JP2007275354A - 超音波診断装置およびその信号処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】超音波振動子に関するチャンネル特性を簡単に評価することができるようにする。
【解決手段】本発明の超音波診断装置１においては、エコー抽出部１９は、受信信号の中から所定の深さから反射された反射波に基づく底面エコー信号を抽出し、位置決めチャンネルエコー算出部２６は、底面エコー信号に基づいて所定の超音波振動子３１に関するチャンネル特性に含くまれる時間間隔や最大電圧値などを算出し、位置決めチャンネルエコー比較判定部２７は、その算出結果に基づいて所定の範囲で一致しているか否かを判定する。全チャンネルエコー算出部２９は、底面エコー信号に基づいて所定の超音波振動子３１に関するチャンネル特性に含まれる時間間隔や最大電圧値などを算出し、ビデオ変換部２２は、算出結果に所定の画像処理や演算処理などを施し、表示部１３は所定の画像処理や演算処理などが施された算出結果を表示する。
【選択図】 図１

Description

本発明は超音波診断装置およびその信号処理プログラムに係り、特に、超音波振動子に関するチャンネル特性を評価することができるようにした超音波診断装置およびその信号処理プログラムに関する。

近年、超音波診断装置においては、被検体に超音波を送受信することにより生成される超音波画像の高分解能化と高画質化が図られるようになってきている。超音波診断装置により得られる超音波画像の画質などは、超音波プローブに用いられる超音波振動子とその付属部品のチャンネル特性や、伝搬物質である生体組織の音響特性、信号処理の方式などの種々の要因により決定される。

そこで、超音波画像の画質を決定する各種のパラメータの関係を明らかにした上で、総合的に超音波画像を評価する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に提案されている方法によれば、超音波画像の画質を決定する各種のパラメータを変化させながら超音波画像を合成し、合成された超音波画像を評価することができる。これにより、超音波画像を観察しながら各種のパラメータを最適化することができる。

なお、近年の超音波診断装置においては、超音波プローブに相当数の超音波振動子を設けるようにしているため、一般に、超音波診断装置の本体のみならず、超音波プローブ内においても超音波の送受信時に伴う信号処理を行うようにしている。すなわち、超音波プローブ内の超音波振動子には、一般に、超音波振動子に対して送受信に伴う信号処理を行う送受信回路などの付属部品が接続されている。

ところで、超音波画像の画質に影響を与える要因の１つである超音波振動子とその付属部品のチャンネル特性は、超音波プローブに備えられた超音波振動子とその付属部品に不具合が生じると、超音波振動子とその付属部品が正常なときに発揮することができるチャンネル特性よりも低下してしまう。不具合が生じた超音波振動子とその付属部品を有する超音波プローブを用いて超音波画像を生成すると、生成された超音波画像の画質が正常なときに比べて低下し、さらに種々のアーチファクトも発生してしまう。

そこで、超音波振動子とその付属部品に生じた不具合に伴う超音波画像の画質の低下と種々のアーチファクトの発生を防止するために、超音波プローブに備えられた超音波振動子とその付属部品に不具合が生じているか否かを定期的に検査し、不具合の発生によりチャンネル特性の低下した超音波振動子とその付属部品を有する超音波プローブを使用しないようにすることが必要である。
特開平５−１１１４８４号公報

ところで、近年、２次元に複数の超音波振動子がマトリクス配列された超音波プローブを用いて被検体を走査することにより得られた断層像を再構成することで３次元の断層像を表示する超音波診断装置が提案されている。２次元に複数の超音波振動子がマトリクス配列された超音波プローブに用いられる超音波振動子とその付属部品の数は、１次元にアレイ配列された超音波プローブに比して非常に多くなる。

そのため、２次元に複数の超音波振動子がマトリクス配列された超音波プローブの場合、超音波プローブに備えられた超音波振動子とその付属部品に不具合が生じているか否かを定期的に検査することは困難であるという課題があった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、超音波振動子に関するチャンネル特性を簡単に評価することができる超音波診断装置およびその信号処理プログラムを提供することを目的としている。

本発明の超音波診断装置は、上述した課題を解決するために、超音波振動子を振動させて超音波を送信する送信手段と、送信手段により送信された超音波のうち、反射体から反射された反射波から超音波振動子によって変換された受信信号に基づいて超音波振動子に関するチャンネル特性を検出する検出手段と、検出手段により検出された検出結果に基づいて、超音波振動子に関するチャンネル特性を表示する表示手段とを備えることを特徴とする。

この超音波診断装置は、受信信号の中から、所定の深さからの反射波に基づく受信信号を抽出する抽出手段をさらに備え、検出手段は、抽出手段により抽出された所定の深さからの反射波に基づく受信信号に基づいて、超音波振動子に関するチャンネル特性を検出するようにすることができる。

この超音波診断装置は、少なくとも３つ以上の超音波振動子に関するチャンネル特性が予め設定された所定の範囲内で一致するか否かを判定する判定手段をさらに備え、判定手段により少なくとも３つ以上の超音波振動子に関するチャンネル特性が予め設定された所定の範囲内で一致すると判定された場合、送信手段は、複数の超音波振動子を順次振動させて超音波を送信するようにすることができる。

超音波振動子に関するチャンネル特性には、少なくとも、送信手段により送信された超音波が反射体から反射された深さに関する情報、および受信信号の信号強度に関する情報のいずれか１つが含まれるようにすることができる。

表示手段は、超音波振動子に関するチャンネル特性を表示するとき、超音波振動子に関するチャンネル特性に含まれる受信信号の信号強度の大きさに応じてカラー表示をするようにすることができる。

この超音波診断装置は、超音波振動子に関するチャンネル特性が予め設定された所定の基準値から外れているか否かを判定するチャンネル特性判定手段と、チャンネル特性判定手段により予め設定された所定の基準値から外れていると判定されたチャンネル特性の超音波振動子に関して使用を禁止する禁止データを発生する禁止データ発生手段と、受信信号に基づいて超音波画像データを生成する画像データ生成手段をさらに備え、送信手段は、禁止データに基づき、使用が禁止されていない超音波振動子を振動させて超音波を送信するようにすることができる。

この超音波診断装置は、禁止データを記憶する禁止データ記憶手段をさらに備えるようにすることができる。

本発明の超音波診断装置の信号処理プログラムは、上述した課題を解決するために、超音波振動子を振動させて送信された超音波のうち、反射体から反射された反射波から超音波振動子によって変換された受信信号に基づいて超音波振動子に関するチャンネル特性を検出する検出ステップと、検出ステップの処理により検出された検出結果に基づいて、超音波振動子に関するチャンネル特性を表示する表示ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明の超音波診断装置においては、超音波振動子を振動させて超音波が送信され、送信された超音波のうち、反射体から反射された反射波から超音波振動子によって変換された受信信号に基づいて超音波振動子に関するチャンネル特性が検出され、検出された検出結果に基づいて超音波振動子に関するチャンネル特性が表示される。

本発明の超音波診断装置の信号処理プログラムにおいては、超音波振動子を振動させて送信された超音波のうち、反射体から反射された反射波から超音波振動子によって変換された受信信号に基づいて超音波振動子に関するチャンネル特性が検出され、検出された検出結果に基づいて超音波振動子に関するチャンネル特性が表示される。

