(57)【要約】【課題】安定した画質の動画像を出力可能な超音波診断装置を提供する。【解決手段】本発明の超音波診断装置は、超音波を送波させるための超音波信号を出力する超音波信号出力部と、超音波の反射波をエコー信号として入力するエコー信号入力部と、エコー信号に基づいて超音波画像データを生成する画像生成部と、超音波画像データを順次蓄積するフレームメモリと、超音波画像データを１フレーム分取得する毎に、超音波信号出力部からの超音波信号の出力を停止させるための制御を行う超音波信号出力制御部と、フレームメモリに蓄積された超音波画像データを、第１の期間中にメインメモリへ出力させる画像転送制御部と、メインメモリに接続され、第１の期間と重複しない第２の期間中に、超音波画像データに対するスキャン変換処理を行うディジタルスキャン変換部と、を有している。【選択図】図１
2011019617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検部位に対して超音波を送波させるための超音波信号を超音波振動子へ出力する超音波信号出力部と、
前記超音波の反射波をエコー信号として入力するエコー信号入力部と、
前記エコー信号入力部に入力された前記エコー信号に対して所定の信号処理を施すことにより、前記被検部位の断層像の超音波画像データを生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成された前記超音波画像データを順次蓄積するフレームメモリと、
前記超音波画像データを１フレーム分取得する毎に、前記超音波信号出力部からの超音波信号の出力を停止させる超音波信号出力制御部と、
前記フレームメモリに蓄積された前記１フレーム分の超音波画像データを、第１の期間中にメインメモリへ出力させる画像転送制御部と、
前記メインメモリに接続され、前記第１の期間と重複しない第２の期間中に、前記１フレーム分の超音波画像データに対するスキャン変換処理を行うディジタルスキャン変換部と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記超音波信号出力制御部は、前記第２の期間が経過した以降の任意のタイミングにおいて、前記超音波信号出力部からの超音波信号の出力を再開させることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記任意のタイミングは、前記超音波画像データのフレームレートの上限値に応じて設定されるタイミングであることを特徴とする請求項２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、超音波診断装置に関し、特に、被検部位の断層像の超音波画像を生成する超音波診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被検体としての生体内に超音波を送波し、該生体内の被検部位としての生体組織において超音波が反射した反射波を受波することにより、リアルタイムに該生体の断層像の生成が可能な超音波診断装置が従来広く用いられている。前記超音波診断装置により生成された生体の断層像は、例えば、術者等のユーザが病変の深達度の診断または臓器内部の状態の観察等を行う際に用いられている。
【０００３】
一方、特許文献１には、前述した超音波診断装置に対して適用可能な技術の一例として、ＣＰＵの負荷率が所定以上となった場合に、医用動画像の情報量を低下させつつ符号化を行うことが可能な構成を有する医用動画像記録システムが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の医用動画像記録システムは、符号化処理の最中に、例えば、ユーザによる入力操作及び各種装置との通信等の割り込み処理が断続的に行われた場合、ＣＰＵの負荷率が激しく変動することにより、該符号化処理後の動画像の画質（フレームレート）が安定せず、結果的に観察に堪えない動画像が記録されてしまう可能性がある、という課題を有している。
【０００５】
また、ＣＰＵの負荷率が非常に高く、前述した割り込み処理が間に合わない場合には、ＣＰＵの前段の回路からのデータ入力がデータ格納メモリの容量をオーバーする程度に達する。そして、前述のような状況においては、システムの動作遅延等の現象が生じてしまう。
【０００６】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、周辺機器との通信を行いながらも、安定した画質の動画像を表示可能な超音波診断装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明における超音波診断装置は、被検部位に対して超音波を送波させるための超音波信号を超音波振動子へ出力する超音波信号出力部と、前記超音波の反射波をエコー信号として入力するエコー信号入力部と、前記エコー信号入力部に入力された前記エコー信号に対して所定の信号処理を施すことにより、前記被検部位の断層像の超音波画像データを生成する画像生成部と、前記画像生成部により生成された前記超音波画像データを順次蓄積するフレームメモリと、前記超音波画像データを１フレーム分取得する毎に、前記超音波信号出力部からの超音波信号の出力を停止させる超音波信号出力制御部と、前記フレームメモリに蓄積された前記１フレーム分の超音波画像データを、第１の期間中にメインメモリへ出力させる画像転送制御部と、前記メインメモリに接続され、前記第１の期間と重複しない第２の期間中に、前記１フレーム分の超音波画像データに対するスキャン変換処理を行うディジタルスキャン変換部と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明における超音波診断装置によると、周辺機器との通信を行いながらも、安定した画質の動画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る超音波診断装置が用いられる超音波診断システムの要部の構成の一例を示す図。
