(57)【要約】【課題】データ量が増大しても所定期間内に転送及び設定を完了できる。【解決手段】本実施形態に係る超音波診断装置は、２次元配列された複数の超音波振動子と、第１演算部とを含む。第１演算部は、超音波の送信時に設定される遅延時間に関する遅延データのうちの少なくとも一部を演算する。【選択図】図２
2018171436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の超音波振動子と、
超音波の送信に先立ち、各超音波振動子に設定される遅延時間に関する遅延データのうちの一部を演算する第１演算部と、
を具備する超音波プローブ。
【請求項２】
複数の超音波振動子、及び、超音波の送受信に先立ち、各超音波振動子に設定される遅延時間に関する遅延データのうちの一部を演算する第１演算部を有する超音波プローブと、
前記遅延データのうちの残りを演算する第２演算部と、
を具備する超音波診断装置。
【請求項３】
前記超音波の受信期間終了から次の超音波の送信タイミングまでのブランク期間内に前記超音波プローブへの当該遅延時間の設定が完了するように、前記第１演算部と前記第２演算部とに前記遅延データの演算処理を配分する制御部をさらに具備する請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１演算部における演算量を、前記第２演算部における演算量よりも少なく配分する請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記第１演算部は、サブアレイに関する粗送信遅延データを演算し、
前記第２演算部は、前記サブアレイに属する各超音波振動子に関する細送信遅延データを演算する請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
接続される超音波プローブの種類に応じて、前記遅延データの演算処理の配分を行うか否かを判定する判定部をさらに具備する請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
複数の超音波振動子、及び、超音波の送受信に先立ち、各超音波振動子に設定される遅延時間に関する遅延データのうちの一部を演算する演算部を有する超音波プローブを含む超音波診断装置を制御するための超音波診断支援プログラムであって、
コンピュータに、
前記遅延データのうちの残りを演算する演算機能と、
前記演算部と前記演算機能とに、前記遅延データの演算処理を配分する制御機能と、
を実現させるための超音波診断支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波プローブ、超音波診断装置及び超音波診断支援プログラムに関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、対象物（患者）に対し超音波を送信し、その対象物内からの反射波（エコー）を受信して対象物内を画像化するものであり、近年では２次元アレイ式超音波プローブが主に用いられる。
２次元アレイプローブは、格子状に２次元配列された多数の超音波振動子（単に素子ともいう）を有するため、全素子を超音波診断装置本体から直接駆動して超音波の送受信を制御することは難しい。よって、いくつかの素子を含むサブアレイに分割し、サブアレイごとの部分的な遅延加算を行う専用のＩＣ（ＡＳＩＣ）が超音波プローブ内に備えられる。
【０００３】
各サブアレイ内の各素子に関する遅延時間の設定は、ブランク期間と称される、エコーの受信期間終了から次の超音波の送信タイミングまでの間に行われる必要がある。具体的には、超音波診断装置本体で、送受信レート毎に、超音波送受信の遅延時間に関する遅延制御データ（遅延データ）を演算し、ブランク期間内に超音波プローブへ遅延データを転送し、超音波プローブ内で遅延時間の設定を完了する必要がある。
【０００４】
近年の２次元アレイプローブのチャンネル素子数の増大に従って、転送すべき遅延データも増大する。よって、送受信遅延の遅延データの転送及び設定にかかる時間が長くなるため、例えば遅延データの転送途中にブランク期間を超過してしまうなど、ブランク期間内に遅延データの転送及び設定が完了できないという問題が想定される。
【０００５】
