JP2010227356A

JP2010227356A - Ultrasonic probe and ultrasonic probe system

Info

Publication number: JP2010227356A
Application number: JP2009079315A
Authority: JP
Inventors: Yoshimitsu Kudo; 吉光工藤; Hiroyuki Karasawa; 弘行唐澤
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2010-10-14
Anticipated expiration: 2029-03-27
Also published as: JP5519949B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic probe used in various styles in accordance with situations, and an ultrasonic probe system. <P>SOLUTION: The ultrasonic probe includes a plurality of ultrasonic transducers for transmitting ultrasonic waves in accordance with a plurality of drive signals and outputting a plurality of reception signals by receiving ultrasonic echoes, a signal processing unit for performing signal processing on the plurality of reception signals outputted from the plurality of ultrasonic transducers to generate a transfer signal, and a communication unit configured to be connected to one arbitrary functional module out of a plurality of external functional modules for transmitting the transfer signal to the connected functional module. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波を送受信する複数の超音波トランスデューサを含む超音波プローブ、及び、超音波プローブとこの超音波プローブに接続可能な機能モジュールとによって構成される超音波プローブシステムに関する。 The present invention relates to an ultrasonic probe including a plurality of ultrasonic transducers for transmitting and receiving ultrasonic waves, and an ultrasonic probe system including an ultrasonic probe and a functional module connectable to the ultrasonic probe.

医療分野においては、被検体の内部を観察して診断を行うために、様々な撮像技術が開発されている。特に、超音波を送受信することによって被検体の内部情報を取得する超音波撮像は、リアルタイムで画像観察を行うことができる上に、Ｘ線写真やＲＩ（radio isotope）シンチレーションカメラ等の他の医用画像技術と異なり、放射線による被曝がない。そのため、超音波撮像は、安全性の高い撮像技術として、産科領域における胎児診断の他、婦人科系、循環器系、消化器系等を含む幅広い領域において利用されている。 In the medical field, various imaging techniques have been developed in order to perform diagnosis by observing the inside of a subject. In particular, ultrasonic imaging that acquires internal information of a subject by transmitting and receiving ultrasonic waves enables real-time image observation, and other medical applications such as X-ray photographs and RI (radio isotope) scintillation cameras. Unlike imaging technology, there is no radiation exposure. Therefore, ultrasonic imaging is used as a highly safe imaging technique in a wide range of fields including gynecological, circulatory, and digestive systems as well as fetal diagnosis in the obstetrics field.

超音波撮像の原理は、次のようなものである。超音波は、被検体内における構造物の境界のように、音響インピーダンスが異なる領域の境界において反射される。そこで、超音波ビームを人体等の被検体内に送信し、被検体内において生じた超音波エコーを受信して、超音波エコーが生じた反射位置や反射強度を求めることにより、被検体内に存在する構造物（例えば、内臓や病変組織等）の輪郭を抽出することができる。 The principle of ultrasonic imaging is as follows. Ultrasound is reflected at the boundary between regions having different acoustic impedances, such as the boundary between structures in the subject. Therefore, an ultrasonic beam is transmitted into a subject such as a human body, an ultrasonic echo generated in the subject is received, and a reflection position and a reflection intensity at which the ultrasonic echo is generated are obtained. The contour of an existing structure (for example, a viscera or a diseased tissue) can be extracted.

一般に、超音波診断装置においては、超音波の送受信機能を有する複数の超音波トランスデューサ（振動子）を含む超音波プローブが用いられる。超音波プローブが受信した超音波エコーは伝送信号に変換されて超音波診断装置本体に送信され、超音波診断装置本体において伝送信号に基づく画像が生成される。超音波プローブと超音波診断装置本体とは、ケーブルを介して有線接続されることが多いが、超音波プローブと超音波診断装置本体との間の情報通信を無線で行う無線通信式の超音波診断装置も開発されている。無線通信式の超音波診断装置は、ケーブルを用いることによる煩わしさを解消できるという大きなメリットがあるが、超音波プローブへの電力供給の点では有線接続の超音波診断装置の方が有利なこともある。 In general, in an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic probe including a plurality of ultrasonic transducers (vibrators) having an ultrasonic transmission / reception function is used. The ultrasonic echo received by the ultrasonic probe is converted into a transmission signal and transmitted to the ultrasonic diagnostic apparatus body, and an image based on the transmission signal is generated in the ultrasonic diagnostic apparatus body. In many cases, the ultrasonic probe and the ultrasonic diagnostic apparatus main body are wiredly connected via a cable. However, wireless communication type ultrasonic waves that wirelessly perform information communication between the ultrasonic probe and the ultrasonic diagnostic apparatus main body. A diagnostic device has also been developed. Wireless communication type ultrasonic diagnostic equipment has the great advantage that it can eliminate the troublesomeness of using cables, but in terms of power supply to the ultrasonic probe, wired connection ultrasonic diagnostic equipment is more advantageous There is also.

また、従来、超音波診断装置は、専用の診察室内に設置される大型のものが主流であったが、近年では携行型の超音波診断装置も提案されている。携行型の超音波診断装置は、診断者が簡単に持ち運びでき、超音波診断のために超音波診断装置の設置場所まで被験者をわざわざ移動させる必要がないという大きなメリットがあるが、ディスプレイ装置等を大きくすると携行に不便となるため、詳細な画像を大きな画面に表示して診断したい場合等においては大型の装置の方が有利なこともある。 Conventionally, a large-sized ultrasonic diagnostic apparatus is mainly installed in a dedicated examination room, but in recent years, a portable ultrasonic diagnostic apparatus has also been proposed. A portable ultrasound diagnostic device has the great advantage that a diagnostician can easily carry it and there is no need to move the subject to the place where the ultrasound diagnostic device is installed for ultrasound diagnosis. If the size is increased, it is inconvenient to carry. Therefore, when a detailed image is to be displayed on a large screen for diagnosis, a larger apparatus may be more advantageous.

このように、超音波診断装置には、有線通信式と無線通信式、大型と携行型にそれぞれメリット及びデメリットがある。これらのメリット及びデメリットに応じて、有線通信式と無線通信式、大型と携行型等を使い分けることが望まれている。 Thus, the ultrasonic diagnostic apparatus has advantages and disadvantages in the wired communication type and the wireless communication type, and in the large size and the portable type. Depending on these merits and demerits, it is desired to use a wired communication type and a wireless communication type, a large type and a portable type.

関連する技術として、特許文献１には、１つの超音波診断装置本体を複数種類の超音波プローブに対応できるように構成したものが開示されている。
しかし、特許文献１の技術では、複数種類の超音波プローブを使えても、超音波診断装置本体側の構成は同一であるので、有線通信式と無線通信式、大型と携行型等を使い分けることはできない。 As a related technique, Patent Document 1 discloses a configuration in which one ultrasonic diagnostic apparatus main body can be adapted to a plurality of types of ultrasonic probes.
However, in the technique of Patent Document 1, even if a plurality of types of ultrasonic probes can be used, the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus main body side is the same, so that the wired communication type and the wireless communication type, the large size and the portable type, etc., should be used properly. I can't.

特開２００５−２６１５９５号公報JP 2005-261595 A

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、場面に応じて様々な方式で使用することができる超音波プローブ及び超音波プローブシステムを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above points, an object of the present invention is to provide an ultrasonic probe and an ultrasonic probe system that can be used in various ways depending on the situation.