【図２】図１の超音波診断装置において行われる処理の一例を示すフローチャート。
【図３】図１の超音波診断装置において行われる処理の、図２とは異なる例を示すフローチャート。
【図４】図２に示す一連の処理が行われる際の、超音波診断装置の動作タイミングを示すタイミングチャート。
【図５】図３に示す一連の処理が行われる際の、超音波診断装置の動作タイミングを示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１から図５は、本発明の実施形態に係るものである。
【００１２】
超音波診断システム１は、図１に示すように、超音波内視鏡２と、超音波内視鏡２からのエコー信号に対して処理を施し、該処理後のエコー信号を映像信号として出力する超音波診断装置３と、超音波診断装置３から出力される映像信号に基づく動画像及び静止画像の表示が可能なモニタ４と、超音波診断システム１の各部に対する指示を行うための指示信号を出力可能なキーボード等を具備した操作指示部５と、超音波診断装置３から出力される映像信号に基づく動画像の記録が可能な録画装置６と、超音波診断装置３との双方向通信が可能な（パーソナルコンピュータ等の）周辺機器７と、を有して要部が構成されている。
【００１３】
超音波内視鏡２は、基端側が超音波診断装置３と着脱可能であるとともに、先端側に超音波振動子２１を有して構成されている。
【００１４】
超音波振動子２１は、例えば、リニアスキャン及び（または）コンベックススキャン等の電子スキャン方式に対応した構成を有している。そして、超音波振動子２１は、超音波診断装置３から出力される超音波信号に基づき、例えば生体組織である被検部位１０１に対して超音波を送波する。また、超音波振動子２１は、被検部位１０１に対して送波された超音波の反射波を受波し、該反射波に基づく各音線のスキャン情報をエコー信号として超音波診断装置３へ出力する。
【００１５】
超音波診断装置３は、図１に示すように、パルス発生部３１と、ビームフォーマ３２と、ＣＰＵ３３と、ＣＰＵ３３に接続されているメインメモリ３３ａと、画像生成部３４と、メモリ制御部３５と、フレームメモリ３５ａと、画像転送制御部３６と、Ｉ／Ｏインターフェース３７と、を有して構成されている。
【００１６】
パルス発生部３１は、メモリ制御部３５からの制御信号に基づき、超音波振動子２１を駆動させるためのパルス信号をビームフォーマ３２に対して出力する。
【００１７】
超音波信号出力部としての機能を有するビームフォーマ３２は、パルス発生部３１から出力されるパルス信号に基づき、超音波振動子２１において超音波を発生させるための超音波信号を生成して出力する。また、エコー信号入力部としての機能を有するビームフォーマ３２は、超音波振動子２１から出力されるエコー信号に対して増幅、Ａ／Ｄ変換及び位相整相加算等の処理を行い、該処理を行った後のエコー信号を画像生成部３４に対して出力する。
【００１８】
ディジタルスキャン変換部としての機能を有するＣＰＵ３３は、ビームフォーマ３２、画像生成部３４、及び画像転送制御部３６等に対し、操作指示部５から出力される指示信号に含まれる指示に応じた制御を行うとともに、メインメモリ３３ａに蓄積された超音波画像データをモニタフォーマットのデータへ変換するためのスキャン変換処理を行う。また、ＣＰＵ３３は、前記スキャン変換処理後のデータに対して描画処理を施す。
【００１９】
画像生成部３４は、ＣＰＵ３３の制御に基づき、直交検波処理、サンプリング処理、コントラスト変更処理、及びゲイン調整処理等の各処理をビームフォーマ３２から出力されるディジタル超音波画像データに対して施すことにより、該ディジタル超音波画像データに応じた被検部位１０１の断層像を含む超音波画像データを順次生成するとともに、生成した該超音波画像データをメモリ制御部３５を介してフレームメモリ３５ａへ出力する。
【００２０】
メモリ制御部３５は、画像生成部３４から出力される超音波画像データをフレームメモリ３５ａに順次蓄積させるとともに、フレームメモリ３５ａに蓄積された超音波画像データを１フレーム分順次画像転送制御部３６へ出力する。
【００２１】
画像転送制御部３６は、フレームメモリ３５ａに蓄積された超音波画像データを所定の方式の転送方法により転送することが可能な転送用コントローラを有して構成されている。そして、フレームメモリ３５ａに蓄積された超音波画像データは、画像転送制御部３６が行う所定の方式の転送方法により、例えば、１フレーム分ずつメモリ制御部３５を介して読み出され、ＣＰＵ３３内部の図示しない一のバスを経由して一旦メインメモリ３３ａに蓄積される。
【００２２】
メインメモリ３３ａに蓄積された超音波画像データは、ＣＰＵ３３においてディジタルスキャン変換処理が施されることにより、超音波画像フレームデータに変換される。
【００２３】
