超音波プローブ充電装置、超音波診断システム、及び、超音波診断装置
【課題】使用可能な充電状態にある超音波プローブを速やかに取得することのできる超音波プローブ充電装置、超音波診断システム、及び、超音波診断装置を提供する。
【解決手段】二次電池を含む超音波プローブに接続し超音波プローブに充電可能な超音波プローブ充電装置であって、接続した超音波プローブの充電状態を検出する充電状態検出部と、超音波プローブ充電装置の位置情報を格納する位置情報格納部と、充電状態及び位置情報を外部に送信する送信部と、を具備する。
【解決手段】二次電池を含む超音波プローブに接続し超音波プローブに充電可能な超音波プローブ充電装置であって、接続した超音波プローブの充電状態を検出する充電状態検出部と、超音波プローブ充電装置の位置情報を格納する位置情報格納部と、充電状態及び位置情報を外部に送信する送信部と、を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波プローブを充電するための充電装置、並びに、そのような充電装置を備えた超音波診断システム及び超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野においては、被検体の内部を観察して診断を行うために、様々な撮像技術が開発されている。特に、超音波を送受信することによって被検体の内部情報を取得する超音波撮像は、リアルタイムで画像観察を行うことができる上に、Ｘ線写真やＲＩ（radio isotope）シンチレーションカメラ等の他の医用画像技術と異なり、放射線による被曝がない。そのため、超音波撮像は、安全性の高い撮像技術として、産科領域における胎児診断の他、婦人科系、循環器系、消化器系等を含む幅広い領域において利用されている。
【０００３】
超音波撮像の原理は、次のようなものである。超音波は、被検体内における構造物の境界のように、音響インピーダンスが異なる領域の境界において反射される。そこで、超音波ビームを人体等の被検体内に送信し、被検体内において生じた超音波エコーを受信して、超音波エコーが生じた反射位置や反射強度を求めることにより、被検体内に存在する構造物（例えば、内臓や病変組織等）の輪郭を抽出することができる。
【０００４】
一般に、超音波診断装置においては、超音波の送受信機能を有する複数の超音波トランスデューサ（振動子）を含む超音波プローブが用いられる。超音波プローブと超音波診断装置本体とは、ケーブルを介して接続されることが多いが、ケーブルを用いることによる煩わしさを解消するために、超音波プローブと超音波診断装置本体との間の情報通信を無線により行う無線通信式の超音波診断装置が開発されている。そのような無線通信式の超音波診断装置においては、超音波プローブに二次電池を内蔵して適宜充電して使用するものがある。
【０００５】
関連する技術として、特許文献１には、無線通信式の超音波プローブを、充電専用の充電器によって充電するものが開示されている。
【０００６】
ところで、超音波プローブを使用可能な状態にまで充電するには、ある程度の時間を必要とする。従って、診断作業を効率的に遂行するためには、複数台の充電器を設置し、予め複数台の超音波プローブを充電しておくことが望ましい。
【０００７】
しかしながら、超音波プローブの充電状態は、二次電池の残量や充電開始後の経過時間によって異なっており、充電器に接続されている超音波プローブを確認して初めて、その超音波プローブが撮像に使用可能であるか否かを知ることができる。従って、例えば充電器が施設内の離れた場所に分散して設置されているような場合には、所望の充電状態にある超音波プローブを見出して取得するまでに長時間を要してしまう恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−４３１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、使用可能な充電状態にある超音波プローブを速やかに取得することのできる超音波プローブ充電装置、超音波診断システム、及び、超音波診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の１つの観点に係る超音波プローブ充電装置は、二次電池を含む超音波プローブに接続し超音波プローブに充電可能な超音波プローブ充電装置であって、接続した超音波プローブの充電状態を検出する充電状態検出部と、超音波プローブ充電装置の位置情報を格納する位置情報格納部と、充電状態及び位置情報を外部に送信する送信部と、を具備する。
【００１１】
また、本発明の他の１つの観点に係る超音波診断システムは、被写体からの超音波を受信した複数の超音波トランスデューサから出力される複数の受信信号に対して信号処理を施すことにより伝送信号を生成する信号処理部と、信号処理部に電力を供給する二次電池とを含む超音波プローブと、超音波プローブに接続し超音波プローブに充電可能な超音波プローブ充電装置であって、接続した超音波プローブの充電状態を検出する充電状態検出部と、超音波プローブ充電装置の位置情報を格納する位置情報格納部と、充電状態及び位置情報を外部に送信する送信部とを含む超音波プローブ充電装置と、超音波プローブ充電装置から充電状態及び位置情報を受信する受信部と、充電状態及び位置情報を表示する表示部とを含む表示装置と、を具備する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、超音波プローブ充電装置が超音波プローブの充電状態及び位置情報を送信する構成を備えたので、ユーザは、使用可能な充電状態にある超音波プローブを速やかに取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】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斜視図である。
【図２】図１に示す超音波プローブの構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す充電装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示す超音波診断装置本体の構成を示すブロック図である。
【図５】図２に示す受信信号処理部の構成例を示す図である。
【図６】充電状態、充電装置の位置情報、及び、超音波プローブの種類情報を格納したデータテーブルの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、説明を省略する。
図１は、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斜視図である。本発明の一実施形態に係る超音波診断システム及び装置は、超音波プローブ１と、超音波診断装置本体２と、充電装置３とによって構成される。充電装置３は、超音波プローブ１を収容することにより超音波プローブ１に接続され、超音波プローブ１を充電可能となっている。
【００１５】
図２は、図１に示す超音波プローブの構成を示すブロック図である。図３は、図１に示す充電装置の構成を示すブロック図である。図４は、図１に示す超音波診断装置本体の構成を示すブロック図である。超音波プローブ１は、リニアスキャン方式、コンベックススキャン方式、セクタスキャン方式等の体外式プローブでも良いし、ラジアルスキャン方式等の超音波内視鏡用プローブでも良い。
【００１６】
図２に示すように、超音波プローブ１は、１次元又は２次元のトランスデューサアレイを構成する複数の超音波トランスデューサ１０と、送信遅延パターン記憶部１１と、送信制御部１２と、駆動信号発生部１３と、受信制御部１４と、複数チャンネルの受信信号処理部１５と、パラレル／シリアル変換部１６と、無線通信部１７と、通信制御部１８と、操作スイッチ２１と、制御部２２と、格納部２３と、バッテリ制御部２４と、電源スイッチ２５と、バッテリ２６と、受電部２７とを有している。ここで、受信信号処理部１５及びパラレル／シリアル変換部１６は、被写体からの超音波を受信した複数の超音波トランスデューサ１０から出力される複数の受信信号に対して信号処理を施すことにより伝送信号を生成する信号処理部を構成している。
【００１７】
複数の超音波トランスデューサ１０は、印加される複数の駆動信号に従って超音波を送信すると共に、伝搬する超音波エコーを受信して複数の受信信号を出力する。各超音波トランスデューサ１０は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Pb(lead) zirconate titanate）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン：polyvinylidene difluoride）に代表される高分子圧電素子等の圧電性を有する材料（圧電体）の両端に電極を形成した振動子によって構成される。
【００１８】
そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮する。この伸縮により、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生し、それらの超音波の合成によって超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することによって伸縮し、電気信号を発生する。それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。
