JP2004041273A - 超音波診断装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】構成上の柔軟性に富んだ信号処理部を有する超音波診断装置を提供する。
【解決手段】パケット生成器２０は、受信器１８が供給する受信信号を、超音波ビーム単位で分割して複数の受信信号パケットを生成し、パケット分配器２４は、各受信信号パケットを、互いに代替性を有する複数の信号処理器２２に分配する。各信号処理器２２は、分配された受信信号パケットが有する処理モード情報に基づいて、各信号処理器２２が自ら有する複数の信号処理モジュールから、その処理モード情報に対応する処理モジュールを選択して、選択した処理モジュールにその受信信号パケットを処理させる。
【選択図】 図１
【解決手段】パケット生成器２０は、受信器１８が供給する受信信号を、超音波ビーム単位で分割して複数の受信信号パケットを生成し、パケット分配器２４は、各受信信号パケットを、互いに代替性を有する複数の信号処理器２２に分配する。各信号処理器２２は、分配された受信信号パケットが有する処理モード情報に基づいて、各信号処理器２２が自ら有する複数の信号処理モジュールから、その処理モード情報に対応する処理モジュールを選択して、選択した処理モジュールにその受信信号パケットを処理させる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音診断装置に関し、特に超音波診断装置における受信信号処理部の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体に超音波を放射して反射してくる超音波を取得し、生体に関する超音波画像を形成する超音波診断装置が広く普及している。超音波診断装置は、Ｂモード表示、カラードプラ表示あるいはスペクトラムドプラ表示などの表示機能を有しており、各表示機能を実現するため、複数の専用の信号処理機能が設けられている。つまり、送受信部から得られる受信信号に対して信号処理を実行する信号処理部は、各表示機能に対応して、エコー用信号処理機能、カラーフローマッピング（ＣＦＭ）用信号処理機能あるいはパルスドプラ（ＰＷＤ）用信号処理機能といった複数の専用の信号処理機能を有している。
【０００３】
従来の超音波診断装置における各信号処理機能は、独立したハードウェアで構成されるのが一般的である。例えば、エコー用信号処理器を構成する電気回路、ＣＦＭ用信号処理器を構成する電気回路あるいはＰＷＤ用信号処理器を構成する電気回路が、それぞれが独立した電気回路で構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の超音波診断装置では、受信信号に対して信号処理を実行する各信号処理器が、独立したハードウェアで構成され、その信号処理内容が特定の信号処理に制限されている。このため、特定の信号処理内容の受信信号が集中する場合、その信号処理に対応する信号処理器に負荷が集中するものの、他の信号処理器はその信号処理を実行することができないため、負荷を分散することができなかった。
【０００５】
そこで本発明は、構成上の柔軟性に富んだ信号処理部を有する超音波診断装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、生体に対して超音波を送受波し、受信信号を出力する送受波部と、前記受信信号を分割し、分割要素ごとにそれを含む受信信号パケットを生成するパケット生成器と、前記各受信信号パケットに信号処理を実行する、互いに代替性を有する複数の信号処理器と、前記各受信信号パケットを前記複数の信号処理器のいずれかに分配する入力制御手段と、前記複数の信号処理器の処理結果に基づいて超音波画像を形成する画像形成手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、それぞれの信号処理器が互いに代替性を有しており、入力された受信信号パケットはいずれかの信号処理器に分配され、その信号処理器によって処理される。よって、負荷を分散して効率的な処理を実現できる。また、必要に応じて、信号処理器の追加や処理内容の変更を行うことができる。
【０００８】
望ましくは、前記パケット生成器は、前記受信信号を超音波ビームごとに分割することを特徴とする。
【０００９】
望ましくは、前記各受信信号パケットは、それに含まれる前記分割要素の処理モードを規定する処理モード情報をさらに含むことを特徴とする。
【００１０】
望ましくは、前記各信号処理器は、分配される受信信号パケットに含まれる処理モード情報に基づいて、処理モードを選択することを特徴とする。これにより処理モードの選択動作を各信号処理器に委ねることができ、よって、受信信号パケットの分配制御が容易になる。
【００１１】
（２）また、上記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、生体に対して超音波を送受波し、受信信号を出力する送受波部と、前記受信信号を超音波ビームごとに分割し、分割要素ごとに、その分割要素とその分割要素の処理モードを規定する処理モード情報とを含む受信信号パケットを生成するパケット生成器と、前記各受信信号パケットに信号処理を実行する、互いに代替性を有する複数の信号処理器と、前記各受信信号パケットを前記複数の信号処理器のいずれかに分配する入力制御手段と、前記複数の信号処理器の処理結果に基づいて超音波画像を形成する画像形成手段と、を有し、前記各信号処理器は、複数の処理モードのそれぞれに対応した複数の処理モジュールと、モジュールセレクタとを有し、前記各処理モジュールは、前記各受信信号パケット内の受信信号に対し、担当処理モードの信号処理を実行し、前記モジュールセレクタは、前記受信信号パケットの前記処理モード情報に基づいて、前記複数の処理モジュールから当該処理モード情報に対応する処理モジュールを選択し、選択した処理モジュールにその受信信号パケットを処理させる、ことを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、各信号処理器は、分配された受信信号パケットの処理モード情報に基づいて、自ら有する複数の処理モジュールから、その処理モードに対応する処理モジュールを選択して信号処理する。よって、受信信号パケットの分配制御が容易になる。また、必要に応じて信号処理器を追加、変更する場合も、入力制御手段への変更が比較的小さく済む。
【００１３】
望ましくは、前記複数の信号処理器は、互いに同一の構成を有することを特徴とする。例えば、各信号処理器が全処理モジュールを有することで、分配制御がさらに容易になる。
【００１４】
望ましくは、前記各処理モードに対応する複数の記憶部を有する記憶手段と、前記各信号処理器による前記各受信信号パケットの処理結果を、その受信信号パケットに含まれる前記処理モード情報に規定された処理モードに対応する記憶部に供給する出力制御手段と、をさらに有することを特徴とする。
【００１５】
望ましくは、前記各信号処理器に対して、前記複数の処理モジュールを実行させるためのプログラムを前記各信号処理器に転送するプログラム転送手段をさらに有することを特徴とする。各処理モジュールがソフトウェアで実現されるため、ソフトウェアの変更のみによる信号処理機能の拡張が可能になる。
【００１６】
望ましくは、前記各信号処理器は、信号処理の終了に応じて処理終了フラグを出力し、前記入力制御手段は、前記複数の信号処理器の中から、前記処理終了フラグに基づいて信号処理が終了している空き信号処理器を選択し、選択した空き信号処理器に前記受信信号パケットを処理させる、ことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示すブロック図である。送信器１０は、探触子１２に送信駆動信号を供給することで被検体１４内に超音波１６を送波する。受信器１８は、探触子１２から出力される、被検体１４内からの反射波に基づいた受波データを取得し、この受波データに整相加算処理を施して受信信号を形成し、パケット生成器２０に出力する。探触子１２、送信器１０および受信器１８によって送受信部が形成されている。送受信部における受信信号の形成は超音波ビーム単位で行われる。つまり送受信部は、超音波１６を送波し、この超音波１６の反射波を取得した後、次の超音波１６を送波する。これを繰り返して一連の受信信号を形成する。