そして、ＣＰＵ３３により生成された超音波画像フレームデータは、ＣＰＵ３３内部の図示しない一のバス及びＩ／Ｏインターフェース３７を経由してモニタ４等の外部装置に対して出力される。なお、前記超音波画像フレームデータは、ディジタル出力されるものに限らず、例えば図示しないビデオ回路における信号処理が施された後、アナログ出力されるものであっても良い。
【００２４】
Ｉ／Ｏインターフェース３７は、モニタ４、操作指示部５、録画装置６及び周辺機器７の外部装置と、ＣＰＵ３３とを電気的に接続可能なインターフェースとして構成されている。
【００２５】
次に、超音波診断システム１の作用についての説明を行う。
【００２６】
まず、ユーザにより、超音波内視鏡２が生体内等に挿入されるとともに、該生体内における被検部位１０１の所望の観察部位に超音波内視鏡２の先端部が接触される。その後、ユーザにより操作指示部５に設けられた所定のスイッチ等が操作されると、超音波内視鏡２の先端部に設けられた超音波振動子２１が振動し、被検部位１０１の所望の観察部位に対して超音波が送波される（図２のステップＳ１）。
【００２７】
超音波振動子２１は、ビームフォーマ３２の制御に応じて被検部位１０１へ超音波を送波した後、被検部位１０１からの該超音波の反射波を受波し、エコー信号として超音波診断装置３へ出力する。
【００２８】
超音波診断装置３の画像生成部３４は、超音波振動子２１からのエコー信号に対し、前述した各処理を施すことにより被検部位１０１の断層像を含む超音波画像データを順次生成するとともに、生成した該超音波画像データをメモリ制御部３５を介してフレームメモリ３５ａへ出力する（図２のステップＳ２）。
【００２９】
その後、メモリ制御部３５は、画像生成部３４から超音波画像データの出力が開始されたタイミングにおいて、ビジー状態である旨を示すためのビジー信号をパルス発生部３１へ出力する（図２のステップＳ３）。
【００３０】
超音波信号出力制御部としての機能を有するパルス発生部３１は、１フレーム分の超音波画像データのスキャンが完了している場合、ビームフォーマ３２へのパルス信号の出力を即停止することにより、ビームフォーマ３２からの超音波信号の出力を停止させる（図２のステップＳ４及びステップＳ５）。一方、パルス発生部３１は、超音波画像１フレーム分のスキャンが未完了である場合には、ビームフォーマ３２へのパルス信号の出力を継続する。
【００３１】
画像転送制御部３６は、１フレーム分の超音波画像データの転送要求をＣＰＵ３３から受けたタイミングにおいて、フレームメモリ３５ａに蓄積された該１フレーム分の超音波画像データの転送を開始する（図２のステップＳ６）。そして、フレームメモリ３５ａに蓄積された１フレーム分の超音波画像データは、画像転送制御部３６におけるデータ転送動作により、メモリ制御部３５を介して読み出され、ＣＰＵ３３内部の図示しない一のバスを経由して一旦メインメモリ３３ａに蓄積される。
【００３２】
ＣＰＵ３３は、フレームメモリ３５ａに蓄積された１フレーム分の超音波画像データの転送が完了したタイミングにおいて、該１フレーム分の超音波画像データの転送が完了した旨を示す信号をメモリ制御部３５へ出力する（図２のステップＳ７）。
【００３３】
ＣＰＵ３３は、メインメモリ３３ａに転送された１フレーム分の超音波画像データに対し、モニタ４に表示するためのディジタルスキャン変換処理を施す（図２のステップＳ８）。そして、前記ディジタルスキャン変換された１フレーム分の超音波画像データは、超音波画像フレームデータとしてメインメモリ３３ａに蓄えられる。メインメモリ３３ａに蓄えられた超音波画像フレームデータは、ＣＰＵ３３により読み込まれた後、描画処理が施される。
【００３４】
メモリ制御部３５は、ＣＰＵ３３の制御に基づき、上記描画処理が終了したタイミングにおいて、パルス発生部３１へのビジー信号の出力を停止する。（または、非ビジー状態である旨を示すためのビジー信号をパルス発生部３１へ出力する。）
一方、ＣＰＵ３３は、図２のステップＳ１の直前のタイミングから、図２のステップＳ７の直後のタイミングまでにおいて、Ｉ／Ｏインターフェース３７を介して接続される操作指示部５等からの各種指示信号の受付を開始するとともに、該各種指示信号に応じた制御等を行う（図２のステップＳ９及びステップＳ１０）。
【００３５】
そして、ＣＰＵ３３は、操作指示部５等から出力される各種指示信号の中に、超音波振動子２１における超音波の出力を停止させるための指示信号が含まれていることを検出した（図２のステップＳ１１）場合、ビームフォーマ３２からの超音波信号の出力を完全に停止させるための制御をビームフォーマ３２に対して行う。
【００３６】
また、ＣＰＵ３３は、操作指示部５等から出力される各種指示信号の中に、超音波振動子２１における超音波の出力を停止させるための指示信号が含まれていないことを検出した場合、該各種指示信号に応じた制御が完了した旨を示す信号をメモリ制御部３５へ出力する。これにより、メモリ制御部３５は、超音波信号の出力を再開させるための制御を、パルス発生部３１（ビームフォーマ３２）に対して行う（図２のステップＳ１２）。
【００３７】
そして、超音波診断装置３等は、超音波振動子２１における超音波の出力を停止させるための指示信号がＣＰＵ３３に入力されるまでの間、図２のステップＳ１からステップＳ１２までの各処理に応じた動作を繰り返し行う。
【００３８】
