特開 2024-112599 超音波診断装置及び拡張コネクタ

(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】P2024112599

(43)【公開日】2024-08-21

(54)【発明の名称】超音波診断装置及び拡張コネクタ

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/00 20060101AFI20240814BHJP

【ＦＩ】

A61B8/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023017743

(22)【出願日】2023-02-08

(71)【出願人】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100196047

【弁理士】

【氏名又は名称】柳本 陽征

(74)【代理人】

【識別番号】100202429

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 信人

(74)【代理人】

【識別番号】100120385

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 健之

(72)【発明者】

【氏名】崔 載鎬

(72)【発明者】

【氏名】大淵 さつき

【テーマコード（参考）】

4C601

【Ｆターム（参考）】

4C601EE11

4C601EE21

4C601GD18

4C601LL17

(57)【要約】

【課題】装置本体に超音波プローブを接続する拡張コネクタに発生した異常に迅速に対処すること。
【解決手段】実施形態に係る超音波診断装置は、装置本体と、拡張コネクタとを備える。装置本体は、コネクタポートを有する。拡張コネクタは、コネクタポートに接続され、装置本体に超音波プローブを接続する。拡張コネクタは、異常検知部と、異常通知部とを備える。異常検知部は、拡張コネクタに生じた異常を検知する。異常通知部は、装置本体に向けて異常検知部によって検知された異常を通知する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コネクタポートを有する装置本体と、
前記コネクタポートに接続される拡張コネクタであって、前記装置本体に超音波プローブを接続する拡張コネクタと、を備え、
前記拡張コネクタは、
前記拡張コネクタに生じた異常を検知する異常検知部と、
前記装置本体に向けて前記異常検知部によって検知された前記異常を通知する異常通知部と、を備える、
超音波診断装置。

【請求項2】

前記拡張コネクタは、前記超音波プローブに設けられた第２のコネクタが接続される複数の第２のコネクタポートを有する拡張コネクタである、請求項１に記載の超音波診断装置。

【請求項3】

前記異常の通知は、前記異常の種類を識別する情報の通知を含む、請求項１に記載の超音波診断装置。

【請求項4】

前記拡張コネクタは、
前記異常の通知に用いるクロック信号を生成するクロック生成部と、
前記クロック生成部による前記クロック信号の生成を制御するクロック生成制御部と、
を更に備える、請求項１に記載の超音波診断装置。

【請求項5】

前記拡張コネクタは、前記拡張コネクタと前記装置本体との間で通信を行うためのバスを更に備え、
前記異常通知部は、前記バスを通じて前記異常の通知を行う、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の超音波診断装置。

【請求項6】

前記拡張コネクタは、前記装置本体に信号を送信するための信号線を更に備え、
前記異常通知部は、前記信号線を通じて前記装置本体に、超音波の送信停止を要求する送信停止要求信号又は警告の出力を要求する警告出力要求信号を送信することで、前記異常を通知する、請求項１又は２に記載の超音波診断装置。

【請求項7】

前記装置本体は、前記送信停止要求信号又は前記警告出力要求信号が送信された場合に前記拡張コネクタから前記異常の種類を識別する情報を読み込む情報読み込み部を備える、請求項６に記載の超音波診断装置。

【請求項8】

前記異常通知部は、クロック信号を用いずに前記送信停止要求信号又は前記警告出力要求信号を送信する、請求項６に記載の超音波診断装置。

【請求項9】

前記異常検知部は、前記拡張コネクタに生じた異常として前記複数の第２のコネクタポートに生じた異常を検知可能であり、
前記拡張コネクタは、前記異常が検知された前記第２のコネクタポートへの電源供給を停止する処理を行う電源停止処理部を更に備える、請求項２に記載の超音波診断装置。

【請求項10】

前記拡張コネクタは、前記拡張コネクタと前記装置本体との間で通信を行うためのバスを更に備え、
前記クロック生成制御部は、前記装置本体が前記バスを通じて前記コネクタにアクセスするときに、前記クロック信号の要否を判断して必要と判断された場合に前記クロック生成部に前記クロック信号を生成させ、前記クロック信号を用いた前記アクセスが終了したときに前記クロック生成部に前記クロック信号の生成を停止させる、請求項４に記載の超音波診断装置。

【請求項11】

前記装置本体は、
前記バスを通じた前記拡張コネクタとの通信に用いる第２のクロック信号を生成する第２のクロック生成部と、
前記第２のクロック生成部による前記第２のクロック信号の生成を制御する第２のクロック生成制御部と、
を備え、
前記第２のクロック生成制御部は、前記装置本体がマスターとして動作するときは、前記第２のクロック生成部に前記第２のクロック信号を生成させ、前記装置本体がスレーブとして動作するときは、前記第２のクロック生成部に前記第２のクロック信号の生成を停止させる、請求項１０に記載の超音波診断装置。

【請求項12】

前記異常は、前記装置本体により選択されたコネクタポートに供給された電圧が上限値を上回ること、前記選択されたコネクタポートに供給された電流が上限値を上回ること、前記選択されたコネクタポートにおいて前記超音波プローブが変わったこと、前記超音波プローブが接続されていないコネクタポートが前記装置本体により選択されたこと、及び前記超音波プローブが接続されていないコネクタポートにリレーが接続されたことの少なくとも１つを含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の超音波診断装置。

【請求項13】

前記拡張コネクタは、前記異常が検知される前及び前記異常が解消された後は、スレーブとして動作し、前記異常が検知されてから前記異常が解消されるまでは、マスターとして動作し、
前記装置本体は、前記異常が検知される前及び前記異常が解消された後は、マスターとして動作し、前記異常が検知されてから前記異常が解消されるまでは、スレーブとして動作する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の超音波診断装置。

【請求項14】

装置本体のコネクタポートに接続されて前記装置本体に超音波プローブを接続する拡張コネクタであって、
前記拡張コネクタに生じた異常を検知する異常検知部と、
前記装置本体に向けて前記異常検知部によって検知された前記異常を通知する異常通知部と、を備える、
拡張コネクタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書及び図面に開示の実施形態は、超音波診断装置及び拡張コネクタに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ハンドキャリー型超音波診断装置等の超音波診断装置においては、超音波プローブが接続されるプローブポートの個数を増やすために、プローブポートの拡張基板を使用することがあった。また、超音波診断装置においては、装置本体のプローブポートと異なる形状のプローブポートに対応する超音波プローブを装置本体に接続して使用するために、プローブポートの変換基板を使用することがあった。

【0003】

また、近年、超音波診断装置においては、装置本体のプローブポートの個数を減らすことで、小型化及びコストの削減が図られるようになった。一方、小型の超音波診断装置においても、ユーザによっては、プローブポートの個数を増やすことが求められることがある。そこで、小型の超音波診断装置においては、装置本体のプローブポートに拡張基板を接続することで、ユーザの要求に応えている。

