JP2020121042A - 超音波内視鏡装置の故障予知システム、超音波内視鏡装置の故障予知方法、及び超音波内視鏡装置の故障予知プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】超音波内視鏡装置の故障の発生時期を予知することのできる超音波内視鏡装置の故障予知システム、超音波内視鏡装置の故障予知方法、及び超音波内視鏡装置の故障予知プログラムを提供する。【解決手段】システム制御部１５２は、超音波内視鏡１２の超音波振動子４８の受信信号を取得し、この受信信号に基づいて、超音波内視鏡１２を含む超音波内視鏡装置１０の異常を検出する異常検出部１５２Ａと、異常検出部１５２Ａにより検出された異常の情報を時間情報と対応させて記憶させる記憶制御部１５２Ｂと、記憶制御部１５２Ｂによって記憶された複数の異常の情報とこの情報に対応する時間情報とに基づいて、超音波内視鏡装置１０の故障タイミングを予知する故障予知部１５２Ｃと、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、超音波内視鏡装置の故障予知システム、超音波内視鏡装置の故障予知方法、及び超音波内視鏡装置の故障予知プログラムに関する。

被検体の内部（例えば、患者の体内）において複数の超音波振動子をそれぞれ駆動させて超音波を送受信することで、被検体の内部の超音波画像を取得する超音波診断装置は、既に知られている（例えば特許文献１，２参照）。特許文献１、２には、超音波内視鏡装置が記載されている。特許文献１、２に記載の装置は、超音波振動子から超音波を送信させたときの超音波振動子の受信信号に基づいて、断線等の異常検出を行っている。

特開２００９−２８５１７５号公報 特開平６−２６９４５２号公報

超音波内視鏡装置は、超音波内視鏡と、これが接続される本体部とにより構成される。超音波内視鏡は、高価であるため、重大な故障が生じる前の段階で、その故障タイミングを予知できることが望ましい。本体部も同様に高価であり、また、本体部は容易に交換できるものではないため、本体部についても、重大な故障が生じる前の段階で、その故障タイミングを予知できることが望ましい。

特許文献１、２に記載された異常検出の方法は、特定のタイミングにて測定した受信信号に基づいて異常検出を行うものである。そのため、そのタイミングにおいて重大な故障が発生していれば、これを検出することはできる。しかし、このような故障が発生していない状態において、未来における故障の発生時期を予知することはできない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、超音波内視鏡装置の故障の発生時期を予知することのできる超音波内視鏡装置の故障予知システム、超音波内視鏡装置の故障予知方法、及び超音波内視鏡装置の故障予知プログラムを提供することを目的とする。

本発明の超音波内視鏡装置の故障予知システムは、超音波内視鏡の超音波振動子の受信信号を取得し、上記受信信号に基づいて、上記超音波内視鏡を含む超音波内視鏡装置の異常を検出する異常検出部と、上記異常検出部により検出された異常の情報を時間情報と対応させて記憶させる記憶制御部と、上記記憶制御部によって記憶された複数の上記異常の情報とその情報に対応する上記時間情報とに基づいて、上記超音波内視鏡装置の故障タイミングを予知する故障予知部と、を備えるものである。

本発明の超音波内視鏡装置の故障予知方法は、超音波内視鏡の超音波振動子の受信信号を取得し、上記受信信号に基づいて、上記超音波内視鏡を含む超音波内視鏡装置の異常を検出する異常検出ステップと、上記異常検出ステップにより検出された異常の情報を時間情報と対応させて記憶させる記憶制御ステップと、上記記憶制御ステップによって記憶された複数の上記異常の情報とその情報に対応する上記時間情報とに基づいて、上記超音波内視鏡装置の故障タイミングを予知する故障予知ステップと、を備えるものである。

本発明の超音波内視鏡装置の故障予知プログラムは、超音波内視鏡の超音波振動子の受信信号を取得し、上記受信信号に基づいて、上記超音波内視鏡を含む超音波内視鏡装置の異常を検出する異常検出ステップと、上記異常検出ステップにより検出された異常の情報を時間情報と対応させて記憶させる記憶制御ステップと、上記記憶制御ステップによって記憶された複数の上記異常の情報とその情報に対応する上記時間情報とに基づいて、上記超音波内視鏡装置の故障タイミングを予知する故障予知ステップと、をコンピュータに実行させるためのものである。

本発明によれば、超音波内視鏡装置の故障の発生時期を予知することのできる超音波内視鏡装置の故障予知システム、超音波内視鏡装置の故障予知方法、及び超音波内視鏡装置の故障予知プログラムを提供することができる。

超音波内視鏡装置１０の概略構成を示す図である。 超音波内視鏡１２の挿入部２２の先端部及びその周辺を拡大して示した平面図である。 超音波内視鏡１２の挿入部２２の先端部４０を図２に図示のＩ−Ｉ断面にて切断したときの断面を示す図である。 超音波内視鏡１２及び超音波用プロセッサ装置１４の構成を示すブロック図である。 システム制御部１５２の機能ブロックを示す図である。 任意の識別情報に対応する異常ログ情報の一例を示すグラフである。 システム制御部１５２の故障予知処理の動作を説明するためのフローチャートである。 第一変形例の超音波内視鏡装置１０におけるシステム制御部１５２の機能ブロックを示す図である。 超音波非送信時において取得される受信信号の一例を示す図である。 超音波非送信時において取得される受信信号にノイズが重畳した場合の例を示す図である。 任意の識別情報に対応する異常ログ情報の一例を示すグラフである。 図８に示すシステム制御部１５２の故障予知処理の動作を説明するためのフローチャートである。 超音波非送信時において取得される受信信号の一例を示す図である。 任意の識別情報に対応する異常ログ情報の一例を示すグラフである。 第二変形例の超音波内視鏡装置１０におけるシステム制御部１５２の故障予知処理を説明するためのフローチャートである。

＜＜超音波診断装置の概要＞＞
本発明の一実施形態である故障予知システムを含む超音波内視鏡装置１０について、図１から図４を参照しながら、その概要を説明する。図１は、超音波内視鏡装置１０の概略構成を示す図である。図２は、超音波内視鏡１２の挿入部２２の先端部及びその周辺を拡大して示した平面図である。なお、図２では、図示の都合上、後述のバルーン３７を破線にて図示している。図３は、超音波内視鏡１２の挿入部２２の先端部４０を図２に図示のＩ−Ｉ断面にて切断したときの断面を示す図である。図４は、超音波内視鏡１２及び超音波用プロセッサ装置１４の構成を示すブロック図である。

超音波内視鏡装置１０は、超音波を用いて、被検体である患者の体内の観察対象部位の状態を観察（以下、超音波診断とも言う。）するために用いられる。ここで、観察対象部位は、患者の体表側（外側）からは検査が困難な部位であり、例えば胆嚢又は膵臓である。超音波内視鏡装置１０を用いることにより、患者の体腔である食道、胃、十二指腸、小腸、及び大腸等の消化管を経由して、観察対象部位の状態及び異常の有無を超音波診断することが可能である。

超音波内視鏡装置１０は、図１に示すように、超音波内視鏡１２と、超音波用プロセッサ装置１４と、内視鏡用プロセッサ装置１６と、光源装置１８と、モニタ２０と、操作卓１００とを有する。また、図１に示すように、超音波内視鏡装置１０の付属機器として、送水タンク２１ａ、吸引ポンプ２１ｂ、及び送気ポンプ２１ｃが設けられている。さらに、超音波内視鏡１２内には、水及び気体の流路となる管路（不図示）が形成されている。超音波用プロセッサ装置１４、内視鏡用プロセッサ装置１６、及び光源装置１８は、超音波内視鏡装置１０の本体部を構成する。

超音波内視鏡１２は、図１に示すように、患者の体腔内に挿入される挿入部２２と、医師又は技師等の術者（ユーザ）によって操作される操作部２４とを有する。また、図２及び図３に示すように、挿入部２２の先端部４０には、複数の超音波振動子４８を備えた超音波振動子ユニット４６が取り付けられている。

超音波内視鏡１２の機能により、術者は、患者の体腔内壁の内視鏡画像と、観察対象部位の超音波画像とを取得することができる。内視鏡画像は、患者の体腔内壁を光学的手法によって撮影することで得られる画像である。超音波画像は、患者の体腔内から観察対象部位に向かって送信された超音波の反射波（エコー）を受信し、その受信信号を画像化することで得られる画像である。

