JP2020000647A - 超音波診断装置、及び、超音波診断装置の作動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波診断の所要時間に影響を及ぼさずに各超音波振動子の受信感度を良好に維持することが可能な超音波診断装置、及び、超音波診断装置の作動方法を提供する。【解決手段】複数の超音波振動子を備え、被検体の内部で超音波を送信し、且つ超音波を受信する超音波振動子ユニットと、超音波振動子ユニットとともに被検体の内部に配置され、膨縮及び収縮することが可能なバルーンと、複数の超音波振動子のうちの分極対象振動子を分極するために、分極対象振動子に対して分極用電圧を供給する分極用電圧供給部と、を有し、バルーンが膨張又は収縮している間に、分極用電圧供給部が分極対象振動子に対して分極用電圧を供給する。【選択図】図７

Description

本発明は、超音波診断装置、及び、超音波診断装置の作動方法に係り、特に、超音波振動子ユニットとともに被検体の内部に配置されて膨張及び収縮するバルーンを備えた超音波診断装置、及びその超音波診断装置の作動方法に関する。

被検体の内部（例えば、患者の体内）において複数の超音波振動子をそれぞれ駆動させて超音波を送受信することで被検体の内部の超音波画像を取得する超音波診断装置は、既に知られている。上記の超音波診断装置において複数の超音波振動子は、例えば、圧電素子である単結晶振動子によって構成されており、通常、分極した状態で用いられる。単結晶振動子によって構成された超音波振動子は、高感度にて超音波を受信することが可能であるが、駆動時間が長くなるにつれて分極の度合いが低下する脱分極現象が生じることがある。脱分極現象が生じると、超音波振動子の受信感度が低下してしまい、超音波画像の画質に影響を及ぼす虞がある。

特に、被検体の内部において各超音波振動子を駆動して超音波を送受信する場合、超音波の周波数を７〜８ＭＨｚレベルの高周波帯域に設定する必要があるため、比較的厚みが薄い振動子を用いることになるが、振動子の厚みが薄くなるほど、脱分極現象が発生する可能性が高くなる。

そのため、これまでに、超音波診断装置における脱分極に対する対策技術が開発されてきている。一例を挙げると、特許文献１に記載の超音波診断装置（特許文献１では、「圧電センサー装置」と表記）は、圧電体及びこの圧電体を挟む一対の電極を有する圧電素子と、圧電素子から出力された検出信号を検出する検出処理を実施する検出回路と、圧電素子に分極用電圧を印加して分極処理を実施する分極処理回路とを有する。このような構成の特許文献１に記載の超音波診断装置では、例えば、電源投入されるタイミング、検出処理を実施する旨の要求信号が入力されるタイミング（毎受信タイミング）、あるいは検出処理の終了後に所定の待機移行時間が経過したタイミングで分極処理が実施される。これにより、圧電素子に脱分極現象が生じたとしても、その圧電素子を再度分極させることができ、圧電素子の受信感度を維持することができる。

別の例を挙げると、特許文献２に記載の超音波診断装置（特許文献２では、「超音波センサー」と表記）は、圧電素子と、圧電素子を駆動する駆動回路とを有し、駆動回路は、第１工程〜第６工程を有する駆動波形によって圧電素子を駆動する。第１工程は、第１の電位Ｖ１によって圧電素子の分極を維持する工程である。第２工程は、第１工程の後に行われ、圧電素子に超音波を送信させる工程である。第３工程は、第２工程の後に行われ、第２の電位Ｖ２で圧電素子を待機させる工程である。第４工程は、第３工程の後に行われ、第２の電位Ｖ２から第３の電位Ｖ３へ上昇させる工程である。第５工程は、第４工程の後に行われ、圧電素子が超音波を受信する間、第３の電位Ｖ３を維持する工程である。第６工程は、第５工程の後に行われ、第３の電位Ｖ３から第１の電位Ｖ１へ戻す工程である。このような構成の特許文献２に記載の超音波診断装置では、上記の第１工程〜第６工程を有する駆動波形によって圧電素子を駆動することで、圧電素子の分極を維持しながら圧電素子を駆動することが可能となる。

特開２０１３−００５１３７号公報 特開２０１７−１４３３５３号公報

以上のように、特許文献１及び２の各々に記載の超音波診断装置では、圧電素子の分極を維持又は回復することが可能である。しかしながら、特許文献１に記載の超音波診断装置では、電源投入タイミング、毎受信タイミング又は検出処理の終了後に所定の待機移行時間が経過したタイミングで分極処理が実施されるため、分極処理に要する時間分、その後の処理の開始を遅延させてしまう。例えば、電源投入タイミング又は毎受信タイミングで分極処理を実施する場合、分極処理が終了するまで検出処理を開始させることができず待機しなければならない。また、検出処理の終了後に所定の待機移行時間が経過したタイミングで分極処理を実施する場合には、待機移行時間の経過を待ち、さらに分極処理の終了まで待機することになり、その分、以後の処理の開始が遅れてしまう。その結果、超音波診断の所要時間が余計に長くなる。

また、特許文献２に記載の超音波診断装置では、駆動波形中に直流成分が含まれているため（具体的には、第１、第３及び第５工程）、その分、パルス長が長くなり、一般的な駆動波形に比して、超音波画像への影響が大きくなる場合がある。また、駆動波形中に分極維持用の波形を加えるため、圧電素子の駆動時間が長くなるので、超音波診断の所要時間が余計に長くなる。なお、上記のように駆動波形を利用して脱分極を抑える場合には、画質と脱分極発生リスクとがトレードオフの関係となる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、以下に示す目的を解決することを課題とする。
すなわち、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、超音波診断の所要時間に影響を及ぼさずに各超音波振動子の受信感度を良好に維持することが可能な超音波診断装置、及び、超音波診断装置の作動方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の超音波診断装置は、複数の超音波振動子を備え、被検体の内部で超音波を送信し、且つ超音波を受信する超音波振動子ユニットと、超音波振動子ユニットとともに被検体の内部に配置され、膨縮及び収縮することが可能なバルーンと、複数の超音波振動子のうちの分極対象振動子を分極するために、分極対象振動子に対して分極用電圧を供給する分極用電圧供給部と、を有し、バルーンが膨張又は収縮している間に、分極用電圧供給部が分極対象振動子に対して分極用電圧を供給することを特徴とする。

また、上記の超音波診断装置において、超音波振動子ユニットから超音波を送信するために、複数の超音波振動子のうちの駆動対象振動子に対して駆動電圧を供給する送信回路を有し、分極用電圧供給部は、送信回路によって構成されており、送信回路が駆動対象振動子に対して駆動電圧を供給する期間以外の期間に、分極対象振動子に対して分極用電圧を供給すると、より好適である。

また、上記の超音波診断装置において、超音波振動子ユニットから超音波を送信するために、複数の超音波振動子のうちの駆動対象振動子に対して駆動電圧を供給する送信回路を有し、分極用電圧供給部は、送信回路とは別に設けられた分極用回路によって構成されており、送信回路が駆動対象振動子に対して駆動電圧を供給する期間以外の期間に、分極対象振動子に対して分極用電圧を供給すると、より好適である。

また、上記の超音波診断装置において、バルーンを膨張又は収縮させる際にユーザによって操作される押しボタンと、バルーンを膨張又は収縮させるための操作が押しボタンにて行われたことを検知する検知器と、を有し、バルーンを膨張又は収縮させるための操作が押しボタンにて行われたことを検知器が検知した場合に、分極用電圧供給部は、分極対象振動子に対して分極用電圧を供給すると、より好適である。

また、上記の超音波診断装置において、超音波振動子ユニットが超音波を受信した際に駆動対象振動子が出力する電気信号に基づいて、被検体の内部の断層画像を生成する画像生成部を有し、画像生成部は、バルーンが映り込んだ断層画像を生成し、断層画像を解析して、断層画像中におけるバルーンのサイズの変化を特定する画像解析部をさらに有し、バルーンのサイズの変化が画像解析部によって特定された場合に、分極用電圧供給部は、分極対象振動子に対して分極用電圧を供給すると、より好適である。

また、上記の超音波診断装置において、超音波診断装置の動作モードは、第一モード及び第二モードを含み、分極用電圧供給部は、動作モードが第二モードであるときに限り、分極対象振動子に対して分極用電圧を供給し、動作モードが第一モードになってからの駆動対象振動子の駆動時間が予め設定された時間に達すると、動作モードが第一モードから第二モードに移行すると、より好適である。

また、上記の超音波診断装置において、動作モードが第二モードである期間において分極用電圧が分極対象振動子に対して供給された分極用電圧供給時間、及び、動作モードが第一モードになってからの駆動時間の関係が予め設定された条件を満たしたときに、動作モードが第二モードから第一モードに移行すると、より好適である。

また、上記の超音波診断装置において、動作モードが第二モードである期間中、駆動電圧が駆動対象振動子に対して供給される期間以外の期間に、バルーンが膨張又は収縮し、且つ、分極用電圧供給部が分極対象振動子に対して分極用電圧を供給すると、より好適である。

また、上記の超音波診断装置において、バルーンは、水がバルーンの内部に送水されることで膨張し、水がバルーンの内部から排水されることで収縮すると、より好適である。
また、上記の超音波診断装置において、バルーンは、超音波振動子ユニットを覆う位置に配置されていると、より好適である。

また、前述の目的を達成するために、本発明の超音波診断装置の作動方法は、超音波診断装置の作動方法であって、超音波診断装置は、複数の超音波振動子を備え、被検体の内部で超音波を送信し、且つ超音波を受信する超音波振動子ユニットと、超音波振動子ユニットとともに被検体の内部に配置され、膨縮及び収縮することが可能なバルーンと、複数の超音波振動子のうちの分極対象振動子を分極するために、分極対象振動子に対して分極用電圧を供給する分極用電圧供給部と、を有し、バルーンが膨張又は収縮している間に、分極用電圧供給部が分極対象振動子に対して分極用電圧を供給するステップを有することを特徴とする。

本発明の超音波診断装置及び超音波診断装置の作動方法によれば、超音波診断の所要時間に影響を及ぼさずに各超音波振動子の受信感度を良好に維持することが可能である。

本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示す図である。 超音波内視鏡の挿入部の先端部及びその周辺を示す平面図である。 超音波内視鏡の挿入部の先端部を図２に図示のＩ−Ｉ断面にて切断したときの断面を示す図である。 超音波内視鏡内に設けられた管路を示す模式的な断面図である。 超音波内視鏡に設けられた吸引ボタンの断面図である。 超音波内視鏡に設けられた送気送水ボタンの断面図である。 超音波用プロセッサ装置の構成を示すブロック図である。 超音波診断装置を用いた診断処理の流れを示す図である。 診断処理中の診断ステップの手順を示す図である。 超音波振動子の駆動時間及び分極用電圧供給時間と、超音波振動子の受信感度との関係を示す説明図である。 第二実施形態に係る超音波用プロセッサ装置の構成を示すブロック図である。 画像解析部の解析対象となる断層画像を示す図である。 画像解析部の解析対象となる断層画像の輝度プロファイルを示す図である。 第三実施形態に係る超音波用プロセッサ装置の構成を示すブロック図である。 第三実施形態において供給される分極用電圧の波形を示す図である。

本発明の一実施形態（本実施形態）に係る超音波診断装置について、添付の図面に示す好適な実施形態を参照しながら、以下に詳細に説明する。
なお、本実施形態は、本発明の代表的な実施態様であるが、あくまでも一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。

