JP6871083B2 - 超音波診断装置、及び消費電力低減プログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、超音波診断装置、及び消費電力低減プログラムに関する。

超音波診断装置では、表示されている超音波画像を停止させるフリーズ機能を備えている。通常、フリーズ機能がＯＮになると、超音波スキャンは停止されるが、超音波診断装置が備える超音波スキャンに用いられる回路に対してシステムクロックは供給され続けるため、少なくともこのクロック供給分の電力は引き続き消費される。そこで、フリーズ機能がＯＮになっている間、超音波スキャンに用いられる回路に対するクロックの供給を停止することが考えられる。

しかしながら、フリーズ機能のＯＮ／ＯＦＦに応じて、単にクロックの供給の停止／再開を実施すると、位相同期回路（PLL:Phase Locked Loop）を含む回路では、再開時に少しの間、安定したクロックが供給されない。このため、位相同期回路を含む回路は、フリーズ機能がＯＮからＯＦＦに切り換えられた際、すなわち超音波スキャンが再開された際に誤動作してしまう可能性が高い。

特開２００６−１７４８５４号公報

本実施形態の目的は、超音波スキャンの再開時に超音波診断装置を誤動作させることなく、超音波スキャンが停止されている間の消費電力を低減することにある。

実施形態によれば、超音波スキャンに用いられる少なくとも１つの回路を有する超音波診断装置は、制御部を備える。制御部は、前記超音波スキャンを停止する旨の停止指示を受信すると、前記少なくとも１つの回路をリセットし、前記少なくとも１つの回路に対するクロックの供給を停止する。

図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る超音波診断装置が各回路に対しパラメータ設定をする際の制御回路の動作を示すフローチャートである。 図３は、第１の実施形態に係る超音波診断装置が各回路に対しパラメータ設定をする際の制御回路の動作を説明するための図である。 図４は、第１の実施形態に係るアドレス関連情報の内容を表す図である。 図５は、第１の実施形態に係る超音波診断装置が超音波スキャンの停止指示を受け付けた際の制御回路の動作を示すフローチャートである。 図６は、第１の実施形態に係る超音波診断装置が超音波スキャンの開始指示を受け付けた際の制御回路の動作を示すフローチャートである。 図７は、図５及び図６に示されるフローチャートの各ステップの制御回路の動作に対応する超音波送信回路、及び超音波受信回路の動作を説明するための時系列図である。 図８は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す図である。 図９は、第２の実施形態に係る超音波診断装置が超音波スキャンの停止指示を受け付けた際の制御回路の動作を示すフローチャートである。 図１０は、第２の実施形態に係る超音波診断装置が超音波スキャンの開始指示を受け付けた際の制御回路の動作を示すフローチャートである。 図１１は、図９及び図１０に示されるフローチャートの各ステップの制御回路の動作に対応する超音波送信回路、及び超音波受信回路の動作を説明するための時系列図である。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
第１の実施形態に係る超音波診断装置１を図１のブロック図を参照して説明する。

図１に示されるように、超音波診断装置１は、装置本体１０、超音波プローブ７０、表示機器５０、及び入力装置６０を備える。装置本体１０は、ネットワーク１００を介して外部装置４０と接続される。また、装置本体１０は、表示機器５０、及び入力装置６０と接続される。

超音波プローブ７０は、複数の圧電振動子、圧電振動子に設けられる整合層、及び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。超音波プローブ７０は、装置本体１０と着脱自在に接続される。複数の圧電振動子は、装置本体１０が有する超音波送信回路１１から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ７０には、超音波スキャンを停止し、当該超音波スキャンを停止したときの直前の超音波画像を表示するフリーズ機能のＯＮ／ＯＦＦを切り換える際に押下されるフリーズボタンが配置される。

超音波プローブ７０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、反射波信号として超音波プローブ７０が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、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などの表面で反射された場合の反射波信号は、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。超音波プローブ７０は、被検体Ｐからの反射波信号を受信して電気信号に変換する。超音波プローブ７０は、例えば、複数の超音波振動子が所定の方向に沿って配列された一次元アレイプローブである。なお、超音波プローブ７０は、一次元アレイプローブに限られず、ボリュームデータを取得可能なものとして、二次元アレイプローブ（複数の超音波振動子が二次元マトリックス状に配列されたプローブ）、又はメカニカル４Ｄプローブ（超音波振動子列をその配列方向と直交する方向に機械的に煽りながら超音波走査を実行可能なプローブ）等であってもよい。

図１に示される装置本体１０は、超音波プローブ７０が受信した反射波信号に基づいて超音波画像を生成する装置である。装置本体１０は、図１に示すように、超音波送信回路１１、超音波受信回路１２、Ｂモード処理回路１３、ドプラ処理回路１４、３次元処理回路１５、表示処理回路１６、内部記憶回路１７、画像メモリ１８（シネメモリ）、パラメータメモリ１９、画像データベース２０、入力インタフェース回路２１、通信インタフェース回路２２、制御回路２３、及びホストコンピュータ２４を含む。