一方、図２に示す処理が行われる際の、超音波診断装置３の各部の動作タイミングを示すタイミングチャートは、例えば図４のようなものとなる。ここで、図４のタイミングチャートについての説明を行う。
【００３９】
メモリ制御部３５は、操作指示部５に設けられた所定のスイッチ等が操作されることにより、ＥＬ＿ＳＣＡＮ信号がディセーブルからイネーブルへ反転したことを検出すると、パルス発生部３１を介してビームフォーマ３２を制御することにより、ビームフォーマ３２から超音波信号を出力させる。また、ＥＬ＿ＳＣＡＮ信号がディセーブルからイネーブルへ反転したタイミングにおいて、メモリ制御部３５により発行されたＬ＿ＩＮＴ信号がＣＰＵ３３へ出力されるとともに、ＣＰＵ３３により発行されたＤＭＡ＿ＥＮＤ信号がメモリ制御部３５へ出力される。
【００４０】
ＣＰＵ３３は、ＤＭＡ＿ＥＮＤ信号を発行した後、ＥＬ＿ＦＥＮＤ信号がメモリ制御部３５により発行されるまでの期間、超音波画像データに対する処理を行わない。そして、ＣＰＵ３３は、この期間中において、Ｉ／Ｏインターフェース３７を介して接続される操作指示部５等からの各種指示信号の受付を開始するとともに、該各種指示信号に応じた制御等を行う。
【００４１】
一方、メモリ制御部３５は、ＣＰＵ３３からのＤＭＡ＿ＥＮＤ信号の入力を確認した後、ＤＭＡ＿ＩＮＴ＿ＥＮ信号をディセーブルからイネーブルへ反転させることにより、画像転送制御部３６におけるデータ転送動作を許可させる。
【００４２】
なお、１フレーム目に関しては、ＣＰＵ３３上で動作しているアプリケーションが描画処理を行うための準備を行っている。そのため、１フレーム目に関しては、ＤＭＡ＿ＥＮＤ信号の発行からＤＭＡ＿ＩＮＴ＿ＥＮ信号がイネーブルに反転するまでの期間を、前述の準備に係る期間だけ遅延させることにより、この期間中の画像転送制御部３６によるデータ転送動作を禁止している。また、２フレーム目以降に関しては、ＣＰＵ３３がディジタルスキャン変換処理を行っている期間中において、ＤＭＡ＿ＩＮＴ＿ＥＮ信号のディセーブル状態が維持される。
【００４３】
一方、ビームフォーマ３２は、例えば図４に示すように、パルス発生部３１からのＬＳＹＮＣ信号の入力タイミングに応じて１ライン毎のスキャンが行われるように超音波信号を出力する。また、ビームフォーマ３２は、例えば図４に示すように、ＦＳＹＮＣ信号を発生させることにより、１フレーム分のスキャンが開始できるように超音波信号を出力する。そして、ビームフォーマ３２は、前記ＦＳＹＮＣ信号と、受信したエコー信号とのタイミングを合わせつつ、該エコー信号を画像生成部３４へ出力する。
【００４４】
メモリ制御部３５は、ビームフォーマ３２からのＦＳＹＮＣ信号の出力状態を監視し、該ＦＳＹＮＣ信号が出力されたタイミングに同期してビジー状態に相当する信号レベルのＥＬ＿ＢＵＳＹ信号をパルス発生部３１へ出力する。
【００４５】
また、メモリ制御部３５は、画像生成部３４から超音波画像データの出力が開始された後、１フレーム分の超音波画像データをフレームメモリ３５ａに蓄積し終わった際に、ＥＬ＿ＦＥＮＤ信号を発行する。
【００４６】
パルス発生部３１は、ビームフォーマ３２へのＬＳＹＮＣ信号を、１フレーム分として予め設定された所定の回数出力し終わることにより、ビームフォーマ３２からの超音波信号の出力を停止させる。
【００４７】
メモリ制御部３５は、ＥＬ＿ＦＥＮＤ信号を発行したタイミングの略直後において、Ｌ＿ＩＮＴ信号を発行してＣＰＵ３３へ出力することにより、メインメモリ３３ａへの超音波画像データの転送が開始されることをＣＰＵ３３に知らせる。
【００４８】
その後、画像転送制御部３６は、１フレーム分の超音波画像データの転送要求をＣＰＵ３３から受けたタイミングにおいて、該１フレーム分の超音波画像データの転送を開始する。
【００４９】
フレームメモリ３５ａに蓄積された１フレーム分の超音波画像データは、画像転送制御部３６におけるデータ転送動作により、メモリ制御部３５を介して読み出され、ＣＰＵ３３内部の図示しない一のバスを経由して一旦メインメモリ３３ａに蓄積される。
【００５０】
すなわち、画像転送制御部３６は、ＥＬ＿ＦＥＮＤ信号が検出され、かつ、ＤＭＡ＿ＩＮＴ＿ＥＮ信号がイネーブルである期間中に、フレームメモリ３５ａに蓄積された１フレーム分の超音波画像データをメインメモリ３３ａへ転送する。
【００５１】
そして、メモリ制御部３５は、前述のデータ転送動作が完了したタイミングにおいて、ＤＭＡ＿ＩＮＴ＿ＥＮ信号をイネーブルからディセーブルへ反転させることにより、画像転送制御部３６におけるデータ転送動作を禁止する。
【００５２】
その後、ＣＰＵ３３は、フレームメモリ３５ａに蓄積された１フレーム分の超音波画像データの転送が完了したタイミングにおいて、フレームメモリ３３ａに蓄積された超音波画像データに対してディジタルスキャン変換処理を施すことにより、超音波画像フレームデータを生成する処理を開始する。
【００５３】
ＣＰＵ３３は、超音波画像フレームデータの生成を終えた後、該超音波画像フレームデータをメインメモリ３３ａに蓄積する。さらに、ＣＰＵ３３は、メインメモリ３３ａに蓄積された超音波画像フレームデータを読み込み、該超音波画像フレームデータに対する描画処理を行う。そして、ＣＰＵ３３は、前記描画処理を終えたタイミングにおいて、ＤＭＡ＿ＥＮＤ信号を発行する。
【００５４】
一方、前記描画処理が施された超音波画像フレームデータは、ＣＰＵ３３内部の図示しない一のバス及びＩ／Ｏインターフェース３７を経由した後、モニタ４等の外部装置に対して出力される。
