(57)【要約】【課題】内蔵のバッテリに充電を行っても高品質の超音波画像を得ることができる超音波プローブ、超音波プローブの制御方法および超音波システムを提供する。【解決手段】超音波プローブは、振動子アレイ１１と、送受信部１４と、送受信部１４による超音波の送受信を制御する超音波送受信制御部１５と、画像情報データ生成部１９と、無線通信部１８と、バッテリ２２と、バッテリ２２を充電する充電部２４と、充電部２４によるバッテリ２２の充電を制御する充電制御部２３と、超音波送受信制御部１５および充電制御部２３を制御することにより、超音波画像のそれぞれのフレームを生成するために送受信部１４により受信データが取得される受信データ取得期間と、充電部２４によりバッテリ２２が充電される充電期間とを、互いに分離するタイミング制御部２５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動子アレイと、
前記振動子アレイから超音波を送信し、超音波エコーを受信した前記振動子アレイから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して受信データを取得した後、前記受信データに受信フォーカス処理を施すことにより音線信号を生成する送受信部と、
前記送受信部による超音波の送受信を制御する超音波送受信制御部と、
前記送受信部により生成された前記音線信号に基づいて画像情報データを生成する画像情報データ生成部と、
前記画像情報データ生成部により生成された前記画像情報データを画像表示装置に無線送信する無線通信部と、
電力供給のためのバッテリと、
外部電源に接続されることにより前記バッテリを充電する充電部と、
前記充電部による前記バッテリの充電を制御する充電制御部と、
前記超音波送受信制御部および前記充電制御部を制御することにより、超音波画像のそれぞれのフレームを生成するために前記送受信部により前記受信データが取得される受信データ取得期間と、前記充電部により前記バッテリが充電される充電期間とを、互いに分離するタイミング制御部と
を備える超音波プローブ。
【請求項２】
前記充電部と前記外部電源との間に配置されたスイッチング素子を備え、
前記タイミング制御部は、前記受信データ取得期間においては、前記スイッチング素子をオフ状態にして前記充電部を前記外部電源から切り離し、前記充電期間においては、前記スイッチング素子をオン状態にして前記充電部を前記外部電源に接続する請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項３】
前記充電部は、
前記外部電源に接続されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に接続され且つ前記外部電源から供給される電力により前記バッテリを充電するための充電回路と
を含み、
前記タイミング制御部は、前記受信データ取得期間においては、前記スイッチング素子をオフ状態にして前記充電回路を前記外部電源から切り離し、前記充電期間においては、前記スイッチング素子をオン状態にして前記充電回路を前記外部電源に接続する請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項４】
前記充電部による前記バッテリの充電中も、前記バッテリから前記超音波プローブ内の各回路に電力が供給される請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項５】
前記充電部による前記バッテリの充電中は、前記外部電源から前記超音波プローブ内の各回路に電力が供給される請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項６】
前記タイミング制御部は、前記超音波送受信制御部および前記充電制御部を制御することにより、前記充電部による前記バッテリの充電中に前記送受信部により前記受信データの取得を行う場合に、前記超音波画像のそれぞれのフレームを生成するための前記受信データの取得と、前記バッテリの充電とを、交互に実行させる請求項１〜５のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項７】
前記バッテリの残量を検出する残量検出部をさらに備え、
前記タイミング制御部は、前記超音波送受信制御部および前記充電制御部を制御することにより、前記充電部による前記バッテリの充電中に前記送受信部により前記受信データの取得を行い且つ前記残量検出部により検出された前記バッテリの残量が定められた値以上の場合に、複数のフレームにおける前記受信データの取得が完了した後に前記充電部により前記バッテリの充電を行わせる請求項１〜６のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項８】
前記充電部は、商用電源に接続され、前記商用電源から充電用の電力供給を受けることにより前記バッテリを充電する請求項１〜７のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項９】
前記充電部は、前記画像表示装置に有線接続され、前記画像表示装置から充電用の電力供給を受けることにより前記バッテリを充電する請求項１〜７のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項１０】
前記画像情報データは、前記送受信部により生成された前記音線信号に超音波の反射位置の深度に応じた減衰補正および包絡線検波処理を施した信号である請求項１〜９のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項１１】
前記画像情報データは、前記送受信部により生成された前記音線信号に超音波の反射位置の深度に応じた減衰補正および包絡線検波処理を施し、且つ、定められた画像表示方式に従って変換された超音波画像信号である請求項１〜１０のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項１２】
前記送受信部は、
前記振動子アレイから超音波の送信を行わせる送信部と、
超音波エコーを受信した前記振動子アレイから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して前記受信データを取得した後、前記受信データに受信フォーカス処理を施すことにより音線信号を生成する受信部と
を含む請求項１〜１１のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項１３】
前記受信データ取得期間は、診断用の超音波画像のそれぞれのフレームを生成するために前記送受信部により前記受信データが取得される期間である請求項１〜１２のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
【請求項１４】
振動子アレイから超音波を送信し、
超音波エコーを受信した前記振動子アレイから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して受信データを取得した後、前記受信データに受信フォーカス処理を施すことにより音線信号を生成し、
生成された前記音線信号に基づいて画像情報データを生成し、
生成された前記画像情報データを画像表示装置に無線送信し、
充電部を外部電源に接続することによりバッテリを充電し、
超音波画像のそれぞれのフレームを生成するために前記送受信部により前記受信データが取得される受信データ取得期間と、前記充電部により前記バッテリが充電される充電期間とを、互いに分離する
超音波プローブの制御方法。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の超音波プローブと、
前記超音波プローブの前記無線通信部により無線送信された前記画像情報データに基づいて超音波画像を表示する前記画像表示装置と
を備える超音波システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波プローブおよび超音波プローブの制御方法に係り、特に、画像表示装置に無線接続され且つバッテリを有する超音波プローブおよび超音波プローブの制御方法に関する。