本発明によれば、超音波振動子に関するチャンネル特性を簡単に評価することができる。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明を適用した超音波診断装置１の第１の実施形態の内部の構成を表している。なお、本発明の実施の形態においては、説明を簡略化するために、超音波診断装置１の本体１１内の送信制御部１６と受信制御部１７においてのみ送受信時に伴う信号処理を行い、超音波プローブ１２内においては送受信に伴う信号処理を行わない超音波診断装置１に適用するようにしているが、このような場合に限られず、例えば、超音波プローブ１２内に送受信時に伴う信号処理を行う送受信回路などの付属部品を設けることにより、本体１１内においてのみならず、超音波プローブ１２内においても送受信時に伴う信号処理を行う超音波診断装置１にも適用することができる。

また、「超音波振動子に関するチャンネル特性」とは、超音波プローブ１２内に送受信時に伴う信号処理を行う送受信回路などの付属部品を設けられている場合も含めて、超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１のうちの所定の超音波振動子３１を用いた場合における１つのチャンネル全体の特性を意味する。

超音波診断装置１は、本体１１、その本体１１に電気ケーブルを介して接続される超音波プローブ１２、および表示部１３により構成される。

図１に示されるように、超音波診断装置１の本体１１は、位置決め制御データ発生部１４、全チャンネル操作制御データ発生部１５、送信制御部１６、受信制御部１７、画像データ生成部１８、エコー抽出部１９、位置決めチャンネルエコー検出部２０、全チャンネルエコー検出部２１、およびビデオ変換部２２により構成される。

位置決め制御データ発生部１４は、超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１のうちの所定の超音波振動子３１を駆動する位置決め制御データを発生し、送信制御部１６と受信制御部１７に供給する。

全チャンネル操作制御データ発生部１５は、位置決めチャンネルエコー検出部２０の位置決めチャンネルエコー比較判定部２７の指示に従い、超音波プローブ１２が有する複数の超音波振動子３１を順次駆動する全チャンネル制御データを発生し、送信制御部１６と送信制御部１７に供給する。

送信制御部１６は、レートパルス発生器、送信遅延回路、およびパルサ（いずれも図示せず）からなり、レートパルス発生器は、被検体の内部に入射する超音波パルスのパルス繰り返し周波数を決定するレートパルスを発生し、送信遅延回路に供給する。送信遅延回路は、送信時における超音波ビームの収束距離や偏向角度を設定するための遅延回路であり、送信時における超音波ビームの焦点位置と偏向角度が所定の焦点位置と偏向角度となるように、レートパルス発生器から供給されたレートパルスに遅延時間を加え、パルサに供給する。パルサは、超音波振動子を駆動するための高圧パルスを生成する駆動回路であり、送信遅延回路から供給されたレートパルスに基づいて、超音波振動子を駆動するための高圧パルスを生成し、生成された高圧パルスを超音波プローブ１２に出力する。

また、送信制御部１６は、位置決め制御データ発生部１４から供給された位置決め制御データを取得し、取得された位置決め制御データに基づいて超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１のうちの所定の超音波振動子３１から超音波を送信させる送信制御信号を生成し、超音波プローブ１２のチャンネル選択器３０に供給する。さらに、送信制御部１６は、全チャンネル操作制御データ発生部１５から供給された全チャンネル制御データを取得し、取得された全チャンネル制御データに基づいて超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１から順次超音波を送信させる送信制御信号を生成し、超音波プローブ１２のチャンネル選択器３０に供給する。

受信制御部１７は、プリアンプ、受信遅延回路、および加算器（いずれも図示せず）からなり、プリアンプは、超音波プローブ１２から反射体Ｐに入射された超音波パルスの反射波に基づく受信信号を取得し、取得された受信信号を所定のレベルまで増幅し、増幅された受信信号を受信遅延回路に供給する。

受信遅延回路は、プリアンプから供給された増幅後の受信信号に各超音波振動子のフォーカス位置からの超音波の伝播時間の差に対応する遅延時間を与え、加算器に供給する。加算器は、受信遅延回路から供給された各超音波振動子からの受信信号を加算し、加算された受信信号を画像データ生成部１８とエコー抽出部１９に供給する。

また、受信制御部１７は、位置決め制御データ発生部１４から供給された位置決め制御データを取得し、取得された位置決め制御データに基づいて超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１のうちの所定の超音波振動子３１に超音波の反射波を受信させる受信制御信号を生成し、超音波プローブ１２のチャンネル選択器３０に供給する。さらに、送信制御部１６は、全チャンネル操作制御データ発生部１５から供給された全チャンネル制御データを取得し、取得された全チャンネル制御データに基づいて超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１に順次超音波の反射波を受信させる受信制御信号を生成し、超音波プローブ１２のチャンネル選択器３０に供給する。

画像データ生成部２４は、Bモード処理部２３とドプラモード処理部２４により構成されている。Bモード処理部２３は、対数増幅器、包絡線検波回路、およびTGC（Time Gain Control）回路（いずれも図示せず）からなり、以下の処理を行う。

すなわち、Bモード処理部２３の対数増幅器は、受信制御部１７から供給された受信信号を対数増幅し、対数増幅された受信信号を包絡線検波回路に供給する。包絡線検波回路は、超音波周波数成分を除去して振幅のみを検出するための回路であり、対数増幅器から供給された受信信号について包絡線を検波し、検波された受信信号をTGC回路に供給する。TGC回路は、包絡線検波回路から供給された受信信号の強度を最終的な画像の輝度が均一になるように調整し、Bモード画像データを生成し、生成されたBモード画像データをビデオ変換部２２に供給する。

ドプラモード処理部２４は、基準信号発生器、π/２位相器、ミキサ、LPF（Low Pass Filter）、ドプラ信号記憶回路、FFT（Fast Fourier Transform）分析器、および演算器（いずれも図示せず）などからなり、主に直交位相検波とFFT分析が行われ、生成されたドプラモード画像データをビデオ変換部２２に供給する。

エコー抽出部１９は、受信制御部１７から供給された受信信号の中から所定の深さから反射された反射波に基づく底面エコー信号を抽出し、位置決めチャンネルエコー検出部２０と全チャンネルエコー検出部２１に供給する。

位置決めチャンネルエコー検出部２０は、位置決めチャンネルエコー記憶部２５、位置決めチャンネルエコー算出部２６、および位置決めチャンネルエコー比較判定部２７より構成される。なお、位置決めチャンネルエコー記憶部２５、位置決めチャンネルエコー算出部２６、および位置決めチャンネルエコー比較判定部２７は、位置決めチャンネルエコー検出部２０内においてバスにより相互に接続されている。

位置決めチャンネルエコー記憶部２５は、エコー抽出部１９から供給された所定の深さから反射された反射波に基づく底面エコー信号を取得し、取得された底面エコー信号を記憶するとともに、適宜、記憶された底面エコー信号を位置決めチャンネルエコー算出部２６に供給する。位置決めチャンネルエコー記憶部２５は、位置決めチャンネルエコー算出部２６から供給された算出結果を取得し、取得された算出結果を記憶するとともに、適宜、記憶された算出結果を位置決めチャンネルエコー比較判定部２７に供給する。

位置決めチャンネルエコー算出部２６は、位置決めチャンネルエコー記憶部２５から供給された底面エコー信号を取得し、取得された底面エコー信号に基づいて所定の超音波振動子３１に関するチャンネル特性に含まれる反射体Ｐからの深さに相当する時間間隔や、予め設定された時間幅における最大電圧値などを算出し、その算出結果を位置決めチャンネルエコー記憶部２５に供給する。