超音波送信回路１１は、超音波プローブ７０に駆動信号を供給するプロセッサである。超音波送信回路１１は、例えば、トリガ発生回路、遅延回路、パルサ回路、及び位相同期回路（PLL:Phase Locked Loop）等により実現される。トリガ発生回路は、制御回路２３の制御の下、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。遅延回路は、超音波プローブ７０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遅延時間を、トリガ発生回路が発生する各レートパルスに対し与える。パルサ回路は、制御回路２３の制御の下、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ７０に駆動信号（駆動パルス）を印加する。遅延回路により各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向が任意に調整可能となる。

超音波受信回路１２は、超音波プローブ７０が受信した反射波信号に対して各種処理を施し、受信信号を生成するプロセッサである。超音波受信回路１２は、例えば、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、受信遅延回路、加算器、及び位相同期回路等により実現される。アンプ回路は、超音波プローブ７０が受信した反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、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。受信遅延回路は、デジタル信号に受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算器は、遅延時間が与えられた複数のデジタル信号を加算する。加算器の加算処理により、受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調された受信信号が発生する。

Ｂモード処理回路１３は、超音波受信回路１２から受け取った受信信号に基づき、Ｂモードデータを生成するプロセッサである。Ｂモード処理回路１３は、超音波受信回路１２から受け取った受信信号に対して包絡線検波処理、及び対数増幅処理等を施し、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。生成されたＢモードデータは、２次元的な超音波走査線上のＢモードＲＡＷデータとして不図示のＲＡＷデータメモリに記憶される。

ドプラ処理回路１４は、超音波受信回路１２から受け取った受信信号に基づき、ドプラ波形、及びドプラデータを生成するプロセッサである。ドプラ処理回路１４は、受信信号から血流信号を抽出し、抽出した血流信号からドプラ波形を生成すると共に、血流信号から平均速度、分散、及びパワー等の情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。生成されたドプラデータは、２次元的な超音波走査線上のドプラＲＡＷデータとして不図示のＲＡＷデータメモリに記憶される。

３次元処理回路１５は、Ｂモード処理回路１３、及びドプラ処理回路１４により生成されたデータに基づき、各種ボリュームデータを生成可能なプロセッサである。

例えば、３次元処理回路１５は、ＲＡＷデータメモリに記憶されたＢモードデータに対し、空間的な位置情報を加味した補間処理を含むＲＡＷ−ボクセル変換を実行することにより、形態情報を表すＢモードボリュームデータを生成する。また、３次元処理回路１５は、ＲＡＷデータメモリに記憶されたドプラデータに対し、空間的な位置情報を加味した補間処理を含むＲＡＷ−ボクセル変換を実行することにより、血流情報を表す血流（カラードプラ）ボリュームデータを生成する。Ｂモードボリュームデータ、及び、血流ボリュームデータは、所望の範囲のボクセルから構成される。

また、３次元処理回路１５は、発生した各種ボリュームデータに対してレンダリング処理を施し、レンダリング画像データを生成する。

表示処理回路１６は、各種画像を表示機器５０に表示するプロセッサである。表示処理回路１６は、座標変換処理等により、表示画像としての超音波画像データを生成する。座標変換処理とは、例えば、Ｂモードデータ、及びドプラデータからなる超音波走査の走査線の信号列を、テレビ等に代表される一般的なビデオフォーマットの走査線信号列であるビデオ信号に変換する処理である。生成された超音波画像データは、例えばＤＩＣＯＭ（digital imaging and communication in medicine）規格に準拠したフォーマットに変換され、例えば画像データベース２０に記憶される。

表示処理回路１６は、ＲＡＷデータメモリに記憶されたＢモードＲＡＷデータに基づいてＢモード画像データを生成する。Ｂモード画像データは、音波の集束などの超音波プローブの特性や超音波ビーム（例えば、送受信ビーム）の音場特性などが反映された画素値（輝度値）を有する。例えば、Ｂモード画像データにおいて、被走査領域において超音波のフォーカス付近では、非フォーカス部分よりも相対的に高輝度となる。表示処理回路１６は、生成したＢモード画像データを表示機器５０に超音波画像として表示させる。

また、表示処理回路１６は、ＲＡＷデータメモリに記憶されたドプラＲＡＷデータに基づいて、平均速度画像、分散画像、パワー画像等に係るドプラ画像データを生成する。表示処理回路１６は、生成したドプラ画像データを表示機器５０に超音波画像として表示させる。

また、表示処理回路１６は、３次元処理回路１５において生成された各種画像データに対し、ダイナミックレンジ、輝度（ブライトネス）、コントラスト、γカーブ補正、及びＲＧＢ変換などの各種処理を実行することで、画像データをビデオ信号に変換する。表示処理回路１６は、ビデオ信号を表示機器５０に超音波画像として表示させる。

