WO2019193945A1 - 超音波プローブ、超音波プローブの制御方法および超音波プローブ検査システム - Google Patents

超音波プローブ、超音波プローブの制御方法および超音波プローブ検査システム Download PDF

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ultrasonic probe
ultrasonic
light
probe
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浩史 村上
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富士フイルム株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic probe and an ultrasonic probe control method, and more particularly to an ultrasonic probe and an ultrasonic probe control method that facilitate manufacturing and inspection.
  • the invention also relates to an ultrasonic probe inspection system.
  • this type of ultrasonic diagnostic apparatus has an ultrasonic probe with a built-in transducer array and an apparatus main body connected to the ultrasonic probe, and ultrasonic waves are directed toward the subject from the ultrasonic probe.
  • the ultrasonic echo from the subject is received by the ultrasonic probe, and the received signal is electrically processed by the apparatus main body, thereby generating an ultrasonic image.
  • an ultrasonic wave is intended to improve the operability and mobility of an ultrasonic probe by connecting the ultrasonic probe and the apparatus main body by wireless communication.
  • Diagnostic devices have been developed.
  • a reception signal output from the transducer array of the ultrasonic probe is transmitted to the apparatus body by wireless communication, or a signal processing circuit is built in the ultrasonic probe.
  • the reception signal output from the transducer array is digitally processed in the ultrasonic probe and then transmitted to the apparatus main body by wireless communication, so that an ultrasonic image is generated in the apparatus main body.
  • an acoustic measurement inspection is performed on ultrasonic waves emitted from a transducer array of an ultrasonic probe.
  • a hydrophone that is a transducer dedicated to reception is placed in a water tank, and the ultrasonic probe is placed so that the acoustic lens of the manufactured ultrasonic probe is immersed in the water of the water tank above the hydrophone.
  • the ultrasonic wave is transmitted from the transducer array of the ultrasonic probe toward the hydrophone and is received by the hydrophone.
  • the acoustic signal is sampled by the hydrophone in accordance with the transmission timing of the ultrasonic wave and the electronic scan timing in the ultrasonic probe, and the acoustic intensity from the output of the hydrophone by the inspection device connected to the hydrophone, Sound power and the like are calculated. For this reason, it is necessary to establish synchronization between the ultrasonic probe and the inspection apparatus for the acoustic measurement inspection.
  • the ultrasonic probe is a wired ultrasonic diagnostic apparatus connected to the apparatus main body via a communication cable
  • the ultrasonic probe and the inspection apparatus can be synchronized via the communication cable.
  • the wireless ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in Patent Document 1 there is no communication cable drawn from the ultrasonic probe.
  • the ultrasonic probe is required to be waterproof, the ultrasonic probe is desired to have a sealed structure, and it is difficult to pull out a signal cable from the ultrasonic probe.
  • it is possible to synchronize the ultrasonic probe and the inspection apparatus by transmitting and receiving a synchronization signal by wireless communication.
  • an ultrasonic diagnostic apparatus that is likely to occur and generally has a scanning line period of about 100 microseconds, there is a problem that it is difficult to perform synchronization with sufficient accuracy for an acoustic measurement test.
  • the present invention has been made to solve such a conventional problem, and can be synchronized with an inspection apparatus with excellent accuracy without pulling out a signal cable while being a wireless ultrasonic probe. It is an object to provide an ultrasonic probe that can be used and a method for controlling the ultrasonic probe. Another object of the present invention is to provide an ultrasonic probe inspection system that performs manufacturing inspection using such an ultrasonic probe.
  • an ultrasonic probe is a wireless ultrasonic probe, and includes a housing, a transducer array housed in the housing, and a transducer housed in the housing.
  • a transmission / reception unit that transmits ultrasonic waves from the array and generates a sound ray signal based on a reception signal acquired by the transducer array, and image information based on the sound ray signal that is housed in the housing and generated by the transmission / reception unit
  • An image information data generation unit that generates data, a wireless communication unit that is housed in the housing and wirelessly transmits image information data generated by the image information data generation unit, and is housed in the housing and is directed to the outside of the housing
  • a light emitting unit that emits light
  • a light emission control unit that is housed in the housing and emits light from the light emitting unit in synchronization with the transmission timing of the ultrasonic wave by the transmission / reception unit during manufacturing inspection.
  • the light emitting unit can emit light having an invisible wavelength.
  • the light with an invisible wavelength is preferably infrared.
  • the light emitting unit can emit light having a visible wavelength.
  • the light emitting unit may also serve as a power-on display.
  • a communication state detection unit that detects a wireless communication state is further provided, and the light emitting unit can also serve as a display of the wireless communication state detected by the communication state detection unit.
  • the battery further includes a remaining amount detecting unit that detects the remaining amount of the battery, and the light emitting unit can also serve as a display of the remaining amount of the battery detected by the remaining amount detecting unit.
  • the light emission control unit can blink the light emitting unit in synchronization with the transmission timing of the ultrasonic wave from the transducer array for each scanning line. Furthermore, the light emission control unit can also blink the light emitting unit at a cycle different from the blinking cycle of the light emitting unit at the transmission timing for each scanning line, in synchronization with the start timing of ultrasonic image generation of each frame.
  • An ultrasonic probe control method transmits ultrasonic waves from a transducer array, generates a sound ray signal based on a reception signal acquired by the transducer array, and based on the generated sound ray signal.
  • the image information data is generated, the generated image information data is wirelessly transmitted, and the light emitting unit emits light in synchronization with the transmission timing of the ultrasonic wave from the transducer array at the time of manufacturing inspection.
  • the ultrasonic probe inspection system receives the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe and the transducer array of the ultrasonic probe during the manufacturing inspection, and emits light from the ultrasonic probe. And an inspection apparatus that generates a synchronization signal based on the light emitted from the unit and inspects the ultrasonic probe based on the received ultrasonic wave and the synchronization signal.
  • the light-emitting unit that emits light toward the outside of the housing and the light-emission control unit that causes the light-emitting unit to emit light in synchronization with the transmission timing of the ultrasonic wave by the transmission / reception unit during manufacturing inspection are provided. Therefore, although it is a wireless ultrasonic probe, it can be synchronized with the inspection apparatus with excellent accuracy without pulling out the signal cable.
  • FIG. 1 shows an appearance of an ultrasonic probe 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the ultrasonic probe 1 has a substantially quadrangular prism-shaped housing 2, and an acoustic lens 3 is disposed at one end of the housing 2.
  • the housing 2 is divided into a front part 2A where the acoustic lens 3 is disposed and a rear part 2B opposite to the acoustic lens 3, and between the front part 2A and the rear part 2B, A step portion 4 is formed so as to surround the outer peripheral portion of the housing 2.
  • a light emission window 5 is formed in the vicinity of the step 4 on the rear portion 2B of the housing 2.
  • the housing 2 can be formed from various materials such as a resin material and a metal material.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the ultrasonic probe 1.
  • the ultrasonic probe 1 includes a transducer array 11, and a transmitter 12 and a receiver 13 are connected to the transducer array 11.
  • the transmission unit 12 and the reception unit 13 form a transmission / reception unit 14, and the ultrasonic transmission / reception control unit 15 is connected to the transmission unit 12 and the reception unit 13.
  • a signal processing unit 16, an image processing unit 17, and a wireless communication unit 18 are sequentially connected to the receiving unit 13.
  • the signal processing unit 16 and the image processing unit 17 form an image information data generation unit 19.
  • a communication control unit 20 is connected to the wireless communication unit 18, and a probe control unit 21 is connected to the ultrasonic transmission / reception control unit 15, the signal processing unit 16, the image processing unit 17, and the communication control unit 20. Further, a light emitting unit 23 is connected to the probe control unit 21 via a light emission control unit 22. Further, the ultrasonic probe 1 has a built-in battery 24.
  • the transmitter 12, the receiver 13, the ultrasonic transmission / reception controller 15, the signal processor 16, the image processor 17, the communication controller 20, the probe controller 21, and the light emission controller 22 constitute a probe processor 25. .
  • the transducer array 11 has a plurality of ultrasonic transducers arranged one-dimensionally or two-dimensionally. Each of these transducers transmits an ultrasonic wave according to the drive signal supplied from the transmission unit 12 and receives a reflected wave from the subject to output a reception signal.
  • Each vibrator is, for example, a piezoelectric ceramic represented by PZT (Lead Zirconate Titanate), a polymer piezoelectric element represented by PVDF (Poly Vinylidene Di Fluoride) and PMN-PT (polyvinylidene fluoride).
  • Electrodes are formed on both ends of a piezoelectric body made of a piezoelectric single crystal or the like typified by LeadesMagnesium Niobate-Lead Titanate: lead magnesium niobate-lead titanate solid solution).
  • the ultrasonic transmission / reception control unit 15 controls the transmission unit 12 and the reception unit 13 of the transmission / reception unit 14 to transmit ultrasonic waves and ultrasonic waves based on the inspection mode and the scanning method instructed from the probe control unit 21. Receive echo.
  • the inspection mode is any of inspection modes usable in the ultrasonic diagnostic apparatus, such as a B (luminance) mode, a CF (color flow) mode, a PW (pulse wave Doppler) mode, and an M (motion) mode.
  • the scanning method indicates any one of scanning methods such as an electronic sector scanning method, an electronic linear scanning method, and an electronic convex scanning method.
  • the transmission unit 12 of the transmission / reception unit 14 includes, for example, a plurality of pulse generators. Based on the transmission delay pattern selected according to the control signal from the ultrasonic transmission / reception control unit 15, the plurality of transducer arrays 11. Each of the drive signals is supplied to a plurality of transducers with the delay amount adjusted so that the ultrasonic waves transmitted from the transducers form an ultrasonic beam.
  • a pulsed or continuous wave voltage is applied to the electrodes of the transducers of the transducer array 11
  • the piezoelectric body expands and contracts, and pulsed or continuous wave ultrasonic waves are generated from the respective transducers.
  • An ultrasonic beam is formed from the synthesized wave of these ultrasonic waves.
  • the transmitted ultrasonic beam is reflected by a target such as a part of the subject and propagates toward the transducer array 11.
  • the ultrasonic waves propagating toward the transducer array 11 in this way are received by the respective transducers constituting the transducer array 11.
  • each transducer constituting the transducer array 11 expands and contracts by receiving propagating ultrasonic echoes to generate electrical signals, and outputs these electrical signals to the receiving unit 13.
  • the reception unit 13 of the transmission / reception unit 14 processes the reception signal output from the transducer array 11 according to the control signal from the ultrasonic transmission / reception control unit 15.
  • the receiving unit 13 has a configuration in which an amplifying unit 26, an AD (Analog / Digital) converting unit 27, and a beam former 28 are connected in series.
