CN111970976A - 超声波系统及超声波系统的控制方法 - Google Patents

超声波系统及超声波系统的控制方法 Download PDF

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Abstract

超声波系统具备超声波探针和图像显示装置，超声波探针包括：振子阵列；收发部，由来自振子阵列的接收信号生成声束信号；图像信息数据生成部，由声束信号生成图像信息数据；及探针侧无线发送部，将图像信息数据发送到图像显示装置，图像显示装置包括：动作状态获取部，获取图像显示装置的动作状态；及动作状态获取部，将动作状态发送到超声波探针，超声波探针具备以下各部中的至少一个：超声波收发控制部，根据图像显示装置的动作状态对超声波的收发进行控制；及输出格式设定部，根据图像显示装置的动作状态来设定图像信息数据的输出形式。

Description

超声波系统及超声波系统的控制方法
技术领域
本发明涉及一种超声波系统及超声波系统的控制方法，尤其，涉及一种超声波探针与图像显示装置通过无线通信而连接的超声波系统及超声波系统的控制方法。
背景技术
以往，在医疗领域中，利用超声波图像的超声波診断装置已被实际使用。通常，这种超声波診断装置具有内置振子阵列的超声波探针和连接于该超声波探针上的装置主体，从超声波探针向受检体发送超声波，用超声波探针来接收来自受检体的超声波回声，并通过用装置主体对该接收信号进行电处理而生成超声波图像。
近年来，例如，如专利文献专利文献1中所公开，开发出一种超声波系统，其通过无线通信而连接超声波探针与装置主体之间，以提高超声波探针的操作性、机动性。
在这种无线型超声波系统中，通过无线通信将从超声波探针的振子阵列输出的接收信号传输到装置主体，或者在超声波探针内内置用于信号处理的电路，在将从振子阵列输出的接收信号在超声波探针内经过数字处理的基础上，通过无线通信而传输到装置主体，由此在装置主体中生成超声波图像。如此生成的超声波图像由装置主体以恒定的显示帧率显示。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-211726号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
通常，若装置主体的温度上升到恒定的温度以上，则包括在装置主体中的电路及显示部等有可能难以正常地发挥功能。在该情况下，通常通过使装置主体的处理能力降低而防止装置主体中的温度上升。如此，若装置主体的处理能力降低，则为了在装置主体中生成超声波图像并显示所生成的超声波图像，需要大量的处理时间，因此无法及时处理从超声波探针通过无线通信而传输的信号，有时难以正常地显示超声波图像。
并且，根据装置主体中的显示部的分辨率、显示部的刷新率、超声波探针与装置主体之间的无线通信状态等，在显示部中能够正常地显示的超声波图像的数据量改变，因此无法及时处理从超声波探针通过无线通信而被传输的信号，有时难以正常地显示超声波图像。
本发明是为了解决这种现有问题而完成的，其目的在提供一种于无论装置主体中的处理能力等动作状态如何，都能够正常地显示超声波图像的超声波系统及超声波系统的控制方法。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的，本发明所涉及的超声波系统，其具备超声波探针和图像显示装置，所述超声波系统的特征在于，超声波探针包括：振子阵列；收发部，从振子阵列发送超声波，并且根据由振子阵列获取的接收信号来生成声束信号；图像信息数据生成部，根据由收发部生成的声束信号来生成图像信息数据；及探针侧无线通信部，将由图像信息数据生成部生成的图像信息数据无线发送到图像显示装置，图像显示装置包括：显示部，根据从超声波探针无线发送的图像信息数据来显示超声波图像；动作状态获取部，获取图像显示装置的动作状态；及显示装置侧无线通信部，将由动作状态获取部获取的图像显示装置的动作状态无线发送到超声波探针，超声波探针具备以下各部中的至少一个：超声波收发控制部，根据与从图像显示装置无线发送的图像显示装置的动作状态对应的超声波收发条件对由收发部收发超声波进行控制；及输出格式设定部，根据从图像显示装置无线发送的图像显示装置的动作状态，设定从超声波探针无线发送到图像显示装置的图像信息数据的输出格式。
优选图像显示装置具有包括中央处理装置的处理器，图像显示装置的动作状态是中央处理装置的结构、中央处理装置的时钟频率、显示部的分辨率及显示部中的刷新率中的至少一个。
此时，优选图像显示装置具有温度传感器和时钟控制部，该时钟控制部根据由温度传感器检测到的温度来控制中央处理装置的时钟频率，图像显示装置的动作状态是由时钟控制部控制的中央处理装置的时钟频率。
或者，优选图像显示装置具有通信状态检测部，该通信状态检测部检测超声波探针与图像显示装置之间的无线通信状态，图像显示装置的动作状态是由通信状态检测部检测到的无线通信状态。
此时，图像显示装置具有显示帧率确定部，该显示帧率确定部至少根据无线通信状态来确定显示帧率，显示部能够根据由显示帧率确定部确定的显示帧率来显示超声波图像。
并且，图像显示装置具有安全性评价指标计算部，该安全性评价指标计算部根据由超声波探针的超声波收发控制部控制的超声波的收发条件，计算安全性评价指标并显示于显示部，超声波探针将根据与从图像显示装置无线发送的图像显示装置的动作状态对应的超声波收发条件对由收发部收发超声波进行控制的通知无线发送到图像显示装置，安全性评价指标计算部能够在接收到从超声波探针无线发送的通知之后，计算安全性评价指标并显示于显示部。
并且，优选图像信息数据是对由收发部生成的声束信号实施了与超声波反射位置的深度对应的衰减校正及包络检波处理的信号。