なお、表示処理回路１６は、操作者（例えば、術者）等が入力インタフェース回路２１により各種指示を入力するためのユーザインタフェース（ＧＵＩ：Graphical User Interface）を生成し、ＧＵＩを表示機器５０に表示させてもよい。表示機器５０としては、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。

内部記憶回路１７は、例えば、磁気的若しくは光学的記録媒体、又は半導体メモリ等のプロセッサにより読み取り可能な記録媒体等を有する。内部記憶回路１７は、超音波送受信を実現するための制御プログラム、画像処理を行うための制御プログラム、及び表示処理を行なうための制御プログラム等を記憶している。また、内部記憶回路１７は、本実施形態に係る各種機能を実現するための制御プログラムを記憶している。また、内部記憶回路１７は、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）、診断プロトコル、ボディマーク生成プログラム、及び映像化に用いるカラーデータの範囲を診断部位ごとに予め設定する変換テーブルなどのデータ群を記憶している。また、内部記憶回路１７は、生体内の臓器の構造に関する解剖学図譜、例えば、アトラスを記憶してもよい。

また、内部記憶回路１７は、入力インタフェース回路２１を介して入力される記憶操作に従い、３次元処理回路１５で生成されたボリュームデータ、及びレンダリング画像データを記憶する。なお、内部記憶回路１７は、入力インタフェース回路２１を介して入力される記憶操作に従い、３次元処理回路１５で生成したボリュームデータ、及びレンダリング画像データを、操作順番及び操作時間を含めて記憶してもよい。内部記憶回路１７は、記憶しているデータを、通信インタフェース回路２２を介して外部装置へ転送することも可能である。

画像メモリ１８は、例えば、磁気的若しくは光学的記録媒体、又は半導体メモリ等のプロセッサにより読み取り可能な記録媒体等を有する。画像メモリ１８は、入力インタフェース回路２１を介して入力されるフリーズ機能がＯＮにされる直前の複数フレームに対応する画像データを保存する。画像メモリ１８に記憶されている画像データは、例えば、連続表示（シネ表示）される。

パラメータメモリ１９は、例えば、半導体メモリ等のプロセッサにより高速に読み取り可能な記録媒体等を有する。パラメータメモリ１９は、例えば、メインメモリ等である。パラメータメモリ１９は、超音波スキャンを開始するために必要なパラメータ（以下、制御パラメータと称する）を記憶する。制御パラメータには、例えば、プローブ選択データ、ゲインデータ、及びデシメーション（間引き）フィルタの係数等が含まれる。プローブ選択データは、例えば、超音波スキャンの停止前に選択されていたプローブを表すデータである。ゲインデータは、例えば、超音波スキャンの停止前のゲインの値を表すデータである。デシメーションフィルタの係数は、例えば、超音波スキャンの停止前に設定されていたデシメーションフィルタの係数を表す。

画像データベース２０は、外部装置４０から転送される画像データを記憶する。例えば、画像データベース２０は、過去の診察において取得された同一患者に関する過去画像データを、外部装置４０から取得して記憶する。過去画像データには、超音波画像データ、ＣＴ（Computed Tomography）画像データ、ＭＲ画像データ、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）−ＣＴ画像データ、ＰＥＴ−ＭＲ画像データ及びＸ線画像データが含まれる。また、過去画像データは、例えば３次元ボリュームデータ、及びレンダリング画像データとして記憶されている。

なお、画像データベース２０は、ＭＯ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤなどの記録媒体（メディア）に記録された画像データを読み込むことで、所望の画像データを格納してもよい。

入力インタフェース回路２１は、入力装置６０を介して、操作者からの各種指示を受け付ける。入力装置６０には、例えば、マウス、キーボード、パネルスイッチ、スライダースイッチ、ダイヤルスイッチ、トラックボール、ロータリーエンコーダ、操作パネル及びタッチコマンドスクリーン（ＴＣＳ）等が含まれる。また、入力インタフェース回路２１は、超音波プローブ７０に配置されているフリーズボタンを介して、操作者からの各種指示を受け付ける。

入力インタフェース回路２１は、例えばバスを介してホストコンピュータ２４に接続され、操作者から入力される操作指示を電気信号へ変換し、電気信号をホストコンピュータ２４へ出力する。なお、本明細書において入力インタフェース回路２１は、マウス及びキーボード等の物理的な操作部品と接続するものだけに限られない。例えば、超音波診断装置１とは別体に設けられた外部の入力機器から入力される操作指示に対応する電気信号を無線信号として受け取り、この電気信号をホストコンピュータ２４へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース回路２１の例に含まれる。

