(57)【要約】【課題】超音波エコーに係る伝送信号を超音波プローブから超音波診断装置本体に無線送信するために、誤認識をせず確実に本体とプローブの接続を行う。【解決手段】超音波診断装置本体２が複数のプローブＩＤ情報を記憶する第２のＩＤ記憶部３７とＩＤ判定部４２２とを有し、超音波プローブ１が自己固有のＩＤ情報を記憶する第１のＩＤ記憶部１９とＩＤ照合部２２２を有し、超音波撮像に先立って、超音波プローブ１の第１の無線通信部１７が、第１のＩＤ記憶部１９に記憶されたプローブＩＤ情報を無線通信により第２の無線通信手段３１に送信し、ＩＤ判定部４２２が、第２の無線通信手段３１の受信したプローブＩＤ情報と一致するプローブＩＤ情報が第２のＩＤ記憶部３７内に記憶されているか否かを判定する。【選択図】図４
2010179018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の駆動信号に従って超音波を送信すると共に、超音波エコーを受信して複数の受信信号を出力する複数の超音波トランスデューサと、前記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、伝送信号を無線通信によって外部に送信する第１の無線通信部と、前記第１の無線通信部における送信電波強度を設定する制御部とを有する超音波プローブと、
前記第１の無線通信部から送信される伝送信号を受信すると共に、前記第１の無線通信部に受信確認信号を送信する第２の無線通信部を有する超音波診断装置本体と、
を具備し、
前記超音波プローブが、自己を特定するためのプローブＩＤ情報を記憶する第１のＩＤ記憶部を有し、
前記超音波診断装置本体が、複数のプローブＩＤ情報を記憶する第２のＩＤ記憶部と、ＩＤ判定部とを有し、
前記第１の無線通信部が、超音波撮像に先立って、前記第１のＩＤ記憶部に記憶された前記プローブＩＤ情報を無線通信により前記第２の無線通信手段に送信し、
前記ＩＤ判定部が、前記第２の無線通信手段の受信した前記プローブＩＤ情報と一致するプローブＩＤ情報が前記第２のＩＤ記憶部内に記憶されているか否かを判定する、超音波診断装置。
【請求項２】
前記超音波プローブは、ＩＤ照合部をさらに有し、
前記ＩＤ判定部が、前記第２のＩＤ記憶部内に前記受信したプローブＩＤ情報に一致するプローブＩＤ情報が記憶されていると判定した場合に、
前記第２の無線通信手段が、前記判定されたプローブＩＤ情報を無線通信にて前記第１の無線通信手段に送信し、
前記ＩＤ照合部が、前記第１の無線通信手段が受信したプローブＩＤ情報と、前記第１のＩＤ記憶部に記憶されたプローブＩＤ情報とを照合する、請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記第２の無線通信手段は、前記判定されたプローブＩＤ情報に加えて前記超音波トランスデューサの起動を指示するための起動指示信号を無線通信により前記第１の無線通信手段に送信し、
前記ＩＤ照合部は、前記第１の無線通信手段が受信したプローブＩＤ情報と、前記第１のＩＤ記憶部に記憶されたプローブＩＤ情報とを照合して、前記受信したプローブＩＤ情報と前記記憶されたプローブＩＤ情報が一致する場合に、前記制御部が、前記起動指示信号に基づいて前記超音波トランスデューサを駆動するように電源部を制御する、請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記超音波プローブは、前記受信したプローブＩＤ情報と前記記憶されたプローブＩＤ情報が一致する場合に、認証されたことを光、音または振動により知らせる認証告知部を持つ、請求項３記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記超音波プローブが、認証された前記超音波診断装置本体の個体情報を表示する第１の表示部を持つ、請求項３記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記超音波診断装置本体が、認証された前記超音波プローブの個体情報を表示する第２の表示部を持つ、請求項３または５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記超音波診断装置本体と前記超音波プローブとの間の距離を検出する距離検出手段をさらに具備し、
前記超音波診断装置本体は、前記距離検出手段が検出した前記各距離のうち最短距離にある超音波プローブを判定する距離判定部をさらに有し、
前記第２の無線通信手段が、第１の無線通信手段から複数の超音波プローブにおけるプローブＩＤ情報を受信した場合に、前記距離検出手段が、前記超音波診断装置本体と前記各超音波プローブとの間の距離を検出し、前記距離判定部が前記超音波診断装置本体から最短距離にある超音波プローブを判定する、請求項１から６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記距離検出手段は、前記各超音波プローブに配置された信号発生部と、前記超音波診断装置本体に配置された信号検出部及び距離算出部とで構成され、
前記信号検出部が、前記各信号発生部から発信された距離信号を検出し、
前記距離算出部が、前記各距離信号に基づいて前記各距離を算出する、請求項７記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記距離検出手段が、前記距離信号に磁気を用いて前記各距離を検出するものであって、
前記各信号発生部は、前記各超音波プローブにそれぞれ少なくとも３個配置された磁石又は磁気発生器であり、
前記信号検出部は、前記各磁石又は前記各磁気発生器から発生した磁界を検出する３軸の磁界センサであり、
前記距離算出部は、前記磁界センサで検出された前記各磁界に基づいて前記各距離を算出する、請求項８記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記距離検出手段が、前記距離信号に超音波を用いて前記各距離を検出するものであって、
前記各信号発生部は、前記各超音波プローブにそれぞれ配置された超音波反射器であり、
前記信号検出部は、前記各超音波反射器に向けて超音波を放射し、該各超音波反射器にて反射した前記超音波の反射波を受信する超音波送受信器であり、
前記距離算出部は、前記超音波送受信器が前記超音波を放射してから前記各反射波を受信するまでの時間に基づいて前記各距離を算出する、請求項８記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記距離検出手段が、前記距離信号に無線を用いて前記各距離を検出するものであって、