また、本発明は、超音波プローブと画像表示装置からなる超音波システムにも関している。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置が実用化されている。一般に、この種の超音波診断装置は、振動子アレイを内蔵した超音波プローブと、この超音波プローブに接続された装置本体とを有しており、超音波プローブから被検体に向けて超音波を送信し、被検体からの超音波エコーを超音波プローブで受信し、その受信信号を装置本体で電気的に処理することにより超音波画像が生成される。
【０００３】
近年、例えば、特許文献１に開示されているように、超音波プローブと装置本体との間を無線通信により接続することにより、超音波プローブの操作性、機動性を向上させようとする超音波診断装置が開発されている。
このような無線型の超音波診断装置では、超音波プローブ内に電源として再充電可能なバッテリが内蔵されており、バッテリの充電が必要な場合に、外部電源からバッテリに給電を行うことによりバッテリを充電している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２１１７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、超音波プローブに内蔵されているバッテリの充電を行う際には、外部電源からバッテリに充電電流が流れることから、超音波プローブ内にノイズが発生する場合がある。このため、バッテリの充電中に、超音波プローブの振動子アレイによりアナログ信号である受信信号を取得すると、取得された受信信号にバッテリの充電に起因したノイズの影響が及ぶおそれがある。このようなノイズの影響を受けた受信信号に基づいて超音波画像を生成しても、高品質の超音波画像を得ることはできない。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたものであり、内蔵のバッテリに充電を行っても高品質の超音波画像を得ることができる超音波プローブおよび超音波プローブの制御方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、このような超音波プローブを用いた超音波システムを提供することも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る超音波プローブは、振動子アレイと、振動子アレイから超音波を送信し、超音波エコーを受信した振動子アレイから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して受信データを取得した後、受信データに受信フォーカス処理を施すことにより音線信号を生成する送受信部と、送受信部による超音波の送受信を制御する超音波送受信制御部と、送受信部により生成された音線信号に基づいて画像情報データを生成する画像情報データ生成部と、画像情報データ生成部により生成された画像情報データを画像表示装置に無線送信する無線通信部と、電力供給のためのバッテリと、外部電源に接続されることによりバッテリを充電する充電部と、充電部によるバッテリの充電を制御する充電制御部と、超音波送受信制御部および充電制御部を制御することにより、超音波画像のそれぞれのフレームを生成するために送受信部により受信データが取得される受信データ取得期間と、充電部によりバッテリが充電される充電期間とを、互いに分離するタイミング制御部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
充電部と外部電源との間に配置されたスイッチング素子を備え、タイミング制御部は、受信データ取得期間においては、スイッチング素子をオフ状態にして充電部を外部電源から切り離し、充電期間においては、スイッチング素子をオン状態にして充電部を外部電源に接続することが好ましい。
あるいは、充電部は、外部電源に接続されるスイッチング素子と、スイッチング素子に接続され且つ外部電源から供給される電力によりバッテリを充電するための充電回路とを含み、タイミング制御部は、受信データ取得期間においては、スイッチング素子をオフ状態にして充電回路を外部電源から切り離し、充電期間においては、スイッチング素子をオン状態にして充電回路を外部電源に接続することが好ましい。
また、充電部によるバッテリの充電中も、バッテリから超音波プローブ内の各回路に電力が供給されるように構成することができる。あるいは、充電部によるバッテリの充電中は、外部電源から超音波プローブ内の各回路に電力が供給されるように構成してもよい。
【０００９】
タイミング制御部は、超音波送受信制御部および充電制御部を制御することにより、充電部によるバッテリの充電中に送受信部により受信データの取得を行う場合に、超音波画像のそれぞれのフレームを生成するための受信データの取得と、バッテリの充電とを、交互に実行させることができる。
あるいは、バッテリの残量を検出する残量検出部をさらに備え、タイミング制御部は、超音波送受信制御部および充電制御部を制御することにより、充電部によるバッテリの充電中に送受信部により受信データの取得を行い且つ残量検出部により検出されたバッテリの残量が定められた値以上の場合に、複数のフレームにおける受信データの取得が完了した後に充電部によりバッテリの充電を行わせることもできる。
【００１０】
充電部は、商用電源に接続され、商用電源から充電用の電力供給を受けることによりバッテリを充電するように構成することができる。
あるいは、充電部は、画像表示装置に有線接続され、画像表示装置から充電用の電力供給を受けることによりバッテリを充電するように構成することもできる。
【００１１】
画像情報データとして、送受信部により生成された音線信号に超音波の反射位置の深度に応じた減衰補正および包絡線検波処理を施した信号を用いることができる。
あるいは、画像情報データとして、送受信部により生成された音線信号に超音波の反射位置の深度に応じた減衰補正および包絡線検波処理を施し、且つ、定められた画像表示方式に従って変換された超音波画像信号を用いることもできる。
また、送受信部は、振動子アレイから超音波の送信を行わせる送信部と、超音波エコーを受信した振動子アレイから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して受信データを取得した後、受信データに受信フォーカス処理を施すことにより音線信号を生成する受信部とを含むことが好ましい。
受信データ取得期間は、診断用の超音波画像のそれぞれのフレームを生成するために送受信部により受信データが取得される期間である。
【００１２】
本発明に係る超音波プローブの制御方法は、振動子アレイから超音波を送信し、超音波エコーを受信した振動子アレイから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して受信データを取得した後、受信データに受信フォーカス処理を施すことにより音線信号を生成し、生成された音線信号に基づいて画像情報データを生成し、生成された画像情報データを無線送信し、充電部を外部電源に接続することによりバッテリを充電し、超音波画像のそれぞれのフレームを生成するために送受信部により受信データが取得される受信データ取得期間と、充電部によりバッテリが充電される充電期間とを、互いに分離することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る超音波システムは、上記の超音波プローブと、超音波プローブの無線通信部により無線送信された画像情報データに基づいて超音波画像を表示する画像表示装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、タイミング制御部が、超音波送受信制御部および充電制御部を制御することにより、超音波画像のそれぞれのフレームを生成するために送受信部により受信データが取得される受信データ取得期間と、充電部によりバッテリが充電される充電期間とを、互いに分離するので、内蔵のバッテリに充電を行っても高品質の超音波画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る超音波プローブを備えた超音波システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る超音波プローブにおける受信部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る超音波プローブにＡＣ（Alternate Current：交流電流）アダプタを接続した状態を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１における受信データ取得期間と充電期間との関係を示すタイミング図である。
