(57)【要約】【課題】超音波プローブから装置本体に無線伝送されるデジタル信号の同期を確立する。【解決手段】超音波プローブ１００内のデータ挿入部１１２は、同期信号発生部１１４から供給されるフレーム同期信号とワード同期信号を、ＰＳ変換部１１０から供給されるシリアルデータ内に挿入する。一方、装置本体２００内の同期検出部２１０は、データ列再生部２０９によって再生されたシリアルデータ内からフレーム同期信号とワード同期信号を検出する。そして、ＳＰ変換部２１４は、フレーム同期信号の検出タイミングとワード同期信号の検出タイミングに基づいて、シリアルデータをパラレルデータに変換する。これにより、超音波プローブ１００のデジタルビームフォーマ１０８で形成されたパラレルデータが復元される。【選択図】図１
2007252573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波プローブから装置本体へ信号が無線送信されるワイヤレス超音波診断装置において、
前記超音波プローブは、
被検体に対して超音波を繰り返し送受波してエコーデータ列を取得する送受波部と、
エコーデータ列内に送受波の繰り返し周期に応じた同期信号を挿入する信号挿入部と、
同期信号が挿入されたエコーデータ列に基づいて生成される信号を装置本体へ無線送信する無線送信部と、
を有する、
ことを特徴とするワイヤレス超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載のワイヤレス超音波診断装置において、
前記信号挿入部は、前記同期信号として、超音波ビームごとのデータの区切りを示すフレーム同期信号を挿入する、
ことを特徴とするワイヤレス超音波診断装置。
【請求項３】
請求項２に記載のワイヤレス超音波診断装置において、
前記超音波プローブは、ランダム符号系列によって前記フレーム同期信号を生成する同期信号発生部をさらに有する、
ことを特徴とするワイヤレス超音波診断装置。
【請求項４】
請求項２に記載のワイヤレス超音波診断装置において、
前記信号挿入部は、超音波プローブの動作状態を示すプローブ設定データをエコーデータ列内に挿入する、
ことを特徴とするワイヤレス超音波診断装置。
【請求項５】
超音波プローブから装置本体へ信号が無線送信されるワイヤレス超音波診断装置において、
前記超音波プローブは、
被検体に対して超音波を送受波する複数の振動子と、
複数の振動子から得られる受波データを所定個数の振動子ごとに整相加算処理して複数チャンネルの受波データ列を形成する第一整相加算部と、
各チャンネルごとに受波データ列を所定ビット数のデータ片に分割し、複数チャンネルの各々から得られるデータ片を時間軸方向に一列に並べることにより複数チャンネルのデータ片で構成されるデータ部分列を形成し、次々に形成される複数のデータ部分列を時間軸方向に一列に並べてシリアルのエコーデータ列を形成するシリアルデータ変換部と、
エコーデータ列内に超音波ビームごとのデータの区切りを示すフレーム同期信号を挿入し、さらに、エコーデータ列内のデータ部分列とデータ部分列との間に部分列同期信号を挿入する信号挿入部と、
フレーム同期信号と部分列同期信号が挿入されたエコーデータ列に基づいて生成される信号を装置本体へ無線送信する無線送信部と、
を有する、
ことを特徴とするワイヤレス超音波診断装置。
【請求項６】
請求項５に記載のワイヤレス超音波診断装置において、
前記装置本体は、
前記超音波プローブから無線送信される信号を受信してエコーデータ列を再生する無線受信部と、
再生されたエコーデータ列に含まれるフレーム同期信号と部分列同期信号を検出する同期信号検出部と、
検出されたフレーム同期信号と部分列同期信号に基づいて、シリアルのエコーデータ列から、超音波ビームごとに前記複数チャンネルの受波データ列を復元するパラレルデータ変換部と、
を有する、
ことを特徴とするワイヤレス超音波診断装置。
【請求項７】
請求項６に記載のワイヤレス超音波診断装置において、
前記装置本体は、
前記パラレルデータ変換部によって復元された複数チャンネルの受波データ列を記憶するメモリと、
メモリに記憶された複数チャンネルの受波データ列を装置本体側の周期で読み出し、読み出した複数チャンネルの受波データ列を整相加算処理して超音波ビームごとに受信ビームデータを形成する第二整相加算部と、
受信ビームデータに基づいて形成される被検体の超音波画像を表示する表示部と、
をさらに有する、
