特許 7563477 超音波装置、半導体装置および超音波装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-30

(45)【発行日】2024-10-08

(54)【発明の名称】超音波装置、半導体装置および超音波装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/14 20060101AFI20241001BHJP

【ＦＩ】

A61B8/14

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022561246

(86)(22)【出願日】2020-11-16

(86)【国際出願番号】 JP2020042629

(87)【国際公開番号】W WO2022102131

(87)【国際公開日】2022-05-19

【審査請求日】2023-10-16

(73)【特許権者】

【識別番号】514315159

【氏名又は名称】株式会社ソシオネクスト

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】足立 直人

(72)【発明者】

【氏名】米田 直人

(72)【発明者】

【氏名】玉村 雅也

【審査官】冨永 昌彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２６１５９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１２９９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０８７９４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ８／００ － ８／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体に向けて超音波を発生し、前記被検体により反射される超音波に応じて電圧を生成する複数の振動子と、
前記複数の振動子が生成する電圧のうち、第１所定数の振動子が生成する電圧を選択するスイッチと、
複数の半導体装置と、
を有し、
前記複数の半導体装置の各々は、
前記スイッチにより選択される前記第１所定数の電圧のうち、他の半導体装置が受信する電圧とは異なる第２所定数の電圧を受信するために設けられる第１端子と、
前記第１端子が受信した前記第２所定数の電圧に基づくデータを加算する第１加算部と、
前記他の半導体装置の前記第１加算部によるデータの加算結果を受信する第２端子と、
前記第１加算部によるデータの加算結果と、前記第２端子で受信するデータの加算結果とを加算する第２加算部と、
前記第２加算部の加算結果に基づいて画像データを生成する画像生成部と、
を有する超音波装置。

【請求項2】

前記複数の半導体装置の各々は、
前記第１端子で受信する前記第２所定数の電圧の時間変化をそれぞれ示す前記第２所定数の時系列データを生成するデータ生成部と、
前記データ生成部が生成した前記第２所定数の時系列データから所定の遅延量のデータをそれぞれ抽出する遅延調整部と、
を有し、
前記第１加算部は前記遅延調整部が抽出した前記所定の遅延量のデータを加算する
請求項１に記載の超音波装置。

【請求項3】

前記複数の半導体装置の１つがメイン半導体装置として動作し、残りの半導体装置がサブ半導体装置として動作し、
前記メイン半導体装置の前記第２加算部は、前記第２端子を介して前記サブ半導体装置の前記第１加算部から加算結果を受信し、
前記サブ半導体装置の前記第２加算部および前記画像生成部は、動作を停止する
請求項２に記載の超音波装置。

【請求項4】

前記複数の半導体装置の各々は、自半導体装置の前記第２加算部および前記画像生成部を動作または停止させる制御部を有する
請求項３に記載の超音波装置。

【請求項5】

前記複数の半導体装置の各々の前記制御部は、自半導体装置の前記遅延調整部に、前記第２所定数の時系列データにおいて前記所定の遅延量のデータを抽出する位置を指示する
請求項４に記載の超音波装置。

【請求項6】

前記メイン半導体装置の前記画像生成部が生成する画像データを、画像データを超音波画像として表示するディスプレイが搭載された端末に無線で送信する無線通信部を有する
請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の超音波装置。

【請求項7】

前記複数の半導体装置の前記画像生成部がそれぞれ生成する画像データを、画像データを超音波画像として表示するディスプレイが搭載された端末に無線でそれぞれ送信する複数の無線通信部を有し、
前記複数の半導体装置の各々の前記画像生成部は、自半導体装置の前記第２加算部の加算結果に対して、他の半導体装置の画像生成部と異なる信号処理を実施する信号処理部を有する
請求項１または請求項２に記載の超音波装置。

【請求項8】

前記複数の半導体装置の前記画像生成部がそれぞれ生成する画像データを、画像データを超音波画像として表示するディスプレイが搭載された端末に無線でそれぞれ送信する複数の無線通信部を有し、
前記複数の無線通信部は、複数の前記画像生成部がそれぞれ生成する画像データを互いに異なる無線方式で前記端末に送信する
請求項１または請求項２に記載の超音波装置。

【請求項9】

被検体に向けて超音波を発生し、前記被検体により反射される超音波に応じて電圧を生成する複数の振動子と、前記複数の振動子が生成する電圧のうち第１所定数の振動子が生成する電圧を選択するスイッチとを有する超音波装置に搭載される半導体装置であって、
前記スイッチにより選択される前記第１所定数の電圧のうち第２所定数の電圧を受信するために設けられる第１端子と、
前記第１端子が受信した前記第２所定数の電圧に基づくデータを加算する第１加算部と、
前記超音波装置に搭載される他の半導体装置の前記第１加算部によるデータの加算結果を受信するために設けられる第２端子と、
前記第１加算部によるデータの加算結果と、前記第２端子で受信するデータの加算結果とを加算する第２加算部と、
前記第２加算部の加算結果に基づいて画像データを生成する画像生成部と、
を有する半導体装置。

【請求項10】

前記第１端子で受信する前記第２所定数の電圧の時間変化をそれぞれ示す前記第２所定数の時系列データを生成するデータ生成部と、
前記データ生成部が生成した前記第２所定数の時系列データから所定の遅延量のデータをそれぞれ抽出する遅延調整部と、
を有し、
前記第１加算部は前記遅延調整部が抽出した前記所定の遅延量のデータを加算する
請求項９に記載の半導体装置。

【請求項11】

被検体に向けて超音波を発生し、前記被検体により反射される超音波に応じて電圧を生成する複数の振動子と、前記複数の振動子が生成する電圧のうち、第１所定数の振動子が生成する電圧を選択するスイッチと、複数の半導体装置と、を有する超音波装置の制御方法であって、
前記複数の半導体装置の各々は、
前記スイッチにより選択される前記第１所定数の電圧のうち、他の半導体装置が受信する電圧とは異なる第２所定数の電圧を受信し、
受信する前記第２所定数の電圧の時間変化をそれぞれ示す前記第２所定数の時系列データを生成し、
生成した前記第２所定数の時系列データから所定の遅延量のデータをそれぞれ抽出し、
抽出した前記所定の遅延量のデータを加算し、
前記他の半導体装置のデータの加算結果を受信し、
自半導体装置でのデータの加算結果と、前記他の半導体装置でのデータの加算結果とを加算し、
自半導体装置でのデータの加算結果と、前記他の半導体装置でのデータの加算結果との加算結果に基づいて画像データを生成する
超音波装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超音波装置、半導体装置および超音波装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

生体に向けて超音波を発生し、生体により反射される超音波から超音波画像データを生成する超音波装置が知られている。この種の超音波装置は、例えば、所定数の振動子からそれぞれ信号を受信する複数のサブビームフォーマを有し、複数のサブビームフォーマにより信号の遅延量を調整した後、メインビームフォーマに出力することで画像データを生成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－１０２７１７号公報

