画像表示装置プロセッサ３９の表示制御部３３、通信制御部３５および本体制御部３６も、同様に、部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵ等に統合させて構成することができる。
【００４７】  次に、電子セクタ走査に際して、本発明に特徴的な超音波送受信開口幅の制御について詳細に説明する。以下の説明においては、振動子アレイ２における送信チャネルに使用される複数の超音波振動子Ｔと受信チャネルに使用される複数の超音波振動子Ｔとは、互いに同一であるとする。
【００４８】  ここで、一般的に、超音波送受信開口幅が広いほど、送信焦点における超音波ビームの幅を狭くすることができるため、取得される超音波画像における分解能を向上させることができる。しかしながら、超音波ビームの送信に使用される送信チャネルの数が超音波振動子Ｔの総数よりも少ない場合には、超音波送受信開口幅が広いほど互いに隣接する送信チャネルおよび受信チャネルのピッチが大きくなるため、超音波送受信開口幅が所定の広さ以上である場合には、走査線のステア角度が大きくなるに従って、振動子アレイ２において互いに隣接する超音波振動子Ｔから送信される超音波の干渉の影響および互いに隣接する超音波振動子Ｔにより受信される超音波の干渉の影響が強くなる。
【００４９】  一般に、超音波振動子Ｔの配列方向Ｄ１に垂直な方向から角度θだけ傾いた方向に超音波ビームを送信する場合に、アーチファクトの発生を抑制するためには、超音波の波長をλとして、送信チャネルおよび受信チャネルのピッチｐが下記式（１）を満たす必要があることが知られている。    ｐ≦λ／（１＋|sin θ|）  ・・・（１）
【００５０】  また、超音波ビームの送信および超音波エコーの受信の際に、多くの送信チャネルおよび受信チャネルを使用するほど、取得される超音波画像における分解能を向上させることができるが、使用される送信チャネルおよび受信チャネルの数が多いほど、超音波ビームの送信および超音波エコーの受信に要する消費電力が大きく、超音波プローブ２１における発熱の原因となる。
【００５１】  本発明の実施の形態１におけるセクタ走査制御部１３は、電子セクタ走査に際し、送信マルチプレクサ４、送信ビームフォーマ６、受信マルチプレクサ７および受信ビームフォーマ９を制御して、超音波振動子Ｔの総数よりも少ない数の送信チャネルおよび受信チャネルを使用しながら、電子セクタ走査動作に際して走査線のステア角度が広くなるに従って振動子アレイ２における超音波送受信開口幅を狭くする、すなわち、送信チャネルおよび受信チャネルとして使用される超音波振動子Ｔの配列ピッチｐが小さくなる。これにより、取得される超音波画像におけるアーチファクトの発生および超音波プローブ２１における発熱を抑制することができる。
【００５２】  セクタ走査制御部１３は、図３に示すように、例えば最大のステア角度を４５°として、ステア角度が定められた第１角度Ａ１よりも狭い第１角度範囲Ｒ１内に含まれている場合に、超音波送受信開口幅が最大となるように送信マルチプレクサ４、送信ビームフォーマ６、受信マルチプレクサ７および受信ビームフォーマ９を制御し、ステア角度が第１角度Ａ１よりも広い第２角度範囲Ｒ２に含まれている場合に、超音波送受信開口幅を狭くするように送信ビームフォーマ６および受信ビームフォーマ９を制御することができる。
【００５３】  例えば、ステア角度が第１角度範囲Ｒ１内に含まれている場合には、図４（Ａ）に示すように、セクタ走査制御部１３は、送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御して、振動子アレイ２を構成する複数の超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４のうち間隔を隔てて配置されている複数の超音波振動子を超音波の送受信に使用される超音波振動子群として選択することにより、超音波送受信開口幅を広くしながら、送信チャネルおよび受信チャネルの数を超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４の総数よりも少なくすることができる。
【００５４】図４（Ａ）に示す例では、６４個の超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４が１次元に配列されて振動子アレイ２が構成されており、１つの超音波振動子おきに３２個の超音波振動子Ｔ２〜Ｔ６３を使用することにより、超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４の総数の半分である３２個の送信チャネルおよび受信チャネルが形成されている。この際に、送信チャネルおよび受信チャネルのチャネルピッチＰ１は、互いに隣接する超音波振動子の素子ピッチＰの２倍である。
【００５５】  また、例えば、ステア角度が第２角度範囲Ｒ２内に含まれている場合には、図４（Ｂ）に示すように、セクタ走査制御部１３は、送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御して、振動子アレイ２を構成する複数の超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４のうち互いに隣接して連なる一部の超音波振動子を使用することにより、超音波送受信開口幅を狭くしながら、送信チャネルおよび受信チャネルの数を超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４の総数よりも少なくすることができる。図４（Ｂ）に示す例では、振動子アレイ２を構成する６４個の超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４のうち、互いに隣接して連なる３２個の超音波振動子Ｔ１７〜Ｔ４８が使用されることにより、３２個の送信チャネルおよび受信チャネルが形成されている。この場合には、送信チャネルおよび受信チャネルのピッチは、超音波振動子の素子ピッチＰに等しい。
【００５６】  以上により、本発明の実施の形態１の超音波システム１によれば、電子セクタ走査動作に際して、振動子アレイ２を構成する超音波振動子Ｔの総数よりも少ない数の送信チャネルおよび受信チャネルを使用し、且つ、ステア角度が広くなるに従い、振動子アレイ２における超音波送受信開口幅を狭くするため、アーチファクトの発生を抑制しながら消費電力を低減することができる。
【００５７】  例えば、具体的に、素子ピッチＰを０．３ｍｍとし、送信される超音波の中心周波数を１．７５ＭＨｚ、送信される超音波の音速を１５４０ｍ／ｓ、すなわち送信される超音波の波長を０．８８ｍｍとした場合に、定められた第１角度Ａ１を２７°に設定して、セクタ走査制御部１３により送信マルチプレクサ４、送信ビームフォーマ６、受信マルチプレクサ７および受信ビームフォーマ９が制御されることにより、アーチファクトの発生を抑制しながら消費電力を低減することができる。
