超音波診断装置
【課題】長時間の超音波診断を可能とし、かつ通信エラーの発生確率を低下させることができる、超音波プローブと装置本体とを無線で通信接続された超音波診断装置を提供することを目的とする。
【解決手段】振動素子６６毎の超音波の送波タイミングを規定したタイミングデータを外部から読取る読取部を設け、送信ビームフォーマ１８に送信するデータを読取るようにする。
【解決手段】振動素子６６毎の超音波の送波タイミングを規定したタイミングデータを外部から読取る読取部を設け、送信ビームフォーマ１８に送信するデータを読取るようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体内に超音波を送受波して生体内組織に関する情報を取得する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体内に超音波を送受波して生体内組織に関する情報を取得する超音波診断装置が広く普及している。超音波診断装置は生体内に超音波を送受波する超音波プローブと装置本体とから構成され、使用者は、超音波プローブを手で把持し、被検体の測定箇所に当接させながら超音波診断を行う。従来、超音波プローブと装置本体とはケーブルで接続され、装置本体から超音波プローブが制御されていた。このように超音波プローブが装置本体とケーブルで接続されている状態で使用者が超音波診断を行うと、ケーブルが超音波プローブのハンドリング性を悪化させる原因となる。
【０００３】
この超音波プローブのハンドリング性を向上させる目的で、超音波プローブと装置本体とを無線で通信接続する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
従来使用されていたケーブルによって伝達される電気信号が、そのまま無線の電波信号に置き換えられている。無線による通信接続を採用することで、超音波プローブのハンドリング性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１４１３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１で開示されている超音波診断装置においては、超音波プローブから送信される超音波が被検体内で集束されるように、送信ビームフォーマを搭載している。送信ビームフォーマは、超音波プローブから送信される超音波の位相に付与する遅延調整量を与える機能を有している。使用者は超音波診断に際してこの遅延調整量を変更したい場合がある。遅延調整量を変更するには、装置本体から無線を介して遅延調整量のデータを送信させる必要があり、無線通信によるバッテリの消費電力が無視できない。バッテリの消費電力が多くなると、超音波診断の診断時間を十分にとることができない。
【０００７】
また、無線による通信接続の場合、通信エラーの発生確率が大きくなってしまい、超音波診断に支障を来す場合がある。
【０００８】
本発明は、超音波プローブと装置本体とが無線で通信接続された超音波診断装置でありながら、送信ビームフォーマに用いる遅延調整量の変更に必要な電力消費量を抑えて長時間の超音波診断を可能とするとともに、通信エラーの影響を受けにくい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】
【０００９】
前述の目的は、下記に記載する発明により達成される。
【００１０】
１．被検体に超音波を送波し、被検体からの反射波を受波して受波信号を出力する複数の振動素子を搭載した振動部と、
前記振動素子毎の超音波の送波タイミングを規定したタイミングデータを外部から読取る読取部と、
前記タイミングデータを記憶する記憶部と、
前記タイミングデータに基づいて前記振動素子を駆動する振動部駆動信号を出力する送信部と、
前記受波信号を処理する受信部と、
前記受信部において処理された受波信号に対応する受波無線信号を送信する受波無線信号送信部と、
を備えた超音波プローブと、
前記超音波プローブから送信される受波無線信号を受信する受波無線信号受信部と、
前記受波無線信号受信部が受信した受波無線信号に対して、動作モードに応じた所定の信号処理を実行する信号処理部と、
を有する装置本体とからなることを特徴とする超音波診断装置。
【００１１】
２．前記受信部は、前記各振動素子毎に出力される前記受波信号を整相加算処理することを特徴とする前記１記載の超音波診断装置。
【００１２】
３．前記超音波プローブは、
少なくとも前記送信部の稼働状態を制御するスイッチ手段を有することを特徴とする前記１または２記載の超音波診断装置。
【００１３】
４．前記装置本体は、
前記スイッチ手段を制御するスイッチ信号を生成するスイッチ制御部と、
前記スイッチ信号に対応するスイッチ無線信号を送信するスイッチ無線信号送信部と、
を有し、
前記超音波プローブは、
前記スイッチ手段に接続され、前記スイッチ無線信号を受信するスイッチ無線信号受信部を有することを特徴とする前記３記載の超音波診断装置。
【発明の効果】
【００１４】
超音波プローブと装置本体とが無線で通信接続された超音波診断装置でありながら、送信ビームフォーマに用いる遅延調整量の変更に必要な電力消費量を抑えて長時間の超音波診断を可能とするともに、通信エラーの影響を受けにくい超音波診断装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態にかかる超音波診断装置１０の外観構成を示す図である。
【図２】実施形態にかかる超音波診断装置１０の全体構成を示すブロック図である。
【図３】超音波プローブにおける送信ビームフォーマ１８等の内部構成を示す図である。
【図４】超音波プローブ１２における受信ビームフォーマ２２、光信号送信部２４等の内部構成を示す図である。
【図５】実施形態にかかる超音波プローブ１２の外観構成斜視図である。
【図６】超音波プローブ１２にプッシュセンサ９５を搭載させた状態の外観構成図である。
【図７】超音波プローブ１２に、超音波プローブ１２が超音波プローブホルダ５から取り外されたか否かを検出するプッシュセンサ９５が取り付けられた状態を示す図である。
【図８】加速度センサ９７の概要説明図である。
【図９】スイッチ手段を装置本体１４に持たせ場合の超音波診断装置１０の全体構成を示すブロック図である。
【図１０】超音波プローブ１２の動作を表すフローチャート図である。
【図１１】装置本体１４の動作を表すフローチャート図である。
【図１２】受信ビームフォーマ２２を装置本体１４に持たせ場合の超音波診断装置１０の全体構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施形態を図面により説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に限られるものではない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００１７】