上記課題を解決するため、本発明の１つの観点に係る超音波プローブは、複数の駆動信号に従って超音波を送信すると共に、超音波エコーを受信して複数の受信信号を出力する複数の超音波トランスデューサと、複数の超音波トランスデューサから出力される複数の受信信号に対して信号処理を施すことにより伝送信号を生成する信号処理部と、外部の複数の機能モジュールのうち、任意の１つに接続可能に構成され、接続された機能モジュールに対して伝送信号を送信する通信部と、を具備する。 In order to solve the above-described problem, an ultrasonic probe according to one aspect of the present invention transmits a plurality of ultrasonic waves according to a plurality of drive signals, receives an ultrasonic echo, and outputs a plurality of reception signals. Connected to any one of a transducer, a signal processing unit that generates a transmission signal by performing signal processing on a plurality of reception signals output from a plurality of ultrasonic transducers, and a plurality of external functional modules And a communication unit configured to transmit a transmission signal to the connected functional module.

本発明によれば、超音波プローブが、外部の複数の機能モジュールのうち、任意の１つに接続されるようにしたので、１つの超音波プローブを、場面に応じて様々な方式で使用することができる。 According to the present invention, since the ultrasonic probe is connected to any one of a plurality of external functional modules, one ultrasonic probe is used in various ways depending on the situation. be able to.

本発明の一実施形態に係る超音波プローブを備えた超音波診断装置の概略構成を示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus including an ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention. 図１に示す超音波プローブの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the ultrasonic probe shown in FIG. 図２に示す受信信号処理部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the received signal processing part shown in FIG. 図１に示す有線通信モジュール及び超音波診断装置本体の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the wire communication module and ultrasonic diagnostic apparatus main body which are shown in FIG. 図１に示す無線通信モジュール及び超音波診断装置本体の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless communication module and ultrasonic diagnostic apparatus main body which are shown in FIG. 図１に示す画像表示モジュールの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image display module shown in FIG.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の一実施形態に係る超音波プローブを備えた超音波診断装置の概略構成を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る超音波プローブシステムは、超音波プローブ１と、この超音波プローブ１に対して接続可能な機能モジュールであって（１）有線通信モジュール３ａ、（２）無線通信モジュール３ｂ、及び、（３）画像表示モジュール３ｃのうち少なくとも２つとによって構成される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same referential mark is attached | subjected to the same component and description is abbreviate | omitted.
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus including an ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention. An ultrasonic probe system according to an embodiment of the present invention includes an ultrasonic probe 1 and a functional module that can be connected to the ultrasonic probe 1 (1) a wired communication module 3a and (2) a wireless communication module. 3b and (3) at least two of the image display modules 3c.

図２は、図１に示す超音波プローブの構成を示すブロック図である。超音波プローブ１は、リニアスキャン方式、コンベックススキャン方式、セクタスキャン方式等の体外式プローブでも良いし、ラジアルスキャン方式等の超音波内視鏡用プローブでも良い。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the ultrasonic probe shown in FIG. The ultrasonic probe 1 may be an external probe such as a linear scan method, a convex scan method, or a sector scan method, or an ultrasonic endoscope probe such as a radial scan method.

図２に示すように、超音波プローブ１は、１次元又は２次元のトランスデューサアレイを構成する複数の超音波トランスデューサ１０と、送信遅延パターン記憶部１１と、送信制御部１２と、駆動信号発生部１３と、受信制御部１４と、複数チャンネルの受信信号処理部１５と、パラレル／シリアル変換部１６と、伝送回路１７と、操作スイッチ２１と、制御部２２と、格納部２３と、バッテリ制御部２４と、バッテリ２６と、受電部２７と、表示制御部２８と、表示部２９とを有している。ここで、受信信号処理部１５及びパラレル／シリアル変換部１６は、複数の超音波トランスデューサ１０から出力される複数の受信信号に対して信号処理を施すことにより伝送信号を生成する信号処理部を構成している。 As shown in FIG. 2, the ultrasonic probe 1 includes a plurality of ultrasonic transducers 10 constituting a one-dimensional or two-dimensional transducer array, a transmission delay pattern storage unit 11, a transmission control unit 12, and a drive signal generation unit. 13, a reception control unit 14, a multi-channel reception signal processing unit 15, a parallel / serial conversion unit 16, a transmission circuit 17, an operation switch 21, a control unit 22, a storage unit 23, and a battery control unit. 24, a battery 26, a power receiving unit 27, a display control unit 28, and a display unit 29. Here, the reception signal processing unit 15 and the parallel / serial conversion unit 16 constitute a signal processing unit that generates a transmission signal by performing signal processing on a plurality of reception signals output from the plurality of ultrasonic transducers 10. is doing.

複数の超音波トランスデューサ１０は、印加される複数の駆動信号に従って超音波を送信すると共に、伝搬する超音波エコーを受信して複数の受信信号を出力する。各超音波トランスデューサ１０は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Pb(lead) zirconate titanate）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン：polyvinylidene difluoride）に代表される高分子圧電素子等の圧電性を有する材料（圧電体）の両端に電極を形成した振動子によって構成される。 The plurality of ultrasonic transducers 10 transmit ultrasonic waves according to a plurality of applied driving signals, receive propagating ultrasonic echoes, and output a plurality of reception signals. Each ultrasonic transducer 10 is, for example, a piezoelectric ceramic represented by PZT (Pb (lead) zirconate titanate), a polymer piezoelectric element represented by PVDF (polyvinylidene difluoride), or the like. It is comprised by the vibrator | oscillator which formed the electrode in the both ends of the material (piezoelectric body) which has the piezoelectricity of.

そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮する。この伸縮により、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生し、それらの超音波の合成によって超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することによって伸縮し、電気信号を発生する。それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。 When a pulsed or continuous wave voltage is applied to the electrodes of such a vibrator, the piezoelectric body expands and contracts. By this expansion and contraction, pulsed or continuous wave ultrasonic waves are generated from the respective vibrators, and an ultrasonic beam is formed by synthesizing these ultrasonic waves. Each vibrator expands and contracts by receiving propagating ultrasonic waves and generates an electrical signal. These electrical signals are output as ultrasonic reception signals.

送信遅延パターン記憶部１１は、複数の超音波トランスデューサ１０から送信される超音波によって超音波ビームを形成する際に用いられる複数の送信遅延パターンを記憶している。送信制御部１２は、制御部２２によって設定された送信方向に応じて、送信遅延パターン記憶部１１に記憶されている複数の送信遅延パターンの中から１つの送信遅延パターンを選択し、その送信遅延パターンに基づいて、複数の超音波トランスデューサ１０の駆動信号にそれぞれ与えられる遅延時間を設定する。あるいは、送信制御部１２は、複数の超音波トランスデューサ１０から一度に送信される超音波が被検体の撮像領域全体に届くように遅延時間を設定しても良い。 The transmission delay pattern storage unit 11 stores a plurality of transmission delay patterns used when an ultrasonic beam is formed by ultrasonic waves transmitted from the plurality of ultrasonic transducers 10. The transmission control unit 12 selects one transmission delay pattern from among a plurality of transmission delay patterns stored in the transmission delay pattern storage unit 11 according to the transmission direction set by the control unit 22, and the transmission delay Based on the pattern, delay times given to the drive signals of the plurality of ultrasonic transducers 10 are set. Alternatively, the transmission control unit 12 may set the delay time so that the ultrasonic waves transmitted from the plurality of ultrasonic transducers 10 reach the entire imaging region of the subject.