【００５８】  また、例えば、具体的に、素子ピッチＰを０．３ｍｍとし、送信される超音波の中心周波数を２ＭＨｚ、送信される超音波の音速を１５４０ｍ／ｓ、すなわち送信される超音波の波長を０．７７ｍｍとした場合に、定められた第１角度Ａ１を１６．５°に設定して、セクタ走査制御部１３により送信マルチプレクサ４、送信ビームフォーマ６、受信マルチプレクサ７および受信ビームフォーマ９が制御されることにより、取得された超音波画像におけるアーチファクトの発生を抑制しながら消費電力を低減することができる。
【００５９】  なお、実施の形態１では、走査線のステア角度が第１角度範囲Ｒ１に含まれている場合に、図４（Ａ）に示すように、１つの超音波振動子おきに３２個の超音波振動子Ｔ２〜Ｔ６３、すなわち、振動子アレイ２を構成する超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４のうち半数の超音波振動子Ｔ２〜Ｔ６３が使用されることが説明されているが、取得される超音波画像において十分な分解能を得ることができれば、使用される超音波振動子の数は、これに限定されない。
【００６０】  例えば、図示しないが、セクタ走査制御部１３は、振動子アレイ２を構成する超音波振動子の総数の半数より少ない数の超音波振動子を、超音波の送受信に使用される振動子群として選択することができる。また、例えば、セクタ走査制御部１３は、振動子アレイ２を構成する超音波振動子の総数の半数より多い数、例えば、３分の２程度の数の超音波振動子を、超音波の送受信に使用される振動子群として選択することもできる。
【００６１】  また、実施の形態１では、振動子アレイ２における送信チャネルに使用される複数の超音波振動子Ｔと受信チャネルに使用される複数の超音波振動子Ｔとは互いに同一であるとして説明しているが、振動子アレイ２における送信チャネルに使用される複数の超音波振動子Ｔと受信チャネルに使用される複数の超音波振動子Ｔとは互いに異なっていてもよい。
【００６２】  また、例えば、ステア角度が第１角度範囲Ｒ１内に含まれている場合に、セクタ走査制御部１３は、図５（Ａ）に示すように、送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御して、振動子アレイ２において互いに隣接する超音波振動子対をそれぞれ短絡することにより、送信チャネルおよび受信チャネルの開口幅を最大にしながら、送信チャネルおよび受信チャネルの数を超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４の総数よりも少なくすることもできる。図５（Ａ）に示す例では、６４個の超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４が１次元に配列されて振動子アレイ２が構成されており、互いに隣接する１対の超音波振動子からなる複数の超音波振動子対がそれぞれ短絡されることにより、超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４の総数の半分である３２個の送信チャネルおよび受信チャネルが形成されている。この際に、送信チャネルおよび受信チャネルのチャネルピッチＰ１は、互いに隣接する超音波振動子の素子ピッチＰの２倍である。
【００６３】  ここで、ステア角度が第２角度範囲Ｒ２内に含まれる場合には、セクタ走査制御部１３は、図４（Ｂ）に示す態様と同様に、図５（Ｂ）に示すように、振動子アレイ２を構成する複数の超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４のうち互いに隣接して連なる一部の超音波振動子を超音波の送受信に使用する超音波振動子群として選択することにより、超音波送受信開口幅を狭くすることができる。  そのため、このような場合にも、取得された超音波画像におけるアーチファクトの発生を抑制しながら消費電力を低減することができる。
【００６４】  ところで、図５（Ａ）に示すような送信チャネルおよび受信チャネルの制御がセクタ走査制御部１３によりなされる場合には、１つの送信チャネルおよび受信チャネルに対して２つの超音波振動子が使用されるため、振動子アレイ２により送信される超音波ビームの強度および受信される超音波エコーの強度は、図４（Ａ）に示す態様と比較して２倍である。したがって、走査線のステア角度が第１角度範囲Ｒ１に含まれている場合の超音波画像等の画像情報データにおける信号強度は、走査線のステア角度が第２角度範囲Ｒ２に含まれている場合の画像情報データにおける信号強度の２倍となる。
【００６５】  そのため、例えば、超音波プローブプロセッサ１７の信号処理部１０は、被検体内の組織に関する断層画像情報である信号を補正して、走査線のステア角度が第１角度範囲Ｒ１に含まれている場合と、ステア角度が第２角度範囲Ｒ２に含まれている場合における画像情報データの信号強度のムラを抑えることができる。
【００６６】  例えば、信号処理部１０は、被検体内の組織に関する断層画像情報である信号のうち、ステア角度が第２角度範囲Ｒ２に含まれている場合に取得された受信信号に対応する部分の信号強度が２倍となるように増幅することにより、この信号の強度のムラを抑えることができる。また、例えば、信号処理部１０は、被検体内の組織に関する断層画像情報である信号のうち、ステア角度が第１角度範囲Ｒ１に含まれている場合に取得された受信信号に対応する部分の信号強度が半分となるように処理することにより、この信号における強度のムラを抑えることもできる。
【００６７】  また、例えば、超音波プローブプロセッサ１７の画像処理部１１は、超音波画像信号を補正して、走査線のステア角度に応じた信号強度の変化を低減することができる。例えば、画像処理部１１は、超音波画像信号のうち、ステア角度が第２角度範囲Ｒ２に含まれている場合に取得された受信信号に対応する部分の画素値を補正することにより、超音波画像信号における信号強度のムラを抑えることができる。
【００６８】  また、図５（Ａ）に示す例では、セクタ走査制御部１３は、振動子アレイ２において互いに隣接する超音波振動子対をそれぞれ短絡するように、送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御しているが、取得される超音波画像が十分な分解能を有していれば、隣接する３つ以上の超音波振動子が短絡されることもできる。これにより、振動子アレイ２における送信チャネルおよび受信チャネルの数をさらに減少させて、超音波ビームの送信および超音波エコーの受信に要する消費電力をさらに低減させることが可能である。
【００６９】実施の形態２  実施の形態１では、走査線のステア角度が第１角度範囲Ｒ１および第２角度範囲Ｒ２の２種類の角度範囲のどちらに含まれているかにより、送信チャネルおよび受信チャネルとして使用する超音波振動子Ｔが制御されているが、３種類以上の角度範囲に基づいて、送信チャネルおよび受信チャネルとして使用する超音波振動子Ｔを選択することもできる。  ここで、本発明の実施の形態２に係る超音波システムは、図１に示す実施の形態１の超音波システム１と同一である。
