JP4908897B2 - ワイヤレス超音波診断装置 - Google Patents

Description

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。

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）。

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。

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。

特開２００４−１４１３２８号公報 特開昭５５−１５１９５２号公報 特開昭５３−１０８６９０号公報

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、超音波プローブと装置本体との間の無線接続状態を如何にして確立するかという問題が挙げられる。

例えば、ワイヤレス超音波診断装置の操作者が装置本体に超音波プローブを無線接続する場合に、操作者が意図している測定モードを実施できる超音波プローブが接続される必要がある。さらに、接続された超音波プローブが操作者の意図する測定モードに設定される必要がある。

また、例えば、測定モードを設定した超音波プローブを他の超音波プローブと交換する場合や、一度利用した超音波プローブを再び利用する場合に、超音波プローブと装置本体とを無線接続する度に測定モードの設定をやり直すことは操作者にとって煩わしい。

また、例えば、複数のワイヤレス超音波診断装置を同室内などにおいて接近して使用する場合に、二台のワイヤレス超音波診断装置間で無線通信時の電波の干渉が発生し、超音波プローブと装置本体との間の無線通信の伝送品質が劣化する問題もある。

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における無線接続状態の確立に関する改良技術を提供することにある。

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してエコーデータを取得する送受波部と、ワイヤレス超音波診断装置の測定機能を設定するためのモード情報とエコーデータに基づいて生成されるエコー情報とを装置本体へ無線送信する無線送信部とを有し、前記装置本体は、超音波プローブから無線送信されるモード情報に応じた測定モードで当該装置本体を制御する本体制御部と、超音波プローブから無線送信されるエコー情報に基づいて当該測定モードに応じた超音波画像を形成する画像形成部とを有することを特徴とする。

上記態様では、超音波プローブから無線送信されるモード情報に応じた測定モードで本体制御部が装置本体を制御している。例えば、ワイヤレス超音波診断装置の操作者が超音波プローブ側へ測定モードを設定すると、その測定モードがモード情報として装置本体側へ無線送信される。これにより、超音波プローブと装置本体を同じ測定モードで動作させることが可能になる。なお、超音波プローブから装置本体へモード情報を無線送信し、さらに、そのモード情報に基づいて測定モードを設定した装置本体が、装置本体側の測定モードの設定状態を超音波プローブへ知らせるようにしてもよい。これにより、超音波プローブと装置本体との間で互いの測定モードを相互認識することが可能になる。

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してエコーデータを取得する送受波部と、取得されたエコーデータに基づいて生成されるエコー情報を装置本体へ無線送信する無線送信部と、当該超音波プローブを制御するプローブ制御部とを有し、前記装置本体は、超音波プローブから無線送信されるエコー情報に基づいて超音波画像を形成する画像形成部と、ワイヤレス超音波診断装置の測定機能を設定するためのモード情報を超音波プローブへ無線送信するモード情報送信部とを有し、前記超音波プローブのプローブ制御部は、装置本体から無線送信されるモード情報に応じた測定モードで当該超音波プローブを制御することを特徴とする。

上記態様では、装置本体から無線送信されるモード情報に応じた測定モードでプローブ制御部が超音波プローブを制御している。例えば、ワイヤレス超音波診断装置の操作者が装置本体側へ測定モードを設定すると、その測定モードがモード情報として超音波プローブ側へ無線送信される。これにより、超音波プローブと装置本体を同じ測定モードで動作させることが可能になる。

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してエコーデータを取得する送受波部と、当該超音波プローブに対して設定されたプローブ識別情報とエコーデータに基づいて生成されるエコー情報とを装置本体へ無線送信する無線送信部とを有し、前記装置本体は、超音波プローブから無線送信されるプローブ識別情報に基づいて当該装置本体を制御する本体制御部と、超音波プローブから無線送信されるエコー情報に基づいて超音波画像を形成する画像形成部とを有することを特徴とする。

上記態様では、本体制御部が超音波プローブから無線送信されるプローブ識別情報に基づいて装置本体を制御している。そのため、例えば、プローブ識別情報に対応した超音波プローブを特定し、特定した超音波プローブに応じた測定モードを装置本体に自動設定することなどが可能になる。

