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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-07-07
(45)【発行日】2022-07-15
(54)【発明の名称】超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法
(51)【国際特許分類】
A61B 8/06 20060101AFI20220708BHJP
【ＦＩ】
A61B8/06
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2021536868
(86)(22)【出願日】2020-07-06
(86)【国際出願番号】 JP2020026402
(87)【国際公開番号】W WO2021020039
(87)【国際公開日】2021-02-04
【審査請求日】2021-10-21
(31)【優先権主張番号】P 2019137765
(32)【優先日】2019-07-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】306037311
【氏名又は名称】富士フイルム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100152984
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 秀明
(74)【代理人】
【識別番号】100148080
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 史生
(72)【発明者】
【氏名】宮地 幸哉
【審査官】門田 宏
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－２４５０２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１５３９８８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ８／００ － ８／１５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
振動子アレイを含む超音波プローブとモニタを含む診断装置本体とが無線接続され且つカラーフローモードを備える超音波診断装置であって、前記超音波プローブは、
前記振動子アレイから被検体に向けて超音波パルスを送信し且つ前記被検体からの超音波エコーを受信した前記振動子アレイから出力される受信信号に受信フォーカス処理を施して音線信号を生成する送受信回路と、
前記送受信回路により生成された前記音線信号に基づいて、速度データと、分散データおよびパワーデータのうち少なくとも一方とからなるフロー画像情報を生成するフロー画像情報生成部と、
前記フロー画像情報生成部により生成された前記フロー画像情報を無線送信するプローブ側無線通信回路と
を含み、
前記診断装置本体は、
前記超音波プローブの前記プローブ側無線通信回路から無線送信された前記フロー画像情報を受信する本体側無線通信回路と、
前記本体側無線通信回路により受信された前記フロー画像情報に基づいてカラーフロー画像を生成するカラーフロー画像生成部と、
前記カラーフロー画像生成部により生成された前記カラーフロー画像を前記モニタに表示させる表示制御部と
を含む超音波診断装置。
【請求項2】
前記フロー画像情報生成部は、前記速度データと前記パワーデータとを生成し、前記カラーフロー画像生成部は、前記本体側無線通信回路により受信された前記速度データおよび前記パワーデータに基づき、前記カラーフロー画像として速度画像を生成する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項3】
前記カラーフロー画像生成部は、前記パワーデータが定められたパワーしきい値より大きい画素については前記速度画像を生成しない請求項２に記載の超音波診断装置。【請求項4】
前記カラーフロー画像生成部は、前記パワーデータが定められたパワーしきい値より大きく且つ前記速度データが定められた速度しきい値より小さい画素については前記速度画像を生成しない請求項２に記載の超音波診断装置。【請求項5】
前記フロー画像情報生成部は、前記速度データと前記パワーデータとを生成し、前記カラーフロー画像生成部は、前記本体側無線通信回路により受信された前記速度データおよび前記パワーデータに基づき、前記カラーフロー画像としてディレクショナルパワー画像を生成する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項6】
前記フロー画像情報生成部は、前記速度データと前記分散データとを生成し、前記カラーフロー画像生成部は、前記本体側無線通信回路により受信された前記速度データおよび前記分散データに基づき、前記カラーフロー画像として速度分散画像を生成する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項7】
前記超音波プローブは、前記フロー画像情報生成部により生成された前記フロー画像情報を画像圧縮する画像圧縮部を含み、前記プローブ側無線通信回路は、前記画像圧縮部により画像圧縮された前記フロー画像情報を無線送信する請求項１～６のいずれか一項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、前記送受信回路により生成された前記音線信号に基づいてＢモード画像を生成するＢモード画像生成部を含み、前記プローブ側無線通信回路は、前記Ｂモード画像生成部により生成された前記Ｂモード画像と前記フロー画像情報生成部により生成された前記フロー画像情報を無線送信し、
前記本体側無線通信回路は、前記Ｂモード画像と前記フロー画像情報を受信し、
前記表示制御部は、前記Ｂモード画像と前記カラーフロー画像を前記モニタに表示させる請求項１～７のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項9】
振動子アレイを含む超音波プローブとモニタを含む診断装置本体とが無線接続され且つカラーフローモードを備える超音波診断装置の制御方法であって、前記超音波プローブにおいて、
前記振動子アレイから被検体に向けて超音波パルスを送信し且つ前記被検体からの超音波エコーを受信した前記振動子アレイから出力される受信信号に受信フォーカス処理を施して音線信号を生成し、
生成された前記音線信号に基づいて複素ベースバンド信号を生成し、
生成された前記複素ベースバンド信号に基づいて、速度データと、分散データおよびパワーデータのうち少なくとも一方とからなるフロー画像情報を生成し、
生成された前記フロー画像情報を前記診断装置本体へ無線送信し、
前記診断装置本体において、
前記超音波プローブから無線送信された前記フロー画像情報を受信し、
受信された前記フロー画像情報に基づいてカラーフロー画像を生成し、
生成された前記カラーフロー画像を前記モニタに表示する
超音波診断装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法に係り、特に、超音波プローブと診断装置本体とが無線接続される超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、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、振動子アレイを内蔵した超音波プローブと、この超音波プローブに接続された診断装置本体と、を備えており、超音波プローブから被検体に向けて超音波ビームを送信し、被検体からの超音波エコーを超音波プローブで受信し、例えばその受信信号を診断装置本体において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】
特許文献１に開示されているように、近年、超音波プローブと診断装置本体との間を無線通信により無線接続することにより、超音波プローブの操作性および機動性を向上させようとする超音波診断装置が開発されている。
【0004】
このような無線接続型の超音波診断装置においては、例えば超音波プローブの振動子アレイから出力されたアナログの受信信号を無線通信により診断装置本体へ伝送する、あるいは、超音波プローブ内に信号処理のための回路を内蔵して、振動子アレイから出力された受信信号を超音波プローブ内においてデジタル処理した後に無線通信により診断装置本体に伝送することにより、診断装置本体において超音波画像の生成が行われる。
【0005】