  • the amplifying unit 26 amplifies reception signals input from the respective transducers that constitute the transducer array 11, and transmits the amplified reception signals to the AD conversion unit 27.
  • the AD conversion unit 27 converts the reception signal transmitted from the amplification unit 26 into digitized data, and sends these data to the beam former 28.
  • the beamformer 28 Based on the reception delay pattern selected according to the control signal from the ultrasonic transmission / reception control unit 15, the beamformer 28 gives each element data according to the set sound speed and performs addition (phased addition). Receive focus processing. By this reception focus processing, a sound ray signal in which the focus of the ultrasonic echo is narrowed is generated.
  • the signal processing unit 16 of the image information data generation unit 19 corrects attenuation caused by the propagation distance according to the depth of the position where the ultrasonic wave is reflected with respect to the sound ray signal generated by the beam former 28 of the reception unit 13. Then, envelope detection processing is performed to generate a signal that is tomographic image information related to the tissue in the subject.
  • the image processing unit 17 of the image information data generation unit 19 raster-converts the signal generated by the signal processing unit 16 into an image signal according to a normal television signal scanning method, and converts the signal into the image signal thus generated.
  • the ultrasonic image signal is transmitted to the wireless communication unit 18 as image information data. Send it out.
  • the wireless communication unit 18 includes an antenna for transmitting and receiving radio waves, modulates a carrier based on the ultrasonic image signal generated by the image processing unit 17, generates a transmission signal, and transmits the transmission signal.
  • An ultrasonic image signal is wirelessly transmitted by supplying the antenna and transmitting radio waves from the antenna.
  • the carrier modulation methods include ASK (Amplitude Shift Keying), PSK (Phase Shift Keying), QPSK (Quadrature Shift Shift Keying), 16QAM (16 Quadrature Amplitude). Modulation: 16 quadrature amplitude modulation) or the like is used.
  • the communication control unit 20 controls the wireless communication unit 18 so that the ultrasonic image signal is transmitted with the transmission radio wave intensity set by the probe control unit 21.
  • the probe control unit 21 controls each unit of the ultrasonic probe 1 based on a program stored in advance.
  • the light emission control unit 22 causes the light emission unit 23 to emit light in synchronization with the transmission timing of the ultrasonic wave by the transmission unit 12 of the transmission / reception unit 14 when performing the manufacturing inspection on the ultrasonic probe 1. Specifically, the light emission control unit 22 blinks the light emitting unit 23 in synchronization with the transmission timing of the ultrasonic wave from the transducer array 11 for each scanning line.
  • the light emitting unit 23 is disposed inside the light emission window 5 of the housing 2 of the ultrasonic probe 1 shown in FIG. 1 and passes through the light emission window 5 under the control of the light emission control unit 22. Light is emitted toward the outside of the casing 1.
  • a light emitting diode that emits light with an invisible wavelength such as infrared light, or a light emitting diode that emits light with a visible wavelength can be used.
  • the light emitting unit 23 is not limited to a light emitting diode, but is preferably a light emitting diode from the viewpoint of power consumption, responsiveness, luminance, and the like.
  • the light emission window portion 5 of the casing 2 of the ultrasonic probe 1 is formed of a resin film having translucency with respect to the light emission wavelength of the light emission portion 23.
  • the light emission window 5 has a light transmittance of at least 40% or more, preferably 75% or more, more preferably 80% or more, and even more preferably 90% or more in the light emission wavelength region of the light emitting unit 23. have.
  • the light transmittance is measured using “Plastic—How to obtain total light transmittance and total light reflectance” defined in JIS K 7375: 2008.
  • the light emission window part 5 can also be formed from a glass material other than a resin film.
  • the battery 24 is built in the ultrasonic probe 1 and supplies power to each circuit of the ultrasonic probe 1.
  • FIG. 4 shows an internal configuration of the image display apparatus 31 that is combined with the ultrasonic probe 1 to form an ultrasonic system.
  • the image display device 31 includes a wireless communication unit 32, and a display control unit 33 and a display unit 34 are sequentially connected to the wireless communication unit 32.
  • a communication control unit 35 is connected to the wireless communication unit 32
  • a main body control unit 36 is connected to the display control unit 33 and the communication control unit 35.
  • An operation unit 37 and a storage unit 38 are connected to the main body control unit 36.
  • the main body control unit 36 and the storage unit 38 are connected so that information can be exchanged in both directions.
  • the display control unit 33, the communication control unit 35, and the main body control unit 36 constitute an image display device side processor 39.
  • the wireless communication unit 18 of the ultrasonic probe 1 and the wireless communication unit 32 of the image display device 31 are connected so as to be able to exchange information in both directions, whereby the ultrasonic probe 1 and the image display device 31 are connected. Are connected by wireless communication.
  • the wireless communication unit 32 includes an antenna for transmitting and receiving radio waves, receives a transmission signal transmitted by the wireless communication unit 18 of the ultrasonic probe 1 via the antenna, and receives the received transmission signal. By demodulating, an ultrasonic image signal is output.
  • the communication control unit 35 controls the wireless communication unit 32 of the image display device 31 so that the transmission signal is received from the wireless communication unit 18 of the ultrasonic probe 1.
  • the display control unit 33 performs a predetermined process on the ultrasonic image signal demodulated by the wireless communication unit 32 under the control of the main body control unit 36 to generate an image that can be displayed on the display unit 34.
  • the main body control unit 36 controls each unit of the image display device 31 based on a program stored in advance in the storage unit 38 or the like and a user operation via the operation unit 37.
  • the display unit 34 displays an image generated by the display control unit 33, and includes a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display).
  • the operation unit 37 is for a user to perform an input operation, and can be configured to include a keyboard, a mouse, a trackball, a touch pad, a touch panel, and the like.
  • the storage unit 38 stores an operation program and the like of the image display device 31.
  • the storage unit 38 includes an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), an FD (Flexible Disk). : Flexible disk), MO disk (Magneto-Optical disk: magneto-optical disk), MT (Magnetic tape: Magnetic tape), RAM (Random Access Memory: random access memory), CD (Compact Disk: Compact disk), DVD (Digital A recording medium such as Versatile® Disc (digital versatile disc), an SD card (Secure Digital card), a USB memory (Universal Serial Bus memory), a server, or the like can be used.
  • HDD Hard Disk Drive
  • SSD Solid State Drive
  • FD Fluorous Disk
  • MO disk Magnetic-Optical disk
  • MT Magnetic tape: Magnetic tape
  • RAM Random Access Memory: random access memory
  • CD Compact Disk
  • DVD Digital A recording medium such as Versatile® Disc (digital versatile disc), an SD card (Secure Digital card),
  • the probe side which has the transmission part 12 of the ultrasonic probe 1, the receiving part 13, the ultrasonic transmission / reception control part 15, the signal processing part 16, the image processing part 17, the communication control part 20, the probe control part 21, and the light emission control part 22
  • the processor 25, and the image display device side processor 39 having the display control unit 33, the communication control unit 35, and the main body control unit 36 of the image display device 31 are respectively a CPU (Central processing unit) and a CPU. Although it is configured from a control program for performing various processes, it may be configured using a digital circuit.
  • the transmitter 12, the receiver 13, the ultrasonic transmission / reception controller 15, the signal processor 16, the image processor 17, the communication controller 20, the probe controller 21, and the light emission controller 22 of the probe-side processor 25 are partially provided. Alternatively, it can be configured to be integrated into one CPU as a whole. Similarly, the display control unit 33, the communication control unit 35, and the main body control unit 36 of the image display device side processor 39 can also be configured to be partially or wholly integrated into one CPU.
  • ultrasonic beams are transmitted from a plurality of transducers of the transducer array 11 according to a drive signal from the transmission unit 12 of the transmission / reception unit 14, and the subject is examined.
  • Received signals are output from the transducers that have received the ultrasonic echo from the receiver 13 to the receiver 13, amplified by the amplifier 26, AD converted by the AD converter 27, and then subjected to reception focus processing by the beam former 28.
  • a sound ray signal is generated.
  • the sound ray signal generated by the beam former 28 of the receiving unit 13 is subjected to attenuation correction and envelope detection processing according to the depth of the reflection position in the signal processing unit 16 of the image information data generating unit 19. It becomes a signal that is tomographic image information related to the tissue in the subject, and is further subjected to raster conversion and various necessary image processing in the image processing unit 17 to generate an ultrasonic image signal as image information data. And sent to the wireless communication unit 18.
  • the ultrasonic image signal is wirelessly transmitted from the wireless communication unit 18 of the ultrasonic probe 1 toward the image display device 31.
  • the ultrasonic image signal wirelessly transmitted from the wireless communication unit 18 of the ultrasonic probe 1 is received and demodulated by the wireless communication unit 32 of the image display device 31, and is then transmitted to the image display device 31 via the display control unit 33. It is displayed on the display unit 34.
  • an acoustic measurement inspection of the ultrasonic probe 1 is performed as a manufacturing inspection.
  • the acoustic measurement inspection is performed using, for example, an inspection apparatus 41 as shown in FIG.
  • the inspection device 41 includes a hydrophone 43 disposed in the water of the water tank 42 and a probe holder 44 that holds the ultrasonic probe 1.
  • the inspection device 41 further includes a synchronization signal generation unit 45 connected to the probe holder 44 and an inspection unit 46 connected to the hydrophone 43 and the synchronization signal generation unit 45.
  • the hydrophone 43 is a transducer dedicated to reception, has an acoustic impedance close to that of water, and is suitable for measuring a sound field of ultrasonic waves in water.
  • the probe holder 44 is for holding the ultrasonic probe 1.
  • the probe holder 44 is provided with an inspection apparatus side light receiving portion 47 that receives light emitted from the light emitting portion 23 of the ultrasonic probe 1. Yes.
  • the inspection device-side light receiving unit 47 includes, for example, a general-purpose light receiving element such as a photodiode or a phototransistor having a light receiving sensitivity region corresponding to the wavelength range of light emitted from the light emitting unit 23, and is emitted from the light emitting unit 23.
  • the light transmitted through the light emission window 5 of the housing 2 is received and converted into an electrical signal.
  • the synchronization signal generation unit 45 generates a synchronization signal based on the electric signal converted by the inspection device side light receiving unit 47 installed in the probe holder 44.
  • the inspection unit 46 inspects the ultrasonic probe 1 by calculating the acoustic intensity, the acoustic power, and the like based on the ultrasonic wave received by the hydrophone 43 and the synchronization signal generated by the synchronization signal generation unit 45.
  • the probe holder 44 has a pair of arms 44A and 44B that are urged against each other by a spring (not shown), and these arms 44A and 44B are ultrasonic waves.
