CN113509201A - 超声波诊断装置以及超声波诊断系统 - Google Patents

超声波诊断装置以及超声波诊断系统 Download PDF

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CN113509201A CN202110367167.1A CN202110367167A CN113509201A CN 113509201 A CN113509201 A CN 113509201A CN 202110367167 A CN202110367167 A CN 202110367167A CN 113509201 A CN113509201 A CN 113509201A
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ultrasonic diagnostic
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杉山敦子
王广毅
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Abstract

实施方式的超声波诊断装置具有图像处理部、第一取得部、第二取得部以及生成部。图像处理部将通过超声波探头接收由超声波探头发送并从被检者反射来的超声波的反射波而产生的信号变换为图像信息。第一取得部取得对所述超声波探头相对于所述被检者的相对关系进行表示的信息。第二取得部取得对所述被检者的被检者特性进行表示的信息和对本装置的装置特性进行表示的信息中的至少一方。生成部基于所述第一取得部取得的所述超声波探头相对于所述被检者的相对关系、和所述第二取得部取得的表示所述被检者特性的信息以及表示所述装置特性的信息中的至少一方，生成所述超声波探头的操作候选。

Description

超声波诊断装置以及超声波诊断系统
技术领域
本说明书以及附图所公开的实施方式涉及超声波诊断装置以及超声波诊断系统。
背景技术
有具备超声波探头和超声波诊断装置的超声波诊断系统。超声波探头向被检者发送超声波，并将与由被检者反射的反射波对应的信息作为反射波信息而输出至超声波诊断装置。超声波诊断装置将由超声波探头所输出的反射波信息变换为图像信息并进行显示。操作超声波诊断装置来对被检者进行诊断的操作者例如一边观察由超声波诊断装置显示的图像一边诊断被检者有无病变等。
图像信息中包含的病变的形状、大小有时根据例如被检者与超声波探头的位置关系而不同。在该情况下，有时无法准确地掌握病变的形状、大小，诊断变得困难。针对该问题，存在具备实时对被检者与超声波探头的相对位置等进行检测的传感器的超声波诊断装置。
但是，即使实时检测被检者与超声波探头的相对位置等，根据将超声波探头按压于被检者时的方向、压力，病变的形状有时也会发生变化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-255658号公报
专利文献2：日本特开2002-017732号公报
发明内容
本说明书以及附图所公开的实施方式所要解决的技术问题在于，能够适当地对被检者进行诊断。但是，本说明书以及附图所公开的实施方式所要解决的技术问题不限于上述技术问题。也能够将与后述的实施方式所示的各结构的各效果对应的技术问题作为其他技术问题而定位。
实施方式的超声波诊断装置，具有图像处理部、第一取得部、第二取得部以及生成部。图像处理部将通过由超声波探头接收由超声波探头发送并从被检者反射来的超声波的反射波而产生的信号变换为图像信息。第一取得部取得对所述超声波探头相对于所述被检者的相对关系进行表示的信息。第二取得部取得对所述被检者的被检者特性进行表示的信息和对本装置的装置特性进行表示的信息中的至少一方。生成部基于所述第一取得部所取得的所述超声波探头相对于所述被检者的相对关系、和所述第二取得部所取得的表示所述被检者特性的信息以及表示所述装置特性的信息中的至少一方，生成所述超声波探头的操作候选。
附图说明
图1是第一实施方式的超声波诊断系统1的框图。
图2是表示通过超声波诊断系统1对被检者H进行诊断的状态的图。
图3是表示第一实施方式的超声波诊断装置100的处理的一例的流程图。
图4是表示显示装置42所显示的画面的一例的图。
图5是第二实施方式的超声波诊断系统2的框图。
图6是表示第二实施方式的超声波诊断装置200的处理的一例的流程图。
图7是表示超声波诊断装置200进行机器学习、执行通常诊断为止的数据的流动的概念图。
图8是表示外部装置的处理的一例的流程图。
图9是表示外部装置220进行机器学习、超声波诊断装置200执行通常诊断为止的数据的流动的概念图。
图10是第三实施方式的超声波诊断系统3的框图。
图11是表示超声波诊断系统3的外观的图。
图12是表示显示装置42所显示的画面的一例的图。
附图标记说明
1，2，3：超声波诊断系统
10：超声波探头
20：状态传感器
22：6轴传感器
24：压力传感器
30：输入接口
40：输出接口
42：显示装置
44：扬声器
46：振动器
51：超声波图像
52：位置指示器
53：左右位置指示器
54：压力指示器
55：旋转位置指示器
56：速度指示器
80：机器人臂
100，200，300：超声波诊断装置
110：通信接口
120：处理电路
121：图像处理功能
122：第一取得功能
123：第二取得功能
124：生成功能
125：提示功能
128：学习功能
129：控制功能
130：存储器
220：外部装置
240：超声波装置
AD：取得数据
TD：教师数据
H：被检测者
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式的超声波诊断装置以及超声波诊断系统进行说明。
(第一实施方式)
