知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】2024-12-09
(45)【発行日】2024-12-17
(54)【発明の名称】超音波診断装置
(51)【国際特許分類】
A61B 8/00 20060101AFI20241210BHJP
【ＦＩ】
A61B8/00
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2021020969
(22)【出願日】2021-02-12
(65)【公開番号】P2022123577
(43)【公開日】2022-08-24
【審査請求日】2024-01-17
(73)【特許権者】
【識別番号】594164542
【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001771
【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所
(72)【発明者】
【氏名】坂本 和広
(72)【発明者】
【氏名】芝沼 浩幸
【審査官】松岡 智也
(56)【参考文献】
【文献】特開２００６－０１５０７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１５０８１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－３３０９６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－０８３１１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－０２５２６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－２９０３２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－３３６１９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０１－１４５０４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０４８２１７０６（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ８／００－８／１５
Ｇ０１Ｎ２９／００－２９／５２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
印可された電圧の大きさに応じた超音波を送信する超音波プローブと、２つの巻線及び前記２つの巻線の間に設けられたセンタータップを有する一次コイル並びに１つの巻線を有する２次コイルを有し、前記一次コイルに印可された電圧を変圧し、変圧された電圧を前記超音波プローブに印可する変圧器と、
前記一次コイルの前記２つの巻線のうちいずれか１つの巻線に第１の大きさの第１の電圧を印可する第１の電源と、
前記一次コイルの前記２つの巻線のうちいずれか１つの巻線に前記第１の大きさよりも小さい第２の大きさの第２の電圧を印可する第２の電源と、
前記センタータップに接続され、前記一次コイルの前記２つの巻線のうちいずれか１つの巻線に印加される電圧の電圧状態を、前記第１の電圧が印可される第１の電圧状態、前記第２の電圧が印加される第２の電圧状態、及び、前記第１の電圧及び前記第２の電圧が印加されない第３の電圧状態のいずれかの電圧状態に切り替える切替部と、
前記２つの巻線のうちの一の巻線の前記センタータップが接続されている側とは反対側に接続され、前記一の巻線とグランドとの間の第１の接続状態を導通状態又は非導通状態のいずれかの状態に設定する第１の設定部と、
前記２つの巻線のうちの他の巻線の前記センタータップが接続されている側とは反対側に接続され、前記他の巻線と前記グランドとの間の第２の接続状態を導通状態又は非導通状態のいずれかの状態に設定する第２の設定部と、
前記電圧状態を前記第１の電圧状態から前記第２の電圧状態に切り替える場合に、前記電圧状態を前記第１の電圧状態から前記第３の電圧状態に切り替えるように前記切替部を制御し、前記電圧状態が前記第３の電圧状態であるときに前記第１の接続状態及び前記第２の接続状態を同時に導通状態に設定するように前記第１の設定部及び前記第２の設定部を制御した後に、前記電圧状態を前記第３の電圧状態から前記第２の電圧状態に切り替えるように前記切替部を制御する制御部と、
を備える、超音波診断装置。
【請求項2】
前記変圧器から前記第１の電源に向かう方向へ電流が流れることを抑制する第１の抑制部と、前記変圧器から前記第２の電源に向かう方向へ電流が流れることを抑制する第２の抑制部と、
を備える、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記電圧状態を前記第１の電圧状態から前記第２の電圧状態に切り替える場合に、前記電圧状態が前記第３の電圧状態であるときに前記第１の接続状態及び前記第２の接続状態を一定の時間幅の間、導通状態に設定するように前記第１の設定部及び前記第２の設定部を制御する、請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項4】
前記制御部は、前記第１の接続状態及び前記第２の接続状態を、前記２つの巻線の時定数に応じた前記一定の時間幅の間、導通状態に設定するように前記第１の設定部及び前記第２の設定部を制御する、請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項5】
前記制御部は、第１の画像データが生成される場合に前記電圧状態を前記第１の電圧状態に切り替えるように前記切替部を制御するとともに、第２の画像データが生成される場合に前記電圧状態を前記第２の電圧状態に切り替えるように前記切替部を制御する、請求項１～４のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項6】
前記制御部は、前記第１の画像データとしてＢモード画像データが生成される場合に前記電圧状態を前記第１の電圧状態に切り替えるように前記切替部を制御するとともに、前記第２の画像データとしてカラー画像データが生成される場合に前記電圧状態を前記第２の電圧状態に切り替えるように前記切替部を制御する、請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項7】
前記第１の設定部は、前記一の巻線と前記グランドとの間に設けられ、前記第２の設定部は、前記他の巻線と前記グランドとの間に設けられる、
請求項１～６のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書及び図面に開示の実施形態は、超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【0002】
超音波診断装置では、送信回路が電圧を超音波プローブに印可することにより、超音波プローブに超音波を発生させる。例えば、送信回路は、超音波プローブに駆動信号を送信することにより電圧を超音波プローブに印可する。
【0003】
また、送信回路は、電源により供給された電圧を変圧するトランス（変圧器）を備える。送信回路は、トランスにより変圧された電圧を超音波プローブに印可する。送信回路が備えるトランスには、様々な種類がある。例えば、トランスが備える一次コイル（一次巻線又は単に一次側とも称される）の巻線数と、二次コイル（二次巻線又は単に二次側とも称される）の巻線数とは、様々な種類がある。巻線数が多いとトランス自体の規模（サイズ）が大きくなる傾向がある。一次コイルの巻線数と二次コイルの巻線数との比が１：１である場合、トランス周辺のスイッチング回路が多数設けられることで、所望の性能が得られる。かかる場合、トランス自体の規模が比較的小さくなるが、トランス周辺のスイッチング回路の規模が比較的大きくなる。このため、送信回路全体の規模は、比較的大きくなってしまう。
【0004】
そこで、トランスが、一次コイルとして２つの巻線及び２つの巻線の間に設けられたセンタータップを備え、二次コイルとして１つの巻線を備えることが考えられる。この場合、トランス周辺のスイッチング回路の規模が比較的小さくなるので、送信回路全体の規模が比較的小さくなる。
【0005】
しかしながら、このようなトランスでは、電源切り替え時に電荷が残留してしまう場合がある。例えば、超音波診断装置の超音波送信モードには様々な種類があり、超音波送信モード毎に、超音波送信モードに対応する電源が用いられる。すなわち、超音波診断装置は、使用される電源を切り替えることで、送信される超音波の種類を切り替える。そして、超音波診断装置は、送信される超音波の種類を切り替えることで、様々な種類の画像データを生成することができる。
【0006】