また、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及び上限値として含む範囲を意味する。

＜＜超音波診断装置の概要＞＞
本実施形態に係る超音波診断装置１０について、図１乃至図４を参照しながら、その概要を説明する。図１は、超音波診断装置１０の概略構成を示す図である。図２は、超音波内視鏡１２の挿入部２２の先端部及びその周辺を拡大して示した平面図である。なお、図２では、図示の都合上、後述のバルーン３７を破線にて図示している。図３は、超音波内視鏡１２の挿入部２２の先端部４０を図２に図示のＩ−Ｉ断面にて切断したときの断面を示す断面図である。図４は、超音波内視鏡１２内に設けられた送気送水用及び吸引用の管路を示す図であり、超音波内視鏡１２の模式的な断面図である。なお、図４では、各管路を容易に区別できるようにするために、管路以外の部分（中空部を含む）を斜線で表示している。

超音波診断装置１０は、超音波内視鏡システムであり、超音波を用いて、被検体である患者の体内の観察対象部位の状態を観察（以下、超音波診断とも言う。）するために用いられる。ここで、観察対象部位は、患者の体表側（外側）からは検査が困難な部位であり、例えば胆嚢又は膵臓である。超音波診断装置１０を用いることにより、患者の体腔である食道、胃、十二指腸、小腸、及び大腸等の消化管を経由して、観察対象部位の状態及び異常の有無を超音波診断することが可能である。

超音波診断装置１０は、図１に示すように、超音波内視鏡１２と、超音波用プロセッサ装置１４と、内視鏡用プロセッサ装置１６と、光源装置１８と、モニタ２０と、操作卓１００とを有する。また、図１及び図４に示すように、超音波診断装置１０の付属機器として、送水タンク２１ａ、吸引ポンプ２１ｂ及び送気ポンプ２１ｃが設けられている。さらに、図４に示すように、超音波内視鏡１２内には、水及び気体の流路となる管路が形成されている。

超音波内視鏡１２は、内視鏡スコープであり、患者の体腔内に挿入される挿入部２２と、医師又は技師等の術者（ユーザ）によって操作される操作部２４と、を有する。挿入部２２の先端部４０には、図２及び図３に示すように、複数の超音波振動子４８を備える超音波振動子ユニット４６が取り付けられている。

超音波内視鏡１２の機能により、術者は、患者の体腔内壁の内視鏡画像と、観察対象部位の超音波画像とを取得することができる。内視鏡画像は、患者の体腔内壁を光学的手法によって撮影することで得られる画像である。超音波画像は、患者の体腔内から観察対象部位に向かって送信された超音波の反射波（エコー）を受信し、その受信信号を画像化することで得られる画像である。なお、超音波内視鏡１２については、後の項で詳しく説明する。

超音波用プロセッサ装置１４は、図１に示すように、ユニバーサルコード２６及びその端部に設けられた超音波用コネクタ３２ａを介して超音波内視鏡１２に接続される。超音波用プロセッサ装置１４は、超音波内視鏡１２の超音波振動子ユニット４６を制御して超音波振動子ユニット４６に超音波を送信させる。また、超音波用プロセッサ装置１４は、超音波の反射波（エコー）を超音波振動子ユニット４６が受信したときの受信信号を画像化して超音波画像を生成する。なお、超音波用プロセッサ装置１４については、後の項で詳しく説明する。

内視鏡用プロセッサ装置１６は、図１に示すように、ユニバーサルコード２６及びその端部に設けられた内視鏡用コネクタ３２ｂを介して超音波内視鏡１２に接続される。内視鏡用プロセッサ装置１６は、超音波内視鏡１２（詳しくは、後述する固体撮像素子８６）によって撮像された観察対象隣接部位の画像データを取得し、取得した画像データに対して所定の画像処理を施して内視鏡画像を生成する。なお、観察対象隣接部位とは、患者の体腔内壁のうち、観察対象部位と隣り合う位置にある部分である。

光源装置１８は、図１に示すように、ユニバーサルコード２６及びその端部に設けられた光源用コネクタ３２ｃを介して超音波内視鏡１２に接続される。光源装置１８は、超音波内視鏡１２を用いて観察対象隣接部位を撮像する際に、赤光、緑光及び青光の三原色光からなる白色光又は特定波長光を照射する。光源装置１８が照射した光は、ユニバーサルコード２６に内包されたライトガイド（不図示）を通じて超音波内視鏡１２内を伝搬し、超音波内視鏡１２（詳しくは、後述する照明窓８８）から出射される。これにより、観察対象隣接部位が光源装置１８からの光によって照らされる。

なお、本実施形態では、超音波用プロセッサ装置１４及び内視鏡用プロセッサ装置１６が、別々に設けられた二台の装置（コンピュータ）によって構成されている。ただし、これに限定されるものではなく、一台の装置によって超音波用プロセッサ装置１４及び内視鏡用プロセッサ装置１６の双方が構成されてもよい。

モニタ２０は、図１に示すように、超音波用プロセッサ装置１４及び内視鏡用プロセッサ装置１６に接続されており、超音波用プロセッサ装置１４により生成された超音波画像、及び内視鏡用プロセッサ装置１６により生成された内視鏡画像を表示する。超音波画像及び内視鏡画像の表示に関して言うと、いずれか一方の画像を切り替えてモニタ２０に表示してもよく、両方の画像を同時に表示してもよい。また、これらの表示方式を任意に選択及び変更できる構成であってもよい。
なお、本実施形態では、一台のモニタ２０に超音波画像及び内視鏡画像を表示するが、超音波画像表示用のモニタと、内視鏡画像表示用のモニタとが別々に設けられてもよい。また、モニタ２０以外の表示形態、例えば、術者が携帯する個人用端末のディスプレイに超音波画像及び内視鏡画像を表示する形態であってもよい。

操作卓１００は、術者が超音波診断に際して必要な情報を入力したり、術者が超音波用プロセッサ装置１４に対して超音波診断の開始指示を行ったりするために設けられた入力装置である。操作卓１００は、例えば、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド及びタッチパネルによって構成されている。操作卓１００が操作されると、その操作内容に応じて超音波用プロセッサ装置１４のＣＰＵ１５２が装置各部（例えば、後述の受信回路１４２及び送信回路１４４）を制御する。

具体的に説明すると、術者は、超音波診断を開始する前段階で、検査情報（例えば、年月日及びオーダ番号を含む検査オーダ情報、及び、患者ＩＤ及び患者名を含む患者情報）を操作卓１００にて入力する。検査情報の入力完了後、術者が操作卓１００を通じて超音波診断の開始を指示すると、超音波用プロセッサ装置１４のＣＰＵ１５２が、入力された検査情報に基づいて超音波診断が実施されるように超音波用プロセッサ装置１４各部を制御する。

また、術者は、超音波診断の実施に際して、各種の制御パラメータを操作卓１００にて設定することが可能である。制御パラメータとしては、例えば、ライブモード及びフリーズモードの選択結果、表示デプス（深度）の設定値、及び、超音波画像生成モードの選択結果等が挙げられる。
ここで、「ライブモード」は、所定のフレームレートにて得られる超音波画像（動画像）を逐次表示（リアルタイム表示）するモードである。「フリーズモード」は、過去に取得した１フレーム分の超音波画像（静止画像）を、後述のシネメモリ１５０から読み出して表示するモードである。

本実施形態において選択可能な超音波画像生成モードは、複数存在し、具体的には、Ｂ（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）モード、ＣＦ（Ｃｏｌｏｒ Ｆｌｏｗ）モード及びＰＷ（Ｐｕｌｓｅ Ｗａｖｅ）モードである。Ｂモードは、超音波エコーの振幅を輝度に変換して断層画像を表示するモードである。ＣＦモードは、平均血流速度、フロー変動、フロー信号の強さ又はフローパワー等を様々な色にマッピングしてＢモード画像に重ねて表示するモードである。ＰＷモードは、パルス波の送受信に基づいて検出される超音波エコー源の速度（例えば、血流速度）を表示するモードである。
なお、上述した超音波画像生成モードは、あくまでも一例であり、上述した３種類のモード以外のモード、例えば、Ａ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）モード及びＭ（Ｍｏｔｉｏｎ）モード等が更に含まれてもよい。

以上のように構成された超音波診断装置１０は、電源投入後に、検査情報を入力する入力ステップと、超音波診断を行う診断ステップと、超音波診断準備等のために待機する待機ステップと、を実施する。超音波診断装置１０の起動時には、先ず、入力ステップが実施される。入力ステップでは、術者が操作卓１００を操作することにより、上述した検査情報の入力が行われる。検査情報の入力終了後、術者が操作卓１００によって超音波診断の開始を指示すると、診断ステップが開始される。また、検索情報の入力が終了してから超音波診断の開始指示があるまでの間は、待機ステップが実施される。

また、入力ステップの実施後には、超音波診断装置１０の動作モード（以下、単に動作モードと言う。）の設定がなされる。本実施形態において、動作モードは、第一モード及び第二モードを含んでおり、超音波診断装置１０は、いずれか一方のモードに従って動作する。第一モードは、通常の手順にて超音波診断を実施するモードである。第二モードは、超音波診断を実施する一方で、超音波診断の実施期間以外の期間（以下、非診断期間と言う。）に後述の分極処理を実施するモードである。

＜＜超音波内視鏡の構成＞＞
次に、超音波内視鏡１２の構成について図１乃至４を参照しながら説明する。超音波内視鏡１２は、挿入部２２及び操作部２４を有する。挿入部２２は、図１に示すように先端側（自由端側）から順に、先端部４０、湾曲部４２及び軟性部４３を備える。先端部４０には、図２に示すように超音波観察部３６及び内視鏡観察部３８が設けられている。

また、図２に示すように、先端部４０には処置具導出口４４が設けられている。処置具導出口４４は、鉗子、穿刺針、若しくは高周波メス等の処置具（不図示）の出口となり、且つ、血液及び体内汚物等の吸引物を吸引する際の吸引口にもなる。

さらに、図１及び図２等に示すように、先端部４０において、超音波振動子ユニット４６を覆う位置にバルーン３７が着脱自在に装着されている。このバルーン３７は、膨張及び収縮可能な袋体であり、超音波振動子ユニット４６とともに患者の体腔内に配置され、体腔内で膨張及び収縮する。
なお、バルーン３７については、後の項で詳しく説明する。

湾曲部４２は、挿入部２２において先端部４０よりも基端側（超音波振動子ユニット４６が設けられている側とは反対側）に設けられた部分であり、湾曲自在である。軟性部４３は、湾曲部４２と操作部２４との間を連結している部分であり、可撓性を有し、細長く延びた状態で設けられている。

挿入部２２及び操作部２４の各々の内部には、図４に示すように送気送水用の管路及び吸引用の管路が、それぞれ複数形成されている。さらに、図３及び図４に示すように、挿入部２２及び操作部２４の各々の内部には、一端が処置具導出口４４に通じる処置具チャンネル４５が形成されている。

次に、超音波内視鏡１２の構成要素のうち、超音波観察部３６、内視鏡観察部３８、バルーン３７、送気送水用及び吸引用の管路、並びに操作部２４に関して詳しく説明する。

（超音波観察部）
超音波観察部３６は、超音波画像を取得するために設けられた部分であり、挿入部２２の先端部４０において先端側に配置されている。超音波観察部３６は、図３に示すように超音波振動子ユニット４６と、複数の同軸ケーブル５６と、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）６０とを備える。

超音波振動子ユニット４６は、超音波探触子（プローブ）に相当し、患者の体腔内（被検体の内部）において超音波を送受信する。具体的に説明すると、超音波振動子ユニット４６は、複数の超音波振動子４８のうちの駆動対象振動子が駆動することにより、超音波を送受信する。駆動対象振動子とは、超音波診断時に実際に駆動（振動）して超音波を発し、その反射波（エコー）を受信したときに電気信号である受信信号を出力する超音波振動子４８である。
なお、本実施形態では、超音波振動子ユニット４６が内視鏡と一体化されており、内視鏡とともに患者の体腔内に挿入されることになっているが、これに限定されるものではない。例えば、超音波振動子ユニット４６が内視鏡とは分離しており、内視鏡とは別に患者の体腔内に挿入されるものであってもよい。

