JP4809755B2 - Ultrasound diagnostic system - Google Patents
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Description
本発明は超音波診断システムに関し、特に、生体に対して超音波を送受信して診断を行うための超音波診断システムに関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic system, and more particularly to an ultrasonic diagnostic system for performing diagnosis by transmitting / receiving ultrasonic waves to / from a living body.
生体を診断するための超音波診断装置は、生体の体表に当接あるいは体腔内に挿入する超音波プローブを超音波診断装置本体に接続して使用する。超音波プローブは、診断の用途に応じて多くの種類が存在し、その仕様も様々に異なる。例えば、超音波診断装置本体に接続されている超音波プローブを取り外して、それとは種類の異なる他の超音波プローブを接続して用いる場合でも、超音波プローブが適合していれば問題なく超音波画像を表示して診断を行うことができる。これは、超音波診断装置本体が超音波プローブの仕様上の違いを吸収する適応機能を備えているためであり、適応機能によってユーザは複数の超音波プローブを選択して使用することができる。 2. Description of the Related Art An ultrasonic diagnostic apparatus for diagnosing a living body uses an ultrasonic probe that comes into contact with the body surface of a living body or is inserted into a body cavity, connected to the ultrasonic diagnostic apparatus body. There are many types of ultrasonic probes depending on the purpose of diagnosis, and their specifications are also different. For example, even when an ultrasonic probe connected to the main body of the ultrasonic diagnostic apparatus is removed and another ultrasonic probe of a different type is connected and used, if the ultrasonic probe is compatible, the ultrasonic wave can be used without any problem. Diagnosis can be performed by displaying images. This is because the ultrasonic diagnostic apparatus main body has an adaptive function that absorbs the difference in specifications of the ultrasonic probe, and the user can select and use a plurality of ultrasonic probes by the adaptive function.
下記の文献には、超音波プローブと超音波診断装置本体との機能分担に関する記載が示されている。これらの特許文献に示される超音波診断装置は、いずれも、超音波診断装置本体側に装置全体を制御する制御部を搭載している。また、従来において、プローブコネクタ内に電子回路は搭載するものはあったが、それらは簡単な信号処理を行うものであって、超音波診断装置の全体制御を行うものではなかった。 The following document describes a description of the function sharing between the ultrasonic probe and the ultrasonic diagnostic apparatus main body. In any of the ultrasonic diagnostic apparatuses disclosed in these patent documents, a control unit that controls the entire apparatus is mounted on the ultrasonic diagnostic apparatus main body side. Conventionally, some electronic circuits are mounted in the probe connector, but they perform simple signal processing and do not perform overall control of the ultrasonic diagnostic apparatus.
前述したように従来の超音波診断装置本体は、異なる種類の超音波プローブに対応するための適応機能を備えている。このため、1台の超音波診断装置だけで複数種類の超音波プローブを使用できるので、ユーザにとって利便性の高い装置を提供できるというメリットがある。しかし、その反面、超音波診断装置本体においては、異種類の超音波プローブに対する適応機能が累積的に付加されるので装置が複雑かつ大型になるという一面がある。具体的に例示すると、超音波診断装置本体に搭載されたある一つの適応機能が、ある超音波プローブAに対しては必要不可欠であるが、他の超音波プローブBに対しては全く用いられないというような状況が発生する。このように、従来の超音波診断装置は中央集中型のシステムとして構築されており、超音波診断装置本体が主たる構成であり、超音波プローブが従たる構成となっている。その結果、超音波診断装置本体は冗長な機能を兼ね備えるものとなっている。 As described above, the conventional ultrasonic diagnostic apparatus main body has an adaptive function to cope with different types of ultrasonic probes. For this reason, since a plurality of types of ultrasonic probes can be used with only one ultrasonic diagnostic apparatus, there is an advantage that an apparatus that is highly convenient for the user can be provided. On the other hand, the ultrasonic diagnostic apparatus main body has one aspect that the apparatus becomes complicated and large because adaptive functions for different types of ultrasonic probes are cumulatively added. Specifically, one adaptive function mounted on the ultrasonic diagnostic apparatus main body is indispensable for a certain ultrasonic probe A, but is completely used for another ultrasonic probe B. A situation occurs that does not exist. As described above, the conventional ultrasound diagnostic apparatus is constructed as a centralized system, and the ultrasound diagnostic apparatus main body is the main configuration, and the ultrasound probe follows. As a result, the ultrasonic diagnostic apparatus main body has redundant functions.