例えば、超音波診断装置が、反射波の強度を輝度で表したＢモード画像データに基づくＢモード画像に、血流情報を示すカラー画像データに基づくカラー画像を重畳してディスプレイに表示させる場合について説明する。この場合、超音波診断装置がＢモード画像データ及びカラー画像データを生成する際に、送信回路は、印可する電圧の大きさが異なる２つの電源を交互に切り替えて、超音波プローブに大きさが異なる２つの電圧を交互に印可する。超音波診断装置は、Ｂモード画像データを生成する際には、比較的高い電圧を超音波プローブに印可することにより、Ｂモード画像データの元となる反射波データを収集する。また、超音波診断装置は、カラー画像データを生成する際には、比較的低い電圧を超音波プローブに印可することにより、カラー画像データの元となる反射波データを収集する。
【0007】
ここで、超音波診断装置は、カラー画像データを生成する際に、複数の反射波データの相関をとるために、超音波を複数回送信する。そのため、カラー画像データを生成する際に送信される複数の超音波に対応する複数の電圧の波形（駆動信号の波形）であって、超音波プローブに印可される複数の電圧の波形は、同一であることが好ましい。ここで、超音波診断装置は、Ｂモード画像データを生成するための超音波送信モードから、カラー画像データを生成するための超音波送信モードに切り替える場合、比較的高い電圧の電源から比較的低い電圧の電源に切り替える。この場合、比較的高い電圧の電源から比較的低い電圧の電源に切り替えられた際に、トランスに電荷が残留してしまうことがある。このため、カラー画像データを生成する際に超音波プローブに印可される電圧の複数の周期分の波形のうち、例えば、１番目の周期の波形にスパイクノイズが発生することがある。このようなスパイクノイズは、カラー画像データに画像ノイズが発生する原因となる。
【0008】
上記の問題点は、Ｂモード画像データを生成するモードから、カラー画像データを生成するモードに切り替える場合にのみ生じるものではなく、例えば、比較的高い電圧の電源から比較的低い電圧の電源に切り替えられた場合にも、同様の問題点が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【文献】特開２００８－１０４６２９号公報
【文献】特開２００６－２６１５０号公報
【文献】国際公開第２０１１／０５８９５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、送信回路の規模の増大を抑制しつつ、スパイクノイズの発生を抑制することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置付けることもできる。
【課題を解決するための手段】
【0011】
実施形態の超音波診断装置は、超音波プローブと、変圧器と、第１の電源と、第２の電源と、切替部と、第１の設定部と、第２の設定部と、制御部とを備える。超音波プローブは、印可された電圧の大きさに応じた超音波を送信する。変圧器は、２つの巻線及び前記２つの巻線の間に設けられたセンタータップを有する一次コイル並びに１つの巻線を有する２次コイルを有し、前記一次コイルに印可された電圧を変圧し、変圧された電圧を前記超音波プローブに印可する。第１の電源は、前記一次コイルに第１の大きさの第１の電圧を印可する。第２の電源は、前記一次コイルに前記第１の大きさよりも小さい第２の大きさの第２の電圧を印可する。切替部は、前記一次コイルに印可される電圧を前記第１の電圧及び前記第２の電圧のいずれか一方に切り替える。第１の設定部は、前記２つの巻線のうちの一の巻線とグランドとの間の第１の接続状態を導通状態又は非導通状態のいずれかの状態に設定する。第２の設定部は、前記２つの巻線のうちの他の巻線と前記グランドとの間の第２の接続状態を導通状態又は非導通状態のいずれかの状態に設定する。制御部は、前記切替部により前記一次コイルに印可される電圧が前記第１の電圧から前記第２の電圧に切り替えられる場合に、前記第１の接続状態及び前記第２の接続状態を同時に導通状態に設定するように前記第１の設定部及び前記第２の設定部を制御した後に、前記一次コイルに印可される電圧が前記第１の電圧から前記第２の電圧に切り替えられるように前記切替部を制御する。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照しながら、実施形態に係る超音波診断装置を説明する。
【0014】
（実施形態）
図１は、実施形態に係る超音波診断装置１の構成例を示すブロック図である。図１に例示するように、実施形態に係る超音波診断装置１は、装置本体１００と、超音波プローブ１０１と、入力装置１０２と、ディスプレイ１０３とを有する。
図１は、実施形態に係る超音波診断装置１の構成例を示すブロック図である。図１に例示するように、実施形態に係る超音波診断装置１は、装置本体１００と、超音波プローブ１０１と、入力装置１０２と、ディスプレイ１０３とを有する。
【0015】
超音波プローブ１０１は、例えば、複数の圧電振動子（圧電素子）を有する。これら複数の圧電振動子は、装置本体１００が有する送受信回路１１０の送信回路１１１から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。具体的には、複数の圧電振動子は、送信回路１１１により電圧（送信駆動電圧）が印可されることにより送信駆動電圧に応じた波形の超音波を発生する。駆動信号が示す送信駆動電圧の波形が、複数の圧電振動子に印可される電圧の波形である。すなわち、超音波プローブ１０１は、印可された送信駆動電圧の大きさの応じた超音波を送信する。また、超音波プローブ１０１は、被検体Ｐからの反射波を受信し、反射波を電気信号である反射波信号（受信信号）に変換し、反射波信号を装置本体１００に出力する。また、超音波プローブ１０１は、例えば、圧電振動子に設けられる整合層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。なお、超音波プローブ１０１は、装置本体１００と着脱自在に接続される。
【0016】
超音波プローブ１０１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波として超音波プローブ１０１が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。そして、超音波プローブ１０１は、反射波信号を後述する送受信回路１１０の受信回路１１２に出力する。
【0017】
超音波プローブ１０１は、装置本体１００と着脱可能に設けられる。被検体Ｐ内の２次元領域の走査（２次元走査）を行なう場合、操作者は、例えば、複数の圧電振動子が一列で配置された１Ｄアレイプローブを超音波プローブ１０１として装置本体１００に接続する。１Ｄアレイプローブの種類としては、リニア型超音波プローブ、コンベックス型超音波プローブ、セクタ型超音波プローブ等が挙げられる。また、被検体Ｐ内の３次元領域の走査（３次元走査）を行なう場合、操作者は、例えば、メカニカル４Ｄプローブや２Ｄアレイプローブを超音波プローブ１０１として装置本体１００と接続する。メカニカル４Ｄプローブは、１Ｄアレイプローブのように一列で配列された複数の圧電振動子を用いて２次元走査が可能であるとともに、複数の圧電振動子を所定の角度（揺動角度）で揺動させることで３次元走査が可能である。また、２Ｄアレイプローブは、マトリックス状に配置された複数の圧電振動子により３次元走査が可能であるとともに、超音波を集束して送信することで２次元走査が可能である。
【0018】
入力装置１０２は、例えば、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール、ジョイスティック等の入力手段により実現される。入力装置１０２は、超音波診断装置１の操作者からの各種設定要求を受け付け、受け付けた各種設定要求を装置本体１００に転送する。
【0019】
ディスプレイ１０３は、例えば、超音波診断装置１の操作者が入力装置１０２を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１００において生成された超音波画像データに基づく超音波画像等を表示したりする。ディスプレイ１０３は、液晶モニタやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）モニタ等によって実現される。
【0020】
装置本体１００は、超音波プローブ１０１から送信された反射波信号に基づいて超音波画像データを生成する。なお、超音波画像データは、画像データの一例である。装置本体１００は、超音波プローブ１０１から送信された被検体Ｐの２次元領域に対応する反射波信号に基づいて２次元の超音波画像データを生成可能である。また、装置本体１００は、超音波プローブ１０１から送信された被検体Ｐの３次元領域に対応する反射波信号に基づいて３次元の超音波画像データを生成可能である。図１に示すように、装置本体１００は、送受信回路１１０と、バッファメモリ１２０と、信号処理回路１３０と、画像生成回路１４０と、画像メモリ１５０と、記憶回路１６０と、制御回路１７０とを有する。
【0021】
送受信回路１１０は、制御回路１７０による制御を受けて、超音波プローブ１０１から超音波を送信させるとともに、超音波プローブ１０１に超音波の反射波を受信させる。すなわち、送受信回路１１０は、超音波プローブ１０１を介して走査を実行する。なお、走査は、スキャン、超音波スキャン又は超音波走査とも称される。送受信回路１１０は、送受信部の一例である。送受信回路１１０は、送信回路１１１と受信回路１１２とを有する。