前記各信号発生部は、前記各超音波プローブにそれぞれ配置された無線発信器であり、
前記信号検出部は、前記各無線発信器からの無線信号を受信する無線受信器であり、
前記距離算出部は、前記各無線発信器から発信された前記各無線信号が前記無線受信器にて受信されるまでの時間に基づいて前記各距離を算出する、請求項８記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記距離検出手段が、前記距離信号に無線を用いて前記各距離を検出するものであって、
前記各信号発生部は、前記各超音波プローブにそれぞれ配置された無線反射器であり、
前記信号検出部は、前記各無線反射器に向けて電波を放射し、該各無線反射器にて反射した前記電波の反射波を受信する無線送受信器であり、
前記距離算出部は、前記無線送受信器が前記電波を放射してから前記各反射波を受信するまでの時間に基づいて前記各距離を算出する、請求項８記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記各信号発生部は、前記各超音波プローブにそれぞれ配置された、地磁気センサ、重力センサ及び３次元ジャイロから構成される複合センサであり、
前記重力センサは、前記超音波プローブの重力加速度を出力し、
前記地磁気センサは、地磁気の方向を出力し、
前記３次元ジャイロは、前記超音波プローブの姿勢を出力し、
前記信号検出部は、前記重力加速度、前記地磁気の方向及び前記姿勢を含む前記各信号発生部からの検出信号を検出し、
前記距離算出部は、前記各検出信号に基づいて前記各距離を算出する、請求項８記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記超音波プローブは、表示手段を有し、
前記距離判定部が、前記超音波診断装置本体から最短距離にある超音波プローブを判定した場合に、
前記第２の無線通信手段が、前記最短距離にある超音波プローブの位置を外部に通知させることを指示するための通知指示信号を無線通信により前記最短距離にある超音波プローブの第１の無線通信手段に送信し、
前記表示手段が、前記第１の無線通信手段が受信した通知指示信号に基づいて、前記最短距離にある超音波プローブの位置を外部に通知する、請求項７から１３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
前記第２の無線通信手段は、前記超音波プローブの電波送信方向に指向性を有するアンテナである、請求項１から１４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１６】
前記第１の無線通信手段は、指向性が可変のアンテナである、請求項１から１５のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１７】
複数の駆動信号に従って超音波を送信すると共に、超音波エコーを受信して複数の受信信号を出力する複数の超音波トランスデューサと、前記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、伝送信号を無線通信によって外部に送信する第１の無線通信部と、前記第１の無線通信部における送信電波強度を設定する制御部とを有する超音波プローブと、
前記第１の無線通信部から送信される伝送信号を受信すると共に、前記第１の無線通信部に受信確認信号を送信する第２の無線通信部を有する超音波診断装置本体と、
を具備し、
前記超音波診断装置本体が、自己を特定するための本体ＩＤ情報を記憶する第１のＩＤ記憶部を有し、
前記超音波プローブが、複数の本体ＩＤ情報を記憶する第２のＩＤ記憶部と、ＩＤ判定部とを有し、
前記第２の無線通信部が、超音波撮像に先立って、前記第１のＩＤ記憶部に記憶された前記本体ＩＤ情報を無線通信により前記第１の無線通信手段に送信し、
前記ＩＤ判定部が、前記第１の無線通信手段の受信した前記本体ＩＤ情報と一致する本体ＩＤ情報が前記第２のＩＤ記憶部内に記憶されているか否かを判定する、
超音波診断装置。
【請求項１８】
前記超音波診断装置本体は、ＩＤ照合部をさらに有し、
前記ＩＤ判定部が、前記第２のＩＤ記憶部内に、前記受信した本体ＩＤ情報に一致する本体ＩＤ情報が記憶されていると判定した場合に、前記判定された本体ＩＤ情報を、前記第１の無線通信手段から無線通信にて前記第２の無線通信手段に送信し、
前記ＩＤ照合部が、前記第２の無線通信手段が受信した本体ＩＤ情報と、前記第１のＩＤ記憶部に記憶された本体ＩＤ情報とを照合する、請求項１７記載の超音波診断装置。
【請求項１９】
前記超音波診断装置本体と前記超音波プローブとの間の距離を検出する距離検出手段をさらに有し、
前記第２の無線通信手段が複数の超音波プローブにおける第１の無線通信手段から本体ＩＤ情報を受信した場合に、前記距離検出手段が、前記超音波診断装置本体と前記各超音波プローブとの間の距離を検出し、
前記超音波プローブは、前記距離検出手段で検出された前記各距離のうち、前記超音波プローブから最短距離にある超音波診断装置本体を判定する距離判定部をさらに有する、請求項１７または１８に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波プローブを用いて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得られた信号を、無線通信で装置本体に送信する無線通信式の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で行う無線通信式の超音波診断装置が開発されている。
【０００５】
そのような無線通信式の超音波診断装置においては、超音波プローブと超音波診断装置本体との配置状況によって無線信号の受信状態が変化するので、複数の方向にそれぞれ向けられた複数のアンテナを超音波プローブに設けると共に、切換可能な複数のアンテナ又は移動可能なアンテナを超音波診断装置本体に設けることにより、受信状態を良好に保つことができる。
【０００６】
関連する技術として、特許文献１には、超音波プローブから装置本体に無線送信される信号の伝送品質を向上させることを目的とするワイヤレス超音波診断装置が開示されている。このワイヤレス超音波診断装置は、超音波プローブから装置本体に信号が無線送信されるワイヤレス超音波診断装置であって、前記超音波プローブが、被検体に対して超音波を送受波してエコーデータを取得する送受波部と、取得されたエコーデータに基づいて送信信号を生成する送信信号生成部と、生成された送信信号を無線送信する複数のアンテナとを有し、前記複数のアンテナが、その送信方向が互いに異なる複数の方向に向けられることを特徴とする。
