特開 2017-136253 制御システム及び制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-136253(P2017-136253A)

(43)【公開日】2017年8月10日

(54)【発明の名称】制御システム及び制御方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/14 20060101AFI20170714BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-20087(P2016-20087)

(22)【出願日】2016年2月4日

(71)【出願人】

【識別番号】512319438

【氏名又は名称】國立高雄應用科技大學

(74)【代理人】

【識別番号】100090273

【弁理士】

【氏名又は名称】國分 孝悦

(72)【発明者】

【氏名】劉 健群

(72)【発明者】

【氏名】施 天從

【テーマコード（参考）】

4C601

【Ｆターム（参考）】

4C601BB06

4C601EE04

4C601GB03

4C601GB21

4C601HH16

4C601KK16

4C601KK45

(57)【要約】      （修正有）

【課題】医療分野で用いられる超音波ユニット間の相互干渉が少ない超音波プローブを制御するためのシステム及び検査方法を提供する。
【解決手段】超音波信号を送受信する複数の超音波ユニット８０３が順に配列された超音波プローブ８０２を具備し、複数の超音波ユニット８０３から送受信される超音波を用いる超音波システムであって、それぞれ配列順に異なるアドレスが割り当てられた超音波プローブ８０２の複数の超音波ユニット８０３を、少なくとも１つ以上のアドレスの間隔が開くように起動させる起動制御モジュール３３、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

医療用超音波検査機器に含まれて用いられる制御システムであって、
連続する所定の第１の順番に配列された超音波信号を送受信する複数の超音波ユニットを備えた超音波プローブを制御するプローブ制御器を含み、各前記超音波ユニットは、それぞれが前記第１の順番に対応して連続したアドレスを具備し、
前記プローブ制御器は、
複数の前記超音波ユニットの前記アドレスのそれぞれに対応するパラメータを生成する生成モジュールと、
前記パラメータが入力されるように前記生成モジュールに電気的に連結され、前記パラメータを所定の第２の順番に配列するように選択して複数の前記パラメータの集合で形成される起動リストを設定する設定モジュールであって、前記起動リストにおける隣接する前記パラメータに対応する前記アドレスは連続しないものであり、前記第２の順番とは、複数の前記パラメータの集合で形成される前記起動リストを設定し、前記起動リストにおける隣接する前記パラメータに対応する前記アドレスが連続しないように選択された順番である、前記設定モジュールと、
前記起動リストが入力されるように前記設定モジュールに電気的に連結され、前記起動リストにおける複数の前記パラメータのそれぞれに基づいて対応する起動信号を生成し、所定の時間間隔を以って前記起動信号を順を追って前記超音波プローブに送信し、各前記起動信号に基づいて、対応する各前記超音波ユニットに対して超音波信号の送受信をするように駆動制御する、起動制御モジュールと、を備えることを特徴とする制御システム。

【請求項2】

前記設定モジュールは、連続した複数の前記アドレスにおいてＮ（整数）＝１の間隔を開けた奇数の前記アドレスに対応する奇数パラメータを選び出して一つの奇数起動リストを構成すると共に、偶数の前記アドレスに対応する偶数パラメータを選び出して他の一つの偶数起動リストを構成する、第１のセレクトモジュールを有し、
前記起動制御モジュールは、前記第１のセレクトモジュールで設定した前記奇数起動リストと前記偶数起動リストとに基づいて、前記超音波プローブの複数の前記超音波ユニットを起動することを特徴とする請求項１に記載の制御システム。

【請求項3】

前記設定モジュールは更に、連続した複数の前記アドレスにおいてＮ＝２又は２以上の間隔を開けて選択された前記アドレスに対応するパラメータを複数含む複数の起動リストを作成する、第２のセレクトモジュールを有し、
前記起動制御モジュールは、前記第１のセレクトモジュール又は前記第２のセレクトモジュールのいずれかで設定した前記起動リストに基づいて、前記超音波プローブの複数の前記超音波ユニットをそれぞれ順を追って起動することを特徴とする請求項２に記載の制御システム。

【請求項4】

更に、前記プローブ制御器に連結されている画像処理器を有し、
前記画像処理器は、各前記起動リストにおけるパラメータによって起動された前記超音波ユニットの画像を得る画像生成モジュールと、複数の前記起動リストのそれぞれの画像を一つの超音波画像に合成して取得する画像合成モジュールとを有することを特徴とする請求項２又は３に記載の制御システム。

【請求項5】

前記プローブ制御器は、前記起動制御モジュールが、連続した前記アドレスの前記超音波ユニットに対して前記起動信号を順を追って出力したか否か検出し、前記起動制御モジュールが連続した前記アドレスの前記超音波ユニットに対して前記起動信号を出力したことが検出された場合、前記起動制御モジュールの動作を停止させる、検出モジュールを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の制御システム。