位置決めチャンネルエコー比較判定部２７は、位置決めチャンネルエコー記憶部２５から供給された算出結果に基づいて、所定の範囲で一致しているか否かを判定し、その判定結果を全チャンネル操作制御発生部１５に供給する。

全チャンネルエコー検出部２１は、全チャンネルエコー記憶部２８と全チャンネルエコー算出部２９により構成される。なお、全チャンネルエコー記憶部２８および全チャンネルエコー算出部２９は、全チャンネルエコー検出部２１内においてバスにより相互に接続されている。

全チャンネルエコー記憶部２８は、エコー抽出部１９から供給された所定の深さから反射された反射波に基づく底面エコー信号を取得し、取得された底面エコー信号を記憶するとともに、適宜、記憶された底面エコー信号を位置決めチャンネルエコー算出部２６に供給する。また、全チャンネルエコー記憶部２８は、全チャンネルエコー算出部２９から供給された算出結果を取得し、取得された算出結果を記憶するとともに、必要に応じて、ビデオ変換部２２に供給する。

全チャンネルエコー算出部２９は、全チャンネルエコー記憶部２８に記憶されている底面エコー信号を読み出し、読み出された底面エコー信号に基づいて所定の超音波振動子３１に関するチャンネル特性に含まれる反射体Ｐからの深さに相当する時間間隔や、予め設定された時間幅における最大電圧値などを算出し、その算出結果を全チャンネルエコー記憶部２８に供給する。

ビデオ変換部２２は、画像データ生成部２４のBモード処理部２３とドプラモード処理部２４から供給されたBモード画像データとドプラモード画像データを取得し、取得されたBモード画像データとドプラモード画像データを、超音波スキャンの走査線信号列からビデオフォーマットの走査線信号列に変換し、表示部１３に供給する。また、ビデオ変換部２２は、全チャンネルエコー検出部２１の全チャンネルエコー記憶部２８から供給された算出結果を取得し、取得された算出結果に所定の画像処理や演算処理などを施し、表示部１３に供給する。

また、超音波プローブ１２は、本体１１に電気ケーブルを介して接続されており、反射体Ｐの表面に対してその前面を接触させ超音波の送受信を行う超音波トランスジューサであり、２次元にマトリクス配列された複数の微小な超音波振動子３１（図１の場合、便宜上１つの超音波プローブ１２内に１つの超音波振動子３１を記載している）をその先端部分に有している。各超音波振動子３１は圧電振動子としての電気音響変換素子であり、チャンネル選択器３０に接続されており、送信時には本体１１の送信制御部１６からチャンネル選択器３０を介して入力された電気パルスを超音波パルス（送信超音波）に変換し、受信時には反射体Ｐから反射された反射波を電気信号に変換し、チャンネル選択器３０を介して本体１１に出力する。

なお、超音波プローブ１２の先端部分においては、複数の超音波振動子３１が２次元にマトリクス配列されているため、図２に示されるように超音波振動子面Ｍを形成している。

また、本発明の実施形態においては、複数の超音波振動子３１が２次元にマトリクス配列された超音波プローブ１２を用いるようにしているが、このような場合に限られず、例えば、複数の超音波振動子３１が１次元にアレイ配列された超音波プローブ１２を用いるようにしてもよい。

チャンネル選択器３０は、超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１の駆動を切り替えるスイッチであり、送信時に、本体１１の送信制御部１６から入力された送信制御信号に基づいて超音波プローブ１２が有する複数の超音波振動子３１のうちの所定の超音波振動子３１の駆動を選択するとともに、本体１１の送信制御部１６から入力された電気パルスを取得し、取得された電気パルスを所定の超音波振動子３１に供給する。また、チャンネル選択器３０は、受信時に、本体１１の受信制御部１７から入力された受信制御信号に基づいて超音波プローブ１２が有する複数の超音波振動子３１のうちの所定の超音波振動子３１の駆動を選択するとともに、超音波プローブ１２が有する複数の超音波振動子３１のうちの所定の超音波振動子３１から供給された電気信号を取得し、本体１１の受信制御部１７に出力する。

表示部１３は、ケーブルを介して本体１１のビデオ変換部２２と接続され、図示せぬLCD(Liquid Crystal Display)や図示せぬCRT(Cathode Ray Tube)が設けられており、超音波スキャンの走査線信号列からビデオフォーマットの走査線信号列に変換されたビデオ変換部２２からのBモード画像データとドプラモード画像データなどを取得し、取得されたBモード画像データとドプラモード画像データなどを図示せぬLCDや図示せぬCRTに表示する。また、所定の画像処理や演算処理などが施された算出結果を取得し、取得された算出結果を図示せぬLCDや図示せぬCRTに表示する。

ここで、図２を参照して、図１の超音波診断装置１を用いたチャンネル特性評価処理の概略について説明する。

図２に示されるように、図１の超音波診断装置１を用いてチャンネル特性評価処理を行う場合、まず、超音波プローブ１２をブロック形状のアクリル材からなる反射体Ｐに接触させる。次に、超音波プローブ１２の超音波振動子３１を振動させて超音波を反射体Ｐに送信し、反射体Ｐから反射された反射波から超音波振動子３１によって変換された受信信号に基づいてチャンネル特性を本体１１にて検出する。これにより、超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１に関するチャンネル特性をそれぞれ評価することが可能である。

しかし、超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１に関するチャンネル特性を正確に評価するためには、反射体Ｐの底面である反射面Ｘに対して超音波プローブ１２内の複数の超音波振動子３１により形成される超音波振動子面Ｍを平行にし、各超音波振動子３１において反射体Ｐからの反射波を受ける反射条件をほぼ同一にする必要がある。

そこで、図２に示されるように、超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１から順次超音波を送信する前に、まず、超音波プローブ１２内に２次元にマトリクス配列された複数の超音波振動子３１のうち、例えば４隅の超音波振動子３１（図２の４隅部a、b、c、およびdに配置された超音波振動子３１）を用いて、反射体Ｐの反射面Ｘに対して複数の超音波振動子３１により形成される超音波振動子面Ｍが平行であるか否かを判定する。そして、反射体Ｐの反射面Ｘに対して複数の超音波振動子３１により形成される超音波振動子面Ｍが平行であると判定された場合、超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１から順次超音波を送信し、反射体Ｐから反射された反射波を受けて超音波振動子３１によって変換された受信信号からチャンネル特性を本体１１にて検出するようにする。これにより、超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１に関するチャンネル特性を正確に評価することが可能となる。以下、図３と図４のフローチャートを参照して、図１の超音波診断装置１におけるチャンネル特性評価処理の詳細について説明する。

なお、ブロック形状のアクリル材からなる反射体Ｐに超音波を送信する場合、送信時における超音波ビームの反射点が反射面Ｘとなるように（すなわち、送信時における超音波ビームの反射点が所定の深さDになるように）予め設定される。

図３と図４のフローチャートを参照して、図１の超音波診断装置１におけるチャンネル特性評価処理について説明する。

ステップＳ１において、位置決め制御データ発生部１４は、ユーザが図示せぬ入力部を操作することによりチャンネル特性評価処理を開始するとの指示がなされたか否かを判定し、ユーザが図示せぬ入力部を操作することによりチャンネル特性評価処理を開始するとの指示がなされたと判定されるまで待機する。