ことを特徴とするワイヤレス超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波プローブから装置本体へ信号が無線送信されるワイヤレス超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波プローブで得られたエコーデータなどを装置本体へ無線送信するワイヤレス超音波診断装置が知られている（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
従来のワイヤレス超音波診断装置では、超音波プローブに送信アンテナが取り付けられ、その送信アンテナから、超音波信号などによって変調された無線信号が空間内へ送信される。そして、装置本体に設けられた受信アンテナによってその無線信号が受信され、受信された信号が装置本体内において復調されて画像処理などが行われる。
【０００４】
ワイヤレス超音波診断装置によって、超音波プローブと装置本体とを接続するプローブケーブルが無くなることにより、超音波プローブの操作性が飛躍的に向上することが期待されている。しかしながら、ワイヤレス超音波診断装置を具現化するにあたっては、いくつかの克服すべき課題があるのも事実である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１４１３２８号公報
【特許文献２】特開昭５５−１５１９５２号公報
【特許文献３】特開昭５３−１０８６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ワイヤレス超音波診断装置の具現化にあたって克服すべき課題として、例えば、超音波プローブと装置本体との間で無線信号の同期確立を如何にして行うかという問題が挙げられる。
【０００７】
例えば、送信側である超音波プローブがデジタル化されたエコー信号で搬送波を変調処理して無線信号を送信すると、その無線信号内に同期を示すためのデータが何ら存在しない場合には、受信側である装置本体は超音波受信信号の開始タイミングなどを認識することができない。
【０００８】
また、例えば、超音波プローブから時分割多重化されたシリアルデータが無線送信され、装置本体が無線送信されたシリアルデータをパラレルデータに復元する場合には、パラレルデータに復元するためのデータの区切りを示すデータが必要になる。
【０００９】
ちなみに、双方向通信を行うシステムでは、受信側が同期を確立したことを示す情報を送信側へ返すことにより同期を確立する手法が知られている。しかしながら、超音波プローブから装置本体へ無線信号を一方向に送信するシステムには、双方向通信の同期確立手法をそのまま利用することができない。
【００１０】
本発明はこのような背景において成されたものであり、その目的は、超音波プローブと装置本体との間の無線信号の同期を確立する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の好適な態様であるワイヤレス超音波診断装置は、超音波プローブから装置本体へ信号が無線送信されるワイヤレス超音波診断装置であって、前記超音波プローブは、被検体に対して超音波を繰り返し送受波してエコーデータ列を取得する送受波部と、エコーデータ列内に送受波の繰り返し周期に応じた同期信号を挿入する信号挿入部と、同期信号が挿入されたエコーデータ列に基づいて生成される信号を装置本体へ無線送信する無線送信部と、を有することを特徴とする。
【００１２】
この態様では、同期信号が挿入されたエコーデータ列に基づいて信号が生成され、その信号が装置本体へ無線送信される。そのため、装置本体は、無線送信された信号から同期信号が挿入されたエコーデータ列を復元することができ、さらに、同期信号が挿入されているタイミングに基づいて、エコーデータ列の区切りを認識することが可能になる。例えば、超音波ビームごとに同期信号が挿入されていれば、装置本体側で超音波ビームごとのエコーデータの開始タイミングなどを確認することが可能になる。
【００１３】
望ましい態様において、前記信号挿入部は、前記同期信号として、超音波ビームごとのデータの区切りを示すフレーム同期信号を挿入することを特徴とする。望ましい態様において、前記超音波プローブは、ランダム符号系列によって前記フレーム同期信号を生成する同期信号発生部をさらに有することを特徴とする。望ましい態様において、前記信号挿入部は、超音波プローブの動作状態を示すプローブ設定データをエコーデータ列内に挿入することを特徴とする。
【００１４】
