技术领域
本发明的实施方式涉及超声波装置以及超声波装置的控制方法。
背景技术
以往，超声波诊断装置用于心脏、肝脏、肾脏、乳腺等多种生物体组 织的检査和诊断中。近年来，静脉投放型的超声波造影剂(以下记作“造 影剂”)实现产品化，造影回波法日益得到使用。在造影回波法中，作为造 影剂将微小气泡(以下记作微气泡)等从静脉注入来增强血流信号，由此 能够清楚地观察血流动态。
另外，最近还在进行将超声波应用于治疗的研究。在这种研究中确认 了以下情况，即：通过向被检体照射超声波，由于空化的机械性作用而在 细胞中暂时形成孔，遗传基因或药物变得容易向该细胞渗透。进而，还确 认了以下情况，即：在注入了微气泡的情况下，即使在超声波的声压低的 情况下，由于微气泡的空化的机械性作用而在细胞中暂时形成孔，遗传基 因或药物变得容易向细胞渗透。其中，通过超声波的照射而遗传基因或药 物变得容易向细胞渗透的现象，有时被称为“声孔效应”。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008－178590号公报
非专利文献
非专利文献1：立花克郎著，生物体医工学《マイクロバブルの治療応 用》，2005年，P.211－215
非专利文献2：工藤信树山本克之著，生物体医工学《微小気泡存在 下におけるパルス超音波を用いたソノポレーション》，2005年，P.231 －237
非专利文献3：E.Unger,et al，"Microbubbles in molecular imaging and theraphy"，MEDICAMUNDI 47/1，April 2003
非专利文献4：A.Mark,et al，"Influence of Lipid Shell Physicochemical Properties on Ultrasound-Induced Microbubble Destruction"，IEEE Trans UFFC，November 2005
发明内容
发明所要解决的课题
本发明所要解决的课题在于，提供一种能够使用微气泡来促进遗传基 因或药物向特定部位渗透的超声波装置、超声波装置的控制方法以及程序。
用于解决课题的手段
实施方式的超声波装置具有受理部和探头控制部。受理部按照超声波 探头所发送的超声波的每条扫描线，受理与该超声波的发送条件相关的设 定内容。探头控制部基于由所述受理部受理的设定内容，按每条扫描线控 制由所述超声波探头从所述开口的振子向所述关注区域发送的超声波，以 便在所述关注区域之中，超声波的频率向血流的下游逐渐升高。
根据上述超声波装置，能够使用微气泡来促进遗传基因或药物向特定 部位浸透。
附图说明
图1是表示第1实施方式所涉及的超声波装置的结构例的块图。
图2是表示第1实施方式中的控制部的结构例的块图。
图3是表示由第1实施方式所涉及的超声波装置进行的超声波发送处 理的一例的图。
图4是表示由第1实施方式所涉及的超声波装置进行的超声波发送处 理的一例的图。
图5是表示由第1实施方式所涉及的超声波装置进行的超声波发送处 理的一例的图。
图6是表示第1实施方式中由控制部进行的处理步骤的一例的流程图。
图7是表示由第1实施方式所涉及的超声波装置进行的处理步骤的一 例的流程图。
图8是用于说明在三维发送超声波的情况下的超声波装置的处理的图。
图9是表示并列显示体图像以及断层图像的画面的一例的图。
图10是表示第2实施方式中的控制部的结构例的块图。
图11是用于说明第2实施方式中由控制部进行的处理的一例的图。
图12是表示第3实施方式中的控制部的结构例的块图。
图13是表示第4实施方式中的存储部以及控制部的结构例的块图。
图14是表示发送条件存储部的一例的图。
图15是表示第4实施方式中由控制部进行的处理步骤的一例的流程 图。
图16是表示第5实施方式中的存储部以及控制部的结构例的块图。
图17是表示决定条件存储部的一例的图。
图18是表示第5实施方式中由控制部进行的处理步骤的一例的流程 图。
具体实施方式
(第1实施方式)
首先，使用图1说明第1实施方式所涉及的超声波装置的结构。图1 是表示第1实施方式所涉及的超声波装置的结构例的块图。图1所示的超 声波装置1既可以用作诊断被检体的超声波诊断装置，也可以用作治疗被 检体的超声波治疗装置。该超声波装置1如图1所例示，具有超声波探头 10、输入装置20、监视器30和装置主体100。
超声波探头10具有多个压电振子，该多个压电振子基于从后述的装置 主体100所具有的收发单元110供给的驱动信号产生超声波。另外，超声 波探头10接收来自被检体P的反射波信号并转换为电信号。另外，超声波 探头10具有设于压电振子的匹配层、以及防止超声波从压电振子向后方传 播的衬垫材料等。其中，超声波探头10与装置主体100装卸自由地连接。
如果从超声波探头10向被检体P发送了超声波，则被发送的超声波在 被检体P的体内组织中的声阻抗的非连续面依次反射，并作为反射波信号 由超声波探头10所具有的多个压电振子接收。被接收的反射波信号的振幅 依赖于反射超声波的非连续面中的声阻抗之差。其中，被发送的超声波脉 冲在移动的血流或心壁等表面反射的情况下的反射波信号由于多普勒效应 而依赖于移动体相对于超声波发送方向的速度成分，并且受到频率偏移。
输入装置20与装置主体100连接，具有追踪球21、各种开关22、各 种按钮23、鼠标24、键盘25等。该输入装置20将来自操作者的各种指 示、关注区域(ROI：Region of Interest)的设定指示、超声波图像中的 画质条件的设定指示等取入到装置主体100中。
监视器30显示用于超声波装置1的操作者使用输入装置20进行各种 设定的GUI(Graphical User Interface：图形用户界面)，或显示装置主 体100中生成的超声波图像等。具体而言，监视器30基于从后述的图像生 成部140输入的视频信号，将生物体内的形态学信息或血流信息作为图像 加以显示。