【0004】

拡張基板及び変換基板は、超音波送信パルスとエコーデータとが通るノイズに敏感な部分である。このため、拡張基板及び変換基板は、超音波送受信中には、装置本体とのコミュニケーション用のバスを停止したり、拡張基板内及び変換基板内のクロック信号を止めたりして、常にスレーブモードで動作する。拡張基板及び変換基板にフォールトが発生したとき、装置本体は、フォールトの状態を直接知ることができない。このため、装置本体は、コミュニケーション用のバスを通じたポーリング（すなわち、監視）によって、拡張基板上及び変換基板上のフォールト情報を収集する必要があった。

【0005】

しかしながら、従来は、フォールトの発生から、装置本体がフォールトを認識して超音波の送信停止等の緊急処理を行うまでに時間がかかっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１０－４６１２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、装置本体に超音波プローブを接続する拡張コネクタに発生した異常に迅速に対処することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態に係る超音波診断装置は、装置本体と、拡張コネクタとを備える。装置本体は、コネクタポートを有する。コネクタは、コネクタポートに接続され、装置本体に超音波プローブを接続する。拡張コネクタは、異常検知部と、異常通知部とを備える。異常検知部は、拡張コネクタに生じた異常を検知する。異常通知部は、装置本体に向けて異常検知部によって検知された異常を通知する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図。

【図2】図２は、第１の実施形態に係る超音波診断装置における拡張基板の構成の一例を示すブロック図。

【図3】図３は、第１の実施形態に係る超音波診断装置における拡張基板の動作例を示すフローチャート。

【図4】図４は、第１の実施形態に係る超音波診断装置における装置本体の動作例を示すフローチャート。

【図5】図５は、第２の実施形態に係る超音波診断装置における拡張基板の構成の一例を示すブロック図。

【図6】図６は、第２の実施形態に係る超音波診断装置における拡張基板の動作例を示すフローチャート。

【図7】図７は、第３の実施形態に係る超音波診断装置における拡張基板の構成の一例を示すブロック図。

【図8】図８は、第３の実施形態に係る超音波診断装置における拡張基板の動作例を示すフローチャート。

【図9】図９は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の動作例を説明するために用いる異常の種類と通知方法との対応表。

【図10】図１０は、第３の実施形態に係る超音波診断装置における装置本体の動作例を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら、超音波診断装置及び拡張コネクタの実施形態について説明する。なお、以下の説明において、実質的に同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行うこととする。

【0011】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、拡張基板３と、入力インタフェース４と、出力インタフェース５と、装置本体６とを備える。拡張基板３は、拡張コネクタの一例である。拡張基板３は、プローブアダプタと呼ぶこともある。拡張基板３、入力インタフェース４、及び出力インタフェース５は、装置本体６と通信可能に接続される。図１に示される例において、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、拡張基板３を介して装置本体６と接続される。超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、装置本体６に直接接続されてもよい。

【0012】

超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、被検体Ｐの超音波画像を取得するために、被検体Ｐに超音波を送信し、被検体Ｐから超音波の反射波（エコー）を受信する装置である。なお、図１に示される例において、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの個数は３個である。超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの個数は３個に限定されず、後述するプローブポートの個数に応じて種々変更することが可能である。

【0013】

超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、複数の振動子を有する。複数の振動子は、装置本体６から送信される駆動信号（電気信号）を超音波に変換し、変換された超音波を被検体Ｐに送信する。また、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、被検体Ｐによって反射された超音波（反射波）を受信して電気信号に変換する。すなわち、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、被検体を超音波でスキャンして、被検体から反射波を受信する。振動子には、駆動信号の入力及び反射波の電気信号の入力のための電極が設けられている。振動子は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）及びＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等で構成されていてもよい。振動子の表面には、例えば、音響整合層と、音響レンズとが配置されている。振動子の背面には、例えば、バッキング材が配置されている。音響整合層は、λ／４層とも呼ばれ、振動子と生体間のインピーダンス差を低減することで、超音波を効率良く送受信するための層である。音響レンズは、検査時に生体表面との摩擦を少なくし、また、超音波ビームを収束させてスライス分解能を向上させるための構造である。バッキング材は、後方への超音波を吸収し、前方への超音波のパルス幅を短くする構造である。図１に示される例において、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、拡張基板３と着脱自在に接続される。超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、装置本体６と着脱自在に接続されてもよい。

【0014】

超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃから被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃが有する複数の振動子で受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。

【0015】

超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、例えば、リニア型、セクタ型、コンベックス型、及びラジアル型のいずれのビームスキャン方式の超音波プローブであってもよい。また、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、被検体Ｐを２次元で走査する１Ｄアレイプローブであっても、被検体Ｐを３次元で走査する３次元プローブすなわちメカニカル４Ｄプローブ又は２Ｄアレイプローブであっても適用可能である。

【0016】

拡張基板３は、装置本体６に超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃを接続する。拡張基板３は、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃに設けられたコネクタ２０ａ，２０ｂ，２０ｃが接続される複数のコネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃを有する。また、拡張基板３は、装置本体６に設けられた複数のコネクタポート６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃに接続可能なコネクタ３ｄを有する。拡張基板３は、装置本体６のいずれかのコネクタポート６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃに接続されることで、装置本体６に超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃを接続する。コネクタ２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、第２のコネクタの一例である。

【0017】

図２は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１における拡張基板３の構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、拡張基板３は、コネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃ及びコネクタ３ｄに加えて、更に、切替回路３１と、記憶回路３２と、発振回路３３と、処理回路３４とを備える。発振回路３３は、クロック生成部の一例である。切替回路３１と、記憶回路３２と、発振回路３３と、処理回路３４とは、バス７を介して接続されている。

【0018】

バス７は、例えば、複数の信号線（図示せず）で構成されている。バス７を構成する複数の信号線のうち、一部の信号線は、拡張基板３と装置本体６との間で通信を行うために用いられる。拡張基板３と装置本体６との間での通信は、双方向通信であってもよい。バス７を構成する複数の信号線のうち、他の一部の信号線は、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの駆動信号および反射波信号の伝送に用いられてもよい。

【0019】

バス７は、例えば、ＳＰＩ、Ｉ２Ｃ、ＲＳ２３２、ＲＳ４２２／ＲＳ４８５等のシリアル通信方式のバスである。これに限定されず、例えば、バス７は、イーサネット又はパラレル通信方式のバスであってもよい。

【0020】

切替回路３１は、スキャン（すなわち、超音波の送受信）に使用される超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃを切り替える。切替回路３１は、コネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃとコネクタ３ｄとの接続を切り替えることで、スキャンに使用される超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃを切り替える。切替回路３１は、例えば、リレーである。

