WO2023157598A1 - 超音波診断システム - Google Patents

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WO2023157598A1
WO2023157598A1 PCT/JP2023/002498 JP2023002498W WO2023157598A1 WO 2023157598 A1 WO2023157598 A1 WO 2023157598A1 JP 2023002498 W JP2023002498 W JP 2023002498W WO 2023157598 A1 WO2023157598 A1 WO 2023157598A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ultrasonic
transducer
image
channel
diagnostic system
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/002498
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
匡信 内原
Original Assignee
富士フイルム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
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Application filed by 富士フイルム株式会社 filed Critical 富士フイルム株式会社
Publication of WO2023157598A1 publication Critical patent/WO2023157598A1/ja

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/12—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves in body cavities or body tracts, e.g. by using catheters

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic diagnostic system, and more particularly, to an ultrasonic diagnostic system capable of easily detecting the state of a channel of an ultrasonic transducer of the ultrasonic diagnostic system and determining whether or not there is a failure requiring repair.
  • diagnostic systems e.g.
  • An ultrasonic diagnostic system that uses ultrasonic imaging of an observed part of a subject such as a human body usually includes an ultrasonic probe (probe) for the surface of the subject that is used in contact with the subject, or a body cavity of the subject.
  • a body cavity ultrasound probe is provided that is used by inserting it into the body cavity.
  • an ultrasonic endoscope which is a combination of an endoscope for optically observing the inside of a subject and an ultrasonic probe for body cavities, has also been used.
  • an ultrasonic probe provided with an ultrasonic transducer array in which a plurality of ultrasonic transducers are arranged, ultrasonic beams are transmitted toward a site to be observed, and ultrasonic echoes generated in the subject are received. Thus, an ultrasound image is obtained.
  • the ultrasonic diagnostic system can be manufactured, operated at the time of delivery, performance tests, periodic maintenance, maintenance in the event of a failure, normality confirmation test before use, etc. Diagnosis has been proposed (see US Pat.
  • Patent document 1 discloses a receiving unit that receives ultrasonic echo signals received by a plurality of ultrasonic transducers of an ultrasonic probe and has test signal generating means for inputting signals in parallel to each ultrasonic transducer.
  • an image processing unit that processes ultrasonic echo signals and generates a diagnostic image;
  • a display unit that displays the diagnostic image; is disclosed.
  • self-diagnosis of the ultrasonic diagnostic apparatus can be performed completely automatically without requiring any external special device. That is, the self-diagnostic image generated by the self-diagnostic image generation processing in the image processing section based on the test signal from the test signal generating means is automatically performed in the self-diagnostic section and the self-diagnostic result is displayed.
  • the self-diagnostic unit encodes the self-diagnostic image by the encoding means using the brightness, determines the failure location and type by the determination means, and determines the failure location and type by the imaging means. Display can be done automatically. For this reason, not only service personnel and other specialized maintenance personnel for ultrasonic diagnostic equipment, but also medical professionals who actually use ultrasonic diagnostic equipment in medical settings can use the operation unit to In addition to being able to perform self-diagnosis, self-diagnosis can be performed automatically when the system is started, enabling early detection of system failures and helping to prevent misdiagnosis caused by system failures.
  • Patent Document 2 discloses an ultrasonic probe having a transducer, a rotation control unit that rotates the transducer in a scanning direction, means for amplifying an echo signal received by the transducer, and a signal line connected to the transducer.
  • a receiving unit having test signal generating means for inputting a test signal to the receiver, an image processing unit processing echo signals to generate a diagnostic image, a display unit displaying the diagnostic image, and a control unit controlling each unit , and a self-diagnostic unit for performing self-diagnosis.
  • self-diagnosis of the ultrasonic diagnostic apparatus can be performed completely automatically without requiring any external special device.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus described in Patent Document 2 differs in scanning method from the ultrasonic diagnostic apparatus described in Patent Document 1, but similarly, test signal generating means for performing self-diagnosis, based on the luminance information of the diagnostic image encoding means for converting a diagnostic image into a multi-dimensional code string, determination means for identifying the location or type of failure, and imaging means for converting the failure information into a display image that can be easily recognized. Similarly, even non-experts can easily obtain failure information.
  • Patent Document 3 discloses a probe composed of a plurality of transducers, a large number of pulsers for generating pulses for driving the transducers, a large number of first-stage amplifiers for receiving signals received from the transducers, and the first-stage Means for selecting one of the outputs of the amplifier and taking out as one sound ray signal, means for appropriately processing and displaying the output signal from this means, and a controller for controlling the selection of the output of the pulser and the first stage amplifier. Then, in the test mode, the output of the first-stage amplifier corresponding to the pulser is selected each time one of the circuits in the pulser is driven under the control of the controller. An ultrasonic diagnostic apparatus is disclosed that can determine which set is defective.
  • the ultrasonic diagnostic apparatuses disclosed in Patent Documents 1, 2, and 3 can automatically perform self-diagnosis, identify the location and type of failure, and easily recognize failure information.
  • the specified failure information is an abnormality of the multiplexer, a disconnection of the signal line from the multiplexer to the crosspoint switch, or multiple lines connected from the crosspoint switch to the delay unit. There is a broken signal line among the signal lines, or there is a short circuit in the signal line between the vibrator group and the multiplexer group.
  • the pulser and/or Or the first stage amplifier is defective.
  • a faulty transducer channel such as a faulty ultrasonic transducer, a disconnected signal line, or a short-circuited signal line cannot be identified. there were.
  • a first object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic system capable of providing a mechanism for automatically and simply detecting and notifying, and capable of specifying a faulty channel.
  • the present invention proactively notifies and encourages repair of faulty channels due to disconnection of transmission lines such as ultrasonic transducers and signal lines, which have a large impact on diagnosis, and reduces the frequency of repairs of faulty channels that have a small effect.
  • a second object is to provide an ultrasonic diagnostic system capable of
  • a third object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic system capable of recognizing an increase in the number of disconnections in advance and presenting it to a serviceman in advance.
  • an ultrasonic diagnostic system for acquiring an ultrasonic image of a site to be observed of a subject for diagnosis, comprising: an ultrasonic probe provided with an ultrasonic transducer array in which a plurality of ultrasonic transducers are arranged for receiving an echo signal from a site to be observed and outputting a detection signal; a verification mode execution unit for executing a verification mode for verifying the operation of the child array, wherein the verification mode execution unit performs verification of each pixel corresponding to each ultrasonic transducer from the transmission/reception signal of each ultrasonic transducer.
  • an ultrasound image data generation unit that generates ultrasound image data
  • a failure channel detection unit that analyzes the generated ultrasound image data and detects a failure transducer channel.
  • the criterion preferably includes at least one of the ultrasound image data of pixels or the number of transducer channels.
  • the condition is preferably the position in the arrangement direction of the ultrasonic transducers.
  • the condition is preferably the position of the ultrasonic transducer which is determined according to the device type of the ultrasonic diagnostic system.
  • the position of the ultrasonic transducer having a large influence on the ultrasonic image has a smaller number of defective transducer channels as a criterion than the position of the ultrasonic transducer having a small influence.
  • the condition is preferably at least one of a user mode used by a user and a serviceman mode used by a serviceman.
  • the verification mode when executing the verification mode, the number of detected defective transducer channels, the faulty transducer channel, the date or time when the faulty transducer channel was detected, and the number of times the faulty transducer channel was energized It is preferable to have memory for keeping a log of at least one.
  • diagnostic image processing for obtaining a diagnostic ultrasonic image of a site to be observed is different from faulty transducer channel detection image processing for generating ultrasonic image data when the verification mode is executed. is preferred.
  • processing over a plurality of ultrasonic transducers is reduced as compared with the image processing for diagnosis.
  • a user such as a medical worker and a service person who performs maintenance or inspection can easily and automatically detect disconnection of an ultrasonic transducer and its transmission line such as a signal line on a daily basis. Therefore, it is possible to provide an ultrasonic diagnostic system capable of identifying a faulty channel by providing a notification mechanism.
  • failure channels due to disconnection of transmission lines such as ultrasonic transducers and signal lines, which have a large impact on diagnosis, are proactively notified to prompt repair, and failure channels with a small impact are repaired frequently. It is possible to provide an ultrasonic diagnostic system capable of reducing the Further, according to the present invention, it is possible to provide an ultrasonic diagnostic system capable of grasping an increase in the number of disconnections in advance and presenting it to a serviceman in advance.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an ultrasound diagnostic system according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view showing the distal end portion of the insertion section of the ultrasonic endoscope shown in FIG. 1 and its surroundings
  • FIG. 3 is a view showing a cross section of the distal end portion of the insertion portion of the ultrasonic endoscope shown in FIG. 2 taken along the II cross section shown in FIG. 2
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic processor shown in FIG. 1
  • FIG. FIG. 11 shows an image of single element transmission and reception for faulty channel detection
  • FIG. 10 is a diagram showing images of multi-element transmission and reception for faulty channel detection
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a region often used for diagnosis and a region rarely used for diagnosis in an ultrasonic probe of a convex ultrasonic endoscope;
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a region often used for diagnosis and a region rarely used for diagnosis in an ultrasonic probe of a radial ultrasonic endoscope;
  • FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of an ultrasound diagnostic system according to another embodiment of the present invention;
  • 10 is a partially enlarged perspective view showing the appearance of an example of the distal end portion of the ultrasonic endoscope shown in FIG. 9.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing a region often used for diagnosis and a region rarely used for diagnosis in an ultrasonic probe of a convex ultrasonic endoscope;
  • FIG. 4 is a diagram showing a region often used for diagnosis and a region rarely used for diagnosis in an ultrasonic probe of a radial ultrasonic endoscope;
  • FIG. 4 is a diagram showing
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an ultrasound diagnostic system 10.
  • the ultrasonic diagnostic system 10 uses ultrasonic waves to obtain ultrasonic images and to evaluate the state of the observed site in the body of a patient, who is the subject, for diagnosis (hereinafter also referred to as ultrasonic diagnosis).
  • the site to be observed is a site (observation target site) that is difficult to inspect from the body surface side of a subject such as a patient, and particularly includes organs such as the gallbladder and pancreas.
  • the state of the site to be observed and the presence or absence of abnormalities can be detected via the gastrointestinal tract such as the patient's body cavities such as the esophagus, stomach, duodenum, small intestine, and large intestine. can be diagnosed by ultrasound.
  • the site to be observed to be diagnosed by the ultrasonic diagnostic system 10 is not limited to these organs. Or it may be other organs.
  • the ultrasonic diagnostic system 10 will be described as having a function of performing ultrasonic diagnosis and a function of acquiring an endoscopic image. , but may have only the function of performing ultrasonic diagnosis and perform only ultrasonic diagnosis. That is, the ultrasonic diagnostic system 10 of the present invention does not need to have an ultrasonic endoscope 12 having an ultrasonic observation unit 36 and an endoscope observation unit 38, which will be described later, and acquires endoscopic images. It does not have the endoscopic observation unit 38, the light source device 18, and the components necessary only for endoscopic observation, and the ultrasonic observation unit 36 for acquiring an ultrasonic image, and the ultrasonic observation It may have the necessary components only.
  • the ultrasonic diagnostic system 10 has only a function of performing ultrasonic diagnosis, and when performing only ultrasonic diagnosis, the state of the observed part of the subject is observed from the body surface side of the subject. can be evaluated and diagnosed.
  • Observation sites of a subject that can be observed from the body surface side of the subject, that is, can be evaluated and/or diagnosed include tissues on the body surface side of the subject, such as body surface blood vessels, veins, arteries, Alternatively, the thyroid gland and the like can be raised, and tissues in the body that can be observed from the surface of the body, such as the digestive tract such as the esophagus, stomach, duodenum, small intestine, or large intestine, or the heart, kidney, or the like, can be raised.
  • the ultrasonic diagnostic system 10 acquires an ultrasonic image and an endoscopic image, and as shown in FIG. It has a processor device 16 , a light source device 18 , a monitor 20 , a water supply tank 21 a , a suction pump 21 b and an operator console 100 .
  • the ultrasonic endoscope 12 is an endoscope, and includes an insertion section 22 inserted into a body cavity of a patient, an operation section 24 operated by a doctor (user), and a distal end section 40 attached to the insertion section 22. and an ultrasonic probe 46 (see FIGS. 2 and 3).
  • the operator uses the function of the ultrasonic endoscope 12 to obtain an endoscopic image of the inner wall of the patient's body cavity, an ultrasonic image of the site to be observed, or the transducer array 50 of the ultrasonic probe 46 (FIGS. 2 and 3). ) to obtain the detection result of the faulty transducer channel based on the ultrasonic image data of each pixel for verifying the operation.
  • an "endoscopic image” is an image obtained by photographing the inner wall of a patient's body cavity using an optical technique.
  • the “ultrasonic image” is a reflected wave (echo) of ultrasonic waves transmitted from the body cavity of the patient toward the site to be observed, or an image in air or water for verifying the operation of the transducer array 50. It is an image obtained by receiving reflected waves (echoes) of ultrasonic waves transmitted toward the liquid and imaging the received signals. Note that the ultrasonic endoscope 12 will be described in detail in a later section.
  • the ultrasonic processor device 14 is connected to the ultrasonic endoscope 12 via a universal cord 26 and an ultrasonic connector 32a provided at its end.
  • the ultrasound processor unit 14 transmits ultrasound, such as verification ultrasound, for verifying operation of the transducer array 50 (see FIGS. 2 and 3).
  • the ultrasonic processor device 14 generates an ultrasonic image by imaging the received signal when the ultrasonic probe 46 receives the reflected wave (echo) of the transmitted ultrasonic wave, or generates an ultrasonic image from the received detection signal
  • Ultrasonic image data of each pixel corresponding to each ultrasonic transducer 48 arranged in the transducer array 50 is generated, and the ultrasonic image data of each pixel is analyzed to detect a faulty transducer channel.
  • the ultrasound processor unit 14 will be described in detail in a later section.
  • the endoscope processor device 16 is connected to the ultrasonic endoscope 12 via the universal cord 26 and an endoscope connector 32b provided at the end thereof.
  • the endoscope processor device 16 acquires image data of a region adjacent to the observation target imaged by the ultrasonic endoscope 12 (more specifically, a solid-state imaging device 86, which will be described later), and performs predetermined processing on the acquired image data. Image processing is performed to generate an endoscopic image.
  • the "adjacent site to be observed" is a portion of the inner wall of the patient's body cavity that is adjacent to the site to be observed.
  • the ultrasound processor 14 and the endoscope processor 16 are composed of two separate devices (computers). However, the present invention is not limited to this, and both the ultrasound processor device 14 and the endoscope processor device 16 may be configured by one device.
  • the light source device 18 is connected to the ultrasonic endoscope 12 via the universal cord 26 and a light source connector 32c provided at its end.
  • the light source device 18 emits white light or specific wavelength light composed of the three primary colors of red, green, and blue light when imaging a site adjacent to the observation target using the ultrasonic endoscope 12 .
  • the light emitted by the light source device 18 propagates through the ultrasonic endoscope 12 through a light guide (not shown) included in the universal cord 26, and passes through the ultrasonic endoscope 12 (detailedly, an illumination window 88, which will be described later). emitted from As a result, the adjacent site to be observed is illuminated by the light from the light source device 18 .
  • the monitor 20 is connected to the ultrasound processor device 14 and the endoscope processor device 16, and displays the ultrasound images generated by the ultrasound processor device 14 and the ultrasound images generated by the endoscope processor device 16.
  • Display endoscopic images As a display method for the ultrasonic image and the endoscopic image, either one of the images may be switched and displayed on the monitor 20, or both images may be displayed simultaneously. Display modes for ultrasonic images and endoscopic images will be described later.
  • an ultrasonic image and an endoscopic image are displayed on the single monitor 20, but a monitor for displaying the ultrasonic image and a monitor for displaying the endoscopic image are provided separately. good too.
  • the ultrasonic image and the endoscopic image may be displayed in a display form other than the monitor 20, for example, in a display form of a terminal carried by the operator.
  • the operator console 100 is used by the operator to input necessary information for ultrasonic diagnosis, to instruct the ultrasonic processor 14 to start ultrasonic diagnosis, or to operate the transducer array 50 (see FIGS. 2 and 3). ) is provided for instructing execution of a verification mode for verifying operation (see FIG. 4).
  • the operator console 100 includes, for example, a keyboard, mouse, trackball, touch pad, touch panel, and the like.