并且，图像信息数据也可以是超声波图像信号，所述超声波图像信号是对由收发部生成的声束信号实施与超声波反射位置的深度对应的衰减校正及包络检波处理，并且按照所确定的图像显示方式进行转换而成。
优选收发部包括：发送部，使得从振子阵列发送超声波；及接收部，根据由振子阵列获取的接收信号来生成声束信号。
本发明为一种超声波系统的控制方法，所述超声波系统具备超声波探针和图像显示装置，所述超声波系统的控制方法包括：通过使超声波探针的振子阵列收发超声波而生成声束信号；根据所生成的声束信号来生成图像信息数据；将所生成的图像信息数据从超声波探针无线发送到图像显示装置；根据从超声波探针无线发送的图像信息数据，将超声波图像显示于图像显示装置的显示部；及将图像显示装置的动作状态从图像显示装置无线发送到超声波探针，超声波探针进行以下操作中的任一种：根据与从图像显示装置无线发送的图像显示装置的动作状态对应的超声波收发条件，对超声波的收发进行控制；及根据从图像显示装置无线发送的图像显示装置的动作状态，设定无线发送到图像显示装置的图像信息数据的输出格式。
发明效果
根据本发明，超声波探针由于具备以下各部中的至少一个：超声波收发控制部，根据与从图像显示装置无线发送的图像显示装置的动作状态对应的超声波收发条件，对由收发部收发超声波进行控制；及输出格式设定部，根据从图像显示装置无线发送的图像显示装置的动作状态，设定从超声波探针无线发送到图像显示装置的图像信息数据的输出格式，因此无论图像显示装置中的动作状态如何，都能够正常地显示超声波图像。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的超声波系统的结构的框图。
图2是表示本发明的实施方式1中的接收部的内部结构的框图。
图3是表示本发明的实施方式2中的图像显示装置的结构的框图。
图4是表示本发明的实施方式3中的图像显示装置的结构的框图。
图5是表示本发明的实施方式4中的图像显示装置的结构的框图。
图6是表示本发明的实施方式5所涉及的超声波系统的结构的框图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
实施方式1
图1中示出本发明的实施方式1所涉及的超声波系统1的结构。如图1所示，超声波系统1具备超声波探针2和图像显示装置3，超声波探针2与图像显示装置3通过无线通信而连接。
超声波系统1的超声波探针2具备振子阵列11，在振子阵列11上分别连接有发送部12及接收部13。发送部12及接收部13形成收发部14，在发送部12及接收部13上连接有超声波收发控制部15。在接收部13上依次连接有信号处理部16、图像处理部17及探针侧无线通信部18。信号处理部16及图像处理部17形成图像信息数据生成部19。
并且，在探针侧无线通信部18上连接有通信控制部20，在图像信息数据生成部19上连接有输出格式设定部22。此外，在超声波收发控制部15、信号处理部16、图像处理部17、通信控制部20及输出格式设定部22上连接有探针控制部21。并且，超声波探针2内置有电池24。
由发送部12、接收部13、超声波收发控制部15、信号处理部16、图像处理部17、通信控制部20、探针控制部21及输出格式设定部22构成探针侧处理器25。
超声波系统1的图像显示装置3具备显示装置侧无线通信部32，在显示装置侧无线通信部32上依次连接有显示控制部33及显示部34。并且，在显示装置侧无线通信部32上分别连接有通信控制部35、通信状态检测部39及动作状态获取部40。并且，在显示控制部33、通信控制部35、通信状态检测部39及动作状态获取部40上连接有主体控制部36，在主体控制部36上分别连接有操作部37及存储部38。显示装置侧无线通信部32与主体控制部36连接成可以双向传递信息，主体控制部36与存储部38连接成可以双向传递信息。
此外，由显示控制部33、通信控制部35、主体控制部36、通信状态检测部39及动作状态获取部40构成显示装置侧处理器41。
并且，超声波探针2的探针侧无线通信部18与图像显示装置3的显示装置侧无线通信部32连接成可以双向传递信息，由此超声波探针2与图像显示装置3通过无线通信而连接。
超声波探针2的振子阵列11具有以一维或二维的方式排列的多个超声波振子。这些振子分别按照从发送部12供给的驱动电压信号而发送超声波，并且接收来自受检体的反射波并输出接收信号。各个振子例如使用在压电体的两端形成有电极的元件而构成，该压电体由以PZT(Lead Zirconate Titanate：锆钛酸铅)为代表的压电陶瓷、以PVDF(PolyVinylidene Di Fluoride：聚偏二氟乙烯)为代表的高分子压电元件及以PMN-PT(LeadMagnesium Niobate-Lead Titanate：铌镁酸铅-钛酸铅固溶体)为代表的压电单晶等构成。
收发部14的发送部12例如包括多个脉冲发生器，并基于根据来自超声波收发控制部15的控制信号来选择的发送延迟模式，将各个驱动信号在调节延迟量之后供给到多个振子，以使从振子阵列11的多个振子发送的超声波形成超声波束。如此，若脉冲状或连续波状的电压施加于振子阵列11的振子的电极，则压电体进行伸缩，从各个振子产生脉冲状或连续波状的超声波，由这些超声波的合成波形成超声波束。
所发送的超声波束例如在受检体的部位等对象上反射，并朝向振子阵列11传播。如此朝向振子阵列11传播的超声波由构成振子阵列11的各个超声波振子所接收。此时，构成振子阵列11的各个超声波振子通过接收所传播的超声回声而伸缩并产生电信号，并将这些电信号即接收信号输出到接收部13。