本実施形態に係る超音波振動子ユニット４６は、図３に示すように複数の超音波振動子４８が円弧状に配置されたコンベックス型の探触子であり、放射状（円弧状）に超音波を送信する。ただし、超音波振動子ユニット４６の種類（型式）については特に限定されるものではなく、超音波を送受信できるものであれば他の種類でもよく、例えば、セクタ型、リニア型及びラジアル型等であってもよい。

超音波振動子ユニット４６は、図３に示すようにバッキング材層５４と、超音波振動子アレイ５０と、音響整合層７６と、音響レンズ７８とを積層させることで構成されている。

超音波振動子アレイ５０は、一次元アレイ状に配列された複数の超音波振動子４８（超音波トランスデューサ）からなる。より詳しく説明すると、超音波振動子アレイ５０は、Ｎ個（例えばＮ＝１２８）の超音波振動子４８が先端部４０の軸線方向（挿入部２２の長手軸方向）に沿って凸湾曲状に等間隔で配列されることで構成されている。なお、超音波振動子アレイ５０は、複数の超音波振動子４８を二次元アレイ状に配置したものであってもよい。

Ｎ個の超音波振動子４８の各々は、圧電素子である単結晶振動子の両面に電極を配置することで構成されている。単結晶振動子としては、水晶、ニオブ酸リチウム、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）、亜鉛ニオブ酸鉛（ＰＺＮ）、インジウムニオブ酸鉛（ＰＩＮ）、チタン酸鉛（ＰＴ）、タンタル酸リチウム、ランガサイト、酸化亜鉛、マグネシウムニオブ酸鉛−チタン酸鉛（ＰＭＮ−ＰＴ）、及び亜鉛ニオブ酸鉛−チタン酸鉛（ＰＺＮ−ＰＴ）などが用いられる。
電極は、複数の超音波振動子４８の各々に対して個別に設けられた個別電極（不図示）と、複数の超音波振動子４８に共通のグランド電極（不図示）とからなる。また、電極は、同軸ケーブル５６及びＦＰＣ６０を介して超音波用プロセッサ装置１４と電気的に接続される。

なお、本実施形態に係る超音波振動子４８は、患者の体腔内の超音波画像を取得する理由から、７ＭＨｚ〜８ＭＨｚレベルの比較的高周波数で駆動（振動）する必要がある。そのために、超音波振動子４８を構成する圧電素子の厚みは、比較的薄く設計されており、例えば、７５〜１２５μｍであり、好ましくは９０〜１２５μｍである。

各超音波振動子４８には、パルス状の駆動電圧が、入力信号として超音波用プロセッサ装置１４から同軸ケーブル５６を通じて供給される。この駆動電圧が超音波振動子４８の電極に印加されると、圧電素子が伸縮して超音波振動子４８が駆動（振動）する。この結果、超音波振動子４８からパルス状の超音波が出力される。このとき、超音波振動子４８から出力される超音波の振幅は、その超音波振動子４８が超音波を出力した際の強度（出力強度）に応じた大きさとなっている。ここで、出力強度は、超音波振動子４８から出力された超音波の音圧の大きさとして定義される。

また、各超音波振動子４８は、超音波の反射波（エコー）を受信すると、これに伴って振動（駆動）し、各超音波振動子４８の圧電素子が電気信号を発生する。この電気信号は、超音波の受信信号として各超音波振動子４８から超音波用プロセッサ装置１４に向けて出力される。このとき、超音波振動子４８から出力される電気信号の大きさ（電圧値）は、その超音波振動子４８が超音波を受信した際の受信感度に応じた大きさとなっている。ここで、受信感度は、超音波振動子４８が送信する超音波の振幅に対する、その超音波振動子４８が超音波を受信して出力した電気信号の振幅の比として定義される。

本実施形態では、Ｎ個の超音波振動子４８をマルチプレクサ１４０などの電子スイッチで順次駆動させることで、超音波振動子アレイ５０が配された曲面に沿った走査範囲、例えば曲面の曲率中心から数十ｍｍ程度の範囲で超音波が走査される。より詳しく説明すると、例えば超音波画像としてＢモード画像（断層画像）を取得する場合には、マルチプレクサ１４０のチャンネル選択により、Ｎ個の超音波振動子４８のうち、連続して並ぶｍ個（例えば、ｍ＝２／Ｎ）の駆動対象振動子に駆動電圧が供給される。これにより、ｍ個の駆動対象振動子の各々が駆動し、各駆動対象振動子から超音波が開口から出力される。出力されたｍ個の超音波は、直後に合成され、その合成波（超音波ビーム）が観察対象部位に向けて送信される。その後、ｍ個の駆動対象振動子の各々は、観察対象部位にて反射された超音波（エコー）を受信し、その時点での受信感度に応じた電気信号（受信信号）を出力する。

上記一連の工程（すなわち、駆動電圧の供給、超音波の送受信、及び電気信号の出力）は、マルチプレクサ１４０での開口チャンネルを切り替えて駆動対象振動子の位置を１つずつ（１個の超音波振動子４８ずつ）ずらしながら繰り返し行われる。例えば、１フレーム分のＢモード画像を取得するにあたり、上記一連の工程（以下、便宜的にパスと言う。）は、Ｎ個の超音波振動子４８のうち、一端側の超音波振動子４８から他端側の超音波振動子４８に向かって計Ｎ回繰り返され、各パスによってＢモード画像を構成する各画像片が形成される。ここで、画像片とは、略扇状のＢモード画像をその外縁である円弧に沿ってＮ等分したものである。

バッキング材層５４は、超音波振動子アレイ５０を裏側（音響整合層７６とは反対側）から支持する。また、バッキング材層５４は、超音波振動子４８から発せられた超音波、若しくは観察対象部位にて反射された超音波（エコー）のうち、超音波振動子アレイ５０の裏側に伝播した超音波を減衰させる機能を有する。なお、バッキング材は、硬質ゴム等の剛性を有する材料からなり、超音波減衰材（フェライト及びセラミックス等）が適量添加されている。

音響整合層７６は、患者の人体と駆動対象振動子との間の音響インピーダンス整合をとるために設けられたものである。音響整合層７６は、超音波振動子アレイ５０（つまり、複数の超音波振動子４８）の外側に配置され、厳密には、超音波振動子アレイ５０の上に重ねられている。音響整合層７６が設けられていることにより、超音波の透過率を高めることが可能となる。音響整合層７６の材料としては、音響インピーダンスの値が超音波振動子４８の圧電素子に比して、より患者の人体のものの値に近い様々な有機材料を用いることができる。音響整合層７６の材料としては、具体的にはエポキシ系樹脂、シリコンゴム、ポリイミド及びポリエチレン等が挙げられる。

音響整合層７６上に重ねられた音響レンズ７８は、駆動対象振動子から発せられる超音波を観察対象部位に向けて収束させるためのものである。なお、音響レンズ７８は、例えば、シリコン系樹脂（ミラブル型シリコンゴム（ＨＴＶゴム）、液状シリコンゴム（ＲＴＶゴム）等）、ブタジエン系樹脂、及びポリウレタン系樹脂等からなり、必要に応じて酸化チタン、アルミナ若しくはシリカ等の粉末が混合される。

なお、駆動対象振動子から送信された超音波の一部は、音響インピーダンスの違いにより、音響レンズ７８の境界位置にて反射する。このため、超音波振動子４８は、音響レンズ７８の境界位置にて反射した超音波を受信し、その受信信号を出力することになる。この結果、超音波画像（詳しくは、断層画像）には、音響レンズ７８の境界が映り込むことになる（例えば、図１２参照）。

ＦＰＣ６０は、各超音波振動子４８が備える電極と電気的に接続される。複数の同軸ケーブル５６の各々は、その一端にてＦＰＣ６０に配線されている。超音波内視鏡１２が超音波用コネクタ３２ａを介して超音波用プロセッサ装置１４に接続されると、各同軸ケーブル５６は、その他端（ＦＰＣ６０側とは反対側）にて超音波用プロセッサ装置１４と電気的に接続される。

さらに、超音波内視鏡１２は、内視鏡側メモリ５８（図７参照）を備えている。内視鏡側メモリ５８には、超音波診断時に駆動対象振動子が駆動した駆動時間が記憶される。より厳密に説明すると、内視鏡側メモリ５８には、超音波診断装置１０の動作モードが第一モードになってからの駆動対象振動子の駆動時間（厳密には、述べ駆動時間）が記憶される。
なお、本実施形態では、術者が超音波診断の開始指示を行ってから超音波診断が終了するまでの時間（より詳しくは、ライブモードで超音波診断が実施された時間）を駆動時間として取り扱うこととする。ただし、これに限定されるものではなく、実際に駆動対象振動子に対して駆動電圧を供給した時間を駆動時間としてもよい。

超音波内視鏡１２が超音波用プロセッサ装置１４と接続された状態では、超音波用プロセッサ装置１４のＣＰＵ１５２が内視鏡側メモリ５８にアクセスし、内視鏡側メモリ５８に記憶された駆動時間を読み取ることが可能である。また、超音波用プロセッサ装置１４のＣＰＵ１５２は、内視鏡側メモリ５８に記憶された駆動時間を初期値に書き換えたり（すなわち、クリアしたり）、超音波診断の実施に伴って駆動時間が増えた場合には新たな駆動時間に更新したりする。

（内視鏡観察部）
内視鏡観察部３８は、内視鏡画像を取得するために設けられた部分であり、挿入部２２の先端部４０において超音波観察部３６よりも基端側に配置されている。内視鏡観察部３８は、図２及び図３に示すように観察窓８２、対物レンズ８４、固体撮像素子８６、照明窓８８、洗浄ノズル９０及び配線ケーブル９２等によって構成されている。

観察窓８２は、挿入部２２の先端部４０において軸線方向（挿入部２２の長手軸方向）に対して斜めに傾けられた状態で取り付けられている。観察窓８２から入射されて観察対象隣接部位にて反射された光は、対物レンズ８４で固体撮像素子８６の撮像面に結像される。

固体撮像素子８６は、観察窓８２及び対物レンズ８４を透過して撮像面に結像された観察対象隣接部位の反射光を光電変換して、撮像信号を出力する。固体撮像素子８６としては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）、及びＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：相補形金属酸化膜半導体）等が利用可能である。固体撮像素子８６で出力された撮像画像信号は、挿入部２２から操作部２４まで延設された配線ケーブル９２を経由して、ユニバーサルコード２６により内視鏡用プロセッサ装置１６に伝送される。

照明窓８８は、図２に示すように観察窓８２の両脇位置に設けられている。照明窓８８には、ライトガイド（不図示）の出射端が接続されている。ライトガイドは、挿入部２２から操作部２４まで延設され、その入射端は、ユニバーサルコード２６を介して接続された光源装置１８に接続されている。光源装置１８で発せられた照明光は、ライトガイドを伝わり、照明窓８８から観察対象隣接部位に向けて照射される。

洗浄ノズル９０は、観察窓８２及び照明窓８８の表面を洗浄するために挿入部２２の先端部４０に形成された噴出孔であり、洗浄ノズル９０からは、空気又は洗浄用液体が観察窓８２及び照明窓８８に向けて噴出される。なお、本実施形態において、洗浄ノズル９０から噴出される洗浄用液体は、水、特に脱気水である。ただし、洗浄用液体については、特に限定されるものではなく、他の液体、例えば、通常の水（脱気されていない水）であってもよい。

（バルーン）
バルーン３７は、膨縮自在な筒状のゴム材からなり、挿入部２２の先端部４０の外周面において超音波振動子ユニット４６を覆う位置に配置されている。具体的に説明すると、バルーン３７の開口端には伸縮自在な止着リング３９が形成されている。先端部４０の外面には、止着リング３９の位置に合わせて円環状の嵌合溝４１が形成されている。止着リング３９の直径は、嵌合溝４１の直径よりも僅かに短くなっている。そして、止着リング３９を嵌合溝４１に嵌合させると、バルーン３７が先端部４０の外周面に圧着するようになる。