本発明の目的は、超音波プローブによって装置全体を主体的に制御する超音波診断システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic system in which the entire apparatus is controlled mainly by an ultrasonic probe.
本発明は、プローブユニットと、前記プローブユニットが着脱可能に設けられたコモンユニットと、を有する超音波診断システムであって、前記プローブユニットは、生体に対して超音波を送受波する振動子と、前記振動子に対して送信信号を出力し、前記振動子から出力される受信信号を処理する送受信部と、前記送受信部を制御すると共に、前記コモンユニットに対して制御信号を出力するメイン制御部と、を含み、前記コモンユニットは、前記プローブユニット内の前記送受信部から出力される前記受信信号に基づいて超音波画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部で形成された超音波画像を表示する表示部と、を含み、前記メイン制御部から出力される前記制御信号によって前記コモンユニットが制御されることを特徴とする。 The present invention is an ultrasonic diagnostic system having a probe unit and a common unit in which the probe unit is detachably provided, and the probe unit includes a transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a living body. A transmission / reception unit that outputs a transmission signal to the transducer and processes a reception signal output from the transducer; and a main control that controls the transmission / reception unit and outputs a control signal to the common unit The common unit includes an image forming unit that forms an ultrasonic image based on the reception signal output from the transmission / reception unit in the probe unit, and an ultrasonic wave formed by the image forming unit. A display unit for displaying an image, wherein the common unit is controlled by the control signal output from the main control unit.
上記構成によれば、プローブユニットがメイン制御部を有するので、異なる種類の各プローブユニットが必要とする個別の機能に応じて、それぞれのプローブユニットにおいて最適な制御を行うための個別のカスタマイズ対応が可能になる。また、プローブユニットで必要とされる制御はメイン制御部にて行うので、プローブユニット側が主たる制御機能を有する超音波診断システムを構築できる。 According to the above configuration, since the probe unit has the main control unit, individual customization for optimal control in each probe unit can be performed according to the individual functions required by the different types of probe units. It becomes possible. Moreover, since the control required by the probe unit is performed by the main control unit, an ultrasonic diagnostic system having a main control function on the probe unit side can be constructed.
望ましくは、前記メイン制御部は、前記プローブユニットを制御するメインプロセッサを含み、前記プローブユニットは、前記メインプロセッサを動作させるためのクロック信号を発生させるクロック信号発生回路と、前記プローブユニット固有の制御条件データを記憶する記憶部と、を含み、前記メインプロセッサは、前記記憶部から読み出した固有の制御条件データに応じて前記送受信部を制御することを特徴とする。 Preferably, the main control unit includes a main processor that controls the probe unit, and the probe unit generates a clock signal for generating a clock signal for operating the main processor, and control specific to the probe unit. And a storage unit that stores condition data, wherein the main processor controls the transmission / reception unit according to specific control condition data read from the storage unit.
上記構成によれば、メインプロセッサとクロック信号発生回路と記憶部とを各プローブユニットに個別に備えるので、各プローブユニットに個別に適合させた制御を実行することができる。メイン制御部内に設けられたメインプロセッサは、記憶部からプローブユニット固有の制御条件データを読み出すことができる。読み出された制御条件データは、送受信部を制御するために適用される。記憶部に格納される制御条件データとしては、例えば、ビームフォーミングを行うための遅延時間データや、超音波の繰り返し周波数のデータ等が挙げられる。 According to the above configuration, since the main processor, the clock signal generation circuit, and the storage unit are individually provided in each probe unit, it is possible to execute control that is individually adapted to each probe unit. A main processor provided in the main control unit can read control condition data specific to the probe unit from the storage unit. The read control condition data is applied to control the transmission / reception unit. The control condition data stored in the storage unit includes, for example, delay time data for performing beam forming, ultrasonic repetition frequency data, and the like.
望ましくは、前記コモンユニットは、前記コモンユニットの制御を実行するサブプロセッサを有し、前記サブプロセッサは、前記メイン制御部から出力される前記制御信号に従って動作することを特徴とする。上記構成によれば、サブプロセッサは、主たる制御を行うメイン制御部からの指令に従って動作するので、メイン制御部で行う処理の一部をコモンユニット側のサブプロセッサで実行させることができる。 Preferably, the common unit includes a sub processor that executes control of the common unit, and the sub processor operates according to the control signal output from the main control unit. According to the above configuration, the sub processor operates in accordance with a command from the main control unit that performs main control, and therefore, a part of the processing performed by the main control unit can be executed by the sub processor on the common unit side.