  • the ultrasonic probe 1 is held by the probe holder 44 by being in close contact with the outer surface of the casing 2 of the probe 1 and sandwiching the rear portion 2B of the casing 2 of the ultrasonic probe 1.
  • the position of the ultrasonic probe 1 with respect to the probe holder 44 is set so that the step 4 of the housing 2 of the ultrasonic probe 1 contacts the arm portions 44A and 44B of the probe holder 44.
  • the inspection device side light receiving portion 47 installed inside the arm portion 44 ⁇ / b> A of the probe holder 44 is held by the housing 2 of the ultrasonic probe 1 held by the probe holder 44.
  • the position of the light emitting portion 23 of the ultrasonic probe 1 and the inspection device side light receiving portion 47 are aligned.
  • the light emitting unit 23 is disposed in an opening formed in the housing 2 of the ultrasonic probe 1 and is configured such that the opening of the housing 2 is closed and sealed by the light emitting window 5. Yes. Since the opening of the housing 2 is closed by the light emission window 5, the waterproof property of the housing 2 of the ultrasonic probe 1 is ensured.
  • the arm portion 44A of the probe holder 44 is provided with a light shielding member 44C at a location where it contacts the casing 2 of the ultrasonic probe 1, and when the ultrasonic probe 1 is held, It is configured to prevent external light from entering the arm 44 ⁇ / b> A from between the ultrasonic probe 1.
  • the light shielding member 44 ⁇ / b> C desirably has elasticity so that no gap is formed between the probe holder 44 and the ultrasonic probe 1 when the ultrasonic probe 1 is held by the probe holder 44.
  • it can be formed from a rubber material, a resin material or the like having light shielding properties and elasticity.
  • the acoustic lens 3 disposed in the front portion 2A of the housing 2 of the ultrasonic probe 1 held by the probe holder 44 is submerged in the water in the water tank 42 and in the water tank 42.
  • the probe holder 44 is supported by a support device (not shown) so as to face the hydrophone 43.
  • ultrasonic waves are transmitted from the transducer array 11 of the ultrasonic probe 1 toward the hydrophone 43.
  • the light emission unit 23 blinks by the light emission control unit 22 of the ultrasonic probe 1.
  • the light emitted from the light emitting unit 23 passes through the light emitting window 5 of the casing 2 of the ultrasonic probe 1 and is received inside the arm 44 ⁇ / b> A of the probe holder 44. It reaches the unit 47 and is converted into an electric signal by the inspection device side light receiving unit 47.
  • the electrical signal converted by the inspection device-side light receiving unit 47 is input to the synchronization signal generation unit 45, and a synchronization signal is generated by the synchronization signal generation unit 45 and input to the inspection unit 46.
  • the ultrasonic wave transmitted from the transducer array 11 of the ultrasonic probe 1 reaches the hydrophone 43 in the water tank 42, and a reception signal generated by the hydrophone 43 is input to the inspection unit 46.
  • the inspection unit 46 calculates the acoustic intensity, the acoustic power, and the like based on the received signal from the hydrophone 43 and the synchronization signal input from the synchronization signal generation unit 45, thereby performing the inspection of the ultrasonic probe 1. Is called.
  • the light emitting unit 23 emits light by the light emission control unit 22 of the ultrasonic probe 1 in synchronization with the transmission timing of the ultrasonic wave from the transducer array 11 of the ultrasonic probe 1, and the inspection apparatus side of the probe holder 44. Since the light receiving unit 47 receives light from the light emitting unit 23 of the ultrasonic probe 1 and a synchronization signal is generated by the synchronization signal generating unit 45, the housing of the ultrasonic probe 1 is not limited to the wireless ultrasonic probe 1. It is possible to synchronize with the inspection apparatus 41 with excellent accuracy without pulling out the signal cable from the body 2. For this reason, in the manufacturing inspection of the ultrasonic probe 1, the timing stability required for high-speed transmission and the reproducibility of the data acquisition timing can be ensured, and a highly accurate inspection can be performed.
  • the light emission control unit 22 blinks the light emitting unit 23 in synchronization with the transmission timing of the ultrasonic wave from the transducer array 11 for each scan line.
  • the light emitting unit 23 can be blinked at a cycle different from the blinking cycle of the light emitting unit 23 at the transmission timing for each scanning line in synchronization with the start timing of the ultrasonic image generation. For example, at the start of each frame, by causing the light emitting unit 23 to blink at a half of the blinking cycle at the transmission timing for each scan line, the inspection unit 46 of the inspection apparatus 41 can The start timing of the frame can be grasped, and the ultrasonic probe 1 can be inspected smoothly.
  • the light emitting unit 23 is composed of light emitting diodes that emit light of a plurality of colors with visible wavelengths
  • light emission synchronized with the transmission timing of ultrasonic waves from the transducer array 11 for each scanning line Light emission synchronized with the frame start timing can be performed in different colors.
  • the inspection device-side light receiving unit 47 of the inspection device 41 identifies the difference in the color (frequency) of the light emitted from the light emitting unit 23 of the ultrasonic probe 1, so that the inspection unit 46 is a transducer for each scanning line. It is possible to determine whether it is the transmission timing of the ultrasonic wave from the array 11 or the start timing of each frame.
  • the light emitting unit 23 is configured by a light emitting diode that emits light of visible wavelength
  • a power switch (not shown) of the ultrasonic probe 1 is turned on to supply power to each circuit of the ultrasonic probe 1 from the battery 24.
  • the fact that power has been supplied can also be displayed by causing the light emitting unit 23 to emit light via the light emission control unit 22. That is, the light emitting unit 23 can also display the power-on state of the ultrasonic probe 1.
  • the light emitting unit 23 is disposed inside the light emitting window 5 of the casing 2 of the ultrasonic probe 1, and the light emitted from the light emitting unit 23 passes through the light emitting window 5. Although it has propagated outside the housing 2 of the sonic probe 1, it is not limited to this. As shown in FIG. 8, when the ultrasonic probe 1 includes a housing 2C formed of a material having translucency with respect to the emission wavelength of the light emitting unit 23, the light emitting window 5 is provided in the housing 2C. Without arranging the light emitting unit 23, the light emitting unit 23 can be arranged inside the housing 2C, and the light emitted from the light emitting unit 23 can be propagated outside the ultrasonic probe 1 through the housing 2C.
  • the probe holder 44 does not need to be in direct contact with the outer surface of the housing 2 of the ultrasonic probe 1.
  • the light emitted from the light emitting unit 23 is cylindrical. It can also be configured to be received by the inspection device side light receiving portion 47 of the probe holder 44E via the member 44D. Also in this case, in order to prevent external light from entering between the cylindrical member 44D and the ultrasonic probe 1, it is desirable to dispose the light shielding member 44C at the tip of the cylindrical member 44D.
  • the probe holder 44 holds the ultrasonic probe 1 by sandwiching the rear portion 2B of the casing 2 of the ultrasonic probe 1 between the pair of arm portions 44A and 44B.
  • the ultrasonic probe 1 is held by inserting the rear portion 2B of the casing 2 of the ultrasonic probe 1 into a ring-shaped probe holder 44F.
  • FIG. 11 shows an internal configuration of the ultrasonic probe 1A according to the second embodiment.
  • the ultrasonic probe 1A further includes a probe-side light receiving unit 51 and a command receiving unit 52 in the ultrasonic probe 1 according to the first embodiment shown in FIG. 2, and uses the probe control unit 21A instead of the probe control unit 21.
  • the probe-side light receiving unit 51 is connected to a command receiving unit 52
  • the command receiving unit 52 is connected to the probe control unit 21A.
  • the ultrasonic probe 1A has the same configuration as that of the ultrasonic probe 1 of the first embodiment except for the probe-side light receiving unit 51, the command receiving unit 52, and the probe control unit 21A.
  • the transmitter 12, the receiver 13, the ultrasonic transmission / reception controller 15, the signal processor 16, the image processor 17, the communication controller 20, the probe controller 21 ⁇ / b> A, the light emission controller 22, and the command receiver 52, A processor 25A is configured.
  • the probe-side light receiving unit 51 receives light emitted from the outside of the ultrasonic probe 1A.
  • the probe-side light receiving unit 51 includes, for example, a light receiving element such as a photodiode or a phototransistor, and emits light emitted from the outside of the ultrasonic probe 1A. And convert it into an electrical signal.
  • the command receiving unit 52 receives a command from the outside based on the electrical signal converted by the probe-side light receiving unit 51 and transfers the command to the probe control unit 21A.
  • the probe control unit 21A can be operated according to a command using light from the outside of the ultrasonic probe 1A.
  • the probe control unit 21A can be operated according to a command using light from the outside of the ultrasonic probe 1A.
  • FIG. 12 shows an internal configuration of the ultrasonic probe 1B according to the third embodiment.
  • the ultrasonic probe 1B further includes a communication state detection unit 53 connected to the wireless communication unit 18 in the ultrasonic probe 1 of the first embodiment illustrated in FIG. 2, and the probe control unit 21B instead of the probe control unit 21. Is used.
  • the communication state detection unit 53 is connected to the probe control unit 21B.
  • the ultrasonic probe 1B has the same configuration as the ultrasonic probe 1 of the first embodiment except for the communication state detection unit 53 and the probe control unit 21B.
  • the transmitter 12, the receiver 13, the ultrasonic transmission / reception controller 15, the signal processor 16, the image processor 17, the communication controller 20, the probe controller 21 ⁇ / b> B, the light emission controller 22, and the communication state detector 53 A side processor 25B is configured.
  • the communication state detection unit 53 detects a wireless communication state between the wireless communication unit 18 and the wireless communication unit 32 of the image display device 31, and outputs the detected state to the probe control unit 21B.
  • the light emitting unit 23 is composed of a light emitting diode that emits light having a visible wavelength.
  • the probe control unit 21 ⁇ / b> B can cause the light emission control unit 22 to emit light based on the wireless communication state detected by the communication state detection unit 53.
  • the wireless communication state detected by the communication state detection unit 53 is a state in which normal wireless communication can be performed between the ultrasonic probe 1B and the image display device 31
  • the probe control unit 21B The light emission control unit 22 causes the light emission unit 23 to emit light.
  • the user confirms the light emission of the visible wavelength of the light emitting unit 23, thereby wirelessly transmitting the ultrasonic image signal generated by the ultrasonic probe 1B to the image display device 31 and the ultrasonic image in the image display device 31.
  • the light emitting unit 23 can also display the wireless communication state.
  • FIG. 13 shows an internal configuration of the ultrasonic probe 1C according to the fourth embodiment.