【図５】本発明の実施の形態１の変形例における充電部の内部構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る超音波プローブに画像表示装置を有線接続した状態を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る超音波プローブを備えた超音波システムの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態３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９】本発明の実施の形態３における受信データ取得期間と充電期間との関係を示すタイミング図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る超音波プローブを備えた超音波システムの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、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に、本発明の実施の形態１に係る超音波プローブ１を備えた超音波システムの構成を示す。超音波システムは、超音波プローブ１と画像表示装置３を備えており、超音波プローブ１と画像表示装置３とは、無線通信により接続されている。
超音波プローブ１は、振動子アレイ１１を備えており、振動子アレイ１１に、送信部１２および受信部１３がそれぞれ接続されている。送信部１２および受信部１３は、送受信部１４を形成しており、送信部１２および受信部１３に超音波送受信制御部１５が接続されている。受信部１３には、信号処理部１６、画像処理部１７および無線通信部１８が順次接続されている。信号処理部１６および画像処理部１７は、画像情報データ生成部１９を形成している。
【００１７】
無線通信部１８に、通信制御部２０が接続され、超音波送受信制御部１５、信号処理部１６、画像処理部１７および通信制御部２０に、プローブ制御部２１が接続されている。
超音波プローブ１は、バッテリ２２を内蔵している。
また、プローブ制御部２１に、充電制御部２３を介して充電部２４が接続され、充電部２４にバッテリ２２が接続されている。充電部２４には、スイッチング素子ＳＷを介して接続コネクタ３０が接続されている。
さらに、プローブ制御部２１に、タイミング制御部２５が接続され、タイミング制御部２５に、超音波送受信制御部１５と充電制御部２３とスイッチング素子ＳＷが接続されている。
送信部１２、受信部１３、超音波送受信制御部１５、信号処理部１６、画像処理部１７、通信制御部２０、プローブ制御部２１、充電制御部２３およびタイミング制御部２５により、プローブ側プロセッサ２６が構成されている。
【００１８】
振動子アレイ１１は、１次元または２次元に配列された複数の超音波振動子を有している。これらの振動子は、それぞれ送信部１２から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に被検体からの反射波を受信してアナログの受信信号を出力する。各振動子は、例えば、ＰＺＴ（Lead Zirconate Titanate：チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック、ＰＶＤＦ（Poly Vinylidene Di Fluoride：ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子およびＰＭＮ−ＰＴ（Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate：マグネシウムニオブ酸鉛−チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成した素子を用いて構成される。
【００１９】
超音波送受信制御部１５は、送受信部１４の送信部１２および受信部１３を制御することにより、プローブ制御部２１から指示された検査モードおよび走査方式に基づいて、超音波ビームの送信および超音波エコーの受信を行う。ここで、検査モードとは、Ｂ（Brightness：輝度）モード、ＣD（Color Doppler：カラードプラ）モード、ＰＤ（Power Doppler：パワードプラ）モード、Ｍ（Motion：モーション）モード、ＰＷ（Pulse Wave doppler：パルスドプラ）モード、ＣＷ（Continuous Wave doppler：連続波ドプラ）モード等、超音波診断装置において使用可能な検査モードのうちのいずれかを示し、走査方式は、電子セクタ走査方式、電子リニア走査方式、電子コンベックス走査方式等の走査方式のうちのいずれかを示すものとする。
【００２０】
送受信部１４の送信部１２は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、超音波送受信制御部１５からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、振動子アレイ１１の複数の振動子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それぞれの駆動信号を、遅延量を調節して複数の振動子に供給する。このように、振動子アレイ１１の振動子の電極にパルス状または連続波状の電圧が印加されると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状または連続波状の超音波が発生して、それらの超音波の合成波から、超音波ビームが形成される。
【００２１】
送信された超音波ビームは、例えば、被検体の部位等の対象において反射され、振動子アレイ１１に向かって伝搬する。このように振動子アレイ１１に向かって伝搬する超音波は、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの振動子により受信される。この際に、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの振動子は、伝搬する超音波エコーを受信することにより伸縮して電気信号を発生させ、これらの電気信号を受信部１３に出力する。
【００２２】
送受信部１４の受信部１３は、超音波送受信制御部１５からの制御信号に従って、振動子アレイ１１から出力される受信信号の処理を行う。図２に示すように、受信部１３は、増幅部２７、ＡＤ（Analog Digital）変換部２８およびビームフォーマ２９が直列接続された構成を有している。増幅部２７は、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの振動子から入力されたアナログ信号である受信信号を増幅し、増幅した受信信号をＡＤ変換部２８に送信する。ＡＤ変換部２８は、増幅部２７から送信されたアナログの受信信号をデジタル信号に変換して受信データを取得し、この受信データをビームフォーマ２９に送出する。ビームフォーマ２９は、超音波送受信制御部１５からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づき、設定された音速に従う各受信データにそれぞれの遅延を与えて加算（整相加算）を施す、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音線信号が生成される。
