JP2007330472A - 超音波観測装置及び超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走査方式の異なる超音波内視鏡、或いは超音波プローブを接続しても走査方式に応じた最適なフレームレートを得て超音波観測装置及び超音波診断装置を実現する。
【解決手段】超音波観測装置４は、機械側コネクタ受部３１と、電子側コネクタ受部３３と、機械側コネクタ受部３１に接続した機械走査式超音波プローブ２の超音波振動子１４から生体組織に対して送波し、この生体組織から反射される超音波パルスを受波して得たエコー信号を検出する機械式エコー信号検出部３４と、電子側コネクタ受部３３に接続した電子走査式超音波内視鏡３の超音波振動子２３から生体組織に対して送波し、この生体組織から反射される超音波パルスを受波して得たエコー信号を検出する電子式エコー信号検出部３５と、機械式エコー信号検出部３４からのエコー信号と電子式エコー信号検出部３５からのエコー信号とを信号処理する信号処理部３６とを具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波振動子から超音波パルスを生体組織に対して送波し、生体組織から反射される超音波パルスを受波して得たエコー信号を信号処理して超音波断層画像を構築する超音波観測装置及び超音波診断装置に関する。

従来より、超音波診断装置は、超音波振動子から超音波パルスを生体組織に繰り返し送波し、生体組織から反射される超音波パルスのエコー信号を受波して、生体内の情報を可視像の超音波断層画像として表示している。

このような超音波診断装置には、超音波内視鏡、或いは内視鏡の処置具挿通用チャンネルに挿通されて用いられる超音波プローブに内蔵される超音波振動子に対し、電子的に駆動して体腔内を走査する電子走査式と、機械的に回転させて体腔内を走査する機械走査式とがある。

例えば、特開平６−４７０４３号公報に記載されている電子走査式の超音波診断装置は、複数の振動素子により形成した超音波振動子を有し、この超音波振動子の各振動素子を電子的に切り替えて駆動することにより体腔内を走査して超音波断層画像を得ている。一方、特開２００１−３３３９０６号公報に記載されている機械走査式の超音波診断装置は、１つの超音波振動子を機械的に回転駆動することにより体腔内を走査して超音波断層画像を得ている。

前記電子走査式の超音波診断装置に用いられる超音波観測装置は、前記電子走査式の超音波内視鏡、或いは電子走査式の超音波プローブが接続され、この接続された超音波内視鏡、或いは超音波プローブを電子的に駆動制御している。これに対して、前記機械走査式の超音波診断装置に用いられる超音波観測装置は、前記機械走査式の超音波内視鏡、或いは機械走査式の超音波プローブが接続され、この接続された超音波内視鏡、或いは超音波プローブを機械的に駆動制御している。

前記機械走査式の超音波内視鏡、或いは機械走査式の超音波プローブは、機械的に超音波振動子を全周３６０度回転して体腔内を走査しているので走査範囲を変更できず、フレームレートが一定となり走査スピードが遅くなる。また、前記機械走査式の超音波内視鏡、或いは機械走査式の超音波プローブは、超音波振動子を同一箇所に固定して複数回の送信を行うことができないため、Ｂモードの他にカラーフローモードを行うことができない。

このため、従来の機械式の超音波観測装置は、カラーフローモードを行う必要がなければ、超音波観測装置内部での演算量が比較的遅く、演算時間によるフレームレートの低下がない。

一方、前記電子走査式の超音波内視鏡、或いは電子走査式の超音波プローブは、前記超音波振動子を形成している複数の振動素子を電子的に駆動して体腔内を走査しているので走査範囲を変更でき、前記機械走査式に比べてフレームレートを速くすることが可能である。また、前記電子走査式の超音波内視鏡、或いは電子走査式の超音波プローブは、走査方法を自由に変更することが可能となり、Ｂモードの他にカラーフローモード、パワーフローモード等といろいろなモードでの走査が可能となる。

しかしながら、従来の電子走査式の超音波観測装置は、カラーフローモード、パワーフローモード等の電子走査式特有の診断モードを行うために、超音波観測装置内部での演算量が多大になり、この演算時間によりフレームレートが低下する。
特開平６−４７０４３号公報 特開２００１−３３３９０６号公報

前記従来の超音波診断装置に用いられる超音波観測装置は、単純に前記電子走査式の超音波内視鏡、或いは電子走査式の超音波プローブと、前記機械走査式の超音波内視鏡、或いは機械走査式の超音波プローブとを接続しても、上述したような理由により走査方式により演算量が変わり多大な演算量を必要とするモードの信号処理と、比較的演算量の少ないモードの信号処理とを同じ構成の超音波診断装置で行う場合、演算量の少ないモード時の最適なフレームレートを得ることが困難である。

したがって、前記従来の超音波診断装置に用いられる超音波観測装置は、超音波内視鏡、或いは超音波プローブの走査方式に応じた機種が必要となる。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、機械走査式、電子走査式の走査方式の異なる超音波内視鏡、或いは超音波プローブを接続しても走査方式に応じた最適なフレームレートを得ることのできる超音波観測装置及び超音波診断装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために本発明の一態様による超音波観測装置は、機械走査式の超音波プローブまたは機械走査式の超音波内視鏡を着脱自在に接続可能な第１接続部と、電子走査式の超音波プローブまたは電子走査式の超音波内視鏡を着脱自在に接続可能な第２接続部と、前記第１接続部に接続した前記機械走査式の超音波プローブまたは機械走査式の超音波内視鏡に内蔵される超音波振動子から超音波パルスを生体組織に対して送波し、この生体組織から反射される超音波パルスを受波して得たエコー信号を検出する機械式振動子エコー信号検出部と、前記第２接続部に接続した前記電子走査式の超音波プローブまたは電子走査式の超音波内視鏡に内蔵される超音波振動子から超音波パルスを生体組織に対して送波し、この生体組織から反射される超音波パルスを受波して得たエコー信号を検出する電子式振動子エコー信号検出部と、前記機械式振動子エコー信号検出部からのエコー信号と、前記電子式振動子エコー信号検出部からのエコー信号とを信号処理する信号処理部と、を具備している。
また、本発明の他の態様による超音波診断装置は、機械走査式の超音波プローブまたは機械走査式の超音波内視鏡と、電子走査式の超音波プローブまたは電子走査式の超音波内視鏡と、前記機械走査式の超音波プローブまたは機械走査式の超音波内視鏡と、前記電子走査式の超音波プローブまたは電子走査式の超音波内視鏡とを接続して超音波断層画像を構築する超音波観測装置と、前記機械走査式の超音波プローブまたは機械走査式の超音波内視鏡を着脱自在に接続可能な、前記超音波観測装置に設けた第１接続部と、前記電子走査式の超音波プローブまたは電子走査式の超音波内視鏡を着脱自在に接続可能な、前記超音波観測装置に設けた第２接続部と、前記第１接続部に接続した前記機械走査式の超音波プローブまたは機械走査式の超音波内視鏡に内蔵される超音波振動子から超音波パルスを生体組織に対して送波し、この生体組織から反射される超音波パルスを受波して得たエコー信号を検出する、前記超音波観測装置に設けた機械式振動子エコー信号検出部と、前記第２接続部に接続した前記電子走査式の超音波プローブまたは電子走査式の超音波内視鏡に内蔵される超音波振動子から超音波パルスを生体組織に対して送波し、この生体組織から反射される超音波パルスを受波して得たエコー信号を検出する、前記超音波観測装置に設けた電子式振動子エコー信号検出部と、前記電子走査式の超音波プローブまたは電子走査式の超音波内視鏡の前記超音波振動子から得たエコー信号を演算処理する演算用プロセッサを有し、前記機械走査式の前記超音波プローブまたは超音波内視鏡及び前記電子走査式の前記超音波プローブまたは超音波内視鏡の前記超音波振動子から得たＢモードエコー信号を信号処理した後、前記演算用プロセッサを介さずに中央処理装置へ転送可能とし、前記機械式振動子エコー信号検出部からのエコー信号と、前記電子式振動子エコー信号検出部からのエコー信号とを信号処理する、前記超音波観測装置に設けた信号処理部と、を具備している。

本発明の超音波観測装置及び超音波診断装置は、機械走査式、電子走査式の走査方式の異なる超音波内視鏡、或いは超音波プローブを接続しても走査方式に応じた最適なフレームレートを得ることができるという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

図１ないし図９は本発明の実施例１に係わり、図１は実施例１の超音波診断装置の全体構成を示すブロック図、図２は図１の信号処理部の構成を示すブロック図、図３は図２のメモリコントローラの構成を示すブロック図、図４は図２のモード検知部の構成を示すブロック図、図５は図４の第１セレクタが電子走査式超音波内視鏡からのエコー信号にＣＰＵからのヘッダ情報を付加する際の各信号のタイミングを示すタイミングチャート、図６は電子走査式超音波内視鏡からのエコー信号（Ｄモード信号）に対してメモリコントローラ，フレームメモリ，演算用プロセッサ及び演算用フレームメモリの各信号のタイミングを示すタイミングチャート、図７は電子走査式超音波内視鏡からのエコー信号（Ｂモード信号）に対してメモリコントローラ，フレームメモリ，ＣＰＵ，グラフィックメモリの各信号のタイミングを示すタイミングチャート、図８は図２の信号処理部の変形例を示すブロック図、図９は図８のメモリコントローラの構成を示すブロック図である。