  • the ultrasonic probe 1C further includes a remaining amount detecting unit 54 connected to the battery 24 in the ultrasonic probe 1 of the first embodiment shown in FIG. 2, and uses the probe control unit 21C instead of the probe control unit 21. It was.
  • the remaining amount detection unit 54 is connected to the probe control unit 21C.
  • the ultrasonic probe 1C has the same configuration as that of the ultrasonic probe 1 of the first embodiment except for the remaining amount detection unit 54 and the probe control unit 21C.
  • the transmitter 12, the receiver 13, the ultrasonic transmission / reception controller 15, the signal processor 16, the image processor 17, the communication controller 20, the probe controller 21C, the light emission controller 22, and the remaining amount detector 54 A side processor 25C is configured.
  • the remaining amount detection unit 54 detects the remaining amount of the battery 24 that supplies power to each circuit of the ultrasonic probe 1C and outputs the detected amount to the probe control unit 21C.
  • the light emitting unit 23 is composed of a light emitting diode that emits light having a visible wavelength.
  • the probe controller 21 ⁇ / b> C can cause the light emission controller 22 to emit light based on the remaining amount of the battery 24 detected by the remaining amount detector 54.
  • the probe control unit 21 ⁇ / b> C causes the light emission control unit 22 to emit light when the remaining amount of the battery 24 detected by the remaining amount detection unit 54 falls below a predetermined remaining amount.
  • the user grasps that the remaining amount of the battery 24 is less than the determined remaining amount by confirming the light emission of the visible wavelength of the light emitting unit 23 and that the battery 24 needs to be charged or replaced. can do. That is, the light emitting unit 23 can also display the remaining amount of the battery 24.
  • FIG. 14 shows the configuration of an ultrasound system using the ultrasound probe 1D according to the fifth embodiment.
  • the ultrasonic probe 1D is an image having only the signal processing unit 16 instead of the image information data generation unit 19 having the signal processing unit 16 and the image processing unit 17 in the ultrasonic probe 1 of the first embodiment shown in FIG.
  • the information data generator 19A is used, and the probe controller 21D is used instead of the probe controller 21.
  • the signal processing unit 16 is directly connected to the wireless communication unit 18.
  • the ultrasonic probe 1D has the same configuration as the ultrasonic probe 1 of the first embodiment except for the image information data generation unit 19A and the probe control unit 21D.
  • the transmitter 12, the receiver 13, the ultrasonic transmission / reception controller 15, the signal processor 16, the communication controller 20, the probe controller 21 ⁇ / b> D and the light emission controller 22 constitute a probe processor 25 ⁇ / b> D.
  • An image display device 31A that constitutes an ultrasound system in combination with the ultrasound probe 1D is an image display device 31 between the wireless communication unit 32 and the display control unit 33 in the image display device 31 according to the first embodiment shown in FIG.
  • the processing unit 17 is connected, and the main body control unit 36 ⁇ / b> A is used instead of the main body control unit 36.
  • 31 A of image display apparatuses have the structure similar to the image display apparatus 31 in Embodiment 1 except the image process part 17 and the main body control part 36A.
  • the image processing unit 17, the display control unit 33, the communication control unit 35, and the main body control unit 36A constitute an image display device side processor 39A.
  • the image processing unit 17 of the image display device 31A is the same as the image processing unit 17 used in the ultrasonic probe 1 of the first embodiment.
  • the ultrasonic probe 1D vibrates according to the drive signal from the transmission unit 12 of the transmission / reception unit 14 under the control of the ultrasonic transmission / reception control unit 15.
  • Ultrasonic beams are transmitted from a plurality of transducers of the child array 11, and reception signals are output from the transducers that have received ultrasonic echoes from the subject to the reception unit 13, amplified by the amplification unit 26, and AD conversion units After AD conversion at 27, reception focus processing is performed by the beam former 28, thereby generating a sound ray signal.
  • the sound ray signal generated by the beam former 28 of the receiving unit 13 is subjected to attenuation correction and envelope detection processing according to the depth of the reflection position in the signal processing unit 16 of the image information data generating unit 19A.
  • the signal is tomographic image information related to the tissue in the subject, and this signal is transmitted to the wireless communication unit 18 as image information data.
  • the image information data is wirelessly transmitted from the wireless communication unit 18 of the ultrasonic probe 1D toward the image display device 31A.
  • the image information data wirelessly transmitted from the wireless communication unit 18 of the ultrasonic probe 1D is received and demodulated by the wireless communication unit 32 of the image display device 31A, and then raster-converted in the image processing unit 17 for various needs.
  • an ultrasonic image signal is generated.
  • the ultrasonic image signal generated by the image processing unit 17 is sent to the display unit 34 via the display control unit 33, and an ultrasonic image is displayed on the display unit 34.
  • the acoustic measurement inspection is performed in the same manner as the ultrasonic probe 1 of the first embodiment. That is, first, as shown in FIG. 5, the acoustic lens 3 disposed in the front portion 2A of the casing 2 of the ultrasonic probe 1D held by the probe holder 44 is immersed in the water of the water tank 42 and The probe holder 44 is supported by a support device (not shown) so as to face the hydrophone 43 in the water tank 42.
  • ultrasonic waves are transmitted from the transducer array 11 of the ultrasonic probe 1D toward the hydrophone 43.
  • the light emitting unit 23 blinks by the light emission control unit 22 of the ultrasonic probe 1D.
  • the light emitted from the light emitting portion 23 passes through the light emission window portion 5 of the housing 2 of the ultrasonic probe 1D and is received inside the arm portion 44A of the probe holder 44. It reaches the unit 47 and is converted into an electric signal by the inspection device side light receiving unit 47.
  • the electrical signal converted by the inspection device-side light receiving unit 47 is input to the synchronization signal generation unit 45, and a synchronization signal is generated by the synchronization signal generation unit 45 and input to the inspection unit 46.
  • the ultrasonic wave transmitted from the transducer array 11 of the ultrasonic probe 1D reaches the hydrophone 43 in the water tank 42, and a reception signal generated by the hydrophone 43 is input to the inspection unit 46.
  • the inspection unit 46 calculates the acoustic intensity, the acoustic power, and the like based on the received signal from the hydrophone 43 and the synchronization signal input from the synchronization signal generation unit 45, thereby performing the inspection of the ultrasonic probe 1D. Is called.
  • the light emitting unit 23 emits light by the light emission control unit 22 of the ultrasonic probe 1D in synchronization with the transmission timing of the ultrasonic wave from the transducer array 11 of the ultrasonic probe 1D, and the inspection apparatus side of the probe holder 44 Since the light receiving unit 47 receives light from the light emitting unit 23 of the ultrasonic probe 1D and a synchronization signal is generated by the synchronization signal generating unit 45, the housing of the ultrasonic probe 1D is used while being a wireless ultrasonic probe 1D. It is possible to synchronize with the inspection apparatus 41 with excellent accuracy without pulling out the signal cable from the body 2.
  • the ultrasonic image signal raster-converted by the image processing unit 17 is processed.
  • attenuation correction and envelope detection processing are performed by the signal processing unit 16 of the image information data generation unit 19A in the fifth embodiment.
  • the signal is wirelessly transmitted as image information data from the wireless communication unit 18 to the image display device 31A.
  • the image information data wirelessly transmitted from the ultrasonic probes 1 and 1D to the image display devices 31 and 31A is as follows.
  • the signal after detection is preferable.
  • the image information data is not limited to the signal after detection.
  • the ultrasonic probes 1, 1A, 1B, 1C, and 1D according to the first to fifth embodiments described above are combined with the image display devices 31 and 31A that use the touch sensor as the operation unit 37 by combining the display unit 34 with the touch sensor.
  • An ultrasound system can also be constructed. Such an ultrasound system is extremely effective for outdoor diagnosis during emergency treatment or the like.