通信インタフェース回路２２は、ネットワーク１００等を介して外部装置４０と接続され、外部装置４０との間でデータ通信を行う。外部装置４０は、例えば、各種の医用画像のデータを管理するシステムであるＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）のデータベース、医用画像が添付された電子カルテを管理する電子カルテシステムのデータベース等である。また、外部装置４０は、例えば、Ｘ線ＣＴ装置、及びＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、核医学診断装置、及びＸ線診断装置等、本実施形態に係る超音波診断装置１以外の各種医用画像診断装置である。なお、外部装置４０との通信の規格は、如何なる規格であっても良いが、例えば、ＤＩＣＯＭが挙げられる。

制御回路２３は、例えば、超音波スキャンに関する動作を制御するプロセッサである。制御回路２３は、内部記憶回路１７に記憶されている動作プログラムを実行することで、この動作プログラムに対応する機能を実現する。具体的には、制御回路２３は、ホストインタフェース機能２３１、リセット制御機能２３３、及びクロック制御機能２３５を有する。

ホストインタフェース機能２３１は、ホストコンピュータ２４からの各種指示に基づいて各種動作を実施する機能である。ホストインタフェース機能２３１が実行されると、制御回路２３は、例えば、ホストコンピュータ２４から制御パラメータの設定指示を受け付ける。制御回路２３は、受け付けた設定指示に基づいて、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対する制御パラメータの設定を実施する。

リセット制御機能２３３は、超音波診断装置１が備える各回路をリセットする、又は、各回路のリセットを解除する機能である。リセット制御機能２３３が実行されると、制御回路２３は、例えば、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２をリセットする。また、制御回路２３は、例えば、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２のリセットを解除する。

なお、本実施形態において「回路をリセットする」とは、例えば超音波診断装置１が備える各回路に含まれるスイッチング素子の状態を、Ｈｉｇｈの状態（例えば、所定の電位が保持される状態）及びＬｏｗの状態（例えば、電位ゼロの状態）うち、各回路に対し予め設定されている所定の初期値の状態に固定することをいう。これにより、各回路が備えるレジスタに記憶されているデータは消去される。

また、本実施形態において「回路のリセットを解除する」とは、例えば超音波診断装置１が備える各回路に含まれるスイッチング素子の状態を、変化させることができる状態のことをいう。

クロック制御機能２３５は、超音波診断装置１が備える各回路に対し、クロックの供給を開始、又は、停止する機能である。クロック制御機能２３５が実行されると、制御回路２３は、例えば、ホストコンピュータ２４からの超音波スキャンを停止する旨の指示に基づいて、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２等に対するクロックの供給を停止する。また、制御回路２３は、例えば、ホストコンピュータ２４からの超音波スキャンを開始する旨の指示に基づいて、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対するクロックの供給を開始する。

ホストインタフェース機能２３１、リセット制御機能２３３、及びクロック制御機能２３５は、制御プログラムとして組み込まれていてもよいし、制御回路２３自体または装置本体１０に制御回路２３が参照可能な回路として、各機能を実行可能な専用のハードウェア回路が組み込まれていてもよい。

ホストコンピュータ２４は、プロセッサを有し、超音波診断装置１の中枢として機能する。ホストコンピュータ２４は、超音波受信回路１２から発生される受信信号に基づき、Ｂモード処理回路１３、ドプラ処理回路１４、３次元処理回路１５、及び表示処理回路１６等を制御し、所定の超音波画像データを生成し、生成した超音波画像データを表示機器に表示する。ホストコンピュータ２４は、入力インタフェース回路２１を介して、操作者等からの各種指示を受け付ける。ホストコンピュータ２４は、受け付けた各種指示を、制御回路２３に入力する。

次に、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の動作について図を参照して説明する。

まず、パラメータ設定指示を受け付けた場合の超音波診断装置１の動作について説明する。図２は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１が各回路に対しパラメータ設定をする際の制御回路の動作を示すフローチャートである。以下の説明では、操作者等により入力インタフェース回路２１を介し、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対する制御パラメータがホストコンピュータ２４に入力されるものとする。また、ホストコンピュータ２４は、入力された制御パラメータを設定する旨の設定指示を、制御回路２３に通知するものとする。制御パラメータの設定は、例えば、初期設定時、及び、設定変更時等に実施される。

制御回路２３は、ホストインタフェース機能２３１を実行し、ホストコンピュータ２４から制御パラメータを設定する旨の設定指示を受け付ける（ステップＳＡ１）。

制御回路２３は、受け付けた設定指示に基づいて、各回路に対して制御パラメータを設定する（ステップＳＡ２）。図３は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１が各回路に対しパラメータ設定をする際の制御回路２３の動作を説明するための図である。図３に示されるように、制御回路２３は、例えば、ホストコンピュータ２４から送信された設定指示に従って、超音波送信回路１１に対するローカルバスを経由し、超音波送信回路１１が備えるレジスタに対して制御パラメータを書き込む。これにより、超音波送信回路１１に対して制御パラメータが設定される。このとき、制御回路２３は、パラメータメモリ１９に対するローカルバスを経由し、超音波送信回路１１に設定した制御パラメータと同じ内容の制御パラメータをパラメータメモリ１９に記憶する。また、制御回路２３は、例えば、ホストコンピュータ２４から送信された設定指示に従って、超音波受信回路１２に対するローカルバスを経由し、超音波受信回路１２が備えるレジスタに対して制御パラメータを書き込む。これにより、超音波受信回路１２に対して制御パラメータが設定される。このとき、制御回路２３は、パラメータメモリ１９に対するローカルバスを経由し、超音波受信回路１２に設定した制御パラメータと同じ内容の制御パラメータをパラメータメモリ１９に記憶する。