  • the CPU (control circuit) 152 see FIG. 4) of the ultrasonic processor device 14 controls each part of the device (for example, a receiving circuit 142 and a transmitting circuit 144 which will be described later) in accordance with the contents of the operation. Control.
  • the operator before starting ultrasonic diagnosis, the operator provides examination information (for example, examination order information including date and order number, patient information including patient ID and patient name, and , inspection content and inspection target site information) are input at the console 100 .
  • examination information for example, examination order information including date and order number, patient information including patient ID and patient name, and , inspection content and inspection target site information
  • the CPU 152 of the ultrasonic processor unit 14 executes ultrasonic diagnosis based on the inputted examination information.
  • Each section of the ultrasonic processor unit 14 is controlled.
  • the operator determines whether all the ultrasonic transducers to be verified among the plurality of ultrasonic transducers of the transducer array 50 are selected, or whether the multiplexer 140 (see FIG.
  • Verification information such as the position and number of the specific ultrasonic transducers selected by the operator is input at the console 100 .
  • the CPU 152 of the ultrasonic processor device 14 performs ultrasonic waves so that the verification mode is executed based on the input verification information. It controls each section of the processor unit 14 for the application. Details of the verification mode, which is a feature of the present invention, will be described later.
  • control parameters include, for example, the result of selection between live mode and freeze mode, the set value of display depth (depth), and the result of selection of ultrasonic image generation mode.
  • live mode is a mode in which ultrasonic images (moving images) obtained at a predetermined frame rate are sequentially displayed (real-time display).
  • freeze mode is a mode in which a one-frame image (still image) of an ultrasound image (moving image) generated in the past is read out from the cine memory 150 described later and displayed.
  • the B mode is a mode for displaying a tomographic image by converting the amplitude of an ultrasonic echo into luminance.
  • the CF mode is a mode in which the average blood flow velocity, flow fluctuation, flow signal intensity, flow power, etc. are mapped in various colors and displayed superimposed on the B-mode image.
  • the PW mode is a mode for displaying the velocity of an ultrasonic echo source (for example, blood flow velocity) detected based on the transmission and reception of pulse waves.
  • the above-described ultrasonic image generation mode is only an example, and modes other than the above-described three types of modes, such as A (Amplitude) mode, M (Motion) mode, contrast mode, and elastography mode, etc. may be included, and a mode for obtaining Doppler images may also be included.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view showing the distal end portion of the insertion portion 22 of the ultrasonic endoscope 12 and its surroundings.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross section of the distal end portion 40 of the insertion portion 22 of the ultrasonic endoscope 12 taken along the II cross section shown in FIG.
  • the ultrasonic endoscope 12 has the insertion section 22 and the operation section 24 as described above.
  • the insertion portion 22 includes a distal end portion 40, a curved portion 42, and a flexible portion 43 in order from the distal end side (free end side), as shown in FIG.
  • the distal end portion 40 is provided with an ultrasonic observation section 36 and an endoscope observation section 38 as shown in FIG.
  • An ultrasonic probe 46 having a plurality of ultrasonic transducers 48 is arranged in the ultrasonic observation unit 36, as shown in FIG.
  • the treatment instrument lead-out port 44 serves as an outlet for a treatment instrument (not shown) such as forceps, a puncture needle, or a high-frequency scalpel.
  • the treatment instrument lead-out port 44 also serves as a suction port for sucking substances such as blood and body waste.
  • the bending portion 42 is a portion connected to the proximal end side (the side opposite to the side where the ultrasonic probe 46 is provided) from the distal end portion 40, and is bendable.
  • the flexible portion 43 is a portion that connects the bending portion 42 and the operation portion 24 , has flexibility, and is provided in an elongated state.
  • a plurality of ducts for supplying air and water and a plurality of ducts for suction are formed inside each of the insertion portion 22 and the operation portion 24, a treatment instrument channel 45 is formed, one end of which communicates with the treatment instrument outlet 44.
  • the ultrasonic observation section 36, the endoscope observation section 38, the water supply tank 21a and the suction pump 21b, and the operation section 24 will be described in detail.
  • the ultrasonic observation section 36 is a part provided for acquiring ultrasonic image data and/or an ultrasonic image, and is arranged on the distal end side of the distal end section 40 of the insertion section 22 .
  • the ultrasound observation unit 36 includes an ultrasound probe 46, a plurality of coaxial cables 56, and an FPC (Flexible Printed Circuit) 60, as shown in FIG.
  • the ultrasonic probe 46 corresponds to an ultrasonic probe (ultrasonic transducer unit), and in ultrasonic diagnosis, an ultrasonic transducer in which a plurality of ultrasonic transducers 48 described later are arranged in the patient's body cavity.
  • the array 50 is used to transmit ultrasonic waves, receive reflected waves (echoes) of the ultrasonic waves reflected at the site to be observed, and output reception signals.
  • the ultrasonic probe 46 according to the present embodiment is of a convex type, and transmits ultrasonic waves radially (in an arc).
  • the type (type) of the ultrasonic probe 46 is not particularly limited to this, and other types may be used as long as they can transmit and receive ultrasonic waves. For example, sector type, linear type, radial type, etc. There may be. Therefore, the ultrasonic endoscope 12 shown in FIGS.
  • 2 and 3 is a convex type (convex scanning type) ultrasonic endoscope, but the present invention is not limited to this, and a linear type (linear electronic scanning type ) It may be an ultrasonic endoscope, a sector type (electronic sector scanning type) ultrasonic endoscope, or a radial type ultrasonic endoscope. An ultrasonic diagnostic system using a radial ultrasonic endoscope will be described later.
  • the ultrasonic probe 46 is constructed by laminating a backing material layer 54, an ultrasonic transducer array 50, an acoustic matching layer 74, and an acoustic lens 76, as shown in FIG.
  • the ultrasonic transducer array 50 may be configured by arranging a plurality of ultrasonic transducers 48 in a two-dimensional array.
  • Each of the N ultrasonic transducers 48 is configured by arranging electrodes on both sides of a single crystal transducer, which is a piezoelectric element.
  • Crystal lithium niobate, lead magnesium niobate (PMN), lead magnesium niobate-lead titanate (PMN-PT), lead zinc niobate (PZN), lead zinc niobate-titanate Any one of lead (PZN-PT), lead indium niobate (PIN), lead titanate (PT), lithium tantalate, langasite, and zinc oxide is used.
  • the piezoelectric element constituting the ultrasonic transducer 48 used in the present invention is not limited to the single crystal transducer described above.
  • the piezoelectric element for example, ceramics such as PZT (lead zirconate titanate) (a sintered body obtained by heat-treating and sintering an inorganic substance, or a polycrystalline body) may be used, or PVDF (polyfluoride) may be used. An organic piezoelectric material such as vinylidene chloride) may also be used.
  • the electrodes consist of individual electrodes (not shown) individually provided for each of the plurality of ultrasonic transducers 48 and a transducer ground (not shown) common to the plurality of ultrasonic transducers 48 .
  • the electrodes are also electrically connected to the ultrasound processor unit 14 via the coaxial cable 56 and the FPC 60 .
  • the ultrasonic transducer 48 needs to be driven (vibrated) at a relatively high frequency of 7 MHz to 8 MHz for the purpose of obtaining an ultrasonic image of the body cavity of the patient. Therefore, the thickness of the piezoelectric element forming the ultrasonic transducer 48 is designed to be relatively thin, for example, 75 ⁇ m to 125 ⁇ m, preferably 90 ⁇ m to 110 ⁇ m.
  • a diagnostic drive pulse which is a pulsed drive voltage, is supplied to each ultrasonic transducer 48 as an input signal (transmission signal) from the ultrasonic processor 14 through the coaxial cable 56 .
  • the piezoelectric element expands and contracts to drive (vibrate) the ultrasonic transducer 48 .
  • a pulsed ultrasonic wave is output from the ultrasonic transducer 48 .
  • the amplitude of the ultrasonic waves output from the ultrasonic transducer 48 has a magnitude corresponding to the intensity (output intensity) when the ultrasonic transducer 48 outputs the ultrasonic waves.
  • the output intensity is defined as the magnitude of the sound pressure of the ultrasonic waves output from the ultrasonic transducer 48 .
  • each ultrasonic transducer 48 When each ultrasonic transducer 48 receives a reflected ultrasonic wave (echo), it vibrates (drives) accordingly, and the piezoelectric element of each ultrasonic transducer 48 generates an electric signal. An electrical signal generated by each ultrasonic transducer 48 is output from each ultrasonic transducer 48 toward the ultrasonic processor 14 as an ultrasonic reception signal. At this time, the magnitude (voltage value) of the electric signal output from the ultrasonic transducer 48 corresponds to the reception sensitivity when the ultrasonic transducer 48 receives ultrasonic waves.
  • the reception sensitivity is defined as the ratio of the amplitude of the electric signal output by the ultrasonic transducer 48 after receiving the ultrasonic wave to the amplitude of the ultrasonic wave transmitted by the ultrasonic transducer 48 .
  • the scanning range along the curved surface on which the ultrasonic transducer array 50 is arranged for example Ultrasonic waves are scanned in a range of about several tens of millimeters from the center of curvature of the curved surface.
  • a driven transducer As a result, m drive target transducers are driven, and ultrasonic waves are output from each drive target transducer in the open channel.
  • the ultrasonic waves output from the m number of transducers to be driven are synthesized immediately afterward, and the synthesized wave (ultrasonic beam) is transmitted toward the site to be observed.
  • each of the m drive target transducers receives the ultrasonic waves (echoes) reflected by the site to be observed, and outputs an electrical signal (reception signal) corresponding to the reception sensitivity at that time.
  • the positions of the driven transducers in the N ultrasonic transducers 48 are changed one by one (one This is repeated by shifting the ultrasonic transducers 48 at a time.
  • the series of steps described above starts from the driven transducer of the ultrasonic transducer 48 located at one end of the N ultrasonic transducers 48 .
  • the series of steps described above is repeated by switching the aperture channel by the multiplexer 140 so that the center position of the transducer to be driven is shifted one by one (by one ultrasonic transducer 48) toward the other end.
  • the transducer to be driven is basically composed of m ultrasonic transducers 48, but if m ultrasonic transducers 48 cannot be secured near both ends, the number of ultrasonic transducers less than m may be changed according to the center position. It consists of a vibrator 48 .
  • the backing material layer 54 supports each ultrasonic transducer 48 of the ultrasonic transducer array 50 from the back side. In addition, the backing material layer 54 attenuates the ultrasonic waves propagated to the backing material layer 54 side among the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic transducer 48 or the ultrasonic waves (echoes) reflected at the site to be observed. have a function.
  • the backing material is made of a rigid material such as hard rubber, and an ultrasonic damping material (ferrite, ceramics, etc.) is added as necessary.
  • the acoustic matching layer 74 is overlaid on the ultrasound transducer array 50 and provided for acoustic impedance matching between the patient's body and the ultrasound transducers 48 .
  • the acoustic matching layer 74 By providing the acoustic matching layer 74, it is possible to increase the transmittance of ultrasonic waves.
  • the material of the acoustic matching layer 74 various organic materials having acoustic impedance values closer to those of the patient's human body than the piezoelectric element of the ultrasonic transducer 48 can be used.
  • Specific examples of materials for the acoustic matching layer 74 include epoxy resin, silicon rubber, polyimide, and polyethylene.
  • the acoustic lens 76 superimposed on the acoustic matching layer 74 is for converging the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic transducer array 50 toward the site to be observed.
  • the acoustic lens 76 is made of, for example, silicon-based resin (millable type silicon rubber (HTV rubber), liquid silicon rubber (RTV rubber), etc.), butadiene-based resin, polyurethane-based resin, or the like. , alumina or silica are mixed.
  • the FPC 60 is electrically connected to electrodes provided on each ultrasonic transducer 48 .
  • Each of the plurality of coaxial cables 56 is wired to the FPC 60 at one end thereof.
  • each of the plurality of coaxial cables 56 is connected at the other end (the side opposite to the FPC 60 side). It is electrically connected to the ultrasonic processor device 14 .
  • the endoscopic observation section 38 is a portion provided for acquiring an endoscopic image, and is arranged on the distal end portion 40 of the insertion section 22 closer to the proximal side than the ultrasonic observation section 36 .
  • the endoscope observation section 38 is composed of an observation window 82, an objective lens 84, a solid-state imaging device 86, an illumination window 88, a cleaning nozzle 90, a wiring cable 92, and the like, as shown in FIGS.
  • the observation window 82 is attached to the distal end portion 40 of the insertion section 22 so as to be inclined with respect to the axial direction (longitudinal axis direction of the insertion section 22).
  • the light incident through the observation window 82 and reflected by the portion adjacent to the observation object is imaged on the imaging surface of the solid-state imaging device 86 by the objective lens 84 .
  • the solid-state imaging device 86 photoelectrically converts the reflected light from the observation target adjacent region that has passed through the observation window 82 and the objective lens 84 and is imaged on the imaging surface, and outputs an imaging signal.
  • a CCD Charge Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • a captured image signal output by the solid-state imaging device 86 is transmitted to the endoscope processor device 16 via the universal cord 26 via a wiring cable 92 extending from the insertion section 22 to the operation section 24 .
  • the illumination windows 88 are provided on both sides of the observation window 82 .
  • An output end of a light guide (not shown) is connected to the illumination window 88 .
  • the light guide extends from the insertion portion 22 to the operation portion 24 and its incident end is connected to the light source device 18 connected via the universal cord 26 .
  • Illumination light emitted by the light source device 18 travels through the light guide and is irradiated from the illumination window 88 toward the site adjacent to the observation target.
  • the cleaning nozzle 90 is a jet hole formed in the distal end portion 40 of the insertion portion 22 for cleaning the surfaces of the observation window 82 and the illumination window 88 . and is jetted toward the illumination window 88 .
  • the cleaning liquid ejected from the cleaning nozzle 90 is water, particularly degassed water.
  • the cleaning liquid is not particularly limited, and may be another liquid such as ordinary water (non-deaerated water).
  • the water supply tank 21a is a tank for storing degassed water, and is connected to the light source connector 32c by an air/water supply tube 34a.
  • the degassed water is used as the cleaning liquid jetted from the cleaning nozzle 90 .
  • the suction pump 21b sucks the aspirate (including the degassed water supplied for washing) inside the body cavity through the treatment instrument outlet 44 .
  • the suction pump 21b is connected to the light source connector 32c through a suction tube 34b.
  • the ultrasonic diagnostic system 10 may include an air supply pump or the like that supplies air to a predetermined air supply destination.
  • a treatment instrument channel 45 and an air/water supply conduit are provided in the insertion section 22 and the operation section 24 .
  • the treatment instrument channel 45 communicates between the treatment instrument insertion port 30 and the treatment instrument outlet port 44 provided in the operation section 24 .
  • the treatment instrument channel 45 is connected to a suction button 28b provided on the operation section 24 .
  • the suction button 28b is connected to the treatment instrument channel 45 and also to the suction pump 21b.
  • One end of the air/water supply conduit communicates with the cleaning nozzle 90 , and the other end thereof is connected to the air/water supply button 28 a provided on the operation unit 24 .
  • the air/water supply button 28a is connected to the water supply tank 21a in addition to the air/water supply conduit.
  • the operation unit 24 is a portion operated by the operator at the start of ultrasonic diagnosis, during diagnosis, at the end of diagnosis, etc., and one end of a universal cord 26 is connected to one end of the operation unit 24 .
  • the operation unit 24 also has an air/water supply button 28a, a suction button 28b, a pair of angle knobs 29, and a treatment instrument insertion opening (forceps opening) 30, as shown in FIG.
  • the bending portion 42 is remotely operated to bend and deform. This deformation operation enables the distal end portion 40 of the insertion portion 22 provided with the ultrasonic observation portion 36 and the endoscope observation portion 38 to be directed in a desired direction.
  • the treatment instrument insertion port 30 is a hole formed for inserting a treatment instrument (not shown) such as forceps, and communicates with the treatment instrument outlet 44 via a treatment instrument channel 45 .
  • the treatment instrument inserted into the treatment instrument insertion port 30 is introduced into the body cavity from the treatment instrument outlet port 44 after passing through the treatment instrument channel 45 .
  • the air/water supply button 28a and the suction button 28b are two-stage switching push buttons, and are operated to switch opening and closing of the channels provided inside the insertion section 22 and the operation section 24, respectively.
  • the ultrasonic processor device 14 When ultrasonic diagnosis is selected on the console 100, the ultrasonic processor device 14 causes the ultrasonic probe 46 to transmit and receive ultrasonic waves, and when receiving ultrasonic waves, the ultrasonic transducer 48 (specifically, the drive target In ultrasonic diagnosis, the received signal output by the device) is imaged to generate an ultrasonic image, and the generated ultrasonic image is displayed on the monitor 20 .