图1是第一实施方式的超声波诊断系统1的框图，图2是表示通过超声波诊断系统1对被检者H进行诊断的状态的图。如图1所示，超声波诊断系统1例如具备超声波探头10、状态传感器20、输入接口30、输出接口40以及超声波诊断装置100。如图2所示，在超声波诊断装置100中设置有输出接口40中的显示装置42。
超声波探头10例如基于由未图示的操作者进行的手动操作，被按压于被检者H的检查对象部位。超声波探头10例如为了取得被检者H的体内的图像而对被检者发送超声波。超声波探头10接收所发送的超声波的反射波。超声波探头10生成通过发送接收面接收而产生的超声波的反射波的信号(回波信号)即反射波信息并输出至超声波诊断装置100。
如图1所示，状态传感器20例如具备6轴传感器22和压力传感器24。6轴传感器22以及压力传感器24例如设置于超声波探头10。状态传感器20检测相对位置、扫描方向、旋转方向、倾斜、以及将超声波探头10向被检者按压时的压力(以下，称为“按压压力”)，作为处于超声波探头10相对于被检者的相对关系的状态。超声波探头10相对于被检者的状态也可以由状态传感器20以外的传感器检测。
6轴传感器22例如是检测3轴加速度以及3轴角速度的传感器。6轴传感器22基于检测出的3轴加速度以及3轴角速度，检测超声波探头10相对于被检者的相对位置、扫描方向、扫描速度、旋转方向(旋转速度)以及倾斜(朝向)。例如，6轴传感器22检测相对于三维的各方向的加速度，计算已知的位置例如默认位置与当前位置的差分。6轴传感器22基于计算出的位置的差分，检测超声波探头10相对于被检者的相对位置以及扫描方向。为了检测出相对位置及扫描方向，也可以使用3轴传感器来代替6轴传感器22。
超声波探头10相对于被检者的相对位置也可以通过其他方法来检测。例如，相对位置传感器也可以具备拍摄被检者的相机。在该情况下，相对位置传感器例如通过使用了由相机拍摄到的图像的光学的差分识别，来检测超声波探头10相对于被检者的相对位置。相对位置传感器也可以是使用了电磁方式的传感器。
6轴传感器22例如基于3轴加速度来检测超声波探头10的当前位置。6轴传感器22例如通过计算超声波探头10的当前位置与已知位置(默认位置)的差分，来计算超声波探头10的扫描方向。6轴传感器22例如基于超声波探头10的扫描方向的变化率，计算超声波探头10的扫描速度。另外，超声波探头10的扫描方向以及操作速度也可以由检测3轴加速度的3轴传感器求出。
6轴传感器22例如基于3轴角速度来检测超声波探头10的旋转方向。6轴传感器22例如通过计算超声波探头10的当前角度与已知角度(默认角度)的差分，来计算超声波探头10的旋转方向。6轴传感器22例如基于超声波探头10的旋转方向的变化率，计算超声波探头10的旋转速度。6轴传感器22将检测出的超声波探头10相对于被检者的状态的相对位置、扫描方向、扫描速度、旋转方向(旋转速度)以及倾斜(朝向)的各信息输出至超声波诊断装置100。
压力传感器24例如由在内侧具备压电层的导电膜构成。压力传感器24例如具备外侧的2个外部电极和被2个外部电极夹着的内部电极。压力传感器24在外侧的2个电极之间施加了压力的情况下，计测在电极间流动的电流的电流值。压力传感器24基于计测出的电流值，检测对压力传感器24施加的压力、换言之对被检者与超声波探头10之间施加的压力。压力传感器24将检测出的压力的信息输出至超声波诊断装置100。在以下的说明中，将超声波探头10相对于被检者的状态的信息称为“探头状态信息”。
6轴传感器22也可以检测超声波探头10的3轴加速度以及3轴角速度。压力传感器24也可以检测计测出的电流值。在该情况下，状态传感器20将由6轴传感器22检测出的超声波探头10的3轴加速度以及3轴角速度以及由压力传感器24计测出的电流值的检测信息输出至超声波诊断装置100。超声波诊断装置100基于所输出的检测信息，计算探头状态信息。
输入接口30例如具备鼠标、键盘、触摸面板等物理的操作部件。输入接口30例如通过操作者的操作等，将在医院系统(HIS，Hospital Information System)中存储的事项或问诊单所记载的事项等被检者信息输出至超声波诊断装置100。医院信息系统例如是用于实现设置有超声波诊断装置100的医院整体的诊疗、结账业务的高效化的系统，存储被检者信息。问诊单在被检者受诊时为了收集与检查相关联的信息而存储被检者信息。问诊单既可以记载于纸，也可以存储于电子介质。考虑问诊单是纸的情况，输入接口30也可以是OCR(Optical Character Recognition，光学字符识别)系统。
被检者信息也可以代替医院信息系统而从具有与医院信息系统同等的检查信息的生活系统、放射线科信息系统(RIS、Radiology Information System)、电子病历系统等取得。被检者信息例如用于求出超声波探头10的操作候选。在被检者信息是基于医院系统的信息的情况下，被检者信息也可以包含由医院系统提供的检查目的、检查部位、实施协议等信息。
在医院系统中存储的被检者信息中，例如包含“检查目的”、“检查部位”、“实施协议”等表示被检者特性的项目。在问诊单所记载的被检者信息中，例如包含“身高”、“体重”、“BMI”、“血压”、“体脂肪”、“性别”、“年龄”、“病史”、“民族(人种)”、“职业”、“饮食生活”、“饮酒史”、“吸烟史”、“运动习惯”、“家族病史”、被检者为女性的情况下的“生育履历”、“初潮年龄”、“闭经年龄”、“月经状况”、“哺乳期”等项目。
另外，在本说明书中，输入接口30不仅限于具备鼠标、键盘等物理的操作部件的接口。例如，从与装置分体设置的外部的输入设备接收与输入操作对应的电信号，并将该电信号向控制电路输出的电信号的处理电路也包含在输入接口30的例子中。输出接口40既可以设置于超声波诊断装置100，也可以与超声波诊断装置100分开设置。