装置主体100基于超声波探头10所接收的反射波信号来生成超声波图 像。该装置主体100如图1所例示，具有收发单元110、B模式 (Brightness-mode：亮度模式)处理单元120、多普勒处理单元130、图 像生成部140、图像存储器150、软件保存部160、接口部170、存储部 180和控制部190。其中，装置主体100中内置的收发单元110、B模式处 理单元120、多普勒处理单元130、图像生成部140等既可以由集成电路 等硬件实现，也可以通过软件性模块化后的软件程序来实现。
收发单元110具有未图示的延迟电路、脉冲器电路、触发产生电路等， 向超声波探头10供给驱动信号。脉冲产生电路以规定的重复频率(PRF： Pulse Repetition Frequency，脉冲重复频率)，重复产生用于形成发送超 声波的额定脉冲。其中，重复频率也称为额定频率等。另外，延迟电路将 从超声波探头10产生的超声波汇聚为波束状，并且对各额定脉冲赋予为了 决定发送指向性而需要的各压电振子的延迟时间。另外，触发产生电路按 照基于由延迟电路施加了延迟时间后的各额定脉冲的定时，向超声波探头 10施加驱动信号(驱动脉冲)。其中，发送方向或决定发送方向的延迟时间 存储在存储部180中，延迟电路参照存储部180来赋予延迟时间。
另外，收发单元110具有未图示的放大器电路、A/D(模拟/数字)转 换器、加法器等，针对超声波探头10所接收的反射波信号进行各种处理来 生成反射波数据。放大器电路按每个信道放大反射波信号。A/D转换器对 放大后的反射波信号进行A/D转换，赋予为了决定接收指向性而需要的延 迟时间。加法器对被赋予了延迟时间后的反射波信号进行加法处理来生成 反射波数据。通过加法器的加法处理，强调反射波信号的来自与接收指向 性相应的方向的反射成分，利用接收指向性和发送指向性形成超声波收发 的综合性波束。其中，与发送相同，接收方向或决定接收方向的延迟时间 被存储在存储部180中。
其中，收发单元110具有能够按照来自控制部190的指示瞬时变更延 迟信息、发送频率、发送驱动电压、开口元件数等的功能。尤其是，发送 驱动电压的变更通过能够瞬间切换其值的线性放大器型的发送电路、或者 电切换多个电源单元的机构实现。像这样，收发单元110控制超声波的收 发中的发送指向性和接收指向性。
B模式处理单元120从收发单元110受理反射波数据，进行对数放大、 包络线检波处理等，生成信号强度由亮度的明亮程度表现的数据(B模式 数据)。
在此，B模式处理单元120通过使检波频率改变，能够改变要进行影 像化的频带。另外，B模式处理单元120针对一个反射波数据，能够并行 进行基于两个检波频率的检波处理。通过使用B模式处理单元120的功能， 能够从注入了微气泡的被检体P的反射波数据中，分离以微气泡为反射源 的由发送频率的分频波或谐波的频带信号生成的反射波数据、以及以被检 体P内的组织为反射源的由与发送频率对应的基波的频带信号生成的反射 波数据。即，B模式处理单元120能够生成用于生成组织图像的B模式数 据，并且生成用于生成造影图像的B模式数据。其结果，后述的图像生成 部140能够生成以高灵敏度对被检体P内流动的造影剂进行影像化而得到 的造影图像、以及对组织进行影像化而得到的组织图像。
其中，上述收发单元110也能够按超声波的每条扫描线发送不同的波 形。例如，在执行作为用于生成更加强调2次谐波成分的造影像的影像化 手法的反向脉冲法时，收发单元110在第2次发送相位相对于第1次的发 送波形偏移180度的波形(振幅反转的波形)，分别生成反射波数据。然后， B模式处理单元120通过对从收发单元110接收的两个反射波数据进行相 加，能够抑制基波成分，取得第二谐波成分成为2倍的信号。
多普勒处理单元130根据从收发单元110受理的反射波数据，对速度 信息进行频率解析，提取基于多普勒效应的血流、组织、造影剂回波成分， 对多点计算平均速度、方差、能量(power)等血流信息。
图像生成部140根据B模式处理单元120所生成的B模式数据，生成 信号强度由亮度的明亮程度表现的B模式图像，根据多普勒处理单元130 所生成的血流信息，生成将血流的速度、方差、表示血流量等的能量成分 等以能够通过颜色识别的方式显示的彩色多普勒图像。其中，向图像生成 部140输入前的数据有时被称为“原始数据”。
具体而言，图像生成部140具有未图示的信号处理部、扫描转换器和 图像处理部。信号处理部通过对B模式数据以及多普勒数据执行滤波处理， 从超声波扫描扫描线信号串中去除噪声成分，将滤波处理后的数据保存在 图像存储器150中。扫描转换器将通过信号处理部执行了滤波处理后的数 据的超声波扫描扫描线信号串转换为电视等的一般性的视频格式的扫描线 信号串。图像处理部针对从扫描转换器输出的扫描线信号串，执行亮度或 对比度的调整处理、空间滤波器等的图像处理、或对各种设定参数的字符 信息或存储器等进行合成的合成处理，作为视频信号向监视器30输出。由 此，由图像生成部140生成的表示被检体组织形状的断层图像等的超声波 图像被显示在监视器30上。
图像存储器150是存储由图像生成部140生成的超声波图像、通过对 超声波图像进行图像处理而生成的图像的存储器。例如，在诊断之后，能 够从图像存储器150调用由操作者在检査过程中记录的图像，能够以静止 图像的方式、或使用多张而以运动图像的方式进行再现。另外，图像存储 器150根据需要，存储通过收发单元110后的图像亮度信号、其他原始数 据、经由网络取得的图像等。
软件保存部160是由后述的控制部190展开各种装置控制程序的存储 区域。
接口部170是与输入装置20、新的外部存储装置(省略图示)、网络 相关的接口。由超声波装置1得到的超声波图像等的数据能够通过接口部 170经由网络向其他装置转发。
存储部180存储用于执行扫描顺序、图像处理以及显示处理等的各种 装置控制程序、诊断信息(例如患者ID、医生的所见等)、诊断协议和各 种设定信息等各种数据群。其中，各种装置控制程序也有时包括记录了执 行与控制部190相同的处理的步骤的程序。另外，存储部180根据需要， 也用于保管由图像存储器150存储的超声波图像等。其中，存储部180所 存储的各种数据能够经由接口部170向外部的周边装置转发。