  • the ultrasonic processor unit 14 detects each pixel corresponding to each ultrasonic transducer 48 from the detection signal output by each ultrasonic transducer 48 when ultrasonic waves are received. Ultrasound image data is generated, the generated ultrasound image data is analyzed, a failed transducer channel is detected, and the detection result is notified via the monitor 20 or the like.
  • the ultrasound processor 14 includes a multiplexer 140, a receiving circuit 142, a transmitting circuit 144, an A/D converter 146, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) 148, a cine memory 150, and a CPU (Central Processing Unit) 152. , and a DSC (Digital Scan Converter) 154 .
  • the receiving circuit 142 and the transmitting circuit 144 are electrically connected to the ultrasonic transducer array 50 of the ultrasonic endoscope 12 .
  • the multiplexer 140 selects up to m drive target transducers from the N ultrasonic transducers 48 and opens their channels.
  • the transmission circuit 144 includes an FPGA (Field Programmable Gate Array), a pulser (pulse generation circuit 158), SW (switch), etc., and is connected to the MUX (multiplexer 140). Note that an ASIC (application specific integrated circuit) may be used instead of the FPGA.
  • the transmission circuit 144 supplies a drive voltage for transmitting ultrasonic waves to the transducers to be driven selected by the multiplexer 140 according to control signals sent from the CPU 152. It is a circuit that The drive voltage is a pulsed voltage signal (transmission signal) and is applied to the electrodes of the vibrator to be driven via the universal cord 26 and coaxial cable 56 .
  • the transmission circuit 144 has a pulse generation circuit 158 that generates transmission signals based on control signals. A transmission signal for generating sound waves is generated and supplied to a plurality of ultrasonic transducers 48 .
  • the transmission circuit 144 uses the pulse generation circuit 158 to generate an ultrasonic wave generation transmission signal having a drive voltage for ultrasonic diagnosis. Further, when executing the verification mode under the control of the CPU 152, the transmission circuit 144 uses the pulse generation circuit 158 to generate a transmission signal for ultrasonic wave generation having a drive voltage for executing the verification mode.
  • the transmission signal for ultrasonic wave generation when executing the verification mode may be a transmission signal similar to the transmission signal for ultrasonic wave generation when ultrasonic diagnosis is performed, or a test transmission signal dedicated to execution of the verification mode. can be
  • the receiving circuit 142 is a circuit for receiving an electric signal output from the ultrasonic transducer 48 to be driven that has received an ultrasonic wave (echo), that is, a received signal. Further, the receiving circuit 142 amplifies the received signal received from the ultrasonic transducer 48 according to the control signal sent from the CPU 152 and transfers the amplified signal to the A/D converter 146 .
  • the A/D converter 146 is connected to the receiving circuit 142 , converts the received signal received from the receiving circuit 142 from an analog signal to a digital signal, and outputs the converted digital signal to the ASIC 148 .
  • the ASIC 148 is connected to the A/D converter 146, and as shown in FIG. 168 and memory controller 151 .
  • hardware circuits such as the ASIC 148 perform the functions described above (specifically, the phase matching unit 160, the B mode image generation unit 162, the PW mode image generation unit 164, the CF mode image generation unit 166, Although the verification mode execution unit 168 and the memory controller 151) are implemented, the present invention is not limited to this.
  • the above functions may be realized by cooperation between a central processing unit (CPU) and software (computer program) for executing various data processing.
  • the phase matching unit 160 performs a process of applying a delay time to the received signal (received data) digitized by the A/D converter 146 and performing phasing addition (adding after matching the phase of the received data). do.
  • a sound ray signal in which the focus of the ultrasonic echo is narrowed is generated by the phasing and addition processing.
  • the B-mode image generation unit 162, the PW-mode image generation unit 164, and the CF-mode image generation unit 166 generate vibrations to be driven among the plurality of ultrasonic transducers 48 when the ultrasonic probe 46 receives ultrasonic waves (echoes).
  • An ultrasonic image is generated based on the electrical signal output by the child (strictly speaking, the sound ray signal generated by performing the delay-and-sum of the received data).
  • the B-mode image generation unit 162 is an image generation unit that generates a B-mode image, which is a tomographic image of the inside (inside the body cavity) of the patient.
  • the B-mode image generation unit 162 corrects the attenuation caused by the propagation distance according to the depth of the reflection position of the ultrasonic waves by STC (Sensitivity Time Gain Control) for the sequentially generated sound ray signals.
  • the B-mode image generation unit 162 also performs envelope detection processing and log (logarithmic) compression processing on the corrected sound ray signal to generate a B-mode image (image signal).
  • the PW mode image generator 164 is an image generator that generates an image that displays the blood flow velocity in a predetermined direction.
  • the PW mode image generation unit 164 extracts frequency components by performing a fast Fourier transform on a plurality of sound ray signals in the same direction among the sound ray signals sequentially generated by the phase matching unit 160 . After that, the PW mode image generator 164 calculates the blood flow velocity from the extracted frequency components, and generates a PW mode image (image signal) displaying the calculated blood flow velocity.
  • the CF mode image generation unit 166 is an image generation unit that generates an image that displays blood flow information in a predetermined direction.
  • the CF-mode image generating unit 166 generates an image signal indicating information about blood flow by obtaining the autocorrelation of a plurality of sound ray signals in the same direction among the sound ray signals sequentially generated by the phase matching unit 160. . After that, the CF-mode image generation unit 166 generates a CF-mode image (image signal ).
  • the memory controller 151 stores the image signal generated by the B-mode image generator 162 , PW-mode image generator 164 or CF-mode image generator 166 in the cine memory 150 .
  • the DSC 154 is connected to the ASIC 148, and converts the image signal generated by the B-mode image generator 162, PW-mode image generator 164, or CF-mode image generator 166 into an image signal conforming to a normal television signal scanning method. (raster conversion), and the image signal is output to the monitor 20 after being subjected to various necessary image processing such as gradation processing.
  • the cine memory 150 has a capacity for accumulating image signals for one frame or several frames.
  • the image signal generated by the ASIC 148 is output to the DSC 154 and also stored in the cine memory 150 by the memory controller 151 .
  • the memory controller 151 reads the image signal stored in the cine memory 150 and outputs it to the DSC 154 .
  • an ultrasonic image (still image) based on the image signal read from the cine-memory 150 is displayed on the monitor 20 .
  • the CPU 152 functions as a control section (control circuit) that controls each section of the ultrasonic processor device 14, and is connected to the receiving circuit 142, the transmitting circuit 144, the A/D converter 146, and the ASIC 148 to control these devices. Control. More specifically, the CPU 152 is connected to the operator console 100, and when ultrasonic diagnosis is selected on the operator console 100, according to the examination information, control parameters, etc. input from the operator console 100, When the verification mode is selected on the operator console 100, each part of the ultrasonic processor unit 14 is controlled according to the verification information and the like. Further, when the ultrasonic endoscope 12 is connected to the ultrasonic processor device 14 via the ultrasonic connector 32a, the CPU 152 automatically controls the ultrasonic endoscope 12 by a method such as PnP (Plug and Play). recognize.
  • PnP Plug and Play
  • the verification mode execution unit 168 is for executing a verification mode for verifying the operation of the ultrasonic transducer array 50 provided in the ultrasonic probe 46 and having a plurality of ultrasonic transducers 48 arranged therein. , an ultrasound image data generation unit 170 , a failed channel detection unit 172 , and a notification unit 174 .
  • the verification mode execution unit 168 causes the transmission circuit 144 to transmit the transmission signal to the ultrasonic probe 46 and the ultrasonic probe 46 that has received the transmission signal under the control of the CPU 152.
  • the verification mode execution unit 168 generates ultrasound image data of each pixel corresponding to each ultrasound transducer 48 based on the received detection signal of each ultrasound transducer 48 in the ultrasound image data generation unit 170.
  • a failed transducer channel is detected by the failed channel detection unit 172, and the detection result is notified by the notification unit 174.
  • An ultrasonic image is created from the ultrasonic image data generated by the ultrasonic image data generation unit 170 and displayed on the monitor 20, and the faulty transducer detected by the faulty channel detection unit 172 is included in the displayed ultrasonic image.
  • Channels may be illustrated or described.
  • the notification unit 174 may not be provided, but the notification unit 174 may be used to illustrate or describe the failed transducer channel in the displayed ultrasonic image.
  • the verification mode execution unit 168 executes the verification mode
  • the ultrasonic probe 46 of the ultrasonic endoscope 12 of the ultrasonic diagnostic system 10 is placed in the air or in a liquid such as water.
  • the verification mode is selected at the console 100 .
  • the ultrasound processor device 14 in the verification mode under the control of the CPU 152, all or one of the plurality of ultrasound transducers 48 of the ultrasound transducer array 50 selected by the multiplexer 140 from the transmission circuit 144 is transmitted.
  • the transmission signal for ultrasonic wave generation for executing the verification mode or the test transmission signal dedicated to execution of the verification mode is transmitted to all or part of the ultrasonic transducers 48 .
  • the ultrasonic transducers 48 that have received the ultrasonic waves radiate into the air or liquid without impinging them on the subject. Then, since there is nothing to hit the ultrasonic wave in the air or liquid, the reflected wave (ultrasonic echo) is reflected from the ultrasonic probe 46 itself, for example, the acoustic lens 76 and/or the matching layer 74. .
  • Each ultrasonic transducer 48 receives each reflected wave (ultrasonic echo) from the ultrasonic probe 46 itself, outputs each received reflected wave (ultrasonic echo) as an electric signal as a detection signal, and receives a receiving circuit. Enter 142.
  • the receiving circuit 142 receives the detection signal output from each ultrasonic transducer 48 .
  • a detection signal from each ultrasonic transducer 48 received by the receiving circuit 142 is input to an A/D converter 146 .
  • the A/D converter 146 converts the analog reception signal input from the reception circuit 142 into a digital signal to obtain a digital reception signal (reception data), and inputs the digital reception signal (reception data) to the phase matching section 160 of the ASIC 148 .
  • the phase matching unit 160 of the ASIC 148 gives a delay time to the received signal (received data) and performs phasing addition processing to generate an acoustic ray signal in which the focus of the ultrasonic echo is narrowed down.
  • the received signal of each ultrasonic transducer 48 generated as a sound ray signal by the phase matching section 160 is input to the verification mode executing section 168 .
  • the received signal of each ultrasonic transducer 48 inputted to the verification mode executing section 168 is inputted to the ultrasonic image data generating section 170 .
  • the ultrasonic image data generation unit 170 generates ultrasonic image data of each pixel corresponding to each ultrasonic transducer from the digital reception signal (sound ray signal) of each ultrasonic transducer 48 . Similar to the B-mode image generator 162, the PW-mode image generator 164, and the CF-mode image generator 166, the ultrasonic image data generator 170 generates a plurality of images when the ultrasonic probe 46 receives ultrasonic waves (echoes).
  • a driven transducer among the ultrasonic transducers 48 of can generate ultrasonic image data of each pixel corresponding to each ultrasonic transducer of .
  • the ultrasonic image data of each pixel generated by the ultrasonic image data generator 170 is input to the faulty channel detector 172 .
  • the failed channel detector 172 analyzes the ultrasound image data generated by the ultrasound image data generator 170 to detect a failed transducer channel. For example, first, when an image of transmission and reception of a single element (single ultrasonic transducer 48) shown in FIG. 5 is obtained from the generated ultrasonic image data, this image is used to In the case of the transducer 48), utilizing the fact that multiple reflection of the acoustic lens 76 occurs about 5 mm directly below the ultrasonic transducer 48, breaking vibration is generated when the brightness of each element with a depth of 5 mm or less is equal to or less than the threshold value. It can be judged as a child channel. In the ultrasonic image shown in FIG. 5, the linear transmission/reception image of the sixth ultrasonic transducer 48 from the left has lower luminance than the linear transmission/reception images of the other ultrasonic transducers 48, and is black. It can be seen that there is a disconnection.
  • the transducer channel is a channel that includes one ultrasonic transducer 48 and generates ultrasonic image data of pixels corresponding to this ultrasonic transducer 48 . Therefore, the transducer channel is a channel composed of one ultrasonic transducer 48 and transmission lines such as all signal lines connected thereto.
  • the faulty channel detection unit 172 when detecting a faulty transducer channel, detects a fault according to a condition related to the degree of influence on an acquired image acquired in the ultrasonic diagnostic system 10. Change the judgment criteria.
  • the determination criterion is the pixel value, that is, the value (signal intensity) of the ultrasonic image data of the pixel
  • the ultrasonic probe 46 or the ultrasonic endoscope 12 is caused to radiate into the air (transmit and receive ultrasonic waves in the air). 5 and 6, depending on the presence or absence of the reception signal of the reflected wave from the acoustic lens 76 or the matching layer 74 or the like, the following is obtained.
  • ⁇ Normal oscillator channel ⁇ Pixel value is close to white (high pixel value, e.g., close to 255 for 8-bit)
  • ⁇ Failure transducer channel ⁇ Pixel value becomes close to black (pixel value is low, e.g., close to 0 for 8 bits)
  • the pixel value may be affected by neighboring elements due to its influence. In the case of a disconnection, the pixel value approaches black considerably, but in the case of desensitization, the pixel value approaches gray. Therefore, in the present invention, it is preferable to change the gradation threshold value of this pixel value, which is used as a criterion for determining a failed transducer channel.
  • the threshold for the number of transducer channels determined to be faulty is changed according to the type, position, or mode of the ultrasonic transducer array 50, which will be described later. .
  • the threshold for the number of transducer channels determined to be faulty is changed according to the type, position, or mode of the ultrasonic transducer array 50, which will be described later.
  • the threshold for the number of transducer channels determined to be faulty is changed according to the type, position, or mode of the ultrasonic transducer array 50, which will be described later. .
  • a predetermined pixel value at the ends of the ultrasonic probe for example, 16 channels at both ends
  • the criterion includes at least one of the ultrasonic image data of pixels or the number of the transducer channels. In this way, it is preferable to use different criteria for detecting failures between the transducer channels (the 16 channels at both ends) that hardly affect the diagnosis and the transducer channels (the 96 channels in the center) that easily affect the diagnosis.
  • the puncture line area near the center
  • the direction of frequent observation of a radial ultrasonic endoscope ultrasound endoscopy. It is preferable to change the criterion for detecting a failure in the 6 o'clock direction of the mirror screen, that is, the endoscope up direction (UP).
  • a frequently used region (transducer channel) Ra is located in the center of the fan-shaped structure of the ultrasonic probe, and on both sides thereof are regions (transducer channel) Rb that are rarely used for diagnosis. For this reason, in the area Ra frequently used for diagnosis, it is preferable to reduce the allowable number of broken wires when determining a failure, that is, to tighten the determination conditions.
  • the allowable number of disconnections that is, to loosen the determination conditions.
  • the number of disconnected vibrator channels determined to be defective is changed between the regions Ra and Rb. For example, assuming a total of 112 channels or 128 channels, as described above, 1) At both ends (for example, for 16 channels at both ends), if there are two disconnections, it can be determined as a failure. 2) In the central part (for example, 80 or 96 channels in the middle), if there is only one disconnection, it can be determined as a failure.
  • an area (transducer channel) Ra frequently used for diagnosis is located on the lower side of the drawing, and an area rarely used for diagnosis is located on the upper side, as shown in FIG.
  • a region Ra frequently used for diagnosis and a region Rb rarely used for diagnosis are vertically divided by a horizontal line L passing substantially through the center of the circular structure of the ultrasonic probe.
  • the detection threshold value (the allowable number of broken wires) in the regions above and below the horizontal line L (transducer channels).
  • the detection threshold value the allowable number of broken wires
  • the detection threshold value the allowable number of broken wires
  • the detection threshold value the allowable number of broken wires in the regions above and below the horizontal line L (transducer channels).
  • the position in the arrangement direction of the ultrasonic transducers 48 is the condition related to the degree of influence on the obtained image for changing the criterion for determining that there is a failure. Also, this condition is preferably the position of the ultrasonic transducer which is determined according to the device type of the ultrasonic diagnostic system. Also, in the above case, the position of the ultrasonic transducer 48 having a greater degree of influence on the ultrasonic image is higher than the position of the ultrasonic transducer 48 having a smaller degree of influence. A small number is preferred.
  • a disconnection notification for users and a disconnection notification for service personnel it is preferable to prepare two types of disconnection notification, ie, a disconnection notification for users and a disconnection notification for service personnel, and to change the criterion for the disconnection notification.