输出接口40例如具备显示装置42、扬声器44、振动器46等。显示装置42例如配置于显示操作者能够视觉确认的图像的位置。显示装置42显示基于由超声波诊断装置100输出的信息的图像。显示装置42通过操作者等的视觉来提示超声波探头10的操作候选。显示装置42例如可以是显示器，也可以是投影图像的投影仪。
扬声器44例如配置于操作者能够听取声音的位置。扬声器44输出基于由超声波诊断装置100输出的信息的声音。扬声器44通过操作者等的听觉来提示超声波探头10的操作候选。扬声器44例如通过声音的强弱、间隔的长短、音程的高低等来提示超声波探头10的操作候选。扬声器44例如也可以设置于操作者佩戴的头戴式耳机或耳机。振动器46例如设置于操作者能够感知振动的位置。例如，振动器46是操作者佩戴在身上或者放入到操作者的衣服上来使用的。振动器46根据由超声波诊断装置100输出的信息而振动。振动器46通过操作者等的触觉来提示超声波探头10的操作候选。在进行通过触觉的超声波探头10的操作候选的提示时，例如也可以使用对通过超声波探头10的与被检者的压力阻力的差分进行调整的方法等。
超声波诊断装置100例如具备通信接口110、处理电路120以及存储器130。处理电路120例如具备图像处理功能121、第一取得功能122、第二取得功能123、生成功能124、以及提示功能125。处理电路120例如通过硬件处理器执行存储器130中存储的程序来实现这些功能。
硬件处理器例如是指CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、GPU(Graphics Processing Unit：图形处理单元)、面向特定用途的集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit；ASIC)、可编程逻辑器件(例如，简单可编程逻辑器件(Simple Programmable Logic Device；SPLD)或复合可编程逻辑器件(ComplexProgrammable Logic Device；CPLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray；FPGA))等电路(circuitry)。也可以代替使存储器130存储程序，而构成为在硬件处理器的电路内直接装入程序。在该情况下，硬件处理器通过读出并执行被装入到电路内的程序来实现功能。硬件处理器不限于构成为单一的电路，也可以将多个独立的电路组合而构成为1个硬件处理器，实现各功能。另外，也可以将多个构成要素综合为1个硬件处理器来实现各功能。存储器130也可以是非暂时性的(硬件的)存储介质。存储器130将超声波诊断装置100的类别、型号、规格、设置年月日、生产年月日等对本装置的装置特性进行表示的装置信息作为已有数据的一部分进行存储。
通信接口110例如包括NIC(Network Interface Card：网络接口卡)等通信接口。通信接口通过有线或者经由网络而与超声波探头10、状态传感器20、输入接口30以及输出接口40之间进行信息的通信。通信接口110将接收到的信息输出至处理电路120。另外，通信接口110也可以接受处理电路120的控制，并向经由有线或网络而连接的其他装置发送信息。
通信接口110接收由超声波探头10发送的反射波信息。通信接口110接收由状态传感器20输出的探头状态信息。通信接口110将由处理电路120生成的引导信息发送至输出接口40。
处理电路120中的图像处理功能121，将由超声波探头10输出的反射波信息变换为图像信息，生成被检者内的图像即超声波图像。图像处理功能121将所生成的超声波图像的信息存储于存储器130中。图像处理功能121将所生成的超声波图像的信息输出至输出接口40。输出接口40的显示装置42例如显示超声波图像。超声波图像用于操作者诊断被检者的健康状态或搜索病变。超声波图像既可以是1个图像，也可以是多个图像连续地切换的动态图像。
第一取得功能122例如取得由状态传感器20输出的探头状态信息。第一取得功能122例如在由状态传感器20输出了由6轴传感器22检测出的超声波探头10的3轴加速度和3轴角速度、由压力传感器24计测出的电流值的各检测信息的情况下，基于所输出的检测信息，计算并取得探头状态信息。
第一取得功能122所取得的探头状态信息被利用于求出超声波探头10的操作候选。此外，第一取得功能122将所取得的探头状态信息作为已有数据的一部分而存储于存储器130中。存储器130将过去存储的全部的探头状态信息作为已有数据的一部分进行存储。超声波诊断装置100将探头状态信息作为已有数据而存储于存储器130中。
第一取得功能122在将探头状态信息存储于存储器130时，图像处理功能121将其与存储于存储器130中的超声图像建立对应。探头状态信息例如既可以利用嵌入于超声波图像的标签与超声波图像建立对应，也可以用与超声波图像对应的其他文件存储于存储器130中。在超声波图像是动态图像的情况下，第一取得功能122例如也可以将接收到反射波信息的定时的探头状态信息存储于存储器130中。
第二取得功能123取得由输入接口30输出的被检者信息。在操作者对被检者进行诊断时，第二取得功能123取得被检者信息，并且取得存储器130中存储的装置信息。第二取得功能123将所取得的被检者信息作为已有数据的一部分而存储于存储器130中。存储器130将过去存储的全部的被检者信息作为已有数据的一部分进行存储。超声波诊断装置100将被检者信息作为已有数据而存储于存储器130中。
生成功能124基于由第一取得功能122取得的探头状态信息、以及由第二取得功能123取得的被检者信息以及装置信息，生成超声波探头10的操作候选。超声波探头10的操作候选是将超声波探头10的位置、朝向改变的操作的候选。用于生成操作候选的基准例如可以是通过由引导线制作者等操作超声波探头10而生成的。用于生成操作候选的基准例如可以与后述的第二实施方式的操作候选数据同样地生成。