【００１９】
送信遅延パターン記憶部１１は、複数の超音波トランスデューサ１０から送信される超音波によって超音波ビームを形成する際に用いられる複数の送信遅延パターンを記憶している。送信制御部１２は、制御部２２によって設定された送信方向に応じて、送信遅延パターン記憶部１１に記憶されている複数の送信遅延パターンの中から１つの送信遅延パターンを選択し、その送信遅延パターンに基づいて、複数の超音波トランスデューサ１０の駆動信号にそれぞれ与えられる遅延時間を設定する。あるいは、送信制御部１２は、複数の超音波トランスデューサ１０から一度に送信される超音波が被検体の撮像領域全体に届くように遅延時間を設定しても良い。
【００２０】
駆動信号発生部１３は、例えば、複数のパルサを含んでおり、送信制御部１２によって選択された送信遅延パターンに基づいて、複数の超音波トランスデューサ１０から送信される超音波が超音波ビームを形成するように複数の駆動信号の遅延量を調節して複数の超音波トランスデューサ１０に供給し、あるいは、複数の超音波トランスデューサ１０から一度に送信される超音波が被検体の撮像領域全体に届くように複数の駆動信号を複数の超音波トランスデューサ１０に供給する。
【００２１】
受信制御部１４は、複数チャンネルの受信信号処理部１５の動作を制御する。各チャンネルの受信信号処理部１５は、対応する超音波トランスデューサ１０から出力される受信信号に対して直交検波処理又は直交サンプリング処理を施すことにより複素ベースバンド信号を生成し、複素ベースバンド信号をサンプリングすることによりサンプルデータを生成して、サンプルデータをパラレル／シリアル変換部１６に供給する。
【００２２】
図５は、図２に示す受信信号処理部の構成例を示す図である。図５に示すように、各チャンネルの受信信号処理部１５は、プリアンプ１５１と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５２と、アナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）１５３と、直交検波処理部１５４と、サンプリング部１５５ａ及び１５５ｂと、メモリ１５６ａ及び１５６ｂとを含んでいる。
【００２３】
プリアンプ１５１は、超音波トランスデューサ１０から出力される受信信号（ＲＦ信号）を増幅し、ＬＰＦ１５２は、プリアンプ１５１から出力される受信信号の帯域を制限することにより、Ａ／Ｄ変換におけるエリアジングを防止する。ＡＤＣ１５３は、ＬＰＦ１５２から出力されるアナログの受信信号をディジタルの受信信号に変換する。
【００２４】
ＲＦ信号のままでデータの直列化を行うと、伝送ビットレートが極めて高くなり、通信速度やメモリの動作速度がそれに追いつかない。一方、受信フォーカス処理の後でデータの直列化を行うと、伝送ビットレートを低減することができるが、受信フォーカス処理のための回路は規模が大きく、超音波プローブの中に組み込むことは困難である。そこで、本実施形態においては、受信信号に対して直交検波処理等を施して受信信号の周波数帯域をベースバンド周波数帯域に落としてからデータの直列化を行うことにより、伝送ビットレートを低減させている。
【００２５】
直交検波処理部１５４は、受信信号に対して直交検波処理を施し、複素ベースバンド信号（Ｉ信号及びＱ信号）を生成する。図５に示すように、直交検波処理部１５４は、ミキサ（掛算回路）１５４ａ及び１５４ｂと、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５４ｃ及び１５４ｄとを含んでいる。ミキサ１５４ａが、局部発振信号ｃｏｓω０ｔを受信信号に掛け合わせて、ＬＰＦ１５４ｃが、ミキサ１５４ａから出力される信号にローパスフィルタ処理を施すことにより、実数成分を表すＩ信号が生成される。一方、ミキサ１５４ｂが、位相をπ／２だけ回転させた局部発振信号ｓｉｎω０ｔを受信信号に掛け合わせて、ＬＰＦ１５４ｄが、ミキサ１５４ｂから出力される信号にローパスフィルタ処理を施すことにより、虚数成分を表すＱ信号が生成される。
【００２６】
サンプリング部１５５ａ及び１５５ｂは、直交検波処理部１５４によって生成された複素ベースバンド信号（Ｉ信号及びＱ信号）をサンプリング（再サンプリング）することにより、２チャンネルのサンプルデータをそれぞれ生成する。生成された２チャンネルのサンプルデータは、メモリ１５６ａ及び１５６ｂにそれぞれ格納される。
【００２７】
再び図２を参照すると、パラレル／シリアル変換部１６は、複数チャンネルの受信信号処理部１５によって生成されたパラレルのサンプルデータを、シリアルのサンプルデータ（伝送信号）に変換する。例えば、パラレル／シリアル変換部１６は、１２８チャンネルのパラレルのサンプルデータを、１〜４チャンネルのシリアルのサンプルデータに変換する。これにより、超音波トランスデューサ１０の数と比較して、伝送チャンネルの数が大幅に低減される。
【００２８】
無線通信部１７は、伝送信号に基づいてキャリアを変調して送信信号を生成し、送信信号をアンテナに供給してアンテナから電波を送信することにより、伝送信号を送信する。変調方式としては、例えば、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation）等が用いられる。ＡＳＫ又はＰＳＫを用いる場合には、１系統で１チャンネルのシリアルデータを伝送することが可能であり、ＱＰＳＫを用いる場合には、１系統で２チャンネルのシリアルデータを伝送することが可能であり、１６ＱＡＭを用いる場合には、１系統で４チャンネルのシリアルデータを伝送することが可能である。
【００２９】
このようにして、無線通信部１７は、超音波診断装置本体２との間で無線通信を行うことにより、伝送信号を超音波診断装置本体２に送信すると共に、超音波診断装置本体２から各種の制御信号を受信して、受信された信号を通信制御部１８に出力する。通信制御部１８は、制御部２２によって設定された送信電波強度で伝送信号の送信が行われるように無線通信部１７を制御すると共に、無線通信部１７が受信した各種の制御信号を制御部２２に出力する。制御部２２は、超音波診断装置本体２から送信される各種の制御信号に基づいて、超音波プローブ１の各部を制御する。
【００３０】
操作スイッチ２１は、超音波診断装置をライブモードやフリーズモードに設定するためのスイッチを含んでいる。ここで、ライブモードとは、超音波の送受信を行うことによって順次得られる受信信号に基づいて動画像を表示するモードのことであり、フリーズモードとは、メモリ等に格納されている受信信号又は音線信号に基づいて静止画像を表示するモードのことである。ライブモード又はフリーズモードの設定信号は、伝送信号と共に送信信号に含まれて、超音波診断装置本体２に送信される。なお、ライブモードとフリーズモードとの切換は、超音波診断装置本体２において行われるようにしても良い。
【００３１】
バッテリ２６は、受信信号処理部１５、電力を必要とするパラレル／シリアル変換部１６、無線通信部１７、制御部２２等の各部に電力を供給する二次電池である。超音波プローブ１には電源スイッチ２５が設けられており、バッテリ制御部２４は、電源スイッチ２５の状態に基づいて、バッテリ２６から各部に電力を供給するか否かを制御する。また、バッテリ制御部２４は、受電部２７において得られた電流の整流やバッテリ２６に対する充電電圧の調整等を行う充電回路を備えている。この充電回路がバッテリ２６に直流電流を供給することにより、バッテリ２６への充電が可能となっている。
【００３２】
受電部２７は、一端がバッテリ制御部２４の充電回路に接続され、他端が超音波プローブ１の筐体外部に露出した端子により構成される。受電部２７と給電部４７（後述）の端子同士が接触している場合に、バッテリ制御部２４を介してバッテリ２６への充電が行われる。あるいは、受電部２７は、給電部４７から無線により供給される供給エネルギーを電気エネルギーに変換することにより、無線による送電を受電する電気回路としても良い。無線による送電は、給電部４７との間でＬＣ共振回路を構成し、給電部４７が発生する磁場から受電部２７が誘導起電力を発生させることにより実現される。
【００３３】
以上において、送信制御部１２、受信制御部１４、直交検波処理部１５４（図５）、サンプリング部１５５ａ及び１５５ｂ（図５）、パラレル／シリアル変換部１６、通信制御部１８、制御部２２、及び、バッテリ制御部２４は、ディジタル回路によって構成しても良いし、中央演算装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵに各種の処理を行わせるためのソフトウェア（プログラム）とによって構成しても良い。上記のソフトウェア（プログラム）は、格納部２３に格納される。あるいは、直交検波処理部１５４をアナログ回路によって構成しても良い。その場合には、ＡＤＣ１５３が省略され、サンプリング部１５５ａ及び１５５ｂによって複素ベースバンド信号のＡ／Ｄ変換が行われる。また、格納部２３には、当該超音波プローブ１の種類を識別する種類情報が格納されていても良い。この情報は、充電装置３からの要求に応じて、無線通信部１７を介して外部に送信することができる。
【００３４】
一方、図３を参照すると、充電装置３は、電源制御部４４と、電源スイッチ４５と、電源部４６と、給電部４７と、プローブホルダ４８と、制御部５２と、表示部５６と、無線通信部５７と、通信制御部５８と、充電状態検出部６１と、充電状態格納部６２と、位置情報検出部６３と、位置情報格納部６４と、種類情報検出部６５と、種類情報格納部６６とを有している。