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Abstract

超音波プローブは、筐体と、筐体内に収容された振動子アレイと、筐体内に収容され、振動子アレイから超音波を送信し且つ振動子アレイにより取得された受信信号に基づいて音線信号を生成する送受信部と、筐体内に収容され、送受信部により生成された音線信号に基づいて画像情報データを生成する画像情報データ生成部と、筐体内に収容され、画像情報データ生成部により生成された画像情報データを無線送信する無線通信部と、筐体内に収容され且つ筐体の外部へ向けて光を発する発光部と、筐体内に収容され、製造検査の際に送受信部による超音波の送信タイミングに同期させて発光部を発光させる発光制御部とを備える。

Description

超音波プローブ、超音波プローブの制御方法および超音波プローブ検査システム
　本発明は、超音波プローブおよび超音波プローブの制御方法に係り、特に、製造検査を容易とする超音波プローブおよび超音波プローブの制御方法に関する。
　また、本発明は、超音波プローブ検査システムにも関している。
　従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置が実用化されている。一般に、この種の超音波診断装置は、振動子アレイを内蔵した超音波プローブと、この超音波プローブに接続された装置本体とを有しており、超音波プローブから被検体に向けて超音波を送信し、被検体からの超音波エコーを超音波プローブで受信し、その受信信号を装置本体で電気的に処理することにより超音波画像が生成される。
　近年、例えば、特許文献１に開示されているように、超音波プローブと装置本体との間を無線通信により接続することにより、超音波プローブの操作性、機動性を向上させようとする超音波診断装置が開発されている。
　このような無線型の超音波診断装置では、超音波プローブの振動子アレイから出力された受信信号を無線通信により装置本体へ伝送する、あるいは、超音波プローブ内に信号処理のための回路を内蔵して、振動子アレイから出力された受信信号を超音波プローブ内でデジタル処理した上で無線通信により装置本体に伝送することにより、装置本体において超音波画像の生成が行われる。
特開２０１５－２１１７２６号公報
　一般に、超音波診断装置の製造にあたり、超音波プローブの振動子アレイから発せられる超音波に対して音響測定検査が行われる。この音響測定検査は、例えば、水槽内に受信専用のトランスデューサであるハイドロフォンを配置し、製造された超音波プローブの音響レンズがハイドロフォンの上方において水槽の水中に没するように超音波プローブを保持した状態で、超音波プローブの振動子アレイからハイドロフォンに向けて超音波を送信し、ハイドロフォンで超音波を受信することにより実行される。
　このような音響測定検査に際し、超音波プローブにおける超音波の送信タイミングおよび電子スキャンタイミングに合わせてハイドロフォンにより音響信号がサンプリングされ、ハイドロフォンに接続された検査装置によりハイドロフォンの出力から音響強度、音響パワー等が算出される。このため、超音波プローブと音響測定検査のための検査装置との間において同期をとる必要がある。
　超音波プローブが通信ケーブルにより装置本体に接続される有線型の超音波診断装置であれば、通信ケーブルを介して超音波プローブと検査装置とを同期させることができる。しかしながら、特許文献１に開示されたような無線型の超音波診断装置においては、超音波プローブから引き出された通信ケーブルが存在しない。特に、超音波プローブに防水性が要求されることから、超音波プローブは、密閉構造を有することが望まれており、超音波プローブから信号ケーブルを引き出すことは困難である。
　また、無線通信により同期信号を送受信して超音波プローブと検査装置とを同期させることもできるが、この場合、同期信号の送信可能時間が周辺環境に大きな影響を受けるため、送信タイミングに変動が生じやすく、一般に１００マイクロ秒程度の走査ライン周期を有している超音波診断装置においては、音響測定検査に対して十分な精度を有する同期を行うことが難しいという問題がある。
　本発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたものであり、無線型の超音波プローブでありながら、信号ケーブルを引き出すことなく、優れた精度で検査装置に同期させることができる超音波プローブおよび超音波プローブの制御方法を提供することを目的とする。
　また、本発明は、このような超音波プローブを用いて製造検査を行う超音波プローブ検査システムを提供することも目的としている。
　上記目的を達成するために、本発明に係る超音波プローブは、無線型の超音波プローブであって、筐体と、筐体内に収容された振動子アレイと、筐体内に収容され、振動子アレイから超音波を送信し且つ振動子アレイにより取得された受信信号に基づいて音線信号を生成する送受信部と、筐体内に収容され、送受信部により生成された音線信号に基づいて画像情報データを生成する画像情報データ生成部と、筐体内に収容され、画像情報データ生成部により生成された画像情報データを無線送信する無線通信部と、筐体内に収容され且つ筐体の外部へ向けて光を発する発光部と、筐体内に収容され、製造検査の際に送受信部による超音波の送信タイミングに同期させて発光部を発光させる発光制御部とを備えることを特徴とする。
　発光部は、不可視波長の光を発することができる。この場合、不可視波長の光は、赤外線であることが好ましい。
　発光部は、可視波長の光を発することもできる。この場合、発光部は、電源オン表示を兼ねていてもよい。また、無線通信状態を検知する通信状態検知部をさらに備え、発光部は、通信状態検知部により検出された無線通信状態の表示を兼ねることもできる。また、バッテリと、バッテリの残量を検出する残量検出部とをさらに備え、発光部は、残量検出部により検出されたバッテリの残量の表示を兼ねることもできる。
　受光部と、受光部により取得した光に基づいて外部からコマンドを受け付けるコマンド受付部とをさらに備え、発光制御部は、コマンド受付部により受け付けたコマンドに基づいて発光部を発光させるように構成してもよい。
　発光制御部は、１走査ライン毎の振動子アレイからの超音波の送信タイミングに同期させて発光部を点滅させることができる。さらに、発光制御部は、それぞれのフレームの超音波画像生成における開始タイミングに同期させて、１走査ライン毎の送信タイミングにおける発光部の点滅周期とは異なる周期により発光部を点滅させることもできる。
　本発明に係る超音波プローブの制御方法は、振動子アレイから超音波の送信を行い、振動子アレイにより取得された受信信号に基づいて音線信号を生成し、生成された音線信号に基づいて画像情報データを生成し、生成された画像情報データを無線送信し、製造検査の際に振動子アレイからの超音波の送信タイミングに同期させて発光部を発光させることを特徴とする。
　また、本発明に係る超音波プローブ検査システムは、上記の超音波プローブと、製造検査の際に、超音波プローブの振動子アレイから送信された超音波を受信し、且つ、超音波プローブの発光部から発せられた光に基づいて同期信号を生成し、受信した超音波と同期信号に基づいて超音波プローブを検査する検査装置とを備えることを特徴とする。
　本発明によれば、筐体の外部へ向けて光を発する発光部と、製造検査の際に送受信部による超音波の送信タイミングに同期させて発光部を発光させる発光制御部とを備えているので、無線型の超音波プローブでありながら、信号ケーブルを引き出すことなく、優れた精度で検査装置に同期させることが可能となる。
本発明の実施の形態１に係る超音波プローブの外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る超音波プローブの内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る超音波プローブにおける受信部の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る超音波プローブと組み合わされて超音波システムを構成する画像表示装置の内部構成を示すブロック図である。 製造検査時における本発明の実施の形態１に係る超音波プローブと検査装置とを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る超音波プローブが検査装置のプローブ保持具により保持された状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る超音波プローブが検査装置のプローブ保持具により保持された状態を示す要部拡大断面図である。 本発明の実施の形態１の変形例に係る超音波プローブを示す要部拡大断面図である。 本発明の実施の形態１の他の変形例に係る超音波プローブが検査装置のプローブ保持具により保持された状態を示す要部拡大断面図である。 本発明の実施の形態１に係る超音波プローブが検査装置の他のプローブ保持具により保持された状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る超音波プローブの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３に係る超音波プローブの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態４に係る超音波プローブの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態５に係る超音波プローブを用いた超音波システムの構成を示すブロック図である。
　以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
　図１に、本発明の実施の形態１に係る超音波プローブ１の外観を示す。超音波プローブ１は、概ね四角柱形状の筐体２を有し、筐体２の一方の端部に音響レンズ３が配置されている。筐体２は、音響レンズ３が配置されている前側部分２Ａと、音響レンズ３とは反対側の後側部分２Ｂとに二分されており、前側部分２Ａと後側部分２Ｂとの間に、筐体２の外周部を囲むように段部４が形成されている。また、筐体２の後側部分２Ｂには、段部４の近傍に、発光用窓部５が形成されている。
　なお、筐体２は、樹脂材料、金属材料等の各種の材料から形成することができる。
　図２は、超音波プローブ１の内部構成を示すブロック図である。
　超音波プローブ１は、振動子アレイ１１を備えており、振動子アレイ１１に、送信部１２および受信部１３がそれぞれ接続されている。送信部１２および受信部１３は、送受信部１４を形成しており、送信部１２および受信部１３に超音波送受信制御部１５が接続されている。受信部１３には、信号処理部１６、画像処理部１７および無線通信部１８が順次接続されている。信号処理部１６および画像処理部１７は、画像情報データ生成部１９を形成している。
　無線通信部１８に、通信制御部２０が接続され、超音波送受信制御部１５、信号処理部１６、画像処理部１７および通信制御部２０に、プローブ制御部２１が接続されている。さらに、プローブ制御部２１に、発光制御部２２を介して発光部２３が接続されている。また、超音波プローブ１は、バッテリ２４を内蔵している。
　送信部１２、受信部１３、超音波送受信制御部１５、信号処理部１６、画像処理部１７、通信制御部２０、プローブ制御部２１および発光制御部２２により、プローブ側プロセッサ２５が構成されている。
　振動子アレイ１１は、１次元または２次元に配列された複数の超音波振動子を有している。これらの振動子は、それぞれ送信部１２から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に被検体からの反射波を受信して受信信号を出力する。各振動子は、例えば、ＰＺＴ（Lead Zirconate Titanate：チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック、ＰＶＤＦ（Poly Vinylidene Di Fluoride：ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子およびＰＭＮ－ＰＴ（Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate：マグネシウムニオブ酸鉛－チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成した素子を用いて構成される。