図１に示すように実施例１の超音波診断装置１は、機械走査式超音波プローブ２と、電子走査式超音波内視鏡３と、超音波観測装置４とを有して構成されている。前記超音波観測装置４には、モニタ５と操作設定部６とが接続されている。本実施例では、前記電子走査式として超音波内視鏡を、機械走査式として超音波プローブを用いている。

前記電子走査式では、５ＭＨｚ程度の超音波パルスを使用することにより、比較的深達度が良く、被検体の観察深部まで画像化できてより詳細な診断が可能である。

しかしながら、前記電子走査式では、５ＭＨｚ程度の超音波パルスを使用すると、分解能において十分でない場合も多く、高周波化が望まれている。

前記電子走査式で分解能の良い２０〜３０ＭＨｚ程度の超音波プローブは、技術的な問題が多々あり、実現できていない。

一方、前記機械走査式では、２０〜３０ＭＨｚ程度の超音波パルスを使用可能な超音波プローブがあり、高周波数が使用可能で分解能を向上させることが可能である。

しかしながら、前記機械走査式は、ダイナミックフォーカス、カラーフロー等電子走査式特有の診断モードがなく、例えば血流情報を得ることができない。

したがって、超音波画像診断では、電子走査式と機械走査式との両方の走査を用いて超音波パルスの低周波と高周波とを切り替えて使用、また電子走査式の血流情報、機械走査式の患部までのアプローチのしやすさが切り換え可能で診断できれば、有益でいろいろな情報が入手可能となる。

本実施例では、電子走査式超音波内視鏡３により（目的部位周辺）全体の超音波断層画像を取得し、次に機械走査式超音波プローブ２により詳細な超音波断層画像を取得するようにしている。

前記超音波観測装置４は、前記機械走査式超音波プローブ２及び前記電子走査式超音波内視鏡３をそれぞれ着脱自在に接続可能である。前記超音波観測装置４は、これら接続された超音波プローブ２及び超音波内視鏡３からエコー信号を得て超音波断層画像を構築し、前記モニタ５に超音波断層画像を表示させる。

前記機械走査式超音波プローブ２は、被検体内等に挿入し易いように細長に形成した挿入部１１と、この挿入部１１の後端に設けた操作部１２とを有している。前記機械走査式超音波プローブ２は、前記挿入部１１内を挿通しているフレキシブルシャフト１３の先端側に超音波振動子１４が固設されている。

前記フレキシブルシャフト１３の後端は、前記操作部１２に配設した回転駆動部１５に接続されている。前記回転駆動部１５は、図示しないモータにより前記フレキシブルシャフト１３を回転させることで前記超音波振動子１４を機械的に回転駆動する。この回転駆動部１５には、図示しないエンコーダ等の回転位置検出部が設けられている。なお、前記超音波振動子１４の周囲は、超音波を伝達（伝播）する図示しない超音波伝播媒体で満たされている。

前記操作部１２は、前記超音波観測装置４に着脱自在に接続する機械側コネクタ１６が設けられている。この機械側コネクタ１６は、前記回転駆動部１５からの信号線が接続される機械側電気接点部１６ａを設けている。また、この機械側コネクタ１６は、前記機械走査式超音波プローブ２が前記超音波観測装置４に接続されたことを検知するための機械側接続検知突起部１６ｂを設けている。

前記機械走査式超音波プローブ２は、前記機械側コネクタ１６が前記超音波観測装置４に接続されることにより、前記フレキシブルシャフト１３内部を挿通する信号線を介して前記超音波振動子１４が前記超音波観測装置４に電気的に接続される。

前記電子走査式超音波内視鏡３は、被検体内等に挿入し易いように細長に形成した挿入部２１と、この挿入部２１の後端に設けた操作部２２とを有し、前記挿入部２１の先端部に超音波振動子２３が配置されている。前記超音波振動子２３は、複数の振動素子２３ａを配列して形成している。

前記操作部２２には、前記超音波観測装置４に着脱自在に接続される電子側コネクタ２４が設けられている。この電子側コネクタ２４は、前記超音波振動子２３からの信号線が接続される電気接点部２４ａを設けている。また、この電子側コネクタ２４は、前記電子走査式超音波内視鏡３が前記超音波観測装置４に接続されたことを検知するための電子側接続検知突起部２４ｂを設けている。前記電子走査式超音波内視鏡３は、前記電子側コネクタ２４が前記超音波観測装置４に接続されることにより前記信号線を介して前記超音波振動子２３が前記超音波観測装置４に電気的に接続される。

なお、前記電子走査式超音波内視鏡３は、図示しない光源装置及びビデオプロセッサに接続される。前記電子走査式超音波内視鏡３は、挿入部２１の先端部に図示しない照明光学系、対物光学系及び撮像部を設けている。前記電子走査式超音波内視鏡３は、光源装置から供給された照明光により照明光学系から体腔内を照明し、照明された体腔内からの反射光を対物光学系により被写体像として取り込んで撮像部により撮像する。前記電子走査式超音波内視鏡３は、撮像信号をビデオプロセッサに出力する。ビデオプロセッサは、撮像信号を信号処理して標準的な映像信号を生成し、この映像信号を内視鏡画像用モニタに出力してこの内視鏡画像用モニタに内視鏡画像を表示するようになっている。

また、前記電子走査式超音波内視鏡３は、図示しない処置具挿通用チャンネルを有している。前記機械走査式超音波プローブ２は、前記電子走査式超音波内視鏡３の処置具挿通用チャンネル内に挿通され、このチャンネル開口から突出することにより、体腔内に挿入されるようになっている。

前記超音波観測装置４は、前記機械走査式超音波プローブ２の機械側コネクタ１６が着脱自在に接続される第１接続部としての機械側コネクタ受け部３１と、前記電子走査式超音波内視鏡３の電子側コネクタ２４が着脱自在に接続される第２接続部としての電子側コネクタ受け部３２とを有している。

前記機械側コネクタ受け部３１は、前記機械側コネクタ１６の機械側電気接点部１６ａと接触導通する受け側電気接点部３１ａと、前記機械側コネクタ１６の機械側接続検知突起部１６ｂが嵌合する機械側嵌合部３１ｂとを設けている。一方、前記電子側コネクタ受け部３２は、前記電子側コネクタ２４の電気接点部２４ａと接触導通する受け側電気接点部３２ａと、前記電子側コネクタ２４の電子側接続検知突起部２４ｂが嵌合する電子側嵌合部３２ｂとを設けている。

また、前記超音波観測装置４は、接続検知部３３と、機械式振動子エコー信号検出部（以下、機械式エコー信号検出部）３４と、電子式振動子エコー信号検出部（以下、電子式エコー信号検出部）３５と、信号処理部３６と、グラフィックメモリ３７と、映像処理部３８と、中央処理装置であるＣＰＵ３９ａと、ＲＡＭ３９ｂと、ＲＯＭ３９ｃとを有し、バス３９ｄにより電気的に接続されている。

前記接続検知部３３は、前記機械側，電子側嵌合部３１ｂ，３２ｂに電気的に接続され、これら機械側，電子側嵌合部３１ｂ，３２ｂに前記機械側，電子側接続検知突起部１６ｂ，２４ｂが嵌合されたとき導通して前記機械側コネクタ１６または前記電子側コネクタ２４が接続されたことを検知する。前記接続検知部３３は、前記バス３９ｄを介して前記ＣＰＵ３９ａに接続検知信号を出力する。

前記機械式エコー信号検出部３４は、前記機械側コネクタ受け部３１に接続された前記機械走査式超音波プローブ２に内蔵される超音波振動子１４から超音波パルスを生体組織に対して送波し、この生体組織から反射される超音波パルスを受波して得たエコー信号を検出する。

前記電子式エコー信号検出部３５は、前記電子側コネクタ受け部３２に接続された前記電子走査式超音波内視鏡３に内蔵される超音波振動子２３から超音波パルスを生体組織に対して送波し、この生体組織から反射される超音波パルスを受波して得たエコー信号を検出する。

前記信号処理部３６は、前記機械式エコー信号検出部３４及び前記電子式エコー信号検出部３５からのエコー信号を信号処理する。前記ＣＰＵ３９ａは、前記信号処理部３６により信号処理されたエコー信号を極座標変換後、画像処理を行い、前記映像処理部３８に出力する。

前記映像処理部３８は、前記ＣＰＵ３９ａで処理されたディスプレイ信号を、映像信号処理しスキャン変換して前記モニタ５の表示画面に超音波断層画像を表示させる。

前記グラフィックメモリ３７は、前記映像処理部３８による映像信号処理時に、一時的にエコー信号を１フレーム毎に格納する。前記ＲＯＭ３９ｃは、前記超音波観測装置４の各種動作を制御するためのプログラムが格納されている。

前記ＣＰＵ３９ａは、前記ＲＯＭ３９ｃに格納されているプログラムに基づき、前記超音波観測装置４の全体を制御する。なお、後述するように前記ＣＰＵ３９ａは、前記操作設定部６から入力される設定指示に基づき、前記機械走査式超音波プローブ２と前記電子走査式超音波内視鏡３とのうち、どちらか一方を制御して超音波断層画像を得るように前記機械式エコー信号検出部３４と前記電子式エコー信号検出部３５とを制御する。