【００５５】
すなわち、Ｌ＿ＩＮＴ信号がメモリ制御部３５からＣＰＵ３３へ出力されたタイミングにおいて、フレームメモリ３５ａに蓄積された１フレーム分の超音波画像データの転送が開始され、さらに、この転送動作が完了したタイミングにおいて、ＣＰＵ３３によるディジタルスキャン変換処理及び超音波画像フレームデータに関する処理が行なわれる。そして、ディジタルスキャン変換処理及び超音波画像フレームデータに関する処理の実施に伴ってＣＰＵ３３の負荷が大きくなった場合、該負荷に応じた期間だけビームフォーマ３２からの超音波信号の出力を停止させることにより、次のフレームの超音波画像データがメインメモリ３３ａへ転送されないようにすることができる。
【００５６】
メモリ制御部３５は、ＣＰＵ３３からのＤＭＡ＿ＥＮＤ信号に基づき、画像転送制御部３６におけるデータ転送動作及びＣＰＵ３３における描画処理が完了したことを検出すると、ＤＭＡ＿ＩＮＴ＿ＥＮ信号をディセーブルからイネーブルへ反転させる。これにより、フレームメモリ３５ａにおける超音波画像データの蓄積が再開された際に、画像転送制御部３６による超音波画像データの転送動作を行うことが可能な状態へ移行する。
【００５７】
また、メモリ制御部３５は、ＤＭＡ＿ＩＮＴ＿ＥＮ信号をディセーブルからイネーブルへ反転させたタイミングと同時に、ＥＬ＿ＢＵＳＹ信号の信号レベルをビジー状態から非ビジー状態へ遷移させる。
【００５８】
パルス発生部３１は、ＥＬ＿ＢＵＳＹ信号の信号レベルがビジー状態から非ビジー状態へ遷移したことを検出すると、次フレームの超音波走査を開始させるための準備期間へ移行する。
【００５９】
なお、ＣＰＵ３３は、超音波振動子２１における超音波の出力を停止させるための指示信号を検出した場合、前記準備期間において、超音波信号の出力を停止させる制御をビームフォーマ３２に対して行うことにより、該超音波信号の出力を完全に停止させる。
【００６０】
一方、メモリ制御部３５は、超音波信号の出力を停止させる制御がＣＰＵ３３により行われない場合、前記準備期間が経過した後、ＥＬ＿ＢＵＳＹ信号の信号レベルを非ビジー状態からビジー状態へ遷移させることにより、パルス発生部３１からのＬＳＹＮＣ信号の出力を再開させる（ビームフォーマ３２からの超音波信号の出力を再開させる。）
そして、前記準備期間において、ＣＰＵ３３による超音波信号の出力を停止させる制御がビームフォーマ３２に対して行われるまでの間、以上に述べたような、図４のタイミングチャートに係る動作が繰り返し行われる。
【００６１】
以上に述べたように、本実施形態の超音波診断装置３は、図２のステップＳ１〜ステップＳ７に示される処理に応じた動作等を行う期間である、超音波の送波開始から１フレーム分の超音波画像データの転送完了までの第１の期間と、図２のステップＳ８に示される処理に応じた動作等を行う期間である、少なくともディジタルスキャン変換処理を行う第２の期間とを別々に（重複しない連続した期間として）設けている。すなわち、本実施形態の超音波診断装置３は、前記第１の期間中に１フレーム分の超音波画像データを生成してメインメモリ３３ａへ転送し、前記第２の期間中に該１フレーム分の超音波画像データに基づく演算処理をＣＰＵ３３において行うようにしている。そして、本実施形態の超音波診断装置３においては、ＣＰＵ３３における演算処理が終了しない限り次のフレームの超音波画像データの取得が行われず、ＣＰＵ３３の過剰な負荷に起因して超音波画像データがメインメモリ３３ａに転送できないという状況が発生しないため、結果的に、安定した画質（フレームレート）の動画像をモニタ４に表示させることができる。
【００６２】
また、本実施形態の超音波診断装置３は、前述の第２の期間と、図２のステップＳ９及びステップＳ１０に示される処理に応じた動作等を行う期間である、各種指示信号の受付開始及び制御動作を行う第３の期間とを別々に（重複しない連続した期間として）設けている。そのため、本実施形態の超音波診断装置３によれば、前述の第２の期間中に、Ｉ／Ｏインターフェース３７を介して入力される各種指示信号に応じた割り込み処理（割り込み動作）が行われず、結果的に、メインメモリ３３ａに蓄積された超音波画像データに対するディジタルスキャン変換処理を安定して行うことができる。
【００６３】
さらに、本実施形態の超音波診断装置３は、前述の第１の期間と、前述の第２の期間とを並列に設けている。そのため、本実施形態の超音波診断装置３によれば、ＣＰＵ３３の負荷が比較的軽い期間中に、Ｉ／Ｏインターフェース３７を介して入力される各種指示信号に応じた割り込み処理（割り込み動作）が行われ、結果的に、ＣＰＵ３３の負荷が分散されるとともに、１フレーム毎の処理に費やされる時間を短縮することができる。
【００６４】
なお、超音波診断装置３は、図２のフローチャートとして示す各処理に応じた動作等を（図４に例示したタイミングチャートに基づいて）行うものに限らず、例えば、図３のフローチャートとして示す各処理に応じた動作等を（図５に例示したタイミングチャートに基づいて）行うものであっても良い。
【００６５】
まず、超音波診断システム１を用いた観察を行う事前に、操作指示部５等において入力される値、または、メモリ制御部３５において予め設定された値のいずれかにより、モニタ４等の外部装置に対して超音波画像が出力される際のフレームレートの上限値ＦＲの値が設定される（図３のステップＳ２１）。なお、以降においては、フレームレートの上限値ＦＲの値が３０フレーム／秒として設定されたものとして説明を行う。