【００７０】  例えば、図６に示すように、セクタ走査制御部１３は、送信マルチプレクサ４、送信ビームフォーマ６、受信マルチプレクサ７および受信ビームフォーマ９を制御することにより、第３角度範囲Ｒ３、第４角度範囲Ｒ４および第５角度範囲Ｒ５の３種類の角度範囲に基づいて、送信チャネルおよび受信チャネルとして使用する超音波振動子Ｔを選択する。ここで、第３角度範囲Ｒ３とは、走査線のステア角度が定められた第２角度Ａ２よりも狭い角度範囲であり、第４角度範囲Ｒ４とは、走査線のステア角度が第２角度Ａ２以上で且つ定められた第３角度Ａ３より狭い角度範囲であり、第５角度範囲Ｒ５とは、走査線のステア角度が第３角度Ａ３以上で且つ４５°よりも狭い角度範囲である。
【００７１】  例えば、ステア角度が第３角度範囲Ｒ３内に含まれている場合には、図７（Ａ）に示すように、セクタ走査制御部１３は、図４（Ａ）に示す態様と同様に、送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御して、振動子アレイ２を構成する複数の超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４のうち間隔を隔てて配置されている複数の超音波振動子を超音波の送受信に使用される超音波振動子群として選択することにより、超音波送受信開口幅を広くしながら、送信チャネルおよび受信チャネルの数を超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４の総数よりも少なくすることができる。
【００７２】  また、ステア角度が第４角度範囲Ｒ４に含まれている場合には、図７（Ｂ）に示すように、セクタ走査制御部１３は、送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御して、振動子アレイ２を構成する複数の超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４のうち、振動子アレイ２の中心付近において互いに隣接して連なる一部の超音波振動子と、その周辺において互いに間隔を隔てて配置されている複数の超音波振動子とを、超音波の送受信に使用される超音波振動子群として選択することができる。
【００７３】  図７（Ｂ）に示す例では、振動子アレイ２の中心付近に位置し且つ互いに隣接して連なる１６個の超音波振動子Ｔ２５〜Ｔ４０と、１６個の超音波振動子Ｔ２５〜Ｔ４０の周辺すなわち両隣にそれぞれ８つずつ位置する超音波振動子Ｔ９〜Ｔ２３およびＴ４２〜Ｔ５６により、３２個の送信チャネルおよび受信チャネルが形成されている。ここで、１６個の超音波振動子Ｔ２５〜Ｔ４０の周辺に位置する超音波振動子Ｔ９〜Ｔ２３およびＴ４２〜Ｔ５６は、それぞれ、１つの超音波振動子おきに、すなわちチャネルピッチＰ１で配置されている。そのため、この場合の送信チャネルおよび受信チャネルとして使用される超音波振動子群における平均振動子間隔、すなわち送信チャネルおよび受信チャンネル間のチャネルピッチの平均値は、図７（Ａ）に示すような、ステア角度が第３角度範囲Ｒ３内に含まれている場合と比較して小さくなる。
【００７４】  ところで、振動子アレイ２から超音波ビームが送信される際に、振動子アレイ２の両端部付近から発せられる超音波は、走査線の最大のステア角度よりも大きい角度範囲を伝搬する。このような超音波は、被検体内で多重反射等をすることがあり、この場合には、取得される超音波画像において超音波の多重反射等に起因するアーチファクトが発生し易くなる。実施の形態２では、セクタ走査制御部１３は、図７（Ｂ）に示すように送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子として選択するため、振動子アレイ２の中心付近における超音波の空間的な密度よりも、その周辺における超音波の空間的な密度を小さくして、振動子アレイ２の中心付近における超音波に対して重み付けを行うことができる。これにより、走査線の最大のステア角度よりも大きい角度範囲を伝搬する超音波の影響を小さくして、取得される超音波画像におけるアーチファクトの発生を抑制することができる。
【００７５】  また、ステア角度が第５角度範囲Ｒ５に含まれている場合には、図７（Ｃ）に示すように、セクタ走査制御部１３は、図４（Ｂ）に示す態様と同様に、送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御して、振動子アレイ２を構成する複数の超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４のうち、互いに隣接して連なる一部の超音波振動子を送信チャネルおよび受信チャネルに使用する超音波振動子群として選択することができる。
【００７６】  以上から、実施の形態２の超音波システムによれば、電子セクタ走査動作に際して、振動子アレイ２を構成する超音波振動子Ｔの総数よりも少ない数の送信チャネルおよび受信チャネルを使用し、且つ、ステア角度が広くなるに従い、超音波の送受信に使用される超音波振動子群の平均振動子間隔が小さくなるため、アーチファクトの発生を抑制しながら消費電力を低減することができる。また、走査線のステア角度が第４角度範囲Ｒ４に含まれている場合に、振動子アレイ２を構成する超音波振動子のうち、互いに隣接して連なる一部の超音波振動子と、その周辺に位置し且つ互いに間隔を隔てて配置される一部の超音波振動子が送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子群として選択されるため、取得される超音波画像におけるアーチファクトをさらに抑制することができる。
【００７７】  例えば、具体的に、素子ピッチＰを０．３ｍｍとし、送信される超音波の中心周波数を１．７５ＭＨｚ、送信される超音波の音速を１５４０ｍ／ｓ、すなわち送信される超音波の波長を０．８８ｍｍとした場合に、定められた第２角度Ａ２を１１°、定められた第３角度Ａ３を２７°に設定して、セクタ走査制御部１３により送信マルチプレクサ４、送信ビームフォーマ６、受信マルチプレクサ７および受信ビームフォーマ９が制御されることにより、アーチファクトの発生を抑制しながら消費電力を低減し、さらに、超音波画像におけるアーチファクトを抑制することができる。
【００７８】  また、例えば、この場合に、第２角度Ａ２を２４°、第３角度Ａ３を４０°に設定して、セクタ走査制御部１３により送信マルチプレクサ４、送信ビームフォーマ６、受信マルチプレクサ７および受信ビームフォーマ９が制御されることによっても、アーチファクトの発生を抑制しながら消費電力を低減し、さらに、超音波画像におけるアーチファクトを抑制することができる。