そして、制御回路２３は、制御パラメータが設定された各回路が備えるレジスタ上の物理アドレス、及び当該パラメータと同じ内容のパラメータが記憶されたパラメータメモリ１９上の物理アドレスを関連付けて、アドレス関連情報として制御回路２３が備える所定の内部メモリに記憶する。記憶されたアドレス関連情報は、パラメータメモリ１９に記憶された各回路に対する制御パラメータを用いたＤＭＡ転送を実施する際に必要な情報である。なお、アドレス関連情報は、予め設定されていてもよい。

図４は、第１の実施形態に係るアドレス関連情報の内容の例を表す図である。図４は、例えば、超音波送信回路１１が備えるレジスタの０番地、及び、パラメータメモリ１９の０番地に同一内容のパラメータが記憶されていることを表している。また、図４は、例えば、超音波送信回路１１が備えるレジスタの１００番地、及び、パラメータメモリ１９の１００番地に同一内容のパラメータが記憶されていることを表している。また、図４は、例えば、超音波受信回路１２が備えるレジスタの０番地、及び、パラメータメモリ１９の１０００番地に同一内容のパラメータが記憶されていることを表している。また、図４は、例えば、超音波受信回路１２が備えるレジスタの１００番地、及び、パラメータメモリ１９の１１００番地に同一内容のパラメータが記憶されていることを表している。

制御回路２３は、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２を制御し、超音波スキャンを開始する（ステップＳＡ３）。

次に、超音波スキャンの停止指示、及び開始指示を受け付けた場合の超音波診断装置１の動作について、図５、図６及び図７を用いて説明する。図５は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１が超音波スキャンの停止指示を受け付けた際の制御回路２３の動作を示すフローチャートである。図６は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１が超音波スキャンの開始指示を受け付けた際の制御回路２３の動作を示すフローチャートである。図７は、図５及び図６に示されるフローチャートの各ステップの制御回路２３の動作に対応する超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２の動作を説明するための時系列図である。

まず、超音波スキャンの停止指示を受け付けた場合の超音波診断装置１の動作について、図５、及び図７を用いて説明する。以下の説明では、例えば超音波プローブ７０に配置されたフリーズボタンが押下されることによりフリーズ機能をＯＮにする操作が行われるものとする。このとき、超音波スキャンを停止する停止指示がホストコンピュータ２４に入力される。そして、ホストコンピュータ２４は、入力された停止指示を制御回路２３に通知する。なお、フリーズ機能をＯＮにする操作は、入力装置６０に含まれるＴＣＳの所定の領域が指定されることにより行われてもよい。

図５において、制御回路２３は、ホストインタフェース機能２３１を実行し、ホストコンピュータ２４から超音波スキャンを停止する旨の指示を受け付ける（ステップＳＢ１）。このとき、図７に示されるように、超音波送信回路１１及び超音波受信回路１２にはクロックが供給されている。また、図７に示されるように、超音波送信回路１１及び超音波受信回路１２は、リセットされていない状態である。

図５において、制御回路２３は、リセット制御機能２３３を実行し、各回路をリセットする（ステップＳＢ２）。具体的には、制御回路２３は、例えば、超音波送信回路１１を実現する各回路に含まれるすべてのスイッチング素子の状態を、初期の状態に戻す。このとき、図７に示されるように、超音波送信回路１１がリセットされる（リセットＯＮの状態になる）。この結果、超音波送信回路１１が備えるレジスタに記憶されている制御パラメータは消去される。また、制御回路２３は、例えば、超音波受信回路１２を実現する各回路に含まれるすべてのスイッチング素子の状態を、初期の状態に戻す。このとき、図７に示されるように、超音波受信回路１２がリセットされる（リセットＯＮの状態になる）。この結果、超音波受信回路１２が備えるレジスタに記憶されている制御パラメータは消去される。

図５において、制御回路２３は、各回路をリセットした後、クロック制御機能２３５を実行し、各回路に対するクロックの供給を停止する（ステップＳＢ３）。制御回路２３は、例えば、超音波送信回路１１をリセットした後、超音波送信回路１１に対するクロックの供給を停止する。このとき、図７に示されるように、超音波送信回路１１に対するクロックの供給が停止される。また、制御回路２３は、例えば超音波受信回路１２をリセットした後、超音波送信回路１１に対するクロックの供給を停止する。このとき、図７に示されるように、超音波受信回路１２に対するクロックの供給が停止される。