超音波用プロセッサ装置１４は、図１に示すように、ユニバーサルコード２６及びその端部に設けられた超音波用コネクタ３２ａを介して超音波内視鏡１２に接続される。超音波用プロセッサ装置１４は、超音波内視鏡１２の超音波振動子ユニット４６を制御して超音波振動子ユニット４６に超音波を送信させる。また、超音波用プロセッサ装置１４は、超音波の反射波（エコー）を超音波振動子ユニット４６が受信したときの受信信号を画像化して超音波画像を生成する。

内視鏡用プロセッサ装置１６は、図１に示すように、ユニバーサルコード２６及びその端部に設けられた内視鏡用コネクタ３２ｂを介して超音波内視鏡１２に接続される。内視鏡用プロセッサ装置１６は、超音波内視鏡１２（詳しくは、後述する撮像素子８６）によって撮像された観察対象隣接部位の画像データを取得し、取得した画像データに対して所定の画像処理を施して内視鏡画像を生成する。なお、観察対象隣接部位とは、患者の体腔内壁のうち、観察対象部位と隣り合う位置にある部分である。

光源装置１８は、図１に示すように、ユニバーサルコード２６及びその端部に設けられた光源用コネクタ３２ｃを介して超音波内視鏡１２に接続される。光源装置１８は、超音波内視鏡１２を用いて観察対象隣接部位を撮像する際に、赤光、緑光及び青光の三原色光からなる白色光又は特定波長光を照射する。光源装置１８が照射した光は、ユニバーサルコード２６に内包されたライトガイド（不図示）を通じて超音波内視鏡１２内を伝搬し、超音波内視鏡１２（詳しくは、後述する照明窓８８）から出射される。これにより、観察対象隣接部位が光源装置１８からの光によって照らされる。

なお、本実施形態では、超音波用プロセッサ装置１４及び内視鏡用プロセッサ装置１６が、別々に設けられた二台の装置（コンピュータ）によって構成されている。ただし、これに限定されるものではなく、一台の装置によって超音波用プロセッサ装置１４及び内視鏡用プロセッサ装置１６の双方が構成されてもよい。

モニタ２０は、図１に示すように、超音波用プロセッサ装置１４及び内視鏡用プロセッサ装置１６に接続されており、超音波用プロセッサ装置１４により生成された超音波画像、及び内視鏡用プロセッサ装置１６により生成された内視鏡画像を表示する。超音波画像及び内視鏡画像の表示に関して言うと、いずれか一方の画像を切り替えてモニタ２０に表示してもよく、両方の画像を同時に表示してもよい。また、これらの表示方式を任意に選択及び変更できる構成であってもよい。

なお、本実施形態では、一台のモニタ２０に超音波画像及び内視鏡画像を表示するが、超音波画像表示用のモニタと、内視鏡画像表示用のモニタとが別々に設けられてもよい。また、モニタ２０以外の表示形態、例えば、術者が携帯する個人用端末のディスプレイに超音波画像及び内視鏡画像を表示する形態であってもよい。

操作卓１００は、術者が超音波診断に際して必要な情報を入力したり、術者が超音波用プロセッサ装置１４に対して超音波診断の開始指示を行ったりするために設けられた入力装置である。操作卓１００は、例えば、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、及びタッチパネル等によって構成されており、図４に示すように超音波用プロセッサ装置１４のシステム制御部１５２に接続されている。操作卓１００が操作されると、その操作内容に応じて超音波用プロセッサ装置１４のシステム制御部１５２が装置各部（例えば、後述の受信回路１４２及び送信回路１４４）を制御する。

以上のように構成された超音波内視鏡装置１０は、電源が投入されると起動のための初期化を行う。電源投入と同時に超音波内視鏡１２が本体部に接続されている状態であれば、超音波用プロセッサ装置１４のシステム制御部１５２は、初期化後に、超音波内視鏡１２を作動させて、ライブモードに移行する。ライブモードは、所定のフレームレートにて得られる超音波画像（動画像）を逐次表示（リアルタイム表示）するモードである。電源投入時点にて超音波内視鏡１２が本体部に接続されていない状態であれば、超音波用プロセッサ装置１４のシステム制御部１５２は、初期化後に、超音波内視鏡１２が接続された時点で、超音波内視鏡１２を作動させて、ライブモードに移行する。なお、超音波内視鏡１２が本体部に接続されている状態においては、操作卓１００の操作によって任意のタイミング（例えば、被検体の検査を開始するタイミング（超音波内視鏡１２を体腔内に挿入する直前のタイミング））にてライブモードを開始させることも可能である。

超音波内視鏡装置１０では、超音波用プロセッサ装置１４が、超音波内視鏡１２が本体部に接続されている状態にて超音波内視鏡１２が体腔内に非挿入となっている期間（換言すると、超音波内視鏡１２が未使用の期間）の任意のタイミングにおいて、超音波内視鏡装置１０の故障を予知する故障予知処理を行う。故障予知処理については後述する。

超音波内視鏡１２が未使用の期間は例えば次のようにして判断することができる。
１）電源投入後、操作卓１００を操作して行われる検査開始指示を受けるまでの期間を上記の未使用の期間と判断する。
２）電源投入後、超音波内視鏡１２から取得される内視鏡画像の変化が少ない期間を、超音波内視鏡１２が未使用の期間と判断する。
３）超音波内視鏡１２に加速度センサ等の動きセンサを設けておき、超音波内視鏡１２の動き量が所定値未満となっている期間を、超音波内視鏡１２が未使用の期間と判断する。
４）超音波内視鏡装置１０にメンテナンスモードを設けておき、このメンテナンスモードに設定されている期間を、超音波内視鏡１２が未使用の期間と判断する。

＜＜超音波内視鏡の構成＞＞
次に、超音波内視鏡１２の構成について図１乃至４を参照しながら説明する。超音波内視鏡１２は、図１に示すように挿入部２２及び操作部２４を有する。挿入部２２は、図１に示すように先端側（自由端側）から順に、先端部４０、湾曲部４２及び軟性部４３を備える。先端部４０には、図２に示すように超音波観察部３６及び内視鏡観察部３８が設けられている。

また、図２及び図３に示すように、先端部４０には処置具導出口４４が設けられている。処置具導出口４４は、鉗子、穿刺針、若しくは高周波メス等の処置具（不図示）の出口となり、且つ、血液及び体内汚物等の吸引物を吸引する際の吸引口にもなる。

また、図２に示すように先端部４０には観察窓８２及び照明窓８８の表面を洗浄するために形成された洗浄ノズル９０が設けられている。洗浄ノズル９０からは空気又は洗浄用液体が観察窓８２及び照明窓８８に向けて噴出される。

さらに、図１及び図２に示すように、先端部４０には、超音波振動子ユニット４６を覆う位置に、膨張及び収縮可能なバルーン３７が装着されている。バルーン３７は、超音波振動子ユニット４６とともに患者の体腔内に配置される。そして、先端部４０において超音波振動子ユニット４６付近に形成された送水口４７から、超音波伝達媒体としての水（詳しくは、脱気水）がバルーン３７内に注水されることで、バルーン３７が膨張する。膨張したバルーン３７が体腔内壁（例えば、観察対象隣接部位の周辺）に当接すると、超音波振動子ユニット４６と体腔内壁との間から空気が排除される。これにより、空気中での超音波及びその反射波（エコー）の減衰を防止することが可能となる。

湾曲部４２は、図１に示すように、挿入部２２において先端部４０よりも基端側（超音波振動子ユニット４６が設けられている側とは反対側）に設けられた部分であり、湾曲自在である。軟性部４３は、図１に示すように、湾曲部４２と操作部２４との間を連結している部分であり、可撓性を有し、細長く延びた状態で設けられている。

操作部２４には、図１に示すように、一対のアングルノブ２９、及び処置具挿入口３０が設けられている。各アングルノブ２９を回動すると、湾曲部４２が遠隔的に操作されて湾曲変形する。この変形操作により、超音波観察部３６及び内視鏡観察部３８が設けられた挿入部２２の先端部４０を所望の方向に向けることができる。処置具挿入口３０は、鉗子等の処置具を挿通するために形成された孔であり、処置具チャンネル４５（図３参照）を介して処置具導出口４４と連絡している。

操作部２４には、図１に示すように、送水タンク２１ａから延びた送気送水管路（図示せず）を開閉する送気送水ボタン２８ａ、及び吸引ポンプ２１ｂから延びた吸引管路（図示せず）を開閉する吸引ボタン２８ｂが設けられている。送気送水管路には、送気ポンプ２１ｃから送られてくる空気等の気体、及び送水タンク２１ａ内の水が流れる。送気送水ボタン２８ａを操作すると、送気送水管路のうち、開通する部分が切り替わり、これに対応する形で、気体及び水の噴出口も洗浄ノズル９０及び送水口４７の間で切り替わる。つまり、送気送水ボタン２８ａの操作を通じて、内視鏡観察部３８の洗浄及びバルーン３７の膨張を選択的に実施することができる。