【００７９】  また、例えば、具体的に、素子ピッチＰを０．３ｍｍとし、送信される超音波の中心周波数を２ＭＨｚ、送信される超音波の音速を１５４０ｍ／ｓ、すなわち送信される超音波の波長を０．７７ｍｍとした場合に、第２角度Ａ２を１４°、第３角度Ａ３を３０°に設定して、セクタ走査制御部１３により送信マルチプレクサ４、送信ビームフォーマ６、受信マルチプレクサ７および受信ビームフォーマ９が制御されることにより、取得された超音波画像におけるアーチファクトの発生を抑制しながら消費電力を低減し、さらに、超音波画像におけるアーチファクトを抑制することができる。
【００８０】  なお、実施の形態２では、走査線のステア角度が第４角度範囲Ｒ４に含まれている場合に、互いに隣接して連なる複数の超音波振動子の両隣において、それぞれ、１つの超音波振動子おきに、すなわちチャネルピッチＰ１で配置されている超音波振動子を選択する例を説明しているが、選択される超音波振動子間のピッチは、取得される超音波画像においてアーチファクトの発生を抑制することができ、且つ、超音波画像が十分な分解能を有していれば、特に限定されない。
【００８１】  しかしながら、走査線のステア角度に応じた超音波画像の分解能を均等にするためには、振動子アレイ２を構成する超音波振動子の配列方向Ｄ１において、送信チャネルおよび受信チャネルとして使用される超音波振動子の配置を対称とすることが好ましく、互いに隣接して連なる複数の超音波振動子の一端側に位置する超音波振動子群と、他端側に位置する超音波振動子群とで、超音波振動子間のピッチを、配列方向Ｄ１において互いに対称な長さにすることが好ましい。
【００８２】  また、走査線のステア角度に応じた超音波画像の分解能を均等にするために、互いに隣接して連なる複数の超音波振動子の一端側に位置する超音波振動子群と、他端側に位置する超音波振動子群とが、同一の数の超音波振動子により構成されていることが好ましい。
【００８３】（変形例１）  また、セクタ走査制御部１３は、送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御することにより、走査線のステア方向に応じて、すなわち超音波振動子の配列方向Ｄ１において走査線が左右のどちらに偏っているかに応じて、送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子を選択することもできる。  ここで、例えば、走査線のステア角度が第３角度範囲Ｒ３に含まれている場合には、図８（Ａ）に示すように、セクタ走査制御部１３は、図４（Ａ）で示す態様と同様に、振動子アレイ２を構成する複数の超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４のうち間隔を隔てて配置されている複数の超音波振動子を超音波の送受信に使用される超音波振動子群として選択することができる。
【００８４】  走査線のステア角度が第４角度範囲Ｒ４に含まれている場合には、セクタ走査制御部１３は、例えば、図８（Ｂ）に示すように、走査線のステア方向に応じて、送信チャネルおよび受信チャネルとして使用する超音波振動子群の位置を振動子アレイ２の一端側に偏らせることができる。図８（Ｂ）に示す例は、走査線が超音波振動子Ｔ１側に偏っている場合を表しており、互いに隣接して連なる超音波振動子Ｔ１７〜Ｔ３２と、その周辺のそれぞれ８つの超音波振動子Ｔ１〜Ｔ１５およびＴ３４〜Ｔ４８とが、送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子群として選択されている。
【００８５】  また、走査線のステア角度が第５角度範囲Ｒ５に含まれている場合には、セクタ走査制御部１３は、例えば、図８（Ｃ）に示すように、走査線のステア方向に応じて、送信チャネルおよび受信チャネルとして使用する超音波振動子群の位置を振動子アレイ２の一端側に偏らせることができる。図８（Ｃ）に示す例は、図８（Ｂ）と同様に、走査線が超音波振動子Ｔ１側に偏っている場合を表しており、互いに隣接して連なる超音波振動子Ｔ１〜Ｔ３２が、送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子群として選択されている。
【００８６】  このように、走査線のステア方向に応じて、振動子アレイ２の一端側に偏って配置された超音波振動子群を、送信チャネルおよび受信チャネルとして使用することにより、図７（Ｂ）および図７（Ｃ）に示すような、振動子アレイ２の中心付近に集まった超音波振動子群を送信チャネルおよび受信チャネルとして使用する場合と比較して、走査線のステア角度を小さくすることができるため、超音波画像におけるアーチファクトの発生をより抑制することができる。
【００８７】（変形例２）  また、図５（Ａ）に示す態様と同様に、互いに隣接する超音波振動子対を短絡することにより、送信チャネルおよび受信チャネルの数を削減することもできる。  例えば、走査線のステア角度が第３角度範囲Ｒ３に含まれている場合には、図９（Ａ）に示すように、セクタ走査制御部１３は、図５（Ａ）に示す態様と同様に、送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御して、振動子アレイ２において互いに隣接する超音波振動子対をそれぞれ短絡することができる。
【００８８】  走査線のステア角度が第４角度範囲Ｒ４に含まれている場合には、図９（Ｂ）に示すように、セクタ走査制御部１３は、送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御して、振動子アレイ２を構成する複数の超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４のうち、振動子アレイ２の中心付近において互いに隣接して連なる一部の超音波振動子と、その周辺に位置し且つ互いに隣接する超音波振動子対がそれぞれ短絡された複数の超音波振動子とを送信チャネルおよび受信チャネルに使用する超音波振動子群として選択することができる。
【００８９】  図９（Ｂ）に示す例では、互いに隣接して連なる１６個の超音波振動子Ｔ２５〜Ｔ４０と、その周辺すなわち両隣にそれぞれ８つずつ位置する超音波振動子対により、３２個の送信チャネルおよび受信チャネルが形成されている。ここで、１６個の超音波振動子Ｔ２５〜Ｔ４０の一端側に１６個の超音波振動子Ｔ９〜Ｔ２４からなる８つの超音波振動子対が位置し、１６個の超音波振動子Ｔ２５〜Ｔ４０の他端側に１６個の超音波振動子Ｔ４１〜Ｔ５６からなる８つの超音波振動子対が位置しており、それぞれの超音波振動子対は、互いに短絡されている。
【００９０】  また、走査線のステア角度が第５角度範囲Ｒ５に含まれている場合には、図９（Ｃ）に示すように、セクタ走査制御部１３は、図４（Ｂ）に示す態様と同様に、送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御して、振動子アレイ２を構成する超音波振動子のうち互いに隣接して連なる一部の超音波振動子を、送信チャネルおよび受信チャネルとして使用する超音波振動子群として選択することができる。