駆動信号発生部１３は、例えば、複数のパルサを含んでおり、送信制御部１２によって選択された送信遅延パターンに基づいて、複数の超音波トランスデューサ１０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複数の駆動信号の遅延量を調節して複数の超音波トランスデューサ１０に供給し、あるいは、複数の超音波トランスデューサ１０から一度に送信される超音波が被検体の撮像領域全体に届くように複数の駆動信号を複数の超音波トランスデューサ１０に供給する。 The drive signal generation unit 13 includes, for example, a plurality of pulsers, and ultrasonic waves transmitted from the plurality of ultrasonic transducers 10 form an ultrasonic beam based on the transmission delay pattern selected by the transmission control unit 12. As described above, the delay amounts of the plurality of drive signals are adjusted and supplied to the plurality of ultrasonic transducers 10, or the ultrasonic waves transmitted from the plurality of ultrasonic transducers 10 reach the entire imaging region of the subject. A plurality of drive signals are supplied to the plurality of ultrasonic transducers 10.

受信制御部１４は、複数チャンネルの受信信号処理部１５の動作を制御する。各チャンネルの受信信号処理部１５は、対応する超音波トランスデューサ１０から出力される受信信号に対して直交検波処理又は直交サンプリング処理を施すことにより複素ベースバンド信号を生成し、複素ベースバンド信号をサンプリングすることによりサンプルデータを生成して、サンプルデータをパラレル／シリアル変換部１６に供給する。 The reception control unit 14 controls the operation of the reception signal processing unit 15 for a plurality of channels. The reception signal processing unit 15 of each channel generates a complex baseband signal by performing orthogonal detection processing or orthogonal sampling processing on the reception signal output from the corresponding ultrasonic transducer 10, and samples the complex baseband signal. As a result, sample data is generated, and the sample data is supplied to the parallel / serial converter 16.

図３は、図２に示す受信信号処理部の構成例を示す図である。図３に示すように、各チャンネルの受信信号処理部１５は、プリアンプ１５１と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５２と、アナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）１５３と、直交検波処理部１５４と、サンプリング部１５５ａ及び１５５ｂと、メモリ１５６ａ及び１５６ｂとを含んでいる。 FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the reception signal processing unit illustrated in FIG. As shown in FIG. 3, the reception signal processing unit 15 of each channel includes a preamplifier 151, a low-pass filter (LPF) 152, an analog / digital converter (ADC) 153, an orthogonal detection processing unit 154, and a sampling unit 155a. And 155b and memories 156a and 156b.

プリアンプ１５１は、超音波トランスデューサ１０から出力される受信信号（ＲＦ信号）を増幅し、ＬＰＦ１５２は、プリアンプ１５１から出力される受信信号の帯域を制限することにより、Ａ／Ｄ変換におけるエリアジングを防止する。ＡＤＣ１５３は、ＬＰＦ１５２から出力されるアナログの受信信号をディジタルの受信信号に変換する。 The preamplifier 151 amplifies the reception signal (RF signal) output from the ultrasonic transducer 10, and the LPF 152 limits the band of the reception signal output from the preamplifier 151, thereby preventing aliasing in A / D conversion. To do. The ADC 153 converts the analog reception signal output from the LPF 152 into a digital reception signal.

ＲＦ信号のままでデータの直列化を行うと、伝送ビットレートが極めて高くなり、通信速度やメモリの動作速度がそれに追いつかない。一方、受信フォーカス処理の後でデータの直列化を行うと、伝送ビットレートを低減することができるが、受信フォーカス処理のための回路は規模が大きく、超音波プローブの中に組み込むことは困難である。そこで、本実施形態においては、受信信号に対して直交検波処理等を施して受信信号の周波数帯域をベースバンド周波数帯域に落としてからデータの直列化を行うことにより、伝送ビットレートを低減させている。 If data is serialized with an RF signal, the transmission bit rate becomes extremely high, and the communication speed and memory operation speed cannot keep up. On the other hand, serialization of data after reception focus processing can reduce the transmission bit rate, but the circuit for reception focus processing is large and difficult to incorporate in an ultrasonic probe. is there. Therefore, in the present embodiment, the transmission bit rate is reduced by performing orthogonal detection processing or the like on the received signal to reduce the frequency band of the received signal to the baseband frequency band and then serializing the data. Yes.

直交検波処理部１５４は、受信信号に対して直交検波処理を施し、複素ベースバンド信号（Ｉ信号及びＱ信号）を生成する。図３に示すように、直交検波処理部１５４は、ミキサ（掛算回路）１５４ａ及び１５４ｂと、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５４ｃ及び１５４ｄとを含んでいる。ミキサ１５４ａが、局部発振信号ｃｏｓω_０ｔを受信信号に掛け合わせて、ＬＰＦ１５４ｃが、ミキサ１５４ａから出力される信号にローパスフィルタ処理を施すことにより、実数成分を表すＩ信号が生成される。一方、ミキサ１５４ｂが、位相をπ／２だけ回転させた局部発振信号ｓｉｎω_０ｔを受信信号に掛け合わせて、ＬＰＦ１５４ｄが、ミキサ１５４ｂから出力される信号にローパスフィルタ処理を施すことにより、虚数成分を表すＱ信号が生成される。 The quadrature detection processing unit 154 performs quadrature detection processing on the received signal to generate a complex baseband signal (I signal and Q signal). As shown in FIG. 3, the quadrature detection processing unit 154 includes mixers (multiplication circuits) 154a and 154b and low-pass filters (LPF) 154c and 154d. The mixer 154a multiplies the local oscillation signal cosω ₀ t with the received signal, and the LPF 154c performs low-pass filtering on the signal output from the mixer 154a, thereby generating an I signal representing a real component. On the other hand, the mixer 154b multiplies the received signal by the local oscillation signal sin ω ₀ t whose phase has been rotated by π / 2, and the LPF 154d applies a low-pass filter process to the signal output from the mixer 154b, whereby the imaginary component A Q signal representing is generated.

サンプリング部１５５ａ及び１５５ｂは、直交検波処理部１５４によって生成された複素ベースバンド信号（Ｉ信号及びＱ信号）をサンプリング（再サンプリング）することにより、２チャンネルのサンプルデータをそれぞれ生成する。生成された２チャンネルのサンプルデータは、メモリ１５６ａ及び１５６ｂにそれぞれ格納される。 The sampling units 155a and 155b sample (resample) the complex baseband signals (I signal and Q signal) generated by the quadrature detection processing unit 154, thereby generating 2-channel sample data, respectively. The generated two-channel sample data is stored in the memories 156a and 156b, respectively.

再び図２を参照すると、パラレル／シリアル変換部１６は、複数チャンネルの受信信号処理部１５によって生成されたパラレルのサンプルデータを、シリアルのサンプルデータ（伝送信号）に変換する。例えば、パラレル／シリアル変換部１６は、１２８チャンネルや６４チャンネルなどのパラレルのサンプルデータを、１〜４チャンネルのシリアルのサンプルデータに変換する。これにより、超音波トランスデューサ１０の数と比較して、伝送チャンネルの数が大幅に低減される。 Referring to FIG. 2 again, the parallel / serial conversion unit 16 converts the parallel sample data generated by the reception signal processing unit 15 of a plurality of channels into serial sample data (transmission signal). For example, the parallel / serial conversion unit 16 converts parallel sample data such as 128 channels and 64 channels into serial sample data of 1 to 4 channels. This significantly reduces the number of transmission channels compared to the number of ultrasonic transducers 10.