【請求項6】

医療用超音波検査機器に含まれて用いられる請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制御システムに用いられる制御方法であって、前記制御システムは、連続する所定の第１の順番に配列された超音波信号を送受信する複数の超音波ユニットを備えた超音波プローブを制御するプローブ制御器を含み、各前記超音波ユニットは、それぞれが前記第１の順番に対応して連続したアドレスを具備し、
前記制御方法は、
生成モジュールが、複数の前記超音波ユニットの前記アドレスのそれぞれに対応するパラメータを生成する、ステップＡと、
設定モジュールが、前記ステップＡにて生成された前記パラメータを所定の第２の順番に配列するように選択して複数の前記パラメータの集合で形成される起動リストを設定し、前記起動リストにおける隣接する前記パラメータに対応する前記アドレスは連続しないものであり、前記第２の順番とは、前記複数のパラメータの集合で形成される前記起動リストを設定し、前記起動リストにおける隣接する前記パラメータに対応する前記アドレスが連続しないように選択された順番である、ステップＢと、
起動制御モジュールが、前記ステップＢにて設定された前記起動リストにおける複数の前記パラメータのそれぞれに基づいて対応する起動信号を生成し、所定の時間間隔を以って前記起動信号を順を追って前記超音波プローブに送信し、各前記起動信号に基づいて、対応する各前記超音波ユニットに対して超音波信号の送受信をするように駆動制御する、ステップＣと、を備えていることを特徴とする制御方法。

【請求項7】

前記ステップＢでは、連続した複数の前記アドレスにおいてＮ（整数）＝１の間隔を開けた奇数の前記アドレスに対応する奇数パラメータを選び出して一つの奇数起動リストを構成すると共に、偶数の前記アドレスに対応する偶数パラメータを選び出して他の一つの偶数起動リストを構成するサブステップを有し、
前記ステップＣでは、前記サブステップで設定した前記奇数起動リストと前記偶数起動リストとに基づいて、前記超音波プローブの複数の前記超音波ユニットを起動することを特徴とする請求項６に記載の制御方法。

【請求項8】

前記ステップＢでは更に、連続した複数の前記アドレスにおいてＮ＝２又は２以上の間隔を開けて選択された前記アドレスに対応するパラメータを複数含む複数の起動リストを作成する、サブステップを有し、
前記ステップＣでは、前記サブステップのいずれかで設定した前記起動リストに基づいて、前記超音波プローブの複数の前記超音波ユニットをそれぞれ順を追って起動することを特徴とする請求項７に記載の制御方法。

【請求項9】

前記ステップＣの後では更に、画像生成モジュールが、前記ステップＣにて得られた各前記起動リストにおけるパラメータによって前記超音波ユニットを起動して画像を得るステップＤと、
画像合成モジュールが、前記ステップＤで得られた複数の前記起動リストのそれぞれに対応する前記画像を一つの超音波画像に合成して取得するステップＥと、を有することを特徴とする請求項７又は８に記載の制御方法。

【請求項10】

前記ステップＣの後では更に、検出モジュールが、連続した前記アドレスの前記超音波ユニットに対して前記ステップＣにて送信された前記起動信号を順を追って出力した否か検出し、連続した前記アドレスの前記超音波ユニットに対して前記起動信号を出力したことが検出された場合、前記起動信号の送信を停止させる、ステップＦを有することを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の制御方法。

【請求項11】

前記制御方法は、ソフトウェア及びハードウェアの組み合わせによって実装された前記制御システムを用いて実行されることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、医療分野で用いられる超音波検査機器における超音波ユニットを含む超音波プローブを制御するための制御システム及び制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

医療分野において超音波検査機器による検査は、例えばＸ線等の放射線による被曝がなく、内視鏡などの異物を人体に侵入させる必要もなく、安全性が高いので、近年広く用いられている。また、超音波信号による画像形成技術も進歩しており、解析の精度や利便性が向上しているので、このような超音波画像形成技術を利用した立体画像又は動画の表示が可能なハイレベルな検査機器のみならず、例えば平面画像を表示するローレベルな検査機器についても市場が拡大している。超音波検査機器は主として、超音波プローブを制御したり、超音波プローブの超音波信号による画像を処理したりする制御システムを含む。このような制御システムの先行技術としては以下の文献が挙げられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許第８２５４０７３号明細書