【００９１】  このようにして、走査線のステア角度が第３角度範囲Ｒ３および第４角度範囲Ｒ４に含まれる場合に、互いに隣接する超音波振動子対を短絡することによって、超音波画像におけるアーチファクトの発生を抑制しながら消費電力を低減することができる。
【００９２】（変形例３）  また、セクタ走査制御部１３は、互いに隣接する超音波振動子対を短絡することにより送信チャネルおよび受信チャネルの数を削減する場合にも、図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示すように、走査線のステア方向に応じて、送信チャネルおよび受信チャネルに使用する超音波振動子群を選択することができる。  ここで、例えば、走査線のステア角度が第３角度範囲Ｒ３に含まれる場合には、図１０（Ａ）に示すように、セクタ走査制御部１３は、図５（Ａ）に示す態様と同様に、送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御して、振動子アレイ２において互いに隣接する超音波振動子対をそれぞれ短絡することができる。
【００９３】  走査線のステア角度が第４角度範囲Ｒ４に含まれている場合には、セクタ走査制御部１３は、例えば、図１０（Ｂ）に示すように、走査線のステア方向に応じて、送信チャネルおよび受信チャネルとして使用する超音波振動子群の位置を振動子アレイ２の一端側に偏らせることができる。図１０（Ｂ）に示す例は、走査線が超音波振動子Ｔ１側に偏っている場合を表しており、互いに隣接して連なる超音波振動子Ｔ１７〜Ｔ３２と、その周辺にそれぞれ８つずつ位置する超音波振動子対により３２個の送信チャネルおよび受信チャネルが形成されている。ここで、１６個の超音波振動子Ｔ２５〜Ｔ４０の一端側に１６個の超音波振動子Ｔ１〜Ｔ１６からなる８つの超音波振動子対が位置し、１６個の超音波振動子Ｔ２５〜Ｔ４０の他端側に１６個の超音波振動子Ｔ３３〜Ｔ４８からなる８つの超音波振動子対が位置しており、それぞれの超音波振動子対は、互いに短絡されている。
【００９４】  また、走査線のステア角度が第５角度範囲Ｒ５に含まれている場合には、図１０（Ｃ）に示すように、セクタ走査制御部１３は、図８（Ｃ）に示す態様と同様に、走査線のステア方向に応じて、送信チャネルおよび受信チャネルとして使用する超音波振動子群の位置を振動子アレイ２の一端側に偏らせることができる。図１０（Ｃ）に示す例は、走査線が超音波振動子Ｔ１側に偏っている場合を表しており、互いに隣接して連なる超音波振動子Ｔ１〜Ｔ３２が、送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子群として選択されている。
【００９５】  このように、互いに隣接する超音波振動子対を短絡することにより送信チャネルおよび受信チャネルの数を削減する場合にも、走査線のステア方向に応じて、送信チャネルおよび受信チャネルとして使用する超音波振動子群の位置を振動子アレイ２の一端側に偏らせることにより、超音波画像におけるアーチファクトの発生をより抑制することができる。
【００９６】（変形例４）  また、実施の形態２の変形例２において、セクタ走査制御部１３は、図１１（Ｂ）に示すように、振動子アレイ２の中心付近に位置する複数の超音波振動子群と、その周辺にそれぞれ位置し且つ互いに隣接して連なる複数の超音波振動子とを、送信チャネルおよび受信チャネルに使用する超音波振動子群として選択することもできる。図１１（Ｂ）に示す例では、セクタ走査制御部１３は、振動子アレイ２の中心付近に位置する３２個の超音波振動子Ｔ１７〜Ｔ４８からなる１６個の超音波振動子対と、１６個の超音波振動子対の周辺にそれぞれ８つずつ隣接して連なる超音波振動子Ｔ９〜Ｔ１６および超音波振動子Ｔ４９〜Ｔ５６とを、送信チャネルおよび受信チャネルに使用する超音波振動子群として選択している。
【００９７】  そのため、このようにして配列された超音波振動子群を用いて超音波ビームを送信する場合には、振動子アレイ２の中心付近に位置する１６個の超音波振動子対から発せられる超音波の強度の方が、１６個の超音波振動子対の周辺にそれぞれ８つずつ隣接して連なる超音波振動子Ｔ９〜Ｔ１６および超音波振動子Ｔ４９〜Ｔ５６から発せられる超音波の強度よりも強くなり、結果的に、振動子アレイ２の中心付近における超音波に対して重み付けを行うことができる。これにより、走査線の最大のステア角度よりも大きい角度範囲を伝搬する超音波の影響を小さくして、取得される超音波画像におけるアーチファクトの発生を抑制することができる。
【００９８】  ここで、走査線のステア角度が第３角度範囲Ｒ３に含まれている場合には、図１１（Ａ）に示すように、セクタ走査制御部１３は、送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御して、振動子アレイ２において互いに隣接する超音波振動子対をそれぞれ短絡することができる。  また、走査線のステア角度が第５角度範囲Ｒ５に含まれている場合には、図１１（Ｃ）に示すように、セクタ走査制御部１３は、送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御して、振動子アレイ２を構成する超音波振動子のうち互いに隣接して連なる一部の超音波振動子を、送信チャネルおよび受信チャネルとして使用する超音波振動子群として選択することができる。
【００９９】  なお、図示しないが、実施の形態２の変形例４においても、実施の形態２の変形例１および変形例３と同様に、走査線のステア方向に応じて、送信チャネルおよび受信チャネルに使用する超音波振動子群を、振動子アレイ２の一端側に偏らせることができる。
【０１００】  なお、実施の形態２では、第３角度範囲Ｒ３、第４角度範囲Ｒ４および第５角度範囲Ｒ５の３種類の角度範囲に基づいて、セクタ走査制御部１３により、送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子群が選択されているが、４種類以上の角度範囲に基づいて送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子群が選択されることもできる。
【０１０１】実施の形態３  実施の形態１および２では、セクタ走査制御部１３は、送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子が、定められた種類の角度範囲に応じて離散的に変化するように送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御しているが、送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子が連続的に変化するように送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御することができる。  ここで、実施の形態３の超音波システムは、図１に示す実施の形態１の超音波システム１と同一の構成を有している。