上記問題の解決策として、超音波プローブの入力インタフェース（入力ＩＦ）の動作周波数を上げる手段が考えられるが、超音波プローブにおける消費電力や発熱が増加するため望ましくない。また、設定期間を延ばす手段も考えられるが、フレームレートが低下してしまう。さらに、遅延データを超音波プローブ内に予め保存しておく手法も考えられるが、（特に同時モード時の）２次元アレイプローブのフレームシーケンスにおける遅延データのデータ量が膨大であるため、大規模なメモリを用意する必要があり、基板面積、消費電力およびコストの面から現実的ではない。加えて、遅延データの保存の際は転送時間を確保する必要があるため、膨大な遅延データの転送中は応答性が悪化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１５２４３２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８７８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、データ量が増大しても所定期間内に遅延データの転送及び設定を完了できることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態に係る超音波プローブは、２次元配列された複数の超音波振動子と、第１演算部とを含む。第１演算部は、超音波の送信時に、各超音波振動子に設定される遅延時間に関する遅延データのうちの少なくとも一部を演算する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図。
【図２】超音波プローブの詳細を示す図。
【図３】２次元配列された素子の配置を示す概念図。
【図４】全体の細送信遅延データの演算を説明するための図。
【図５】本実施形態に係るブランク期間の概念図。
【図６】遅延データの演算処理の第１の配分例を示す図。
【図７】遅延データの演算処理の第２の配分例を示す図。
【図８】遅延データの演算処理の第３の配分例を示す図。
【図９】遅延データの演算処理の第４の配分例を示す図。
【図１０】第２の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図。
【図１１】第２の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる超音波診断装置について説明する。以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作をおこなうものとして、重複する説明を適宜省略する。
【００１１】
（第１の実施形態）
本実施形態に係る超音波診断装置を図１のブロック図を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１の構成例を示すブロック図である。図１に示されるように、超音波診断装置１は、本体装置１０及び超音波プローブ３０を含む。本体装置１０は、ネットワーク１００を介して外部装置４０と接続される。また、本体装置１０は、表示機器５０及び入力装置６０と接続される。
【００１３】
本体装置１０は、超音波プローブ３０が受信したエコーに基づいて超音波画像を生成する装置である。本体装置１０は、図１に示すように、超音波送信回路１１、超音波受信回路１２、Ｂモード処理回路１３、ドプラ処理回路１４、３次元処理回路１５、表示処理回路１６、内部記憶回路１７、画像メモリ１８（シネメモリ）、画像データベース１９、入力インタフェース回路２０、通信インタフェース回路２１及び制御回路２２を含む。
【００１４】
超音波送信回路１１は、超音波プローブ３０に駆動信号を供給するプロセッサである。超音波送信回路１１は、例えば、トリガ発生回路、遅延回路、及びパルサ回路等により実現される。トリガ発生回路は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。遅延回路は、超音波プローブ３０から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な素子毎の送信遅延時間を、トリガ発生回路が発生する各レートパルスに対し与える。パルサ回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ３０に駆動信号（駆動パルス）を印加する。遅延回路により各レートパルスに対し与える送信遅延時間を変化させることで、素子面からの送信方向が任意に調整可能となる。送信遅延時間は、後述する制御回路２２の遅延データ演算機能２２１により算出される。
【００１５】
超音波受信回路１２は、超音波プローブ３０が受信した反射波信号に対して各種処理を施し、受信信号を生成するプロセッサである。超音波受信回路１２は、例えば、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、受信遅延回路、及び加算器等により実現される。アンプ回路は、超音波プローブ３０が受信した反射波信号をチャンネル毎に増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をデジタル信号に変換する。受信遅延回路は、デジタル信号に受信指向性を決定するのに必要な受信遅延時間を与える。加算器は、受信遅延時間が与えられた複数のデジタル信号を加算する。加算器の加算処理により、受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調された受信信号が発生する。受信遅延時間は、後述する制御回路２２の遅延データ演算機能２２１により算出される。