生成功能124在生成超声波探头10的操作候选时，读出在存储器130中存储的已有数据。生成功能124基于由第一取得功能122取得的探头状态信息、由第二取得功能123取得的被检者信息、以及从存储器130读出的已有数据，生成超声波探头10的操作候选。生成功能124将所生成的超声波探头10的操作候选作为已有数据的一部分而存储于存储器130中。存储器130针对过去存储的全部超声波探头10的操作候选，与探头状态信息以及被检者信息建立对应地作为已有数据的一部分进行存储。
提示功能125向操作者提示由生成功能124生成的超声波探头10的操作候选。提示功能125在提示超声波探头10的操作候选时，例如将对超声波探头10的操作候选进行表示的操作候选信息输出至输出接口40。输出接口40基于由提示功能125发送的操作候选信息，显示图像或输出声音。例如，在输出接口40具备显示装置42的情况下，显示装置42显示与由提示功能125输出的操作候选信息对应的操作候选图像。
在存储器130中储存有第二取得功能123存储的被检者信息以及已有数据。储存于存储器130的已有数据是由超声波诊断装置100在过去的诊断时收集到的探头状态信息以及被检者信息的数据。已有数据也可以包含由其他超声波诊断装置100或其他装置收集并储存的外部数据。外部数据可以是由超声波诊断装置100之外的外部装置等提供给超声波诊断装置100的数据。超声波诊断装置100也可以将本装置收集到的数据作为外部数据提供给外部装置等。在已有数据是外部数据的情况下，在已有数据中包含装置信息，也存储装置信息。
接着，对于对被检者进行诊断时的第一实施方式的超声波诊断装置100的处理进行说明。图3是表示第一实施方式的超声波诊断装置100的处理的一例的流程图。在对被检者进行诊断时，例如，作为诊断的事前处理，操作者通过输入接口30，通过输入接口30输入被检者的被检者信息。输入接口30将所输入的被检者信息输出至超声波诊断装置100。超声波诊断装置100通过第二取得功能123取得由输入接口30输出的被检者信息，并存储于存储器130中(步骤S101)。
接着，超声波诊断装置100在图像处理功能121中，基于由超声波探头10输出的反射波信息，生成超声波图像(步骤S103)。图像处理功能121例如对图像处理功能121所生成的超声波图像中的任意的位置进行标记，并确定为特定位置。
接着，第二取得功能123读出存储于存储器130的被检者信息(步骤S105)。存在没有进行步骤S101中的诊断的事先处理而在存储器130中没有存储被检者信息的情况。在该情况下，操作者通过输入接口30输入被检者信息并输出至超声波诊断装置100。第二取得功能123代替读出在存储器130中存储的被检者信息，而取得由输入接口30输出的被检者信息。接着，生成功能124读出储存于存储器130中的已有数据(步骤S107)。
接着，第一取得功能122基于由状态传感器20输出的检测信息，取得探头状态信息、例如超声波探头10相对于被检者的相对位置、扫描方向、旋转方向、倾斜以及按压压力(步骤S109)。第一取得功能122例如将图像处理功能121所确定的特定位置作为基准位置，取得探头状态信息。基准位置也可以是特定位置以外的位置。基准位置例如可以是成为诊断的对象的脏器的位置，如果病变的位置已被确定，则也可以将病变的位置设为基准位置。
接着，生成功能124将第一取得功能122取得的探头状态信息以及第二取得功能123取得的被检者信息汇总作为取得数据，并与从存储器130读出的已有数据进行比较。生成功能124基于取得数据与已有数据的比较结果，生成超声波探头10的操作候选(步骤S111)。
生成功能124例如基于已有数据，设定与超声波探头10的位置、速度、按压压力等的状态有关的目标位置、目标速度、目标压力。生成功能124例如将所生成的目标值与取得数据进行比较，生成对超声波探头10进行了操作时的超声波探头10的状态达成目标值的超声波探头10的操作作为超声波探头10的操作候选。生成功能124例如针对超声波探头10的移动方向、移动速度、旋转方向、旋转速度、按压压力等的每个项目而生成超声波探头10的操作候选。生成功能124利用通过超声波探头向被检者按压时的目标压力来生成超声波探头10的操作候选。
生成功能124可以任意地设定超声波探头10的状态的目标值。例如，在多个已有数据中的探头状态信息的各项目有偏差的情况下，生成功能124既可以使用各项目的平均值等运算结果来设定目标值，也可以使用参照被检者信息的各项目而分类后的已有数据来设定目标值。生成功能124也可以针对参照被检者信息的各项目而分类后的每个已有数据进行与探头状态信息的各项目有关的运算，并使用该运算结果来设定超声波探头10的状态的目标值。
接着，提示功能125提示生成功能生成的超声波探头10的操作候选(步骤S113)。提示功能125向输出接口40输出操作候选信息，使输出接口40的显示装置42显示与操作候选信息对应的操作候选图像。作为显示于显示装置42的图像，对包含操作候选图像的图像进行说明。图4是表示显示装置42所显示的画面的一例的图。在图4中，将显示装置42的画面的右方向设为+X方向，将左方向设为-X方向，将上方向设为+Y方向，将下方向设为-Y方向。
在显示装置42的画面的中央部区域，例如显示由图像处理功能121生成的超声波图像51。超声波图像51例如是被假定为在从超声波探头10的位置观察特定位置的情况下被视觉辨认的图像。超声波图像51显示以超声波探头10的头部的位置为视点的观察情况下的图像。因此，例如，超声波图像51内的上下方向以及左右方向根据超声波探头10的朝向而变化。超声波图像也可以显示与上次等过去生成的超声波图像的差异量。