  • Service personnel can be informed of signs of an increase in the number of wire breakages early and prepare countermeasures from the notice of service authority. That is, as a condition related to the degree of influence on an acquired image, it is preferable to change the criteria for failure determination depending on whether the mode is the "user mode" or the "serviceman mode.”
  • a "delivery inspection mode" used by the factory operator during product manufacturing may be added. In this case, in the user mode, the judgment criteria are looser than in the serviceman mode.
  • a threshold for determining failure can be set as follows.
  • Pixel value 50 or less Number of disconnections: 3 or more at both ends Center: 2 or more
  • the judgment criteria are stricter than in the user mode.
  • a threshold for determining failure can be set as follows. Pixel value: 100 or less Number of disconnections: 2 or more at both ends Center: 1 or more At least one of the man modes is preferred.
  • the user mode in the user mode, it is preferable to issue a warning when an NG level (predetermined criteria) that interferes with diagnosis is reached, and to notify a service person to call for repair or replacement.
  • NG level predetermined criteria
  • a service person for service personnel, it is better to issue a notification indicating that the number of failures is increasing at the level before reaching the above (low number of disconnections), and prompt attention to consider future actions.
  • the serviceman can give the doctor a notice of repair in advance.
  • the verification mode by leaving a log of the failed oscillator channels and their number, the date or time of the failure, and/or the number of energizations, the tendency of the number of failed oscillator channels to increase, the frequency of use, etc.
  • a serviceman can detect the relationship between a failure and a failure, prediction of future failure, etc. by remote maintenance or the like. Therefore, when executing the verification mode, at least one of the number of detected defective transducer channels, the failed transducer channel, the date or time when the failed transducer channel was detected, and the number of times the failed transducer channel was energized It is preferable to have memory for keeping one log.
  • diagnostic image processing is generally considered to include a horizontal spatial filter across failure channels, such as a noise reduction filter, for noise reduction or edge detection. This can make the "streaks" of the line less visible and/or less detectable, making it harder to detect faulty channels.
  • Moving average processing, noise reduction processing, and the like can be mentioned as signal processing related to a plurality of channels that make it difficult to detect a faulty channel. Therefore, unlike diagnostic image processing, faulty channel detection image processing is preferably image processing in which at least processing across transducer channels is reduced, and best is image processing in which no processing is performed.
  • diagnostic image processing for acquiring a diagnostic ultrasonic image of a site to be observed is different from faulty transducer channel detection image processing for generating ultrasonic image data when the verification mode is executed.
  • the processing that straddles a plurality of ultrasonic transducers is reduced compared to the image processing for diagnosis, and the processing that straddles a plurality of ultrasonic transducers is performed.
  • the faulty channel does not satisfy the judgment criteria in the verification image obtained as a result.
  • the brightness since the brightness is considered to be the lowest, we regard it as a failure channel and do not perform processing across multiple oscillator channels, such as moving average, around it. Processing may be performed to identify faulty channels in two steps.
  • the ultrasonic diagnostic system 10R includes a radial ultrasonic endoscope 12R, an ultrasonic processor 14 for generating ultrasonic images, and an endoscope for generating endoscopic images. It comprises a processor device 16, a light source device 18 that supplies illumination light for illuminating the body cavity to the ultrasonic endoscope 12R, and a monitor 20 that displays an ultrasonic image and/or an endoscopic image. ing.
  • the ultrasonic diagnostic system 10R further includes a water tank 21a and a suction pump 21b.
  • the ultrasonic endoscope 12R of the present invention has an ultrasonic observation section 36R and an endoscope observation section 38RR at the distal end portion 40R, and An ultrasound image (echo signal) and an endoscopic image (image signal) are obtained by photographing the inside.
  • the ultrasonic endoscope 12R includes an endoscope observation section 38RR and an ultrasonic observation section 36R at the distal end portion 40R, and is composed of an insertion section 22R, an operation section 24, and a universal cord .
  • the operation unit 24 is provided with an air/water supply button 28a and a suction button 28b, and a pair of angle knobs 29, 29 and a treatment instrument insertion opening (forceps opening) 30. As shown in FIG.
  • the other end of the universal cord 26 is provided with an ultrasound connector 32a, an endoscope connector 32b, and a light source connector 32c.
  • the ultrasonic endoscope 12R is detachably connected to the ultrasonic processor unit 14, the endoscope processor unit 16, and the light source unit 18 through these connectors 32a, 32b, and 32c, respectively.
  • the light source connector 32c is connected to an air/water supply tube 34a that connects the water supply tank 21a, a suction tube 34b that connects the suction pump 21b, and the like.
  • the insertion section 22R is formed of a rigid member in order from the distal end side, and is connected to a distal end portion (distal rigid portion) 40R having an ultrasonic observation portion 36R and an endoscope observation portion 38R, and a proximal end portion of the distal end portion 40R. It is formed by connecting a plurality of bending pieces (angle rings), and connects between the bendable bending portion 42, the base end side of the bending portion 42, and the distal end side of the operation portion 24, and is elongated and elongated. and a flexible portion 43 having flexibility of .
  • a balloon filled with an ultrasonic transmission medium for example, water, oil, etc.
  • an ultrasonic wave transmission medium is injected into the balloon to inflate it, and the balloon is brought into contact with the site to be observed. Air can be excluded from between the acoustic transducer array 50R and the site of interest to prevent attenuation of ultrasound and echo signals.
  • the ultrasonic processor unit 14 generates and supplies ultrasonic signals (data) for generating ultrasonic waves to the ultrasonic transducer array 50R. Further, the ultrasound processor device 14 receives and acquires echo signals (data) reflected from the observation target site to which the ultrasound waves are radiated by the ultrasound transducer array 50R, and performs various functions on the acquired echo signals. signal (data) processing to generate an ultrasound image to be displayed on the monitor 20 .
  • the endoscope processor device 16 receives and acquires the imaged image signal (data) acquired from the observation target site illuminated by the illumination light from the light source device 18 in the endoscope observation section 38R, and acquires the acquired image. It performs various signal (data) processing and image processing on the signal to generate an endoscopic image to be displayed on the monitor 20 .
  • These processor units 14 and 16 may be configured by processors such as PCs (personal computers).
  • the light source device 18 emits red light (R), green light (G), and blue light in order to acquire an image signal by capturing an image of an observation target site in the body cavity by the endoscope observation unit 38R of the ultrasonic endoscope 12R.
  • Illumination light such as white light composed of three primary color lights such as light (B) or specific wavelength light is generated.
  • the illumination light generated by the light source device 18 is supplied to the ultrasonic endoscope 12R and propagated through a light guide (not shown) or the like inside the ultrasonic endoscope 12R. Next, the illumination light propagated by the light guide or the like is emitted from the endoscope observation section 38R to illuminate the observation target site within the body cavity.
  • the light source device 18 is for illuminating the site to be observed.
  • the monitor 20 receives video signals generated by the ultrasound processor 14 and the endoscope processor 16 and displays ultrasound images and endoscopic images. As for the display of these ultrasound images and endoscopic images, it is possible to display only one of the images on the monitor 20 by appropriately switching between them, or to display both images at the same time.
  • a monitor for displaying the ultrasonic image and a monitor for displaying the endoscopic image may be provided separately, or the ultrasonic image and the endoscopic image may be displayed in any other form. You may make it
  • the distal end portion 40R of the ultrasonic endoscope 12R includes an ultrasonic observation portion 36R for obtaining an ultrasonic image on the proximal end side, and an ultrasonic observation portion 36R for obtaining an endoscopic image on the distal end side. and an endoscope observation section 38R are provided.
  • the distal end portion 40R of the ultrasonic endoscope 12R includes a cap-shaped distal end component 41a that covers the distal end of the endoscope component of the endoscope observation portion 38R on the distal end side, and the base of the ultrasonic observation portion 36R on the proximal end side.
  • a base end ring 41b arranged on the end side and a metal ring (not shown) such as SUS or the like for anchoring and fixing the tip part 41a and the base end ring 41b are provided.
  • both the distal end part 41a and the base end side ring 41b are made of a hard member such as hard resin, and serve as an exterior member.
  • the cylindrical ultrasonic transducer array 50R of the ultrasonic observation section 36R is wrapped around and integrated with the outer portion (periphery) of the metal ring (not shown) on the proximal side of the endoscope observation section 38R. and constitutes an ultrasonic probe 46R.
  • the distal end portion 40R of the ultrasonic endoscope 12R can be disassembled into an ultrasonic probe 46R including a distal end component 41a, a proximal ring 41b, and a metal ring (not shown).
  • the endoscope observation portion 38R includes a treatment instrument outlet 44R, an observation window 82R, an illumination window 88R, a cleaning (air/water) nozzle 90R, and the like provided on the distal end surface.
  • a treatment instrument lead-out port (so-called forceps outlet) 44R extends to the proximal end side and extends to communicate with a treatment instrument insertion port (so-called forceps port) 30 of the operating section 24 (so-called forceps channel) (not shown).
  • a treatment tool such as forceps inserted into a treatment tool channel (not shown) from the treatment tool insertion port 30 of the operation unit 24 protrudes from the treatment tool outlet port 44R to treat the subject.
  • the treatment instrument lead-out port 44R is provided in the endoscope observation section 38R at the distal end of the distal end section 40R, but the present invention is not particularly limited to the illustrated example, and the ultrasonic observation section 36R may be provided anywhere on the distal end side of the ultrasonic endoscope 12R from the plurality of ultrasonic transducers 48R. That is, the ultrasonic endoscope 12R of the present invention needs to be an ultrasonic endoscope in which the treatment instrument lead-out port 44R is arranged on the distal side of the ultrasonic transducer 48R.
  • An objective lens, a prism, and a solid-state imaging device are arranged behind (base end side) of the observation window 82R, although they are not shown. Reflected light from the site to be observed that has entered through the observation window 82R is taken in by the objective lens, the optical path is bent at right angles by the prism, and an image is formed on the imaging surface of the solid-state imaging device.
  • the solid-state imaging device photoelectrically converts the reflected light of the observation target site that is imaged on the imaging surface through the observation window 82R, the objective lens, and the prism, and outputs an imaging signal.
  • Examples of solid-state imaging devices include CCDs (Charge Coupled Devices) and CMOSs (Complementary Metal Oxide Semiconductors).
  • the picked-up image signal output by the solid-state imaging device is sent to the endoscope processor device 16 by the universal cord 26 via a wiring cable (not shown) extending from the insertion section 22R to the operation section 24. transmitted.
  • the endoscope processor device 16 performs various signal processing and image processing on the transmitted imaging signal, and displays it on the monitor 20 as an endoscope optical image.
  • Two illumination windows 88R are provided with an observation window 82R interposed therebetween.
  • An output end of a light guide (not shown) is connected to the illumination window 88R.
  • the light guide extends from the insertion portion 22R to the operation portion 24, and the incident end of the light guide is connected to the light source device 18 connected via the universal cord 26. As shown in FIG. That is, the light guide extends toward the curved portion 42, is inserted through the universal cord 26 from the operation portion 24, and is finally connected to the light source connector 32c.
  • connected to Illumination light emitted by the light source device 18 travels through the light guide and irradiates the site to be observed from the illumination window 88R.
  • An air/water supply channel (pipe line) (not shown) is connected to the cleaning nozzle 90R.
  • the air/water supply channel extends toward the curved portion 42, is inserted through the universal cord 26 from the operation portion 24, is connected to the light source connector 32c, and is connected to the water supply tank 21a via the air/water supply tube 34a. Connected.
  • the cleaning nozzle 90R supplies air or cleaning water from the water supply tank 21a through the air/water supply channel in the ultrasonic endoscope 12 to the observation window 82R and the illumination window 88R. and jets toward the illumination window 88R.
  • the upward direction (UP) of the ultrasonic endoscope will be described.
  • the upper side of the scope is the upward direction (UP) of the bending portion 42 .
  • Buttons such as the air/water supply button 28a and the suction button 28b of the operation unit 24 of the ultrasonic endoscope 12 and 12R shown in FIGS.
  • the upward direction (UP) is the upward direction when the insertion portions 22 and 22R are arranged to extend in a natural state. Therefore, since the insertion sections 22 and 22R of the ultrasonic endoscopes 12 and 12R shown in FIGS. 1 and 9 are curved, the direction indicated by the arrow UP is the upward direction (UP).
  • the ultrasonic transducer 48 is normally arranged upward. Therefore, for easy understanding, the direction indicated by the upward arrow UP in FIG. 3 is the upward direction. (UP).
  • the optical observation system observation window 82R, illumination window 88R, etc.
  • the transesophageal echocardiographic probe does not have buttons and has a structure with only a bending operation knob. Since the direction is set upward, it is the same as a type equipped with an optical observation system.