また、上記目的を達成するために、本発明の好適な態様であるワイヤレス超音波診断装置は、超音波プローブから装置本体へ信号が無線送信されるワイヤレス超音波診断装置であって、前記超音波プローブは、被検体に対して超音波を送受波する複数の振動子と、複数の振動子から得られる受波データを所定個数の振動子ごとに整相加算処理して複数チャンネルの受波データ列を形成する第一整相加算部と、各チャンネルごとに受波データ列を所定ビット数のデータ片に分割し、複数チャンネルの各々から得られるデータ片を時間軸方向に一列に並べることにより複数チャンネルのデータ片で構成されるデータ部分列を形成し、次々に形成される複数のデータ部分列を時間軸方向に一列に並べてシリアルのエコーデータ列を形成するシリアルデータ変換部と、エコーデータ列内に超音波ビームごとのデータの区切りを示すフレーム同期信号を挿入し、さらに、エコーデータ列内のデータ部分列とデータ部分列との間に部分列同期信号を挿入する信号挿入部と、フレーム同期信号と部分列同期信号が挿入されたエコーデータ列に基づいて生成される信号を装置本体へ無線送信する無線送信部と、を有することを特徴とする。
【００１５】
望ましい態様において、前記装置本体は、前記超音波プローブから無線送信される信号を受信してエコーデータ列を再生する無線受信部と、再生されたエコーデータ列に含まれるフレーム同期信号と部分列同期信号を検出する同期信号検出部と、検出されたフレーム同期信号と部分列同期信号に基づいて、シリアルのエコーデータ列から、超音波ビームごとに前記複数チャンネルの受波データ列を復元するパラレルデータ変換部と、を有することを特徴とする。
【００１６】
望ましい態様において、前記装置本体は、前記パラレルデータ変換部によって復元された複数チャンネルの受波データ列を記憶するメモリと、メモリに記憶された複数チャンネルの受波データ列を装置本体側の周期で読み出し、読み出した複数チャンネルの受波データ列を整相加算処理して超音波ビームごとに受信ビームデータを形成する第二整相加算部と、受信ビームデータに基づいて形成される被検体の超音波画像を表示する表示部と、をさらに有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、超音波プローブと装置本体との間で無線信号の同期を確立することが可能になる。例えば、超音波ビームごとに同期信号が挿入されていれば、装置本体側で超音波ビームごとのエコーデータの開始タイミングなどを確認することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１９】
図１には、本発明に係るワイヤレス超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示すブロック図である。本実施形態のワイヤレス超音波診断装置は、超音波プローブ１００と装置本体２００で構成されており、超音波プローブ１００で取得されたエコーデータが各種信号処理を経て無線電波で装置本体２００へ送信される。
【００２０】
超音波プローブ１００は、被検体に対して超音波を送受波する複数の振動子１０２を備えている。各振動子１０２には、図示しない超音波の送信回路などが接続されており、送信回路から出力される信号に応じて、複数の振動子１０２から超音波パルスが被検体に向けて送波される。そして、複数の振動子１０２によって、被検体から得られる反射波（エコー）が受波される。
【００２１】
複数の振動子１０２の各々に対応して、増幅器１０４とアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）１０６が設けられている。各増幅器１０４は、対応する振動子１０２の受波結果を増幅して対応するＡＤＣ１０６へ出力する。これにより、各振動子１０２の各々から得られる受波信号がデジタル化されて複数のＡＤＣ１０６からデジタルビームフォーマ１０８へ出力される。
【００２２】
デジタルビームフォーマ１０８は、複数のＡＤＣ１０６から得られる受波データを整相加算することにより受信ビームフォーミングを行う回路である。本実施形態において、デジタルビームフォーマ１０８は、第一段階目の整相加算処理を行う。つまり、複数の振動子１０２、例えば６４個の振動子１０２について、隣接する８個の振動子１０２で構成される振動子群ごとに整相加算処理を行う。そして、８つの振動子群の各々について整相加算処理を行い、各振動子群の整相加算結果を１チャンネルとして、８つの振動子群で合計８チャンネルの整相加算データ（受波データ列）を出力する。
【００２３】
ちなみに、後に説明する装置本体２００内のデジタルビームフォーマ２１８において第二段階目の整相加算処理が行われ、全ての振動子１０２から得られる受波データが１本のビームデータとして纏められる。
【００２４】
ＰＳ変換部１１０は、デジタルビームフォーマ１０８において形成された８チャンネルの整相加算データをパラレルデータとして受け取り、受け取った８チャンネルのパラレルデータを時間軸方向に一列に並べたシリアルデータに変換する。こうして、シリアルデータに変換された８チャンネル分の整相加算データがＰＳ変換部１１０から出力される。
【００２５】