【0022】
送信回路１１１は、制御回路１７０による制御を受けて、超音波プローブ１０１から超音波を送信させる。送信回路１１１は、制御回路１１１ａと、レートパルサ発生回路と、送信遅延回路と、送信パルサとを有する。制御回路１１１ａがレートパルサ発生回路、送信遅延回路及び送信パルサを制御することで、送信回路１１１が超音波プローブ１０１に駆動信号を供給する。送信回路１１１は、被検体Ｐ内の２次元領域を走査する場合、超音波プローブ１０１から２次元領域を走査するための超音波ビームを送信させる。また、送信回路１１１は、被検体Ｐ内の３次元領域を走査する場合、超音波プローブ１０１から３次元領域を走査するための超音波ビームを送信させる。
【0023】
制御回路１１１ａは、制御回路１７０による制御を受けて、送信回路１１１全体を制御する。例えば、制御回路１１１ａは、レートパルサ発生回路、送信遅延回路及び送信パルサを制御する。制御回路１１１ａは、プロセッサにより実現される。制御回路１１１ａは、制御部の一例である。
【0024】
レートパルサ発生回路は、制御回路１１１ａによる制御を受けて、所定のレート周波数（ＰＲＦ：Pulse Repetition Frequency）で、送信超音波（送信ビーム）を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。レートパルスが送信遅延回路を経由することで、異なる送信遅延時間を有した状態で送信パルサに電圧が印加される。例えば、送信遅延回路は、超音波プローブ１０１から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの送信遅延時間を、レートパルサ発生回路により発生される各レートパルスに対して与える。送信パルサは、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１０１に駆動信号（駆動パルス）を供給する。すなわち、送信パルサは、かかるレートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１０１に駆動信号が示す波形の電圧（送信駆動電圧）を印可する。なお、送信遅延回路は、各レートパルスに与える送信遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの超音波の送信方向を任意に調整する。
【0025】
駆動パルスは、送信パルサからケーブルを介して超音波プローブ１０１内の圧電振動子まで伝達した後に、圧電振動子において電気信号から機械的振動に変換される。すなわち、圧電振動子に電圧が印可されることによって、圧電振動子は機械的に振動する。この機械的振動によって発生した超音波は、生体内部に送信される。ここで、圧電振動子ごとに異なる送信遅延時間を持った超音波は、集束されて、所定方向に伝搬していく。
【0026】
なお、送信回路１１１は、制御回路１７０による制御を受けて、所定の走査シーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有する。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間に送信駆動電圧の値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、または、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。
【0027】
超音波プローブ１０１により送信された超音波の反射波は、超音波プローブ１０１内部の圧電振動子まで到達した後、圧電振動子において、機械的振動から電気的信号（反射波信号）に変換され、受信回路１１２に入力される。受信回路１１２は、プリアンプと、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換器と、直交検波回路等を有し、超音波プローブ１０１から送信された反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データ（受信データ）を生成する。そして、受信回路１１２は、生成した反射波データをバッファメモリ１２０に格納する。
【0028】
プリアンプは、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン調整（ゲイン補正）を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換することでゲイン補正された反射波信号をデジタル信号に変換する。直交検波回路は、デジタル信号に変換された反射波信号をベースバンド帯域の同相信号（Ｉ信号、Ｉ：In-phase）と直交信号（Ｑ信号、Ｑ：Quadrature-phase）とに変換する。そして、直交検波回路は、Ｉ信号及びＱ信号（ＩＱ信号）を反射波データとしてバッファメモリ１２０に格納する。
【0029】
受信回路１１２は、超音波プローブ１０１から送信された２次元の反射波信号から２次元の反射波データを生成する。また、受信回路１１２は、超音波プローブ１０１から送信された３次元の反射波信号から３次元の反射波データを生成する。
【0030】
バッファメモリ１２０は、送受信回路１１０により生成された反射波データを一時的に記憶するメモリである。例えば、バッファメモリ１２０は、所定数のフレーム分の反射波データを記憶することが可能なように構成されている。そして、バッファメモリ１２０は、所定数のフレーム分の反射波データを記憶している状態で、新たに１フレーム分の反射波データが受信回路１１２により生成された場合、受信回路１１２による制御を受けて、生成された時間が最も古い１フレーム分の反射波データを破棄し、新たに生成された１フレーム分の反射波データを記憶する。例えば、バッファメモリ１２０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子によって実現される。
【0031】
信号処理回路１３０は、バッファメモリ１２０から反射波データを読み出し、読み出された反射波データに対して各種の信号処理を施し、各種の信号処理が施された反射波データをＢモードデータ又はドプラデータとして画像生成回路１４０に出力する。信号処理回路１３０は、例えば、プロセッサにより実現される。信号処理回路１３０は、信号処理部の一例である。
【0032】
例えば、信号処理回路１３０は、バッファメモリ１２０に、新たに１フレーム分の反射波データが格納される度に、新たにバッファメモリ１２０に格納された１フレーム分の反射波データを読み出す。そして、信号処理回路１３０は、１フレーム分の反射波データが読み出される度に、読み出された１フレーム分の反射波データに対して各種の信号処理を施すことにより、新たに１フレーム分のＢモードデータ又はドプラデータを生成する。そして、信号処理回路１３０は、１フレーム分のＢモードデータ又はドプラデータを生成する度に、新たに生成された１フレーム分のＢモードデータ又はドプラデータを画像生成回路１４０に出力する。以下、信号処理回路１３０実行する各種の信号処理の一例を説明する。
【0033】
例えば、信号処理回路１３０は、バッファメモリ１２０から読み出した反射波データに対して、直交検波し、対数増幅及び包絡線検波処理等を施して、サンプル点ごとの信号強度（振幅強度）が輝度の明るさで表現されるＢモードデータを生成する。例えば、信号処理回路１３０は、生成したＢモードデータを画像生成回路１４０に出力する。
【0034】
また、信号処理回路１３０は、高調波成分を映像化するハーモニックイメージングを行うための信号処理を実行する。ハーモニックイメージングとしては、コントラストハーモニックイメージング（ＣＨＩ：Contrast Harmonic Imaging）や組織ハーモニックイメージング（ＴＨＩ：Tissue Harmonic Imaging）が挙げられる。また、コントラストハーモニックイメージングや組織ハーモニックイメージングでは、スキャン方式として、以下の方式が知られている。例えば、かかるスキャン方式として、振幅変調（ＡＭ：Amplitude Modulation）、パルスサブトラクション法（Pulse Subtraction法）又はパルスインバージョン法（Pulse Inversion法）と呼ばれる位相変調（ＰＭ：Phase Modulation）、及び、ＡＭとＰＭとを組み合わせることで、ＡＭの効果及びＰＭの効果の双方が得られるＡＭＰＭ等が知られている。
【0035】
また、信号処理回路１３０は、バッファメモリ１２０から読み出した反射波データを周波数解析することで、ドプラ効果に基づく移動体（血流や組織、造影剤エコー成分等）の運動情報を反射波データから抽出し、抽出した運動情報を示すドプラデータを生成する。例えば、信号処理回路１３０は、移動体の運動情報として、平均速度、平均分散値及び平均パワー値等を多点に渡り抽出し、抽出した移動体の運動情報を示すドプラデータを生成する。信号処理回路１３０は、生成したドプラデータを画像生成回路１４０に出力する。