ステップＳ１においてユーザが図示せぬ入力部を操作することによりチャンネル特性評価処理を開始するとの指示がなされたと判定された場合、位置決め制御データ発生部１４はステップＳ２で、超音波プローブ１２が有する所定の超音波振動子３１（図２の４隅部a、b、c、またはdに配置された超音波振動子３１）を駆動する位置決め制御データを発生し、送信制御部１６と受信制御部１７に供給する。

ステップＳ３において、送信制御部１６は、位置決め制御データ発生部１４から供給された位置決め制御データを取得し、取得された位置決め制御データに基づいて超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１のうちの所定の超音波振動子３１（図２の４隅部a、b、c、またはdに配置された超音波振動子３１）から超音波を送信させる送信制御信号を生成し、超音波プローブ１２のチャンネル選択器３０に供給する。

また、送信制御部１６のレートパルス発生器は、反射体Ｐの内部に入射する超音波パルスのパルス繰り返し周波数を決定するレートパルスを発生し、送信遅延回路に供給する。送信遅延回路は、送信時における超音波ビームの焦点位置と偏向角度が所定の焦点位置（所定の深さD）と偏向角度となるように、レートパルス発生器から供給されたレートパルスに遅延時間を加え、パルサに供給する。パルサは、送信遅延回路から供給されたレートパルスに基づいて、超音波振動子を駆動するための高圧パルスを生成し、生成された高圧パルスを超音波プローブ１２に出力する。

ステップＳ４において、超音波プローブ１２のチャンネル選択器３０は、送信時に、本体１１の送信制御部１６から入力された送信制御信号に基づいて超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１のうちの所定の超音波振動子３１（図２の４隅部a、b、c、またはdに配置された超音波振動子３１）の駆動を選択するとともに、本体１１の送信制御部１６から入力された電気パルスを所定の超音波振動子３１に供給する。超音波振動子３１は、本体１１の送信制御部１６からチャンネル選択器３０を介して入力された電気パルスを超音波パルス（送信超音波）に変換し、変換された超音波パルスを反射体Ｐに送信する。反射体Ｐ内に送信された超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる境界面にて反射される。

ステップＳ５において、駆動が選択された所定の超音波振動子３１（図２の４隅部a、b、c、またはdに配置された超音波振動子３１）は、反射体Ｐから反射された反射波を電気信号に変換し、変換された電気信号を受信信号としてチャンネル選択器３０を介して本体１１に出力する。超音波プローブ１２のチャンネル選択器３０は、受信時に、本体１１の受信制御部１７から入力された受信制御信号に基づいて超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１のうちの所定の超音波振動子３１の駆動を順次選択する。

受信制御部１７は、チャンネル選択器３０を介して超音波振動子３１から入力された受信信号を増幅し、所定の遅延時間を付加して、画像データ生成部１８とエコー抽出部１９に供給する。すなわち、受信制御部１７のプリアンプは、チャンネル選択器３０を介して超音波振動子３１から入力された受信信号を所定のレベルまで増幅し、増幅された受信信号を受信遅延回路に供給する。

受信制御部１７の受信遅延回路は、プリアンプから供給された増幅後の受信信号に超音波振動子３１のフォーカス位置からの超音波の伝播時間の差に対応する遅延時間を与え、加算器に供給する。加算器は、受信遅延回路から供給された超音波振動子３１からの受信信号を加算し、加算された受信信号をエコー抽出部１９に供給する。

ここで、送信する超音波にはメインローブ以外にも別方向に伝搬するサイドローブもあることから、ブロック形状のアクリル材からなる反射体Ｐに超音波を送信する場合、反射体Ｐの底面である反射面Ｘ以外に反射体Ｐの側面からも一部反射される。そのため、反射体Ｐから反射された反射波を受けて超音波振動子３１によって変換された受信信号には、反射体Ｐの反射面Ｘからの反射波に基づく信号（すなわち、所定の深さDからの反射波に基づく信号）以外にも、反射体Ｐの側面からの反射波に基づく信号や、反射体Ｐの底面である反射面Ｘや側面などにより多重反射された反射波に基づく信号も含まれる。

従って、受信制御部１７から供給された受信信号をそのまま用いて超音波振動子３１に関するチャンネル特性を検出し、評価するようにすると、受信制御部１７から供給された受信信号には反射体Ｐの反射面Ｘからの反射波に基づく信号以外の信号が含まれているため、超音波振動子３１に関するチャンネル特性を正確に評価することができなくなってしまう。

そこで、受信制御部１７から供給された受信信号に基づいて超音波振動子３１に関するチャンネル特性を検出して評価する前に、受信制御部１７から供給された受信信号の中から反射体Ｐの反射面Ｘからの反射波に基づく受信信号のみを取り出す処理（抽出処理）を行う。

ステップＳ６において、エコー抽出部１９は、受信制御部１７から供給された受信信号を取得し、取得された受信信号の中から反射体Ｐの反射面Ｘからの反射波に基づく受信信号（以下、「底面エコー信号」という。）を抽出し、位置決めチャンネルエコー検出部２０に供給する。

図５を参照して、エコー抽出部１９における具体的なエコー抽出方法について説明する。

まず、図５[A]に示されるような超音波を送信するタイミングの基準となる基準信号に同期して、図５[B]に示されるような送信信号波形の電気パルスが送信制御部１６により生成され、チャンネル選択器３０を介して超音波プローブ１２の超音波振動子３１に供給される。

ここで、ブロック形状のアクリル材からなる反射体Ｐの反射面Ｘまでの所定の深さDは既知の値であることから、所定の深さDに相当する時間Tgdを予め算出し、受信信号の中から底面エコー信号を取り出す時間幅Tgwを設定することが可能である。なお、受信信号の中から底面エコー信号を取り出す時間幅Tgwは、オペレータにより予め任意に設定することができる。

次に、図５[C]に示されるように、エコー抽出部１９は、受信信号の中から底面エコー信号を取り出す取り出し信号を発生し、発生された取り出し信号に基づいて図５[D]に示されるような底面エコー信号を抽出する。

ステップＳ７において、位置決めチャンネルエコー検出部２０の位置決めチャンネルエコー記憶部２５は、エコー抽出部１９から供給された底面エコー信号を取得し、取得された底面エコー信号を記憶する。

ステップＳ８において、位置決め制御データ発生部１４は、４つのチャンネルの位置決め制御データが発生したか否かを判定する。すなわち、位置決め制御データ発生部１４は、超音波プローブ１２内の４隅の超音波振動子３１（図２の４隅部a、b、c、およびdに配置された４つの超音波振動子３１）を駆動する４つの位置決め制御データが発生したか否かを判定する。

ステップＳ８において４つのチャンネルの位置決め制御データが発生していないと判定された場合、処理はステップＳ２に戻り、ステップＳ２以降の処理が繰り返される。

これにより、図２の４隅部a、b、c、およびdに配置された４つの超音波振動子３１から順次超音波が反射体Ｐに送信され、４つの底面エコー信号が位置決めチャンネルエコー記憶部２５に順次記憶される。

ステップＳ８において４つのチャンネルの位置決め制御データが発生したと判定された場合、位置決めチャンネルエコー検出部２０はステップＳ９で、抽出された４つの底面エコー信号に基づいてチャンネル特性をそれぞれ検出する。すなわち、位置決めチャンネルエコー検出部２０の位置決めチャンネルエコー算出部２６は、位置決めチャンネルエコー記憶部２５に記憶されている４つの底面エコー信号を順次読み出し、読み出された底面エコー信号に基づいて所定の超音波振動子３１に関するチャンネル特性に含まれる反射体Ｐからの深さに相当する時間間隔Td、予め設定された時間幅Tgwにおける最大電圧値Vp、および予め設定された時間幅Tgwにおける平均の電圧値である平均電圧値Vaを算出する。