次に、超音波スキャンが停止された後、再び超音波スキャンの開始指示を受け付けた場合の超音波診断装置１の動作について、図６、及び図７を用いて説明する。以下の説明では、例えば超音波プローブ７０に配置されたフリーズボタンが押下されることによりフリーズ機能をＯＦＦにする操作が行われるものとする。このとき、超音波スキャンを開始する開始指示がホストコンピュータ２４に入力される。そして、ホストコンピュータ２４は、入力された開始指示を制御回路２３に通知する。

図６において、制御回路２３は、ホストインタフェース機能２３１を実行し、ホストコンピュータ２４から超音波スキャンを開始する旨の指示を受け付ける（ステップＳＣ１）。このとき、図７に示されるように、超音波送信回路１１及び超音波受信回路１２にはクロックが供給されていない。また、図７に示されるように、超音波送信回路１１及び超音波受信回路１２はリセットされている状態である。

図６において、制御回路２３は、クロック制御機能２３５を実行し、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対するクロックの供給を再開する（ステップＳＣ２）。このとき、図７に示されるように、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対するクロックの供給が開始される。

図６において、制御回路２３は、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対するクロックの供給を再開した後、リセット制御機能２３３を実行し、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２のリセットを解除する（ステップＳＣ３）。このとき、図７に示されるように、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２のリセットは解除される（リセットはＯＦＦの状態になる）。これにより、位相同期回路等により実現される回路、例えば超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２が超音波スキャン再開時に誤動作することを回避することができる。

図６において、制御回路２３は、ホストインタフェース機能２３１を実行し、制御回路２３が備える所定の内部メモリに記憶されているアドレス関連情報を参照し、パラメータメモリ１９から制御パラメータを読み出す。読み出された制御パラメータは、超音波スキャンを停止する直前にパラメータメモリ１９に記憶された制御パラメータである。制御回路２３は、読み出した制御パラメータを各回路にＤＭＡ（Direct Memory Access）転送する。そして、制御回路２３は、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対し、制御パラメータをそれぞれ設定する（ステップＳＣ４）。このとき、図７に示されるように、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対し、制御パラメータが設定される。これにより、ホストコンピュータ２４を経由せずに、パラメータ設定を行うことが可能となる。なお、各チャンネルに与えられる遅延データ、及び開口に係るデータ等、超音波スキャンの開始後に転送されるパラメータはＤＭＡ転送の対象外である。

図６において、制御回路２３は、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２を制御し、超音波スキャンを開始する（ステップＳＣ５）。このとき、図７に示されるように、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２は、制御回路２３の制御の下、超音波スキャンを開始する。

第１の実施形態によれば、制御回路２３は、超音波スキャンを停止する旨の停止指示を受信すると、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２をリセットする。制御回路２３は、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２をリセットした後、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対するクロックの供給を停止する。

これにより、クロックの供給に伴う消費電力を低減することができる。また、超音波スキャン再開時に、各回路に含まれる位相同期回路をリセットされた初期状態の固定された状態で、安定したクロックを位相同期回路を含む超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に供給できる。このため、位相同期回路等において、クロック出始めの周期等の間の不安定なクロックによる回路誤動作を防ぐことができる。

したがって、超音波スキャンの再開時に超音波診断装置を誤動作させることなく、超音波スキャンが停止されている間の消費電力を低減することが可能となる。

また、第１の実施形態によれば、制御回路２３は、超音波スキャンを開始する旨の開始指示を受信すると、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対しそれぞれクロックの供給を再開する。制御回路２３は、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２等に対するクロック供給をそれぞれ再開した後、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２のリセットをそれぞれ解除する。制御回路２３は、制御パラメータの設定時に、当該制御パラメータをパラメータメモリ１９に記憶する。制御回路２３は、超音波スキャンの再開する旨の再開指示を受信すると、パラメータメモリ１９に記憶されているパラメータを、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２にＤＭＡ転送する。

これにより、位相同期回路を含む超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２は、リセットした状態でクロックを再開することで、回路の誤動作なく、超音波スキャンを再開することが可能となる。また、ホストコンピュータ２４から制御パラメータの設定をし直す必要がなく、パラメータメモリ１９から直接制御パラメータの設定を行うことができる。すなわち、フリーズ機能がＯＮにされてから超音波スキャンが開始されるまでの時間を短縮することが可能となる。

［第２の実施形態］
第１の実施形態においては、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対するクロックの供給を制御することにより、超音波スキャン停止時の消費電力の低減を実現する場合について説明した。第２の実施形態では、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対する電源の供給を制御することにより、超音波スキャン停止時の消費電力の低減を実現する場合について説明する。

図８は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す図である。

図８に示されるように、超音波診断装置１Ａは、装置本体１０Ａ、超音波プローブ７０、表示機器５０、及び入力装置６０を備える。装置本体１０は、ネットワーク１００を介して外部装置４０と接続される。また、装置本体１０Ａは、表示機器５０、及び入力装置６０と接続される。