【００１６】
Ｂモード処理回路１３は、超音波受信回路１２から受け取った受信信号に基づき、Ｂモードデータを生成するプロセッサである。Ｂモード処理回路１３は、超音波受信回路１２から受け取った受信信号に対して包絡線検波処理、及び対数増幅処理等を施し、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（以下、Ｂモードデータ）を生成する。生成されたＢモードデータは、超音波走査線上のＢモードＲＡＷデータとして不図示のＲＡＷデータメモリに記憶される。なお、ＢモードＲＡＷデータは、後述の内部記憶回路１７に記憶されてもよい。
【００１７】
ドプラ処理回路１４は、超音波受信回路１２から受け取った受信信号に基づき、ドプラ波形、及びドプラデータを生成するプロセッサである。ドプラ処理回路１４は、受信信号から血流信号を抽出し、抽出した血流信号からドプラ波形を生成すると共に、血流信号から平均速度、分散、及びパワー等の情報を多点について抽出したデータ（以下、ドプラデータ）を生成する。
【００１８】
３次元処理回路１５は、Ｂモード処理回路１３、及びドプラ処理回路１４により生成されたデータに基づき、２次元の画像データまたは３次元の画像データ（以下、ボリュームデータともいう）を生成可能なプロセッサである。３次元処理回路１５は、ＲＡＷ−ピクセル変換を実行することで、ピクセルから構成される２次元画像データを生成する。
【００１９】
また、３次元処理回路１５は、ＲＡＷデータメモリに記憶されたＢモードＲＡＷデータに対し、空間的な位置情報を加味した補間処理を含むＲＡＷ−ボクセル変換を実行することで、所望の範囲のボクセルから構成されるボリュームデータを生成する。３次元処理回路１５は、発生したボリュームデータに対してレンダリング処理を施し、レンダリング画像データを生成する。以下、ＢモードＲＡＷデータ、２次元画像データ、ボリュームデータ及びレンダリング画像データを総称して超音波データとも呼ぶ。
【００２０】
表示処理回路１６は、３次元処理回路１５において発生された各種画像データに対し、ダイナミックレンジ、輝度（ブライトネス）、コントラスト、γカーブ補正、及びＲＧＢ変換等の各種処理を実行することで、画像データをビデオ信号に変換する。表示処理回路１６は、ビデオ信号を表示機器５０に表示させる。なお、表示処理回路１６は、操作者が入力インタフェース回路２０により各種指示を入力するためのユーザインタフェース（ＧＵＩ：Graphical User Interface）を生成し、ＧＵＩを表示機器５０に表示させてもよい。表示機器５０としては、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。
【００２１】
内部記憶回路１７は、例えば、磁気的若しくは光学的記録媒体、又は半導体メモリ等のプロセッサにより読み取り可能な記録媒体等を有する。内部記憶回路１７は、本実施形態に係る遅延量設定方法に関する制御プログラム、超音波送受信を実現するための制御プログラム、画像処理を行うための制御プログラム、及び表示処理を行なうための制御プログラム等を記憶している。また、内部記憶回路１７は、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）、診断プロトコル、ボディマーク生成プログラム、及び映像化に用いるカラーデータの範囲を診断部位毎に予め設定する変換テーブル等のデータ群を記憶している。また、内部記憶回路１７は、生体内の臓器の構造に関する解剖学図譜、例えば、アトラスを記憶してもよい。
【００２２】
また、内部記憶回路１７は、入力インタフェース回路２０を介して入力される記憶操作に従い、３次元処理回路１５で発生された２次元画像データ、ボリュームデータ、レンダリング画像データを記憶する。なお、内部記憶回路１７は、入力インタフェース回路２０を介して入力される記憶操作に従い、３次元処理回路１５で発生された２次元画像データ、ボリュームデータ、レンダリング画像データを、操作順番及び操作時間を含めて記憶してもよい。内部記憶回路１７は、記憶しているデータを、通信インタフェース回路２１を介して外部装置へ転送することも可能である。
【００２３】
画像メモリ１８は、例えば、磁気的若しくは光学的記録媒体、又は半導体メモリ等のプロセッサにより読み取り可能な記録媒体等を有する。画像メモリ１８は、入力インタフェース回路２０を介して入力されるフリーズ操作直前の複数フレームに対応する画像データを保存する。画像メモリ１８に記憶されている画像データは、例えば、連続表示（シネ表示）される。