【0036】
上記の信号処理回路１３０の機能を用いて、実施形態に係る超音波診断装置１は、カラーフローマッピング（ＣＦＭ：Color Flow Mapping）法とも呼ばれるカラードプラ法を実行可能である。カラーフローマッピング法では、超音波の送受信が複数の走査線上で複数回行なわれる。そして、カラーフローマッピング法では、同一位置のデータ列に対してＭＴＩ(Moving Target Indicator)フィルタを掛けることで、同一位置のデータ列から、静止している組織、或いは、動きの遅い組織に由来する信号（クラッタ信号）を抑制して、血流に由来する信号（血流信号）を抽出する。そして、カラーフローマッピング法では、この血流信号から血流の速度、血流の分散、血流のパワー等の血流情報を推定する。信号処理回路１３０は、カラーフローマッピング法により推定された血流情報を示すカラー画像データを画像生成回路１４０に出力する。なお、カラー画像データは、ドプラデータの一例である。
【0037】
信号処理回路１３０は、２次元の反射波データ及び３次元の反射波データの両方の反射波データを処理可能である。
【0038】
画像生成回路１４０は、信号処理回路１３０から出力されたＢモードデータ又はドプラデータから超音波画像データを生成する。画像生成回路１４０は、プロセッサにより実現される。
【0039】
例えば、画像生成回路１４０は、信号処理回路１３０が生成した２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度で表した２次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成回路１４０は、信号処理回路１３０が生成した２次元のドプラデータから運動情報又は血流情報が映像化された２次元ドプラ画像データを生成する。なお、運動情報が映像化された２次元ドプラ画像データは、速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又は、これらを組み合わせた画像データである。
【0040】
ここで、画像生成回路１４０は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（走査コンバート）し、表示用の超音波画像データを生成する。例えば、画像生成回路１４０は、信号処理回路１３０から出力されたデータに対して、超音波プローブ１０１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像生成回路１４０は、走査コンバート以外に種々の画像処理として、例えば、走査コンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理（平滑化処理）や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理（エッジ強調処理）等を行なう。また、画像生成回路１４０は、超音波画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等を合成する。
【0041】
更に、画像生成回路１４０は、信号処理回路１３０により生成された３次元のＢモードデータに対して座標変換を行なうことで、３次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成回路１４０は、信号処理回路１３０により生成された３次元のドプラデータに対して座標変換を行なうことで、３次元ドプラ画像データを生成する。すなわち、画像生成回路１４０は、「３次元のＢモード画像データ及び３次元ドプラ画像データ」を「３次元超音波画像データ（ボリュームデータ）」として生成する。そして、画像生成回路１４０は、ボリュームデータをディスプレイ１０３にて表示するための各種の２次元画像データを生成するために、ボリュームデータに対して様々なレンダリング処理を行なう。
【0042】
画像生成回路１４０が行なうレンダリング処理としては、例えば、断面再構成法（ＭＰＲ：Multi Planer Reconstruction）を用いてボリュームデータからＭＰＲ画像データを生成する処理がある。また、画像生成回路１４０が行なうレンダリング処理としては、例えば、３次元の情報を反映した２次元画像データを生成するボリュームレンダリング（ＶＲ：Volume Rendering）処理がある。画像生成回路１４０は、画像生成部の一例である。
【0043】
Ｂモードデータ及びドプラデータは、走査コンバート処理前の超音波画像データであり、画像生成回路１４０が生成するデータは、走査コンバート処理後の表示用の超音波画像データである。なお、Ｂモードデータ及びドプラデータは、生データ（Raw Data）とも呼ばれる。
【0044】
画像メモリ１５０は、画像生成回路１４０により生成された各種の画像データを記憶するメモリである。また、画像メモリ１５０は、信号処理回路１３０により生成されたデータも記憶する。画像メモリ１５０が記憶するＢモードデータやドプラデータは、例えば、診断の後に操作者が呼び出すことが可能となっており、画像生成回路１４０を経由して表示用の超音波画像データとなる。例えば、画像メモリ１５０は、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク又は光ディスクによって実現される。
【0045】
記憶回路１６０は、走査（超音波の送受信）、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。また、記憶回路１６０は、必要に応じて、画像メモリ１５０が記憶するデータの保管等にも使用される。例えば、記憶回路１６０は、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク又は光ディスクによって実現される。
【0046】
制御回路１７０は、超音波診断装置１の処理全体を制御する。具体的には、制御回路１７０は、入力装置１０２を介して操作者から入力された各種設定要求や、記憶回路１６０から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送受信回路１１０、信号処理回路１３０及び画像生成回路１４０の処理を制御する。また、制御回路１７０は、画像メモリ１５０に記憶された表示用の超音波画像データに基づく超音波画像を表示するようにディスプレイ１０３を制御する。例えば、制御回路１７０は、Ｂモード画像データに基づくＢモード画像又はカラー画像データに基づくカラー画像を表示するようにディスプレイ１０３を制御する。また、制御回路１７０は、Ｂモード画像にカラー画像を重畳させて表示するようにディスプレイ１０３を制御する。制御回路１７０は、表示制御部又は制御部の一例である。制御回路１７０は、例えば、プロセッサにより実現される。超音波画像は、画像の一例である。
【0047】
また、制御回路１７０は、送受信回路１１０を介して超音波プローブ１０１を制御することで、超音波走査の制御を行なう。
【0048】
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、若しくは、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、又は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは、記憶回路１６０に保存されたプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することで機能を実現する。なお、記憶回路１６０にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。更に、図１における複数の回路（例えば、信号処理回路１３０、画像生成回路１４０及び制御回路１７０）を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。すなわち、信号処理回路１３０、画像生成回路１４０及び制御回路１７０は、プロセッサにより実現される１つの処理回路に統合されてもよい。
【0049】
以上、実施形態に係る超音波診断装置１の全体構成について説明した。次に、送信回路１１１の送信パルサの構成の一例について説明する。図２は、実施形態に係る送信回路１１１の送信パルサの構成の一例を示す図である。
【0050】
図２に示すように、送信回路１１１の送信パルサは、２つの電源１１，１２、２つのスイッチ１３，１４、２つのダイオード１５，１６、トランス（変圧器）１７、２つのスイッチ１８，１９を備える。なお、２つの電源１１，１２は、送信回路１１１の外部に設けられてもよい。この場合、装置本体１００が、送信回路１１１の外部に設けられた２つの電源１１，１２を備えてもよい。
【0051】
電源１１は、電圧Ｖ１をトランス１７の一次コイルに印可するための電源である。ここで電圧Ｖ１の大きさは「Ｖ１」である。電源１１は、第１の電源の一例である。電圧Ｖ１は、第１の電圧の一例である。また、電圧Ｖ１の大きさ「Ｖ１」は、第１の大きさの一例である。電源１１のマイナス側は、グランドに接地されている。電源１１のプラス側は、スイッチ１３を介してダイオード１５のアノードに接続されている。