【００１９】
パケット生成器２０は、受信器１８が出力する一連の受信信号を超音波ビーム単位で分割し、分割した各受信信号要素に所定の属性情報を付加した受信信号パケットを生成する。受信信号の分割は超音波ビーム単位の分割に限定されるものではなく、例えばフレーム単位での分割なども可能であるが、以下の説明においては超音波ビーム単位の分割を例として説明する。なお、受信信号パケットについては後に図２に基づいて詳述する。
【００２０】
複数の信号処理器２２は、受信信号パケット内の受信信号要素に対して、画像表示に必要な情報を取得するための信号処理を実行する。信号処理には、その処理内容に応じて複数の信号処理モード、例えば、エコー用信号処理、カラーフローマッピング（ＣＦＭ）用信号処理あるいはパルスドプラ（ＰＷＤ）用信号処理といった複数の信号処理モードが存在する。各信号処理器２２は、これら信号処理モードの複数、望ましくは全ての信号処理モードに対応しており、入力される受信信号パケットに応じて、その受信信号パケット内の受信信号要素が必要とする信号処理モードを選択し、受信信号パケットごとに信号処理を実行する。また各信号処理器２２は、信号処理が終了すると処理終了フラグを出力する。信号処理器２２は３つに限定されるものではなく、必要に応じて２つあるいは４つ以上であってもよい。なお、各信号処理器２２の内部構成については後に図３に基づいて、また各信号処理器２２の動作については後に図６に基づいて詳述する。
【００２１】
入力制御手段であるパケット分配器２４は、パケット生成器２０で生成される受信信号パケットを各信号処理器２２に分配する。つまり、複数の信号処理器２２の中から、処理終了フラグを出力している信号処理器２２、すなわち次の信号処理が可能な空き信号処理器２２を選択し、その空き信号処理器２２に受信信号パケットを供給して信号処理させる。パケット生成器２０の出力と、複数の信号処理器２２の各入力は、共通のデータバス２６で接続されており、パケット分配器２４は、選択した信号処理器２２にのみ信号入力を許可すべく処理起動パルスを出力し、処理起動パルスを供給された信号処理器２２のみがデータバス２６から受信信号パケットを取得し、信号処理を実行する。なお、パケット分配器２４による各信号処理器２２へのパケットの分配から各信号処理器２２での信号処理終了までの動作については、後に図５に基づいて詳述する。
【００２２】
各信号処理器２２から出力される受信信号パケットの信号処理結果は、その受信信号パケットの信号処理モードに対応した複数の記憶部に分配される。つまり、エコー用メモリ２８、ＣＦＭ用メモリ３０およびＰＷＤ用メモリ３２に振り分けて供給される。信号処理は受信信号パケット内の受信信号要素に対して行われるため、受信信号パケットのうち信号処理された受信信号要素のみを各メモリに供給してもよい。また、各メモリは必ずしも別体のメモリではなく、単一のメモリで構成されてもよく、この場合、複数の記憶部として単一のメモリ内にエコー用記憶エリア、ＣＦＭ用記憶エリアおよびＰＷＤ用記憶エリアを形成すればよい。出力制御手段である出力制御部３４は、各信号処理器２２で処理された受信信号パケットを、その受信信号パケットの属性情報に基づいて、その信号処理モードに対応した各メモリに記憶させる。なお、出力制御部３４の動作については後に図７に基づいて詳述する。
【００２３】
表示処理部３６は、エコー用メモリ２８、ＣＦＭ用メモリ３０およびＰＷＤ用メモリ３２内の信号処理済み受信信号に対し、画像形成に必要な処理を実行し画像データを形成する。画像形成に必要な処理の例として、ＤＳＣ処理があげられる。つまり、超音波ビーム方向に並んでいるピクセルデータを画像表示の走査方向に並び変えてディスプレイ３８に出力する。表示処理部３６はさらに、各信号処理モードによる処理結果の合成画像も形成する。つまり、Ｂモード表示とカラードプラ表示、あるいはＢモード表示とスペクトラムドプラ表示をディスプレイ３８上に同時に表示させるための画像形成も行う。表示処理部３６はＤＳＣ処理を行うため、ＤＳＣ処理に必要な記憶手段を備えているのが一般的である。したがって、この記憶手段とエコー用メモリ２８、ＣＦＭ用メモリ３０およびＰＷＤ用メモリ３２を併用することも可能である。つまり、表示処理部３６、エコー用メモリ２８、ＣＦＭ用メモリ３０、ＰＷＤ用メモリ３２および出力制御部３４を一体化させることも可能である。ディスプレイ３８は、表示処理部３６で形成される画像データに基づいて超音波画像を表示する。
【００２４】
システムコントローラ４０は、超音波診断装置内各部の動作制御を集中管理している。例えば、図示しない外部入力からのユーザ指示に基づいて超音波診断装置内各部を制御することも可能である。システムコントローラ４０にはプログラム転送手段であるダウンローダ４２が接続されており、各信号処理器２２で利用されるプログラムをシステムコントローラ４０経由で、あるいは各信号処理器２２に直接転送できる構成になっており、例えばシステムの起動直後、ダウンローダ４２から各信号処理器２２にプログラムが転送され、転送されたプログラムに基づいて各信号処理器２２が信号処理を実行する。ダウンローダ４２は外部機器からプログラム読み込み可能であることが望ましく、これにより各信号処理器２２の処理機能の追加や変更がさらに容易になる。
【００２５】
図２は、パケット生成器２０（図１参照）で生成される受信信号パケット５０のデータ構成を示している。受信信号パケット５０は、ビーム番号４２、処理モード情報４４およびデータサイズ４６といった属性情報、ならびに、受信信号の分割要素である受信信号要素４８で構成されている。ビーム番号４２は、その受信信号パケットが対応する超音波ビームを特定するための番号である。各信号処理器から出力される信号処理後の受信信号は、信号処理時間の差などの要因で、各信号処理器に入力される際の入力順とは異なる順番で出力され、また、出力される順番も不規則である。このため、ビーム番号４２は例えば表示処理部において利用され、ビーム番号４２に基づいて各信号処理器に入力される際の順番に受信信号の並べ替えが行われる。
【００２６】
処理モード情報４４は、その受信信号パケット５０の受信信号要素４８が必要とする信号処理内容を規定する。つまり、エコー用信号処理、ＣＦＭ用信号処理あるいはＰＷＤ用信号処理などの複数の信号処理モードの中から、いずれかを特定している。データサイズ４６は、その受信信号パケット５０のデータサイズを規定する。受信信号要素４８は、受信器が出力する受信信号の分割要素そのものであり、信号処理器において信号処理が行われる主データである。なお、属性情報としては上述のビーム番号４２、処理モード情報４４およびデータサイズ４６以外にも、用途に応じた情報を適宜追加すればよい。
【００２７】
図３は、各信号処理器２２（図１参照）の内部構成を示す図である。信号処理器２２は、受信信号パケット内の受信信号要素に対して、Ｂモード画像、カラードプラ画像あるいはスペクトラムドプラ画像といった各種画像表示に必要な情報を得るための信号処理を実行する。信号処理にはその処理内容に応じて、エコー用信号処理、ＣＦＭ用信号処理あるいはＰＷＤ用信号処理といった複数の信号処理モードが存在し、信号処理器にはこれら各信号処理モードに対応した複数の信号処理モジュール、つまり、エコーモジュール５２、ＣＦＭモジュール５４およびＰＷＤモジュール５６が含まれ、これら信号処理モジュールを選択するモジュールセレクタ５８がさらに含まれている。なお信号処理モジュールは必ずしも３つに限定されるものではなく、必要に応じて３つ以外でもよい。