また、被検体の血流等の状態を計測するために、例えば特許文献２に開示されている超音波診断装置においては、振動子アレイからそれぞれの走査線に対して超音波パルスを複数回送信して取得された受信信号に基づいて、いわゆる複素ベースバンド信号を生成し、生成された複素ベースバンド信号に対して相関演算を行うことにより、血流を表わす指標である速度、分散およびパワーを算出して、いわゆるカラーフロー画像を生成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１５－２１１７２６号公報
【文献】特開２０１４－００８０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、無線接続型の超音波診断装置により血流等の状態を計測する場合、振動子アレイからそれぞれの走査線に対して超音波パルスを複数回送信して取得される受信信号の情報量が大きくなるため、受信信号を無線通信により超音波プローブから診断装置本体へ伝送することは困難である。
【0008】
また、超音波プローブ内において、振動子アレイから出力される受信信号に基づいて複素ベースバンド信号を生成し、生成された複素ベースバンド信号を無線通信により診断装置本体へ伝送して診断装置本体側でカラーフロー画像を生成しようとしても、伝送すべき複素ベースバンド信号の情報量が大きいため、複素ベースバンド信号の無線通信による伝送に多大な時間を要してしまい、例えば、診断装置本体のモニタにおいてリアルタイムにカラーフロー画像を表示することが困難になるおそれがある。
【0009】
本発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたものであり、超音波プローブと診断装置本体とが無線接続されながらも診断装置本体において円滑にカラーフロー画像を表示することができる超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法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】
【0010】
上記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、
振動子アレイを含む超音波プローブとモニタを含む診断装置本体とが無線接続され且つカラーフローモードを備える超音波診断装置であって、
超音波プローブは、
振動子アレイから被検体に向けて超音波パルスを送信し且つ被検体からの超音波エコーを受信した振動子アレイから出力される受信信号に受信フォーカス処理を施して音線信号を生成する送受信回路と、
送受信回路により生成された音線信号に基づいて、速度データと、分散データおよびパワーデータのうち少なくとも一方とからなるフロー画像情報を生成するフロー画像情報生成部と、
フロー画像情報生成部により生成されたフロー画像情報を無線送信するプローブ側無線通信回路と
を含み、
診断装置本体は、
超音波プローブのプローブ側無線通信回路から無線送信されたフロー画像情報を受信する本体側無線通信回路と、
本体側無線通信回路により受信されたフロー画像情報に基づいてカラーフロー画像を生成するカラーフロー画像生成部と、
カラーフロー画像生成部により生成されたカラーフロー画像をモニタに表示させる表示制御部と
を含むことを特徴とする。
振動子アレイを含む超音波プローブとモニタを含む診断装置本体とが無線接続され且つカラーフローモードを備える超音波診断装置であって、
超音波プローブは、
振動子アレイから被検体に向けて超音波パルスを送信し且つ被検体からの超音波エコーを受信した振動子アレイから出力される受信信号に受信フォーカス処理を施して音線信号を生成する送受信回路と、
送受信回路により生成された音線信号に基づいて、速度データと、分散データおよびパワーデータのうち少なくとも一方とからなるフロー画像情報を生成するフロー画像情報生成部と、
フロー画像情報生成部により生成されたフロー画像情報を無線送信するプローブ側無線通信回路と
を含み、
診断装置本体は、
超音波プローブのプローブ側無線通信回路から無線送信されたフロー画像情報を受信する本体側無線通信回路と、
本体側無線通信回路により受信されたフロー画像情報に基づいてカラーフロー画像を生成するカラーフロー画像生成部と、
カラーフロー画像生成部により生成されたカラーフロー画像をモニタに表示させる表示制御部と
を含むことを特徴とする。
【0011】
フロー画像情報生成部は、速度データとパワーデータとを生成し、カラーフロー画像生成部は、本体側無線通信回路により受信された速度データおよびパワーデータに基づき、カラーフロー画像として速度画像を生成することができる。
カラーフロー画像生成部は、パワーデータが定められたパワーしきい値より大きい画素については速度画像を生成しないことが好ましい。あるいは、カラーフロー画像生成部は、パワーデータが定められたパワーしきい値より大きく且つ速度データが定められた速度しきい値より小さい画素については速度画像を生成しないように構成することもできる。
カラーフロー画像生成部は、パワーデータが定められたパワーしきい値より大きい画素については速度画像を生成しないことが好ましい。あるいは、カラーフロー画像生成部は、パワーデータが定められたパワーしきい値より大きく且つ速度データが定められた速度しきい値より小さい画素については速度画像を生成しないように構成することもできる。
【0012】
フロー画像情報生成部は、速度データとパワーデータとを生成し、カラーフロー画像生成部は、本体側無線通信回路により受信された速度データおよびパワーデータに基づき、カラーフロー画像としてディレクショナルパワー画像を生成することもできる。
あるいは、フロー画像情報生成部は、速度データと分散データとを生成し、カラーフロー画像生成部は、本体側無線通信回路により受信された速度データおよび分散データに基づき、カラーフロー画像として速度分散画像を生成してもよい。
あるいは、フロー画像情報生成部は、速度データと分散データとを生成し、カラーフロー画像生成部は、本体側無線通信回路により受信された速度データおよび分散データに基づき、カラーフロー画像として速度分散画像を生成してもよい。
【0013】
また、超音波プローブは、フロー画像情報生成部により生成されたフロー画像情報を画像圧縮する画像圧縮部を含み、プローブ側無線通信回路は、画像圧縮部により画像圧縮されたフロー画像情報を無線送信するように構成することもできる。
超音波プローブは、送受信回路により生成された音線信号に基づいてＢモード画像を生成するＢモード画像生成部を含み、プローブ側無線通信回路は、Ｂモード画像生成部により生成されたＢモード画像とフロー画像情報生成部により生成されたフロー画像情報を無線送信し、本体側無線通信回路は、Ｂモード画像とフロー画像情報を受信し、表示制御部は、Ｂモード画像とカラーフロー画像をモニタに表示させることが好ましい。
超音波プローブは、送受信回路により生成された音線信号に基づいてＢモード画像を生成するＢモード画像生成部を含み、プローブ側無線通信回路は、Ｂモード画像生成部により生成されたＢモード画像とフロー画像情報生成部により生成されたフロー画像情報を無線送信し、本体側無線通信回路は、Ｂモード画像とフロー画像情報を受信し、表示制御部は、Ｂモード画像とカラーフロー画像をモニタに表示させることが好ましい。
【0014】
本発明に係る超音波診断装置の制御方法は、
振動子アレイを含む超音波プローブとモニタを含む診断装置本体とが無線接続され且つカラーフローモードを備える超音波診断装置の制御方法であって、
超音波プローブにおいて、
振動子アレイから被検体に向けて超音波パルスを送信し且つ被検体からの超音波エコーを受信した振動子アレイから出力される受信信号に受信フォーカス処理を施して音線信号を生成し、
生成された音線信号に基づいて複素ベースバンド信号を生成し、
生成された複素ベースバンド信号に基づいて、速度データと、分散データおよびパワーデータのうち少なくとも一方とからなるフロー画像情報を生成し、
生成されたフロー画像情報を診断装置本体へ無線送信し、
診断装置本体において、
超音波プローブから無線送信されたフロー画像情報を受信し、
受信されたフロー画像情報に基づいてカラーフロー画像を生成し、
生成されたカラーフロー画像をモニタに表示することを特徴とする。
振動子アレイを含む超音波プローブとモニタを含む診断装置本体とが無線接続され且つカラーフローモードを備える超音波診断装置の制御方法であって、
超音波プローブにおいて、
振動子アレイから被検体に向けて超音波パルスを送信し且つ被検体からの超音波エコーを受信した振動子アレイから出力される受信信号に受信フォーカス処理を施して音線信号を生成し、
生成された音線信号に基づいて複素ベースバンド信号を生成し、
生成された複素ベースバンド信号に基づいて、速度データと、分散データおよびパワーデータのうち少なくとも一方とからなるフロー画像情報を生成し、
生成されたフロー画像情報を診断装置本体へ無線送信し、
診断装置本体において、
超音波プローブから無線送信されたフロー画像情報を受信し、