【0052】
電源１２は、電圧Ｖ１よりも低い電圧Ｖ２をトランス１７の一次コイルに印可するための電源である。ここで電圧Ｖ２の大きさは「Ｖ２」である。すなわち、電圧Ｖ２の大きさ「Ｖ２」は、電圧Ｖ１の大きさ「Ｖ１」よりも小さい。電源１２は、第２の電源の一例である。電圧Ｖ２は、第２の電圧の一例である。また、電圧Ｖ２の大きさ「Ｖ２」は、第２の大きさの一例である。電源１２のマイナス側は、グランドに接地されている。電源１２のプラス側は、スイッチ１４を介してダイオード１６のアノードに接続されている。
【0053】
スイッチ１３は、電源１１とダイオード１５との間に設けられる。スイッチ１３は、制御回路１１１ａによる制御を受けて、電源１１とダイオード１５との間の接続状態を導通状態又は非導通状態のいずれかの状態に設定する。
【0054】
例えば、スイッチ１３が、制御回路１１１ａによる制御を受けてオン（ＯＮ）された場合について説明する。この場合、電源１１とダイオード１５との間の接続状態が導通状態となり、電源１１によりトランス１７の一次コイルに電圧Ｖ１が印可される。
【0055】
また、例えば、スイッチ１３が、制御回路１１１ａによる制御を受けてオフ（ＯＦＦ）された場合について説明する。この場合、電源１１とダイオード１５との間の接続状態が非導通状態となり、電源１１によりトランス１７の一次コイルに電圧Ｖ１が印可されなくなる。
【0056】
スイッチ１４は、電源１２とダイオード１６との間に設けられる。スイッチ１４は、制御回路１１１ａによる制御を受けて、電源１２とダイオード１６との間の接続状態を導通状態又は非導通状態のいずれかの状態に設定する。
【0057】
例えば、スイッチ１４が、制御回路１１１ａによる制御を受けてオンされた場合について説明する。この場合、電源１２とダイオード１６との間の接続状態が導通状態となり、電源１２によりトランス１７の一次コイルに電圧Ｖ２が印可される。
【0058】
また、例えば、スイッチ１４が、制御回路１１１ａによる制御を受けてオフされた場合について説明する。この場合、電源１２とダイオード１６との間の接続状態が非導通状態となり、電源１２によりトランス１７の一次コイルに電圧Ｖ２が印可されなくなる。
【0059】
このように、スイッチ１３，１４は、一次コイルに印可される電圧を電圧Ｖ１又は電圧Ｖ２のいずれか一方に切り替える。スイッチ１３，１４は、切替部の一例である。なお、送信回路１１１の送信パルサは、２つのスイッチ１３，１４に代えて、１つのスイッチを備えてもよい。そして、この１つのスイッチが、一次コイルに印可される電圧を電圧Ｖ１又は電圧Ｖ２のいずれか一方に切り替えてもよい。かかる１つのスイッチは、切替部の一例である。
【0060】
ダイオード１５は、電源１１のプラス側に電流が流入することを防止するための逆流防止ダイオードである。すなわち、ダイオード１５は、トランス１７から電源１１に向かう方向へ電流が流れることを抑制する。ダイオード１５のカソードは、トランス１７の一次コイルのセンタータップ１７ｃに接続されている。ダイオード１５は、第１の抑制部の一例である。
【0061】
ダイオード１６は、電源１２のプラス側に電流が流入することを防止するための逆流防止ダイオードである。すなわち、ダイオード１６は、トランス１７から電源１２に向かう方向へ電流が流れることを抑制する。ダイオード１６のカソードは、トランス１７の一次コイルのセンタータップ１７ｃに接続されている。ダイオード１６は、第２の抑制部の一例である。
【0062】
トランス１７は、一次コイル及び二次コイルを備える。トランス１７は、一次コイルに印可された電圧を変圧し、変圧された電圧を送信駆動電圧として超音波プローブ１０１に印可する。
【0063】
トランス１７の一次コイルは、２つの巻線１７ａ，１７ｂ及びセンタータップ１７ｃを備える。センタータップ１７ｃは、２つの巻線１７ａ，１７ｂの間に設けられている。トランス１７の二次コイルは１つの巻線１７ｄを備える。以下、巻線１７ａの巻線数を「Ｎ１７ａ」とし、巻線１７ｂの巻線数を「Ｎ１７ｂ」とし、巻線１７ｄの巻線数を「Ｎ１７ｄ」とする。ここで、例えば、巻線数「Ｎ１７ａ」と巻線数「Ｎ１７ｂ」とが同一であってもよい。また、巻線数「Ｎ１７ｄ」は、巻線数「Ｎ１７ａ」よりも多くてもよい。また、巻線数「Ｎ１７ｄ」は、巻線数「Ｎ１７ｂ」よりも多くてもよい。
【0064】
巻線１７ａの一端は、スイッチ１８を介してグランドに接地されている。巻線１７ａの他端は、センタータップ１７ｃに接続されている。巻線１７ｂの一端は、センタータップ１７ｃに接続されている。巻線１７ｂの他端は、スイッチ１９を介してグランドに接地されている。
【0065】
巻線１７ｄの一端は、グランドに接地されている。巻線１７ｄの他端は超音波プローブ１０１に接続されている。このため、トランス１７により変圧された電圧が超音波プローブ１０１に印可される。
【0066】
２つのスイッチ１８，１９は、一次コイルに流れる電流の方向（一次コイルにおいて電流が流れる方向）を切り替えるためのスイッチである。
【0067】
スイッチ１８は、巻線１７ａのセンタータップ１７ｃが接続されている側とは反対側に接続されるとともに、巻線１７ａとグランドとの間に設けられる。スイッチ１８は、制御回路１１１ａによる制御を受けて、巻線１７ａとグランドとの間の接続状態を導通状態又は非導通状態のいずれかの状態に設定する。例えば、スイッチ１８が制御回路１１１ａによる制御を受けてオンされた場合、巻線１７ａとグランドとの間の接続状態が導通状態となる。また、スイッチ１８が制御回路１１１ａによる制御を受けてオフされた場合、巻線１７ａとグランドとの間の接続状態が非導通状態となる。スイッチ１８は、第１の設定部の一例である。また、巻線１７ａとグランドとの間の接続状態は、第１の接続状態の一例である。また、巻線１７ａは、一次コイルの２つの巻線１７ａ，１７ｂのうちの一の巻線の一例である。
【0068】
スイッチ１９は、巻線１７ｂのセンタータップ１７ｃが接続されている側とは反対側に接続されるとともに、巻線１７ｂとグランドとの間に設けられる。スイッチ１９は、制御回路１１１ａによる制御を受けて、巻線１７ｂとグランドとの間の接続状態を導通状態又は非導通状態のいずれかの状態に設定する。例えば、スイッチ１９が制御回路１１１ａによる制御を受けてオンされた場合、巻線１７ｂとグランドとの間の接続状態が導通状態となる。また、スイッチ１９が制御回路１１１ａによる制御を受けてオフされた場合、巻線１７ｂとグランドとの間の接続状態が非導通状態となる。スイッチ１９は、第２の設定部の一例である。また、巻線１７ｂとグランドとの間の接続状態は、第２の接続状態の一例である。また、巻線１７ｂは、一次コイルの２つの巻線１７ａ，１７ｂのうちの他の巻線の一例である。
【0069】
例えば、スイッチ１８がオンされ、スイッチ１９がオフされている場合、超音波プローブ１０１には正の電圧が印可される。また、スイッチ１８がオフされ、スイッチ１９がオンされている場合、超音波プローブ１０１には負の電圧が印可される。
【0070】
このように、本実施形態では、トランス１７の一次コイルは、２つの巻線１７ａ，１７ｂ、及び、２つの巻線１７ａ，１７ｂの間に設けられたセンタータップ１７ｃを備える。また、トランス１７の二次コイルは、１つの巻線１７ｄを備える。この場合、トランス１７周辺のスイッチング回路の規模が比較的小さくなるので、送信回路１１１全体の規模が比較的小さくなる。したがって、本実施形態によれば、送信回路１１１の規模の増大を抑制することができる。
【0071】
次に、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９のそれぞれが、オン又はオフのいずれかの状態になる場合の送信回路１１１の動作の一例について説明する。
【0072】
まず、スイッチ１３がオンされ、スイッチ１４がオフされ、スイッチ１８がオンされ、スイッチ１９がオフされている場合について説明する。この場合、電源１１により一次コイルに電圧Ｖ１が印可される。そして、電源１１からスイッチ１８に接続されたグランドに向かう方向に電流が流れる。すなわち、巻線１７ａに電流が流れる。そして、トランス１７は、電圧Ｖ１を、大きさがＶＯＵＴ１（（「Ｎ１７ｄ」／「Ｎ１７ａ」）×Ｖ１）である正の電圧ＶＯＵＴ１に変圧する。そして、トランス１７は、正の電圧ＶＯＵＴ１を超音波プローブ１０１に印可する。
【0073】
次に、スイッチ１３がオンされ、スイッチ１４がオフされ、スイッチ１８がオフされ、スイッチ１９がオンされている場合について説明する。この場合、電源１１により一次コイルに電圧Ｖ１が印可される。そして、電源１１からスイッチ１９に接続されたグランドに向かう方向に電流が流れる。すなわち、巻線１７ｂに電流が流れる。そして、トランス１７は、電圧Ｖ１を、大きさが「－ＶＯＵＴ１」（－（「Ｎ１７ｄ」／「Ｎ１７ｂ」）×Ｖ１）である負の電圧「－ＶＯＵＴ１」に変圧する。そして、トランス１７は、負の電圧「－ＶＯＵＴ１」を超音波プローブ１０１に印可する。
【0074】