控制部190是实现作为信息处理装置(计算机)的功能的控制处理器 (CPU：Central Processing Unit)，控制超声波装置1中的整体处理。 具体而言，控制部190在软件保存部160中展开经由输入装置20从操作 者输入的各种指示和设定指示、从存储部180读入的各种装置控制程序， 基于各种设定信息，控制收发单元110、B模式处理单元120、多普勒处理 单元130以及图像生成部140的处理，或控制为由监视器30显示图像存 储器150所存储的超声波图像等。
以上，说明了第1实施方式所涉及的超声波装置1的整体结构。基于 该结构，第1实施方式所涉及的超声波装置1按照由超声波探头10发送的 超声波的每条扫描线，使操作者设定超声波的发送条件。然后，超声波装 置1在按每条扫描线设定了超声波的发送条件的情况下，控制超声波探头 10，以便根据该每条扫描线的发送条件发送超声波。即，超声波装置1能 够向被检体P以不同的发送条件空间性地照射超声波。
其中，在此所谓“超声波的发送条件”，表示由超声波探头10发送的 超声波的各种条件，例如是超声波的声压、频率、重复频率、生成一个超 声波波束时所使用的信号的数量即发送额定数、波形等。
像这样的超声波装置1例如在向注入了微气泡的被检体P照射超声波 的情况下，能够按每条扫描线改变超声波的发送条件，因此能够在操作者 所期望的特定部位，使微气泡破坏或碎裂、或使微气泡与超声波共振而产 生空化。由此，超声波装置1能够向存在于特定部位的像毛细血管那样细 的血管也注入微气泡。另外，超声波装置1例如在附加了药物的微气泡被 注入被检体P的情况下，能够促进药剂向血管或肿瘤等特定的治疗部位渗 透。以下使用图2～图7更加详细地说明第1实施方式所涉及的超声波装 置1。其中，在以下的说明中，说明对微气泡附加了药物的情况。
图2是表示第1实施方式中的控制部190的结构例的块图。如图2所 例示，控制部190具有受理部191和探头控制部192。
受理部191按超声波探头10所发送的超声波的每条扫描线，受理与该 超声波的发送条件相关的设定内容。例如，受理部191在由操作者经由输 入装置20进行了设定超声波的发送条件的操作的情况下，从输入装置20 受理每条扫描线的超声波的发送条件的设定内容。并且，受理部191在受 理了超声波的发送条件的情况下，将受理的发送条件保存在存储部180或 未图示的内部存储器等中。
其中，操作者例如能够使用键盘25，按每条扫描线输入超声波的发送 条件。另外，在超声波装置1在监视器30上显示发送条件的候选的情况下， 操作者例如能够从监视器30上显示的发送条件的候选之中，使用追踪球 21或鼠标24等选择超声波的发送条件。
探头控制部192控制超声波探头10，以便根据由受理部191受理的每 条扫描线的发送条件来发送超声波。例如，在由受理部191将每条扫描线 的发送条件保存在存储部180中的情况下，探头控制部192使用存储部180 所存储的每条扫描线的发送条件，按每条扫描线控制由超声波探头10进行 的超声波的发送处理。
接着，使用图3～图5，说明由第1实施方式所涉及的超声波装置1进 行的超声波发送处理的一例。图3～图5是表示由第1实施方式所涉及的 超声波装置1进行的超声波发送处理的一例的图。其中，在图3～图5中， 示出向关注区域R10发送的超声波的一例。
其中，在图3～图5所示的例子中，设为治疗部位T11存在于血流方 向D1的血管B11的附近，在该血管B11中，注入了被赋予药物的微气泡。 另外，将第1实施方式所涉及的超声波装置1设为在生成超声波图像的情 况下，优选超声波的声压为“P5”，超声波的频率为“F10”，超声波的重 复频率为“RF5”。
首先，说明图3所示的例子。在图3所示的例子中，目的在于使药物 渗透至治疗部位T11。具体而言，在图3所示的例子中，扫描线L11～L15 中的超声波设定为比生成超声波图像时使用的声压“P5”高的声压“P10”。 像这样，通过向关注区域R10整体照射高声压“P10”的超声波，血管B11 内的微气泡易于破坏。即，在图3所示的例子中，超声波装置1能够在治 疗部位T11的附近使微气泡破坏，结果，能够促进药物向治疗部位T11的 渗透。
另外，如图3所例示，扫描线L11～L15中的超声波设定为比生成超 声波图像时使用的频率“F10”低的频率“F5”。对于这一点进行说明，即： 作为由空化引起的超声波生物体作用的指标的机械指数(MI：Mechanical Index)表现为用负的声压除以频率的平方根所得到的值，由此也能够知道， 超声波的频率越低，微气泡越易于破坏。在图3所示的例子中，目的在于 使药物渗透至治疗部位T11，因此通过将超声波的频率设定得低，从而微 气泡易于破坏。其结果，超声波装置1能够促进药物向治疗部位T11的渗 透。
另外，如图3所例示，扫描线L11～L15中的超声波的重复频率设定 为比生成超声波图像时使用的重复频率“RF5”高的“RF10”。通过提高 重复频率，从超声波探头10发送的超声波脉冲的每单位时间的数量增大， 因此能够有效地使血管B11内的微气泡破坏或碎裂，其结果，能够促进药 物向治疗部位T11的渗透。其中，在对重复频率设定较高的值的情况下， 接收来自被检体P的反射波信号的时间变短，但在图3所示的例子中，目 的在于使药物渗透至治疗部位T11，而目的不在于生成超声波图像，因此 不存在问题。因此，在图3所例示的情况下，重复频率“RF10”例如也可 以为30[kHz]以上。
像这样，在图3所示的例子中，对于向治疗部位T11的附近照射的超 声波，设定为声压高，频率低，重复频率高。由此，超声波装置1能够在 治疗部位T11的附近使微气泡破坏或碎裂，能够促进药物向治疗部位T11 的渗透。
接下来，说明图4所示的例子。在图4所示的例子中，目的在于，促 进微气泡向治疗部位T11的注入，并生成清楚地表现像毛细血管那样细的 血管的血流动态的超声波图像。具体而言，在图4所示的例子中，扫描线 L11中的超声波设定为比生成超声波图像时使用的声压“P5”高的声压 “P10”，扫描线L12～L15中的超声波设定为声压“P5”。像这样，向血 液即将到达治疗部位T11之前的部位照射的扫描线L11的声压被设定为 “P10”，由此能够在治疗部位T11的紧前面使微气泡碎裂。由此，微气泡 的直径变小，因此能够在治疗部位T11内的毛细血管等中也注入微气泡。