【0021】

記憶回路３２は、種々の情報を記憶する非一過性の記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、光ディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）、及び集積回路記憶装置等である。記憶回路３２は、例えば、拡張基板３を制御する制御プログラムと、この制御プログラムの実行に用いられる各種のデータとを記憶する。記憶回路３２は、ＨＤＤ及びＳＳＤ等以外にも、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）及びフラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体、或いはＲＡＭ（Random Access Memory）等の半導体メモリ素子等との間で種々の情報を読み書きする駆動装置であってもよいし、FPGAやPLDの内部メモリでもよい。基本的に拡張基板３の記憶回路３２はクロックを止めても良い軽いものが良い。

【0022】

発振回路３３は、バス７を介した拡張基板３と装置本体６との通信に用いるクロック信号を生成する。例えば、発振回路３３で生成されたクロック信号は、後述する拡張基板３に生じた異常を装置本体６に通知することに用いられる。

【0023】

処理回路３４は、拡張基板３の動作を制御する回路である。例えば、処理回路３４は、プローブ識別情報通知機能３４１と、切替制御機能３４２と、異常検知機能３４３と、異常通知機能３４４と、クロック生成制御機能３４５とを備える。異常検知機能３４３は、異常検知部の一例である。異常通知機能３４４は、異常通知部の一例である。クロック生成制御機能３４５は、クロック生成制御部の一例である。

【0024】

ここで、例えば、図２に示す処理回路３４の構成要素であるプローブ識別情報通知機能３４１、切替制御機能３４２、異常検知機能３４３、異常通知機能３４４、及びクロック生成制御機能３４５が実行する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路３２に記録されている。処理回路３４は、例えば、プロセッサ、もしくはFPGAやPLDである。処理回路３４は、記憶回路３２から各プログラムを読み出し、実行することで読み出した各プログラムに対応する機能を実現する。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路３４は、図２の処理回路３４内に示された各機能を有することとなる。基本的に拡張基板３の処理回路はプロセッサよりもクロックが無くても動作するFPGAやPLDが好まれる。

【0025】

なお、図２においては、プローブ識別情報通知機能３４１、切替制御機能３４２、異常検知機能３４３、異常通知機能３４４、及びクロック生成制御機能３４５の各処理機能が単一の処理回路３４によって実現される場合を示したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、処理回路３４は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路３４が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。

【0026】

プローブ識別情報通知機能３４１は、切替回路３１によって装置本体６に接続された超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの識別情報（すなわち、プローブＩＤ）を、装置本体６に通知する。超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの識別情報は、例えば、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの製品番号、振動アレイの形状の種類、及びビームスキャン方式の種類等であってもよいが、これらに限定されるものではない。例えば、プローブ識別情報通知機能３４１は、装置本体６がマスターとして動作し、拡張基板３がスレーブとして動作するときに、装置本体６からの指示にしたがって、装置本体６に接続された超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの識別情報を装置本体６に通知する。

【0027】

切替制御機能３４２は、切替回路３１による超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの切り替えを制御する。例えば、切替制御機能３４２は、装置本体６がマスターとして動作し、拡張基板３がスレーブとして動作するときに、装置本体６からの指示にしたがって、装置本体６により選択されたコネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃに対応する１つの超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃを送受信回路６３に接続するように切替回路３１を制御する。

【0028】

異常検知機能３４３は、拡張基板３に生じた異常（すなわち、フォールト）を検知する。例えば、拡張基板３で生じる異常は、装置本体６により選択されたコネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃに供給された高電圧が基準電圧（上限値）を上回る異常（以下、Probe High Voltage Errorと呼ぶ）を含んでもよい。高電圧は、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの音響パワーを上げるために超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃに供給される電圧である。また、拡張基板３で生じる異常は、装置本体６により選択されたコネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃに供給された５Ｖバッテリによる印加電流が上限値を上回る異常（以下、P5V Over-Currentと呼ぶ）を含んでもよい。また、拡張基板３で生じる異常は、装置本体６により選択されたコネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃにおいて超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃが変わった異常（以下、Probe Changeと呼ぶ）を含んでもよい。また、拡張基板３で生じる異常は、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃが接続されていないコネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃが装置本体６により選択された異常（以下、Probe No Existと呼ぶ）を含んでもよい。また、拡張基板３に生じる異常は、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃが接続されていないコネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃにリレー（切替回路３１）が接続された異常（以下、Relay Faultと呼ぶ）を含んでもよい。

【0029】

異常検知機能３４３は、例えば、装置本体６からの指示によらず、自主的に拡張基板３の動作状態を監視することで、拡張基板３に生じた異常を検知する。

【0030】

例えば、拡張基板３は、異常検知機能３４３によって拡張基板３の異常が検知されるまでは、スレーブとして動作し、拡張基板３の異常が検知されると、マスターとして動作する。

【0031】

異常通知機能３４４は、装置本体６に向けて異常検知機能３４３によって検知された異常を通知する。第１の実施形態において、異常通知機能３４４は、バス７を通じて装置本体６に異常を通知する。異常の通知は、異常の種類を識別する情報の通知を含む。異常の種類を識別する情報は、例えば、異常検知機能３４３によって生成されて記憶回路３２に記憶される。異常通知機能３４４は、記憶回路３２から異常の種類を識別する情報を読み出して装置本体６に通知する。異常通知機能３４４は、装置本体６からの指示によらず、自主的に装置本体６に異常を通知することで、拡張基板３のマスターとしての動作の１つを実行する。

【0032】

クロック生成制御機能３４５は、発振回路３３によるクロック信号の生成を制御する。例えば、クロック生成制御機能３４５は、異常検知機能３４３によって拡張基板３の異常が検知された場合に、異常通知機能３４４による異常の通知に用いるクロック信号を発振回路３３に生成させる。異常通知機能３４４は、発振回路３３によって生成されたクロック信号を用いて、バス７を通じて異常の通知を行う。第１の実施形態において、異常通知機能３４４による異常の通知は、異常の種類を識別する情報の通知を含む。クロック生成制御機能３４５は、異常通知機能３４４による異常の通知のために、装置本体６からの指示によらず、自主的に発振回路３３にクロック信号を生成させる。これにより、クロック生成制御機能３４５は、拡張基板３のマスターとしての動作の１つを実行する。クロック生成制御機能３４５は、拡張基板３がマスターとしての動作を終了するときに、発振回路３３にクロック信号の生成を停止させる。なお、クロック生成制御機能３４５は、拡張基板３がスレーブとして動作するときにも、装置本体６からの指示にしたがって発振回路３３にクロック信号を生成させてもよい。