在超声波图像51的-X侧显示高度位置指示器52，在超声波图像51的-Y侧显示左右位置指示器53。在超声波图像51的+X侧的Y方向大致中央位置显示压力指示器54。在压力指示器54的+Y侧显示旋转位置指示器55，在压力指示器54的-Y侧显示速度指示器56。
高度位置指示器52包括显示区域图像52A、目标位置图像52B以及当前位置图像52C。同样地，左右位置指示器53包括显示区域图像53A、目标位置图像53B以及当前位置图像53C，压力指示器54包括显示区域图像54A、目标压力图像54B以及当前压力图像54C。旋转位置指示器55包括显示区域图像55A、目标位置图像55B以及当前位置图像55C，速度指示器56包括显示区域图像56A、目标速度图像56B以及当前速度图像56C。
高度位置指示器52的显示区域图像52A显示于沿着Y方向延伸的长条状的区域。目标位置图像52B显示于显示区域图像52A的Y方向大致中央位置。当前位置图像52C能够显示于显示区域图像52A上的任意位置。在图4所示的例子中，在高度位置指示器52中，当前位置图像52C与目标位置图像52B重叠显示。高度位置指示器52向操作者提示从超声波探头10观察到的高度方向的位置与目标位置一致这一情况。
左右位置指示器53的显示区域图像53A显示于沿着X方向延伸的长条状的区域。目标位置图像53B显示于显示区域图像53A的X方向大致中央位置。当前位置图像53C能够显示于显示区域图像53A上的任意位置。在图4所示的例子中，在左右位置指示器53中，当前位置图像53C被显示于比目标位置图像52B靠+X侧的位置。左右位置指示器53向操作者提示从超声波探头10观察到的左右方向的位置比目标位置靠右侧这一情况。因此，超声波诊断装置100向操作者提示使超声波探头10向左侧移动的动作。
压力指示器54的显示区域图像54A显示于沿Y方向延伸的长条状的区域。压力指示器54的显示区域图像54A比高度位置指示器52的显示区域图像52A短。目标压力图像54B显示于显示区域图像54A的Y方向大致中央位置。当前压力图像54C能够显示于显示区域图像54A上的任意位置。在图4所示的例子中，在压力指示器54中，当前压力图像54C显示于比目标压力图像54B靠+Y侧的位置。压力指示器54表示按压压力比目标压力小这一情况。因此，超声波诊断装置100向操作者提示使按压压力增大(压入)。
压力指示器54还包括按压方向图像54D以及按压指示图像54E。按压方向图像54D表示诊断者对超声波探头10进行操作的方向。在图4所示的例子中，按压方向图像54D表示将超声波探头10向被检者侧压入的方向。按压指示图像54E是表示对超声波探头10进行操作的方式的信息。在图4所示的例子中，按压方向图像54D由“PRESS”的字符表示。在该情况下，压力指示器提示诊断者将超声波探头10压入的诊断者的压入指示。在按压压力比目标压力小的情况下，按压方向图像54D例如由“LIFT”的字符表示。在该情况下，压力指示器54提示诊断者将超声波探头10拉回的诊断者的拉回指示。提示功能125显示目标压力图像54B作为超声波探头10对被检者施加的压力。提示功能125显示按压方向图像54D作为对超声波探头10进行操作的朝向。超声波探头10对被检者施加的压力以及对超声波探头10进行操作的朝向的信息，既可以由提示功能生成，也可以由例如生成功能124生成。按压方向图像54D、按压指示图像54E也可以重叠显示于超声波图像51内。作为按压方向图像54D，也可以取代“PRESS！”而显示“MORE PRESSURE”、“APPLY MORE PRESSURE”等字符。进而，也可以取代“LIFT！”而显示“LESS PRESSURE”、“APLLY LESS PRESSURE”等字符。
旋转位置指示器55的显示区域图像55A显示于圆形状的区域。目标位置图像55B及当前位置图像55C被显示为将显示区域图像55A的外周圆的2点连接的直径中的任意线段。在图4所示的例子中，目标位置图像55B是表示显示区域图像55A的圆形的直径，被显示为沿着Y轴的线段。当前位置图像55C是表示显示区域图像55A的圆形的直径，被显示为从目标位置图像55B逆时针旋转约30度后的线段。旋转位置指示器55向操作者提示与超声波探头10的目标旋转角度相比逆时针偏离约30度这一情况。因此，超声波诊断装置100向操作者提示使超声波探头10顺时针旋转约30度的动作。
速度指示器56的显示区域图像56A显示于半圆形状的区域。目标速度图像56B显示于显示区域图像56A的中央。当前速度图像56C能够显示于显示区域图像56A上的任意位置。速度指示器56表示出目标速度图像56B以及当前速度图像56C被显示的位置越靠近+X侧则为越大的速度这一情况。在图4所示的例子中，在速度指示器56中，当前速度图像56C显示于显示区域图像56A的-X侧。速度指示器56向操作者提示比超声波探头10的目标速度慢这一情况。因此，超声波诊断装置100向操作者提示使超声波探头10的移动速度加快的动作。在旋转位置指示器55、速度指示器56中，也可以显示压力指示器54中的按压方向图像54D、按压指示图像54E那样的方向图像以及指示图像。
返回到图3所示的流程图，超声波诊断装置100在图像处理功能121中判定超声波探头10是否移动了(步骤S115)。在图像处理功能121判定为超声波探头10移动了的情况下，超声波诊断装置100返回到步骤S109，第一取得功能122取得探头状态信息。在图像处理功能121判定为超声波探头10未移动的情况下，超声波诊断装置100判定是否结束诊断(步骤S117)。
在判定为不结束诊断的情况下，超声波诊断装置100返回到步骤S115，在图像处理功能121中判定超声波探头10是否移动。在判定为结束诊断的情况下，超声波诊断装置100结束图3所示的流程图的处理。