図１は、実施形態における超音波診断装置１０の外観構成を示す図である。超音波診断装置１０は、図１に示すように、無線を介して通信接続された超音波プローブ１２と装置本体１４とから構成される。
【００１８】
超音波プローブ１２は、被検体Ｈに対して超音波を送信すると共に、被検体Ｈで反射した反射波を受波して受波信号を出力し、受波信号に対応した受波無線信号を装置本体１４へ送信する。
【００１９】
装置本体１４は、受波無線信号を受信し、動作モードに応じた超音波画像を表示する表示部４０と、使用者が操作する操作入力部１１と、超音波プローブホルダ５等とを備えて構成される。
【００２０】
図２は、実施形態にかかる超音波診断装置１０の全体構成を示すブロック図である。超音波プローブ１２と装置本体１４との間における無線による通信接続は、電波信号、特に光信号により行う。光は周波数が大きいことから通信帯域が広いので、通信容量を大きくとれる特長を有し好ましい。
【００２１】
従来の超音波プローブ１２と装置本体１４装置本体との無線接続では、装置本体１４から送信ビームフォーマ１８に送信するデータを無線で送信していたが、本実施形態では、送信ビームフォーマ１８に送信するデータは超音波プローブ１２自体が保有するようにする。
【００２２】
超音波プローブ１２は、超音波送受ユニットとして機能し、スイッチ手段１３、遅延テーブル記憶部１６、端子１７、送信ビームフォーマ１８、ＲＯＭリーダ１９、振動部２０、受信ビームフォーマ２２、光信号送信部２４及びバッテリ２６等で構成されている。超音波プローブ１２は単一の筐体で形成された可搬型である。
【００２３】
スイッチ手段１３は、超音波プローブ１２の稼働状態、すなわち超音波プローブ１２の各部の動作の開始、停止を制御する機能を有する。
【００２４】
端子１７は、超音波プローブ１２に、外部メモリとして機能するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１５等を接続できる端子である。なお、外部メモリであれば、ＲＯＭ以外にもＲＡＭを用いてもよい。
【００２５】
ＲＯＭリーダ１９は、振動部２０を構成する振動素子６６毎の超音波の送波タイミングを規定したタイミングデータ（遅延調整量）がテーブル化された遅延テーブルをＲＯＭ１５から読取る読取部として機能する。遅延テーブルはＲＯＭリーダ１９が読取り可能なデータ形式であればどのような形式でもよい。ＲＯＭ以外にも、不揮発性の記憶デバイスであれば、どのような記憶デバイスを用いてもよい。
【００２６】
使用者は主に遅延テーブルを変更したい場合に、新たな遅延テーブルを書かれたＲＯＭをＲＯＭリーダ１９に同図に示すように接続する。ＲＯＭリーダ１９にＲＯＭ等が接続された場合、ＲＯＭリーダは自動的にＲＯＭ等に記憶されている遅延テーブルを読取る。
【００２７】
遅延テーブル記憶部１６は、ＲＯＭリーダ１９が読取った遅延テーブルを記憶する機能を有し、送信ビームフォーマ１８は、遅延テーブル記憶部１６に記憶された遅延テーブルに基づいて振動部駆動信号を生成する送信部として機能する。ＲＯＭリーダ１９にＲＯＭ等が接続されていない場合には、既に、遅延テーブル記憶部１６に記憶されている遅延テーブルを読取ることとなる。
【００２８】
振動部２０は、振動部駆動信号に基づいて被検体Ｈに超音波を送波し、被検体Ｈからの反射波を受波して受波信号を出力する複数の振動素子を搭載している。
【００２９】
受信ビームフォーマ２２は、振動部２０から出力される受波信号に対して整相加算処理等の受信処理を実行する受信部として機能する。
【００３０】
光信号送信部２４は、受信ビームフォーマ２２において処理された受波信号に対応する受波無線信号（受波光信号）を装置本体１４に向けて送信し、受波無線信号送信部として機能する。
【００３１】
バッテリ２６は、スイッチ手段１３、送信ビームフォーマ１８、ＲＯＭリーダ１９、振動部２０、受信ビームフォーマ２２、光信号送信部２４等に給電する電源（二次電池）の機能を有する。バッテリ２６は取り付け外し可能な構成でもよい。バッテリ２６を取り外し可能にすることで既に充電を行ったバッテリとの交換が容易になる。また、バッテリ２６は、超音波プローブの筐体の外部に設けられる構成でもよい。
【００３２】
図３は、超音波プローブ１２における振動部２０、送信ビームフォーマ１８等の内部構成を示す図である。
【００３３】
振動部２０は、複数の振動素子６６と、送信ビームフォーマ１８が各振動素子へ出力する振動部駆動信号を増幅するアンプ６８とを備えている。
【００３４】
送信ビームフォーマ１８は、遅延テーブル取得部６０、及び遅延パルス発生回路６４で構成されており、遅延テーブルに基づいて複数の振動素子６６の各々に対してアンプ６８を介して振動部駆動信号を出力する。
【００３５】
遅延テーブルとは上記のように、振動素子６６毎の超音波の送波タイミングを規定した遅延テーブル（各振動素子毎の遅延調整量）を規定するテーブルであり、遅延テーブルは上記のように遅延テーブル記憶部１６に記憶されている。遅延テーブル取得部６０は、遅延テーブルを遅延テーブル記憶部１６から取得する。
【００３６】
遅延テーブル記憶部１６には、電子走査において必要とされる全てのステアリング角度に対応する遅延テーブルが予め登録されている。遅延パルス発生回路６４は、遅延テーブル取得部６０において取得された遅延テーブルに基づいて、その遅延テーブルが規定する超音波出力タイミングで各振動素子６６に対してアンプ６８を介して振動部駆動信号を出力する。
【００３７】
また、例えば、様々なフォーカス位置を規定する遅延テーブルを遅延テーブル記憶部１６に記憶させておき、送波制御信号により所望のフォーカス位置を特定することも可能である。
【００３８】
図６は、超音波プローブ１２における受信ビームフォーマ２２、光信号送信部２４等の内部構成を示す図である。受信ビームフォーマ２２は整相加算部７２及びアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）７４で構成されている。各振動素子６６は被検体Ｈの生体内から反射される超音波を受波して受波信号を出力する。受波信号は各振動素子６６毎に設けられたアンプ７６を介してローパスフィルタ７８を通って受信ビームフォーマ２２に出力される。受信ビームフォーマ２２は各振動素子６６が出力する受波信号毎に遅延調整を行い、遅延調整後の受波信号を加算処理するといういわゆる整相加算処理を行う。
【００３９】
整相加算部７２から出力される整相加算後の受波信号はＡＤＣ７４においてアナログデジタル変換されて光信号送信部２４に出力される。
【００４０】
光信号送信部２４は、発光素子８０及び光フィルタ８２で構成されている。ＡＤＣ７４から出力されるデジタル化された整相加算後の受波信号は例えば赤外光を発する発光素子８０により受波光信号に変換される。受波光信号は、例えばＡＤＣ７４の出力のハイレベル・ローレベルのそれぞれに対応して２値光強度変調された光信号である。発光素子８０の出力は光フィルタ８２を介して装置本体１４に送信される。
【００４１】