デジタルビームフォーマ１０８は、次々に出力される受波データを受信ビームごとに整相加算処理する。そのため、デジタルビームフォーマ１０８から、複数の受信ビームに関する整相加算結果が次々に出力され、ＰＳ変換部１１０から複数の受信ビームの整相加算データが時系列順で次々に出力される。
【００２６】
そこで、データ挿入部１１２は、ＰＳ変換部１１０から出力される一連のシリアルデータ内に各受信ビームの同期信号を挿入し、これにより、シリアルデータ内に受信ビームごとの区切りが設けられる。同期信号は、同期信号発生部１１４において生成される。また、データ挿入部１１２は、シリアルデータ内にプローブ設定データを挿入する。プローブ設定データは、プローブ設定データ生成部１１５において生成される。
【００２７】
図２は、フレーム同期信号とプローブ設定データの挿入タイミングを説明するための図である。受信ビーム同期タイミング２０は、超音波ビームごとの区切りのタイミングを示している。つまり、超音波のパルス繰り返し間隔（Pulse Repetition Time:RPT）を示しており、受信ビーム同期タイミング２０の立ち上がり期間が、超音波ビームと超音波ビームの間の期間に対応している。
【００２８】
エコーデータ列２２は、ＰＳ変換部（図１の符号１１０）から出力される一連のシリアルデータであるデジタル超音波受信信号を含んでいる。デジタル超音波受信信号は、超音波ビームを単位として得られる受信信号である。そのため、超音波ビームと超音波ビームの間の期間、つまり受信ビーム同期タイミング２０の立ち上がり期間において、デジタル超音波受信信号が存在しない無効データ時間が存在する。
【００２９】
図２の（Ａ）は、この無効データ時間にフレーム同期信号２４とプローブ設定データ２６が挿入される例を示している。フレーム同期信号２４は、超音波ビームごとに挿入される同期信号であり、同期信号発生部（図１の符号１１４）において生成される。このフレーム同期信号２４は、各超音波ビームに対応したデジタル超音波受信信号の開始タイミングや終了タイミングを知るためのトリガとなる。つまり、後に詳述するように、装置本体側でフレーム同期信号２４を検出することにより、各超音波ビームごとにデジタル超音波受信信号の開始タイミングや終了タイミングを知ることができる。
【００３０】
プローブ設定データ２６は、超音波プローブ（図１の符号１００）の動作状態を反映させたデータであり、プローブ設定データ生成部１１５において生成される。プローブ設定データ２６は、超音波プローブ側で設定された診断上の条件（パラメータ）などを示すデータである。例えば、超音波プローブに設けられた操作スイッチなどを介してユーザが診断上のモード設定などを行い、その設定結果がプローブ設定データ２６に反映される。
【００３１】
プローブ設定データ２６に反映されるパラメータの例としては、例えば、Ｂモード、Ｍモード、ＰＷドプラモード、ＣＷドプラモード、カラードプラモードなどのモード情報や、ビーム番号、フレームＩＤ、プレーンＰＤなどである。プローブ設定データ２６が挿入されることにより、後に詳述するように、装置本体側でプローブ設定データ２６の内容を読み取り、超音波プローブ側の動作状態を知ることが可能になる。
【００３２】
なお、フレーム同期信号２４とプローブ設定データ２６は、図２の（Ｂ）に示すように、無効データ時間の直後に挿入されてもよい。この場合、フレーム同期信号２４とプローブ設定データ２６が挿入された部分のデジタル超音波受信信号が再生できなくなるが、その部分の時間が超音波ビーム１本分の期間よりも十分小さければ、再生できない信号を無視することもできる。
【００３３】
図３は、同期信号発生部（図１の符号１１４）内のフレーム同期信号の発生回路を示す図である。本実施形態において、フレーム同期信号は、「１」と「０」のランダム符号系列により構成される。
【００３４】
フレーム同期信号の一例はランダム系列（Puseudo Noise Code：ＰＮコード）である。ＰＮコードの発生回路例が図３に示されている。この発生回路は、「０」または「１」の状態を記憶する１ビットのレジスタ３２をＮ段並べたシフトレジスタ３０を備えている。そして、シフトレジスタ３０内のいくつかのレジスタ３２の出力は、排他論理回路（ＥＸ−ＯＲ）３４によって排他的論理和がとられている。シフトレジスタ３０はクロックパルスに従って記憶内容を隣のレジスタ３２に移していき、これにより、「１」と「０」のランダム符号系列がフレーム同期信号として出力される。こうして発生されたランダム符号系列は、繰り返し長２ｎ−１ビットで構成され、「１」と「０」の生起確率が１／２となることや、繰り返し周期内では全て異なるシーケンスを有することなどの特徴を備えている。
【００３５】