具体的には、まず、位置決めチャンネルエコー算出部２６は、図５[D]に示されるような底面エコー信号を図５[E]に示されるように絶対値に変換する。位置決めチャンネルエコー算出部２６は、絶対値に変換した底面エコー信号に基づいて、超音波を送信してから予め設定された設定電圧Vsよりも大きくなるまでの時間間隔を反射体Ｐから反射されたときの深さに相当する時間間隔Tdとして算出する。

なお、設定電圧Vsは、オペレータによりチャンネル特性評価処理前に任意に設定することができる。勿論、予めチャンネル特性が正常であると評価された超音波プローブ１２を用いて設定電圧Vsを算出し、算出結果に基づいて設定するようにしてもよい。

また、位置決めチャンネルエコー算出部２６は、絶対値変換した底面エコー信号に基づいて、予め設定された時間幅Tgwにおける最大電圧値Vpを算出するとともに、予め設定された時間幅Tgwにおける平均の電圧値である平均電圧値Vaを算出する。

位置決めチャンネルエコー算出部２６は、その算出結果であるチャンネル特性データを位置決めチャンネルエコー記憶部２５に供給する。

ステップＳ１０において、位置決めチャンネルエコー比較判定部２７は、位置決めチャンネルエコー記憶部２５に記憶されている４つの超音波振動子３１（図２の４隅部a、b、c、およびdに配置された４つの超音波振動子３１）に対応するチャンネル特性データを読み出し、読み出された４つの超音波振動子３１に対応するチャンネル特性データに基づいて、４つの超音波振動子３１（図２の４隅部a、b、c、およびdに配置された４つの超音波振動子３１）に関するチャンネル特性が所定の許容範囲で一致しているか否かを判定する。具体的には、４つの超音波振動子３１（図２の４隅部a、b、c、およびdに配置された４つの超音波振動子３１）に関するチャンネル特性に含まれる反射体Ｐから反射されたときの深さに相当する時間間隔Td、最大電圧値Vp、および平均電圧値Vaが所定の許容範囲で一致しているか否かを判定する。

ステップＳ１０において４つの超音波振動子３１に関するチャンネル特性が所定の許容範囲で一致していないと判定された場合、位置決めチャンネルエコー比較判定部２７はステップＳ１１で、判定処理（ステップＳ１０の判定処理）を所定の回数（例えば、４回など）繰り返したか否かを判定する。なお、所定の回数は、予め医師や技師など（以下、「オペレータ」という。）が好みで任意に設定することができる。

ステップＳ１１において判定処理を所定の回数（例えば、４回など）繰り返していないと判定された場合、処理はステップＳ２に戻り、ステップＳ２以降の処理が繰り返される。これにより、オペレータは、超音波プローブ１２を微調整しながら操作することにより（手動で超音波プローブ１２を煽ることにより）、反射体Ｐの底面である反射面Ｘに対して超音波プローブ１２内の複数の超音波振動子３１により形成される超音波振動子面Ｍを平行させることができ、各超音波振動子３１において反射体Ｐからの反射波を受ける反射条件をほぼ同一にすることができる。従って、以降の処理において、超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１に関するチャンネル特性を正確に評価することができる。

ステップＳ１１において判定処理を所定の回数繰り返したと判定された場合、位置決めチャンネルエコー比較判定部２７はステップＳ１２で、エラー処理を行い、その後、チャンネル特性評価処理は終了する。

これにより、オペレータは、各超音波振動子３１において反射体Ｐからの反射波を受ける反射条件をほぼ同一にすることができない超音波プローブ１２がすでに不具合が生じている超音波プローブであり、以降の診断において使用することができないことを知ることができる。従って、超音波振動子に関するチャンネル特性を簡単に評価することができる。

なお、ステップＳ１２におけるエラー処理においては、各超音波振動子３１において反射体Ｐからの反射波を受ける反射条件をほぼ同一にすることができなかった旨を表示部１３に表示させるようにしてもよい。

ステップＳ１０において４つの超音波振動子３１に関するチャンネル特性が所定の許容範囲で一致したと判定された場合、位置決めチャンネルエコー比較判定部２７は、超音波振動子３１に関するチャンネル特性が所定の許容範囲で一致した旨の判定結果を全チャンネル操作制御データ発生部１５に供給する。ステップＳ１３において、全チャンネル操作制御データ発生部１５は、位置決めチャンネルエコー比較判定部２７から供給された判定結果を取得し、取得された判定結果に基づいて４つの超音波振動子３１に関するチャンネル特性が所定の許容範囲で一致したと認識し、超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１を順次駆動する全チャンネル制御データを発生し、送信制御部１６と受信制御部１７に供給する。

図４のステップＳ１４において、送信制御部１６は、全チャンネル操作制御データ発生部１５から供給された全チャンネル制御データを取得し、取得された全チャンネル制御データに基づいて超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１から超音波を順次送信させる送信制御信号を生成し、超音波プローブ１２のチャンネル選択器３０に供給する。

また、送信制御部１６のレートパルス発生器は、反射体Ｐの内部に入射する超音波パルスのパルス繰り返し周波数を決定するレートパルスを発生し、送信遅延回路に供給する。送信遅延回路は、送信時における超音波ビームの焦点位置と偏向角度が所定の焦点位置（所定の深さD）と偏向角度となるように、レートパルス発生器から供給されたレートパルスに遅延時間を加え、パルサに供給する。パルサは、送信遅延回路から供給されたレートパルスに基づいて、超音波振動子を駆動するための高圧パルスを生成し、生成された高圧パルスを超音波プローブ１２に出力する。

ステップＳ１５において、超音波プローブ１２のチャンネル選択器３０は、送信時に、本体１１の送信制御部１６から入力された送信制御信号に基づいて超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１のうちの所定の超音波振動子３１の駆動を順次選択するとともに、本体１１の送信制御部１６から入力された電気パルスを所定の超音波振動子３１に順次供給する。超音波振動子３１は、本体１１の送信制御部１６からチャンネル選択器３０を介して入力された電気パルスを超音波パルス（送信超音波）に変換し、変換された超音波パルスを反射体Ｐに送信する。反射体Ｐ内に送信された超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる境界面にて反射される。

ステップＳ１６において、駆動が選択された所定の超音波振動子３１は、反射体Ｐから反射された反射波を電気信号に変換し、変換された電気信号を受信信号としてチャンネル選択器３０を介して本体１１に出力する。超音波プローブ１２のチャンネル選択器３０は、受信時に、本体１１の受信制御部１７から入力された受信制御信号に基づいて超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１のうちの所定の超音波振動子３１の駆動を順次選択する。受信制御部１７は、チャンネル選択器３０を介して超音波振動子３１から入力された受信信号を増幅し、所定の遅延時間を付加して、画像データ生成部１８とエコー抽出部１９に供給する。すなわち、受信制御部１７のプリアンプは、チャンネル選択器３０を介して超音波振動子３１から入力された受信信号を所定のレベルまで増幅し、増幅された受信信号を受信遅延回路に供給する。