前記ＣＰＵ３９ａは、前記機械走査式超音波プローブ２による機械モードかまたは前記電子走査式超音波内視鏡３による電子モードかにより後述の機械側タイミングコントローラ４４または電子側タイミングコントローラ５６を制御するとともに、前記信号処理部３６へ機械走査式超音波プローブ２による機械モードかまたは前記電子走査式超音波内視鏡３による電子モードかの走査識別情報を出力する。また、前記ＣＰＵ３９ａは、後述するように前記電子走査式超音波内視鏡３からのエコー信号に対して、ヘッダ情報を付加させるように前記電子側タイミングコントローラ５６を制御するようになっている。

次に前記機械式エコー信号検出部３４内部の詳細構成を説明する。
前記機械式エコー信号検出部３４は、機械側超音波駆動信号発生部４１と、機械側受信部４２と、機械側Ａ／Ｄ変換部４３と、機械側タイミングコントローラ４４とを有している。

前記機械側超音波駆動信号発生部４１は、前記機械側タイミングコントローラ４４からのタイミング信号に基づき、前記超音波振動子１４を駆動するための超音波駆動パルスを生成してこの超音波駆動パルスを出力するとともに、前記回転駆動部１５を駆動するための駆動信号を生成してこの駆動信号を出力する。

前記機械側受信部４２は、前記超音波振動子１４からのエコー信号を受信してアナログ信号処理する。さらに具体的に説明すると、前記機械側受信部４２は、エコー信号を増幅する増幅器、及び前記機械側Ａ／Ｄ変換部４３でエリアジングを防止するためのＬＰＦ（ローパスフィルタ）、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）により構成されている。

前記機械側Ａ／Ｄ変換部４３は、前記機械側受信部４２によってアナログ信号処理されたアナログ信号をデジタル信号に変換する処理を行い、このデジタル信号を前記信号処理部３６へ出力する。前記機械側タイミングコントローラ４４は、前記ＣＰＵ３９ａ、及び前記回転駆動部１５に連動している図示しない位置検出回路からの制御に基づき、タイミング信号を発生してこのタイミング信号を前記機械側超音波駆動信号発生部４１に出力する。

なお、前記機械側タイミングコントローラ４４は、前記機械側受信部４２を介して前記回転駆動部１５の回転位置検出部からの回転位置検出信号を受信し、前記超音波振動子１４の回転に同期した同期信号を生成して前記信号処理部３６へ出力する。

次に前記電子式エコー信号検出部３５内部の詳細構成を説明する。
前記電子式エコー信号検出部３５は、マルチプレクサ５１と、電子側超音波駆動信号発生部５２と、電子側受信部５３と、電子側Ａ／Ｄ変換部５４と、ビームフォーマ部５５と、電子側タイミングコントローラ５６とを有している。

前記マルチプレクサ５１は、前記超音波振動子２３の複数の振動素子２３ａのうち、任意の複数の振動素子に切り替えて前記電子側超音波駆動信号発生部５２からの超音波駆動パルスを該当する振動素子２３ａに出力するとともに、該当する振動素子２３ａからのエコー信号を前記電子側受信部５３へ出力する。

前記電子側超音波駆動信号発生部５２は、前記電子側タイミングコントローラ５６からのタイミング信号に基づき、前記超音波振動子２３の前記複数の振動素子２３ａをそれぞれ個別に駆動するための複数の超音波駆動パルスを生成してこの超音波駆動パルスを前記マルチプレクサ５１を介して出力する。

前記電子側受信部５３は、前記超音波振動子２３の前記複数の振動素子２３ａからのエコー信号を前記マルチプレクサ５１を介して受信し、受信したエコー信号をアナログ信号処理する。なお、前記電子側受信部５３は、前記機械式エコー信号検出部３４の機械側受信部４２と同様な増幅器、ＢＰＦ、ＬＰＦ等により構成されている。

前記電子側Ａ／Ｄ変換部５４は、前記電子側受信部５３によってアナログ信号処理されたアナログ信号をデジタル信号に変換する処理を行い、このデジタル信号を順次出力する。前記ビームフォーマ部５５は、前記電子側タイミングコントローラ５６からのタイミング信号に基づき、複数の振動素子２３ａの駆動に応じてデジタル化された各エコー信号を遅延して合成し、この合成信号を前記信号処理部３６へ出力する。

前記電子側タイミングコントローラ５６は、前記ＣＰＵ３９ａからの制御に基づき、タイミング信号を発生してこのタイミング信号を前記電子側超音波駆動信号発生部５２に出力する。また、前記電子側タイミングコントローラ５６は、発生したタイミング信号を前記ビームフォーマ部５５にも出力している。なお、前記電子側タイミングコントローラ５６は、前記ビームフォーマ部５５により合成されるエコー信号に同期して同期信号を生成し、この同期信号を前記信号処理部３６の後述するモード検知部６２に出力する。

上述したように前記信号処理部３６は、前記機械式エコー信号検出部３４及び前記電子式エコー信号検出部３５が得た前記機械走査式超音波プローブ２及び前記電子走査式超音波内視鏡３からのエコー信号を信号処理する。

次に前記信号処理部３６内部の詳細構成を説明する。
図２に示すように前記信号処理部３６は、第１セレクタ６１と、モード検知部６２と、直交検波部６３と、Ｂモード演算部６４と、第２セレクタ６５と、メモリコントローラ６６と、フレームメモリ６７と、演算用プロセッサ６８と、演算用フレームメモリ６９と、ＤＭＡ（ Direct Memory Access ）コントローラ７０と、ＰＣＩインターフェイス（Ｉ／Ｆ）７１とを有して構成されている。

前記メモリコントローラ６６と前記演算用プロセッサ６８と前記演算用フレームメモリ６９とは、ローカルバス７２により接続されている。また、前記メモリコントローラ６６と前記ＤＭＡコントローラ７０とは、ローカルバス７３により接続されている。

前記信号処理部３６は、前記ＰＣＩ Ｉ／Ｆ７１を介してＰＣＩバス７１ａにより前記映像処理部３８と接続されている。

前記第１セレクタ６１は、前記ＣＰＵ３９ａからの走査識別情報に基づき、前記機械走査式超音波プローブ２からのエコー信号と前記電子走査式超音波内視鏡３からのエコー信号とを切り替える処理を行う。また、前記第１セレクタ６１は、前記電子走査式超音波内視鏡３からのエコー信号に対して前記ＣＰＵ３９ａからのヘッダ情報を付加する。

前記モード検知部６２は、前記電子側タイミングコントローラ５６からの同期信号に同期して第１セレクタ６１から出力される前記電子走査式超音波内視鏡３からのエコー信号に対し、付加されたヘッダ情報に基づいて１フレーム毎にＢモードかまたはＤモードかを検知してモード検出信号を出力する。また、前記電子側タイミングコントローラ５６は、前記電子走査式超音波内視鏡３からのエコー信号に同期させた同期信号を生成し、前記ＣＰＵ３９ａからの制御によりエコー信号にヘッダ情報を付加する。なお、Ｂモードは、エコーの強さを明るさの強調に変換した画像表示モードであり、Ｄモードは、ドップラー効果を応用して、体内の血流などの速度を測定し、血流の速度分布、血流の強さを可視化することができる画像表示モードである。

前記モード検知部６２は、モード検出信号を前記第２セレクタ６５に出力するとともに、このモード検出信号に基づき、Ｂモードのエコー信号を前記Ｂモード演算部６４に出力するかまたはＤモードのエコー信号を前記直交検波部６３に出力する。このモード検知部６２内部の詳細構成は、後述する。

前記Ｂモード演算部６４は、公知の演算処理であり、入力された信号に対してフィルタ処理、対数圧縮処理、包絡線検波処理、ＧＡＩＮ処理、コントラスト処理、サンプリング処理等をして音線上の個々の反射点でのエコー強度を表す信号を生成し、この信号の各瞬時の振幅をそれぞれの輝度値とするＢモード信号を生成する。

前記直交検波部６３は、公知の直交検波処理であり、入力された信号を２つに分離し、一方は、sin波を、他方はcos波を入力された信号に乗算する。これらの双方の信号の相対的な位相を確認することにより、入力信号の位相がわかる。前記直交検波部６３は、前記信号を複素信号Ｉ／Ｑとして出力する。前記直交検波部６３から出力される信号は、前記演算用プロセッサ６８で自己相関処理等を行うことにより、ドップラー信号が生成される。

前記第２セレクタ６５は、前記モード検知部６２からのモード検出信号に基づき、前記メモリコントローラ６６に対して前記直交検波部６３からのＤモード信号と、前記Ｂモード演算部６４からのＢモード信号とを切り替える処理を行う。すなわち、前記第２セレクタ６５は、前記メモリコントローラ６６に対して信号の行く先を指示する。