【００３５】
電源制御部４４は、電源スイッチ４５の状態に基づいて、電源部４６のオン／オフを制御する。電源部４６は、給電部４７など充電装置３の各部に電力を供給する。
【００３６】
プローブホルダ４８は、超音波プローブ１を保持するよう充電装置３に複数設けられている（図１参照）。各プローブホルダ４８には、超音波プローブ１への充電を行う給電部４７が設けられている。
【００３７】
給電部４７は、一端が電源部４６に接続され、他端が充電装置３の筐体外部に露出した端子である。給電部４７は、プローブホルダ４８により保持された超音波プローブ１の受電部２７（図２）と対峙する位置に配置されており、超音波プローブ１の受電部２７と接触している場合に、受電部２７に電力を供給する。あるいは、給電部４７は、電磁誘導作用によって超音波プローブ１の受電部２７に電力を供給するＬＣ回路により構成されていても良い。
【００３８】
充電状態検出部６１は、各プローブホルダ４８に保持された超音波プローブ１のバッテリ２６の充電状態を検出する。バッテリ２６の充電状態は、受電部２７の端子間の電圧や、給電部４７から供給される充電電流を検出することによって検出される。あるいは、超音波プローブ１のバッテリ制御部２４においてバッテリ２６の充電状態を検出し、無線通信部１７及び無線通信部５７を介して検出信号を受信することにより、又は、受電部２７の制御信号線を介して有線で受信することにより、バッテリ２６の充電状態を検出しても良い。
充電状態格納部６２は、充電状態検出部６１において検出された充電状態を格納する記憶装置である。
【００３９】
位置情報検出部６３は、当該充電装置３の位置情報を検出する。当該充電装置３の位置情報は、例えば図示しない磁気センサを充電装置３に設け、各診察室の扉に設けた図示しない磁場発生装置による磁場を検出することにより、充電装置３がその扉を通って当該診察室に持ち込まれたことを検出することができる。
位置情報格納部６４は、当該充電装置３の位置情報を格納する記憶装置である。位置情報格納部６４に記憶する位置情報は、位置情報検出部６３により検出された位置情報に限らず、図示しない入力手段によりユーザが入力した位置情報であっても良い。
【００４０】
種類情報検出部６５は、各プローブホルダ４８に保持された超音波プローブ１の種類を検出する。超音波プローブ１の種類は、各プローブホルダ４８に設けた図示しないメカセンサ又はフォトセンサによって超音波プローブの種類に応じた形状を識別することによって検出される。あるいは、各超音波プローブ１にバーコードを付しておき、このバーコードを充電装置３に接続された図示しないバーコードリーダに読み取らせることにより、超音波プローブ１の種類を識別しても良い。このように電気的な格納手段を使わずに検出すれば、超音波プローブ１のバッテリ２６が完全に放電している状態でも超音波プローブ１の認識ができる。また、超音波プローブ１の格納部２３に格納されている種類情報を、無線通信部１７及び無線通信部５７を介して受信することにより、又は、受電部２７の制御信号線を介して有線で受信することにより、超音波プローブ１の種類を検出しても良い。この場合、超音波プローブ１の格納部２３、無線通信部１７、受電部２７に対しては、バッテリ２６を介さず直接受電部２７から電力を供給する事が、バッテリが放電されている場合に電力供給を可能とする点、又、充電中に電力を供給する事によるバッテリの消耗を防ぐ点からも望ましい。
種類情報格納部６６は、種類情報検出部６５において検出された超音波プローブ１の種類情報を格納する記憶装置である。種類情報格納部６６に記憶する種類情報は、種類情報検出部６５により検出された種類情報に限らず、図示しない入力手段によりユーザが入力した種類情報であっても良い。
【００４１】
図６は、充電状態、充電装置の位置情報、及び、超音波プローブの種類情報を格納したデータテーブルの構成例を示す図である。このデータテーブルは、各超音波プローブ１に対応するレコードを複数有するものであり、各レコードは、各超音波プローブ１について、充電状態を格納したフィールド６２１と、充電装置の位置情報を格納したフィールド６４１と、超音波プローブの種類情報を格納したフィールド６６１とを有している。ここで、充電状態を格納したフィールド６２１は充電状態格納部を構成し、充電装置の位置情報を格納したフィールド６４１は位置情報格納部を構成し、超音波プローブの種類情報を格納したフィールド６６１は種類情報格納部を構成する。
【００４２】
図６に示すように、データテーブルには、充電状態を示す情報として例えば当該超音波プローブ１が「充電中」であるか「充電完了」であるかを示す情報、あるいは「使用不可」であるか「使用可」であるかを示す情報が格納される。位置情報を示す情報としては例えば当該充電装置３がどの診察室にあるかを示す情報が格納される。超音波プローブ１の種類情報としては例えばリニアスキャン方式のプローブであるか、コンベックススキャン方式のプローブであるかを示す情報が格納される。
【００４３】
再び図３を参照すると、表示部５６は、例えば、ＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、制御部５２の制御の下で、超音波プローブ１の充電状態、充電装置３の位置、超音波プローブ１の種類等を表示する。表示の態様は例えば図６に示すような一覧表としても良く、他の態様でもよい。
【００４４】
無線通信部５７は、充電状態格納部６２、位置情報格納部６４、及び、種類情報格納部６６に格納されている各種情報に基づいてキャリアを変調して送信信号を生成し、送信信号をアンテナに供給してアンテナから電波を送信することにより、検出信号を送信する。ここで、無線通信部５７及び通信制御部５８は、充電状態及び位置情報を外部に送信する送信部を構成している。また、無線通信部５７及び通信制御部５８は、他の超音波プローブ充電装置から充電状態及び位置情報を受信する受信部を構成している。
【００４５】
そして、無線通信部５７は、他の充電装置３ａとの間で無線通信を行うことにより、検出信号を他の充電装置３ａに送信すると共に、他の充電装置３ａから検出信号を受信して、受信された信号を通信制御部５８に出力する。通信制御部５８は、制御部５２によって設定された送信電波強度で検出信号の送信が行われるように無線通信部５７を制御すると共に、無線通信部５７が受信した検出信号を制御部５２に出力する。制御部５２は、他の充電装置３ａから送信される検出信号に基づいて、他の充電装置３ａに接続された超音波プローブ１に関する充電状態、充電装置の位置、超音波プローブの種類の各情報を、充電状態格納部６２、位置情報格納部６４、及び、種類情報格納部６６に格納し、表示部５６に表示させる。
【００４６】
本実施形態によれば、充電装置３が超音波プローブの充電状態や当該充電装置の位置等を他の充電装置３ａに送信すると共に、他の充電装置３ａから受信した超音波プローブの充電状態や充電装置の位置等を表示部に表示することとしたので、ユーザは使用可能な充電状態にある超音波プローブがどこにあるかを容易に知ることができる。
【００４７】
一方、図４を参照すると、超音波診断装置本体２は、無線通信部３１と、通信制御部３２と、シリアル／パラレル変換部３３と、画像形成部３４と、表示制御部３５と、表示部３６と、操作部４１と、制御部４２と、格納部４３とを有している。ここで、超音波診断装置本体２は、受信部と表示部とを含む表示装置を構成する。
【００４８】
無線通信部３１は、超音波プローブ１との間で無線通信を行うことにより、伝送信号を超音波プローブ１から受信すると共に、各種の制御信号を超音波プローブ１に送信する。無線通信部３１は、アンテナによって受信された信号を復調することにより、複数の超音波トランスデューサから出力される受信信号から得られる複素ベースバンド信号を表すシリアルのサンプルデータ（伝送信号）を出力する。
また、無線通信部３１は、充電装置３との間で無線通信を行うことにより、検出信号を充電装置３から受信し、アンテナによって受信された信号を復調することにより、検出信号を出力する。ここで、無線通信部３１及び通信制御部３２は、他の超音波プローブ充電装置から充電状態及び位置情報を受信する受信部を構成している。
【００４９】
通信制御部３２は、無線通信部３１から出力される検出信号を検出して制御部４２に出力するように無線通信部３１を制御する。また、通信制御部３２は、各種の制御信号を超音波プローブ１に対して送信するように無線通信部３１を制御する。シリアル／パラレル変換部３３は、無線通信部３１から出力されるシリアルのサンプルデータを、複数の超音波トランスデューサに対応するパラレルのサンプルデータに変換する。
【００５０】
画像形成部３４は、シリアル／パラレル変換部３３から出力されるパラレルのサンプルデータに基づいて、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。画像形成部３４は、受信遅延パターン記憶部３４１と、整相加算部３４２と、メモリ３４３と、画像処理部３４４とを含んでいる。
【００５１】
受信遅延パターン記憶部３４１は、複数の超音波トランスデューサから出力される受信信号から得られる複素ベースバンド信号に対して受信フォーカス処理を行う際に用いられる複数の受信遅延パターンを記憶している。整相加算部３４２は、制御部４２において設定された受信方向に基づいて、受信遅延パターン記憶部３４１に記憶されている複数の受信遅延パターンの中から１つの受信遅延パターンを選択し、その受信遅延パターンに基づいて、複数の複素ベースバンド信号にそれぞれの遅延を与えて加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれたベースバンド信号（音線信号）が生成される。