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Abstract

複数の超音波振動子が配列された超音波振動子アレイの動作を検証するための検証モードを実行させる検証モード実行部は、各超音波振動子の送受信信号から各超音波振動子に対応する各画素の超音波画像データを生成する超音波画像データ生成部と、生成された超音波画像データを解析して、故障した故障振動子チャンネルを検出する故障チャンネル検出部と、を有し、振動子チャンネルは、超音波振動子を含み、画素の超音波画像データを生成するチャンネルであり、故障チャンネル検出部は、取得する超音波画像への影響度に関連する条件に応じて故障であると判定する判定基準を変更する。これにより、医療従事者等のユーザ、及び保守、又は点検を行うサービスマンが超音波振動子、及びその信号線等の伝送路の断線の検出について日常的に簡便に自動で検知して、通知する仕組みを提供することができ、故障チャンネルを特定することができる超音波診断システムを提供する。

Description

超音波診断システム
　本発明は、超音波診断システムに係り、特に、超音波診断システムの超音波振動子のチャンネルの状態を簡便に検知し、修理が必要な故障であるか否かを判定することができる超音波診断システムに関する。
　人体等の被検体の被観察部位の超音波撮像を用いる超音波診断システムには、通常、被検体に接触させて用いられる体表用超音波プローブ（探触子）、又は被検体の体腔内に挿入して用いられる体腔内用超音波プローブが備えられている。更に、近年においては、被検体内を光学的に観察する内視鏡と体腔内用の超音波プローブとが組み合わせられた超音波内視鏡も使用されている。
　複数の超音波振動子が配列された超音波振動子アレイが設けられた超音波プローブを用いて、被観察部位に向けて超音波ビームを送信し、被検体において生じた超音波エコーを受信することで、超音波画像を取得している。
　このような超音波診断システムにおいて、常に超音波診断に必要な適正な超音波画像を得るためには、超音波プローブを始めとする超音波診断システムの正常性を確認する必要がある。このため、超音波診断システムの製造、及び納入時の動作、及び性能テスト、定期的なメンテナンス、障害発生時のメンテナンス、使用前の正常性確認テスト等において行うことができる超音波診断システムの自己診断が提案されている（特許文献１、２、及び３参照）。
　特許文献１は、超音波プローブの複数の超音波振動子がそれぞれ受信した超音波エコー信号を受信すると共に、各超音波振動子に並列に信号を入力するためのテスト信号発生手段を有する受信部と、超音波エコー信号を処理して診断画像を発生する画像処理部と、診断画像を表示する表示部と、画像処理部がテスト信号によって作成した画像を基に自己診断を行う自己診断部とを備えた超音波診断装置を開示している。この構成によれば、外部に特別な装置を必要とせずに、超音波診断装置の自己診断を完全に自動的に行うことができる。即ち、テスト信号発生手段からのテスト信号に基づいて画像処理部で自己診断画像発生処理を行って作成した自己診断画像を自己診断部において必要な自己診断を自動的に行い、自己診断結果を表示部に表示することができる。具体的には、自己診断画像発生処理後、自己診断部において自己診断画像の輝度を用いた符号化手段による符号化、判定手段による故障個所と種類の判定、画像化手段による故障個所と種類の表示を自動的に行うことができる。このため、サービスマン等の専門の超音波診断装置の保守者のみならず、実際に医療現場で超音波診断装置を使用している医療従事者であっても、操作部から指示するだけで、自己診断ができるだけでなく、システム起動時に自動的に自己診断を実施することができ、システムの故障を早期に発見することができ、システムの故障に起因する誤診の防止に役立つとしている。
　特許文献２は、振動子を有する超音波探触子と、振動子を走査方向に回転させる回転制御部と、振動子が受信したエコー信号を増幅する手段、及び振動子に接続された信号線にテスト信号を入力するためのテスト信号発生手段を有する受信部と、エコー信号を処理して診断画像を発生する画像処理部と、診断画像を表示する表示部と、各部を制御する制御部と、自己診断を行う自己診断部とを備えた機械走査式超音波診断装置を開示している。この構成によれば、外部に特別な装置を必要とせずに、超音波診断装置の自己診断を完全に自動的に行うことができる。特許文献２記載の超音波診断装置は、特許文献１に記載の超音波診断装置とは走査方式が異なるが、同様に、自己診断を行うためのテスト信号発生手段、診断画像の輝度情報に基づいて診断画像を多次元の符号列に変換する符号化手段、故障の箇所または故障の種類を識別する判定手段、及び故障情報を容易に認識することができる表示画像に変換する画像化手段を備えており、同様に、専門家でなくとも故障情報を容易に得ることができるとしている。
　特許文献３は、複数個の振動子より構成されたプローブと、この振動子を駆動するためのパルスを発生する多数のパルサと、振動子からの受信信号を受ける多数の初段アンプと、この初段アンプの出力の何れかを選択し１本の音線信号として取り出す手段と、この手段からの出力信号を適宜処理し表示する手段と、パルサと初段アンプの出力の選択を制御するコントローラとを具備し、試験モードにおいて、コントローラによる制御に基づきパルサの中の１回路ずつを駆動する毎にそのパルサに対応した初段アンプの出力を選択するようにし、得られる表示画像の異常からパルサ及び初段アンプの何れの組が不良であるかを判別し得る超音波診断装置を開示している。この構成によれば、パルサと初段アンプの試験を特別な冶具やオシロスコープ等を用いることなく容易に自己診断することのでき、コントローラに試験モードを指令するのみで、パルサ及び初段アンプの不良を画像を通じて容易に検出することかでき、従来のように特別な専用の機器を使用する必要がなく、現場での保守点検等の場合に大変便利であるとしている。
特開平０９－３１３４８８号公報 特開平１０－２６２９６７号公報 特開昭６０－１９３４４７号公報
　ところで、特許文献１、２、及び３に開示の超音波診断装置では、自動で自己診断を行うことができ故障の箇所、種類等を特定し、故障情報を容易に認識することができる。しかしながら、特定される故障情報は、特許文献１に開示の装置では、マルチプレクサの異常、又は、マルチプレクサからクロスポイントスイッチまでの信号線の断線、クロスポイントスイッチから遅延部に接続している複数本の信号線の中に存在する断線している信号線があること、又は振動子群からマルチプレクサ群までの間の信号線の短絡等であり、特許文献２に開示の装置では、受信部の回路系において断線等の故障、受信部の利得不良（異常）、受信系の故障、可変利得増幅器１０の故障、又は前置増幅器９の故障等であり、特許文献３に開示の装置では、パルサ及び／又は初段アンプの不良である。
　このため、これらの超音波診断装置では、故障した超音波振動子、断線した信号線、又は短絡した信号線等の故障振動子チャンネル（以下、単に故障チャンネルともいう）の特定ができないという問題があった。
　また、超音波診断画像と故障診断画像とには、同じ画像処理が施されているため、故障チャンネルの存在による輝度変化が複数のチャンネルで平均化されているため、故障チャンネルの特定ができないという問題があった。
　このため、これらの超音波診断装置では、故障チャンネルの位置、及びチャンネル数等を正確に特定することができず、取得される超音波診断画像への影響度を正確に把握することができず、修理の必要性、又は緊急性を正確に判断することが難しいという問題があった。
　本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、医療従事者等のユーザ、及び保守、又は点検を行うサービスマンが超音波振動子、及びその信号線等の伝送路の断線の検出について日常的に簡便に自動で検知して、通知する仕組みを提供することができ、故障チャンネルを特定することができる超音波診断システムを提供することを第１の目的とする。
　また、本発明は、診断に与える影響が大きい超音波振動子、及び信号線等の伝送路の断線による故障チャンネルについては積極通知して修理を促し、影響が小さい故障チャンネルについては修理頻度を減らすことができる超音波診断システムを提供することを第２の目的とする。
　また、本発明は、事前に断線本数増加を把握し、早めにサービスマンに提示することができる超音波診断システムを提供することを第３の目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の第１の態様の超音波診断システムは、被検体の被観察部位の超音波画像を取得して診断を行う超音波診断システムであって、被観察部位に超音波を照射し、被観察部位からのエコー信号を受信して検出信号を出力する複数の超音波振動子が配列された超音波振動子アレイが設けられた超音波プローブと、超音波振動子アレイの動作を検証するための検証モードを実行させる検証モード実行部と、を有し、検証モード実行部は、各超音波振動子の送受信信号から各超音波振動子に対応する各画素の超音波画像データを生成する超音波画像データ生成部と、生成された超音波画像データを解析して、故障した故障振動子チャンネルを検出する故障チャンネル検出部と、を有し、振動子チャンネルは、超音波振動子を含み、画素の超音波画像データを生成するチャンネルであり、故障チャンネル検出部は、取得する超音波画像への影響度に関連する条件に応じて故障であると判定する判定基準を変更することを特徴とする。
　ここで、更に、故障チャンネル検出部による検出結果を通知する通知部を有することが好ましい。
　また、判定基準は、少なくとも画素の超音波画像データ、もしくは振動子チャンネルの数のいずれかを含むことが好ましい。
　また、条件は、超音波振動子の配列方向における位置であることが好ましい。
　また、条件は、超音波診断システムの装置タイプに応じて決まる超音波振動子の位置であることが好ましい。
　また、超音波画像への影響度が大きい超音波振動子の位置の方が、影響度が小さい超音波振動子の位置より、判定基準となる不具合のある振動子チャンネルの数が少ないことが好ましい。
　また、条件は、ユーザが使用するユーザモード、及びサービスマンが使用するサービスマンモードの少なくともいずれかの使用モードであることが好ましい。
　また、ユーザモード、及びサービスマンモードでそれぞれ故障と判断された場合にはそれぞれ報知することが好ましい。
　また、更に、検証モードを実行する時、検出した不具合のある振動子チャンネルの数と、故障振動子チャンネルと、故障振動子チャンネルを検出した日付、又は日時、及び故障振動子チャンネルの通電回数の少なくとも1つと、のログを残すためのメモリを有することが好ましい。
　また、被観察部位の診断用超音波画像を取得するための診断用画像処理と、検証モードの実行時に超音波画像データを生成するための故障振動子チャンネル検出用画像処理とは異なるものであることが好ましい。
　また、故障振動子チャンネル検出用画像処理では、診断用画像処理に比べて、複数の超音波振動子を跨ぐ処理を減らされていることが好ましい。
　また、故障振動子チャンネル検出用画像処理では、複数の超音波振動子を跨ぐ処理を行わないことが好ましい。
　本発明によれば、医療従事者等のユーザ、及び保守、又は点検を行うサービスマンが超音波振動子、及びその信号線等の伝送路の断線の検出について日常的に簡便に自動で検知して、通知する仕組みを提供することができ、故障チャンネルを特定することができる超音波診断システムを提供することができる。
　また、本発明によれば、診断に与える影響が大きい超音波振動子、及び信号線等の伝送路の断線による故障チャンネルについては積極通知して修理を促し、影響が小さい故障チャンネルについては修理頻度を減らすことができる超音波診断システムを提供することができる。
　また、本発明によれば、事前に断線本数増加を把握し、早めにサービスマンに提示することができる超音波診断システムを提供することができる。
本発明の一実施形態に係る超音波診断システムの概略構成を示す図である。 図１に示す超音波内視鏡の挿入部の先端部及びその周辺を示す平面図である。 図２に示す超音波内視鏡の挿入部の先端部を図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１に示す超音波用プロセッサ装置の構成を示すブロック図である。 故障チャンネル検出用の単素子送受信の画像を示す図である。 故障チャンネル検出用の複数素子送受信の画像を示す図である。 コンベックス型超音波内視鏡の超音波プローブにおいて診断によく使う領域とあまり使わない領域とを模式的に示す図である。 ラジアル型超音波内視鏡の超音波プローブにおいて診断によく使う領域とあまり使わない領域とを模式的に示す図である。 本発明の他の実施形態に係る超音波診断システムの概略構成を示す図である。 図９に示す超音波内視鏡の先端部の一例の外観を示す部分拡大斜視図である
　本発明の一実施形態に係る超音波診断システムを、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、以下に詳細に説明する。
　なお、本実施形態は、本発明の代表的な実施態様であるが、あくまでも一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。
　また、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
　＜＜超音波診断システムの概要＞＞
　本実施形態に係る超音波診断システム１０について、図１を参照しながら、その概要を説明する。図１は、超音波診断システム１０の概略構成を示す図である。
　超音波診断システム１０は、超音波を用いて、超音波画像を取得したり、被検体である患者の体内の被観察部位の状態を評価したりして診断を行う（以下、超音波診断ともいう）ために用いられる。
　ここで、被観察部位は、患者等の被検体の体表側からは検査が困難な部位（観察対象部位）であり、特に、例えば胆嚢、又は膵臓等の臓器をあげることができる。これらの臓器の場合に、超音波診断システム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、被観察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。
　なお、超音波診断システム１０が診断対象とする被観察部位は、これらの臓器に限定されず、患者の体腔である食道、胃、十二指腸、小腸、又は大腸等の消化管、若しくは心臓、腎臓、又はその他の臓器であっても良い。
　なお、以下では、超音波診断システム１０は、超音波診断を行う機能と、内視鏡画像を取得する機能とを備えるものとして説明するが、本発明においては、内視鏡画像を取得する機能を有さず、超音波診断を行う機能のみを有し、超音波診断のみを行うものであっても良い。即ち、本発明の超音波診断システム１０は、後述する超音波観察部３６、及び内視鏡観察部３８を備える超音波内視鏡１２を有している必要はなく、内視鏡画像の取得に必要な内視鏡観察部３８、光源装置１８、及び内視鏡観察のみに必要な構成要素を有しておらず、超音波画像を取得するための超音波観察部３６、及び超音波観察のみに必要な構成要素を有しているものであっても良い。
　更に、超音波診断システム１０は、超音波診断を行う機能のみを有し、超音波診断のみを行うものである場合には、被検体の体表側から被検体の被観察部位の状態を観察し、評価したりして診断を行うことができる。被検体の体表側から観察できる、即ち状態の評価、及び／又は診断を行うことができる被検体の被観察部位としては、被検体の体表側の組織、例えば、体表血管、静脈、動脈、又は甲状腺等を上げることができ、体表側から観察可能な体内の組織、例えば食道、胃、十二指腸、小腸、又は大腸等の消化管、若しくは、心臓、又は腎臓等を上げることができる。
　超音波診断システム１０は、超音波画像、及び内視鏡画像を取得するものであり、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、送水タンク２１ａと、吸引ポンプ２１ｂと、操作卓１００とを有する。
　超音波内視鏡１２は、内視鏡スコープであり、患者の体腔内に挿入される挿入部２２と、医師（ユーザ）によって操作される操作部２４と、挿入部２２の先端部４０に取り付けられた超音波プローブ４６（図２、及び図３を参照）と、を備える。術者は、超音波内視鏡１２の機能によって、患者の体腔内壁の内視鏡画像と、被観察部位の超音波画像、又は超音波プローブ４６の振動子アレイ５０（図２、及び図３を参照）の動作を検証するための各画素の超音波画像データに基づく故障振動子チャンネルの検出結果を取得する。
　ここで、「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。また、「超音波画像」は、患者の体腔内から被観察部位に向かって送信された超音波の反射波（エコー）、又は振動子アレイ５０の動作検証のために空気中、又は水中等の液体中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。
　なお、超音波内視鏡１２については、後の項で詳しく説明する。
　超音波用プロセッサ装置１４は、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、振動子アレイ５０（図２、及び図３を参照）の動作を検証するための検証用超音波等の超音波を送信させる。また、超音波用プロセッサ装置１４は、送信された超音波の反射波（エコー）を超音波プローブ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、又は受信した検出信号から振動子アレイ５０に複数配列された各超音波振動子４８に対応する各画素の超音波画像データを生成し、各画素の超音波画像データを解析して故障振動子チャンネル検出する。
　なお、超音波用プロセッサ装置１４については、後の項で詳しく説明する。
　内視鏡用プロセッサ装置１６は、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、後述する固体撮像素子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。
　ここで、「観察対象隣接部位」とは、患者の体腔内壁のうち、被観察部位と隣り合う位置にある部分である。
　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２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、１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。
　光源装置１８は、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３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。
　モニタ２０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方式としては、いずれか一方の画像を切り替えてモニタ２０に表示する方式でもよく、両方の画像を同時に表示する方式でもよい。超音波画像及び内視鏡画像の表示モードについては後述する。
　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、術者が携帯する端末のディスプレイに表示する形態にて超音波画像及び内視鏡画像を表示してもよい。