【0033】

図１に戻って、入力インタフェース４は、操作者から各種の指示及び情報の入力操作を受け付ける。具体的には、入力インタフェース４は、操作者から受け付けた入力操作を電気信号へ変換して装置本体６に出力する。例えば、入力インタフェース４は、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。なお、入力インタフェース４は、マウス、キーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース４の例に含まれる。

【0034】

出力インタフェース５は、各種の情報を出力する。例えば、出力インタフェース５は、ディスプレイを備える。ディスプレイは、装置本体６から送られる情報及び画像のデータを表示用の電気信号に変換して出力する。ディスプレイは、液晶モニタ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）モニタ、及び、タッチパネル等によって実現される。出力インタフェース５は、スピーカを備えていてもよい。スピーカは、装置本体６の処理状況を操作者に通知するために、ビープ音等の所定の音声を出力する。

【0035】

装置本体６は、コネクタポート６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃと、切替回路６２と、送受信回路６３と、記憶回路６４と、発振回路６５と、処理回路６６とを有する。発振回路６５は、第２のクロック生成部の一例である。

【0036】

コネクタポート６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃには、コネクタ３ｄを介して拡張基板３が接続可能である。また、コネクタポート６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃには、超音波プローブを直接接続することも可能である。コネクタポート６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃに拡張基板３又は超音波プローブが接続されると、コネクタポート６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃから処理回路６６に、コネクタポート６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ又は超音波プローブが接続状態であることが通知される。１つのコネクタポート６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃに複数の超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃが接続された拡張基板３を接続することで、装置本体６のコネクタポート６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃの個数を増やすことなく超音波プローブの接続数を増やすことができる。

【0037】

切替回路６２は、装置本体６に直接又は拡張基板３を介して接続された超音波プローブのうち、スキャンに使用される超音波プローブを切り替える。切替回路６２は、コネクタポート６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃと送受信回路６３との接続を切り替えることで、スキャンに使用される超音波プローブを切り替える。切替回路６２は、例えば、リレーである。

【0038】

送受信回路６３は、処理回路６６による制御の下で、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃに駆動信号を供給する回路である。また、送受信回路６３は、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃが受信した反射波信号に対して各種処理を行って反射波データを生成する回路でもある。

【0039】

送受信回路６３は、処理回路６６から取得されたパルス繰り返し周波数（PRF）、送信位置情報、送信開口、及び送信遅延等の送信条件に従って、所望の超音波パルスが送信されるように超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃを駆動する。例えば、送受信回路６３は、パルス発生器、送信遅延部、及びパルサ等を有する。パルス発生器は、処理回路６６から与えられたパルス繰り返し周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、送信遅延部は、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃから発生される超音波をビーム状に集束し、かつ送信指向性を決定するために必要な振動子ごとの遅延時間を、パルス発生器が発生する各レートパルスに対して与える。パルサは、遅延時間が与えられたレートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃに駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、送信遅延部は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、振動子面から送信される超音波の送信方向を任意に調整する。

【0040】

また、送受信回路６３は、処理回路６６から取得された受信開口情報及び受信遅延等の受信条件に従って、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃが受信した反射波信号（超音波受信信号）から反射波データ（ビームデータ）を生成する。例えば、送受信回路６３は、プリアンプ、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換器、受信遅延部、及び、加算器等を有する。プリアンプは、反射波信号をチャネル毎に増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅された反射波信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延部は、受信指向性を決定するために必要な遅延時間を与える。加算器は、受信遅延部によって処理された反射波信号の加算処理を行って反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調され、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。送受信回路６３からの出力信号の形態は、ＲＦ（Radio Frequency）信号と呼ばれる位相情報が含まれる信号である場合、及び、包絡線検波処理後の振幅情報である場合等、種々の形態が選択可能である。

【0041】

図１に示される例において、送受信回路６３は装置本体６に配置されている。装置本体６に配置されていることに限定されず、送受信回路６３は、その少なくとも一部が超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃに配置されてもよい。

【0042】

記憶回路６４は、種々の情報を記憶する非一過性の記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、光ディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）、及び集積回路記憶装置等である。記憶回路６４は、例えば、超音波診断装置１を制御する制御プログラムと、この制御プログラムの実行に用いられる各種のデータとを記憶する。記憶回路６４は、ＨＤＤ及びＳＳＤ等以外にも、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）及びフラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体、或いはＲＡＭ（Random Access Memory）等の半導体メモリ素子等との間で種々の情報を読み書きする駆動装置であってもよい。

【0043】

発振回路６５は、バス７を介した装置本体６と拡張基板３との通信に用いるクロック信号を生成する。発振回路６５で生成されたクロック信号は、例えば、装置本体６がマスターとして動作するときに、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの識別情報の認識及び切替回路３１による超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの切り替え等に用いられる。

【0044】

処理回路６６は、入力操作によって入力インタフェース４から入力される電気信号に応じて、超音波診断装置１全体の動作を制御する回路である。例えば、処理回路６６は、送受信制御機能６６１と、信号処理機能６６２と、超音波画像生成機能６６３と、プローブ識別機能６６４と、プローブ識別情報表示機能６６５と、プローブ切替指示機能６６６と、異常対応処理機能６６７と、クロック生成制御機能６６８とを備える。

【0045】

ここで、例えば、図１に示す処理回路６６の構成要素である送受信制御機能６６１、信号処理機能６６２、超音波画像生成機能６６３、プローブ識別機能６６４、プローブ識別情報表示機能６６５、プローブ切替指示機能６６６、異常対応処理機能６６７、及びクロック生成制御機能６６８が実行する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路６４に記録されている。処理回路６６は、例えば、プロセッサである。処理回路６６を構成するプロセッサは、記憶回路６４から各プログラムを読み出し、実行することで読み出した各プログラムに対応する機能を実現する。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路６６は、図１の処理回路６６内に示された各機能を有することとなる。

【0046】

なお、図１においては、送受信制御機能６６１、信号処理機能６６２、超音波画像生成機能６６３、プローブ識別機能６６４、プローブ識別情報表示機能６６５、プローブ切替指示機能６６６、異常対応処理機能６６７、及びクロック生成制御機能６６８の各処理機能が単一の処理回路６６によって実現される場合を示したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、処理回路６６は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路６６が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。

【0047】

送受信制御機能６６１は、送受信回路６３による超音波の送受信を制御する。送受信制御機能６６１は、入力操作によって入力インタフェース４から入力された画像モード、ビーム数、フレームレート、及び診断深さ等に応じてパルス繰り返し周波数を生成し、生成されたパルス繰り返し周波数を、記憶回路６４に記憶された送信位置情報、送信開口、及び送信遅延等と共に送信条件として送受信回路６３に提供する。また、送受信制御機能６６１は、記憶回路６４に記憶された受信開口情報及び受信遅延等の受信条件を送受信回路６３に提供する。