吸引管路は、洗浄ノズル９０から吸引した体腔内の吸引物を吸引したり、送水口４７を通じてバルーン３７内の水を吸引したりするために設けられている。吸引ボタン２８ｂを操作すると、吸引管路のうち、開通する部分が切り替わり、これに対応する形で、吸引口も洗浄ノズル９０及び送水口４７の間で切り替わる。つまり、吸引ボタン２８ｂの操作を通じて、吸引ポンプ２１ｂによって吸引される対象物を切り替えることができる。

ユニバーサルコード２６の他端部には、図１に示すように、超音波用プロセッサ装置１４に接続される超音波用コネクタ３２ａと、内視鏡用プロセッサ装置１６に接続される内視鏡用コネクタ３２ｂと、光源装置１８に接続される光源用コネクタ３２ｃとが設けられている。超音波内視鏡１２は、これらの各コネクタ３２ａ、３２ｂ、及び３２ｃを介してそれぞれ超音波用プロセッサ装置１４、内視鏡用プロセッサ装置１６、及び光源装置１８に着脱自在に接続される。

次に、超音波内視鏡１２の構成要素のうち、超音波観察部３６及び内視鏡観察部３８に関して詳しく説明する。

（超音波観察部）
超音波観察部３６は、超音波画像を取得するために設けられた部分であり、図２及び図３に示すように、挿入部２２の先端部４０において先端側に配置されている。超音波観察部３６は、図３に示すように超音波振動子ユニット４６と、複数の同軸ケーブル５６と、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）６０とを備えている。

超音波振動子ユニット４６は、図３に示すように複数の超音波振動子４８が円弧状に配置されたコンベックス型の探触子であり、放射状（円弧状）に超音波を送信する。ただし、超音波振動子ユニット４６の種類（型式）については特に限定されるものではなく、超音波を送受信できるものであれば他の種類でもよく、例えば、セクタ型、リニア型及びラジアル型等であってもよい。

超音波振動子ユニット４６は、図３に示すようにバッキング材層５４と、超音波振動子アレイ５０と、音響整合層７６と、音響レンズ７８とを積層させることで構成されている。

超音波振動子アレイ５０は、図３に示すように一次元アレイ状に配列された複数の超音波振動子４８（超音波トランスデューサ）からなる。より詳しく説明すると、超音波振動子アレイ５０は、Ｎ個（例えばＮ＝１２８）の超音波振動子４８が先端部４０の軸線方向（挿入部２２の長手軸方向）に沿って凸湾曲状に等間隔で配列されることで構成されている。なお、超音波振動子アレイ５０は、複数の超音波振動子４８を二次元アレイ状に配置したものであってもよい。

Ｎ個の超音波振動子４８の各々は、圧電素子である単結晶振動子の両面に電極を配置することで構成されている。単結晶振動子としては、水晶、ニオブ酸リチウム、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）、亜鉛ニオブ酸鉛（ＰＺＮ）、インジウムニオブ酸鉛（ＰＩＮ）、チタン酸鉛（ＰＴ）、タンタル酸リチウム、ランガサイト、及び酸化亜鉛のいずれかが用いられる。電極は、複数の超音波振動子４８の各々に対して個別に設けられた個別電極（不図示）と、複数の超音波振動子４８に共通のグランド電極（不図示）とからなる。また、電極は、同軸ケーブル５６及びＦＰＣ６０を介して超音波用プロセッサ装置１４と電気的に接続される。

各超音波振動子４８には、パルス状の駆動電圧が、入力信号として超音波用プロセッサ装置１４から同軸ケーブル５６を通じて供給される。この駆動電圧が超音波振動子４８の電極に印加されると、圧電素子が伸縮して超音波振動子４８が駆動（振動）する。この結果、超音波振動子４８からパルス状の超音波が出力される。

また、各超音波振動子４８は、超音波の反射波（エコー）等を受信すると、これに伴って振動（駆動）し、各超音波振動子４８の圧電素子が電気信号を発生する。この電気信号は、受信信号として各超音波振動子４８から超音波用プロセッサ装置１４に向けて出力される。

本実施形態の超音波振動子ユニット４６は、前述したように、コンベックス型である。つまり、本実施形態では、超音波振動子ユニット４６が有するＮ個の超音波振動子４８をマルチプレクサ１４０などの電子スイッチで順次駆動させることで、超音波振動子アレイ５０が配された曲面に沿った走査範囲、例えば曲面の曲率中心から数十ｍｍ程度の範囲で超音波が走査される。

バッキング材層５４は、図３に示すように、超音波振動子アレイ５０を裏側（音響整合層７６とは反対側）から支持する。また、バッキング材層５４は、超音波振動子４８から発せられた超音波、若しくは観察対象部位にて反射された超音波（エコー）のうち、超音波振動子アレイ５０の裏側に伝播した超音波を減衰させる機能を有する。なお、バッキング材は、硬質ゴム等の剛性を有する材料からなり、超音波減衰材（フェライト及びセラミックス等）が適量添加されている。

音響整合層７６は、患者の人体と駆動対象振動子との間の音響インピーダンス整合をとるために設けられたものである。音響整合層７６は、超音波振動子アレイ５０（つまり、複数の超音波振動子４８）の外側に配置され、厳密には、図３に示すように超音波振動子アレイ５０の上に重ねられている。音響整合層７６が設けられていることにより、超音波の透過率を高めることが可能となる。音響整合層７６の材料としては、音響インピーダンスの値が超音波振動子４８の圧電素子に比して、より患者の人体のものの値に近い様々な有機材料を用いることができる。音響整合層７６の材料としては、具体的にはエポキシ系樹脂、シリコンゴム、ポリイミド及びポリエチレン等が挙げられる。

音響レンズ７８は、駆動対象振動子から発せられる超音波を観察対象部位に向けて収束させるためのものであり、図３に示すように音響整合層７６上に重ねられている。音響レンズ７８は、例えば、シリコン系樹脂（ミラブル型シリコンゴム（ＨＴＶゴム）、液状シリコンゴム（ＲＴＶゴム）等）、ブタジエン系樹脂、及びポリウレタン系樹脂等からなり、必要に応じて酸化チタン、アルミナ若しくはシリカ等の粉末が混合される。

ＦＰＣ６０は、各超音波振動子４８が備える電極と電気的に接続される。複数の同軸ケーブル５６の各々は、図３に示すように、その一端にてＦＰＣ６０に配線されている。超音波内視鏡１２が超音波用コネクタ３２ａを介して超音波用プロセッサ装置１４に接続されると、各同軸ケーブル５６は、その他端（ＦＰＣ６０側とは反対側）にて超音波用プロセッサ装置１４と電気的に接続される。

（内視鏡観察部）
内視鏡観察部３８は、内視鏡画像を取得するために設けられた部分であり、図２及び図３に示すように、挿入部２２の先端部４０において超音波観察部３６よりも基端側に配置されている。内視鏡観察部３８は、図２及び図３に示すように観察窓８２、対物レンズ８４、撮像素子８６、照明窓８８、洗浄ノズル９０、及び配線ケーブル９２等によって構成されている。

観察窓８２は、図３に示すように、挿入部２２の先端部４０において軸線方向（挿入部２２の長手軸方向）に対して斜めに傾けられた状態で取り付けられている。観察窓８２から入射されて観察対象隣接部位にて反射された光は、対物レンズ８４で撮像素子８６の撮像面に結像される。

撮像素子８６は、観察窓８２及び対物レンズ８４を透過して撮像面に結像された観察対象隣接部位の反射光を光電変換して、撮像信号を出力する。撮像素子８６としては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）、及びＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：相補形金属酸化膜半導体）等が利用可能である。撮像素子８６で出力された撮像画像信号は、挿入部２２から操作部２４まで延設された配線ケーブル９２を経由して、ユニバーサルコード２６により内視鏡用プロセッサ装置１６に伝送される。

照明窓８８は、図２に示すように観察窓８２の両脇位置に設けられている。照明窓８８には、ライトガイド（不図示）の出射端が接続されている。ライトガイドは、挿入部２２から操作部２４まで延設され、その入射端は、ユニバーサルコード２６を介して接続された光源装置１８に接続されている。光源装置１８で発せられた照明光は、ライトガイドを伝わり、照明窓８８から観察対象隣接部位に向けて照射される。