受信制御部１７の受信遅延回路は、プリアンプから供給された増幅後の受信信号に超音波振動子３１のフォーカス位置からの超音波の伝播時間の差に対応する遅延時間を与え、加算器に供給する。加算器は、受信遅延回路から供給された超音波振動子３１からの受信信号を加算し、加算された受信信号をエコー抽出部１９に供給する。

ステップＳ１７において、エコー抽出部１９は、受信制御部１７から供給された受信信号を順次取得し、取得された受信信号から底面エコー信号を順次抽出し、全チャンネルエコー検出部２１に供給する。なお、エコー抽出方法については、図５を参照して説明したエコー抽出方法と同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。

ステップＳ１８において、全チャンネルエコー検出部２１の全チャンネルエコー記憶部２８は、エコー抽出部１９から供給された底面エコー信号を順次取得し、取得された底面エコー信号を順次記憶する。

ステップＳ１９において、全チャンネルエコー検出部２１は、抽出された底面エコー信号に基づいて所定の超音波振動子３１に関するチャンネル特性を順次検出する。すなわち、全チャンネルエコー検出部２１の全チャンネルエコー算出部２９は、全チャンネルエコー記憶部２８に記憶されている底面エコー信号を順次読み出し、読み出された底面エコー信号に基づいてチャンネル特性に含まれる反射体Ｐから反射されたときの深さに相当する時間間隔Td、最大電圧値Vp、および平均電圧値Vaを算出し、算出結果であるチャンネル特性データを全チャンネルエコー記憶部２８に順次供給する。

ステップＳ２０において、全チャンネルエコー記憶部２８は、全チャンネルエコー算出部２９から供給されたチャンネル特性データを順次取得し、順次取得されたチャンネル特性データを記憶する。

ステップＳ２１において、全チャンネル操作制御データ発生部１５は、すべてのチャンネルの全チャンネル操作制御データが発生したか否かを判定する。

ステップＳ２１においてすべてのチャンネルの全チャンネル操作制御データが発生していないと判定された場合、処理はステップＳ１４に戻り、ステップＳ１４以降の同様の処理が繰り返される。すなわち、全チャンネル操作制御データ発生部１５は、超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１のうちの次の超音波振動子３１を駆動する全チャンネル制御データを発生し、送信制御部１６と受信制御部１７に供給する。これにより、超音波プローブ１２に設けられたすべての超音波振動子３１のチャンネル特性を検出し、記憶することができる。

ステップＳ２１においてすべてのチャンネルの全チャンネル操作制御データが発生したと判定された場合、全チャンネル操作制御データ発生部１５は、すべてのチャンネルの全チャンネル操作制御データを発生した旨の判定結果を全チャンネルエコー検出部２１に供給する。全チャンネルエコー検出部２１の全チャンネルエコー記憶部２８は、全チャンネル操作制御データ発生部１５から供給された判定結果を取得し、取得された判定結果に基づいて全てのチャンネルの全チャンネル操作制御データが発生したと認識し、記憶されている全てのチャンネルのチャンネル特性データをビデオ変換部２２に供給する。

ステップＳ２２において、ビデオ変換部２２は、全チャンネルエコー検出部２１の全チャンネルエコー記憶部２８から供給された全てのチャンネルのチャンネル特性データを取得し、取得された全てのチャンネルのチャンネル特性データに所定の画像処理や演算処理などを施し、表示部１３に供給する。表示部１３は、所定の画像処理や演算処理などが施された全てのチャンネルのチャンネル特性データを取得し、取得された全てのチャンネルのチャンネル特性データに基づいて全てのチャンネル特性を図示せぬLCDや図示せぬCRTに表示する。

図６は、図１の表示部１３に表示される全チャンネル特性の表示例を表している。

図６の第１列目乃至第４列目には、「チャンネル番号」、「Time」、「Vp」、および「Va」が記載されており、それぞれ、超音波プローブ１２に設けられた超音波振動子３１の識別番号、反射体Ｐから反射されたときの深さに相当する時間間隔Td、予め設定された時間幅Tgwにおける最大電圧値Vp、および予め設定された時間幅Tgwにおける平均の電圧値である平均電圧値Vaを示している。

図６の第１行目の場合、「チャンネル番号」は「１」であり、超音波プローブ１２に設けられた超音波振動子３１の識別番号が「１」であることを示している。「Time」は「T_１」であり、反射体Ｐから反射されたときの深さに相当する時間間隔Tdが「T_１」であることを示している。「Vp」は「A_１」であり、予め設定された時間幅Tgwにおける最大電圧値Vpが「A_１」であることを示している。「Va」は「B_１」であり、予め設定された時間幅Tgwにおける平均の電圧値である平均電圧値Vaが「B_１」であることを示している。

図６の第２行目の場合、「チャンネル番号」は「２」であり、超音波プローブ１２に設けられた超音波振動子３１の識別番号が「２」であることを示している。「Time」は「T_２」であり、反射体Ｐから反射されたときの深さに相当する時間間隔Tdが「T_２」であることを示している。「Vp」は「A_２」であり、予め設定された時間幅Tgwにおける最大電圧値Vpが「A_２」であることを示している。「Va」は「B_２」であり、予め設定された時間幅Tgwにおける平均の電圧値である平均電圧値Vaが「B_２」であることを示している。

図６の第３行目以降についても同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。

図７は、図１の表示部１３に表示される全チャンネル特性の他の表示例を表している。

図７に示されるように、２次元にマトリクス配列された超音波振動子３１により形成される超音波振動子面Ｍの２次元マップが表示されており、横軸Ｘ方向と縦軸Ｙ方向はそれぞれ超音波振動子面Ｍの横軸Ｘ方向と縦軸Ｙ方向に対応する。

超音波振動子面Ｍの２次元マップ上の各超音波振動子３１の信号強度（最大電圧値Vpなどに対応する値）は、その信号強度に応じてカラー表示（色１乃至色６の表示）されている。図７の例の場合、座標（Ｘ１，Ｙ４）に配置された超音波振動子３１のみ最も低い信号強度（１）に対応する色１で表示されており、その他の超音波振動子３１は上から２番目の信号強度（５）に対応する色５で表示されている。

これにより、オペレータは、座標（Ｘ１，Ｙ４）に配置された超音波振動子３１のチャンネル特性は不具合が生じているため低下しており、その他の超音波振動子３１のチャンネル特性は正常であることを知ることができる。従って、超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１に関するチャンネル特性を簡単に評価することができる。

なお、本発明の第１の実施形態に示された超音波診断装置１においては、超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１のチャンネル特性を検出し、表示部１３に表示するようにしているが、例えば、超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１のチャンネル特性を検出した結果、予め設定された所定の基準値から外れるものについては、チャンネル特性評価処理を行った後、その使用を禁止するようにしてもよい。以下、本発明を適用した超音波診断装置１の第２の実施形態について説明する。

［第２の実施形態］
図８は、本発明を適用した超音波診断装置１の第２の実施形態の内部の構成を表している。なお、図１の構成と対応するものについては、同一の符号を付してあり、その説明は繰り返しになるので省略する。

