(57)【要約】【課題】超音波プローブにおける不良箇所を容易かつ正確に特定する。【解決手段】診断装置本体１の送受信部２は、複数の振動素子を有する超音波プローブ３の各チャンネルに対し共振モード及び非共振モードにおけるパルス状の第１の試験信号を所定間隔で順次送信し、超音波プローブ３の試験信号合成部３７は、前記第１の試験信号に基づいて超音波プローブ３の内部で形成される第２の試験信号を合成して１チャンネルの合成試験信号を生成する。そして、診断装置本体１の試験信号分析部５は、前記送受信部２を介して供給される前記合成試験信号の分離処理によって得られた前記第２の試験信号における振幅等の特性値に基づいて超音波プローブ３に対する不良有無の判定と不良箇所の特定を行なう。【選択図】図１
2008289697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波プローブのヘッド部に配列された複数の振動素子を駆動し、前記振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号に基づいて画像データを生成する超音波診断装置において、
所定の振幅、パルス幅及び中心周波数を有する第１の試験信号を前記複数の振動素子を有した前記超音波プローブの各チャンネルに供給する送信手段と、
前記第１の試験信号に基づき前記超音波プローブの各チャンネルにて形成される第２の試験信号の特性値を計測する特性値計測手段と、
計測された前記特性値に基づいて前記超音波プローブの各チャンネルにおける不良有無の判定及び不良箇所の特定の少なくとも何れかを行なう不良有無判定手段とを
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記送信手段は、前記振動素子の共振帯域に含まれる周波数を中心周波数とする共振モードの試験信号及び前記共振帯域に含まれない周波数を中心周波数とする非共振モードの試験信号の少なくとも何れかを前記第１の試験信号として前記超音波プローブの各チャンネルに供給することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
試験信号合成手段を備え、前記試験信号合成手段は、前記送信手段から前記超音波プローブの各チャンネルに対し所定時間間隔で順次供給される前記第１の試験信号に基づき前記超音波プローブの各チャンネルにて形成される前記第２の試験信号を合成して合成試験信号を生成し、前記特性値計測手段は、前記合成試験信号を構成する前記第２の試験信号の各々における前記特性値を計測することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項４】
試験信号分離手段を備え、前記特性値計測手段は、前記試験信号分離手段が前記合成試験信号に対するゲート処理によって分離した前記第２の試験信号の各々における前記特性値を計測することを特徴とする請求項３記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記試験信号合成手段は前記超音波プローブに設けられ、前記試験信号分離手段は前記超音波プローブが接続された診断装置本体に設けられていることを特徴とする請求項４記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記特性値計測手段は、前記第２の試験信号における振幅値、実効値及び周波数特性値の少なくとも何れかを計測することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記不良有無判定手段は、前記超音波プローブの所定チャンネルから得られた前記第２の試験信号の特性値と予め設定された標準特性値あるいは正常特性値の範囲を示す標準上限値及び標準下限値とを比較することにより前記所定チャンネルにおける不良有無の判定及び不良箇所の特定の少なくとも何れかを行なうことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記超音波プローブの各チャンネルから得られた前記第２の試験信号に対する平均特性値あるいは中央特性値を算出する平均特性値算出手段を備え、前記不良有無判定手段は、前記超音波プローブの所定チャンネルから得られた前記第２の試験信号の特性値と前記平均特性値あるいは前記中央特性値とを比較することにより前記所定チャンネルにおける不良有無の判定及び不良箇所の特定の少なくとも何れかを行なうことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記超音波プローブの各チャンネルから得られた前記第２の試験信号に対する平均特性値あるいは中央特性値の算出と、前記平均特性値あるいは前記中央特性値に基づく正常特性値の上限値及び下限値の設定を行なう平均特性値算出手段を備え、前記不良有無判定手段は、前記超音波プローブの所定チャンネルから得られる前記第２の試験信号の特性値と前記正常特性値の上限値及び下限値とを比較することにより前記所定チャンネルにおける不良有無の判定及び不良箇所の特定の少なくとも何れかを行なうことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記超音波プローブは、この超音波プローブと診断装置本体とを接続する複数チャンネルの接続端子を有したコネクタ部と、前記接続端子と前記振動素子とを接続する複数チャンネルのプローブケーブルを備え、前記不良有無判定手段は、前記超音波プローブの所定チャンネルから得られる前記第２の試験信号の特性値に基づいて前記所定チャンネルにおける前記振動素子の不良、前記プローブケーブルの断線及び前記コネクタにおける前記接続端子の接触不良の少なくとも何れかの判定を行なうことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
