(57)【要約】【課題】  中間コントローラの回路規模を大きくすることなく、超音波送受信操作に関する操作性を向上させること。【解決手段】  実施形態によれば、超音波プローブシステムは、超音波プローブと、中間コントローラとを有する。超音波プローブは、超音波を送受信する。中間コントローラは、前記超音波プローブに有線接続され、超音波診断装置本体との間に少なくとも２系統の伝送路を確立する。中間コントローラは、前記超音波プローブに対する制御指示を受け付ける。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を送受信する超音波プローブと、
前記超音波プローブに有線接続され、超音波診断装置本体との間に少なくとも２系統の伝送路を確立する中間コントローラと、
を備え、
前記中間コントローラは、前記超音波プローブに対する制御指示を受け付ける、
超音波プローブシステム。
【請求項２】
前記２系統の伝送路のうち、一方はエコー信号を伝送するための第１伝送路であり、他方は前記制御指示に基づく制御信号を伝送するための第２伝送路である請求項１に記載の超音波プローブシステム。
【請求項３】
前記第１伝送路は、汎用ケーブルを用いて実現される請求項２に記載の超音波プローブシステム。
【請求項４】
前記汎用ケーブルは、前記超音波診断装置本体に対して挿抜可能である請求項３に記載の超音波プローブシステム。
【請求項５】
前記第２伝送路の通信速度は、前記第１伝送路の通信速度と比して低速である請求項２に記載の超音波プローブシステム。
【請求項６】
前記第１伝送路は有線の伝送路であり、前記第２伝送路は無線の伝送路である請求項２に記載の超音波プローブシステム。
【請求項７】
前記制御指示は、フリーズ指示、ゲイン調整指示、及び深度調整指示のうち、少なくとも１つを含む請求項１乃至６のうちいずれかに記載の超音波プローブシステム。
【請求項８】
前記中間コントローラは、前記フリーズ指示、前記ゲイン調整指示、及び前記深度調整指示のうち、少なくとも１つを実現するための操作ボタンを有する請求項７に記載の超音波プローブシステム。
【請求項９】
超音波を送受信する超音波プローブと、
前記超音波プローブに有線接続され、装置本体との間に少なくとも２系統の伝送路を確立する中間コントローラと、
を備え、
前記中間コントローラは、前記超音波プローブに対する制御指示を受け付ける、
超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波プローブシステム、及び超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波プローブに送受信回路を備え、当該超音波プローブと装置本体との間で、超音波送受信を制御するための超音波制御信号、及びエコー信号をデジタルデータとして伝送する超音波診断システムがある。この超音波診断システムでは、このデジタルデータを有線、又は、無線で転送する。デジタルデータを有線で転送する場合は、例えば、汎用シリアルバス（ＵＳＢ：Universal Serial Bus）の規格が用いられる。デジタルデータを無線で転送する場合は、例えば、Ｗｉｆｉ（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１１）、又はBluetooth（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１５．１）等の無線ＬＡＮ（Local Area Network）が用いられる。デジタルデータを有線又は無線で転送するこれらの規格では、超音波制御信号、及びエコー信号はタイムシェアリングにより伝送される。
【０００３】
ここで、デジタルデータを無線で転送する場合は、有線で転送する場合に比べて通信速度が低速となる。また、Ｗｉｆｉ（登録商標）を用いて高速通信を行う場合、無線ＬＡＮ機器を搭載する装置の消費電力が大きくなる。また、Bluetooth（登録商標）を用いた場合は、Ｗｉｆｉ（登録商標）と比べて通信速度が低速になる。また、デジタルデータを無線で転送する場合は、バッテリを超音波プローブ側に設けなければならず、充電、電池寿命、及び安全性等のバッテリ駆動に伴う問題が生じる。よって、高性能及び高信頼な超音波診断システムを実現するためには、デジタルデータを有線で転送することが好適である。
【０００４】
ところで、超音波プローブには、フリーズ指示、ゲイン調整、及び深度調整等の操作を行うための操作ボタンを備えられることがあるが、ボタン操作によってプローブ位置が不安定となる問題がある。このため、把持部と装置本体の間には中間コントローラが設置され、中間コントローラに操作ボタンを設けることによりフリーズ指示、ゲイン調整、及び深度調整等の操作を行う場合がある。このとき、中間コントローラには、信号が伝送路を伝送する間に減衰することを補償して伝送路長を延長するための双方向トランシーバを備えることができる。さらに、超音波プローブ、及び中間コントローラには、装置本体から電源を供給することが可能である。
【０００５】