【００２８】
モジュールセレクタ５８は、その信号処理器に入力される受信信号パケットの処理モード情報に基づき、その処理モード情報に対応する信号処理モジュールを選択し、選択した信号処理モジュールに信号処理を実行させる。例えば、処理モード情報として「エコー」を有する受信信号パケットが入力されると、モジュールセレクタ５８は、処理モード情報４４が「エコー」であることを認識してエコーモジュール５２を選択し、エコーモジュール５２が信号処理を実行する。
【００２９】
信号処理器としては、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）あるいはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）といった、その内部動作をプログラムで規定できるプロセッサが望ましい。つまり、各信号処理モジュールがソフトウェアモジュールとして構成され、各信号処理モジュールの機能変更や追加、あるいは新しい信号処理モジュールの追加をプログラムの変更で実現できる構成が望ましい。前述したように、信号処理器で利用されるプログラムは、ダウンローダ４２（図１参照）から転送され、ダウンローダは外部機器からプログラム読み込みを可能とすることで各信号処理器の処理機能の追加や変更がさらに容易になる。また、信号処理器を必要に応じて複数のプロセッサの直列接続、並列接続あるいは両接続の混合接続で実現してもよい。
【００３０】
図４は、受信信号パケットの分配制御に利用される各制御信号の発生タイミングを示した図である。なお図４では信号処理器が３つの例を示している。超音波送信トリガ信号６０は、超音波ビームの送信タイミングを規定するトリガ信号であり、システムコントローラにより生成される。この超音波送信トリガ信号に基づいて送信器が送信信号を出力し、送信信号出力後次の送信信号の出力までの間の受信信号を受信器が形成する。つまり、送信器および受信器は超音波送信トリガ信号６０に基づいて、超音波ビーム単位の受信信号を生成する。
【００３１】
Ｅ０フラグ６２、Ｅ１フラグ６４、Ｅ２フラグ６６は、それぞれ信号処理器Ｐ０、信号処理器Ｐ１、信号処理器Ｐ２により生成され、その信号処理器における信号処理の終了に対応した処理終了フラグであり、例えば、信号処理終了直後にそれぞれ出力される。Ｐ０用処理起動パルス６８、Ｐ１用処理起動パルス７０、Ｐ２用処理起動パルス７２は、それぞれ信号処理器Ｐ０、信号処理器Ｐ１、信号処理器Ｐ２に対応して設けられた起動用パルスであり、システムコントローラにより生成される。
【００３２】
図５は、図４に示される各制御信号に基づいて行われる、受信信号パケットの分配から信号処理終了までの動作を示すフローチャートである。なお図５に示された信号には図４における符号を付して説明する。ステップ１−０、ステップ１−１およびステップ１−２において、パケット分配器は各信号処理器が出力する処理終了フラグに基づいて信号処理が終了している信号処理器を選択する。つまりステップ１−０において、信号処理器Ｐ０のＥ０フラグ６２が出力されているか否かすなわちＯＮかＯＦＦかを確認し、Ｅ０フラグ６２が出力されていれば、信号処理器Ｐ０を選択してステップ２−０に進む。ステップ１−０において、Ｅ０フラグ６２が出力されていなければステップ１−１に進む。ステップ１−１において、信号処理器Ｐ１のＥ１フラグ６４が出力されているか否かすなわちＯＮかＯＦＦかを確認し、Ｅ１フラグ６４が出力されていれば、信号処理器Ｐ１を選択し、ステップ２−１で信号処理器Ｐ１にＰ１用処理起動パルス７０を供給する。ステップ１−１において、Ｅ１フラグ６４が出力されていなければステップ１−２に進む。ステップ１−２において、信号処理器Ｐ２のＥ２フラグ６６が出力されているか否かすなわちＯＮかＯＦＦかを確認し、Ｅ２フラグ６６が出力されていれば、信号処理器Ｐ２を選択し、ステップ２−２で信号処理器Ｐ２にＰ２用処理起動パルス７２を供給する。ステップ１−２において、Ｅ２フラグ６６が出力されていなければステップ１−０を再び実行し、空き信号処理器が選択されるまでステップ１−０からステップ１−２のフローを繰り返す。
【００３３】
ステップ１−０、ステップ１−１およびステップ１−２において信号処理器が選択された後、それぞれステップ２−０、ステップ２−１およびステップ２−２に進むが、以降のステップは信号処理器ごとに実行される。つまり、信号処理器Ｐ０が選択された場合ステップ２−０からステップ８−０が、信号処理器Ｐ１が選択された場合ステップ２−１からステップ８−１が、信号処理器Ｐ２が選択された場合ステップ２−２からステップ８−２が実行される。ただし、各信号処理器とも同様なステップのため、代表例として信号処理器Ｐ０についてのステップを以下に説明する。
【００３４】
ステップ２−０において、パケット分配器は信号処理器Ｐ０にＰ０用処理起動パルス６８を出力する。ステップ３−０において、信号処理器Ｐ０はＰ０用処理起動パルス６８の入力に基づいて信号処理を実行する。なお、本ステップ３−０は信号処理器内部の信号処理動作を示しているが、これについては、後に図６に基づいて詳述する。ステップ４−０において、信号処理器Ｐ０は信号処理が終了しているか否かを確認し、信号処理が終了した場合にステップ５−０に進む。信号処理が終了していない場合は処理が終了するまでステップ４−０に留まる。ステップ５−０において、信号処理結果を出力するための出力データバスが空いているか否かを確認する。信号処理器Ｐ０に並行して、その他の信号処理器でも信号処理が実行されており、信号処理器に共通の出力データバスが、他の信号処理器に占有されていることがあり、従って出力データバスが空いているか否かを確認する必要がある。出力データバスが空いていなければ、出力データバスが空くまでステップ５−０に留まる。出力データバスが空いていれば、ステップ６−０に進む。
【００３５】
ステップ６−０において、出力データバスを利用して信号処理結果であるＰ０データを出力する。なお、本ステップ６−０におけるＰ０データの出力動作については、後に図７に基づいて詳述する。ステップ７−０において、Ｐ０データの出力が完了したか否かを確認する。Ｐ０データの出力が継続している場合、出力が完了するまでステップ７−０に留まる。Ｐ０データの出力が完了した場合、ステップ８−０に進み、Ｅ０フラグ６２を出力し、受信信号パケットの信号処理が終了する。
【００３６】
図６は、各信号処理器の動作を示すフローチャートであり、図５のステップ３−０、ステップ３−１およびステップ３−２それぞれにて実行される動作フローである。つまり、図５のステップ３−０において実行される動作フローを（Ａ）に、図５のステップ３−１において実行される動作フローを（Ｂ）に、図５のステップ３−２において実行される動作フローを（Ｃ）にそれぞれ示す。信号処理器ごとにステップが実行されるが、各信号処理器とも同様なステップのため、代表例として信号処理器Ｐ０についての動作フロー、つまり図６の（Ａ）のフローを説明する。
【００３７】
ステップ３１−０において、Ｅ０フラグをＯＦＦに設定する。ステップ３２−０において、入力データすなわち受信信号パケットを取得する。前述のとおり、受信信号パケットはパケット分配器により各信号処理器に分配される。ステップ３３−０において、属性情報を取り出す。前述のとおり受信信号パケットには属性情報が含まれており、属性情報には処理モード情報が含まれ、その受信信号パケットの受信信号要素が必要とする処理モードが規定されている。
【００３８】