【0048】

信号処理機能６６２は、送受信回路６３が受信した反射波データに信号処理を行う。例えば、信号処理機能６６２は、記憶回路６４に記憶されたデジタルフィルタ処理条件にしたがって、反射波データにフィルタリング処理を行う。

【0049】

超音波画像生成機能６６３は、被検体Ｐからの超音波の反射波に基づいて、被検体Ｐの超音波画像を取得する。具体的には、超音波画像生成機能６６３は、送受信回路６３を介して超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃから反射波データを受信し、受信された反射波データ（すなわち、フィルタリング処理された反射波データ）に基づいて超音波画像を生成する。

【0050】

例えば、超音波画像生成機能６６３は、反射波データに対数増幅、包絡線検波処理等を行って、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。また、超音波画像生成機能６６３は、反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、速度、分散、パワー等の移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。また、超音波画像生成機能６６３は、２次元の反射波データ及び３次元の反射波データの両方について処理可能である。すなわち、超音波画像生成機能６６３は、２次元の反射波データから２次元のＢモードデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のＢモードデータを生成する。また、超音波画像生成機能６６３は、２次元の反射波データから２次元のドプラデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のドプラデータを生成する。

【0051】

そして、超音波画像生成機能６６３は、生成されたデータから超音波画像を生成する。例えば、超音波画像生成機能６６３は、２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度で表した２次元のＢモード画像を生成する。また、例えば、超音波画像生成機能６６３は、２次元のドプラデータから、血流情報が映像化された２次元のドプラ画像を生成する。２次元のドプラ画像は、血流の平均速度を表す速度画像データ、血流の分散値を表す分散画像データ、血流のパワーを表すパワー画像データ、又は、これらを組み合わせた画像データである。また、超音波画像生成機能６６３は、ドプラ画像として、血流の平均速度、分散値、パワー等の血流情報がカラーで表示されるカラードプラ画像を生成したり、１つの血流情報がグレースケールで表示されるドプラ画像を生成したりする。また、例えば、超音波画像生成機能６６３は、１走査線上のＢモードデータの時系列データから、Ｍモード画像を生成することも可能である。また、超音波画像生成機能６６３は、ドプラデータから、血流や組織の速
度情報を時系列に沿ってプロットしたドプラ波形を生成することも可能である。

【0052】

プローブ識別機能６６４は、装置本体６のコネクタポート６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ及び拡張基板３のコネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃに接続された超音波プローブの種類を識別する。図１及び図２に示される例において、プローブ識別機能６６４は、拡張基板３のプローブ識別情報通知機能３４１から通知された超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの識別情報を取得し、取得された識別情報に基づいて超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの種類を識別する。なお、プローブ識別機能６６４は、コネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃ，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃに接続される超音波プローブの種類が既知の場合は、コネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃ，６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃの接続状態に基づいて、装置本体６に接続された超音波プローブの種類を識別してもよい。

【0053】

プローブ識別情報表示機能６６５は、プローブ識別機能６６４によって識別された超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの識別情報を出力インタフェース５（すなわち、ディスプレイ）に表示させる。

【0054】

プローブ切替指示機能６６６は、入力操作によって入力インタフェース４から入力された電気信号にしたがって、装置本体６のコネクタポート６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ及び拡張基板３のコネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃに接続された超音波プローブのうち、スキャンに使用される超音波プローブの切り替えを指示する。具体的には、プローブ切替指示機能６６６は、超音波プローブの切り替えを指示する指示信号を装置本体６の切替回路６２及び拡張基板３の処理回路３４に出力する。切替回路６２は、プローブ切替指示機能６６６からの指示信号にしたがって、送受信回路６３に接続される超音波プローブを切り替える。拡張基板３の処理回路３４の切替制御機能３４２は、プローブ切替指示機能６６６からの指示信号にしたがって、送受信回路６３に接続される超音波プローブを切替回路３１に切り替えさせる。

【0055】

異常対応処理機能６６７は、異常通知機能３４４から拡張基板３の異常が通知された場合に、異常の種類に応じて、異常に対処するための異常対応処理を行う。例えば、異常対応処理機能６６７は、緊急性が高い種類の異常に対しては、異常対応処理として、拡張基板３への超音波送信の停止及び拡張基板３への電源供給の停止等を行う。一方、異常対応処理機能６６７は、緊急性が比較的低い種類の異常に対しては、異常対応処理として、警告の表示処理を行う。異常対応処理を行うことで、超音波診断装置１の故障及び誤動作等を防止することができる。

【0056】

クロック生成制御機能６６８は、発振回路６５によるクロック信号の生成を制御する。例えば、クロック生成制御機能６６８は、装置本体６がマスターとして動作するときに、発振回路６５にクロック信号を生成させる。クロック生成制御機能６６８は、装置本体６がスレーブとして動作するときに、発振回路６５にクロック信号の生成を停止させる。

【0057】

次に、以上のように構成された第１の実施形態に係る超音波診断装置１の動作例について説明する。図３は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１における拡張基板３の動作例を示すフローチャートである。なお、図３のフローチャートに示される一連の工程は、必要に応じて繰り返される。

【0058】

先ず、図３に示すように、拡張基板３の異常が検知されていない通常時において、拡張基板３は、スレーブとして動作する（ステップＳ１）。

【0059】

例えば、通常時において、拡張基板３のプローブ識別情報通知機能３４１は、装置本体６のプローブ識別機能６６４からの指示にしたがって、装置本体６に接続された超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの識別情報を通知する。超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの識別情報は、例えば、装置本体６の発振回路６５で生成されたクロック信号を用いた通信（すなわち、クロック同期式の通信）により、バス７を通じて装置本体６に通知される。装置本体６の発振回路６５で生成されたクロック信号を用いることに限定されず、例えば、拡張基板３のクロック生成制御機能３４５は、装置本体６による制御の下で、発振回路３３にクロック信号を生成させてもよい。すなわち、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの識別情報は、発振回路３３で生成されたクロック信号を用いた通信によって装置本体６に通知されてもよい。

【0060】

また、通常時において、例えば、拡張基板３の切替制御機能３４２は、装置本体６のプローブ切替指示機能６６６からの指示にしたがって、プローブ切替指示機能６６６により選択された超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃを送受信回路６３に接続するように切替回路３１を制御する。切替回路３１の制御は、例えば、装置本体６の発振回路６５で生成されたクロック信号を用いた通信によって行われる。切替回路３１の制御は、装置本体６による制御の下で、拡張基板３の発振回路３３で生成されたクロック信号を用いた通信によって行われてもよい。