受信されたフロー画像情報に基づいてカラーフロー画像を生成し、
生成されたカラーフロー画像をモニタに表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、超音波プローブが、送受信回路により生成された音線信号に基づいて、速度データと、分散データおよびパワーデータのうち少なくとも一方とからなるフロー画像情報を生成するフロー画像情報生成部と、フロー画像情報生成部により生成されたフロー画像情報を無線送信するプローブ側無線通信回路とを含み、診断装置本体が、超音波プローブのプローブ側無線通信回路から無線送信されたフロー画像情報を受信する本体側無線通信回路と、本体側無線通信回路により受信されたフロー画像情報に基づいてカラーフロー画像を生成するカラーフロー画像生成部と、カラーフロー画像生成部により生成されたカラーフロー画像をモニタに表示させる表示制御部とを含むため、超音波プローブと診断装置本体とが無線接続されながらも診断装置本体において円滑にカラーフロー画像を表示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置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における受信回路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Ｂモード画像生成部の内部構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の実施の形態１におけるフロー画像情報生成部の内部構成を示すブロック図である。
【図5】フロー画像情報生成部により生成された速度データおよびパワーデータからカラーフロー画像生成部により速度画像が生成される様子を模式的に示す図である。
【図6】速度画像のカラーマップを示す図である。
【図7】フロー画像情報生成部により生成された速度データおよびパワーデータからカラーフロー画像生成部によりディレクショナルパワー画像が生成される様子を模式的に示す図である。
【図8】ディレクショナルパワー画像のカラーマップを示す図である。
【図9】フロー画像情報生成部により生成された速度データおよび分散データからカラーフロー画像生成部により速度分散画像が生成される様子を模式的に示す図である。
【図10】速度分散画像のカラーマップを示す図である。
【図11】本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の動作を表すフローチャートである。
【図12】本発明の実施の形態２に係る超音波診断装置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】
【0017】
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。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「同一」、「同じ」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「同一」、「同じ」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。
【0018】
実施の形態１
図１に、本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置１の構成を示す。超音波診断装置１は、超音波プローブ２と、超音波プローブ２に無線接続された診断装置本体３を有し、カラーフローモードを備える超音波診断装置である。ここで、「カラーフローモード」とは、いわゆるカラーフローマッピングにより、被検体内の血行動態に対応して色を付け、Ｂモード画像上に重ね合わせながらリアルタイムで表示する表示モードのことをいう。
図１に示されるように、超音波プローブ２は、振動子アレイ１１を有しており、振動子アレイ１１に、送信回路１２と受信回路１３が接続されている。送信回路１２と受信回路１３により、送受信回路１４が構成されており、送信回路１２および受信回路１３に、超音波送受信制御部１５が接続されている。受信回路１３に、Ｂモード画像生成部１６とフロー画像情報生成部１７が並列に接続され、これらＢモード画像生成部１６およびフロー画像情報生成部１７にプローブ側無線通信回路１８が接続されている。
図１に、本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置１の構成を示す。超音波診断装置１は、超音波プローブ２と、超音波プローブ２に無線接続された診断装置本体３を有し、カラーフローモードを備える超音波診断装置である。ここで、「カラーフローモード」とは、いわゆるカラーフローマッピングにより、被検体内の血行動態に対応して色を付け、Ｂモード画像上に重ね合わせながらリアルタイムで表示する表示モードのことをいう。
図１に示されるように、超音波プローブ２は、振動子アレイ１１を有しており、振動子アレイ１１に、送信回路１２と受信回路１３が接続されている。送信回路１２と受信回路１３により、送受信回路１４が構成されており、送信回路１２および受信回路１３に、超音波送受信制御部１５が接続されている。受信回路１３に、Ｂモード画像生成部１６とフロー画像情報生成部１７が並列に接続され、これらＢモード画像生成部１６およびフロー画像情報生成部１７にプローブ側無線通信回路１８が接続されている。
【0019】
プローブ側無線通信回路１８に通信制御部１９が接続され、超音波送受信制御部１５、Ｂモード画像生成部１６、フロー画像情報生成部１７および通信制御部１９に、プローブ制御部２０が接続されている。超音波送受信制御部１５、Ｂモード画像生成部１６、フロー画像情報生成部１７、通信制御部１９およびプローブ制御部２０により、プローブ側プロセッサ２１が構成されている。また、超音波プローブ２は、バッテリ２２を内蔵している。
【0020】
一方、診断装置本体３は、本体側無線通信回路３１を有し、本体側無線通信回路３１に、通信制御部３２が接続されている。また、本体側無線通信回路３１にカラーフロー画像生成部３３が接続され、本体側無線通信回路３１とカラーフロー画像生成部３３に表示制御部３４およびモニタ３５が順次接続されている。
【0021】
通信制御部３２、カラーフロー画像生成部３３および表示制御部３４に、本体制御部３６が接続されており、本体制御部３６に、入力装置３７と格納部３８が接続されている。ここで、本体制御部３６と格納部３８とは、互いに双方向に情報の受け渡しが可能に接続されている。通信制御部３２、カラーフロー画像生成部３３、表示制御部３４および本体制御部３６により、本体側プロセッサ３９が構成されている。
【0022】
超音波プローブ２の振動子アレイ１１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を有している。これらの振動子は、それぞれ送信回路１２から供給される駆動信号に従って超音波を送信し、且つ、被検体からの反射波を受信してアナログの受信信号を出力する。各振動子は、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することにより構成される。
【0023】
超音波送受信制御部１５は、送受信回路１４の送信回路１２および受信回路１３を制御することにより、プローブ制御部２０から指示された検査モードおよび走査方式に基づいて、超音波ビームの送信および超音波エコーの受信を行う。ここで、検査モードは、Ｂモード（Brightness Mode：輝度モード）およびＣＦモード（Color Flow Mode：カラーフローモード）を少なくとも含む他、ＰＷモード（Pulsed Wave Doppler Mode：パルスドプラモード）、ＣＷモード（Continuous Wave Doppler Mode：連続波ドプラモード）等、超音波診断装置において使用可能な検査モードが含まれ、走査方式は、例えば、電子セクタ走査方式、電子リニア走査方式、電子コンベックス走査方式等のいずれかを示すものとする。
【0024】
送受信回路１４は、振動子アレイ１１から被検体に向けて超音波ビームを送信し且つ被検体からの超音波エコーを受信した振動子アレイ１１から出力される受信信号に受信フォーカス処理を施して音線信号を生成する。
【0025】
送受信回路１４の送信回路１２は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、超音波送受信制御部１５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１１の複数の振動子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を、遅延量を調節して複数の振動子に供給する。このように、振動子アレイ１１の振動子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、それぞれの振動子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、超音波ビームが形成される。