【００２４】
画像データベース１９は、外部装置４０から転送される画像データを記憶する。例えば、画像データベース１９は、外部装置４０に保存される過去の診察において取得された同一患者に関する過去の医用画像データを受け取って記憶する。過去の医用画像データには、超音波画像データ、ＣＴ（Computed Tomography）画像データ、ＭＲ画像データ、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）−ＣＴ画像データ、ＰＥＴ−ＭＲ画像データ及びＸ線画像データが含まれる。  
なお、画像データベース１９は、ＭＯ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤなどの記憶媒体（メディア）に記録された画像データを読み込むことで、所望の画像データを格納してもよい。
【００２５】
入力インタフェース回路２０は、入力装置６０を介して、ユーザからの各種指示を受け付ける。入力装置６０は、例えば、マウス、キーボード、パネルスイッチ、スライダースイッチ、トラックボール、ロータリーエンコーダ、操作パネル及びタッチコマンドスクリーン（ＴＣＳ）である。入力インタフェース回路２０は、例えばバスを介して制御回路２２に接続され、操作者から入力される操作指示を電気信号へ変換し、電気信号を制御回路２２へ出力する。なお、本明細書において入力インタフェース回路２０は、マウス及びキーボード等の物理的な操作部品と接続するものだけに限られない。例えば、超音波診断装置１とは別体に設けられた外部の入力機器から入力される操作指示に対応する電気信号を無線信号として受け取り、この電気信号を制御回路２２へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース回路２０の例に含まれる。例えば、操作者のジェスチャによる指示に対応する操作指示を無線信号として送信できるような外部の入力機器でもよい。
【００２６】
通信インタフェース回路２１は、ネットワーク１００等を介して外部装置４０と接続され、外部装置４０との間でデータ通信を行う。外部装置４０は、例えば、各種の医用画像のデータを管理するシステムであるＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）のデータベース、医用画像が添付された電子カルテを管理する電子カルテシステムのデータベース等である。また、外部装置４０は、例えば、Ｘ線ＣＴ装置、及びＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、核医学診断装置、及びＸ線診断装置等、本実施形態に係る超音波診断装置１以外の各種医用画像診断装置である。なお、外部装置４０との通信の規格は、如何なる規格であっても良いが、例えば、ＤＩＣＯＭ（digital imaging and communication in medicine）が挙げられる。
【００２７】
制御回路２２は、例えば、超音波診断装置１の中枢として機能するプロセッサである。制御回路２２は、内部記憶回路１７に記憶されている制御プログラムを実行することで、当該プログラムに対応する機能を実現する。具体的には、制御回路２２は、遅延データ演算機能２２１と、配分制御機能２２２とを実行する。
【００２８】
遅延データ演算機能２２１を実行することで、制御回路２２は、超音波の送受信時に、各超音波振動子に設定される遅延時間（送信遅延時間及び受信遅延時間）に関する遅延制御データ（遅延データ）を演算する。
本実施形態では、本体装置１０と超音波プローブ３０とで分担して遅延データの演算処理を行う。すなわち、超音波プローブ３０が設定すべき遅延データの一部を演算し、本体装置１０が設定すべき遅延データの残りを演算する。なお、遅延データの演算処理の詳細については、図３及び図４を参照して後述する。
【００２９】
配分制御機能２２２を実行することで、制御回路２２は、エコーの受信期間終了から次の超音波の送信タイミングまでのブランク期間（設定可能期間ともいう）内に超音波プローブへの遅延時間の設定が完了するように、遅延データ演算機能２２１と超音波プローブ３０とに遅延データの演算処理を配分する。演算処理の配分例については、図５から図９を参照して説明する。
【００３０】
なお、遅延データ演算機能２２１及び配分制御機能２２２は、制御プログラムとして組み込まれていてもよいし、制御回路２２自体または本体装置１０に、各機能を実行可能な専用のハードウェア回路が組み込まれていてもよい。
【００３１】