收发部14的接收部13按照来自超声波收发控制部15的控制信号，对从振子阵列11输出的接收信号进行处理。如图2所示，接收部13具有放大部26、AD(Analog Digital：模拟数字)转换部27及光束成型器28串联连接的结构。放大部26将从构成振子阵列11的各个振子输入的接收信号进行放大，并将经过放大的接收信号发送到AD转换部27。AD转换部27将从放大部26发送的接收信号转换为经过数字化的元件数据，并将这些元件数据输送到光束成型器28。光束成型器28进行接收焦点处理，该接收焦点处理基于根据来自超声波收发控制部15的控制信号来选择的接收延迟模式，对遵循所设定声速的各元件数据赋予各自的延迟并进行相加(整相相加)。通过该接收焦点处理而生成超声波回声聚焦的声束信号。
探针侧处理器25的超声波收发控制部15通过控制收发部14的发送部12及接收部13，根据从探针控制部21指示的检查模式及扫描方式，进行超声波束的发送及超声波回声的接收。在此，检查模式表示B(亮度)模式、CF(彩色多普勒)模式、PD(功率多普勒)模式、PW(脉冲多普勒)模式、CW(连续波多普勒)模式、M(运动)模式等在超声波診断装置中可以使用的检查模式中的任一种，扫描方式表示电子扇形扫描方式、电子线性扫描方式、电子凸面扫描方式等扫描方式中的任一种。
并且，超声波收发控制部15根据与从图像显示装置3无线发送的图像显示装置3的动作状态对应的超声波收发条件，对由收发部14收发超声波进行控制。在此，在超声波收发条件中，例如包括每单位时间的超声波的收发次数、所谓超声波的扫描率。关于图像显示装置3的动作状态进行后述。
图像信息数据生成部19的信号处理部16在根据超声波反射位置的深度对由接收部13的光束成型器28生成的声束信号实施由传播距离所引起的衰减的校正之后，实施包络检波处理，从而生成与受检体内的组织有关的断层图像信息即信号。
图像信息数据生成部19的图像处理部17将由信号处理部16生成的信号光栅转换为遵循通常的电视信号的扫描方式的图像信号，在通过对如此生成的图像信号实施亮度校正、灰度校正、清晰度校正及颜色校正等各种必要的图像处理而生成超声波图像信号之后，将超声波图像信号作为图像信息数据输送到探针侧无线通信部18。
超声波探针2的探针侧无线通信部18包括用于发送及接收电波的天线，并与图像显示装置3的显示装置侧无线通信部32进行无线通信。此时，探针侧无线通信部18根据由图像信息数据生成部19的图像处理部17生成的超声波图像信号来调制载波而生成传输信号，并将所生成的传输信号无线发送到图像显示装置3的显示装置侧无线通信部32。作为载波的调制方式，例如使用ASK(Amplitude Shift Keying：幅移键控)、PSK(Phase ShiftKeying：相移键控)、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying：正交相移键控)、16QAM(16Quadrature Amplitude Modulation：16正交幅度调制)等。
并且，例如探针侧无线通信部18将由后述的图像显示装置3的动作状态获取部40获取并由图像显示装置3的显示装置侧无线通信部32无线发送的、表示图像显示装置3的动作状态的传输信号进行解调，并将表示图像显示装置3的动作状态的信息输出到探针控制部21。
探针侧处理器25的探针控制部21根据预先存储的程序等，对超声波探针2的各部进行控制。
超声波探针2的电池24内置于超声波探针2中，并将电力供给到超声波探针2的各电路。
探针侧处理器25的通信控制部20控制探针侧无线通信部18，以使以探针控制部21设定的发送电波强度来传输超声波图像信号。
探针侧处理器的输出格式设定部22根据图像显示装置3的动作状态，设定无线发送到图像显示装置3的超声波图像信号的输出格式。在此，在超声波图像信号的输出格式中，例如包括超声波图像信号的压缩率、将传输信号从探针侧无线通信部18无线发送到图像显示装置3的显示装置侧无线通信部32时的传送速率、超声波图像信号在显示部34上显示为超声波图像时的图像尺寸。在此，传送速率是指从探针侧无线通信部18无线发送到显示装置侧无线通信部32的超声波图像信号的每单位时间的发送次数。并且，关于图像显示装置3的动作状态进行后述。
图像显示装置3的显示装置侧无线通信部32包括用于发送和接收电波的天线，并与超声波探针2的探针侧无线通信部18进行无线通信。此时，图像显示装置3的显示装置侧无线通信部32例如经由天线而接收从超声波探针2的探针侧无线通信部18无线发送的传输信号，并将所接收到的传输信号进行解调，由此输出超声波图像信号。
并且，显示装置侧无线通信部32根据表示被动作状态获取部40获取的图像显示装置3的动作状态的信息来调制载波而生成传输信号，并将所生成的传输信号无线发送到超声波探针2的探针侧无线通信部18。作为载波的调制方式，例如，与超声波探针2的探针侧无线通信部18同样而使用ASK、PSK、QPSK、16QAM等。
显示装置侧处理器41的通信控制部35控制图像显示装置3的显示装置侧无线通信部32，以使从超声波探针2的探针侧无线通信部18接收传输信号，并将传输信号发送到探针侧无线通信部18。
显示装置侧处理器41的通信状态检测部39检测超声波探针2的探针侧无线通信部18与图像显示装置3的显示装置侧无线通信部32之间的无线通信状态。例如，此时，通信状态检测部39能够检测在探针侧无线通信部18与显示装置侧无线通信部32之间在每单位时间内无线通信的数据量所谓数据通信速度作为无线通信状态。并且，例如，通信状态检测部39也能够检测从探针侧无线通信部18向显示装置侧无线通信部32的超声波图像信号的传送速率作为无线通信状态。
显示装置侧处理器41的显示控制部33在主体控制部36的控制下，对由显示装置侧无线通信部32解调的超声波图像信号实施规定的处理，从而使超声波图像显示于显示部34。