望ましい態様において、前記装置本体の本体制御部は、超音波プローブから無線送信されるプローブ識別情報に基づいて当該プローブ識別情報に対応した超音波プローブを特定し、特定した超音波プローブに応じた測定モードで当該装置本体を制御することを特徴とする。望ましい態様において、前記装置本体の本体制御部は、前記プローブ識別情報に基づいて複数の超音波プローブのうちから特定の超音波プローブを検出し、検出した特定の超音波プローブとの間で無線接続を確立することを特徴とする。

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してエコーデータを取得する送受波部と、取得されたエコーデータと搬送波と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し、前記装置本体は、超音波プローブから無線送信される信号を受信し、参照波を利用することによりその信号からエコーデータを復元する無線受信部と、復元したエコーデータに基づいて超音波画像を形成する画像形成部とを有し、前記超音波プローブの搬送波と前記装置本体の参照波のうちの少なくとも一方の周波数を調整することにより、搬送波と参照波の周波数を同調させて前記超音波プローブと前記装置本体との間の無線接続を確立することを特徴とする。

上記態様では、例えば、二台のワイヤレス超音波診断装置が接近して使用される場合でも、他方のワイヤレス超音波診断装置の搬送波や参照波の周波数とは異なる周波数で、一方のワイヤレス超音波診断装置の搬送波と参照波の周波数を同調させることにより、二台のワイヤレス超音波診断装置間の混信を避けることが可能になる。

本発明により、超音波プローブと装置本体との間における無線接続状態の確立に関する改良技術が提供される。これにより、例えば、超音波プローブと装置本体との間で互いの測定モードを相互認識することが可能になる。また、例えば、測定モードの設定を自動化することが可能になる。また、例えば、複数のワイヤレス超音波診断装置間の混信を避けることが可能になる。

以下、本発明の好適な実施形態を説明する。

図１および図２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を説明するための図である。本実施形態のワイヤレス超音波診断装置は、超音波プローブと装置本体で構成され、図１には、超音波プローブの機能ブロック図が示されており、図２には、装置本体の機能ブロック図が示されている。

まず、超音波プローブについて説明する。図１に示すように、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。

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、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。

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（デジタル化された受波信号）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を出力する。

ちなみに、後に説明する装置本体内のデジタルビームフォーマ（図２の符号２１０）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。

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。

なお、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。この過程で、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データが挿入され、シリアルデータ内における受信ビームごとの区切りが設けられる。

無線送信部１１２は、ＰＳ変換部１１０から出力されるシリアルデータに基づいて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、変調処理後の信号が電力増幅され、送信アンテナ１１４から電波として送信される。送信アンテナ１１４は、例えば、平面アンテナである。

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（エコー情報）が送信アンテナ１１４から送信される。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。

操作パネル１２２は、ユーザ操作を受け付けるデバイスであり、例えば、複数のボタンスイッチなどで構成される。プローブ制御部１２０は、超音波プローブ内の各部を制御する機能を備え、さらに、超音波プローブに関するプローブ情報を生成する。超音波プローブに関するプローブ情報とは、例えば、モード情報やプローブ種別情報やプローブＩＤなどである。

モード情報は、ワイヤレス超音波診断装置の測定機能に関する情報であり、Ｂモード，Ｍモード，ドプラモード，カラードプラモードなどの測定モードを設定するために利用される。本実施形態において、測定モードは、例えば、超音波プローブの操作パネル１２２を介して操作者によって設定される。つまり、ワイヤレス超音波診断装置を例えばＢモードで利用したい場合、操作者は超音波プローブの操作パネル１２２を介して測定モードをＢモードに設定することができる。

プローブ種別情報は、超音波プローブの種別（タイプ）を示す情報である。例えば、超音波プローブが三次元的にエコーデータを収集するプローブであればプローブ種別情報によって三次元プローブであることが示される。また、電子走査の種類（リニア走査，セクタ走査など）に応じてプローブ種別情報が設定されてもよいし、診断対象（心臓，血管，胎児など）に応じてプローブ種別情報が設定されてもよい。