制御回路２２は、これら専用のハードウェア回路を組み込んだ特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Logic Device：ＦＰＧＡ）、他の複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、又は単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）により実現されてもよい。
【００３２】
次に、本実施形態に係る超音波プローブ３０について図２のブロック図を参照して説明する。
超音波プローブ３０は、設定回路３０１と、遅延回路３０２と、複数の超音波振動子３０３（単に素子ともいう）とを含む。設定回路３０１は、プローブ内遅延演算回路３１１と、遅延データ処理回路３１２とを含む。
【００３３】
なお、図示しないが、超音波プローブ３０には、素子に設けられる整合層、及び素子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等（図示せず）も有する。超音波プローブ３０は、本体装置１０と着脱自在に接続される。
【００３４】
プローブ内遅延演算回路３１１は、本体装置１０から設定情報を受け取り、設定情報を用いて、遅延データのうちの一部を演算する。設定情報は、超音波ビームのフォーカスおよび深度などの超音波プローブ３０によるスキャン前の情報である。
【００３５】
遅延データ処理回路３１２は、プローブ内遅延演算回路３１１で演算された遅延データのうちの一部のデータを、本体装置１０から遅延データの残りの演算が行われたデータを、それぞれ受け取る。遅延データ処理回路３１２は、遅延回路３０２に対してこれらの遅延データを転送する。
【００３６】
遅延回路３０２は、遅延データ処理回路３１２から遅延データを受け取り、各サブアレイ及びサブアレイに属する各素子に対して、遅延データに基づいて送信遅延時間及び受信遅延時間を設定する。
【００３７】
複数の素子は、遅延回路３０２により設定された各素子の遅延時間に応じたタイミングで、駆動信号に基づき発生した超音波を生体Ｐに向けて送信する。
【００３８】
超音波プローブ３０から生体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、生体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波として複数の素子にて受信される。受信される反射波の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁などの表面で反射された場合の反射波は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。超音波プローブ３０は、生体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換して、本体装置１０に送信する。
【００３９】
（各遅延量の演算方法について）
以下、分担して演算される遅延データの具体例として、各サブアレイに関する送信遅延データ（粗送信遅延データともいう）、サブアレイに属する各素子に関する送信遅延データ（細送信遅延データともいう）、および、各素子に関する受信遅延データ（細受信遅延データともいう）の３種類を演算する場合を想定する。
【００４０】
粗送信遅延データ、細送信遅延データ及び細受信遅延データの演算例について図３及び図４を参照して説明する。
【００４１】
図３は、２次元配列された素子の配置を示す概念図であり、ここでは、アジマス方向をｘ方向、エレベーション方向をｙ方向、及び深さ方向をｚ方向とそれぞれ規定する。同図において、各マス目は２次元配列された素子位置７０１に対応する。ここでは、４×４素子が１つのサブアレイ７０２に属すると定義する。また、サブアレイ７０２の中心をサブアレイ位置７０３と呼ぶ。
サブアレイ７０２毎に、サブアレイ位置７０３からフォーカス点までに遅延距離が生じる。
【００４２】
ここで、生体Ｐ内のフォーカス点の座標を（ｘｆ，ｙｆ，ｚｆ）、サブアレイ位置７０３の座標を（ｘｓ，ｙｓ，０）と定義する。粗送信遅延データｄｓとして、サブアレイ遅延距離は、式（１）に従って演算される。
【００４３】
【数１】
2018171436.tif 000003
【００４４】
各サブアレイ７０２について式（１）の演算を行えばよい。  
サブアレイ７０２内の素子位置７０１毎に、遅延距離が生じる。
【００４５】
ここで、各素子の座標を（ｘｅ，ｙｅ，０）と定義する。サブアレイ７０２に属する各素子について、細送信遅延データｄｅとして、サブアレイ差分焦点距離が式（２）に従って演算される。すなわち、フォーカス点から素子位置７０１までの距離とフォーカス点からサブアレイ位置７０３までの距離との差分を演算すればよい。
【００４６】
【数２】
2018171436.tif 000004
【００４７】
サブアレイ差分焦点距離は、各サブアレイ７０２について演算される。
【００４８】