【００６６】
その後、ユーザにより、超音波内視鏡２が生体内等に挿入されるとともに、該生体内における被検部位１０１の所望の観察部位に超音波内視鏡２の先端部が接触される。
【００６７】
そして、ユーザにより操作指示部５に設けられた所定のスイッチ等が操作されると、超音波内視鏡２の先端部に設けられた超音波振動子２１が振動し、被検部位１０１の所望の観察部位に対して超音波が送波される（図３のステップＳ２２）。
【００６８】
超音波振動子２１は、ビームフォーマ３２の制御に応じて被検部位１０１へ超音波を送波した後、被検部位１０１からの該超音波の反射波を受波し、エコー信号として超音波診断装置３へ出力する。
【００６９】
超音波診断装置３の画像生成部３４は、超音波振動子２１からのエコー信号に対し、前述した各処理を施すことにより被検部位１０１の断層像を含む超音波画像データを順次生成するとともに、生成した該超音波画像データをメモリ制御部３５を介してフレームメモリ３５ａへ出力する（図３のステップＳ２３）。
【００７０】
その後、メモリ制御部３５は、画像生成部３４から超音波画像データの出力が開始されたタイミングにおいて、ビジー状態である旨を示すためのビジー信号をパルス発生部３１へ出力する（図３のステップＳ２４）。
【００７１】
パルス発生部３１は、１フレーム分の超音波画像データのスキャンが完了している場合、ビームフォーマ３２へのパルス信号の出力を即停止することにより、ビームフォーマ３２からの超音波信号の出力を停止させる（図３のステップＳ２５及びステップＳ２６）。一方、パルス発生部３１は、超音波画像１フレーム分のスキャンが未完了である場合には、ビームフォーマ３２へのパルス信号の出力を継続する。
【００７２】
画像転送制御部３６は、１フレーム分の超音波画像データの転送要求をＣＰＵ３３から受けたタイミングにおいて、フレームメモリ３５ａに蓄積された該１フレーム分の超音波画像データの転送を開始する（図３のステップＳ２７）。これにより、フレームメモリ３５ａに蓄積された１フレーム分の超音波画像データは、画像転送制御部３６におけるデータ転送動作により、メモリ制御部３５を介して読み出され、ＣＰＵ３３内部の図示しない一のバスを経由して一旦メインメモリ３３ａに蓄積される。
【００７３】
ＣＰＵ３３は、フレームメモリ３５ａに蓄積された１フレーム分の超音波画像データの転送が完了したタイミングにおいて、該１フレーム分の超音波画像データの転送が完了した旨を示す信号をメモリ制御部３５へ出力する（図３のステップＳ２８）。
【００７４】
ＣＰＵ３３は、メインメモリ３３ａに転送された１フレーム分の超音波画像データに対し、モニタ４に表示するためのディジタルスキャン変換処理を施す（図３のステップＳ２９）。そして、前記ディジタルスキャン変換された１フレーム分の超音波画像データは、超音波画像フレームデータとしてメインメモリ３３ａに蓄えられる。メインメモリ３３ａに蓄えられた超音波画像フレームデータは、ＣＰＵ３３により読み込まれた後、描画処理が施される。
【００７５】
メモリ制御部３５は、ＣＰＵ３３の制御に基づき、上記描画処理が終了したタイミングにおいて、パルス発生部３１へのビジー信号の出力を停止する。（または、非ビジー状態である旨を示すためのビジー信号をパルス発生部３１へ出力する。）
一方、ＣＰＵ３３は、図３のステップＳ２２の直前のタイミングから、図３のステップＳ２８の直後のタイミングまでにおいて、Ｉ／Ｏインターフェース３７を介して接続される操作指示部５等からの各種指示信号の受付を開始するとともに、該各種指示信号に応じた制御等を行う（図３のステップＳ３０及びステップＳ３１）。
【００７６】
そして、ＣＰＵ３３は、操作指示部５等から出力される各種指示信号の中に、超音波振動子２１における超音波の出力を停止させるための指示信号が含まれていることを検出した（図３のステップＳ３２）場合、ビームフォーマ３２からの超音波信号の出力を完全に停止させるための制御をビームフォーマ３２に対して行う。
【００７７】
また、ＣＰＵ３３は、操作指示部５等から出力される各種指示信号の中に、超音波振動子２１における超音波の出力を停止させるための指示信号が含まれていないことを検出した場合、該各種指示信号に応じた制御が完了した旨を示す信号をメモリ制御部３５へ出力する。
【００７８】
その後、メモリ制御部３５は、ビジー状態である旨を示すためのビジー信号が出力されてから、各種指示信号に応じた制御が完了した旨を示す信号が入力されるまでの期間ｔがフレームレートの上限値ＦＲの値に応じた期間Ｔ１に達しているか否かを判定する（図３のステップＳ３３）。具体的には、メモリ制御部３５は、例えば、超音波画像が出力される際のフレームレートの上限値ＦＲの値が３０フレーム／秒として設定された場合、該ＦＲの値の逆数に相当する値である１／３０秒を前記期間Ｔ１の値として設定するとともに、前記期間ｔが１／３０秒に達しているか否かを判定する。
【００７９】
そして、メモリ制御部３５は、期間ｔが期間Ｔ１に達していないことを検出した場合、期間ｔが期間Ｔ１に達するまでの間待機する。また、メモリ制御部３５は、期間ｔが期間Ｔ１に達したことを検出すると、超音波信号の出力を再開させるための制御をビームフォーマ３２に対して行う（図３のステップＳ３４）。
【００８０】