＜＜超音波用プロセッサ装置の構成＞＞
超音波用プロセッサ装置１４は、図４に示すように、マルチプレクサ１４０、受信回路１４２、送信回路１４４、Ａ／Ｄコンバータ１４６、画像処理部１４８、システム制御部１５２、及び表示制御部１５４を有する。

受信回路１４２及び送信回路１４４は、マルチプレクサ１４０を介して、超音波内視鏡１２の超音波振動子アレイ５０と電気的に接続する。マルチプレクサ１４０は、Ｎ個の超音波振動子４８の中から１つ又は複数を選択し、そのチャンネルを開口させる。

送信回路１４４は、超音波振動子ユニット４６から超音波を送信するために、マルチプレクサ１４０により選択された超音波振動子４８に対して超音波送信用の駆動電圧を供給する回路である。駆動電圧は、パルス状の電圧信号であり、ユニバーサルコード２６及び同軸ケーブル５６を介して駆動対象となる超音波振動子４８の電極に印加される。

受信回路１４２は、超音波（エコー）を受信した超音波振動子４８から出力される電気信号、すなわち受信信号を受信する回路である。また、受信回路１４２は、システム制御部１５２から送られてくる制御信号に従って、超音波振動子４８から受信した受信信号を増幅し、増幅後の信号をＡ／Ｄコンバータ１４６に引き渡す。Ａ／Ｄコンバータ１４６は、図４に示すように受信回路１４２と接続しており、受信回路１４２から受け取った受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、変換後のデジタル信号を画像処理部１４８に出力する。

画像処理部１４８は、図４に示すようにＡ／Ｄコンバータ１４６と接続しており、デジタルの受信信号に基づいて超音波画像を生成する。

表示制御部１５４は、図４に示すように、画像処理部１４８に接続されており、画像処理部１４８が生成した超音波画像の信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換（ラスター変換）し、画像信号に階調処理等の各種の必要な画像処理を施した後にモニタ２０に出力する。

システム制御部１５２は、超音波用プロセッサ装置１４の各部を制御するものであり、図４に示すように受信回路１４２、送信回路１４４、Ａ／Ｄコンバータ１４６、及び画像処理部１４８と接続しており、これらの機器を制御する。システム制御部１５２は、図４に示すように操作卓１００と接続しており、被検体の検査時には、操作卓１００にて入力された検査情報及び制御パラメータに従って超音波用プロセッサ装置１４各部を制御する。これにより、術者によって指定された超音波画像生成モードに応じた超音波画像が取得されるようになり、特にライブモード時には一定のフレームレートにて超音波画像が随時取得される。

システム制御部１５２は、プログラムを実行して処理を行う各種のプロセッサと、ＲＡＭ（Ｒａｍｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を含む。

本明細書における各種のプロセッサとしては、プログラムを実行して各種処理を行う汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｓｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＰＬＤ）、又はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。これら各種のプロセッサの構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。

システム制御部１５２は、各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせ又はＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。

システム制御部１５２は、超音波内視鏡１２が本体部に接続された状態における超音波内視鏡１２が未使用の期間の任意のタイミングにおいて、上述した故障予知処理を行う。

図５は、システム制御部１５２の機能ブロックを示す図である。システム制御部１５２のプロセッサは、超音波内視鏡装置の故障予知プログラムを実行することにより、異常検出部１５２Ａ、記憶制御部１５２Ｂ、故障予知部１５２Ｃ、及び報知制御部１５２Ｄとして機能する。これら機能ブロックによって、故障予知処理が実行される。本形態において、システム制御部１５２は、超音波内視鏡装置の故障予知システムを構成する。

異常検出部１５２Ａは、Ｎ個の超音波振動子４８のうちの１つを選択し、選択した超音波振動子４８から超音波を送信させ、その超音波の反射波を受信したその超音波振動子４８の受信信号を取得する処理を、選択する超音波振動子４８を順次切り替えながら全ての超音波振動子４８に対して行う。この処理によってＮ個の超音波振動子４８の各々から受信信号が取得される。異常検出部１５２Ａは、このようにして取得したＮ個の受信信号に基づいて、超音波内視鏡装置１０の異常を検出する。

本形態における超音波内視鏡装置１０の異常とは、超音波振動子４８が劣化している状態、超音波振動子４８と超音波用プロセッサ装置１４とを接続する導線が損傷している状態等のことをいう。

例えば、同軸ケーブル５６に断線が発生している場合には、断線ありの同軸ケーブル５６に接続された超音波振動子４８の受信信号は、断線なしの同軸ケーブル５６に接続された超音波振動子４８の受信信号と比較して変化する。具体的には、受信信号のレベルがピークに達してからそのレベルが所定値以下となるまでにかかる時間が、断線ありの同軸ケーブル５６においては、断線なしの同軸ケーブル５６よりも短くなる。したがって、この時間を見ることで、断線の有無を判断することができる。なお、異常検出部１５２Ａによる異常の検出方法は上記例に限らず、任意のものを採用することができる。

異常検出部１５２Ａは、上記のＮ個の受信信号の各々について異常の有無を判定し、異常ありと判定した回数（以下、異常発生数という）を、検出した異常の情報として出力する。超音波内視鏡装置１０では、超音波内視鏡１２として１つだけでなく、複数のものを取り替えて使用することができる。超音波内視鏡１２には、同一機種であっても個体差がある。また、機種毎にも超音波内視鏡１２の受信感度等の特性には差がある。そのため、異常検出部１５２Ａが異常ありと判断するための判断基準は、本体部に接続可能な全ての超音波内視鏡１２に共通ではなく、超音波内視鏡１２毎に個別に決められたものとすることが好ましい。

記憶制御部１５２Ｂは、異常検出部１５２Ａから出力された異常の情報を、時間情報と、本体部に接続されている超音波内視鏡１２の識別情報とに対応させて、システム制御部１５２内部のＲＯＭに記憶させる。時間情報とは、異常が検出された時点を示す情報であり、例えば、異常検出部１５２Ａから異常の情報が出力されたときの年月日及び時刻である。以下では、ＲＯＭに記憶される異常の情報とこれに対応する時間情報を総称して異常ログ情報という。

記憶制御部１５２Ｂは、超音波内視鏡１２が本体部に接続されたときに、その超音波内視鏡１２から識別情報を取得して、その超音波内視鏡１２の識別情報を認識すればよい。このように複数の超音波内視鏡１２が使用される場合には、異なる超音波内視鏡１２毎の異常ログ情報がＲＯＭに記憶されることになる。

故障予知部１５２Ｃは、記憶制御部１５２ＢによってＲＯＭに記憶された各識別情報に対応する複数の異常ログ情報に基づいて、超音波内視鏡装置１０の故障タイミングを予知する。

図６は、任意の識別情報に対応する異常ログ情報の一例を示すグラフである。図６において、横軸は異常ログ情報に含まれる時間情報を示し、縦軸は異常ログ情報に含まれる異常の情報（異常発生数）を示している。図６に示されている閾値ＴＨ２は、超音波内視鏡１２が故障していると判断することのできる異常発生数の下限値である。

超音波内視鏡装置１０では、超音波振動子４８の受信信号に異常が生じていても、超音波画像を生成する際に、この受信信号を、この超音波振動子４８の周囲の超音波振動子４８の受信信号によって補間するなどして補正が可能である。例えば、このような補正によって超音波画像の品質を確保できなくなるときの異常発生数を、閾値ＴＨ２として設定することができる。

故障予知部１５２Ｃは、例えば、異常ログ情報に基づく異常発生数にほとんど変化が見られないような場合（例えば、異常ログ情報から最小二乗法によって求めた近似直線の傾きの大きさが所定値以下となる場合）には、異常ログ情報に含まれる最も古い時間情報に基づく年月日に、超音波内視鏡１２に設定されている通常使用における耐用年数を足した年月日を、超音波内視鏡１２の故障が発生する故障タイミングとして判断する。

故障予知部１５２Ｃは、例えば、異常ログ情報に基づく異常発生数に大きな増加傾向が見られる場合（例えば上記の近似直線の傾きが所定値を超える場合）には、その増加傾向に基づいて、現時点までの使用頻度及び使い方を継続した場合に、異常発生数が将来的に閾値ＴＨ２に達する（超音波内視鏡１２が故障に至る）タイミング（図６中の故障タイミング）を判断する。