バルーン３７は、その内部に超音波伝達媒体が注入されることで膨張する。また、挿入部２２の先端部４０が患者の体腔内に挿入された状態でバルーン３７が膨張すると、バルーン３７は、体腔内壁（例えば、観察対象隣接部位の周辺）に当接する。これにより、超音波振動子ユニット４６と体腔内壁との間から空気が排除されるようになり、空気中での超音波及びその反射波（エコー）の減衰を防止することが可能となる。

本実施形態において、超音波伝達媒体は、液状媒体であり、具体的には水（厳密には、脱気水）である。ただし、超音波伝達媒体については、特に限定されるものではなく、超音波を良好に伝達させ得る液状媒体であれば制限なく利用可能である。

また、超音波伝達媒体である脱気水は、挿入部２２の先端部４０において超音波振動子ユニット４６付近に形成された送水口４７を通じてバルーン３７内に注水される。これにより、バルーン３７が膨張する。一方、患者の体腔内から挿入部２２を引き出す際には、バルーン３７内の脱気水を送水口４７から吸引することにより、バルーン３７の内部から脱気水を排水してバルーン３７を収縮させる。

なお、バルーン３７の膨張及び収縮は、患者の体内に超音波内視鏡１２が挿入された状態で繰り返し行われる場合がある。例えば、観察対象部位を変えて超音波診断を実施する場合には、超音波内視鏡１２を体腔内に挿入したままの状態で超音波内視鏡１２の挿入量を変えたり超音波内視鏡１２の操作部２４を操作したりして、超音波振動子ユニット４６が接触する部位（すなわち、観察対象隣接部位）を変えることになる。この場合、膨張状態のバルーン３７をいったん収縮させ、新たな観察対象隣接部位に超音波振動子ユニット４６を接触させてから、バルーン３７を再度膨張させることになる。

また、駆動対象振動子から送信された超音波の一部は、音響インピーダンスの違いによりバルーン３７にて反射する。このため、駆動対象振動子は、バルーン３７にて反射した超音波を受信し、その受信信号を出力することになる。この結果、超音波画像（詳しくは、断層画像）には、バルーン３７が映り込むことになる（例えば、図１２参照）。

（送気送水用及び吸引用の管路）
送気送水用及び吸引用の管路について説明するにあたり、超音波診断装置１０が備える送気送水用及び吸引用の設備、具体的には送水タンク２１ａ、吸引ポンプ２１ｂ及び送気ポンプ２１ｃについて説明する。

送水タンク２１ａは、脱気水を貯留するタンクである。なお、脱気水は、洗浄ノズル９０から噴出される洗浄用液体として用いられると共に、バルーン３７内に注水される超音波伝達媒体としても用いられる。ただし、これに限定されるものではなく、洗浄用液体と超音波伝達媒体とを分けて用意し、それぞれを別々のタンクに貯留してもよい。

吸引ポンプ２１ｂは、処置具導出口４４を通じて体腔内の吸引物（洗浄用に供給された脱気水を含む）を吸引する。送気ポンプ２１ｃは、所定の送気先に空気を送気する。送気ポンプ２１ｃによって送られる空気の送気先については、切り替え可能であり、例えば、洗浄ノズル９０を通じて患者の体腔内に送気することが可能である。また、送気ポンプ２１ｃから送水タンク２１ａ内に送気することも可能である。この場合には送水タンク２１ａ内が加圧され、加圧されたタンク内圧力を利用して送水タンク２１ａ内の脱気水をバルーン３７内に送水することができる。
なお、吸引ポンプ２１ｂ及び送気ポンプ２１ｃは、超音波診断装置１０の起動中、常時作動する。

次に、挿入部２２及び操作部２４の各々の内部に設けられた管路について図４を参照しながら説明する。挿入部２２及び操作部２４内には、図４に示すように、処置具チャンネル４５と送気送水管路６２とバルーン管路６３とが設けられている。

処置具チャンネル４５は、操作部２４に設けられた処置具挿入口３０と処置具導出口４４との間を連絡している。また、処置具チャンネル４５からは吸引管路６４が分岐している。吸引管路６４は、操作部２４に設けられた吸引ボタン２８ｂに接続している。送気送水管路６２は、その一端側で洗浄ノズル９０に通じており、他端側では送気管路６５と送水管路６６とに分岐している。送気管路６５及び送水管路６６は、操作部２４に設けられた送気送水ボタン２８ａに接続している。

バルーン管路６３は、その一端側が送水口４７に接続されていてバルーン３７内部と連通しており、他端側ではバルーン送水管路６７とバルーン排水管路６８とに分岐している。バルーン送水管路６７は、送気送水ボタン２８ａに接続しており、バルーン排水管路６８は、吸引ボタン２８ｂに接続している。

また、図４に示すように、送気送水ボタン２８ａには、送気管路６５、送水管路６６、及びバルーン送水管路６７のほかに、送気ポンプ２１ｃに通じる送気源管路６９の一端と、送水タンク２１ａに通じる送水源管路７０の一端とが接続されている。送気源管路６９の他端は、光源用コネクタ３２ｃ内で分岐管路７１によって分岐されている。分岐管路７１は、送水タンク２１ａの入口に接続されている。また、送水源管路７０の他端は、分岐管路７１内を通って送水タンク２１ａ内に挿入されている。そして、分岐管路７１を介して送気ポンプ２１ｃからの送気により、送水タンク２１ａの内部圧力が上昇すると、送水タンク２１ａ内の水（脱気水）が送水源管路７０へ送水される。

吸引ボタン２８ｂには、吸引管路６４及びバルーン排水管路６８のほかに、吸引ポンプ２１ｂに通じる吸引源管路７２の一端が接続されている。

（操作部）
操作部２４は、超音波診断開始時、診断中及び診断終了時等に術者によって操作される部分であり、その一端にはユニバーサルコード２６の一端が接続されている。操作部２４は、図１に示すように送気送水ボタン２８ａ、吸引ボタン２８ｂ、一対のアングルノブ２９及び処置具挿入口（鉗子口）３０を有する。

一対のアングルノブ２９の各々を回動すると、湾曲部４２が遠隔的に操作されて湾曲変形する。この変形操作により、超音波観察部３６及び内視鏡観察部３８が設けられた挿入部２２の先端部４０を所望の方向に向けることができる。処置具挿入口３０は、鉗子等の処置具（不図示）を挿通するために形成された孔であり、処置具チャンネル４５を介して処置具導出口４４と連絡している。処置具挿入口３０に挿入された処置具は、処置具チャンネル４５を通過した後に処置具導出口４４から体腔内に導入される。

送気送水ボタン２８ａ及び吸引ボタン２８ｂは、２段切り替え式の押しボタンであり、挿入部２２及び操作部２４の各々の内部に設けられた管路の開閉を切り替えるために操作される。特に、本実施形態では、送気送水ボタン２８ａ及び吸引ボタン２８ｂを操作することで、バルーン３７を膨張又は収縮させることができる。換言すると、送気送水ボタン２８ａ及び吸引ボタン２８ｂは、バルーン３７を膨張又は収縮させる際に術者によって操作される押しボタンである。

以下、送気送水ボタン２８ａ及び吸引ボタン２８ｂの各々の詳細構成について図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、吸引ボタン２８ｂの断面図である。図６は、送気送水ボタン２８ａの断面図である。なお、送気送水ボタン２８ａの構成は、吸引ボタン２８ｂの構成と類似しているため、図６に図示した送気送水ボタン２８ａの構成部品のうち、吸引ボタン２８ｂが有する部品と同じ部品には、吸引ボタン２８ｂが有する部品と同一の符号が付けられている。

送気送水ボタン２８ａは、その頂部に設けられた操作キャップ１１２が操作されていないときには、送水源管路７０を遮断すると共に、送気源管路６９を操作キャップ１１２の排気孔１１０に連通される。この状態において、操作キャップ１１２に形成された排気孔１１０が術者の指等によって塞がれると（図６参照）、送気源管路６９と送気管路６５とが連通する。これにより、送気管路６５へ空気が送られて洗浄ノズル９０から空気が噴出される。

また、送気送水ボタン２８ａは、操作キャップ１１２が半押し操作（一段階操作）されたときに、送気源管路６９を遮断すると共に、送水源管路７０を送水管路６６のみに連通させる。これにより、送水源管路７０から送られる脱気水が送水管路６６を流れて洗浄ノズル９０から噴出される。また、送気送水ボタン２８ａは、操作キャップ１１２が全押し操作（二段階操作）されたときに、送気源管路６９の遮断が継続された状態で、送水源管路７０をバルーン送水管路６７のみに連通させる。これにより、送水源管路７０から送られる脱気水がバルーン送水管路６７を流れてバルーン３７内へ送水される。

吸引ボタン２８ｂは、その頂部に設けられた操作キャップ１１２が操作されていないときは、吸引源管路７２を大気に連通させる。また、吸引ボタン２８ｂは、操作キャップ１１２が半押し操作（一段階操作）されたとき、吸引源管路７２を吸引管路６４のみに連通させる。これにより、吸引管路６４及び処置具チャンネル４５の負圧吸引力が上昇し、処置具導出口４４から吸引物が吸引される。また、吸引ボタン２８ｂは、操作キャップ１１２が全押し操作（二段階操作）されたとき、吸引源管路７２をバルーン排水管路６８のみに連通させる。これにより、バルーン排水管路６８及びバルーン管路６３の負圧吸引力が上昇し、バルーン３７内の水が排水される。

吸引ボタン２８ｂは、図５に示すように、シリンダ１１４内にピストン１１６がスライド自在に収容され、シリンダ１１４に設けられたシリンダキャップ１１８によってピストン１１６が位置決めされるように構成されている。シリンダ１１４には、吸引管路６４、バルーン排水管路６８、及び吸引源管路７２が接続されている。また、シリンダ１１４内には、その軸方向に延びたシリンダ管路１２０が形成されている。シリンダ管路１２０の一端は、開口端となっており、シリンダ管路１２０の他端には、吸引管路６４に通じる吸引接続口７３が設けられている。さらに、シリンダ管路１２０内には、他端側から一端側に向かって吸引源管路７２に通じる吸引源接続口７４と、バルーン排水管路６８に通じる排水接続口７５とが開口している。

ピストン１１６は、シリンダ管路１２０の一端である開口端から突出した軸先端部１２２と、シリンダ管路１２０内に常時収容される軸本体部１２４とからなる。軸先端部１２２の頂部には、押圧操作を受ける操作キャップ１１２が固定されている。軸本体部１２４には、その軸後端面に形成された後端面開口１２６と、側面に形成された側面開口１２８と、後端面開口１２６及び側面開口１２８を連通する内部管路１３０とが設けられている。側面開口１２８は、操作キャップ１１２が半押し操作されたときに吸引源接続口７４と略対向する位置に形成されている。また、軸本体部１２４の側面において、側面開口１２８よりも軸先端部１２２により近い部分には、環状の周溝１３２が形成されている。周溝１３２は、操作キャップ１１２が全押し操作されたときに排水接続口７５及び吸引源接続口７４と略対向する位置に形成されている。

ピストン１１６は、操作キャップ１１２が押圧操作されていないときの位置（以下、非押圧位置）と、操作キャップ１１２が全押し操作されたときの位置（以下、全押し位置）との間でスライド移動する。そして、ピストン１１６が非押圧位置にあるとき、吸引源接続口７４と吸引接続口７３との連通を遮断し、且つ、吸引源接続口７４と排水接続口７５との連通を遮断する遮断状態にある。また、ピストン１１６は、全押し位置に至ると、周溝１３２により吸引源接続口７４に対して排水接続口７５のみを連通されるバルーン排水状態となる。バルーン排水状態時には、排水接続口７５が吸引源接続口７４と連通することで、吸引源管路７２がバルーン排水管路６８及びバルーン管路６３と連通する。そして、吸引源管路７２からバルーン管路６３に至る範囲で負圧吸引力が上昇して、バルーン３７内から脱気水が排水されてバルーン３７が収縮する。バルーン３７から排水された脱気水は、超音波内視鏡１２の外へ排出される。また、ピストン１１６は、操作キャップ１１２が半押し操作されたとき、非押圧位置と全押し位置との間に位置する半押し位置に移動する。この際、ピストン１１６は、内部管路１３０によって吸引源接続口７４に吸引接続口７３のみを連通させる吸引状態になる。