【文献】特開２００５－２６１５９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近時、超音波装置の小型化およびワイヤレス化が進んできており、例えば、超音波画像を生成するための基本の処理機能が内蔵された超音波プローブが開発されている。超音波装置では、超音波画像データの生成に使用する超音波の受信信号の数（振動子の数）である受信チャネル数を増やすほど、超音波画像は高画質になるが、消費電力は増える。このため、例えば、バッテリー駆動のために低消費電力が要求されるモバイル型の超音波装置では、据え置き型の超音波装置に比べて、受信チャネル数を抑え、超音波画像の画質で抑えている。

【0005】

受信チャネル数は、超音波装置の設計時に、要求される消費電力および要求される超音波画像の画質に基づいて決定される。そして、超音波装置は、決定された受信チャネル数に応じて個々に設計される。超音波装置を個々に設計することで、超音波装置の設計期間は長くなり、設計コストおよび製造コストが増加する。

【0006】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、設計により決定した受信チャネル数に対応する数の半導体装置を搭載することで、要求される受信チャネル数に応じた超音波装置の設計を簡易にすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様では、超音波装置は、被検体に向けて超音波を発生し、前記被検体により反射される超音波に応じて電圧を生成する複数の振動子と、前記複数の振動子が生成する電圧のうち、第１所定数の振動子が生成する電圧を選択するスイッチと、複数の半導体装置と、を有し、前記複数の半導体装置の各々は、前記スイッチにより選択される前記第１所定数の電圧のうち、他の半導体装置が受信する電圧とは異なる第２所定数の電圧を受信するために設けられる第１端子と、前記第１端子が受信した前記第２所定数の電圧に基づくデータを加算する第１加算部と、前記他の半導体装置の前記第１加算部によるデータの加算結果を受信する第２端子と、前記第１加算部によるデータの加算結果と、前記第２端子で受信するデータの加算結果とを加算する第２加算部と、前記第２加算部の加算結果に基づいて画像データを生成する画像生成部と、を有する。

【発明の効果】

【0008】

開示の技術によれば、設計により決定した受信チャネル数に対応する数の半導体装置を搭載することで、要求される受信チャネル数に応じた超音波装置の設計を簡易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施形態における超音波装置を含む超音波診断システムの一例を示すブロック図である。

【図2】図１の半導体装置の一例を示すブロック図である。

【図3】図２の各半導体装置の遅延調整部による遅延調整の一例を示す説明図である。

【図4】第２の実施形態における超音波装置を含む超音波診断システムの一例を示すブロック図である。

【図5】図４の半導体装置の一例を示すブロック図である。

【図6】図４の半導体装置の一例を示すブロック図である。

【図7】図５および図６の各半導体装置の遅延調整部による遅延調整の一例を示す説明図である。

【図8】第３の実施形態における超音波装置を含む超音波診断システムの一例を示すブロック図である。

【図9】図８の半導体装置の一例を示すブロック図である。

【図10】第４の実施形態における超音波装置を含む超音波診断システムの一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を用いて実施形態を説明する。

【0011】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における超音波装置２００を含む超音波診断システム１００の一例を示す。超音波診断システム１００は、超音波装置２００と端末装置３００とを有する。超音波装置２００と端末装置３００とは、相互に無線通信を行う。例えば、端末装置３００は、タブレット端末またはスマートフォン等の可搬性を有する汎用端末、またはパーソナルコンピュータ等の汎用端末である。

【0012】

超音波装置２００は、例えば、超音波プローブと一体化されており、超音波プローブの筐体内に収納される。超音波装置２００は、トランスデューサ２１０、パルサ＆スイッチ部２２０、ＡＭＰ（Amplifier）＆ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）部２３０ａ、２３０ｂ、デジタル信号処理部２４０ａ、２４０ｂ、制御部２５０ａ、２５０ｂ、無線通信部２６０およびバッテリー２７０を有する。

【0013】

ＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ａ、デジタル信号処理部２４０ａおよび制御部２５０ａは、半導体装置ＳＥＭａに搭載される。ＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ｂ、デジタル信号処理部２４０ｂおよび制御部２５０ｂは、半導体装置ＳＥＭｂに搭載される。トランスデューサ２１０、パルサ＆スイッチ部２２０、半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂ、無線通信部２６０およびバッテリー２７０は、超音波装置２００に収納されるプリント基板に搭載される。

【0014】

例えば、半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂは、互いに同一の品種であり、半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂの回路構成および機能は互いに同じである。このため、超音波装置２００に搭載される半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂを個別に設計および製造する必要がない。したがって、超音波装置２００の設計を簡易にすることができ、超音波装置２００の開発期間を短縮することができ、超音波装置２００のコストを削減することができる。なお、半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂは、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）またはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアにより実現されてもよい。

【0015】

端末装置３００は、無線通信部３１０、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２０、メモリ３３０およびディスプレイ３４０を有する。

【0016】

超音波装置２００は、生体Ｐ（被検体）に向けて超音波を発生し、生体Ｐにより反射される反射波（超音波）を受信し、受信した反射波に基づいて超音波画像データを生成する。超音波装置２００は、生成した超音波画像データを無線により端末装置３００に送信する。端末装置３００は、超音波装置２００から受信した超音波画像データを超音波画像としてディスプレイ３４０に表示する。

【0017】

トランスデューサ２１０は、生体Ｐ（被検体）における超音波画像の測定部位に対向する位置にアレー状に配置された、図示しない複数の振動子が配列された振動子アレーを有する。トランスデューサ２１０は、パルサ＆スイッチ部２２０が生成したパルス信号に基づいて振動子アレーの振動子のうちの所定数が発生する超音波を生体Ｐに向けて出力する。この実施形態では、振動子アレーは、Ｎ個の振動子を有しており、Ｎチャネル（Ｎｃｈ）のうちのＭチャネル（Ｍｃｈ）の超音波を生体に出力する。

【0018】

生体Ｐに入り込んだ超音波は、音響インピーダンスが異なる境界において反射される。トランスデューサ２１０は、生体Ｐから反射された超音波（反射波）をＮ個の振動子で受信する。Ｎ個の振動子は、受信した超音波を電圧に変換し、Ｎチャネルの電圧信号としてパルサ＆スイッチ部２２０に出力する。トランスデューサ２１０とパルサ＆スイッチ部２２０との間は、Ｎチャネルの信号線で相互に接続される。

【0019】

パルサ＆スイッチ部２２０は、パルサおよびスイッチを有し、半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂの制御部２５０ａ、２５０ｂからそれぞれ出力される制御信号ＣＮＴ１ａ、ＣＮＴ１ｂに基づいて動作する。パルサ＆スイッチ部２２０は、トランスデューサ２１０が超音波を生体Ｐに送信する場合、パルサが生成する２Ｍ個のパルス信号を、スイッチを介してトランスデューサ２１０の２Ｍ個の振動子に、所定のタイミングで送信する。特に限定されないが、例えば、"Ｎ"は１２８であり、"Ｍ"は３２である。Ｎ"は１９６または２５６でもよく、"Ｍ"は１６または６４でもよい。

【0020】

また、パルサ＆スイッチ部２２０は、トランスデューサ２１０が超音波を生体Ｐから受信する場合、トランスデューサ２１０から出力されるＮチャネルの電圧信号のうち、２Ｍチャネルの電圧信号を、スイッチを介して選択する。パルサ＆スイッチ部２２０が選択する２Ｍチャネルは、パルス信号を出力した２Ｍチャネルと同じである。２Ｍ個および２Ｍチャネルは、第１所定数の一例であり、Ｍ個およびＭチャネルは、第２所定数の一例である。