故障予知部１５２Ｃは、このようにして判断した超音波内視鏡１２の故障タイミングを予知結果として出力する。

図５に示す報知制御部１５２Ｄは、故障予知部１５２Ｃの予知結果に基づく報知処理を行う。報知制御部１５２Ｄは、例えば、予知結果が示す故障タイミングの所定期間前のタイミングをメンテナンス推奨タイミングとし、このメンテナンス推奨タイミングを示すメッセージをモニタ２０に表示させることで、メンテナンス推奨時期をユーザに報知する。メッセージの内容としては、故障タイミングそのものであってもよいし、故障までの残り期間を示すものであってもよい。

報知制御部１５２Ｄは、モニタ２０にメッセージを表示させる代わりに、超音波内視鏡装置１０に設けられる図示しないスピーカから上記メッセージを出力させてもよい。或いは、報知制御部１５２Ｄは、超音波内視鏡装置１０と接続された外部の電子機器に上記メッセージを送信させることで、メンテナンス推奨時期を超音波内視鏡装置１０の管理者又はユーザに報知させてもよい。

図７は、システム制御部１５２の故障予知処理の動作を説明するためのフローチャートである。まず、異常検出部１５２Ａは、Ｎ個の超音波振動子４８を順次駆動して、Ｎ個の超音波振動子４８の各々から順次超音波を送信させ、その超音波の反射波の受信信号を各超音波振動子４８から取得する（ステップＳ１）。

次に、異常検出部１５２Ａは、ステップＳ１にて取得したＮ個の受信信号の各々に基づいて、超音波内視鏡１２において発生している異常を検出し、異常発生数を異常の情報として出力する（ステップＳ２）。

次に、記憶制御部１５２Ｂは、異常検出部１５２Ａから出力された異常の情報を、現時点での時間情報と、本体部に接続されている超音波内視鏡１２の識別情報（以下、識別情報ＩＤ１という）とに対応させてＲＯＭに記憶させる（ステップＳ３）。

次に、故障予知部１５２Ｃは、ＲＯＭに記憶されている識別情報ＩＤ１に対応する全ての異常ログ情報（異常の情報及び時間情報）に基づいて、本体部に接続されている識別情報ＩＤ１を持つ超音波内視鏡１２の故障タイミングを予知する（ステップＳ４）。

ステップＳ４にて故障タイミングが予知されると、報知制御部１５２Ｄは、この予知結果に基づく報知処理を行う（ステップＳ５）。以上の一連の処理が、例えば、超音波内視鏡１２が本体部に接続される毎に行われる。そして、ＲＯＭに記憶される異常ログ情報が増えていくことで、故障タイミングの予知精度も向上されていくことになる。

以上のように、超音波内視鏡装置１０によれば、超音波内視鏡１２の超音波振動子４８の受信信号に基づいて検出された異常発生数の履歴に基づいて、超音波内視鏡１２の故障タイミングを予知することができる。このように、故障タイミングが予知できることで、適切なメンテナンス時期をユーザに提案することができる。その結果、例えば故障が生じる前でのメンテナンスの実施が期待でき、超音波内視鏡１２の寿命を延ばすことが可能になる。また、異常発生数が増加していないような場合には、メンテナンス時期を先延ばしにすることができ、メンテナンス回数を減らして、超音波内視鏡１２が使用できなくなる時間を減らすことができる。

本形態において、異常検出部１５２Ａは、異常発生数を異常の情報として出力するものとした。この変形として、異常検出部１５２Ａは、Ｎに占める異常発生数の割合である異常発生率、又は、Ｎに占める（Ｎ−異常発生数）の割合である異常非発生率を算出し、これらを異常の情報として出力してもよい。この場合、故障予知部１５２Ｃは、異常発生率が増加傾向にあれば、その増加傾向に基づいて故障タイミングを予知することができる。また、故障予知部１５２Ｃは、異常非発生率が低下傾向にあれば、その低下傾向に基づいて故障タイミングを予知することができる。

なお、システム制御部１５２の異常検出部１５２Ａ、記憶制御部１５２Ｂ，故障予知部１５２Ｃ、及び報知制御部１５２Ｄは、内視鏡用プロセッサ装置１６に含まれるプロセッサに持たせた構成としてもよい。この構成においては、内視鏡用プロセッサ装置１６に含まれるプロセッサによって超音波内視鏡装置の故障予知システムが構成される。

または、システム制御部１５２の機能ブロックのうち故障予知部１５２Ｃ及び報知制御部１５２Ｄについては、超音波内視鏡装置１０に接続可能な外部サーバ等の外部装置に含まれるプロセッサに持たせた構成としてもよい。この構成においては、システム制御部１５２の記憶制御部１５２Ｂが異常ログ情報と識別情報を外部装置に送信し、外部装置内のデータベースにこれらを記憶させればよい。

これにより、外部装置のプロセッサは、このデータベースに記憶された異常ログ情報に基づいて、識別情報にて特定される超音波内視鏡１２毎に、故障タイミングの予知を行うことができる。また、この構成によれば、大きな病院等のように、１つの超音波内視鏡１２を複数台の超音波内視鏡装置１０にて使用するケースにも対応可能となる。この構成においては、超音波用プロセッサ装置１４のシステム制御部１５２と外部装置のプロセッサとによって、超音波内視鏡装置の故障予知システムが構成される。

以下、超音波内視鏡装置１０の変形例について説明する。

（第一変形例）
図８は、第一変形例の超音波内視鏡装置１０におけるシステム制御部１５２の機能ブロックを示す図である。図８に示すシステム制御部１５２のプロセッサは、超音波内視鏡装置の故障予知プログラムを実行することにより、異常検出部１５２ａ、記憶制御部１５２ｂ、故障予知部１５２ｃ、及び報知制御部１５２ｄとして機能する。これら機能ブロックによって、故障予知処理が実行される。第一変形例において、システム制御部１５２は、超音波内視鏡装置の故障予知システムを構成する。

異常検出部１５２ａは、Ｎ個の超音波振動子４８の各々を、超音波を送信させない状態に制御し、その状態にて、Ｎ個の超音波振動子４８を１つずつ選択し、選択した超音波振動子４８の受信信号を取得する処理を行う。この処理は、ライブモード等において１フレーム分の超音波画像を取得する際における超音波振動子ユニット４６の制御シーケンスにおいて、各超音波振動子４８を駆動させる期間とその後の受信信号の出力期間とのうち前者の期間を、各超音波振動子４８を非駆動の期間に置き換えたものとなっている。そして、この処理においては、この非駆動の期間と、その後の出力期間とを合わせた期間において超音波振動子４８から出力される受信信号が取得される。異常検出部１５２ａは、このようにして各超音波振動子４８から取得したＮ個の受信信号に基づいて、超音波内視鏡装置１０の異常を検出する。

第一変形例の超音波内視鏡装置１０の異常とは、超音波内視鏡１２に含まれる機器の異常、超音波内視鏡装置１０の本体部における電源等の機器の異常等の様々な要因によって生じる受信信号へのノイズの混入のことをいう。

図９は、超音波非送信時において取得される受信信号の一例を示す図である。図９に示すように、異常検出部１５２ａが上記処理を行うことで、この処理の開始後、期間Ｔ１、期間Ｔ２、期間Ｔ３、・・・の順に、受信信号が取得される。なお、この各受信信号の出力期間の長さは、超音波画像を生成するための上記の制御シーケンスにおける各超音波振動子４８の駆動期間とその後の受信信号の出力期間とを合わせた長さと同じである。超音波内視鏡装置１０に異常が発生していない場合には、図９に示すように、Ｎ個の受信信号はそれぞれ低いレベルで安定した状態となる。

しかし、超音波内視鏡装置１０に異常が発生している場合には、図１０に示すように、予め決められた閾値ＴＨ３を超えるレベルのノイズ信号ＳＧが受信信号に含まれる状態が発生することになる。

異常検出部１５２ａは、超音波非送信の状態にて取得したＮ個の受信信号のそれぞれに対し、閾値ＴＨ３を超えるノイズ信号ＳＧを含むか否かを判定し、ノイズ信号ＳＧを含むと判定した受信信号の数を異常発生数とし、この異常発生数の情報を、検出した異常の情報として出力する。閾値ＴＨ３は第一閾値を構成する。

なお、閾値ＴＨ３は、本体部に接続可能な全ての超音波内視鏡１２に共通ではなく、超音波内視鏡１２毎に個別に決められたものとすることが好ましい。

図８に示す記憶制御部１５２ｂは、異常検出部１５２ａから出力された異常の情報を、時間情報と、本体部に接続されている超音波内視鏡１２の識別情報とに対応させて、システム制御部１５２内部のＲＯＭに記憶させる。時間情報とは、異常検出部１５２ａによって異常が検出された時点を示す情報であり、例えば、異常検出部１５２ａから異常の情報が出力されたときの年月日及び時刻である。本変形例においても、ＲＯＭに記憶された異常の情報とこれに対応する時間情報を総称して異常ログ情報という。