【０１０２】  セクタ走査制御部１３は、走査線のステア角度が図６に示す第３角度範囲Ｒ３に含まれている場合に、例えば、図１２（Ａ）に示すように、送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御して、振動子アレイ２を構成する複数の超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４のうち間隔を隔てて配置されている複数の超音波振動子を超音波の送受信に使用される超音波振動子群として選択することができる。
【０１０３】  また、セクタ走査制御部１３は、走査線のステア角度が図６に示す第４角度範囲Ｒ４に含まれている場合に、例えば、図１２（Ｂ）に示すように、送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御して、ステア角度が広くなるほど振動子アレイ２における超音波送受信開口幅が狭くなるように、送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子を連続的に変化させることができる。
【０１０４】  より具体的には、セクタ走査制御部１３は、走査線のステア角度が定められた第２角度Ａ２から定められた第３角度Ａ３まで１°ずつ増加する毎に、振動子アレイ２の中心付近において互いに隣接して連なる超音波振動子の数を２つずつ増加させると共に、その両隣において、互いに間隔を隔てて配置されている複数の超音波振動子の数を、それぞれ１つずつ減少させることができる。図１２（Ｂ）に示す例では、走査線のステア角度が第４角度範囲Ｒ４に含まれている場合に、振動子アレイ２の中心付近に位置し且つ互いに隣接して連なる２ｍ個の超音波振動子と、その両隣に１６−ｍ個ずつ位置する超音波振動子により、送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子群が構成されている。ここで、ｍは２以上１５以下の整数である。
【０１０５】  また、例えば、走査線のステア角度が図６に示す第５角度範囲Ｒ５に含まれている場合には、セクタ走査制御部１３は、図１２（Ｃ）に示すように、送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御して、振動子アレイ２を構成する複数の超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４のうち互いに隣接して連なる一部の超音波振動子を、送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子群として選択することができる。
【０１０６】  以上のように、実施の形態３の超音波システムによれば、走査線のステア角度が第４角度範囲Ｒ４に含まれている場合に、ステア角度が広くなるほど振動子アレイ２における超音波送受信開口幅が狭くなるように、送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子を連続的に変化させるため、ステア角度に対応して超音波画像におけるアーチファクトの発生を抑制することができる。また、ステア角度によっては、超音波画像におけるアーチファクトの発生を抑制しながら、超音波画像の分解能を向上させることが可能である。
【０１０７】  例えば、具体的に、実施の形態２の具体例と同様に、素子ピッチＰを０．３ｍｍとし、送信される超音波の中心周波数を１．７５ＭＨｚ、送信される超音波の音速を１５４０ｍ／ｓ、すなわち送信される超音波の波長を０．８８ｍｍとした場合に、定められた第２角度Ａ２を１１°、定められた第３角度Ａ３を２７°に設定して、走査線のステア角度が１１°から２７°まで１°ずつ変化する毎に、送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子を連続的に変化させることができる。例えばこのようにして、超音波画像におけるステア角度に対応したアーチファクトの発生を抑制することができる。
【０１０８】  また、例えば、この場合に、第２角度Ａ２を２４°、第３角度Ａ３を４０°に設定して、走査線のステア角度が２４°から４０°まで１°ずつ変化する毎に、送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子を連続的に変化させることにより、超音波画像におけるステア角度に対応したアーチファクトの発生を抑制することもできる。
【０１０９】  また、例えば、具体的に、素子ピッチＰを０．３ｍｍとし、送信される超音波の中心周波数を２ＭＨｚ、送信される超音波の音速を１５４０ｍ／ｓ、すなわち送信される超音波の波長を０．７７ｍｍとした場合に、第２角度Ａ２を１４°、第３角度Ａ３を３０°に設定して、走査線のステア角度が１４°から３０°まで１°ずつ変化する毎に、送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子を連続的に変化させることにより、超音波画像におけるステア角度に対応したアーチファクトの発生を抑制することもできる。
【０１１０】  なお、例えば図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）に示すように、振動子アレイ２において、複数の超音波振動子対を短絡することにより、送信チャネルおよび受信チャネルの数を削減する場合にも、ステア角度が広くなるほど振動子アレイ２における超音波送受信開口幅が狭くなるように、送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子を連続的に変化させることができる。
【０１１１】  ここで、走査線のステア角度が第３角度範囲Ｒ３に含まれている場合には、例えば、図１３（Ａ）に示すように、セクタ走査制御部１３は、送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御して、振動子アレイ２を構成する複数の超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４において互いに隣接し且つ短絡された超音波振動子対を送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子群として選択することができる。
【０１１２】  また、走査線のステア角度が第４角度範囲Ｒ４に含まれている場合に、例えば、図１３（Ｂ）に示すように、送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御して、ステア角度が広くなるほど振動子アレイ２における超音波送受信開口幅が狭くなるように、送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子を連続的に変化させることができる。