全チャンネルエコー検出部２１は、全チャンネルエコー記憶部２８、全チャンネルエコー算出部２９、および全チャンネルエコー比較判定部４１により構成される。

全チャンネルエコー記憶部２８は、エコー抽出部１９から供給された所定の深さから反射された反射波に基づく底面エコー信号を取得し、取得された底面エコー信号を記憶するとともに、適宜、記憶された底面エコー信号を位置決めチャンネルエコー算出部２６に供給する。全チャンネルエコー記憶部２８は、全チャンネルエコー算出部２９から供給された算出結果を取得し、取得された算出結果を記憶するとともに、必要に応じて、ビデオ変換部２２と全チャンネルエコー比較判定部４１に供給する。全チャンネルエコー記憶部２８は、全チャンネルエコー比較判定部４１から供給された比較判定結果を取得し、取得された比較判定結果を記憶するとともに、ビデオ変換部２２に供給する。

全チャンネルエコー比較判定部４１は、全チャンネルエコー記憶部２８に記憶されている算出結果を読み出し、読み出された算出結果に基づいて予め設定されている所定の基準値から外れているか否かを判定し、その判定結果をチャンネル禁止データ発生部４２に供給する。

チャンネル禁止データ発生部４２は、全チャンネルエコー比較判定部４１から供給された比較判定結果を取得し、取得された比較判定結果に基づいて超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１のうち、予め設定されている所定の基準値から外れているものを認識し、予め設定されている所定の基準値から外れている超音波振動子３１の使用を禁止するチャンネル禁止データを発生し、超音波プローブ１２内のチャンネル禁止データメモリ４３に供給する。

超音波プローブ１２のチャンネル禁止データメモリ４３は、チャンネル禁止データ発生部４２から供給されたチャンネル禁止データを取得し、取得されたチャンネル禁止データを記憶するとともに、適宜、チャンネル選択器３０に供給する。

次に、図９と図１０のフローチャートを参照して、図８の超音波診断装置１におけるチャンネル特性評価処理について説明する。なお、図９と図１０のステップＳ３１乃至Ｓ５１の処理は、図３と図４のステップＳ１乃至Ｓ２１の処理と同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。

ステップＳ５１においてすべてのチャンネルの全チャンネル操作制御データが発生したと判定された場合、全チャンネル操作制御データ発生部１５は、すべてのチャンネルの全チャンネル操作制御データを発生した旨の判定結果を全チャンネルエコー検出部２１に供給する。全チャンネルエコー検出部２１の全チャンネルエコー記憶部２８は、全チャンネル操作制御データ発生部１５から供給された判定結果を取得し、取得された判定結果に基づいてすべてのチャンネルの全チャンネル操作制御データが発生したと認識し、記憶されている全てのチャンネルのチャンネル特性データを全チャンネルエコー比較判定部４１とビデオ変換部２２に供給する。

ステップＳ５２において、全チャンネルエコー比較判定部４１は、全チャンネルエコー記憶部２８から供給された全てのチャンネルのチャンネル特性データに基づいて予め設定されている所定の基準値から外れているか否かを判定する。

具体的には、超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１のうちの所定の超音波振動子３１に関するチャンネル特性に含まれる反射体Ｐから反射されたときの深さに相当する時間間隔Td、最大電圧値Vp、および平均電圧値Vaが、予め設定された所定の基準値から外れているか否かを判定する。

ステップＳ５２において予め設定されている所定の基準値から外れていると判定された場合、全チャンネルエコー比較判定部４１は、所定の超音波振動子３１に関するチャンネル特性に含まれる時間間隔Td、最大電圧値Vp、および平均電圧値Vaが予め設定された所定の基準値から外れている旨の判定結果をチャンネル禁止データ発生部４２と全チャンネルエコー記憶部２８に供給する。

ステップＳ５３において、チャンネル禁止データ発生部４２は、全チャンネルエコー比較判定部４１から供給された予め設定されている所定の基準値から外れている旨の判定結果を取得し、取得された判定結果に基づいて超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１のうち、予め設定されている所定の基準値から外れているものを認識し、予め設定されている所定の基準値から外れている超音波振動子３１の使用を禁止するチャンネル禁止データを発生し、超音波プローブ１２内のチャンネル禁止データメモリ４３に供給する。

ステップＳ５４において、超音波プローブ１２のチャンネル禁止データメモリ４３は、チャンネル禁止データ発生部４２から供給されたチャンネル禁止データを取得し、取得されたチャンネル禁止データを記憶する。

ステップＳ５２において予め設定されている所定の基準値から外れていていないと判定された場合、全チャンネルエコー比較判定部４１は、その判定結果をチャンネル禁止データ発生部４２に供給する。その後、ステップＳ５３とステップＳ５４の処理はスキップされ、ステップＳ５５に進む。すなわち、チャンネル禁止データ発生部４２は、予め設定されている所定の基準値から外れていていない超音波振動子３１の使用を禁止するチャンネル禁止データを発生しない。

ステップＳ５５において、チャンネル禁止データ発生部４２は、超音波プローブ１２に設けられた全ての超音波振動子３１について判定処理を行ったかを判定する。

ステップＳ５５において超音波プローブ１２に設けられた全ての超音波振動子３１について判定処理を行っていないと判定された場合、処理はステップＳ５２に戻り、ステップＳ５２以降の処理が繰り返される。これにより、予め設定されている所定の基準値から外れている全ての超音波振動子３１について使用を禁止するチャンネル禁止データを発生することができる。

ステップＳ５５において超音波プローブ１２に設けられた全ての超音波振動子３１について判定処理を行ったと判定された場合、全チャンネルエコー検出部２１の全チャンネルエコー記憶部２８は、全チャンネル操作制御データ発生部１５から供給された超音波プローブ１２に設けられた全ての超音波振動子３１について判定処理を行った旨の判定結果を取得し、取得された判定結果に基づいてすべてのチャンネルの全チャンネル操作制御データを発生したと認識し、記憶されている全てのチャンネルのチャンネル特性データと予め設定されている所定の基準値から外れているか否かの判定結果をビデオ変換部２２に供給する。

なお、予め設定された所定の基準値は、オペレータの好みや超音波プローブ１２の種類などにより変更可能にするようにしてもよい。

ステップＳ５６において、ビデオ変換部２２は、全チャンネルエコー検出部２１の全チャンネルエコー記憶部２８から供給された全てのチャンネルのチャンネル特性データと予め設定されている所定の基準値から外れているか否かの判定結果を取得し、取得された全てのチャンネルのチャンネル特性データと予め設定されている所定の基準値から外れているか否かの判定結果に所定の画像処理や演算処理などを施し、表示部１３に供給する。表示部１３は、所定の画像処理や演算処理などが施された全てのチャンネルのチャンネル特性データと予め設定されている所定の基準値から外れているか否かの判定結果を取得し、取得された全てのチャンネルのチャンネル特性データと予め設定されている所定の基準値から外れているか否かの判定結果に基づいて、全てのチャンネル特性と予め設定されている所定の基準値から外れているか否かの判定結果を図示せぬLCDや図示せぬCRTに表示する。

図１１は、図８の表示部１３に表示される全チャンネル特性の表示例を表している。

図１１に示されるように、２次元にマトリクス配列された超音波振動子３１により形成される超音波振動子面Ｍの２次元マップが表示されており、横軸Ｘ方向と縦軸Ｙ方向はそれぞれ超音波振動子面Ｍの横軸Ｘ方向と縦軸Ｙ方向に対応する。