【００２３】
画像情報データ生成部１９の信号処理部１６は、受信部１３のビームフォーマ２９により生成された音線信号に対して、超音波が反射した位置の深度に応じて伝搬距離に起因する減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施して、被検体内の組織に関する断層画像情報である信号を生成する。
画像情報データ生成部１９の画像処理部１７は、信号処理部１６により生成された信号を、通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号にラスター変換し、このようにして生成された画像信号に対して、明るさ補正、諧調補正、シャープネス補正および色補正等の各種の必要な画像処理を施すことにより超音波画像信号を生成した後、超音波画像信号を画像情報データとして無線通信部１８に送出する。
【００２４】
無線通信部１８は、電波の送信および受信を行うためのアンテナを含んでおり、画像処理部１７により生成された超音波画像信号に基づいてキャリアを変調して伝送信号を生成し、伝送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、超音波画像信号を無線送信する。キャリアの変調方式としては、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying：振幅偏移変調）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying：位相偏移変調）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：四位相偏移変調）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation：１６直角位相振幅変調）等が用いられる。
【００２５】
通信制御部２０は、プローブ制御部２１により設定された送信電波強度で超音波画像信号の送信が行われるように無線通信部１８を制御する。
プローブ制御部２１は、予め記憶しているプログラム等に基づいて、超音波プローブ１の各部の制御を行う。
超音波プローブ１に内蔵されたバッテリ２２は、再充電可能なバッテリであり、超音波プローブ１内の各回路に動作用の電力を供給する。
【００２６】
充電制御部２３は、プローブ制御部２１の制御の下で、充電部２４からバッテリ２２に電力を供給することにより、バッテリ２２の充電を実行する。
充電部２４は、超音波プローブ１の外部の電源に接続され、充電制御部２３の制御の下で、バッテリ２２に充電電力を供給する。充電部２４は、例えば、回路により構成されている。好ましくは、充電部２４は、接続コネクタ３０を介して外部の電源と接続された場合にのみ動作する。
接続コネクタ３０は、超音波プローブ１に外部の電源を接続するためのコネクタである。
スイッチング素子ＳＷは、充電部２４と接続コネクタ３０との間に配置されており、タイミング制御部２５の制御によりオン状態またはオフ状態とされ、オン状態になると、充電部２４を接続コネクタ３０に接続し、オフ状態になると、充電部２４を接続コネクタ３０から切り離す。スイッチング素子ＳＷとしては、例えば、バイポーラトランジスタ、ＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）、サイリスタ等を用いることができる。
【００２７】
タイミング制御部２５は、超音波送受信制御部１５および充電制御部２３を制御することにより、超音波画像のそれぞれのフレームを生成するために送受信部１４により受信データが取得される受信データ取得期間と、充電部２４によりバッテリ２２が充電される充電期間とを、互いに分離する。すなわち、タイミング制御部２５は、送受信部１４により１フレームを生成するための受信データの取得がなされている間は、充電部２４によりバッテリ２２が充電されないように、超音波送受信制御部１５および充電制御部２３を制御する。
なお、受信データ取得期間は、診断用の超音波画像のそれぞれのフレームを生成するために送受信部１４により受信データが取得される期間のことをいうものとする。
また、タイミング制御部２５は、受信データ取得期間においては、スイッチング素子ＳＷをオフ状態にして充電部２４を接続コネクタ３０から切り離し、一方、充電期間においては、スイッチング素子ＳＷをオン状態にして充電部２４を接続コネクタ３０に接続する。
【００２８】
ここで、受信データ取得期間とは、１フレームの超音波画像を生成するための最初の走査線に対応して振動子アレイ１１から超音波を送信した時点から、１フレームの超音波画像を生成するための最後の走査線に対応する受信データを受信部１３のＡＤ変換部２８により取得するまでの期間を指すものとする。
また、充電期間は、接続コネクタ３０に接続された外部の電源からの充電電力を充電部２４によりバッテリ２２に供給している期間を指すものとする。
【００２９】
接続コネクタ３０に外部の電源が接続されていない場合、または、接続コネクタ３０に外部の電源が接続されていてもスイッチング素子ＳＷがオフ状態になっている場合は、充電部２４に外部の電源が接続されていない状態であり、超音波プローブ１内で消費される電力は全てバッテリ２２から供給され、このバッテリ２２から供給される電力自体にはノイズは含まれないか、あるいは、ノイズがあっても画質に問題となるレベルではない。
一方、接続コネクタ３０およびスイッチング素子ＳＷを介して充電部２４に外部の電源が接続されている場合には、充電部２４に外部の電源から電力が供給され、外部の電源からバッテリ２２に充電電流が流れることから、充電動作に伴うノイズが超音波プローブ１内にノイズが発生するおそれがある。
【００３０】
また、充電部２４の構成によっては、外部の電源が接続されると、バッテリ２２を超音波プローブ１内の各回路から切り離し、外部の電源から超音波プローブ１内の各回路に電力を供給するようにすることも可能である。この場合、バッテリ２２は、超音波プローブ１内の各回路への電力供給を行わないため、充電部２４に外部の電源が接続されている間は、バッテリ２２の放電が進むことはなく、バッテリ２２への充電のみが行われることで充電時間の短縮が可能になるが、外部の電源においてノイズが発生した場合、または、外部の電源から充電部２４まで電力を供給するケーブルに外来ノイズが重畳した場合には、超音波プローブ１内の各回路に電力供給とともにそれらのノイズも混入することとなる。
【００３１】
このようなノイズに対して、超音波プローブ１内におけるアナログの電気信号は大きな影響を受ける。特に、送受信波形の微小な位相差を検出する必要があるドプラモードにおいては、アナログの受信信号へのノイズの影響は顕著である。ところが、デジタルの電気信号がノイズから受ける影響は小さい。すなわち、振動子アレイ１１から超音波を送信した後に超音波エコーを受信した振動子アレイ１１から出力されるアナログの受信信号は、ノイズの影響を大きく受けるが、受信部１３のＡＤ変換部２８によりデジタル化された受信データは、ノイズの影響を大きく受けることがない。
【００３２】
上記の受信データ取得期間内においては、超音波エコーを受信した振動子アレイ１１からアナログの受信信号が出力されているが、受信データ取得期間を過ぎると、アナログの受信信号はすべてデジタル信号に変換されて受信データが取得されている状態となっている。
そこで、タイミング制御部２５が、受信データ取得期間と充電期間とを互いに分離するように、超音波送受信制御部１５および充電制御部２３を制御し、且つ、受信データ取得期間においては、スイッチング素子ＳＷをオフ状態にして充電部２４を接続コネクタ３０から切り離し、一方、充電期間においては、スイッチング素子ＳＷをオン状態にして充電部２４を接続コネクタ３０に接続するように、スイッチング素子ＳＷを制御する。これにより、バッテリ２２の充電に起因して発生するノイズがアナログの受信信号に影響を及ぼすことを防止することができる。
【００３３】