図５は、実施形態における超音波プローブ１２の外観構成斜視図である。図５（ａ）は、斜め上方から見た図であり、図５（ｂ）は、斜め下方から見た図である。図５（ｃ）は、超音波プローブ１２を超音波プローブホルダ５に装填する状態を示す図である。
【００４２】
９０は、被検体Ｈに当接して超音波を送信する窓である。９２は、受波無線信号を送信する窓である。超音波プローブ１２は、装置本体１４と電気的に接触して充電される充電端子９３を備えている。超音波プローブホルダ５には超音波プローブ１２のバッテリ２６を充電するための接触端子９６が設けられている。使用者が超音波プローブ１２を超音波プローブホルダ５に装填すると、超音波プローブ１２には装置本体１４から充電端子９３を介して電力が供給され、供給された電力がバッテリ２６に蓄えられる。超音波プローブ１２と装置本体との間にケーブルが無いため、診断の際のケーブルの煩わしさを解消できる。
【００４３】
次いで、スイッチ手段１３について図６から図８を用いて説明する。
【００４４】
スイッチ手段１３には、例えば公知のプッシュセンサ９５を用いることができる。図６は、超音波プローブ１２にプッシュセンサ９５を搭載させた状態の外観構成図である。プッシュセンサ９５とは、電気的に導通、非導通を検出するセンサである。プッシュセンサ９５への物理的接触により、プッシュセンサ９５内に備えられた機構により、二つの導電線の接触、非接触を制御するものである。従って、プッシュセンサ９５に物理的接触があった場合には、抵抗値の変化としてスイッチのオン、オフを検出できる。
【００４５】
また、プッシュセンサ９５を超音波プローブ１２が超音波プローブホルダ５から取り外されたか否かを検出するセンサに用いてもよい。
【００４６】
図７は、超音波プローブ１２に、超音波プローブ１２が超音波プローブホルダ５から取り外されたか否かを検出するプッシュセンサ９５が取り付けられた状態を示す図である。
【００４７】
プッシュセンサ９５は同図に示すように、超音波プローブ１２の後端に取り付けられ、超音波プローブ１２を超音波プローブホルダ５に装填した際に、プッシュセンサ９５が超音波プローブホルダ５の底面に接触してスイッチがオンされる位置に配置される。
【００４８】
またスイッチ手段１３としては、加速度センサを用いることができる。加速度センサとは、取り付けた被測定物が使用者の把持された際に、超音波プローブ１２に生じる加速の方向と大きさを検知するセンサを言う。図８は、加速度センサ９７の概要説明図である。加速度センサ９７は相直交する３軸方向（ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向）の加速度を検出する。
【００４９】
加速度センサの方式としては採用できる公知の様々なタイプがある。例えば、３次元ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）テクノロジーを使用したシリコンベースの容量センサが好適である。フォトリソグフラフィー技術により作製したシリコンの微細なコンデンサが加速度を受けると容量が変化することを利用した加速度センサである。
【００５０】
かかる加速度センサ９７を超音波プローブ１２に内蔵させ、その加速度を３次元方向で検出し、合成した加速度が所定の大きさを上回った場合に、スイッチをオンにし、使用者が超音波プローブ１２を把持したと判断する。
【００５１】
以上のように、使用者が超音波診断を開始しようとするタイミングを、スイッチ手段１３を用いて把握することができる。
【００５２】
次いで、装置本体１４について説明する。
【００５３】
装置本体１４は、図２に示すように、操作入力部１１、光信号受信部３４、信号処理部３６、表示処理部３８、表示部４０、電源４２、記憶部４３、及び、これら各部を制御する制御部４４で構成されている。
【００５４】
光信号受信部３４は、超音波プローブ１２から送信される受波光信号を受信する受波無線信号受信部として機能し、光電変換処理を施した受波電気信号を信号処理部３６に出力する。
【００５５】
具体的には、光信号送信部２４に備えられた光フィルタと同じ光学特性を有する光フィルタを介し、光電変換素子を用いて光を電気に変換する。
【００５６】
記憶部４３には、装置本体１４で動作するプログラムが記憶されている。
【００５７】
制御部４４は図示しないＣＰＵ（セントラルプロセッシングユニット）を有し、記憶部４３から操作に用いる一連の動作を実施するプログラムを呼び出し、制御部４４内の図示しないＲＡＭ上に展開し、該プログラムに従って各部を制御する。
【００５８】
信号処理部３６は、光信号受信部３４から出力される受波電気信号に基づいて、各種動作モードに対応する所定の信号処理、例えば、Ｂモード用信号処理あるいはドップラモード用信号処理を行う。
【００５９】
表示処理部３８は、信号処理部３６の出力に対して画像表示処理を施した画像データを形成して表示部４０に出力する。
【００６０】
表示部４０は、表示処理部３８が形成した画像データを基に超音波画像を表示する。表示部４０には液晶ディスプレイ等の高解像のディスプレイを採用することが望ましい。
【００６１】
電源４２は、装置本体１４の各部へ給電する。
【００６２】
操作入力部１１は、使用者が超音波診断装置１０への各種の操作を入力できるよう構成されている。
【００６３】
なお、スイッチの機能を装置本体１４に持たせ、超音波プローブ１２のスイッチ手段１３を、使用者の手動等で制御するのではなく、装置本体１４の操作入力部１１から使用者が制御するような構成を採用してもよい。すなわち、この場合のスイッチ手段１３は、使用者の手動等で制御するスイッチではなく、信号で制御されるスイッチを指す。スイッチ手段１３には、例えばリレーを採用できる。スイッチ手段１３が受けとったスイッチ無線信号は例えばハイまたはローの電圧信号であり、リレーはハイまたはローの電圧信号に応じて送信ビームフォーマ１８の駆動、非駆動を制御する。
【００６４】
図９は、スイッチの機能を装置本体１４に持たせ場合の超音波診断装置１０の全体構成を示すブロック図である。以下に説明する。
【００６５】
図２に示したブロック図との相違は、スイッチ制御部４６、スイッチ無線信号送信部４７、スイッチ無線信号受信部４８を有している点である。
【００６６】
スイッチ制御部４６は、制御部４４の指示を受け、超音波プローブ１２におけるスイッチ手段１３のオンオフの制御を実施するスイッチ信号を生成する。
【００６７】
スイッチ無線信号送信部４７は、該スイッチ信号に対応するスイッチ無線信号を送信する。
【００６８】
スイッチ無線信号受信部４８は、無線を介してスイッチ無線信号送信部４７から送信されたスイッチ無線信号を受信し、スイッチ手段１３に送信する。
【００６９】
なお、無線信号は光信号であることが好ましい。光は周波数が大きくことから通信帯域が広いので、通信容量を大きくとれる特長を有している。
【００７０】
次に、超音波診断装置１０を用いた超音波診断の具体的なフローについて図１０、図１１のフローチャート図を用いて説明する。
【００７１】
図１０は、超音波プローブ１２の動作を表すフローチャート図であり、図１１は、装置本体１４の動作を表すフローチャート図である。