前記メモリコントローラ６６は、前記機械走査式超音波プローブ２からのＢモード信号が入力されると、このＢモード信号を前記フレームメモリ６７に１フレーム毎に格納し、この格納した１フレームの信号を前記ローカルバス７３を介して前記ＤＭＡコントローラ７０へ出力する。また、前記メモリコントローラ６６は、前記電子走査式超音波内視鏡３からのＢモード信号またはＤモード信号が入力されると、これらの信号を前記フレームメモリ６７に１フレーム毎に格納し、この格納した１フレームの信号を前記演算用プロセッサ６８へ出力する。

次に、図３を参照して前記メモリコントローラ６６内部の詳細構成を説明する。

前記メモリコントローラ６６は、シーケンスコントローラ９１と、バスセレクタ９２と、ライトセレクタ９３と、リードセレクタ９４と、出力セレクタ９５と、第１ＳＤＲＡＭコントローラ９６Ａと、第２ＳＤＲＡＭコントローラ９６Ｂと、バスコントローラ９７とを有して構成されている。

前記シーケンスコントローラ９１は、前記ＣＰＵ３９ａからの走査識別情報及びエコー信号に付加されているヘッダ情報により、機械走査式、電子走査式、Ｂモード、カラーフローモード等の判別を行う。前記バスセレクタ９２は、前記シーケンスコントローラ９１の制御によりデータ経路変更を行う。前記バスコントローラ９７は、前記ローカルバス７２を介して前記演算用プロセッサ６８に接続されている。

前記ライトセレクタ９３は、前記第２セレクタ６５から入力されたエコー信号を前記フレームメモリ６７内のメモリ６７ａ，６７ｂのうち、どちらか一方のメモリに書き込む。前記リードセレクタ９４は、前記フレームメモリ６７内のメモリ６７ａ，６７ｂのうち、どちらか一方のメモリから書き込まれたエコー信号を読み出す。なお、前記フレームメモリ６７は、ＳＤＲＡＭ（ Synchronous Dynamic Random Access Memory ）により構成されている。

図２に戻り、前記フレームメモリ６７は、メモリ６７ａ，６７ｂの２つを有し、例えば１フレーム目のデータがメモリ６７ａに格納されると、２フレーム目のデータがメモリ６７ｂに格納されるとともに１フレーム目のデータがメモリ６７ａから読み出されて交互に使用される。

前記演算用プロセッサ６８は、前記電子走査式超音波内視鏡３からのＤモード信号に対して、例えばＭＴＩ（ Moving Target Indicator ）フィルタ処理、自己相関処理等の公知の処理を施すことによってドップラー効果を利用して組織の移動成分すなわち血流成分を抽出し、超音波断層像内における血流の位置に着色するための速度データ、パワーデータを作成して出力する。

さらに具体的に説明すると、前記演算用プロセッサ６８は、前記電子走査式超音波内視鏡３からのＤモード信号に対してＭＴＩフィルタ処理することで高周波成分（血流成分）のみを抽出したドップラー信号（Ｄモード信号）を得る。さらに、前記演算用プロセッサ６８は、血流成分のみのドップラー信号を自己相関処理し、偏移周波数に基づいて血流速度及び主に血流量を反映しているパワーとをサンプル点毎に演算して、血流イメージのカラーフローデータ及びパワーフローデータを形成する。なお、このとき、前記演算用プロセッサ６８は、血流以外の不要な信号を血流画像上に表示させないための閾値処理を行っている。

また、前記演算用プロセッサ６８は、前記電子走査式超音波内視鏡３からのＢモード信号に対しては処理せず、そのままスルーする。つまり、前記電子走査式超音波内視鏡３からのＢモード信号は、前記演算用プロセッサ６８により演算処理しない。これは、前記電子走査式超音波内視鏡３の場合、Ｂモード信号を遅延させてＤモード信号に追いつかないようにするためである。
なお、１フレーム当たりのＢモード，Ｄモードのデータ量は、例えば
Ｂモード:１９２ライン×５１２サンプル×１×８bit
Ｄモード:１９２ライン×５１２サンプル×１６パケット×２×３２bit
である。

次に、前記メモリコントローラ６６の内部における機械走査式、電子走査式のＢモード時の信号の流れを説明する。

前記ライトセレクタ９３は、例えば前記ＣＰＵ３９ａから前記シーケンスコントローラ９１に機械走査式のＢモードスキャンという情報が入力されると、前記第１ＳＤＲＡＭコントローラ９６Ａを介して前記第２セレクタ６５から入力されたＢモード信号を前記フレームメモリ６７内のメモリ６７ａに書き込む。前記リードセレクタ９４は、前記フレームメモリ６７内のメモリ６７ａに１フレーム分のデータが書き込まれると、前記第１ＳＤＲＡＭコントローラ９６Ａを介して前記フレームメモリ６７内のメモリ６７ａに蓄えられたフレームデータを読み出す。

前記出力セレクタ９５は、前記リードセレクタ９４から読み出されたフレームデータを内部のＦＩＦＯ（ First In First Out ）メモリに蓄え、前記ローカルバス７３を介して順次ＤＭＡコントローラ７０に出力する。前記ライトセレクタ９３は、前記フレームメモリ６７のメモリ６７ａからの読み出しが開始されると同時に第２ＳＤＲＡＭコントローラ９６Ｂを介して、前記フレームメモリ６７のメモリ６７ｂへ次フレームのデータを書き込む。

上述の動作を繰り返すことにより、前記信号処理部３６は、前記演算用プロセッサ６８を介すことなく前記機械走査式超音波プローブ２からのエコー信号（Ｂモード信号）を前記ＤＭＡコントローラ７０に直接出力でき、信号処理速度を上げることができる。なお、上述の動作は、前記電子走査式のＢモード処理においても同様な動作である。

また、前記メモリコントローラ６６の内部におけるカラーフローモード等電子走査式特有の診断モード時の信号の流れを説明する。

前記ライトセレクタ９３は、例えば前記ＣＰＵ３９ａから前記シーケンスコントローラ９１に電子走査式のカラーフローモード等電子走査式特有の診断モードスキャンという情報が入力されると、前記第１ＳＤＲＡＭコントローラ９６Ａを介して前記第２セレクタ６５から入力されたＢモード信号を前記フレームメモリ６７内のメモリ６７ａに書き込む。

前記リードセレクタ９４は、前記フレームメモリ６７内のメモリ６７ａに１フレーム分のＢモード信号が書き込まれると、前記第１ＳＤＲＡＭコントローラ９６Ａを介して前記フレームメモリ６７内のメモリ６７ａに蓄えられたフレームデータ（Ｂモード信号）を読み出す。前記バスセレクタ９２は、前記シーケンスコントローラ９１の制御により前記リードセレクタ９４から読み出されたフレームデータ（Ｂモード信号）を前記バスコントローラ９７を介して前記演算用フレームメモリ６９に転送する。

前記ライトセレクタ９３は、前記演算用フレームメモリ６９にフレームデータ（Ｂモード信号）のデータ移動が完了すると、前記第２ＳＤＲＡＭコントローラ９６Ｂを介して前記第２セレクタ６５から入力されたＤモード信号を前記フレームメモリ６７内のメモリ６７ｂに書き込む。前記演算用プロセッサ６８は、前記超音波内視鏡３によるＤモード走査が行われている間に前記演算用フレームメモリ６９内のフレームデータを演算処理するが、この演算用フレームメモリ６９内のフレームデータがＢモード信号であるのでそのままスルーする。

前記バスセレクタ９２は、演算用フレームメモリ６９に蓄えられているフレームデータ（Ｂモード信号）を読み出して前記バスコントローラ９７、出力セレクタ９５内のＦＩＦＯメモリを介して、前記ＤＭＡコントローラ７０に出力する。

前記リードセレクタ９４は、前記フレームメモリ６７内のメモリ６７ｂに１フレーム分のＤモード信号が書き込まれると、前記第２ＳＤＲＡＭコントローラ９６Ｂを介して前記フレームメモリ６７内のメモリ６７ｂに蓄えられたフレームデータ（Ｄモード信号）を読み出す。前記バスセレクタ９２は、前記シーケンスコントローラ９１の制御により前記リードセレクタ９４から読み出されたフレームデータ（Ｄモード信号）を前記バスコントローラ９７を介して前記演算用フレームメモリ６９に転送する。

前記ライトセレクタ９３は、前記演算用フレームメモリ６９にフレームデータ（Ｄモード信号）のデータ移動が完了すると、前記第１ＳＤＲＡＭコントローラ９６Ａを介して前記第２セレクタ６５から入力されたＢモード信号を前記フレームメモリ６７内のメモリ６７ａに書き込む。前記演算用プロセッサ６８は、前記超音波内視鏡３によるＢモード走査が行われている間に前記演算用フレームメモリ６９内のＤモード信号を演算処理する。

前記バスセレクタ９２は、演算用フレームメモリ６９に蓄えられているフレームデータ（Ｄモード信号）を読み出して前記バスコントローラ９７、出力セレクタ９５内のＦＩＦＯメモリを介して、前記ＤＭＡコントローラ７０に出力する。

上述の動作を繰り返すことにより、前記信号処理部３６は、前記演算用プロセッサ６８により前記電子走査式超音波内視鏡３からのエコー信号（Ｄモード信号）を信号処理して前記ＤＭＡコントローラ７０に出力する。