【0026】
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、超音波エコーが振動子アレイ１１に向かって伝搬する。このように振動子アレイ１１に向かって伝搬する超音波エコーは、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの振動子により受信される。この際に、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの振動子は、伝搬する超音波エコーを受信することにより伸縮して受信信号（電気信号）を発生させ、これらの受信信号を受信回路１３に出力する。
【0027】
送受信回路１４の受信回路１３は、超音波送受信制御部１５からの制御信号に従い、振動子アレイ１１から出力される信号の処理を行って、音線信号を生成する。図２に示されるように、受信回路１３は、増幅部４１、ＡＤ（Analog Digital：アナログデジタル）変換部４２およびビームフォーマ４３が直列接続された構成を有している。
【0028】
増幅部４１は、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの振動子から入力されたアナログ信号である受信信号を増幅し、増幅した受信信号をＡＤ変換部４２に送信する。
ＡＤ変換部４２は、増幅部４１から送信されたアナログの受信信号をデジタル信号に変換して受信データを取得し、この受信データをビームフォーマ４３に送出する。
ビームフォーマ４３は、超音波送受信制御部１５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、設定された音速に従う各受信データにそれぞれの遅延を与えて加算（整相加算）を施す、いわゆる受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理を施すことにより、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。
ＡＤ変換部４２は、増幅部４１から送信されたアナログの受信信号をデジタル信号に変換して受信データを取得し、この受信データをビームフォーマ４３に送出する。
ビームフォーマ４３は、超音波送受信制御部１５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、設定された音速に従う各受信データにそれぞれの遅延を与えて加算（整相加算）を施す、いわゆる受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理を施すことにより、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。
【0029】
Ｂモード画像生成部１６は、送受信回路１４の受信回路１３により生成された音線信号に基づいて、いわゆるＢモード画像を生成する。Ｂモード画像生成部１６は、図３に示されるように、信号処理部４４、ＤＳＣ（Digital Scan Converter：デジタルスキャンコンバータ）４５および画像処理部４６が順次直列に接続された構成を有している。
【0030】
信号処理部４４は、受信回路１３により生成された音線信号に対し、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した後、包絡線検波処理を施すことにより、被検体の体内組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。
ＤＳＣ４５は、信号処理部４４で生成されたＢモード画像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）する。
画像処理部４６は、ＤＳＣ４５から入力されるＢモード画像信号に階調処理等の各種の必要な画像処理を施した後、画像処理が施されたＢモード画像信号（Ｂモード画像）をプローブ側無線通信回路１８に出力する。
ＤＳＣ４５は、信号処理部４４で生成されたＢモード画像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）する。
画像処理部４６は、ＤＳＣ４５から入力されるＢモード画像信号に階調処理等の各種の必要な画像処理を施した後、画像処理が施されたＢモード画像信号（Ｂモード画像）をプローブ側無線通信回路１８に出力する。
【0031】
フロー画像情報生成部１７は、送受信回路１４の受信回路１３により生成された音線信号に基づいて、例えば、被検体の血管、心臓等の循環系における血行動態を表す指標となる速度、分散、パワーに関するフロー画像情報を生成する。図４に示されるように、フロー画像情報生成部１７は、検波部４７、ハイパスフィルタ４８、自己相関部４９およびフロー画像情報変換部５０が直列接続された構成を有している。
【0032】
検波部４７は、送受信回路１４の受信回路１３により生成された音線信号に基づいて、いわゆる複素ベースバンド信号を生成する。より具体的には、検波部４７は、音線信号に参照周波数のキャリア信号を混合することで音線信号を直交検波して、音線信号を複素ベースバンド信号に変換する。
ハイパスフィルタ４８は、いわゆるウォールフィルタ（Wall Filter）として機能するもので、検波部４７で生成された複素ベースバンド信号から、いわゆるクラッタ信号と呼ばれる、被検体の体内組織の運動に由来する低周波数成分の信号を除去する。
ハイパスフィルタ４８は、いわゆるウォールフィルタ（Wall Filter）として機能するもので、検波部４７で生成された複素ベースバンド信号から、いわゆるクラッタ信号と呼ばれる、被検体の体内組織の運動に由来する低周波数成分の信号を除去する。
【0033】
自己相関部４９は、ハイパスフィルタ４８によりクラッタ信号が除去された複素ベースバンド信号に対して自己相関処理を施して、式（１）および式（２）に表される自己相関信号Ｘ、Ｙを生成する。
Ｘ＝Σ（Ｉｎ－１・Ｉ＊ ｎ＋Ｑｎ－１・Ｑ＊ ｎ）／（ＲＥＰ－１） （ｎ＝１，２，・・・，ＲＥＰ－１）・・・（１）
Ｙ＝Σ（Ｉｎ－１・Ｑ＊ ｎ－Ｑｎ－１・Ｉ＊ ｎ）／（ＲＥＰ－１） （ｎ＝１，２，・・・，ＲＥＰ－１）・・・（２）
Ｘ＝Σ（Ｉｎ－１・Ｉ＊ ｎ＋Ｑｎ－１・Ｑ＊ ｎ）／（ＲＥＰ－１） （ｎ＝１，２，・・・，ＲＥＰ－１）・・・（１）
Ｙ＝Σ（Ｉｎ－１・Ｑ＊ ｎ－Ｑｎ－１・Ｉ＊ ｎ）／（ＲＥＰ－１） （ｎ＝１，２，・・・，ＲＥＰ－１）・・・（２）
【0034】
ここで、Ｉｎ、Ｑｎは、ハイパスフィルタ４８によりクラッタ信号が除去された複素ベースバンド信号であり、ＩｎとＱｎは、互いに位相が９０度ずれた信号である。また、Ｉ＊
ｎは、Ｉｎの複素共役を表しており、Ｑ＊
ｎは、Ｑｎの複素共役を表している。また、ＲＥＰは、振動子アレイ１１から被検体内に送信される超音波パルスの１走査線あたりの繰り返し送信数である。
【0035】
フロー画像情報変換部５０は、自己相関部４９で生成された自己相関信号Ｘ、Ｙに基づいて、パワーデータ、速度データ、分散データからなるフロー画像情報を生成する。例えば、フロー画像情報変換部５０は、次式（３）に従って、自己相関信号Ｘ、ＹをパワーデータＰに変換する。
Ｐ＝Σ（Ｉｎ・Ｉ＊ ｎ＋Ｑｎ・Ｑ＊ ｎ）／ＲＥＰ （ｎ＝１，２，・・・，ＲＥＰ－１）・・・（３）
このパワーデータＰは、各点における信号強度を示すもので、血流の強度を表す指標となる。
Ｐ＝Σ（Ｉｎ・Ｉ＊ ｎ＋Ｑｎ・Ｑ＊ ｎ）／ＲＥＰ （ｎ＝１，２，・・・，ＲＥＰ－１）・・・（３）
このパワーデータＰは、各点における信号強度を示すもので、血流の強度を表す指標となる。
【0036】
また、フロー画像情報変換部５０は、次式（４）に従って、自己相関信号Ｘ、Ｙを速度データＶに変換することができる。
Ｖ＝ｔａｎ－１（Ｘ，Ｙ）・・・（４）
この速度データＶは、各点における血流の方向および速度を表す指標である。
さらに、フロー画像情報変換部５０は、次式（５）に従って、自己相関信号Ｘ、Ｙを分散データＡに変換することができる。
Ａ＝１．０－｛（Ｘ／Ｐ）２＋（Ｙ／Ｐ）２｝０．５・・・（５）
この分散データＡは、振動子アレイ１１から被検体内に送信される超音波パルスの１走査線あたりの繰り返し送信数ＲＥＰに対する速度のバラつきを表す指標である。
Ｖ＝ｔａｎ－１（Ｘ，Ｙ）・・・（４）
この速度データＶは、各点における血流の方向および速度を表す指標である。
さらに、フロー画像情報変換部５０は、次式（５）に従って、自己相関信号Ｘ、Ｙを分散データＡに変換することができる。