一方、画像表示装置３は、無線通信部３２を備えており、無線通信部３２に、表示制御部３３および表示部３４が順次接続されている。また、無線通信部３２に、通信制御部３５が接続され、表示制御部３３および通信制御部３５に本体制御部３６が接続されている。また、本体制御部３６には、操作部３７および格納部３８が接続されている。本体制御部３６と格納部３８とは、双方向に情報の受け渡しが可能に接続されている。
さらに、表示制御部３３、通信制御部３５および本体制御部３６により、表示装置側プロセッサ３９が構成されている。
また、画像表示装置３は、電源部４０を備えている。
超音波プローブ１の無線通信部１８と画像表示装置３の無線通信部３２とは、双方向に情報の受け渡しが可能に接続されており、これにより、超音波プローブ１と画像表示装置３とが無線通信により接続される。
【００３４】
無線通信部３２は、電波の送信および受信を行うためのアンテナを含んでおり、超音波プローブ１の無線通信部１８により送信された伝送信号を、アンテナを介して受信し、受信した伝送信号を復調することにより、超音波画像信号を出力する。
通信制御部３５は、超音波プローブ１の無線通信部１８から伝送信号の受信が行われるように画像表示装置３の無線通信部３２を制御する。
【００３５】
表示制御部３３は、本体制御部３６の制御の下、無線通信部３２により復調された超音波画像信号に所定の処理を施して、表示部３４に表示可能な画像を生成する。
本体制御部３６は、格納部３８等に予め記憶されているプログラムおよび操作部３７を介したユーザの操作に基づいて、画像表示装置３の各部の制御を行う。
【００３６】
表示部３４は、表示制御部３３により生成された画像を表示するものであり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）等のディスプレイ装置を含む。
操作部３７は、ユーザが入力操作を行うためのものであり、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッドおよびタッチパネル等を備えて構成することができる。
【００３７】
格納部３８は、画像表示装置３の動作プログラム等を格納するものであり、格納部３８として、ＨＤＤ（Hard Disc Drive：ハードディスクドライブ）、ＳＳＤ（Solid State Drive：ソリッドステートドライブ）、ＦＤ（Flexible Disc：フレキシブルディスク）、ＭＯディスク（Magneto-Optical disc：光磁気ディスク）、ＭＴ（Magnetic Tape：磁気テープ）、ＲＡＭ（Random Access Memory：ランダムアクセスメモリ）、ＣＤ（Compact Disc：コンパクトディスク）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc：デジタルバーサタイルディスク）、ＳＤカード（Secure Digital card：セキュアデジタルカード）、ＵＳＢメモリ（Universal Serial Bus memory：ユニバーサルシリアルバスメモリ）等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。
【００３８】
電源部４０は、画像表示装置３内の各回路に動作用の電力を供給する。電源部４０は、例えば１００Ｖの商用電源に接続されて、商用電源からの電力を画像表示装置３内の各回路に供給するものであってもよく、あるいは、電源部４０を再充電可能なバッテリから構成することもできる。
【００３９】
なお、超音波プローブ１の送信部１２、受信部１３、超音波送受信制御部１５、信号処理部１６、画像処理部１７、通信制御部２０、プローブ制御部２１、充電制御部２３およびタイミング制御部２５を有するプローブ側プロセッサ２６と、画像表示装置３の表示制御部３３、通信制御部３５および本体制御部３６を有する表示装置側プロセッサ３９は、それぞれ、ＣＰＵ、および、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための制御プログラムから構成されるが、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array：フィールドプログラマブルゲートアレイ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor：デジタルシグナルプロセッサ）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：アプリケーションスペシフィックインテグレイティッドサーキット）、その他のＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）、もしくは、それらを組み合わせたデジタル回路を用いて構成されてもよい。
【００４０】
また、プローブ側プロセッサ２６の送信部１２、受信部１３、超音波送受信制御部１５、信号処理部１６、画像処理部１７、通信制御部２０、プローブ制御部２１、充電制御部２３およびタイミング制御部２５を部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵに統合させて構成することもできる。同様に、表示装置側プロセッサ３９の表示制御部３３、通信制御部３５および本体制御部３６も、部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵに統合させて構成することができる。
【００４１】
超音波プローブ１と画像表示装置３からなる超音波システムの動作について説明する。
まず、超音波プローブ１において、超音波送受信制御部１５の制御の下、送受信部１４の送信部１２からの駆動信号に従って振動子アレイ１１の複数の振動子から超音波ビームが送信され、被検体からの超音波エコーを受信した各振動子からアナログ信号である受信信号が受信部１３に出力され、増幅部２７で増幅され、ＡＤ変換部２８でＡＤ変換されて受信データが取得される。この受信データに対して、ビームフォーマ２９により受信フォーカス処理を施すことにより、超音波画像のそれぞれのフレームに対応する音線信号が生成される。
【００４２】
受信部１３のビームフォーマ２９により生成された音線信号は、画像情報データ生成部１９の信号処理部１６において、反射位置の深度に応じた減衰の補正および包絡線検波処理が施されることで被検体内の組織に関する断層画像情報である信号となり、さらに、画像処理部１７において、ラスター変換され、各種の必要な画像処理が施されることで、画像情報データとして超音波画像信号が生成され、無線通信部１８に送出される。超音波画像信号は、超音波プローブ１の無線通信部１８から画像表示装置３に向けて無線送信される。
【００４３】
画像情報データとして超音波プローブ１の無線通信部１８から無線送信された超音波画像信号は、画像表示装置３の無線通信部３２により受信されて復調された後、表示制御部３３に送られ、表示部３４に超音波画像が表示される。
【００４４】
超音波プローブ１の使用に応じてバッテリ２２の残量が減少した際には、図３に示されるように、超音波プローブ１の接続コネクタ３０に、ケーブル４１を介してＡＣ（Alternate Current：交流電流）アダプタ４２を接続し、ＡＣアダプタ４２を商用電源に接続する。商用電源の電圧値は、特に限定されないが、例えば１００Ｖ、２００Ｖ、１２０−２４０Ｖ等の商用電源を利用することができる。これにより、充電制御部２３の制御の下で、超音波プローブ１の充電部２４によりバッテリ２２に充電電力を供給してバッテリ２２を充電することが可能となる。
【００４５】
ここで、送受信部１４により受信データの取得を行うことなく、すなわち、超音波プローブ１を使用して診断を行うことなく、充電部２４によりバッテリ２２の充電のみを行う場合には、タイミング制御部２５の制御によりスイッチング素子ＳＷをオン状態として、商用電源（外部の電源）から充電部２４に電力を供給し、充電部２４からバッテリ２２に充電電力を連続して供給することにより、バッテリ２２を充電することができる。
【００４６】