显示装置侧处理器41的主体控制部36根据预先存储于存储部38等中的程序及经由操作部37的用户操作，对图像显示装置3的各部进行控制。
图像显示装置3的显示部34显示由显示控制部33生成的图像，例如包括LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)等显示器装置。
图像显示装置3的操作部37用于使用户进行输入操作，能够构成为具备键盘、鼠标、轨迹球、触控板及触摸面板等。
图像显示装置3的存储部38存储图像显示装置3的动作程序等，作为存储部38，能够使用闪存、HDD(Hard Disc Drive：硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive：固态驱动器)、FD(Flexible Disc：软盘)、MO盘(Magneto-Optical disc：磁光盘)、MT(Magnetic Tape：磁带)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、CD(Compact Disc：光盘)、DVD(Digital Versatile Disc：数字多功能光盘)、SD卡(Secure Digital card：安全数字卡)、USB存储器(Universal Serial Bus memory：通用串行总线存储器)等记录媒体或服务器等。
在此，在超声波探针2中具有收发部14、超声波收发控制部15、探针侧无线通信部18、图像信息数据生成部19、通信控制部20、探针控制部21及输出格式设定部22的探针侧处理器25和在图像显示装置3中具有显示控制部33、通信控制部35、主体控制部36、通信状态检测部39及动作状态获取部40的显示装置侧处理器41，由CPU(Central Processing Unit：中央处理装置)及用于使CPU进行各种处理的控制程序构成，但是也可以使用FPGA(FieldProgrammable Gate Array：现场可编程门阵列)、DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、GPU(Graphics Processing Unit：图形处理单元)、其他IC(Integrated Circuit：集成电路)而构成，或者组合它们而构成。
并且，也能够将探针侧处理器25的收发部14、超声波收发控制部15、探针侧无线通信部18、图像信息数据生成部19、通信控制部20、探针控制部21及输出格式设定部22构成为将部分或全部整合到一个CPU等。并且，显示装置侧处理器41的显示控制部33、通信控制部35、主体控制部36、通信状态检测部39及动作状态获取部40也同样，也能够构成为将部分或全部整合到一个CPU等。
显示装置侧处理器41的动作状态获取部40获取表示图像显示装置3的动作状态的信息，并将所获取的信息输送到显示装置侧无线通信部32。例如，在显示装置侧处理器41由CPU构成或包括CPU的情况下，动作状态获取部40能够获取该CPU的结构、CPU的处理能力、CPU的时钟频率作为图像显示装置3的动作状态。在此，CPU的结构例如是指内置于CPU中的芯片数量。并且，CPU的处理能力例如是指CPU能够同时处理的线程数。
并且，例如动作状态获取部40也能够获取显示部34的分辨率、显示部34中的刷新率、由通信状态检测部39检测到的超声波探针2与图像显示装置3之间的无线通信状态作为图像显示装置3的动作状态。在此，显示部34中的刷新率是指显示部34在每单位时间内可以更新显示的次数，例如在用作显示部34的每个显示器装置中具有固有的刷新率。
另外，动作状态获取部40能够获取表示这种多种类型的动作状态中的至少一种动作状态的信息。
然而，为了在图像显示装置3的显示部34上显示超声波图像而所需的显示装置侧处理器41的处理能力，根据图像显示装置3的动作状态发生变化。在通过无线通信而彼此连接超声波探针与图像显示装置的现有的超声波系统中，在因图像显示装置3的动作状态而无法在显示装置侧处理器41中获得充分的处理能力的情况下，从超声波探针无线发送的信号处理变得不充分，有时难以使超声波图像正常地显示。
在本发明的实施方式1所涉及的超声波系统1中，由显示装置侧处理器41的动作状态获取部40获取的表示图像显示装置3的动作状态的信息无线发送到超声波探针2，并根据图像显示装置3的动作状态对由超声波收发控制部15收发超声波进行控制。此时，超声波收发控制部15控制收发部14，以使图像显示装置3中的处理能力及超声波探针2与图像显示装置3之间的无线通信状态中的至少一个越变差，使收发部14中的扫描率越降低，从而能够使在图像信息数据生成部19中在每单位时间内生成的超声波图像信号的数量减少。因此，能够使从探针侧无线通信部18无线发送到图像显示装置3的每单位时间的数据量减少，进而，能够使在显示装置侧处理器41中在每单位时间内进行处理的超声波图像信号的数据量减少。
如此，通过探针侧处理器25的超声波收发控制部15根据图像显示装置3的动作状态对超声波的收发进行控制，在显示装置侧处理器41中在每单位时间内进行处理的超声波图像信号的数据量减少，因此无论显示装置侧处理器41的处理能力如何，都能够将超声波图像正常地显示于显示部34。
并且，在本发明的超声波系统1中，由输出格式设定部22设定与图像显示装置3的动作状态对应的超声波图像信号的输出格式，但是例如在输出格式设定部22将输出格式设定为通过增大超声波图像信号的压缩率等而减少超声波图像信号的数据量的情况下，在显示装置侧处理器41中进行处理的超声波图像信号的数据量减少。