次に、全体の細送信遅延データを演算する一例について図４を参照して説明する。
複数のサブアレイ７０２を共通して制御するエリア７０５（サブアレイグループ）毎に、細送信遅延データが演算される。具体的には、エリア７０５内のサブアレイ７０２毎に共通する同一チャンネルの素子７０６（例えば、斜線の素子位置）について、サブアレイ差分焦点距離の残差が最小となる値を、エリア７０５内の同一チャンネルの素子７０６の細送信遅延データとする。
【００４９】
図４の例では、１つのエリア７０５には８つのサブアレイ７０２が属するので、８つのサブアレイ差分焦点距離について演算すればよい。
【００５０】
なお、細受信遅延データは、基本的には細送信遅延データと同様の演算をおこなうことで算出することができるため、詳細な説明は省略する。また、細受信遅延データは、細送信遅延データと同じ値を用いてもよい。
【００５１】
超音波の送信時は、遅延回路３０２が、本体装置１０からの駆動信号に対し、算出した粗送信遅延データおよび細送信遅延データに基づいて遅延を掛け、素子から超音波が発生する。超音波の受信時は、素子からの受信信号を受信増幅器（図示せず）で増幅し、細受信遅延データに基づいた遅延を掛けて加算回路（図示せず）に出力する。加算回路の出力には、本体装置１０の超音波受信回路１２でサブアレイ遅延に基づくシステム遅延（粗受信遅延）が掛けられ、さらに加算処理されて超音波ビームが形成される。
【００５２】
（遅延データの転送及び設定処理）
次に、本実施形態に係る超音波診断装置１によって実現される、遅延データの転送及び設定処理について説明する。
【００５３】
まず、ブランク期間の概念を図５に示す。同図のタイミングチャートは、本超音波診断装置１の超音波の送受信間隔（ＰＲＩ：Pulse Repetition Interval）を示している。
【００５４】
図５に示すブランク期間９０１内に、超音波診断装置１では、次に送受信すべき超音波に関する遅延データについて本体装置１０から超音波プローブ３０への転送処理、及び超音波プローブ３０における素子毎の遅延時間の設定処理を終える必要がある。
【００５５】
ブランク期間内９０１内に転送及び設定処理を完了させるための、遅延データの演算処理の第１の配分例について図６を参照して説明する。
【００５６】
図６は、ブランク期間における超音波プローブ３０内でのデータ処理のシーケンスを示す。「入力ＩＦ」の項目は、設定回路３０１に入力される、本体装置１０の制御回路２２で演算されたデータの転送期間を示す。「演算」の項目は、プローブ内遅延演算回路３１１における演算期間を示す。「出力ＩＦ１」及び「出力ＩＦ２」は、設定回路３０１から遅延回路３０２に出力されるデータの転送期間を示す。なお、ここでは、設定回路３０１と遅延回路３０２との間でデータのやりとりを行う信号線路の接続本数（レーン数ともいう）が２本である場合を想定しているので、２本の「出力ＩＦ」の期間を示す。なお、説明の便宜上、「出力ＩＦ」から遅延回路３０２へ遅延データが出力されると、順次遅延データの設定処理が完了するものとする。
【００５７】
図６の「入力ＩＦ」に示すように、設定情報、細送信遅延データ（図中、細ＴＸ遅延）及び細受信遅延データ（図中、細ＲＸ遅延）の順に入力される。設定情報の入力が完了した後、「入力ＩＦ」には細送信遅延データの入力が開始される。このとき、プローブ内遅延演算回路３１１は、設定情報に基づいてサブアレイに関する遅延、すなわち粗送信遅延データ（図中、粗ＴＸ遅延）の演算を開始する。つまり、超音波プローブ３０では、細送信遅延データを受信しながら、粗送信遅延データを演算することができる。
回路規模の観点から、プローブ内遅延演算回路３１１における遅延データの演算量は、本体装置１０の制御回路２２における遅延データの演算量よりも少ないことが望ましい。そこで、配分制御機能２２２を実行する制御回路２２は、プローブ内遅延演算回路３１１が比較的演算量が少ない粗送信遅延データを演算し、本体装置１０の遅延データ演算機能２２１が、粗送信遅延データよりも演算量が多い細送信遅延データ及び細受信遅延データを演算するように、演算量を配分する。
【００５８】
粗送信遅延データの演算が終了した後、設定回路３０１は、「出力ＩＦ１」及び「出力ＩＦ２」から、粗送信遅延データ、細送信遅延データ及び細受信遅延データの順に、遅延回路３０２に出力する。なお、出力ＩＦからの遅延データの出力順は、図６の順序に拘泥されず、細送信遅延データ、粗送信遅延データ及び細受信遅延データの順序でもよい。
【００５９】
次に、遅延データの演算処理の第２の配分例について図７を参照して説明する。