一方、充電部２４によるバッテリ２２の充電中においても、超音波プローブ１を使用した診断を行う必要があり、送受信部１４により受信データの取得を行う場合には、図４に示されるように、それぞれのフレームを生成するために送受信部１４により受信データの取得Ｓが行われる受信データ取得期間Ｔ１と、充電部２４によりバッテリ２２の充電Ｃが行われる充電期間Ｔ２とが、互いに分離されるように、超音波送受信制御部１５および充電制御部２３がタイミング制御部２５により制御され、受信データ取得期間Ｔ１においては、スイッチング素子ＳＷがタイミング制御部２５によりオフ状態に制御されることで、充電部２４が接続コネクタ３０から切り離され、一方、充電期間Ｔ２においては、スイッチング素子ＳＷがタイミング制御部２５によりオン状態に制御されることで、充電部２４が接続コネクタ３０に接続される。
【００４７】
特に、実施の形態１に係る超音波プローブ１においては、図４に示されるように、送受信部１４による１フレーム分の受信データの取得Ｓと、充電部２４によるバッテリ２２の充電Ｃとが、同時に行われることなく、交互に実行される。すなわち、送受信部１４により１フレーム分の受信データの取得Ｓがなされた後に、充電部２４によりバッテリ２２の充電Ｃが行われる。
【００４８】
充電部２４によりバッテリ２２の充電を行う際には、ＡＣアダプタ４２、ケーブル４１、接続コネクタ３０および充電部２４を介してバッテリ２２に充電電流が流れることから、超音波プローブ１内にノイズが発生するおそれがあるが、１フレーム分の受信データの取得Ｓが行われる受信データ取得期間Ｔ１と、充電部２４によるバッテリ２２の充電Ｃが行われる充電期間Ｔ２とが互いに分離され、さらに、受信データ取得期間Ｔ１においては、スイッチング素子ＳＷがオフ状態とされて充電部２４が接続コネクタ３０から切り離されているため、バッテリ２２の充電Ｃに起因するノイズの影響が、受信データ取得期間Ｔ１内において振動子アレイ１１から出力されるアナログの受信信号に及ぶことを防止することができる。従って、ノイズの影響を受けていないアナログの受信信号をＡＤ変換して取得された受信データに基づいて、ビームフォーマ２９により音線信号が生成され、音線信号に基づいて、画像情報データ生成部１９により画像情報データが生成されることとなる。
【００４９】
このようにして、超音波プローブ１において、それぞれのフレームを生成するための受信データの取得Ｓと充電部２４によるバッテリ２２の充電Ｃとが交互に実行され、画像情報データを受信した画像表示装置３において、超音波画像が表示部３４に表示される。
従って、バッテリ２２の充電Ｃに起因するノイズの影響を受けることなく、送受信部１４により受信データが取得され、この受信データから音線信号が生成され、さらに音線信号に基づいて生成された画像情報データが超音波プローブ１から画像表示装置３に無線送信されることとなり、画像表示装置３に高品質の超音波画像を表示することが可能となる。
【００５０】
また、１つのフレームを生成するための受信データの取得Ｓが行われる受信データ取得期間Ｔ１と次のフレームを生成するための受信データの取得Ｓが行われる受信データ取得期間Ｔ１との間で、バッテリ２２の充電Ｃが行われるため、超音波プローブ１の操作性を損なうことなくバッテリ２２を充電することが可能となる。
【００５１】
なお、上記の実施の形態１においては、充電部２４と接続コネクタ３０との間にスイッチング素子ＳＷが配置されているが、例えば、図５に示されるように、スイッチング素子ＳＷを含む充電部２４Ａを接続コネクタ３０に接続し、タイミング制御部２５により充電部２４Ａのスイッチング素子ＳＷを制御するように構成することもできる。
充電部２４Ａは、接続コネクタ３０に接続されたスイッチング素子ＳＷと、スイッチング素子ＳＷに接続された充電回路２４Ｂとを含んでいる。バッテリ２２は、充電回路２４Ｂに接続される。充電回路２４は、接続コネクタ３０を介して接続された商用電源等の外部電源から供給される電力によりバッテリ２２を充電するための回路である。
受信データ取得期間Ｔ１においては、スイッチング素子ＳＷがタイミング制御部２５によりオフ状態に制御されることで、充電部２４の充電回路２４Ｂが接続コネクタ３０から切り離され、一方、充電期間Ｔ２においては、スイッチング素子ＳＷがタイミング制御部２５によりオン状態に制御されることで、充電部２４の充電回路２４Ｂが接続コネクタ３０に接続される。
このような構成としても、バッテリ２２の充電Ｃに起因するノイズの影響が、受信データ取得期間Ｔ１内において振動子アレイ１１から出力されるアナログの受信信号に及ぶことを防止することができる。
【００５２】
実施の形態２
上記の実施の形態１においては、超音波プローブ１にＡＣアダプタ４２を介して商用電源に接続することにより、バッテリ２２の充電を行ったが、これに限るものではない。
図６に示されるように、接続ケーブル５１を介して実施の形態２に係る超音波プローブ１Ａを画像表示装置３Ａに有線接続し、画像表示装置３Ａから充電用の電力供給を受けることにより超音波プローブ１Ａのバッテリ２２を充電することもできる。
超音波プローブ１Ａは、接続ケーブル５１の一端を脱着可能に接続する接続コネクタ５２を備え、画像表示装置３Ａは、接続ケーブル５１の他端を脱着可能に接続する接続コネクタ５３を備えている。
【００５３】
実施の形態２に係る超音波プローブ１Ａと画像表示装置３Ａとからなる超音波システムの構成を図７に示す。
超音波プローブ１Ａは、図１に示した実施の形態１の超音波プローブ１において、プローブ制御部２１の代わりにプローブ制御部２１Ａを備えたものであり、接続コネクタ５２およびプローブ制御部２１Ａ以外は、実施の形態１の超音波プローブ１と同様の構成を有している。
また、送信部１２、受信部１３、超音波送受信制御部１５、信号処理部１６、画像処理部１７、通信制御部２０、プローブ制御部２１Ａ、充電制御部２３およびタイミング制御部２５により、プローブ側プロセッサ２６Ａが構成されている。
【００５４】
超音波プローブ１Ａの接続コネクタ５２に接続ケーブル５１の一端が接続されると、接続ケーブル５１の接続線５４がスイッチング素子ＳＷを介して充電部２４に接続され、接続ケーブル５１の接続線５５が画像処理部１７に接続されるように構成されている。
プローブ制御部２１Ａは、接続コネクタ５２に接続ケーブル５１の一端が接続されることにより接続ケーブル５１の接続線５５が画像処理部１７に接続された場合に、通信制御部２０を制御して無線通信部１８による無線送信を停止させる。
【００５５】
画像表示装置３Ａは、図１に示した実施の形態１における画像表示装置３において、本体制御部３６の代わりに本体制御部３６Ａを備えたものであり、接続コネクタ５３および本体制御部３６Ａ以外は、実施の形態１における画像表示装置３と同様の構成を有している。
表示制御部３３、通信制御部３５および本体制御部３６Ａにより、表示装置側プロセッサ３９Ａが構成されている。
【００５６】
画像表示装置３Ａの接続コネクタ５３に接続ケーブル５１の他端が接続されると、接続ケーブル５１の接続線５４が電源部４０に接続され、接続ケーブル５１の接続線５５が表示制御部３３に接続されるように構成されている。
本体制御部３６Ａは、接続コネクタ５３に接続ケーブル５１の他端が接続されることにより接続ケーブル５１の接続線５５が表示制御部３３に接続された場合に、通信制御部３５を制御して無線通信部３２による無線受信を停止させる。
【００５７】
すなわち、接続ケーブル５１の両端を超音波プローブ１Ａの接続コネクタ５２および画像表示装置３Ａの接続コネクタ５３にそれぞれ接続することにより、接続ケーブル５１の接続線５４およびスイッチング素子ＳＷを介して超音波プローブ１Ａの充電部２４に画像表示装置３Ａの電源部４０が接続され、また、接続ケーブル５１の接続線５５を介して超音波プローブ１Ａの画像処理部１７に画像表示装置３Ａの表示制御部３３が接続されることとなる。
【００５８】
これにより、超音波プローブ１Ａの充電制御部２３の制御の下で、超音波プローブ１の充電部２４により、画像表示装置３Ａの電源部４０からの電力供給を利用してバッテリ２２を充電することが可能となる。