超音波振動子面Ｍの２次元マップ上の各超音波振動子３１の信号強度（最大電圧値Vpなどに対応する値）は、その信号強度に応じてカラー表示（色１乃至色６の表示）されている。図１１の例の場合、座標（Ｘ１，Ｙ４）に配置された超音波振動子３１のみ最も低い信号強度（１）に対応する色１で表示され、その他の超音波振動子３１は上から２番目の信号強度（５）に対応する色５で表示されている。また、座標（Ｘ１，Ｙ４）の部分はハイライト表示されており、このチャンネル特性評価処理により座標（Ｘ１，Ｙ４）に配置された超音波振動子３１の使用が禁止されたことを示している。なお、座標（Ｘ６，Ｙ３）の部分は網目表示されており、すでに行われたチャンネル特性評価処理により座標（Ｘ６，Ｙ３）に配置された超音波振動子３１の使用が禁止されていることを示している。

これにより、オペレータは、座標（Ｘ１，Ｙ４）に配置された超音波振動子３１のチャンネル特性は不具合が生じているため低下しており、一方、その他の超音波振動子３１のチャンネル特性は正常であり、また、このチャンネル特性評価処理により座標（Ｘ１，Ｙ４）に配置された超音波振動子３１の使用が禁止されたことを知ることができる。従って、超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１に関するチャンネル特性を簡単に評価することができる。

その後、オペレータが超音波診断装置１を用いて診断を行う場合、超音波プローブ１２のチャンネル選択器３０は、本体１１の送信制御部１６から入力された送信制御信号に基づいて超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子３１のうちの所定の超音波振動子３１の駆動を選択する前に、チャンネル禁止データメモリ４３からチャンネル禁止データを読み出し、読み出されたチャンネル禁止データに基づいて駆動が選択される超音波振動子３１のうち使用が禁止されている超音波振動子３１が含まれているか否かを判定し、使用が禁止されている超音波振動子３１が含まれていると判定された場合、使用が禁止されている超音波振動子３１の駆動を選択せず、使用が禁止されていない超音波振動子３１のみの駆動を選択する。

また、チャンネル選択器３０は、本体１１の送信制御部１６から入力された電気パルスを所定の超音波振動子３１に供給する。超音波振動子３１は、本体１１の送信制御部１６からチャンネル選択器３０を介して入力された電気パルスを超音波パルス（送信超音波）に変換し、変換された超音波パルスを反射体Ｐに送信する。

これにより、チャンネル特性評価処理により予め設定された所定の基準値から外れる超音波振動子３１の使用を禁止することができ、その結果、超音波振動子３１に生じた不具合に伴う超音波画像の画質の低下と種々のアーチファクトの発生を防止することができる。

なお、本発明の実施形態に示された超音波診断装置１においては、反射体Ｐの底面である反射面Ｘに対して超音波プローブ１２内の複数の超音波振動子３１により形成される超音波振動子面Ｍを平行にし、各超音波振動子３１において反射体Ｐからの反射波を受ける反射条件をほぼ同一にするために、超音波プローブ１２内の４隅の超音波振動子３１を用いるようにしているが、超音波プローブ１２内の少なくともいずれかの３つの超音波振動子３１を用いるようにさえすればよい。

なお、本発明の実施形態において説明した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。

なお、本発明の実施形態では、フローチャートのステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理の例を示したが、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

本発明を適用した超音波診断装置の第１の実施形態における内部の構成を示すブロック図。 図１の超音波診断装置におけるチャンネル特性評価処理の概略を説明する説明図。 図１の超音波診断装置におけるチャンネル特性評価処理を説明するフローチャート。 図１の超音波診断装置におけるチャンネル特性評価処理を説明するフローチャート。 図３と図４のステップＳ６とステップＳ１７におけるエコー抽出方法を説明する説明図。 図１の表示部１３に表示される表示画面の表示例を示す図。 図１の表示部１３に表示される表示画面の他の表示例を示す図。 本発明を適用した超音波診断装置の第２の実施形態における内部の構成を示すブロック図。 図８の超音波診断装置におけるチャンネル特性評価処理を説明するフローチャート。 図８の超音波診断装置におけるチャンネル特性評価処理を説明するフローチャート。 図８の表示部１３に表示される表示画面の表示例を示す図。

符号の説明

１ 超音波診断装置
１１ 本体
１２ 超音波プローブ
１３ 表示部
１４ 位置決めチャンネルデータ発生部
１５ 全チャンネル操作データ発生部
１６ 送信制御部
１７ 受信制御部
１８ 画像データ生成部
１９ エコー抽出部
２０ 位置決めチャンネルエコー検出部
２１ 全チャンネルエコー検出部
２２ ビデオ変換部
２３ Ｂモード処理部
２４ ドプラモード処理部
２５ 位置決めチャンネルエコー記憶部
２６ 位置決めチャンネルエコー算出部
２７ 位置決めチャンネルエコー比較判定部
２８ 全チャンネルエコー記憶部
２９ 全チャンネルエコー算出部
３０ チャンネル選択器
３１ 超音波振動子
４１ 全チャンネルエコー比較判定部
４２ チャンネル禁止データ発生部
４３ チャンネル禁止データメモリ

Claims (8)

1. 超音波振動子を振動させて超音波を送信する送信手段と、
   前記送信手段により送信された超音波のうち、反射体から反射された反射波から超音波振動子によって変換された受信信号に基づいて前記超音波振動子に関するチャンネル特性を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された検出結果に基づいて、前記超音波振動子に関するチャンネル特性を表示する表示手段とを備えることを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記受信信号の中から、所定の深さからの反射波に基づく受信信号を抽出する抽出手段をさらに備え、
   前記検出手段は、前記抽出手段により抽出された前記所定の深さからの反射波に基づく受信信号に基づいて、前記超音波振動子に関するチャンネル特性を検出することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 少なくとも３つ以上の前記超音波振動子に関するチャンネル特性が予め設定された所定の範囲内で一致するか否かを判定する判定手段をさらに備え、
   前記判定手段により少なくとも３つ以上の前記超音波振動子に関するチャンネル特性が予め設定された所定の範囲内で一致すると判定された場合、前記送信手段は、複数の前記超音波振動子を順次振動させて超音波を送信することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
4. 前記超音波振動子に関するチャンネル特性には、少なくとも、前記送信手段により送信された超音波が前記反射体から反射された深さに関する情報、および前記受信信号の信号強度に関する情報のいずれか１つが含まれることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
5. 前記表示手段は、前記超音波振動子に関するチャンネル特性を表示するとき、前記超音波振動子に関するチャンネル特性に含まれる前記受信信号の信号強度の大きさに応じてカラー表示をすることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
6. 前記超音波振動子に関するチャンネル特性が予め設定された所定の基準値から外れているか否かを判定するチャンネル特性判定手段と、
   前記チャンネル特性判定手段により予め設定された所定の基準値から外れていると判定されたチャンネル特性の前記超音波振動子に関して使用を禁止する禁止データを発生する禁止データ発生手段と、
   前記受信信号に基づいて超音波画像データを生成する画像データ生成手段をさらに備え、
   前記送信手段は、前記禁止データに基づき、使用が禁止されていない前記超音波振動子を振動させて超音波を送信することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
7. 前記禁止データを記憶する禁止データ記憶手段をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の超音波診断装置。
8. 超音波振動子を振動させて送信された超音波のうち、反射体から反射された反射波から前記超音波振動子によって変換された受信信号に基づいて前記超音波振動子に関するチャンネル特性を検出する検出ステップと、
   前記検出ステップの処理により検出された検出結果に基づいて、前記超音波振動子に関するチャンネル特性を表示する表示ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする超音波診断装置の信号処理プログラム。

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