【0021】

そして、パルサ＆スイッチ部２２０は、制御信号ＣＮＴ１ａに基づいて選択した２Ｍチャネルの電圧信号のうち、Ｍチャネルの電圧信号を半導体装置ＳＥＭａのＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ａに出力する。また、パルサ＆スイッチ部２２０は、制御信号ＣＮＴ１ｂに基づいて選択した２Ｍチャネルの電圧信号のうち、他のＭチャネルの電圧信号を半導体装置ＳＥＭｂのＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ｂに出力する。パルサ＆スイッチ部２２０から半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂに出力される電圧信号のチャネル数（この例では、２Ｍチャネル）は、受信チャネル数とも称される。

【0022】

ＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ａ、２３０ｂがそれぞれ受信するＭチャネルの電圧信号は、互いに異なるチャネルである。トランスデューサ２１０において一列に配列された１２８個の振動子のチャネル番号は、端から順に"１"から"１２８"であるとする。例えば、パルサ＆スイッチ部２２０は、１チャネル目から３２チャネル目の電圧信号をＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ａに出力し、３３チャネル目から６４チャネル目の電圧信号をＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ｂに出力する。

【0023】

あるいは、パルサ＆スイッチ部２２０は、奇数番目のチャネルの電圧信号をＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ａに出力し、偶数番目のチャネルの電圧信号をＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ｂに出力する。なお、後述するように、パルサ＆スイッチ部２２０が選択するチャネル（振動子）のグループは、画像データの生成毎に１つずつずらされる。例えば、パルサ＆スイッチ部２２０は、１チャネル目から６４チャネル目の電圧信号を選択した後、２チャネル目から６５チャネル目の電圧信号を選択する。

【0024】

ＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ａ、２３０ｂの動作は、互いに同じであるため、以下では、ＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ａについて説明する。ＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ａは、制御部２５０ａから出力される制御信号ＣＮＴ２ａに基づいて動作する。ＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ａは、図示しないＭ個の増幅器（以下、ＡＭＰと称する）と、Ｍ個のアナログデジタル変換器（以下、ＡＤＣと称する）とを有する。各ＡＭＰは、パルサ＆スイッチ部２２０から受信するＭチャネルの超音波の反射波を示す電圧信号の各々を増幅し、増幅した電圧信号を対応するＡＤＣに出力する。

【0025】

各ＡＤＣは、対応するＡＭＰにより増幅された電圧信号（アナログ信号）をデジタルデータに順次変換し、Ｍチャネルのデジタルデータをデジタル信号処理部２４０ａに出力する。ここで、Ｍ個のＡＤＣは、反射波に基づいてＭ個の振動子が生成する電圧の時間変化をそれぞれ示す時系列のデジタルデータを生成する。以下では、時系列のデジタルデータは、時系列データとも称する。

【0026】

半導体装置ＳＥＭｂのデジタル信号処理部２４０ｂは、制御部２５０ｂから出力される制御信号ＣＮＴ３ｂに基づいて動作する。デジタル信号処理部２４０ｂは、ＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ｂから受信したＭチャネルの時系列データから所定の遅延量のデータをチャネル毎に抽出することで、データの遅延量を調整する。デジタル信号処理部２４０ｂは、遅延量を調整したデータを整相加算し、整相加算したデータを半導体装置ＳＥＭａのデジタル信号処理部２４０ａに出力する。

【0027】

半導体装置ＳＥＭａのデジタル信号処理部２４０ａは、制御部２５０ａから出力される制御信号ＣＮＴ３ａに基づいて動作する。デジタル信号処理部２４０ａは、ＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ａから受信したＭチャネルの時系列データから所定の遅延量のデータをチャネル毎に抽出することで、データの遅延量を調整する。デジタル信号処理部２４０ａは、遅延量を調整したデータを整相加算し、さらに、整相加算したデータと半導体装置ＳＥＭｂから受信する整相加算されたデータとを加算する。

【0028】

この後、デジタル信号処理部２４０ａは、２Ｍチャネルが整相加算されたデータに対して各種処理を行って、超音波画像を示す１ラインの画像データを生成し、生成した画像データを無線通信部２６０に出力する。ここで、１ラインの画像データは、振動子アレーに対向する生体Ｐの表面の帯状の測定部位の複数箇所のうちの１つにおける生体Ｐの表面から体内の深さ方向に向く１ラインの超音波画像の生成に使用されるデータである。以下では、測定部位のうち１ラインの超音波画像を生成する箇所は、送信位置とも称される。

【0029】

例えば、デジタル信号処理部２４０ａが実施する各種処理は、生体Ｐ内での反射波の減衰を加味したゲイン補正処理または輝度情報を取り出すための包絡線処理等である。例えば、デジタル信号処理部２４０ａと無線通信部２６０とは、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）バスで相互に接続される。

【0030】

無線通信部２６０は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標：無線ＬＡＮ（Local Area Network））等の無線ネットワークを介して、端末装置３００の無線通信部３１０と無線通信を実施する。なお、無線通信部２６０、３１０間での無線通信は、Ｗｉ－Ｆｉに限定されず、他の無線規格の無線ネットワークを使用して実施されてもよい。超音波装置２００に無線通信部２６０を設けることで、超音波装置２００を、端末装置３００と分離させ、超音波プローブと一体化させることができる。

【0031】

無線通信部２６０は、端末装置３００から受信する超音波の照射指示等を、例えば、Ｉ^２Ｃ（Inter Integrated Circuit）インタフェースバスを使用して制御部２５０ａ、２５０ｂに出力する。また、無線通信部２６０は、デジタル信号処理部２４０ａから受信した画像データを、端末装置３００の無線通信部３１０に送信する。超音波装置２００から端末装置３００に送信する超音波画像を示す画像データは、デジタルデータである。

【0032】

制御部２５０ａは、ＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ａ、デジタル信号処理部２４０ａおよびパルサ＆スイッチ部２２０を制御する。制御部２５０ｂは、ＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ｂ、デジタル信号処理部２４０ｂおよびパルサ＆スイッチ部２２０を制御する。例えば、制御部２５０ａ、２５０ｂの各々は、ＣＰＵ等のプロセッサが実施する制御プログラムにより実現される。この場合、制御部２５０ａ、２５０ｂのそれぞれは、半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂのそれぞれに搭載される図示しないプロセッサに含まれてもよい。

【0033】

例えば、制御部２５０ａ、２５０ｂの各々は、無線通信部２６０を介して端末装置３００から受信した測定の開始指示に応じて、パルサ＆スイッチ部２２０を制御して、トランスデューサ２１０に超音波を出力させる。

【0034】

また、制御部２５０ａ、２５０ｂの各々は、無線通信部２６０を介して端末装置３００から受信した測定の停止指示に応じて、パルサ＆スイッチ部２２０およびＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ａ、２３０ｂ等の動作を停止させる。なお、測定の開始指示および測定の停止指示は、超音波装置２００に設けられた図示しない操作ボタンまたは操作スイッチ等の操作に基づいて実施されてもよい。