　超音波送受信制御部１５は、送受信部１４の送信部１２および受信部１３を制御することにより、プローブ制御部２１から指示された検査モードおよび走査方式に基づいて、超音波ビームの送信および超音波エコーの受信を行う。ここで、検査モードとは、Ｂ（輝度）モード、ＣＦ（カラーフロー）モード、ＰＷ（パルス波ドプラ）モード、Ｍ（モーション）モード等、超音波診断装置において使用可能な検査モードのうちのいずれかを示し、走査方式は、電子セクタ走査方式、電子リニア走査方式、電子コンベックス走査方式等の走査方式のうちのいずれかを示すものとする。
　送受信部１４の送信部１２は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、超音波送受信制御部１５からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、振動子アレイ１１の複数の振動子から送信される超音波が超音波ビームを形成するようにそれぞれの駆動信号を、遅延量を調節して複数の振動子に供給する。このように、振動子アレイ１１の振動子の電極にパルス状または連続波状の電圧が印加されると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状または連続波状の超音波が発生して、それらの超音波の合成波から、超音波ビームが形成される。
　送信された超音波ビームは、例えば、被検体の部位等の対象において反射され、振動子アレイ１１に向かって伝搬する。このように振動子アレイ１１に向かって伝搬する超音波は、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの振動子により受信される。この際に、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの振動子は、伝搬する超音波エコーを受信することにより伸縮して電気信号を発生させ、これらの電気信号を受信部１３に出力する。
　送受信部１４の受信部１３は、超音波送受信制御部１５からの制御信号に従って、振動子アレイ１１から出力される受信信号の処理を行う。図３に示すように、受信部１３は、増幅部２６、ＡＤ（Analog Digital）変換部２７およびビームフォーマ２８が直列接続された構成を有している。増幅部２６は、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの振動子から入力された受信信号を増幅し、増幅した受信信号をＡＤ変換部２７に送信する。ＡＤ変換部２７は、増幅部２６から送信された受信信号をデジタル化されたデータに変換し、これらのデータをビームフォーマ２８に送出する。ビームフォーマ２８は、超音波送受信制御部１５からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づき、設定された音速に従う各素子データにそれぞれの遅延を与えて加算（整相加算）を施す、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号が生成される。
　画像情報データ生成部１９の信号処理部１６は、受信部１３のビームフォーマ２８により生成された音線信号に対して、超音波が反射した位置の深度に応じて伝搬距離に起因する減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施して、被検体内の組織に関する断層画像情報である信号を生成する。
　画像情報データ生成部１９の画像処理部１７は、信号処理部１６により生成された信号を、通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号にラスター変換し、このようにして生成された画像信号に対して、明るさ補正、諧調補正、シャープネス補正および色補正等の各種の必要な画像処理を施すことにより超音波画像信号を生成した後、超音波画像信号を画像情報データとして無線通信部１８に送出する。
　無線通信部１８は、電波の送信および受信を行うためのアンテナを含んでおり、画像処理部１７により生成された超音波画像信号に基づいてキャリアを変調して伝送信号を生成し、伝送信号をアンテナに供給してアンテナから電波を送信することにより、超音波画像信号を無線送信する。キャリアの変調方式としては、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying：振幅偏移変調）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying：位相偏移変調）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：四位相偏移変調）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation：１６直角位相振幅変調）等が用いられる。
　通信制御部２０は、プローブ制御部２１により設定された送信電波強度で超音波画像信号の送信が行われるように無線通信部１８を制御する。
　プローブ制御部２１は、予め記憶しているプログラム等に基づいて、超音波プローブ１の各部の制御を行う。
　発光制御部２２は、超音波プローブ１に対して製造検査を行う際に、送受信部１４の送信部１２による超音波の送信タイミングに同期させて発光部２３を発光させる。具体的には、発光制御部２２は、１走査ライン毎の振動子アレイ１１からの超音波の送信タイミングに同期させて、発光部２３を点滅させる。
　発光部２３は、図１に示した超音波プローブ１の筐体２の発光用窓部５の内側に配置されており、発光制御部２２の制御の下、発光用窓部５を通して超音波プローブ１の筐体２の外部に向けて発光する。
　発光部２３としては、例えば、赤外光等の不可視波長の光を発する発光ダイオード、あるいは、可視波長の光を発する発光ダイオードを使用することができる。発光部２３は、発光ダイオードに限定されるものではないが、消費電力、応答性、輝度等の観点から発光ダイオードが好ましい。
　また、超音波プローブ１の筐体２の発光用窓部５は、発光部２３の発光波長に対して透光性を有する樹脂フィルムから形成されているものとする。具体的には、発光用窓部５は、発光部２３の発光波長域において、少なくとも４０％以上、好ましくは７５％以上、より好ましくは８０％以上、さらにより好ましくは９０％以上の光透過率を有している。光透過率は、ＪＩＳ　Ｋ　７３７５：２００８に規定される「プラスチック--全光線透過率および全光線反射率の求め方」を用いて測定されるものである。なお、発光用窓部５は、樹脂フィルムの他、ガラス材料から形成することもできる。
　バッテリ２４は、超音波プローブ１に内蔵されており、超音波プローブ１の各回路に電力を供給する。
　ここで、図４に、超音波プローブ１と組み合わされて超音波システムを構成する画像表示装置３１の内部構成を示す。
　画像表示装置３１は、無線通信部３２を備えており、無線通信部３２に、表示制御部３３および表示部３４が順次接続されている。また、無線通信部３２に、通信制御部３５が接続され、表示制御部３３および通信制御部３５に本体制御部３６が接続されている。また、本体制御部３６には、操作部３７および格納部３８が接続されている。本体制御部３６と格納部３８とは、双方向に情報の受け渡しが可能に接続されている。
　さらに、表示制御部３３、通信制御部３５および本体制御部３６により、画像表示装置側プロセッサ３９が構成されている。
　また、超音波プローブ１の無線通信部１８と画像表示装置３１の無線通信部３２とは、双方向に情報の受け渡しが可能に接続されており、これにより、超音波プローブ１と画像表示装置３１とが無線通信により接続される。
　無線通信部３２は、電波の送信および受信を行うためのアンテナを含んでおり、超音波プローブ１の無線通信部１８により送信された伝送信号を、アンテナを介して受信し、受信した伝送信号を復調することにより、超音波画像信号を出力する。
　通信制御部３５は、超音波プローブ１の無線通信部１８から伝送信号の受信が行われるように画像表示装置３１の無線通信部３２を制御する。
　表示制御部３３は、本体制御部３６の制御の下、無線通信部３２により復調された超音波画像信号に所定の処理を施して、表示部３４に表示可能な画像を生成する。
　本体制御部３６は、格納部３８等に予め記憶されているプログラムおよび操作部３７を介したユーザの操作に基づいて、画像表示装置３１の各部の制御を行う。
　表示部３４は、表示制御部３３により生成された画像を表示するものであり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）等のディスプレイ装置を含む。
　操作部３７は、ユーザが入力操作を行うためのものであり、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッドおよびタッチパネル等を備えて構成することができる。
　格納部３８は、画像表示装置３１の動作プログラム等を格納するものであり、格納部３８として、ＨＤＤ（Hard Disc Drive：ハードディスクドライブ）、ＳＳＤ（Solid State Drive：ソリッドステートドライブ）、ＦＤ（Flexible Disc：フレキシブルディスク）、ＭＯディスク（Magneto-Optical disc：光磁気ディスク）、ＭＴ（Magnetic Tape：磁気テープ）、ＲＡＭ（Random Access Memory：ランダムアクセスメモリ）、ＣＤ（Compact Disc：コンパクトディスク）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc：デジタルバーサタイルディスク）、ＳＤカード（Secure Digital card：セキュアデジタルカード）、ＵＳＢメモリ（Universal Serial Bus memory：ユニバーサルシリアルバスメモリ）等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。
　なお、超音波プローブ１の送信部１２、受信部１３、超音波送受信制御部１５、信号処理部１６、画像処理部１７、通信制御部２０、プローブ制御部２１および発光制御部２２を有するプローブ側プロセッサ２５と、画像表示装置３１の表示制御部３３、通信制御部３５および本体制御部３６を有する画像表示装置側プロセッサ３９は、それぞれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）、および、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための制御プログラムから構成されるが、デジタル回路を用いて構成されてもよい。
　また、プローブ側プロセッサ２５の送信部１２、受信部１３、超音波送受信制御部１５、信号処理部１６、画像処理部１７、通信制御部２０、プローブ制御部２１および発光制御部２２を部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵに統合させて構成することもできる。同様に、画像表示装置側プロセッサ３９の表示制御部３３、通信制御部３５および本体制御部３６も、部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵに統合させて構成することができる。
　超音波プローブ１と画像表示装置３１からなる超音波システムの動作について説明する。
　まず、超音波プローブ１において、超音波送受信制御部１５の制御の下、送受信部１４の送信部１２からの駆動信号に従って振動子アレイ１１の複数の振動子から超音波ビームが送信され、被検体からの超音波エコーを受信した各振動子から受信信号が受信部１３に出力され、増幅部２６で増幅され、ＡＤ変換部２７でＡＤ変換された後、ビームフォーマ２８で受信フォーカス処理が施されることにより、音線信号が生成される。
　受信部１３のビームフォーマ２８により生成された音線信号は、画像情報データ生成部１９の信号処理部１６において、反射位置の深度に応じた減衰の補正および包絡線検波処理が施されることで被検体内の組織に関する断層画像情報である信号となり、さらに、画像処理部１７において、ラスター変換され、各種の必要な画像処理が施されることで、画像情報データとして超音波画像信号が生成され、無線通信部１８に送出される。超音波画像信号は、超音波プローブ１の無線通信部１８から画像表示装置３１に向けて無線送信される。
　超音波プローブ１の無線通信部１８から無線送信された超音波画像信号は、画像表示装置３１の無線通信部３２により受信されて復調された後、表示制御部３３を介して画像表示装置３１の表示部３４に表示される。
　このような超音波プローブ１が製造された際には、製造検査として、超音波プローブ１の音響測定検査が行われる。
　音響測定検査は、例えば、図５に示されるような検査装置４１を用いて実行される。検査装置４１は、水槽４２の水中に配置されたハイドロフォン４３と、超音波プローブ１を保持するプローブ保持具４４を有している。検査装置４１は、さらに、プローブ保持具４４に接続された同期信号生成部４５と、ハイドロフォン４３および同期信号生成部４５に接続された検査部４６を有している。