また、ピストン１１６は、シリンダキャップ１１８内に設けられた２つのコイルバネ１３４ａ、１３４ｂによって操作キャップ１１２側に付勢される。これにより、ピストン１１６は、操作キャップ１１２が操作されていないときには、非押圧位置で維持される。また、ピストン１１６を非押圧位置から半押し位置へ移動させるとき、ピストン１１６を全押し位置へ更に移動させるときには、コイルバネ１３４ａ、１３４ｂの付勢力に抗して操作キャップ１１２を押圧することになる。ここで、ピストン１１６は、非押圧位置から半押し位置までの範囲にある間には、２つのコイルバネ１３４ａ、１３４ｂの一方のみから付勢され、半押し位置から全押し位置までの範囲にある間には、２つのコイルバネ１３４ａ、１３４ｂの双方から付勢される。このため、ピストン１１６を非押圧位置から全押し位置に移動させる途中、具体的には、ピストン１１６が半押し位置に至った際に、ピストン１１６に掛かる付勢力が変わる。これにより、ピストン１１６が半押し位置に至った時点で操作キャップ１１２を一時停止させることが可能となる。

また、シリンダ管路１２０内の吸引接続口７３側の端部（後端部）には、図５に示すように検知器１３９ａが配置されている。この検知器１３９ａは、バルーン３７を収縮させるための操作（すなわち、全押し操作）が吸引ボタン２８ｂにて行われたことを検知する。具体的に説明すると、検知器１３９ａは、ピストン１１６が全押し位置に至ったときにピストン１１６と接触し、その際に検知信号を超音波用プロセッサ装置１４のＣＰＵ１５２に向けて出力する。

送気送水ボタン２８ａは、図６に示すように、シリンダ１１４と、シリンダ１１４内に収容されたピストン１１６と、ピストン１１６の先端に取り付けられた操作キャップ１１２と、シリンダ１１４に取り付けられるシリンダキャップ１１８とを有する。シリンダ１１４は、有底筒状に形成されており、シリンダ管路１２０を有する。シリンダ管路１２０には、送気管路６５との接続口１２１ａ、送気源管路６９との接続口１２１ｂ、送水管路６６との接続口１２１ｃ、送水源管路７０との接続口１２１ｄ、及びバルーン送水管路６７との接続口１２１ｅが設けられている。
送気送水ボタン２８ａの操作キャップ１１２には排気孔１１０が形成されており、排気孔１１０は、ピストン１１６の貫通穴１３６と連通している。

送気送水ボタン２８ａのピストン１１６は、吸引ボタン２８ｂの場合と同様に操作キャップ１１２が操作されることで移動し、非押圧位置、半押し位置及び全押し位置に変位する。ピストン１１６が非押圧位置にあるときには、送気ポンプ２１ｃからの空気が操作キャップ１１２の排気孔１１０から排出される。このとき、図６に示すように排気孔１１０が指等によって塞がれると、送気管路６５から送られてくる空気がピストン１１６内に滞留し、これによってピストン１１６内の圧力が上昇する。この結果、ピストン１１６の、操作キャップ１１２とは反対側の端部に取り付けられた逆止弁１３８が開き、ピストン１１６内の空気が送気管路６５へ送気される。

操作キャップ１１２が半押し操作されると、ピストン１１６が半押し位置に移動する。これにより、送水管路６６と送水源管路７０とが互いに接続された状態になり、ノズル送水が行われ、洗浄ノズル９０から脱気水が噴出される。このとき、送気管路６５及び送気源管路６９は遮断されている。また、操作キャップ１１２が全押し操作されると、ピストン１１６が全押し位置に移動する。これにより、バルーン送水管路６７と送水源管路７０とが互いに接続された状態になり、送水タンク２１ａに貯留された脱気水が送水源管路７０、バルーン送水管路６７、及びバルーン管路６３を経由して送水口４７からバルーン３７内に注水される。このときも、送気管路６５及び送気源管路６９は遮断されている。

また、吸引ボタン２８ｂと同様に、送気送水ボタン２８ａのシリンダ管路１２０内の吸引接続口７３側の端部にも、図６に示すように検知器１３９ｂが配置されている。この検知器１３９ｂは、バルーン３７を膨張させるための操作（すなわち、全押し操作）が送気送水ボタン２８ａにて行われたことを検知する。具体的に説明すると、検知器１３９ｂは、ピストン１１６が全押し位置に至ったときにピストン１１６と接触し、その際に検知信号を超音波用プロセッサ装置１４のＣＰＵ１５２に向けて出力する。

＜＜超音波用プロセッサ装置の構成＞＞
超音波用プロセッサ装置１４は、超音波振動子ユニット４６に超音波を送受信させ、且つ、超音波受信時に駆動対象素子が出力した受信信号に基づいて超音波画像を生成する。また、超音波用プロセッサ装置１４は、生成した超音波画像をモニタ２０に表示する。

さらに、本実施形態において、超音波用プロセッサ装置１４（厳密には、後述の分極処理部１５５）は、分極処理を実施し、Ｎ個の超音波振動子４８のうちの分極対象振動子に対して分極用電圧を供給して分極対象振動子を分極する。分極処理の実施により、超音波診断の繰り返し実施によって脱分極した超音波振動子４８を再度分極することができ、これにより、超音波振動子４８の超音波に対する受信感度を良好なレベルまで回復させることが可能となる。

超音波用プロセッサ装置１４は、図７に示すように、マルチプレクサ１４０、受信回路１４２、送信回路１４４、Ａ／Ｄコンバータ１４６、ＡＳＩＣ１４８、シネメモリ１５０、メモリコントローラ１５１、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１５２、ＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１５４、及び分極処理部１５５を有する。

受信回路１４２及び送信回路１４４は、マルチプレクサ１４０を介して超音波内視鏡１２の超音波振動子アレイ５０と電気的に接続する。マルチプレクサ１４０は、Ｎ個の超音波振動子４８の中から最大ｍ個の駆動対象振動子を選択し、そのチャンネルを開口させる。

送信回路１４４は、超音波振動子ユニット４６から超音波を送信するために、マルチプレクサ１４０により選択された駆動対象振動子に対して超音波送信用の駆動電圧を供給する回路である。駆動電圧は、パルス状の電圧信号であり、ユニバーサルコード２６及び同軸ケーブル５６を介して駆動対象振動子の電極に印加される。

受信回路１４２は、超音波（エコー）を受信した駆動対象振動子から出力される電気信号、すなわち受信信号を受信する回路である。また、受信回路１４２は、ＣＰＵ１５２から送られてくる制御信号に従って、超音波振動子４８から受信した受信信号を増幅し、増幅後の信号をＡ／Ｄコンバータ１４６に引き渡す。Ａ／Ｄコンバータ１４６は、受信回路１４２と接続しており、受信回路１４２から受け取った受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、変換後のデジタル信号をＡＳＩＣ１４８に出力する。

ＡＳＩＣ１４８は、Ａ／Ｄコンバータ１４６と接続しており、図７に示すように、位相整合部１６０、Ｂモード画像生成部１６２、ＰＷモード画像生成部１６４及びＣＦモード画像生成部１６６を構成している。
なお、本実施形態では、ＡＳＩＣ１４８等のようなハードウェア回路によって上述の機能（具体的には、位相整合部１６０、Ｂモード画像生成部１６２、ＰＷモード画像生成部１６４及びＣＦモード画像生成部１６６）を実現しているが、これに限定されるものではない。中央演算装置（ＣＰＵ）と各種データ処理を実行させるためのソフトウェア（コンピュータプログラム）とを協働させることで上記の機能を実現させてもよい。

位相整合部１６０は、Ａ／Ｄコンバータ１４６によりデジタル信号化された受信信号（受信データ）に対して遅延時間を与えて整相加算する（受信データの位相を合わせてから加算する）処理を実施する。整相加算処理により、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。

Ｂモード画像生成部１６２、ＰＷモード画像生成部１６４及びＣＦモード画像生成部１６６は、超音波振動子ユニット４６が超音波を受信した際に駆動対象振動子が出力する電気信号（厳密には、受信データを整相加算することで生成された音声信号）に基づいて、超音波画像を生成する。

Ｂモード画像生成部１６２は、患者の内部（体腔内）の断層画像であるＢモード画像を生成する画像生成部である。Ｂモード画像生成部１６２は、順次生成される音線信号に対し、ＳＴＣ（Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ Ｔｉｍｅ ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）によって、超音波の反射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す。また、Ｂモード画像生成部１６２は、補正後の音線信号に対して包絡線検波処理及びＬｏｇ（対数）圧縮処理を施して、Ｂモード画像（画像信号）を生成する。

ＰＷモード画像生成部１６４は、所定方向における血流速度を表示する画像を生成する画像生成部である。ＰＷモード画像生成部１６４は、位相整合部１６０によって順次生成される音線信号のうち、同一方向における複数の音線信号に対して高速フーリエ変換を施すことで周波数成分を抽出する。その後、ＰＷモード画像生成部１６４は、抽出した周波数成分から血流速度を算出し、算出した血流速度を表示するＰＷモード画像（画像信号）を生成する。

ＣＦモード画像生成部１６６は、所定方向における血流の情報を表示する画像を生成する画像生成部である。ＣＦモード画像生成部１６６は、位相整合部１６０によって順次生成される音線信号のうち、同一方向における複数の音線信号の自己相関を求めることで、血流に関する情報を示す画像信号を生成する。その後、ＣＦモード画像生成部１６６は、上記の画像信号をＢモード画像信号に組み込むことにより、血流に関する情報を重畳させたカラー画像としてのＣＦモード画像（画像信号）を生成する。

ＤＳＣ１５４は、ＡＳＩＣ１４８に接続されており、Ｂモード画像生成部１６２、ＰＷモード画像生成部１６４又はＣＦモード画像生成部１６６が生成した画像の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）し、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にモニタ２０に出力する。

メモリコントローラ１５１は、ＡＳＩＣ１４８に接続されており、Ｂモード画像生成部１６２、ＰＷモード画像生成部１６４又はＣＦモード画像生成部１６６が生成した画像信号をシネメモリ１５０に格納する。シネメモリ１５０は、１フレーム分又は数フレーム分の画像信号を蓄積するための容量を有する。ＡＳＩＣ１４８が生成した画像信号は、ＤＳＣ１５４に出力される一方で、メモリコントローラ１５１によってシネメモリ１５０にも格納される。フリーズモード時には、メモリコントローラ１５１がシネメモリ１５０に格納された画像信号を読み出し、ＤＳＣ１５４に出力する。これにより、フリーズモード時には、シネメモリ１５０から読み出された画像信号に基づく超音波画像（静止画像）がモニタ２０に表示されるようになる。

分極処理部１５５は、分極処理を実施するものであり、図７に示すように分極用回路１５６及び回路切り替え器１５８によって構成されている。分極用回路１５６は、分極用電圧供給部を構成しており、分極対象振動子を分極するために、分極対象振動子に対して分極用電圧を供給する。分極用電圧は、分極対象振動子（厳密には、分極対象振動子が有する圧電素子）を分極するための電圧であり、分極対象振動子が有する電極に印加されることで分極対象振動子が分極される（すなわち、分極子の方向が一方向に揃えられる）。