表示手段を備え、前記表示手段は、前記超音波プローブの各チャンネルにおける前記第２の試験信号の特性値、前記不良有無の判定結果及び前記不良箇所の特定結果の少なくとも何れかを表示することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記超音波プローブは、前記ヘッド部において１次元あるいは２次元に配列された前記複数の振動素子を有することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記試験信号合成手段において生成された合成試験信号は、前記複数チャンネルの受信信号に対して整相加算処理を行なうために前記診断装置本体に設けられた受信手段を介して前記試験信号分配手段に供給されることを特徴とする請求項５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、超音波診断装置に係り、特に超音波プローブに対し自己診断機能を有した超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された振動素子から発生する超音波パルスを被検体内に放射し、被検体組織の音響インピーダンスの差異によって生ずる超音波反射波を前記振動素子によって受信することにより各種生体情報を収集するものである。
【０００３】
この診断方法は、超音波プローブを体表に接触させるだけの簡単な操作でリアルタイムの２次元画像や３次元画像が容易に観察できるため、生体臓器の機能診断や形態診断に広く用いられている。生体内の組織あるいは血球からの反射波により生体情報を得る超音波診断法は、超音波パルス反射法と超音波ドプラ法の２つの大きな技術開発により急速な進歩を遂げ、これらの技術を用いて得られるＢモード画像とカラードプラ画像は、今日の超音波画像診断において不可欠なものとなっている。
【０００４】
このような超音波診断装置が備える上述の超音波プローブは、その先端部（ヘッド部）において１次元配列あるいは２次元配列された極めて多くの振動素子を有し、これらの振動素子を用いて被検体に対する超音波の送受信を行なっている。そして、良質な超音波データや画像データを得るためにはこれらの振動素子の各々が正常に機能していることを定期的な試験によって確認する必要がある。
【０００５】
特に、病院等の施設に設置された超音波診断装置の超音波プローブを試験する場合、被検体に対する超音波検査が行なわれていない時間帯において効率よく実施する必要があり、その試験方法として、振動素子の前面に装着された音響レンズの表面からの反射波の状態を画像データ上で観察することにより不良箇所の有無を判定する方法（例えば、特許文献１参照。）や振動素子の各々を順次駆動しながら所定距離に配置された試験用反射体からの反射波を計測することにより不良な振動素子やチャンネルを特定する方法（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。
【特許文献１】特開平８−２３８２４３号公報
【特許文献２】特開２００２−１５９４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１及び特許文献２に記載された方法によれば、超音波プローブに内蔵された振動素子等における不良の有無を短時間で判定することが可能となる。しかしながら、特許文献１の方法では、通常の超音波検査と同様にして多くの振動素子を用いて１回の超音波送受信が行われるため、画像データ上で不良箇所が観測されても不良な振動素子やこの振動素子に対応したチャンネルを正確に特定することはできない。
【０００７】
又、特許文献２の方法では、振動素子の各々を独立に駆動する機能を有した試験専用駆動回路や試験用反射体及び超音波伝搬媒質等の試験用治具が必要となるため、プローブ試験の準備に多くの時間を要し、特に、超音波診断装置が設置された院内において超音波プローブの検査を効率よく行なうことは極めて困難であるという問題点を有していた。