并且，例如，在由超声波收发控制部15将收发部14控制成使收发部14中的扫描率降低，并由输出格式设定部22将输出格式设定为使从探针侧无线通信部18向显示装置侧无线通信部32的超声波图像信号的传送速率降低的情况下，在显示装置侧处理器41中每单位时间内进行处理的数据量减少。
如上所述，根据本发明的实施方式1所涉及的超声波系统1，由于根据图像显示装置3的动作状态来减少由显示装置侧处理器41在每单位时间内进行处理的数据量，因此无论图像显示装置3中的动作状态如何，都能够正常地显示超声波图像。
另外，实施方式1所涉及的超声波系统1的超声波探针2具备超声波收发控制部15和输出格式设定部22，但是即使在超声波探针2中仅具备超声波收发控制部15和输出格式设定部22中的任一个的情况下，也能够根据图像显示装置3的动作状态来减少由显示装置侧处理器41在每单位时间内进行处理的数据量，因此无论图像显示装置3的动作状态如何，都能够将超声波图像正常地显示于显示部34。
实施方式2
实施方式2所涉及的超声波系统具备图3所示的图像显示装置3A，来代替图1所示的实施方式1的超声波系统1的图像显示装置3。实施方式2中的图像显示装置3A在图1所示的实施方式1中的图像显示装置3中具备主体控制部36A来代替主体控制部36，还追加了温度传感器51和时钟控制部52。
如图3所示，在图像显示装置3A中，在显示控制部33、通信控制部35、操作部37、存储部38、通信状态检测部39、动作状态获取部40、温度传感器51及时钟控制部52上连接有主体控制部36A。此时，主体控制部36A与时钟控制部52连接成可以双向传递信息。并且，由显示控制部33、通信控制部35、主体控制部36A、通信状态检测部39、动作状态获取部40及时钟控制部52构成显示装置侧处理器41A。
并且，图像显示装置3A的显示装置侧处理器41A的全部或部分由CPU构成。
图像显示装置3A的温度传感器51内置于图像显示装置3A中，并检测图像显示装置3A的温度。例如，作为温度传感器51，使用根据与温度对应的电阻的变化来检测温度的热敏电阻、根据两种金属之间的热电动势来检测温度的热电偶等。
显示装置侧处理器41A的时钟控制部52根据由温度传感器51检测到的图像显示装置3A的温度，对包括在显示装置侧处理器41A中的CPU的时钟频率进行控制。在此，通常，随着CPU的时钟频率变高而CPU中的发热量增大。因此，时钟控制部52通过使CPU的时钟频率随着由温度传感器51检测到的温度变高而降低，能够抑制CPU中的发热并防止图像显示装置3A的温度上升。
此时，显示装置侧处理器41A的动作状态获取部40除了实施方式1中所例示的CPU的结构、CPU的处理能力、显示部34的分辨率、显示部34中的刷新率等以外，还能够获取由时钟控制部52控制的CPU的时钟频率作为图像显示装置3A的动作状态。
在此，若为了防止图像显示装置3A中的温度上升而使CPU的时钟频率降低，则显示装置侧处理器41A中的处理能力也降低，但是在本发明的实施方式2中，也与实施方式1所示方式同样，图像显示装置3A的动作状态由显示装置侧处理器41A的动作状态获取部40经由显示装置侧无线通信部32传输到超声波探针2。
此时，图1所示的探针侧处理器25的超声波收发控制部15将收发部14控制成根据由动作状态获取部40获取的图像显示装置3A的动作状态使收发部14中的扫描率降低，从而使在图像信息数据生成部19中在每单位时间内生成的超声波图像信号的数量减少。并且，超声波探针2的输出格式设定部22将超声波图像信号的输出格式设定为，根据图像显示装置3A的动作状态来减少超声波图像信号的数据量。因此，根据本发明的实施方式2所涉及的超声波系统，与实施方式1的超声波系统1同样，无论图像显示装置3A中的动作状态如何，都能够正常地显示超声波图像。
实施方式3
实施方式3所涉及的超声波系统具备图4所示的图像显示装置3B，来代替图1所示的实施方式1的超声波系统1的图像显示装置3。实施方式2中的图像显示装置3B在图1所示的实施方式1中的图像显示装置3中具备主体控制部36B来代替主体控制部36，还追加了显示帧率确定部61。
如图4所示，在图像显示装置3B中，在显示控制部33、通信控制部35、操作部37、存储部38、通信状态检测部39、动作状态获取部40及显示帧率确定部61上连接有主体控制部36B。并且，由显示控制部33、通信控制部35、主体控制部36B、通信状态检测部39、动作状态获取部40及显示帧率确定部61构成显示装置侧处理器41B。
然而，在超声波探针与图像显示装置通过无线通信而连接的现有的超声波系统中，由于图像显示装置中的处理能力降低、超声波探针与图像显示装置之间的无线通信状态变差等，有时每单位时间内输送到显示部的超声波图像的数量即向显示部的超声波图像的输送速率变得小于图像显示装置所具备的显示部中的显示帧率且发生变动。
在这种情况下，每单位时间内输送到显示部的帧数变得少于每单位时间内显示于显示部上的帧数，并且每单位时间内输送到显示部的帧数发生变动，因此显示于显示部上的帧之间的时间间隔可能会变动。这种显示部中的帧之间的时间间隔的变动是妨碍对显示于显示部上的超声波图像进行识别并诊断的医生等用户进行稳定的诊断的主要因素。
显示装置侧处理器41B的显示帧率确定部61至少根据由通信状态检测部39检测到的、超声波探针2的探针侧无线通信部18与图像显示装置3B的显示装置侧无线通信部32之间的无线通信状态，确定显示部34中的超声波图像的显示帧率。此时，显示帧率确定部61确定显示部34中的显示帧率，以使向显示部34的超声波图像的输送速率变得大于显示部34中的显示帧率。
例如，在通信状态检测部39检测从探针侧无线通信部18向显示装置侧无线通信部32的传输信号的传送速率的情况下，显示帧率确定部61将由通信状态检测部39检测到的传送速率上乘以恒定比例的值确定为显示帧率。作为更具体的示例，显示帧率确定部61能够将由通信状态检测部39检测到的传送速率的70％左右的速率确定为显示帧率。