另外，如图4所例示，扫描线L11～L15中的超声波按照扫描线L11、 L12、L13、L14、L15的顺序，设定越来越高的频率。换言之，以向血流 的下游逐渐升高的方式设定频率。对这一点进行说明，即：在图4所示的 例子中，扫描线L11中的超声波的声压被设定为“P10”，因此微气泡在扫 描线L11的位置碎裂，微气泡的直径变小。然后，在血流的下游也照射超 声波，因此可以想到：越向下游，微气泡的直径越小。微气泡的直径越小， 则微气泡与超声波共振的共振频率越大，因此如图4所示的例子，通过设 定为从扫描线L11向扫描线L15逐渐升高的频率，能够使微气泡与超声波 共振。
另外，如图4所例示，扫描线L11～L15中的超声波的重复频率设定 为生成超声波图像时使用的重复频率“RF5”。这是因为，在图4所示的例 子中，目的在于生成超声波图像。
像这样，在图4所示的例子中，扫描线L11的声压被设定得高，超声 波的频率被设定为向血流的方向逐渐升高，重复频率被设定得低。由此， 超声波装置1能够在治疗部位T11的紧前面使微气泡碎裂，因此能够在治 疗部位T11内的毛细血管等中也注入微气泡，能够生成清楚表现细血管的 血流动态的超声波图像。
接下来，说明图5所示的例子。在图5所示的例子中，目的在于，在 治疗部位T11利用微气泡的空化，来注入遗传基因或药物。具体而言，在 图5所示的例中，与图4所示的例子同样地设定超声波的声压以及频率。 另外，如图5所例示，扫描线L11～L15中的超声波的重复频率设定为比 生成超声波图像时使用的重复频率“RF5”高的“RF10”。
像这样，在图5所示的例子中，向血液到达治疗部位T11之前的血管 照射的扫描线L11的声压被设定得高，超声波的频率被设定为向血流的方 向逐渐升高，重复频率被设定得高。由此，超声波装置1能够在治疗部位 T11的紧前面使微气泡碎裂，并且能够维持空化的产生，因此能够促进遗 传基因或药物向治疗部位T11内的渗透。进而，重复频率被设定得高，因 此能够在扫描线L11使微气泡有效地碎裂，或维持空化。例如，超声波装 置1以图4所例示的发送条件对治疗部位T11内的血流动态进行影像化之 后，以图3或图5所例示的发送条件照射超声波，由此能够对治疗部位T11 进行治疗。
接着，使用图6来说明第1实施方式中的控制部190所进行的处理的 步骤。图6是表示第1实施方式中的控制部190所进行的处理步骤的一例 的流程图。
如图6所示，超声波装置1的受理部191判断是否受理了按每条扫描 线设定超声波的发送条件的操作的结果(步骤S101)。在此，受理部191 在没有受理每条扫描线的发送条件的情况下(步骤S101否定)，成为待机 状态。
另一方面，受理部191在受理到超声波的每条扫描线的发送条件的情 况下(步骤S101肯定)，保持所受理的每条扫描线的发送条件(步骤S102)。 接下来，探头控制部192控制超声波探头10，以根据由受理部191受理的 每条扫描线的发送条件来发送超声波(步骤S103)。
接着，使用图7说明第1实施方式所涉及的超声波装置1的利用例。 图7是表示第1实施方式所涉及的超声波装置1所进行的处理步骤的一例 的流程图。
在图7所示的例子中，首先，通过由操作者操作输入装置20，超声波 装置1受理适于显示超声波图像的超声波的发送条件(步骤S201)。然后， 超声波装置1生成被检体P的超声波图像，并将生成的超声波图像显示在 监视器30上(步骤S202)。
接下来，通过由操作者操作输入装置20，超声波装置1受理关注区域 的设定请求(步骤S203)。然后，超声波装置1按照关注区域的设定请求， 设定关注区域(步骤S204)。
接下来，超声波装置1进行治疗处理(步骤S205)。该治疗处理指的 是图6所示的处理。即，超声波装置1使操作者设定每条扫描线的发送条 件，按照设定的每条扫描线的发送条件向被检体P发送超声波。例如，超 声波装置1根据图3所例示的超声波的发送条件向被检体P发送超声波， 从而对被检体P进行治疗。
接下来，超声波装置1受理适于显示超声波图像的超声波的发送条件 (步骤S206)。例如，超声波装置1受理图4所例示的超声波的发送条件， 根据该发送条件向被检体P发送超声波，由此生成被检体P的超声波图像。 然后，超声波装置1将生成的超声波图像显示在监视器30上(步骤S207)。 由此，超声波装置1能够显示清楚地表现细血管的血流动态的超声波图像。 然后，超声波装置1的操作者通过观察超声波图像，能够观察药剂是否被 高效地投放给被检体P。
并且，超声波装置1判断是否受理了结束操作(步骤S208)。在此， 超声波装置1在没有受理到结束操作的情况下(步骤S208否定)，返回步 骤S205。另一方面，超声波装置1在受理了结束操作的情况下(步骤S208 肯定)，结束处理。
如上所述，根据第1实施方式，超声波装置1具有按每条扫描线受理 超声波的发送条件的受理部191、以及控制超声波探头10以根据由受理部 191受理的每条扫描线的发送条件发送超声波的探头控制部192，因此能够 使用微气泡来促进遗传基因或药物渗透至特定部位。
例如，在对微气泡赋予了药物的情况下，超声波装置1能够促进药物 渗透至指定的治疗部位。另外，例如超声波装置1能够促进微气泡也渗透 至像毛细血管这样的部位，其结果，能够生成清楚地表现细血管的血流动 态的超声波图像。像这样，在使用第1实施方式所涉及的超声波装置1的 情况下，操作者能够按每条扫描线设定超声波的发送条件，因此例如能够 按照治疗部位的形状等，灵活地设定适于该治疗部位的超声波的发送条件。 另外，第1实施方式所涉及的超声波装置1能够按每条扫描线设定超声波 的发送条件，因此例如能够仅向治疗部位照射高声压的超声波，能够向治 疗部位以外的部位照射低声压的超声波。
其中，以上如图3～图5所例示，说明了由超声波探头10二维发送超 声波的例子。但是，第1实施方式所涉及的超声波装置1也能够适用于由 超声波探头10三维发送超声波的情况。使用图8具体说明。图8是用于说 明三维发送超声波的情况下的超声波装置1的处理的图。