Ａ＝１．０－｛（Ｘ／Ｐ）２＋（Ｙ／Ｐ）２｝０．５・・・（５）
この分散データＡは、振動子アレイ１１から被検体内に送信される超音波パルスの１走査線あたりの繰り返し送信数ＲＥＰに対する速度のバラつきを表す指標である。
【0037】
このようにしてフロー画像情報変換部５０により生成された速度データＶ、分散データＡ、パワーデータＰは、それぞれ、例えば８ビットのデータに変換されてプローブ側無線通信回路１８に出力される。
なお、上記の式（３）により得られるパワーデータＰは、そのままでは大きな値を有する場合には、デシベル値に変換することもできる。
そして、これらの速度データＶ、分散データＡ、パワーデータＰは、それぞれ、例えば０～２５５の２５６個の整数値に変換されることで、８ビットのデータとして表すことができる。
なお、上記の式（３）により得られるパワーデータＰは、そのままでは大きな値を有する場合には、デシベル値に変換することもできる。
そして、これらの速度データＶ、分散データＡ、パワーデータＰは、それぞれ、例えば０～２５５の２５６個の整数値に変換されることで、８ビットのデータとして表すことができる。
【0038】
フロー画像情報変換部５０は、速度データＶ、分散データＡ、パワーデータＰのすべてを生成することもできるが、必ずしも速度データＶ、分散データＡ、パワーデータＰのすべてを生成する必要はなく、速度データＶとパワーデータＰ、または、速度データＶと分散データＡのみを生成するように構成することもできる。
【0039】
プローブ側無線通信回路１８は、Ｂモード画像生成部１６により生成されたＢモード画像およびフロー画像情報生成部１７により生成されたフロー画像情報を診断装置本体３へ無線送信する。
より具体的には、プローブ側無線通信回路１８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、Ｂモード画像およびフロー画像情報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、Ｂモード画像およびフロー画像情報を診断装置本体３へ無線送信する。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。
より具体的には、プローブ側無線通信回路１８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、Ｂモード画像およびフロー画像情報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、Ｂモード画像およびフロー画像情報を診断装置本体３へ無線送信する。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。
【0040】
通信制御部１９は、プローブ制御部２０により設定された送信電波強度でＢモード画像およびフロー画像情報の送信が行われるようにプローブ側無線通信回路１８を制御する。
プローブ制御部２０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２の各部の制御を行う。
バッテリ２２は、超音波プローブ２に内蔵されており、超音波プローブ２の各回路に電力を供給する。
プローブ制御部２０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２の各部の制御を行う。
バッテリ２２は、超音波プローブ２に内蔵されており、超音波プローブ２の各回路に電力を供給する。
【0041】
なお、超音波プローブ２の超音波送受信制御部１５、Ｂモード画像生成部１６、フロー画像情報生成部１７、通信制御部１９およびプローブ制御部２０を有するプローブ側プロセッサ２１は、各種のプログラムを実行する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。
【0042】
また、プローブ側プロセッサ２１の超音波送受信制御部１５、Ｂモード画像生成部１６、フロー画像情報生成部１７、通信制御部１９およびプローブ制御部２０は、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。
【0043】
診断装置本体３の本体側無線通信回路３１は、超音波プローブ２のプローブ側無線通信回路１８から無線送信されたＢモード画像およびフロー画像情報を受信する。
より具体的には、本体側無線通信回路３１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２のプローブ側無線通信回路１８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、Ｂモード画像を表示制御部３４に送出し、フロー画像情報をカラーフロー画像生成部３３に送出する。
より具体的には、本体側無線通信回路３１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２のプローブ側無線通信回路１８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、Ｂモード画像を表示制御部３４に送出し、フロー画像情報をカラーフロー画像生成部３３に送出する。
【0044】
カラーフロー画像生成部３３は、本体側無線通信回路３１により受信されたフロー画像情報に基づいて、被検体内の血流の血行動態に対応する色情報を表すカラーフロー画像信号（カラーフロー画像）を生成する。
【0045】
例えば、図５に示されるように、超音波プローブ２のフロー画像情報生成部１７により、速度データとパワーデータからなるフロー画像情報が生成されてプローブ側無線通信回路１８から診断装置本体３の本体側無線通信回路３１に無線送信された場合には、カラーフロー画像生成部３３は、パワーデータを参照しながら速度データを用いることにより、カラーフロー画像として速度画像を生成することができる。速度画像は、図６に示されるように、各点の速度データに基づき、画素毎に、例えば、超音波プローブ２に近づく方向の血流を赤、超音波プローブ２から遠ざかる方向の血流を青で表し、それらの明度により血流の速さを表すもので、血流速度の分布を直感的に把握することができる。
【0046】
このとき、パワーデータは、各点における信号強度を示すものであり、例えば、血管内の血液と血管壁とでは、一般的にパワーデータの値が相違する。具体的には、血管壁におけるパワーデータは、血液に対するパワーデータよりも大きくなることが知られている。そこで、カラーフロー画像生成部３３は、パワーデータが、定められたパワーしきい値より大きい画素については、血液ではなく血管壁等の組織に対応していると判断して、速度画像を生成しないように構成することができる。
また、比較的太い血管の血流は、一般に、パワーが小さくても速度が速いため、カラーフロー画像生成部３３は、パワーデータが定められたパワーしきい値より大きく且つ速度データが定められた速度しきい値より小さい画素については、血管壁等の組織に対応していると判断して、速度画像を生成しないように構成することもできる。
また、比較的太い血管の血流は、一般に、パワーが小さくても速度が速いため、カラーフロー画像生成部３３は、パワーデータが定められたパワーしきい値より大きく且つ速度データが定められた速度しきい値より小さい画素については、血管壁等の組織に対応していると判断して、速度画像を生成しないように構成することもできる。
【0047】
また、図７に示されるように、超音波プローブ２のフロー画像情報生成部１７により、速度データとパワーデータからなるフロー画像情報が生成されてプローブ側無線通信回路１８から診断装置本体３の本体側無線通信回路３１に無線送信された場合に、カラーフロー画像生成部３３は、速度データおよびパワーデータを用いることにより、カラーフロー画像としてディレクショナルパワー画像を生成することができる。ディレクショナルパワー画像は、図８に示されるように、各点の速度データに基づき、画素毎に、例えば、超音波プローブ２に近づく方向の血流に対するパワーを赤、超音波プローブ２から遠ざかる方向の血流に対するパワーを青で表し、それらの明度によりパワーの大きさを表すもので、パワーの分布と共に血流方向を直感的に把握することができる。
【0048】
図９に示されるように、超音波プローブ２のフロー画像情報生成部１７により、速度データと分散データからなるフロー画像情報が生成されてプローブ側無線通信回路１８から診断装置本体３の本体側無線通信回路３１に無線送信された場合に、カラーフロー画像生成部３３は、速度データおよび分散データを用いることにより、カラーフロー画像として速度分散画像を生成することができる。速度分散画像は、速度画像に分散データの値が加味された画像である。すなわち、速度分散画像は、図１０に示されるように、各点の速度データに基づき、画素毎に、例えば、例えば、超音波プローブ２に近づく方向の血流を赤、超音波プローブ２から遠ざかる方向の血流を青で表し、それらの明度により血流の速さを表すと共に、各点の分散データの値に応じて、例えば緑色の成分を加えたもので、血流速度の分布と血流速度のばらつきの程度を直感的に把握することができる。