このとき、実施の形態１の超音波プローブ１と同様に、充電部２４によるバッテリ２２の充電中に送受信部１４により受信データの取得を行う場合には、図４に示したように、それぞれのフレームを生成するために送受信部１４により受信データの取得Ｓが行われる受信データ取得期間Ｔ１と、充電部２４によりバッテリ２２の充電Ｃが行われる充電期間Ｔ２とが、互いに分離されるように、超音波プローブ１Ａの超音波送受信制御部１５および充電制御部２３がタイミング制御部２５により制御され、受信データ取得期間Ｔ１においては、スイッチング素子ＳＷがタイミング制御部２５によりオフ状態に制御されることで、充電部２４が接続線５４から切り離され、一方、充電期間Ｔ２においては、スイッチング素子ＳＷがタイミング制御部２５によりオン状態に制御されることで、充電部２４が接続線５４に接続される。
【００５９】
従って、バッテリ２２の充電Ｃに起因するノイズの影響を受けることなく、送受信部１４により受信データが取得され、この受信データから音線信号が生成され、さらに音線信号に基づいて生成された画像情報データが超音波プローブ１Ａから画像表示装置３Ａに無線送信されることとなり、画像表示装置３Ａに高品質の超音波画像を表示することが可能となる。
【００６０】
また、接続ケーブル５１の両端を超音波プローブ１Ａの接続コネクタ５２および画像表示装置３Ａの接続コネクタ５３にそれぞれ接続した場合には、接続ケーブル５１の接続線５５を介して超音波プローブ１Ａの画像処理部１７に画像表示装置３Ａの表示制御部３３が接続され、超音波プローブ１Ａのプローブ制御部２１Ａにより、無線通信部１８による無線送信が停止され、画像表示装置３Ａの本体制御部３６Ａにより、無線通信部３２による無線受信が停止される。
【００６１】
この状態で、超音波プローブ１Ａの画像処理部１７により生成された画像情報データとしての超音波画像信号は、接続ケーブル５１の接続線５５を介して画像表示装置３Ａの表示制御部３３に伝送され、表示部３４に超音波画像が表示される。
すなわち、接続ケーブル５１の接続線５５を介して超音波プローブ１Ａから画像表示装置３Ａへ画像情報データを伝送して超音波画像の表示を行うことができる。
このように、電力伝送を行う接続線５４とデジタル信号伝送を行う接続線５５の双方を内包するケーブルとして、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus：ユニバーサル・シリアル・バス）ケーブルがあり、接続コネクタ５２、５３をＵＳＢコネクタとし、接続線５５を用いて伝送する信号をＵＳＢ規格に従ったものとして、接続ケーブル５１を構成してもよい。
あるいは、ＵＳＢではなく、電力伝送と信号伝送を同時行える別の規格のものを用いてもよいし、国際規格に関わらず独自に用意したものを用いてもよい。
【００６２】
なお、超音波プローブ１Ａと画像表示装置３Ａとが接続ケーブル５１を介して有線接続されている場合においても、必要に応じて、接続ケーブル５１の接続線５５を用いることなく、超音波プローブ１Ａの画像情報データ生成部１９により生成された画像情報データを、超音波プローブ１Ａの無線通信部１８から画像表示装置３Ａの無線通信部３２へ無線送信するように構成することもできる。
【００６３】
超音波プローブ１Ａと画像表示装置３Ａとを接続ケーブル５１により有線接続することで、接続ケーブル５１により伝送される信号が、超音波システム外部からの外来ノイズまたは画像表示装置３Ａからのノイズの影響を受けるおそれがある。
そこで、超音波プローブ１Ａのプローブ制御部２１Ａによる無線通信部１８の無線送信停止および画像表示装置３Ａの本体制御部３６Ａによる無線通信部３２の無線受信停止を解除し、超音波プローブ１Ａの画像情報データ生成部１９により生成された画像情報データを無線通信部１８から画像表示装置３Ａの無線通信部３２へ無線送信して、表示部３４に超音波画像を表示することもできる。
【００６４】
さらに、例えば超音波プローブ１Ａに、接続ケーブル５１により伝送される信号に対するノイズレベルを検出する図示しないノイズレベル検出部を具備し、ノイズレベル検出部により検出されたノイズレベルが定められた許容値以下の場合には、無線通信を用いずに、プローブ制御部２１Ａの制御の下で、接続ケーブル５１の接続線５５を介して超音波プローブ１Ａから画像表示装置３Ａへ画像情報データを伝送し、ノイズレベル検出部により検出されたノイズレベルが定められた許容値を越えた場合には、接続ケーブル５１による有線通信を用いずに、プローブ制御部２１Ａおよび通信制御部２０の制御の下で、超音波プローブ１Ａから画像表示装置３Ａへ画像情報データを無線送信するようにしてもよい。
【００６５】
また、接続ケーブル５１として、超音波プローブ１Ａの画像処理部１７と画像表示装置３Ａの表示制御部３３とを接続するための接続線５５を有することなく、超音波プローブ１Ａの充電部２４と画像表示装置３Ａの電源部４０とを接続する接続線５４のみを有する充電専用のケーブルを用い、画像情報データは、常に、超音波プローブ１Ａから画像表示装置３Ａへ無線送信する構成とすることもできる。
【００６６】
実施の形態３
上記の実施の形態１においては、送受信部１４による１フレーム分の受信データの取得Ｓと、充電部２４によるバッテリ２２の充電Ｃとが、交互に行われたが、これに限るものではない。
図８に、実施の形態３に係る超音波プローブ１Ｂの構成を示す。
超音波プローブ１Ｂは、図１に示した実施の形態１の超音波プローブ１において、バッテリ２２に接続される残量検出部６１をさらに備え、プローブ制御部２１の代わりにプローブ制御部２１Ｂを用いたものである。残量検出部６１は、プローブ制御部２１Ｂに接続されている。
【００６７】
超音波プローブ１Ｂは、残量検出部６１およびプローブ制御部２１Ｂ以外は、実施の形態１の超音波プローブ１と同様の構成を有している。
また、送信部１２、受信部１３、超音波送受信制御部１５、信号処理部１６、画像処理部１７、通信制御部２０、プローブ制御部２１Ｂ、充電制御部２３、タイミング制御部２５および残量検出部６１により、プローブ側プロセッサ２６Ｂが構成されている。
残量検出部６１は、超音波プローブ１Ｂの各回路に電力を供給するバッテリ２２の残量を検出してプローブ制御部２１Ｂに出力する。
【００６８】
プローブ制御部２１Ｂは、残量検出部６１により検知されたバッテリ２２の残量に基づいて、タイミング制御部２５を制御することにより、送受信部１４による各フレームの受信データの取得Ｓと、充電部２４によるバッテリ２２の充電Ｃのタイミングを調整することができる。
なお、実施の形態３に係る超音波プローブ１Ｂは、図１に示した実施の形態１における画像表示装置３と同一の構成を有する画像表示装置３と組み合わされて超音波システムを構成する。
【００６９】
充電部２４によるバッテリ２２の充電中に送受信部１４により受信データの取得を行う際に、残量検出部６１により検出されたバッテリ２２の残量が定められた値以上の場合には、バッテリ２２の充電が緊急性を要しないため、送受信部１４により複数のフレームにおける受信データの取得が完了した後に、充電部２４によりバッテリ２２の充電を行ってもよい。
例えば、連続する２つのフレームに対応する受信データが、送受信部１４により取得される毎に、充電部２４によりバッテリ２２が充電される。これにより、図９に示されるように、送受信部１４による２フレーム分の受信データの取得Ｓを連続して行った後に、充電部２４によりバッテリ２２の充電Ｃが実行される。
【００７０】
このように、２つのフレームに対応する受信データを連続して取得しても、送受信部１４によりそれぞれのフレームに対応する受信データの取得Ｓが行われる受信データ取得期間Ｔ１と、充電部２４によりバッテリ２２の充電Ｃが行われる充電期間Ｔ２とが、互いに分離される。従って、バッテリ２２の充電Ｃに起因するノイズの影響が、送受信部１４により取得される受信データに及ぶことを防止することができ、画像表示装置３の表示部３４に高品質の超音波画像を表示することが可能となる。
【００７１】
なお、送受信部１４により連続して受信データを取得するフレーム数は、残量検出部６１により検出されたバッテリ２２の残量に応じて適宜決定することが好ましい。
また、実施の形態３においても、上述した実施の形態２と同様に、接続ケーブル５１を用いて超音波プローブ１Ｂを画像表示装置３Ａに有線接続し、画像表示装置３Ａから充電用の電力供給を受けることにより超音波プローブ１Ｂのバッテリ２２を充電するように構成することもできる。