【0035】

例えば、制御部２５０ａ、２５０ｂは、ＦＰＧＡ等の論理をプログラム可能な要素を含む。これにより、同一の半導体装置ＳＥＭを使用する場合にも、パルサ＆スイッチ部２２０、ＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ａ、２３０ｂおよびデジタル信号処理部２４０ａ、２４０ｂをそれぞれ正常に動作させるための制御信号を制御部２５０ａ、２５０ｂから出力させることができる。

【0036】

バッテリー２７０は、例えば、超音波装置２００に設けられる図示しない充電端子を介して充電可能である。バッテリー２７０は、超音波装置２００内のパルサ＆スイッチ部２２０、半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂおよび無線通信部２６０に電力を供給する。なお、バッテリー２７０は、無接点で充電されてもよい。また、超音波装置２００は、商用電源等の外部電源を使用して動作されてもよく、この場合、超音波装置２００は、バッテリー２７０を持たなくてもよい。

【0037】

端末装置３００の無線通信部３１０は、超音波装置２００の無線通信部２６０から超音波画像データ等を受信する。また、無線通信部３１０は、超音波の照射指示等を超音波装置２００の無線通信部２６０に送信する。ＣＰＵ３２０は、例えば、プログラムを実施することにより端末装置３００の全体の動作を制御する。

【0038】

メモリ３３０は、無線通信部３１０が受信した画像データ、ＣＰＵ３２０が実施する各種プログラム、および各種プログラムで使用するデータ等を保持する。メモリ３３０は、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）またはフラッシュメモリでもよい。なお、メモリ３３０は、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭおよびフラッシュメモリの少なくともいずれかと、ストレージ装置とを含んでもよい。

【0039】

ディスプレイ３４０は、超音波装置２００から受信した画像データを超音波画像として表示する。ここで、ディスプレイ３４０に表示される超音波画像は、超音波装置２００による生体Ｐの走査中に取得される動画と、超音波装置２００による生体Ｐの走査が停止されたときに取得される静止画とがある。端末装置３００がタブレット端末等の可搬性を有する端末の場合、ディスプレイ３４０は、タッチパネルを含んでもよい。なお、超音波装置２００と端末装置３００とのそれぞれに、無線通信部２６０、３１０とは別に有線通信部を設け、有線により画像データ等を送受信してもよい。有線通信部は、無線通信部２６０、３１０の代わりにそれぞれ設けられてもよい。

【0040】

図２は、図１の半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂの一例を示す。以下では、半導体装置ＳＥＭａの回路構成と、半導体装置ＳＥＭｂにおいて、半導体装置ＳＥＭａと相違する回路構成とが説明される。図２において、二重の四角印は、半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂの外部端子を示し、三角印は、オン／オフを制御可能なバッファ（例えば、トライステートバッファ）を示す。なお、図２および図３では、超音波装置２００の動作の例（超音波装置２００の制御方法の例）が説明される。

【0041】

半導体装置ＳＥＭａにおいて、ＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ａは、同時に動作するＭ個のＡＭＰ２３１ａと、同時に動作するＭ個のＡＤＣ２３２ａとを有する。デジタル信号処理部２４０ａは、遅延調整部２４１ａ、整相加算部２４２ａ、２４３ａ、信号処理部２４４ａおよび画像生成部２４５ａを有する。信号処理部２４４ａは、制御部２５０ａからの制御信号に基づいて、整相加算部２４３ａから受信するデータに各種信号処理を実施し、信号処理後のデータを画像生成部２４５ａに出力する機能を有する。

【0042】

上述したように、複数のＡＭＰ２３１ａは、外部端子を介してパルサ＆スイッチ部２２０から受信するＭチャネルの超音波の反射波を示す電圧信号をそれぞれ増幅し、増幅した電圧信号を対応するＡＤＣ２３２ａに出力する。Ｍ個のＡＤＣ２３２ａは、対応するＡＭＰ２３１ａから受信するＭチャネルの電圧信号を時系列データにそれぞれ変換し、変換により得た時系列データをデジタル信号処理部２４０ａの遅延調整部２４１ａに出力する。

【0043】

パルサ＆スイッチ部２２０から電圧信号を受信する外部端子は、第１端子の一例である。Ｍ個のＡＤＣ２３２ａは、所定数の振動子が生成する電圧の時間変化をそれぞれ示す所定数の時系列データを生成するデータ生成部の一例である。

【0044】

遅延調整部２４１ａは、制御部２５０ａからの遅延調整信号ＡＤＪａに基づいて、ＡＤＣ２３２ａから受信するＭチャネルの時系列データから、チャネル毎に所定の遅延量のデータを抽出する。遅延調整部２４１ａは、抽出したＭチャネルのデータを整相加算部２４２ａに出力する。すなわち、遅延調整部２４１ａは、Ｍチャネルの時系列データから所定の遅延量のデータを抽出することで、Ｍチャネルの超音波の反射波を示すデータの遅延量を調整する。

【0045】

整相加算部２４２ａは、遅延調整部２４１ａで遅延量がそれぞれ調整されたＭチャネルのデータを順次加算し、加算により得られたデータ（１ｃｈ）を整相加算部２４３ａに出力する。整相加算部２４２ａの出力は、制御部２５０ａによりオン／オフが制御されるバッファを介して外部端子に接続される。但し、整相加算部２４２ａの出力に接続されたバッファは、オフ状態に設定されるため、整相加算部２４２ａで加算されたデータは、半導体装置ＳＥＭａの外部に出力されない。整相加算部２４２ａは、第１加算部の一例である。

【0046】

整相加算部２４３ａ、信号処理部２４４ａおよび画像生成部２４５ａは、制御部２５０ａからイネーブル状態を示す制御信号ＣＮＴａを受けて動作する（ＯＮ）。整相加算部２４３ａは、外部端子および制御部２５０ａによりオン／オフが制御されるバッファを介して、半導体装置ＳＥＭｂの整相加算部２４２ｂにより順次加算されたデータを受信する。整相加算部２４３ａに接続されたバッファは、オン状態に設定される。

【0047】

整相加算部２４３ａは、整相加算部２４２ａによる加算結果と、半導体装置ＳＥＭｂの整相加算部２４２ｂによる加算結果とを順次加算することで、送信位置での生体Ｐの深さ方向の１ライン分のデータ（１ｃｈ）を生成する。整相加算部２４３ａは、生成した１ライン分のデータを信号処理部２４４ａに出力する。整相加算部２４３ａは、第２加算部の一例である。バッファを介して整相加算部２４３ａに接続された外部端子は、第２端子の一例である。

【0048】

信号処理部２４４ａは、整相加算部２４３ａから受信するデータに対して、ゲイン補正処理または包絡線処理等の信号処理を実施し、信号処理後のデータを画像生成部２４５ａに出力する。画像生成部２４５ａは、信号処理部２４４ａから受信するデータに基づいて、送信位置での生体Ｐの深さ方向の１ライン分の画像データを生成し、生成した画像データを、外部端子を介して図１の無線通信部２６０に出力する。そして、送信位置に対応する１ライン分の画像データが、端末装置３００に送信され、超音波画像としてディスプレイ３４０に表示される。なお、デジタル信号処理部２４０は、信号処理部２４４ａの信号処理機能を画像生成部２４５ａに含めてもよく、この場合、信号処理部２４４ａを持たなくてもよい。