【0049】
また、超音波プローブ２のフロー画像情報生成部１７により、速度データと分散データとパワーデータからなるフロー画像情報が生成されてプローブ側無線通信回路１８から診断装置本体３の本体側無線通信回路３１に無線送信することもできる。この場合には、カラーフロー画像生成部３３は、操作者の操作に基づいて、速度画像、ディレクショナルパワー画像、速度分散画像のうち任意のカラーフロー画像を選択して生成することができる。
【0050】
なお、例えば、超音波プローブ２のフロー画像情報生成部１７により、速度データとパワーデータからなるフロー画像情報が生成されてプローブ側無線通信回路１８から診断装置本体３の本体側無線通信回路３１に無線送信された場合に、カラーフロー画像生成部３３は、図５または図７に示されるように、速度画像またはディレクショナルパワー画像を生成するだけでなく、パワーデータに基づいて、血流方向を加味せずにパワーの分布のみを表す、いわゆるパワー画像を生成することができるのは言うまでもない。
【0051】
同様に、超音波プローブ２のフロー画像情報生成部１７により、速度データと分散データからなるフロー画像情報が生成されてプローブ側無線通信回路１８から診断装置本体３の本体側無線通信回路３１に無線送信された場合に、カラーフロー画像生成部３３は、図９に示されるように、速度分散画像を生成するだけでなく、速度データに基づいて、分散を加味せずに速度分布のみを表す速度画像を生成することもできる。
【0052】
表示制御部３４は、カラーフロー画像生成部３３により生成されたカラーフロー画像を表示画像としてモニタ３５に表示させる。具体的には、この実施の形態１では、表示制御部３４は、カラーフロー画像生成部３３により生成されたカラーフロー画像と、本体側無線通信回路３１により受信されたＢモード画像とを互いに重ね合わせたものを表示画像としてモニタ３５に表示させる。表示制御部３４は、表示画像に任意の画像処理を施して、画像処理が施された表示画像をモニタ３５に表示させてもよい。
【0053】
モニタ３５は、表示制御部３４の制御により、カラーフロー画像生成部３３により生成されたカラーフロー画像を表示画像として表示するものであり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）、有機ＥＬディスプレイ（Organic Electroluminescence Display）等のディスプレイ装置を含む。この実施の形態１の場合、モニタ３５は、カラーフロー画像生成部３３により生成されたカラーフロー画像と、本体側無線通信回路３１により受信されたＢモード画像とを重ね合わせたものを表示画像として表示する。
【0054】
通信制御部３２は、超音波プローブ２のプローブ側無線通信回路１８から送信された伝送信号の受信が行われるように本体側無線通信回路３１を制御する。
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入力装置３７を介した操作者による入力操作に基づいて、診断装置本体３の各部の制御を行う。
入力装置３７は、操作者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。なお、モニタ３５にタッチセンサを組み合わせて、タッチセンサを入力装置３７として使用する構成とすることもできる。このようなタッチセンサを利用した入力装置３７は、緊急治療等の際に、屋外における診断にも極めて有効なものとなる。
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入力装置３７を介した操作者による入力操作に基づいて、診断装置本体３の各部の制御を行う。
入力装置３７は、操作者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。なお、モニタ３５にタッチセンサを組み合わせて、タッチセンサを入力装置３７として使用する構成とすることもできる。このようなタッチセンサを利用した入力装置３７は、緊急治療等の際に、屋外における診断にも極めて有効なものとなる。
【0055】
格納部３８は、診断装置本体３の制御プログラム等を格納するもので、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。
【0056】
なお、診断装置本体３の通信制御部３２、カラーフロー画像生成部３３、表示制御部３４および本体制御部３６を有する本体側プロセッサ３９は、ＣＰＵ、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、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＧＰＵ、その他のＩＣ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。
また、本体側プロセッサ３９の通信制御部３２、カラーフロー画像生成部３３、表示制御部３４および本体制御部３６は、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。
また、本体側プロセッサ３９の通信制御部３２、カラーフロー画像生成部３３、表示制御部３４および本体制御部３６は、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。
【0057】
次に、図１１のフローチャートを参照しながら、超音波プローブ２と診断装置本体３からなる超音波診断装置１の動作を説明する。
【0058】
まず、超音波プローブ２において、超音波送受信制御部１５の制御の下、送受信回路１４の送信回路１２からの駆動信号に従って振動子アレイ１１の複数の振動子から超音波ビームが被検体内に送信される。被検体による超音波エコーは、振動子アレイ１１の複数の振動子により受信され、複数の振動子からアナログ信号である受信信号が受信回路１３に出力され、増幅部４１で増幅され、ＡＤ変換部４２でＡＤ変換されて受信データが取得される（ステップＳ１）。この受信データに対して、ビームフォーマ４３により受信フォーカス処理を施すことにより、音線信号が生成される（ステップＳ２）。
【0059】
受信回路１３のビームフォーマ４３により生成された音線信号は、Ｂモード画像生成部１６に入力されて、Ｂモード画像生成部１６により、Ｂモード画像が生成される（ステップＳ３）。この際に、Ｂモード画像生成部１６の信号処理部４４により、超音波の反射位置の深度に応じた距離による減衰の補正、包絡線検波処理が施され、ＤＳＣ４５により、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され、画像処理部４６により、階調処理等の各種の必要な画像処理が施される。
【0060】
また、受信回路１３のビームフォーマ４３により生成された音線信号は、フロー画像情報生成部１７にも入力される。
フロー画像情報生成部１７の検波部４７は、音線信号に参照周波数のキャリア信号を混合することで音線信号を直交検波することにより、複素ベースバンド信号を生成する（ステップＳ４）。
このようにして生成された複素ベースバンド信号は、ハイパスフィルタ４８により、いわゆるクラッタ信号と呼ばれる被検体の体内組織の運動に由来する低周波数成分が除去された後、自己相関部４９により、上述した式（１）、式（２）で表される自己相関信号Ｘ、Ｙが生成される。
フロー画像情報生成部１７の検波部４７は、音線信号に参照周波数のキャリア信号を混合することで音線信号を直交検波することにより、複素ベースバンド信号を生成する（ステップＳ４）。
このようにして生成された複素ベースバンド信号は、ハイパスフィルタ４８により、いわゆるクラッタ信号と呼ばれる被検体の体内組織の運動に由来する低周波数成分が除去された後、自己相関部４９により、上述した式（１）、式（２）で表される自己相関信号Ｘ、Ｙが生成される。
【0061】
さらに、フロー画像情報変換部５０により、自己相関信号Ｘ、Ｙに基づいて、フロー画像情報が生成される（ステップＳ５）。
フロー画像情報変換部５０は、自己相関信号Ｘ、Ｙから、上述した式（４）で表される速度データＶと、式（５）で表される分散データＡおよび式（３）で表されるパワーデータＰのうち少なくとも一方とを、フロー画像情報として生成することができる。すなわち、フロー画像情報変換部５０により、速度データＶ、分散データＡおよびパワーデータＰのすべて、または、速度データＶおよびパワーデータＰ、または速度データＶおよび分散データＡが生成される。