　操作卓１００は、超音波診断に際して術者が必要な情報を入力したり、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、又は振動子アレイ５０（図２、及び図３を参照）の動作検証のための検証モードの実行指示を行うなどのために設けられた装置である（図４参照）。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ＣＰＵ（制御回路）１５２（図４参照）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。
　具体的に説明すると、術者は、超音波診断を開始する前段階で、検査情報（例えば、年月日及びオーダ番号等を含む検査オーダ情報、患者ＩＤ及び患者名等を含む患者情報、及び、検査内容及び検査対象部位の情報）を操作卓１００にて入力する。検査情報の入力完了後、術者が操作卓１００を通じて超音波診断の開始を指示すると、超音波用プロセッサ装置１４のＣＰＵ１５２が、入力された検査情報に基づいて超音波診断が実施されるように超音波用プロセッサ装置１４各部を制御する。
　また、術者は、検証モードを開始する前段階で、振動子アレイ５０の複数の超音波振動子の内の検証の対象となる超音波振動子が全てか、又はマルチプレクサ１４０（図４参照）によって選択された特定の超音波振動子の位置、及び数等の検証情報を操作卓１００にて入力する。検証情報の入力完了後、術者が操作卓１００を通じて検証モードの開始を指示すると、超音波用プロセッサ装置１４のＣＰＵ１５２が、入力された検証情報に基づいて検証モードが実行されるように超音波用プロセッサ装置１４各部を制御する。なお、本発明の特徴とする検証モードの詳細については後述する。
　また、術者は、超音波診断の実施に際して、各種の制御パラメータを操作卓１００にて設定することが可能である。制御パラメータとしては、例えば、ライブモード及びフリーズモードの選択結果、表示深さ（深度）の設定値、及び、超音波画像生成モードの選択結果等が挙げられる。
　ここで、「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。「フリーズモード」は、過去に生成された超音波画像（動画像）の１フレームの画像（静止画像）を、後述のシネメモリ１５０から読み出して表示するモードである。
　本実施形態において選択可能な超音波画像生成モードは、複数存在し、具体的には、Ｂ（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）モード、ＣＦ（Ｃｏｌｏｒ Ｆｌｏｗ）モード及びＰＷ（Ｐｕｌｓｅ Ｗａｖｅ）モードである。Ｂモードは、超音波エコーの振幅を輝度に変換して断層画像を表示するモードである。ＣＦモードは、平均血流速度、フロー変動、フロー信号の強さ又はフローパワー等を様々な色にマッピングしてＢモード画像に重ねて表示するモードである。ＰＷモードは、パルス波の送受信に基づいて検出される超音波エコー源の速度（例えば、血流の速度）を表示するモードである。
　なお、上述した超音波画像生成モードは、あくまでも一例であり、上述した３種類のモード以外のモード、例えば、Ａ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）モード、Ｍ（Ｍｏｔｉｏｎ）モード、造影モード、及びエラストグラフィーモード等が更に含まれてもよいし、ドップラー画像を得るモードが含まれていても良い。
　＜＜超音波内視鏡１２の構成＞＞
　次に、超音波内視鏡１２の構成について、既出の図１、及び図２～図４を参照しながら説明する。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。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断面図である。
　超音波内視鏡１２は、前述したように挿入部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。超音波観察部３６には、図３に示すように、複数の超音波振動子４８を備える超音波プローブ４６が配置されている。
　また、図２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）の出口となる。また、処置具導出口４４は、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。
　湾曲部４２は、先端部４０よりも基端側（超音波プローブ４６が設けられている側とは反対側）に連設された部分であり、湾曲自在である。軟性部４３は、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。
　挿入部２２及び操作部２４の各々の内部には、送気送水用の管路及び吸引用の管路が、それぞれ複数形成されている。更に、挿入部２２及び操作部２４の各々の内部には、一端が処置具導出口４４に通じる処置具チャンネル４５が形成されている。
　次に、超音波内視鏡１２の構成要素のうち、超音波観察部３６、内視鏡観察部３８、送水タンク２１ａ及び吸引ポンプ２１ｂ、並びに操作部２４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、超音波画像データ、及び／又は超音波画像を取得するために設けられた部分であり、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プローブ４６と、複数の同軸ケーブル５６と、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）６０とを備える。
　超音波プローブ４６は、超音波探触子（超音波振動子ユニット）に相当し、超音波診断において、患者の体腔内において、後述する複数の超音波振動子４８が配列された超音波振動子アレイ５０を用いて超音波を送信し、且つ、被観察部位にて反射した超音波の反射波（エコー）を受信して受信信号を出力する。本実施形態に係る超音波プローブ４６は、コンベックス型であり、放射状（円弧状）に超音波を送信する。ただし、超音波プローブ４６の種類（型式）については特にこれ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。したがって、図２、及び図３に示す超音波内視鏡１２は、コンベックス型（コンベックス走査式）超音波内視鏡であるが、本発明はこれに限定されず、リニア型（リニア電子走査式）超音波内視鏡であっても、セクタ型（電子セクタ走査型）超音波内視鏡であっても、ラジアル型超音波内視鏡であっても良い。なお、ラジアル型超音波内視鏡を用いる超音波診断システムについては、後述する。
　超音波プローブ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７４と、音響レンズ７６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、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て構成され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）、マグネシウムニオブ酸鉛－チタン酸鉛（ＰＭＮ－ＰＴ）、亜鉛ニオブ酸鉛（ＰＺＮ）、亜鉛ニオブ酸鉛－チタン酸鉛（ＰＺＮ－ＰＴ）、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。
　なお、本発明において用いられる超音波振動子４８を構成する圧電素子は、上述した単結晶振動子に限定されない。本発明においては、圧電素子として、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などのセラミックス（無機物を加熱処理し焼き固めた焼結体、又は多結晶体）を用いても良いし、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）などの有機圧電材料を用いても良い。
　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に共通の振動子グランド（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。
　なお、本実施形態に係る超音波振動子４８は、患者の体腔内の超音波画像を取得する理由から、７ＭＨｚ～８ＭＨｚレベルの比較的高周波数で駆動（振動）する必要がある。そのために、超音波振動子４８を構成する圧電素子の厚みは、比較的薄く設計されており、例えば、７５μｍ～１２５μｍであり、好ましくは９０μｍ～１１０μｍである。
　各超音波振動子４８には、パルス状の駆動電圧である診断用駆動パルスが、入力信号（送信信号）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。このとき、超音波振動子４８から出力される超音波の振幅は、その超音波振動子４８が超音波を出力した際の強度（出力強度）に応じた大きさとなっている。ここで、出力強度は、超音波振動子４８から出力された超音波の音圧の大きさとして定義される。
　また、各超音波振動子４８は、超音波の反射波（エコー）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。
　各超音波振動子４８が発生する電気信号は、超音波の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。この時、超音波振動子４８から出力される電気信号の大きさ（電圧値）は、その超音波振動子４８が超音波を受信した際の受信感度に応じた大きさとなっている。ここで、受信感度は、超音波振動子４８が送信する超音波の振幅に対する、その超音波振動子４８が超音波を受信して出力した電気信号の振幅の比として定義される。
　本実施形態では、Ｎ個の超音波振動子４８をマルチプレクサ１４０（図４参照）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。より詳しく説明すると、超音波画像としてＢモード画像（断層画像）を取得する場合には、マルチプレクサ１４０の開口チャンネル選択により、Ｎ個の超音波振動子４８のうち、連続して並ぶｍ個（例えば、ｍ＝Ｎ／２）の超音波振動子４８（以下では、駆動対象振動子と言う）に駆動電圧が供給される。これにより、ｍ個の駆動対象振動子が駆動され、開口チャンネルの各駆動対象振動子から超音波が出力される。ｍ個の駆動対象振動子から出力された超音波は、直後に合成され、その合成波（超音波ビーム）が被観察部位に向けて送信される。その後、ｍ個の駆動対象振動子の各々は、被観察部位にて反射された超音波（エコー）を受信し、その時点での受信感度に応じた電気信号（受信信号）を出力する。
　そして、上記一連の工程（すなわち、駆動電圧の供給、超音波の送受信、及び電気信号の出力）は、Ｎ個の超音波振動子４８における駆動対象振動子の位置を１つずつ（１個の超音波振動子４８ずつ）ずらして繰り返し行われる。具体的に説明すると、上記一連の工程は、Ｎ個の超音波振動子４８のうち、一方の端に位置する超音波振動子４８の駆動対象振動子から開始される。そして、上記一連の工程は、マルチプレクサ１４０による開口チャンネルの切り替えによって駆動対象振動子の中心位置が他端側に１つずつ（１個の超音波振動子４８ずつ）ずれて繰り返される。最終的に、上記一連の工程は、Ｎ個の超音波振動子４８のうち、他端に位置する超音波振動子４８の駆動対象振動子に至るまで、計Ｎ回繰り返して実施される。駆動対象振動子は、基本的にｍ個の超音波振動子４８から成るが、両端付近でｍ個の超音波振動子４８を確保できない場合は中心位置に応じてｍ個より少ない数の超音波振動子４８から成る。
　バッキング材層５４は、超音波振動子アレイ５０の各超音波振動子４８を裏面側から支持する。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、若しくは被観察部位にて反射された超音波（エコー）のうち、バッキング材層５４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）が必要に応じて添加されている。
　音響整合層７４は、超音波振動子アレイ５０の上に重ねられており、患者の人体と超音波振動子４８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ている。音響整合層７４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７４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７４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。
　音響整合層７４上に重ねられた音響レンズ７６は、超音波振動子アレイ５０から発せられる超音波を被観察部位に向けて収束させるためのものである。なお、音響レンズ７６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、その一端にてＦＰＣ６０に配線されている。そして、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、複数の同軸ケーブル５６の各々は、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、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～図３に示すように観察窓８２、対物レンズ８４、固体撮像素子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、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で固体撮像素子８６の撮像面に結像される。
　固体撮像素子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。固体撮像素子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。固体撮像素子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、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。
　洗浄ノズル９０は、観察窓８２及び照明窓８８の表面を洗浄するために挿入部２２の先端部４０に形成された噴出孔であり、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。なお、本実施形態において、洗浄ノズル９０から噴出される洗浄用液体は、水、特に脱気水である。ただし、洗浄用液体については、特に限定されるものではなく、他の液体、例えば、通常の水（脱気されていない水）であってもよい。
　（送水タンク及び吸引ポンプ）
　送水タンク２１ａは、脱気水を貯留するタンクであり、送気送水用チューブ３４ａにより光源用コネクタ３２ｃに接続されている。なお、脱気水は、洗浄ノズル９０から噴出される洗浄用液体として用いられる。
　吸引ポンプ２１ｂは、処置具導出口４４を通じて体腔内の吸引物（洗浄用に供給された脱気水を含む）を吸引する。吸引ポンプ２１ｂは、吸引用チューブ３４ｂにより光源用コネクタ３２ｃに接続されている。なお、超音波診断システム１０は、所定の送気先に空気を送気する送気ポンプなどを備えていてもよい。
　挿入部２２及び操作部２４内には、処置具チャンネル４５と送気送水管路（不図示）が設けられている。
　処置具チャンネル４５は、操作部２４に設けられた処置具挿入口３０と処置具導出口４４との間を連絡している。また、処置具チャンネル４５は、操作部２４に設けられた吸引ボタン２８ｂに接続している。吸引ボタン２８ｂは、処置具チャンネル４５のほかに、吸引ポンプ２１ｂに接続されている。
　送気送水管路は、その一端側で洗浄ノズル９０に通じており、他端側では、操作部２４に設けられた送気送水ボタン２８ａに接続している。送気送水ボタン２８ａは、送気送水管路のほかに、送水タンク２１ａに接続されている。
　（操作部）
　操作部２４は、超音波診断の開始時、診断中及び診断終了時等において術者によって操作される部分であり、その一端にはユニバーサルコード２６の一端が接続されている。また、操作部２４は、図１に示すように、送気送水ボタン２８ａ、吸引ボタン２８ｂ、一対のアングルノブ２９、並びに処置具挿入口（鉗子口）３０を有する。
　一対のアングルノブ２９の各々を回動すると、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可能となる。
　処置具挿入口３０は、鉗子等の処置具（不図示）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を介して処置具導出口４４と連絡している。処置具挿入口３０に挿入された処置具は、処置具チャンネル４５を通過した後に処置具導出口４４から体腔内に導入される。
　送気送水ボタン２８ａ及び吸引ボタン２８ｂは、２段切り替え式の押しボタンであり、挿入部２２及び操作部２４の各々の内部に設けられた管路の開閉を切り替えるために操作される。
　＜＜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、操作卓１００で超音波診断が選択された場合には、超音波プローブ４６に超音波を送受信させ、且つ、超音波受信時に超音波振動子４８（詳しくは駆動対象素子）が出力した受信信号を、超音波診断では、画像化して超音波画像を生成し、生成した超音波画像をモニタ２０に表示する。
　超音波用プロセッサ装置１４は、操作卓１００で検証モードが選択された場合には、超音波受信時に各超音波振動子４８が出力した検出信号から各超音波振動子４８に対応する各画素の超音波画像データを生成し、生成した超音波画像データを解析して、故障した振動子チャンネルを検出し、検出結果を、モニタ２０等を介して通知する。
　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、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）１４８、シネメモリ１５０、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１５２、及びＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１５４を有する。
　受信回路１４２、及び送信回路１４４は、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の中から最大ｍ個の駆動対象振動子を選択し、そのチャンネルを開口させる。
　送信回路１４４は、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、パルサー（パルス発生回路１５８）、及びＳＷ（スイッチ）等からなり、ＭＵＸ（マルチプレクサ１４０）に接続される。なお、ＦＰＧＡの代わりにＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）を用いても良い。
　送信回路１４４は、超音波プローブ４６から超音波を送信するために、ＣＰＵ１５２から送られてくる制御信号に従って、マルチプレクサ１４０により選択された駆動対象振動子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（送信信号）であり、ユニバーサルコード２６及び同軸ケーブル５６を介して駆動対象振動子の電極に印加される。
　送信回路１４４は、制御信号に基づいて送信信号を生成するパルス発生回路１５８を有しており、ＣＰＵ１５２の制御により、パルス発生回路１５８を用いて、複数の超音波振動子４８を駆動して超音波を発生させる送信信号を生成して複数の超音波振動子４８に供給する。