図８に示す記憶制御部１５２ｂは、超音波内視鏡１２が本体部に接続されたときにその超音波内視鏡１２から識別情報を取得して、その超音波内視鏡１２の識別情報を認識すればよい。このように複数の超音波内視鏡１２が使用される場合には、異なる超音波内視鏡１２毎の異常ログ情報がＲＯＭに記憶されることになる。

図８に示す故障予知部１５２ｃは、記憶制御部１５２ｂによってＲＯＭに記憶された各識別情報に対応する複数の異常ログ情報に基づいて、超音波内視鏡装置１０の故障タイミングを予知する。

図１１は、任意の識別情報に対応する異常ログ情報の一例を示すグラフである。図１１において、横軸は異常ログ情報に含まれる時間情報を示し、縦軸は異常ログ情報に含まれる異常の情報（異常発生数）を示している。図１１に示されている閾値ＴＨ４は、超音波内視鏡装置１０が故障していると判断することのできる異常発生数の下限値である。

超音波内視鏡装置１０では、超音波振動子４８の受信信号にノイズが混入しても、超音波画像を生成する際に、このノイズを除去するノイズ除去が可能である。例えば、このようなノイズ除去によって超音波画像の品質を確保できなくなるときの異常発生数を閾値ＴＨ４として設定することができる。

故障予知部１５２ｃは、例えば、異常ログ情報に基づく異常発生数にほとんど変化が見られないような場合（例えば、異常ログ情報から最小二乗法によって求めた異常発生数の近似直線の傾きが所定値以下の場合）には、異常ログ情報に含まれる最も古い時間情報に基づく年月日に、超音波内視鏡１２に設定されている通常使用における耐用年数を足した年月日を、超音波内視鏡１２の故障が発生する故障タイミングとして判断する。また、故障予知部１５２ｃは、超音波内視鏡装置１０に対して予め決められていた通常使用における累計使用可能時間（メンテナンスが必要となるまでに使うことのできる時間）から超音波内視鏡装置１０の現時点での累計使用時間を減算した時間を、現時点に加算したタイミングを、超音波内視鏡装置１０の本体部の故障が発生する故障タイミングとして判断する。

故障予知部１５２ｃは、例えば、異常ログ情報に基づく異常発生数に大きな増加傾向が見られる場合（例えば上記の近似直線の傾きが所定値を超える場合）には、その増加傾向に基づいて、現時点までの使用頻度及び使い方を継続した場合に、異常発生数が将来的に閾値ＴＨ４に達する（超音波内視鏡装置１０が故障に至る）タイミング（図１１中の故障タイミング）を判断する。

故障予知部１５２ｃは、このようにして判断した超音波内視鏡装置１０の故障タイミングを予知結果として出力する。

図８に示す報知制御部１５２ｄは、故障予知部１５２ｃの予知結果に基づく報知処理を行う。報知制御部１５２ｄは、例えば、予知結果が示す故障タイミングの所定期間前のタイミングをメンテナンス推奨タイミングとし、このメンテナンス推奨タイミングを示すメッセージをモニタ２０に表示させることで、超音波内視鏡装置１０のメンテナンス推奨時期をユーザに報知する。メッセージの内容としては、故障タイミングそのものであってもよいし、故障までの残り期間を示すものであってもよい。報知制御部１５２ｄは、モニタ２０にメッセージを表示させる代わりに、超音波内視鏡装置１０に設けられる図示しないスピーカから上記メッセージを出力させてもよい。或いは、報知制御部１５２ｄは、超音波内視鏡装置１０と接続された外部の電子機器に上記メッセージを送信させることで、メンテナンス推奨時期を超音波内視鏡装置１０の管理者又はユーザに報知させてもよい。

図１２は、図８に示すシステム制御部１５２の故障予知処理の動作を説明するためのフローチャートである。まず、異常検出部１５２ａは、Ｎ個の超音波振動子４８を超音波非送信の状態に制御し、Ｎ個の超音波振動子４８の各々から受信信号を順次取得する（ステップＳ１１）。

次に、異常検出部１５２ａは、ステップＳ１１にて取得したＮ個の受信信号の各々に基づいて、超音波内視鏡装置１０において発生している異常を検出し、異常発生数を異常の情報として出力する（ステップＳ１２）。

次に、記憶制御部１５２ｂは、異常検出部１５２ａから出力された異常の情報を、現時点での時間情報と、本体部に接続されている超音波内視鏡１２の識別情報（以下、識別情報ＩＤ２という）とに対応させてＲＯＭに記憶させる（ステップＳ１３）。

次に、故障予知部１５２ｃは、ＲＯＭに記憶されている識別情報ＩＤ２に対応する全ての異常ログ情報（異常の情報及び時間情報）に基づいて、超音波内視鏡装置１０の故障タイミングを予知する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４にて故障タイミングが予知されると、報知制御部１５２ｄは、この予知結果に基づく報知処理を行う（ステップＳ１５）。以上の一連の処理が、例えば、超音波内視鏡１２が本体部に接続される毎に行われる。そして、ＲＯＭに記憶される異常ログ情報が増えていくことで、故障タイミングの予知精度も向上されていくことになる。

以上のように、第一変形例の超音波内視鏡装置１０によれば、超音波内視鏡１２の超音波振動子４８の受信信号に基づいて検出された異常発生数の履歴に基づいて、超音波内視鏡装置１０の故障タイミングを予知することができる。このように、故障タイミングが予知できることで、適切なメンテナンス時期をユーザに提案することができる。その結果、例えば故障が生じる前でのメンテナンスの実施が期待でき、超音波内視鏡装置１０の寿命を延ばすことが可能になる。また、異常発生数が増加していないような場合には、メンテナンス時期を先延ばしにすることができ、メンテナンス回数を減らして、超音波内視鏡１２又は本体部が使用できなくなる時間を減らすことができる。

第一変形例において、異常検出部１５２ａは、超音波非送信の状態にてＮ個の超音波振動子４８の各々から受信信号を取得するものとしたが、これに限らない。異常検出部１５２ａは、超音波非送信の状態にてＮ個の超音波振動子４８のうちの少なくとも２つの超音波振動子４８から受信信号を取得し、取得した受信信号に基づいて異常を判定すればよい。この場合でも、異常の情報の履歴によって、異常発生数が増加傾向にあるかどうかを判断することはできる。このため、故障タイミングの予知は可能である。

また、第一変形例において、異常検出部１５２ａは、Ｎ個の受信信号のうち、閾値ＴＨ３を超えるレベルの信号を含む受信信号の数（第一の数）を異常の情報として出力するものとした。この変形として、異常検出部１５２ａは、Ｎに占める第一の数の割合である異常発生率、又は、Ｎに占める（Ｎ−（第一の数））の割合である異常非発生率を算出し、これらを異常の情報として出力してもよい。この場合、故障予知部１５２ｃは、異常発生率が増加傾向にあれば、その増加傾向に基づいて故障タイミングを予知することができる。また、故障予知部１５２ｃは、異常非発生率が低下傾向にあれば、その低下傾向に基づいて故障タイミングを予知することができる。

（第二変形例）
第二変形例の超音波内視鏡装置１０におけるシステム制御部１５２の機能ブロックは、図８と同じであるが、異常検出部１５２ａと故障予知部１５２ｃの機能が一部異なる。第二変形例においても、システム制御部１５２が超音波内視鏡装置の故障予知システムを構成する。

第二の変形例における異常検出部１５２ａは、第一変形例にて説明したようにして取得した超音波非送信状態におけるＮ個の受信信号に基づいて超音波内視鏡装置１０の異常を検出する点では共通するが、異常の判定方法が異なる。

図１３は、超音波非送信時において取得される受信信号の一例を示す図である。超音波内視鏡装置１０の異常の要因によっては、受信信号に全体的にノイズが重畳し、図１３に示すように、受信信号の平均レベルが図９の状態と比較して上昇する場合がある。そして、この平均レベルがあまりに高くなる（例えば予め決められた閾値ＴＨ５に達する）と、超音波画像の品質を維持できない可能性がある。そこで、第二の変形例における異常検出部１５２ａは、Ｎ個の受信信号の平均レベルを算出し、この平均レベルが予め決められた閾値ＴＨ６（ただし、閾値ＴＨ５よりも小さい値）を超える場合には、異常有りと判定し、この平均レベルが閾値ＴＨ６以下の場合には異常なしと判定する。