分極用回路１５６は、ユニバーサルコード２６及び同軸ケーブル５６を介して複数の超音波振動子４８の各々と電気的に接続される。また、本実施形態において、分極用回路１５６は、送信回路１４４とは別に設けられており、送信回路１４４が駆動対象振動子に対して駆動電圧を供給する期間以外の期間（非診断期間）に、分極対象振動子に対して分極用電圧を供給する。また、分極用電圧は、分極用回路１５６からマルチプレクサ１４０を経由して分極対象振動子に供給されるが、本実施形態においてマルチプレクサ１４０を通じて分極用電圧を同時に供給することが可能な分極対象振動子の数は、最大ｍ個である。

なお、分極用電圧は、直流電圧であってもよく、若しくは交流電圧であってもよい。また、分極用電圧が交流電圧である場合、その波形は、連続波形であってもよく、若しくはパルス波形であってもよい。また、分極用電圧の波形がパルス波形である場合、ユニポーラパルスであってもよく、若しくはバイポーラパルスであってもよい。

回路切り替え器１５８は、図７に示すように、マルチプレクサ１４０の手前位置で送信回路１４４及び分極用回路１５６の双方に接続されており、送信回路１４４及び分極用回路１５６のうち、マルチプレクサ１４０に接続させる回路を切り替えるスイッチである。回路切り替え器１５８は、通常時には送信回路１４４のみをマルチプレクサ１４０に接続させる。この状態において、駆動対象振動子に対して超音波送信用の駆動電圧が供給される。
一方、分極処理の実施時には、回路切り替え器１５８がマルチプレクサ１４０に接続させる回路を送信回路１４４から分極用回路１５６へ切り替える。この状態において、分極対象振動子に対して分極用電圧が供給される。

ＣＰＵ１５２は、超音波用プロセッサ装置１４の各部を制御する制御部として機能し、受信回路１４２、送信回路１４４、Ａ／Ｄコンバータ１４６、ＡＳＩＣ１４８、分極用回路１５６及び回路切り替え器１５８と接続しており、これらの機器を制御する。具体的に説明すると、ＣＰＵ１５２は、操作卓１００と接続しており、超音波診断時には、操作卓１００にて入力された検査情報及び制御パラメータに従って超音波用プロセッサ装置１４各部を制御する。これにより、術者によって指定された超音波画像生成モードに応じた超音波画像が取得されるようになり、特にライブモード時には一定のフレームレートにて超音波画像が随時取得される。

また、ＣＰＵ１５２は、超音波内視鏡１２が超音波用コネクタ３２ａを介して超音波用プロセッサ装置１４に接続されると、ＰｎＰ（Ｐｌｕｇ ａｎｄ Ｐｌａｙ）等の方式により超音波内視鏡１２を自動認識する。その後、ＣＰＵ１５２は、超音波内視鏡１２の内視鏡側メモリ５８にアクセスし、内視鏡側メモリ５８に記憶された駆動時間を読み取る。さらに、ＣＰＵ１５２は、超音波診断終了時に内視鏡側メモリ５８にアクセスし、内視鏡側メモリ５８に記憶された駆動時間を、直前に実施していた超音波診断の所要時間の分だけ加算した値に更新する。

なお、本実施形態では、超音波内視鏡１２側に駆動時間が記憶されることとしたが、これに限定されるものではなく、超音波用プロセッサ装置１４側に駆動時間が超音波内視鏡１２別に記憶されてもよい。

さらにまた、ＣＰＵ１５２は、動作モードが第二モードである期間中、非診断期間を利用して分極処理を分極処理部１５５に実施させる。つまり、本実施形態では、超音波診断が実施されていない期間（換言すると、駆動電圧が駆動対象振動子に対して供給される期間以外の期間）に分極処理が実施されることになっている。より詳しく説明すると、本実施形態では、バルーン３７が膨張又は収縮している間に、分極用回路１５６が分極対象振動子に対して分極用電圧を供給することになっている。

分極用電圧の大きさ（電位）及びその供給時間は、分極対象振動子の仕様（詳しくは、圧電素子の厚み及び材質等）に応じて、ＣＰＵ１５２が適当な値に設定することになっている。その後、ＣＰＵ１５２は、上記の設定値に基づいて分極処理部１５５を制御する。具体的に説明すると、ＣＰＵ１５２は、分極処理の実施に際して、超音波用プロセッサ装置１６側に記憶された条件テーブル（不図示）を参照する。条件テーブルには、超音波内視鏡１２別に設定された分極処理の実施条件（例えば、分極用電圧の電位等）が予め規定されている。そして、ＣＰＵ１５２は、条件テーブルに記載された分極処理の実施条件のうち、超音波内視鏡１２と対応する条件に則って分極処理を実施する。

＜＜超音波診断装置の動作例について＞＞
次に、超音波診断装置１０の動作例として、超音波診断に関する一連の処理（以下、診断処理とも言う。）の流れを、図８及び図９を参照しながら説明する。図８は、超音波診断装置１０を用いた診断処理の流れを示す図である。図９は、診断処理中の診断ステップの手順を示す図である。

超音波内視鏡１２が超音波用プロセッサ装置１４、内視鏡用プロセッサ装置１６及び光源装置１８に接続された状態で超音波診断装置１０各部の電源が投入されると、それをトリガーとして診断処理が開始される。診断処理では、図８に示すように、先ず入力ステップが実施される（Ｓ００１）。入力ステップでは、術者が操作卓１００を通じて検査情報及び制御パラメータ等を入力する。入力ステップが完了すると、診断開始の指示があるまで、待機ステップが実施される（Ｓ００２）。待機ステップにおいて、超音波用プロセッサ装置１４のＣＰＵ１５２が、超音波内視鏡１２の内視鏡側メモリ５８から駆動時間を読み取る（Ｓ００３）。

その後、ＣＰＵ１５２は、読み取った駆動時間が規定時間以上であるかどうかを判定する（Ｓ００４）。規定時間は、予め設定された時間であり、超音波用プロセッサ装置１４側で記録されている。なお、規定時間は、超音波内視鏡１２毎に異なっていてもよく、あるいは、超音波内視鏡１２間で共通した値であってもよい。また、術者が操作卓１００を通じて規定時間を変更することが可能な構成であってもよい。

読み取った駆動時間が規定時間未満であると判定した場合（Ｓ００４でＮｏ）、ＣＰＵ１５２は、動作モードを第一モードに設定する（Ｓ００５）。なお、本実施形態では、初期設定の段階で動作モードが第一モードに設定されていることとする。

動作モードが第一モードに設定された場合、以後のステップ（具体的には、ステップＳ００６、Ｓ００７、Ｓ００８）が通常の手順にて行われる。具体的に説明すると、術者からの診断開始指示があると（Ｓ００６でＹｅｓ）、ＣＰＵ１５２が超音波用プロセッサ装置１４各部を制御して診断ステップを実施する（Ｓ００７）。診断ステップは、図９に図示の流れに沿って進行する。詳しく説明すると、ＣＰＵ１５２は、指定された超音波画像生成モードがＢモードである場合には（Ｓ０３１でＹｅｓ）、Ｂモード画像を生成するように超音波用プロセッサ装置１４各部を制御し（Ｓ０３２）、指定された超音波画像生成モードがＣＦモードである場合には（Ｓ０３３でＹｅｓ）、ＣＦモード画像を生成するように超音波用プロセッサ装置１４各部を制御し（Ｓ０３４）、指定された超音波画像生成モードがＰＷモードである場合には（Ｓ０３５でＹｅｓ）、ＰＷモード画像を生成するように超音波用プロセッサ装置１４各部を制御する（Ｓ０３６）。

各モードによる超音波画像の生成は、診断終了条件が成立するまで繰り返し実施される（Ｓ０３７）。診断終了条件としては、例えば、術者が操作卓１００を通じて診断終了を指示すること等が挙げられる。

診断終了条件が成立すると（Ｓ０３７でＹｅｓ）、ＣＰＵ１５２は、それまで実施していた超音波診断の所要時間を、ステップ００３で内視鏡側メモリ５８から読み取った駆動時間に加算し、内視鏡側メモリ５８に記憶された駆動時間を加算後の駆動時間に更新する（Ｓ０３８）。診断ステップにおける上記一連の工程（すなわち、ステップＳ０３１からステップＳ０３８までの工程）が終了した時点で診断ステップが終了する。その後、超音波診断装置１０各部の電源がオフとなると（Ｓ００８でＹｅｓ）、診断処理が終了する。一方、超音波診断装置１０各部の電源がオン状態で維持される場合には（Ｓ００８でＮｏ）、入力ステップＳ００１に戻る。なお、診断開始の指示がなされないまま（Ｓ００６でＮｏ）、電源がオフになった場合にも診断処理は終了する。

診断処理のステップＳ００４に戻って説明すると、内視鏡側メモリ５８から読み取った駆動時間が規定時間以上であると判定した場合（Ｓ００４でＹｅｓ）、ＣＰＵ１５２は、動作モードを第一モードから第二モードに移行させる（Ｓ００９）。動作モードが第二モードである間には、超音波診断が実施される一方で、非診断期間中に分極処理が実施される。つまり、本実施形態では、動作モードが第二モードであるときに限り、分極用回路１５６が分極対象振動子に対して分極用電圧を供給することになっている。このような構成を採用している理由について、図１０を参照しながら、以下に説明する。図１０は、超音波振動子４８の駆動時間及び分極用電圧供給時間と、超音波振動子４８の受信感度との関係を示す説明図である。なお、図中の記号Ｓは、診断ステップの実施期間を表しており、図中の記号Ｑは、待機ステップの実施期間を表しており、図中の記号Ｒは、分極処理の実施期間を表している。

超音波振動子４８は、初期の時点（例えば、工場出荷時点）では、所定のレベルまで分極されており、その分極度合いに応じた送受信感度（以下、初期感度Ｐｉ）にて超音波を送受信することが可能である。一方、超音波振動子４８が超音波の送受信のために駆動すると、図１０に示すように、駆動時間が増加するにつれて脱分極が進行し、それに伴って受信感度も低下する。このような傾向は、超音波振動子４８が単結晶振動子である場合に顕著であり、特に、超音波振動子４８の厚みが薄く高周波数（７ＭＨｚ〜８ＭＨｚ）にて振動する場合には、より顕著である。
ここで、超音波振動子４８の駆動時間（厳密には、延べ駆動時間）をＴａとすると、Ｔａは、各回の超音波診断の所要時間（図１０中のｔａ１、ｔａ２、、、ｔａｎ）の合計時間として表されるが、駆動時間Ｔａが規定時間を超えると、図１０に示すように、超音波振動子４８の受信感度が下限感度Ｐｌを下回るようになる。下限感度Ｐｌは、超音波画像の画質を維持する上で満たすべき受信感度の下限レベルに相当する。換言すると、上記の規定時間は、下限感度Ｐｌに対応する時間として設定されている。

そこで、本実施形態では、駆動時間Ｔａが規定時間以上となったとき（つまり、超音波振動子４８の受信感度が下限感度Ｐｌ以下となったとき）に、動作モードを第一モードから第二モードに移行させ、第二モードにおいて分極処理を適宜実施することとした。これにより、脱分極した超音波振動子４８を再分極し、超音波振動子４８の受信感度を回復することが可能となる。

診断処理の説明に戻ると、動作モードが第二モードである間中、駆動電圧が駆動対象振動子に対して供給される期間以外の期間（非診断期間）にバルーン３７が膨張又は収縮すると（Ｓ０１０）、ＣＰＵ１５２は、バルーン３７の膨張中又は収縮中に分極処理を分極処理部１５５に実施させる（Ｓ０１１）。このように本実施形態では、動作モードが第二モードである期間中の非診断期間にバルーン３７が膨張又は収縮し、且つ、分極用回路１５６が分極対象振動子に対して分極用電圧を供給することになっている。