【0049】

半導体装置ＳＥＭｂにおいて、ＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ｂは、同時に動作するＭ個のＡＭＰ２３１ｂと、同時に動作するＭ個のＡＤＣ２３２ｂとを有する。ＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ｂの構成および機能は、ＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ａの構成および機能と同様である。パルサ＆スイッチ部２２０から電圧信号を受信する外部端子は、第１端子の一例である。Ｍ個のＡＤＣ２３２ｂは、所定数の振動子が生成する電圧の時間変化をそれぞれ示す所定数の時系列データを生成するデータ生成部の一例である。

【0050】

デジタル信号処理部２４０ｂは、遅延調整部２４１ｂ、整相加算部２４２ｂ、２４３ｂ、信号処理部２４４ｂおよび画像生成部２４５ｂを有する。デジタル信号処理部２４０ｂの構成および機能は、デジタル信号処理部２４０ａの構成および機能と同様である。例えば、信号処理部２４４ｂは、制御部２５０ｂからの制御信号に基づいて、整相加算部２４３ｂから受信するデータに各種信号処理を実施し、信号処理後のデータを画像生成部２４５ｂに出力する機能を有する。

【0051】

但し、遅延調整部２４１ｂが受信する遅延調整信号ＡＤＪｂは、半導体装置ＳＥＭａの遅延調整部２４１ａが受信する遅延調整信号ＡＤＪａとは相違する。このため、遅延調整部２４１ａ、２４１ｂがそれぞれ抽出するチャネル毎に所定の遅延量のデータは、相互に異なる。

【0052】

また、整相加算部２４３ｂ、信号処理部２４４ｂおよび画像生成部２４５ｂは、制御部２５０ｂからのディセーブル状態を示す制御信号ＣＮＴｂを受け、パワーダウン状態に設定され、動作を停止する（ＰＤ）。これにより、互いに同一の複数の半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂが超音波装置２００に搭載される場合にも、超音波画像の画像データの生成に寄与しない無駄な電力の消費を抑止することができる。なお、デジタル信号処理部２４０ｂは、信号処理部２４４ｂの信号処理機能を画像生成部２４５ｂに含めてもよく、この場合、信号処理部２４４ｂを持たなくてもよい。

【0053】

整相加算部２４２ｂの出力は、制御部２５０ｂによりオン／オフが制御されるバッファを介して外部端子に接続される。整相加算部２４２ｂの出力に接続されたバッファは、オン状態に設定される。整相加算部２４３ｂの入力は、制御部２５０ｂによりオン／オフが制御されるバッファを介して外部端子に接続される。整相加算部２４２ｂは、第１加算部の一例であり、整相加算部２４３ｂは、第２加算部の一例である。バッファを介して整相加算部２４３ｂに接続された外部端子は、第２端子の一例である。

【0054】

整相加算部２４２ｂの出力に接続されたバッファは、オン状態に設定されるため、整相加算部２４２ｂで加算されたデータは、外部端子を介して半導体装置ＳＥＭａの整相加算部２４３ａに伝達される。これにより、半導体装置ＳＥＭａのみを使用する場合に比べて、画像データを生成するために使用するチャネル数である受信チャネル数を２倍にすることができ、ディスプレイ３４０に表示する超音波画像の解像度を高くすることができる。

【0055】

このように、この実施形態では、半導体装置ＳＥＭａは、超音波画像を生成するための画像データを生成するメイン半導体装置として動作する。半導体装置ＳＥＭｂは、半導体装置ＳＥＭａが画像データを生成するために必要なデータを生成するサブ半導体装置として動作する。

【0056】

なお、各遅延調整部２４１ａ、２４１ｂによるＭチャネルのデータのそれぞれの遅延量は、振動子アレーにおいて超音波を生体Ｐに向けて発生するＭ個の振動子の位置と、生体Ｐの測定部位において１ラインの画像データを生成する位置との関係により決定される。さらに、各遅延調整部２４１ａ、２４１ｂによるＭチャネルのデータのそれぞれの遅延量は、生体Ｐの測定部位（送信位置）の表面から体内に向くライン上において画像データの生成する位置に応じて決定される。

【0057】

なお、制御部２５０ａは、整相加算部２４３ａに、整相加算部２４２ａの加算結果を信号処理部２４４ａに転送させる制御信号ＣＮＴａを出力してもよい。この場合、制御部２５０ａは、整相加算部２４２ａの加算結果（Ｍチャネル分）のみを使用して画像データを生成するための遅延量を遅延調整部２４１ａに調整させる遅延調整信号ＡＤＪａを出力する。そして、制御部２５０ｂは、ＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ｂおよびデジタル信号処理部２４０ｂの動作を停止する制御信号を生成してもよい。

【0058】

これにより、超音波画像を生成するための画像データに使用する受信チャネル数を２ＭチャネルまたはＭチャネルに切り替えることができる。例えば、超音波装置２００は、バッテリー２７０の容量に余裕がある場合、半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂを動作させ、２Ｍチャネルを使用して画像データを生成する。超音波装置２００は、バッテリー２７０の残容量が少ない場合、半導体装置ＳＥＭａのみを動作させ、Ｍチャネルを使用して画像データを生成する。これにより、バッテリー２７０の持ち時間を延ばすことができる。画像データの生成に使用する受信チャネル数は、超音波装置２００を操作する操作者により切り替えられてもよい。

【0059】

図３は、図２の各半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂの遅延調整部２４１ａ、２４１ｂによる遅延調整の一例を示す。図３では、説明を分かりやすくするために、Ｍ＝４とする。図３の下側の括弧内は、半導体装置ＳＥＭａのみを使用する場合の遅延調整の例を示す。

【0060】

一点鎖線で示す枠は、送信位置に対応する生体Ｐの表面から体内に向く１つのラインを示す。振動子アレーの複数の振動子のうちの８個は、１から８までの受信チャネル番号で示される。生体Ｐの体内の測定位置から反射される超音波が各振動子に届くまでの時間は、矢印の長さにより示される。

【0061】

図２の各遅延調整部２４１ａ、２４１ｂは、測定位置からの超音波が、対応する複数のチャネルの振動子に同じタイミングで届くように遅延量を調整する。換言すれば、各遅延調整部２４１ａ、２４１ｂは、矢印の長さが同じになるように遅延量を調整する。例えば、遅延調整部２４１ａは、チャネル１の遅延量を、チャネル２の遅延量より小さくする。具体的には、遅延調整部２４１ａは、ＡＤＣ２３２ａにより生成されたチャネル毎の時系列データにおいて、チャネル１のデータを、チャネル２のデータより受信時刻が早い位置から抽出する。

【0062】

また、複数の振動子に届く超音波の時間差は、測定位置により異なり、測定位置が生体Ｐの表面に近いほど大きくなる。このため、各遅延調整部２４１ａ、２４１ｂは、測定位置の生体Ｐの表面からの距離に応じて、チャネル毎の遅延量を変化させる。