显示控制部33在主体控制部36B的控制下，将能够显示的图像数据输送到显示部34，以使超声波图像以由显示帧率确定部61确定的显示帧率来显示。
如上所述，根据实施方式3所涉及的超声波系统，至少根据超声波探针2与图像显示装置3B之间的无线通信状态，将显示部34中的显示帧率确定为使向显示部34的超声波图像的输送速率变得大于显示部34中的显示帧率，因此通过保持充分的余量在显示部34上显示超声波图像，能够防止显示部34中的帧之间的时间间隔发生变动。
另外，在实施方式3中，对显示帧率确定部61仅根据由通信状态检测部39检测到的传送速率来确定显示部34中的显示帧率的示例进行说明，但是显示帧率的确定方法并不限定于此。例如，显示帧率确定部61除了超声波探针2与图像显示装置3B之间的无线通信状态以外，还能够追加图1所示的探针侧处理器25的图像信息数据生成部19中的超声波图像信号的生成速率及图像显示装置3B中的处理能力而确定显示部34中的显示帧率。
此时，显示帧率确定部61例如能够将基于超声波探针2与图像显示装置3B之间的无线通信状态的第1显示帧率候选值、基于超声波探针2中的超声波图像信号的生成速率的第2显示帧率候选值、基于图像显示装置3B中的处理能力的第3显示帧率候选值中的最低值确定为显示部34中的显示帧率。
例如，显示帧率确定部61能够将在由显示装置侧处理器41B的通信状态检测部39检测到的传输信号的传送速率上乘以恒定比例而计算出的值作为第1显示帧率候选值，并将探针侧处理器25的图像信息数据生成部19中的超声波图像信号的生成速率设为第2显示帧率候选值，将在图像显示装置3B中生成可以显示于显示部34上的图像的图像处理速率设为第3显示帧率候选值。在此，作为第3显示帧率候选值的图像显示装置3B中的图像处理速率中，包括与显示装置侧无线通信部32中的传输信号的解调有关的处理能力、与显示控制部33中的可以显示图像数据的生成有关的处理能力等影响。
并且，在图像显示装置3B具备如图3所示的温度传感器51的情况下，显示帧率确定部61在获取第3显示帧率候选值时，例如预先保持有图像显示装置3B中的动作时间与温度的关系、以及图像显示装置3B中的温度与图像处理速率的关系，并能够根据由温度传感器51测量的图像显示装置3B的当前温度来预测使图像显示装置3B工作5分钟左右时的图像处理速率，并设为第3显示帧率候选值。
如此，通过根据第1显示帧率候选值、第2显示帧率候选值、第3显示帧率候选值来确定显示部34中的显示帧率，进而保持余量在显示部34上显示超声波图像，从而能够防止显示部34中的帧之间的时间间隔发生变动。
实施方式4
实施方式4所涉及的超声波系统具备图5所示的图像显示装置3C，来代替图1所示的实施方式1的超声波系统1的图像显示装置3。实施方式4中的图像显示装置3C在图1所示的实施方式1中的图像显示装置3中具备主体控制部36C来代替主体控制部36，还追加了安全性评价指标计算部62。
如图5所示，在图像显示装置3C中，在显示控制部33、通信控制部35、主体控制部36C、通信状态检测部39、动作状态获取部40及安全性评价指标计算部62上连接有主体控制部36C。并且，由显示控制部33、通信控制部35、主体控制部36C、通信状态检测部39、动作状态获取部40及安全性评价指标计算部62构成显示装置侧处理器41C。
显示装置侧处理器41C的安全性评价指标计算部62根据由图1所示的超声波探针2的超声波收发控制部15控制的超声波的收发条件来计算安全性评价指标，并将所计算出的安全性评价指标显示于显示部34。此时，首先，由超声波探针2将根据与图像显示装置3C的动作状态对应的超声波收发条件对由收发部14收发超声波进行控制的通知无线发送到图像显示装置3C，在由安全性评价指标计算部62接收被无线发送的通知之后，计算安全性评价指标，并将所计算出的安全性评价指标显示于显示部34。
在此，在由超声波收发控制部15控制的超声波收发条件中，除了收发部14中的扫描率以外，还包括从振子阵列11发送的超声波的强度即由发送部12发送的驱动信号的电压的大小、超声波的中心频率、接收信号的放大率等。
并且，安全性评价指标是指，评价针对超声波对活体带来的影响的安全性的指标，例如，包括评价超声波对活体内部的放射压力及振动等机械作用的安全性的MI(Mechanical Index：机械指数)值、以及评价针对由超声波的能量被吸收到活体内引起的活体的加热作用的安全性的TI(Thermal Index：热指数)值等。
例如，在计算出MI值作为安全性评价指标的情况下，安全性评价指标计算部62能够通过由考虑到活体内的衰减的超声波的最大负声压力除以从振子阵列11的发送的超声波的中心频率的平方根而计算MI值。并且，在计算出TI值作为安全性评价指标的情况下，安全性评价指标计算部62通过将活体内的超声波的输出强度除以使活体组织的温度上升1℃所需超声波的输出强度而能够计算TI值。
用户通过确认显示于显示部34上的这种安全性评价指标值，能够掌握从振子阵列11发送的超声波对受检体内部带来的影响。
如上所述，根据实施方式4所涉及的超声波系统，无论图像显示装置3C中的动作状态如何，都在显示部34上正常地显示超声波图像，因此即使在由探针侧处理器25的超声波收发控制部15重新设定了超声波收发条件的情况下，由于将与所设定的超声波收发条件对应的安全性评价指标显示于显示部34，因此用户能够更准确地掌握从振子阵列11发送的超声波对受检体内部带来的影响。
实施方式5
在图6中示出实施方式5所涉及的超声波系统1A的结构。超声波系统1A具备超声波探针2A来代替图1所示的实施方式1的超声波系统1的超声波探针2，并具备图像显示装置3D来代替图像显示装置3。