前記ＤＭＡコントローラ７０は、前記ＰＣＩ Ｉ／Ｆ７１を介して前記１フレーム毎のデータを前記映像処理部３８に出力する。

次に図４を参照して前記モード検知部６２内部の詳細構成を説明する。
前記モード検知部６２は、フレーム同期検出部８１、ライン同期検出部８２、Ｂモード検出部８３、Ｄモード検出部８４、Ｂラッチ部８５、Ｄラッチ部８６、Ｂモードゲート部８７、Ｄモードゲート部８８とを有して構成されている。

前記フレーム同期検出部８１は、前記電子側タイミングコントローラ５６からの同期信号からフレーム同期信号を検出し、この検出したフレーム同期信号を前記第１，第２ラッチ部８５，８６に出力する。また、前記ライン同期検出部８２は、前記電子側タイミングコントローラ５６からの同期信号からライン同期信号を検出し、この検出したライン同期信号を前記Ｂモード検出部８３及び前記Ｄモード検出部８４に出力する。

前記Ｂモード検出部８３は、前記ライン同期検出部８２からのライン同期信号に従い、前記電子走査式超音波内視鏡３からのエコー信号（Ｂモード信号）に対し、付加されたヘッダ情報に基づいてＢモードであることを検出し、このＢモード検出信号を前記Ｂラッチ部８５に出力する。

前記Ｂラッチ部８５は、前記フレーム同期検出部８１からのフレーム同期信号が入力されるまで前記Ｂモード検出部８３からのＢモード検出信号をラッチし、フレーム検出結果が入力されるとラッチしたＢモード検出信号を前記第２セレクタ６５に出力するとともに、前記Ｂモードゲート部８７へ出力してラッチしたデータをクリアする。

前記Ｂモードゲート部８７は、前記Ｂラッチ部８５からのＢモード検出信号に基づき、前記電子走査式超音波内視鏡３からのエコー信号（Ｂモード信号）を通過させ、前記Ｂモード演算部６４へ出力する。一方、前記Ｄモード検出部８４は、前記ライン同期検出部８２からのライン同期信号に従い、前記電子走査式超音波内視鏡３からのエコー信号（Ｄモード信号）に対し、付加されたヘッダ情報に基づいてＤモードであることを検出し、このＤモード検出信号を前記Ｄラッチ部８６に出力する。

前記Ｄラッチ部８６は、前記フレーム同期検出部８１からのフレーム同期信号が入力されるまで前記Ｄモード検出部８４からのＤモード検出信号をラッチし、フレーム検出結果が入力されるとラッチしたＤモード検出信号を前記第２セレクタ６５に出力するとともに、前記Ｄモードゲート部８８へ出力してラッチしたデータをクリアする。

前記Ｄモードゲート部８８は、前記Ｄラッチ部８６からのＤモード検出信号に基づき、前記電子走査式超音波内視鏡３からのエコー信号（Ｄモード信号）を通過させ、前記直交検波部６３へ出力する。

このように構成される超音波診断装置１の作用を説明する。
図１に示すように超音波診断装置１は、前記超音波観測装置４に前記機械走査式超音波プローブ２及び前記電子走査式超音波内視鏡３が接続されて超音波観察が行われる。なお、前記電子走査式超音波内視鏡３は、図示しない光源装置及びビデオプロセッサに接続される。

前記機械走査式超音波プローブ２の機械側コネクタ１６は、前記超音波観測装置４の機械側コネクタ受け部３１に着脱自在に接続される。機械側コネクタ１６の機械側電気接点部１６ａは、受け側電気接点部３１ａと接触動通するとともに、機械側接続検知突起部１６ｂは、機械側嵌合部３１ｂに嵌合する。これにより、前記機械走査式超音波プローブ２は、前記超音波観測装置４内の機械式エコー信号検出部３４に電気的に接続し、この機械式エコー信号検出部３４により前記回転駆動部１５及び前記超音波振動子１４が制御可能となる。

このとき、前記接続検知部３３は、前記機械側接続検知突起部１６ｂが前記機械側嵌合部３１ｂに嵌合することにより導通して前記機械側コネクタ１６が接続されたことを検知する。前記接続検知部３３は、前記バス３９ｄを介して前記ＣＰＵ３９ａに接続検知信号を出力する。これにより、前記超音波観測装置４内のＣＰＵ３９ａは、前記機械走査式超音波プローブ２が接続されたことを検知する。

一方、前記電子走査式超音波内視鏡３の電子側コネクタ２４は、前記超音波観測装置４の電子側コネクタ受け部３２に着脱自在に接続される。電子側コネクタ２４の電子側電気接点部２４ａは、受け側電気接点部３２ａと接触動通するとともに、電子側接続検知突起部２４ｂは、電子側嵌合部３２ｂに嵌合する。これにより、前記電子走査式超音波内視鏡３は、前記超音波観測装置４内の電子式エコー信号検出部３５に電気的に接続し、この電子式エコー信号検出部３５により前記超音波振動子２３が制御可能となる。

このとき、前記接続検知部３３は、前記電子側接続検知突起部２４ｂが電子側嵌合部３２ｂに嵌合することにより導通して前記電子側コネクタ２４が接続されたことを検知する。前記接続検知部３３は、前記バス３９ｄを介して前記ＣＰＵ３９ａに接続検知信号を出力する。これにより、前記超音波観測装置４内のＣＰＵ３９ａは、前記電子走査式超音波内視鏡３が接続されたことを検知する。

先ず、術者は、電子走査式超音波内視鏡３を体腔内に挿入し、この挿入部先端部を目的部位まで導く。前記電子走査式超音波内視鏡３は、光源装置から照明光を供給されて照明光学系から体腔内を照明する。前記電子走査式超音波内視鏡３は、照明された体腔内の反射光を対物光学系により被写体像として取り込んで撮像部により撮像し、撮像信号をビデオプロセッサに出力する。このビデオプロセッサは、撮像信号を信号処理して得た映像信号を内視鏡画像用モニタに出力してこのモニタの表示画面に内視鏡画像を表示させる。術者は、内視鏡画像用モニタにより内視鏡画像を見ながら前記電子走査式超音波内視鏡３の挿入部先端部を体腔内の目的部位まで到達させる。

次に術者は、操作設定部６を操作して目的部位付近で前記電子走査式超音波内視鏡３により超音波観察を行う。超音波観測装置４は、ＣＰＵ３９ａが前記操作設定部６から入力される設定指示情報に基づき、前記電子走査式超音波内視鏡３を制御する。なお、術者は、カラーフローモードを選択しているものとする。

前記ＣＰＵ３９ａは、前記接続検知部３３からの接続検知信号を受け、前記電子走査式超音波内視鏡３が接続されていることを認識する。前記ＣＰＵ３９ａは、前記電子側タイミングコントローラ５６を制御してタイミング信号を前記電子側超音波駆動信号発生部５２に出力させる。前記電子側超音波駆動信号発生部５２は、前記電子側タイミングコントローラ５６からのタイミング信号に基づき、前記超音波振動子２３の振動素子２３ａ毎にそれぞれ個別に超音波駆動パルスを生成し、前記マルチプレクサ５１を介して生成した超音波駆動パルスを該当する振動素子２３ａにそれぞれ出力する。

前記電子走査式超音波内視鏡３は、前記超音波振動子２３の振動素子２３ａがそれぞれ超音波パルスを発生し、生体組織からの超音波パルスを受波して順次エコー信号を得る。これらエコー信号は、前記マルチプレクサ５１を介して個別に受信され、前記電子側受信部５３により順次アナログ信号処理される。

アナログ信号処理されたエコー信号は、前記電子側Ａ／Ｄ変換部５４によりデジタル信号に変換され、ビームフォーマ部５５により該当する振動素子２３ａの駆動に応じて遅延されて合成される。この合成信号は、前記信号処理部３６へ出力される。

このとき、前記電子側タイミングコントローラ５６は、前記信号処理部３６のモード検知部６２に同期信号を出力する。また、前記ＣＰＵ３９ａは、前記信号処理部３６のモード検知部６２にヘッダ情報を出力し、前記電子走査式超音波内視鏡３からのエコー信号に対してヘッダ情報を付加させる。

前記信号処理部３６は、前記ＣＰＵ３９ａからの走査識別情報に基づき、前記第１セレクタ６１が前記電子走査式超音波内視鏡３からのエコー信号を切り替える。また、前記第１セレクタ６１は、図５に示すように前記電子走査式超音波内視鏡３からのエコー信号に前記ＣＰＵ３９ａからのヘッダ情報を付加する。

図５において、上段はタイミング信号を、中断はフレーム同期信号及びライン同期信号を、下段はエコー信号を表している。エコー信号は、フレーム同期信号の直後にヘッダ情報としての第１フレームパラメータが付加され、その後に第１フレームエコーデータが続き、フレーム間のインターバルの後、再び第２フレームパラメータが付加され、その後に第２フレームエコーデータが続き、前記信号が所定フレーム繰り返される。

前記第１フレームエコーデータは、第１ラインエコーデータから例えば第５１２ラインエコーデータにより形成されており、これらラインエコーデータは、それぞれヘッダ情報としてのライン同期信号の直後に続いている。なお、図５において、Ｐは、パラメータを、Ｌは、ラインＮｏ．を、Ｄは、エコーデータを示している。なお、図５中、データＤは、Ｄ０〜Ｄｎで表されている。