【特許文献2】米国特許第８１０３２２１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、超音波を用いて検査を行なう場合、超音波発振器等の信号の変換機（transducer）が出力した信号の反射信号（検査対象物に衝突し、その信号が発振器側に戻る際の信号）を検出するとき、超音波発振器として例えばピエゾ素子（piezo-electric polycrystalline ceramic）を用いるので、ピエゾ素子を振動させるための電気信号を停止した後も、なおも所定の時間ピエゾ素子が続いて振動してしまい（以下、「残留振動」ともいう。）、特に複数のピエゾ素子を並べて、複数の信号を出力して得られた影像に基づいて検査する場合には、信号が相互干渉をする問題点がある。
この問題に対処するため、従来は、ピエゾ素子を振動させるための電気信号を停止した後、できるだけ速やかにピエゾ素子の振動を吸収する部品を、ピエゾ素子に取り付けて相互干渉の問題を解決していた。また、別の方法としては、相互干渉によって引き起こされる画像又は動画の乱れを画像処理技術によって補正（例えば、実際に受信する反射信号に対して残留振動を予め見越した値を加算または減算して画像又は動画を表示する。）していたが、いずれの方法を用いても、又はこれらの方法を組み合わせても相互干渉の問題を解決するには不十分であった。

【0005】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、医療分野で用いられる超音波ユニットを制御して超音波プローブによる超音波信号の相互干渉を軽減することができる、制御システム及び制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した問題を解決するため、本願発明は以下の構成を備える。
医療用超音波検査機器に含まれて用いられる制御システムであって、所定の第１の順番に配列された超音波信号を送受信する複数の超音波ユニットを備えた超音波プローブを制御するプローブ制御器を含み、各前記超音波ユニットは、それぞれが前記第１の順番に対応すると共に連続したアドレスを具備し、前記プローブ制御器は、複数の前記超音波ユニットの前記アドレスのそれぞれに対応するパラメータを生成する生成モジュールと、前記パラメータを所定の第２の順番に配列するように選択して複数のパラメータの集合で形成される起動リストを設定する設定モジュールであって、前記起動リストにおける隣接する前記パラメータに対応する前記アドレスは連続しない、前記設定モジュールと、前記起動リストにおける複数の前記パラメータのそれぞれに基づいて対応する起動信号を生成し、所定の時間間隔を以って前記起動信号を順を追って前記超音波プローブに送信し、各前記起動信号に基づいて、対応する各前記超音波ユニットによる超音波信号を順を追って送受信可能に駆動制御する、起動制御モジュールと、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係る制御システム及び制御方法によれば、起動リストにおける隣接するパラメータに対応するアドレスが連続しないように選択されたパラメータによる起動信号で複数の超音波ユニットを動作させるので、隣接する超音波ユニットによる残留振動の影響を少なくすることができ、超音波ユニット相互間の相互干渉の影響を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明に係る制御システムを含む医療用超音波検査機器の一例を示す構成図である。

【図2】本発明に係る制御システムの機能ブロック図である。

【図3】本発明に係る制御方法のフローチャートである。

【図4A】従来技術の超音波の反射信号の波形を示すグラフである。

【図4B】本発明に係る制御システムによる反射信号の波形を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１、図２を参照して、本発明に係る制御システムの一実施例を説明する。図１は本発明に係る制御システムを含む医療用超音波検査機器としての一例であり、図２は制御システムの一例の機能ブロック図である。図示の如く、医療用超音波検査機器８００は、この例では、本発明に係る制御システム１を含むように構成されており、主としては、機器本体８０１と、機器本体８０１に信号の送受信が可能に連結された超音波プローブ８０２を備えている。機器本体８０１は例えば光を点滅させるランプ又はスピーカーでその旨を知らせる音を発生させるアラーム手段（図示せず）や、タッチ操作可能なタッチスクリーン８０４を備える。

【0010】

超音波プローブ８０２は、所定の第１の順番、例えば１、２、３、・・・、６３、６４の順でアレイ状に配列された複数、例えば６４個の超音波ユニット８０３を備える。超音波ユニット８０３は、超音波信号の送受信をするもので、受信した超音波信号を電気信号に変換して出力する。各超音波ユニット８０３は、それぞれが第１の順番に対応すると共に連続したアドレス、例えば数字の１、２、３、・・・６４が付与されている。この例では、超音波プローブ８０２は、６４個の超音波ユニット８０３を含んで構成されたものとして説明したが、超音波ユニット８０３の数量はこの例に制限されず、１２８個であってもよく、２５６個であってもよい。

【0011】

なお、超音波ユニット８０３は、例えばピエゾ素子であり、電気信号が加えられることにより振動し（電気−力変換）、超音波信号を出力するように構成されるものである。また、ピエゾ素子に加える電気信号を停止すると、ピエゾ素子の振動は残留振動が終了した後に停止するが、図示しない検査対象物からの反射信号を受信すると、反射信号の影響でピエゾ素子が振動して電気信号を生成する（力−電気変換）。なお、超音波ユニット８０３の超音波信号の出力方法と受信方法はこれに限られるものではなく、超音波信号を送受信できれば、必ずしもピエゾ素子等の圧電素子を利用する必要はなく、どのような部品で構成しても差し支えない。