伝送回路１７は、伝送信号に基づいてキャリアを変調して送信信号を生成し、送信信号を、超音波プローブ１に接続された各種モジュールに対して送信する。変調方式としては、例えば、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation）等が用いられる。ＡＳＫ又はＰＳＫを用いる場合には、１系統で１チャンネルのシリアルデータを伝送することが可能であり、ＱＰＳＫを用いる場合には、１系統で２チャンネルのシリアルデータを伝送することが可能であり、１６ＱＡＭを用いる場合には、１系統で４チャンネルのシリアルデータを伝送することが可能である。 The transmission circuit 17 modulates the carrier based on the transmission signal to generate a transmission signal, and transmits the transmission signal to various modules connected to the ultrasonic probe 1. As the modulation scheme, for example, ASK (Amplitude Shift Keying), PSK (Phase Shift Keying), QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM (16 Quadrature Amplitude Modulation), and the like are used. When using ASK or PSK, it is possible to transmit one channel of serial data with one system. When using QPSK, it is possible to transmit two channels of serial data with one system. When 16QAM is used, four channels of serial data can be transmitted in one system.

また、伝送回路１７は、超音波プローブ１に接続された各種モジュールから送信される走査制御信号などの各種の制御信号を受信して、受信した信号を制御部２２に出力する。制御部２２は、各種モジュールから送信される制御信号に基づいて、超音波プローブ１の各部を制御する。 The transmission circuit 17 also receives various control signals such as scanning control signals transmitted from various modules connected to the ultrasonic probe 1 and outputs the received signals to the control unit 22. The control unit 22 controls each unit of the ultrasonic probe 1 based on control signals transmitted from various modules.

操作スイッチ２１は、超音波診断装置をライブモードやフリーズモードに設定するためのスイッチを含んでいる。ここで、ライブモードとは、超音波の送受信を行うことによって順次得られる受信信号に基づいて動画像を表示するモードのことであり、フリーズモードとは、メモリ等に格納されている受信信号又は音線信号に基づいて静止画像を表示するモードのことである。ライブモード又はフリーズモードの設定信号は、伝送信号と共に送信信号に含まれて、超音波診断装置本体２に送信される。なお、ライブモードとフリーズモードとの切換は、超音波診断装置本体２において行われるようにしても良い。 The operation switch 21 includes a switch for setting the ultrasonic diagnostic apparatus to the live mode or the freeze mode. Here, the live mode is a mode for displaying a moving image based on reception signals sequentially obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves, and the freeze mode is a reception signal stored in a memory or the like. It is a mode for displaying still images based on sound ray signals. The setting signal for the live mode or the freeze mode is included in the transmission signal together with the transmission signal, and is transmitted to the ultrasonic diagnostic apparatus main body 2. The switching between the live mode and the freeze mode may be performed in the ultrasonic diagnostic apparatus main body 2.

バッテリ２６は、電力を必要とする駆動信号発生部１３、受信信号処理部１５、パラレル／シリアル変換部１６、伝送回路１７、制御部２２等の各部に電力を供給する。バッテリ制御部２４は、図示しない電源スイッチの状態に基づいて、バッテリ２６から各部に電力を供給するか否かを制御する。 The battery 26 supplies power to each unit such as the drive signal generation unit 13, the reception signal processing unit 15, the parallel / serial conversion unit 16, the transmission circuit 17, and the control unit 22 that require power. The battery control unit 24 controls whether or not power is supplied from the battery 26 to each unit based on the state of a power switch (not shown).

受電部２７は、超音波プローブ１に接続された各種モジュールの給電部６７（後述）又はその他の給電装置から無線により供給される供給エネルギーを電気エネルギーに変換することにより、無線による送電を受電する電気回路によって構成される。受電部２７は、例えば給電部６７との間でＬＣ共振回路を構成することにより、給電部６７が発生する磁場から誘導起電力を発生させる。発生した誘導起電力により、バッテリ２６への充電が行われる。
あるいは、受電部２７は、一端がバッテリ２６の充電回路に接続され、他端が超音波プローブ１の筐体外部に露出した充電端子によって構成される。この充電端子が、超音波プローブ１に接続された各種モジュールの給電部６７としての電源端子又はその他の外部電源端子と接触している場合に、バッテリ２６への充電が行われる。 The power receiving unit 27 receives wireless power transmission by converting supply energy supplied wirelessly from a power supply unit 67 (described later) of other modules connected to the ultrasonic probe 1 or other power supply device into electrical energy. Consists of an electric circuit. The power reception unit 27 generates an induced electromotive force from the magnetic field generated by the power supply unit 67 by configuring an LC resonance circuit with the power supply unit 67, for example. The battery 26 is charged by the generated induced electromotive force.
Alternatively, the power receiving unit 27 is configured by a charging terminal having one end connected to the charging circuit of the battery 26 and the other end exposed outside the casing of the ultrasonic probe 1. When the charging terminal is in contact with a power supply terminal as the power supply unit 67 of the various modules connected to the ultrasonic probe 1 or other external power supply terminals, the battery 26 is charged.

表示制御部２８は、制御部２２の制御信号に基づいて、モジュール接続エラー等の表示を表示部２９に行わせる。表示部２９は、例えば、ＬＥＤ等の点灯デバイスあるいはＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部２８の制御の下で、モジュール接続エラー等の表示を行う。 The display control unit 28 causes the display unit 29 to display a module connection error or the like based on the control signal from the control unit 22. The display unit 29 includes, for example, a lighting device such as an LED or a display device such as an LCD, and displays a module connection error or the like under the control of the display control unit 28.

以上において、送信制御部１２、受信制御部１４、直交検波処理部１５４（図３）、サンプリング部１５５ａ及び１５５ｂ（図３）、パラレル／シリアル変換部１６、制御部２２、バッテリ制御部２４、及び、表示制御部２８は、ディジタル回路によって構成しても良いし、中央演算装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵに各種の処理を行わせるためのソフトウェア（プログラム）とによって構成しても良い。上記のソフトウェア（プログラム）は、格納部２３に格納される。あるいは、直交検波処理部１５４をアナログ回路によって構成しても良い。その場合には、ＡＤＣ１５３が省略され、サンプリング部１５５ａ及び１５５ｂによって複素ベースバンド信号のＡ／Ｄ変換が行われる。 In the above, the transmission control unit 12, the reception control unit 14, the quadrature detection processing unit 154 (FIG. 3), the sampling units 155a and 155b (FIG. 3), the parallel / serial conversion unit 16, the control unit 22, the battery control unit 24, and The display control unit 28 may be configured by a digital circuit, or may be configured by a central processing unit (CPU) and software (program) for causing the CPU to perform various processes. The above software (program) is stored in the storage unit 23. Alternatively, the quadrature detection processing unit 154 may be configured by an analog circuit. In that case, the ADC 153 is omitted, and the A / D conversion of the complex baseband signal is performed by the sampling units 155a and 155b.

次に、超音波プローブに接続される各種モジュールについて説明する。
図４は、図１に示す有線通信モジュール及び超音波診断装置本体の構成を示すブロック図である。図４を参照すると、有線通信モジュール３ａは、伝送回路５３ａと、制御部６２と、バッテリ制御部６４と、バッテリ６６と、受電部５７と、給電部６７とを有している。また、超音波診断装置本体２は、伝送回路３７ａと、シリアル／パラレル変換部３３と、画像形成部３４と、表示制御部３５と、表示部３６ａと、操作部４１と、制御部４２と、格納部４３と、電源制御部４４と、電源部４６と、給電部４７とを有している。 Next, various modules connected to the ultrasonic probe will be described.
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the wired communication module and the ultrasonic diagnostic apparatus main body shown in FIG. Referring to FIG. 4, the wired communication module 3a includes a transmission circuit 53a, a control unit 62, a battery control unit 64, a battery 66, a power receiving unit 57, and a power feeding unit 67. The ultrasonic diagnostic apparatus main body 2 includes a transmission circuit 37a, a serial / parallel conversion unit 33, an image forming unit 34, a display control unit 35, a display unit 36a, an operation unit 41, a control unit 42, A storage unit 43, a power supply control unit 44, a power supply unit 46, and a power supply unit 47 are included.