其中，以下说明的超声波装置1例如设为具有机械性地揺动将多个压 电振子配置为一列而成的超声波探头的机械扫描探头、或将多个压电振子 配置为矩阵(栅格)状而成的超声波探头等，来作为超声波探头10。具有 这样的超声波探头10的超声波装置1按照时间序列生成作为三维的超声波 图像的体(Volume)图像，并显示所生成的体图像。
在图8所示的例子中，超声波探头10在发送超声波的发送面M11上 配置压电振子。在图8所示的例子中，超声波装置1通过使超声波探头10 所具有的压电振子之中的、配置在二维的区域11a中的压电振子发送特殊 的发送条件的超声波，能够针对以三维弯曲的血管B12，促进遗传基因或 药物的渗透。其中，在图8的右上示出面M12的断层图像，在图8的右下 示出面M13的断层图像。
在此，在超声波装置1中，能够按照由超声波探头10以三维发送的超 声波的每条扫描线，设定超声波的发送条件。然后，在按每条扫描线设定 了超声波的发送条件的情况下，超声波装置1控制超声波探头10，以便根 据该每条扫描线的发送条件来发送超声波。例如，超声波装置1能够针对 图8所示的血管B12之中的部位T12和部位T12以外的部位，照射不同 的发送条件的超声波。像这样，超声波装置1能够针对在三维上以任意形 状分布的治疗对象，仅向特定部位照射治疗等所需的超声波。
另外，第1实施方式所涉及的超声波装置1的控制部190也可以控制 为将被检体P的体图像和断层图像显示在同一个画面上。使用图9具体说 明。图9是表示并列显示体图像以及断层图像的画面的一例的图。在图9 所例示的画面G10中，在标题显示为＜三维图像＞的区域中显示体图像， 在标题显示为＜A截面＞的区域中显示体图像的A截面的断层图像，在标 题显示为＜B截面＞的区域中显示体图像的B截面的断层图像。
超声波装置1使操作者设定体图像的截面位置，并将设定的截面位置 的断层图像显示在画面G10上。然后，超声波装置1在显示画面G10的状 态下，从操作者受理被三维发送的超声波的每条扫描线的发送条件的设定。 例如，在图9所示的例子中，设为操作者向显示在B截面的断层图像中的 部位T13照射治疗用的超声波。此时，通过控制部190对画面G10进行显 示控制，由此操作者能够根据体图像来确认治疗部位整体，并且根据断层 图像来确认照射治疗用的超声波的部位，并且按每条扫描线设定超声波的 发送条件。
(第2实施方式)
在上述第1实施方式中，说明了能够按每条扫描线设定超声波的发送 条件的例子。在第2实施方式中，说明能够设定超声波探头10的开口或偏 转的例子。
首先，使用图10说明第2实施方式中的控制部290。图10是表示第 2实施方式中的控制部290的结构例的块图。其中，第2实施方式所涉及 的超声波装置2的整体结构与图1所示的结构例相同，因此在此省略说明。 另外，与第2实施方式所涉及的超声波装置2连接的超声波探头10设为多 个压电振子以矩阵(栅格)状配置而成，向三维空间发送超声波。
如图10所例示，控制部290具有受理部291和探头控制部292。受理 部291受理与开口相关的设定内容、与从超声波探头10向被检体P发送 的超声波的偏转相关的设定内容、或与被检体P内的关注区域相关的设定 内容，来作为超声波的发送条件，所述开口用于决定超声波探头10所具有 的多个压电振子之中的发送超声波的压电振子。
例如，在由操作者经由输入装置20进行了选择超声波探头10的开口 的操作的情况下，受理部291从输入装置20受理与开口相关的设定内容。 另外，例如，在由操作者经由输入装置20进行了设定超声波的偏转的操作 的情况下，受理部291从输入装置20受理与超声波的偏转相关的设定内容。 另外，例如，在由操作者经由输入装置20进行了设定关注区域的操作的情 况下，受理部291从输入装置20受理与关注区域相关的设定内容。
探头控制部292具有振子控制部293和偏转控制部294。
在由受理部291受理了与超声波探头10的开口相关的设定内容的情况 下，振子控制部293控制超声波探头10，以从该设定内容所示的开口发送 超声波。
在由受理部291受理了与超声波的偏转相关的设定内容的情况下，偏 转控制部294控制超声波探头10，以根据该设定内容所示的偏转发送超声 波。
使用图11说明第2实施方式中的控制部290所进行的处理的一例。图 11是用于说明第2实施方式中的控制部290所进行的处理的一例的图。在 图11所示的例子中，超声波探头10设为：最初从配置在开口区域21a中 的压电振子向治疗部位T21照射超声波。此时，在开口区域21a与治疗部 位T21之间存在骨骼的情况下，从配置在开口区域21a中的压电振子发送 的超声波被骨骼大致全反射。因此，从配置在开口区域21a中的压电振子 发送的超声波几乎没有照射到治疗部位T21。其中，以下有时将妨碍超声 波的行进的骨骼等部位记作“障碍部位”。
在此，第2实施方式所涉及的超声波装置2能够使操作者设定超声波 探头10的开口。例如，设为操作者进行了将超声波探头10的开口从开口 区域21a变更为开口区域21b的操作。在该情况下，探头控制部292的振 子控制部293控制超声波探头10，以从配置在开口区域21b中的压电振子 发送超声波。
另外，第2实施方式所涉及的超声波装置2能够使操作者设定由超声 波探头10发送的超声波的偏转。例如，设为在从配置在开口区域21b中的 压电振子发送超声波的状态下，操作者设定超声波的偏转，以使超声波照 射到治疗部位T21。在该情况下，探头控制部292的偏转控制部294如图 11的下图所示，控制超声波探头10，以使超声波的扫描线L21成为扫描 线L22。
如上所述，根据第2实施方式，超声波装置2具有受理与超声波探头 的开口或偏转、关注区域相关的设定内容的受理部291、控制超声波探头 10以从由受理部291受理的开口发送超声波的振子控制部293、以及控制 超声波探头10以根据由受理部291受理的偏转发送超声波的偏转控制部 294，因此即使在超声波的发送面与治疗部位之间存在障碍部位的情况下， 也能够将超声波照射到治疗部位。
(第3实施方式)
在上述第2实施方式中，说明了使操作者设定超声波探头10的开口或 偏转的例子。在第3实施方式中，说明超声波装置检测是否存在障碍部位 等、在存在障碍部位等的情况下调整超声波的开口或偏转的例子。