望ましくは、前記メイン制御部は、前記コモンユニットに対してプローブユニット固有の画像構成のための座標変換データを出力することを特徴とする。上記構成によれば、プローブユニットが有する座標変換データをコモンユニットに出力するので、メイン制御部とコモンユニットとで同一の座標変換データを共有することができる。 Preferably, the main control unit outputs coordinate conversion data for an image configuration unique to the probe unit to the common unit. According to the above configuration, since the coordinate conversion data of the probe unit is output to the common unit, the same coordinate conversion data can be shared between the main control unit and the common unit.
本発明は、複数のプローブユニットと、前記複数のプローブユニットが着脱可能に設けられたコモンユニットと、を有する超音波診断システムであって、前記各プローブユニットは、生体に対して超音波を送受波する振動子と、前記振動子に対して送信信号を出力し、前記振動子から出力される受信信号を処理する送受信部と、前記送受信部を制御すると共に、前記コモンユニットに対して制御信号を出力するメイン制御部と、を含み、前記コモンユニットは、前記複数のプローブユニットを接続する複数のコネクタと、前記複数のコネクタに接続されて伝送される受信信号から超音波画像を形成する複数の画像形成部と、を含み、前記複数のプローブユニットが前記コモンユニットに選択的又は同時に接続されて、前記メイン制御部が出力する制御信号に基づいて、超音波画像が形成されることを特徴とする。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic system having a plurality of probe units and a common unit in which the plurality of probe units are detachably provided, wherein each of the probe units transmits and receives ultrasonic waves to a living body. A transducer that generates a wave, a transmission / reception unit that outputs a transmission signal to the transducer and processes a reception signal output from the transducer, and controls the transmission / reception unit and a control signal for the common unit A plurality of connectors that form ultrasonic images from a plurality of connectors that connect the plurality of probe units and a received signal that is transmitted by being connected to the plurality of connectors. The plurality of probe units are selectively or simultaneously connected to the common unit, and the main control unit outputs Based on the control signal that is characterized in that an ultrasonic image is formed.
上記構成によれば、複数のプローブユニットをコモンユニットに接続することが可能となる。各プローブユニットはそれぞれにメイン制御部を有するので、独立して超音波の送受信を行うことができる。 According to the above configuration, a plurality of probe units can be connected to the common unit. Since each probe unit has a main control unit, it is possible to transmit and receive ultrasonic waves independently.
以上説明したように、本発明によれば、超音波プローブによって装置全体を主体的に制御する超音波診断システムを提供できる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an ultrasonic diagnostic system that mainly controls the entire apparatus using an ultrasonic probe.
本発明の実施形態に係る超音波診断システムとの比較のために、まず、従来の超音波診断装置について図8を用いて説明する。図8は、従来の超音波診断装置160の機能ブロック図である。超音波診断装置160は、超音波プローブ162と、その超音波プローブ162が着脱可能に設けられた超音波診断装置の装置本体164とからなる。超音波診断装置160は、装置本体164の内部に装置全体を制御するメイン制御部166を有している。それに対して、超音波プローブ162にはメイン制御部166に相当するような制御部は搭載していない。つまり、超音波診断装置160の制御機能に関しては、装置本体164が能動的な役割を果たしており、超音波プローブ162は装置本体164から発せられる信号に従って受動的に動作するものであった。
For comparison with the ultrasonic diagnostic system according to the embodiment of the present invention, first, a conventional ultrasonic diagnostic apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a functional block diagram of a conventional ultrasonic