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上述の試験専用駆動回路のような複雑なユニットを用いることなく振動素子の不良やプローブケーブルの断線、更には、プローブコネクタの接触不良等を容易かつ正確に特定することが可能な自己診断機能を有する超音波診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の超音波診断装置は、超音波プローブのヘッド部に配列された複数の振動素子を駆動し、前記振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号に基づいて画像データを生成する超音波診断装置において、所定の振幅、パルス幅及び中心周波数を有する第１の試験信号を前記複数の振動素子を有した前記超音波プローブの各チャンネルに供給する送信手段と、前記第１の試験信号に基づき前記超音波プローブの各チャンネルにて形成される第２の試験信号の特性値を計測する特性値計測手段と、計測された前記特性値に基づいて前記超音波プローブの各チャンネルにおける不良有無の判定及び不良箇所の特定の少なくとも何れかを行なう不良有無判定手段とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複雑な構成を有した試験専用ユニットを用いることなく超音波プローブに対する不良有無の判定や不良箇所の特定を容易かつ正確に行なうことが可能となる。このため、前記超音波プローブの試験に要する時間が短縮され、試験担当者の負担が軽減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１２】
以下に述べる本発明の実施例における超音波診断装置の送受信部は、複数の振動素子を有する超音波プローブの各チャンネルに対し共振モード及び非共振モードにおけるパルス状の試験信号（第１の試験信号）を所定間隔で順次送信し、超音波プローブの試験信号合成部は、前記第１の試験信号に基づいて超音波プローブの内部で形成される試験信号（第２の試験信号）を合成して１チャンネルの合成試験信号を生成する。そして、診断装置本体の試験信号分析部は、送受信部を介して供給される前記合成試験信号の分離処理によって得られた前記第２の試験信号の振幅値に基づいて超音波プローブに対する不良有無の判定及び不良箇所の特定を行なう。
【００１３】
尚、以下の説明では、振動素子の共振帯域に含まれた周波数を中心周波数とする第１の試験信号の供給を共振モードと呼び、前記共振帯域から外れた周波数を中心周波数とする第１の試験信号の供給を非共振モードと呼ぶ。
【００１４】
（装置の構成）
本発明の実施例における超音波診断装置の構成につき図１乃至図７を用いて説明する。尚、図１は、本実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図２は、前記超音波診断装置の診断装置本体に接続された超音波プローブと前記診断装置本体が備えた送受信部及び画像データ生成部の具体的な構成を示すブロック図である。又、図５は、前記診断装置本体が備えた試験信号分析部の具体的な構成を示すブロック図である。
【００１５】
図１に示す本実施例の超音波診断装置１００は、診断装置本体１と、この診断装置本体１に接続して使用される超音波プローブ３とから構成されている。
【００１６】
診断装置本体１は、被検体の所定方向に対する超音波パルスの送信を目的とした診断モードにおける駆動信号や超音波プローブ３に対する不良有無の判定や不良箇所の特定を目的としたプローブ試験モードにおける試験信号（第１の試験信号）を複数個（Ｎ個）の振動素子を有する超音波プローブ３の各チャンネルに供給し、これらの振動素子から得られたＮチャンネルの受信信号に対する整相加算と第１の試験信号に基づいて超音波プローブ３の内部にて形成されるＮチャンネルの第２の試験信号の受信を行なう送受信部２と、整相加算後の受信信号を信号処理して画像データを生成する画像データ生成部４と、合成試験信号として超音波プローブ３から送受信部２を介して得られる第２の試験信号を分析することにより超音波プローブ３に対する不良有無の判定や不良箇所の特定を行なう試験信号分析部５を備えている。
【００１７】
更に、診断装置本体１は、画像データ生成部４から供給される画像データや試験信号分析部５から供給される超音波プローブ３の分析結果等を表示する表示部６と、被検体情報の入力、画像データの生成条件や表示条件の設定、診断モード及びプローブ試験モードの選択、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部７と、診断装置本体１における上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部８を備えている。
【００１８】
一方、超音波プローブ３は、Ｎ個の振動素子が１次元あるいは２次元に配列されたヘッド部３１と、図示しないＮチャンネルの共振用インダクタ及び診断装置本体１に対して脱着自在な接続端子と前記共振用インダクタの振動素子側端子にて形成されるＮチャンネルの試験信号（第２の試験信号）を合成する試験信号合成部３７とを有するコネクタ部３４と、前記振動素子の各々と前記共振用インダクタの振動素子側端子とを接続するＮチャンネルのプローブケーブル３３を備えている。
【００１９】
次に、上述の送受信部２、超音波プローブ３及び画像データ生成部４の具体的な構成につき図２を用いて説明する。
【００２０】