有線通信モジュール３ａの伝送回路５３ａは、超音波プローブ１の伝送回路１７から伝送信号を受信し、この伝送信号を超音波診断装置本体２の伝送回路３７ａ（後述）に送信する。また、伝送回路５３ａは、超音波診断装置本体２の伝送回路３７ａから各種の制御信号を受信し、この制御信号を超音波プローブ１の伝送回路１７に送信する。 The transmission circuit 53a of the wired communication module 3a receives a transmission signal from the transmission circuit 17 of the ultrasonic probe 1, and transmits this transmission signal to a transmission circuit 37a (described later) of the ultrasonic diagnostic apparatus body 2. Further, the transmission circuit 53 a receives various control signals from the transmission circuit 37 a of the ultrasonic diagnostic apparatus main body 2 and transmits the control signals to the transmission circuit 17 of the ultrasonic probe 1.

バッテリ６６は、有線通信モジュール３ａの各部に電力を供給する。バッテリ制御部６４は、図示しない電源スイッチの状態に基づいて、バッテリ６６から有線通信モジュール３ａの各部に電力を供給するか否かを制御する。 The battery 66 supplies power to each part of the wired communication module 3a. The battery control unit 64 controls whether power is supplied from the battery 66 to each unit of the wired communication module 3a based on the state of a power switch (not shown).

給電部６７は、ＬＣ共振回路を用いた電磁誘導作用によって、超音波プローブ１の受電部２７（図２）に電力を供給する。或いは、給電部６７は、バッテリ６６に接続された電源端子として構成され、超音波プローブ１の受電部２７としての充電端子に接触することにより有線で電力を供給する。 The power feeding unit 67 supplies power to the power receiving unit 27 (FIG. 2) of the ultrasonic probe 1 by electromagnetic induction using an LC resonance circuit. Alternatively, the power supply unit 67 is configured as a power supply terminal connected to the battery 66 and supplies power in a wired manner by contacting a charging terminal as the power receiving unit 27 of the ultrasonic probe 1.

受電部５７は、超音波診断装置本体２の給電部４７又はその他の給電装置から無線により供給される供給エネルギーを電気エネルギーに変換し、或いは有線により直接電気エネルギーを得る。受電部５７の構成は超音波プローブ１の受電部２７の構成と同様である。受電部５７において得られた電気エネルギーにより、バッテリ６６への充電が行われ、或いは直接給電部６７を介して超音波プローブ１への給電が行われる。
制御部６２は、伝送回路５３ａ及びバッテリ制御部６４を制御する。 The power receiving unit 57 converts supply energy supplied wirelessly from the power supply unit 47 of the ultrasonic diagnostic apparatus main body 2 or other power supply device into electric energy, or directly obtains electric energy by wire. The configuration of the power reception unit 57 is the same as the configuration of the power reception unit 27 of the ultrasonic probe 1. The battery 66 is charged by the electric energy obtained in the power receiving unit 57, or the ultrasonic probe 1 is fed directly through the power feeding unit 67.
The control unit 62 controls the transmission circuit 53a and the battery control unit 64.

超音波診断装置本体２の伝送回路３７ａは、有線通信モジュール３ａの伝送回路５３ａから伝送信号を受信し、この伝送信号を復調して、複数の超音波トランスデューサから出力される受信信号から得られる複素ベースバンド信号を表すシリアルのサンプルデータ（伝送信号）をシリアル／パラレル変換部３３に出力する。また、伝送回路３７ａは、超音波プローブ１の制御部２２や有線通信モジュール３ａの制御部６２を制御する各種の制御信号を制御部４２から受信し、この制御信号を有線通信モジュール３ａの伝送回路５３ａに送信する。 The transmission circuit 37a of the ultrasonic diagnostic apparatus body 2 receives a transmission signal from the transmission circuit 53a of the wired communication module 3a, demodulates the transmission signal, and obtains a complex obtained from reception signals output from a plurality of ultrasonic transducers. Serial sample data (transmission signal) representing the baseband signal is output to the serial / parallel converter 33. The transmission circuit 37a receives various control signals for controlling the control unit 22 of the ultrasonic probe 1 and the control unit 62 of the wired communication module 3a from the control unit 42, and receives the control signals from the transmission circuit of the wired communication module 3a. 53a.

シリアル／パラレル変換部３３は、伝送回路３７ａから出力されるシリアルのサンプルデータを、複数の超音波トランスデューサに対応するパラレルのサンプルデータに変換する。 The serial / parallel converter 33 converts the serial sample data output from the transmission circuit 37a into parallel sample data corresponding to a plurality of ultrasonic transducers.

画像形成部３４は、シリアル／パラレル変換部３３から出力されるパラレルのサンプルデータに基づいて、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号やＣＷ画像信号を生成する。画像形成部３４は、受信遅延パターン記憶部３４１と、整相加算部３４２と、メモリ３４３と、画像処理部３４４とを含んでいる。 Based on the parallel sample data output from the serial / parallel conversion unit 33, the image forming unit 34 generates a B-mode image signal and a CW image signal, which are tomographic image information related to the tissue in the subject. The image forming unit 34 includes a reception delay pattern storage unit 341, a phasing addition unit 342, a memory 343, and an image processing unit 344.

受信遅延パターン記憶部３４１は、複数の超音波トランスデューサから出力される受信信号から得られる複素ベースバンド信号に対して受信フォーカス処理を行う際に用いられる複数の受信遅延パターンを記憶している。整相加算部３４２は、制御部４２において設定された受信方向に基づいて、受信遅延パターン記憶部３４１に記憶されている複数の受信遅延パターンの中から１つの受信遅延パターンを選択し、その受信遅延パターンに基づいて、複数の複素ベースバンド信号にそれぞれの遅延を与えて加算することにより、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ベースバンド信号（音線信号）が生成される。 The reception delay pattern storage unit 341 stores a plurality of reception delay patterns used when reception focus processing is performed on a complex baseband signal obtained from reception signals output from a plurality of ultrasonic transducers. The phasing addition unit 342 selects one reception delay pattern from the plurality of reception delay patterns stored in the reception delay pattern storage unit 341 based on the reception direction set in the control unit 42, and receives the reception delay pattern. Based on the delay pattern, a reception focus process is performed by adding a delay to each of the plurality of complex baseband signals. By this reception focus processing, a baseband signal (sound ray signal) in which the focus of the ultrasonic echo is narrowed is generated.

メモリ３４３は、整相加算部３４２によって生成された音線信号を順次格納する。画像処理部３４４は、ライブモードにおいては整相加算部３４２によって生成される音線信号に基づいて、フリーズモードにおいてはメモリ３４３に格納されている音線信号に基づいて、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号などを生成する。 The memory 343 sequentially stores the sound ray signals generated by the phasing adder 342. The image processing unit 344 relates to the tissue in the subject based on the sound ray signal generated by the phasing addition unit 342 in the live mode and on the sound ray signal stored in the memory 343 in the freeze mode. A B-mode image signal that is tomographic image information is generated.