【0063】

各制御部２５０ａ、２５０ｂは、測定位置に応じて、各遅延調整部２４１ａ、２４１ｂの遅延量を調整する遅延調整信号ＡＤＪａ、ＡＤＪｂの論理値を決定する論理回路を有してもよい。また、各制御部２５０ａ、２５０ｂは、測定位置に応じて、各遅延調整部２４１ａ、２４１ｂの遅延量を調整する遅延調整信号ＡＤＪａ、ＡＤＪｂの論理値を出力するＲＯＭを有してもよい。ここで、遅延調整信号ＡＤＪａ、ＡＤＪｂの論理値は、メモリまたはレジスタに格納される時系列データのうち、抽出するデータの読み出し位置を示すアドレス値等である。

【0064】

なお、超音波を検出する振動子の数が多いほど、すなわち、矢印の本数が多いほど、画像データを生成するためのデータの情報量が増えるため、超音波画像の解像度を高くすることができる。このため、図３の下側の括弧内に示すように、半導体装置ＳＥＭａのみを使用して４個の振動子で超音波を受信する場合、超音波画像の解像度は、８個の振動子で超音波を受信する場合に比べて低くなる。

【0065】

例えば、図３の下側の括弧内は、図２において、半導体装置ＳＥＭａのみを動作させて画像データを生成する場合の遅延調整の例を示している。図１のパルサ＆スイッチ部２２０は、制御部２５０ａからの制御信号ＣＮＴ１ａに基づいて、１、３、６、８の受信チャネル番号で示される振動子からの電圧信号を選択し、選択した電圧信号をＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ａに出力する。これにより、超音波画像の解像度は低下するものの、超音波装置２００の消費電力をほぼ半減することができる。

【0066】

以上、この実施形態では、超音波装置２００に搭載する複数の半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂに同一の半導体装置を使用することができるため、超音波装置２００の設計を簡易にすることができる。この結果、超音波装置２００の開発期間を短縮することができ、超音波装置２００のコストを削減することができる。換言すれば、要求される超音波画像の解像度に応じて、超音波装置２００に搭載する半導体装置ＳＥＭの数を変更することで、受信チャネル数を容易に増減することができる。したがって、超音波装置２００の設計変更を容易に対応することができる。

【0067】

同一の半導体装置ＳＥＭが超音波装置２００に搭載される場合、超音波画像の画像データの生成に寄与しない整相加算部２４３ｂ、信号処理部２４４ｂおよび画像生成部２４５ｂの動作を停止する。これにより、超音波装置２００の無駄な電力の消費を抑止することができる。換言すれば、同一の半導体装置ＳＥＭを、メイン半導体装置およびサブ半導体装置のいずれかとして動作させることで、超音波装置２００の無駄な電力の消費を抑止することができる。

【0068】

制御部２５０ａ、２５０ｂは、ＦＰＧＡ等の論理をプログラム可能な要素を含む。これにより、同一の半導体装置ＳＥＭを使用する場合にも、パルサ＆スイッチ部２２０、ＡＭＰ＆ＡＤＣ部２３０ａ、２３０ｂおよびデジタル信号処理部２４０ａ、２４０ｂをそれぞれ正常に動作させるための制御信号を制御部２５０ａ、２５０ｂから出力させることができる。超音波装置２００に無線通信部２６０を設けることで、超音波装置２００を、端末装置３００と分離させ、超音波プローブと一体化させることができる。

【0069】

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態における超音波装置を含む超音波診断システムの一例を示す。図１と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。この実施形態では、超音波診断システム１００Ａは、超音波装置２００Ａと端末装置３００とを有する。

【0070】

超音波装置２００Ａは、４個の半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂ、ＳＥＭｃ、ＳＥＭｄを有する。半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂ、ＳＥＭｃ、ＳＥＭｄは、互いに同一であるため、図４では、半導体装置ＳＥＭａのみの内部構成が示される。なお、半導体装置ＳＥＭａは、デジタル信号処理部２４０ａが図１のデジタル信号処理部２４０ａと異なることを除き、図１の半導体装置ＳＥＭａと同様である。

【0071】

他の半導体装置ＳＥＭｂ、ＳＥＭｃ、ＳＥＭｄも、デジタル信号処理部が図１のデジタル信号処理部２４０ｂと異なることを除き、図１の半導体装置ＳＥＭｂと同様である。以下では、半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂ、ＳＥＭｃ、ＳＥＭｄを区別なく説明する場合、単に半導体装置ＳＥＭとも称される。なお、超音波装置２００Ａに搭載される半導体装置ＳＥＭの数は、２個以上であれば４個に限定されない。

【0072】

半導体装置ＳＥＭａは、超音波画像を生成するための画像データを生成するメイン半導体装置として動作する。半導体装置ＳＥＭｂ、ＳＥＭｃ、ＳＥＭｄは、半導体装置ＳＥＭａが画像データを生成するために必要なデータを生成するサブ半導体装置として動作する。各半導体装置ＳＥＭは、無線通信部２６０を介して端末装置３００から受信する指示に基づいて、メイン半導体装置またはサブ半導体装置として動作する。

【0073】

各半導体装置ＳＥＭは、図１と同様に、Ｍチャネルの電圧信号をパルサ＆スイッチ部２２０からそれぞれ受信して動作する。このため、パルサ＆スイッチ部２２０は、トランスデューサ２１０から出力されるＮチャネルの電圧信号のうち、４Ｍチャネルの電圧信号を、スイッチを介して選択する。

【0074】

そして、パルサ＆スイッチ部２２０は、４個のＭチャネルの電圧信号を半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂ、ＳＥＭｃ、ＳＥＭｄにそれぞれ出力する。パルサ＆スイッチ部２２０がそれぞれ選択するＭチャネルは、各半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂ、ＳＥＭｃ、ＳＥＭｄから出力される制御信号ＣＮＴ１ａ、ＣＮＴ１ｂ、ＣＮＴ１ｃ、ＣＮＴ１ｄにより指示される。パルサ＆スイッチ部２２０は、選択するチャネル数と、電圧信号の出力先が異なることを除き、図１のパルサ＆スイッチ部２２０と同様である。

【0075】

なお、バッテリー２７０の残容量が少ない場合、サブ半導体装置として動作する半導体装置ＳＥＭｂ、ＳＥＭｃ、ＳＥＭｄの数を順次減らして受信チャネル数を減らすことで、バッテリー２７０の持ち時間を延ばすことができる。

【0076】

図５は、図４の半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂの一例を示す。図６は、図４の半導体装置ＳＥＭｃ、ＳＥＭｄの一例を示す。図２と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。半導体装置ＳＥＭａは、整相加算部２４３ａが半導体装置ＳＥＭｂ、ＳＥＭｃ、ＳＥＭｄの整相加算部２４２ｂ、２４２ｃ、２４２ｄによりそれぞれ加算されたデータを受信することを除き、図２の半導体装置ＳＥＭａと同様である。なお、図５、図６、図７では、超音波装置２００Ａの動作の例（超音波装置２００Ａの制御方法の例）が説明される。

【0077】

半導体装置ＳＥＭａにおいて、整相加算部２４２ａの出力に接続されたバッファは、オフ状態に設定され、整相加算部２４３ａの入力に接続された３つのバッファは、オン状態に設定される。３つのバッファに接続される外部端子は、第２端子の一例である。整相加算部２４３ａ、信号処理部２４４ａおよび画像生成部２４５ａは、制御部２５０ａからイネーブル状態を示す制御信号ＣＮＴａを受けて動作する（ＯＮ）。