　ハイドロフォン４３は、受信専用のトランスデューサであり、水に近い音響インピーダンスを有し、水中の超音波の音場を測定するのに適している。
　プローブ保持具４４は、超音波プローブ１を保持するためのものであり、プローブ保持具４４に、超音波プローブ１の発光部２３から発せられた光を受ける検査装置側受光部４７が設置されている。検査装置側受光部４７は、例えば、発光部２３から発せられる光の波長域に対応する受光感度領域を有する、フォトダイオード、フォトトランジスタ等の汎用の受光素子により構成され、発光部２３から発せられ且つ筐体２の発光用窓部５を透過した光を受けて、電気信号に変換する。
　同期信号生成部４５は、プローブ保持具４４に設置された検査装置側受光部４７により変換された電気信号に基づいて同期信号を生成する。
　検査部４６は、ハイドロフォン４３により受信した超音波と、同期信号生成部４５により生成された同期信号に基づいて音響強度、音響パワー等を算出することで、超音波プローブ１を検査する。
　図６に示されるように、プローブ保持具４４は、図示しないバネにより互いに押しつけ合うように付勢された一対の腕部４４Ａおよび４４Ｂを有しており、これらの腕部４４Ａおよび４４Ｂが超音波プローブ１の筐体２の外面に密着して、超音波プローブ１の筐体２の後側部分２Ｂを挟み込むことにより、超音波プローブ１がプローブ保持具４４に保持される。このとき、超音波プローブ１の筐体２の段部４がプローブ保持具４４の腕部４４Ａおよび４４Ｂに接触するように、プローブ保持具４４に対する超音波プローブ１の位置が設定される。
　これにより、図７に示されるように、プローブ保持具４４の腕部４４Ａの内部に設置されている検査装置側受光部４７が、プローブ保持具４４により保持された超音波プローブ１の筐体２の発光用窓部５に対向する位置となり、超音波プローブ１の発光部２３と検査装置側受光部４７との位置合わせがなされる。
　なお、発光部２３は、超音波プローブ１の筐体２に形成された開口部内に配置され、発光用窓部５により筐体２の開口部が塞がれて密閉されるように構成されている。筐体２の開口部が発光用窓部５により塞がれることで、超音波プローブ１の筐体２の防水性が確保されている。
　また、プローブ保持具４４の腕部４４Ａには、超音波プローブ１の筐体２に接触する箇所に遮光部材４４Ｃが配置されており、超音波プローブ１を保持したときに、プローブ保持具４４と超音波プローブ１との間から腕部４４Ａの内部に外光が入り込むことが防止されるように構成されている。遮光部材４４Ｃは、プローブ保持具４４により超音波プローブ１を保持したときに、プローブ保持具４４と超音波プローブ１との間に隙間が形成されないように、弾力性を有していることが望ましく、例えば、遮光性および弾力性を有するゴム材、樹脂材料等から形成することができる。
　図５に示されるように、プローブ保持具４４に保持された超音波プローブ１の筐体２の前側部分２Ａに配置されている音響レンズ３が、水槽４２の水中に没し且つ水槽４２内のハイドロフォン４３に対向するように、プローブ保持具４４が図示しない支持装置により支持される。
　この状態で、超音波プローブ１の振動子アレイ１１からハイドロフォン４３に向けて超音波の送信が行われるが、１走査ライン毎の振動子アレイ１１からの超音波の送信タイミングに同期させて、超音波プローブ１の発光制御部２２により発光部２３が点滅する。このため、発光部２３から発せられた光が、超音波プローブ１の筐体２の発光用窓部５を透過してプローブ保持具４４の腕部４４Ａの内部に設置されている検査装置側受光部４７に到達し、検査装置側受光部４７により電気信号に変換される。検査装置側受光部４７により変換された電気信号は、同期信号生成部４５に入力し、同期信号生成部４５により同期信号が生成されて検査部４６に入力する。
　また、超音波プローブ１の振動子アレイ１１から送信された超音波は、水槽４２内のハイドロフォン４３に到達し、ハイドロフォン４３により生成された受信信号が検査部４６に入力する。
　検査部４６は、ハイドロフォン４３からの受信信号と、同期信号生成部４５から入力された同期信号とに基づいて、音響強度、音響パワー等を算出し、これにより超音波プローブ１の検査が行われる。
　このように、超音波プローブ１の振動子アレイ１１からの超音波の送信タイミングに同期させて、超音波プローブ１の発光制御部２２により発光部２３が発光し、プローブ保持具４４の検査装置側受光部４７が超音波プローブ１の発光部２３からの光を受けて、同期信号生成部４５により同期信号が生成されるため、無線型の超音波プローブ１でありながら、超音波プローブ１の筐体２から信号ケーブルを引き出すことなく、優れた精度で検査装置４１に同期させることが可能となる。このため、超音波プローブ１の製造検査において、高速伝送性で要求されるタイミングの安定性およびデータ取得のタイミングの再現性を確保することができ、精度の高い検査を行うことが可能となる。
　上記の実施の形態１においては、発光制御部２２は、１走査ライン毎の振動子アレイ１１からの超音波の送信タイミングに同期させて発光部２３を点滅させているが、さらに、それぞれのフレームの超音波画像生成における開始タイミングに同期させて、１走査ライン毎の送信タイミングにおける発光部２３の点滅周期とは異なる周期により発光部２３を点滅させることもできる。例えば、各フレームの開始時に、１走査ライン毎の送信タイミングにおける点滅周期の１／２の周期で発光部２３を点滅させることにより、製造検査の際に、検査装置４１の検査部４６は、各フレームの開始タイミングであることを把握することができ、超音波プローブ１の検査を円滑に行うことができる。
　また、発光部２３が、可視波長の複数色の光を発する発光ダイオードから構成される場合には、１走査ライン毎の振動子アレイ１１からの超音波の送信タイミングに同期させた発光と、各フレームの開始タイミングに同期させた発光とを、互いに異なる色で行うことができる。検査装置４１の検査装置側受光部４７が、超音波プローブ１の発光部２３から発せられた光の色（周波数）の違いを識別することで、検査部４６は、１走査ライン毎の振動子アレイ１１からの超音波の送信タイミングであるのか、各フレームの開始タイミングであるのかを判別することが可能となる。
　さらに、発光部２３が、可視波長の光を発する発光ダイオードから構成される場合には、超音波プローブ１の図示しない電源スイッチを投入することにより、バッテリ２４から超音波プローブ１の各回路に電源電力が供給されたことを、発光制御部２２を介して発光部２３を発光させることで表示することもできる。すなわち、発光部２３は、超音波プローブ１の電源オン状態の表示を兼ねることができる。
　上記の実施の形態１においては、超音波プローブ１の筐体２の発光用窓部５の内側に発光部２３が配置され、発光部２３から発せられた光は、発光用窓部５を通して超音波プローブ１の筐体２の外部へ伝搬したが、これに限るものではない。図８に示されるように、超音波プローブ１が、発光部２３の発光波長に対して透光性を有する材料から形成された筐体２Ｃを備える場合は、筐体２Ｃに発光用窓部５を配置することなく、筐体２Ｃの内側に発光部２３を配置し、発光部２３から発せられた光を、筐体２Ｃを通して超音波プローブ１の外部へ伝搬させることができる。
　また、プローブ保持具４４は、超音波プローブ１の筐体２の外面に直接的に密着する必要はなく、例えば、図９に示されるように、発光部２３から発せられた光を、筒状部材４４Ｄを介してプローブ保持具４４Ｅの検査装置側受光部４７により受けるように構成することもできる。この場合も、筒状部材４４Ｄと超音波プローブ１との間から外光が入り込むことを防止するために、筒状部材４４Ｄの先端部に遮光部材４４Ｃを配置することが望ましい。
　上記の実施の形態１においては、プローブ保持具４４は、一対の腕部４４Ａおよび４４Ｂにより超音波プローブ１の筐体２の後側部分２Ｂを挟み込むことで、超音波プローブ１を保持したが、これに限るものではなく、例えば、図１０に示されるように、リング状のプローブ保持具４４Ｆに超音波プローブ１の筐体２の後側部分２Ｂを挿入することで、超音波プローブ１を保持することもできる。超音波プローブ１の筐体２の段部４がリング状のプローブ保持具４４Ｆに接触するまで、超音波プローブ１の筐体２の後側部分２Ｂを挿入することにより、超音波プローブ１とプローブ保持具４４Ｆとの位置合わせがなされる。
実施の形態２
　図１１に、実施の形態２に係る超音波プローブ１Ａの内部構成を示す。
　超音波プローブ１Ａは、図２に示した実施の形態１の超音波プローブ１において、プローブ側受光部５１およびコマンド受付部５２をさらに備え、プローブ制御部２１の代わりにプローブ制御部２１Ａを用いたものである。プローブ側受光部５１は、コマンド受付部５２に接続され、コマンド受付部５２は、プローブ制御部２１Ａに接続されている。超音波プローブ１Ａは、プローブ側受光部５１、コマンド受付部５２およびプローブ制御部２１Ａ以外は、実施の形態１の超音波プローブ１と同様の構成を有している。
　また、送信部１２、受信部１３、超音波送受信制御部１５、信号処理部１６、画像処理部１７、通信制御部２０、プローブ制御部２１Ａ、発光制御部２２およびコマンド受付部５２により、プローブ側プロセッサ２５Ａが構成されている。
　プローブ側受光部５１は、超音波プローブ１Ａの外部から発せられた光を受けるもので、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ等の受光素子により構成され、超音波プローブ１Ａの外部から発せられた光を受けて、電気信号に変換する。
　コマンド受付部５２は、プローブ側受光部５１により変換された電気信号に基づいて外部からコマンドを受け付けてプローブ制御部２１Ａに転送する。
　プローブ側受光部５１およびコマンド受付部５２を備えることにより、超音波プローブ１Ａの外部から光を利用したコマンドに従って、プローブ制御部２１Ａを動作させることができるようになり、例えば、超音波プローブ１Ａの製造検査の際に、超音波の送信タイミングに応じて発光部２３を同期発光させることを超音波プローブ１Ａの外部から指示することが可能となる。この他、プローブ側受光部５１およびコマンド受付部５２を介して、超音波プローブ１Ａの外部から各種の動作に関する指示を行うことができる。
実施の形態３
　図１２に、実施の形態３に係る超音波プローブ１Ｂの内部構成を示す。
　超音波プローブ１Ｂは、図２に示した実施の形態１の超音波プローブ１において、無線通信部１８に接続される通信状態検知部５３をさらに備え、プローブ制御部２１の代わりにプローブ制御部２１Ｂを用いたものである。通信状態検知部５３は、プローブ制御部２１Ｂに接続されている。超音波プローブ１Ｂは、通信状態検知部５３およびプローブ制御部２１Ｂ以外は、実施の形態１の超音波プローブ１と同様の構成を有している。
　また、送信部１２、受信部１３、超音波送受信制御部１５、信号処理部１６、画像処理部１７、通信制御部２０、プローブ制御部２１Ｂ、発光制御部２２および通信状態検知部５３により、プローブ側プロセッサ２５Ｂが構成されている。
　通信状態検知部５３は、無線通信部１８と、画像表示装置３１の無線通信部３２との間における無線通信状態を検知してプローブ制御部２１Ｂに出力する。
　なお、実施の形態３においては、発光部２３は、可視波長の光を発する発光ダイオードから構成されるものとする。
　プローブ制御部２１Ｂは、通信状態検知部５３により検知された無線通信状態に基づいて、発光制御部２２により発光部２３を発光させることができる。例えば、通信状態検知部５３により検知された無線通信状態が、超音波プローブ１Ｂと画像表示装置３１との間で正常な無線通信を行うことができる状態である場合に、プローブ制御部２１Ｂは、発光制御部２２により発光部２３を発光させる。これにより、ユーザは、発光部２３の可視波長の発光を確認することで、超音波プローブ１Ｂにより生成された超音波画像信号の画像表示装置３１への無線送信および画像表示装置３１における超音波画像の表示が可能であることを把握することができる。
　すなわち、発光部２３は、無線通信状態の表示を兼ねることができる。
実施の形態４
　図１３に、実施の形態４に係る超音波プローブ１Ｃの内部構成を示す。
　超音波プローブ１Ｃは、図２に示した実施の形態１の超音波プローブ１において、バッテリ２４に接続される残量検出部５４をさらに備え、プローブ制御部２１の代わりにプローブ制御部２１Ｃを用いたものである。残量検出部５４は、プローブ制御部２１Ｃに接続されている。超音波プローブ１Ｃは、残量検出部５４およびプローブ制御部２１Ｃ以外は、実施の形態１の超音波プローブ１と同様の構成を有している。