【００７２】
超音波プローブ１２における具体的なフローについて図１０を用いて説明する。超音波プローブ１２には、例として図６を用いて説明した、使用者が押すプッシュセンサ９５を搭載した超音波プローブ１２を採用する。
【００７３】
最初に、使用者は装置本体１４の図示しない電源をＯＮにする（ステップＳ１）。すると、制御部４４等の各部が立ち上がり、制御部４４は装置本体１４内の各部の制御を開始する。
【００７４】
次いで、使用者は超音波診断を開始するために、超音波プローブ１２を把持し（ステップＳ２）、プッシュセンサ９５をオンにする（ステップＳ３）。
【００７５】
すると、送信ビームフォーマ１８をはじめ、超音波プローブ１２内の各部のバッテリ２６からの給電が開始される（ステップＳ４）。
【００７６】
使用者はＲＯＭをＲＯＭリーダ１９に接続する。すると、ＲＯＭリーダは自動的にＲＯＭ等に記憶されている遅延テーブルを読取る。遅延テーブル記憶部１６は、ＲＯＭリーダ１９が読取った遅延テーブルを記憶する。（ステップＳ５）。
【００７７】
送信ビームフォーマ１８内の遅延テーブル取得部６０は、遅延テーブル記憶部１６内に記録された遅延テーブルを読取る。遅延パルス発生回路６４はビームフォーミングを行う遅延を生じたパルスを発生させる。各パルスはアンプ６８を介して増幅され、各振動素子６６に対して振動部駆動信号として出力される（ステップＳ６）。
【００７８】
振動部駆動信号を入力された各振動素子６６は超音波２８を送信開始する（ステップＳ７）。
【００７９】
被検体の中の音響インピーダンスの不整合が生じている部分から反射波が生じ、生じた反射波を振動素子６６が受信し電気信号である受波信号に変換する（ステップＳ８）。
【００８０】
受信ビームフォーマ２２は、受波信号をビームフォーミングする。（ステップＳ９）。
【００８１】
光信号送信部２４は、受信ビームフォーマ２２において処理された受波信号に対応する受波光信号を装置本体１４に向けて送信する。以上が超音波プローブ１２における動作である。
【００８２】
次に装置本体１４の動作について図１１を用いて説明する。
【００８３】
装置本体１４が稼働している間、制御部４４は光信号受信部３４に超音波プローブ１２から受波光信号が送信されるか否かを常時検出している状態にある。
【００８４】
光信号受信部３４に超音波プローブから受波光信号が送信されると、制御部４４は受波電気信号を信号処理部３６に出力するよう光信号受信部３４を制御する（ステップＳ１１）。
【００８５】
信号処理部３６は、受波電気信号に基づいて、例えば、Ｂモード用信号処理を行う（ステップＳ１２）。Ｂモード用信号処理に限らずドップラモード用信号処理等の他の処理でもよい。どの処理を実施するかは操作入力部１１から使用者が選択可能に構成される。
【００８６】
表示処理部３８は、信号処理部３６の出力に対して画像表示処理を施した画像データを形成して表示部４０に出力する（ステップＳ１３）。表示部４０は超音波画像を表示させる（ステップＳ１４）。以上が装置本体１４における動作である。
【００８７】
以上のように、従来の超音波プローブ１２と装置本体１４との無線接続では、装置本体１４から送信ビームフォーマ１８に送信する遅延データを無線で送信していたところ、外部から読取る読取部を設け、送信ビームフォーマ１８に用いることで、超音波プローブと装置本体とが無線で通信接続された超音波診断装置でありながら、送信ビームフォーマに用いる遅延調整量の変更に必要な電力消費量を抑えて長時間の超音波診断を可能とするともに、通信エラーの影響を受けにくい超音波診断装置を提供できる。
【００８８】
なお、本実施形態の説明においては、受信ＢＦを内蔵する形態で、動作を説明したが、図１２に示すように、伝送レートは大きくなるが、複数の超音波プローブからの信号を直接、装置本体１４側に伝送させ、装置本体１４に設けた受信ビームフォーマ２２を用いて受波信号をビームフォーミングする形態も、もちろん考えられる。
【００８９】
受信ビームフォーマ２２の大きな役目である整相加算に関しては、特開２００３−３３９６９８号公報に記述されているように相関処理を行うアルゴリズムなどが提案され、このようなアルゴリズムを実現するには、非常に演算速度の速いハードウェアが必要であり、回路規模、電源消費電力、低発熱の点からして、装置本体１４側でビームフォーミングを行うことが有利な場合がある。
【符号の説明】
【００９０】
５ 超音波プローブホルダ
１０ 超音波診断装置
１１ 操作入力部
１２ 超音波プローブ
１３ スイッチ手段
１４ 装置本体
１５ ＲＯＭ
１７ 端子
１８ 送信ビームフォーマ
１９ ＲＯＭリーダ
２０ 振動部
２２ 受信ビームフォーマ
２４ 光信号送信部
２６ バッテリ
２８ 超音波
３４ 光信号受信部
３６ 信号処理部
３８ 表示処理部
４０ 表示部
４２ 電源
４３ 記憶部
４４ 制御部
４６ スイッチ制御部
４７ スイッチ無線信号送信部
４８ スイッチ無線信号受信部
６０ 遅延テーブル取得部
６４ 遅延パルス発生回路
６６ 振動素子
６８、７６ アンプ
７２ 整相加算部
７４ アナログデジタルコンバータ
７８ ローパスフィルタ
８０ 発光素子
８２ 光フィルタ
９３ 充電端子
９５ プッシュセンサ
９６ 接触端子
９７ 加速度センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体内に超音波を送受波して生体内組織に関する情報を取得する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体内に超音波を送受波して生体内組織に関する情報を取得する超音波診断装置が広く普及している。超音波診断装置は生体内に超音波を送受波する超音波プローブと装置本体とから構成され、使用者は、超音波プローブを手で把持し、被検体の測定箇所に当接させながら超音波診断を行う。従来、超音波プローブと装置本体とはケーブルで接続され、装置本体から超音波プローブが制御されていた。このように超音波プローブが装置本体とケーブルで接続されている状態で使用者が超音波診断を行うと、ケーブルが超音波プローブのハンドリング性を悪化させる原因となる。
【０００３】
この超音波プローブのハンドリング性を向上させる目的で、超音波プローブと装置本体とを無線で通信接続する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
従来使用されていたケーブルによって伝達される電気信号が、そのまま無線の電波信号に置き換えられている。無線による通信接続を採用することで、超音波プローブのハンドリング性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１４１３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１で開示されている超音波診断装置においては、超音波プローブから送信される超音波が被検体内で集束されるように、送信ビームフォーマを搭載している。送信ビームフォーマは、超音波プローブから送信される超音波の位相に付与する遅延調整量を与える機能を有している。使用者は超音波診断に際してこの遅延調整量を変更したい場合がある。遅延調整量を変更するには、装置本体から無線を介して遅延調整量のデータを送信させる必要があり、無線通信によるバッテリの消費電力が無視できない。バッテリの消費電力が多くなると、超音波診断の診断時間を十分にとることができない。