首先，使用图12说明第3实施方式中的控制部390。图12是表示第 3实施方式中的控制部390的结构例的块图。其中，第3实施方式所涉及 的超声波装置3的整体结构与图1所示的结构例相同，因此在此省略说明。 另外，以下对于具有与已经示出的结构部位相同的功能的部位赋予相同的 符号，并省略其详细的说明。
如图12所例示，控制部390具有受理部291和探头控制部392。探头 控制部392基于由操作者设定的与超声波探头10的开口或关注区域相关的 设定内容，控制超声波探头10，以从设定的开口的压电振子向关注区域发 送超声波。该探头控制部392具有障碍部位检测部395、振子控制部393 和偏转控制部394。
障碍部位检测部395检测在发送超声波的超声波探头10的发送面与关 注区域之间是否存在障碍部位。例如，障碍部位检测部395通过比较发送 OFF(关闭)时的接收信号与发送ON(开启)时的接收信号，由此判断 由于肋骨等障碍物而超声波未到达的区域。其中，障碍部位检测部395也 可以通过比较由超声波探头10发送的超声波和接收的反射波信号，来判断 从超声波探头10发送的超声波是否被大致全反射。并且，障碍部位检测部 395在超声波被大致全反射的情况下，检测为在超声波探头10的发送面与 关注区域之间存在障碍部位。
另外，如果在发送超声波的超声波探头10的发送面与关注区域之间存 在障碍部位，则超声波在障碍部位被大致全反射，因此在超声波图像中不 显现关注区域的图像。因此，障碍部位检测部395例如也可以计算由图像 生成部140生成的超声波图像的亮度，在关注区域的亮度低于规定的阈值 的情况下，判断为位于障碍部位的深度方向的关注区域的图像未显现，检 测为存在障碍部位。
振子控制部393在由障碍部位检测部395检测出障碍部位的情况下， 使超声波探头10的开口改变。其中，振子控制部393既可以使发送超声波 的压电振子随机变动，也可以按规定的每个区域依次变动。
在由障碍部位检测部395检测出障碍部位的情况下，偏转控制部394 使超声波的偏转改变，以使由超声波探头10发送的超声波照射到关注区域。 例如，在图11所示的例子中，设为由振子控制部393将发送超声波的压电 振子从配置在开口区域21a中的压电振子变更为配置在开口区域21b中的 压电振子。在该情况下，偏转控制部394改变超声波的偏转，以使超声波 的扫描线L21成为扫描线L22。
在由振子控制部393以及偏转控制部394改变超声波探头10的开口、 偏转之后，上述障碍部位检测部395进行检测在超声波探头10的发送面与 关注区域之间是否存在障碍部位的处理。然后，在由障碍部位检测部395 检测出障碍部位的情况下，振子控制部393以及偏转控制部394再次改变 超声波探头10的开口、偏转。即，障碍部位检测部395、振子控制部393 以及偏转控制部394重复进行处理，直到超声波不被障碍部位反射而照射 到关注区域为止。
如上所述，根据第3实施方式，超声波装置3具有检测在超声波的发 送面与关注区域之间是否存在障碍部位的障碍部位检测部395、在由障碍 部位检测部395检测出障碍部位的情况下改变超声波探头10的开口的振子 控制部393、以及在由障碍部位检测部395检测出障碍部位的情况下改变 超声波的偏转的偏转控制部394，因此即使在超声波的发送面与治疗部位 之间存在障碍部位的情况下，也能够不使操作者进行操作地将超声波照射 到治疗部位。
其中，在上述第2及第3实施方式中，举出多个压电振子以矩阵(栅 格)状配置而成的超声波探头10为例进行了说明，但超声波装置2及3也 可以连接机械扫描探头。在该情况下，超声波装置2及3例如改变机械扫 描探头的开口。
另外，在上述第3实施方式中，障碍部位检测部395、振子控制部393 以及偏转控制部394也可以通过重复进行上述处理，来检测形成避开障碍 部位的路径的开口与偏转的组合。并且，振子控制部393以及偏转控制部 394也可以在避开障碍部位的开口与偏转的组合有多个的情况下，选择该 多个组合之中的偏转角最小的路径，来改变超声波探头10的开口以及偏转。 像这样，振子控制部393以及偏转控制部394通过选择偏转角小的路径， 能够提高向关注区域的照射效率，进一步减轻伪影。另外，控制部390也 可以在避开障碍部位的开口与偏转的组合有多个的情况下，通过将该多个 组合向操作者提示多个组合，使操作者选择是否根据开口与偏转的组合来 发送超声波。
(第4实施方式)
在上述第1实施方式中，示出了使操作者设定超声波的发送条件的例 子。在第4实施方式中，说明超声波装置保持超声波的发送条件的多个模 式、使操作者选择发送条件的模式的例子。
首先，使用图13说明第4实施方式中的存储部480以及控制部490。 图13是表示第4实施方式中的存储部480以及控制部490的结构例的块 图。其中，第4实施方式所涉及的超声波装置4的整体结构与图1所示的 结构例相同，因此在此省略说明。
如图13所例示，存储部480具有发送条件存储部481。发送条件存储 部481针对多个种类，存储包括在规定的扫描范围中的每条扫描线的发送 条件群。在图14中表示发送条件存储部481的一例。如图14所例示，发 送条件存储部481与模式建立对应地按每条扫描线存储超声波的发送条 件。在此，模式表示每条扫描线的发送条件群的种类。另外，扫描线表示 从超声波探头10发送的超声波的扫描线。另外，发送条件表示从超声波探 头10发送的超声波的条件。在图14中，示出了发送条件存储部481存储 超声波的声压、频率、重复频率(PRF)作为发送条件的例子。
在图14中例示的发送条件存储部481存储扫描线L11～L15中的超声 波的声压“P10”、频率“F5”、PRF“RF10”，作为模式“PT11”。其中， 与模式“PT11”对应的超声波的发送条件对应于图3所例示的超声波的发 送条件。另外，由模式“PT12”表示的超声波的发送条件对应于图4所例 示的超声波的发送条件。另外，由模式“PT13”所示的超声波的发送条件 对应于图5所例示的超声波的发送条件。