しかしながら、中間コントローラに設けられた操作ボタンの操作により発生する制御指示に基づく制御信号を、超音波制御信号、及びエコー信号が伝送される伝送路を用いて装置本体との間で通信する場合、超音波制御信号、及びエコー信号の伝送の間に割り込みを行う必要がある。このため、中間コントローラに割り込み専用の処理回路が必要となり、回路規模が大型化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２８２９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本実施形態の目的は、中間コントローラの回路規模を大きくすることなく、超音波送受信操作に関する操作性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、超音波プローブシステムは、超音波プローブと、中間コントローラとを有する。超音波プローブは、超音波を送受信する。中間コントローラは、前記超音波プローブに有線接続され、超音波診断装置本体との間に少なくとも２系統の伝送路を確立する。中間コントローラは、前記超音波プローブに対する制御指示を受け付ける。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の外観を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の機能的な構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の外観を示す図である。
【図４】図４は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の機能的な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】
【００１０】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）  
第１の実施形態に係る超音波診断装置は、図１及び図２に示される。図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の外観を示す図である。図２は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の機能的な構成を示すブロック図である。図１及び図２に示されるように、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブシステム１、及び装置本体２を有する。超音波プローブシステム１と、装置本体２とは、有線の汎用ケーブルを用いたデジタルバス１０２で接続されている。デジタルバス１０２は、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等である。また、デジタルバス１０２に用いられる汎用ケーブルは、装置本体２に対して挿抜可能である。
【００１２】
超音波プローブシステム１は、超音波プローブ１１、及び中間コントローラ１５を有する。超音波プローブ１１と、中間コントローラ１５とは、有線の汎用ケーブルを用いたデジタルバス１０１で接続されている。デジタルバス１０１は、例えば、ＵＳＢ等である。
【００１３】
超音波プローブ１１は、超音波を送受信する。超音波プローブ１１は、複数の超音波振動子１１１、送信回路１１２、送受信制御回路１１３、送信遅延回路１１４、パルサ１１５、送受信スイッチ１１６、低雑音増幅器（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）１１７、タイムゲインコントローラ（ＴＧＣ：Time Gain Controller）１１８、遅延加算回路１１９、及び受信回路１２０、及び通信インターフェース１２１を有する。
【００１４】
複数の超音波振動子１１１は、例えば、２次元マトリックス状に配列されている。複数の超音波振動子１１１は、例えば、ラテラル方向、及び、エレベーション方向に、複数のサブアレイに分割されている。サブアレイとは、例えば、複数の超音波振動子１１１全部を、所定数の超音波振動子１１１毎に分割した各グループを表す。複数の超音波振動子１１１については、送受信制御回路１１３により各素子の遅延量が設定され、遅延量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が被検体Ｐに向けて送信される。
【００１５】
送信回路１１２、送受信制御回路１１３、送信遅延回路１１４、パルサ１１５、送受信スイッチ１１６、低雑音増幅器１１７、タイムゲインコントローラ１１８、遅延加算回路１１９、及び受信回路１２０は、超音波プローブ１１に含まれる不図示の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific  Integrated  Circuit）上に設けられる。
【００１６】
ここで、超音波プローブ１１において、例えば、１つの超音波振動子１１１に対して１つのチャンネルが割り当てられる。超音波プローブ１１は、例えば、チャンネル毎に、送信遅延回路１１４、パルサ１１５、送受信スイッチ１１６、低雑音増幅器１１７、及びタイムゲインコントローラ１１８を有する。また、超音波プローブ１１は、例えば、サブアレイ毎に、送受信制御回路１１３及び遅延加算回路１１９を有する。なお、ＡＳＩＣは、超音波プローブ１１に対して１又は複数備えられる。
【００１７】