本実施形態では、超音波診断装置１にＢモード画像データを生成するための超音波送信モードが設定されている場合、超音波診断装置１がＢモード画像データを生成する。そして、超音波診断装置１がＢモード画像データを生成する場合、制御回路１１１ａは、正の電圧ＶＯＵＴ１及び負の電圧「－ＶＯＵＴ１」が交互に超音波プローブ１０１に印可されるように、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９を制御する。すなわち、制御回路１１１ａは、Ｂモード画像データが生成される場合に一次コイルに印可される電圧を電圧Ｖ１に切り替えるように２つのスイッチ１３，１４を制御する。Ｂモード画像データは、第１の画像データの一例である。以下の説明では、Ｂモード画像データを生成するための超音波送信モードを「Ｂモード超音波送信モード」と称する場合がある。
【0075】
次に、スイッチ１３がオフされ、スイッチ１４がオンされ、スイッチ１８がオンされ、スイッチ１９がオフされている場合について説明する。この場合、電源１２により一次コイルに電圧Ｖ２が印可される。そして、電源１２からスイッチ１８に接続されたグランドに向かう方向に電流が流れる。すなわち、巻線１７ａに電流が流れる。そして、トランス１７は、電圧Ｖ２を、大きさがＶＯＵＴ２（（「Ｎ１７ｄ」／「Ｎ１７ａ」）×Ｖ２）である正の電圧ＶＯＵＴ２に変圧する。そして、トランス１７は、正の電圧ＶＯＵＴ２を超音波プローブ１０１に印可する。
【0076】
次に、スイッチ１３がオフされ、スイッチ１４がオンされ、スイッチ１８がオフされ、スイッチ１９がオンされた場合について説明する。この場合、電源１２により一次コイルに電圧Ｖ２が印可される。そして、電源１２からスイッチ１９に接続されたグランドに向かう方向に電流が流れる。すなわち、巻線１７ｂに電流が流れる。そして、トランス１７は、電圧Ｖ２を、大きさが「－ＶＯＵＴ２」（－（「Ｎ１７ｄ」／「Ｎ１７ｂ」）×Ｖ２）である負の電圧「－ＶＯＵＴ２」に変圧する。そして、トランス１７は、負の電圧「－ＶＯＵＴ２」を超音波プローブ１０１に印可する。
【0077】
本実施形態では、超音波診断装置１にカラー画像データを生成するための超音波送信モードが設定されている場合、超音波診断装置１がカラー画像データを生成する。そして、超音波診断装置１がカラー画像データを生成する場合、制御回路１１１ａは、正の電圧ＶＯＵＴ２及び負の電圧「－ＶＯＵＴ２」が交互に超音波プローブ１０１に印可されるように、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９を制御する。ここで、超音波診断装置１がカラー画像データを生成する場合、制御回路１１１ａは、正の電圧ＶＯＵＴ２及び負の電圧「－ＶＯＵＴ２」の組合せが複数回超音波プローブ１０１に印可されるように、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９を制御する。このように、制御回路１１１ａは、カラー画像データが生成される場合に一次コイルに印可される電圧を電圧Ｖ２に切り替えるように２つのスイッチ１３，１４を制御する。カラー画像データは、第２の画像データの一例である。以下の説明では、カラー画像データを生成するための超音波送信モードを「カラー超音波送信モード」と称する場合がある。
【0078】
ここで、超音波診断装置１が、Ｂモード画像データ及びカラー画像データを生成し、Ｂモード画像データに基づくＢモード画像にカラー画像データに基づくカラー画像を重畳してディスプレイ１０３に表示させる場合について説明する。この場合、超音波診断装置１は、Ｂモード超音波送信モードと、カラー超音波送信モードとを交互に切り替えることを繰り返し行う。これにより、超音波診断装置１は、Ｂモード画像データとカラー画像データとを交互に繰り返し生成する。
【0079】
【0080】
図４には、送信回路１１１が超音波プローブ１０１に印可する送信駆動電圧の大きさの時系列変化が示されている。図４において、横軸が時間（Time）を示し、縦軸が送信駆動電圧（Voltage）の大きさを示す。なお、ここでいう時間は、例えば、時刻である。図４において、時間ｔ１から時間ｔ３までの間、Ｂモード超音波送信モードが設定されている。そして、時間ｔ１１から時間ｔ１６までの間、カラー超音波送信モードが設定されている。
【0081】
具体的には、まず、制御回路１１１ａは、時間ｔ１から時間ｔ２までの間、トランス１７が正の電圧ＶＯＵＴ１を超音波プローブ１０１に印可するように、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９を制御する。
【0082】
そして、制御回路１１１ａは、時間ｔ２から時間ｔ３までの間、トランス１７が負の電圧「－ＶＯＵＴ１」を超音波プローブ１０１に印可するように、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９を制御する。
【0083】
そして、制御回路１１１ａは、時間ｔ１１から時間ｔ１２までの間、トランス１７が正の電圧ＶＯＵＴ２を超音波プローブ１０１に印可するように、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９を制御する。
【0084】
そして、制御回路１１１ａは、時間ｔ１２から時間ｔ１３までの間、トランス１７が負の電圧「－ＶＯＵＴ２」を超音波プローブ１０１に印可するように、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９を制御する。
【0085】
そして、制御回路１１１ａは、時間ｔ１３から時間ｔ１４までの間、送信駆動電圧が超音波プローブ１０１に印可されないように、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９をオフさせる。
【0086】
そして、制御回路１１１ａは、時間ｔ１４から時間ｔ１５までの間、トランス１７が正の電圧ＶＯＵＴ２を超音波プローブ１０１に印可するように、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９を制御する。
【0087】
そして、制御回路１１１ａは、時間ｔ１５から時間ｔ１６までの間、トランス１７が負の電圧「－ＶＯＵＴ２」を超音波プローブ１０１に印可するように、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９を制御する。
【0088】
ここで、仮に、図４に示すように、制御回路１１１ａが、時間ｔ３から時間ｔ１１までの間、送信駆動電圧が超音波プローブ１０１に印可されないように、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９の接続状態を制御する場合について説明する。例えば、制御回路１１１ａは、時間ｔ３から時間ｔ１１までの間、送信駆動電圧が超音波プローブ１０１に印可されないように、スイッチ１３，１８，１９をオフさせ続ける。また、制御回路１１１ａは、時間ｔ３から時間（ｔ１１－Δｔ）までの間、スイッチ１４をオフさせ続けるが、時間（ｔ１１－Δｔ）にスイッチ１４をオンさせて、時間（ｔ１１－Δｔ）から時間ｔ１３までの間、スイッチ１４をオンさせ続ける。ここで、時間（ｔ１１－Δｔ）は、時間ｔ１１よりも微小時間だけ前の時間を指す。
【0089】
この場合、図３における２つの矢印が示すように、制御回路１１１ａは、時間（ｔ１１－Δｔ）において、スイッチ１３をオフにさせたままスイッチ１４をオンさせた後に、時間ｔ１１において、スイッチ１９をオフにさせたままスイッチ１８をオンにさせる。しかしながら、時間ｔ１１において、トランス１７の一次コイルには、電荷が残留している。このように、一次コイルに電荷が残留してしまう理由としては、スイッチ１４に逆流防止のためのダイオード１６が接続されていることや、スイッチ１４をオンさせた際に一次コイルがグランドに接続されていないことが理由として挙げられる。この場合、時間ｔ１１において電源１１から電源１２に切り替えられた場合であっても、トランス１７の一次コイルに印可される電圧の大きさは、図３に示すように「Ｖ２」ではなく「Ｖ２」よりも大きい「Ｖ１´」となる。このように電荷が残留している場合には、図４に示すように、カラー画像データを生成する際に超音波プローブ１０１に印可される送信駆動電圧の複数の周期分の波形（図４の例では２周期分の波形）のうち、１番目の周期の波形にスパイクノイズ３１が発生することがある。このようなスパイクノイズ３１は、カラー画像データに画像ノイズが発生する原因となる。
【0090】
そこで、本実施形態では、超音波診断装置１は、トランス１７の一次コイルに残留している電荷を取り除くことが可能なように、以下に説明する処理を実行する。
【0091】
図５及び図６は、実施形態に係る超音波診断装置１が実行する処理の一例を説明するための図である。制御回路１１１ａは、図６に示す時間ｔ１から時間ｔ３までの間及び時間（ｔ１１－Δｔ）からｔ１６までの間、図４に示す時間ｔ１から時間ｔ３までの間及び時間（ｔ１１－Δｔ）からｔ１６までの間に実行する処理と同様の処理を行う。
【0092】
ここで、図６に示すように、制御回路１１１ａは、時間ｔ３から時間ｔ４までの間、送信駆動電圧が超音波プローブ１０１に印可されないように、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９をオフさせる。ここで、時間ｔ４は、時間ｔ３から時間ｔ１１までの範囲内の１つの時間である。