上記のステップＳ０１０及びＳ０１１についてより詳しく説明すると、超音波診断の実施の前段階で、術者は、超音波内視鏡１２が患者の体腔内に挿入された状態で操作部２４の送気送水ボタン２８ａ又は吸引ボタン２８ｂを全押し操作してバルーン３７を膨張又は収縮する。送気送水ボタン２８ａ又は吸引ボタン２８ｂが全押し操作されると、それぞれの内部に搭載された検知器１３９ａ、１３９ｂが全押し操作を検知して検知信号をＣＰＵ１５２に向けて出力する。ＣＰＵ１５２は、検知信号を受信すると、これをトリガーとして分極処理部１５５を制御して分極処理部１５５に分極処理を実施させる。分極処理では、分極用回路１５６が分極対象振動子に対して分極用電圧を一定時間供給する。なお、１回の分極処理では、Ｎ個の超音波振動子４８の全てを分極対象振動子とする。より詳しく説明すると、分極処理の前半において、Ｎ個の超音波振動子４８のうちの半分（ｍ個）に対して分極用電圧を供給し、後半において、残り半分（ｍ個）の超音波振動子４８に対して分極用電圧を供給する。

また、本実施形態では、動作モードが第二モードである間にバルーン３７が繰り返し膨張又は収縮すると、その都度、分極処理が実施される。例えば、超音波診断の実施に際してバルーン３７を膨張させるときには、その時点で分極処理が実施され、超音波診断の終了後にバルーン３７を収縮させるときには、その時点で分極処理が再度実施される。その後、超音波診断を新たに実施する際に上記の手順と同様の手順にてバルーン３７が膨張又は収縮すると、分極処理が再び実施される。

分極処理の実施後、ＣＰＵ１５２は、分極用電圧が分極対象振動子に対して供給された分極用電圧供給時間（以下、分極用電圧供給時間Ｔｒ）、及び、動作モードが第一モードになってから現時点までの駆動時間Ｔａ（図１０ではｔａ１、ｔａ２、ｔａ３及びｔａ４の合計値）の関係が予め設定された条件を満たすかどうかを判断する（Ｓ０１２）。分極用電圧供給時間Ｔｒは、動作モードが第二モードになってからの分極処理の累積実施時間である。つまり、分極用電圧供給時間Ｔｒは、動作モードが第二モードである期間中に繰り返し実施される分極処理の実施時間（図１０ではｔｒ１、ｔｒ２、ｔｒ３）の合計時間である。

ステップＳ０１２について具体的に説明すると、ＣＰＵ１５２は、分極用電圧供給時間Ｔｒと駆動時間Ｔａとの関係が次式（１）を満たしているかどうかを判定する。
Ｔａ≦αＴｒ （１）
ここで、上式（１）における係数αは、１より大きい値であり、予め超音波用プロセッサ装置１４に記憶されている。なお、係数αは、超音波内視鏡１２の仕様（具体的には、超音波振動子４８を構成する圧電素子の種類）に応じて決定され、超音波内視鏡１２毎に記憶されている。ただし、これに限定されるものではなく、係数αは、超音波内視鏡１２間で共通した値であってもよい。また、術者が操作卓１００を通じて係数αを変更することが可能な構成であってもよい。

ＣＰＵ１２は、分極処理の実施が終了すると、係数αを読み出し、且つ、その時点での分極用電圧供給時間Ｔｒ及び駆動時間Ｔａを特定し、上記の関係式（１）が成立するかを判定する。そして、上記の関係式（１）が成立しないとＣＰＵ１５２が判定した場合（Ｓ０１２でＮｏ）、診断開始の指示を待って診断ステップが実施される（Ｓ００７）。他方、上記の関係式（１）が成立すると判定した場合（Ｓ０１２でＹｅｓ）、ＣＰＵ１５２は、図８に示すように、動作モードを第二モードから第一モードに戻す（Ｓ００５）。つまり、本実施形態では、分極用電圧供給時間Ｔｒをα倍した時間が駆動時間Ｔａ以上となると、動作モードが第二モードから第一モードに移行する。これは、上記の関係式（１）が成立した時点では、脱分極した超音波振動子４８が十分に分極されたと考えられるためである。このことについて、以下、図１０を参照しながら具体的に説明する。

動作モードが第一モードになってから超音波診断が実施される度に駆動時間Ｔａが各診断の所要時間（図１０中のｔａ１、ｔａ２）の分だけ増加する。そして、駆動時間Ｔａが増加すると、その増加量に応じて各超音波振動子４８の分極レベル及び受信感度が低下することになる。一方、動作モードが第二モードに移行すると、非診断期間、厳密にはバルーン３７が膨張又は収縮する期間に分極処理が実施される。これにより、図１０に示すように、動作モードが第二モードである期間中には、各超音波振動子４８の分極レベル及び受信感度が分極処理の実施時間（図１０中のｔｒ１、ｔｒ２、ｔｒ３）に応じた分だけ回復する。なお、動作モードが第一モードから第二モードに切り替わった後にも、診断開始の指示があると超音波診断が実施され、それに伴って、各診断の所要時間（図１０中のｔａ３、ｔａ４）の分だけ駆動時間Ｔａが増加する。つまり、動作モードが第二モードである間には、超音波振動子４８が脱分極する期間と、超音波振動子４８を再分極する期間とが併存することになる。

換言すると、動作モードが第二モードである間には、図１０に示すように分極処理と、脱分極を伴う超音波診断とが実施され、特に、分極処理は、超音波診断が実施されていない期間を利用して実施される。この結果、分極用電圧供給時間Ｔｒ（＝ｔｒ１＋ｔｒ２＋ｔｒ３）は、徐々に増加し、やがて駆動時間Ｔａとの間で上記の関係式（１）を満たすようになる。この時点では、図１０から明らかなように、受信感度が初期感度Ｐｉのレベルとなるまで各超音波振動子４８が分極されている。かかる状態になれば、もはや分極処理を実施する必要がなくなるので、本実施形態では、上記の関係式（１）が成立したことを契機として動作モードを第二モードから第一モードに戻す（移行する）こととしている。

ＣＰＵ１５２は、動作モードを第二モードから第一モードに移行させるに際して、内視鏡側メモリ５８にアクセスし、内視鏡側メモリ５８に記憶された駆動時間Ｔａをクリアして初期値（ゼロ）に書き換える（Ｓ０１３）。なお、このステップＳ０１３は、動作モードを第二モードから第一モードに移行させた後に行われてもよい。

＜＜本発明の超音波診断装置の有効性について＞＞
本発明の超音波診断装置の特徴は、バルーン３７が膨張又は収縮している間に分極対象振動子に対して分極用電圧を供給することにある。

つまり、本発明の超音波診断装置では、超音波診断の前段階におけるバルーン３７の膨張時間又は収縮時間を利用して分極処理を実施する。これにより、本発明の超音波診断装置では、特許文献１に記載の超音波診断装置のように分極処理の実施が原因で以後の処理の開始が遅延するような事態が回避される。また、本発明の超音波診断装置では、特許文献２に記載の超音波診断装置のように駆動波形中に分極用の直流成分を含ませるために超音波診断の所要時間が長くなるような事態が回避される。
以上により、本発明の超音波診断装置によれば、超音波診断の所要時間に影響を及ぼさずに超音波振動子４８の受信感度を良好に維持する（より詳しくは、分極処理によって受信感度を回復させる）ことが可能である。

＜＜第二実施形態＞＞
上述の実施形態では、バルーン３７の膨張及び収縮を検知するために、送気送水ボタン２８ａ及び吸引ボタン２８ｂの各々に検知器１３９ａ、１３９ｂを設けている。そして、送気送水ボタン２８ａ又は吸引ボタン２８ｂにて全押し操作が行われたことを検知器１３９ａ、１３９ｂが検知すると、これをトリガーとしてＣＰＵ１５２が分極用回路１５６を制御し、分極用回路１５６が分極対象振動子に対して分極用電圧を供給することとした。ただし、これに限定されるものではなく、バルーン３７の膨張及び収縮を検知する方法は、他にも考えられる。

以下では、バルーン３７の膨張及び収縮を検知する第二の方法を採用した実施形態（以下、第二実施形態と言う。）について、図１１乃至図１３を参照しながら説明する。図１１は、第二実施形態に係る超音波用プロセッサ装置１４ｘの構成を示すブロック図である。図１２は、後述する画像解析部１６８の解析対象となる断層画像を示す図である。図１３は、画像解析部１６８の解析対象となる断層画像の輝度プロファイルを示す図である。なお、図１３の横軸は、断層画像各部の表示深度（デプス）をｍｍ単位で示しており、縦軸は、断層画像各部の輝度を示している。
以下では、第二実施形態について、上述の実施形態と相違する点について説明することとする。また、第二実施形態に関して、上述の実施形態と共通する要素には、図１１にて上述の実施形態での符号と同じ符号を付けており、その説明については省略することとする。

第二実施形態の超音波内視鏡１２ｘには、図１１に示すように送気送水ボタン２８ａ及び吸引ボタン２８ｂに検知器１３９ａ、１３９ｂが設けられていない。一方、第二実施形態の超音波用プロセッサ装置１４ｘが有するＡＳＩＣ１４８は、位相整合部１６０、Ｂモード画像生成部１６２、ＰＷモード画像生成部１６４及びＰＷモード画像生成部１６４に加えて、画像解析部１６８を更に構成している。画像解析部１６８は、上述の画像生成部（具体的には、Ｂモード画像生成部１６２）に接続しており、Ｂモード画像生成部１６２が生成した断層画像であるＢモード画像を解析する。そして、第二実施形態では、画像解析部１６８による画像解析を通じてバルーン３７の膨張及び収縮を検知する。

より詳しく説明すると、第二実施形態では、動作モードが第二モードである間において、術者が超音波診断の実施に際して送気送水ボタン２８ａ又は吸引ボタン２８ｂを全押し操作をすると、バルーン３７が膨張又は収縮する。ＣＰＵ１５２は、これに連動する形で、送信回路１４４を制御して超音波振動子ユニット４６に超音波を送受信させる。これにより、超音波振動子ユニット４６の駆動対象振動子が超音波を受信して受信信号を出力する。受信回路１４２、Ａ／Ｄコンバータ１４６及びＡＳＩＣ１４８（厳密には、位相整合部１６０及びＢモード画像生成部１６２）は、協働して、駆動対象振動子から出力された受信信号に基づいて、断層画像であるＢモード画像を生成する。

上記のＢモード画像について図１２を参照しながら説明すると、Ｂモード画像には、観察対象部位（図１２中、記号Ｇが付された部分）の他に音響レンズ７８及びバルーン３７が映り込んでいる。つまり、Ｂモード画像生成部１６２は、音響レンズ７８及びバルーン３７が映り込んだＢモード画像（断面画像）を生成することになる。

Ｂモード画像生成部１６２により生成されたＢモード画像（厳密には、画像信号）は、画像解析部１６８に送られて画像解析に供される。具体的に説明すると、画像解析部１６８は、Ｂモード画像中、超音波の走査範囲と交差する一つの方向（例えば、図１２中のＡ−Ａ線が示す方向）における輝度プロファイルを抽出する。ここで、Ｂモード画像の輝度プロファイルには、音響レンズ７８の位置に対応する輝度ピーク（図１３中、記号Ｐ１が付されたピーク）と、バルーン３７の位置に対応する輝度ピーク（図１３中、記号Ｐ２が付されたピーク）と、観測対象部位Ｇの位置に対応する輝度ピーク帯（図１３中、記号Ｐ３が付されたピーク帯）とが現れている。