【０００７】
また、特許文献２には、超音波プローブと装置本体との間で送受信される無線送信の受信感度を向上させることを目的とするワイヤレス超音波診断装置が開示されている。このワイヤレス超音波診断装置は、超音波プローブと装置本体との間で無線信号を送受信する超音波診断装置であって、前記超音波プローブが、被検体に対して超音波を送受波してエコー信号を取得する送受波部と、エコー信号に基づいて生成される無線信号を装置本体に送信する無線送信部とを有し、前記装置本体が、前記超音波プローブから送信される無線信号を受信してエコー信号を再生する無線受信部と、無線信号の受信方向を変化させて検出される受信電力に基づいて無線受信部における無線信号の受信方向を制御する受信方向制御部と、無線受信部によって再生されたエコー信号に基づいて超音波画像を形成する超音波画像形成部とを有することを特徴とする。
【０００８】
さらに、特許文献３には、プローブ・装置本体の測定機能を設定するためのモード情報を送受信して、モード情報に応じた測定モードでプローブ・装置本体を制御するワイヤレス超音波診断装置が開示されている。特許文献３には、モード情報に代えてＩＤ情報を交換することにより相互の測定モードを調整すること、また、プローブＩＤ情報に基づいて特定の超音波プローブを検出して無線接続を確立することが開示されている。
【０００９】
開示装置は、超音波プローブから装置本体へ測定モードを含んだプローブ情報が無線送信されて装置本体がその測定モードに従って制御される構成であり、また、装置本体から超音波プローブへ本体情報が無線送信されて超音波プローブが本体情報に適応するように制御される構成となっている。このような構成により、超音波プローブと装置本体との間で互いの測定モードを相互認識する機能や、超音波プローブと装置本体との間で互いのＩＤを確認する機能を実現している。
開示装置によれば、プローブＩＤ情報に基づいて、本体の測定モードを設定することができ、また、本体ＩＤ情報をと制御の互いの測定モード・ＩＤを確認することにより、複数プローブあるいは複数本体が存在する場合にも正しい接続が可能である。
【００１０】
しかし、この開示装置では、以下の問題がある。
ａ．無線での確認であるため、無線通信状態が悪いとプローブを誤認識することがあり、本体からの制御不良により異常動作を引き起こし、画像の不具合ばかりか、最悪の場合には、高音圧出力による安全上の問題を発生させる可能性がある。
ｂ．プローブが複数ある場合、本体に近いプローブでなく、遠くにあるプローブを取りに行くことにより手間が増えたり、プローブの位置がわからず、探し出すのに余分な時間がかかる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２４４５８０号公報
【特許文献２】特開２００８−１８３１８４号公報
【特許文献３】特開２００７−２７５０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、超音波エコーに基づいて得られる伝送信号を超音波プローブから超音波診断装置本体に無線送信する際に、誤認識をせず確実に本体とプローブの接続を行うことができる超音波診断装置を提供することを目的とする。また、本発明は、適合するプローブを簡単に捜し出して接続できる超音波診断装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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診断装置は、（１）複数の駆動信号に従って超音波を送信すると共に、超音波エコーを受信して複数の受信信号を出力する複数の超音波トランスデューサと、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、試験信号及び伝送信号を無線通信によって外部に送信する第１の無線通信部と、第１の無線通信部における送信電波強度を設定する制御部とを有する超音波プローブと、（２）第１の無線通信部から送信される伝送信号を受信すると共に、第１の無線通信部に受信確認信号を送信する第２の無線通信部を有する超音波診断装置本体と、を具備し、（３）超音波診断装置本体が、複数のプローブＩＤ情報を記憶する第２のＩＤ記憶部と、ＩＤ判定部とを有し、第１の無線通信部が、超音波撮像に先立って、第１のＩＤ記憶部に記憶されたプローブＩＤ情報を無線通信により第２の無線通信手段に送信し、ＩＤ判定部が、第２の無線通信手段の受信したプローブＩＤ情報と一致するプローブＩＤ情報が第２のＩＤ記憶部内に記憶されているか否かを判定する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、超音波プローブと超音波診断装置本体を組み合わせて超音波撮像し超音波エコーに係る信号を無線通信により送受信するのに先立って、超音波プローブの第１のＩＤ記憶部に記憶された自己を特定するプローブＩＤ情報を、無線通信手段を介して超音波診断装置本体に送信し、超音波診断装置本体の第２のＩＤ記憶部に記憶されたプローブＩＤ情報と一致するものがあるか否かを判定することにより、当該超音波プローブが超音波診断装置本体に適合するものであるか否かが的確に判明して、誤認識する心配が減少し、超音波プローブと超音波診断装置本体を適切に接続させることができる。
【００１５】
さらに、超音波プローブにＩＤ照合部を備えて、超音波診断装置本体でＩＤ判定部により適合する超音波プローブのものと認められたプローブＩＤ情報を無線通信手段を介して超音波プローブで受信して、第１のＩＤ記憶部に記憶されたプローブＩＤ情報と照合するようにすることにより、超音波プローブと超音波診断装置本体の正しい組み合わせを確立することができる。
また、制御装置に適合する超音波プローブであると判定されたときに、超音波プローブの存在位置を明らかにさせることにより、適合するプローブを捜す手間を省くことができる。