送信回路１１２は、パルサ回路等を有する。送信回路１１２は、装置本体２による制御の下、所定のレート周波数（ＰＲＦ：Pulse  Repetition  Frequency）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し、発生したレートパルスを送受信制御回路１１３に出力する。
【００１８】
送信回路１１２は、装置本体２による制御の下、送受信制御回路１１３対して、パルサ１１５が出力する駆動信号の振幅の値を出力する。また、送信回路１１２は、装置本体２による制御の下、送受信制御回路１１３対して、遅延加算回路１１９において処理される反射波信号の遅延量を出力する。
【００１９】
送受信制御回路１１３は、超音波の送受信を制御する。送受信制御回路１１３は、例えば、送信回路１１２から出力されたレートパルスを受信し、受信したレートパルスを送信遅延回路１１４へ送る。また、送受信制御回路１１３は、送信回路１１２から出力された反射波信号の遅延時間を受信し、受信した反射波信号の遅延時間を、遅延加算回路１１９に対して設定する。
【００２０】
送信遅延回路１１４は、超音波振動子１１１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超音波振動子１１１毎の遅延時間を、送信回路１１２から供給されるレートパルスに対して与える。例えば、送信遅延回路１１４は、送受信制御回路１１３から出力されたレートパルスに対し、チャンネル毎に設定された遅延時間を与え、遅延時間が与えられたレートパルスをパルサ１１５へ出力する。なお、レートパルスに与えられる遅延時間は、送受信制御回路１１３により制御される。
【００２１】
パルサ１１５は、所定の振幅値の駆動信号を発生させる。例えば、パルサ１１５は、送信遅延回路１１４から出力されたレートパルスに基づくタイミングで駆動信号を発生させ、発生された駆動信号を超音波振動子１１１へ出力する。なお、発生される駆動信号の振幅値は、送受信制御回路１１３により制御される。
【００２２】
送受信スイッチ１１６は、超音波振動子１１１の接続先を、パルサ１１５及び低雑音増幅器１１７のうちいずれか一方に選択的に切り替える。送受信スイッチ１１６がパルサ１１５に接続される場合、送受信スイッチ１１６は、パルサ１１５から出力された駆動信号を超音波振動子１１１に送信する。一方、送受信スイッチ１１６が低雑音増幅器１１７に接続される場合、送受信スイッチ１１６は、超音波振動子１１１から送信された反射波信号を低雑音増幅器１１７に出力する。
【００２３】
ここで、パルサ１１５に駆動信号を発生させるレートパルスは、送信回路１１２に由来する。また、低雑音増幅器１１７へ出力される反射波信号は、後述するように、受信回路１２０に受信される。すなわち、送受信スイッチ１１６は、超音波プローブ１１に含まれる超音波振動子１１１の接続先を、送信回路１１２及び受信回路１２０を含む選択肢の中から選択的に切り替える。なお、送受信スイッチ１１６は、スイッチング回路の一例である。
【００２４】
低雑音増幅器１１７は、送受信スイッチ１１６を介して、超音波振動子１１１から反射波信号を受信すると、予め設定されたゲインによって受信した反射波信号を増幅し、増幅した反射波信号をタイムゲインコントローラ１１８へ出力する。
【００２５】
タイムゲインコントローラ１１８は、例えば、内部メモリを有する。この内部メモリには、超音波を送信してからの経過時間とゲインとが対応する複数種類の関数が予め記憶されている。タイムゲインコントローラ１１８は、送受信制御回路１１３から出力された制御信号を受信すると、内部メモリに記憶された関数の中から、受信した制御信号が示す関数を選択する。そして、タイムゲインコントローラ１１８は、低雑音増幅器１１７から送信された反射波信号を受信すると、選択した関数を用いて、超音波を送信してからの経過時間に対応させてゲインを変化させ、反射波信号を増幅する。タイムゲインコントローラ１１８は、増幅した反射波信号を遅延加算回路１１９へ出力する。
【００２６】
遅延加算回路１１９は、タイムゲインコントローラ１１８から出力された各チャンネルの反射波信号を受信すると、各チャンネルの反射波信号に対して、受信指向性を決定するのに必要な遅延量を与える遅延処理を実行する。そして、遅延加算回路１１９は、遅延処理後の各チャンネルの反射波信号を加算する加算処理を実行し、加算処理後の反射波信号を受信回路１２０に出力する。この加算処理は、サブアレイ内のチャンネルに対して行われる。すなわち、遅延加算回路１１９は、サブアレイ内の各チャンネルの反射波信号をサブアレイ毎に合成（遅延加算処理）する。
【００２７】
受信回路１２０は、複数の超音波振動子１１１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（エコー信号）を生成するプロセッサである。受信回路１２０は、Ａ／Ｄ変換器及び受信ビームフォーマを有する。受信回路１２０は、遅延加算回路１１９から出力された反射波信号を受信すると、まず、Ａ／Ｄ変換器により反射波信号をデジタルデータに変換する。続いて、受信回路１２０は、変換されたチャンネル毎のデジタルデータに対し受信ビームフォーマにより整相加算処理を行う。これにより、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。受信回路１２０は、発生した受信信号を、通信インターフェース１２１を介し、中間コントローラ１５を経由させて、装置本体２に送信する。