超声波系统1A的超声波探针2A具备仅具有信号处理部16的图像信息数据生成部19A来代替在图1所示的超声波探针2中具有信号处理部16及图像处理部17的图像信息数据生成部19，并具备探针控制部21A来代替探针控制部21。实施方式5中的超声波探针2A除了图像信息数据生成部19A及探针控制部21D以外，还具有与实施方式1的超声波探针2相同的结构。
在超声波探针2A中，信号处理部16直接连接于探针侧无线通信部18。并且，由发送部12、接收部13、超声波收发控制部15、信号处理部16、通信控制部20、探针控制部21A及输出格式设定部22构成探针侧处理器25A。
并且，图像显示装置3D在图1所示的实施方式1中的图像显示装置3中，在显示装置侧无线通信部32与显示控制部33之间连接有图像处理部17，并具备主体控制部36D来代替主体控制部36。图像显示装置3D除了图像处理部17及主体控制部36D以外，还具有与实施方式1中的图像显示装置3相同的结构。
由图像处理部17、显示控制部33、通信控制部35、主体控制部36D、通信状态检测部39及动作状态获取部40构成显示装置侧处理器41D。并且，图像显示装置3D的图像处理部17与实施方式1中的超声波探针2所具备的图像处理部17相同。
图像信息数据生成部19A的信号处理部16在根据超声波所反射的位置的深度对由接收部13的光束成型器28生成的声束信号实施由传播距离引起的衰减的校正之后，实施包络检波处理，从而生成与受检体内的组织有关的断层图像信息即信号作为图像信息数据。
超声波探针2A的探针侧无线通信部18根据由图像信息数据生成部19A的信号处理部16生成的信号来调制载波而生成传输信号，并将所生成的传输信号无线发送到图像显示装置3D的显示装置侧无线通信部32。
图像显示装置3D的显示装置侧无线通信部32通过解调从超声波探针2A无线发送的传输信号，获取由图像信息数据生成部19的信号处理部16生成的信号，并将该信号输送到显示装置侧处理器41D的图像处理部17。
显示装置侧处理器41D的图像处理部17将从显示装置侧无线通信部32输送的信号，光栅转换为遵循通常的电视信号的扫描方式的图像信号，并通过对如此生成的图像信号实施亮度校正、灰度校正、清晰度校正及色校正等各种所需图像处理而生成超声波图像信号，并将所生成的超声波图像信号输送到显示控制部33。如此输送到显示控制部33的超声波图像信号被转换为由显示控制部33可以显示的图像数据并显示于显示部34。
显示装置侧处理器41D的动作状态获取部40获取表示图像显示装置3D的动作状态的信息，并将所获取的信息输送到显示装置侧无线通信部32。
若表示图像显示装置3D的动作状态的信息输送到显示装置侧无线通信部32，则显示装置侧无线通信部32根据该信息来调制载波而生成传输信号，并将所生成的传输信号无线发送到探针侧无线通信部18。
从显示装置侧无线通信部32无线发送到探针侧无线通信部18的传输信号由探针侧无线通信部18解调而成为表示图像显示装置3D的动作状态的信息，并输送到探针控制部21A。
因此，超声波收发控制部15根据图像显示装置3D的动作状态来设定超声波收发条件，并根据所设定的超声波收发条件来控制收发部14。此时，例如超声波收发控制部15控制收发部14，以使根据图像显示装置3D的动作状态使收发部14中的扫描率降低。由此，能够使显示装置侧处理器41D的图像处理部17中的超声波图像信号的生成速率降低，并能够使在显示装置侧处理器41D中在每单位时间内进行处理的数据量降低。
并且，探针侧处理器25A的输出格式设定部22根据图像显示装置3D的动作状态来设定由信号处理部16生成的信号的输出格式。此时，输出格式设定部22例如能够设定输出格式，以使通过压缩由信号处理部16生成的信号等而减少信号的数据量。由此，在显示装置侧处理器41D中进行处理的数据量减少。
并且，例如在由超声波收发控制部15将收发部14控制为使收发部14中的扫描率降低，并由输出格式设定部22将输出格式设定为使从探针侧无线通信部18向显示装置侧无线通信部32的传输信号的传送速率降低的情况下，在显示装置侧处理器41中在每单位时间内进行处理的数据量减少。
如上所述，如实施方式5的超声波系统1A那样，即使在图像处理部17具备于图像显示装置3D，而不是具备于超声波探针2A的情况下，与实施方式1的超声波系统1同样，根据图像显示装置3D的动作状态，由显示装置侧处理器41D在每单位时间内进行处理的数据量减少，因此无论图像显示装置3D中的动作状态如何，都能够正常地显示超声波图像。
另外，在上述实施方式1～4中，在由图像信息数据生成部19的信号处理部16实施了衰减的校正及包络检波处理之后，由图像处理部17进行光栅转换的超声波图像信号作为图像信息数据从探针侧无线通信部18无线发送到图像显示装置3、图像显示装置3A～3C，并且，在实施方式5中，由图像信息数据生成部19A的信号处理部16实施了衰减的校正及包络检波处理的信号作为图像信息数据从探针侧无线通信部18无线发送到图像显示装置3D，但是如此从超声波探针2无线发送到图像显示装置3、3A～3C的图像信息数据、及从超声波探针2A无线发送到图像显示装置3D的图像信息数据优选为检波后的信号。然而，图像信息数据并不限定于检波后的信号。
并且，上述实施方式1～5中的图像显示装置3、3A、3B、3C、3D能够在显示部34中组合触摸传感器，并将触摸传感器用作操作部37。由此，实施方式1的超声波系统1、实施方式2～4的超声波系统、实施方式5的超声波系统1A在紧急治疗等时，在室外诊断中也极为有效。
符号说明