プローブＩＤは、超音波プローブを特定するための識別情報である。プローブＩＤは、例えば、複数のワイヤレス超音波診断装置を利用して診断が行われる場合などに超音波プローブを特定するために利用される。プローブＩＤは、各超音波プローブごとに操作パネル１２２を介して操作者が設定する。あるいは、超音波プローブの製造時に各超音波プローブごとにプローブＩＤが割り当てられてもよい。

プローブ制御部１２０は、操作パネル１２２を介して入力されるユーザ操作などに応じてプローブ情報を生成し、そのプローブ情報などに基づいて超音波プローブ内の各部を制御する。また、プローブ制御部１２０によって生成されたプローブ情報は、無線送信部１１２へ伝えられ、無線送信部１１２はプローブ情報を送信アンテナ１１４から装置本体へ無線送信する。

なお、無線送信部１１２は、ＰＳ変換部１１０から出力されるシリアルデータ（エコーデータ）とプローブ情報を、例えば互いに異なる周波数帯域で送信してもよいし、互いに異なる時間帯で送信してもよい。また、ＰＳ変換部１１０から出力されるシリアルデータ内にプローブ情報を挿入してもよい。例えば、シリアルデータ内のエコーデータの空き領域（ビーム間領域など）にプローブ情報が挿入される。

さらに、プローブ制御部１２０は、本体情報受信部１１８を介して入力される装置本体側の情報を参照して超音波プローブを制御する機能を備えている。つまり、後に詳述するように、装置本体側に設定されたモード情報などが本体情報として装置本体から無線送信され、そして、その無線送信された本体情報が受信アンテナ１１６を介して本体情報受信部１１８によって受信され、受信された本体情報がプローブ制御部１２０へ伝えられる。

次に装置本体について説明する。超音波プローブの送信アンテナ１１４から送信された無線信号（エコー情報やプローブ情報を含んだ信号）は、図２に示す装置本体の受信アンテナ２０２によって受信されて無線受信部２０４に送られる。

無線受信部２０４は、受信された無線信号に前置増幅処理や電力増幅処理などを施す。さらに、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、超音波プローブの無線送信部１１２によって変調される前のデータ、つまり、ＰＳ変換部１１０から出力されるシリアルデータが再生（復元）される。

また、無線受信部２０４は、復調処理後のデータに含まれるプローブ情報を抽出して本体制御部２２０へ出力する。なお、本体制御部２２０の機能は後に説明する。

ＳＰ変換部２０６は、再生されたシリアルデータに含まれる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、シリアルデータに含まれる受信ビームの同期データに基づいて８チャンネルのパラレルデータに変換する。

こうして、超音波プローブの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対応するパラレルデータがメモリ２０８に記憶される。メモリ２０８に記憶されたデータは、メモリ２０８の後段の処理に応じたタイミングで読み出される。なお、メモリ２０８としては、例えばＦＩＦＯ（First Input First Output）型のデバイスが利用される。

デジタルビームフォーマ２１０は、メモリ２０８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２０８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２１２へ出力される。

画像形成部２１２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モニタ２１４に表示される。

操作パネル２２２は、ユーザ操作を受け付けるデバイスであり、例えば、複数のボタンスイッチ、キーボード、トラックボール、マウスなどで構成される。本体制御部２２０は、装置本体内の各部を制御する機能を備え、さらに、ユーザ操作に応じて装置本体に関する本体情報を生成する。装置本体に関する本体情報とは、例えば、モード情報や装置本体ＩＤなどである。

モード情報は、ワイヤレス超音波診断装置の測定機能に関する情報であり、Ｂモード，Ｍモード，ドプラモード，カラードプラモードなどの測定モードを設定するために利用される。本実施形態において、測定モードは、先に説明したように超音波プローブの操作パネル１２２を介して設定することもできるが、さらに、装置本体の操作パネル２２２を介して設定することもできる。

装置本体ＩＤは、装置本体を特定するための識別情報である。装置本体ＩＤは、例えば、複数のワイヤレス超音波診断装置を利用して診断が行われる場合などに装置本体を特定するために利用される。装置本体ＩＤは、各装置本体ごとに操作パネル２２２を介して操作者が設定する。あるいは、装置本体の製造時に各装置本体ごとに装置本体ＩＤが割り当てられてもよい。