【００２８】
通信インターフェース１２１は、デジタルバス１０１を介して中間コントローラ１５と接続され、中間コントローラ１５との間でデータ通信を行う。
【００２９】
なお、第１の実施形態に係る超音波プローブ１１の各部を動作させるための電源は、デジタルバス１０１を実現するケーブル、及びデジタルバス１０２を実現するケーブルを介して、装置本体２から供給される。
【００３０】
中間コントローラ１５は、超音波プローブ１１に有線接続され、装置本体２との間に少なくとも２系統の伝送路を確立する。中間コントローラ１５は、通信インターフェース１５１、入力インターフェース１５２、及び双方向トランシーバ１５３を有する。
【００３１】
通信インターフェース１５１は、無線ネットワーク１０３を介して装置本体２と接続され、装置本体２との間でデータ通信を行う。無線ネットワーク１０３の規格は、例えば、Ｗｉｆｉ（登録商標）、又はBluetooth（登録商標）等である。このとき、無線ネットワーク１０３の通信速度は、例えば、デジタルバス１０２の通信速度と比して低速である。
【００３２】
入力インターフェース１５２は、超音波プローブに対する制御指示を受け付ける。入力インターフェース１５２は、通信インターフェース１５１を介して装置本体２に無線接続されており、操作者から受け付けた制御指示を電気的な制御信号へ変換して装置本体２に出力する。制御指示は、例えば、フリーズ指示、ゲイン調整指示、及び深度調整指示のうち、少なくとも１つを含む。フリーズ指示は、例えば、装置本体２のディスプレイ２５に表示されている超音波画像をフリーズする指示（フリーズ機能をＯＮにする指示）と、フリーズした超音波画像のフリーズ状態を解除する指示（フリーズ機能をＯＦＦにする指示）とを含む。なお、制御指示は、例えば、種々のパラメータ調整が付随しない単純な処理を実現するための指示を含んでいてもよい。単純な処理を実現するための指示は、例えば、カラーモードからＢモードへ切り替える指示等である。
【００３３】
入力インターフェース１５２は、制御指示を受け付けるための各種スイッチを有している。スイッチの態様は、例えば、パネルスイッチ（操作ボタン）である。パネルスイッチは、例えば、図１に示されるように、中間コントローラ１５に機能別に配置されている押しボタン式の物理的なスイッチである。なお、入力インターフェース１５２が備えるスイッチの態様は、パネルスイッチに限られない。スイッチの態様は、例えば、トラックボール、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、及びタッチパネル等であってもよい。タッチパネルは、表示画面とタッチパッドとが一体化されたパネルである。
【００３４】
パネルスイッチを用いた入力操作によって実現可能な指示は、例えば、フリーズ指示、ゲイン調整指示、及びデプス調整指示等である。なお、実現可能な指示は、例えば、種々のパラメータ調整が付随しない単純な処理を実現する指示であればよい。
【００３５】
双方向トランシーバ１５３は、超音波プローブ１１と、装置本体２とのデータ通信を中継する。双方向トランシーバ１５３は、増幅回路を有する。双方向トランシーバ１５３は、超音波プローブ１１からデジタルバス１０１を介して送信された受信信号を増幅回路により増幅する。これにより、受信信号がデジタルバス１０１を伝送する間に発生する当該信号の強度の減衰を補償することが可能となる。双方向トランシーバ１５３は、増幅した受信信号を、デジタルバス１０２を介して装置本体２に送信する。
【００３６】
また、双方向トランシーバ１５３は、装置本体２からデジタルバス１０２を介して送信された各種制御信号を増幅回路により増幅する。これにより、各種制御信号がデジタルバス１０２を伝送する間に発生する当該信号の強度の減衰の影響を軽減することが可能となる。双方向トランシーバ１５３は、増幅した各種制御信号を、デジタルバス１０１を介して超音波プローブ１１に送信する。
【００３７】
なお、第１の実施形態に係る中間コントローラ１５の各部を動作させるための電源は、デジタルバス１０２を実現するケーブルを介して、装置本体２から供給される。
【００３８】
装置本体２は、例えば、タブレット型の情報端末等である。装置本体２は、ＰＣ（Personal  Computer）等であってよい。装置本体２は、処理回路２１、内部記憶回路２２、画像メモリ２３、画像データベース２４、ディスプレイ２５、入力インターフェース２６、通信インターフェース２８、及び通信インターフェース２９を有する。
【００３９】
処理回路２１は、例えば、装置本体２の中枢として機能するプロセッサである。処理回路２１は、内部記憶回路２２に記憶されている動作プログラムを実行することで、この動作プログラムに対応する機能を実現する。具体的には、処理回路２１は、信号処理機能２１１、画像生成機能２１２、表示制御機能２１３、及びシステム制御機能２１４を有する。
【００４０】
信号処理機能２１１は、超音波プローブ１１が有する受信回路１２０により生成された受信信号に対して各種の信号処理を行う機能である。
【００４１】