【0012】

制御システム１は、図２に示すように、超音波プローブ８０２を制御するプローブ制御器３と、プローブ制御器３と電気的に連結され、超音波プローブ８０２による超音波信号を受信し、受信した超音波信号に基づいた画像を得られるように処理する、画像処理器４とを含む。

【0013】

プローブ制御器３は、本例では図１に示すように、超音波プローブ８０２に内蔵されているが、プローブ制御器３は、機器本体８０１側に設けられていても差し支えない。なお、アラーム手段は、異常信号を検出した場合に警告するために用いられるものである。また、タッチスクリーン８０４は、ユーザーがスクリーンに接触することにより操作可能だが、必ずしもこれに限られず、通常のスクリーンを利用すると共に、別途用意したキーボード、マウス等で操作しても差し支えない。

【0014】

プローブ制御器３は、図２において、生成モジュール３１と、設定モジュール３２と、起動制御モジュール３３と、検出モジュール３４とを有する。なお、プローブ制御器３は、これらのモジュールに相当する機能を備えるようにソフトウェア及びハードウェアの組み合わせにより実現されるが、例えばパーソナルコンピュータにこれらの機能を実現し得るソフトウェアをインストールすることによりこれらの機能を実現しても差し支えない。

【0015】

続いて、プローブ制御器３の詳細な構成を、超音波ユニット８０３の数量が６４個である場合を例として説明する。生成モジュール３１は、複数の超音波ユニット８０３のそれぞれに対応して付与された連続したアドレスのそれぞれに対応する所定のパラメータを生成する。なお、例えばディップスイッチ等を用いて予め超音波プローブ８０２の複数の超音波ユニット８０３に対応するパラメータを割り当てておくことにより、生成モジュール３１は、省略しても差し支えない。

【0016】

設定モジュール３２は、パラメータが入力されるように生成モジュール３１に電気的に連結され、各アドレスに対応するパラメータを選択して組み合わせてそれぞれが所定の第２の順番に配列して少なくとも２つの起動リストを設定する。ここで、各起動リストにおける隣接するパラメータに対応するアドレスは連続しないようにする。また、第１の順番とは、１、２、３、・・・、６４という連続する順番をいい、第２の順番とは、複数のパラメータの集合で形成される起動リストを設定し、起動リストにおける隣接するパラメータに対応するアドレスが連続しないように選択された順番をいう。

【0017】

設定モジュール３２は、本例においては、第１のセレクトモジュール３２１と、第２のセレクトモジュール３２２を備え、これらは例えばタッチスクリーン８０４に対する入力操作によって選択的に切り替えられ、第１のセレクトモジュール３２１及び第２のセレクトモジュール３２２のいずれかの一方が動作する。

【0018】

なお、本実施例では、第１のセレクトモジュール３２１は奇数起動リストを先に作成し、偶数起動リストを後から作成するが、その順番は逆でも差し支えない。

【0019】

一方、タッチスクリーン８０４に対する入力操作で、第１のセレクトモジュール３２１に替えて、第２のセレクトモジュール３２２を利用することができる。第２のセレクトモジュール３２２は（Ｎ＋１）間隔による起動リストを複数作成する。ここで、Ｎは２以上であって例えば６４より小さい数値であるが（但し、６３のように大きな値を設定する場合は１２８個又は２５６個の超音波ユニット８０３を使用する場合となる。）、超音波信号の干渉の影響が少なくなる程度に隣り合う超音波ユニット８０３の間隔が開いていれば差し支えないので、６４個の超音波ユニット８０３の場合、例えば「２」や「３」等の比較的小さい整数である場合が多い。

【0020】

ここで、Ｎ＝２を例にとり説明すると、例えばタッチスクリーン８０４に対する入力操作に従って、第２のセレクトモジュール３２２を利用して、１、４、７、１０．．．６４のアドレスに対応するパラメータをそれぞれ含む第１の起動リストを作成する。続いて、２、５、８、１１．．．６２のアドレスに対応するパラメータをそれぞれ含む第２の起動リストを作成し、３、６、９、１２．．．６３のアドレスに対応するパラメータをそれぞれ含む第３の起動リストを作成する。即ち、間隔Ｎ＝２では全部で３個の起動リストを作成することとなる。なお、起動リストの作成順序はこの順番でなくとも、例えば第２の起動リスト、第３の起動リスト、第１の起動リストの順となる異なる３個の起動リストを作成してもよい。