本体制御部２２０は、操作パネル２２２を介して入力されるユーザ操作などに応じて本体情報を生成し、その本体情報などに基づいて装置本体内の各部を制御する。また、本体制御部２２０によって生成された本体情報は、本体情報送信部２１８へ伝えられ、本体情報送信部２１８は本体情報を送信アンテナ２１６から超音波プローブへ無線送信する。

さらに、本体制御部２２０は、無線受信部２０４を介して入力される超音波プローブ側の情報を参照して装置本体を制御する機能を備えている。つまり、先に説明したように、超音波プローブ側に設定されたモード情報などがプローブ情報として超音波プローブから無線送信され、そして、その無線送信されたプローブ情報が受信アンテナ２０２を介して無線受信部２０４によって受信され、無線受信部２０４によって抽出されたプローブ情報が本体制御部２２０へ伝えられる。

このように、図１および図２に示した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プローブ情報が無線送信されて装置本体がプローブ情報を参照することができる構成であり、また、装置本体から超音波プローブへ本体情報が無線送信されて超音波プローブが本体情報を参照することができる構成となっている。このような構成により、本実施形態では、超音波プローブと装置本体との間で互いの測定モードを相互認識する相互認識機能（ハンドシェイク機能）や、超音波プローブと装置本体との間で互いのＩＤを確認するＩＤ確認機能を実現している。そこで、図１および図２を利用して、これらの機能について説明する。

まず、相互認識機能について説明する。先に説明したように、ワイヤレス超音波診断装置の測定モードを設定するためのモード情報は、超音波プローブの操作パネル１２２から設定されることもあり、また装置本体の操作パネル２２２から設定されることもある。そのため、装置本体と超音波プローブは、相互に通信しながら、装置本体と超音波プローブに操作者が意図する共通の測定モードを設定する。

例えば、操作者が装置本体側に測定モードを設定した場合、装置本体からその測定モードを含んだ本体情報が無線送信され、超音波プローブがその本体情報を受信する。そして、装置本体側の本体制御部２２０は、送信した測定モードに応じて装置本体側を制御し、超音波プローブ側のプローブ制御部１２０は受信した測定モードに応じて超音波プローブを制御する。これにより、装置本体側に設定されたモード情報によって、装置本体と超音波プローブが共通の測定モードに設定される。そして、測定モードが設定されてから超音波プローブと装置本体がその測定モードによる診断動作を開始する。

ちなみに、装置本体側に設定された測定モードに応じて超音波プローブ側の測定モードが設定された後に、超音波プローブが測定モードの設定を完了した旨を装置本体に無線送信して知らせるようにしてもよい。これにより、装置本体側が超音波プローブの測定モードの設定状態を確認してから診断動作を開始することができる。

一方、操作者が超音波プローブ側に測定モードを設定した場合、超音波プローブからその測定モードを含んだプローブ情報が無線送信され、装置本体がそのプローブ情報を受信する。そして、プローブ制御部１２０は、送信した測定モードに応じて超音波プローブ側を制御し、本体制御部２２０は受信した測定モードに応じて装置本体を制御する。これにより、超音波プローブ側に設定されたモード情報によって、装置本体と超音波プローブが共通の測定モードに設定される。

なお、本実施形態では、超音波プローブの操作パネル１２２と装置本体の操作パネル２２２から測定モードを設定することができるため、超音波プローブ側と装置本体側から互いに異なる測定モードが設定される場合も考えられる。この場合、例えば、装置本体のモニタ２１４に測定モードが揃っていない旨を表示するようにしてもよい。あるいは、装置本体と超音波プローブのいずれか一方を優先して、優先した方の測定モードを共通の測定モードとしてもよい。

次に、ＩＤ確認機能について説明する。先に説明したように、超音波プローブを特定するためのプローブＩＤが超音波プローブから装置本体へ送信され、また、装置本体を特定するための装置本体ＩＤが装置本体から超音波プローブへ送信される。

ワイヤレス超音波診断装置を利用する場合、診断目的などに応じて超音波プローブを交換する場合がある。つまり、一台の装置本体に対して、複数の超音波プローブのうちの特定の超音波プローブを無線接続する場合が考えられる。この場合、本実施形態では、超音波プローブに設定されたプローブＩＤに基づいて特定の超音波プローブが検出される。