そして、超音波診断装置３等は、超音波振動子２１における超音波の出力を停止させるための指示信号がＣＰＵ３３に入力されるまでの間、図３のステップＳ２２からステップＳ３４までの各処理に応じた動作を繰り返し行う。
【００８１】
一方、図３に示す処理が行われる際の、超音波診断装置３の各部の動作タイミングを示すタイミングチャートは、例えば図５のようなものとなる。ここで、図５のタイミングチャートについての説明を行う。
【００８２】
メモリ制御部３５は、操作指示部５に設けられた所定のスイッチ等が操作されることにより、ＥＬ＿ＳＣＡＮ信号がディセーブルからイネーブルへ反転したことを検出すると、パルス発生部３１を介してビームフォーマ３２を制御することにより、ビームフォーマ３２から超音波信号を出力させる。また、ＥＬ＿ＳＣＡＮ信号がディセーブルからイネーブルへ反転したタイミングにおいて、メモリ制御部３５により発行されたＬ＿ＩＮＴ信号がＣＰＵ３３へ出力されるとともに、ＣＰＵ３３により発行されたＤＭＡ＿ＥＮＤ信号がメモリ制御部３５へ出力される。
【００８３】
ＣＰＵ３３は、ＤＭＡ＿ＥＮＤ信号を発行した後、ＥＬ＿ＦＥＮＤ信号がメモリ制御部３５により発行されるまでの期間、超音波画像データに対する処理を行わない。そして、ＣＰＵ３３は、この期間中において、Ｉ／Ｏインターフェース３７を介して接続される操作指示部５等からの各種指示信号の受付を開始するとともに、該各種指示信号に応じた制御等を行う。
【００８４】
一方、メモリ制御部３５は、ＣＰＵ３３からのＤＭＡ＿ＥＮＤ信号の入力を確認した後、ＤＭＡ＿ＩＮＴ＿ＥＮ信号をディセーブルからイネーブルへ反転させることにより、画像転送制御部３６におけるデータ転送動作を許可させる。
【００８５】
なお、１フレーム目に関しては、ＣＰＵ３３上で動作しているアプリケーションが描画処理を行うための準備を行っている。そのため、１フレーム目に関しては、ＤＭＡ＿ＥＮＤ信号の発行からＤＭＡ＿ＩＮＴ＿ＥＮ信号がイネーブルに反転するまでの期間を、前述の準備に係る期間だけ遅延させることにより、この期間中の画像転送制御部３６によるデータ転送動作を禁止している。また、２フレーム目以降に関しては、ＣＰＵ３３がディジタルスキャン変換処理を行っている期間中のみ、ＤＭＡ＿ＩＮＴ＿ＥＮ信号のディセーブル状態が維持される。
【００８６】
一方、ビームフォーマ３２は、例えば図５に示すように、パルス発生部３１からのＬＳＹＮＣ信号の入力タイミングに応じて１ライン毎のスキャンが行われるように超音波信号を出力する。また、ビームフォーマ３２は、例えば図５に示すように、ＦＳＹＮＣ信号を発生させることにより、１フレーム分のスキャンが開始できるように超音波信号を出力する。そして、ビームフォーマ３２は、前記ＦＳＹＮＣ信号と、受信したエコー信号とのタイミングを合わせつつ、該エコー信号を画像生成部３４へ出力する。
【００８７】
メモリ制御部３５は、ビームフォーマ３２からのＦＳＹＮＣ信号の出力状態を監視し、該ＦＳＹＮＣ信号が出力されたタイミングに同期してビジー状態に相当する信号レベルのＥＬ＿ＢＵＳＹ信号をパルス発生部３１へ出力する。また、メモリ制御部３５は、ＦＳＹＮＣ信号が出力されたタイミングに同期してＦ＿ＣＮＴ信号をディセーブルからイネーブルへ反転させることにより、ビジー状態に相当する信号レベルのＥＬ＿ＢＵＳＹ信号が出力されてから経過した期間ｔの計測を開始する。
【００８８】
また、メモリ制御部３５は、画像生成部３４から超音波画像データの出力が開始された後、１フレーム分の超音波画像データをフレームメモリ３５ａに蓄積し終わった際に、ＥＬ＿ＦＥＮＤ信号を発行する。
【００８９】
パルス発生部３１は、ビームフォーマ３２へのＬＳＹＮＣ信号を、１フレーム分として予め設定された所定の回数出力し終わることにより、ビームフォーマ３２からの超音波信号の出力を停止させる。
【００９０】
メモリ制御部３５は、ＥＬ＿ＦＥＮＤ信号を発行したタイミングの略直後において、Ｌ＿ＩＮＴ信号を発行してＣＰＵ３３へ出力することにより、メインメモリ３３ａへの超音波画像データの転送が開始されることをＣＰＵ３３に知らせる。
【００９１】
その後、画像転送制御部３６は、１フレーム分の超音波画像データの転送要求をＣＰＵ３３から受けたタイミングにおいて、該１フレーム分の超音波画像データの転送を開始する。
【００９２】
フレームメモリ３５ａに蓄積された１フレーム分の超音波画像データは、画像転送制御部３６におけるデータ転送動作により、メモリ制御部３５を介して読み出され、ＣＰＵ３３内部の図示しない一のバスを経由して一旦メインメモリ３３ａに蓄積される。
【００９３】
すなわち、画像転送制御部３６は、ＥＬ＿ＦＥＮＤ信号が検出され、かつ、ＤＭＡ＿ＩＮＴ＿ＥＮ信号がイネーブルである期間中に、フレームメモリ３５ａに蓄積された１フレーム分の超音波画像データをメインメモリ３３ａへ転送する。
【００９４】
そして、メモリ制御部３５は、前述のデータ転送動作が完了したタイミングにおいて、ＤＭＡ＿ＩＮＴ＿ＥＮ信号をイネーブルからディセーブルへ反転させることにより、画像転送制御部３６におけるデータ転送動作を禁止する。
【００９５】
その後、ＣＰＵ３３は、フレームメモリ３５ａに蓄積された１フレーム分の超音波画像データの転送が完了したタイミングにおいて、フレームメモリ３３ａに蓄積された超音波画像データに対してディジタルスキャン変換処理を施すことにより、超音波画像フレームデータを生成する処理を開始する。
【００９６】