ステップ３４−０において、モジュールセレクタは、処理モード情報がエコー用信号処理モードか否かを判定する。エコー用信号処理モードであれば、ステップ３５−０に進みエコー用信号処理モジュールを選択してエコー用処理を実行する。エコー用信号処理モードでなければ、ステップ３６−０に進む。ステップ３６−０において、モジュールセレクタは、処理モード情報がＣＦＭ用信号処理モードか否かを判定する。ＣＦＭ用信号処理モードであれば、ステップ３７−０に進み、ＣＦＭ用信号処理モジュールを選択してＣＦＭ用処理を実行する。ＣＦＭ用信号処理モードでなければ、ステップ３８−０に進む。ステップ３８−０において、モジュールセレクタは、処理モード情報がＰＷＤ用信号処理モードか否かを判定する。ＰＷＤ用信号処理モードであれば、ステップ３９−０に進み、ＰＷＤ用信号処理モジュールを選択してＰＷＤ用処理を実行する。ＰＷＤ用信号処理モードでなければ、ステップ３４−０に戻り処理モード情報がエコー用信号処理モードか否かを再確認する。
【００３９】
信号処理モードがエコー用処理、ＣＦＭ用処理、ＰＷＤ用処理のいずれかであれば、ステップ３４−０、ステップ３６−０あるいはステップ３８−０において、対応する信号処理モジュールが選択実行されるが、例えば処理モード情報の読み取りエラーなどが生じると、いずれの信号処理モジュールも選択されない恐れがある。そこで、ステップ３８−０においてＰＷＤ用信号処理モードでなければ、ステップ３４−０に戻り処理モード情報がエコー用信号処理モードか否かを再確認する。むろん処理モード情報そのものにエラーがある場合も考えられ、ステップ３４−０→ステップ３６−０→ステップ３８−０→ステップ３４−０が繰り返し実行されることも考えられる。したがってステップ３４−０→ステップ３６−０→ステップ３８−０→ステップ３４−０が所定回数繰り返された場合には、処理モード情報エラーとして処理を中断させる。
【００４０】
図７は、出力制御部３４（図１参照）の動作を示すフローチャートであり、図５のステップ６−０、ステップ６−１およびステップ６−２それぞれ（図７ではこれらステップをまとめてステップ６と記載してある）にて実行される動作フローである。ステップ６０１において、信号処理器から信号処理後の受信信号パケットが出力される。ステップ６０２において、受信信号パケットの属性情報を読み出す。受信信号パケットには属性情報が含まれており、属性情報には処理モード情報が含まれ、その受信信号パケットの受信信号要素が必要とする処理モードが規定されている。ステップ６０３において、処理モード情報がエコー用信号処理モードか否かを判定する。エコー用信号処理モードであれば、ステップ６０４に進み、エコー用メモリへ書き込み起動パルスを出力し、ステップ６０５においてエコー用メモリへデータを出力する。ステップ６０３において、エコー用信号処理モードでなければ、ステップ６０６に進む。
【００４１】
ステップ６０６において、処理モード情報がＣＦＭ用信号処理モードか否かを判定する。ＣＦＭ用信号処理モードであれば、ステップ６０７に進み、ＣＦＭ用メモリへ書き込み起動パルスを出力し、ステップ６０８においてＣＦＭ用メモリへデータを出力する。ステップ６０６において、ＣＦＭ用信号処理モードでなければ、ステップ６０９に進む。ステップ６０９において、処理モード情報がＰＷＤ用信号処理モードか否かを判定する。ＰＷＤ用信号処理モードであれば、ステップ６１０に進み、ＰＷＤ用メモリへ書き込み起動パルスを出力し、ステップ６１１においてＰＷＤ用メモリへデータを出力する。ステップ６０９において、ＰＷＤ用信号処理モードでなければ、ステップ６０３に戻り処理モード情報がエコー用信号処理モードか否かを再確認する。
【００４２】
信号処理モードがエコー用処理、ＣＦＭ用処理、ＰＷＤ用処理のいずれかであれば、ステップ６０３、ステップ６０６あるいはステップ６０９において、対応するメモリが選択される。しかし、例えば処理モード情報の読み取りエラーなどが生じると、いずれのメモリも選択されない恐れがある。そこで、ステップ６０９においてＰＷＤ用信号処理モードでなければ、ステップ６０３に戻り処理モード情報がエコー用信号処理モードか否かを再確認する。むろん処理モード情報そのものにエラーがある場合も考えられ、ステップ６０３→ステップ６０６→ステップ６０９→ステップ６０３が繰り返し実行されることも考えられる。したがってステップ６０３→ステップ６０６→ステップ６０９→ステップ６０３が所定回数繰り返された場合には、処理モード情報エラーとして処理を中断させる。
【００４３】
前述したように、各信号処理器から出力される信号処理後の受信信号は、信号処理時間の差などの要因で、信号処理器に入力される順番とは異なっており、また、出力される順番もランダムである。したがって上述のステップ６０５、ステップ６０８およびステップ６１１では、受信信号をその信号処理モードに対応する各メモリへ分配するとともに、ビーム番号４２（図２参照）に対応するメモリアドレスに出力することが望ましい。このようにすることで、表示処理部３６（図１参照）はビーム番号に基づいて受信信号の並べ替えを行うことができる。
【００４４】
また、ステップ６０５、ステップ６０８およびステップ６１１において、信号処理後の受信信号パケットを各メモリに記憶させる場合、属性情報が必要なければ、受信信号要素の処理結果のみを記憶させてもよい。
【００４５】
上述した実施の形態では、信号処理器が３つ、すなわち信号処理器Ｐ０、Ｐ１およびＰ２の３つであり、また各信号処理器が３つの処理モジュール、すなわちエコーモジュール、ＣＦＭモジュールおよびＰＷＤモジュールを有する例を示した。信号処理器は３つ以外の構成でもよく、また信号処理モジュールも上記３つ以外でもよい。この場合、図５、図６および図７の動作フローつまり受信信号パケットの分配から信号処理終了までの動作フローに対して、適宜修正を施すことで実現可能なことは当業者には明らかであろう。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、構成上の柔軟性に富んだ信号処理部を有する超音波診断装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態を示すブロック図である。
【図２】受信信号パケットのデータ構成を示す図である。
【図３】信号処理器の内部構成を示す図である。
【図４】受信信号の分配に関する各種制御信号のタイミングチャートである。
【図５】受信信号の分配から信号処理終了までの動作を示すフローチャートである。
【図６】各信号処理器の信号処理動作を示すフローチャートである。
【図７】出力制御部の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２０ パケット生成器、２２ 信号処理器、２４ パケット分配器、２８ エコー用メモリ、３０ ＣＦＭ用メモリ、３２ ＰＷＤ用メモリ、３４ 出力制御部。
【発明の属する技術分野】
本発明は超音診断装置に関し、特に超音波診断装置における受信信号処理部の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体に超音波を放射して反射してくる超音波を取得し、生体に関する超音波画像を形成する超音波診断装置が広く普及している。超音波診断装置は、Ｂモード表示、カラードプラ表示あるいはスペクトラムドプラ表示などの表示機能を有しており、各表示機能を実現するため、複数の専用の信号処理機能が設けられている。つまり、送受信部から得られる受信信号に対して信号処理を実行する信号処理部は、各表示機能に対応して、エコー用信号処理機能、カラーフローマッピング（ＣＦＭ）用信号処理機能あるいはパルスドプラ（ＰＷＤ）用信号処理機能といった複数の専用の信号処理機能を有している。
【０００３】
従来の超音波診断装置における各信号処理機能は、独立したハードウェアで構成されるのが一般的である。例えば、エコー用信号処理器を構成する電気回路、ＣＦＭ用信号処理器を構成する電気回路あるいはＰＷＤ用信号処理器を構成する電気回路が、それぞれが独立した電気回路で構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の超音波診断装置では、受信信号に対して信号処理を実行する各信号処理器が、独立したハードウェアで構成され、その信号処理内容が特定の信号処理に制限されている。このため、特定の信号処理内容の受信信号が集中する場合、その信号処理に対応する信号処理器に負荷が集中するものの、他の信号処理器はその信号処理を実行することができないため、負荷を分散することができなかった。