例えば、操作者が、目的の診断に利用する超音波プローブのプローブＩＤを操作パネル２２２を介して装置本体に入力する。装置本体は、複数の超音波プローブから送信されるプローブ情報を受信してそれに含まれるプローブＩＤを抽出し、複数の超音波プローブから送信されるプローブＩＤと操作者が入力したプローブＩＤとを照合して、目的の超音波プローブを検出する。こうして、検出した特定の超音波プローブとの間で無線接続を確立する。

さらに、装置本体の本体制御部２２０は、超音波プローブから無線送信されるプローブＩＤに基づいて、そのプローブＩＤに対応した超音波プローブに応じた測定モードで装置本体を制御する。例えば、装置本体は、その装置本体と無線接続することが可能な複数の超音波プローブに関して、各超音波プローブごとに、そのプローブに応じた測定モードなどのプローブ情報とそのプローブのプローブＩＤとを対応付けて記憶しておく。そして、装置本体は、無線接続された超音波プローブからプローブＩＤを取得し、そのプローブＩＤに対応付けられたプローブ情報に応じて装置本体側を制御する。これにより、例えば、超音波プローブを交換する度に測定モードなどを設定することが不要になり、ユーザ操作が煩雑になることを回避できる。

なお、超音波プローブが、複数の装置本体から送信される装置本体ＩＤと操作者が操作パネル１２２から入力したプローブＩＤとを照合して目的の装置本体を検出し、検出した特定の装置本体との間で無線接続を確立してもよい。

以上に説明した機能に加えて、本実施形態では、複数のワイヤレス超音波診断装置間の混信を避ける構成が採用されている。図３および図４を利用してその構成を説明する。

図３は、超音波プローブの無線送信部（図１の符号１１２）の内部構成を説明するための図である。超音波プローブの無線送信部１１２は、図３に示すように、搬送波発生部１３０、変調器１３２、電力増幅器１３４を含んでいる。

搬送波発生部１３０は、プローブ制御部１２０の制御に従って変調器１３２で利用される搬送波を発生する。変調器１３２は、搬送波に対して、ＰＳ変換部１１０から出力されるシリアルデータに基づいてＰＳＫなどのデジタル変調処理を施す。そして、変調処理後の信号が電力増幅器１３４によって電力増幅され、送信アンテナ１１４から電波として送信される。

このような構成の無線送信部１１２において、搬送波発生部１３０は、プローブ制御部１２０の制御に応じて搬送波の周波数を切り替えている。例えば、６０．０ＧＨｚ、６０．５ＧＨｚ、６１．０ＧＨｚの３つの周波数のうちから搬送波の周波数が設定される。これにより、送信アンテナ１１４から送信される無線信号の中心周波数がこれら３つの周波数のうちのいずれか一つに切り替えられる。

図４は、装置本体の無線受信部（図２の符号２０４）の内部構成を説明するための図である。装置本体の無線受信部２０４は、図４に示すように、参照波発生部２３０、前置増幅器２３２、電力増幅器２３４、復調器２３６を含んでいる。

超音波プローブから送信された無線信号（エコー情報やプローブ情報を含んだ信号）は、装置本体の受信アンテナ２０２によって受信される。受信された無線信号は、前置増幅器２３２において前置増幅処理が施され、さらに電力増幅器２３４において電力増幅処理が施される。

復調器２３６は、電力増幅処理後の信号に対して参照波を利用して復調処理を施す。参照波は、参照波発生部２３０から供給される。参照波発生部２３０は、本体制御部２２０の制御に応じて参照波の周波数を切り替えている。先に説明したように（図３参照）、超音波プローブから送信される無線信号の中心周波数は、搬送波の周波数に応じて、例えば、６０．０ＧＨｚ、６０．５ＧＨｚ、６１．０ＧＨｚの３つの周波数のうちのいずれかに設定されている。そこで、参照波発生部２３０は、搬送波に対応した６０．０ＧＨｚ、６０．５ＧＨｚ、６１．０ＧＨｚの３つの周波数のうちから参照波の周波数を設定する。そして、復調器２３６は、参照波発生部２３０から供給される参照波を利用して受信された無線信号に対して検波処理を実行する。