以上说明的第一实施方式的超声波诊断装置100，基于对超声波探头10相对于被检者的相对关系进行表示的探头状态信息以及对被检者的被检者特性进行表示的被检者信息，生成超声波探头的操作候选，并提示给操作者。因此，超声波诊断装置100能够向操作者提示诊断时的超声波探头10的适当的操作。因此，操作者能够适当地对被检者进行诊断。
另外，在使用了第一实施方式的超声波探头10的诊断中进行诊断时，按压压力适当是重要的主要原因。但是，按压压力大多根据操作者的经验等进行调整，操作者难以以适当的按压压力将超声波探头10按压于被检者来进行诊断。关于这一点，第一实施方式的超声波诊断装置100关于超声波探头10的操作，不仅生成超声波探头10的位置、速度，还针对按压压力生成目标压力。利用该目标压力来生成超声波探头10的操作候选，并将按压压力提示给操作者。因此，操作者能够以适当的按压压力将超声波探头10按压于被检者。
另外，例如假定如下情况：在提示压力的目标时，即使单纯地显示当前压力和目标压力，诊断者也迷惑如何对超声波探头10进行操作好。关于这一点，第一实施方式的超声波探头10，提示目标压力图像54B作为超声波探头对被检者施加的压力，并且提示按压方向图像54D作为对超声波探头10进行操作的朝向。因此，能够容易地对诊断者提示适当的操作。
另外，第一实施方式的超声波诊断装置100，基于作为已有数据而储存的探头状态信息、被检者信息，生成超声波探头10的操作候选。因此，在超声波探头10的状态与被检者的关系中，能够生成超声波探头10的操作候选，所以能够向操作者提示超声波探头10的适当的操作。
另外，第一实施方式的超声波诊断装置100，每当超声波探头10伴随着诊断的进行而移动，就更新并提示超声波探头的操作候选。因此，例如，即使在诊断的进展从预定变化了的情况下，也能够向操作者提示超声波探头10的适当的操作。
另外，第一实施方式的超声波诊断装置100具备显示装置42、扬声器44以及振动器46作为输出接口40，通过操作者的视觉、听觉或者触觉，来提示超声波探头10的操作候选。因此，能够与操作者的诊断状况无关地向操作者提示超声波探头10的操作候选。
(第二实施方式)
图5是第二实施方式的超声波诊断系统2的框图。如图5所示，在第二实施方式的超声波诊断系统2中，超声波诊断装置200中的处理电路120具备学习功能128。学习功能128制作学习完毕模型，该学习完毕模型为，通过输入取得数据而输出超声波探头10的操作候选的数据(以下称为“操作候选数据”)的模型。在第二实施方式的超声波诊断装置200中，生成功能124在制作了学习完毕模型之后发挥功能。生成功能124使用通过输入取得数据而输出操作候选数据的学习完毕模型。生成功能124通过对学习完毕模型输入由第一取得功能122及第二取得功能123取得的取得数据，而生成成为超声波探头10的操作候选的操作候选数据。其他结构与第一实施方式的超声波诊断系统1是共通的。
取得数据例如是由第一取得功能122以及第二取得功能123取得的探头状态信息、被检者信息以及装置信息的数据。是制作取得数据及操作候选数据学习完毕模型时的教师数据，取得数据是输入数据，操作候选数据是输出数据。教师数据既可以是在超声波诊断装置200中收集并储存的数据，也可以是超声波诊断装置200取得由具备另外设置的学习系统的外部装置等收集并储存的数据而得到的数据。外部装置既可以设置于供超声波诊断装置200设置的设施内，也可以设置于其他设施。在外部装置设置于其他设施的情况下，超声波诊断装置200也可以经由无线或有线接收由外部装置发送的学习完毕模型。
教师数据也可以不是通过操作者的诊断而收集并储存的数据。例如，教师数据也可以是用于制作成为基准的基准数据的基准操作者使用在进行被检者的诊断时以外时对超声波探头10进行操作而取得的探头状态信息、超声波探头10的操作候选而制作的数据。该情况下的被检者信息、装置信息可以设为任意设想的信息。被检者信息、装置信息例如可以是如上述第一实施方式那样收集并储存的信息。
学习功能128例如在生成功能124基于取得数据而生成了超声波探头的候选时，制作学习完毕模型。学习完毕模型例如存储于存储器130中，学习功能128在制作学习完毕模型时，读出存储于存储器130的学习完毕模型，并更新所读出的学习完毕模型，由此制作新的学习完毕模型。
学习完毕模型例如具有输入层、隐藏层和输出层。学习功能128在制作学习完毕模型时，读出存储于存储器130中的学习完毕模型。学习功能128例如输入第一取得功能122及第二取得功能123取得的取得数据，并通过隐藏层从输出层输出操作候选数据。
隐藏层具有将输入层和输出层连接的多层的神经网络。隐藏层的参数例如通过利用向输入层输入的取得数据及从输出层输出的操作候选数据进行深度学习等机器学习来最佳化。学习功能128将所制作的学习完毕模型与教师数据一起存储于存储器130中。
接着，对在第二实施方式的超声波诊断装置200中执行的处理进行说明。在第二实施方式中，超声波诊断装置200中的阶段(phase)被分为学习阶段和通常诊断阶段这2个阶段。学习阶段在通常诊断阶段的前阶段执行。学习阶段是制作学习完毕模型的阶段。通常诊断阶段是对被检者进行诊断的阶段。学习阶段例如也可以是将与过去执行的通常诊断阶段同时执行的阶段予以反馈的阶段。
首先，对学习阶段进行说明。图6是表示第二实施方式的超声波诊断装置200的处理的一例的流程图。在超声波诊断装置200中，学习功能128在生成功能124生成了操作候选数据的情况下，如图6所示，通过机器学习来制作学习完毕模型(步骤S201)。随后，学习功能128将所制作的学习完毕模型与教师数据一起存储于存储器130中(步骤S203)。之后，超声波诊断装置200结束图6所示的流程图的处理。