【０００５】
そこで本発明は、構成上の柔軟性に富んだ信号処理部を有する超音波診断装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、生体に対して超音波を送受波し、受信信号を出力する送受波部と、前記受信信号を分割し、分割要素ごとにそれを含む受信信号パケットを生成するパケット生成器と、前記各受信信号パケットに信号処理を実行する、互いに代替性を有する複数の信号処理器と、前記各受信信号パケットを前記複数の信号処理器のいずれかに分配する入力制御手段と、前記複数の信号処理器の処理結果に基づいて超音波画像を形成する画像形成手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、それぞれの信号処理器が互いに代替性を有しており、入力された受信信号パケットはいずれかの信号処理器に分配され、その信号処理器によって処理される。よって、負荷を分散して効率的な処理を実現できる。また、必要に応じて、信号処理器の追加や処理内容の変更を行うことができる。
【０００８】
望ましくは、前記パケット生成器は、前記受信信号を超音波ビームごとに分割することを特徴とする。
【０００９】
望ましくは、前記各受信信号パケットは、それに含まれる前記分割要素の処理モードを規定する処理モード情報をさらに含むことを特徴とする。
【００１０】
望ましくは、前記各信号処理器は、分配される受信信号パケットに含まれる処理モード情報に基づいて、処理モードを選択することを特徴とする。これにより処理モードの選択動作を各信号処理器に委ねることができ、よって、受信信号パケットの分配制御が容易になる。
【００１１】
（２）また、上記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、生体に対して超音波を送受波し、受信信号を出力する送受波部と、前記受信信号を超音波ビームごとに分割し、分割要素ごとに、その分割要素とその分割要素の処理モードを規定する処理モード情報とを含む受信信号パケットを生成するパケット生成器と、前記各受信信号パケットに信号処理を実行する、互いに代替性を有する複数の信号処理器と、前記各受信信号パケットを前記複数の信号処理器のいずれかに分配する入力制御手段と、前記複数の信号処理器の処理結果に基づいて超音波画像を形成する画像形成手段と、を有し、前記各信号処理器は、複数の処理モードのそれぞれに対応した複数の処理モジュールと、モジュールセレクタとを有し、前記各処理モジュールは、前記各受信信号パケット内の受信信号に対し、担当処理モードの信号処理を実行し、前記モジュールセレクタは、前記受信信号パケットの前記処理モード情報に基づいて、前記複数の処理モジュールから当該処理モード情報に対応する処理モジュールを選択し、選択した処理モジュールにその受信信号パケットを処理させる、ことを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、各信号処理器は、分配された受信信号パケットの処理モード情報に基づいて、自ら有する複数の処理モジュールから、その処理モードに対応する処理モジュールを選択して信号処理する。よって、受信信号パケットの分配制御が容易になる。また、必要に応じて信号処理器を追加、変更する場合も、入力制御手段への変更が比較的小さく済む。
【００１３】
望ましくは、前記複数の信号処理器は、互いに同一の構成を有することを特徴とする。例えば、各信号処理器が全処理モジュールを有することで、分配制御がさらに容易になる。
【００１４】
望ましくは、前記各処理モードに対応する複数の記憶部を有する記憶手段と、前記各信号処理器による前記各受信信号パケットの処理結果を、その受信信号パケットに含まれる前記処理モード情報に規定された処理モードに対応する記憶部に供給する出力制御手段と、をさらに有することを特徴とする。
【００１５】
望ましくは、前記各信号処理器に対して、前記複数の処理モジュールを実行させるためのプログラムを前記各信号処理器に転送するプログラム転送手段をさらに有することを特徴とする。各処理モジュールがソフトウェアで実現されるため、ソフトウェアの変更のみによる信号処理機能の拡張が可能になる。
【００１６】
望ましくは、前記各信号処理器は、信号処理の終了に応じて処理終了フラグを出力し、前記入力制御手段は、前記複数の信号処理器の中から、前記処理終了フラグに基づいて信号処理が終了している空き信号処理器を選択し、選択した空き信号処理器に前記受信信号パケットを処理させる、ことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示すブロック図である。送信器１０は、探触子１２に送信駆動信号を供給することで被検体１４内に超音波１６を送波する。受信器１８は、探触子１２から出力される、被検体１４内からの反射波に基づいた受波データを取得し、この受波データに整相加算処理を施して受信信号を形成し、パケット生成器２０に出力する。探触子１２、送信器１０および受信器１８によって送受信部が形成されている。送受信部における受信信号の形成は超音波ビーム単位で行われる。つまり送受信部は、超音波１６を送波し、この超音波１６の反射波を取得した後、次の超音波１６を送波する。これを繰り返して一連の受信信号を形成する。
【００１９】
パケット生成器２０は、受信器１８が出力する一連の受信信号を超音波ビーム単位で分割し、分割した各受信信号要素に所定の属性情報を付加した受信信号パケットを生成する。受信信号の分割は超音波ビーム単位の分割に限定されるものではなく、例えばフレーム単位での分割なども可能であるが、以下の説明においては超音波ビーム単位の分割を例として説明する。なお、受信信号パケットについては後に図２に基づいて詳述する。
【００２０】
複数の信号処理器２２は、受信信号パケット内の受信信号要素に対して、画像表示に必要な情報を取得するための信号処理を実行する。信号処理には、その処理内容に応じて複数の信号処理モード、例えば、エコー用信号処理、カラーフローマッピング（ＣＦＭ）用信号処理あるいはパルスドプラ（ＰＷＤ）用信号処理といった複数の信号処理モードが存在する。各信号処理器２２は、これら信号処理モードの複数、望ましくは全ての信号処理モードに対応しており、入力される受信信号パケットに応じて、その受信信号パケット内の受信信号要素が必要とする信号処理モードを選択し、受信信号パケットごとに信号処理を実行する。また各信号処理器２２は、信号処理が終了すると処理終了フラグを出力する。信号処理器２２は３つに限定されるものではなく、必要に応じて２つあるいは４つ以上であってもよい。なお、各信号処理器２２の内部構成については後に図３に基づいて、また各信号処理器２２の動作については後に図６に基づいて詳述する。
【００２１】
入力制御手段であるパケット分配器２４は、パケット生成器２０で生成される受信信号パケットを各信号処理器２２に分配する。つまり、複数の信号処理器２２の中から、処理終了フラグを出力している信号処理器２２、すなわち次の信号処理が可能な空き信号処理器２２を選択し、その空き信号処理器２２に受信信号パケットを供給して信号処理させる。パケット生成器２０の出力と、複数の信号処理器２２の各入力は、共通のデータバス２６で接続されており、パケット分配器２４は、選択した信号処理器２２にのみ信号入力を許可すべく処理起動パルスを出力し、処理起動パルスを供給された信号処理器２２のみがデータバス２６から受信信号パケットを取得し、信号処理を実行する。なお、パケット分配器２４による各信号処理器２２へのパケットの分配から各信号処理器２２での信号処理終了までの動作については、後に図５に基づいて詳述する。