フロー画像情報変換部５０は、自己相関信号Ｘ、Ｙから、上述した式（４）で表される速度データＶと、式（５）で表される分散データＡおよび式（３）で表されるパワーデータＰのうち少なくとも一方とを、フロー画像情報として生成することができる。すなわち、フロー画像情報変換部５０により、速度データＶ、分散データＡおよびパワーデータＰのすべて、または、速度データＶおよびパワーデータＰ、または速度データＶおよび分散データＡが生成される。
【0062】
なお、一般的に、クラッタ信号の信号強度は、複素ベースバンド信号に含まれる信号のうち血流に由来する血流信号の信号強度と比べて、例えば３００倍～１０００倍もの強さとなることがある。そのため、複素ベースバンド信号がクラッタ信号と血流信号の双方を含む状態で、複素ベースバンド信号がフロー画像情報に変換されたと仮定すると、クラッタ信号と血流信号の信号強度差に起因して、血流信号が著しく劣化することが考えられる。この実施の形態１に係る超音波診断装置１においては、フロー画像情報変換部５０のハイパスフィルタ４８により、検波部４７で生成された複素ベースバンド信号からクラッタ信号が除去されるため、複素ベースバンド信号からフロー画像情報に変換される過程で血流信号が劣化することを防止することができる。
【0063】
フロー画像情報変換部５０により生成されたフロー画像情報とＢモード画像生成部１６により生成されたＢモード画像は、通信制御部１９の制御の下、プローブ側無線通信回路１８から診断装置本体３に無線送信される（ステップＳ６）。
ここで、仮に、フロー画像情報生成部１７の検波部４７により生成された複素ベースバンド信号をそのまま無線通信により診断装置本体３へ伝送して、診断装置本体３側でカラーフロー画像を生成しようとすると、伝送すべき複素ベースバンド信号の情報量が大きいため、複素ベースバンド信号の無線通信による伝送に多大な時間を要し、特に、無線通信状態が不安定な場合に無線送信中のデータの欠損が生じやすい等、複素ベースバンド信号の無線送信が困難になるおそれがある。
ここで、仮に、フロー画像情報生成部１７の検波部４７により生成された複素ベースバンド信号をそのまま無線通信により診断装置本体３へ伝送して、診断装置本体３側でカラーフロー画像を生成しようとすると、伝送すべき複素ベースバンド信号の情報量が大きいため、複素ベースバンド信号の無線通信による伝送に多大な時間を要し、特に、無線通信状態が不安定な場合に無線送信中のデータの欠損が生じやすい等、複素ベースバンド信号の無線送信が困難になるおそれがある。
【0064】
この実施の形態１の超音波診断装置１においては、フロー画像情報生成部１７の検波部４７により生成された複素ベースバンド信号は、ハイパスフィルタ４８によりクラッタ信号が除去された後、自己相関部４９に入力されて自己相関信号Ｘ、Ｙが生成され、これらの自己相関信号Ｘ、Ｙに基づいてフロー画像情報変換部５０によりフロー画像情報が生成される。
このため、検波部４７により生成された複素ベースバンド信号に比べて情報量が低減されたフロー画像情報をプローブ側無線通信回路１８から診断装置本体３に無線送信することができ、診断装置本体３において円滑にカラーフロー画像をモニタ３５に表示することが可能となる。
このため、検波部４７により生成された複素ベースバンド信号に比べて情報量が低減されたフロー画像情報をプローブ側無線通信回路１８から診断装置本体３に無線送信することができ、診断装置本体３において円滑にカラーフロー画像をモニタ３５に表示することが可能となる。
【0065】
このようにして、超音波プローブ２のプローブ側無線通信回路１８から無線送信されたフロー画像情報は、診断装置本体３の本体側無線通信回路３１により受信されて（ステップＳ７）、カラーフロー画像生成部３３に送出される。
カラーフロー画像生成部３３は、本体側無線通信回路３１により受信されたフロー画像情報に基づいて、カラーフロー画像を生成する（ステップＳ８）。
例えば、超音波プローブ２のフロー画像情報生成部１７により、速度データＶおよびパワーデータＰからなるフロー画像情報が生成されて、プローブ側無線通信回路１８から診断装置本体３の本体側無線通信回路３１に無線送信された場合には、カラーフロー画像生成部３３は、パワーデータを参照しながら速度データを用いることにより、カラーフロー画像として速度画像を生成することができる。
カラーフロー画像生成部３３は、本体側無線通信回路３１により受信されたフロー画像情報に基づいて、カラーフロー画像を生成する（ステップＳ８）。
例えば、超音波プローブ２のフロー画像情報生成部１７により、速度データＶおよびパワーデータＰからなるフロー画像情報が生成されて、プローブ側無線通信回路１８から診断装置本体３の本体側無線通信回路３１に無線送信された場合には、カラーフロー画像生成部３３は、パワーデータを参照しながら速度データを用いることにより、カラーフロー画像として速度画像を生成することができる。
【0066】
カラーフロー画像生成部３３により生成されたカラーフロー画像と、超音波プローブ２のＢモード画像生成部１６により生成されたＢモード画像は、表示制御部３４に送出される。
表示制御部３４は、本体制御部３６の制御の下、カラーフロー画像生成部３３により生成されたカラーフロー画像と本体側無線通信回路３１から送出されたＢモード画像に所定の処理を施してモニタ３５に表示する（ステップＳ９）。
具体的には、カラーフロー画像生成部３３により生成されたカラーフロー画像と、本体側無線通信回路３１により受信されたＢモード画像とを重ね合わせたものが、モニタ３５に表示される。
表示制御部３４は、本体制御部３６の制御の下、カラーフロー画像生成部３３により生成されたカラーフロー画像と本体側無線通信回路３１から送出されたＢモード画像に所定の処理を施してモニタ３５に表示する（ステップＳ９）。
具体的には、カラーフロー画像生成部３３により生成されたカラーフロー画像と、本体側無線通信回路３１により受信されたＢモード画像とを重ね合わせたものが、モニタ３５に表示される。
【0067】
図５に示されるように、超音波プローブ２のフロー画像情報生成部１７により、速度データＶとパワーデータＰからなるフロー画像情報が生成されてプローブ側無線通信回路１８から診断装置本体３の本体側無線通信回路３１に無線送信された場合には、カラーフロー画像生成部３３は、パワーデータＰを参照しながら速度データＶを用いることにより、カラーフロー画像として速度画像を生成し、Ｂモード画像に速度画像が重畳されたものがモニタ３５に表示される。これにより、操作者は、血流速度の分布を直感的に把握することが可能となる。
【0068】
また、図７に示されるように、超音波プローブ２のフロー画像情報生成部１７により、速度データＶとパワーデータＰからなるフロー画像情報が生成されてプローブ側無線通信回路１８から診断装置本体３の本体側無線通信回路３１に無線送信された場合に、カラーフロー画像生成部３３は、速度データＶおよびパワーデータＰを用いることにより、カラーフロー画像としてディレクショナルパワー画像を生成し、Ｂモード画像にディレクショナルパワー画像が重畳されたものがモニタ３５に表示される。これにより、操作者は、パワーの分布と共に血流方向を直感的に把握することが可能となる。
【0069】
図９に示されるように、超音波プローブ２のフロー画像情報生成部１７により、速度データＶと分散データＡからなるフロー画像情報が生成されてプローブ側無線通信回路１８から診断装置本体３の本体側無線通信回路３１に無線送信された場合に、カラーフロー画像生成部３３は、速度データＶおよび分散データＡを用いることにより、カラーフロー画像として速度分散画像を生成し、Ｂモード画像に速度分散画像が重畳されたものがモニタ３５に表示される。これにより、操作者は、血流速度の分布と血流速度のばらつきの程度を直感的に把握することが可能となる。
【0070】
また、超音波プローブ２のフロー画像情報生成部１７により、速度データＶと分散データＡとパワーデータＰのすべてを含むフロー画像情報が生成されてプローブ側無線通信回路１８から診断装置本体３の本体側無線通信回路３１に無線送信することもでき、この場合には、操作者が入力装置３７を操作することにより、速度画像、ディレクショナルパワー画像、速度分散画像のうち任意のカラーフロー画像を生成して、これらのカラーフロー画像がＢモード画像に重畳されたものをモニタ３５に表示することが可能となる。
【0071】
なお、図１に示した超音波診断装置１においては、超音波プローブ２の送受信回路１４の受信回路１３が、増幅部４１およびＡＤ変換部４２と共にビームフォーマ４３を有しているが、ビームフォーマ４３は、受信回路１３の内部ではなく、受信回路１３とＢモード画像生成部１６およびフロー画像情報生成部１７との間に配置されていてもよい。この場合、プローブ側プロセッサ２１によりビームフォーマ４３を構成することもできる。
【0072】