例えば、信号処理機能２１１の実行により処理回路２１は、通信インターフェース２８を介し、超音波プローブ１１の受信回路１２０から中間コントローラ１５を経由して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（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、２次元又は３次元的に分布する超音波走査線上の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。
【００４２】
また、処理回路２１は、超音波プローブ１１の受信回路１２０から中間コントローラ１５を経由して受け取った受信信号を解析し、例えば、関心領域内の複数のサンプル点それぞれにおける移動体（血液又は組織）の移動速度を計算し、計算した移動速度に基づいてドプラデータを生成する。生成されたドプラデータは、２次元又は３次元的に分布する超音波走査線上のドプラＲＡＷデータとして不図示のＲＡＷデータメモリに記憶される。
【００４３】
画像生成機能２１２は、信号処理機能２１１の実行により生成されたデータに基づき、各種超音波画像データを生成可能な機能である。画像生成機能２１２の実行により処理回路２１は、例えば、ＲＡＷデータメモリに記憶されたＢモードＲＡＷデータに基づいて、被検体Ｐ内の構造物の形態を表すＢモード画像データを生成する。Ｂモード画像データは、音波の集束などの超音波プローブの特性や超音波ビーム（例えば、送受信ビーム）の音場特性などが反映された画素値（輝度値）を有する。例えば、Ｂモード画像データにおいて、超音波のフォーカス付近では、非フォーカス部分よりも相対的に高輝度となる。
【００４４】
また、処理回路２１は、ＲＡＷデータメモリに記憶されたドプラＲＡＷデータに基づいて、移動体の情報を表すドプラ画像データを生成する。ドプラ画像データは、速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又は、これらを組み合わせた画像データである。
【００４５】
また、処理回路２１は、例えば、ＲＡＷデータメモリに記憶されたＢモードＲＡＷデータ、又は、ドプラ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。
【００４６】
表示制御機能２１３は、各種超音波画像をディスプレイ２５に表示させる機能である。表示制御機能２１３の実行により処理回路２１は、例えば、画像生成機能２１２により生成された各種超音波画像データに基づく超音波画像をディスプレイ２５に表示させる。
【００４７】
ここで、処理回路２１は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用の超音波画像データを生成する。具体的には、処理回路２１は、超音波プローブ１１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行うことで、表示用の超音波画像データを生成する。
【００４８】
また、処理回路２１は、生成した表示用の各種超音波画像データに対し、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変換などの各種処理を実行してもよい。また、処理回路２１は、生成した表示用の各種超音波画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディマーク等の付帯情報を付加してもよい。
【００４９】
なお、処理回路２１は、操作者（例えば、術者）が入力インターフェース２６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をディスプレイ２５に表示させてもよい。ディスプレイ２５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。
【００５０】
システム制御機能２１４は、超音波診断装置の入出力、及び超音波送受信等の基本動作を制御する機能である。システム制御機能２１４の実行により処理回路２１は、例えば、各種撮像モードを開始する開始指示、及び当該撮像モードの実行に必要な種々の制御パラメータの入力を受け付ける。各種撮像モードには、例えば、Ｂモード、及びドプラモード等が含まれる。処理回路２１は、通信インターフェース２８を介し、例えば、受け付けた撮像モード、及び当該撮像モードの実行に必要な種々の制御パラメータ等を、超音波制御信号として、中間コントローラ１５を経由して超音波プローブ１１に送信する。
【００５１】
また、処理回路２１は、通信インターフェース２９を介し、中間コントローラ１５が有する入力インターフェース１５２に入力された操作者からの制御指示に基づく制御信号を受信する。処理回路２１は、通信インターフェース２８を介し、受信した制御信号を、超音波制御信号として、中間コントローラ１５を経由して超音波プローブ１１に送信する。
【００５２】
信号処理機能２１１、画像生成機能２１２、表示制御機能２１３、及びシステム制御機能２１４は、制御プログラムとして組み込まれていてもよいし、処理回路２１自体または装置本体２０に処理回路２１が参照可能な回路として、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。
【００５３】