なお、超音波プローブを特定するプローブＩＤ情報を利用する代わりに、超音波診断装置本体を特定する本体ＩＤ情報を使っても同じ作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る超音波プローブの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る超音波診断装置本体の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す受信信号処理部の構成例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る超音波プローブ及び超音波診断装置本体における無線通信部とその周辺の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の別の一実施形態に係る超音波診断装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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プローブの構成を示すブロック図であり、図２は、本発明の一実施形態に係る超音波診断装置本体の構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係る超音波診断装置は、図１に示す超音波プローブ１と、図２に示す超音波診断装置本体２とによって構成される。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。
【００１８】
図１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、受電手段２７と、さらに、ＩＤ記憶部１９と、表示制御部２０と、認証告知部２９と、信号発生部２８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、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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
図３は、図１に示す受信信号処理部の構成例を示す図である。図３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。
【００２５】
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変換におけるアライアシングを防止する。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。
【００２６】
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。
【００２７】
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３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。
【００２８】
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。
【００２９】
再び図１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。
【００３０】
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。
【００３１】
ＩＤ記憶部１９には、超音波プローブ１に固有のＩＤ情報信号が記録されている。ＩＤ情報は、超音波プローブ１を個体として識別することができる情報であり、たとえば、プローブの製造者を表示する情報、プローブの型式を表示する情報、製造番号に当たる情報などを含んで構成される。ＩＤ情報を利用して超音波プローブを区別する場合には、必要に応じて、適用可能な仕様を共有することを示す型式などの情報で十分である場合もあり、また特定の仕様に向けて調整したときのように厳密に個体を区別する情報が使われる場合もある。
【００３２】
無線通信部１７は、超音波撮像及び伝送信号の無線送信に先立ち、超音波プローブ１と超音波診断装置本体２との組み合わせを確定するために、制御部２２から通信制御部１８を介してＩＤ情報信号を受け取り、これを変調して送信信号を生成し、この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、ＩＤ情報信号を送信する。
【００３３】
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、ＩＤ情報信号及び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から返信されるＩＤ情報信号や各種の制御信号を受信して、受信した信号を通信制御部１８に出力する。通信制御部１８は、試験ＩＤ情報信号及び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が受信した返信されるＩＤ情報信号及び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。
【００３４】
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。
【００３５】
バッテリ２６は、電力を必要とする駆動信号発生部１３、受信信号処理部１５、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。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。バッテリ２６は、受電手段２７を用いて充電が可能となっている。
なお、無線通信方式を採用した超音波プローブにおいても、有線で電源供給をするようにしてもよい。電線を使って有線で電源供給する場合は、電線の長さに制約されたり電線が絡まないようにするため超音波プローブ１の動作が多少制限されることになるが、バッテリ２６やバッテリ制御部２４などを省略したり簡約化したりすることができるため、超音波プローブ１の小型軽量化が可能で、使い勝手も向上する部分がある。
【００３６】
なお、バッテリ制御部２４は、超音波診断装置本体２から覚醒信号を受信するまで待機するため、超音波診断装置本体２の無線通信部３１から無線信号を受信するために必要な最小限の部品にだけ電力を供給する待機モードを持っている。
また、信号発生部２８は、超音波プローブ１と超音波診断装置本体２の距離を測定するために使用される信号を発生して、超音波診断装置本体２に伝達する。
さらに、ＩＤ情報に基づいて適用可能性を判定した結果は、表示制御部２０を介して認証告知部２９に表示される。
【００３７】
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３）、サンプリング部１５５ａ及び１５５ｂ（図３）、パラレル／シリアル変換部１６、通信制御部１８、制御部２２、バッテリ制御部２４、及び、表示制御部２０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。
【００３８】