【０００７】
また、無線による通信接続の場合、通信エラーの発生確率が大きくなってしまい、超音波診断に支障を来す場合がある。
【０００８】
本発明は、超音波プローブと装置本体とが無線で通信接続された超音波診断装置でありながら、送信ビームフォーマに用いる遅延調整量の変更に必要な電力消費量を抑えて長時間の超音波診断を可能とするとともに、通信エラーの影響を受けにくい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】
【０００９】
前述の目的は、下記に記載する発明により達成される。
【００１０】
１．被検体に超音波を送波し、被検体からの反射波を受波して受波信号を出力する複数の振動素子を搭載した振動部と、
前記振動素子毎の超音波の送波タイミングを規定したタイミングデータを外部から読取る読取部と、
前記タイミングデータを記憶する記憶部と、
前記タイミングデータに基づいて前記振動素子を駆動する振動部駆動信号を出力する送信部と、
前記受波信号を処理する受信部と、
前記受信部において処理された受波信号に対応する受波無線信号を送信する受波無線信号送信部と、
を備えた超音波プローブと、
前記超音波プローブから送信される受波無線信号を受信する受波無線信号受信部と、
前記受波無線信号受信部が受信した受波無線信号に対して、動作モードに応じた所定の信号処理を実行する信号処理部と、
を有する装置本体とからなることを特徴とする超音波診断装置。
【００１１】
２．前記受信部は、前記各振動素子毎に出力される前記受波信号を整相加算処理することを特徴とする前記１記載の超音波診断装置。
【００１２】
３．前記超音波プローブは、
少なくとも前記送信部の稼働状態を制御するスイッチ手段を有することを特徴とする前記１または２記載の超音波診断装置。
【００１３】
４．前記装置本体は、
前記スイッチ手段を制御するスイッチ信号を生成するスイッチ制御部と、
前記スイッチ信号に対応するスイッチ無線信号を送信するスイッチ無線信号送信部と、
を有し、
前記超音波プローブは、
前記スイッチ手段に接続され、前記スイッチ無線信号を受信するスイッチ無線信号受信部を有することを特徴とする前記３記載の超音波診断装置。
【発明の効果】
【００１４】
超音波プローブと装置本体とが無線で通信接続された超音波診断装置でありながら、送信ビームフォーマに用いる遅延調整量の変更に必要な電力消費量を抑えて長時間の超音波診断を可能とするともに、通信エラーの影響を受けにくい超音波診断装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態にかかる超音波診断装置１０の外観構成を示す図である。
【図２】実施形態にかかる超音波診断装置１０の全体構成を示すブロック図である。
【図３】超音波プローブにおける送信ビームフォーマ１８等の内部構成を示す図である。
【図４】超音波プローブ１２における受信ビームフォーマ２２、光信号送信部２４等の内部構成を示す図である。
【図５】実施形態にかかる超音波プローブ１２の外観構成斜視図である。
【図６】超音波プローブ１２にプッシュセンサ９５を搭載させた状態の外観構成図である。
【図７】超音波プローブ１２に、超音波プローブ１２が超音波プローブホルダ５から取り外されたか否かを検出するプッシュセンサ９５が取り付けられた状態を示す図である。
【図８】加速度センサ９７の概要説明図である。
【図９】スイッチ手段を装置本体１４に持たせ場合の超音波診断装置１０の全体構成を示すブロック図である。
【図１０】超音波プローブ１２の動作を表すフローチャート図である。
【図１１】装置本体１４の動作を表すフローチャート図である。
【図１２】受信ビームフォーマ２２を装置本体１４に持たせ場合の超音波診断装置１０の全体構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施形態を図面により説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に限られるものではない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００１７】
図１は、実施形態における超音波診断装置１０の外観構成を示す図である。超音波診断装置１０は、図１に示すように、無線を介して通信接続された超音波プローブ１２と装置本体１４とから構成される。
【００１８】
超音波プローブ１２は、被検体Ｈに対して超音波を送信すると共に、被検体Ｈで反射した反射波を受波して受波信号を出力し、受波信号に対応した受波無線信号を装置本体１４へ送信する。
【００１９】
装置本体１４は、受波無線信号を受信し、動作モードに応じた超音波画像を表示する表示部４０と、使用者が操作する操作入力部１１と、超音波プローブホルダ５等とを備えて構成される。
【００２０】
図２は、実施形態にかかる超音波診断装置１０の全体構成を示すブロック図である。超音波プローブ１２と装置本体１４との間における無線による通信接続は、電波信号、特に光信号により行う。光は周波数が大きいことから通信帯域が広いので、通信容量を大きくとれる特長を有し好ましい。
【００２１】
従来の超音波プローブ１２と装置本体１４装置本体との無線接続では、装置本体１４から送信ビームフォーマ１８に送信するデータを無線で送信していたが、本実施形態では、送信ビームフォーマ１８に送信するデータは超音波プローブ１２自体が保有するようにする。
【００２２】
超音波プローブ１２は、超音波送受ユニットとして機能し、スイッチ手段１３、遅延テーブル記憶部１６、端子１７、送信ビームフォーマ１８、ＲＯＭリーダ１９、振動部２０、受信ビームフォーマ２２、光信号送信部２４及びバッテリ２６等で構成されている。超音波プローブ１２は単一の筐体で形成された可搬型である。
【００２３】
スイッチ手段１３は、超音波プローブ１２の稼働状態、すなわち超音波プローブ１２の各部の動作の開始、停止を制御する機能を有する。
【００２４】
端子１７は、超音波プローブ１２に、外部メモリとして機能するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１５等を接続できる端子である。なお、外部メモリであれば、ＲＯＭ以外にもＲＡＭを用いてもよい。
【００２５】
ＲＯＭリーダ１９は、振動部２０を構成する振動素子６６毎の超音波の送波タイミングを規定したタイミングデータ（遅延調整量）がテーブル化された遅延テーブルをＲＯＭ１５から読取る読取部として機能する。遅延テーブルはＲＯＭリーダ１９が読取り可能なデータ形式であればどのような形式でもよい。ＲＯＭ以外にも、不揮発性の記憶デバイスであれば、どのような記憶デバイスを用いてもよい。