第１フレームから所定フレームのパラメータは、例えばＰ０〜Ｐｋまで形成されており、これらパラメータに続くフレームエコーデータがＢモードかまたはＤモードであるかを検出可能としている。また、第１ラインから第５１２ラインのラインエコーデータの先頭には、該当するラインエコーデータのヘッダ情報であるパラメータが形成されており、このパラメータに続くラインエコーデータがＢモードかまたはＤモードであるかを検出可能としている。

このように前記第１セレクタ６１によりヘッダ情報を付加された前記電子走査式超音波内視鏡３からのエコー信号は、前記モード検知部６２により前記電子側タイミングコントローラ５６からの同期信号に同期して１フレーム毎にＢモードかＤモードを検知される。前記モード検知部６２は、ライン同期検出部８２により検出したライン同期信号に基づき、前記Ｂモード検出部８３が１ライン毎に付加されたヘッダ情報によりＢモードを検出し、前記Ｂラッチ部８５にＢモード検出信号を出力する。

前記モード検知部６２は、フレーム同期検出部８１により検出したフレーム同期信号に基づき、Ｂラッチ部８５からのＢモード検出信号を１フレーム毎に前記第２セレクタ６５に出力するとともに前記Ｂモードゲート部８７に出力する。前記Ｂモードゲート部８７は、Ｂモード検出信号に基づき、Ｂモードのエコー信号を１フレーム毎に前記Ｂモード演算部６４に出力する。一方、前記モード検知部６２は、ライン同期検出部８２により検出したライン同期信号に基づき、前記Ｄモード検出部８４が１ライン毎に付加されたヘッダ情報によりＤモードを検出し、前記Ｄラッチ部８６にＤモード検出信号を出力する。

前記モード検知部６２は、フレーム同期検出部８１により検出したフレーム同期信号に基づき、Ｄラッチ部８６からのＤモード検出信号を１フレーム毎に前記第２セレクタ６５に出力するとともに前記Ｄモードゲート部８８に出力する。前記Ｄモードゲート部８８は、Ｄモード検出信号に基づき、Ｄモードのエコー信号を１フレーム毎に前記直交検波部６３に出力する。

前記Ｂモード演算部６４に入力された１フレーム毎のエコー信号は、公知の演算処理によりＢモード信号に変換され、前記第２セレクタ６５を介して前記メモリコントローラ６６に出力される。

前記メモリコントローラ６６に入力された１フレーム毎のＢモード信号は、上述したように前記フレームメモリ６７に一旦格納された後、前記ＤＭＡコントローラ７０から前記ＰＣＩ Ｉ／Ｆ７１を介して前記映像処理部３８に出力される。

一方、前記直交検波部６３に入力された１フレーム毎のエコー信号は、公知の直交検波処理によりドップラー信号（Ｄモード信号）に変換され、前記第２セレクタ６５を介して前記メモリコントローラ６６に出力される。

前記メモリコントローラ６６に入力された１フレーム毎のＤモード信号は、上述したように前記フレームメモリ６７に一旦格納された後、前記演算用プロセッサ６８によりＭＴＩフィルタ処理、自己相関処理等の公知の処理を施されて血流イメージのカラーフローデータ（ドップラーデータ）に変換され、このカラーフローデータは、前記ＤＭＡコントローラ７０から前記ＰＣＩ Ｉ／Ｆ７１を介して前記映像処理部３８に出力される。

前記メモリコントローラ６６，フレームメモリ６７，演算用プロセッサ６８及び演算用フレームメモリ６９は、例えば図６に示すように動作する。
図６において、１段目はフレーム同期信号を、２段目はライン同期信号を表している。３段目は、１フレーム目のＤモード信号に対するフレームメモリ６７内のメモリ６７ａへのライト（書き込み）を表している。４段目は、１フレーム目のＤモード信号に対するフレームメモリ６７内のメモリ６７ａからのリード（読み込み）を表している。５段目は、１フレーム目のＤモード信号に対する演算用プロセッサ６８の演算を表している。６段目は、１フレーム目のＤモード信号に対する演算用フレームメモリ６９のリード（読み込み）を表している。

７段目は、２フレーム目のＤモード信号に対するフレームメモリ６７内のメモリ６７ｂへのライト（書き込み）を表している。８段目は、２フレーム目のＤモード信号に対するフレームメモリ６７内のメモリ６７ｂからのリード（読み込み）を表している。９段目は、２フレーム目のＤモード信号に対する演算用プロセッサ６８の演算を表している。１０段目は、２フレーム目のＤモード信号に対する演算用フレームメモリ６９のリード（読み込み）を表している。

このように前記電子走査式超音波内視鏡３から得たＤモード信号は、演算用プロセッサ６８により演算処理されて血流イメージのカラーフローデータ（ドップラーデータ）に変換され、ＤＭＡコントローラ７０からＰＣＩ Ｉ／Ｆ７１を介して映像処理部３８に出力される。

前記映像処理部３８は、ＣＰＵ３９ａの制御により前記グラフィックメモリ３７を用いて座標変換等、映像信号処理し前記モニタ５の表示画面に超音波断層画像として白黒のＢモード画像を背景像としたカラーフロー画像を表示させる。

術者は、このモニタ５の表示画面に表示されたカラーフロー画像を見ることにより、目的部位の血流状態を観察することができる。さらに、術者は、前記電子走査式超音波内視鏡３を用いてＢモード画像による超音波診断を行う。

超音波観測装置４は、ＣＰＵ３９ａが前記操作設定部６から入力される設定指示情報に基づき、前記電子走査式超音波内視鏡３を制御する。前記ＣＰＵ３９ａは、前記電子側タイミングコントローラ５６を制御してタイミング信号を前記電子側超音波駆動信号発生部５２に出力させる。前記電子側超音波駆動信号発生部５２は、前記電子側タイミングコントローラ５６からのタイミング信号に基づき、前記超音波振動子２３の振動素子２３ａ毎にそれぞれ個別に超音波駆動パルスを生成し、前記マルチプレクサ５１を介して生成した超音波駆動パルスを該当する振動素子２３ａにそれぞれ出力する。

前記電子走査式超音波内視鏡３は、前記超音波振動子２３の振動素子２３ａがそれぞれ超音波パルスを発生し、生体組織からの超音波パルスを受波して順次エコー信号を得る。これらエコー信号は、前記マルチプレクサ５１を介して個別に受信され、前記電子側受信部５３により順次アナログ信号処理される。

アナログ信号処理されたエコー信号は、前記電子側Ａ／Ｄ変換部５４によりデジタル信号に変換され、ビームフォーマ部５５により該当する振動素子２３ａの駆動に応じて遅延されて合成される。この合成信号は、前記信号処理部３６へ出力される。

このとき、前記電子側タイミングコントローラ５６は、前記信号処理部３６のモード検知部６２に同期信号を出力する。また、前記ＣＰＵ３９ａは、前記信号処理部３６のモード検知部６２にヘッダ情報を出力し、前記電子走査式超音波内視鏡３からのエコー信号に対してヘッダ情報を付加させる。

前記信号処理部３６は、前記ＣＰＵ３９ａからの走査識別情報に基づき、前記第１セレクタ６１が前記電子走査式超音波内視鏡３からのエコー信号を切り替える。また、前記第１セレクタ６１は、上述したように前記電子走査式超音波内視鏡３からのエコー信号に前記ＣＰＵ３９ａからのヘッダ情報を付加する。

このように前記第１セレクタ６１によりヘッダ情報を付加された前記電子走査式超音波内視鏡３からのエコー信号は、前記モード検知部６２により前記電子側タイミングコントローラ５６からの同期信号に同期して１フレーム毎にＢモードであることを検知される。

前記モード検知部６２は、ライン同期検出部８２により検出したライン同期信号に基づき、前記Ｂモード検出部８３が１ライン毎に付加されたヘッダ情報によりＢモードを検出し、前記Ｂラッチ部８５にＢモード検出信号を出力する。前記モード検知部６２は、フレーム同期検出部８１により検出したフレーム同期信号に基づき、Ｂラッチ部８５からのＢモード検出信号を１フレーム毎に前記第２セレクタ６５に出力するとともに前記Ｂモードゲート部８７に出力する。前記Ｂモードゲート部８７は、Ｂモード検出信号に基づき、Ｂモードのエコー信号を１フレーム毎に前記Ｂモード演算部６４に出力する。

前記Ｂモード演算部６４に入力された１フレーム毎のエコー信号は、Ｂモード信号に変換され、前記第２セレクタ６５を介して前記メモリコントローラ６６に出力される。

前記メモリコントローラ６６に入力された１フレーム毎のＢモード信号は、上述したように前記フレームメモリ６７に一旦格納された後、前記ＤＭＡコントローラ７０から前記ＰＣＩ Ｉ／Ｆ７１を介して前記映像処理部３８に出力される。前記映像処理部３８は、ＣＰＵ３９ａの制御により前記グラフィックメモリ３７を用いて座標変換等、映像信号処理し前記モニタ５の表示画面に超音波断層画像として白黒のＢモード画像を表示させる。