【0021】

また、Ｎ＝３のときは、タッチスクリーン８０４に対する入力操作に従って、第２のセレクトモジュール３２２は、１、５、９、１３．．．６１のアドレスに対応するパラメータをそれぞれ含む起動リストを作成し、続いて、２、６、１０、１４．．．６２のアドレスに対応するパラメータをそれぞれ含む起動リストを作成し、３、７、１１、１５．．．６３のアドレスに対応するパラメータをそれぞれ含む起動リストを作成し、最後に４、８、１２、１６．．．６４のアドレスに対応するパラメータをそれぞれ含む起動リストを作成する。即ち、Ｎ＝３のときは全部で４個の起動リストを作成することとなる。

【0022】

起動制御モジュール３３は、設定モジュール３２で設定した起動リストに基づいて、超音波プローブ８０２の複数の超音波ユニット８０３をそれぞれ順を追って起動する。また、本願の実施例では隣り合う超音波ユニット８０３は同じタイミングでは一同に動作させないので、時間的な制御が必要となる。例えば、奇数のアドレス（１、３、５、７．．．６３）が割り振られた超音波ユニット８０３を、例えば１μｓｅｃの間隔を開けつつ順を追って起動して必要に応じた所定の待ち時間が経過した後、改めて偶数のアドレス（２、４、６、８．．．６４）が割り振られた超音波ユニットを起動する。

【0023】

この所定の待ち時間として必要な時間は、「残留振動の影響をほとんど受けない」という時間であって、隣接する超音波ユニット８０３、又は第２のセレクトモジュール３２２を利用して間隔を指定した場合には一番近い（Ｎ＝２の場合には例えばアドレス１に対してアドレス４）超音波ユニット８０３からの残留振動の影響が完全にゼロとなる必要はなく、後述する図４Ａ、図４Ｂの超音波画像を表示した際に、残留信号の影響がノイズに埋もれてしまう程度に収束された状態になるまでの時間をいう。

【0024】

つまり、奇数起動リストに対応する超音波ユニット８０３の残留振動の影響をほとんど受けなくなってから、偶数起動リストに対応する超音波ユニット８０３を起動すれば足り、超音波ユニット８０３となるピエゾ素子の構成やピエゾ素子に加える電気信号の強さ等により、残留振動の影響が収まるまでの時間差はそれぞれ異なるため、起動制御モジュール３３はこの点を踏まえて、必要な待ち時間及び超音波プローブ８０２に出力する電気信号の強さを適宜調整するものとする。

【0025】

具体的には、奇数起動リストに対応する超音波ユニット８０３を順を追って起動した後、偶数起動リストの最初のアドレスである「２」が割り振られた超音波ユニットを起動することになるが、アドレス２を起動する際に、「２」に隣り合うアドレス３の残留振動の影響をほとんど受けないことが必要である。ここで、「残留信号の影響がノイズに埋もれてしまう程度に収束された状態になるまでの時間」が、例えば５０μｓｅｃであれば、奇数のアドレス（１、３、５、７．．．６３）を起動するのに、全部で３１μｓｅｃ必要であり、そのうち、アドレス１とアドレス３の待ち時間である１μｓｅｃは無視できる（なぜならアドレス３の方が後から動作するので、アドレス１の残留振動は考慮する必要がない。）ので、３１μｓｅｃ−１μｓｅｃ＝３０μｓｅｃとなり、５０μｓｅｃ−３０μｓｅｃ＝２０μｓｅｃの時間を、奇数起動リストに対応する超音波ユニット８０３を起動し終わってから、偶数起動リストに対応する超音波ユニット８０３を直ちには起動せずに待つ必要がある。なお、「残留信号の影響がノイズに埋もれてしまう程度に収束された状態になるまでの時間」が、３１μｓｅｃ未満ならば直ちに偶数起動リストを起動しても差し支えない。

【0026】

検出モジュール３４は、起動制御モジュール３３が、連続したアドレス、即ち隣接するアドレスの超音波ユニット８０３に対して起動信号を順を追って出力した否か検出し、起動制御モジュール３３が連続したアドレスの超音波ユニット８０３に対して起動信号を出力したことが検出された場合、該起動制御モジュール３３の動作を停止させる。

【0027】

画像処理器４は、プローブ制御器３からの起動リスト毎に起動して得られた超音波ユニット８０３の超音波信号による画像を得て、起動リスト毎の画像を合成処理し、一つの超音波画像を得るものであり、例えば機器本体８０１側に設けられ、画像生成モジュール４１と画像合成モジュール４２を有する。画像生成モジュール４１は、各起動リストにおけるパラメータによって起動された超音波ユニット８０３の画像を得る。画像合成モジュール４２は複数の起動リストのそれぞれの画像を一つの超音波画像に合成して取得する。