フレーム同期信号をランダム化することにより、例えば、デジタル超音波受信信号などのデータをフレーム同期信号と誤って認識する確率を低減することができる。また、「１」と「０」の生起確率が１／２となるので、送受信のデジタル伝送系において、ＡＣ結合による信号処理が可能になる。これにより、符号誤り率が低減する効果も得られる。
【００３６】
なお、フレーム同期信号の発生に利用できるランダム符号系列は、ＰＮ符号に限定されない。例えば次のような符号系列を利用してもよい。Ｍ系列符号（Maximum Length Code(or sequence))は、ＰＮ符号の１種である。Gold系列は、周期が等しい２種類のＭ系列を加算することにより得られる。Ｍ系列同士の位相差により多数のGold系列が存在する。この系列の相互相関特性は、ランダム系列の中では最もよく、符号を選定すれば特定の３つの相関値のみをとるようにすることなどが可能になる。
【００３７】
図１に戻り、変調器１１６は、データ挿入部１１２から出力される同期信号とプローブ設定データが挿入されたシリアルデータ（シリアルのエコーデータ列）に基づいてＰＳＫ（Phase Shift Keying）などのデジタル変調処理を施す。ＰＳＫに換えてＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）やＦＳＫ（Frequency Shift Keying）などのデジタル変調処理を利用してもよい。そして、変調器１１６においてデジタル信号により変調された信号が電力増幅器１１８において電力増幅され、送信アンテナ１２０から無線信号として送信される。送信アンテナ１２０は、例えば、平面アンテナである。
【００３８】
こうして、１チャンネルにまとめられたデジタルエコー信号により変調された無線信号が送信される。例えば、送信キャリア周波数が６０ＧＨｚで、帯域が１ＧＨｚ程度の１チャンネルの無線信号が送信される。
【００３９】
超音波プローブ１００から送信された無線信号は、装置本体２００の受信アンテナ２０２によって受信され、前置増幅器２０４を経由して電力増幅器２０６において電力増幅されてから復調器２０８へ送られる。復調器２０８は、ＰＳＫなどのデジタル変調処理が施された無線信号に対して復調処理を施す。これにより、超音波プローブ１００の変調器１１６によって変調される前のデータ、つまり同期信号とプローブ設定データが挿入されたシリアルデータ（シリアルのエコーデータ列）がデータ列再生部２０９において再生される。
【００４０】
同期信号検出部２１０は、データ列再生部２０９において再生されるシリアルデータ内に含まれる同期信号を検出する。また、プローブ設定データ認識部２１１は、データ列再生部２０９において再生されるシリアルデータ内に含まれるプローブ設定データを検出してその内容を認識する。なお、データ列再生部２０９、同期信号検出部２１０およびプローブ設定データ認識部２１１は、クロック再生部２１２において再生されたクロックに同期して動作する。
【００４１】
図４は、同期信号検出部（図１の符号２１０）内のフレーム同期信号の検出回路を示す図である。この検出回路は、シフトレジスタ４０、フレーム同期パターン認識回路４２および同期保護回路４４によって構成され、これらの各回路は、クロック再生部（図１の符号２１２）において再生される再生クロックに基づいて動作する。
【００４２】
シフトレジスタ４０には、データ列再生部（図１の符号２０９）において再生された再生データ列（シリアルのエコーデータ列）が供給される。シフトレジスタ４０には複数のレジスタが含まれており、各レジスタに再生データ列内のデータが記憶される。シフトレジスタ４０は、再生クロックのパルスに従って、記憶内容を隣のレジスタに移動していく。これにより、シフトレジスタ４０が、再生データ列内を移動するウィンドウとして機能し、再生データ列内に含まれる部分列データを抽出してフレーム同期パターン認識回路４２へ出力する。
【００４３】
フレーム同期パターン認識回路４２は、シフトレジスタ４０によって抽出された部分列データがフレーム同期信号と一致するか否かを比較する。例えば、同期信号発生部（図１の符号１１４）によって挿入されるフレーム同期信号データのパターンをフレーム同期パターン認識回路４２が予め保持しておき、そのパターンとシフトレジスタ４０によって抽出された部分列データとをパターン照合して、データパターンが一致した場合にその部分列データがフレーム同期信号であると認識する。
【００４４】
そして、パターン照合の結果、フレーム同期信号のタイミングが検出されると、同期保護回路４４は、フレーム同期検出信号を出力する。こうして、再生データ列、つまり、シリアルのエコーデータ列に含まれるフレーム同期信号が検出され、その検出タイミングを示すフレーム同期検出信号が出力される。