　また、送信部１２、受信部１３、超音波送受信制御部１５、信号処理部１６、画像処理部１７、通信制御部２０、プローブ制御部２１Ｃ、発光制御部２２および残量検出部５４により、プローブ側プロセッサ２５Ｃが構成されている。
　残量検出部５４は、超音波プローブ１Ｃの各回路に電力を供給するバッテリ２４の残量を検出してプローブ制御部２１Ｃに出力する。
　なお、実施の形態４においては、発光部２３は、可視波長の光を発する発光ダイオードから構成されるものとする。
　プローブ制御部２１Ｃは、残量検出部５４により検知されたバッテリ２４の残量に基づいて、発光制御部２２により発光部２３を発光させることができる。例えば、残量検出部５４により検知されたバッテリ２４の残量が、定められた残量を下回った場合に、プローブ制御部２１Ｃは、発光制御部２２により発光部２３を発光させる。これにより、ユーザは、発光部２３の可視波長の発光を確認することで、バッテリ２４の残量が定められた残量を下回り、バッテリ２４の充電あるいはバッテリ２４の交換が必要であることを把握することができる。
　すなわち、発光部２３は、バッテリ２４の残量の表示を兼ねることができる。
実施の形態５
　図１４に、実施の形態５に係る超音波プローブ１Ｄを用いた超音波システムの構成を示す。
　超音波プローブ１Ｄは、図２に示した実施の形態１の超音波プローブ１において、信号処理部１６および画像処理部１７を有する画像情報データ生成部１９の代わりに信号処理部１６のみを有する画像情報データ生成部１９Ａを用い、プローブ制御部２１の代わりにプローブ制御部２１Ｄを用いたものである。信号処理部１６が無線通信部１８に直接接続されている。超音波プローブ１Ｄは、画像情報データ生成部１９Ａおよびプローブ制御部２１Ｄ以外は、実施の形態１の超音波プローブ１と同様の構成を有している。
　送信部１２、受信部１３、超音波送受信制御部１５、信号処理部１６、通信制御部２０、プローブ制御部２１Ｄおよび発光制御部２２により、プローブ側プロセッサ２５Ｄが構成されている。
　この超音波プローブ１Ｄと組み合わされて超音波システムを構成する画像表示装置３１Ａは、図４に示した実施の形態１における画像表示装置３１において、無線通信部３２と表示制御部３３の間に画像処理部１７が接続され、本体制御部３６の代わりに本体制御部３６Ａを用いたものである。画像表示装置３１Ａは、画像処理部１７および本体制御部３６Ａ以外は、実施の形態１における画像表示装置３１と同様の構成を有している。
　画像処理部１７、表示制御部３３、通信制御部３５および本体制御部３６Ａにより、画像表示装置側プロセッサ３９Ａが構成されている。
　画像表示装置３１Ａの画像処理部１７は、実施の形態１の超音波プローブ１に用いられた画像処理部１７と同一のものである。
　超音波プローブ１Ｄと画像表示装置３１Ａからなる超音波システムの動作時には、まず、超音波プローブ１Ｄにおいて、超音波送受信制御部１５の制御の下、送受信部１４の送信部１２からの駆動信号に従って振動子アレイ１１の複数の振動子から超音波ビームが送信され、被検体からの超音波エコーを受信した各振動子から受信信号が受信部１３に出力され、増幅部２６で増幅され、ＡＤ変換部２７でＡＤ変換された後、ビームフォーマ２８で受信フォーカス処理が施されることにより、音線信号が生成される。
　受信部１３のビームフォーマ２８により生成された音線信号は、画像情報データ生成部１９Ａの信号処理部１６において、反射位置の深度に応じた減衰の補正および包絡線検波処理が施されることで被検体内の組織に関する断層画像情報である信号となり、この信号が、画像情報データとして無線通信部１８に送出される。画像情報データは、超音波プローブ１Ｄの無線通信部１８から画像表示装置３１Ａに向けて無線送信される。
　超音波プローブ１Ｄの無線通信部１８から無線送信された画像情報データは、画像表示装置３１Ａの無線通信部３２により受信されて復調された後、画像処理部１７において、ラスター変換され、各種の必要な画像処理が施されることで、超音波画像信号が生成される。画像処理部１７により生成された超音波画像信号は、表示制御部３３を介して表示部３４に送られ、表示部３４に超音波画像が表示される。
　超音波プローブ１Ｄの製造検査の際には、実施の形態１の超音波プローブ１と同様にして音響測定検査が行われる。すなわち、まず、図５に示されるように、プローブ保持具４４に保持された超音波プローブ１Ｄの筐体２の前側部分２Ａに配置されている音響レンズ３が、水槽４２の水中に没し且つ水槽４２内のハイドロフォン４３に対向するように、プローブ保持具４４が図示しない支持装置により支持される。
　この状態で、超音波プローブ１Ｄの振動子アレイ１１からハイドロフォン４３に向けて超音波の送信が行われるが、１走査ライン毎の振動子アレイ１１からの超音波の送信タイミングに同期させて、超音波プローブ１Ｄの発光制御部２２により発光部２３が点滅する。このため、発光部２３から発せられた光が、超音波プローブ１Ｄの筐体２の発光用窓部５を透過してプローブ保持具４４の腕部４４Ａの内部に設置されている検査装置側受光部４７に到達し、検査装置側受光部４７により電気信号に変換される。検査装置側受光部４７により変換された電気信号は、同期信号生成部４５に入力し、同期信号生成部４５により同期信号が生成されて検査部４６に入力する。
　また、超音波プローブ１Ｄの振動子アレイ１１から送信された超音波は、水槽４２内のハイドロフォン４３に到達し、ハイドロフォン４３により生成された受信信号が検査部４６に入力する。
　検査部４６は、ハイドロフォン４３からの受信信号と、同期信号生成部４５から入力された同期信号とに基づいて、音響強度、音響パワー等を算出し、これにより超音波プローブ１Ｄの検査が行われる。
　このように、超音波プローブ１Ｄの振動子アレイ１１からの超音波の送信タイミングに同期させて、超音波プローブ１Ｄの発光制御部２２により発光部２３が発光し、プローブ保持具４４の検査装置側受光部４７が超音波プローブ１Ｄの発光部２３からの光を受けて、同期信号生成部４５により同期信号が生成されるため、無線型の超音波プローブ１Ｄでありながら、超音波プローブ１Ｄの筐体２から信号ケーブルを引き出すことなく、優れた精度で検査装置４１に同期させることが可能となる。
　なお、上述した実施の形態１では、画像情報データ生成部１９の信号処理部１６により減衰の補正および包絡線検波処理が施された後に、画像処理部１７によりラスター変換された超音波画像信号が、画像情報データとして無線通信部１８から画像表示装置３１に無線送信され、また、実施の形態５では、画像情報データ生成部１９Ａの信号処理部１６により減衰の補正および包絡線検波処理が施された信号が、画像情報データとして無線通信部１８から画像表示装置３１Ａに無線送信されたが、このように、超音波プローブ１、１Ｄから画像表示装置３１、３１Ａに無線送信される画像情報データは、検波後の信号であることが好ましい。ただし、画像情報データは、検波後の信号に限定されるものではない。
　上述した実施の形態１～５に係る超音波プローブ１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄは、表示部３４にタッチセンサを組み合わせて、タッチセンサを操作部３７として使用する画像表示装置３１、３１Ａと共に超音波システムを構成することもできる。このような超音波システムとすれば、緊急治療等の際に、屋外における診断にも極めて有効なものとなる。
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ　超音波プローブ、２，２Ｃ　筐体、２Ａ　前側部分、２Ｂ　後側部分、３　音響レンズ、４　段部、５　発光用窓部、１１　振動子アレイ、１２　送信部、１３　受信部、１４　送受信部、１５　超音波送受信制御部、１６　信号処理部、１７　画像処理部、１８　無線通信部、１９，１９Ａ　画像情報データ生成部、２０　通信制御部、２１、２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ　プローブ制御部、２２　発光制御部、２３　発光部、２４　バッテリ、２５、２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ　プローブ側プロセッサ、２６　増幅部、２７　ＡＤ変換部、２８　ビームフォーマ、３１，３１Ａ　画像表示装置、３２　無線通信部、３３　表示制御部、３４　表示部、３５　通信制御部、３６，３６Ａ　本体制御部、３７　操作部、３８　格納部、３９，３９Ａ　画像表示装置側プロセッサ、４１　検査装置、４２　水槽、４３　ハイドロフォン、４４，４４Ｅ，４４Ｆ　プローブ保持具、４４Ａ，４４Ｂ　腕部、４４Ｃ　遮光部材、４４Ｄ　筒状部材、４５　同期信号生成部、４６　検査部、４７　検査装置側受光部、５１　プローブ側受光部、５２　コマンド受付部、５３　通信状態検知部、５４　残量検出部。

Claims (13)

  1. 　無線型の超音波プローブであって、
    　筐体と、
    　前記筐体内に収容された振動子アレイと、
    　前記筐体内に収容され、前記振動子アレイから超音波を送信し且つ前記振動子アレイにより取得された受信信号に基づいて音線信号を生成する送受信部と、
    　前記筐体内に収容され、前記送受信部により生成された前記音線信号に基づいて画像情報データを生成する画像情報データ生成部と、
    　前記筐体内に収容され、前記画像情報データ生成部により生成された前記画像情報データを無線送信する無線通信部と、
    　前記筐体内に収容され且つ前記筐体の外部へ向けて光を発する発光部と、
    　前記筐体内に収容され、製造検査の際に前記送受信部による超音波の送信タイミングに同期させて前記発光部を発光させる発光制御部と
    　を備える超音波プローブ。
  2. 　前記発光部は、不可視波長の光を発する請求項１に記載の超音波プローブ。
  3. 　前記不可視波長の光は、赤外線である請求項２に記載の超音波プローブ。
  4. 　前記発光部は、可視波長の光を発する請求項１に記載の超音波プローブ。
  5. 　前記発光部は、前記超音波プローブの電源オン表示を兼ねる請求項４に記載の超音波プローブ。
  6. 　無線通信状態を検知する通信状態検知部をさらに備え、
    　前記発光部は、前記通信状態検知部により検出された無線通信状態の表示を兼ねる請求項４または５に記載の超音波プローブ。
  7. 　バッテリと、前記バッテリの残量を検出する残量検出部とをさらに備え、
    　前記発光部は、前記残量検出部により検出された前記バッテリの残量の表示を兼ねる請求項４～６のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
  8. 　プローブ側受光部と、前記プローブ側受光部により取得した光に基づいて外部からコマンドを受け付けるコマンド受付部とをさらに備え、
    　前記発光制御部は、前記コマンド受付部により受け付けた前記コマンドに基づいて前記発光部を発光させる請求項１～７のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
  9. 　前記発光制御部は、１走査ライン毎の前記振動子アレイからの超音波の送信タイミングに同期させて前記発光部を点滅させる請求項１～８のいずれか一項に記載の超音波プローブ。
  10. 　前記発光制御部は、それぞれのフレームの超音波画像生成における開始タイミングに同期させて、前記１走査ライン毎の送信タイミングにおける前記発光部の点滅周期とは異なる周期により前記発光部を点滅させる請求項９に記載の超音波プローブ。
  11. 　振動子アレイから超音波の送信を行い、
    　前記振動子アレイにより取得された受信信号に基づいて音線信号を生成し、
    　生成された前記音線信号に基づいて画像情報データを生成し、
    　生成された画像情報データを無線送信し、
    　製造検査の際に前記振動子アレイからの超音波の送信タイミングに同期させて発光部を発光させる
    　超音波プローブの制御方法。
  12. 　請求項１～１０のいずれか一項に記載の超音波プローブと、
    　製造検査の際に、前記超音波プローブの前記振動子アレイから送信された超音波を受信し、且つ、前記超音波プローブの前記発光部から発せられた光に基づいて同期信号を生成し、受信した前記超音波と前記同期信号に基づいて前記超音波プローブを検査する検査装置と
    　を備える超音波プローブ検査システム。
  13. 　前記検査装置は、
    　前記超音波プローブを保持するプローブ保持具と、
    　前記プローブ保持具に設置され且つ前記超音波プローブの前記発光部から発せられた光を受ける検査装置側受光部と
    　を有する請求項１２に記載の超音波プローブ検査システム。
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