画像処理部３４４は、ＳＴＣ（sensitivity time control）部と、ＤＳＣ（digital scan converter：ディジタル・スキャン・コンバータ）とを含んでいる。ＳＴＣ部は、音線信号に対して、超音波の反射位置の深度に応じて、距離による減衰の補正を施す。ＤＳＣは、ＳＴＣ部によって補正された音線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変換（ラスター変換）し、階調処理等の必要な画像処理を施すことにより、Ｂモード画像信号などを生成する。 The image processing unit 344 includes an STC (sensitivity time control) unit and a DSC (digital scan converter). The STC unit corrects the attenuation due to the distance according to the depth of the reflection position of the ultrasonic wave on the sound ray signal. The DSC converts the sound ray signal corrected by the STC unit into an image signal according to a normal television signal scanning method (raster conversion), and performs necessary image processing such as gradation processing to thereby obtain a B-mode image signal. And so on.

表示制御部３５は、画像形成部３４によって生成されるＢモード画像信号などに基づいて、表示部３６ａに超音波診断画像を表示させる。表示部３６ａは、例えば、ＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部３５の制御の下で、超音波診断画像等を表示する。 The display control unit 35 displays an ultrasound diagnostic image on the display unit 36 a based on the B-mode image signal generated by the image forming unit 34. The display unit 36 a includes, for example, a display device such as an LCD, and displays an ultrasound diagnostic image and the like under the control of the display control unit 35.

制御部４２は、操作部４１を用いたオペレータの操作に従って、超音波診断装置本体２の各部を制御する。電源制御部４４は、図示しない電源スイッチの状態に基づいて、電源部４６のオン／オフを制御する。給電部４７は、ＬＣ共振回路を用いた電磁誘導作用によって、有線通信モジュール３ａの受電部５７に電力を供給する。或いは、給電部４７は、電源部４６に接続された電源端子として構成され、有線通信モジュール３ａの受電部５７としての充電端子に接触することにより有線で電力を供給する。 The control unit 42 controls each part of the ultrasonic diagnostic apparatus main body 2 in accordance with the operation of the operator using the operation unit 41. The power supply control unit 44 controls on / off of the power supply unit 46 based on the state of a power switch (not shown). The power feeding unit 47 supplies power to the power receiving unit 57 of the wired communication module 3a by electromagnetic induction using an LC resonance circuit. Or the electric power feeding part 47 is comprised as a power supply terminal connected to the power supply part 46, and supplies electric power with a wire by contacting the charging terminal as the power receiving part 57 of the wired communication module 3a.

以上において、シリアル／パラレル変換部３３、整相加算部３４２、画像処理部３４４、表示制御部３５、制御部４２、及び、電源制御部４４は、中央演算装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵに各種の処理を行わせるためのソフトウェア（プログラム）とによって構成されるが、それらをディジタル回路で構成しても良い。上記のソフトウェア（プログラム）は、格納部４３に格納される。格納部４３における記録媒体としては、内蔵のハードディスクの他に、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、又は、ＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いることができる。 In the above, the serial / parallel conversion unit 33, the phasing addition unit 342, the image processing unit 344, the display control unit 35, the control unit 42, and the power supply control unit 44 are connected to the central processing unit (CPU) and the CPU. Although it is configured by software (program) for performing processing, it may be configured by a digital circuit. The software (program) is stored in the storage unit 43. As a recording medium in the storage unit 43, a flexible disk, MO, MT, RAM, CD-ROM, DVD-ROM, or the like can be used in addition to the built-in hard disk.

図５は、図１に示す無線通信モジュール及び超音波診断装置本体の構成を示すブロック図である。図５を参照すると、無線通信モジュール３ｂは、伝送回路５３ｂと、無線通信部５１と、通信制御部５２と、制御部６２と、バッテリ制御部６４と、バッテリ６６と、受電部５７と、給電部６７とを有している。また、超音波診断装置本体２は、無線通信部３１と、通信制御部３２と、シリアル／パラレル変換部３３と、画像形成部３４と、表示制御部３５と、表示部３６ａと、操作部４１と、制御部４２と、格納部４３と、電源制御部４４と、電源部４６と、給電部４７とを有している。 FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the wireless communication module and the ultrasonic diagnostic apparatus main body shown in FIG. Referring to FIG. 5, the wireless communication module 3b includes a transmission circuit 53b, a wireless communication unit 51, a communication control unit 52, a control unit 62, a battery control unit 64, a battery 66, a power receiving unit 57, and a power supply. Part 67. The ultrasonic diagnostic apparatus main body 2 includes a wireless communication unit 31, a communication control unit 32, a serial / parallel conversion unit 33, an image forming unit 34, a display control unit 35, a display unit 36a, and an operation unit 41. A control unit 42, a storage unit 43, a power supply control unit 44, a power supply unit 46, and a power supply unit 47.

無線通信モジュール３ｂの伝送回路５３ｂは、超音波プローブ１の伝送回路１７から伝送信号を受信し、この伝送信号を無線通信部５１に出力する。また、伝送回路５３ｂは、無線通信部５１が受信した各種の制御信号を超音波プローブ１の伝送回路１７に送信する。 The transmission circuit 53 b of the wireless communication module 3 b receives the transmission signal from the transmission circuit 17 of the ultrasonic probe 1 and outputs this transmission signal to the wireless communication unit 51. The transmission circuit 53 b transmits various control signals received by the wireless communication unit 51 to the transmission circuit 17 of the ultrasonic probe 1.

バッテリ制御部６４、バッテリ６６、給電部６７、受電部５７、制御部６２の構成は、図４において説明した通りである。 The configurations of the battery control unit 64, the battery 66, the power feeding unit 67, the power receiving unit 57, and the control unit 62 are as described in FIG.

超音波診断装置本体２の無線通信部３１は、無線通信モジュール３ｂの無線通信部５１との間で無線通信を行い、無線通信モジュール３ｂから伝送信号を受信し、この伝送信号を復調して、複数の超音波トランスデューサから出力される受信信号から得られる複素ベースバンド信号を表すシリアルのサンプルデータ（伝送信号）をシリアル／パラレル変換部３３に送信する。また、無線通信部３１は、超音波プローブ１の制御部２２や無線通信モジュール３ｂの制御部６２を制御する各種の制御信号を制御部４２から受信し、この制御信号を無線通信モジュール３ｂの無線通信部５１に送信する。
通信制御部３２は、制御部４２の制御の下で、各種の制御信号を送信するよう無線通信部３１を制御する。 The radio communication unit 31 of the ultrasonic diagnostic apparatus main body 2 performs radio communication with the radio communication unit 51 of the radio communication module 3b, receives a transmission signal from the radio communication module 3b, demodulates the transmission signal, Serial sample data (transmission signal) representing a complex baseband signal obtained from reception signals output from a plurality of ultrasonic transducers is transmitted to the serial / parallel converter 33. The wireless communication unit 31 receives various control signals for controlling the control unit 22 of the ultrasonic probe 1 and the control unit 62 of the wireless communication module 3b from the control unit 42, and receives the control signals from the wireless communication module 3b. It transmits to the communication part 51.
The communication control unit 32 controls the wireless communication unit 31 to transmit various control signals under the control of the control unit 42.

シリアル／パラレル変換部３３、画像形成部３４、表示制御部３５、表示部３６ａ、制御部４２、電源制御部４４、電源部４６、給電部４７の構成は、図４において説明した通りである。 The configurations of the serial / parallel conversion unit 33, the image forming unit 34, the display control unit 35, the display unit 36a, the control unit 42, the power supply control unit 44, the power supply unit 46, and the power supply unit 47 are as described in FIG.