図２に示す診断装置本体１の送受信部２は、超音波プローブ３のヘッド部３１に配列されたＮ個の振動素子３２−１乃至３２−Ｎに対してＮチャンネルの駆動信号と共振モード及び非共振モードにおける試験信号（第１の試験信号）を供給する送信部２１と、振動素子３２−１乃至３２−Ｎの各々から得られたＮチャンネルの受信信号を整相加算し、更に、超音波プローブ３の試験信号合成部３７が共振モード及び非共振モードの各々におけるＮチャンネルの試験信号（第２の試験信号）を合成して生成した合成試験信号を信号切り替え部２３を介して受信する受信部２２と、受信部２２の所定チャンネルに供給される受信信号と共振モード及び非共振モードにおける合成試験信号との切り替えを行なう上述の信号切り替え部２３を備えている。
【００２１】
送信部２１は、送信超音波の繰り返し周期を決定するためのレートパルスを発生するレートパルス発生器２１１と、送信超音波を所定の深さに集束するための遅延時間（集束用遅延時間）や前記送信超音波を所定の方向に送信するための遅延時間（偏向用遅延時間）、更には、試験信号に対する遅延時間（試験用遅延時間）を前記レートパルスに与える送信遅延回路２１２−１乃至２１２−Ｎと、これらレートパルスの遅延時間に基づいて診断モードにおけるＮチャンネルの駆動パルスやプローブ試験モードの共振モード及び非共振モードにおけるＮチャンネルの第１の試験信号を生成し超音波プローブ３に内蔵された振動素子３２−１乃至３２−Ｎへ供給する駆動回路２１３−１乃至２１３−Ｎを有している。
【００２２】
図３は、プローブ試験モードにおいて送信部２１の駆動回路２１３−１乃至２１３−Ｎから超音波プローブ３の各チャンネルに対して出力される第１の試験信号を示したものであり、駆動回路２１３−１乃至２１３−Ｎの各々からは第１の試験信号である試験信号Ｓｒｉ−１乃至Ｓｒｉ−Ｎ及び第２の試験信号である試験信号Ｓａｉ−１乃至Ｓａｉ−Ｎが時間間隔（試験用遅延時間）Δτで順次出力される。例えば、図３（ａ）は、共振モードのｔ＝ｔ１において駆動回路２１３−１から出力される試験信号Ｓｒｉ−１、図３（ｂ）は、ｔ＝ｔ２＝ｔ１＋Δτにおいて駆動回路２１３−２から出力される試験信号Ｓｒｉ−２、図３（ｃ）は、ｔ＝ｔ３＝ｔ１＋２Δτにおいて駆動回路２１３−３から出力される試験信号Ｓｒｉ−３を夫々示しており、更に、図３（ｄ）は、ｔ＝ｔＮ＝ｔ１＋（Ｎ−１）Δτにおいて駆動回路２１３−Ｎから出力される試験信号Ｓｒｉ−Ｎを示している。
【００２３】
同様にして、非共振モードのｔ＝ｔ１乃至ｔＮにおいて試験信号Ｓａｉ−１乃至試験信号Ｓａｉ−Ｎが、駆動回路２１３−１乃至２１３−Ｎの各々から時間間隔Δτで順次出力される。
【００２４】
尚、共振モードでは、超音波プローブ３における振動素子３２−１乃至３２−Ｎの共振帯域に含まれる周波数（例えば、振動素子３２の共振周波数）と略等しい中心周波数を有する試験信号Ｓｒｉ―１乃至Ｓｒｉ−Ｎが駆動回路２１３−１乃至２１３−Ｎによって生成され、非共振モードでは、前記共振帯域から外れた周波数を中心周波数とする試験信号Ｓａｉ―１乃至Ｓａｉ−Ｎが駆動回路２１３−１乃至２１３−Ｎによって生成され超音波プローブ３の各チャンネルへ供給される。
【００２５】
図２へ戻って、超音波プローブ３のヘッド部３１に配列された振動素子３２−１乃至３２−Ｎは、プローブケーブル３３−１乃至３３−Ｎを介してコネクタ部３４に設けられた共振用インダクタ３５−１乃至３５−Ｎの一方の端子に接続され、共振用インダクタ３５−１乃至３５−Ｎの他の端子は、コネクタ部３４の接続端子３６−１乃至３６−Ｎを介し診断装置本体１の送受信部２における送信部２１の出力端子及び受信部２２の入力端子に接続される。
【００２６】
一方、コネクタ部３４に設けられた試験信号合成部３７は、例えば、Ｎ個からなる合成用抵抗３８−１乃至３８−Ｎを有し、これら合成用抵抗３８−１乃至３８−Ｎの一方の端子は共振用インダクタ３５−１乃至３５−Ｎの振動素子側端子に接続され、合成用抵抗３８−１乃至３８−Ｎの他の端子は共通接続されて診断装置本体１の送受信部２に設けられた信号切り替え部２３に接続される。
【００２７】
そして、プローブ試験モードにおいて、診断装置本体１の送受信部２から超音波プローブ３のコネクタ部３４における接続端子３６−１乃至３６−Ｎに対して時間間隔Δτで順次供給される共振モードの試験信号Ｓｒｉ−１乃至Ｓｒｉ−Ｎ及び非共振モードの試験信号Ｓａｉ−１乃至Ｓａｉ−Ｎは、共振用インダクタ３５−１乃至３５−Ｎ及びプローブケーブル３３−１乃至３３−Ｎを介してヘッド部３１の振動素子３２−１乃至３３−Ｎへ供給される。
【００２８】
このとき、共振用インダクタ３５−１乃至３５−Ｎの振動素子側端子において形成される共振モードの試験信号Ｓｒｘ−１乃至Ｓｒｘ−Ｎ（共振モードにおける第２の試験信号）及び非共振モードの試験信号Ｓａｘ−１乃至Ｓａｘ−Ｎ（非共振モードにおける第２の試験信号）の各々は、試験信号合成部３７の合成用抵抗３８−１乃至３８−Ｎによって合成され１チャンネルの合成試験信号Ｓｒｏ及びＳａｏが生成される。即ち、試験信号合成部３７により、共振用インダクタ３５−１乃至３５−Ｎの振動素子側端子にて形成された共振モードにおける試験信号Ｓｒｘ−１乃至Ｓｒｘ−Ｎ及び非共振モードにおける試験信号Ｓａｘ−１乃至Ｓａｘ−Ｎは、図４に示すようにΔτ間隔で合成されて合成試験信号Ｓｒｏ及び合成試験信号Ｓａｏが生成される。
【００２９】