接着，对通常诊断阶段进行说明。在通常诊断阶段中，以与图3所示的第一实施方式的超声波诊断装置100中执行的处理相同的流程来执行处理。主要说明与第一实施方式中的超声波诊断装置100中的处理的不同点，在步骤S113中的生成超声波探头10的操作候选的处理中，生成功能124读出在存储器130中存储的学习完毕模型。生成功能124向所读出的学习完毕模型的输入层输入取得数据。生成功能124生成由学习完毕模型的输出层输出的操作候选数据作为超声波探头10的操作候选。其他处理与在第一实施方式的超声波诊断装置100中执行的处理同样地进行。
图7是表示超声波诊断装置200进行机器学习并执行通常诊断为止的数据的流动的概念图。如图7所示，在学习阶段中，学习功能128在生成功能124生成超声波探头10的操作候选时，读出在存储器130中存储的教师数据TD和学习完毕模型CM。接着，学习功能128使用第一取得功能122及第二取得功能123取得的取得数据、生成功能124生成的学习候选数据、以及从存储器130读出的教师数据TD，更新并制作从存储器130读出的学习完毕模型CM。学习功能128将所制作的学习完毕模型CM作为新的学习完毕模型CM存储于存储器130中。
在通常诊断阶段中，在第一取得功能122及第二取得功能123取得了取得数据时，生成功能124读出存储于存储器130中的学习完毕模型CM。接着，生成功能124利用第一取得功能122及第二取得功能123从取得数据AD及存储器130中读出的学习完毕模型CM，生成超声波探头10的操作候选。
在第二实施方式中，也存在学习完毕模型在外部装置中制作的情况。参照图8对学习完毕模型在外部装置中制作的情况下的外部装置中的处理进行说明。图8是表示外部装置的处理的一例的流程图。如图8所示，外部装置从进行使用了包含超声波诊断装置200的超声波探头的诊断的多个装置，取得包含探头状态信息、被检者信息以及装置信息的取得数据(步骤S301)。接着，外部装置通过利用了包含所取得的取得数据的教师数据的机器学习来制作学习完毕模型(步骤S303)。接着，外部装置将制作出的学习完毕模型发送至超声波诊断装置100(步骤S305)。这样，外部装置结束图8所示的流程图的处理。
图9是表示外部装置220进行机器学习、超声波诊断装置200执行通常诊断为止的数据的流动的概念图。在该例中，外部装置220是学习系统，存储教师数据以及学习完毕模型，并且更新教师数据以及学习完毕模型来制作学习完毕模型。从超声波诊断装置200以及超声波诊断装置200以外的多个超声波装置240向外部装置220发送取得数据AD。超声波装置240是取得取得数据AD的装置，既可以是超声波诊断装置，也可以是超声波诊断装置以外的装置。
如图9所示，外部装置220接收由超声波诊断装置200以及超声波装置240发送的取得数据AD。外部装置220使用接收到的取得数据AD和存储的教师数据TD来更新并制作学习完毕模型CM。外部装置220将所制作的学习完毕模型CM发送至超声波诊断装置200。超声波诊断装置200将接收到的学习完毕模型CM存储于存储器130中。学习完毕模型CM通过重复该步骤而在外部装置220中随时更新并制作。超声波诊断装置200中的生成功能124在对被检者进行超声波诊断时，从存储器130读出学习完毕模型CM。生成功能124利用所读出的学习完毕模型CM，生成操作候选数据。
以上说明的第二实施方式的超声波诊断装置200，使用进行使用了所储存的取得数据的机器学习而制作的学习完毕模型来生成超声波探头10的操作候选。因此，作为超声波探头10的操作候选，能够高精度地生成接近于适当的操作的操作。
(第三实施方式)
图10是第三实施方式的超声波诊断系统3的框图，图11是表示超声波诊断系统3的外观的图。如图10所示，在第三实施方式的超声波诊断系统3中，超声波诊断装置300中的处理电路120具备控制功能129。超声波诊断装置300具备机器人臂80。其他结构与第一实施方式的超声波诊断系统1是共通的。
如图11所示，机器人臂80安装于超声波诊断装置300的壳体。机器人臂80例如是所谓的6轴机器人，能够在3轴方向上移动，并且能够绕3轴旋转。超声波探头10例如安装于机器人臂80的前端。机器人臂80具备对超声波探头10进行操作的控制机构。6轴传感器22以及压力传感器24例如设置于机器人臂80。
控制功能129例如控制机器人臂80的动作。提示功能125基于由生成功能124生成的超声波探头的操作候选，决定超声波探头10相对于被检者的候选状态。控制功能129基于由6轴传感器22以及压力传感器24检测出的探头状态信息、被检者信息等，取得超声波探头10的当前的探头状态。控制功能129计算超声波探头10的候选状态与超声波探头10的当前的探头状态的差分。控制功能129操作机器人臂80以消除计算出的差分而使超声波探头10的状态成为候选状态。超声波诊断装置300通过机器人臂80的操作，提示超声波探头10的操作候选。
超声波诊断装置300通过由机器人臂80对超声波探头10进行操作，由此对被检者进行诊断。因此，操作者在并不持有超声波探头10地进行操作的情况下进行被检者的诊断。操作者例如对超声波诊断装置300中的输入接口30进行输入处理。或者，超声波诊断装置300在不基于操作者的操作的情况下仅通过本装置进行被检者的诊断。
以上说明的第三实施方式的超声波诊断装置300，由于利用机器人臂80操作超声波探头10来对被检者进行诊断，所以即使在是诊断不熟练的操作者或没有操作者的情况下，也能够对被检者进行诊断。第三实施方式的超声波诊断装置300，基于由提示功能125决定的超声波探头10的候选状态，控制功能129控制对超声波探头10进行操作的控制机构即机器人臂80，并调整超声波探头10的状态来对被检者进行诊断。因此，超声波诊断装置300能够适当地对被检者进行诊断。
在第三实施方式中，设置有输出接口40，但也可以不设置输出接口40。在该情况下，提示功能125也可以决定机器人臂80的候选状态，不进行针对输出接口40的操作候选信息的生成以及输出。