【００２６】
使用者は主に遅延テーブルを変更したい場合に、新たな遅延テーブルを書かれたＲＯＭをＲＯＭリーダ１９に同図に示すように接続する。ＲＯＭリーダ１９にＲＯＭ等が接続された場合、ＲＯＭリーダは自動的にＲＯＭ等に記憶されている遅延テーブルを読取る。
【００２７】
遅延テーブル記憶部１６は、ＲＯＭリーダ１９が読取った遅延テーブルを記憶する機能を有し、送信ビームフォーマ１８は、遅延テーブル記憶部１６に記憶された遅延テーブルに基づいて振動部駆動信号を生成する送信部として機能する。ＲＯＭリーダ１９にＲＯＭ等が接続されていない場合には、既に、遅延テーブル記憶部１６に記憶されている遅延テーブルを読取ることとなる。
【００２８】
振動部２０は、振動部駆動信号に基づいて被検体Ｈに超音波を送波し、被検体Ｈからの反射波を受波して受波信号を出力する複数の振動素子を搭載している。
【００２９】
受信ビームフォーマ２２は、振動部２０から出力される受波信号に対して整相加算処理等の受信処理を実行する受信部として機能する。
【００３０】
光信号送信部２４は、受信ビームフォーマ２２において処理された受波信号に対応する受波無線信号（受波光信号）を装置本体１４に向けて送信し、受波無線信号送信部として機能する。
【００３１】
バッテリ２６は、スイッチ手段１３、送信ビームフォーマ１８、ＲＯＭリーダ１９、振動部２０、受信ビームフォーマ２２、光信号送信部２４等に給電する電源（二次電池）の機能を有する。バッテリ２６は取り付け外し可能な構成でもよい。バッテリ２６を取り外し可能にすることで既に充電を行ったバッテリとの交換が容易になる。また、バッテリ２６は、超音波プローブの筐体の外部に設けられる構成でもよい。
【００３２】
図３は、超音波プローブ１２における振動部２０、送信ビームフォーマ１８等の内部構成を示す図である。
【００３３】
振動部２０は、複数の振動素子６６と、送信ビームフォーマ１８が各振動素子へ出力する振動部駆動信号を増幅するアンプ６８とを備えている。
【００３４】
送信ビームフォーマ１８は、遅延テーブル取得部６０、及び遅延パルス発生回路６４で構成されており、遅延テーブルに基づいて複数の振動素子６６の各々に対してアンプ６８を介して振動部駆動信号を出力する。
【００３５】
遅延テーブルとは上記のように、振動素子６６毎の超音波の送波タイミングを規定した遅延テーブル（各振動素子毎の遅延調整量）を規定するテーブルであり、遅延テーブルは上記のように遅延テーブル記憶部１６に記憶されている。遅延テーブル取得部６０は、遅延テーブルを遅延テーブル記憶部１６から取得する。
【００３６】
遅延テーブル記憶部１６には、電子走査において必要とされる全てのステアリング角度に対応する遅延テーブルが予め登録されている。遅延パルス発生回路６４は、遅延テーブル取得部６０において取得された遅延テーブルに基づいて、その遅延テーブルが規定する超音波出力タイミングで各振動素子６６に対してアンプ６８を介して振動部駆動信号を出力する。
【００３７】
また、例えば、様々なフォーカス位置を規定する遅延テーブルを遅延テーブル記憶部１６に記憶させておき、送波制御信号により所望のフォーカス位置を特定することも可能である。
【００３８】
図６は、超音波プローブ１２における受信ビームフォーマ２２、光信号送信部２４等の内部構成を示す図である。受信ビームフォーマ２２は整相加算部７２及びアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）７４で構成されている。各振動素子６６は被検体Ｈの生体内から反射される超音波を受波して受波信号を出力する。受波信号は各振動素子６６毎に設けられたアンプ７６を介してローパスフィルタ７８を通って受信ビームフォーマ２２に出力される。受信ビームフォーマ２２は各振動素子６６が出力する受波信号毎に遅延調整を行い、遅延調整後の受波信号を加算処理するといういわゆる整相加算処理を行う。
【００３９】
整相加算部７２から出力される整相加算後の受波信号はＡＤＣ７４においてアナログデジタル変換されて光信号送信部２４に出力される。
【００４０】
光信号送信部２４は、発光素子８０及び光フィルタ８２で構成されている。ＡＤＣ７４から出力されるデジタル化された整相加算後の受波信号は例えば赤外光を発する発光素子８０により受波光信号に変換される。受波光信号は、例えばＡＤＣ７４の出力のハイレベル・ローレベルのそれぞれに対応して２値光強度変調された光信号である。発光素子８０の出力は光フィルタ８２を介して装置本体１４に送信される。
【００４１】
図５は、実施形態における超音波プローブ１２の外観構成斜視図である。図５（ａ）は、斜め上方から見た図であり、図５（ｂ）は、斜め下方から見た図である。図５（ｃ）は、超音波プローブ１２を超音波プローブホルダ５に装填する状態を示す図である。
【００４２】
９０は、被検体Ｈに当接して超音波を送信する窓である。９２は、受波無線信号を送信する窓である。超音波プローブ１２は、装置本体１４と電気的に接触して充電される充電端子９３を備えている。超音波プローブホルダ５には超音波プローブ１２のバッテリ２６を充電するための接触端子９６が設けられている。使用者が超音波プローブ１２を超音波プローブホルダ５に装填すると、超音波プローブ１２には装置本体１４から充電端子９３を介して電力が供給され、供給された電力がバッテリ２６に蓄えられる。超音波プローブ１２と装置本体との間にケーブルが無いため、診断の際のケーブルの煩わしさを解消できる。
【００４３】
次いで、スイッチ手段１３について図６から図８を用いて説明する。
【００４４】
スイッチ手段１３には、例えば公知のプッシュセンサ９５を用いることができる。図６は、超音波プローブ１２にプッシュセンサ９５を搭載させた状態の外観構成図である。プッシュセンサ９５とは、電気的に導通、非導通を検出するセンサである。プッシュセンサ９５への物理的接触により、プッシュセンサ９５内に備えられた機構により、二つの導電線の接触、非接触を制御するものである。従って、プッシュセンサ９５に物理的接触があった場合には、抵抗値の変化としてスイッチのオン、オフを検出できる。
【００４５】
また、プッシュセンサ９５を超音波プローブ１２が超音波プローブホルダ５から取り外されたか否かを検出するセンサに用いてもよい。
【００４６】
図７は、超音波プローブ１２に、超音波プローブ１２が超音波プローブホルダ５から取り外されたか否かを検出するプッシュセンサ９５が取り付けられた状態を示す図である。
【００４７】
プッシュセンサ９５は同図に示すように、超音波プローブ１２の後端に取り付けられ、超音波プローブ１２を超音波プローブホルダ５に装填した際に、プッシュセンサ９５が超音波プローブホルダ５の底面に接触してスイッチがオンされる位置に配置される。
【００４８】
またスイッチ手段１３としては、加速度センサを用いることができる。加速度センサとは、取り付けた被測定物が使用者の把持された際に、超音波プローブ１２に生じる加速の方向と大きさを検知するセンサを言う。図８は、加速度センサ９７の概要説明図である。加速度センサ９７は相直交する３軸方向（ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向）の加速度を検出する。