次に、装置本体164の適応機能、つまり異種類の超音波プローブを装置本体164で使用可能にする機能についての具体例を示す。一般的に、装置本体164が内蔵している送受信回路の数は数百個程度の大きな数に達する。この理由は、振動子の開口幅に合わせて数百個の振動素子を協調させて動作する超音波プローブが、装置本体164に接続される場合があるためである。ところが、超音波プローブの種類によっては、数十個程度の振動素子しか備えていないものもある。振動素子数の少ない超音波プローブが接続された場合には、振動素子数を上回って装備されている送受信回路は使われることがない。つまり、超音波プローブの種類によっては、送受信回路が実質的に余る状態が発生している。このような状態が発生するため従来の送受信回路の構成は個々の超音波プローブに適合化した構成となっていない。
Next, a specific example of an adaptive function of the apparatus
適応機能についての別の例として、例えばセクタ走査方式の超音波プローブを接続した場合を示す。この場合には装置本体164のクロック信号発生部168では、セクタ走査方式のために装備された機能だけが選択されて動作する。クロック信号発生部168は、セクタ走査方式以外にもリニア走査方式、コンベックス走査方式などの超音波プローブに対応するための機能も有している。しかし、セクタ走査方式のプローブが使用されている間には、それらの機能は使われることがない。装備されていても使われない機能があるという点において、従来のクロック信号発生部168は個々の超音波プローブに適合した構成となっていない。
As another example of the adaptive function, for example, a case where a sector scanning type ultrasonic probe is connected is shown. In this case, in the clock
このように走査方式の違いに対応するための機能が装備されているのは、クロック信号発生部168だけでなく、送信部170に備えられるディレイメモリにおいても同様である。また、画像形成部172においても、セクタ用、コンベックス用、リニア用等の超音波画像を形成するための座標変換データが画像変換メモリの中に格納されている。ここでも同様に、ある一つの走査方式に適応するための座標変換データだけが使用され、それ以外の走査方式のための座標変換データが使用されないという点において、従来のクロック信号発生部168は個々の超音波プローブに適合した構成となっていない。
In this way, not only the clock
上記、例示したように、装置本体164の適応機能は、多種類のプローブに対する幅広い適用性を提供するというメリットを生み出す反面、実際に超音波プローブを使用している段階では使用されない機能が存在するデメリットのある態様となっていた。このような事情を鑑み、本発明は、中央集中型の思想で構築された従来の超音波診断装置とは異なる、分散制御の考えに基づく超音波診断システムを提案するものである。以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
As described above, the adaptive function of the apparatus
図1は、本発明の実施形態に係る超音波診断システム70の機能ブロック図である。超音波診断システム70は、プローブユニット10と、そのプローブユニットが接続されるコモンユニット50とに大別される。プローブユニット10は、プローブヘッド14、ケーブル16、コネクタボックス18から構成される。コモンユニット50は、画像形成部56と画像表示部60とユーザーインターフェース部64等を備える。プローブヘッド14の内部には、超音波を送受波する振動子12を有する。プローブユニット10のコネクタボックス18の中には、メイン制御部24、クロック信号発生部28、送信部20、信号増幅部30、整相加算部32等を有している。メイン制御部24は、プローブユニット10及びコモンユニット50を制御するための制御基板であり、その内部にメインプロセッサを装備する。クロック信号発生部28においては、超音波の送受信のタイミングを制御するためのデータが格納されており、それらのデータは、送信電圧波形の中心周波数や繰り返し周波数を生成するために使用される。
FIG. 1 is a functional block diagram of an ultrasonic
送信部20においては、超音波ビームを形成するために、個々の送信信号に時間差を設けるための遅延時間データが格納されている。この遅延時間データは、プローブユニット10の走査方式に応じて個別に設けられる制御条件データである。本実施形態においては、送信部20は、振動子12を構成する振動素子数と同数の送信回路を備える。信号増幅部30は、複数の受信信号を増幅するプリアンプを用いた受信回路を備える。信号増幅部30においても送信部20と同様に、振動素子数と同数の受信回路を備えている。整相加算部32では、増幅処理された複数の受信信号のタイミングを個別に調整し、1つのエコーデータを形成するための受信ビームフォーミング機能を備える。整相加算部32においても、送信部20と同様に、振動素子数に合わせた回路が装備される。本実施形態においては、これらの送信部20、信号増幅部30、整相加算部32によって、送受信部として構成される。
The
座標変換メモリ22には、プローブユニット10に固有のビーム走査方法に応じて、エコーデータを二次元あるいは三次元の座標データに変換するための座標変換データが格納される。本実施形態においては、座標変換メモリ22が記憶部として機能する。
The coordinate
一方、コモンユニット50は、サブ制御部62、プローブ選択部52、ビーム処理部54、画像形成部56、画像表示部60、ユーザーインターフェース部64を有する。サブ制御部62は、主にユーザーインターフェース部の状態を監視するための制御基板であり、その内部にはサブプロセッサを装備する。サブ制御部62には、プローブユニット内のメイン制御部24から出力される制御信号が接続される。プローブ選択部52は、コモンユニット50に接続されるプローブユニット10の装着の有無に応じて、整相加算部32から出力されるエコーデータの信号伝達経路を切り替えるための機構である。ビーム処理部54は、プローブ選択部52から出力されたエコーデータを入力し、直交検波処理あるいはダイナミックレンジ変換処理などの信号処理を行うユニットである。