【0028】

次に、医療用超音波検査機器に含まれて用いられる制御システムに用いられる制御方法について図３を参照しながら説明する。なお、本発明に係る制御方法は、本発明に係る制御システムをソフトウェア及びハードウェアの組み合わせによって実装されることにより実現されるが、例えばパーソナルコンピュータにこれらの機能を実現し得るソフトウェアをインストールすることによりこれらの機能を実現しても差し支えない。

【0029】

ステップＡでは、生成モジュール３１を用いて、複数の超音波ユニット８０３の連続するアドレスのそれぞれに対応するパラメータを生成する。

【0030】

ステップＢでは、設定モジュール３２としての例えばタッチスクリーン８０４に対する入力操作に従って、パラメータを所定の第２の順番に配列するように選択して複数のパラメータの集合で形成される起動リストを設定する。起動リストにおける隣接するパラメータに対応するアドレスは連続しないものである。第２の順番とは、複数のパラメータの集合で形成される起動リストを設定し、起動リストにおける隣接するパラメータに対応するアドレスが連続しないように選択された順番である。この例では、例えば設定モジュール３２における第１のセレクトモジュール３２１を選択的に駆動させて、超音波ユニット８０３の起動リストを作成する。上述のように、第１のセレクトモジュール３２１は、起動リストとして、奇数のアドレス（１、３、５、７．．．６３）が割り振られた超音波ユニット８０３に対応するパラメータをそれぞれ含む奇数起動リストと、偶数のアドレス（２、４、６、８．．．６４）が割り振られた超音波ユニット８０３に対応するパラメータをそれぞれ含む偶数起動リストを作成する。

【0031】

この際、図１のタッチスクリーン８０４の図示しないユーザーインターフェースを介して、第１のセレクトモジュール３２１を選択するか、又は第２のセレクトモジュール３２２を選択すると共にＮの値を入力するようにしても差し支えない。

【0032】

このように、起動制御モジュール３３を用いて、奇数起動リストと偶数起動リストとが入力されると、奇数起動リストと偶数起動リストとに基づいて超音波ユニット８０３に対してそれぞれ順を追って電気信号を出力して駆動する。

【0033】

起動制御モジュール３３は、超音波を出力するための所定の時間が経過した後、超音波ユニット８０３への電気信号の供給を停止する。起動制御モジュール３３からの超音波ユニット８０３への電気信号の停止によって超音波ユニット８０３の「電気―力」の変換は終了する。超音波ユニット８０３から出力された超音波は図示しない検査対象物で少なくとも一部の成分が反射され、反射信号となり、超音波ユニット８０３のピエゾ素子に入力される。この際、超音波ユニット８０３のピエゾ素子は入力された信号を「力−電気」変換して、この電気信号は検出モジュール３４に出力される。

【0034】

第１のセレクトモジュール３２１を利用した場合、パラメータは、上述のように１、３、５、７．．．６３、２、４、６、８．．．６４のアドレスに対応するパラメータの集合（起動リスト）となるが、これらを利用して奇数のアドレスが割り当てられた超音波ユニット８０３の全てを同時に起動しても差し支えないが、例えばアドレス１が割り振られた超音波ユニット８０３とアドレス３が割り振られた超音波ユニット８０３を起動する際に所定の時間差（例えば１μｓｅｃ）を設けて、時間差を設けながら１、３、５、７．．．６３、２、４、６、８．．．６４のアドレスに対応するパラメータをそれぞれ含む起動リストに従って順に超音波ユニット８０３を順番に起動しても良い。

【0035】

いずれにせよ、アドレス１とアドレス３の両者の間にあるアドレス２が割り当てられた超音波ユニット８０３は上述のように残留振動の影響をほとんど受けない時間差を空けてから動作させるので、アドレス１とアドレス３の超音波ユニット８０３を起動する際に時間差を設ける理由は、プローブ制御器３及び機器本体８０１のハードウェアの処理能力の影響、及びどの超音波ユニット８０３が受信した反射信号であるかを識別するのが容易だからであり、アドレス１とアドレス３の超音波ユニット８０３間の残留振動の影響を考慮したものではない。

【0036】

なお、上述のようにプローブ制御器３は超音波プローブ８０２に内蔵されていてもよい。

【0037】

ステップＣの後に、更にステップＦでは、検出モジュール３４を用いて、超音波ユニット８０３から出力された電気信号を受信し、連続したアドレスの超音波ユニット８０３に対してステップＣにて送信された起動信号を順を追って出力した否か検出し、連続したアドレスの超音波ユニット８０３に対して起動信号を出力したことが検出された場合、起動信号の送信を停止させる。なお、検出モジュール３４は図示しないが、例えば、超音波ユニット８０３から入力された電気信号をオペアンプを介して電圧を増幅し、バッファを介してピークの電圧をホールドし、Ａ／Ｄコンバータを利用して、反射信号の強度に応じたデジタル信号に変換することによって検出を行う。なお、検出モジュール３４自体を画像処理器４側に設けても差し支えなく、要するに、アナログの電気信号である反射信号を受信して、上述したデジタル信号に変換して画像を生成できれば、検出モジュール３４自体は何処に設けても良い。