そして、異常検出部１５２ａは、異常ありと判定した場合に、Ｎ個の受信信号の平均レベルを、異常の情報として出力する。閾値ＴＨ６は第二閾値を構成する。なお、閾値ＴＨ６は、本体部に接続可能な全ての超音波内視鏡１２に共通ではなく、超音波内視鏡１２毎に個別に決められたものとすることが好ましい。

第二変形例における故障予知部１５２ｃは、記憶制御部１５２ｂによってＲＯＭに記憶された各識別情報に対応する複数の異常ログ情報に基づいて、超音波内視鏡装置１０の故障の発生を予知する。

図１４は、任意の識別情報に対応する異常ログ情報の一例を示すグラフである。図１４において、横軸は異常ログ情報に含まれる時間情報を示し、縦軸は異常ログ情報に含まれる異常の情報（Ｎ個の受信信号の平均レベル）を示している。図１４に示されている閾値ＴＨ５は、超音波内視鏡装置１０が故障していると判断することのできる平均レベルの下限値である。

第二変形例における故障予知部１５２ｃは、例えば、異常ログ情報に基づく平均レベルにほとんど変化が見られないような場合（例えば、異常ログ情報から最小二乗法によって求めた平均レベルの近似直線の傾きが所定値以下の場合）には、異常ログ情報に含まれる最も古い時間情報に基づく年月日に、超音波内視鏡１２に設定されている通常使用における耐用年数を足した年月日を、超音波内視鏡１２の故障が発生する故障タイミングとして判断する。また、故障予知部１５２ｃは、超音波内視鏡装置１０に対して予め決められていた通常使用における累計使用可能時間（メンテナンスが必要となるまでに使うことのできる時間）から超音波内視鏡装置１０の現時点での累計使用時間を減算した時間を、現時点に加算したタイミングを、超音波内視鏡装置１０の本体部の故障が発生する故障タイミングとして判断する。

また、故障予知部１５２ｃは、例えば、異常ログ情報に基づく平均レベルに大きな増加傾向が見られる場合（例えば上記の近似直線の傾きが所定値を超える場合）には、その増加傾向に基づいて、現時点までの使用頻度及び使い方を継続した場合に、平均レベルが将来的に閾値ＴＨ５に達する（超音波内視鏡装置１０が故障に至る）タイミング（図１４中の故障タイミング）を判断する。

故障予知部１５２ｃは、このようにして判断した超音波内視鏡装置１０の故障タイミングを予知結果として出力する。

図１５は、第二変形例の超音波内視鏡装置１０におけるシステム制御部１５２の故障予知処理を説明するためのフローチャートである。まず、異常検出部１５２ａは、Ｎ個の超音波振動子４８を超音波非送信の状態に制御し、Ｎ個の超音波振動子４８の各々から受信信号を順次取得する（ステップＳ２１）。

次に、異常検出部１５２ａは、ステップＳ２１にて取得したＮ個の受信信号の平均レベルに基づいて、超音波内視鏡装置１０において発生している異常を検出し、異常ありと判定した場合に、Ｎ個の受信信号の平均レベルを異常の情報として出力する（ステップＳ２２）。

次に、記憶制御部１５２ｂは、異常検出部１５２ａから出力された異常の情報を、現時点での時間情報と、本体部に接続されている超音波内視鏡１２の識別情報（以下、識別情報ＩＤ３という）とに対応させてＲＯＭに記憶させる（ステップＳ２３）。

次に、故障予知部１５２ｃは、ＲＯＭに記憶されている識別情報ＩＤ３に対応する全ての異常ログ情報（異常の情報及び時間情報）に基づいて、超音波内視鏡装置１０の故障タイミングを予知する（ステップＳ２４）。

ステップＳ２４にて故障タイミングが予知されると、報知制御部１５２ｄは、この予知結果に基づく報知処理を行う（ステップＳ２５）。以上の一連の処理が、例えば、超音波内視鏡１２が本体部に接続される毎に行われる。そして、ＲＯＭに記憶される異常ログ情報が増えていくことで、故障タイミングの予知精度も向上されていくことになる。

以上のように、第二変形例の超音波内視鏡装置１０によれば、超音波内視鏡１２の超音波振動子４８の受信信号の平均レベルの履歴に基づいて、超音波内視鏡装置１０の故障タイミングを予知することができる。このように、故障タイミングが予知できることで、適切なメンテナンス時期をユーザに提案することができる。その結果、例えば故障が生じる前のメンテナンスの実施が期待でき、超音波内視鏡装置１０の寿命を延ばすことが可能になる。また、受信信号の平均レベルが増加していないような場合には、メンテナンス時期を先延ばしにすることができ、メンテナンス回数を減らして、超音波内視鏡１２又は本体部が使用できなくなる時間を減らすことができる。

第二変形例において、異常検出部１５２ａは、超音波非送信の状態にてＮ個の超音波振動子４８の各々から受信信号を取得するものとしたが、これに限らない。異常検出部１５２ａは、超音波非送信の状態にてＮ個の超音波振動子４８のうちの少なくとも１つの超音波振動子４８から受信信号を取得し、取得した受信信号の平均レベルの大小に基づいて異常を判定すればよい。この場合でも、異常の情報の履歴によって、受信信号に全体的に重畳するノイズが増加傾向にあるかどうかを判断することはできる。このため、故障タイミングの予知は可能である。

第一変形例と第二変形例におけるシステム制御部１５２の各機能ブロックは、内視鏡用プロセッサ装置１６に含まれるプロセッサに持たせた構成としてもよい。または、システム制御部１５２の機能ブロックのうち故障予知部１５２ｃ及び報知制御部１５２ｄについては、超音波内視鏡装置１０に接続可能な外部サーバ等の外部装置に含まれるプロセッサに持たせた構成としてもよい。

以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。

（１）
超音波内視鏡の超音波振動子の受信信号を取得し、上記受信信号に基づいて、上記超音波内視鏡を含む超音波内視鏡装置の異常を検出する異常検出部と、
上記異常検出部により検出された異常の情報を時間情報と対応させて記憶させる記憶制御部と、
上記記憶制御部によって記憶された複数の上記異常の情報とその情報に対応する上記時間情報とに基づいて、上記超音波内視鏡装置の故障タイミングを予知する故障予知部と、を備える超音波内視鏡装置の故障予知システム。

（２）
（１）記載の超音波内視鏡装置の故障予知システムであって、
上記異常検出部は、上記超音波振動子から超音波が非送信の状態においてその超音波振動子の上記受信信号を取得し、その受信信号に基づいて上記異常を検出する超音波内視鏡装置の故障予知システム。

（３）
（２）記載の超音波内視鏡装置の故障予知システムであって、
上記異常検出部は、上記超音波内視鏡に含まれる複数の上記超音波振動子の各々の上記受信信号を取得し、予め決められた第一閾値を超えるレベルの信号を含む上記受信信号が存在する場合に上記異常が有りと判定し、上記異常の情報として、上記第一閾値を超えるレベルの上記信号を含む上記受信信号の第一の数、上記複数の上記超音波振動子の第二の数に占める上記第一の数の割合、又は上記第二の数に占める上記第二の数から上記第一の数を減算した数の割合を出力する超音波内視鏡装置の故障予知システム。

（４）
（２）記載の超音波内視鏡装置の故障予知システムであって、
上記異常検出部は、上記受信信号の平均レベルが予め決められた第二閾値を超える場合に上記異常が有りと判定し、その平均レベルを上記異常の情報として出力する超音波内視鏡装置の故障予知システム。

（５）
（１）記載の超音波内視鏡装置の故障予知システムであって、
上記異常検出部は、上記超音波内視鏡に含まれる全ての上記超音波振動子から送信された超音波の反射波を受けたその超音波振動子の上記受信信号を取得し、その受信信号に基づいて上記超音波内視鏡の異常を検出する超音波内視鏡装置の故障予知システム。

（６）
（１）から（５）のいずれか１つに記載の超音波内視鏡装置の故障予知システムであって、
上記異常検出部は、上記超音波内視鏡が未使用の期間において上記異常の検出を行う超音波内視鏡装置の故障予知システム。

（７）
（１）から（６）のいずれか１つに記載の超音波内視鏡装置の故障予知システムであって、
上記記憶制御部は、更に、上記異常の情報を、上記超音波内視鏡の識別情報に対応させて記憶させ、
上記故障予知部は、上記識別情報に対応する上記異常の情報及び上記時間情報に基づいて、その識別情報にて特定される上記超音波内視鏡の故障タイミングを予知する超音波内視鏡装置の故障予知システム。