【００４９】
加速度センサの方式としては採用できる公知の様々なタイプがある。例えば、３次元ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）テクノロジーを使用したシリコンベースの容量センサが好適である。フォトリソグフラフィー技術により作製したシリコンの微細なコンデンサが加速度を受けると容量が変化することを利用した加速度センサである。
【００５０】
かかる加速度センサ９７を超音波プローブ１２に内蔵させ、その加速度を３次元方向で検出し、合成した加速度が所定の大きさを上回った場合に、スイッチをオンにし、使用者が超音波プローブ１２を把持したと判断する。
【００５１】
以上のように、使用者が超音波診断を開始しようとするタイミングを、スイッチ手段１３を用いて把握することができる。
【００５２】
次いで、装置本体１４について説明する。
【００５３】
装置本体１４は、図２に示すように、操作入力部１１、光信号受信部３４、信号処理部３６、表示処理部３８、表示部４０、電源４２、記憶部４３、及び、これら各部を制御する制御部４４で構成されている。
【００５４】
光信号受信部３４は、超音波プローブ１２から送信される受波光信号を受信する受波無線信号受信部として機能し、光電変換処理を施した受波電気信号を信号処理部３６に出力する。
【００５５】
具体的には、光信号送信部２４に備えられた光フィルタと同じ光学特性を有する光フィルタを介し、光電変換素子を用いて光を電気に変換する。
【００５６】
記憶部４３には、装置本体１４で動作するプログラムが記憶されている。
【００５７】
制御部４４は図示しないＣＰＵ（セントラルプロセッシングユニット）を有し、記憶部４３から操作に用いる一連の動作を実施するプログラムを呼び出し、制御部４４内の図示しないＲＡＭ上に展開し、該プログラムに従って各部を制御する。
【００５８】
信号処理部３６は、光信号受信部３４から出力される受波電気信号に基づいて、各種動作モードに対応する所定の信号処理、例えば、Ｂモード用信号処理あるいはドップラモード用信号処理を行う。
【００５９】
表示処理部３８は、信号処理部３６の出力に対して画像表示処理を施した画像データを形成して表示部４０に出力する。
【００６０】
表示部４０は、表示処理部３８が形成した画像データを基に超音波画像を表示する。表示部４０には液晶ディスプレイ等の高解像のディスプレイを採用することが望ましい。
【００６１】
電源４２は、装置本体１４の各部へ給電する。
【００６２】
操作入力部１１は、使用者が超音波診断装置１０への各種の操作を入力できるよう構成されている。
【００６３】
なお、スイッチの機能を装置本体１４に持たせ、超音波プローブ１２のスイッチ手段１３を、使用者の手動等で制御するのではなく、装置本体１４の操作入力部１１から使用者が制御するような構成を採用してもよい。すなわち、この場合のスイッチ手段１３は、使用者の手動等で制御するスイッチではなく、信号で制御されるスイッチを指す。スイッチ手段１３には、例えばリレーを採用できる。スイッチ手段１３が受けとったスイッチ無線信号は例えばハイまたはローの電圧信号であり、リレーはハイまたはローの電圧信号に応じて送信ビームフォーマ１８の駆動、非駆動を制御する。
【００６４】
図９は、スイッチの機能を装置本体１４に持たせ場合の超音波診断装置１０の全体構成を示すブロック図である。以下に説明する。
【００６５】
図２に示したブロック図との相違は、スイッチ制御部４６、スイッチ無線信号送信部４７、スイッチ無線信号受信部４８を有している点である。
【００６６】
スイッチ制御部４６は、制御部４４の指示を受け、超音波プローブ１２におけるスイッチ手段１３のオンオフの制御を実施するスイッチ信号を生成する。
【００６７】
スイッチ無線信号送信部４７は、該スイッチ信号に対応するスイッチ無線信号を送信する。
【００６８】
スイッチ無線信号受信部４８は、無線を介してスイッチ無線信号送信部４７から送信されたスイッチ無線信号を受信し、スイッチ手段１３に送信する。
【００６９】
なお、無線信号は光信号であることが好ましい。光は周波数が大きくことから通信帯域が広いので、通信容量を大きくとれる特長を有している。
【００７０】
次に、超音波診断装置１０を用いた超音波診断の具体的なフローについて図１０、図１１のフローチャート図を用いて説明する。
【００７１】
図１０は、超音波プローブ１２の動作を表すフローチャート図であり、図１１は、装置本体１４の動作を表すフローチャート図である。
【００７２】
超音波プローブ１２における具体的なフローについて図１０を用いて説明する。超音波プローブ１２には、例として図６を用いて説明した、使用者が押すプッシュセンサ９５を搭載した超音波プローブ１２を採用する。
【００７３】
最初に、使用者は装置本体１４の図示しない電源をＯＮにする（ステップＳ１）。すると、制御部４４等の各部が立ち上がり、制御部４４は装置本体１４内の各部の制御を開始する。
【００７４】
次いで、使用者は超音波診断を開始するために、超音波プローブ１２を把持し（ステップＳ２）、プッシュセンサ９５をオンにする（ステップＳ３）。
【００７５】
すると、送信ビームフォーマ１８をはじめ、超音波プローブ１２内の各部のバッテリ２６からの給電が開始される（ステップＳ４）。
【００７６】
使用者はＲＯＭをＲＯＭリーダ１９に接続する。すると、ＲＯＭリーダは自動的にＲＯＭ等に記憶されている遅延テーブルを読取る。遅延テーブル記憶部１６は、ＲＯＭリーダ１９が読取った遅延テーブルを記憶する。（ステップＳ５）。
【００７７】
送信ビームフォーマ１８内の遅延テーブル取得部６０は、遅延テーブル記憶部１６内に記録された遅延テーブルを読取る。遅延パルス発生回路６４はビームフォーミングを行う遅延を生じたパルスを発生させる。各パルスはアンプ６８を介して増幅され、各振動素子６６に対して振動部駆動信号として出力される（ステップＳ６）。
【００７８】
振動部駆動信号を入力された各振動素子６６は超音波２８を送信開始する（ステップＳ７）。
【００７９】
被検体の中の音響インピーダンスの不整合が生じている部分から反射波が生じ、生じた反射波を振動素子６６が受信し電気信号である受波信号に変換する（ステップＳ８）。
【００８０】
受信ビームフォーマ２２は、受波信号をビームフォーミングする。（ステップＳ９）。
【００８１】
光信号送信部２４は、受信ビームフォーマ２２において処理された受波信号に対応する受波光信号を装置本体１４に向けて送信する。以上が超音波プローブ１２における動作である。
【００８２】
次に装置本体１４の動作について図１１を用いて説明する。
【００８３】
装置本体１４が稼働している間、制御部４４は光信号受信部３４に超音波プローブ１２から受波光信号が送信されるか否かを常時検出している状態にある。
【００８４】