【００５２】
メモリ３４３は、整相加算部３４２によって生成された音線信号を順次格納する。画像処理部３４４は、ライブモードにおいては整相加算部３４２によって生成される音線信号に基づいて、フリーズモードにおいてはメモリ３４３に格納されている音線信号に基づいて、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。
【００５３】
画像処理部３４４は、ＳＴＣ（sensitivity time control）部と、ＤＳＣ（digital scan converter：ディジタル・スキャン・コンバータ）とを含んでいる。ＳＴＣ部は、音線信号に対して、超音波の反射位置の深度に応じて、距離による減衰の補正を施す。ＤＳＣは、ＳＴＣ部によって補正された音線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、階調処理等の必要な画像処理を施すことにより、Ｂモード画像信号を生成する。
【００５４】
表示制御部３５は、画像形成部３４によって生成されるＢモード画像信号に基づいて、表示部３６に超音波診断画像を表示させる。表示部３６は、例えば、ＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部３５の制御の下で、超音波診断画像を表示する。
【００５５】
制御部４２は、操作部４１を用いたユーザの操作に従って、超音波診断装置の各部を制御する。また、制御部４２は、充電装置３から受信した検出信号に基づいて、各超音波プローブ１の充電状態、充電装置の位置情報、及び、超音波プローブの種類情報を表示部３６に表示させるよう表示制御部３５を制御する。表示部３６は、充電装置３から受信した各超音波プローブ１の充電状態、充電装置の位置情報、及び、超音波プローブの種類情報を表示する。
【００５６】
以上において、通信制御部３２、シリアル／パラレル変換部３３、整相加算部３４２、画像処理部３４４、表示制御部３５、及び、制御部４２は、中央演算装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵに各種の処理を行わせるためのソフトウェア（プログラム）とによって構成されるが、それらをディジタル回路によって構成しても良い。上記のソフトウェア（プログラム）は、格納部４３に格納される。格納部４３における記録媒体としては、内蔵のハードディスクの他に、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、又は、ＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いることができる。
【００５７】
本実施形態によれば、充電装置３が超音波プローブの充電状態や当該充電装置の位置等を超音波診断装置本体２に送信することとし、超音波診断装置本体２は充電装置３から受信した超音波プローブの充電状態や充電装置の位置等を表示部に表示することとしたので、ユーザは使用可能な充電状態にある超音波プローブがどこにあるかを容易に知ることができる。
【００５８】
以上においては、超音波診断装置本体２と充電装置３とを別々に設ける場合について説明したが、超音波診断装置本体２が充電装置３を具備するように構成しても良い。そして、各超音波プローブ１の充電状態、充電装置の位置情報、及び、超音波プローブの種類情報を、他の充電装置３ａや、充電装置を備えた他の超音波診断装置本体に送信することとしても良い。
【００５９】
また、以上においては、超音波診断システムの表示装置として、超音波プローブからの伝送信号に基づいて画像信号を生成する超音波診断装置本体２（図１参照）を用いる場合について説明したが、超音波プローブからの伝送信号に基づく画像信号の生成機能を有しない携帯情報端末を用いても良い。また、表示装置を超音波プローブと同一筐体に設けてもよい。この場合、手に持った超音波プローブの充電残りが少ない時、直に替りの充電が十分にされた同じ種類の超音波プローブを捜すことができる。
【００６０】
また、以上においては、超音波プローブ１をワイヤレスとし、超音波診断装置本体２とのあらゆる信号の伝達を完全に無線により行う場合について説明したが、一部の信号の伝送を有線により行うこととしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、超音波を送受信することにより生体内の臓器等の撮像を行って、診断のために用いられる超音波診断画像を生成する超音波診断装置において利用することが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 超音波プローブ
２ 超音波診断装置本体
３ 充電装置
１０ 超音波トランスデューサ
１１ 送信遅延パターン記憶部
１２ 送信制御部
１３ 駆動信号発生部
１４ 受信制御部
１５ 受信信号処理部
１６ パラレル／シリアル変換部
１７ 無線通信部
１８ 通信制御部
２１ 操作スイッチ
２２ 制御部
２３ 格納部
２４ バッテリ制御部
２５ 電源スイッチ
２６ バッテリ
２７ 受電部
３１ 無線通信部
３２ 通信制御部
３３ シリアル／パラレル変換部
３４ 画像形成部
３５ 表示制御部
３６ 表示部
４１ 操作部
４２ 制御部
４３ 格納部
４４ 電源制御部
４５ 電源スイッチ
４６ 電源部
４７ 給電部
４８ プローブホルダ
５２ 制御部
５６ 表示部
５７ 無線通信部
５８ 通信制御部
６１ 充電状態検出部
６２ 充電状態格納部
６３ 位置情報検出部
６４ 位置情報格納部
６５ 種類情報検出部
６６ 種類情報格納部
１５１ プリアンプ
１５２ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１５３ アナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）
１５４ 直交検波処理部
１５４ａ、１５４ｂ ミキサ（掛算回路）
１５４ｃ、１５４ｄ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１５５ａ、１５５ｂ サンプリング部
１５６ａ、１５６ｂ メモリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波プローブを充電するための充電装置、並びに、そのような充電装置を備えた超音波診断システム及び超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野においては、被検体の内部を観察して診断を行うために、様々な撮像技術が開発されている。特に、超音波を送受信することによって被検体の内部情報を取得する超音波撮像は、リアルタイムで画像観察を行うことができる上に、Ｘ線写真やＲＩ（radio isotope）シンチレーションカメラ等の他の医用画像技術と異なり、放射線による被曝がない。そのため、超音波撮像は、安全性の高い撮像技術として、産科領域における胎児診断の他、婦人科系、循環器系、消化器系等を含む幅広い領域において利用されている。
【０００３】
超音波撮像の原理は、次のようなものである。超音波は、被検体内における構造物の境界のように、音響インピーダンスが異なる領域の境界において反射される。そこで、超音波ビームを人体等の被検体内に送信し、被検体内において生じた超音波エコーを受信して、超音波エコーが生じた反射位置や反射強度を求めることにより、被検体内に存在する構造物（例えば、内臓や病変組織等）の輪郭を抽出することができる。
【０００４】
一般に、超音波診断装置においては、超音波の送受信機能を有する複数の超音波トランスデューサ（振動子）を含む超音波プローブが用いられる。超音波プローブと超音波診断装置本体とは、ケーブルを介して接続されることが多いが、ケーブルを用いることによる煩わしさを解消するために、超音波プローブと超音波診断装置本体との間の情報通信を無線により行う無線通信式の超音波診断装置が開発されている。そのような無線通信式の超音波診断装置においては、超音波プローブに二次電池を内蔵して適宜充電して使用するものがある。
【０００５】
関連する技術として、特許文献１には、無線通信式の超音波プローブを、充電専用の充電器によって充電するものが開示されている。
【０００６】
ところで、超音波プローブを使用可能な状態にまで充電するには、ある程度の時間を必要とする。従って、診断作業を効率的に遂行するためには、複数台の充電器を設置し、予め複数台の超音波プローブを充電しておくことが望ましい。
【０００７】
しかしながら、超音波プローブの充電状態は、二次電池の残量や充電開始後の経過時間によって異なっており、充電器に接続されている超音波プローブを確認して初めて、その超音波プローブが撮像に使用可能であるか否かを知ることができる。従って、例えば充電器が施設内の離れた場所に分散して設置されているような場合には、所望の充電状態にある超音波プローブを見出して取得するまでに長時間を要してしまう恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−４３１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、使用可能な充電状態にある超音波プローブを速やかに取得することのできる超音波プローブ充電装置、超音波診断システム、及び、超音波診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の１つの観点に係る超音波プローブ充電装置は、二次電池を含む超音波プローブに接続し超音波プローブに充電可能な超音波プローブ充電装置であって、接続した超音波プローブの充電状態を検出する充電状態検出部と、超音波プローブ充電装置の位置情報を格納する位置情報格納部と、充電状態及び位置情報を外部に送信する送信部と、を具備する。