On the other hand, the
画像形成部56は、ビーム処理部54で処理されたエコーデータを座標変換処理することによって超音波表示画像を形成するためのユニットである。画像形成部56は、その内部に座標変換メモリ58を有している。この座標変換メモリ58は、プローブユニット10の中の座標変換メモリ22に格納されているデータと同一のデータを格納するために備えられる。画像表示部60は、画像形成部56で形成された超音波画像を表示するための表示部である。
The
ユーザーインターフェース部64は、本実施形態においてはキーボードや操作パネル等で構成され、コモンユニット50に対する指示入力を受け付け、超音波診断システム70の状態を表示する。
In this embodiment, the
次に、超音波診断システムの作用について、図2を用いて説明する。図2は、図1に示したプローブユニット及びコモンユニットを用いて行われる基本的な動作の流れを示したフローチャートである。超音波診断システム70を使用する際には、まず、プローブユニット10のコネクタをコモンユニット50と機械的に接続する(S101)。次に、コモンユニット側のパワーON動作を行い、コネクタを通じてプローブユニットにも電源を供給する(S121)。すると、電源供給に応じてプローブユニット10の内部の回路が動作を開始する(S102)。通電直後に、プローブユニット10のメイン制御部が初期化される(S103)。コモンユニットに対しても初期化処理が指令され、コモンユニット50のサブ制御部が初期化される(S122)。メイン制御部からの指令に従って、サブ制御部はユーザーインターフェース部(UI部)の初期化処理を実行する(S123)。初期化処理の実行後、ユーザーインターフェース部のデフォルト設定を読み取る(S124)。初期化処理を終えた段階で、プローブユニットの座標変換メモリ22に記憶される座標変換データを、コモンユニットの画像形成部56の内部の座標変換メモリ58に対して一括して転送する(S104)。
Next, the operation of the ultrasonic diagnostic system will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a flow of basic operations performed using the probe unit and the common unit shown in FIG. When using the ultrasonic
次に、セクタ走査方式またはコンベックス走査方式等のプローブユニット毎の個別に定められた走査方式に応じて超音波の送受信制御設定を行う(S105)。その後、送受信のタイミング制御信号が生成され、超音波の送受信の繰り返し周波数を定める信号が設定される(S106)。送受信タイミング制御信号は、コモンユニットを制御するための制御信号として、メイン制御部24を経由してサブ制御部62に対しても伝送される。次に、送受信タイミング制御信号が入力された送信部20は、送信ビームフォーミング機能により、遅延時間分布のある複数の送信信号を生成する。それらの送信信号は各振動素子に伝送され、超音波ビームを形成する(S107)。
Next, ultrasonic transmission / reception control setting is performed in accordance with the scanning method determined individually for each probe unit, such as the sector scanning method or the convex scanning method (S105). Thereafter, a transmission / reception timing control signal is generated, and a signal for determining a repetition frequency of ultrasonic transmission / reception is set (S106). The transmission / reception timing control signal is also transmitted to the
超音波を送信した直後から、各振動素子においては反射波による受信信号が検出され、プローブユニットは受信処理を開始する。探触子で受信された複数の受信信号は、まず、信号増幅部30において振幅の増幅処理が行われる。また、信号増幅部30では整相加算処理も行われ、1つのエコーデータが形成される(S109)。エコーデータは、プローブユニットからコモンユニットに対して信号伝送され、ビーム処理部54において直交検波等の処理が行われる(S126)。処理後のエコーデータは、画像形成部56において座標変換処理が行われ、超音波画像として形成される(S127)。形成された超音波画像は、画像表示部60に表示される(S128)。
Immediately after transmitting the ultrasonic wave, a reception signal by a reflected wave is detected in each vibration element, and the probe unit starts reception processing. A plurality of reception signals received by the probe are first subjected to amplitude amplification processing in the