【0038】

奇数のアドレスに対応するパラメータをそれぞれ含む奇数起動リストに従って複数の超音波ユニット８０３の反射信号の受信が終了すると、これらに隣り合うアドレスに対応するパラメータをそれぞれ含む偶数起動リストに従って、偶数のアドレスの超音波ユニット８０３についても奇数の場合と同様の方法で動作させ、検出モジュール３４で反射信号の大きさを検出するが、ステップＦに示すようにアドレス１、２、３・・という具合に起動信号が出力されていた場合には、その旨を検出して上述したように動作を停止しても良い。

【0039】

ステップＤでは、画像処理器４における画像生成モジュール４１を用いて、図示しない信号線を介して検出モジュール３４から入力されたデジタル信号の大きさに基づいて、奇数起動リストに基づいたパラメータを含む超音波ユニット８０３の画像及び偶数起動リストに基づいたパラメータを含む超音波ユニット８０３の画像をそれぞれ生成する。

【0040】

ステップＥでは、画像処理器４における画像合成モジュール４２を用いて、奇数起動リストと偶数起動リストとによるそれぞれの画像に基づいて一つの超音波画像を合成して取得する。

【0041】

なお、この実施例では、奇数起動リストと偶数起動リストとによって、各超音波ユニット８０３をそれぞれ１回のみ動作させて一つの超音波画像が得られたが、これは、１回の測定では超音波プローブ８０２で受信する反射信号に外部の影響による変動が生じることが考えられる。例えば、検査対象の人間が無意識に動いたり、検査対象の人間の近くでなんらかの衝撃が生じたりした場合である。

【0042】

このような不測の事態を予め見越して、１回限り測定するのではなく、例えば１００回、１０００回と測定を繰り返して、これらの測定結果を図示しない加算器で加算した後、この加算値を平均化して、平均化された超音波画像を画像合成モジュール４２で生成して図１のタッチスクリーン８０４に表示させても良い。

【0043】

以上のように、本発明に係る制御システム及び制御方法によれば、起動リストにおける隣接するパラメータに対応するアドレスが連続しないように選択されたパラメータによる起動信号で複数の超音波ユニットを動作させるので、隣接する超音波ユニットによる残留振動の影響を少なくすることができ、超音波ユニット相互間の相互干渉の影響を軽減することができる効果を有する。

【0044】

なお、通常は、生成モジュール３１で設定したソートされたアドレスの順番（例えば第１のセレクトモジュール３２１を選択した場合には１、３、５、７．．．６３、２、４、６、８．．．６４）で超音波ユニット８０３が動作する分には、検査上大きな問題は生じないが、起動リストどおりに何らかの原因で動作しない場合（例えばソフトウェア上のトラブルでアドレス１、２、３、４、５・・・６３、６４に対応するパラメータの順序で動作した場合）には、検出モジュール３４で実際に検出した反射信号と図示しない記憶部に記憶された理論上の反射信号の大きさを比較し、比較の結果理論上の反射信号と大きな差があり、残留振動の影響を受けていると思われる場合には、検出モジュール３４は検査を一時中断し、機器本体８０１のランプ（図示せず）に表示し、又はスピーカー（図示せず）でその旨を知らせる音を発生させることもできる。

【0045】

また、検出モジュール３４は起動制御モジュール３３が生成する起動信号を受信して、超音波プローブ８０２に出力される起動信号を常に監視しても良く、２つの相隣り合うアドレスの超音波ユニットが順序に基づいて起動信号を受信したか否か検出し、相隣り合うアドレスの超音波ユニットの起動信号を受信したとき（例えば、アドレス１に続いてアドレス２を動作させる起動信号を受信した場合）、動作を停止することもできる。

【0046】

なお、本実施例では第１のセレクトモジュール３２１を利用した場合を例にとり動作を説明したが、第２のセレクトモジュール３２２を選択した場合にも基本的には同様の動作となる。例えば、第２のセレクトモジュール３２２を選択し、Ｎ＝２を設定したときは１、４、７、１０．．．６４、２、５、８、１１．．．６２、３、６、９、１２．．．６３の順序で動作させる点を除き同様である。

【0047】

すなわち、起動制御モジュール３３はアドレス１、４、７、１０．．．６４に対応する起動リストの全てを同時に起動しても良いが、相互干渉の影響を低下させるため、アドレス１及びアドレス４が割り当てられた超音波ユニット８０３を起動する際に所定の時間差（例えば１μｓｅｃ）を空けても良い。