【００４５】
図５は、プローブ設定データ認識部（図１の符号２１１）の内部構成図である。プローブ設定データ認識部は、シフトレジスタ５０、読み出しタイミング選定回路５２、プローブ設定データ出力回路５４およびカウンタ５８によって構成されており、これらの各回路は、クロック再生部（図１の符号２１２）において再生される再生クロックに同期して動作する。
【００４６】
シフトレジスタ５０には、データ列再生部（図１の符号２０９）において再生された再生データ列（シリアルのエコーデータ列）が供給される。シフトレジスタ５０には複数のレジスタが含まれており、各レジスタに再生データ列内のデータが記憶される。シフトレジスタ５０は、再生クロックのパルスに従って、記憶内容を隣のレジスタに移していく。これにより、シフトレジスタ５０が、再生データ列内を移動するウィンドウとして機能し、再生データ列内に含まれる部分列データを抽出する。
【００４７】
読み出しタイミング選定回路５２は、シフトレジスタ５０による部分列データの抽出タイミングを決定する回路である。読み出しタイミング選定回路５２は、カウンタ５８から供給されるカウント値に応じて部分列データの抽出タイミングを決定する。
【００４８】
カウンタ５８には、フレーム同期検出信号（図４の検出回路から出力される）が入力され、カウンタ５８は、フレーム同期信号の検出タイミングでカウント値をリセットする。カウンタ５８は、カウント値をリセットしてから再生クロックのパルスタイミングに応じてカウント値をインクリメントさせる。例えば、再生データ列の１ビットごとにカウント値を１だけカウントアップする。
【００４９】
読み出しタイミング選定回路５２は、カウンタ５８のカウント値に基づいて、再生データ列内のプローブ設定データの位置を確認する。例えば、図２に示したように、プローブ設定データ２６がフレーム同期信号２４の直後に挿入されている場合に、カウンタ５８がフレーム同期信号の最後のビットのタイミングでカウント値をリセットすると、その直後のビットからプローブ設定データ２６が始まるため、読み出しタイミング選定回路５２は、カウント値１から部分列データの読み出しを開始する。そして、プローブ設定データ２６のビット数だけカウント値が進んだ時点で読み出しを終了する。
【００５０】
なお、フレーム同期信号２４の直後にプローブ設定データ２６が挿入されていない場合には、フレーム同期信号２４とプローブ設定データ２６の間のビット数に応じたカウント値から部分列データの読み出しを開始すればよい。
【００５１】
こうして、読み出しタイミング選定回路５２によってプローブ設定データの読み出しタイミングが制御され、そのタイミングに応じてシフトレジスタ５０によってプローブ設定データが抽出される。抽出されたプローブ設定データは、プローブ設定データ出力回路５４を介して表示部（図１の符号２２２）などへ出力される。
【００５２】
図１に戻り、データ列再生部２０９においてシリアルのエコーデータ列が再生されると、ＳＰ変換部２１４は、再生されたシリアルのエコーデータ列に含まれる８チャンネルの整相加算データをパラレルデータに変換する。その際、同期信号検出部２１０から供給されるフレーム同期検出信号に基づいて、エコーデータ列内の超音波ビームごとに区切りのタイミングを確認し、また、後に説明するように、エコーデータ列内に含まれるワード同期用ビットの検出タイミングに基づいて、シリアル−パラレル変換を行う。こうして、ＳＰ変換部２１４によって、超音波プローブ１００のデジタルビームフォーマ１０８で形成されたデータに対応する８チャンネルのパラレルデータが復元され、メモリ２１６に記憶される。
【００５３】
メモリ２１６に記憶されたデータは、メモリ２１６の後段の処理に応じたタイミングで読み出される。つまり、メモリ２１６の前段までの処理は、超音波プローブ１００側の動作周期で形成された信号を処理するために、超音波プローブ１００側の動作周期に合わせた処理タイミングで行われてきた。そこで、メモリ２１６に記憶されたデータをメモリ２１６の後段の処理に応じたタイミング、つまり装置本体２００側の動作周期に応じたタイミングで読み出すことにより、メモリ２１６の前段と後段において、動作周期の調整（クロック乗り換え）が行われる。なお、メモリ２１６としては、例えばＦＩＦＯ（First Input First Output）型のデバイスが利用される。
【００５４】
デジタルビームフォーマ２１８は、メモリ２１６に記憶されたパラレルデータを読み出して、第二段階目の整相加算処理を実行する。つまり、デジタルビームフォーマ１０８によって形成されたデータに相当するパラレルデータをメモリ２１６から読み出し、読み出した８チャンネル分のパラレルデータに基づいて整相加算処理を実行し、全ての振動子１０２から得られる受波データを纏めて１本のビームデータを形成する。ビームデータは受信ビームごとに次々に形成されて画像形成部２２０へ出力される。