内部記憶回路２２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２２は、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２２は、本実施形態に係る各種機能を実現するための制御プログラムを記憶している。また、内部記憶回路２２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ごとに予め設定する変換テーブルなどのデータ群を記憶している。また、内部記憶回路２２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。なお、上記プログラムは、例えば、非一過性の記憶媒体に記憶されて配布され、非一過性の記憶媒体から読み出されて内部記憶回路２２にインストールされてもよい。
【００５４】
また、内部記憶回路２２は、入力インターフェース２６を介して入力される記憶操作に従い、画像生成機能２１２の実行により生成された各種超音波画像データを記憶する。なお、内部記憶回路２２は、入力インターフェース２６を介して入力される記憶操作に従い、画像生成機能２１２の実行により生成された各種超音波画像データを、操作順番及び操作時間を含めて記憶してもよい。
【００５５】
画像メモリ２３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２３は、画像生成機能２１２の実行により生成された表示用の画像データを記憶する。画像メモリ２３は、入力インターフェース２６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記憶する。画像メモリ２３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。画像メモリ２３に記憶されている画像データは、例えば、実際に表示機器５０に表示される画像を表す画像データである。当該画像には、超音波スキャンにより取得された超音波画像データに基づく画像、並びに、ＣＴ画像データ、ＭＲ画像データ、Ｘ線画像データ、及びＰＥＴ画像データ等の他のモダリティにより取得された医用画像データに基づく画像が含まれる場合がある。
【００５６】
また、画像メモリ２３は、信号処理機能２１１の実行により生成されたデータを記憶することも可能である。画像メモリ２３が記憶するＢモードデータ、又はドプラデータは、例えば、診断の後に操作者が呼び出すことが可能となっており、処理回路２１を経由して表示用の超音波画像データとなる。
【００５７】
画像データベース２４は、外部装置３０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２４は、過去の診察において取得された同一患者に関する過去画像データを、外部装置３０から取得して記憶する。過去画像データには、超音波画像データ、ＣＴ（Computed Tomography）画像データ、ＭＲ（Magnetic Resonance）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。また、過去画像データは、例えばボリュームデータ、及びレンダリング画像データとして記憶されている。
【００５８】
なお、画像データベース２４は、ＭＯ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤなどの記録媒体（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。
【００５９】
ディスプレイ２５は、処理回路２１に接続され、処理回路２１から供給される信号を出力する。ディスプレイ２５は、例えば、ディスプレイにより実現される。ディスプレイは、例えば、超音波画像データに基づく超音波画像、及びユーザからの各種操作を受け付けるためのＧＵＩ等を、処理回路２１からの指示に基づいて表示する。
【００６０】
入力インターフェース２６は、操作者からの各種指示を受け付ける。入力インターフェース２６には、例えば、マウス、キーボード、タッチパッド、及びタッチパネル等が含まれる。
【００６１】
入力インターフェース２６は、例えばバスを介して処理回路２１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、電気信号を処理回路２１へ出力する。なお、本明細書において入力インターフェース２６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、この電気信号を処理回路２１へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース２６の例に含まれる。
【００６２】
通信インターフェース２８は、デジタルバス１０２を介して中間コントローラ１５と接続され、中間コントローラ１５との間でデータ通信を行う。
【００６３】
通信インターフェース２９は、無線ネットワーク１０３を介して中間コントローラ１５と接続され、中間コントローラ１５との間でデータ通信を行う。
【００６４】
なお、装置本体２は、所定のネットワーク等を介して外部装置と接続され、当該外部装置との間でデータ通信を行う通信インターフェースを有していてもよい。外部装置は、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以外の各種医用画像診断装置である。なお、外部装置との通信の規格は、如何なる規格であっても良いが、例えば、ＤＩＣＯＭが挙げられる。