ＣＰＵ３３は、超音波画像フレームデータの生成を終えた後、該超音波画像フレームデータをメインメモリ３３ａに蓄積する。さらに、ＣＰＵ３３は、メインメモリ３３ａに蓄積された超音波画像フレームデータを読み込み、該超音波画像フレームデータに対する描画処理を行う。そして、ＣＰＵ３３は、前記描画処理を終えたタイミングにおいて、ＤＭＡ＿ＥＮＤ信号を発行する。
【００９７】
一方、前記描画処理が施された超音波画像フレームデータは、ＣＰＵ３３内部の図示しない一のバス及びＩ／Ｏインターフェース３７を経由した後、モニタ４等の外部装置に対して出力される。
【００９８】
すなわち、Ｌ＿ＩＮＴ信号がメモリ制御部３５からＣＰＵ３３へ出力されたタイミングにおいて、フレームメモリ３５ａに蓄積された１フレーム分の超音波画像データの転送が開始され、さらに、この転送動作が完了したタイミングにおいて、ＣＰＵ３３によるディジタルスキャン変換処理及び超音波画像フレームデータに関する処理が行なわれる。そして、ディジタルスキャン変換処理及び超音波画像フレームデータに関する処理の実施に伴ってＣＰＵ３３の負荷が大きくなった場合、該負荷に応じた期間だけビームフォーマ３２からの超音波信号の出力を停止させることにより、次のフレームの超音波画像データがメインメモリ３３ａへ転送されないようにすることができる。
【００９９】
メモリ制御部３５は、ＣＰＵ３３からのＤＭＡ＿ＥＮＤ信号に基づき、画像転送制御部３６におけるデータ転送動作及びＣＰＵ３３における描画処理が完了したことを検出すると、ＤＭＡ＿ＩＮＴ＿ＥＮ信号をディセーブルからイネーブルへ反転させる。これにより、フレームメモリ３５ａにおける超音波画像データの蓄積が再開された際に、画像転送制御部３６による超音波画像データの転送動作を行うことが可能な状態へ移行する。
【０１００】
また、メモリ制御部３５は、ＤＭＡ＿ＩＮＴ＿ＥＮ信号をディセーブルからイネーブルへ反転させたタイミングと同時に、ＥＬ＿ＢＵＳＹ信号の信号レベルをビジー状態から非ビジー状態へ遷移させる。
【０１０１】
パルス発生部３１は、ＥＬ＿ＢＵＳＹ信号の信号レベルがビジー状態から非ビジー状態へ遷移したことを検出すると、次フレームの超音波走査を開始させるための準備期間へ移行する。
【０１０２】
なお、ＣＰＵ３３は、超音波振動子２１における超音波の出力を停止させるための指示信号を検出した場合、前記準備期間において、超音波信号の出力を停止させる制御をビームフォーマ３２に対して行うことにより、該超音波信号の出力を完全に停止させる。
【０１０３】
一方、メモリ制御部３５は、超音波信号の出力を停止させる制御がＣＰＵ３３により行われない場合、前述の期間ｔがフレームレートの上限値ＦＲの値（例えば３０フレーム／秒）に応じた期間Ｔ１（例えば１／３０秒）に達しているか否かを判定する。そして、メモリ制御部３５は、期間ｔが期間Ｔ１に達していないことを検出した場合、ＥＬ＿ＢＵＳＹ信号の信号レベルを非ビジー状態に維持することにより、前記準備期間を継続する。また、メモリ制御部３５は、期間ｔが期間Ｔ１に達したタイミングにおいてＦ＿ＣＮＴ信号を発行するとともに、該Ｆ＿ＣＮＴ信号を発行したタイミングに同期して、ＥＬ＿ＢＵＳＹ信号の信号レベルを非ビジー状態からビジー状態へ遷移させる。そして、このような動作に伴い、パルス発生部３１からのＬＳＹＮＣ信号の出力が再開される（ビームフォーマ３２からの超音波信号の出力が再開される。）
そして、前記準備期間において、ＣＰＵ３３による超音波信号の出力を停止させる制御がビームフォーマ３２に対して行われるまでの間、以上に述べたような、図５のタイミングチャートに係る動作が繰り返し行われる。
【０１０４】
以上に述べたように、本実施形態の超音波診断装置３は、図３のフローチャートとして示す各処理に応じた動作等を（図５に例示したタイミングチャートに基づいて）行った場合、モニタ４等の外部装置に対して超音波画像が出力される際のフレームレートの上限値を制限することができる。そのため、本実施形態の超音波診断装置３によれば、図３のフローチャートとして示す各処理に応じた動作等を（図５に例示したタイミングチャートに基づいて）行うことにより、図２のフローチャートとして示す各処理に応じた動作等を（図４に例示したタイミングチャートに基づいて）行った場合よりもさらに安定した画質（フレームレート）の動画像を出力することができる。（なお、その他の効果については、図２のフローチャートとして示す各処理に応じた動作等を（図４に例示したタイミングチャートに基づいて）行った場合と同様である。）
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  超音波診断システム
２  超音波内視鏡
３  超音波診断装置
４  モニタ
５  操作指示部
６  録画装置
７  周辺機器  
３２  ビームフォーマ
３３  ＣＰＵ
３５  メモリ制御部
３６  画像転送制御部
１０１  被検部位
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０６】
【特許文献１】特開２００６−９４９１３号公報
【図１】
2011019617.tif 000003
【図２】
2011019617.tif 000004
【図３】
2011019617.tif 000005
【図４】
2011019617.tif 000006
【図５】
2011019617.tif 000007