一方、図２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、ＩＤ記憶部３７と、操作部４１と、制御部４２と、格納部４３と、電源制御部４４と、電源スイッチ４５と、電源部４６と、給電手段４７と、距離測定部４８と、距離判定部４９とを有している。
【００３９】
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、超音波プローブ１に固有のＩＤ情報信号及び伝送信号を超音波プローブ１から受信すると共に、返信するＩＤ情報信号及び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、ＩＤ情報信号を出力すると共に、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。
【００４０】
通信制御部３２は、無線通信部３１から出力されるＩＤ情報信号を検出して制御部４２に出力すると共に、制御部４２の制御の下で、返信するＩＤ情報信号を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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
表示処理部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、表示処理部３５の制御の下で、超音波診断画像を表示する。
ＩＤ記憶部３７は、超音波診断装置本体２と組み合わせることができる超音波プローブ１のそれぞれについて、固有のＩＤ情報を記録してある。
【００４６】
制御部４２は、操作部４１を用いたオペレータの操作に従って、超音波診断装置の各部を制御する。超音波診断装置本体２には電源スイッチ４５が設けられており、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。プローブホルダに設けられた給電手段４７は、電磁誘導作用によって、超音波プローブ１の受電手段２７（図１）に電力を供給する。
【００４７】
距離測定部４８は、超音波プローブ１の信号発生部２８から供給される測定信号を検知して、超音波診断装置本体２と超音波プローブ１の距離を算定する。距離判定部４９は、距離測定部４８により得られたいくつかの超音波プローブ１のうち、最も距離が短い超音波プローブ１を判定して、結果を制御部４２に伝達する。なお、最短距離の１個の超音波プローブ１を判定する代わりに、複数の超音波プローブ１を距離の近い順に順番を付した結果を制御部４２に伝達するようにしてもよい。
【００４８】
また、ＩＤ記憶部３７には、超音波診断装置本体２に適用できる複数の超音波プローブ１のプローブＩＤ情報が記憶されている。なお、プローブＩＤ情報は、診断対象臓器や担当医師など測定条件に従って適用可能な超音波プローブを分別した群に分けて、群毎に選択指定ができる形態で記憶させておいてもよい。たとえば、同じ型式を持つプローブを無差別に使用してもよい場合は、ＩＤ情報における形式を表示する部分が共通する群を使うことができる。また、特定の目的で特殊な調整を行ったプローブでは、特定の個体しか含まれない群となる。
【００４９】
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、制御部４２、電源制御部４４、及び、距離判定部４９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で構成しても良い。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。
【００５０】
図４は、本発明の一実施形態に係る超音波プローブ及び超音波診断装置本体における無線通信部とその周辺の構成を示すブロック図である。図４に示すように、超音波プローブ１の無線通信部１７は、変調部１７１と、アンテナ共用器１７２と、アンテナ１７３と、復調部１７４とを含んでいる。また、超音波プローブ１の制御部２２は、ＩＤ情報信号生成部２２１と、ＩＤ照合部２２２とを含んでいる。
【００５１】
ＩＤ情報信号生成部２２１は、電源スイッチ２５（図１）がオン状態とされたことを検出すると、ＩＤ記憶部１９に格納された超音波プローブ１に固有のＩＤ情報を読み出してＩＤ情報信号を生成し、通信制御部１８を介して変調部１７１に供給する。変調部１７１は、ＩＤ情報信号に基づいてキャリアを変調することにより、送信信号を生成する。変調部１７１は、送信信号をアンテナ共用器１７２を介してアンテナ１７３に供給することにより電波を送信する。
【００５２】
一方、超音波診断装置本体２の無線通信部３１は、復調部３１１と、アンテナ共用器３１２と、アンテナ３１３と、変調部３１４とを含んでいる。また、超音波診断装置本体２の制御部４２は、ＩＤ情報信号受信部４２１と、ＩＤ判定部４２２とを含んでいる。
【００５３】
超音波プローブ１から送信される電波を受信したアンテナ３１３は、受信された信号をアンテナ共用器３１２を介して復調部３１１に出力する。復調部３１１は、受信された信号を復調してＩＤ情報信号を生成する。通信制御部３２は、ＩＤ情報信号を制御部４２のＩＤ情報信号受信部４２１に伝送する。ＩＤ判定部４２２は、受信したＩＤ情報信号に基づき、ＩＤ記憶部３７に格納されている超音波診断装置本体２が使用できる超音波プローブ１に固有のＩＤ情報と一致するか否かを確認する。
【００５４】
受信したＩＤ情報がＩＤ記憶部３７に格納されているＩＤ情報と一致した場合は、そのＩＤ情報から生成される返信用ＩＤ情報信号を、通信制御部３２を介して変調部３１４に供給する。変調部３１４は、返信用ＩＤ情報信号に基づいてキャリアを変調することにより送信信号を生成し、送信信号をアンテナ共用器３１２を介してアンテナ３１３に供給することにより電波を送信する。
【００５５】
超音波プローブ１において、返信用ＩＤ情報信号の電波を受信したアンテナ１７４は、受信された信号をアンテナ共用器１７３を介して復調部１７５に出力する。復調部１７５は、受信された信号を復調してＩＤ情報信号を生成する。通信制御部１８は、ＩＤ情報信号を検出してＩＤ照合部２２２に出力する。
【００５６】
ＩＤ照合部２２２は、受け取った返信用ＩＤ情報信号がＩＤ記憶部１９に記録された自身の超音波プローブ１に固有なＩＤ情報信号と照合して、両者が一致したときに、表示制御部２０を介して認証告知部２９に表示させる。オペレータが、認証告知部２９の表示を見て、表示のある超音波プローブ１を選択して操作スイッチ２１を操作すると、無線通信部１７を介して超音波診断装置本体２との無線通信を確立する。
【００５７】