【0093】
そして、図５及び図６に示すように、制御回路１１１ａは、時間ｔ４において、スイッチ１３，１４をオフさせたまま、スイッチ１８及びスイッチ１９を同時にオンさせる。そして、制御回路１１１ａは、時間ｔ４から所定の時間までの一定の時間幅の間、スイッチ１３，１４をオフさせ続けるとともに、スイッチ１８及びスイッチ１９をオンさせ続ける。これにより、図５の２つの矢印が示すように、巻線１７ａにおいてセンタータップ１７ｃからスイッチ１８に接続されたグランドに向かう方向に電流が流れるとともに、巻線１７ｂにおいてセンタータップ１７ｃからスイッチ１９に接続されたグランドに向かう方向に電流が流れる。ここで、巻線１７ａに流れる電流の大きさ及び巻線１７ｂに流れる電流の大きさは、同一であるが、巻線１７ａに流れる電流の方向及び巻線１７ｂに流れる電流の方向は、互いに逆方向である。このため、トランス１７内部で発生する磁束は互いに打ち消されて、二次コイルに電圧が発生することなく、一次コイルに残留する電荷が取り除かれる。なお、上述した一定の時間幅は、例えば、トランス１７の一次コイル（２つの巻線１７ａ，１７ｂ）の時定数で定められることができ、十分に電荷を取り除くことが可能な時間幅が設定される。すなわち、上述した一定の時間幅は、２つの巻線１７ａ，１７ｂに応じた時間幅である。
【0094】
そして、制御回路１１１ａは、時間ｔ４から所定の時間までの一定の時間幅の間、スイッチ１３，１４をオフさせ続けるとともに、スイッチ１８及びスイッチ１９をオンさせ続けた後、上述した所定の時間から時間ｔ１１までの間、スイッチ１３，１８，１９をオフさせ続けるとともに、上述した所定の時間から時間（ｔ１１－Δｔ）までの間、スイッチ１４をオフさせ続ける。
【0095】
このように、制御回路１１１ａは、スイッチ１３，１４により一次コイルに印可される電圧が電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に切り替えられる場合に、巻線１７ａとグランドとの間の接続状態及び巻線１７ｂとグランドとの間の接続状態を、同時に、一定の時間幅の間、導通状態に設定するようにスイッチ１８及びスイッチ１９を制御する。その後、制御回路１１１ａは、一次コイルに印可される電圧が電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に切り替えられるようにスイッチ１３，１４を制御する。
【0096】
本実施形態によれば、一次コイルに残留する電荷が取り除かれるので、図６の符号３２が指す円の内部が示すように、スパイクノイズの発生を抑制することができる。したがって、本実施形態によれば、カラー画像データに画像ノイズが発生することを抑制することができる。
【0097】
図７は、実施形態に係る超音波診断装置１の制御回路１１１ａが実行する処理の一例の流れを示すフローチャートである。なお、図７に示す処理は、超音波診断装置１がＢモード画像データ及びカラー画像データを生成し、Ｂモード画像にカラー画像を重畳してディスプレイ１０３に表示させる場合に実行される。例えば、制御回路１１１ａは、入力装置１０２を介してユーザからＢモード画像にカラー画像を重畳してディスプレイ１０３に表示させる指示が装置本体１００に入力された場合に、図７に示す処理の実行を開始する。
【0098】
（ステップＳ１０１）
図７に示すように、ステップＳ１０１において、制御回路１１１ａは、電源を切り替える特定の送信を選択する。以下、ステップＳ１０１における具体的な処理について説明する。例えば、制御回路１１１ａは、現在のタイミングが、Ｂモード画像データを生成するタイミングであるのか、又は、カラー画像データを生成するタイミングであるのかを判定する。現在のタイミングがＢモード画像データを生成するタイミングである場合、制御回路１１１ａは、Ｂモード超音波送信モードを選択し、選択されたＢモード超音波送信モードを設定する。一方、現在のタイミングがカラー画像データを生成するタイミングである場合、制御回路１１１ａは、カラー超音波送信モードを選択し、選択されたカラー超音波送信モードを設定する。
図７に示すように、ステップＳ１０１において、制御回路１１１ａは、電源を切り替える特定の送信を選択する。以下、ステップＳ１０１における具体的な処理について説明する。例えば、制御回路１１１ａは、現在のタイミングが、Ｂモード画像データを生成するタイミングであるのか、又は、カラー画像データを生成するタイミングであるのかを判定する。現在のタイミングがＢモード画像データを生成するタイミングである場合、制御回路１１１ａは、Ｂモード超音波送信モードを選択し、選択されたＢモード超音波送信モードを設定する。一方、現在のタイミングがカラー画像データを生成するタイミングである場合、制御回路１１１ａは、カラー超音波送信モードを選択し、選択されたカラー超音波送信モードを設定する。
【0099】
（ステップＳ１０２）
次に、ステップＳ１０２では、制御回路１１１ａは、高い電源レベルから低い電源レベルへ切り替えるか否かを判定する。以下、ステップＳ１０２における具体的な処理について説明する。具体的には、制御回路１１１ａは、今回のステップＳ１０１（直近のステップＳ１０１）で設定された超音波送信モードにおいて切り替えられる電源によって一次コイルに印可される電圧の大きさが、前回のステップＳ１０１で設定された超音波送信モードにおいて切り替えられた電源によって一次コイルに印可される電圧の大きさよりも小さいか否かを判定する。
次に、ステップＳ１０２では、制御回路１１１ａは、高い電源レベルから低い電源レベルへ切り替えるか否かを判定する。以下、ステップＳ１０２における具体的な処理について説明する。具体的には、制御回路１１１ａは、今回のステップＳ１０１（直近のステップＳ１０１）で設定された超音波送信モードにおいて切り替えられる電源によって一次コイルに印可される電圧の大きさが、前回のステップＳ１０１で設定された超音波送信モードにおいて切り替えられた電源によって一次コイルに印可される電圧の大きさよりも小さいか否かを判定する。
【0100】
例えば、今回のステップＳ１０１でカラー超音波送信モードが設定され、前回のステップＳ１０１でＢモード超音波送信モードが設定された場合、カラー超音波送信モードにおいて一次コイルに印可される電圧Ｖ２の大きさは、Ｂモード超音波送信モードにおいて一次コイルに印可される電圧Ｖ１の大きさよりも小さい。このため、この場合、ステップＳ１０２において、制御回路１１１ａは、今回のステップＳ１０１で設定されたカラー超音波送信モードにおいて一次コイルに印可される電圧Ｖ２の大きさが、前回のステップＳ１０１で設定されたＢモード超音波送信モードにおいて一次コイルに印可される電圧Ｖ１の大きさよりも小さいと判定する。
【0101】
また、例えば、今回のステップＳ１０１でＢモード超音波送信モードが設定され、前回のステップＳ１０１でカラー超音波送信モードが設定された場合、ステップＳ１０２において、制御回路１１１ａは、今回のステップＳ１０１で設定されたＢモード超音波送信モードにおいて一次コイルに印可される電圧Ｖ１の大きさが、前回のステップＳ１０１で設定されたカラー超音波送信モードにおいて一次コイルに印可される電圧Ｖ２の大きさよりも大きいと判定する。
【0102】
今回のステップＳ１０１で設定された超音波送信モードにおいて切り替えられる電源によって一次コイルに印可される電圧の大きさが、前回のステップＳ１０１で設定された超音波送信モードにおいて切り替えられた電源によって一次コイルに印可される電圧の大きさよりも小さい場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、制御回路１１１ａは、ステップＳ１０３へ進む。
【0103】
一方、今回のステップＳ１０１で設定された超音波送信モードにおいて切り替えられる電源によって一次コイルに印可される電圧の大きさが、前回のステップＳ１０１で設定された超音波送信モードにおいて切り替えられた電源によって一次コイルに印可される電圧の大きさよりも大きい場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、制御回路１１１ａは、ステップＳ１０４へ進む。
【0104】
ここで、制御回路１１１ａが実行するステップＳ１０２における処理が、図７に示す処理が開始されてから１回目のステップＳ１０２における処理である場合には、制御回路１１１ａは、ステップＳ１０２において上述した判定処理を行わずに、ステップＳ１０４へ進む。
【0105】
（ステップＳ１０３）
ステップＳ１０３において、制御回路１１１ａは、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９全てを一旦オフにした後、一定の時間幅の間、スイッチ１３，１４をオフにさせ続けるとともに、スイッチ１８及びスイッチ１９を同時にオンにさせ続ける。その後、制御回路１１１ａは、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９全てを再びオフにする。