【００７２】
実施の形態４
図１０に、実施の形態４に係る超音波プローブ１Ｃを備えた超音波システムの構成を示す。
超音波プローブ１Ｃは、図１に示した実施の形態１の超音波プローブ１において、信号処理部１６および画像処理部１７を有する画像情報データ生成部１９の代わりに信号処理部１６のみを有する画像情報データ生成部１９Ａを用い、プローブ制御部２１の代わりにプローブ制御部２１Ｃを用いたものである。信号処理部１６が無線通信部１８に直接接続されている。超音波プローブ１Ｃは、画像情報データ生成部１９Ａおよびプローブ制御部２１Ｃ以外は、実施の形態１の超音波プローブ１と同様の構成を有している。
送信部１２、受信部１３、超音波送受信制御部１５、信号処理部１６、通信制御部２０、プローブ制御部２１Ｃ、充電制御部２３およびタイミング制御部２５により、プローブ側プロセッサ２６Ｃが構成されている。
【００７３】
この超音波プローブ１Ｃと組み合わされて超音波システムを構成する画像表示装置３Ｂは、図１に示した実施の形態１における画像表示装置３において、無線通信部３２と表示制御部３３の間に画像処理部１７が接続され、本体制御部３６の代わりに本体制御部３６Ｂを用いたものである。画像表示装置３Ｂは、画像処理部１７および本体制御部３６Ｂ以外は、実施の形態１における画像表示装置３と同様の構成を有している。
画像処理部１７、表示制御部３３、通信制御部３５および本体制御部３６Ｂにより、表示装置側プロセッサ３９Ｂが構成されている。
画像表示装置３Ｂの画像処理部１７は、実施の形態１の超音波プローブ１に用いられた画像処理部１７と同一のものである。
【００７４】
超音波プローブ１Ｃと画像表示装置３Ｂからなる超音波システムの動作時には、まず、超音波プローブ１Ｃにおいて、超音波送受信制御部１５の制御の下、送受信部１４の送信部１２からの駆動信号に従って振動子アレイ１１の複数の振動子から超音波ビームが送信され、被検体からの超音波エコーを受信した各振動子からアナログの受信信号が受信部１３に出力され、増幅部２７で増幅され、ＡＤ変換部２８でＡＤ変換されて受信データが取得された後、ビームフォーマ２９で受信フォーカス処理が施されることにより、音線信号が生成される。
【００７５】
受信部１３のビームフォーマ２９により生成された音線信号は、画像情報データ生成部１９Ａの信号処理部１６において、反射位置の深度に応じた減衰の補正および包絡線検波処理が施されることで被検体内の組織に関する断層画像情報である信号となり、この信号が、画像情報データとして無線通信部１８に送出される。画像情報データは、超音波プローブ１Ｃの無線通信部１８から画像表示装置３Ｂに向けて無線送信される。
【００７６】
超音波プローブ１Ｃの無線通信部１８から無線送信された画像情報データは、画像表示装置３Ｂの無線通信部３２により受信されて復調された後、画像処理部１７において、ラスター変換され、各種の必要な画像処理が施されることで、超音波画像信号が生成される。画像処理部１７により生成された超音波画像信号は、表示制御部３３を介して表示部３４に送られ、表示部３４に超音波画像が表示される。
【００７７】
充電部２４によるバッテリ２２の充電中に送受信部１４により受信データの取得を行う場合には、図４に示したように、それぞれのフレームを生成するために送受信部１４により受信データの取得Ｓが行われる受信データ取得期間Ｔ１と、充電部２４によりバッテリ２２の充電Ｃが行われる充電期間Ｔ２とが、互いに分離されるように、超音波プローブ１Ｃの超音波送受信制御部１５および充電制御部２３がタイミング制御部２５により制御される。
【００７８】
従って、実施の形態４においても、バッテリ２２の充電Ｃに起因するノイズの影響を受けることなく、送受信部１４により受信データが取得され、この受信データから音線信号が生成され、さらに音線信号に基づいて生成された画像情報データが超音波プローブ１Ｃから画像表示装置３Ｂに無線送信されることとなり、画像表示装置３Ｂに高品質の超音波画像を表示することが可能となる。
【００７９】
この実施の形態４の超音波プローブ１Ｃにおいても、上述した実施の形態２と同様に、接続ケーブル５１を用いて超音波プローブ１Ｃを画像表示装置３Ａに有線接続し、画像表示装置３Ａから充電用の電力供給を受けることにより超音波プローブ１Ｃのバッテリ２２を充電するように構成することもできる。
さらに、上述した実施の形態３と同様に、送受信部１４により複数のフレームにおける受信データの取得が完了した後に、充電部２４によりバッテリ２２の充電を行うこともできる。
【００８０】
なお、上述した実施の形態２〜４においても、超音波プローブ１Ａ、１Ｂ、１Ｃの充電部２４およびスイッチング素子ＳＷの代わりに、図５に示したようにスイッチング素子ＳＷと充電回路２４Ｂを含む充電部２４Ａを用いることができ、同様にして、バッテリ２２の充電Ｃに起因するノイズの影響が、受信データ取得期間Ｔ１内において振動子アレイ１１から出力されるアナログの受信信号に及ぶことを防止することができる。
【００８１】
また、上述した実施の形態１〜３では、画像情報データ生成部１９の信号処理部１６により減衰の補正および包絡線検波処理が施された後に、画像処理部１７によりラスター変換された超音波画像信号が、画像情報データとして無線通信部１８から画像表示装置３、３Ａに無線送信され、また、実施の形態４では、画像情報データ生成部１９Ａの信号処理部１６により減衰の補正および包絡線検波処理が施された信号が、画像情報データとして無線通信部１８から画像表示装置３Ｂに無線送信されたが、このように、超音波プローブ１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃから画像表示装置３、３Ａ、３Ｂに無線送信される画像情報データは、検波後の信号であることが好ましい。ただし、画像情報データは、検波後の信号に限定されるものではない。
【００８２】
上述した実施の形態１〜４に係る超音波プローブ１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、表示部３４にタッチセンサを組み合わせて、タッチセンサを操作部３７として使用する画像表示装置３、３Ａ、３Ｂと共に超音波システムを構成することもできる。このような超音波システムとすれば、緊急治療等の際に、屋外における診断にも極めて有効なものとなる。
【符号の説明】
【００８３】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  超音波プローブ、３，３Ａ，３Ｂ  画像表示装置、１１  振動子アレイ、１２  送信部、１３  受信部、１４  送受信部、１５  超音波送受信制御部、１６  信号処理部、１７  画像処理部、１８  無線通信部、１９，１９Ａ  画像情報データ生成部、２０  通信制御部、２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ  プローブ制御部、２２  バッテリ、２３  充電制御部、２４，２４Ａ  充電部、２４Ｂ  充電回路、２５  タイミング制御部、２６，２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ  プローブ側プロセッサ、２７  増幅部、２８  ＡＤ変換部、２９  ビームフォーマ、３０，５２，５３  接続コネクタ、３２  無線通信部、３３  表示制御部、３４  表示部、３５  通信制御部、３６，３６Ａ，３６Ｂ  本体制御部、３７  操作部、３８  格納部、３９，３９Ａ，３９Ｂ  表示装置側プロセッサ、４０  電源部、４１  ケーブル、４２  ＡＣアダプタ、５１  接続ケーブル、５４，５５  接続線、６１  残量検出部、ＳＷ  スイッチング素子、Ｓ  受信データの取得、Ｃ  バッテリの充電、Ｔ１  受信データ取得期間、Ｔ２  充電期間。
【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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