復調器２３６において、参照波の周波数が搬送波の周波数と一致していない状態で検波処理が実行されても変調処理前の信号を復元することができない。一方、搬送波と参照波の周波数が同調（一致）した状態で検波処理が実行されると変調処理前の信号が復元される。つまり、搬送波と参照波の周波数を同調させて検波処理などが実行されることにより、超音波プローブの変調器（図３の符号１３２）においてＰＳＫなどのデジタル変調処理が施される前の信号、すなわちＰＳ変換部（図１の符号１１０）から出力されるシリアルデータが再生（復元）される。そして、再生されたシリアルデータがＳＰ変換部２０６へ供給される。

図３および図４を利用して説明したように、本実施形態では、超音波プローブ側の搬送波の周波数と装置本体側の参照波の周波数をそれぞれ切り替えることができる。これにより、複数のワイヤレス超音波診断装置間の混信を避けることが可能になる。つまり、例えば、二つのワイヤレス超音波診断装置のうち、一方の装置については搬送波の周波数と参照波の周波数を６０．０ＧＨｚに設定し、他方の装置については搬送波の周波数と参照波の周波数を６１．０ＧＨｚに設定する。このように、二つのワイヤレス超音波診断装置を互いに異なる周波数帯域で利用することにより、ワイヤレス超音波診断装置間の混信を避けることが可能になる。

搬送波と参照波の周波数は、混信を避けるように操作者が設定することが可能である。例えば、操作者が、二つのワイヤレス超音波診断装置のうちの一方の装置の搬送波と参照波の周波数を６０．０ＧＨｚに設定し、他方の装置の搬送波と参照波の周波数を６１．０ＧＨｚに設定することが可能である。

また、搬送波と参照波の周波数は、ワイヤレス超音波診断装置が混信を避けるように自動設定することも可能である。例えば、プローブ制御部１２０が搬送波の３つの周波数（６０．０ＧＨｚ、６０．５ＧＨｚ、６１．０ＧＨｚ）を１秒ごとに周期的に切り替える。一方、本体制御部２２０は参照波の３つの周波数（６０．０ＧＨｚ、６０．５ＧＨｚ、６１．０ＧＨｚ）を３秒ごとに周期的に切り替える。そして、搬送波と参照波が互いに周期的に切り替えられている状態で、復調器２３６において復調処理が実行される。

復調処理は、周期的に発生する周波数の組み合わせのうち搬送波と参照波が一致（同調）する期間において正常に実行される。従って、復調処理が正常に実行された期間の周波数に搬送波と参照波の周波数を設定すればよい。

なお、復調処理が正常に実行された否かの判断は、例えば、超音波プローブから送信されたプローブＩＤなどのデータが正確に抽出されるかどうかに基づいて行う。つまり、プローブＩＤが正確に抽出できれば、超音波プローブから装置本体へ無線信号が問題なく送信されたと判断することができる。一方、プローブＩＤが正確に抽出できなければ、搬送波と参照波の周波数が一致していないか、あるいは、搬送波と参照波が一致していても他のワイヤレス超音波診断装置からの信号が混信しているとみなして、さらに搬送波と参照波を周期的に切り替えてプローブＩＤが抽出できる周波数の組み合わせを検索する。

また、プローブＩＤによる判断以外にも、例えば、復調器２３６において復調された信号の電力によって復調が正常に実行されたかどうかを判断してもよい。さらに、復調処理された信号がある閾値よりも大きな電力で復調できているにも関わらずプローブＩＤが抽出できない場合には混信であると判断してもよい。

このように、本実施形態では、図３および図４に示す構成によって、複数のワイヤレス超音波診断装置間の混信を避けることが可能になる。ちなみに、超音波プローブの搬送波を切り替えるために、図３や図１に示す無線送信部１１２を物理的に交換する構成を採用してもよい。例えば、図１において、無線送信部１１２と送信アンテナ１１４を一つに纏めた送信ユニットと、振動子１０２からＰＳ変換部１１０までの機能を一つに纏めた超音波ユニットとを構成し、これら二つのユニットをケーブルなどで接続したハードウェア構成を採用する。そして、送信ユニットを他の送信ユニットと交換することが可能な構成とする。これにより、搬送波の周波数が互いに異なるいくつかの送信ユニットを選択的に利用して、搬送波の周波数を切り替えることが可能になる。