図６は、図１に示す画像表示モジュールの構成を示すブロック図である。図６を参照すると、画像表示モジュール３ｃは、伝送回路３７ｃと、シリアル／パラレル変換部３３と、画像形成部３４と、表示制御部３５と、表示部３６ｃと、操作部４１と、制御部４２と、格納部４３と、電源制御部４４と、電源部４６と、給電部４７とを有している。 FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the image display module shown in FIG. Referring to FIG. 6, the image display module 3c includes a transmission circuit 37c, a serial / parallel conversion unit 33, an image forming unit 34, a display control unit 35, a display unit 36c, an operation unit 41, and a control unit 42. A storage unit 43, a power supply control unit 44, a power supply unit 46, and a power supply unit 47.

画像表示モジュール３ｃの伝送回路３７ｃは、超音波プローブ１の伝送回路１７から伝送信号を受信し、この伝送信号を復調して、複数の超音波トランスデューサから出力される受信信号から得られる複素ベースバンド信号を表すシリアルのサンプルデータ（伝送信号）をシリアル／パラレル変換部３３に出力する。また、伝送回路３７ｃは、制御部４２から各種の制御信号を受信し、この制御信号を超音波プローブ１の伝送回路１７に送信する。 The transmission circuit 37c of the image display module 3c receives a transmission signal from the transmission circuit 17 of the ultrasonic probe 1, demodulates the transmission signal, and a complex baseband obtained from reception signals output from a plurality of ultrasonic transducers. Serial sample data (transmission signal) representing the signal is output to the serial / parallel converter 33. The transmission circuit 37 c receives various control signals from the control unit 42 and transmits the control signals to the transmission circuit 17 of the ultrasonic probe 1.

シリアル／パラレル変換部３３、画像形成部３４、表示制御部３５、制御部４２、電源制御部４４、電源部４６、給電部４７の構成は、図４において説明した通りである。従って、画像表示モジュール３ｃは、超音波診断装置本体２との間で信号を送受信することなく、超音波プローブ１からの伝送信号にもとづいて超音波画像を生成する。
表示部３６ｃは、図４及び図５に示す超音波診断装置本体２の表示部３６ａよりも小サイズのディスプレイ装置を含んでいる。従って、詳細な画像の表示には適さないが、画像表示モジュール３ｃ全体を小さくすることができ、携行が容易になっている。超音波診断装置は、他の医療画像診断装置（Ｘ線を用いる診断装置（ＣＴを含む）、ＭＲＩ、内視鏡など）と比べて、特殊な撮影室（Ｘ線遮蔽室など）や滅菌に対する特別な配慮（内視鏡検査など）を必要とする度合いが低いため、屋外を含む任意の場所でも診断が可能であるという特殊性がある。従って、携帯性や操作性の高い超音波診断装置を実現する必要性が、他の医療画像診断装置よりも高いということができる。 The configurations of the serial / parallel conversion unit 33, the image forming unit 34, the display control unit 35, the control unit 42, the power supply control unit 44, the power supply unit 46, and the power supply unit 47 are as described in FIG. Therefore, the image display module 3 c generates an ultrasound image based on the transmission signal from the ultrasound probe 1 without transmitting / receiving a signal to / from the ultrasound diagnostic apparatus body 2.
The display unit 36c includes a display device having a smaller size than the display unit 36a of the ultrasonic diagnostic apparatus main body 2 shown in FIGS. Therefore, although it is not suitable for displaying a detailed image, the entire image display module 3c can be made small and carried easily. Compared to other medical diagnostic imaging devices (diagnostic devices using X-rays (including CT), MRI, endoscopes, etc.), the ultrasonic diagnostic devices are more suitable for special imaging rooms (such as X-ray shielding rooms) and sterilization. Since the degree of need for special consideration (such as endoscopy) is low, there is a peculiarity that diagnosis is possible at any place including the outdoors. Therefore, it can be said that the necessity of realizing an ultrasonic diagnostic apparatus with high portability and operability is higher than that of other medical image diagnostic apparatuses.

例えば、定期検診など比較的短時間での診断を行う場合には、高画質性より操作性が重視されるのに対し、詳細検査を行う場合には、操作性より高画質性が重視される。このように、操作性と高画質性の要求度は場面によって異なる。
また、例えば、超音波プローブと超音波診断装置本体との交信を無線通信で行う場合、ケーブルの煩わしさが解消し操作性が良い。ただし、無線通信の場合は超音波プローブ側にバッテリを備えることが望ましく、高い操作性を維持するためにはこのバッテリを小型化する必要がある。一方で、詳細な診断をするための高画質を得るには、超音波プローブにおいて大きな電力が必要となる。このように、操作性と高画質性の両面を１つの装置で追求することは困難な場合がある。
上述の有線接続モジュール３ａは、高画質性を重視する場合に適しており、無線接続モジュール３ｂは、操作性を重視する場合に適しており、画像表示モジュール３ｃは、診断現場での即時観察を重視する場合に適している。このように、本実施形態によれば、同一の超音波プローブ１を用いつつ、場面に応じて要求される操作性と高画質性を満たす形態を容易に選択することができる。 For example, operability is more important than image quality when performing diagnosis in a relatively short period of time, such as periodic checkups, while image quality is more important than operability when performing detailed inspection. . As described above, the required degree of operability and high image quality varies depending on the scene.
Further, for example, when communication between the ultrasonic probe and the ultrasonic diagnostic apparatus main body is performed by wireless communication, the troublesomeness of the cable is eliminated and the operability is good. However, in the case of wireless communication, it is desirable to provide a battery on the ultrasonic probe side, and it is necessary to reduce the size of the battery in order to maintain high operability. On the other hand, in order to obtain high image quality for detailed diagnosis, a large amount of power is required in the ultrasonic probe. Thus, it may be difficult to pursue both operability and high image quality with a single device.
The above-described wired connection module 3a is suitable for a case where high image quality is important, the wireless connection module 3b is suitable for a case where operability is important, and the image display module 3c performs an immediate observation at a diagnosis site. Suitable for important cases. Thus, according to the present embodiment, it is possible to easily select a form that satisfies the operability and high image quality required according to the scene while using the same ultrasonic probe 1.

また、本実施形態によれば、超音波プローブ１においてパラレル信号をシリアル化しているため、超音波プローブと各種機能モジュールとの接続に、同一のインターフェイスコネクタを用い、使い勝手を向上させることができる。なお、超音波プローブと各種機能モジュールとの間でのシリアル信号の送受信は、伝送信号と制御信号とを１本の信号線にまとめて行っても良いし、複数本の信号線を用いて行っても良い。 Moreover, according to this embodiment, since the parallel signal is serialized in the ultrasonic probe 1, the same interface connector can be used for connection between the ultrasonic probe and various functional modules, and usability can be improved. Note that transmission / reception of serial signals between the ultrasonic probe and various functional modules may be performed by combining transmission signals and control signals into one signal line, or by using a plurality of signal lines. May be.