【００６５】
このように、第１の実施形態では、超音波プローブシステム１は、中間コントローラ１５と装置本体２との間に、デジタルバス１０２、及び、無線ネットワーク１０３を有する。これにより、中間コントローラ１５と装置本体２との間には、独立した２系統の伝送路を確立することができる。そして、超音波プローブシステム１は、デジタルバス１０２を介して伝送される受信信号の伝送に影響を与えることなく、無線ネットワーク１０３を介し、中間コントローラ１５が有する入力インターフェース１５２に入力された制御指示に基づく制御信号を、装置本体２に送信することが可能となる。なお、超音波プローブシステム１は、中間コントローラ１５と装置本体２との間に、デジタルバス１０２、及び、無線ネットワーク１０３による２系統の伝送路に加えて、さらに別の伝送路を確立してもよい。
【００６６】
第１の実施形態によれば、超音波プローブシステム１は、超音波を送受信する超音波プローブ１１と、超音波プローブ１１に有線接続され、装置本体２との間に少なくとも２系統の伝送路を確立する中間コントローラ１５とを備える。中間コントローラ１５は、入力インターフェース１５２を介し、超音波プローブ１１に対する制御指示を受け付ける。
【００６７】
ここで、デジタルバス１０１、及びデジタルバス１０２を伝送する受信信号、及び超音波制御信号は、タイムシェアリングにより伝送される。このため、中間コントローラ１５が備える入力インターフェース１５２から入力される制御指示に基づく制御信号を、例えば、デジタルバス１０２を介して伝送する場合、受信信号、及び超音波制御信号のやり取りの間に、制御指示に基づく制御信号を伝送するための割り込み処理を行う必要がある。この割り込み処理を行うためには、中間コントローラ１５に専用の処理回路を設ける必要があり、回路規模が大型化してしまう。第１の実施形態に係る超音波プローブシステム１によれば、中間コントローラ１５に通信インターフェース１５１を設けるだけで、中間コントローラに入力された制御指示に基づく制御信号を、受信信号、及び超音波制御信号の伝送に割り込ませることなく、装置本体２に伝送することができる。
【００６８】
したがって、中間コントローラの回路規模を大きくすることなく、超音波送受信操作に関する操作性を向上させることが可能となる。
【００６９】
また、第１の実施形態によれば、デジタルバス１０２に用いられる汎用ケーブルは、装置本体２に対して挿抜可能である。これにより、装置本体２に対する超音波プローブシステム１の取付け及び取外しが容易となり、運用性を向上させることが可能となる。
【００７０】
（第２の実施形態）  
第１の実施形態においては、超音波プローブ１１と、装置本体２との間で受信信号、及び超音波制御信号が伝送される伝送路のうち、中間コントローラ１５と装置本体２との間の伝送路が、有線の汎用ケーブルを用いたデジタルバス１０２で実現されている場合について説明した。第２の実施形態では、この中間コントローラ１５と装置本体２との間の伝送路が、無線ネットワークにより実現される場合について説明する。
【００７１】
第２の実施形態に係る超音波診断装置は、図３及び図４に示される。図３は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の外観を示す図である。図４は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の機能的な構成を示すブロック図である。図３及び図４に示されるように、第２の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブシステム１Ａ、及び装置本体２Ａを有する。超音波プローブシステム１Ａと、装置本体２Ａとは、図４に示されるように、無線ネットワーク１０４で接続されている。無線ネットワーク１０４の規格は、例えば、高速通信可能なＷｉｆｉ（登録商標）である。
【００７２】
超音波プローブシステム１Ａは、超音波プローブ１１、及び中間コントローラ１５Ａを有する。超音波プローブ１１と、中間コントローラ１５Ａとは、有線の汎用ケーブルを用いたデジタルバス１０１で接続されている。
【００７３】
超音波プローブ１１の構成及び機能は、図２に示される超音波プローブ１１の構成及び機能と同様である。
【００７４】
なお、第２の実施形態に係る超音波プローブ１１の各部を動作させるための電源は、デジタルバス１０１を実現するケーブルを介して、中間コントローラ１５Ａから供給される。
【００７５】
中間コントローラ１５Ａは、通信インターフェース１５１、入力インターフェース１５２、制御回路１２４、電源１２５、通信インターフェース１２６、及び通信インターフェース１２７を有する。
【００７６】
通信インターフェース１５１、及び入力インターフェース１５２の構成及び機能は、図２に示される通信インターフェース１５１、及び入力インターフェース１５２の構成及び機能と同様である。このとき、図４に示される無線ネットワーク１０３の通信速度は、例えば、図４に示される無線ネットワーク１０４の通信速度と比して低速である。無線ネットワーク１０３の規格は、例えば、Bluetooth（登録商標）である。
【００７７】