光信号受信部３４に超音波プローブから受波光信号が送信されると、制御部４４は受波電気信号を信号処理部３６に出力するよう光信号受信部３４を制御する（ステップＳ１１）。
【００８５】
信号処理部３６は、受波電気信号に基づいて、例えば、Ｂモード用信号処理を行う（ステップＳ１２）。Ｂモード用信号処理に限らずドップラモード用信号処理等の他の処理でもよい。どの処理を実施するかは操作入力部１１から使用者が選択可能に構成される。
【００８６】
表示処理部３８は、信号処理部３６の出力に対して画像表示処理を施した画像データを形成して表示部４０に出力する（ステップＳ１３）。表示部４０は超音波画像を表示させる（ステップＳ１４）。以上が装置本体１４における動作である。
【００８７】
以上のように、従来の超音波プローブ１２と装置本体１４との無線接続では、装置本体１４から送信ビームフォーマ１８に送信する遅延データを無線で送信していたところ、外部から読取る読取部を設け、送信ビームフォーマ１８に用いることで、超音波プローブと装置本体とが無線で通信接続された超音波診断装置でありながら、送信ビームフォーマに用いる遅延調整量の変更に必要な電力消費量を抑えて長時間の超音波診断を可能とするともに、通信エラーの影響を受けにくい超音波診断装置を提供できる。
【００８８】
なお、本実施形態の説明においては、受信ＢＦを内蔵する形態で、動作を説明したが、図１２に示すように、伝送レートは大きくなるが、複数の超音波プローブからの信号を直接、装置本体１４側に伝送させ、装置本体１４に設けた受信ビームフォーマ２２を用いて受波信号をビームフォーミングする形態も、もちろん考えられる。
【００８９】
受信ビームフォーマ２２の大きな役目である整相加算に関しては、特開２００３−３３９６９８号公報に記述されているように相関処理を行うアルゴリズムなどが提案され、このようなアルゴリズムを実現するには、非常に演算速度の速いハードウェアが必要であり、回路規模、電源消費電力、低発熱の点からして、装置本体１４側でビームフォーミングを行うことが有利な場合がある。
【符号の説明】
【００９０】
５ 超音波プローブホルダ
１０ 超音波診断装置
１１ 操作入力部
１２ 超音波プローブ
１３ スイッチ手段
１４ 装置本体
１５ ＲＯＭ
１７ 端子
１８ 送信ビームフォーマ
１９ ＲＯＭリーダ
２０ 振動部
２２ 受信ビームフォーマ
２４ 光信号送信部
２６ バッテリ
２８ 超音波
３４ 光信号受信部
３６ 信号処理部
３８ 表示処理部
４０ 表示部
４２ 電源
４３ 記憶部
４４ 制御部
４６ スイッチ制御部
４７ スイッチ無線信号送信部
４８ スイッチ無線信号受信部
６０ 遅延テーブル取得部
６４ 遅延パルス発生回路
６６ 振動素子
６８、７６ アンプ
７２ 整相加算部
７４ アナログデジタルコンバータ
７８ ローパスフィルタ
８０ 発光素子
８２ 光フィルタ
９３ 充電端子
９５ プッシュセンサ
９６ 接触端子
９７ 加速度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に超音波を送波し、被検体からの反射波を受波して受波信号を出力する複数の振動素子を搭載した振動部と、
前記振動素子毎の超音波の送波タイミングを規定したタイミングデータを外部から読取る読取部と、
前記タイミングデータを記憶する記憶部と、
前記タイミングデータに基づいて前記振動素子を駆動する振動部駆動信号を出力する送信部と、
前記受波信号を処理する受信部と、
前記受信部において処理された受波信号に対応する受波無線信号を送信する受波無線信号送信部と、
を備えた超音波プローブと、
前記超音波プローブから送信される受波無線信号を受信する受波無線信号受信部と、
前記受波無線信号受信部が受信した受波無線信号に対して、動作モードに応じた所定の信号処理を実行する信号処理部と、
を有する装置本体とからなることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記受信部は、前記各振動素子毎に出力される前記受波信号を整相加算処理することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記超音波プローブは、
少なくとも前記送信部の稼働状態を制御するスイッチ手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記装置本体は、
前記スイッチ手段を制御するスイッチ信号を生成するスイッチ制御部と、
前記スイッチ信号に対応するスイッチ無線信号を送信するスイッチ無線信号送信部と、
を有し、
前記超音波プローブは、
前記スイッチ手段に接続され、前記スイッチ無線信号を受信するスイッチ無線信号受信部を有することを特徴とする請求項３記載の超音波診断装置。
【請求項１】
被検体に超音波を送波し、被検体からの反射波を受波して受波信号を出力する複数の振動素子を搭載した振動部と、
前記振動素子毎の超音波の送波タイミングを規定したタイミングデータを外部から読取る読取部と、
前記タイミングデータを記憶する記憶部と、
前記タイミングデータに基づいて前記振動素子を駆動する振動部駆動信号を出力する送信部と、
前記受波信号を処理する受信部と、
前記受信部において処理された受波信号に対応する受波無線信号を送信する受波無線信号送信部と、
を備えた超音波プローブと、
前記超音波プローブから送信される受波無線信号を受信する受波無線信号受信部と、
前記受波無線信号受信部が受信した受波無線信号に対して、動作モードに応じた所定の信号処理を実行する信号処理部と、
を有する装置本体とからなることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記受信部は、前記各振動素子毎に出力される前記受波信号を整相加算処理することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記超音波プローブは、
少なくとも前記送信部の稼働状態を制御するスイッチ手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記装置本体は、
前記スイッチ手段を制御するスイッチ信号を生成するスイッチ制御部と、
前記スイッチ信号に対応するスイッチ無線信号を送信するスイッチ無線信号送信部と、
を有し、
前記超音波プローブは、
前記スイッチ手段に接続され、前記スイッチ無線信号を受信するスイッチ無線信号受信部を有することを特徴とする請求項３記載の超音波診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−７２７０３（Ｐ２０１１−７２７０３Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２９３３２（Ｐ２００９−２２９３３２）
【出願日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
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