【0061】

なお、拡張基板３のクロック生成制御機能３４５は、装置本体６からバス７を通じたアクセスがあるときに、アクセスの内容に基づいてクロック信号の生成の有無を自己判断し、必要と判断されたときに発振回路３３にクロック信号を生成させてもよい。そして、クロック生成制御機能３４５は、当該アクセスが終了したときに、発振回路３３にクロック信号の生成を停止させてもよい。例えば、アクセスの内容が超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの接続切り替えの指示であるときは、クロック生成制御機能３４５は、クロック信号の生成が必要と判断して発振回路３３にクロック信号を生成させてもよい。一方、アクセスの内容が拡張基板３のステータス情報の読み込みであるときは、クロック生成制御機能３４５は、クロック信号の生成が不要と判断してクロック信号を生成しなくてもよい。

【0062】

次いで、異常検知機能３４３は、拡張基板３に異常が生じたか否かを判定する（ステップＳ２）。例えば、装置本体６のプローブ切替指示機能６６６により選択されたコネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃに供給された高電圧が基準電圧を上回った場合には、異常検知機能３４３は、異常としてProbe High Voltage Errorが生じたと判定する。また、異常検知機能３４３は、装置本体６のプローブ切替指示機能６６６により選択されたコネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃに供給された５Ｖバッテリによる印加電流が上限値を上回った場合には、異常検知機能３４３は、異常としてP5V Over-Currentが生じたと判定する。また、異常検知機能３４３は、装置本体６のプローブ切替指示機能６６６により選択されたコネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃにおいて超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃが変わった場合には、異常検知機能３４３は、異常としてProbe Changeが生じたと判定する。また、異常検知機能３４３は、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃが接続されていないコネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃが装置本体６のプローブ切替指示機能６６６により選択された場合には、異常としてProbe No Existが生じたと判定する。また、異常検知機能３４３は、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃが接続されていないコネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃにリレー（切替回路３１）が接続された場合には、異常としてRelay Faultが生じたと判定する。異常検知機能３４３は、検知された異常の種類を識別する情報を生成し、生成された情報を記憶回路３２に記憶させる。

【0063】

異常が生じた場合（すなわち、異常が検知された場合）（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、拡張基板３は、スレーブからマスターへと切り替わる（ステップＳ３）。一方、異常が生じていない場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、拡張基板３は、スレーブとしての動作を継続する（ステップＳ１）。

【0064】

拡張基板３がマスターに切り替わった後、拡張基板３のクロック生成制御機能３４５は、拡張基板３の発振回路３３にクロック信号を生成させる（ステップＳ４）。このとき、クロック信号の生成は、装置本体６の指示によらず、拡張基板３で自主的に行われる。

【0065】

クロック信号が生成された後、拡張基板３の異常通知機能３４４は、クロック信号を用いた通信によって、装置本体６に、バス７を通じて異常の通知及び異常の種類を識別する情報の通知を行う（ステップＳ５）。例えば、異常通知機能３４４は、異常が生じたことと、生じた異常がProbe High Voltage Error、P5V Over-Current、Probe Change、Probe No Exist、及びRelay Faultのいずれであるかを示す情報とを、装置本体６に通知する。異常通知機能３４４による異常の通知に応じて、装置本体６による異常対応処理が行われる。

【0066】

次いで、異常検知機能３４３は、異常が解消されたか否かを判定する（ステップＳ６）。異常が解消された場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、異常通知機能３４４は、装置本体６に、バス７を通じて異常の解消を通知する（ステップＳ７）。一方、異常が解消されていない場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、異常通知機能３４４は、装置本体６への異常の通知を繰り返す（ステップＳ５）。この時、同じ異常通知を無限に装置本体６に通知すると、処理回路６６に負荷がかかり、ロックすることがあるから、異常通知機能３４４は、異種の異常が発生したら通知し、同種の異常は通知をしない。

【0067】

異常の解消が通知された後、拡張基板３のクロック生成制御機能３４５は、発振回路３３にクロック信号の生成を停止させる（ステップＳ８）。

【0068】

クロック信号の生成を停止させた後、拡張基板３は、スレーブに切り替わる（ステップＳ９）。

【0069】

図４は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１における装置本体６の動作例を示すフローチャートである。なお、図４のフローチャートに示される一連の工程は、必要に応じて繰り返される。

【0070】

一方、図４に示すように、装置本体６は、拡張基板３の異常が検知されていない通常時において、マスターとして動作する（ステップＳ２１）。

【0071】

例えば、通常時において、装置本体６のプローブ識別機能６６４は、拡張基板３に、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの識別情報を要求する指示を出力し、拡張基板３から応答された識別情報を取得する。このとき、装置本体６のクロック生成制御機能６６８は、発振回路６５にクロック信号を生成させる。プローブ識別機能６６４は、発振回路６５により生成されたクロック信号を用いた通信によって、拡張基板３から超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの識別情報を取得する。なお、上述したように、プローブ識別機能６６４は、装置本体６の制御の下で拡張基板３の発振回路３３で生成されたクロック信号を用いて超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの識別情報を取得してもよい。そして、プローブ識別機能６６４は、拡張基板３から取得された超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの識別情報に基づいて、拡張基板３に接続された超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの種類を識別する。装置本体６のプローブ識別情報表示機能６６５は、プローブ識別機能６６４によって取得された超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの識別情報を出力インタフェース５に表示させる。

【0072】

また、通常時において、装置本体６のプローブ切替指示機能６６６は、入力操作によって入力インタフェース４から入力された電気信号にしたがって、超音波プローブの切り替えを指示する指示信号を拡張基板３の処理回路３４に出力する。指示信号を出力することで、拡張基板３の切替制御機能３４２に、指示信号にしたがった超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃを送受信回路６３に接続するように切替回路３１を制御させる。このとき、装置本体６のクロック生成制御機能６６８は、発振回路６５にクロック信号を生成させる。プローブ切替指示機能６６６は、発振回路６５により生成されたクロック信号を用いた通信（すなわち、指示信号の送信）によって、超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの切り替えを行う。なお、上述したように、プローブ切替指示機能６６６は、装置本体６の制御の下で、拡張基板３の発振回路３３で生成されたクロック信号を用いた通信によって超音波プローブ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの切り替えを行ってもよい。

【0073】

次いで、装置本体６の処理回路６６はマスター動作が終了したかを判定する（ステップＳ２２）。マスター動作が終了した場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、装置本体６は、スレーブに切り替わる（ステップＳ２３）。一方、マスター動作が終了していなかった場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、装置本体６は、マスターとしての動作を継続する（ステップＳ２１）。