【０１１３】  より具体的には、セクタ走査制御部１３は、走査線のステア角度が定められた第２角度Ａ２から定められた第３角度Ａ３まで１°ずつ増加する毎に、振動子アレイ２における両端から中心に向かって超音波振動子対を１ずつ、１つの超音波振動子に置き換えることができる。これにより、走査線のステア角度が第２角度Ａ２から第３角度Ａ３まで１°ずつ増加する毎に、振動子アレイ２の中心付近に位置する超音波振動子対の数が１つずつ減少し、複数の超音波振動子対の両隣において、隣接して連なる超音波振動子の数が１つずつ増加する。図１３（Ｂ）に示す例では、走査線のステア角度が第４角度範囲Ｒ４に含まれている場合に、振動子アレイ２の中心付近に位置する２ｍ個の超音波振動子対と、その両隣に１６−ｍ個ずつ位置する超音波振動子により、送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子群が構成されている。
【０１１４】  また、例えば、走査線のステア角度が第５角度範囲Ｒ５に含まれている場合には、セクタ走査制御部１３は、図１３（Ｃ）に示すように、送信マルチプレクサ４および受信マルチプレクサ７を制御して、振動子アレイ２を構成する複数の超音波振動子Ｔ１〜Ｔ６４のうち互いに隣接して連なる一部の超音波振動子を、送信チャネルおよび受信チャネルに使用される超音波振動子群として選択することができる。
【０１１５】実施の形態４  実施の形態１における超音波プローブ２１は、画像処理部１１を含んでいるが、超音波プローブ２１に画像処理部１１が含まれる代わりに、画像表示装置３１に画像処理部１１と同様の画像処理部が含まれていてもよい。
【０１１６】  図１４に、実施の形態４に係る超音波システム１Ａの構成を示す。実施の形態４に係る超音波システム１Ａは、超音波プローブ２１Ａおよび画像表示装置３１Ａにより構成されている。超音波システム１Ａの超音波プローブ２１Ａは、図１に示す実施の形態１における超音波プローブ２１において画像処理部１１を除いたものであり、超音波システム１Ａの画像表示装置３１Ａは、図１に示す実施の形態１における画像表示装置３１に画像処理部４０を設けたものである。
【０１１７】  そのため、超音波プローブ２１Ａにおいて、信号処理部１０に、無線通信部１２が接続されており、切替スイッチ３、送信マルチプレクサ４、送信駆動部５、送信ビームフォーマ６、受信マルチプレクサ７、受信信号処理部８、受信ビームフォーマ９、信号処理部１０、セクタ走査制御部１３、通信制御部１４およびプローブ制御部１５により、超音波プローブプロセッサ１７Ａが構成されている。
【０１１８】  また、画像表示装置３１Ａにおいて、無線通信部３２に、画像処理部４０が接続され、画像処理部４０に、表示制御部３３が接続されている。さらに、表示制御部３３、通信制御部３５、本体制御部３６および画像処理部４０により、画像表示装置プロセッサ３９Ａが構成されている。
【０１１９】  超音波プローブ２１Ａの無線通信部１２は、信号処理部１０により生成された、被検体内の組織に関する断層画像情報を表す信号に基づいて、キャリアを変調して伝送信号を生成し、画像表示装置３１Ａの無線通信部３２に伝送信号を無線送信する。  画像表示装置３１Ａの無線通信部３２は、超音波プローブ２１Ａの無線通信部１２から送信された伝送信号を復調することにより、被検体内の組織に関する断層画像情報を表す信号を画像処理部４０に送信する。
【０１２０】  画像表示装置プロセッサ３９Ａの表示制御部３３は、本体制御部３６の制御の下、無線通信部３２により復調された信号に所定の処理を施して、表示部３４に超音波画像を表示させる。  このようにして、画像表示装置３１Ａにおいて超音波画像信号を生成することもできる。
【０１２１】  そのため、実施の形態４に係る超音波システム１Ａによれば、図１に示す実施の形態１に係る超音波システム１と同様に、取得された超音波画像におけるアーチファクトの発生を抑制しながら消費電力を低減することができる。
【０１２２】  なお、上述した実施の形態１〜３では、超音波プローブプロセッサ１７の信号処理部１０により減衰の補正および包絡線検波処理が施された後に、画像処理部１１によりラスター変換された超音波画像信号が、画像情報データとして超音波プローブ２１の無線通信部１２から画像表示装置３１に無線送信され、また、実施の形態４では、超音波プローブプロセッサ１７Ａの信号処理部１０により減衰の補正および包絡線検波処理が施された信号が、画像情報データとして超音波プローブ２１Ａの無線通信部１２から画像表示装置３１Ａに無線送信されたが、このように、超音波プローブ２１から画像表示装置３１に無線送信される画像情報データ、および、超音波プローブ２１Ａから画像表示装置３１Ａに無線送信される画像情報データは、検波後の信号であることが好ましい。ただし、画像情報データは、検波後の信号に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１２３】１，１Ａ  超音波システム、２  振動子アレイ、３  切替スイッチ、４  送信マルチプレクサ、５  送信駆動部、６  送信ビームフォーマ、７  送信マルチプレクサ、８  受信信号処理部、９  受信ビームフォーマ、１０  信号処理部、１１，４０  画像処理部、１２，３２  無線通信部、１３  セクタ走査制御部、１４，３５  通信制御部、１５  プローブ制御部、１６  バッテリ、１７，１７Ａ  超音波プローブプロセッサ、２１，２１Ａ  超音波プローブ、２２  増幅部、２３  ＡＤ変換部、３１，３１Ａ  画像表示装置、３３  表示制御部、３４  表示部、３６  本体制御部、３７  操作部、３８  格納部、３９，３９Ａ  画像表示装置プロセッサ、Ａ１  第１角度、Ａ２  第２角度、Ａ３  第３角度、Ｄ１  配列方向、Ｄ２  直交方向、Ｐ  素子ピッチ、Ｐ１  チャネルピッチ、Ｒ１  第１角度範囲、Ｒ２  第２角度範囲、Ｒ３  第３角度範囲、Ｒ４  第４角度範囲、Ｒ５  第５角度範囲、ＳＬ  走査線、Ｔ，Ｔ１〜Ｔ６４  超音波振動子、ＶＬ  垂直線。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年10月8日(2020.10.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子セクタ走査を行う超音波プローブであって、
複数の超音波振動子が配列された振動子アレイと、
前記複数の超音波振動子のうち、超音波の送受信に使用される超音波振動子群を選択するマルチプレクサと、
前記複数の超音波振動子の数よりも少ない数の送信チャネルを用いて前記マルチプレクサにより選択された超音波振動子群から超音波の送信を行わせる送信ビームフォーマと、
前記複数の超音波振動子の数よりも少ない数の受信チャネルを用いて前記マルチプレクサにより選択された超音波振動子群により取得された受信信号に基づいて音線信号を生成する受信ビームフォーマと、
前記マルチプレクサ、前記送信ビームフォーマおよび前記受信ビームフォーマを制御することにより、電子セクタ走査動作に際してステア角度が広くなるに従い、前記振動子アレイにおける超音波送受信開口幅を狭くするセクタ走査制御部と