このようにメイン制御部24が主たる役割を担って、超音波の送受信と画像表示の処理を行なう。それと同時平行してサブ制御部62においては、ユーザーインターフェース部64の操作の有無をモニタする。メイン制御部24は、S128のステップにて超音波画像の表示処理を行なった後に、サブ制御部62に対して、ユーザーインターフェース部の操作が行なわれたか否かを確認する(S129)。メイン制御部24は、サブ制御部62のモニタ結果を調べることでユーザーインターフェース部の操作が無かったことを認識した場合には、再び超音波ビームの送信を繰り返すために、S107ステップに示す送信ビームの形成処理に処理を戻す(S129)。一方、メイン制御部24が、サブ制御部62のモニタ結果から、ユーザーインターフェース部の操作が有ったことを認識した場合には、そのユーザーインターフェース部の操作が画像表示に関するユーザーインターフェース部の操作であったかどうかの判断がなされる(S130)。ここに示す画像表示に関するユーザーインターフェース部の操作とは、画像形成のための座標変換データを変更する必要が有るか否かで区分される操作である。一例を挙げると、超音波画像の視野深度を浅くするために、超音波パルスの繰り返し周波数を高く変更するような操作に対しては、座標変換データを変更する必要はない。また、他の例として、セクタ走査方式における扇形の超音波画像の中心角度を90°から60°に変更して画像範囲を狭くし、更にフレームレートを一定にするような操作に対しては、画像の表示領域が変わるので座標変換データを変更する必要がある。S130ステップにおいて、メイン制御部24が画像表示に関するユーザーインターフェース部の操作であると認識した場合には、座標変換データを変更するためにS104のステップに戻る。一方、メイン制御部24が、画像表示に関係ないユーザーインターフェース部の操作であると認識した場合には、S105ステップの送受信タイミング信号を生成する処理に戻る。
In this way, the
このように、超音波診断システム70においては、プローブユニット10がメイン制御部24を有するので、プローブユニット10が全体的な制御機能の主体となる。コモンユニット50は、メイン制御部24がサブ制御部62に対して出力する制御信号に従って動作するので、プローブユニット10がコモンユニット50を従属的に支配して制御するシステムを構築できる。また、超音波の送受信機能を担う機能部(つまり、送信部20と信号増幅部30と整相加算部32)と、複数の振動素子からなる振動子12とが一体のプローブユニットの中に備えられるので、振動素子数と送受信回路の回路数との対応が常に明確となり、振動子を動作させるために無駄のない適正な数量の送受信回路を装備することができる。また、プローブユニットに固有の制御条件データが格納されているので、各プローブユニットのビーム走査方式に応じて、個別に適合した制御条件データを設定できる。
As described above, in the ultrasonic
このように、プローブユニット10は、超音波を送受信するために必要な機能を振動子と一体に構成しているので、それぞれに異なる個別のプローブユニット毎に適正にカスタマイズすることができる。そして、各プローブユニットの内部に自らを制御できるメイン制御部を備えているので、プローブユニットが統括的な制御を行う超音波診断システムを提供できる。
As described above, since the
図3は、本発明の実施形態に係る超音波診断システムの第1の構成例を示した外観図である。この超音波診断システム80は、3台のプローブユニット82,84,86と1台のコモンユニット88により構成される。3台のプローブユニットは互いに異なる種類のプローブユニットであり、各々が体表に当接して用いるプローブヘッドと、コモンユニットに接続するためのコネクタボックス90,92,94とを備えている。これらのプローブユニットは互いに種類が異なる。例えば、プローブユニット82は浅部体表の診断に用いられるリニア走査方式であり、プローブユニット84は腹部の診断に用いられるコンベックス走査方式であり、プローブユニット86は心臓の診断に用いられるセクタ走査方式であるというように、その走査方式も用途も異なり、振動素子の総数や中心周波数の可変範囲も異なっている。これらのプローブユニットにおいては、それぞれに適合した制御を行うための機構がコモンユニット88には内蔵されておらず、各々のコネクタボックス90,92,94の中に内蔵されている。つまり、各プローブユニットのコネクタボックス90,92,94の内部にメイン制御部、送信部、信号増幅部、整相加算部等を備えている。3つのプローブユニット82,84,86の中のいずれか1つのメイン制御部が、1台のコモンユニット88が備える機能を占有することによって、超音波診断システムとして機能する。次に、図4を用いてそのコネクタボックスの内部構造を説明する。
FIG. 3 is an external view showing a first configuration example of the ultrasonic diagnostic system according to the embodiment of the present invention. The ultrasonic
図4は、プローブユニットのコネクタボックス部分の内部構成を示す投影図である。図4は、図3にて示したプローブユニット82のコネクタボックス90について、その内部構造を示したものである。図4(A)がコネクタボックス90の側面からの投影図であり、図4(B)がコネクタボックス90の斜視投影図である。
FIG. 4 is a projection view showing the internal configuration of the connector box portion of the probe unit. FIG. 4 shows the internal structure of the
図4(A)に示すように、コネクタボックス90は、樹脂で形成された直方体の外装ケース104に覆われている。図4(B)では外装ケース104は図示省略してある。外装ケース104の背面側にはコモンユニット88と接続するためのレセプタクルコネクタ110を備える。レセプタクルコネクタ110の前方には、メインプロセッサと座標変換メモリ等の電子部品を内部に実装したベースユニット112が装着されており、そのベースユニット112には基板実装用の多極コネクタを介して複数のモジュール化されたプリント基板が垂直に装着される。ベースユニット112には、メインプロセッサを含むメイン制御部が実装されており、レセプタクルコネクタ110を介してコモンユニット88(図3参照)から動作電源の供給を受ける。ここで複数のプリント基板は、4枚の同一の送受信制御基板(106a、106b、106c、106d)と、4枚の装置側制御基板(108a、108b、108c、108d)によって構成される。各送受信制御基板には、図1に示した送信部20と信号増幅部30と整相加算部32とからなる超音波送受信機能を備える。また、各受信信号処理基板には図1に示したクロック信号発生部28の機能を備える。
As shown in FIG. 4A, the