また、Ｂモード画像は、Ｂモード画像生成部１６２により一定速度にて複数回繰り返し生成され、画像解析部１６８は、Ｂモード画像が生成される都度、上記の画像解析を実施する。そして、画像解析部１６８は、各Ｂモード画像の解析結果から、Ｂモード画像中におけるバルーン３７のサイズの変化を特定する。具体的に説明すると、図１２に図示のＢモード画像において、例えば、バルーン３７が図１２の実線位置から破線位置まで膨張するとき、図１３に図示の輝度プロファイルでは、バルーン３７の位置に対応する輝度ピークＰ２が、図１３中、実線で示す輝度ピークＰ２から破線で示す輝度ピークＰ２まで変位する。画像解析部１６８は、この輝度ピークＰ２の変位からバルーン３７のサイズの変化（すなわち、バルーン３７の膨張）を特定する。また、図１２に図示のＢモード画像において、例えば、バルーン３７が図１２の破線位置から一点鎖線位置まで収縮するとき、画像解析部１６８は、上記と同様の手順により輝度ピークＰ２の変位からバルーン３７のサイズの変化（すなわち、バルーン３７の収縮）を特定する。

そして、バルーンのサイズの変化が画像解析部１６８によって特定された場合、ＣＰＵ１５２が分極処理部１５５に分極処理を実施させ、分極用回路１５６が分極対象振動子に対して分極用電圧を供給するようになる。
以上のように、第二実施形態では、Ｂモード画像の解析を通じてバルーン３７の膨張及び収縮を検知している。つまり、第二実施形態では、バルーン３７のサイズ変化を実際に特定するので、バルーン３７の膨張及び収縮をより正確に検知することが可能となる（換言すると、誤検知を回避することができる）。
なお、第二実施形態は、バルーン３７の膨張及び収縮を検知する手法が異なる点以外は上述の実施形態と共通しており、上述の実施形態と同様の効果を発揮するものである。

＜＜第三実施形態＞＞
上述の実施形態では、分極用電圧供給部が、送信回路１４４とは別に設けられた分極用回路１５６によって構成されていることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、送信回路１４４が分極用電圧供給部として兼用される実施形態（以下、第三実施形態と言う。）も考えられる。

以下では、第三実施形態に係る超音波診断装置について、図１４及び図１５を参照しながら説明する。図１４は、第三実施形態に係る超音波プロセッサ装置１４ｙの構成を示すブロック図である。図１５は、第三実施形態において供給される分極用電圧の波形を示す図である。
以下では、第三実施形態について、上述の実施形態と相違する点について説明することとする。また、第三実施形態に関して、上述の実施形態と共通する要素には、図１４にて上述の実施形態での符号と同じ符号を付けており、その説明については省略することとする。

第三実施形態の超音波プロセッサ装置１４ｙは、図１４に示すように、分極処理部１５５に相当する機器を備えていない。他方、第三実施形態では、送信回路１４４が、分極用電圧供給部を構成しており、動作モードが第二モードである期間において非診断期間中（詳しくは、バルーン３７が膨張又は収縮している間）に分極対象振動子に対して分極用電圧を供給する。つまり、第三実施形態では、ＣＰＵ１５２が送信回路１４４を制御し、超音波診断時には駆動電圧を送信回路１４４に出力させ、非診断期間中には分極用電圧を送信回路１４４に出力させる。

第三実施形態において、送信回路１４４が供給する分極用電圧は、駆動電圧と同様のパルス波状の電圧、より詳しくはユニポーラパルスの電圧である。また、第三実施形態において、ＣＰＵ１５２は、効率よく分極を行う目的から、図１５に示すように、ユニポーラパルスである分極用電圧が送信回路１４４から断続的に複数回供給されるように送信回路１４４を制御する。ここで、パルス波の間隔（図１５中のｗ）は、送信回路１４４に入力されるクロック信号の複数個分に相当し、具体的には、断続的に並ぶ複数の分極用電圧の波形が疑似的に直流波形をなす程度の間隔となっている。上記の間隔については、分極用電圧の波形を直流波形に近づける理由から、極力短くなっているのが好ましく、特に、最小クロック数に相当する間隔に設定されるのがよい。

以上のように、第三実施形態では、送信回路１４４が分極用電圧供給部を構成しているため、既存の送信回路１４４を利用して超音波振動子４８を分極することが可能である。これにより、分極用回路１５６を別途設ける必要がなく、その分、超音波プロセッサ装置１４ｙのハードウェア構成が簡素化される。かかる点においては、第三実施形態の方が好ましい。
一方で、送信回路１４４と分極用回路１５６とを別々に設ければ、分極処理の時間を短縮できる等の利点があり、かかる点では、上述の実施形態の方が好ましい。

なお、第三実施形態は、送信回路１４４が分極用電圧供給部を構成している点では上述の実施形態と相違するものの、それ以外の点では上述の実施形態と共通しており、上述の実施形態と同様の効果を発揮するものである。

１０ 超音波診断装置
１２ 超音波内視鏡
１２ｘ 超音波内視鏡
１４ 超音波用プロセッサ装置
１４ｘ 超音波用プロセッサ装置
１４ｙ 超音波プロセッサ装置
１６ 内視鏡用プロセッサ装置
１８ 光源装置
２０ モニタ
２１ａ 送水タンク
２１ｂ 吸引ポンプ
２１ｃ 送気ポンプ
２２ 挿入部
２４ 操作部
２６ ユニバーサルコード
２８ａ 送気送水ボタン
２８ｂ 吸引ボタン
３０ 処置具挿入口
３２ａ 超音波用コネクタ
３２ｂ 内視鏡用コネクタ
３２ｃ 光源用コネクタ
３６ 超音波観察部
３７ バルーン
３８ 内視鏡観察部
３９ 止着リング
４０ 先端部
４１ 嵌合溝
４２ 湾曲部
４３ 軟性部
４４ 処置具導出口
４５ 処置具チャンネル
４６ 超音波振動子ユニット
４７ 送水口
４８ 超音波振動子
５０ 超音波振動子アレイ
５４ バッキング材層
５６ 同軸ケーブル
５８ 内視鏡側メモリ
６０ ＦＰＣ
６２ 送気送水管路
６３ バルーン管路
６４ 吸引管路
６５ 送気管路
６６ 送水管路
６７ バルーン送水管路
６８ バルーン排水管路
６９ 送気源管路
７０ 送水源管路
７１ 分岐管路
７２ 吸引源管路
７３ 吸引接続口
７４ 吸引源接続口
７５ 排水接続口
７６ 音響整合層
７８ 音響レンズ
８２ 観察窓
８４ 対物レンズ
８６ 固体撮像素子
８８ 照明窓
９０ 洗浄ノズル
９２ 配線ケーブル
１００ 操作卓
１１０ 排気孔
１１２ 操作キャップ
１１４ シリンダ
１１６ ピストン
１１８ シリンダキャップ
１２０ シリンダ管路
１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄ，１２１ｅ 接続口
１２２ 軸先端部
１２４ 軸本体部
１２６ 後端面開口
１２８ 側面開口
１３０ 内部管路
１３２ 周溝
１３４ａ、１３４ｂ コイルバネ
１３６ 貫通穴
１３８ 逆止弁
１３９ａ 検知器
１３９ｂ 検知器
１４０ マルチプレクサ
１４２ 受信回路
１４４ 送信回路
１４６ Ａ／Ｄコンバータ
１４８ ＡＳＩＣ
１５０ シネメモリ
１５１ メモリコントローラ
１５２ ＣＰＵ
１５４ ＤＳＣ
１５５ 分極処理部
１５６ 分極用回路
１５８ 回路切り替え器
１６０ 位相整合部
１６２ Ｂモード画像生成部
１６４ ＰＷモード画像生成部
１６６ ＣＦモード画像生成部
１６８ 画像解析部
Ｇ 観察対象部位

Claims (11)

1. 複数の超音波振動子を備え、被検体の内部で超音波を送信し、且つ超音波を受信する超音波振動子ユニットと、
   前記超音波振動子ユニットとともに前記被検体の内部に配置され、膨縮及び収縮することが可能なバルーンと、
   前記複数の超音波振動子のうちの分極対象振動子を分極するために、前記分極対象振動子に対して分極用電圧を供給する分極用電圧供給部と、を有し、
   前記バルーンが膨張又は収縮している間に、前記分極用電圧供給部が前記分極対象振動子に対して前記分極用電圧を供給することを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記超音波振動子ユニットから超音波を送信するために、前記複数の超音波振動子のうちの駆動対象振動子に対して駆動電圧を供給する送信回路を有し、
   前記分極用電圧供給部は、前記送信回路によって構成されており、前記送信回路が前記駆動対象振動子に対して前記駆動電圧を供給する期間以外の期間に、前記分極対象振動子に対して前記分極用電圧を供給する、請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記超音波振動子ユニットから超音波を送信するために、前記複数の超音波振動子のうちの駆動対象振動子に対して駆動電圧を供給する送信回路を有し、
   前記分極用電圧供給部は、前記送信回路とは別に設けられた分極用回路によって構成されており、前記送信回路が前記駆動対象振動子に対して前記駆動電圧を供給する期間以外の期間に、前記分極対象振動子に対して前記分極用電圧を供給する、請求項１に記載の超音波診断装置。
4. 前記バルーンを膨張又は収縮させる際にユーザによって操作される押しボタンと、
   前記バルーンを膨張又は収縮させるための操作が前記押しボタンにて行われたことを検知する検知器と、を有し、
   前記バルーンを膨張又は収縮させるための操作が前記押しボタンにて行われたことを前記検知器が検知した場合に、前記分極用電圧供給部は、前記分極対象振動子に対して前記分極用電圧を供給する、請求項２又は３に記載の超音波診断装置。
5. 前記超音波振動子ユニットが超音波を受信した際に前記駆動対象振動子が出力する電気信号に基づいて、前記被検体の内部の断層画像を生成する画像生成部を有し、
   前記画像生成部は、前記バルーンが映り込んだ前記断層画像を生成し、
   前記断層画像を解析して、前記断層画像中における前記バルーンのサイズの変化を特定する画像解析部をさらに有し、
   前記バルーンのサイズの変化が前記画像解析部によって特定された場合に、前記分極用電圧供給部は、前記分極対象振動子に対して前記分極用電圧を供給する、請求項２又は３に記載の超音波診断装置。
6. 前記超音波診断装置の動作モードは、第一モード及び第二モードを含み、
   前記分極用電圧供給部は、前記動作モードが前記第二モードであるときに限り、前記分極対象振動子に対して前記分極用電圧を供給し、
   前記動作モードが前記第一モードになってからの前記駆動対象振動子の駆動時間が予め設定された時間に達すると、前記動作モードが前記第一モードから前記第二モードに移行する、請求項２乃至５のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
7. 前記動作モードが前記第二モードである期間において前記分極用電圧が前記分極対象振動子に対して供給された分極用電圧供給時間、及び、前記動作モードが前記第一モードになってからの前記駆動時間の関係が予め設定された条件を満たしたときに、前記動作モードが前記第二モードから前記第一モードに移行する、請求項６に記載の超音波診断装置。
8. 前記動作モードが前記第二モードである期間中、前記駆動電圧が前記駆動対象振動子に対して供給される期間以外の期間に、前記バルーンが膨張又は収縮し、且つ、前記分極用電圧供給部が前記分極対象振動子に対して前記分極用電圧を供給する、請求項６又は請求項７に記載の超音波診断装置。
9. 前記バルーンは、水が前記バルーンの内部に送水されることで膨張し、水が前記バルーンの内部から排水されることで収縮する、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
10. 前記バルーンは、前記超音波振動子ユニットを覆う位置に配置されている、請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
11. 超音波診断装置の作動方法であって、
    前記超音波診断装置は、
    複数の超音波振動子を備え、被検体の内部で超音波を送信し、且つ超音波を受信する超音波振動子ユニットと、
    前記超音波振動子ユニットとともに前記被検体の内部に配置され、膨縮及び収縮することが可能なバルーンと、
    前記複数の超音波振動子のうちの分極対象振動子を分極するために、前記分極対象振動子に対して分極用電圧を供給する分極用電圧供給部と、を有し、
    前記バルーンが膨張又は収縮している間に、前記分極用電圧供給部が前記分極対象振動子に対して前記分極用電圧を供給するステップを有することを特徴とする超音波診断装置の作動方法。