1、1A-超声波系统，2、2A-超声波探针，3、3A、3B、3C、3D-图像显示装置，11-振子阵列，12-发送部，13-接收部，14-收发部，15-超声波收发控制部，16-信号处理部，17-图像处理部，18-探针侧无线通信部，19、19A-图像信息数据生成部，20-通信控制部，21、21A-探针控制部，22-输出格式设定部，24-电池，25、25A-探针侧处理器，26-放大部，27-AD转换部，28-光束成型器，32-显示装置侧无线通信部，33-显示控制部，34-显示部，35-通信控制部，36、36A、36B、36C、36D-主体控制部，37-操作部，38-存储部，39-通信状态检测部，40-动作状态获取部，41、41A、41B、41C、41D-显示装置侧处理器，51-温度传感器，52-时钟控制部，61-显示帧率确定部，62-安全性评价指标计算部。

Claims (10)

1.一种超声波系统，其具备超声波探针和图像显示装置，其中，
所述超声波探针包括：
振子阵列；
收发部，其从所述振子阵列发送超声波，并且根据由所述振子阵列获取的接收信号而生成声束信号；
图像信息数据生成部，其根据由所述收发部生成的所述声束信号，生成图像信息数据；以及
探针侧无线通信部，其将由所述图像信息数据生成部生成的所述图像信息数据无线发送到所述图像显示装置，
所述图像显示装置包括：
显示部，其根据从所述超声波探针无线发送的所述图像信息数据，显示超声波图像；
动作状态获取部，其获取所述图像显示装置的动作状态；以及
显示装置侧无线通信部，其将由所述动作状态获取部获取的所述图像显示装置的所述动作状态，无线发送到所述超声波探针，
所述超声波探针具备超声波收发控制部和输出格式设定部中的至少一个，所述超声波收发控制部根据与从所述图像显示装置无线发送的所述图像显示装置的所述动作状态对应的超声波收发条件，对由所述收发部进行的超声波的收发进行控制，所述输出格式设定部根据从所述图像显示装置无线发送的所述图像显示装置的所述动作状态，设定从所述超声波探针无线发送到所述图像显示装置的所述图像信息数据的输出格式。
2.根据权利要求1所述的超声波系统，其中，
所述图像显示装置具有包含中央处理装置的处理器，
所述图像显示装置的所述动作状态是所述中央处理装置的结构、所述中央处理装置的时钟频率、所述显示部的分辨率、所述显示部中的刷新率中的至少一个。
3.根据权利要求2所述的超声波系统，其中，
所述图像显示装置具有温度传感器和时钟控制部，所述时钟控制部根据由所述温度传感器检测到的温度而控制所述中央处理装置的时钟频率，
所述图像显示装置的所述动作状态是由所述时钟控制部控制的所述中央处理装置的时钟频率。
4.根据权利要求1所述的超声波系统，其中，
所述图像显示装置具有通信状态检测部，所述通信状态检测部检测所述超声波探针与所述图像显示装置之间的无线通信状态，
所述图像显示装置的所述动作状态是由所述通信状态检测部检测到的所述无线通信状态。
5.根据权利要求4所述的超声波系统，其中，
所述图像显示装置具有显示帧率确定部，所述显示帧率确定部至少根据所述无线通信状态而确定显示帧率，
所述显示部根据由所述显示帧率确定部确定的所述显示帧率而显示所述超声波图像。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的超声波系统，其中，
所述图像显示装置具有安全性评价指标计算部，所述安全性评价指标计算部根据由所述超声波探针的所述超声波收发控制部控制的超声波的收发条件，计算安全性评价指标并显示于所述显示部，
所述超声波探针向所述图像显示装置无线发送如下主旨的通知：根据与从所述图像显示装置无线发送的所述图像显示装置的所述动作状态对应的超声波收发条件，对由所述收发部进行的超声波的收发进行控制，
所述安全性评价指标计算部在接收到从所述超声波探针无线发送的所述通知之后，计算所述安全性评价指标并显示于所述显示部。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的超声波系统，其中，
所述图像信息数据是对由所述收发部生成的所述声束信号实施了与超声波的反射位置的深度对应的衰减校正以及包络线检波处理而得到的信号。
8.根据权利要求1至6中任意一项所述的超声波系统，其中，
所述图像信息数据是如下的超声波图像信号：对由所述收发部生成的所述声束信号实施与超声波的反射位置的深度对应的衰减校正以及包络线检波处理，并且按照所确定的图像显示方式进行转换而成的超声波图像信号。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的超声波系统，其中，
所述收发部包括：
发送部，其使得从所述振子阵列发送超声波；以及
接收部，其根据由所述振子阵列获取的接收信号，生成所述声束信号。
10.一种超声波系统的控制方法，所述超声波系统具备超声波探针和图像显示装置，所述超声波系统的控制方法进行以下处理：
通过使所述超声波探针的振子阵列进行超声波的收发，生成声束信号；
根据所生成的所述声束信号，生成图像信息数据；
将所生成的所述图像信息数据从所述超声波探针无线发送到所述图像显示装置；
根据从所述超声波探针无线发送的所述图像信息数据，将超声波图像显示于所述图像显示装置的显示部；以及
将图像显示装置的动作状态从所述图像显示装置无线发送到所述超声波探针，
所述超声波探针进行以下操作中的至少一种：根据与从所述图像显示装置无线发送的所述图像显示装置的所述动作状态对应的超声波收发条件，对超声波的收发进行控制；以及根据从所述图像显示装置无线发送的所述图像显示装置的所述动作状态，设定无线发送到所述图像显示装置的图像信息数据的输出格式。
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