返回图13的说明，控制部490具有受理部491和探头控制部492。受 理部491受理从发送条件存储部481所存储的发送条件群的模式中选择的 模式。具体而言，在由操作者进行了表示进行发送条件的选择的操作的情 况下，控制部490通过将图14所例示的模式以及发送条件显示在监视器 30上，使操作者选择模式。然后，受理部491从输入装置20等受理被操 作者选择的发送条件的模式。
其中，受理部491也可以受理发送条件的模式，并且受理配置被选择 的发送条件的模式所包括的各扫描线的关注区域的位置。例如，设为由操 作者选择图14所例示的模式PT11。在该情况下，受理部491也可以受理 将模式PT11所包括的扫描线L11～L15配置在关注区域的哪个位置。此时， 受理部491也可以针对扫描线L11～L15的一部分，受理在关注区域中配 置的位置。例如，受理部491也可以受理扫描线L11的位置为关注区域的 左端以及扫描线L15的位置为关注区域的右端。
在由受理部491受理了发送条件群的模式的情况下，探头控制部492 基于与该模式对应的发送条件，控制超声波探头10。
例如，设为由操作者选择图14所例示的模式PT12，并且进行了将扫 描线L11配置在关注区域的右端、将扫描线L15配置在关注区域的左端的 操作。在该情况下，探头控制部492如图4所例示，控制超声波探头10， 以向关注区域的右端发送声压“P10”、频率“F5”、重复频率“RF5”的 超声波。另外，探头控制部492针对从关注区域的右端开始第2个以后的 部分，控制超声波探头10以发送声压“P5”、重复频率“RF5”的超声波。 此时，探头控制部492控制超声波探头10，以使向关注区域的左端发送的 超声波的频率成为“F9”，并且超声波的频率从关注区域的右端向关注区域 的左端线性升高。
接着，使用图15说明第4实施方式中的控制部490所进行的处理的步 骤。图15是表示第4实施方式中的控制部490所进行的处理步骤的一例的 流程图。
如图15所示，超声波装置4的控制部490判断是否由操作者进行了表 示进行发送条件的选择的操作(步骤S301)。在此，控制部490在没有进 行表示进行发送条件的选择的操作的情况下(步骤S301否定)，成为待机 状态。
另一方面，控制部490在进行了表示进行发送条件的选择的操作的情 况下(步骤S301肯定)，控制监视器30以显示发送条件存储部481所存 储的模式以及发送条件(步骤S302)。由此，控制部490使操作者选择发 送条件的模式。
然后，控制部490的受理部491判断是否受理了由操作者选择的模式 (步骤S303)。在此，受理部491在没有受理到发送条件的模式的情况下 (步骤S303否定)，成为待机状态。
另一方面，在由受理部491受理了选择发送条件的模式的操作的情况 下(步骤S303肯定)，探头控制部492基于选择的发送条件的模式，控制 超声波探头10(步骤S304)。
如上所述，根据第4实施方式，超声波装置4具有针对多个模式存储 每条扫描线的发送条件群的发送条件存储部481、以及基于与由操作者选 择的模式对应的每条扫描线的发送条件群来控制超声波探头10的探头控制 部492，因此能够在操作者不设定每条扫描线的发送条件的条件下，按每 条扫描线根据规定的发送条件发送超声波。
例如，在如图14所例示的发送条件存储部481那样将图3～图5所例 示的发送条件作为模式加以存储的情况下，能够使操作者选择与图3～图5 对应的发送条件的模式。由此，超声波装置4仅通过由操作者选择发送条 件的模式，就能够根据图3～图5所例示的发送条件发送超声波，因此例如 能够促进遗传基因或药物渗透至特定部位。
(第5实施方式)
在上述第4实施方式中，示出了使操作者选择超声波的发送条件的模 式的例子。在第5实施方式中，说明使操作者选择发送条件的模式、并且 使操作者设定一部分扫描线中的超声波的发送条件的例子。
首先，使用图16说明第5实施方式中的存储部580以及控制部590。 图16是表示第5实施方式中的存储部580以及控制部590的结构例的块 图。其中，第5实施方式所涉及的超声波装置5的整体结构与图1所示的 结构例相同，因此在此省略说明。
如图16所例示，存储部580具有决定条件存储部581。决定条件存储 部581存储决定条件，该决定条件用于在规定的扫描范围所包括的一部分 扫描线中的发送条件被决定的情况下，决定该一部分扫描线以外的其他扫 描线中的发送条件。
在图17中示出决定条件存储部581的一例。如图17所例示，决定条 件存储部581与模式建立对应地按每条扫描线存储决定条件。在此，对于 决定条件存储部581的扫描线，例如存储有“任意”、“其他”、“右端”、“左 端”等项目。该扫描线所存储的“任意”表示向关注区域发送的任意的扫 描线，“其他”表示存储在相同模式下的扫描线以外的扫描线，“右端”表 示向关注区域的右端发送的任意的扫描线，“左端”表示向关注区域的左端 发送的任意的扫描线。
图17所例示的决定条件存储部581的模式“PT21”表示使操作者设 定声压、频率、重复频率，并将设定的声压、频率、重复频率作为向关注 区域发送的超声波的发送条件。换言之，模式“PT21”表示向关注区域发 送的超声波的声压、频率、重复频率在各扫描线中都为相同值，并使操作 者设定该声压、频率、重复频率。
另外，图17所例示的决定条件存储部581的模式“PT22”表示使操 作者设定关注区域的右端以及左端的扫描线的声压，并将关注区域的右端 以及左端以外的扫描线的声压设为“P5”。另外，模式“PT22”表示使操 作者设定关注区域的右端以及左端的扫描线的频率，且超声波的频率从关 注区域的右端向关注区域的左端呈线性的关系。另外，模式“PT22”表示 使操作者设定关注区域的右端的扫描线的重复频率，并将设定的重复频率 作为关注区域内的全部扫描线的重复频率。
返回图16的说明，控制部590具有受理部591和探头控制部592。受 理部591受理对决定条件存储部581所存储的模式进行选择的操作，并且 受理设定规定的发送条件的操作。其中，在此所谓“规定的发送条件”，相 当于在图17所例示的决定条件存储部581的决定条件中存储了“用户设定” 的项目。
具体而言，在由操作者进行了表示进行发送条件的选择的操作的情况 下，控制部590显示图17所例示的模式以及发送条件，由此使操作者选择 模式，并且使操作者设定规定的发送条件。然后，受理部591受理由操作 者选择的发送条件的模式以及由操作者设定的发送条件。