（８）
（１）から（７）のいずれか１つに記載の超音波内視鏡装置の故障予知システムであって、
上記故障予知部の予知結果に基づく報知処理を行う報知制御部を備える超音波内視鏡装置の故障予知システム。

（９）
（１）から（８）のいずれか１つに記載の超音波内視鏡装置の故障予知システムであって、
上記異常検出部、上記記憶制御部、及び上記故障予知部は、上記超音波内視鏡装置の本体部に設けられる超音波内視鏡装置の故障予知システム。

（１０）
（１）から（８）のいずれか１つに記載の超音波内視鏡装置の故障予知システムであって、
上記異常検出部及び上記記憶制御部は、上記超音波内視鏡装置の本体部に設けられ、
上記故障予知部は、上記超音波内視鏡装置に接続可能な外部装置に設けられる超音波内視鏡装置の故障予知システム。

（１１）
超音波内視鏡の超音波振動子の受信信号を取得し、上記受信信号に基づいて、上記超音波内視鏡を含む超音波内視鏡装置の異常を検出する異常検出ステップと、
上記異常検出ステップにより検出された異常の情報を時間情報と対応させて記憶させる記憶制御ステップと、
上記記憶制御ステップによって記憶された複数の上記異常の情報とその情報に対応する上記時間情報とに基づいて、上記超音波内視鏡装置の故障タイミングを予知する故障予知ステップと、を備える超音波内視鏡装置の故障予知方法。

（１２）
超音波内視鏡の超音波振動子の受信信号を取得し、上記受信信号に基づいて、上記超音波内視鏡を含む超音波内視鏡装置の異常を検出する異常検出ステップと、
上記異常検出ステップにより検出された異常の情報を時間情報と対応させて記憶させる記憶制御ステップと、
上記記憶制御ステップによって記憶された複数の上記異常の情報とその情報に対応する上記時間情報とに基づいて、上記超音波内視鏡装置の故障タイミングを予知する故障予知ステップと、をコンピュータに実行させるための超音波内視鏡装置の故障予知プログラム。

１０ 超音波内視鏡装置
１２ 超音波内視鏡
１４ 超音波用プロセッサ装置
１６ 内視鏡用プロセッサ装置
１８ 光源装置
２０ モニタ
２１ａ 送水タンク
２１ｂ 吸引ポンプ
２１ｃ 送気ポンプ
２２ 挿入部
２４ 操作部
２６ ユニバーサルコード
２８ａ 送気送水ボタン
２８ｂ 吸引ボタン
３０ 処置具挿入口
３２ａ 超音波用コネクタ
３２ｂ 内視鏡用コネクタ
３２ｃ 光源用コネクタ
３６ 超音波観察部
３７ バルーン
３８ 内視鏡観察部
４０ 先端部
４２ 湾曲部
４３ 軟性部
４４ 処置具導出口
４５ 処置具チャンネル
４６ 超音波振動子ユニット
４７ 送水口
４８ 超音波振動子
５０ 超音波振動子アレイ
５４ バッキング材層
５６ 同軸ケーブル
６０ ＦＰＣ
７６ 音響整合層
７８ 音響レンズ
８２ 観察窓
８４ 対物レンズ
８６ 撮像素子
８８ 照明窓
１００ 操作卓
１４０ マルチプレクサ
１４２ 受信回路
１４４ 送信回路
１４６ Ａ／Ｄコンバータ
１４８ 画像処理部
１５２ システム制御部
１５２Ａ 異常検出部
１５２ａ 異常検出部
１５２Ｂ 記憶制御部
１５２ｂ 記憶制御部
１５２Ｃ 故障予知部
１５２ｃ 故障予知部
１５２Ｄ 報知制御部
１５２ｄ 報知制御部
ＳＧ ノイズ信号

Claims (12)

1. 超音波内視鏡の超音波振動子の受信信号を取得し、前記受信信号に基づいて、前記超音波内視鏡を含む超音波内視鏡装置の異常を検出する異常検出部と、
   前記異常検出部により検出された異常の情報を時間情報と対応させて記憶させる記憶制御部と、
   前記記憶制御部によって記憶された複数の前記異常の情報と当該情報に対応する前記時間情報とに基づいて、前記超音波内視鏡装置の故障タイミングを予知する故障予知部と、を備える超音波内視鏡装置の故障予知システム。
2. 請求項１記載の超音波内視鏡装置の故障予知システムであって、
   前記異常検出部は、前記超音波振動子から超音波が非送信の状態において当該超音波振動子の前記受信信号を取得し、当該受信信号に基づいて前記異常を検出する超音波内視鏡装置の故障予知システム。
3. 請求項２記載の超音波内視鏡装置の故障予知システムであって、
   前記異常検出部は、前記超音波内視鏡に含まれる複数の前記超音波振動子の各々の前記受信信号を取得し、予め決められた第一閾値を超えるレベルの信号を含む前記受信信号が存在する場合に前記異常が有りと判定し、前記異常の情報として、前記第一閾値を超えるレベルの前記信号を含む前記受信信号の第一の数、前記複数の前記超音波振動子の第二の数に占める前記第一の数の割合、又は前記第二の数に占める前記第二の数から前記第一の数を減算した数の割合を出力する超音波内視鏡装置の故障予知システム。
4. 請求項２記載の超音波内視鏡装置の故障予知システムであって、
   前記異常検出部は、前記受信信号の平均レベルが予め決められた第二閾値を超える場合に前記異常が有りと判定し、当該平均レベルを前記異常の情報として出力する超音波内視鏡装置の故障予知システム。
5. 請求項１記載の超音波内視鏡装置の故障予知システムであって、
   前記異常検出部は、前記超音波内視鏡に含まれる全ての前記超音波振動子から送信された超音波の反射波を受けた当該超音波振動子の前記受信信号を取得し、当該受信信号に基づいて前記超音波内視鏡の異常を検出する超音波内視鏡装置の故障予知システム。
6. 請求項１から５のいずれか１項記載の超音波内視鏡装置の故障予知システムであって、
   前記異常検出部は、前記超音波内視鏡が未使用の期間において前記異常の検出を行う超音波内視鏡装置の故障予知システム。
7. 請求項１から６のいずれか１項記載の超音波内視鏡装置の故障予知システムであって、
   前記記憶制御部は、更に、前記異常の情報を、前記超音波内視鏡の識別情報に対応させて記憶させ、
   前記故障予知部は、前記識別情報に対応する前記異常の情報及び前記時間情報に基づいて、当該識別情報にて特定される前記超音波内視鏡の故障タイミングを予知する超音波内視鏡装置の故障予知システム。
8. 請求項１から７のいずれか１項記載の超音波内視鏡装置の故障予知システムであって、
   前記故障予知部の予知結果に基づく報知処理を行う報知制御部を備える超音波内視鏡装置の故障予知システム。
9. 請求項１から８のいずれか１項記載の超音波内視鏡装置の故障予知システムであって、
   前記異常検出部、前記記憶制御部、及び前記故障予知部は、前記超音波内視鏡装置の本体部に設けられる超音波内視鏡装置の故障予知システム。
10. 請求項１から８のいずれか１項記載の超音波内視鏡装置の故障予知システムであって、
    前記異常検出部及び前記記憶制御部は、前記超音波内視鏡装置の本体部に設けられ、
    前記故障予知部は、前記超音波内視鏡装置に接続可能な外部装置に設けられる超音波内視鏡装置の故障予知システム。
11. 超音波内視鏡の超音波振動子の受信信号を取得し、前記受信信号に基づいて、前記超音波内視鏡を含む超音波内視鏡装置の異常を検出する異常検出ステップと、
    前記異常検出ステップにより検出された異常の情報を時間情報と対応させて記憶させる記憶制御ステップと、
    前記記憶制御ステップによって記憶された複数の前記異常の情報と当該情報に対応する前記時間情報とに基づいて、前記超音波内視鏡装置の故障タイミングを予知する故障予知ステップと、を備える超音波内視鏡装置の故障予知方法。
12. 超音波内視鏡の超音波振動子の受信信号を取得し、前記受信信号に基づいて、前記超音波内視鏡を含む超音波内視鏡装置の異常を検出する異常検出ステップと、
    前記異常検出ステップにより検出された異常の情報を時間情報と対応させて記憶させる記憶制御ステップと、
    前記記憶制御ステップによって記憶された複数の前記異常の情報と当該情報に対応する前記時間情報とに基づいて、前記超音波内視鏡装置の故障タイミングを予知する故障予知ステップと、をコンピュータに実行させるための超音波内視鏡装置の故障予知プログラム。

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