前記メモリコントローラ６６，フレームメモリ６７，演算用プロセッサ６８及び演算用フレームメモリ６９は、例えば図７に示すように動作する。
図７において、１段目はフレーム同期信号を、２段目はライン同期信号を表している。３段目は、１，３フレーム目のＢモード信号に対するフレームメモリ６７ａへのライト（書き込み）を表している。４段目は、１，３フレーム目のＢモード信号に対するフレームメモリ６７内のメモリ６７ａからのリード（読み込み）を表している。

５段目は、２，４フレーム目のＢモード信号に対するフレームメモリ６７内のメモリ６７ｂへのライト（書き込み）を表している。６段目は、２，４フレーム目のＢモード信号に対するフレームメモリ６７内のメモリ６７ｂからのリード（読み込み）を表している。７段目は、１〜３フレーム目のＢモード信号に対するＣＰＵ３９ａの演算を表している。８段目は、１〜３フレーム目のＢモード信号に対するグラフィックメモリ３７へのライト（書き込み）を表している。

このように前記超音波観測装置４は、前記演算用プロセッサ６８を介さずに、前記電子走査式超音波内視鏡３から得たＢモード信号を前記ＤＭＡコントローラ７０に直接出力でき、信号処理速度を上げることができる。

術者は、モニタ５の表示画面に表示されたＢモード画像を見ることにより、目的部位周辺の超音波診断を行う。術者は、さらに分解能の良好なＢモード画像を得るために、前記機械走査式超音波プローブ２を用いて超音波診断を行う。

術者は、前記電子走査式超音波内視鏡３の処置具挿通用チャンネルに前記機械走査式超音波プローブ２を挿通させ、この機械走査式超音波プローブ２の挿入部先端部をチャンネル開口から所定距離突出させることにより、前記機械走査式超音波プローブ２を体腔内の目的部位付近に挿入させる。この状態で、術者は、操作設定部６を操作して前記機械走査式超音波プローブ２により超音波観察を行う。

超音波観測装置４は、ＣＰＵ３９ａが前記操作設定部６から入力される設定指示情報に基づき、前記機械走査式超音波プローブ２を制御する。このとき、前記ＣＰＵ３９ａは、前記接続検知部３３からの接続検知信号を受け、前記機械走査式超音波プローブ２が接続されていることを認識する。前記ＣＰＵ３９ａは、前記機械側タイミングコントローラ４４を制御してタイミング信号を前記機械側超音波駆動信号発生部４１に出力させる。前記機械側超音波駆動信号発生部４１は、前記機械側タイミングコントローラ４４からのタイミング信号に基づき、超音波駆動パルスを生成してこの超音波駆動パルスを前記超音波振動子１４へ出力するとともに、駆動信号を生成して前記回転駆動部１５へ出力する。

前記機械走査式超音波プローブ２は、回転駆動部１５がフレキシブルシャフト１３を回転させ超音波振動子１４を回転させる。この回転に応じて超音波振動子１４は、超音波駆動パルスに基づき、生体内に超音波パルスを繰り返し送波して、生体内で反射された超音波ビームを受波して順次エコー信号を得る。これらエコー信号は、前記機械側受信部４２よりに受信され、順次アナログ信号処理される。

アナログ信号処理されたエコー信号は、前記機械側Ａ／Ｄ変換部４３によりデジタル信号に変換され、前記信号処理部３６へ出力される。前記信号処理部３６は、前記ＣＰＵ３９ａからの走査識別情報に基づき、前記第１セレクタ６１が前記機械走査式超音波プローブ２からのエコー信号を切り替える。

切り替えられた前記機械走査式超音波プローブ２からのエコー信号は、１フレーム毎に前記Ｂモード演算部６４に出力される。前記Ｂモード演算部６４に入力された１フレーム毎のエコー信号は、公知の演算処理によりＢモード信号に変換され、前記第２セレクタ６５を介して前記メモリコントローラ６６に出力される。

前記メモリコントローラ６６に入力された１フレーム毎のＢモード信号は、前記フレームメモリ６７に一旦格納された後、前記ＤＭＡコントローラ７０から前記ＰＣＩ Ｉ／Ｆ７１を介して前記映像処理部３８に出力される。

前記映像処理部３８は、ＣＰＵ３９ａの制御により前記グラフィックメモリ３７を用いて座標変換等、映像信号処理し前記モニタ５の表示画面に超音波断層画像として白黒のＢモード画像を表示させる。なお、前記メモリコントローラ６６，フレームメモリ６７，ＣＰＵ３９ａ，グラフィックメモリ３７は、上述した電子走査式超音波内視鏡３のＢモードスキャンと同様に動作する。

前記超音波観測装置４は、前記演算用プロセッサ６８を介さずに、前記機械走査式超音波プローブ２から得たＢモード信号を前記ＤＭＡコントローラ７０に直接出力でき、信号処理速度を上げることができる。術者は、機械走査式超音波プローブ２から得たＢモード画像を見ることにより、さらに詳細な超音波診断を行うことができる。

これにより、本実施例の超音波診断装置１は、電子走査式超音波内視鏡３により目的部位周辺）全体の超音波断層画像を取得し、次に機械走査式超音波プローブ２により詳細な超音波断層画像を取得することができる。

前記超音波診断の実行後、術者は、前記機械走査式超音波プローブ２を前記電子走査式超音波内視鏡３の処置具挿通用チャンネルから抜き去り、代わりに図示しない穿刺具を処置具挿通用チャンネルに挿入して生検を行う。これにより、本実施例では、診断から確定診断を実行することが可能となる。

本実施例の超音波観測装置４は、電子走査式と機械走査式との両走査式を用いて超音波パルスの高周波数と低周波数とを合わせて使用できるので、深達度があって分解能の高い超音波断層画像を得ることができる。また、本実施例の超音波観測装置４は、前記演算用プロセッサ６８を介さずに機械走査式または電子走査式のＢモード信号を前記ＤＭＡコントローラ７０に直接出力でき、信号処理速度を上げることができる。

したがって、本実施例の超音波観測装置４は、Ｂモードのときには演算量を少なくし、カラーフローモード等電子走査式特有の診断モードのときには演算量を多くして機械走査式、電子走査式の両走査式の演算量に応じて最適な信号処理を行い、フレームレートを向上することができる。この結果、本実施例の超音波診断装置１は、機械走査式超音波プローブ２と電子走査式超音波内視鏡３を１つの超音波観測装置４に接続して電子走査式及び機械走査式の両走査を行うことができ、走査方式に応じて最適なフレームレートを得ることができる。

なお、前記信号処理部は、例えば図８及び図９に示すようにさらに演算用プロセッサ等を接続したローカルバスを加えて構成してもよい。
図８に示すように信号処理部３６Ｂは、中継用フレームメモリ７５と、第２ローカルバス７２Ｂを介して第２演算用プロセッサ６８Ｂ及び第２演算用フレームメモリ６９Ｂとに接続されるメモリコントローラ６６Ｂを設けて構成されている。

前記メモリコントローラ６６Ｂは、前記メモリコントローラ６６の構成に加えて前記第２ローカルバス７２Ｂに接続される第２バスコントローラ９７Ｂと、前記中継用フレームメモリ７５に接続されるマルチプレクサ９８とを有して構成される。

前記メモリコントローラ６６Ｂは、前記メモリコントローラ６６と同様に前記シーケンスコントローラ９１の制御により前記演算用プロセッサ６８を介さずに、前記機械走査式超音波プローブ２または前記電子走査式超音波内視鏡３から得たＢモード信号を前記ＤＭＡコントローラ７０に直接出力できる。前記メモリコントローラ６６Ｂは、カラーフローモード等電子走査式特有の診断モード時の信号の流れが前記メモリコントローラ６６と異なる。

図９において、前記ライトセレクタ９３は、例えば前記ＣＰＵ３９ａから前記シーケンスコントローラ９１に電子走査式のカラーフローモード等電子走査式特有の診断モードスキャンという情報が入力されると、前記第１ＳＤＲＡＭコントローラ９６Ａを介して前記第２セレクタ６５から入力されたＢモード信号を前記フレームメモリ６７内のメモリ６７ａに書き込む。

前記リードセレクタ９４は、前記フレームメモリ６７内のメモリ６７ａに１フレーム分のデータが書き込まれると、前記第１ＳＤＲＡＭコントローラ９６Ａを介して前記フレームメモリ６７内のメモリ６７ａに蓄えられたフレームデータを読み出す。前記バスセレクタ９２は、前記シーケンスコントローラ９１の制御により前記リードセレクタ９４から読み出されたフレームデータを前記バスコントローラ９７を介して前記演算用フレームメモリ６９に転送する。

前記ライトセレクタ９３は、前記演算用フレームメモリ６９にフレームデータ（Ｂモード信号）のデータ移動が完了すると、前記第２ＳＤＲＡＭコントローラ９６Ｂを介して前記第２セレクタ６５から入力されたＤモード信号を前記フレームメモリ６７内のメモリ６７ｂに書き込む。前記演算用プロセッサ６８は、前記超音波内視鏡３によるＤモード走査が行われている間に前記演算用フレームメモリ６９内のフレームデータを演算処理するが、この演算用フレームメモリ６９のフレームデータがＢモード信号であるのでそのままスルーする。