ステップＳ１０３において、制御回路１１１ａは、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９全てを一旦オフにした後、一定の時間幅の間、スイッチ１３，１４をオフにさせ続けるとともに、スイッチ１８及びスイッチ１９を同時にオンにさせ続ける。その後、制御回路１１１ａは、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９全てを再びオフにする。
【0106】
例えば、先の図６に示すように、ステップＳ１０３において、制御回路１１１ａは、時間ｔ３から時間ｔ４までの間、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９全てを一旦オフにする。そして、制御回路１１１ａは、時間ｔ４から所定の時間までの一定の時間幅の間、スイッチ１３，１４をオフにさせ続けるとともに、スイッチ１８及びスイッチ１９を同時にオンにさせ続ける。そして、制御回路１１１ａは、上述した所定の時間から時間ｔ１１までの間、スイッチ１３，１８，１９を再びオフにするとともに、上述した所定の時間から時間（ｔ１１－Δｔ）までの間、スイッチ１４をオフにさせ続ける。
【0107】
（ステップＳ１０４）
そして、ステップＳ１０４において、制御回路１１１ａは、電源を切り替える。以下、ステップＳ１０４における具体的な処理について説明する。例えば、直近のステップＳ１０１においてＢモード超音波送信モードが設定された場合、制御回路１１１ａは、スイッチ１３をオンさせる。一方、直近のステップＳ１０１においてカラー超音波送信モードが設定された場合、制御回路１１１ａは、スイッチ１４をオンさせる。
そして、ステップＳ１０４において、制御回路１１１ａは、電源を切り替える。以下、ステップＳ１０４における具体的な処理について説明する。例えば、直近のステップＳ１０１においてＢモード超音波送信モードが設定された場合、制御回路１１１ａは、スイッチ１３をオンさせる。一方、直近のステップＳ１０１においてカラー超音波送信モードが設定された場合、制御回路１１１ａは、スイッチ１４をオンさせる。
【0108】
（ステップＳ１０５）
そして、ステップＳ１０５において、制御回路１１１ａは、送信回路１１１が超音波送信モードに応じた駆動信号を超音波プローブ１０１に送信するように、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９を制御する。以下、ステップＳ１０５における具体的な処理について説明する。
そして、ステップＳ１０５において、制御回路１１１ａは、送信回路１１１が超音波送信モードに応じた駆動信号を超音波プローブ１０１に送信するように、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９を制御する。以下、ステップＳ１０５における具体的な処理について説明する。
【0109】
例えば、直近のステップＳ１０１においてＢモード超音波送信モードが設定された場合、制御回路１１１ａは、正の電圧ＶＯＵＴ１及び負の電圧「－ＶＯＵＴ１」が交互に超音波プローブ１０１に印可されるように、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９を制御する。
【0110】
一方、直近のステップＳ１０１においてカラー超音波送信モードが設定された場合、制御回路１１１ａは、正の電圧ＶＯＵＴ２及び負の電圧「－ＶＯＵＴ２」が交互に超音波プローブ１０１に印可されるように、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９を制御する。そして、制御回路１１１ａは、正の電圧ＶＯＵＴ２及び負の電圧「－ＶＯＵＴ２」の組合せが複数回超音波プローブ１０１に印可されるように、４つのスイッチ１３，１４，１８，１９を制御する。
【0111】
（ステップＳ１０６）
次に、ステップＳ１０６において、制御回路１１１ａは、現在のタイミングが、スキャンを終了するタイミングであるか否かを判定する。例えば、入力装置１０２を介してユーザからスキャンを終了させる指示が装置本体１００に入力された場合に、制御回路１１１ａは、現在のタイミングがスキャンを終了するタイミングであると判定する。一方、かかる指示が装置本体１００に入力されていない場合には、制御回路１１１ａは、現在のタイミングがスキャンを終了するタイミングではないと判定する。
次に、ステップＳ１０６において、制御回路１１１ａは、現在のタイミングが、スキャンを終了するタイミングであるか否かを判定する。例えば、入力装置１０２を介してユーザからスキャンを終了させる指示が装置本体１００に入力された場合に、制御回路１１１ａは、現在のタイミングがスキャンを終了するタイミングであると判定する。一方、かかる指示が装置本体１００に入力されていない場合には、制御回路１１１ａは、現在のタイミングがスキャンを終了するタイミングではないと判定する。
【0112】
現在のタイミングがスキャンを終了するタイミングではない場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、制御回路１１１ａは、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０１以降の処理を再び実行する。一方、現在のタイミングがスキャンを終了するタイミングである場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、制御回路１１１ａは、図７に示す処理を終了する。
【0113】
以上、実施形態に係る超音波診断装置１について説明した。本実施形態によれば、上述したように、スパイクノイズの発生を抑制することができる。また、本実施形態によれば、上述したように、送信回路１１１の規模の増大を抑制することができる。したがって、本実施形態によれば、送信回路１１１の規模の増大を抑制しつつ、スパイクノイズの発生を抑制することができる。
【0114】
なお、上述した実施形態では、超音波送信モードが、Ｂモード超音波送信モードからカラー超音波送信モードに切り替わる場合に、ステップＳ１０３において、制御回路１１１ａが、一定の時間幅の間、スイッチ１３，１４を同時にオフにさせ続ける例について説明した。しかしながら、上述した実施形態で説明した場合以外にも、一次コイルに印可される電圧が低くなるように一次コイルに印可される電圧が切り替わる場合には、同様に、制御回路１１１ａは、一定の時間幅の間、スイッチ１３，１４を同時にオフにさせ続けてもよい。この場合、一次コイルに印可される電圧が低くなるように一次コイルに印可される電圧が切り替わった後に超音波プローブ１０１に送信される駆動信号は、複数周期分の信号ではなく、１周期分の信号であってもよい。
【0115】
また、制御回路１７０が、制御回路１１１ａが実行する処理の一部又は全部を実行してもよい。
【0116】
なお、プロセッサによって実行されるプログラムは、ＲＯＭ（Read Only Memory）や記憶回路等に予め組み込まれて提供される。なお、このプログラムは、これらの装置にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ（Compact Disk）－ＲＯＭ、ＦＤ（Flexible Disk）、ＣＤ－Ｒ（Recordable）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な非一過性の記憶媒体に記録されて提供されてもよい。また、このプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納され、ネットワーク経由でダウンロードされることによって提供又は配布されてもよい。例えば、このプログラムは、上述した各処理機能を含むモジュールで構成される。実際のハードウェアとしては、ＣＰＵが、ＲＯＭ等の記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、各モジュールが主記憶装置上にロードされて、主記憶装置上に生成される。
【0117】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、送信回路１１１の規模の増大を抑制しつつ、スパイクノイズの発生を抑制することができる。
【0118】
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0119】
１ 超音波診断装置
１１，１２ 電源
１３，１４，１８，１９ スイッチ
１５，１６ ダイオード
１７ トランス
１７ａ，１７ｂ，１７ｄ 巻線
１７ｃ センタータップ
１０１ 超音波プローブ
１１０ 送受信回路
１１１ 送信回路
１１１ａ 制御回路
１１，１２ 電源
１３，１４，１８，１９ スイッチ
１５，１６ ダイオード
１７ トランス
１７ａ，１７ｂ，１７ｄ 巻線
１７ｃ センタータップ
１０１ 超音波プローブ
１１０ 送受信回路
１１１ 送信回路
１１１ａ 制御回路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】