【００１１】
また、本発明の他の１つの観点に係る超音波診断システムは、被写体からの超音波を受信した複数の超音波トランスデューサから出力される複数の受信信号に対して信号処理を施すことにより伝送信号を生成する信号処理部と、信号処理部に電力を供給する二次電池とを含む超音波プローブと、超音波プローブに接続し超音波プローブに充電可能な超音波プローブ充電装置であって、接続した超音波プローブの充電状態を検出する充電状態検出部と、超音波プローブ充電装置の位置情報を格納する位置情報格納部と、充電状態及び位置情報を外部に送信する送信部とを含む超音波プローブ充電装置と、超音波プローブ充電装置から充電状態及び位置情報を受信する受信部と、充電状態及び位置情報を表示する表示部とを含む表示装置と、を具備する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、超音波プローブ充電装置が超音波プローブの充電状態及び位置情報を送信する構成を備えたので、ユーザは、使用可能な充電状態にある超音波プローブを速やかに取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】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斜視図である。
【図２】図１に示す超音波プローブの構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す充電装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示す超音波診断装置本体の構成を示すブロック図である。
【図５】図２に示す受信信号処理部の構成例を示す図である。
【図６】充電状態、充電装置の位置情報、及び、超音波プローブの種類情報を格納したデータテーブルの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、説明を省略する。
図１は、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斜視図である。本発明の一実施形態に係る超音波診断システム及び装置は、超音波プローブ１と、超音波診断装置本体２と、充電装置３とによって構成される。充電装置３は、超音波プローブ１を収容することにより超音波プローブ１に接続され、超音波プローブ１を充電可能となっている。
【００１５】
図２は、図１に示す超音波プローブの構成を示すブロック図である。図３は、図１に示す充電装置の構成を示すブロック図である。図４は、図１に示す超音波診断装置本体の構成を示すブロック図である。超音波プローブ１は、リニアスキャン方式、コンベックススキャン方式、セクタスキャン方式等の体外式プローブでも良いし、ラジアルスキャン方式等の超音波内視鏡用プローブでも良い。
【００１６】
図２に示すように、超音波プローブ１は、１次元又は２次元のトランスデューサアレイを構成する複数の超音波トランスデューサ１０と、送信遅延パターン記憶部１１と、送信制御部１２と、駆動信号発生部１３と、受信制御部１４と、複数チャンネルの受信信号処理部１５と、パラレル／シリアル変換部１６と、無線通信部１７と、通信制御部１８と、操作スイッチ２１と、制御部２２と、格納部２３と、バッテリ制御部２４と、電源スイッチ２５と、バッテリ２６と、受電部２７とを有している。ここで、受信信号処理部１５及びパラレル／シリアル変換部１６は、被写体からの超音波を受信した複数の超音波トランスデューサ１０から出力される複数の受信信号に対して信号処理を施すことにより伝送信号を生成する信号処理部を構成している。
【００１７】
複数の超音波トランスデューサ１０は、印加される複数の駆動信号に従って超音波を送信すると共に、伝搬する超音波エコーを受信して複数の受信信号を出力する。各超音波トランスデューサ１０は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Pb(lead) zirconate titanate）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン：polyvinylidene difluoride）に代表される高分子圧電素子等の圧電性を有する材料（圧電体）の両端に電極を形成した振動子によって構成される。
【００１８】
そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮する。この伸縮により、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生し、それらの超音波の合成によって超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することによって伸縮し、電気信号を発生する。それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。
【００１９】
送信遅延パターン記憶部１１は、複数の超音波トランスデューサ１０から送信される超音波によって超音波ビームを形成する際に用いられる複数の送信遅延パターンを記憶している。送信制御部１２は、制御部２２によって設定された送信方向に応じて、送信遅延パターン記憶部１１に記憶されている複数の送信遅延パターンの中から１つの送信遅延パターンを選択し、その送信遅延パターンに基づいて、複数の超音波トランスデューサ１０の駆動信号にそれぞれ与えられる遅延時間を設定する。あるいは、送信制御部１２は、複数の超音波トランスデューサ１０から一度に送信される超音波が被検体の撮像領域全体に届くように遅延時間を設定しても良い。
【００２０】
駆動信号発生部１３は、例えば、複数のパルサを含んでおり、送信制御部１２によって選択された送信遅延パターンに基づいて、複数の超音波トランスデューサ１０から送信される超音波が超音波ビームを形成するように複数の駆動信号の遅延量を調節して複数の超音波トランスデューサ１０に供給し、あるいは、複数の超音波トランスデューサ１０から一度に送信される超音波が被検体の撮像領域全体に届くように複数の駆動信号を複数の超音波トランスデューサ１０に供給する。
【００２１】
受信制御部１４は、複数チャンネルの受信信号処理部１５の動作を制御する。各チャンネルの受信信号処理部１５は、対応する超音波トランスデューサ１０から出力される受信信号に対して直交検波処理又は直交サンプリング処理を施すことにより複素ベースバンド信号を生成し、複素ベースバンド信号をサンプリングすることによりサンプルデータを生成して、サンプルデータをパラレル／シリアル変換部１６に供給する。
【００２２】
図５は、図２に示す受信信号処理部の構成例を示す図である。図５に示すように、各チャンネルの受信信号処理部１５は、プリアンプ１５１と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５２と、アナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）１５３と、直交検波処理部１５４と、サンプリング部１５５ａ及び１５５ｂと、メモリ１５６ａ及び１５６ｂとを含んでいる。
【００２３】
プリアンプ１５１は、超音波トランスデューサ１０から出力される受信信号（ＲＦ信号）を増幅し、ＬＰＦ１５２は、プリアンプ１５１から出力される受信信号の帯域を制限することにより、Ａ／Ｄ変換におけるエリアジングを防止する。ＡＤＣ１５３は、ＬＰＦ１５２から出力されるアナログの受信信号をディジタルの受信信号に変換する。
【００２４】
ＲＦ信号のままでデータの直列化を行うと、伝送ビットレートが極めて高くなり、通信速度やメモリの動作速度がそれに追いつかない。一方、受信フォーカス処理の後でデータの直列化を行うと、伝送ビットレートを低減することができるが、受信フォーカス処理のための回路は規模が大きく、超音波プローブの中に組み込むことは困難である。そこで、本実施形態においては、受信信号に対して直交検波処理等を施して受信信号の周波数帯域をベースバンド周波数帯域に落としてからデータの直列化を行うことにより、伝送ビットレートを低減させている。
【００２５】
直交検波処理部１５４は、受信信号に対して直交検波処理を施し、複素ベースバンド信号（Ｉ信号及びＱ信号）を生成する。図５に示すように、直交検波処理部１５４は、ミキサ（掛算回路）１５４ａ及び１５４ｂと、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５４ｃ及び１５４ｄとを含んでいる。ミキサ１５４ａが、局部発振信号ｃｏｓω０ｔを受信信号に掛け合わせて、ＬＰＦ１５４ｃが、ミキサ１５４ａから出力される信号にローパスフィルタ処理を施すことにより、実数成分を表すＩ信号が生成される。一方、ミキサ１５４ｂが、位相をπ／２だけ回転させた局部発振信号ｓｉｎω０ｔを受信信号に掛け合わせて、ＬＰＦ１５４ｄが、ミキサ１５４ｂから出力される信号にローパスフィルタ処理を施すことにより、虚数成分を表すＱ信号が生成される。
【００２６】