【００２２】
各信号処理器２２から出力される受信信号パケットの信号処理結果は、その受信信号パケットの信号処理モードに対応した複数の記憶部に分配される。つまり、エコー用メモリ２８、ＣＦＭ用メモリ３０およびＰＷＤ用メモリ３２に振り分けて供給される。信号処理は受信信号パケット内の受信信号要素に対して行われるため、受信信号パケットのうち信号処理された受信信号要素のみを各メモリに供給してもよい。また、各メモリは必ずしも別体のメモリではなく、単一のメモリで構成されてもよく、この場合、複数の記憶部として単一のメモリ内にエコー用記憶エリア、ＣＦＭ用記憶エリアおよびＰＷＤ用記憶エリアを形成すればよい。出力制御手段である出力制御部３４は、各信号処理器２２で処理された受信信号パケットを、その受信信号パケットの属性情報に基づいて、その信号処理モードに対応した各メモリに記憶させる。なお、出力制御部３４の動作については後に図７に基づいて詳述する。
【００２３】
表示処理部３６は、エコー用メモリ２８、ＣＦＭ用メモリ３０およびＰＷＤ用メモリ３２内の信号処理済み受信信号に対し、画像形成に必要な処理を実行し画像データを形成する。画像形成に必要な処理の例として、ＤＳＣ処理があげられる。つまり、超音波ビーム方向に並んでいるピクセルデータを画像表示の走査方向に並び変えてディスプレイ３８に出力する。表示処理部３６はさらに、各信号処理モードによる処理結果の合成画像も形成する。つまり、Ｂモード表示とカラードプラ表示、あるいはＢモード表示とスペクトラムドプラ表示をディスプレイ３８上に同時に表示させるための画像形成も行う。表示処理部３６はＤＳＣ処理を行うため、ＤＳＣ処理に必要な記憶手段を備えているのが一般的である。したがって、この記憶手段とエコー用メモリ２８、ＣＦＭ用メモリ３０およびＰＷＤ用メモリ３２を併用することも可能である。つまり、表示処理部３６、エコー用メモリ２８、ＣＦＭ用メモリ３０、ＰＷＤ用メモリ３２および出力制御部３４を一体化させることも可能である。ディスプレイ３８は、表示処理部３６で形成される画像データに基づいて超音波画像を表示する。
【００２４】
システムコントローラ４０は、超音波診断装置内各部の動作制御を集中管理している。例えば、図示しない外部入力からのユーザ指示に基づいて超音波診断装置内各部を制御することも可能である。システムコントローラ４０にはプログラム転送手段であるダウンローダ４２が接続されており、各信号処理器２２で利用されるプログラムをシステムコントローラ４０経由で、あるいは各信号処理器２２に直接転送できる構成になっており、例えばシステムの起動直後、ダウンローダ４２から各信号処理器２２にプログラムが転送され、転送されたプログラムに基づいて各信号処理器２２が信号処理を実行する。ダウンローダ４２は外部機器からプログラム読み込み可能であることが望ましく、これにより各信号処理器２２の処理機能の追加や変更がさらに容易になる。
【００２５】
図２は、パケット生成器２０（図１参照）で生成される受信信号パケット５０のデータ構成を示している。受信信号パケット５０は、ビーム番号４２、処理モード情報４４およびデータサイズ４６といった属性情報、ならびに、受信信号の分割要素である受信信号要素４８で構成されている。ビーム番号４２は、その受信信号パケットが対応する超音波ビームを特定するための番号である。各信号処理器から出力される信号処理後の受信信号は、信号処理時間の差などの要因で、各信号処理器に入力される際の入力順とは異なる順番で出力され、また、出力される順番も不規則である。このため、ビーム番号４２は例えば表示処理部において利用され、ビーム番号４２に基づいて各信号処理器に入力される際の順番に受信信号の並べ替えが行われる。
【００２６】
処理モード情報４４は、その受信信号パケット５０の受信信号要素４８が必要とする信号処理内容を規定する。つまり、エコー用信号処理、ＣＦＭ用信号処理あるいはＰＷＤ用信号処理などの複数の信号処理モードの中から、いずれかを特定している。データサイズ４６は、その受信信号パケット５０のデータサイズを規定する。受信信号要素４８は、受信器が出力する受信信号の分割要素そのものであり、信号処理器において信号処理が行われる主データである。なお、属性情報としては上述のビーム番号４２、処理モード情報４４およびデータサイズ４６以外にも、用途に応じた情報を適宜追加すればよい。
【００２７】
図３は、各信号処理器２２（図１参照）の内部構成を示す図である。信号処理器２２は、受信信号パケット内の受信信号要素に対して、Ｂモード画像、カラードプラ画像あるいはスペクトラムドプラ画像といった各種画像表示に必要な情報を得るための信号処理を実行する。信号処理にはその処理内容に応じて、エコー用信号処理、ＣＦＭ用信号処理あるいはＰＷＤ用信号処理といった複数の信号処理モードが存在し、信号処理器にはこれら各信号処理モードに対応した複数の信号処理モジュール、つまり、エコーモジュール５２、ＣＦＭモジュール５４およびＰＷＤモジュール５６が含まれ、これら信号処理モジュールを選択するモジュールセレクタ５８がさらに含まれている。なお信号処理モジュールは必ずしも３つに限定されるものではなく、必要に応じて３つ以外でもよい。
【００２８】
モジュールセレクタ５８は、その信号処理器に入力される受信信号パケットの処理モード情報に基づき、その処理モード情報に対応する信号処理モジュールを選択し、選択した信号処理モジュールに信号処理を実行させる。例えば、処理モード情報として「エコー」を有する受信信号パケットが入力されると、モジュールセレクタ５８は、処理モード情報４４が「エコー」であることを認識してエコーモジュール５２を選択し、エコーモジュール５２が信号処理を実行する。
【００２９】
信号処理器としては、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）あるいはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）といった、その内部動作をプログラムで規定できるプロセッサが望ましい。つまり、各信号処理モジュールがソフトウェアモジュールとして構成され、各信号処理モジュールの機能変更や追加、あるいは新しい信号処理モジュールの追加をプログラムの変更で実現できる構成が望ましい。前述したように、信号処理器で利用されるプログラムは、ダウンローダ４２（図１参照）から転送され、ダウンローダは外部機器からプログラム読み込みを可能とすることで各信号処理器の処理機能の追加や変更がさらに容易になる。また、信号処理器を必要に応じて複数のプロセッサの直列接続、並列接続あるいは両接続の混合接続で実現してもよい。
【００３０】
図４は、受信信号パケットの分配制御に利用される各制御信号の発生タイミングを示した図である。なお図４では信号処理器が３つの例を示している。超音波送信トリガ信号６０は、超音波ビームの送信タイミングを規定するトリガ信号であり、システムコントローラにより生成される。この超音波送信トリガ信号に基づいて送信器が送信信号を出力し、送信信号出力後次の送信信号の出力までの間の受信信号を受信器が形成する。つまり、送信器および受信器は超音波送信トリガ信号６０に基づいて、超音波ビーム単位の受信信号を生成する。
【００３１】
Ｅ０フラグ６２、Ｅ１フラグ６４、Ｅ２フラグ６６は、それぞれ信号処理器Ｐ０、信号処理器Ｐ１、信号処理器Ｐ２により生成され、その信号処理器における信号処理の終了に対応した処理終了フラグであり、例えば、信号処理終了直後にそれぞれ出力される。Ｐ０用処理起動パルス６８、Ｐ１用処理起動パルス７０、Ｐ２用処理起動パルス７２は、それぞれ信号処理器Ｐ０、信号処理器Ｐ１、信号処理器Ｐ２に対応して設けられた起動用パルスであり、システムコントローラにより生成される。
【００３２】