【0078】

半導体装置ＳＥＭｂにおいて、整相加算部２４２ｂの出力に接続されたバッファは、オン状態に設定され、整相加算部２４２ｂから出力される１チャネルのデータを半導体装置ＳＥＭａに出力する。整相加算部２４３ｂの入力に接続された３つのバッファは、オフ状態に設定される。３つのバッファに接続される外部端子は、第２端子の一例である。整相加算部２４３ｂ、信号処理部２４４ｂおよび画像生成部２４５ｂは、制御部２５０ｂからのディセーブル状態を示す制御信号ＣＮＴｂを受け、パワーダウン状態に設定され、動作を停止する（ＰＤ）。

【0079】

図６の半導体装置ＳＥＭｃにおいて、整相加算部２４２ｃの出力に接続されたバッファは、オン状態に設定され、整相加算部２４２ｃから出力される１チャネルのデータを半導体装置ＳＥＭａに出力する。整相加算部２４３ｃの入力に接続された３つのバッファは、オフ状態に設定される。３つのバッファに接続される外部端子は、第２端子の一例である。整相加算部２４３ｃ、信号処理部２４４ｃおよび画像生成部２４５ｃは、制御部２５０ｃからのディセーブル状態を示す制御信号ＣＮＴｃを受け、パワーダウン状態に設定され、動作を停止する（ＰＤ）。

【0080】

半導体装置ＳＥＭｄにおいて、整相加算部２４２ｄの出力に接続されたバッファは、オン状態に設定され、整相加算部２４２ｄから出力される１チャネルのデータを半導体装置ＳＥＭａに出力する。整相加算部２４３ｄの入力に接続された３つのバッファは、オフ状態に設定される。３つのバッファに接続される外部端子は、第２端子の一例である。整相加算部２４３ｄ、信号処理部２４４ｄおよび画像生成部２４５ｄは、制御部２５０ｄからのディセーブル状態を示す制御信号ＣＮＴｄを受け、パワーダウン状態に設定され、動作を停止する（ＰＤ）。

【0081】

この実施形態では、メイン半導体装置として動作する半導体装置ＳＥＭａの整相加算部２４３ａは、整相加算部２４２ａ、２４２ｂ、２４２ｃ、２４２ｄでそれぞれ加算されたデータを受信して、加算処理を実行する。このため、半導体装置ＳＥＭａのみを使用する場合に比べて、画像データを生成するために使用するチャネル数である受信チャネル数を４倍にすることができ、ディスプレイ３４０に表示する超音波画像の解像度を、図２に比べてさらに高くすることができる。また、サブ半導体装置として動作する半導体装置ＳＥＭｂ、ＳＥＭｃ、ＳＥＭｄにおいて、超音波画像の画像データの生成に寄与しない回路の動作を停止することで、無駄な電力の消費を抑止することができる。

【0082】

図７は、図５および図６の各半導体装置ＳＥＭの遅延調整部２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄによる遅延調整の一例を示す。図３と同様の内容については、詳細な説明は省略する。図７においても、説明を分かりやすくするために、Ｍ＝４とする。

【0083】

各遅延調整部２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄは、測定位置からの超音波が、対応する複数のチャネルの振動子に同じタイミングで届くように遅延量を調整する。また、各遅延調整部２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄは、測定位置の生体Ｐの表面からの距離に応じて、チャネル毎の遅延量を変化させる。なお、各半導体装置ＳＥＭと受信チャネル番号の関係は、各半導体装置ＳＥＭが４つのチャネルの時系列データを受信できれば、図７に示す組み合わせ以外でもよい。

【0084】

以上、この実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、超音波装置２００Ａに搭載される半導体装置ＳＥＭの数を増やすことで、受信チャネル数を容易に増やすことができる。また、バッテリー２７０の残容量が少ない場合、動作させる半導体装置ＳＥＭの数を減らして受信チャネル数を減らすことで、バッテリー２７０の持ち時間を延ばすことができる。

【0085】

（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態における超音波装置を含む超音波診断システムの一例を示す。図１と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。この実施形態では、超音波診断システム１００Ｂは、超音波装置２００Ｂと端末装置３００とを有する。

【0086】

超音波装置２００Ｂは、半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂを有する。半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂは、互いに同一であり、ともにマスタ半導体装置として動作する。このため、半導体装置ＳＥＭａのデジタル信号処理部２４０ａと半導体装置ＳＥＭｂのデジタル信号処理部２４０ｂとは、相互にデータを送受信する。なお、超音波装置２００Ｂに搭載される半導体装置ＳＥＭの数は、２個以上であれば４個に限定されない。

【0087】

また、超音波装置２００Ｂは、半導体装置ＳＥＭａに接続された無線通信部２６０と、半導体装置ＳＥＭｂに接続された無線通信部２６１とを有する。各無線通信部２６０、２６１は、互いに独立に動作し、端末装置３００の無線通信部３１０との間で通信を実施する。

【0088】

図９は、図８の半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂの一例を示す。図２と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。整相加算部２４２ａ、２４２ｂまでの動作は、図２の半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂの動作と同様である。なお、図９では、超音波装置２００Ｂの動作の例（超音波装置２００Ｂの制御方法の例）が説明される。

【0089】

但し、この実施形態では、整相加算部２４２ａの出力に接続されたバッファおよび整相加算部２４３ｂの入力に接続されたバッファは、ともにオンする。このため、整相加算部２４２ａによる加算で得られたデータは、整相加算部２４３ｂに伝達される。また、整相加算部２４３ｂ、信号処理部２４４ｂおよび画像生成部２４５ｂは、制御部２５０ｂからのイネーブル状態を示す制御信号ＣＮＴｂを受けて動作する（ＯＮ）。

【0090】

これにより、デジタル信号処理部２４０ａ、２４０ｂは、２Ｍ個の受信チャネル数に対応する画像データをそれぞれ生成する。デジタル信号処理部２４０ａが生成した画像データは、無線通信部２６０を介して端末装置３００に送信される。デジタル信号処理部２４０ｂが生成した画像データは、無線通信部２６１を介して端末装置３００に送信される。このため、２つの画像データによる２つの超音波画像がディスプレイ３４０に表示可能である。

【0091】

なお、超音波装置２００Ｂは、信号処理部２４４ａ、２４４ｂに互いに異なる信号処理を実施させてもよい。例えば、信号処理部２４４ａ、２４４ｂは、制御部２５０ａ、２５０ｂからそれぞれ出力される制御信号ＣＮＴＳａ、ＣＮＴＳｂに基づいて、帯域が互いに異なるフィルタ処理を実施し、または、互いに異なるゲイン調整を実施する。これにより、端末装置３００のディスプレイ３４０に表示される２つの超音波画像を互いに相違させることができる。そして、ディスプレイ３４０を見る端末装置３００の操作者は、２つの超音波画像のうちのいずれかを選んで拡大表示することができる。