サンプリング部１５５ａ及び１５５ｂは、直交検波処理部１５４によって生成された複素ベースバンド信号（Ｉ信号及びＱ信号）をサンプリング（再サンプリング）することにより、２チャンネルのサンプルデータをそれぞれ生成する。生成された２チャンネルのサンプルデータは、メモリ１５６ａ及び１５６ｂにそれぞれ格納される。
【００２７】
再び図２を参照すると、パラレル／シリアル変換部１６は、複数チャンネルの受信信号処理部１５によって生成されたパラレルのサンプルデータを、シリアルのサンプルデータ（伝送信号）に変換する。例えば、パラレル／シリアル変換部１６は、１２８チャンネルのパラレルのサンプルデータを、１〜４チャンネルのシリアルのサンプルデータに変換する。これにより、超音波トランスデューサ１０の数と比較して、伝送チャンネルの数が大幅に低減される。
【００２８】
無線通信部１７は、伝送信号に基づいてキャリアを変調して送信信号を生成し、送信信号をアンテナに供給してアンテナから電波を送信することにより、伝送信号を送信する。変調方式としては、例えば、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation）等が用いられる。ＡＳＫ又はＰＳＫを用いる場合には、１系統で１チャンネルのシリアルデータを伝送することが可能であり、ＱＰＳＫを用いる場合には、１系統で２チャンネルのシリアルデータを伝送することが可能であり、１６ＱＡＭを用いる場合には、１系統で４チャンネルのシリアルデータを伝送することが可能である。
【００２９】
このようにして、無線通信部１７は、超音波診断装置本体２との間で無線通信を行うことにより、伝送信号を超音波診断装置本体２に送信すると共に、超音波診断装置本体２から各種の制御信号を受信して、受信された信号を通信制御部１８に出力する。通信制御部１８は、制御部２２によって設定された送信電波強度で伝送信号の送信が行われるように無線通信部１７を制御すると共に、無線通信部１７が受信した各種の制御信号を制御部２２に出力する。制御部２２は、超音波診断装置本体２から送信される各種の制御信号に基づいて、超音波プローブ１の各部を制御する。
【００３０】
操作スイッチ２１は、超音波診断装置をライブモードやフリーズモードに設定するためのスイッチを含んでいる。ここで、ライブモードとは、超音波の送受信を行うことによって順次得られる受信信号に基づいて動画像を表示するモードのことであり、フリーズモードとは、メモリ等に格納されている受信信号又は音線信号に基づいて静止画像を表示するモードのことである。ライブモード又はフリーズモードの設定信号は、伝送信号と共に送信信号に含まれて、超音波診断装置本体２に送信される。なお、ライブモードとフリーズモードとの切換は、超音波診断装置本体２において行われるようにしても良い。
【００３１】
バッテリ２６は、受信信号処理部１５、電力を必要とするパラレル／シリアル変換部１６、無線通信部１７、制御部２２等の各部に電力を供給する二次電池である。超音波プローブ１には電源スイッチ２５が設けられており、バッテリ制御部２４は、電源スイッチ２５の状態に基づいて、バッテリ２６から各部に電力を供給するか否かを制御する。また、バッテリ制御部２４は、受電部２７において得られた電流の整流やバッテリ２６に対する充電電圧の調整等を行う充電回路を備えている。この充電回路がバッテリ２６に直流電流を供給することにより、バッテリ２６への充電が可能となっている。
【００３２】
受電部２７は、一端がバッテリ制御部２４の充電回路に接続され、他端が超音波プローブ１の筐体外部に露出した端子により構成される。受電部２７と給電部４７（後述）の端子同士が接触している場合に、バッテリ制御部２４を介してバッテリ２６への充電が行われる。あるいは、受電部２７は、給電部４７から無線により供給される供給エネルギーを電気エネルギーに変換することにより、無線による送電を受電する電気回路としても良い。無線による送電は、給電部４７との間でＬＣ共振回路を構成し、給電部４７が発生する磁場から受電部２７が誘導起電力を発生させることにより実現される。
【００３３】
以上において、送信制御部１２、受信制御部１４、直交検波処理部１５４（図５）、サンプリング部１５５ａ及び１５５ｂ（図５）、パラレル／シリアル変換部１６、通信制御部１８、制御部２２、及び、バッテリ制御部２４は、ディジタル回路によって構成しても良いし、中央演算装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵに各種の処理を行わせるためのソフトウェア（プログラム）とによって構成しても良い。上記のソフトウェア（プログラム）は、格納部２３に格納される。あるいは、直交検波処理部１５４をアナログ回路によって構成しても良い。その場合には、ＡＤＣ１５３が省略され、サンプリング部１５５ａ及び１５５ｂによって複素ベースバンド信号のＡ／Ｄ変換が行われる。また、格納部２３には、当該超音波プローブ１の種類を識別する種類情報が格納されていても良い。この情報は、充電装置３からの要求に応じて、無線通信部１７を介して外部に送信することができる。
【００３４】
一方、図３を参照すると、充電装置３は、電源制御部４４と、電源スイッチ４５と、電源部４６と、給電部４７と、プローブホルダ４８と、制御部５２と、表示部５６と、無線通信部５７と、通信制御部５８と、充電状態検出部６１と、充電状態格納部６２と、位置情報検出部６３と、位置情報格納部６４と、種類情報検出部６５と、種類情報格納部６６とを有している。
【００３５】
電源制御部４４は、電源スイッチ４５の状態に基づいて、電源部４６のオン／オフを制御する。電源部４６は、給電部４７など充電装置３の各部に電力を供給する。
【００３６】
プローブホルダ４８は、超音波プローブ１を保持するよう充電装置３に複数設けられている（図１参照）。各プローブホルダ４８には、超音波プローブ１への充電を行う給電部４７が設けられている。
【００３７】
給電部４７は、一端が電源部４６に接続され、他端が充電装置３の筐体外部に露出した端子である。給電部４７は、プローブホルダ４８により保持された超音波プローブ１の受電部２７（図２）と対峙する位置に配置されており、超音波プローブ１の受電部２７と接触している場合に、受電部２７に電力を供給する。あるいは、給電部４７は、電磁誘導作用によって超音波プローブ１の受電部２７に電力を供給するＬＣ回路により構成されていても良い。
【００３８】
充電状態検出部６１は、各プローブホルダ４８に保持された超音波プローブ１のバッテリ２６の充電状態を検出する。バッテリ２６の充電状態は、受電部２７の端子間の電圧や、給電部４７から供給される充電電流を検出することによって検出される。あるいは、超音波プローブ１のバッテリ制御部２４においてバッテリ２６の充電状態を検出し、無線通信部１７及び無線通信部５７を介して検出信号を受信することにより、又は、受電部２７の制御信号線を介して有線で受信することにより、バッテリ２６の充電状態を検出しても良い。
充電状態格納部６２は、充電状態検出部６１において検出された充電状態を格納する記憶装置である。
【００３９】
位置情報検出部６３は、当該充電装置３の位置情報を検出する。当該充電装置３の位置情報は、例えば図示しない磁気センサを充電装置３に設け、各診察室の扉に設けた図示しない磁場発生装置による磁場を検出することにより、充電装置３がその扉を通って当該診察室に持ち込まれたことを検出することができる。
位置情報格納部６４は、当該充電装置３の位置情報を格納する記憶装置である。位置情報格納部６４に記憶する位置情報は、位置情報検出部６３により検出された位置情報に限らず、図示しない入力手段によりユーザが入力した位置情報であっても良い。
【００４０】
種類情報検出部６５は、各プローブホルダ４８に保持された超音波プローブ１の種類を検出する。超音波プローブ１の種類は、各プローブホルダ４８に設けた図示しないメカセンサ又はフォトセンサによって超音波プローブの種類に応じた形状を識別することによって検出される。あるいは、各超音波プローブ１にバーコードを付しておき、このバーコードを充電装置３に接続された図示しないバーコードリーダに読み取らせることにより、超音波プローブ１の種類を識別しても良い。このように電気的な格納手段を使わずに検出すれば、超音波プローブ１のバッテリ２６が完全に放電している状態でも超音波プローブ１の認識ができる。また、超音波プローブ１の格納部２３に格納されている種類情報を、無線通信部１７及び無線通信部５７を介して受信することにより、又は、受電部２７の制御信号線を介して有線で受信することにより、超音波プローブ１の種類を検出しても良い。この場合、超音波プローブ１の格納部２３、無線通信部１７、受電部２７に対しては、バッテリ２６を介さず直接受電部２７から電力を供給する事が、バッテリが放電されている場合に電力供給を可能とする点、又、充電中に電力を供給する事によるバッテリの消耗を防ぐ点からも望ましい。
種類情報格納部６６は、種類情報検出部６５において検出された超音波プローブ１の種類情報を格納する記憶装置である。種類情報格納部６６に記憶する種類情報は、種類情報検出部６５により検出された種類情報に限らず、図示しない入力手段によりユーザが入力した種類情報であっても良い。
【００４１】
図６は、充電状態、充電装置の位置情報、及び、超音波プローブの種類情報を格納したデータテーブルの構成例を示す図である。このデータテーブルは、各超音波プローブ１に対応するレコードを複数有するものであり、各レコードは、各超音波プローブ１について、充電状態を格納したフィールド６２１と、充電装置の位置情報を格納したフィールド６４１と、超音波プローブの種類情報を格納したフィールド６６１とを有している。ここで、充電状態を格納したフィールド６２１は充電状態格納部を構成し、充電装置の位置情報を格納したフィールド６４１は位置情報格納部を構成し、超音波プローブの種類情報を格納したフィールド６６１は種類情報格納部を構成する。