図７は、図６の第１の配分例と比較して、レーン数が異なる以外は同様の転送及び設定処理を行う。図７のように、レーン数を増やすことができれば、より短時間で設定回路３０１から遅延回路３０２への遅延データの転送を完了することができる。なお、ブランク期間内に遅延回路３０２への遅延データの転送が完了すればよいので、出力ＩＦ１〜ＩＦ３における出力のタイミングは、プローブ内遅延演算回路３１１での粗送信遅延データの演算が完了次第、順次送信すればよい。
【００６０】
次に、遅延データの演算処理の第３の配分例について図８を参照して説明する。
図８の例では、レーン数が４本の場合で、かつ細送信遅延データと細受信遅延データとの値が同じ場合を示す。細送信遅延データと細受信遅延データとが同じ値の場合は、本体装置１０から、細送信遅延データと細受信遅延データとのどちらか一方を受信すればよい。
【００６１】
次に、遅延データの演算処理の第４の配分例について図９を参照して説明する。
いわゆるフリーズ操作を行う場合など超音波プローブによるスキャンを実行していない場合は、ブランク期間として数百ミリ秒の時間が与えられることも考えられる。このような場合は、遅延データの演算処理にある程度時間をかけることができる。
【００６２】
このような場合、プローブ内遅延演算回路３１１が、ブランク期間９０１内に遅延データの演算及び設定処理が完了する条件を満たせば、粗送信遅延データの演算以外を行ってもよい。例えば、図９に示すように、遅延データ処理回路３１２には、本体装置１０から転送される設定情報及び粗送信遅延データが入力される。プローブ内遅延演算回路３１１は、細送信遅延データ及び細受信遅延データを演算する。遅延データ処理回路３１２は、本体装置から受信した粗送信遅延データと、プローブ内遅延演算回路３１１で演算した細送信遅延データ及び細受信遅延データを遅延回路３０２に転送すればよい。
【００６３】
なお、ブランク期間９０１内に遅延データの演算及び設定処理が完了する条件を満たせば、プローブ内遅延演算回路３１１が、粗送信遅延データの演算に加えて、細送信遅延データ及び細受信遅延データの一部を演算してもよい。
【００６４】
また、上述の説明では、配分制御機能２２２が、遅延データ演算機能２２１と超音波プローブ３０とに遅延データの演算処理を配分するとしたが、配分制御機能２２２を設けなくともよい。例えば、粗送信遅延データはプローブ内遅延演算回路３１１で演算し、細送信遅延データおよび細受信遅延データは、本体装置１０の遅延データ演算機能２２１で演算するように、予め設定しておいてもよい。
【００６５】
以上に示した第１の実施形態によれば、本体装置の遅延計算機能とは別に、超音波プローブ内に遅延演算回路を有し、ブランク期間内に遅延データを設定完了する条件に基づいて、遅延設定に必要な遅延データの演算を分担する。超音波プローブでは、本体装置で演算された遅延データが転送されている間に、超音波プローブ内で遅延データの一部を演算する。これにより、本体装置からの遅延データの転送量を低減させることができ、２次元アレイプローブの素子数（チャンネル数）が増加した場合でも、超音波プローブの入力ＩＦの動作周波数を上げることなく、所定のブランク期間内に遅延データを転送及び設定することができる。
【００６６】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、予め演算回路（プローブ内遅延演算回路３１１）を含む超音波プローブ３０を接続することを前提としていたが、１次元アレイプローブなど、装置本体と超音波プローブとで遅延データを分担して演算する必要がない素子数を有する超音波プローブが接続される場合も想定される。
【００６７】
よって、第２の実施形態では、接続された超音波プローブの種類等を判定し、判定結果に基づいて遅延データの演算処理を配分するか否かを決定することで、柔軟な制御を実現することができる。
【００６８】
第２の実施形態に係る超音波診断装置１のブロック図を図１０に示す。
第２の実施形態に係る超音波診断装置１は、制御回路２２が、第１の実施形態に係る機能に加え接続判定機能２２３をさらに実行すること以外は、第１の実施形態と同様である。
【００６９】
接続判定機能２２３を実行することで、制御回路２２は、接続された超音波プローブ９０の種類を判定し、遅延データの演算処理の配分制御を行うか否かを判定する。なお、接続判定機能２２３を実行することで、制御回路２２は、超音波アレイプローブの素子数を判定してもよい。
【００７０】
なお、接続判定機能２２３は、制御プログラムとして組み込まれていてもよいし、制御回路２２自体または本体装置１０に、各機能を実行可能な専用のハードウェア回路が組み込まれていてもよい。
【００７１】
次に、第２の実施形態に係る超音波診断装置１の動作について図１１のフローチャートを参照して説明する。