無線通信を確立した後、変調部１７１は、パラレル／シリアル変換部１６（図１）から供給される伝送信号に基づいてキャリアを変調することにより送信信号を生成する。通信制御部１８は、送信信号をアンテナ共用器１７２を介してアンテナ１７３に出力させることにより電波を送信する。
【００５８】
超音波診断装置本体２において、伝送信号の電波を受信したアンテナ３１３は、受信された信号をアンテナ共用器３１２を介して復調部３１１に出力する。復調部３１１は、受信された信号を復調して伝送信号を生成する。伝送信号は、シリアル／パラレル変換部３３（図２）に供給され、画像生成部３４においてＢモード画像信号が生成される。
【００５９】
超音波診断装置本体２と超音波プローブ１の間の距離、もしくは超音波診断装置本体２に対する超音波プローブ１の相対的な位置を測定するために、超音波プローブ１に信号発生部２８が設けられ、超音波診断装置本体２に距離測定部４８が設けられている。
磁気を用いて距離を測定する場合は、信号発生部２８が少なくとも３個の磁石もしくは磁気発生器を配置したもので、距離測定部４８として３軸の磁界センサを備えることにより、超音波診断装置本体２と超音波プローブ１の間の距離を検知することが可能になる。
【００６０】
また、信号発生部２８として超音波反射器を用い、距離測定部４８に超音波送受波器を用いると、距離測定部４８から放射された超音波が信号発生部で反射して距離測定部４８に戻るまでの時間に基づいて、超音波診断装置本体２と超音波プローブ１の間の距離を測定することができる。
さらに、信号発生部２８として電波反射器を用い、距離測定部４８に電波送受信器を用いると、距離測定部４８から放射された電波が信号発生部で反射して距離測定部４８に戻るまでの時間に基づいて、超音波診断装置本体２と超音波プローブ１の間の距離を測定することができる。
【００６１】
また、信号発生部２８として無線発信器を用い、距離測定部４８に無線受信器を用いると、信号発生部２８から放射された無線信号が距離測定部４８に届くまでの時間に基づいて、超音波診断装置本体２と超音波プローブ１の間の距離を測定することができる。
なお、信号発生器２８に微弱な電波を発生する送信機を用い、距離測定部４８に電波受信器を用いると、信号発生部２８から放射された電波を距離測定部４８で検知できれば十分に近いと判定でき、電波が検知できない場合は捜すまでもなく遠方にあると判断することができる。この場合は、両者の距離を数量的に把握することができないが、実用上は十分に利用可能な精度で検出したことになる。なお、送信機の送信出力や受信機の増幅度を加減することにより、複数の超音波プローブの間における距離差を感知することもできる。
【００６２】
超音波プローブ１の信号発生部２８として、地磁気センサ、重力センサ、および３次元ジャイロから構成される複合センサを用い、距離測定部４８に複合センサの出力信号を検出する受信器を用いると、重力センサは超音波プローブ１の重力加速度を出力し、地磁気センサは地磁気の方向を出力し、３次元ジャイロは超音波プローブ１の姿勢を出力するので、距離測定部４８は超音波プローブ１の位置姿勢の変化量を逐一把握して積算することにより、現在における超音波プローブ１の位置姿勢を知ることができるから、超音波診断装置本体２と超音波プローブ１の間の距離および超音波プローブ１の相対位置を測定することができる。
また、超音波プローブ１にＧＰＳセンサを搭載し、信号発生部２８からＧＰＳデータを発信して、距離測定部４８で超音波プローブ１のＧＰＳデータを受信することによっても、超音波診断装置本体２と超音波プローブ１の間の距離および超音波プローブ１の相対位置を知ることができる。
【００６３】
次に、本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の動作例を、図１、図２、及び、図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の動作例を説明するためのフローチャートである。図５は、左側に超音波プローブの動作、右側に超音波診断装置本体の動作を、相互の干渉関係が明確になるように表示したものである。なお、超音波診断装置本体２の電源スイッチ４５は、常にオン状態であるものとする。
【００６４】
ステップＳ１１において、超音波診断装置のオペレータが、超音波プローブ１の電源スイッチ２５をオン状態とすると、ステップＳ１２において、超音波プローブ１の制御部２２が動作を切り換えることにより、超音波プローブ１が停止状態から待機状態に移行する。ここで、待機状態（スリープ状態）とは、制御部２２等が通常動作状態におけるよりも低いクロック周波数で動作する状態をいう。例えば、制御部２２等は、通常動作状態においては１００ＭＨｚのクロック周波数で動作し、待機状態においては１ＭＨｚのクロック周波数で動作する。待機状態においては、ＩＤ情報信号及び各種の制御信号の送受信は可能であるが、伝送信号の送受信は不可能である。さらに、待機状態において、駆動信号発生部１３、受信信号処理部１５、パラレル／シリアル変換部１６等の信号系回路の動作を停止させても良い。これにより、バッテリ２６の寿命をさらに長くすることができる。
【００６５】
超音波プローブ１が待機状態にあるときに、ステップＳ２１において、超音波診断装置本体２の制御部４２が、超音波プローブに対してプローブＩＤ情報を送信することを要求するＩＤ情報要求信号を無線通信部３１を介して発信すると、無線通信部１７を介してＩＤ情報要求信号を受信した超音波プローブ１は、ステップＳ１３において、これに応えて制御部２２がＩＤ記憶部１９から自己に固有のプローブＩＤ情報を読み出し、無線制御部１８及び無線通信部１７を介しプローブＩＤ情報信号として送信する。
【００６６】
超音波診断装置本体２の無線通信部３１は、超音波プローブ１から送信される信号を受信して復調することにより、プローブＩＤ情報信号を通信制御部３２に出力する。通信制御部３２は、プローブＩＤ情報信号を制御部４２に伝送する。制御部４２は、ステップＳ２２において、受信したプローブＩＤ情報信号に基づいて、当該ＩＤ情報がＩＤ記憶部３７に登録されたＩＤ情報群のうち指定されたＩＤ情報群に含まれているかを検証する。ＩＤ情報群は、超音波プローブを使用して実施しようとする測定の測定条件に対応して決まっている。超音波診断装置本体２で使用する測定条件に対応して利用可能な超音波プローブであると判定できなかった場合は、ステップＳ２３に進み、適用プローブをさらに探索する場合は、ステップＳ２１に進んで、再度ＩＤ情報要求信号を発信する。また、適用プローブの探索をやめる場合は、この動作シーケンスを終了する。
【００６７】