前記バスセレクタ９２は、前記演算用フレームメモリ６９内のフレームデータ（Ｂモード信号）を読み出し、前記バスコントローラ９７内のＦＩＦＯメモリを通じてマルチプレクサ９８を介し、前記中継用フレームメモリ７５に転送する。前記バスセレクタ９２は、前記シーケンスコントローラ９１の制御により前記中継用フレームメモリ７５に転送されたフレームデータ（Ｂモード信号）を、前記マルチプレクサ９８を介して前記第２バスコントローラ９７Ｂ内のＦＩＦＯメモリを通じて前記第２演算用フレームメモリ６９Ｂに転送する。

前記第２演算用プロセッサ６８Ｂは、前記第２演算用フレームメモリ６９Ｂ内のフレームデータを演算処理するが、この第２演算用フレームメモリ６９Ｂ内のフレームデータがＢモード信号であるのでそのままスルーする。前記バスセレクタ９２は、第２演算用フレームメモリ６９Ｂに蓄えられているフレームデータ（Ｂモード信号）を読み出して前記第２バスコントローラ９７Ｂ、出力セレクタ９５内のＦＩＦＯメモリを介して、前記ＤＭＡコントローラ７０に出力する。

一方、前記リードセレクタ９４は、前記フレームメモリ６７内のメモリ６７ｂに１フレーム分のＤモード信号が書き込まれると、前記第２ＳＤＲＡＭコントローラ９６Ｂを介して前記フレームメモリ６７内のメモリ６７ｂに蓄えられたフレームデータ（Ｄモード信号）を読み出す。前記バスセレクタ９２は、前記シーケンスコントローラ９１の制御により前記リードセレクタ９４から読み出されたフレームデータ（Ｄモード信号）を前記第２バスコントローラ９７Ｂを介して前記第２演算用フレームメモリ６９Ｂに転送する。

前記第２演算用プロセッサ６８Ｂは、前記第２演算用フレームメモリ６９Ｂ内のＤモード信号を演算処理する。前記バスセレクタ９２は、第２演算用プロセッサ６８Ｂの演算終了後、第２演算用フレームメモリ６９Ｂに蓄えられているフレームデータを前記第２バスコントローラ９７Ｂ、出力セレクタ９５内のＦＩＦＯメモリを介して、前記ＤＭＡコントローラ７０に出力する。

上述の動作を繰り返すことにより、前記信号処理部３６Ｂは、前記演算用プロセッサ６８または前記第２演算用プロセッサ６８Ｂにより前記電子走査式超音波内視鏡３からのエコー信号（Ｄモード信号）を信号処理して前記ＤＭＡコントローラ７０に出力できる。

これにより、前記信号処理部３６Ｂは、例えば、前記演算用プロセッサ６８をＢモード専用とし、前記演算用プロセッサ６８ＢをＤモード専用として構成してもよいし、ＢモードとＤモードとを交互に処理するように構成してよい。

この結果、本変形例では、前記実施例１と同様な効果を得ることに加え、演算用プロセッサ及び演算用フレームメモリを２つ設けることによって、カラーフロー等電子走査式特有の診断モード時に電子走査式超音波内視鏡３からのエコー信号をさらに高速に処理することができる。

なお、本実施例では、前記電子走査式として超音波内視鏡を、機械走査式として超音波プローブを用い、前記機械走査式超音波プローブ２及び前記電子走査式超音波内視鏡３を前記超音波観測装置４に着脱自在に接続するように構成しているが、本発明は、これに限定されず、前記電子走査式として超音波プローブを、機械走査式として超音波内視鏡を用い、機械走査式超音波内視鏡及び電子走査式超音波プローブを超音波観測装置に着脱自在に接続するように構成しても構わない。

なお、上述した各実施例等を部分的等で組み合わせて構成される実施例等も本発明に属する。

本発明の超音波観測装置及び超音波診断装置は、機械走査式、電子走査式の走査方式の異なる超音波内視鏡、或いは超音波プローブを接続しても走査方式に応じた最適なフレームレートを得ることができるので、体腔内超音波観察に適している。

実施例１の超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。 図１の信号処理部の構成を示すブロック図である。 図２のメモリコントローラの構成を示すブロック図である。 図２のモード検知部の構成を示すブロック図である。 図４の第１セレクタが電子走査式超音波内視鏡からのエコー信号にＣＰＵからのヘッダ情報を付加する際の各信号のタイミングを示すタイミングチャートである。 電子走査式超音波内視鏡からのエコー信号（Ｄモード信号）に対してメモリコントローラ，フレームメモリ，演算用プロセッサ及び演算用フレームメモリの各信号のタイミングを示すタイミングチャートである。 電子走査式超音波内視鏡からのエコー信号（Ｂモード信号）に対してメモリコントローラ，フレームメモリ，ＣＰＵ，グラフィックメモリの各信号のタイミングを示すタイミングチャートである。 図２の信号処理部の変形例を示すブロック図である。 図８のメモリコントローラの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…超音波診断装置 ２…機械走査式超音波プローブ
３…電子走査式超音波内視鏡 ４…超音波観測装置
１４，２３…超音波振動子 １５…回転駆動部 １６…機械側コネクタ
２４…電子側コネクタ ３１…機械側コネクタ受け部
３２…電子側コネクタ受け部 ３３…接続検知部
３４…機械式振動子エコー信号検出部
３５…電子式振動子エコー信号検出部
３６…信号処理部 ３９ａ…ＣＰＵ ６１…第１セレクタ
６２…モード検知部 ６３…直交検波部 ６４…Ｂモード演算部
６５…第２セレクタ ６６…メモリコントローラ ６７…フレームメモリ
６８…演算用プロセッサ ７０…ＤＭＡコントローラ

Claims (3)

1. 機械走査式の超音波プローブまたは機械走査式の超音波内視鏡を着脱自在に接続可能な第１接続部と、
   電子走査式の超音波プローブまたは電子走査式の超音波内視鏡を着脱自在に接続可能な第２接続部と、
   前記第１接続部に接続した前記機械走査式の超音波プローブまたは機械走査式の超音波内視鏡に内蔵される超音波振動子から超音波パルスを生体組織に対して送波し、この生体組織から反射される超音波パルスを受波して得たエコー信号を検出する機械式振動子エコー信号検出部と、
   前記第２接続部に接続した前記電子走査式の超音波プローブまたは電子走査式の超音波内視鏡に内蔵される超音波振動子から超音波パルスを生体組織に対して送波し、この生体組織から反射される超音波パルスを受波して得たエコー信号を検出する電子式振動子エコー信号検出部と、
   前記機械式振動子エコー信号検出部からのエコー信号と、前記電子式振動子エコー信号検出部からのエコー信号とを信号処理する信号処理部と、
   を具備したことを特徴とする超音波観測装置。
2. 前記信号処理部は、前記電子走査式の超音波プローブまたは電子走査式の超音波内視鏡の前記超音波振動子から得たエコー信号を演算処理する演算用プロセッサを有し、前記機械走査式の前記超音波プローブまたは超音波内視鏡及び前記電子走査式の前記超音波プローブまたは超音波内視鏡の前記超音波振動子から得たＢモードエコー信号を信号処理した後、前記演算用プロセッサを介さずに中央処理装置へ転送可能としたことを特徴とする請求項１に記載の超音波観測装置。
3. 機械走査式の超音波プローブまたは機械走査式の超音波内視鏡と、
   電子走査式の超音波プローブまたは電子走査式の超音波内視鏡と、
   前記機械走査式の超音波プローブまたは機械走査式の超音波内視鏡と、前記電子走査式の超音波プローブまたは電子走査式の超音波内視鏡とを接続して超音波断層画像を構築する超音波観測装置と、
   前記機械走査式の超音波プローブまたは機械走査式の超音波内視鏡を着脱自在に接続可能な、前記超音波観測装置に設けた第１接続部と、
   前記電子走査式の超音波プローブまたは電子走査式の超音波内視鏡を着脱自在に接続可能な、前記超音波観測装置に設けた第２接続部と、
   前記第１接続部に接続した前記機械走査式の超音波プローブまたは機械走査式の超音波内視鏡に内蔵される超音波振動子から超音波パルスを生体組織に対して送波し、この生体組織から反射される超音波パルスを受波して得たエコー信号を検出する、前記超音波観測装置に設けた機械式振動子エコー信号検出部と、
   前記第２接続部に接続した前記電子走査式の超音波プローブまたは電子走査式の超音波内視鏡に内蔵される超音波振動子から超音波パルスを生体組織に対して送波し、この生体組織から反射される超音波パルスを受波して得たエコー信号を検出する、前記超音波観測装置に設けた電子式振動子エコー信号検出部と、
   前記電子走査式の超音波プローブまたは電子走査式の超音波内視鏡の前記超音波振動子から得たエコー信号を演算処理する演算用プロセッサを有し、前記機械走査式の前記超音波プローブまたは超音波内視鏡及び前記電子走査式の前記超音波プローブまたは超音波内視鏡の前記超音波振動子から得たＢモードエコー信号を信号処理した後、前記演算用プロセッサを介さずに中央処理装置へ転送可能とし、前記機械式振動子エコー信号検出部からのエコー信号と、前記電子式振動子エコー信号検出部からのエコー信号とを信号処理する、前記超音波観測装置に設けた信号処理部と、
   を具備したことを特徴とする超音波診断装置。

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