制御回路１２４は、通信インターフェース１２６を介し、超音波プローブ１１から送信される受信信号を受信する。制御回路１２４は、通信インターフェース１２７を介し、受信した受信信号を、装置本体２に送信する。また、制御回路１２４は、通信インターフェース１２７を介し、装置本体２から送信された超音波制御信号を受信する。制御回路１２４は、通信インターフェース１２６を介し、受信した超音波制御信号を、超音波プローブ１１に送信する。
【００７８】
電源１２５は、中間コントローラ１５Ａが備える各部に対する電源を供給する。電源１２５は、例えば、通信インターフェース１５１、入力インターフェース１５２、制御回路１２４、通信インターフェース１２６、及び通信インターフェース１２７に電源を供給する。具体的には、電源１２５は、通信インターフェース１５１、入力インターフェース１５２、制御回路１２４、通信インターフェース１２６、及び通信インターフェース１２７に所定の大きさの電圧を印加する。また、電源１２５は、デジタルバス１０１を実現するケーブルを介して、超音波プローブ１１が備える各部に電源を供給する。
【００７９】
通信インターフェース１２６は、デジタルバス１０１を介して超音波プローブ１１と接続され、超音波プローブ１１との間でデータ通信を行う。
【００８０】
通信インターフェース１２７は、無線ネットワーク１０４を介して装置本体２と接続され、装置本体２との間でデータ通信を行う。
【００８１】
装置本体２Ａは、処理回路２１、内部記憶回路２２、画像メモリ２３、画像データベース２４、ディスプレイ２５、入力インターフェース２６、通信インターフェース２８Ａ、及び通信インターフェース２９を有する。
【００８２】
処理回路２１、内部記憶回路２２、画像メモリ２３、画像データベース２４、ディスプレイ２５、及び入力インターフェース２６の構成及び機能は、図２に示される処理回路２１、内部記憶回路２２、画像メモリ２３、画像データベース２４、ディスプレイ２５、及び入力インターフェース２６の構成及び機能と同様である。
【００８３】
通信インターフェース２８Ａは、無線ネットワーク１０４を介して中間コントローラ１５と接続され、中間コントローラ１５との間でデータ通信を行う。
【００８４】
第２の実施形態によれば、超音波プローブ１１と、装置本体２との間で受信信号、及び超音波制御信号が伝送される伝送路のうち、中間コントローラ１５と装置本体２との間の伝送路が、無線ネットワーク１０４により実現される。これにより、超音波プローブシステム１Ａと装置本体２Ａとの間の配線が不要となり、超音波送受信操作に関する操作性がより向上する。
【００８５】
［他の実施形態］
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、信号処理機能２１１、及び画像生成機能２１２を、装置本体２が備える処理回路２１が有していたがこれに限定されない。例えば、超音波プローブ１１が信号処理機能２１１、及び画像生成機能２１２と同様の機能を有する処理回路を有するようにしてもよい。これにより、例えば、装置本体２に信号処理機能２１１、及び画像生成機能２１２を実現する専用ソフトウェアのインストールが不要となり、装置本体２の汎用性を向上させることができる。
【００８６】
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ））、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図２における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
【００８７】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、中間コントローラの回路規模を大きくすることなく、超音波送受信操作に関する操作性を向上させることが可能となる。
【００８８】
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同様に、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】
【００８９】
１、１Ａ…超音波プローブシステム
２、２Ａ…装置本体
１１…超音波プローブ
１２、１２Ａ…中間コントローラ
２１…処理回路
２２…内部記憶回路
２３…画像メモリ
２４…画像データベース
２５…ディスプレイ
２６…入力インターフェース
２８、２８Ａ…通信インターフェース
２９…通信インターフェース
３０…外部装置
９０…ネットワーク
１０１…デジタルバス
１０２…デジタルバス
１０３…無線ネットワーク
１０４…無線ネットワーク
１１１…超音波振動子
１１２…送信回路
１１３…送受信制御回路
１１４…送信遅延回路
１１５…パルサ
１１６…送受信スイッチ
１１７…低雑音増幅器
１１８…タイムゲインコントローラ
１１９…遅延加算回路
１２０…受信回路
１２１…通信インターフェース
１５１…通信インターフェース
１５２…入力インターフェース
１５３…双方向トランシーバ
１５４…制御回路
１５５…電源
１５６…通信インターフェース
１５７…通信インターフェース
２１１…信号処理機能
２１２…画像生成機能
２１３…表示制御機能
２１４…システム制御機能
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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