尚、振動素子３２−１乃至３２−Ｎは電気音響変換素子であり、診断モードにおいて送受信部２から供給される電気パルス（駆動信号）を超音波パルス（送信超音波）に変換して被検体の体内に放射し、このとき体内から得られる超音波反射波（受信超音波）を電気的な受信信号に変換する機能を有しているが、プローブ試験モードでは、被検体に対する超音波の送受信は行なわれない。
【００３０】
再び図２へ戻って、送受信部２の受信部２２は、超音波プローブ３の振動素子３２−１乃至３２−Ｎから供給されるＮチャンネルの受信信号や試験信号合成部３７から信号切り替え部２３を介して供給される共振モードの合成試験信号Ｓｒｏ及び非共振モードの合成試験信号ＳａｏをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２２１−１乃至２２１−Ｎと、所定の深さからの受信超音波を集束するための集束用遅延時間と所定方向に対して受信指向性を設定するための偏向用遅延時間をＡ／Ｄ変換されたＮチャンネルの受信信号に与える受信遅延回路２２２−１乃至２２２−Ｎと、これらの受信遅延回路２２２から出力されたＮチャンネルの受信信号を加算合成する加算器２２３を有し、受信遅延回路２２２−１乃至２２２−Ｎと加算器２２３により、当該被検体の所定方向から得られた受信信号は整相加算される。
【００３１】
一方、信号切り替え部２３は、例えば、診断モードにおいて超音波プローブ３の振動素子３２−Ｎから供給される受信信号とプローブ試験モードにおいて試験信号合成部３７から供給される共振モードの合成試験信号Ｓｒｏ及び非共振モードの合成試験信号Ｓａｏとの切り替えを行なう。
【００３２】
即ち、診断モードにおいて超音波プローブ３の振動素子２２−Ｎから得られるＮチャンネル目の受信信号は信号切り替え部２３を介してＡ／Ｄ変換器２２１−Ｎへ供給され、Ａ／Ｄ変換器２２１−１乃至２２１−（Ｎ−１）へ供給される他のチャンネルの受信信号と整相加算されて画像データ生成部４へ出力される。一方、プローブ試験モードにおいて超音波プローブ３の試験信号合成部３７から供給される共振モードの合成試験信号Ｓｒｏ及び非共振モードの合成試験信号Ｓａｏは、信号切り替え部２３を介してＡ／Ｄ変換器２２１−Ｎへ供給され、Ａ／Ｄ変換されたこれらの合成試験信号は、受信遅延回路２２２−Ｎ及び加算器２２３を介して試験信号分析部５へ出力される
尚、本実施例における信号切り替え部２３は、Ａ／Ｄ変換器２２１−Ｎに供給されるＮチャンネル目の受信信号と共振モードの合成試験信号Ｓｒｏ及び非共振モードの合成試験信号Ｓａｏとの切り替えを行なう場合について述べたが、これに限定されるものではなく、Ａ／Ｄ変換器２２１−１乃至２２１−Ｎの何れかに供給される受信信号と前記合成試験信号との切り替えであっても構わない。
【００３３】
次に、画像データ生成部４は、送受信部２の受信部２２における加算器２２３から出力される整相加算後の受信信号を包絡線検波する包絡線検波器４１と、包絡線検波された受信信号の振幅を対数変換してＢモードデータを生成する対数変換器４２と、得られたＢモードデータを超音波の送受信方向に対応させて保存することにより画像データ（Ｂモード画像データ）を生成する超音波データ記憶部４３を備えている。但し、包絡線検波器４１と対数変換器４２は順序を入れ替えて構成しても構わない。
【００３４】
図１に戻って、試験信号分析部５は、送受信部２の受信部２２から出力された共振モードの合成試験信号Ｓｒｏを構成する試験信号Ｓｒｘ−１乃至Ｓｒｘ−Ｎ及び非共振モードの合成試験信号Ｓａｏを構成する試験信号Ｓａｘ−１乃至Ｓａｘ−Ｎの振幅値に基づいて超音波プローブ３に対する不良有無の判定や不良箇所の特定を行なう機能を有している。
【００３５】
図５は、試験信号分析部５の具体的な構成を示すブロック図であり、この試験信号分析部５は、試験信号分離部５１、特性値計測部５２、計測データ記憶部５３、平均特性値算出部５４及び不良有無判定部５５を備えている。
【００３６】
試験信号分離部５１は、ゲート処理機能を有し、超音波プローブ３の試験信号合成部３７によって生成され送受信部２の信号切り替え部２３及び受信部２２を介して供給された共振モードの合成試験信号Ｓｒｏ及び非共振モードの合成試験信号ＳａｏをΔτ間隔のゲート処理により合成前の共振モードにおける試験信号Sｒｘ−１乃至Ｓｒｘ−Ｎ及び非共振モードにおける試験信号Sａｘ−１乃至Ｓａｘ−Ｎに分離する。
【００３７】
即ち、共振モードの試験信号Sｒｘ−１乃至Ｓｒｘ−Ｎ及び非共振モードの試験信号Sａｘ−１乃至Ｓａｘ−Ｎは、超音波プローブ３の試験信号合成部３７にて１チャンネルの合成試験信号Ｓｒｏ及びＳａｏに合成されて診断装置本体１供給され、診断装置本体１の試験信号分析部５における試験信号分離部５１によって元の試験信号Sｒｘ−１乃至Ｓｒｘ−Ｎ及び試験信号Sａｘ−１乃至Ｓａｘ−Ｎに戻される。
【００３８】
一方、特性値計測部５２は、試験信号分離部５１によって分離された共振モードの試験信号Sｒｘ−１乃至Ｓｒｘ−Ｎ及び非共振モードの試験信号Sａｘ−１乃至Ｓａｘ−Ｎの振幅を特性値として計測し、得られた特性値を超音波プローブ３のチャンネル情報と共に計測データ記憶部５３へ保存する。
【００３９】