図５は、図４に示される各制御信号に基づいて行われる、受信信号パケットの分配から信号処理終了までの動作を示すフローチャートである。なお図５に示された信号には図４における符号を付して説明する。ステップ１−０、ステップ１−１およびステップ１−２において、パケット分配器は各信号処理器が出力する処理終了フラグに基づいて信号処理が終了している信号処理器を選択する。つまりステップ１−０において、信号処理器Ｐ０のＥ０フラグ６２が出力されているか否かすなわちＯＮかＯＦＦかを確認し、Ｅ０フラグ６２が出力されていれば、信号処理器Ｐ０を選択してステップ２−０に進む。ステップ１−０において、Ｅ０フラグ６２が出力されていなければステップ１−１に進む。ステップ１−１において、信号処理器Ｐ１のＥ１フラグ６４が出力されているか否かすなわちＯＮかＯＦＦかを確認し、Ｅ１フラグ６４が出力されていれば、信号処理器Ｐ１を選択し、ステップ２−１で信号処理器Ｐ１にＰ１用処理起動パルス７０を供給する。ステップ１−１において、Ｅ１フラグ６４が出力されていなければステップ１−２に進む。ステップ１−２において、信号処理器Ｐ２のＥ２フラグ６６が出力されているか否かすなわちＯＮかＯＦＦかを確認し、Ｅ２フラグ６６が出力されていれば、信号処理器Ｐ２を選択し、ステップ２−２で信号処理器Ｐ２にＰ２用処理起動パルス７２を供給する。ステップ１−２において、Ｅ２フラグ６６が出力されていなければステップ１−０を再び実行し、空き信号処理器が選択されるまでステップ１−０からステップ１−２のフローを繰り返す。
【００３３】
ステップ１−０、ステップ１−１およびステップ１−２において信号処理器が選択された後、それぞれステップ２−０、ステップ２−１およびステップ２−２に進むが、以降のステップは信号処理器ごとに実行される。つまり、信号処理器Ｐ０が選択された場合ステップ２−０からステップ８−０が、信号処理器Ｐ１が選択された場合ステップ２−１からステップ８−１が、信号処理器Ｐ２が選択された場合ステップ２−２からステップ８−２が実行される。ただし、各信号処理器とも同様なステップのため、代表例として信号処理器Ｐ０についてのステップを以下に説明する。
【００３４】
ステップ２−０において、パケット分配器は信号処理器Ｐ０にＰ０用処理起動パルス６８を出力する。ステップ３−０において、信号処理器Ｐ０はＰ０用処理起動パルス６８の入力に基づいて信号処理を実行する。なお、本ステップ３−０は信号処理器内部の信号処理動作を示しているが、これについては、後に図６に基づいて詳述する。ステップ４−０において、信号処理器Ｐ０は信号処理が終了しているか否かを確認し、信号処理が終了した場合にステップ５−０に進む。信号処理が終了していない場合は処理が終了するまでステップ４−０に留まる。ステップ５−０において、信号処理結果を出力するための出力データバスが空いているか否かを確認する。信号処理器Ｐ０に並行して、その他の信号処理器でも信号処理が実行されており、信号処理器に共通の出力データバスが、他の信号処理器に占有されていることがあり、従って出力データバスが空いているか否かを確認する必要がある。出力データバスが空いていなければ、出力データバスが空くまでステップ５−０に留まる。出力データバスが空いていれば、ステップ６−０に進む。
【００３５】
ステップ６−０において、出力データバスを利用して信号処理結果であるＰ０データを出力する。なお、本ステップ６−０におけるＰ０データの出力動作については、後に図７に基づいて詳述する。ステップ７−０において、Ｐ０データの出力が完了したか否かを確認する。Ｐ０データの出力が継続している場合、出力が完了するまでステップ７−０に留まる。Ｐ０データの出力が完了した場合、ステップ８−０に進み、Ｅ０フラグ６２を出力し、受信信号パケットの信号処理が終了する。
【００３６】
図６は、各信号処理器の動作を示すフローチャートであり、図５のステップ３−０、ステップ３−１およびステップ３−２それぞれにて実行される動作フローである。つまり、図５のステップ３−０において実行される動作フローを（Ａ）に、図５のステップ３−１において実行される動作フローを（Ｂ）に、図５のステップ３−２において実行される動作フローを（Ｃ）にそれぞれ示す。信号処理器ごとにステップが実行されるが、各信号処理器とも同様なステップのため、代表例として信号処理器Ｐ０についての動作フロー、つまり図６の（Ａ）のフローを説明する。
【００３７】
ステップ３１−０において、Ｅ０フラグをＯＦＦに設定する。ステップ３２−０において、入力データすなわち受信信号パケットを取得する。前述のとおり、受信信号パケットはパケット分配器により各信号処理器に分配される。ステップ３３−０において、属性情報を取り出す。前述のとおり受信信号パケットには属性情報が含まれており、属性情報には処理モード情報が含まれ、その受信信号パケットの受信信号要素が必要とする処理モードが規定されている。
【００３８】
ステップ３４−０において、モジュールセレクタは、処理モード情報がエコー用信号処理モードか否かを判定する。エコー用信号処理モードであれば、ステップ３５−０に進みエコー用信号処理モジュールを選択してエコー用処理を実行する。エコー用信号処理モードでなければ、ステップ３６−０に進む。ステップ３６−０において、モジュールセレクタは、処理モード情報がＣＦＭ用信号処理モードか否かを判定する。ＣＦＭ用信号処理モードであれば、ステップ３７−０に進み、ＣＦＭ用信号処理モジュールを選択してＣＦＭ用処理を実行する。ＣＦＭ用信号処理モードでなければ、ステップ３８−０に進む。ステップ３８−０において、モジュールセレクタは、処理モード情報がＰＷＤ用信号処理モードか否かを判定する。ＰＷＤ用信号処理モードであれば、ステップ３９−０に進み、ＰＷＤ用信号処理モジュールを選択してＰＷＤ用処理を実行する。ＰＷＤ用信号処理モードでなければ、ステップ３４−０に戻り処理モード情報がエコー用信号処理モードか否かを再確認する。
【００３９】
信号処理モードがエコー用処理、ＣＦＭ用処理、ＰＷＤ用処理のいずれかであれば、ステップ３４−０、ステップ３６−０あるいはステップ３８−０において、対応する信号処理モジュールが選択実行されるが、例えば処理モード情報の読み取りエラーなどが生じると、いずれの信号処理モジュールも選択されない恐れがある。そこで、ステップ３８−０においてＰＷＤ用信号処理モードでなければ、ステップ３４−０に戻り処理モード情報がエコー用信号処理モードか否かを再確認する。むろん処理モード情報そのものにエラーがある場合も考えられ、ステップ３４−０→ステップ３６−０→ステップ３８−０→ステップ３４−０が繰り返し実行されることも考えられる。したがってステップ３４−０→ステップ３６−０→ステップ３８−０→ステップ３４−０が所定回数繰り返された場合には、処理モード情報エラーとして処理を中断させる。
【００４０】
図７は、出力制御部３４（図１参照）の動作を示すフローチャートであり、図５のステップ６−０、ステップ６−１およびステップ６−２それぞれ（図７ではこれらステップをまとめてステップ６と記載してある）にて実行される動作フローである。ステップ６０１において、信号処理器から信号処理後の受信信号パケットが出力される。ステップ６０２において、受信信号パケットの属性情報を読み出す。受信信号パケットには属性情報が含まれており、属性情報には処理モード情報が含まれ、その受信信号パケットの受信信号要素が必要とする処理モードが規定されている。ステップ６０３において、処理モード情報がエコー用信号処理モードか否かを判定する。エコー用信号処理モードであれば、ステップ６０４に進み、エコー用メモリへ書き込み起動パルスを出力し、ステップ６０５においてエコー用メモリへデータを出力する。ステップ６０３において、エコー用信号処理モードでなければ、ステップ６０６に進む。
【００４１】