【0074】

装置本体６がスレーブに切り替わった後、装置本体６の異常対応処理機能６６７は、拡張基板３から異常通知を受け、異常の種類に応じた異常対応処理を行う（ステップＳ２４）。例えば、異常対応処理機能６６７は、拡張基板３の異常として、Probe High Voltage Error、Probe Change、Probe No Exist、又はRelay Faultが通知された場合には、異常対応処理として、例えば、拡張基板３への超音波送信の停止又は拡張基板３への電源供給の停止を行う。なお、異常対応処理の詳細な内容は、異常の種類毎に異なり得る。一方、異常対応処理機能６６７は、拡張基板３の異常として、P5V Over-Currentが通知された場合には、異常対応処理として、出力インタフェース５を介した警告の表示処理を行う。また、異常対応処理機能６６７は、拡張基板３の異常としてP5V Over-Currentが通知された場合には、異常対応処理として、異常が検知されたコネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃへの電流供給を無効（5V Enable Off）にしてもよい。

【0075】

異常対応処理を行った後、異常対応処理機能６６７は、拡張基板３から異常の解消が通知されたか否かを判定する（ステップＳ２５）。異常の解消が通知された場合（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、異常対応処理機能６６７は、異常対応処理を終了させる（ステップＳ２６）。一方、異常の解消が通知されていない場合（ステップＳ２５：Ｎｏ）、異常対応処理機能６６７は、異常対応処理を繰り返す（ステップＳ２４）。

【0076】

異常対応処理の終了後、装置本体６は、マスター動作があるかを判断する（ステップＳ２７）。マスター動作がある場合(ステップ２７：Yes)、装置本体６はマスターとしての動作する（ステップＳ２１）。マスター動作がない場合(ステップ２７：Ｎｏ)、装置本体６はスレーブのまま、異常通知を受け、異常対応処理を行う（ステップＳ２４）。

【0077】

以上説明したように、第１の実施形態では、異常検知機能３４３が、拡張基板３に生じた異常を検知する。また、異常通知機能３４４は、装置本体６に向けて異常検知機能３４３によって検知された異常を通知する。

【0078】

これにより、従来のように装置本体６によるポーリングによって拡張基板３の異常を検知する場合と比較して、拡張基板３が自らの異常を迅速に検知して装置本体６に通知することができる。拡張基板３の異常を迅速に通知できることで、装置本体６が、通知された異常に迅速に対処することができる。

【0079】

また、第１の実施形態では、異常通知機能３４４による異常の通知が、異常の種類を識別する情報の通知を含む。

【0080】

これにより、異常を通知された装置本体６が、異常の通知の後に異常の種類を識別する処理を行う必要がないため、異常の種類に応じた異常対応処理を迅速に行うことができる。また、異常の種類を通知するための専用の信号線を要しないため、部品点数を削減することができる。

【0081】

また、第１の実施形態では、拡張基板３の発振回路３３が、異常の通知に用いるクロック信号を生成する。また、クロック生成制御機能３４５は、発振回路３３によるクロック信号の生成を制御する。

【0082】

これにより、拡張基板３が独自のクロック信号を用いて異常の通知を迅速に行うことができる。

【0083】

また、第１の実施形態では、異常検知機能３４３は、拡張基板３と装置本体６との間で通信を行うためのバス７を通じて、異常の種類を識別する情報の通知を含む異常の通知を行う。

【0084】

これにより、異常の種類を識別する情報の通知を含む異常の通知を適切に行うことができる。

【0085】

また、第１の実施形態では、装置本体６のクロック生成制御機能６６８は、装置本体６がマスターとして動作するときに発振回路６５にクロック信号を生成させ、装置本体が６がスレーブとして動作するときは、発振回路６５にクロック信号の生成を停止させる。装置本体６は、マスター動作がある場合、マスターとして動作し、マスター動作が終了すると、スレーブとして動作する。また、異常が検知される前及び異常が解消された後は、拡張基板３がスレーブとして動作し、異常が検知された後、異常が解消されるまでは、拡張基板３がマスターとして動作する。

【0086】

これにより、マスターとして動作する拡張基板３が、拡張基板３に生じた異常を迅速に通知することができるので、異常への迅速な対処をより確実に行うことができる。

【0087】

（第２の実施形態）
次に、拡張基板３が自ら異常対応処理を行う第２の実施形態について、第１の実施形態との差異を中心に説明する。図５は、第２の実施形態に係る超音波診断装置１における拡張基板３の構成の一例を示すブロック図である。第２の実施形態における拡張基板３の処理回路３４は、第１の実施形態の構成に加えて、更に、電源停止処理機能３４６を有する。電源停止処理機能３４６は、電源停止処理部の一例である。

【0088】

電源停止処理機能３４６は、異常が検知されたコネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃへの電源供給の停止処理を行う。電源停止処理機能３４６は、装置本体６からの指示によらず、自主的に異常が検知されたコネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃへの電源供給の停止処理を行う。

【0089】

第２の実施形態に係る超音波診断装置１の動作例について、第１の実施形態との差異を中心に説明する。図６は、第２の実施形態に係る超音波診断装置１における拡張基板３の動作例を示すフローチャートである。具体的には、第２の実施形態において、電源停止処理機能３４６は、図６に示すように、異常検知機能３４３による異常の通知（ステップＳ５）が行われた後に、異常が検知されたコネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃへの電源供給の停止処理を行う（ステップＳ１０）。電源供給の停止処理は、例えば、電源と異常が検知されたコネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃとの間の電源ライン上に配置されたスイッチをオフする処理であってもよいが、これに限定されない。

【0090】

第２の実施形態では、拡張基板３の電源停止処理機能３４６が、異常対応処理として、異常が検知されたコネクタポート３ａ，３ｂ，３ｃへの電源供給の停止処理を行う。

【0091】

これにより、拡張基板３自らが異常対応処理を行うことができるので、より迅速に異常に対処することができる。

【0092】

（第３の実施形態）
次に、異常通知機能３４４による異常の通知が異常の種別を識別する情報の通知を含まない第３の実施形態について、第１の実施形態との差異を中心に説明する。図７は、第３の実施形態に係る超音波診断装置１における拡張基板３の構成の一例を示すブロック図である。第３の実施形態における拡張基板３の処理回路３４は、第１の実施形態の構成に加えて、更に、装置本体６に信号を送信するための信号線８と、送信停止要求信号生成機能３４７と、警告出力要求信号生成機能３４８とを有する。