図８に示される装置本体１０Ａは、超音波プローブ７０が受信した反射波信号に基づいて超音波画像を生成する装置である。装置本体１０Ａは、図６に示すように、超音波送信回路１１、超音波受信回路１２、Ｂモード処理回路１３、ドプラ処理回路１４、３次元処理回路１５、表示処理回路１６、内部記憶回路１７、画像メモリ１８（シネメモリ）、パラメータメモリ１９、画像データベース２０、入力インタフェース回路２１、通信インタフェース回路２２、制御回路２３Ａ、ホストコンピュータ２４、及び電源供給回路２６を含む。

電源供給回路２６は、超音波診断装置１が備える各回路に対する電源を供給する。電源供給回路２６は、例えば、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に電源を供給する。具体的には、電源供給回路２６は、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に所定の大きさの電圧を印加する。

制御回路２３Ａは、例えば、超音波スキャンに関する動作を制御するプロセッサである。制御回路２３Ａは、内部記憶回路１７に記憶されている動作プログラムを実行することで、この動作プログラムに対応する機能を実現する。具体的には、制御回路２３は、ホストインタフェース機能２３１、リセット制御機能２３３、クロック制御機能２３５、及び電源供給制御機能２３７を有する。

電源供給制御機能２３７は、超音波診断装置１が備える各回路に対する電源の供給を制御する機能である。電源供給制御機能２３７が実行されると、制御回路２３Ａは、例えば、超音波スキャンを停止する停止指示に基づいて、電源供給回路２６を制御し、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対する電源の供給を停止する。具体的には、制御回路２３Ａは、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対する電圧の印加を停止する。これにより、各回路の電源がＯＦＦの状態となる。なお、制御回路２３は、各回路の電源を生成する所定のデバイスのイネーブル信号等をＯＦＦにしてもよい。また、制御回路２３は、例えば、超音波スキャンを開始する開始指示に基づいて、電源供給回路２６を制御し、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２等対する電源の供給を開始する。具体的には、制御回路２３Ａは、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対して所定の大きさの電圧を印加する。

次に、超音波スキャンの停止指示、及び開始指示を受け付けた場合の超音波診断装置１Ａの動作について、図９、図１０及び図１１を用いて説明する。図９は、第２の実施形態に係る超音波診断装置１Ａが超音波スキャンの停止指示を受け付けた際の制御回路２３Ａの動作を示すフローチャートである。図１０は、第２の実施形態に係る超音波診断装置１Ａが超音波スキャンの開始指示を受け付けた際の制御回路２３Ａの動作を示すフローチャートである。図１１は、図９及び図１０に示されるフローチャートの各ステップの制御回路２３Ａの動作に対応する超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２の動作を説明するための時系列図である。

まず、超音波スキャンの停止指示を受け付けた場合の超音波診断装置１Ａの動作について、図９、及び図１１を用いて説明する。以下の説明では、例えば超音波プローブ７０に配置されたフリーズボタンが押下されることによりフリーズ機能をＯＮにする操作が行われるものとする。このとき、超音波スキャンを停止する停止指示がホストコンピュータ２４に入力される。そして、ホストコンピュータ２４は、入力された停止指示を制御回路２３Ａに通知する。なお、第２の実施形態では、制御回路２３Ａは、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２の電源を直接ＯＦＦにするため、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対しリセットをかける必要はない。

図９において、制御回路２３Ａは、ホストインタフェース機能２３１を実行し、ホストコンピュータ２４から超音波スキャンを停止する旨の指示を受け付ける（ステップＳＤ１）。このとき、図１１に示されるように、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２にはクロックが供給されている。また、図１１に示されるように、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２は、リセットされていない状態である。

図９において、制御回路２３Ａは、電源供給制御機能２３７を実行し、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２の電源をＯＦＦにする（ステップＳＤ２）。具体的には、制御回路２３Ａは、電源供給回路２６を制御し、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対する電源の供給を停止する。このとき、図１１に示されるように、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２等の電源がＯＦＦの状態となる。

次に、超音波スキャンが停止された後、再び超音波スキャンの開始指示を受け付けた場合の超音波診断装置１の動作について、図１０、及び図１１を用いて説明する。以下の説明では、例えば超音波プローブ７０に配置されたフリーズボタンが押下されることによりフリーズ機能をＯＦＦにする操作が行われるものとする。このとき、超音波スキャンを開始する開始指示がホストコンピュータ２４に入力される。そして、ホストコンピュータ２４は、入力された開始指示を制御回路２３Ａに通知する。

図１０において、制御回路２３Ａは、ホストインタフェース機能２３１を実行し、ホストコンピュータ２４から超音波スキャンを開始する旨の指示を受け付ける（ステップＳＥ１）。このとき、図１１に示されるように、超音波送信回路１１及び超音波受信回路１２の電源はＯＦＦの状態である。