【0092】

また、超音波装置２００Ｂは、無線通信部２６０、２６１の無線方式を互いに相違させてもよい。例えば、無線通信部２６０は、Ｗｉ－Ｆｉの２．４ＧＨｚ帯を使用して画像データを端末装置３００に送信し、無線通信部２６１は、Ｗｉ－Ｆｉの５ＧＨｚ帯を使用して画像データを端末装置３００に送信する。端末装置３００は、例えば、受信強度の強い方の画像データを優先してディスプレイ３４０に表示する。これにより、超音波装置２００Ｂと端末装置３００との間での無線通信の途切れを軽減することができ、ディスプレイ３４０に表示する超音波画像の品位の低下を抑制することができる。

【0093】

さらに、バッテリー２７０の残容量が少ない場合、動作させる半導体装置ＳＥＭの数を減らして受信チャネル数を減らすことで、バッテリー２７０の持ち時間を延ばすことができる。この場合、画像データは、無線通信部２６０、２６１のいずれかを使用して端末装置３００に送信される。また、超音波装置２００Ｂは、バッテリー２７０の残容量が少ない場合、無線通信部２６１の動作を停止し、図１の超音波装置２００と同様に、無線通信部２６０のみを使用して、画像データを端末装置３００に送信してもよい。

【0094】

さらに、２つの超音波画像のうちのいずれかが拡大表示された場合、超音波装置２００Ｂは、表示されない超音波画像に対応する画像データを生成する整相加算部２４３、信号処理部２４４、画像生成部２４５をパワーダウン状態に設定してもよい。ここで、整相加算部２４３は、整相加算部２４３ａ、２４３ｂのいずれかであり、信号処理部２４４は、信号処理部２４４ａ、２４４ｂのいずれかであり、画像生成部２４５は、画像生成部２４５ａ、２４５ｂのいずれかである。

【0095】

以上、この実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、超音波装置２００Ａの複数の半導体装置ＳＥＭから複数の画像データを端末装置３００それぞれ送信する。これにより、画像データから生成される複数の超音波画像のうち、品位の高い超音波画像を選択的にディスプレイ３４０に表示することができる。あるいは、診断がしやすい超音波画像を選択的にディスプレイ３４０に表示することができる。この際、複数の半導体装置ＳＥＭ間で整相加算したデータを相互に伝達することで、受信チャネル数を増やした高い解像度の超音波画像をディスプレイ３４０に表示することができる。

【0096】

（第４の実施形態）
図１０は、第４の実施形態における超音波装置を含む超音波診断システムの一例を示す。図１と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。この実施形態では、超音波診断システム１００Ｃは、超音波装置２００Ｃのみを含む。すなわち、超音波装置２００Ｃは、図１の端末装置３００の機能を含む。

【0097】

超音波装置２００Ｃは、トランスデューサ２１０、パルサ＆スイッチ部２２０、半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂ、ＣＰＵ２８０、メモリ２８２およびディスプレイ２８４を有する。ＣＰＵ２８０、メモリ２８２およびディスプレイ２８４は、図１の端末装置３００のＣＰＵ３２０、メモリ３３０およびディスプレイ３４０とそれぞれ同様である。例えば、超音波装置２００Ａは、商用電源を使用して動作するため、バッテリーが搭載されない。なお、ディスプレイ２８４は、超音波装置２００Ｃの外部に接続されてもよい。

【0098】

例えば、超音波装置２００Ｃのプローブは、図１０に示す要素のうちトランスデューサ２１０のみを含む。このため、トランスデューサ２１０が内蔵されるプローブとパルサ＆スイッチ部２２０との間は、Ｎチャネルの信号線を含むケーブルで接続される。半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂの構成および機能は、図２の半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂの構成および機能と同様である。

【0099】

この実施形態では、ＣＰＵ２８０は、Ｉ^２Ｃインタフェースバスを介して、半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂの制御部２５０ａ、２５０ｂに接続される。このため、ＣＰＵ２８０は、無線通信部を介することなく、超音波画像の測定の開始指示および停止指示を制御部２５０ａ、２５０ｂに出力する。

【0100】

また、ＣＰＵ２８０は、ＳＰＩバスを介して、半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂのデジタル信号処理部２４０ａ、２４０ｂにそれぞれ接続される。このため、ＣＰＵ２８０は、無線通信部を介することなく、デジタル信号処理部２４０ａ、２４０ｂから画像データを受信可能である。但し、この実施形態では、図１および図２に示す実施形態と同様に、半導体装置ＳＥＭｂのデジタル信号処理部２４０ｂは、画像データを出力しない。超音波装置２００Ｃの動作は、図２および図３で説明した動作と同様である。

【0101】

なお、図１０の超音波装置２００ＣのＣＰＵ２８０、メモリ２８２およびディスプレイ２８４以外の要素を、図４に示した超音波装置２００Ａの無線通信部２６０とバッテリー２７０とを除く要素に置き換えてもよい。また、図１０の超音波装置２００ＣのＣＰＵ２８０、メモリ２８２およびディスプレイ２８４以外の要素を、図８に示した超音波装置２００Ｂの無線通信部２６０、２６１とバッテリー２７０とを除く要素に置き換えてもよい。以上、この実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0102】

なお、上述した実施形態に示した超音波装置２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃは、複数の同一の半導体装置ＳＥＭを有する。すなわち、同一の半導体装置ＳＥＭを使用して、複数の超音波装置２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃを設計および製造することができる。なお、超音波装置２００、２００Ｂ、２００Ｃの半導体装置ＳＥＭａ、ＳＥＭｂは、整相加算部２４３ａの入力に接続された３つの外部端子を有する超音波装置２００Ａの半導体装置ＳＥＭａを使用することが可能である。

【0103】

また、上述した実施形態に示した超音波装置２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃは、動作させる半導体装置ＳＥＭの数を増減することで、画像データを生成する受信チャネル数を増減することができ、所望の解像度の超音波画像を得ることができる。

【0104】

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

【符号の説明】

【0105】

１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ 超音波診断システム
２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ 超音波装置
２１０ トランスデューサ
２２０ パルサ＆スイッチ部
２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、２３０ｄ ＡＭＰ＆ＡＤＣ部
２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄ ＡＭＰ
２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、２３２ｄ ＡＤＣ
２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄ デジタル信号処理部
２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄ 遅延調整部
２４２ａ、２４２ｂ、２４２ｃ、２４２ｄ 整相加算部
２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃ、２４３ｄ 整相加算部
２４４ａ、２４４ｂ、２４４ｃ、２４４ｄ 信号処理部
２４５ａ、２４５ｂ、２４５ｃ、２４５ｄ 画像生成部
２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、２５０ｄ 制御部
２６０、２６１ 無線通信部
２７０ バッテリー
２８０ ＣＰＵ
２８２ メモリ
２８４ ディスプレイ
３００ 端末装置
３１０ 無線通信部
３２０ ＣＰＵ
３３０ メモリ
３４０ ディスプレイ
ＡＤＪａ、ＡＤＪｂ、ＡＤＪｃ、ＡＤＪｄ 遅延調整信号
ＣＮＴ１ａ、ＣＮＴ１ｂ 制御信号
ＣＮＴ２ａ、ＣＮＴ２ｂ 制御信号
ＣＮＴ３ａ、ＣＮＴ３ｂ 制御信号
ＣＮＴＳａ、ＣＮＴＳｂ 制御信号
ＳＥＭａ、ＳＥＭｂ、ＳＥＭｃ、ＳＥＭｄ 半導体装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】