【００４２】
図６に示すように、データテーブルには、充電状態を示す情報として例えば当該超音波プローブ１が「充電中」であるか「充電完了」であるかを示す情報、あるいは「使用不可」であるか「使用可」であるかを示す情報が格納される。位置情報を示す情報としては例えば当該充電装置３がどの診察室にあるかを示す情報が格納される。超音波プローブ１の種類情報としては例えばリニアスキャン方式のプローブであるか、コンベックススキャン方式のプローブであるかを示す情報が格納される。
【００４３】
再び図３を参照すると、表示部５６は、例えば、ＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、制御部５２の制御の下で、超音波プローブ１の充電状態、充電装置３の位置、超音波プローブ１の種類等を表示する。表示の態様は例えば図６に示すような一覧表としても良く、他の態様でもよい。
【００４４】
無線通信部５７は、充電状態格納部６２、位置情報格納部６４、及び、種類情報格納部６６に格納されている各種情報に基づいてキャリアを変調して送信信号を生成し、送信信号をアンテナに供給してアンテナから電波を送信することにより、検出信号を送信する。ここで、無線通信部５７及び通信制御部５８は、充電状態及び位置情報を外部に送信する送信部を構成している。また、無線通信部５７及び通信制御部５８は、他の超音波プローブ充電装置から充電状態及び位置情報を受信する受信部を構成している。
【００４５】
そして、無線通信部５７は、他の充電装置３ａとの間で無線通信を行うことにより、検出信号を他の充電装置３ａに送信すると共に、他の充電装置３ａから検出信号を受信して、受信された信号を通信制御部５８に出力する。通信制御部５８は、制御部５２によって設定された送信電波強度で検出信号の送信が行われるように無線通信部５７を制御すると共に、無線通信部５７が受信した検出信号を制御部５２に出力する。制御部５２は、他の充電装置３ａから送信される検出信号に基づいて、他の充電装置３ａに接続された超音波プローブ１に関する充電状態、充電装置の位置、超音波プローブの種類の各情報を、充電状態格納部６２、位置情報格納部６４、及び、種類情報格納部６６に格納し、表示部５６に表示させる。
【００４６】
本実施形態によれば、充電装置３が超音波プローブの充電状態や当該充電装置の位置等を他の充電装置３ａに送信すると共に、他の充電装置３ａから受信した超音波プローブの充電状態や充電装置の位置等を表示部に表示することとしたので、ユーザは使用可能な充電状態にある超音波プローブがどこにあるかを容易に知ることができる。
【００４７】
一方、図４を参照すると、超音波診断装置本体２は、無線通信部３１と、通信制御部３２と、シリアル／パラレル変換部３３と、画像形成部３４と、表示制御部３５と、表示部３６と、操作部４１と、制御部４２と、格納部４３とを有している。ここで、超音波診断装置本体２は、受信部と表示部とを含む表示装置を構成する。
【００４８】
無線通信部３１は、超音波プローブ１との間で無線通信を行うことにより、伝送信号を超音波プローブ１から受信すると共に、各種の制御信号を超音波プローブ１に送信する。無線通信部３１は、アンテナによって受信された信号を復調することにより、複数の超音波トランスデューサから出力される受信信号から得られる複素ベースバンド信号を表すシリアルのサンプルデータ（伝送信号）を出力する。
また、無線通信部３１は、充電装置３との間で無線通信を行うことにより、検出信号を充電装置３から受信し、アンテナによって受信された信号を復調することにより、検出信号を出力する。ここで、無線通信部３１及び通信制御部３２は、他の超音波プローブ充電装置から充電状態及び位置情報を受信する受信部を構成している。
【００４９】
通信制御部３２は、無線通信部３１から出力される検出信号を検出して制御部４２に出力するように無線通信部３１を制御する。また、通信制御部３２は、各種の制御信号を超音波プローブ１に対して送信するように無線通信部３１を制御する。シリアル／パラレル変換部３３は、無線通信部３１から出力されるシリアルのサンプルデータを、複数の超音波トランスデューサに対応するパラレルのサンプルデータに変換する。
【００５０】
画像形成部３４は、シリアル／パラレル変換部３３から出力されるパラレルのサンプルデータに基づいて、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。画像形成部３４は、受信遅延パターン記憶部３４１と、整相加算部３４２と、メモリ３４３と、画像処理部３４４とを含んでいる。
【００５１】
受信遅延パターン記憶部３４１は、複数の超音波トランスデューサから出力される受信信号から得られる複素ベースバンド信号に対して受信フォーカス処理を行う際に用いられる複数の受信遅延パターンを記憶している。整相加算部３４２は、制御部４２において設定された受信方向に基づいて、受信遅延パターン記憶部３４１に記憶されている複数の受信遅延パターンの中から１つの受信遅延パターンを選択し、その受信遅延パターンに基づいて、複数の複素ベースバンド信号にそれぞれの遅延を与えて加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれたベースバンド信号（音線信号）が生成される。
【００５２】
メモリ３４３は、整相加算部３４２によって生成された音線信号を順次格納する。画像処理部３４４は、ライブモードにおいては整相加算部３４２によって生成される音線信号に基づいて、フリーズモードにおいてはメモリ３４３に格納されている音線信号に基づいて、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。
【００５３】
画像処理部３４４は、ＳＴＣ（sensitivity time control）部と、ＤＳＣ（digital scan converter：ディジタル・スキャン・コンバータ）とを含んでいる。ＳＴＣ部は、音線信号に対して、超音波の反射位置の深度に応じて、距離による減衰の補正を施す。ＤＳＣは、ＳＴＣ部によって補正された音線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、階調処理等の必要な画像処理を施すことにより、Ｂモード画像信号を生成する。
【００５４】
表示制御部３５は、画像形成部３４によって生成されるＢモード画像信号に基づいて、表示部３６に超音波診断画像を表示させる。表示部３６は、例えば、ＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部３５の制御の下で、超音波診断画像を表示する。
【００５５】
制御部４２は、操作部４１を用いたユーザの操作に従って、超音波診断装置の各部を制御する。また、制御部４２は、充電装置３から受信した検出信号に基づいて、各超音波プローブ１の充電状態、充電装置の位置情報、及び、超音波プローブの種類情報を表示部３６に表示させるよう表示制御部３５を制御する。表示部３６は、充電装置３から受信した各超音波プローブ１の充電状態、充電装置の位置情報、及び、超音波プローブの種類情報を表示する。
【００５６】
以上において、通信制御部３２、シリアル／パラレル変換部３３、整相加算部３４２、画像処理部３４４、表示制御部３５、及び、制御部４２は、中央演算装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵに各種の処理を行わせるためのソフトウェア（プログラム）とによって構成されるが、それらをディジタル回路によって構成しても良い。上記のソフトウェア（プログラム）は、格納部４３に格納される。格納部４３における記録媒体としては、内蔵のハードディスクの他に、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、又は、ＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いることができる。
【００５７】
本実施形態によれば、充電装置３が超音波プローブの充電状態や当該充電装置の位置等を超音波診断装置本体２に送信することとし、超音波診断装置本体２は充電装置３から受信した超音波プローブの充電状態や充電装置の位置等を表示部に表示することとしたので、ユーザは使用可能な充電状態にある超音波プローブがどこにあるかを容易に知ることができる。
【００５８】
以上においては、超音波診断装置本体２と充電装置３とを別々に設ける場合について説明したが、超音波診断装置本体２が充電装置３を具備するように構成しても良い。そして、各超音波プローブ１の充電状態、充電装置の位置情報、及び、超音波プローブの種類情報を、他の充電装置３ａや、充電装置を備えた他の超音波診断装置本体に送信することとしても良い。
【００５９】
また、以上においては、超音波診断システムの表示装置として、超音波プローブからの伝送信号に基づいて画像信号を生成する超音波診断装置本体２（図１参照）を用いる場合について説明したが、超音波プローブからの伝送信号に基づく画像信号の生成機能を有しない携帯情報端末を用いても良い。また、表示装置を超音波プローブと同一筐体に設けてもよい。この場合、手に持った超音波プローブの充電残りが少ない時、直に替りの充電が十分にされた同じ種類の超音波プローブを捜すことができる。