ステップS１１０１では、接続判定機能２２３を実行する制御回路２２が、接続された超音波プローブが、遅延データの演算処理の配分制御を行うか否かを判定する。配分制御を行うか否かの判定は、例えば、超音波プローブ９０内にプローブ内遅延演算回路３１１を含めば配分制御を行うと判定し、素子数が閾値以上であれば配分制御を行うと判定すればよい。これらの判定は、例えば、超音波プローブ９０の仕様（演算回路の有無、素子数等）に関する製品情報を予め用意しておき、超音波プローブ９０が接続されたときに製品情報が送信されるようにすることで、接続判定機能２２３を実行する制御回路２２が、製品情報に基づいて判定すればよい。配分制御を行う場合、ステップS１１０２に進み、配分制御が必要でない場合、ステップS１１０７へ進む。
【００７２】
ステップS１１０２では、制御回路２２が、ブランク期間内に遅延データが設定完了するように、遅延データの演算量に応じて演算処理を配分する。例えば、素子数に応じて演算すべき粗送信遅延データ、細送信遅延データおよび細受信遅延データのデータ量が把握でき、データ量と動作周波数とから演算に必要な時間を推定できる。よって、ブランク期間内に遅延データの転送及び設定処理が完了するように、プローブ内遅延演算回路３１１と遅延データ演算機能２２１との処理能力に応じて演算処理を配分すればよい。
【００７３】
ステップS１１０３では本体装置１０が、予め遅延データ演算機能２２１により演算された細送信遅延データ、細受信遅延データ及び設定情報を超音波プローブに送信する。
【００７４】
ステップS１１０４では、プローブ内遅延演算回路３１１が、設定情報に基づいて、粗送信遅延データを演算する。
【００７５】
ステップS１１０５では、設定回路３０１が、粗送信遅延データ、細送信遅延データおよび受信遅延データを遅延回路３０２に転送することで、遅延データを設定する。
【００７６】
ステップS１１０６では、遅延回路３０２が、各遅延データに基づいて駆動信号に遅延を掛け、超音波の送受信を行う。
【００７７】
ステップＳ１１０７では、配分制御が必要ない超音波プローブが接続されているため、通常の送受信遅延データの演算を本体装置１０が行い、本体装置１０が送受信遅延データの転送及び設定処理を行えばよい。その後ステップS１１０６に進んで超音波の送受信を行う。
【００７８】
以上に示した第２の実施形態によれば、接続された超音波プローブの種類を判定し、判定結果に基づいて遅延データの演算処理の配分制御を行うことで、第１の実施形態と同様にブランク期間内に遅延データの転送及び設定処理を完了させると共に、柔軟な制御を実現することができる。
【００７９】
なお、上述の実施形態では、超音波プローブとして、２次元配列された複数の素子を含む２次元アレイプローブを例に説明した。これに限らず、１次元配列された複数の素子を含む超音波プローブ（１次元アレイプローブともいう）であっても、上述の遅延データの演算処理の配分制御を行ってもよい。
１次元配列された素子の数は、２次元配列された素子の数よりも少ないと考えられるが、ブランキング期間が極端に短い場合、またはフレームレートが高くデータ量が極端に多い場合などは、上述した遅延データの演算処理の配分制御を行う必要があると考えられるからである。
１次元アレイプローブの場合は、例えば、複数個の素子の組に関する送信遅延データを粗送信遅延データとし、当該素子の組の各素子に関する送信遅延データを細送信遅延データとして、演算処理の配分制御が行われればよい。
【００８０】
加えて、実施形態に係る各機能は、当該処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも可能である。
【００８１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８２】
１・・・超音波診断装置、１０・・・本体装置、１１・・・超音波送信回路、１２・・・超音波受信回路、１３・・・Ｂモード処理回路、１４・・・ドプラ処理回路、１５・・・３次元処理回路、１６・・・表示処理回路、１７・・・内部記憶回路、１８・・・画像メモリ、１９・・・画像データベース、２０・・・入力インタフェース回路、２１・・・通信インタフェース回路、２２・・・制御回路、３０，９０・・・超音波プローブ、４０・・・外部装置、５０・・・表示機器、６０・・・入力装置、１００・・・ネットワーク、２２１・・・遅延データ演算機能、２２２・・・配分制御機能、２２３・・・接続判定機能、３０１・・・設定回路、３０２・・・遅延回路、３０３・・・超音波振動子、３１１・・・プローブ内遅延演算回路、３１２・・・遅延データ処理回路、７０１・・・素子位置、７０２・・・サブアレイ、７０３・・・サブアレイ位置、７０５・・・エリア、７０６・・・同一チャンネルの素子、９０１・・・ブランク期間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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