を備え、
前記セクタ走査制御部は、前記ステア角度が定められた第２角度より広い場合に、前記マルチプレクサを制御することにより、超音波の送受信に使用される前記超音波振動子群のうち周辺に位置する超音波振動子の間隔を広くする超音波プローブ。
【請求項２】
前記マルチプレクサは、超音波の送信に使用される超音波振動子を選択する送信マルチプレクサと、超音波の受信に使用される超音波振動子を選択する受信マルチプレクサとを含み、
前記超音波プローブと前記送信マルチプレクサおよび前記受信マルチプレクサとの間に接続され且つ送信および受信を切り替える切替スイッチをさらに備える請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項３】
電子セクタ走査を行う超音波プローブであって、
複数の超音波振動子が配列された振動子アレイと、
前記複数の超音波振動子のうち、超音波の送受信に使用される超音波振動子群を選択するマルチプレクサと、
前記複数の超音波振動子の数よりも少ない数の送信チャネルを用いて前記マルチプレクサにより選択された超音波振動子群から超音波の送信を行わせる送信ビームフォーマと、
前記複数の超音波振動子の数よりも少ない数の受信チャネルを用いて前記マルチプレクサにより選択された超音波振動子群により取得された受信信号に基づいて音線信号を生成する受信ビームフォーマと、
前記マルチプレクサ、前記送信ビームフォーマおよび前記受信ビームフォーマを制御することにより、電子セクタ走査動作に際してステア角度が広くなるに従い、前記振動子アレイにおける超音波送受信開口幅を狭くするセクタ走査制御部と
を備え、
前記マルチプレクサは、超音波の送信に使用される超音波振動子を選択する送信マルチプレクサと、超音波の受信に使用される超音波振動子を選択する受信マルチプレクサとを含み、
前記超音波プローブと前記送信マルチプレクサおよび前記受信マルチプレクサとの間に接続され且つ送信および受信を切り替える切替スイッチをさらに備える超音波プローブ。
【請求項４】
前記セクタ走査制御部は、前記マルチプレクサを制御することにより、前記ステア角度が広くなるに従い、超音波の送受信に使用される超音波振動子群の平均振動子間隔を小さくする請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項５】
前記セクタ走査制御部は、前記ステア角度が定められた第１角度より狭い場合に、前記マルチプレクサを制御することにより、それぞれ互いに隣接する１対の超音波振動子からなる複数の超音波振動子対のうち、少なくとも一部の超音波振動子対をそれぞれ短絡する請求項１〜４のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項６】
前記セクタ走査制御部は、前記ステア角度が定められた第１角度より狭い場合に、前記マルチプレクサを制御することにより、前記複数の超音波振動子のうち、間隔を隔てて配置されている超音波振動子を超音波の送受信に使用される超音波振動子群として選択する請求項１〜４のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項７】
前記セクタ走査制御部は、前記マルチプレクサを制御することにより、前記ステア角度に応じて前記ステア角度の方向に位置する超音波振動子群を選択して超音波の送受信に使用する請求項１〜６のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項８】
前記送信ビームフォーマおよび前記受信ビームフォーマは、それぞれ、前記複数の超音波振動子の数の１／２の数の送信チャネルおよび受信チャネルを有する請求項１〜７のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項９】
前記受信ビームフォーマにより生成された前記音線信号に基づいて生成される画像情報データを無線送信する無線通信部をさらに備える請求項１〜８のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項１０】
前記画像情報データは、前記受信ビームフォーマにより生成された前記音線信号に超音波の反射位置の深度に応じた減衰補正および包絡線検波処理を施した信号である請求項９に記載の超音波プローブ。
【請求項１１】
前記画像情報データは、前記受信ビームフォーマにより生成された前記音線信号に超音波の反射位置の深度に応じた減衰補正および包絡線検波処理を施し、且つ、画像表示方式に従って変換された超音波画像信号である請求項９に記載の超音波プローブ。
【請求項１２】
前記画像情報データは、前記ステア角度に応じた、超音波の送受信に使用される振動子数の違いによる強度変化を低減するように補正された信号である請求項１０または１１に記載の超音波プローブ。
【請求項１３】
電子セクタ走査を行う超音波プローブの制御方法であって、
振動子アレイの複数の超音波振動子のうち、超音波の送受信に使用される超音波振動子群を選択し、
前記複数の超音波振動子の数よりも少ない数の送信チャネルを用いて、選択された前記超音波振動子群から超音波の送信を行い、
前記複数の超音波振動子の数よりも少ない数の受信チャネルを用いて、選択された前記超音波振動子群により取得された受信信号に基づいて音線信号を生成し、
電子セクタ走査動作に際してステア角度が広くなるに従い、前記振動子アレイにおける超音波送受信開口幅を狭くし、
前記ステア角度が定められた第２角度より広い場合に、超音波の送受信に使用される前記超音波振動子群のうち周辺に位置する超音波振動子の間隔を広くする超音波プローブの制御方法。
【請求項１４】
電子セクタ走査を行う超音波プローブの制御方法であって、
超音波の送信および受信を切り替え、
振動子アレイの複数の超音波振動子のうち、超音波の送信に使用される超音波振動子群を選択し、
前記複数の超音波振動子の数よりも少ない数の送信チャネルを用いて、選択された前記超音波振動子群から超音波の送信を行い、
振動子アレイの複数の超音波振動子のうち、超音波の受信に使用される超音波振動子を選択し、
前記複数の超音波振動子の数よりも少ない数の受信チャネルを用いて、選択された前記超音波振動子群により取得された受信信号に基づいて音線信号を生成し、
電子セクタ走査動作に際してステア角度が広くなるに従い、前記振動子アレイにおける超音波送受信開口幅を狭くする超音波プローブの制御方法。
【請求項１５】
請求項９〜１２のいずれか一項に記載の超音波プローブと、
前記超音波プローブの前記無線通信部により無線送信された前記画像情報データに基づいて超音波画像を表示する画像表示装置と
を備える超音波システム。
【国際調査報告】
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2019198788.tif 000018
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