【００６０】
また、以上においては、超音波プローブ１をワイヤレスとし、超音波診断装置本体２とのあらゆる信号の伝達を完全に無線により行う場合について説明したが、一部の信号の伝送を有線により行うこととしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、超音波を送受信することにより生体内の臓器等の撮像を行って、診断のために用いられる超音波診断画像を生成する超音波診断装置において利用することが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 超音波プローブ
２ 超音波診断装置本体
３ 充電装置
１０ 超音波トランスデューサ
１１ 送信遅延パターン記憶部
１２ 送信制御部
１３ 駆動信号発生部
１４ 受信制御部
１５ 受信信号処理部
１６ パラレル／シリアル変換部
１７ 無線通信部
１８ 通信制御部
２１ 操作スイッチ
２２ 制御部
２３ 格納部
２４ バッテリ制御部
２５ 電源スイッチ
２６ バッテリ
２７ 受電部
３１ 無線通信部
３２ 通信制御部
３３ シリアル／パラレル変換部
３４ 画像形成部
３５ 表示制御部
３６ 表示部
４１ 操作部
４２ 制御部
４３ 格納部
４４ 電源制御部
４５ 電源スイッチ
４６ 電源部
４７ 給電部
４８ プローブホルダ
５２ 制御部
５６ 表示部
５７ 無線通信部
５８ 通信制御部
６１ 充電状態検出部
６２ 充電状態格納部
６３ 位置情報検出部
６４ 位置情報格納部
６５ 種類情報検出部
６６ 種類情報格納部
１５１ プリアンプ
１５２ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１５３ アナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）
１５４ 直交検波処理部
１５４ａ、１５４ｂ ミキサ（掛算回路）
１５４ｃ、１５４ｄ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１５５ａ、１５５ｂ サンプリング部
１５６ａ、１５６ｂ メモリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池を含む超音波プローブに接続し前記超音波プローブに充電可能な超音波プローブ充電装置であって、
接続した前記超音波プローブの充電状態を検出する充電状態検出部と、
前記超音波プローブ充電装置の位置情報を格納する位置情報格納部と、
前記充電状態及び前記位置情報を外部に送信する送信部と、
を具備する超音波プローブ充電装置。
【請求項２】
前記超音波プローブの種類情報を格納する種類情報格納部をさらに具備し、
前記送信部は、さらに前記種類情報を外部に送信する、請求項１記載の超音波プローブ充電装置。
【請求項３】
前記充電状態及び位置情報を表示する表示部をさらに具備する、請求項１又は２記載の超音波プローブ充電装置。
【請求項４】
他の超音波プローブ充電装置から前記充電状態及び前記位置情報を受信する受信部をさらに具備する、請求項１乃至３の何れか一項記載の超音波プローブ充電装置。
【請求項５】
被写体からの超音波を受信した複数の超音波トランスデューサから出力される複数の受信信号に対して信号処理を施すことにより伝送信号を生成する信号処理部と、前記信号処理部に電力を供給する二次電池とを含む超音波プローブと、
前記超音波プローブに接続し前記超音波プローブに充電可能な超音波プローブ充電装置であって、接続した前記超音波プローブの充電状態を検出する充電状態検出部と、前記超音波プローブ充電装置の位置情報を格納する位置情報格納部と、前記充電状態及び前記位置情報を外部に送信する送信部とを含む超音波プローブ充電装置と、
前記超音波プローブ充電装置から前記充電状態及び前記位置情報を受信する受信部と、前記充電状態及び前記位置情報を表示する表示部とを含む表示装置と、
を具備する超音波診断システム。
【請求項６】
前記超音波プローブ充電装置は、前記超音波プローブの種類情報を格納する種類情報格納部をさらに含み、前記送信部により前記種類情報を外部に送信し、
前記表示装置は、前記受信部により前記種類情報を受信し、前記表示部により前記種類情報を表示する、請求項５記載の超音波診断システム。
【請求項７】
前記表示装置は、前記伝送信号に基づく画像をさらに表示する、請求項５又は６記載の超音波診断システム。
【請求項８】
前記表示装置は携帯情報端末である、請求項５又は６記載の超音波診断システム。
【請求項９】
前記表示装置は前記超音波プローブと同一筐体に設けられた、請求項５又は６記載の超音波診断システム。
【請求項１０】
被写体からの超音波を受信した複数の超音波トランスデューサから出力される複数の受信信号に対して信号処理を施すことにより伝送信号を生成する信号処理部と、前記信号処理部に電力を供給する二次電池とを含む超音波プローブと、
前記超音波プローブに接続し前記超音波プローブに充電可能な超音波プローブ充電装置であって、接続した前記超音波プローブの充電状態を検出する充電状態検出部と、前記超音波プローブ充電装置の位置情報を格納する位置情報格納部と、前記充電状態及び前記位置情報を外部に送信する送信部とを含む超音波プローブ充電装置と、
前記超音波プローブ充電装置から前記充電状態及び前記位置情報を受信する受信部と、前記伝送信号に基づいて画像信号を生成する画像信号生成部と、前記充電状態、前記位置情報、及び、前記画像信号に基づく画像を表示する表示部とを含む超音波診断装置本体と、
を具備する超音波診断装置。
【請求項１】
二次電池を含む超音波プローブに接続し前記超音波プローブに充電可能な超音波プローブ充電装置であって、
接続した前記超音波プローブの充電状態を検出する充電状態検出部と、
前記超音波プローブ充電装置の位置情報を格納する位置情報格納部と、
前記充電状態及び前記位置情報を外部に送信する送信部と、
を具備する超音波プローブ充電装置。
【請求項２】
前記超音波プローブの種類情報を格納する種類情報格納部をさらに具備し、
前記送信部は、さらに前記種類情報を外部に送信する、請求項１記載の超音波プローブ充電装置。
【請求項３】
前記充電状態及び位置情報を表示する表示部をさらに具備する、請求項１又は２記載の超音波プローブ充電装置。
【請求項４】
他の超音波プローブ充電装置から前記充電状態及び前記位置情報を受信する受信部をさらに具備する、請求項１乃至３の何れか一項記載の超音波プローブ充電装置。
【請求項５】
被写体からの超音波を受信した複数の超音波トランスデューサから出力される複数の受信信号に対して信号処理を施すことにより伝送信号を生成する信号処理部と、前記信号処理部に電力を供給する二次電池とを含む超音波プローブと、
前記超音波プローブに接続し前記超音波プローブに充電可能な超音波プローブ充電装置であって、接続した前記超音波プローブの充電状態を検出する充電状態検出部と、前記超音波プローブ充電装置の位置情報を格納する位置情報格納部と、前記充電状態及び前記位置情報を外部に送信する送信部とを含む超音波プローブ充電装置と、
前記超音波プローブ充電装置から前記充電状態及び前記位置情報を受信する受信部と、前記充電状態及び前記位置情報を表示する表示部とを含む表示装置と、
を具備する超音波診断システム。
【請求項６】
前記超音波プローブ充電装置は、前記超音波プローブの種類情報を格納する種類情報格納部をさらに含み、前記送信部により前記種類情報を外部に送信し、
前記表示装置は、前記受信部により前記種類情報を受信し、前記表示部により前記種類情報を表示する、請求項５記載の超音波診断システム。
【請求項７】
前記表示装置は、前記伝送信号に基づく画像をさらに表示する、請求項５又は６記載の超音波診断システム。
【請求項８】
前記表示装置は携帯情報端末である、請求項５又は６記載の超音波診断システム。
【請求項９】
前記表示装置は前記超音波プローブと同一筐体に設けられた、請求項５又は６記載の超音波診断システム。
【請求項１０】
被写体からの超音波を受信した複数の超音波トランスデューサから出力される複数の受信信号に対して信号処理を施すことにより伝送信号を生成する信号処理部と、前記信号処理部に電力を供給する二次電池とを含む超音波プローブと、
前記超音波プローブに接続し前記超音波プローブに充電可能な超音波プローブ充電装置であって、接続した前記超音波プローブの充電状態を検出する充電状態検出部と、前記超音波プローブ充電装置の位置情報を格納する位置情報格納部と、前記充電状態及び前記位置情報を外部に送信する送信部とを含む超音波プローブ充電装置と、
前記超音波プローブ充電装置から前記充電状態及び前記位置情報を受信する受信部と、前記伝送信号に基づいて画像信号を生成する画像信号生成部と、前記充電状態、前記位置情報、及び、前記画像信号に基づく画像を表示する表示部とを含む超音波診断装置本体と、
を具備する超音波診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２２７３５５（Ｐ２０１０−２２７３５５Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７９３１４（Ｐ２００９−７９３１４）
【出願日】平成２１年３月２７日（２００９．３．２７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２７日（２００９．３．２７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]