一方、超音波プローブ１から受信したＩＤ情報がＩＤ記憶部１９に登録されたＩＤ情報群に含まれている場合は、超音波プローブ１が正当なプローブであると認証したことを表す認証信号を１つの制御信号として超音波プローブ１に送信する。なお、このとき、さらに信頼性を向上させるために、超音波プローブ１の側でも正当性を確認する手順を含ませてもよい。すなわち、ステップＳ２４において、正当性を判定した超音波プローブ１のプローブＩＤ情報を信号化し、通信制御部３２を介して無線通信部３１に供給する。無線通信部３１は、プローブＩＤ情報信号を送信する。
【００６８】
プローブＩＤ情報信号が送信されると、超音波プローブ１の無線通信部１７は、超音波診断装置本体２から送信される信号を受信して復調することにより、プローブＩＤ情報信号を通信制御部１８に出力する。通信制御部１８は、プローブＩＤ情報を検出して制御部４２に出力する。ステップＳ１４において、制御部２２のＩＤ照合部２２２は、受信したプローブＩＤ情報がＩＤ記憶部に記憶されている自己固有のプローブＩＤ情報と一致するか否かを判定する。両者が一致しない場合は、当該超音波プローブ１は無線通信を要求する超音波診断装置本体２と適合しないので、ステップＳ１２に戻り待機状態に移行する。
【００６９】
一方、両者が一致したときは、ステップＳ１５に進み、表示制御部２０を介して認証告知部２９に当該超音波プローブ１が超音波診断装置本体２と適合することを表示する。ステップＳ１６において、オペレータが超音波プローブ１の操作スイッチ２１を操作することにより起動スイッチを投入すると、ステップＳ１７に進んで、超音波診断装置がライブモードに設定されたときに、制御部２２が動作を切り換えることにより、超音波プローブ１が待機状態から通常動作状態に移行して、超音波診断装置本体２に超音波エコーに係る伝送信号を送信する。その後、ステップＳ１８において、超音波診断装置がフリーズモードに設定されたときに、制御部２２が動作を切り換えることにより、超音波プローブ１が通常動作状態から待機状態に移行する。
【００７０】
あるいは、制御部２２は、超音波診断装置本体２からいずれかの制御信号を受信したときに、超音波プローブ１が待機状態から通常動作状態に移行するように動作を切り換えても良いし、超音波診断装置（超音波プロ−ブ１及び超音波診断装置本体２）が所定の期間操作されていないときに、超音波プローブ１が通常動作状態から待機状態に移行するように動作を切り換えても良い。
超音波診断装置本体２の無線通信部３１は、無線信号を受信して、復調部３１１で伝送信号に戻し、シリアル／パラレル変換器３３、画像形成部３４、表示制御部３５を介して、表示部３６にライブモードやフリーズモードの画面を表示する。
【００７１】
以上においては、超音波プローブ１が待機状態と通常動作状態とにおいて動作する場合について説明したが、待機状態を設けることなく、超音波プローブ１が通常動作状態のみにおいて動作するようにしても良い。
【００７２】
次に、本発明の別の一実施形態に係る無線通信式超音波診断装置の動作例を、図１、図２、及び、図６を参照しながら説明する。図６は、本発明の別の一実施形態に係る超音波診断装置の動作例を説明するためのフローチャートである。図６も図５と同様に、左側に超音波プローブの動作、右側に超音波診断装置本体の動作を、相互の干渉関係が明確になるように表示したものである。
本実施形態の無線通信式超音波診断装置は、超音波プローブの超音波診断装置本体からの距離あるいは超音波プローブの位置を表示することにより、オペレータが使用する超音波プローブを容易に特定することができるようになっていることに特徴がある。
【００７３】
ステップＳ３１において、超音波診断装置のオペレータが、超音波プローブ１の電源スイッチ２５をオン状態とすると、ステップＳ３２において、超音波プローブ１が停止状態から待機状態に移行する。超音波プローブ１が待機状態にあるときに、ステップＳ４１において、超音波診断装置本体２が、超音波プローブに対してプローブＩＤ情報を送信することを要求するＩＤ情報要求信号を発信すると、無線通信部１７を介してＩＤ情報要求信号を受信した超音波プローブ１は、ステップＳ３３において、これに応えてＩＤ記憶部１９から自己に固有のプローブＩＤ情報を読み出し、プローブＩＤ情報信号として送信する。また、続くステップＳ３４において、距離測定のために、信号発生部２８を駆動して距離測定信号を発信する。
【００７４】
超音波診断装置本体２は、超音波プローブ１から送信される信号を受信して復調することにより、プローブＩＤ情報信号を通信制御部３２に出力する。通信制御部３２は、プローブＩＤ情報信号を制御部４２に伝送する。制御部４２は、ステップＳ４２において、受信したプローブＩＤ情報信号に基づいて、当該ＩＤ情報がＩＤ記憶部３７に登録された対象ＩＤ情報群に含まれているかを検証する。超音波診断装置本体２で使用する測定条件に対応して利用可能な超音波プローブであると判定できなかった場合は、ステップＳ４３に進み、適用プローブをさらに探索する場合は、ステップＳ４１に進んで、再度ＩＤ情報要求信号を発信する。また、適用プローブの探索をやめる場合は、この動作シーケンスを終了する。
【００７５】
一方、超音波プローブ１から受信したＩＤ情報がＩＤ記憶部３７に登録された対象ＩＤ情報群に含まれている場合は、さらに、ステップＳ４４において、距離測定部４８が、信号発生部２８から伝達された距離情報に基づいて、超音波プローブ１と超音波診断装置本体２の距離を算定する。複数の超音波プローブからＩＤ情報信号と距離情報を受け取った場合は、これら応答してきたプローブのうちから、対象とする測定に使用できるプローブを選択した上で、ステップＳ４５において、これら使用可能なプローブのうちから、超音波診断装置本体２からの距離が短いプローブを選択して特定する。さらに、ステップＳ４６において、選択された超音波プローブのプローブＩＤ情報を発信する。
【００７６】
各超音波プローブ１は、使用する候補となったプローブＩＤ情報を受信して、ステップＳ３５において、受信したプローブＩＤ情報がＩＤ記憶部に記憶されている自己固有のプローブＩＤ情報と一致するか否かを判定する。両者が一致しない場合は、当該超音波プローブ１は無線通信を要求する超音波診断装置本体２と適合しないので、ステップＳ３２に戻り待機状態に移行する。
【００７７】
一方、両者が一致したときは、ステップＳ３６に進み、表示制御部２０を介して認証告知部２９に当該超音波プローブ１が超音波診断装置本体２と組み合わすことができると認証されたことを表示する。ステップＳ３７において、オペレータが超音波プローブ１の起動スイッチを投入すると、ステップＳ３８に進んで、超音波診断装置がライブモードに設定されたときに、超音波プローブ１が待機状態から通常動作状態に移行して、超音波診断装置本体２に超音波エコーに係る伝送信号を送信する。その後、ステップＳ３９において、超音波診断装置がフリーズモードに設定されたときに、超音波プローブ１が通常動作状態から待機状態に移行する。