ステップ６０６において、処理モード情報がＣＦＭ用信号処理モードか否かを判定する。ＣＦＭ用信号処理モードであれば、ステップ６０７に進み、ＣＦＭ用メモリへ書き込み起動パルスを出力し、ステップ６０８においてＣＦＭ用メモリへデータを出力する。ステップ６０６において、ＣＦＭ用信号処理モードでなければ、ステップ６０９に進む。ステップ６０９において、処理モード情報がＰＷＤ用信号処理モードか否かを判定する。ＰＷＤ用信号処理モードであれば、ステップ６１０に進み、ＰＷＤ用メモリへ書き込み起動パルスを出力し、ステップ６１１においてＰＷＤ用メモリへデータを出力する。ステップ６０９において、ＰＷＤ用信号処理モードでなければ、ステップ６０３に戻り処理モード情報がエコー用信号処理モードか否かを再確認する。
【００４２】
信号処理モードがエコー用処理、ＣＦＭ用処理、ＰＷＤ用処理のいずれかであれば、ステップ６０３、ステップ６０６あるいはステップ６０９において、対応するメモリが選択される。しかし、例えば処理モード情報の読み取りエラーなどが生じると、いずれのメモリも選択されない恐れがある。そこで、ステップ６０９においてＰＷＤ用信号処理モードでなければ、ステップ６０３に戻り処理モード情報がエコー用信号処理モードか否かを再確認する。むろん処理モード情報そのものにエラーがある場合も考えられ、ステップ６０３→ステップ６０６→ステップ６０９→ステップ６０３が繰り返し実行されることも考えられる。したがってステップ６０３→ステップ６０６→ステップ６０９→ステップ６０３が所定回数繰り返された場合には、処理モード情報エラーとして処理を中断させる。
【００４３】
前述したように、各信号処理器から出力される信号処理後の受信信号は、信号処理時間の差などの要因で、信号処理器に入力される順番とは異なっており、また、出力される順番もランダムである。したがって上述のステップ６０５、ステップ６０８およびステップ６１１では、受信信号をその信号処理モードに対応する各メモリへ分配するとともに、ビーム番号４２（図２参照）に対応するメモリアドレスに出力することが望ましい。このようにすることで、表示処理部３６（図１参照）はビーム番号に基づいて受信信号の並べ替えを行うことができる。
【００４４】
また、ステップ６０５、ステップ６０８およびステップ６１１において、信号処理後の受信信号パケットを各メモリに記憶させる場合、属性情報が必要なければ、受信信号要素の処理結果のみを記憶させてもよい。
【００４５】
上述した実施の形態では、信号処理器が３つ、すなわち信号処理器Ｐ０、Ｐ１およびＰ２の３つであり、また各信号処理器が３つの処理モジュール、すなわちエコーモジュール、ＣＦＭモジュールおよびＰＷＤモジュールを有する例を示した。信号処理器は３つ以外の構成でもよく、また信号処理モジュールも上記３つ以外でもよい。この場合、図５、図６および図７の動作フローつまり受信信号パケットの分配から信号処理終了までの動作フローに対して、適宜修正を施すことで実現可能なことは当業者には明らかであろう。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、構成上の柔軟性に富んだ信号処理部を有する超音波診断装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態を示すブロック図である。
【図２】受信信号パケットのデータ構成を示す図である。
【図３】信号処理器の内部構成を示す図である。
【図４】受信信号の分配に関する各種制御信号のタイミングチャートである。
【図５】受信信号の分配から信号処理終了までの動作を示すフローチャートである。
【図６】各信号処理器の信号処理動作を示すフローチャートである。
【図７】出力制御部の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２０ パケット生成器、２２ 信号処理器、２４ パケット分配器、２８ エコー用メモリ、３０ ＣＦＭ用メモリ、３２ ＰＷＤ用メモリ、３４ 出力制御部。
Claims (9)
- 生体に対して超音波を送受波し、受信信号を出力する送受波部と、
前記受信信号を分割し、分割要素ごとにそれを含む受信信号パケットを生成するパケット生成器と、
前記各受信信号パケットに信号処理を実行する、互いに代替性を有する複数の信号処理器と、
前記各受信信号パケットを前記複数の信号処理器のいずれかに分配する入力制御手段と、
前記複数の信号処理器の処理結果に基づいて超音波画像を形成する画像形成手段と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項１記載の超音波診断装置であって、
前記パケット生成器は、前記受信信号を超音波ビームごとに分割することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項１または２記載の超音波診断装置であって、
前記各受信信号パケットは、それに含まれる前記分割要素の処理モードを規定する処理モード情報をさらに含むことを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項３記載の超音波診断装置であって、
前記各信号処理器は、分配される受信信号パケットに含まれる処理モード情報に基づいて、処理モードを選択することを特徴とする超音波診断装置。 - 生体に対して超音波を送受波し、受信信号を出力する送受波部と、
前記受信信号を超音波ビームごとに分割し、分割要素ごとに、その分割要素とその分割要素の処理モードを規定する処理モード情報とを含む受信信号パケットを生成するパケット生成器と、
前記各受信信号パケットに信号処理を実行する、互いに代替性を有する複数の信号処理器と、
前記各受信信号パケットを前記複数の信号処理器のいずれかに分配する入力制御手段と、
前記複数の信号処理器の処理結果に基づいて超音波画像を形成する画像形成手段と、
を有し、
前記各信号処理器は、複数の処理モードのそれぞれに対応した複数の処理モジュールと、モジュールセレクタとを有し、
前記各処理モジュールは、前記各受信信号パケット内の受信信号に対し、担当処理モードの信号処理を実行し、
前記モジュールセレクタは、前記受信信号パケットの前記処理モード情報に基づいて、前記複数の処理モジュールから当該処理モード情報に対応する処理モジュールを選択し、選択した処理モジュールにその受信信号パケットを処理させる、
ことを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項５記載の超音波診断装置であって、
前記複数の信号処理器は、互いに同一の構成を有することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項５または６記載の超音波診断装置であって、
前記各処理モードに対応する複数の記憶部を有する記憶手段と、
前記各信号処理器による前記各受信信号パケットの処理結果を、その受信信号パケットに含まれる前記処理モード情報に規定された処理モードに対応する記憶部に供給する出力制御手段と、
をさらに有することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項５から７いずれか１項記載の超音波診断装置であって、
前記各信号処理器に対して、前記複数の処理モジュールを実行させるためのプログラムを前記各信号処理器に転送するプログラム転送手段をさらに有することを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項１から８いずれか１項記載の超音波診断装置であって、
前記各信号処理器は、信号処理の終了に応じて処理終了フラグを出力し、
前記入力制御手段は、前記複数の信号処理器の中から、前記処理終了フラグに基づいて信号処理が終了している空き信号処理器を選択し、選択した空き信号処理器に前記受信信号パケットを処理させる、
ことを特徴とする超音波診断装置。
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