図１０において、制御回路２３Ａは、電源供給制御機能２３７を実行し、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２の電源をＯＮにする（ステップＳＥ２）。具体的には、制御回路２３Ａは、電源供給回路２６を制御し、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対する電源の供給を再開する。このとき、図１１に示されるように、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２の電源がＯＮの状態となる。

図１０において、制御回路２３Ａは、クロック制御機能２３５を実行し、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対するクロックの供給を再開する（ステップＳＥ３）。このとき、図１１に示されるように、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対するクロックの供給が開始される。

図１０において、制御回路２３Ａは、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対するクロックの供給を再開した後、リセット制御機能２３３を実行し、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２のリセットを解除する（ステップＳＥ４）。このとき、図１１に示されるように、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２のリセットは解除される（リセットはＯＦＦの状態になる）。

図１０において、制御回路２３Ａは、ホストインタフェース機能２３１を実行し、制御回路２３Ａが備える所定の内部メモリに記憶されているアドレス関連情報を参照し、パラメータメモリ１９から制御パラメータを読み出す。制御回路２３Ａは、読み出した制御パラメータを超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２にそれぞれＤＭＡ転送する。そして、制御回路２３Ａは、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対し、制御パラメータをそれぞれ設定する（ステップＳＥ５）。これにより、ホストコンピュータ２４を経由せずに、パラメータ設定を行うことが可能となる。

図１０において、制御回路２３Ａは、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２を制御し、超音波スキャンを開始する（ステップＳＥ６）。このとき、図１１に示されるように、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２は、制御回路２３Ａの制御の下、超音波スキャンを開始する。

第２の実施形態によれば、制御回路２３Ａは、超音波スキャンを停止する旨の停止指示を受信すると、電源供給回路２６を制御し、超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２に対する電源の供給を停止する。

通常、電源がＯＮにされた後の超音波スキャンを再開するために必要なパラメータの設定は、各回路に対してホストコンピュータ２４経由で行われる。このため、設定に要する時間はホストコンピュータ２４を経由する分長くなる。第２の実施形態によれば、超音波診断装置１Ａは、パラメータメモリ１９から制御パラメータを読み出し、読み出した制御パラメータを各回路にＤＭＡ転送することにより、各回路に対する制御パラメータをそれぞれ設定するため、ホストコンピュータ２４を経由しない分、フリーズ機能がＯＮにされてから超音波スキャンが開始されるまでの時間を短縮することが可能となる。

なお、上記第１及び第２の実施形態では、超音波診断装置が備える各回路のうち、消費電力を低減させる対象を超音波送信回路１１、及び超音波受信回路１２としていたがこれに限定されない。消費電力を低減させる対象は、例えば、超音波スキャンに用いられる回路であればどのような回路であってもよい。

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)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ））、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）、及び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に保存さ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。さらに、図１、及び図８における複数の構成要素を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。

本発明の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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

１、１Ａ…超音波診断装置、３…ドプラ処理回路、１０、１０Ａ…装置本体、１１…超音波送信回路、１２…超音波受信回路、１３…モード処理回路、１４…ドプラ処理回路、１５…次元処理回路、１６…表示処理回路、１７…内部記憶回路、１８…画像メモリ、１９…パラメータメモリ、２０…画像データベース、２１…入力インタフェース回路、２２…通信インタフェース回路、２３、２３Ａ…制御回路、２４…ホストコンピュータ、２６…電源供給回路、４０…外部装置、５０…表示機器、６０…入力装置、７０…超音波プローブ、１００…ネットワーク、２３１…ホストインタフェース機能、２３３…リセット制御機能、２３５…クロック制御機能、２３７…電源供給制御機能。

Claims (4)

1. 超音波スキャンに用いられる少なくとも１つの回路を有する超音波診断装置であって、
   前記超音波スキャンを停止する旨の停止指示を受信すると、前記少なくとも１つの回路をリセットし、前記少なくとも１つの回路に対するクロックの供給を停止する制御部を備える超音波診断装置。
2. 前記超音波スキャンの開始に必要なパラメータを記憶するメモリをさらに備え、
   前記制御部は、前記超音波スキャンを開始する旨の開始指示を受信すると、前記クロックの供給を再開し、前記少なくとも１つの回路のリセットを解除し、前記メモリに記憶されている前記パラメータを読み出し、読み出した前記パラメータを前記少なくとも１つの回路に設定する、
   請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記少なくとも１つの回路に対する電源の供給を制御する電源供給制御部をさらに備え、
   前記電源供給制御部は、超音波スキャンを停止する旨の停止指示を受信すると、前記少なくとも１つの回路に対する電源の供給を停止する請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
4. コンピュータに、
   超音波スキャンを停止する旨の停止指示を受信すると、前記超音波スキャンに用いられる少なくとも１つの回路をリセットし、前記少なくとも１つの回路に対するクロックの供給を停止する制御機能を実現させる消費電力低減プログラム。

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