ステップＳ４７において、超音波診断装置本体２の無線通信部３１が受信した無線信号を復調部３１１で伝送信号に戻し、シリアル／パラレル変換器３３、画像形成部３４、表示制御部３５を介して、表示部３６にライブモードやフリーズモードの画面を表示する。
【００７８】
本実施形態の無線通信式超音波診断装置によれば、対象とする超音波プローブが超音波診断装置本体に適合する場合には、超音波診断装置本体側だけでなく、超音波プローブ側においても適合性を確認した上で、超音波プローブにおける表示装置に認証されたことを表示するので、オペレータは安心して超音波プローブを選択して無線通信による接続をすることができる。
【００７９】
なお、超音波診断装置本体２により複数の超音波プローブ１が検出されたときには、その距離情報あるいは位置情報を利用して、超音波診断装置本体２の表示部３６に超音波プローブの位置を表示するようにしてもよい。たとえば、装置周辺の地図の上に使用可能な超音波プローブの位置を表示すれば、オペレータは使用すべき超音波プローブを簡単に捜し出して利用することができるので、準備時間が短縮し、測定の能率が向上する。また、超音波診断装置本体２に近い超音波プローブ１だけに使用可能である表示をするようにしてもよい。
なお、選択されたことを表示する認証告知部２９には、液晶画像表示器などによる複雑な表示ばかりでなく、ＬＥＤ光による光表示や、圧電素子による振動表示や、音の表示なども利用することができる。
【００８０】
また、無線通信式超音波診断装置では、超音波プローブ１に送信アンテナ１７３が取り付けられており、送信アンテナ１７３からエコー信号などによって変調された無線信号が送信される。無線信号は超音波診断装置本体２の受信アンテナ３１３によって受信され、超音波診断装置本体２内で復調されて画像処理などが行われる。無線通信式超音波診断装置では、超音波プローブ１と超音波診断装置本体２と接続する通信用のプローブケーブルが不要であるので、超音波プローブ１の操作性が飛躍的に向上する。このため、実際に患者などを診断するときに、超音波プローブ１の位置や姿勢を自由に変化させることができるので、より的確な診断が可能になる。しかし、超音波プローブ１の姿勢や位置が自由に変化することに伴って、送信アンテナ１７３の位置や向きが変化して、超音波診断装置本体２の受信アンテナ３１３が十分な受信感度を維持できない事態が生じがちである。
【００８１】
このような事態を回避するためには、受信アンテナ３１３に指向性を持たせて、無線信号の受信方向を変化させたときに検出される受信電力に基づいて無線信号の受信方向を制御するように構成することができる。このような構成を有する超音波診断装置では、たとえば、検出される受信電力が大きくなるように受信アンテナ３１３の受信方向を制御することにより、無線信号の受信感度を向上させることができる。
また、同様に、超音波プローブ１の送信アンテナ１７３についても指向性を持たせて、超音波診断装置本体２における受信強度に基づいて送信アンテナ１７３の向きを制御するようにすることができる。
【００８２】
なお、上記各実施形態において、プローブＩＤ情報を使って適合性の判定を行っているが、超音波診断装置本体に固有の本体ＩＤ情報を利用しても、ほぼ同様に機能する。
本体ＩＤ情報を利用する場合は、超音波診断装置本体２のＩＤ記憶部３７に超音波診断装置本体２の個体に固有のＩＤ情報を記憶させ、超音波プローブ１のＩＤ記憶部１７に超音波プローブ１と適合する超音波診断装置本体２のＩＤ情報群を記憶させる。そして、超音波プローブ１の制御部２２にＩＤ判定部を備え、超音波診断装置本体２の制御部４２にＩＤ照合部を備えて、超音波診断装置本体２の本体ＩＤ情報を超音波プローブ１に送信して、ＩＤ判定部で超音波診断装置本体２が超音波プローブ１と適合するかを判定し、適合すると判定したときに本体ＩＤ情報を超音波診断装置本体２に送って、ＩＤ照合部で確認してから両者の間の無線通信を開始すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
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、無線通信により画像データを超音波プローブから装置本体に伝送し、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。
なお、超音波プローブと超音波診断装置本体を適切に組み合わせる目的で、ＩＤ情報を利用して相互に適合するプローブあるいは装置本体を選択して表示する本発明の方法は、有線通信においても有利に利用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８４】
１  超音波プローブ
２  超音波診断装置本体
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
１９  ＩＤ記憶部
２０  表示制御部
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  受電手段
２８  信号発生部
２９  認証告知部
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
３７  ＩＤ記憶部
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  給電手段
４８  距離測定部
４９  距離判定部
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
１７１  変調部
１７２  アンテナ共用器
１７３  アンテナ
１７４  復調部
２２１  ＩＤ情報信号生成部
２２２  ＩＤ照合部
３１１  復調部
３１２  アンテナ共用器
３１３  アンテナ
３１４  変調部
３４１  受信遅延パターン記憶部
３４２  整相加算部
３４３  メモリ
３４４  画像処理部
４２１  ＩＤ情報信号受信部
４２２  ＩＤ判定部
【図１】
2010179018.tif 000003
【図２】
2010179018.tif 000004
【図３】
2010179018.tif 000005
【図４】
2010179018.tif 000006
【図５】
2010179018.tif 000007
【図６】
2010179018.tif 000008