【００５５】
画像形成部２２０は、受信ビームごとに次々に形成されるビームデータに基づいて、Ｂモード画像、Ｍモード画像、ドプラ画像などの超音波画像の画像データを形成する。そして、形成された画像データに対応した超音波画像が表示部２２２に表示される。
【００５６】
なお、画像形成部２２０は、プローブ設定データ認識部２１１によって抽出されたプローブ設定データに応じたモードで画像形成を行ってもよい。つまり、超音波プローブ１００側に設定された診断モードに応じてＢモード画像、Ｍモード画像またはドプラ画像の画像形成処理を実行して画像データを形成する。また、プローブ設定データに基づいて検出される超音波プローブ１００側の設定状態を表示部２２２が表示してユーザに知らせるようにしてもよい。
【００５７】
次に、本実施形態におけるパラレルデータとシリアルデータの対応関係について説明する。なお、以下の説明において、図１に示した部分については図１の符号を利用する。
【００５８】
図６は、パラレルのエコーデータとシリアルのエコーデータの対応関係を説明するための図である。図６の（Ａ）は、第一段目のデジタルビームフォーマ１０８によって形成される８チャンネルの整相加算データ（受波データ列）が模式的に示されている。図６の（Ａ）に示すｃｈ１〜ｃｈ８までの８チャンネルの受波データ列がデジタルビームフォーマ１０８によって形成されてＰＳ変換部１１０へ供給される。
【００５９】
ＰＳ変換部１１０は、受け取った８チャンネルのパラレルデータを時間軸方向に一列に並べたシリアルデータに変換する。その際、ＰＳ変換部１１０は、各チャンネルごとに受波データ列を所定ビット数のデータ片に分割する。つまり、図６の（Ａ）に示すように、例えば１ビットの時間間隔で、ｃｈ１をＡ，Ｉ，Ｑ，Ｙのデータ片に分割し、同様に、ｃｈ２をＢ，Ｊ，Ｒ，Ｚのデータ片に分割する。ｃｈ３〜ｃｈ８の各チャンネルについても同様に複数のデータ片に分割する。
【００６０】
そして、ＰＳ変換部１１０は、複数チャンネルの各々から得られるデータ片を時間軸方向に一列に並べることにより複数チャンネルのデータ片で構成されるデータ部分列を形成する。つまり、図６の（Ａ）に示すｃｈ１〜ｃｈ８のデータ片Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈを抽出し、図６の（Ｂ）に示すように時間軸方向に一列に並べることにより、データ片Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈから得られるデータ部分列Ａ〜Ｈを形成する。さらに、ＰＳ変換部１１０は、ｃｈ１〜ｃｈ８のデータ片Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｏ，Ｐを抽出してデータ部分列Ｉ〜Ｐを形成し、同様にして図６の（Ｂ）に示すように、データ部分列Ｑ〜Ｘやデータ部分列Ｙ〜ｆを次々に形成する。
【００６１】
こうして、ＰＳ変換部１１０は、図６の（Ｂ）に示すシリアルデータを形成する。さらに、データ挿入部１１２は、前述したフレーム同期信号に加えて、データ部分列とデータ部分列との間に、部分列同期信号として機能するワード同期信号（ワード同期用ビット）を挿入する。つまり、図６の（Ｂ）に示すように、データ部分列Ａ〜Ｈとデータ部分列Ｉ〜Ｐの間にワード同期用ビットを挿入し、また、データ部分列Ｉ〜Ｐとデータ部分列Ｑ〜Ｘの間などにもワード同期用ビットを挿入する。
【００６２】
図７は、フレーム同期信号とワード同期信号の挿入タイミングを説明するための図である。受信ビーム同期タイミング２０は、超音波ビームごとの区切りのタイミングを示している。つまり、受信ビーム同期タイミング２０の立ち上がり期間が、超音波ビームと超音波ビームの間の期間に対応している。エコーデータ列２２は、ＰＳ変換部１１０から出力される一連のシリアルデータであるデジタル超音波受信信号にフレーム同期信号とワード同期信号が挿入された信号である。
【００６３】
デジタル超音波受信信号は、図６の（Ｂ）に示したデータ部分列Ａ〜Ｈ，Ｉ〜Ｐ，Ｑ〜Ｘなどによって構成されている。デジタル超音波受信信号は、超音波ビームを単位として得られる受信信号データであり、そのため、超音波ビームと超音波ビームの間の期間、つまり受信ビーム同期タイミング２０の立ち上がり期間において、デジタル超音波受信信号が存在しない無効データ時間が存在する。そして、その無効データ時間にフレーム同期信号が挿入されている。
【００６４】