【0048】

要するに、１、４、７、１０．．．６４のアドレスが割り当てられた超音波ユニット８０３と、これらの超音波ユニット８０３に隣り合う２、５、８、１１．．．６２、及び３、６、９、１２．．．６３のアドレスが割り当てられた超音波ユニット８０３との間に上述した残留振動の影響をほとんど受けない程度の時間差を開ければ差し支えない。

【0049】

また、合成された超音波画像は、図１のタッチスクリーン８０４に表示されるが、図示しない記憶装置に超音波画像のデータを記録して、他のモニターでこのデータを用いて表示させても差し支えない。

【0050】

図４Ａは従来の超音波プローブを制御するためのシステムの反射信号の波形であり、縦軸がΔＶ（即ち基準となる電圧との比較でどれだけ電圧が振れたか）を示す。図４Ｂは本実施例の超音波プローブを制御するためのシステムの反射信号の波形である。

【0051】

また、図４Ａ、図４Ｂの縦軸の１メモリは５Ｖなので、Ｐ-Ｐ（ピークトゥーピーク）は上下に２本の一点鎖線で描かれた範囲の電圧の変動と等しくなり、図４Ａでは２８．１Ｖである。なお、発振周波数は１ＭＨｚであるものとする。図４Ａでは、ピークを示す周波数に隣接する（図４Ａでは右隣）超音波ユニット８０３からの残留振動の影響で、僅かながら波形に段差ができており、本来の超音波画像が得られていない。

【0052】

これに対し、図４Ｂでは、図４Ａのように段差が表れていない。また、Ｐ-Ｐは上下に２本の一点鎖線の範囲で描かれる波形のように３２．８Ｖとなる。なお、本実施例の波形についても発振周波数は１ＭＨｚである。このように、本実施例は隣接する超音波ユニット８０３からの残留振動の影響をほとんど受けないように、少なくとも１つ以上間隔を空けて超音波ユニット８０３を利用するので、図４Ｂに示すように、残留振動の影響が少ない超音波画像を得ることができる。

【0053】

なお、本発明は少なくとも１つ以上間隔を空けて超音波ユニット８０３を利用することが重要であり、図４Ｂと異なり、他の実施例としては縦軸を反射信号のパワー、横軸を時間とするような超音波プローブを制御するためのシステムでも本発明を適用し得る。

【0054】

このように、少なくとも１つ以上間隔を空けて超音波ユニット８０３を利用するので、超音波ユニット８０３が超音波を出力する際は残留振動の影響が少なく、出力する超音波の信号の質そのものが改善され、更に、超音波信号の反射信号を受信する際も、隣接する超音波ユニット８０３は動作していないので、隣接する超音波ユニット８０３による残留振動の影響が少ない状況で反射信号を受信でき、超音波画像に隣接する超音波ユニット８０３の残留信号による波形の乱れが表れにくい。

【0055】

なお、利用する超音波ユニット８０３の残留振動が大きい場合には、第１のセレクトモジュール３２１を用いて１つの間隔を空けて検査する場合でも、２つ隣の超音波ユニット８０３の影響を受ける場合がある。

【0056】

例えば、アドレス１が割り当てられた超音波ユニット８０３に対して、アドレス３が割り当てられた超音波ユニットが残留振動の影響を与えてしまう程に、超音波ユニット８０３に加える電気信号が大きい場合である。そのような場合には、図１のタッチスクリーン８０４で超音波ユニット８０３が出力する電気信号のレベルを小さくすることにより解決できる。

【0057】

また、検査対象の特性上、大きな電気信号で複数の超音波ユニット８０３を駆動する必要がある場合には、第１のセレクトモジュール３２１を利用したのでは、超音波ユニット８０３の間隔が足りないので、図１のタッチスクリーン８０４を操作して、図２の第２のセレクトモジュール３２２に切り替えて、残留振動の影響を超音波画像で観察できなくなるまでＮの数値を増やせば、残留振動の影響が少ない超音波波形を得ることができる。

【0058】

以上のように述べたものは、本発明の好ましい実施例に過ぎず、これを以って本発明の範囲を実施例に記載した範囲に限定するものではなく、およそ本発明の特許請求の範囲及び明細書に基づいてなされる簡単な作用効果が等しい構成要素の変更や追加についても、本発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。

【符号の説明】

【0059】

３ プローブ制御器
４ 画像処理器
３１ 生成モジュール
３２ 設定モジュール
３３ 起動制御モジュール
３４ 検出モジュール
４１ 画像生成モジュール
４２ 画像合成モジュール
３２１ 第１のセレクトモジュール
３２２ 第２のセレクトモジュール
８０１ 機器本体
８０２ 超音波プローブ
８０３ 超音波ユニット
８０４ タッチスクリーン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】