次に、平均特性値算出部５４は、図示しない演算回路を有し、計測データ記憶部５３から読み出した共振モードの試験信号Sｒｘ−１乃至Ｓｒｘ−Ｎ及び非共振モードの試験信号Sａｘ−１乃至Ｓａｘ−Ｎの特性値（振幅値）を加算平均することによって平均特性値を算出する。そして、この平均特性値と予め設定された特性値幅に基づいて共振モード及び非共振モードにおける正常特性値の範囲を示す上限値及び下限値を設定する。
【００４０】
一方、不良有無判定部５５は、計測データ記憶部５３に保存された共振モードの試験信号Sｒｘ−１乃至Ｓｒｘ−Ｎ及び非共振モードの試験信号Sａｘ−１乃至Ｓａｘ−Ｎの特性値とその付帯情報であるチャンネル情報を読み出し、これら特性値の各々と平均特性値算出部５４から供給される平均特性値あるいは正常特性値の上限値及び下限値とを比較することにより超音波プローブ３の各チャンネルに対する不良有無（即ち、後述する振動素子３２の不良やプローブケーブル３３の断線、更には、コネクタ部３４における接触不良の有無）の判定や不良箇所の特定を行なう、そして、得られた不良有無の判定結果や不良箇所の特定結果をチャンネル情報と共に表示部６へ供給する。
【００４１】
次に、図１の表示部６は、表示データ生成部６１と、データ変換部６２と、モニタ６３を備えている。そして、診断モードにおける表示データ生成部６１は、画像データ生成部４において生成された当該被検体の画像データに被検体情報等の付帯情報を重畳して診断用の表示データを生成する。又、プローブ試験モードにおける表示データ生成部６１は、試験信号分析部５から供給される分析結果（即ち、共振モードの試験信号Ｓｒｘ−１乃至Ｓｒｘ−Ｎ及び非共振モードの試験信号Ｓａｘ−１乃至Ｓａｘ−Ｎの振幅値計測結果、不良有無の判定結果、不良箇所の特定結果等）に基づいてプローブ試験用の表示データを所定の表示フォーマットに従って生成する。そして、データ変換部６２は、前記表示データに対してＤ／Ａ変換と表示フォーマット変換を行なって映像信号を生成しモニタ６３に表示する。
【００４２】
一方、入力部７は、操作パネル上に表示パネルやキーボード、トラックボール、マウス、選択ボタン、入力ボタン等の入力デバイスを備え、被検体情報の入力、診断モード及びプローブ試験モードの選択、画像データの収集条件や表示条件の設定、種々のコマンド信号の入力等を行なう。
【００４３】
システム制御部８は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、前記記憶回路には、入力部７にて入力／選択／設定された各種情報が保存される。そして、前記ＣＰＵは、上述の入力情報、選択情報及び設定情報に基づいて診断装置本体１の各ユニットを統括的に制御し、画像データの生成とその表示あるいは超音波プローブ３の分析と分析結果の表示を行なう。特に、プローブ試験モードでは、超音波プローブ３の各チャンネルに対してΔτの時間差を有した共振モード及び非共振モードの試験信号が順次供給されるように送信部２１の送信遅延回路２１２−１乃至２１２−Ｎの遅延時間を制御し、超音波プローブ３の試験信号合成部３７から供給される共振モードの合成試験信号Ｓｒｏ及び非共振モードの合成試験信号Ｓａｏが受信部２２へ供給されるように信号切り換え部２３の開閉を制御する。
【００４４】
次に、試験信号分析部５による超音波プローブ３の試験方法につき図６及び図７を用いて説明する。図６は、超音波プローブ３の主なる不良箇所を示したものであり、既に述べたように、超音波プローブ３のヘッド部３１に設けられた振動素子３２−１乃至３２−Ｎは、例えば、２ｍの長さを有するプローブケーブル３３−１乃至３３−Ｎを介してコネクタ部３４における共振用インダクタ３５−１乃至３５−Ｎの一方の端子に接続され、共振用インダクタ３５−１乃至３５−Ｎの他の端子は、コネクタ部３４の接続端子３６−１乃至３６−Ｎ及び図示しないＮチャンネルの信号線を介し送信部２１の出力端子及び受信部２２の入力端子に接続されている。
【００４５】
この場合、診断装置本体１の送受信部２と接続された超音波プローブ３において発生する故障として、（１）コネクタ部３４の接続端子３６−１乃至３６−Ｎにおける接触不良（開放）（図６（ｂ））、（２）プローブケーブル３３−１乃至３３−Ｎの断線（開放）（図６（ｃ））、（３）振動素子３２−１乃至３２−Ｎの不良（破損による短絡あるいは開放）（図６（ｄ））がある。
【００４６】
このような超音波プローブ３における不良箇所を特定するために、本実施例における送信部２１の駆動回路２１３−１乃至２１３−Ｎは、超音波プローブ３のコネクタ部３４における接続端子３６−１乃至３６−Ｎの各々に対して先ず共振モードの試験信号Ｓｒｉ−１乃至Ｓｒｉ−Ｎを時間間隔Δτで順次供給し、次いで、非共振モードの試験信号Ｓａｉ−１乃至Ｓａｉ−Ｎを同様の方法によって供給する。
【００４７】
そして、このとき、コネクタ部３４における共振用インダクタ３５−１乃至３５−Ｎの振動素子側端子にて形成される共振モードの試験信号Ｓｒｘ−１乃至Ｓｒｘ−Ｎ及び非共振モードの試験信号Ｓａｘ−１乃至Ｓａｘ−Ｎは、試験信号合成部３７に供給されて共振モードの合成駆動信号Ｓｒｏ及び非共振モードの合成駆動信号Ｓａｏに変換され、信号切り替え部２３及び受信部２２を介して試験信号分析部５へ供給される。