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。

本発明に係るワイヤレス超音波診断装置の超音波プローブの構成図である。 本発明に係るワイヤレス超音波診断装置の装置本体の構成図である。 無線送信部の内部構成を説明するための図である。 無線受信部の内部構成を説明するための図である。

符号の説明

１１２ 無線送信部、１１８ 本体情報受信部、１２０ プローブ制御部、１２２ 操作パネル、１３０ 搬送波発生部、２０４ 無線受信部、２１８ 本体情報送信部、２２０ 本体制御部、２２２ 操作パネル、２３０ 参照波発生部。

Claims (4)

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送受波してエコーデータを取得する送受波部と、
   当該超音波プローブに対して設定されたプローブ識別情報とエコーデータに基づいて生成されるエコー情報とを装置本体へ無線送信する無線送信部と、
   を有し、
   前記装置本体は、
   超音波プローブから無線送信されるプローブ識別情報に基づいて当該装置本体を制御する本体制御部と、
   超音波プローブから無線送信されるエコー情報に基づいて超音波画像を形成する画像形成部と、
   目的の診断に利用される特定の超音波プローブのプローブ識別情報を操作者から受け付ける操作デバイスと、
   を有し、
   前記装置本体は、複数の超音波プローブについて、各超音波プローブごとに、測定機能を設定するためのモード情報とその超音波プローブのプローブ識別情報とを対応付けて記憶しておき、
   前記装置本体の本体制御部は、複数の超音波プローブから無線送信されるプローブ識別情報と操作者から受け付けたプローブ識別情報とを照合することにより、複数の超音波プローブのうちから前記特定の超音波プローブを検出し、当該特定の超音波プローブとの間で無線接続を確立し、さらに、当該特定の超音波プローブのプローブ識別情報に対応付けて記憶されたモード情報に基づいて、当該特定の超音波プローブに応じた測定モードで当該装置本体を制御し、
   前記超音波プローブの無線送信部は、プローブ識別情報とエコーデータを含むデータに基づいて搬送波を変調することにより生成される信号を装置本体へ無線送信し、
   前記装置本体は、超音波プローブから無線送信される信号を受信し、参照波を利用することによりその信号を復調する無線受信部を有し、
   前記搬送波は、複数の周波数のうちのいずれかに周期的に切り替えられ、
   前記参照波は、前記複数の周波数のうちのいずれかに前記搬送波とは異なる周期で周期的に切り替えられ、
   これにより、周期的に発生する周波数の組み合わせのうち、前記装置本体の無線受信部における復調が正常に実行された期間の周波数に、前記搬送波と前記参照波の周波数を設定する、
   ことを特徴とするワイヤレス超音波診断装置。
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、
   前記超音波プローブから無線送信されたプローブ識別情報を前記装置本体が抽出できたか否かに基づいて、前記復調が正常に実行されたか否かを判断する、
   ことを特徴とするワイヤレス超音波診断装置。
3. 請求項１または２に記載のワイヤレス超音波診断装置において、
   前記装置本体で復調された信号が閾値よりも大きな電力であり、且つ、前記超音波プローブから無線送信されたプローブ識別情報を前記装置本体が抽出できない場合に、混信であると判断し、さらに前記搬送波と前記参照波の周波数を周期的に切り替えてプローブ識別情報が抽出できる周波数の組み合わせを検索する、
   ことを特徴とするワイヤレス超音波診断装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項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、当該超音波プローブを制御するプローブ制御部を有し、
   前記装置本体は、ワイヤレス超音波診断装置の測定機能を設定するためのモード情報を超音波プローブへ無線送信するモード情報送信部を有し、
   前記超音波プローブのプローブ制御部は、装置本体から無線送信されるモード情報に応じた測定モードで当該超音波プローブを制御する、
   ことを特徴とするワイヤレス超音波診断装置。
   

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