例如，设为由操作者选择了图17所例示的决定条件存储部581的模式 PT21。在该情况下，受理部591受理选择了模式PT21的情况，并且受理 由操作者设定的声压、频率、重复频率。另外，例如设为由操作者选择了 图17所例示的决定条件存储部581的模式PT22。在该情况下，受理部591 受理选择了模式PT22的情况，并且受理关注区域的右端的扫描线的声压、 频率、重复频率以及关注区域的左端的扫描线的声压、频率。
在由受理部591受理了发送条件的模式以及规定的发送条件的情况 下，探头控制部592决定向关注区域发送的超声波的发送条件，并基于所 决定的发送条件，控制超声波探头10。
例如，设为由受理部591受理了图17所例示的模式PT21，并且受理 了声压“P10”、频率“F10”、重复频率“RF10”。在该情况下，探头控制 部592决定将向关注区域发送的全部扫描线中的超声波的声压设为“P10”， 将频率设为“F10”，将重复频率设为“RF10”，控制超声波探头10以根据 该发送条件发送超声波。即，探头控制部592控制超声波探头10，以根据 图3所例示的发送条件发送超声波。
另外，例如，设为由受理部591受理了选择图17所例示的模式PT22 的操作，并且受理了设定扫描线“右端”的声压“P10”、频率“F5”、重 复频率“RF10”、扫描线“左端”的声压“P5”、频率“F9”的操作。在 该情况下，探头控制部592控制超声波探头10，以根据图4所例示的发送 条件发送超声波。
接着，使用图18说明第5实施方式中的控制部590所进行的处理的步 骤。图18是表示第5实施方式中的控制部590所进行的处理步骤的一例的 流程图。
如图18所示，超声波装置5的控制部590判断是否由操作者进行了表 示进行发送条件的选择的操作(步骤S401)。在此，控制部590在没有进 行表示进行发送条件的选择的操作的情况下(步骤S401否定)，成为待机 状态。
另一方面，控制部590在进行了表示进行发送条件的选择的操作的情 况下(步骤S401肯定)，按决定条件存储部581所存储的每个模式，控制 监视器30以显示发送条件群(步骤S402)。由此，控制部590使操作者选 择发送条件的模式并且设定规定的发送条件。
然后，控制部590的受理部591判断是否受理了选择发送条件的模式 的操作和设定规定的发送条件的操作(步骤S403)。在此，受理部591在 未受理选择发送条件的模式的操作等的情况下(步骤S403否定)，成为待 机状态。
另一方面，在由受理部591受理了选择发送条件的模式的操作和设定 规定的发送条件的操作的情况下(步骤S403肯定)，探头控制部592基于 由操作者设定的发送条件以及决定条件存储部581所存储的各种信息，决 定向关注区域发送的超声波的发送条件(步骤S404)。然后，探头控制部 592基于决定的发送条件，控制超声波探头10(步骤S405)。
如上所述，根据第5实施方式，超声波装置5具有存储用于基于一部 分扫描线的发送条件来决定其他扫描线的发送条件的决定条件的决定条件 存储部581、以及基于由操作者选择的模式和由操作者设定的一部分扫描 线的发送条件来决定发送条件、并基于决定的发送条件来控制超声波探头 10的探头控制部592，因此仅通过由操作者设定简易的发送条件，就能够 按每条扫描线根据规定的发送条件发送超声波。
其中，上述第1～第5实施方式所涉及的超声波装置也可以检测存在于 关注区域内的生物体组织的移动，追随生物体组织的移动而发送超声波。 具体而言，超声波装置使用由图像生成部140生成的时间相位不同的多个 超声波图像，来计算运动矢量，基于计算出的运动矢量检测生物体组织的 移动。然后，超声波装置追随生物体组织的移动，改变向关注区域发送的 超声波的发送条件。例如，超声波装置也可以在图4所示的例子中检测出 治疗部位T11向左侧移动了“α”的情况下，使扫描线L11～L15中的超 声波的发送条件向左偏移“α”。例如，也可以将扫描线L12中的超声波的 声压设为“P10”，将频率设为“F5”。由此，即使在由于体动而治疗部位 T11移动的情况下，超声波装置也能够将操作者所设定的发送条件的超声 波照射到操作者所期望的部位。
另外，上述第1～第5实施方式所涉及的超声波装置也可以在根据由操 作者设定的发送条件发送超声波之前，推定在设想根据该发送条件向关注 区域发送的情况下的超声波的分布。然后，超声波装置也可以使推定出的 超声波的分布重叠在由图像生成部140生成的超声波图像上并控制监视器 30显示。例如，超声波装置也可以如图5的上图所示，控制监视器30显 示超声波由箭头表现的超声波图像。另外，例如，超声波装置也可以如图 11所示，控制监视器30显示表现超声波的分布的超声波图像。另外，上 述第1～第5实施方式所涉及的超声波装置也可以控制监视器30显示超声 波的每条扫描线的发送条件。
另外，在上述第1～第5实施方式中，说明了向微气泡赋予药物的例子， 但也可以向微气泡赋予遗传基因。即，上述第1～第5实施方式所涉及的超 声波装置能够促进药物或遗传基因渗透至细胞。其中，作为向微气泡赋予 的物质的例子，可以举出遗传基因、蛋白质、生物体内物质、药剂、纳米 液滴等。
另外，图2、图10、图12、图13、图16所示的控制部所具有的受理 部以及探头控制部既可以通过集成电路等硬件实现，也可以通过软件性模 块化后的软件程序实现。
根据以上说明的至少一个实施方式，通过具有按每条扫描线受理超声 波的发送条件的受理部、以及控制超声波探头以根据每条扫描线的发送条 件发送超声波的探头控制部，能够使用微气泡促进遗传基因或药物渗透至 特定部位。
以上说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式只是举例说明， 不意味着对发明的范围进行限定。这些新的实施方式能够通过其他各种方 式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。 这些实施方式及其变形都包含在发明的范围和主旨中，并且包含在权利要 求书所记载的发明及与其同等的范围中。