さらに、エコーデータ列２２には、図６の（Ｂ）に示したワード同期用ビットであるワード同期信号が挿入されている。図６を利用して説明したように、ワード同期信号（ワード同期用ビット）は、例えば、デジタル超音波受信信号の８ビットごとに挿入される。
【００６５】
こうして、データ挿入部１１２から、図７に示すエコーデータ列２２が出力され、そのエコーデータ列に基づいて形成される信号が超音波プローブ１００から装置本体２００へ無線送信される。装置本体２００では、前述した各種処理を経て、データ列再生部２０９において、図７に示すエコーデータ列２２を再生する。
【００６６】
データ列再生部２０９において再生されたエコーデータ列２２は、同期信号検出部２１０に出力され、そして、同期信号検出部２１０において、エコーデータ列２２に含まれるフレーム同期信号とワード同期信号が検出される。図７に示すワード同期検出信号７０は、同期信号検出部２１０から出力されるワード同期のタイミングを示す信号であり、また、フレーム同期検出信号７２は、同期信号検出部２１０から出力されるフレーム同期のタイミングを示す信号である。ワード同期検出信号７０とフレーム同期検出信号７２は、ＳＰ変換部２１４へ供給される。
【００６７】
そして、ＳＰ変換部２１４は、ワード同期検出信号７０とフレーム同期検出信号７２に基づいて、エコーデータ列２２をパラレルデータに変換する。つまり、フレーム同期検出信号７２に基づいて超音波ビームごとのデータの開始時点を認識して、各超音波ビームごとにパラレルデータを形成する。また、ワード同期検出信号７０に基づいてデータ部分列の区切りのタイミングを認識してシリアルデータからパラレルデータへの変換を行う。
【００６８】
すなわち、ＳＰ変換部２１４には、データ列再生部２０９において再生された図６の（Ｂ）に示すシリアルデータが供給されており、ＳＰ変換部２１４は、ワード同期検出信号７０に基づいてワード同期信号（ワード同期用ビット）の挿入位置を確認して、図６の（Ｂ）に示すシリアルデータを図６の（Ａ）に示すパラレルデータに変換する。変換されたパラレルデータがメモリ２１６に一旦記憶されてから後段の処理に利用されることは前述したとおりである。
【００６９】
このように、図１の実施形態では、超音波プローブ１００がエコーデータ列内にフレーム同期信号とワード同期信号を挿入し、それを再生する装置本体２００がフレーム同期信号とワード同期信号に基づいてフレーム同期とワード同期を確立している。そのため、例えば、超音波プローブ１００から装置本体２００へ無線信号を一方向に送信して同期を確立することができ、超音波プローブ１００と装置本体２００との間で双方向通信を行って同期確立を行う場合に比べて、同期確立に要する時間を短縮することができる。
【００７０】
なお、装置本体２００は、フレーム同期信号を検出してフレーム同期を確立してからワード同期確立のプロセスに入る。そのため、無線送信の伝送路の状態などによって、フレーム同期信号が検出されない場合には、ワード同期の確立プロセスに進まずに、再度フレーム同期信号の検出を行うことが望ましい。
【００７１】
また、図１の実施形態では、メモリ２１６の前段と後段において、動作周期の調整（クロック乗り換え）が行われている。そのため、超音波プローブ１００側の動作周期と装置本体２００の動作周期が異なるシステム構成が可能になる。つまり、例えば超音波プローブ１００のマスターオシレータを装置本体２００の発振器に同期させる必要がない。そのため、超音波プローブ１００内にＰＬＬ回路のような同期用回路を設ける必要がない。
【００７２】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に係るワイヤレス超音波診断装置の全体構成図である。
【図２】フレーム同期信号とプローブ設定データの挿入タイミングを説明するための図である。
【図３】フレーム同期信号の発生回路を示す図である。
【図４】フレーム同期信号の検出回路を示す図である。
【図５】プローブ設定データ認識部の内部構成図である。
【図６】パラレルのエコーデータとシリアルのエコーデータの対応関係を説明するための図である。
【図７】フレーム同期信号とワード同期信号の挿入タイミングを説明するための図である。
【符号の説明】
【００７４】
１００  超音波プローブ、１１２  データ挿入部、１１４  同期信号発生部、１１５  プローブ設定データ生成部、２００  装置本体、２１０  同期信号検出部、２１１  プローブ設定データ認識部、２１４  ＳＰ変換部、２１６  メモリ。
【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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