【００４８】
図７は、超音波プローブ３のコネクタ部３４における接続端子３６−１乃至３６−Ｎに対し共振モードの試験信号Ｓｒｉ―１乃至Ｓｒｉ−Ｎ及び非共振モードの試験信号Ｓａｉ−１乃至Ｓａｉ−Ｎが供給された場合、共振用インダクタ３５−１乃至３５−Ｎの振動素子側端子にて形成される共振モードの試験信号Ｓｒｘ−１乃至Ｓｒｘ−Ｎ及び非共振モードの試験信号Ｓａｘ−１乃至Ｓａｘ−Ｎの波形形態（波形の特徴）を一覧表に示したものである。
【００４９】
即ち、図７において、超音波プローブ３に不良箇所がない場合、共振モードにおける試験信号Ｓｒｘはコネクタ部３４の接続端子３６に供給される試験信号Ｓｒｉより大きな振幅と波数（波連長）を有する共振波形となり、非共振モードにおける試験信号Ｓａｘは試験信号Ｓａｉと略等しい形状を有する非共振波形となる。
【００５０】
一方、超音波プローブ３のプローブケーブル３３において断線が発生した場合、共振モードにおける試験信号Ｓｒｘは試験信号Ｓｒｉと略等しい形状を有する非共振波形となり、非共振モードにおける試験信号Ｓａｘも試験信号Ｓａｉと略等しい形状を有する非共振波形となる。
【００５１】
更に、コネクタ部３４の接続端子３６において接触不良が発生した場合、共振モード及び非共振モードの何れにおいても試験信号Ｓｒｉ及び試験信号Ｓａｉに対応した試験信号Ｓｒｘ及び試験信号Ｓａｘは得られず、又、振動素子３２に不良がある場合、試験信号Ｓｒｘ及び試験信号Ｓａｘの波形形態は不良の状態に依存する。
【００５２】
そして、上述のように超音波プローブ３の不良箇所によって異なる特徴を有する共振モードの試験信号Ｓｒｘ−１乃至Ｓｒｘ−Ｎ及び非共振モードの試験信号Ｓａｘ−１乃至Ｓａｘ−Ｎの供給を受けた試験信号分析部５の特性値計測部５２は、これら試験信号の振幅を特性値として計測し、不良有無判定部５５は、得られた特性値と平均特性値あるいは正常特性値の上限値及び下限値とを比較することにより超音波プローブ３に対する不良有無の判定や不良箇所の特定を行なう。
【００５３】
（超音波プローブの試験手順）
次に、本実施例における超音波プローブの試験手順につき図８のフローチャートを用いて説明する。
【００５４】
超音波プローブ３の試験に際し、超音波診断装置１００の操作者は、入力部７においてプローブ試験モードを選択する（図８のステップＳ１）。この選択信号を受信したシステム制御部８は、送信部２１の送信遅延回路２１２−１乃至２１２−Ｎ及び駆動回路２１３−１乃至２１３−Ｎを制御してレートパルス発生器２１１から供給されるレートパルスに対し所定の試験用遅延時間を与え、このレートパルスの遅延時間に基づき共振モードにおける第１の試験信号Ｓｒｉ（試験信号Ｓｒｉ−１乃至Ｓｒｉ−Ｎ）を時間間隔Δτで順次生成する。そして、生成された第１の試験信号Ｓｒｉは、超音波プローブ３のコネクタ部３４における接続端子３６−１乃至３６−Ｎの各々に供給される（図８のステップＳ２）。
【００５５】
一方、コネクタ部３４に設けられた試験信号合成部３７は、このとき共振用インダクタ３５−１乃至３５−Ｎの振動素子側端子にて形成される共振モードにおける第２の試験信号Ｓｒｘ（試験信号Ｓｒｘ−１乃至Ｓｒｘ−Ｎ）を合成用抵抗３８−１乃至３８−Ｎを用いて合成し１チャンネルの合成試験信号Ｓｒｏを生成する（図８のステップＳ３）。
【００５６】
そして、送受信部２の信号切り替え部２３及び受信部２２を介して上述の合成試験信号Ｓｒｏを受信した試験信号分析部５の試験信号分離部５１は、共振モードの合成試験信号Ｓｒｏに対しΔτ間隔のゲート処理を行なって合成前の第２の試験信号Sｒｘを再収集し（図８のステップＳ４）、特性値計測部５２は、試験信号分離部５１において得られた第２の試験信号Sｒｘの振幅を特性値として計測する（図８のステップＳ５）。
【００５７】
次に、平均特性値算出部５４は、Ｎチャンネルからなる第２の試験信号（Sｒｘ試験信号Ｓｒｘ−１乃至Ｓｒｘ−Ｎ）における特性値を加算平均することによって平均特性値を算出し（図８のステップＳ６）、更に、この平均特性値と予め設定された特性値幅に基づいて共振モードにおける正常特性値の上限値及び下限値を設定する（図８のステップＳ７）。
【００５８】
共振モードの第２の試験信号Sｒｘに対する特性値の計測、平均特性値の算出、正常特性値の上限値及び下限値の設定が終了したならば、システム制御部８は、上述の各ユニットを再度制御して非共振モードの第２の試験信号Ｓａｘ（試験信号Sａｘ−１乃至Ｓａｘ−Ｎ）に対する特性値の計測、平均特性値の算出、正常特性値の上限値及び下限値の設定を行なう（（図８のステップＳ２乃至Ｓ７）。
【００５９】
次いで、不良有無判定部５５は、共振モードの第２の試験信号Ｓｒｘ及び非共振モードの第２の試験信号Ｓａｘにおいて計測された特性値の各々と共振モード及び非共振モードの平均特性値あるいは正常特性値に対する上限値及び下限値とを比較することにより超音波プローブ３に対する不良有無の判定や不良箇所の特定を行なう（図８のステップＳ８）。
【００６０】