このように各機能毎にモジュール化された構成をとっているので、振動素子数の大小に合わせて、装着する送受信制御基板の枚数を選択することができる。使用枚数を選択することで不必要な送受信回路を装備しなくてすむので、コネクタブックス内の回路規模を低減し、簡素化することができる。また、装置側制御基板についても、超音波送信信号の中心周波数に応じて、高いクロック信号を必要とするプローブユニットから、高いクロック信号を必要とするプローブユニットにまで対応することができる。 As described above, since the configuration is modularized for each function, the number of transmission / reception control boards to be mounted can be selected in accordance with the number of vibration elements. Since it is not necessary to equip an unnecessary transmission / reception circuit by selecting the number of sheets to be used, the circuit scale in the connector book can be reduced and simplified. In addition, the apparatus-side control board can correspond from a probe unit that requires a high clock signal to a probe unit that requires a high clock signal, according to the center frequency of the ultrasonic transmission signal.
図5は、図4に示したプローブユニット82とは異なるプローブユニット86について、そのコネクタボックス94の内部を示したものである。送受信制御基板及び装置側制御基板の数量を選択することによって、プローブユニット82に適合した構成となるようにプリント基板を装着した状態を示している。
FIG. 5 shows the inside of the
図6は、本発明の実施形態に係る超音波診断システムの第2の構成例を示した外観図である。本超音波診断システム130は、プローブユニット140とラップトップ型の形態をしたコモンユニット148から構成される。プローブユニット140は、プローブヘッド132、マネージメントボックス134、電源アダプタ138を有する。コモンユニット148は、超音波画像を形成する画像形成部(図示せず)と、超音波画像の表示部としての液晶表示部144と、ユーザーインターフェース部としてのキーボード部146等を有する。プローブヘッド132には振動子を内蔵する。その振動子に超音波を送受信するための送受信機能は、マネージメントボックス134の内部に設けられる。マネージメントボックス134の中には、超音波の送受信機能の他に、メイン制御部、クロック信号発生部、座標変換メモリ等を備える。マネージメントボックス134には、電源アダプタ138が接続され、その電源アダプタ138から電力が供給される。マネージメントボックス134は、ケーブルと、コモンユニット148と接続するためのコネクタ部136を備えている。ケーブルの終端はコネクタ部136に接続され、このコネクタ部136でマネージメントボックス134は、コモンユニット148と着脱可能に構成される。このように、本構成によれば、持ち運びが可能なポータブルな形態の超音波診断システムが構築される。
FIG. 6 is an external view showing a second configuration example of the ultrasonic diagnostic system according to the embodiment of the present invention. The ultrasonic
図7は、図6に示した超音波診断システム130の変形例である。前述の超音波診断システム130においては、マネージメントボックス134とコネクタ部136との間はケーブルで接続される有線通信であったが、図7に示す超音波診断システム150は無線通信を採用している。コモンユニット148に装着した送受信レシーバ154と、マネージメントボックス152との間で無線通信が行われる。ケーブルに制約されなくなるのでコモンユニット148の配置の自由度が高められ、マネージメントボックス152とコモンユニット148との間に遮蔽物があっても超音波画像を表示できる。例えば、滅菌処理された手術室内と滅菌処理されていない場所との間で、無線通信によって超音波画像を転送して表示することができる。
FIG. 7 shows a modification of the ultrasonic
10 プローブユニット、12 振動子、14 プローブヘッド、16 ケーブル、18 コネクタボックス、20 送信部、22 座標変換メモリ、24 メイン制御部、28 クロック信号発生部、30 信号増幅部、32 整相加算部、50 コモンユニット、52 プローブ選択部、54 ビーム処理部、56 画像形成部、58 座標変換メモリ、60 画像表示部、62 サブ制御部、64 ユーザーインターフェース部、70 超音波診断システム。 10 probe units, 12 transducers, 14 probe heads, 16 cables, 18 connector boxes, 20 transmission units, 22 coordinate conversion memories, 24 main control units, 28 clock signal generation units, 30 signal amplification units, 32 phasing addition units, 50 common units, 52 probe selection unit, 54 beam processing unit, 56 image forming unit, 58 coordinate conversion memory, 60 image display unit, 62 sub-control unit, 64 user interface unit, 70 ultrasonic diagnostic system.