上述の図１においては、超音波プローブ１と各機能モジュール３ａ、３ｂ、３ｃとをケーブルで繋ぐ例について説明したが、ケーブルを介さずに直接に両者のコネクタを繋ぐこととしても良い。なお、図１において超音波プローブ１と各機能モジュール３ａ、３ｂ、３ｃとの間を繋ぐケーブルは、超音波プローブ１と各機能モジュール３ａ、３ｂ、３ｃとのどちらに付帯するものでも良い。
また、上述においては、超音波プローブ１にバッテリ２６を設けた例について説明したが、バッテリ２６を設けなくても良い。すなわち、有線通信モジュール３ａ若しくは無線通信モジュール３ｂのバッテリ６６、又は、画像表示モジュール３ｃの電源部４６から、超音波プローブ１に駆動電力を供給しても良い。また、有線通信モジュール３ａにバッテリ６６を設けずに、超音波診断装置本体２から有線通信モジュール３ａの制御部６２や給電部６７に電力を供給しても良いし、有線通信モジュール３ａを介して超音波診断装置本体２から直接超音波プローブ１に駆動電力を供給しても良い。 In FIG. 1 described above, an example in which the ultrasonic probe 1 and the functional modules 3a, 3b, and 3c are connected by cables has been described. However, both connectors may be directly connected without using a cable. In FIG. 1, the cable connecting the ultrasonic probe 1 and each functional module 3a, 3b, 3c may be attached to either the ultrasonic probe 1 or each functional module 3a, 3b, 3c.
In the above description, the example in which the battery 26 is provided in the ultrasonic probe 1 has been described. However, the battery 26 may not be provided. That is, driving power may be supplied to the ultrasonic probe 1 from the battery 66 of the wired communication module 3a or the wireless communication module 3b or the power supply unit 46 of the image display module 3c. Further, without providing the battery 66 in the wired communication module 3a, power may be supplied from the ultrasonic diagnostic apparatus body 2 to the control unit 62 and the power feeding unit 67 of the wired communication module 3a, or via the wired communication module 3a. The driving power may be supplied directly from the ultrasonic diagnostic apparatus main body 2 to the ultrasonic probe 1.

超音波プローブ１にバッテリ２６を設けた場合には、各種機能モジュールを超音波プローブ１に装着していないとき、すなわち不使用時に、各種機能モジュールの内蔵バッテリに充電することとしても良い。 When the battery 26 is provided in the ultrasonic probe 1, the built-in battery of the various functional modules may be charged when the various functional modules are not attached to the ultrasonic probe 1, that is, when not used.

本発明は、超音波を送受信することにより生体内の臓器等の撮像を行って、無線通信により画像データを超音波プローブから装置本体に伝送し、診断のために用いられる超音波診断画像を生成する超音波診断装置において利用することが可能である。 The present invention performs imaging of organs and the like in a living body by transmitting and receiving ultrasonic waves, transmits image data from an ultrasonic probe to an apparatus main body by wireless communication, and generates an ultrasonic diagnostic image used for diagnosis It can be used in an ultrasonic diagnostic apparatus.

１超音波プローブ
２超音波診断装置本体
３ａ有線通信モジュール
３ｂ無線通信モジュール
３ｃ画像表示モジュール
１０超音波トランスデューサ
１１送信遅延パターン記憶部
１２送信制御部
１３駆動信号発生部
１４受信制御部
１５受信信号処理部
１６パラレル／シリアル変換部
１７伝送回路
２１操作スイッチ
２２制御部
２３格納部
２４バッテリ制御部
２６バッテリ
２７受電部
２８表示制御部
２９表示部
３１無線通信部
３２通信制御部
３３シリアル／パラレル変換部
３４画像形成部
３５表示制御部
３６ａ、３６ｃ表示部
３７ａ、３７ｃ伝送回路
４１操作部
４２制御部
４３格納部
４４電源制御部
４６電源部
４７給電部
５１無線通信部
５２通信制御部
５３ａ、５３ｂ伝送回路
５７受電部
６２制御部
６４バッテリ制御部
６６バッテリ
６７給電部
１５１プリアンプ
１５２ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１５３アナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）
１５４直交検波処理部
１５４ａ、１５４ｂミキサ（掛算回路）
１５４ｃ、１５４ｄローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１５５ａ、１５５ｂサンプリング部
１５６ａ、１５６ｂメモリ
３４１受信遅延パターン記憶部
３４２整相加算部
３４３メモリ
３４４画像処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic probe 2 Ultrasonic diagnostic apparatus main body 3a Wired communication module 3b Wireless communication module 3c Image display module 10 Ultrasonic transducer 11 Transmission delay pattern memory | storage part 12 Transmission control part 13 Drive signal generation part 14 Reception control part 15 Reception signal processing part DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 Parallel / serial conversion part 17 Transmission circuit 21 Operation switch 22 Control part 23 Storage part 24 Battery control part 26 Battery 27 Power receiving part 28 Display control part 29 Display part 31 Wireless communication part 32 Communication control part 33 Serial / parallel conversion part 34 Image Formation unit 35 Display control unit 36a, 36c Display unit 37a, 37c Transmission circuit 41 Operation unit 42 Control unit 43 Storage unit 44 Power supply control unit 46 Power supply unit 47 Power supply unit 51 Wireless communication unit 52 Communication control unit 53a, 53b Transmission circuit 57 Power reception Part 62 system Part 64 battery control unit 66 battery 67 feeding part 151 a preamplifier 152 low pass filter (LPF)
153 Analog / Digital Converter (ADC)
154 Quadrature detection processing unit 154a, 154b Mixer (multiplication circuit)
154c, 154d Low-pass filter (LPF)
155a, 155b sampling unit 156a, 156b memory 341 reception delay pattern storage unit 342 phasing addition unit 343 memory 344 image processing unit

Claims

A plurality of ultrasonic transducers for transmitting ultrasonic waves according to a plurality of drive signals, receiving ultrasonic echoes and outputting a plurality of received signals;
A signal processing unit that generates a transmission signal by performing signal processing on a plurality of reception signals output from the plurality of ultrasonic transducers;
A communication unit configured to be connectable to any one of a plurality of external functional modules, and transmitting the transmission signal to the connected functional module;
An ultrasonic probe comprising:

The plurality of external functional modules to which the communication unit can be connected are a wired communication module that transmits a transmission signal transmitted from the communication unit to the outside by wired communication, and a transmission signal that is transmitted from the communication unit by wireless communication. The wireless communication module that transmits to the outside, and at least any two of an image display module that displays an ultrasonic image by performing image processing based on a transmission signal transmitted from the communication unit. The described ultrasonic probe.

The signal processing unit generates a serial transmission signal based on parallel received signals from the plurality of ultrasonic transducers,
The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the communication unit includes a common interface connector that can transmit the serial transmission signal to any of the plurality of functional modules.

A plurality of ultrasonic transducers that transmit ultrasonic waves according to a plurality of drive signals, receive ultrasonic echoes and output a plurality of reception signals, and a plurality of reception signals output from the plurality of ultrasonic transducers An ultrasonic probe having a signal processing unit that generates a transmission signal by performing signal processing, and a communication unit that transmits the transmission signal;
A functional module group to which the communication unit can be selectively connected, a wired communication module for transmitting a transmission signal transmitted from the communication unit to the outside by wired communication, and a transmission signal transmitted from the communication unit for wireless communication A functional module group including at least any two of a wireless communication module that transmits to the outside and an image display module that performs image processing based on a transmission signal transmitted from the communication unit and displays an ultrasonic image When,
An ultrasonic probe system comprising:

The signal processing unit generates a serial transmission signal based on parallel received signals from the plurality of ultrasonic transducers,
The ultrasonic probe system according to claim 4, wherein each of the functional modules has the same interface connector that receives the serial transmission signal.

The signal processing unit generates the serial transmission signal by performing quadrature detection processing on the parallel reception signal to reduce the frequency band of the reception signal to the baseband frequency band and then serializing the data. The ultrasonic probe system according to claim 4 or 5.

The ultrasound probe system according to claim 4, wherein each functional module includes a power supply unit that supplies power to the ultrasound probe.