【0093】

送信停止要求信号生成機能３４７は、異常検知機能３４３によって異常が検知された場合に、異常の種類に応じて、超音波の送信停止を要求する送信停止要求信号を生成する。例えば、送信停止要求信号生成機能３４７は、異常検知機能３４３によってProbe High Voltage Error、Probe Change、Probe No Exist、又はRelay Faultが検知された場合に、送信停止要求信号を生成する。なお、これらの四種類の異常に対しては、装置本体６の異常対応処理機能６６７によって超音波の送信停止という共通の異常対応処理が行われる。しかしながら、四種類の異常が解消される条件は互いに異なるため、超音波の送信停止の解除条件は、四種類の異常毎に異なる。すなわち、四種類の異常毎に、異常対応処理機能６６７で行われる異常対応処理の詳細は異なる。

【0094】

警告出力要求信号生成機能３４８は、異常検知機能３４３によって異常が検知された場合に、異常の種類に応じて、警告の出力を要求する警告出力要求信号を生成する。例えば、警告出力要求信号生成機能３４８は、異常検知機能３４３によってP5V Over-Currentが検知された場合には、警告出力要求信号を生成する。

【0095】

異常通知機能３４４は、信号線８を通じて装置本体６に、送信停止要求信号又は警告出力要求信号を送信することで、装置本体６に異常を通知する。異常通知機能３４４は、クロック信号を用いずに、装置本体６に送信停止要求信号又は警告出力要求信号を送信する。

【0096】

異常対応処理機能６６７（情報読み込み部）は、送信停止要求信号又は警告出力要求信号が送信された場合に、拡張基板３から、異常の種類を識別する情報を読み込む。異常の種類を識別する情報を読み込むことで、異常対応処理機能６６７は、送信停止要求信号又は警告出力要求信号だけでは判断できない異常の種類に応じた適切な異常対応処理を行うことができる。異常の種類を識別する情報は、例えば、異常検知機能３４３によって記憶回路３２に記録された情報である。異常の種類を識別する情報の読み込みは、クロック信号を用いた通信によって、バス７経由で行われる。クロック信号は、例えば、拡張基板３の発振回路３３で生成される。これに限定されず、クロック信号は、装置本体６の発振回路６５で生成されてもよい。異常対応処理機能６６７は、取得された異常の種類に応じた異常対応処理を行う。例えば、異常対応処理機能６６７は、Probe High Voltage Error、Probe Change、Probe No Exist、又はRelay Faultが取得された場合には、それぞれの異常の解消が拡張基板３から通知されるまで、超音波の送信を停止する。また、異常対応処理機能６６７は、P5V Over-Currentが取得された場合には、P5V Over-Currentの解消が拡張基板３から通知されるまで、警告を表示する。

【0097】

次に、第３の実施形態に係る超音波診断装置１の動作例について、第１の実施形態との差異を中心に説明する。図８は、第３の実施形態に係る超音波診断装置１における拡張基板３の動作例を示すフローチャートである。図９は、第３の実施形態に係る超音波診断装置１の動作例を説明するために用いる異常の種類と通知方法との対応表である。図１０は、第３の実施形態に係る超音波診断装置１における装置本体６の動作例を示すフローチャートである。この動作例では、拡張基板がバス７を使わず、装置本体がマスターになってバス７で異常識別情報を読み込むため、装置本体は常にマスターとなっている。

【0098】

図８に示すように、第３の実施形態においては、異常検知機能３４３によって拡張基板３の異常が検知されて拡張基板３が検知された異常に応じて、送信停止要求信号生成機能３４７が送信停止要求信号を生成し、又は警告出力要求信号生成機能３４８が警告出力要求信号を生成する（ステップＳ１１）。送信停止要求信号及び警告出力要求信号のいずれを生成するかについては、例えば、図９に示すような異常の種類と信号との対応表に基づいて行ってもよい。図９に示される例においては、Probe High Voltage Error、Probe Change、Probe No Exist、又はRelay Faultが検知された場合に、送信停止要求信号を生成し、P5V Over-Currentが検知された場合に、警告出力要求信号を生成する。

【0099】

送信停止要求信号又は警告出力要求信号が生成された後、異常通知機能３４４は、信号線８を通じて装置本体６に、生成された送信停止要求信号又は警告出力要求信号を送信する。送信停止要求信号又は警告出力要求信号を送信することで、異常通知機能３４４は、装置本体６に異常を通知する（ステップＳ１２）。

【0100】

また、図８に示すように、第３の実施形態においては、異常の解消が通知された後に、送信停止要求信号生成機能３４７が送信停止要求信号の生成を停止し、又は警告出力要求信号生成機能３４８が警告出力要求信号の生成を停止する（ステップＳ１３）。

【0101】

一方、図１０に示すように、装置本体６の異常対応処理機能６６７は、マスターとして動作しているときに、拡張基板３から送信停止要求信号又は警告出力要求信号が受信されたか否かを判定する（ステップＳ２８）。送信停止要求信号又は警告出力要求信号が受信された場合（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、一方、送信停止要求信号及び警告出力要求信号のいずれも受信されていない場合（ステップＳ２８：Ｎｏ）、装置本体６は、マスターとしての動作を継続する（ステップＳ２１）。

【0102】

装置本体６が異常対応処理機能６６７は、クロック信号を用いない拡張基板３との通信により、拡張基板３から、異常の種類を識別する異常識別情報を読み込む（ステップＳ２９）。

【0103】

異常識別情報を読み込んだ後、異常対応処理機能６６７は、異常識別情報に示される異常の種類に応じた異常対応処理を行う（ステップＳ２４）。

【0104】

第３の実施形態では、異常通知機能３４４が、信号線８を通じて装置本体６に送信停止要求信号又は警告出力要求信号を送信することで、拡張基板３に生じた異常を通知する。また、装置本体６の異常対応処理機能６６７は、送信停止要求信号又は警告出力要求信号が送信された場合に、拡張基板３から異常識別情報を読み込む。そして、異常対応処理機能６６７は、読み込まれた異常識別情報に示される異常の種類に応じた異常対応処理を行う。第３の実施形態においても、従来と比較して拡張基板３の異常に迅速に対処することができる。

【0105】

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、或いは、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、及び、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは、記憶回路に保存されたプログラムを読み出して実行することにより機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成して構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、プロセッサは、プロセッサ単一の回路として構成されている場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて、１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合して、その機能を実現するようにしてもよい。

【0106】

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、装置本体に超音波プローブを接続するコネクタに発生した異常に迅速に対処することができる。

【0107】

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置及び方法は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置及び方法の形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲及びこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。

【符号の説明】

【0108】

１ 超音波診断装置
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 超音波プローブ
２０ コネクタ
３ａ，３ｂ，３ｃ コネクタポート
３ 拡張基板
３３ 発振回路
３４３ 異常検知機能
３４４ 異常通知機能
３４５ クロック生成制御機能
３４６ 電源停止処理機能
３４７ 送信停止要求信号生成機能
３４８ 警告出力要求信号生成機能
６ 装置本体
６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ コネクタポート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】