Claims (5)
前記プローブユニットは、
生体に対して超音波を送受波する振動子と、
前記振動子に対して送信信号を出力し、前記振動子から出力される受信信号を処理する送受信部と、
前記送受信部を制御すると共に、前記コモンユニットに対して制御信号を出力するメイン制御部と、
を含み、
前記コモンユニットは、
前記プローブユニット内の前記送受信部から出力される前記受信信号に基づいて超音波画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部で形成された超音波画像を表示する表示部と、
を含み、
前記メイン制御部から出力される前記制御信号によって前記コモンユニットが制御されることを特徴とする超音波診断システム。 An ultrasonic diagnostic system having a probe unit and a common unit in which the probe unit is detachably provided,
The probe unit is
A transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a living body;
A transmission / reception unit that outputs a transmission signal to the transducer and processes a reception signal output from the transducer;
A main control unit that controls the transmission / reception unit and outputs a control signal to the common unit;
Including
The common unit is
An image forming unit that forms an ultrasonic image based on the reception signal output from the transmission / reception unit in the probe unit;
A display unit for displaying an ultrasonic image formed by the image forming unit;
Including
The ultrasonic diagnostic system, wherein the common unit is controlled by the control signal output from the main control unit.
前記メイン制御部は、前記プローブユニットを制御するメインプロセッサを含み、
前記プローブユニットは、
前記メインプロセッサを動作させるためのクロック信号を発生させるクロック信号発生回路と、
前記プローブユニット固有の制御条件データを記憶する記憶部と、
を含み、
前記メインプロセッサは、前記記憶部から読み出した固有の制御条件データに応じて前記送受信部を制御することを特徴とする超音波診断システム。 The ultrasonic diagnostic system according to claim 1,
The main control unit includes a main processor that controls the probe unit;
The probe unit is
A clock signal generating circuit for generating a clock signal for operating the main processor;
A storage unit for storing control condition data unique to the probe unit;
Including
The ultrasonic diagnostic system, wherein the main processor controls the transmission / reception unit according to specific control condition data read from the storage unit.
前記コモンユニットは、
前記コモンユニットの制御を実行するサブプロセッサを有し、
前記サブプロセッサは、前記メイン制御部から出力される前記制御信号に従って動作することを特徴とする超音波診断システム。 The ultrasonic diagnostic system according to claim 2,
The common unit is
A sub-processor for controlling the common unit;
The ultrasonic diagnostic system, wherein the sub-processor operates according to the control signal output from the main control unit.
前記メイン制御部は、前記コモンユニットに対してプローブユニット固有の画像構成のための座標変換データを出力することを特徴とする超音波診断システム。 The ultrasonic diagnostic system according to claim 2,
The ultrasonic diagnostic system, wherein the main control unit outputs coordinate conversion data for an image configuration unique to the probe unit to the common unit.
前記各プローブユニットは、
生体に対して超音波を送受波する振動子と、
前記振動子に対して送信信号を出力し、前記振動子から出力される受信信号を処理する送受信部と、
前記送受信部を制御すると共に、前記コモンユニットに対して制御信号を出力するメイン制御部と、
を含み、
前記コモンユニットは、
前記複数のプローブユニットを接続する複数のコネクタと、
前記複数のコネクタに接続されて伝送される受信信号から超音波画像を形成する複数の画像形成部と、
を含み、
前記複数のプローブユニットが前記コモンユニットに選択的又は同時に接続されて、前記メイン制御部が出力する制御信号に基づいて、超音波画像が形成されることを特徴とする超音波診断システム。 An ultrasonic diagnostic system having a plurality of probe units and a common unit in which the plurality of probe units are detachably provided,
Each probe unit is
A transducer for transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a living body;
A transmission / reception unit that outputs a transmission signal to the transducer and processes a reception signal output from the transducer;
A main control unit that controls the transmission / reception unit and outputs a control signal to the common unit;
Including
The common unit is
A plurality of connectors for connecting the plurality of probe units;
A plurality of image forming units that form ultrasonic images from received signals transmitted by being connected to the plurality of connectors;
Including
The ultrasound diagnostic system, wherein the plurality of probe units are selectively or simultaneously connected to the common unit, and an ultrasound image is formed based on a control signal output from the main control unit.
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