　また、送信回路１４４は、ＣＰＵ１５２の制御により超音波診断を行う場合に、パルス発生回路１５８を用いて、超音波診断を行うための駆動電圧を有する超音波発生用送信信号を生成する。
　また、送信回路１４４は、ＣＰＵ１５２の制御により検証モードを実行する場合に、パルス発生回路１５８を用いて、検証モードを実行するための駆動電圧を有する超音波発生用送信信号を生成する。
　ここで、検証モードを実行する場合の超音波発生用送信信号は、超音波診断を行う場合超音波発生用送信信号と同様な送信信号であっても良いし、検証モード実行専用のテスト送信信号であっても良い。
　受信回路１４２は、超音波（エコー）を受信した駆動対象の超音波振動子４８から出力される電気信号、即ち受信信号を受信する回路である。
　また、受信回路１４２は、ＣＰＵ１５２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、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ＡＳＩＣ１４８に出力する。
　ＡＳＩＣ１４８は、Ａ／Ｄコンバータ１４６と接続しており、図４に示すように、位相整合部１６０、Ｂモード画像生成部１６２、ＰＷモード画像生成部１６４、ＣＦモード画像生成部１６６、検証モード実行部１６８、及びメモリコントローラ１５１を構成している。
　なお、本実施形態では、ＡＳＩＣ１４８のようなハードウェア回路によって上述の機能（具体的には、位相整合部１６０、Ｂモード画像生成部１６２、ＰＷモード画像生成部１６４、ＣＦモード画像生成部１６６、検証モード実行部１６８、及びメモリコントローラ１５１）を実現しているが、これに限定されるものではない。中央演算装置（ＣＰＵ）と各種データ処理を実行させるためのソフトウェア（コンピュータプログラム）とを協働させることで上記の機能を実現させてもよい。
　位相整合部１６０は、Ａ／Ｄコンバータ１４６によりデジタル信号化された受信信号（受信データ）に対して遅延時間を与えて整相加算する（受信データの位相を合わせてから加算する）処理を実行する。整相加算処理により、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。
　Ｂモード画像生成部１６２、ＰＷモード画像生成部１６４及びＣＦモード画像生成部１６６は、超音波プローブ４６が超音波（エコー）を受信した際に複数の超音波振動子４８のうちの駆動対象振動子が出力する電気信号（厳密には、受信データを整相加算することで生成された音線信号）に基づいて、超音波画像を生成する。
　Ｂモード画像生成部１６２は、患者の内部（体腔内）の断層画像であるＢモード画像を生成する画像生成部である。Ｂモード画像生成部１６２は、順次生成される音線信号に対し、ＳＴＣ（Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ Ｔｉｍｅ ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）によって、超音波の反射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す。また、Ｂモード画像生成部１６２は、補正後の音線信号に対して包絡線検波処理及びＬｏｇ（対数）圧縮処理を施して、Ｂモード画像（画像信号）を生成する。
　ＰＷモード画像生成部１６４は、所定方向における血流の速度を表示する画像を生成する画像生成部である。ＰＷモード画像生成部１６４は、位相整合部１６０によって順次生成される音線信号のうち、同一方向における複数の音線信号に対して高速フーリエ変換を施すことで周波数成分を抽出する。その後、ＰＷモード画像生成部１６４は、抽出した周波数成分から血流の速度を算出し、算出した血流の速度を表示するＰＷモード画像（画像信号）を生成する。
　ＣＦモード画像生成部１６６は、所定方向における血流の情報を表示する画像を生成する画像生成部である。ＣＦモード画像生成部１６６は、位相整合部１６０によって順次生成される音線信号のうち、同一方向における複数の音線信号の自己相関を求めることで、血流に関する情報を示す画像信号を生成する。その後、ＣＦモード画像生成部１６６は、上記の画像信号に基づき、Ｂモード画像生成部１６２によって生成されるＢモード画像信号に血流に関する情報を重畳させたカラー画像としてのＣＦモード画像（画像信号）を生成する。
　メモリコントローラ１５１は、Ｂモード画像生成部１６２、ＰＷモード画像生成部１６４又はＣＦモード画像生成部１６６が生成した画像信号をシネメモリ１５０に格納する。
　ＤＳＣ１５４は、ＡＳＩＣ１４８に接続されており、Ｂモード画像生成部１６２、ＰＷモード画像生成部１６４又はＣＦモード画像生成部１６６が生成した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。
　シネメモリ１５０は、１フレーム分又は数フレーム分の画像信号を蓄積するための容量を有する。ＡＳＩＣ１４８が生成した画像信号は、ＤＳＣ１５４に出力される一方で、メモリコントローラ１５１によってシネメモリ１５０にも格納される。フリーズモード時には、メモリコントローラ１５１がシネメモリ１５０に格納された画像信号を読み出し、ＤＳＣ１５４に出力する。これにより、モニタ２０には、シネメモリ１５０から読み出された画像信号に基づく超音波画像（静止画像）が表示されるようになる。
　ＣＰＵ１５２は、超音波用プロセッサ装置１４の各部を制御する制御部（制御回路）として機能し、受信回路１４２、送信回路１４４、Ａ／Ｄコンバータ１４６、及びＡＳＩＣ１４８と接続されており、これらの機器を制御する。具体的に説明すると、ＣＰＵ１５２は、操作卓１００と接続しており、操作卓１００で超音波診断が選択された場合には、操作卓１００にて入力された検査情報、及び制御パラメータ等に従って、操作卓１００で検証モードが選択された場合には、検証情報等に従って超音波用プロセッサ装置１４の各部を制御する。
　また、ＣＰＵ１５２は、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、ＰｎＰ（Ｐｌｕｇ ａｎｄ Ｐｌａｙ）等の方式により超音波内視鏡１２を自動認識する。
　検証モード実行部１６８は、超音波プローブ４６に設けられた、かつ複数の超音波振動子４８が配列された超音波振動子アレイ５０の動作を検証するための検証モードを実行させるためのもので、超音波画像データ生成部１７０と、故障チャンネル検出部１７２と、通知部１７４と、を有する。なお、検証モード実行部１６８は、操作卓１００において検証モードが選択されると、ＣＰＵ１５２の制御により、送信回路１４４による送信信号の超音波プローブ４６への送信、送信信号を受信した超音波プローブ４６における超音波の照射、反射波（超音波エコー）の受信、及び検出信号の出力、並びに受信回路１４２による各超音波振動子４８に対応する検出信号の受信を実行させるものである。その結果、検証モード実行部１６８は、超音波画像データ生成部１７０において、受信した各超音波振動子４８の検出信号に基づいて各超音波振動子４８に対応する各画素の超音波画像データを生成し、故障チャンネル検出部１７２において、故障した故障振動子チャンネルを検出し、通知部１７４において、検出結果を通知するものである。
　なお、超音波画像データ生成部１７０において生成された超音波画像データから超音波画像を作成してモニタ２０に表示し、表示された超音波画像内に故障チャンネル検出部１７２において検出した故障振動子チャンネルを図示、若しくは記載するようにしても良い。この場合は、特に通知部１７４を設けなくても良いが、通知部１７４を用いて、表示超音波画像内に、故障振動子チャンネルを図示、若しくは記載するようにしても良い。
　即ち、検証モード実行部１６８において検証モードを実行する場合には、超音波診断システム１０の超音波内視鏡１２の超音波プローブ４６を空気中、又は水中等の液体中に配置しておいて、操作卓１００において検証モードが選択される。
　検証モードにおける超音波用プロセッサ装置１４では、ＣＰＵ１５２の制御により、送信回路１４４から超音波振動子アレイ５０の複数の超音波振動子４８の内のマルチプレクサ１４０で選択された全て、又は選択された一部に、検証モードを実行するための超音波発生用送信信号、又は検証モード実行専用のテスト送信信号を全ての、又は一部の超音波振動子４８に送信する。その結果、受信した全ての、又は一部の超音波振動子４８から超音波を被検体に当てずに、空気中、又は液体中に放射する。そうすると、空気中、又は液体中では、超音波が当たるものがないので、超音波プローブ４６自体、例えば、音響レンズ７６、及び／又は整合層７４等から反射波（超音波エコー）が反射される。
　各超音波振動子４８は、超音波プローブ４６自体からの各反射波（超音波エコー）を受信し、受信した各反射波（超音波エコー）を電気信号化した検出信号として出力し、受信回路１４２に入力する。受信回路１４２は、各超音波振動子４８から出力された検出信号を受信することになる。
　受信回路１４２で受信された各超音波振動子４８からの検出信号は、Ａ／Ｄコンバータ１４６に入力される。Ａ／Ｄコンバータ１４６は、受信回路１４２から入力されたアナログ受信信号をデジタル信号化してデジタル受信信号（受信データ）とし、ＡＳＩＣ１４８の位相整合部１６０に入力する。ＡＳＩＣ１４８の位相整合部１６０は、受信信号（受信データ）に対して遅延時間を与えて整相加算処理を行い、超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号を生成する。
　位相整合部１６０で音線信号として生成された各超音波振動子４８の受信信号は、検証モード実行部１６８に入力されることになる。
　検証モード実行部１６８に入力された各超音波振動子４８の受信信号は、超音波画像データ生成部１７０に入力される。
　超音波画像データ生成部１７０は、各超音波振動子４８のデジタル受信信号（音線信号）から、各超音波振動子に対応する各画素の超音波画像データを生成する。
　超音波画像データ生成部１７０は、Ｂモード画像生成部１６２、ＰＷモード画像生成部１６４、及びＣＦモード画像生成部１６６と同様に、超音波プローブ４６が超音波（エコー）を受信した際に複数の超音波振動子４８のうちの駆動対象振動子が出力する電気信号（厳密には、受信データを整相加算することで生成された音線信号）に基づいて、超音波画像を生成するための各超音波振動子に対応する各画素の超音波画像データを生成することができる。
　超音波画像データ生成部１７０で生成された各画素の超音波画像データは、故障チャンネル検出部１７２に入力される。
　故障チャンネル検出部１７２は、超音波画像データ生成部１７０で生成された超音波画像データを解析して、故障した故障振動子チャンネルを検出する。
　例えば、まず、生成された超音波画像データから図５に示す単素子（単一の超音波振動子４８）送受信の画像が得られている場合、この画像を用いて正常素子（正常な超音波振動子４８）の場合には、音響レンズ７６の多重反射が超音波振動子４８の直下５ｍｍ程度に生じることを利用して、深さ５ｍｍ以下の各素子の輝度が閾値以下の場合に断線振動子チャンネルと判断することができる。
　図５に示す超音波画像において、左から６番目の超音波振動子４８の線状の送受信画像は、他の超音波振動子４８の線状の送受信画像に比べて輝度が低下し、黒くなっており、断線していることが分かる。
　また、生成された超音波画像データから図６に示す複数素子（複数の超音波振動子４８）送受信の画像が得られている場合、この画像を用いて、断線素子付近で縦スジ、及び／又は輝度の落ち込みが生じることを利用し、スジの幅と輝度の落ち込み度合いから断線振動子チャンネルを判断することができる。
　図６に示す超音波画像において、複数の超音波振動子４８の半円弧状の送受信画像は、半円弧の下側の中央付近が他の部分に比べて輝度が低下し、黒くなっており、この部分に該当する超音波振動子４８が断線していることが分かる。
　なお、振動子チャンネルは、１つの超音波振動子４８を含み、この超音波振動子４８に対応する画素の超音波画像データを生成するチャンネルである。したがって、振動子チャンネルは、１つの超音波振動子４８、及びこれに接続される全ての信号線等の伝送路からなるチャンネルである。
　ここで、本発明では、故障チャンネル検出部１７２は、故障振動子チャンネルを検出する際に、超音波診断システム１０において取得される取得画像への影響度に関連する条件に応じて故障であると判定する判定基準を変更する。
　ところで、判定基準が画素値、即ち画素の超音波画像データの値（信号強度）の場合には、超音波プローブ４６、又は超音波内視鏡１２を空中放射（空中で超音波を送受信）させると、図５、及び図６のように音響レンズ７６、又は整合層７４等からの反射波の受信信号の有無により、以下のようになる。
　　・正常な振動子チャンネル・・・画素値は白に近くなる（画素値が高い　例：８ビットの場合２５５に近くなる）
　　・故障した振動子チャンネル・・・画素値は黒に近くなる（画素値が低い　例： ８ビットの場合０に近くなる）
　画素値は、ビームフォーミング処理を行う場合、その影響により近隣素子の影響を受ける場合もあるが、断線の場合は画素値が黒にかなり近づくが、感度低下の場合はグレーに近くなる。
　そこで、本発明においては、故障した振動子チャンネルと判定する判定基準となるこの画素値の階調閾値を変更するのが良い。
　次に、判定基準が、振動子チャンネルの数の場合には、後述する超音波振動子アレイ５０の種類、位置、又はモードに応じて、故障と判定する振動子チャンネルの数の閾値を変更する。
　例えば、体表用超音波診断システムの体表用超音波プローブの場合、超音波プローブの端部（例えば、両端の１６チャンネル等）では２チャンネル以上が所定の画素値以下なら故障であるが、中央部（例えば、１２８チャンネルの超音波プローブの場合、左右端３２（１６×２）チャンネルを除いた中央の９６チャンネル）は１チャンネルでも所定画像値以下であれば故障と判定する。
　以上から、判定基準は、少なくとも画素の前記超音波画像データ、若しくは前記振動子チャンネルの数のいずれかを含むことが好ましい。
　このように、診断に影響を与えにくい振動子チャンネル（両端の１６チャンネル）と診断に影響を与えやすい振動子チャンネル（中央の９６チャンネル）とで故障を検出する判定基準を変えるのが良い。
　即ち、コンベックス型の超音波内視鏡等の端部付近と中央付近、処置具が通過する穿刺ラインエリア（中央付近）、ラジアル型超音波内視鏡の観察頻度が高い方向（超音波内視鏡画面の６時方向、即ち内視鏡アップ方向（ＵＰ））で、故障を検出する判定基準を変えるのが良い。
　例えば、コンベックス型、リニア型、又はセクタ型の超音波診断装置の体表用超音波プローブ、若しくはコンベックス型、又はリニア型超音波内視鏡の場合には、図７に示すように、診断によく使う領域（振動子チャンネル）Ｒａが超音波プローブの扇型構造の中央にあり、その両側に診断にあまり使わない領域（振動子チャンネル）Ｒｂがある。このため、診断によく使う領域Ｒａでは、故障と判断する際に、許容する断線本数を少なくする、即ち判定条件を厳しくするのが良い。これに対し、診断にあまり使わない両側の領域Ｒｂでは、許容する断線本数を多くする、即ち判定条件を緩くするのが良い。
　この場合には、故障と判断する振動子チャンネルの断線本数を領域Ｒａと、Ｒｂとで変更する。例えば、全１１２チャンネル、又は１２８チャンネルの場合を想定すると、上述したように、
　１）両端部（例えば、両端の１６チャンネル分）では、断線が２本ならば故障と判定することができる。
　２）中央部（例えば、中央の８０、又は９６チャンネル分）では、断線が１本ならば故障と判定することができる。
　これに対し、後述するラジアル型超音波内視鏡の場合には、図８に示すように診断によく使う領域（振動子チャンネル）Ｒａが図中下側にあり、その上側に診断にあまり使わない領域（振動子チャンネル）Ｒｂがある。診断によく使う領域Ｒａと診断にあまり使わない領域Ｒｂとは、超音波プローブの円形構造の略中心を通る水平線Ｌによって上下に分けられている。円形構造の中心の小円Ｃ内に図中下側に向いたアップ方向（ＵＰ）を示す線Ｄがある。
　また、ラジアル型超音波内視鏡の場合は、回転させながら、順番にスキャンして、複数フレームの画像を作っていくことになるので、どこかに必ず、前のフレームとの画像の切れ目が生じてしまうけれども、そのような画像の切れ目、送受信の切れ目、始点、及び終点等を上側の診断にあまり使わない領域Ｒｂに持ってくるようにしている。したがって、図８では、あまり重要でない方向であるので、画像の切れ目Ｂを上側の診断にあまり使わない領域Ｒｂの略中央に持ってきている。
　図８に示す例でも、アップ方向（ＵＰ）の診断によく使う領域Ｒａでは、故障と判断する際に、許容する断線本数を少なくする、即ち判定条件を厳しくするのが良い。これに対し、アップ方向（ＵＰ）と反対側の方向の診断にあまり使わない両側の領域Ｒｂでは、許容する断線本数を多くする、即ち判定条件を緩くするのが良い。ラジアル型超音波内視鏡の場合のアップ方向（ＵＰ）に付いては後述する。
　即ち、水平線Ｌの上下の領域（振動子チャンネル）で、検出閾値（許容する断線本数）を変えるのが良い。内視鏡ＵＰ方向、即ち粘膜に密着させて超音波画像を出す向き、したがって、よく観察する向き（円の下半分）では、判定基準を厳しくするのが良い。
　この場合には、故障と判断する振動子チャンネルの断線本数をＵＰ方向の領域Ｒａと、アップ方向（ＵＰ）と反対側の方向の領域Ｒｂとで変更する。例えば、全１９２チャンネルの場合を想定すると、
　１）アップ方向（ＵＰ）では、断線が２本ならば故障と判定することができる。
　２）アップ方向（ＵＰ）と反対側の方向では、断線が４本ならば故障と判定することができる。
　以上から、故障であると判定する判定基準を変更することになる取得画像への影響度に関連する条件としては、超音波振動子４８の配列方向における位置であることが好ましい。
　また、この条件は、超音波診断システムの装置タイプに応じて決まる超音波振動子の位置であることが好ましい。
　また、以上の場合、超音波画像への影響度が大きい超音波振動子４８の位置の方が、影響度が小さい超音波振動子４８の位置より、判定基準となる不具合のある振動子チャンネルの数が少ないことが好ましい。
　本発明においては、ユーザ用の断線通知とサービスマン用の断線通知との２種類を用意しておき、断線通知の判定基準を変えることが良い。サービスマンは、サービス権限の通知で早めに断線本数増加の兆候を知り、対策の準備ができる。
　即ち、取得画像への影響度に関連する条件としては、「ユーザモード」か「サービスマンモード」かに応じて、故障の判定基準を変更するのが良い。また、これに製品製造時に工場オペレータが使用する「出荷検査モード」なども加えてもよい。
　この場合には、ユーザモードでは、判断基準をサービスマンモードより緩くする。
　例えば、故障と判断する閾値を以下のように設定することができる。
　　画素値：５０以下
　　断線本数：両端部３本以上、　中央部：２本以上
　一方、サービスマンモードでは、判断基準をユーザモードより厳しくする。
　例えば、故障と判断する閾値を以下のように設定することができる。
　　画素値：１００以下
　　断線本数：両端部２本以上、　中央部：１本以上
　以上から、取得画像への影響度に関連する条件としては、ユーザが使用するユーザモード、及びサービスマンが使用するサービスマンモードの少なくともいずれかの使用モードであることが好ましい。
　本発明においては、ユーザモードでは、診断に差し障るＮＧレベル（定めた判定基準）に達したところで警告を出し、修理、又は買い替えを促すためにサービスマンを呼ぶ旨の通知を行うのが良い。
　サービスマン用には、上記に至る前のレベル（少ない断線本数）で、故障が増えてきていることを示す通知を出して、その先のアクションを考えるための注意喚起を促すのが良い。例えば、これを見てサービスマンは、ドクターに修理予告を事前にしておくことができる。
　以上から、ユーザモード、及びサービスマンモードでそれぞれ故障と判断された場合にはそれぞれ報知することが好ましい。