また、超音波プローブ２のＢモード画像生成部１６が、信号処理部４４、ＤＳＣ４５および画像処理部４６を有しているが、これらのうち、ＤＳＣ４５および画像処理部４６は、Ｂモード画像生成部１６の内部ではなく、診断装置本体３の本体側無線通信回路３１と表示制御部３４との間に配置されていてもよい。
この場合、Ｂモード画像生成部１６の信号処理部４４において包絡線検波処理を施すことにより生成されたＢモード画像信号が、プローブ側無線通信回路１８から無線送信され、診断装置本体３の本体側無線通信回路３１で受信されたＢモード画像信号に対して、ＤＳＣ４５による画像信号への変換および画像処理部４６による画像処理が施され、画像処理が施されたＢモード画像信号（Ｂモード画像）が表示制御部３４に送出される。このように診断装置本体３内に配置されるＤＳＣ４５および画像処理部４６は、本体側プロセッサ３９により構成されることもできる。
この場合、Ｂモード画像生成部１６の信号処理部４４において包絡線検波処理を施すことにより生成されたＢモード画像信号が、プローブ側無線通信回路１８から無線送信され、診断装置本体３の本体側無線通信回路３１で受信されたＢモード画像信号に対して、ＤＳＣ４５による画像信号への変換および画像処理部４６による画像処理が施され、画像処理が施されたＢモード画像信号（Ｂモード画像）が表示制御部３４に送出される。このように診断装置本体３内に配置されるＤＳＣ４５および画像処理部４６は、本体側プロセッサ３９により構成されることもできる。
【0073】
実施の形態２
上記の実施の形態１においては、超音波プローブ２のフロー画像情報生成部１７により生成されたフロー画像情報が、プローブ側無線通信回路１８から診断装置本体３へ無線送信されるが、フロー画像情報を画像圧縮した状態でプローブ側無線通信回路１８から診断装置本体３へ無線送信することもできる。
上記の実施の形態１においては、超音波プローブ２のフロー画像情報生成部１７により生成されたフロー画像情報が、プローブ側無線通信回路１８から診断装置本体３へ無線送信されるが、フロー画像情報を画像圧縮した状態でプローブ側無線通信回路１８から診断装置本体３へ無線送信することもできる。
【0074】
図１２に、本発明の実施の形態２に係る超音波診断装置１Ａの構成を示す。超音波診断装置１Ａは、図１に示した実施の形態１の超音波診断装置１において、超音波プローブ２の代わりに超音波プローブ２Ａを備え、診断装置本体３の代わりに診断装置本体３Ａを備えている。超音波プローブ２Ａは、実施の形態１における超音波プローブ２において、画像圧縮部５１が追加され、プローブ制御部２０の代わりにプローブ制御部２０Ａが用いられ、プローブ側プロセッサ２１の代わりにプローブ側プロセッサ２１Ａが用いられたものである。診断装置本体３Ａは、実施の形態１における診断装置本体３において、画像解凍部５２が追加され、本体制御部３６の代わりに本体制御部３６Ａが用いられ、本体側プロセッサ３９の代わりに本体側プロセッサ３９Ａが用いられたものである。
【0075】
超音波プローブ２Ａにおいて、フロー画像情報生成部１７とＢモード画像生成部１６に、画像圧縮部５１が接続され、画像圧縮部５１に、プローブ側無線通信回路１８が接続されている。
また、診断装置本体３Ａにおいて、本体側無線通信回路３１に通信制御部３２と画像解凍部５２が接続され、画像解凍部５２に、カラーフロー画像生成部３３と表示制御部３４が接続されている。
また、診断装置本体３Ａにおいて、本体側無線通信回路３１に通信制御部３２と画像解凍部５２が接続され、画像解凍部５２に、カラーフロー画像生成部３３と表示制御部３４が接続されている。
【0076】
超音波プローブ２Ａの画像圧縮部５１は、フロー画像情報生成部１７により生成されたフロー画像情報を、いわゆるＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）等の形式に画像圧縮する。これにより、速度データＶと、分散データＡおよびパワーデータＰのうち少なくとも一方とからなるフロー画像情報の情報量をさらに低減することができる。また、画像圧縮部５１は、Ｂモード画像生成部１６により生成されたＢモード画像についても、画像圧縮する。
【0077】
なお、画像圧縮部５１は、速度データＶとパワーデータＰに対しては、分散データＡよりも高い圧縮比で画像圧縮することができる。これは、速度データＶとパワーデータＰは、分散データＡに比べて、高周波成分が少なく、低周波成分を多く含むため、画像圧縮の圧縮比を高くしても、データの劣化が少ないからである。
これに対して、Ｂモード画像は、一般に高周波成分を多く含むため、Ｂモード画像生成部１６により生成されたＢモード画像を画像圧縮部５１により画像圧縮する際には、画像の劣化を防ぐ目的で、圧縮比を低く抑えることが望ましい。
これに対して、Ｂモード画像は、一般に高周波成分を多く含むため、Ｂモード画像生成部１６により生成されたＢモード画像を画像圧縮部５１により画像圧縮する際には、画像の劣化を防ぐ目的で、圧縮比を低く抑えることが望ましい。
【0078】
超音波プローブ２Ａのプローブ側無線通信回路１８は、画像圧縮部５１により画像圧縮されたフロー画像情報およびＢモード画像を、通信制御部１９による制御の下で診断装置本体３Ａに無線送信する。
【0079】
診断装置本体３Ａの本体側無線通信回路３１は、超音波プローブ２Ａのプローブ側無線通信回路１８により無線送信されたフロー画像情報およびＢモード画像を受信して、受信されたフロー画像情報およびＢモード画像を画像解凍部５２に送出する。
画像解凍部５２は、本体側無線通信回路３１から送出されたフロー画像情報およびＢモード画像を、画像圧縮部５１により画像圧縮される前の形式に解凍する。すなわち、画像解凍部５２は、本体側無線通信回路３１から送出されたフロー画像情報を、超音波プローブ２のフロー画像情報生成部１７により生成された直後のフロー画像情報と同一の形式に解凍し、本体側無線通信回路３１から送出されたＢモード画像を、Ｂモード画像生成部１６により生成された直後のＢモード画像と同一の形式に解凍する。解凍されたフロー画像情報は、カラーフロー画像生成部３３に送出され、解凍されたＢモード画像は、表示制御部３４に送出される。
画像解凍部５２は、本体側無線通信回路３１から送出されたフロー画像情報およびＢモード画像を、画像圧縮部５１により画像圧縮される前の形式に解凍する。すなわち、画像解凍部５２は、本体側無線通信回路３１から送出されたフロー画像情報を、超音波プローブ２のフロー画像情報生成部１７により生成された直後のフロー画像情報と同一の形式に解凍し、本体側無線通信回路３１から送出されたＢモード画像を、Ｂモード画像生成部１６により生成された直後のＢモード画像と同一の形式に解凍する。解凍されたフロー画像情報は、カラーフロー画像生成部３３に送出され、解凍されたＢモード画像は、表示制御部３４に送出される。
【0080】
カラーフロー画像生成部３３は、画像解凍部５２により解凍されたフロー画像情報に基づいてカラーフロー画像を生成する。
表示制御部３４は、カラーフロー画像生成部３３により生成されたカラーフロー画像と画像解凍部５２から送出されたＢモード画像に対して所定の処理を施し、カラーフロー画像とＢモード画像をモニタ３５に表示させる。
表示制御部３４は、カラーフロー画像生成部３３により生成されたカラーフロー画像と画像解凍部５２から送出されたＢモード画像に対して所定の処理を施し、カラーフロー画像とＢモード画像をモニタ３５に表示させる。
【0081】
以上により、本発明の実施の形態２に係る超音波診断装置１Ａによれば、フロー画像情報生成部１７により生成されたフロー画像情報が画像圧縮部５１により画像圧縮されるため、フロー画像情報の情報量をさらに低減することができる。また、Ｂモード画像生成部１６により生成されたＢモード画像についても、画像圧縮部５１により圧縮されるため、Ｂモード画像の情報量も低減することができる。このため、無線通信状態が良好でない環境においても、診断装置本体３Ａにおいて円滑にカラーフロー画像を表示することが可能となる。
【符号の説明】
【0082】
１，１Ａ 超音波診断装置、２，２Ａ 超音波プローブ、３，３Ａ 診断装置本体、１１ 振動子アレイ、１２ 送信回路、１３ 受信回路、１４ 送受信回路、１５ 超音波送受信制御部、１６ Ｂモード画像生成部、１７ フロー画像情報生成部、１８ プローブ側無線通信回路、１９，３２ 通信制御部、２０，２０Ａ プローブ制御部、２１，２１Ａ プローブ側プロセッサ、２２ バッテリ、３１ 本体側無線通信回路、３３ カラーフロー画像生成部、３４ 表示制御部、３５ モニタ、３６，３６Ａ 本体制御部、３７ 入力装置、３８ 格納部、３９，３９Ａ 本体側プロセッサ、４１ 増幅部、４２ ＡＤ変換部、４３ ビームフォーマ、４４ 信号処理部、４５ ＤＳＣ、４６ 画像処理部、４７ 検波部、４８ ハイパスフィルタ、４９ 自己相関部、５０ フロー画像情報変換部、５１ 画像圧縮部、５２ 画像解凍部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