そして、表示部６の表示データ生成部６１は、試験信号分析部５から供給される分析結果（即ち、共振モードの第２の試験信号及び非共振モードの第２の試験信号における特性値の計測結果、不良有無の判定結果、不良箇所の特定結果等）に基づいてプローブ試験用の表示データを所定の表示フォーマットで生成する。そして、データ変換部６２は、前記表示データに対してＤ／Ａ変換と表示フォーマット変換を行なって映像信号を生成しモニタ６３に表示する（図８のステップＳ９）。
【００６１】
以上述べた本発明の実施例によれば、複雑な構成を有した試験専用ユニットを用いることなく超音波プローブに対する不良有無の判定や不良箇所の特定を容易かつ正確に行なうことが可能となる。このため、超音波プローブの試験に要する時間が短縮され、試験担当者の負担が大幅に軽減される。
【００６２】
特に、超音波プローブに供給されたＮチャンネルの試験信号は、前記超音波プローブのコネクタ部に設けられた試験信号合成部により合成されて診断装置本体の試験信号分析部へ供給されるため、超音波プローブと診断装置本体を接続する多チャンネルの信号線や入出力端子の新たな増設を必要としない。
【００６３】
又、上述の実施例では、超音波プローブの各チャンネルに供給した試験信号の特性値に基づいて不良有無の判定や不良箇所の特定を行なっているため、従来のような試験用反射体や超音波伝搬媒質等の試験用治具を必要としない。従って、病院等の施設においても超音波プローブの試験を容易に行なうことができる。
【００６４】
更に、共振モードの試験信号と非共振モードの試験信号を用いることにより、振動素子の不良、プローブケーブルの断線及びコネクタ部の接触不良等を正確に特定することが可能となる。
【００６５】
以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例における試験信号分析部５は、超音波プローブ３の各チャンネルから得られる試験信号の振幅値を特性値として計測する場合について述べたが、前記試験信号の実効値や周波数特性値等の他の特性値を計測してもよい。
【００６６】
又、超音波プローブ３から得られた試験信号の特性値と平均特性値あるいはこの平均特性値に基づく正常特性値の上限値及び下限値との比較によって不良有無の判定や不良箇所の特定を行なう場合について述べたが、前記試験信号の特性値と予め設定された標準特性値、標準上限値、標準下限値等との比較により不良有無の判定や不良箇所の特定を行なってもよい。更に、上述の平均特性値の替わりに中央特性値（即ち、Ｎチャンネルの試験信号の各々から得られる特性値の中央値）を用いてもよい。
【００６７】
一方、上述の実施例では、合成用抵抗３８−１乃至３８−Ｎを用いた試験信号合成部３７について示したが、これに限定されるものではなく、増幅機能を有した通常の加算器であっても構わない。又、Ｂモード画像データを生成する画像データ生成部４について述べたが、画像データ生成部４は、カラードプラ画像データ等の他の画像データを生成してもよい。
【００６８】
尚、上述の実施例ではセクタ走査用の超音波プローブ３を用いた場合について述べたが、リニア走査やコンベックス走査等の他の走査に対応した超音波プローブに対しても同様の試験を行なうことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施例の診断装置本体に接続された超音波プローブと前記診断装置本体が備えた送受信部及び画像データ生成部の具体的な構成を示すブロック図。
【図３】同実施例の送信部から超音波プローブの各チャンネルに対して出力される試験信号（第１の試験信号）を示す図。
【図４】同実施例の試験信号合成部において生成される合成試験信号を示す図。
【図５】同実施例における試験信号分析部の具体的な構成を示すブロック図。
【図６】同実施例における超音波プローブの不良箇所を説明するための図。
【図７】同実施例の超音波プローブから得られる試験信号（第２の試験信号）の波形形態を不良箇所に対応させて一覧表示した図。
【図８】同実施例における超音波プローブの試験手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７０】
１…診断装置本体
２…送受信部
２１…送信部
２１１…レートパルス発生器
２１２−１乃至２１２−Ｎ…送信遅延回路
２１３−１乃至２１３−ｎ…駆動回路
２２…受信部
２２１−１乃至２２１−Ｎ…Ａ／Ｄ変換器
２２２−１乃至２２２−Ｎ…受信遅延回路
２２３…加算器
３…超音波プローブ
３１…ヘッド部
３２−１乃至３２−Ｎ…振動素子
３３−１乃至３３−Ｎ…プローブケーブル
３４…コネクタ部
３５−１乃至３５−Ｎ…共振用インダクタ
３６−１乃至３６−Ｎ…接続端子
３７…試験信号合成部
３８−１乃至３８−Ｎ…合成用抵抗
４…画像データ生成部
４１…包絡線検波器
４２…対数変換器
４３…超音波データ記憶部
５…試験信号分析部
５１…試験信号分離部
５２…特性値計測部
５３…測定データ記憶部
５４…平均特性値算出部
５５…不良有無判定部
６…表示部
６１…表示データ生成部
６２…データ変換部
６３…モニタ
７…入力部
８…システム制御部
１００…超音波診断装置
【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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