　本発明においては、検証モードにおいて、故障振動子チャンネル、及びその数、故障した日付、又は日時、及び／又は通電回数のログを残すことで、故障振動子チャンネルが増えていっている傾向、使用頻度と故障との関係、今後の故障予測等を、サービスマンが、リモートメンテナンス等で検知することができる。
　したがって、検証モードを実行する時に、検出した不具合のある振動子チャンネルの数と、故障振動子チャンネルと、故障振動子チャンネルを検出した日付、又は日時、及び故障振動子チャンネルの通電回数の少なくとも1つのログを残すためのメモリを有することが好ましい。
　本発明においては、診断用画像処理は、ノイズ低減、又はエッジ検出などのために故障チャンネルを跨いだ横方向の空間フィルタ、例えばノイズ低減フィルタ等も含めてかけることが通常と考えられるので、故障による「スジ」を視認、及び／又は検出され難くし、故障チャンネルの検出をし難くする可能性がある。なお、故障チャンネルの検出をし難くする複数チャンネルに関わる信号処理としては、移動平均処理、ノイズ低減処理等を上げることができる。
　そのため、故障チャンネル検出用画像処理は、診断用画像処理とは異なり、少なくとも振動子チャンネルをまたぐ処理を減らした画像処理が良く、全く行わない画像処理が最も良い。
　以上から、被観察部位の診断用超音波画像を取得するための診断用画像処理と、検証モードの実行時に超音波画像データを生成するための故障振動子チャンネル検出用画像処理とは異なるものであることが好ましい。
　また、故障振動子チャンネル検出用画像処理では、診断用画像処理に比べて、複数の超音波振動子を跨ぐ処理を減らされているのがより好ましく、複数の超音波振動子を跨ぐ処理を行わないのが最も好ましい。
　なお、本発明においては、故障チャンネル検出用画像処理として１回目の画像処理は診断用画像処理を行っても、その結果得られた検証用画像においては、故障チャンネルは、判定基準を満たしていなくても、輝度が一番低くなっているものと考えられるので、そこを故障チャンネルと見做して、その周辺では、移動平均などの複数の振動子チャンネルをまたぐ処理行わないで、検出用画像処理を行い、２段階で、故障チャンネルを特定しても良い。
　以下に、図９、及び図１０を参照して、超音波内視鏡を用いる超音波診断システムに付いて説明する。
　図９に示すように、超音波診断システム１０Ｒは、ラジアル型の超音波内視鏡１２Ｒと、超音波画像を生成する超音波用プロセッサ装置１４と、内視鏡画像を生成する内視鏡用プロセッサ装置１６と、体腔内を照明する照明光を超音波内視鏡１２Ｒに供給する光源装置１８と、超音波画像、及び／又は内視鏡画像を表示するモニタ２０と、を備えて構成されている。
　なお、図９、及び図１０に示すラジアル型の超音波内視鏡１２Ｒを用いる、超音波診断システム１０Ｒは、図１～図３に示すコンベックス型の超音波内視鏡１２を用いる超音波診断システム１０と、超音波内視鏡１２Ｒの先端部４０Ｒと、超音波内視鏡１２の先端部４０Ｒとが異なる以外は、略同様の構成を有するものであるので、略同様の構成については、同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　また、超音波診断システム１０Ｒは、更に、送水タンク２１ａと、吸引ポンプ２１ｂとを備えている。
　まず、図９、及び図１０に示すように、本発明の超音波内視鏡１２Ｒは、超音波観察部３６Ｒと、内視鏡観察部３８ＲＲとを先端部４０Ｒに有し、被検体の体腔内を撮影して、それぞれ超音波画像（エコー信号）及び内視鏡画像（画像信号）を取得するものである。
　超音波内視鏡１２Ｒは、先端部４０Ｒに内視鏡観察部３８ＲＲと超音波観察部３６Ｒとを備え、挿入部２２Ｒと、操作部２４と、ユニバーサルコード２６とから構成されている。
　操作部２４には、送気送水ボタン２８ａ、及び吸引ボタン２８ｂが並設されると共に、一対のアングルノブ２９、２９、及び処置具挿入口（鉗子口）３０が設けられている。
　ユニバーサルコード２６の他端部には、超音波用コネクタ３２ａと、内視鏡用コネクタ３２ｂと、光源用コネクタ３２ｃとが設けられている。超音波内視鏡１２Ｒ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。また、光源用コネクタ３２ｃには、送水タンク２１ａを接続する送気送水用チューブ３４ａ、及び吸引ポンプ２１ｂを接続する吸引用チューブ３４ｂ等が接続される。
　挿入部２２Ｒは、先端側から順に、硬質部材で形成され、超音波観察部３６Ｒと内視鏡観察部３８Ｒとを有する先端部（先端硬質部）４０Ｒと、先端部４０Ｒの基端側に連設され、複数の湾曲駒（アングルリング）を連結してなり、湾曲自在の湾曲部４２と、湾曲部４２の基端側と操作部２４の先端側との間を連結し、細長かつ長尺の可撓性を有する軟性部４３とから構成されている。
　一対のアングルノブ２９を回動操作してプーリ（図示せず）を回動すると、操作ワイヤ（図示せず）が牽引され、湾曲部４２が所望の方向に湾曲される。このように、一対のアングルノブ２９を操作することにより、湾曲部４２を遠隔的に湾曲操作して、先端部４０Ｒを所望の方向に向けることができる。
　また、先端部４０Ｒには、内部に、超音波観察部３６Ｒを覆う超音波伝達媒体（例えば、水、オイル等）を注入したバルーンが着脱自在に装着されていても良い。超音波及びエコー信号は空気中で著しく減衰するため、このバルーンに超音波伝達媒体を注入して膨張させ、観察対象部位に当接させることにより、超音波観察部３６Ｒの超音波振動子（超音波トランスデューサ）アレイ５０Ｒと観察対象部位の間から空気を排除し、超音波及びエコー信号の減衰を防止することができる。
　なお、超音波用プロセッサ装置１４は、超音波振動子アレイ５０Ｒに超音波を発生させるための超音波信号（データ）を生成して供給するものである。また、超音波用プロセッサ装置１４は、超音波が放射された観察対象部位から反射されたエコー信号（データ）を超音波振動子アレイ５０Ｒによって受信して取得し、取得したエコー信号に対して各種の信号（データ）処理を施してモニタ２０に表示される超音波画像を生成するためのものである。
　内視鏡用プロセッサ装置１６は、内視鏡観察部３８Ｒにおいて光源装置１８からの照明光によって照明された観察対象部位から取得された撮像画像信号（データ）を受信して取得し、取得した画像信号に対して各種の信号（データ）処理、及び画像処理を施して、モニタ２０に表示される内視鏡画像を生成するためのものである。
　なお、これらのプロセッサ装置１４、及び１６は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等のプロセッサによって構成されるものであっても良い。
　光源装置１８は、超音波内視鏡１２Ｒの内視鏡観察部３８Ｒによって体腔内の観察対象部位を撮像して画像信号を取得するために、赤光（Ｒ）、緑光（Ｇ）、及び青光（Ｂ）等の３原色光からなる白色光や特定波長光等の照明光を発生させる。光源装置１８において発生された照明光は、超音波内視鏡１２Ｒに供給され、超音波内視鏡１２Ｒ内のライトガイド（図示せず）等によって伝搬される。次いで、ライトガイド等によって伝搬された照明光は、内視鏡観察部３８Ｒから出射されて、体腔内の観察対象部位を照明する。即ち、光源装置１８は、観察対象部位を照明するためのものである。
　モニタ２０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により生成された各映像信号を受けて超音波画像や内視鏡画像を表示する。これらの超音波画像や内視鏡画像の表示は、いずれか一方のみの画像を適宜切り替えてモニタ２０に表示することや両方の画像を同時に表示すること等が可能である。なお、超音波画像を表示するためのモニタと内視鏡画像を表するためのモニタを別個に設けてよいし、他の任意な形態で、これらの超音波画像と内視鏡画像とを表示するようにしてもよい。
　次に、超音波内視鏡の挿入部の先端部及び湾曲部の構成を、図１０を参照して詳細に説明する。
　図１０に示すように、超音波内視鏡１２Ｒの先端部４０Ｒには、基端側に超音波画像を取得するための超音波観察部３６Ｒと、先端側に内視鏡画像を取得するための内視鏡観察部３８Ｒとが設けられている。
　超音波内視鏡１２Ｒの先端部４０Ｒは、先端側の内視鏡観察部３８Ｒの内視鏡部品の先端に被せられるキャップ状の先端部品４１ａと、基端側の超音波観察部３６Ｒの基端側に配置される基端側リング４１ｂと、先端部品４１ａと基端側リング４１ｂとを繋ぎ止めて固定するＳＵＳ等の金属リング（図示せず）を備える。ここで、先端部品４１ａ及び基端側リング４１ｂは、共に硬質樹脂等の硬質部材からなり、外装部材となる。
　また、内視鏡観察部３８Ｒより基端側の金属リング（図示せず）の外側部分（外周）には、超音波観察部３６Ｒの円筒状の超音波振動子アレイ５０Ｒが巻き付けられて一体化され、超音波プローブ４６Ｒを構成している。
　以上から明らかなように、超音波内視鏡１２Ｒの先端部４０Ｒは、先端部品４１ａ、基端側リング４１ｂ、及び金属リング（図示せず）を含む超音波プローブ４６Ｒに分解できるようになっている。
　また、内視鏡観察部３８Ｒは、先端面に設けられる処置具導出口４４Ｒ、観察窓８２Ｒ、照明窓８８Ｒ及び洗浄（送気送水）ノズル９０Ｒ等とからなる。
　処置具導出口（いわゆる鉗子出口）４４Ｒは、基端側に延在し、操作部２４の処置具挿入口（いわゆる鉗子口）３０に連通するように延びる処置具チャンネル（いわゆる鉗子管路）（図示せず）の出口である。操作部２４の処置具挿入口３０から処置具チャンネル（図示せず）に挿入された鉗子などの処置具が、処置具導出口４４Ｒから突出され、被検体の処置が行われる。
　図１０に示す例では、処置具導出口４４Ｒは、先端部４０Ｒの先端の内視鏡観察部３８Ｒに設けられているが、本発明は、特に図示例に限定されず、超音波観察部３６Ｒの複数の超音波振動子４８Ｒよりも超音波内視鏡１２Ｒの先端側であればどこに設けられても良い。
　即ち、本発明の超音波内視鏡１２Ｒは、処置具導出口４４Ｒが超音波振動子４８Ｒよりも先端側に配置されている超音波内視鏡である必要がある。
　観察窓８２Ｒの後方（基端側）には、図示しないが、対物レンズ、プリズム、及び固体撮像素子が配置される。観察窓８２Ｒから入射した観察対象部位の反射光は、対物レンズによって取り込まれ、プリズムにより光路が直角に折り曲げられて、固体撮像素子の撮像面に結像される。固体撮像素子は、観察窓８２Ｒ、及び対物レンズ、プリズムを透過して撮像面に結像された観察対象部位の反射光を光電変換して、撮像信号を出力する。固体撮像素子としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）、及びＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor：相補形金属酸化膜半導体）等を挙げることができる。
　こうして、固体撮像素子で出力された撮像画像信号は、挿入部２２Ｒから操作部２４まで延設された配線ケーブル（図示せず）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。内視鏡用プロセッサ装置１６は、伝送された撮像信号に対して、各種信号処理、及び画像処理を施し、内視鏡光学画像としてモニタ２０に表示する。
　また、照明窓８８Ｒは、観察窓８２Ｒを挟んで２つ設けられている。照明窓８８Ｒには、ライトガイド（図示せず）の出射端が接続されている。ライトガイドは、挿入部２２Ｒから操作部２４まで延設され、ライトガイドの入射端は、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。即ち、ライトガイドは、湾曲部４２に向かって延出され、操作部２４からユニバーサルコード２６内に挿通されて、最終的には光源用コネクタ３２ｃに接続され、光源用コネクタ３２ｃは、光源装置１８に接続される。光源装置１８で発せられた照明光は、ライトガイドを伝って照明窓８８Ｒから被観察部位に照射される。
　また、洗浄ノズル９０Ｒには、送気送水チャンネル（管路）（図示せず）が接続されている。送気送水チャンネルは、湾曲部４２に向かって延出され、操作部２４からユニバーサルコード２６内に挿通されて、光源用コネクタ３２ｃに接続され、送気送水用チューブ３４ａを介して送水タンク２１ａに接続される。洗浄ノズル９０Ｒは、観察窓８２Ｒ、及び照明窓８８Ｒの表面を洗浄するために、送水タンク２１ａから超音波内視鏡１２内の送気送水チャンネルを経て、空気、又は洗浄水を観察窓８２Ｒ、及び照明窓８８Ｒに向けて噴出する。
　ここで、超音波内視鏡のアップ方向（ＵＰ）について説明する。
　なお、スコープの上側は、湾曲部４２のアップ方向（ＵＰ）である。これを基準にモニタ２０上の観察像を作成している。
　図１、及び図９に示す超音波内視鏡１２、及び１２Ｒの操作部２４の送気送水ボタン２８ａ、及び吸引ボタン２８ｂ等のボタン類、並びにアングルノブ２９などの湾曲操作ノブが上側になるように配置して、挿入部２２、及び２２Ｒを自然状態で延在配置した場合の上側方向がアップ方向（ＵＰ）となる。したがって、図１、及び図９に示す超音波内視鏡１２、及び１２Ｒの挿入部２２、及び２２Ｒは湾曲しているので、それぞれ矢印ＵＰで示す方向がアップ方向（ＵＰ）となる。
　図３に示すように、コンベックス型超音波内視鏡１２では、通常超音波振動子４８の配置方向が上となるので、分かりやすく、図３中上側に向かう矢印ＵＰで示す方向が、アップ方向（ＵＰ）となる。
　一方、図１０に示すように、ラジアル型超音波内視鏡１２Ｒでは、先端外周全周に超音波振動子４８Ｒが配置されているので、光学観察系（観察窓８２Ｒ、及び照明窓８８Ｒ等）との関係となるが、図１０中２つの照明窓８８Ｒの間で右上側に向かう矢印ＵＰで示す方向が、アップ方向（ＵＰ）となる。
　なお、図示しないが、経食道心エコー用プローブは、ボタン類を備えてなく、湾曲操作ノブのみの構造があるが、これもコンベックス型超音波内視鏡１２と同様に超音波振動子の配置方向を上に設定しているので、光学観察系を備えたタイプと変わりがない。
　以上、本発明の超音波診断システムについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良、及び変更をしてもよいのはもちろんである。
　１０、１０Ｒ　超音波診断システム
　１２、１２Ｒ　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
　２２、２２Ｒ　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
　２９　アングルノブ
　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
　３４ａ　送気送水用チューブ
　３４ｂ　吸引用チューブ
　３６、３６Ｒ　超音波観察部
　３８、３８Ｒ　内視鏡観察部
　４０、４０Ｒ　先端部
　４２　湾曲部
　４３　軟性部
　４４、４４Ｒ　処置具導出口
　４５　処置具チャンネル
　４６、４６Ｒ　超音波プローブ
　４８、４８Ｒ　超音波振動子
　５０、５０Ｒ　超音波振動子アレイ
　５４　バッキング材層
　５６　同軸ケーブル
　５８　内視鏡側メモリ
　６０　ＦＰＣ
　７４　音響整合層
　７６　音響レンズ
　８２、８２Ｒ　観察窓
　８４　対物レンズ
　８６　固体撮像素子
　８８、８８Ｒ　照明窓
　９０、９０Ｒ　洗浄ノズル
　９２　配線ケーブル
　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　ＡＳＩＣ
　１５０　シネメモリ
　１５１　メモリコントローラ
　１５２　ＣＰＵ
　１５４　ＤＳＣ
　１５８　パルス発生回路
　１６０　位相整合器
　１６２　Ｂモード画像生成部
　１６４　ＰＷモード画像生成部
　１６６　ＣＦモード画像生成部
　１６８　検証モード実行部
　１７０　超音波画像データ生成部
　１７２　故障チャンネル検出部
　１７４　通知部
　Ｒａ　診断によく使う領域（振動子チャンネル）
　Ｒｂ　診断にあまり使わない領域（振動子チャンネル）
　Ｂ　画像の切れ目
　Ｃ　円形構造の中心の小円
　Ｄ　アップ方向を示す線
　Ｌ　円形構造の略中心を通る水平線
　ＵＰ　アップ方向

Claims (12)

  1. 　被検体の被観察部位の超音波画像を取得して診断を行う超音波診断システムであって、
    　前記被観察部位に超音波を照射し、前記被観察部位からのエコー信号を受信して検出信号を出力する複数の超音波振動子が配列された超音波振動子アレイが設けられた超音波プローブと、
    　前記超音波振動子アレイの動作を検証するための検証モードを実行させる検証モード実行部と、を有し、
    　前記検証モード実行部は、各超音波振動子の送受信信号から各超音波振動子に対応する各画素の超音波画像データを生成する超音波画像データ生成部と、
    　生成された前記超音波画像データを解析して、故障した故障振動子チャンネルを検出する故障チャンネル検出部と、を有し、
    　前記振動子チャンネルは、前記超音波振動子を含み、前記画素の前記超音波画像データを生成するチャンネルであり、
    　前記故障チャンネル検出部は、取得する前記超音波画像への影響度に関連する条件に応じて故障であると判定する判定基準を変更する超音波診断システム。
  2. 　更に、前記故障チャンネル検出部による検出結果を通知する通知部を有する請求項１に記載の超音波診断システム。
  3. 　前記判定基準は、少なくとも前記画素の前記超音波画像データ、もしくは前記振動子チャンネルの数のいずれかを含む請求項１、又は２に記載の超音波診断システム。
  4. 　前記条件は、前記超音波振動子の配列方向における位置である請求項１～３のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
  5. 　前記条件は、超音波診断システムの装置タイプに応じて決まる前記超音波振動子の位置である請求項４に記載の超音波診断システム。
  6. 　前記超音波画像への前記影響度が大きい前記超音波振動子の位置の方が、前記影響度が小さい前記超音波振動子の位置より、前記判定基準となる不具合のある前記振動子チャンネルの数が少ない請求項４、又は５に記載の超音波診断システム。
  7. 　前記条件は、ユーザが使用するユーザモード、及びサービスマンが使用するサービスマンモードの少なくともいずれかの使用モードである請求項１～６のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
  8. 　前記ユーザモード、及び前記サービスマンモードでそれぞれ故障と判断された場合にはそれぞれ報知する請求項７に記載の超音波診断システム。
  9. 　更に、前記検証モードを実行する時、検出した不具合のある前記振動子チャンネルの数と、前記故障振動子チャンネルと、前記故障振動子チャンネルを検出した日付、又は日時、及び前記故障振動子チャンネルの通電回数の少なくとも1つと、のログを残すためのメモリを有する請求項１～８のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
  10. 　前記被観察部位の診断用超音波画像を取得するための診断用画像処理と、前記検証モードの実行時に前記超音波画像データを生成するための故障振動子チャンネル検出用画像処理とは異なるものである請求項１～９のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
  11. 　前記故障振動子チャンネル検出用画像処理では、前記診断用画像処理に比べて、前記複数の超音波振動子を跨ぐ処理を減らされている請求項１０に記載の超音波診断システム。
  12. 　前記故障振動子チャンネル検出用画像処理では、前記複数の超音波振動子を跨ぐ処理を行わない請求項１０、又は１１に記載の超音波診断システム。
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