(其他例)
在上述的超声波诊断装置100、200、300中，例如也可以设置CAD(Computer AidedDiagnosis)功能。在CAD功能中，例如，图像处理功能121从所生成的超声波图像中提取特征量并实施图像解析。图像处理功能121也可以将图像解析的结果例如代替超声波图像而显示于显示装置42。在图像解析中，例如，将所生成的超声波图像的特征量与已知的特征量进行比较来计算两者的差异度。接着，一预定的阈值为基准而将计算出的差异度进行分类。已知的特征量例如是针对收集到的超声波图像的特征量经过机器学习的学习过程而选出的特征量。
在CAD功能中，对在以恒定的按压压力将超声波探头10按压于被检者的状态下实施的超声波检查，实施图像的解析来决定是否为病变。将超声波探头10按压于被检者的恒定的按压压力例如根据制作在CAD功能的机器学习中所使用的教师数据的基准操作者而决定。该恒定的按压压力与在CAD功能的机器学习中所使用的教师数据一起存储于存储器130中。
在具备CAD功能的超声波诊断装置100中，在判定被检者是否有病变的情况下，也可以在将超声波探头10按压于被检者时，如在上述的各实施方式中说明的那样生成目标压力，并提示与目标压力对应的超声波探头10的操作候选。在如第三实施方式那样超声波诊断装置100具备控制功能129以及机器人臂80的情况下，控制功能129也可以根据超声波探头10的操作候选来控制机器人臂80。
在上述的各实施方式中，对各项目分别将超声波探头10的操作的目标值设定为一个并进行提示，并提示超声波探头10的操作候选，但也可以根据规定的条件而设定多个目标值并进行提示。例如，在具备上述的CAD功能的超声波诊断装置中，也可以根据CAD功能的类别来显示成为目标的(推荐的)目标压力(推荐压力)。
图12是表示显示装置42所显示的画面的一例的图。图12中示出了具备CAD功能的超声波诊断装置中的多个目标压力的例子。如图12所示，在显示装置42中，作为目标压力，显示第一目标压力54B1、第二目标压力54B2及第三目标压力54B3。
第一目标压力54B1是通过第一CAD功能推荐的目标压力。第二目标压力54B2是通过第二CAD功能推荐的目标压力。第三目标压力54B3是通过第三CAD功能推荐的目标压力。从第一CAD功能到第三CAD功能，既可以是同一或同种的超声波诊断装置具备的功能，也可以是不同种类的超声波诊断装置具备的功能。第一目标压力54B1、第二目标压力54B2以及第三目标压力54B3也可以针对收集了教师数据的每个CAD功能而显示。在该情况下，也可以仅显示与收集了教师数据的CAD功能对应的目标压力。
这样，也可以在超声波诊断装置中同时显示与多个CAD功能对应的推荐压力(目标压力)。在超声波诊断装置中，作为超声波探头10的状态的目标值，也可以显示多个与其他项目例如超声波探头10相对于被检者的相对位置、扫描方向、旋转方向、倾斜有关的目标值。
根据以上说明的至少1个实施方式，通过具有：图像处理部，将超声波探头接收通过超声波探头发送并从被检者反射来的超声波的反射波而产生的信号变换为图像信息；第一取得部，取得所述超声波探头相对于所述被检者的相对关系；第二取得部，取得被检者的被检者特性以及本装置的装置特性中的至少一方；以及生成部，基于所述第一取得部取得的所述超声波探头相对于所述被检者的相对关系、和所述第二取得部取得的所述被检者特性以及所述装置特性中的至少一方，生成所述超声波探头的操作候选，由此能够适当地对被检者进行诊断。
对几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提出的，并不意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围或主旨中，同样包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。

Claims (10)

1.一种超声波诊断装置，具备：
图像处理部，将由超声波探头发送并从被检者反射来的超声波的反射波利用超声波探头来接收而产生的信号变换为图像信息；
第一取得部，取得对所述超声波探头相对于所述被检者的相对关系进行表示的信息；
第二取得部，取得对所述被检者的被检者特性进行表示的信息以及对本装置的装置特性进行表示的信息中的至少一方；以及
生成部，基于所述第一取得部取得的对所述超声波探头相对于所述被检者的相对关系进行表示的信息、和所述第二取得部取得的表示所述被检者特性的信息以及表示所述装置特性的信息中的至少一方，生成所述超声波探头的操作候选。
2.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其中，
所述生成部利用通过所述超声波探头向所述被检者按压时的目标压力，生成所述超声波探头的操作候选，
所述生成部生成将所述超声波探头对所述被检者施加的压力以及对所述超声波探头进行操作的朝向进行提示的信息。
3.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其中，
所述生成部基于所储存的超声波探头相对于被检者的相对关系，生成所述超声波探头的操作候选。
4.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其中，
所述生成部基于所储存的被检者特性以及装置特性中的至少一方，生成所述超声波探头的操作候选。
5.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其中，
所述生成部伴随着诊断的进行，更新所述超声波探头的操作候选。
6.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其中，
还具备提示部，该提示部提示所述超声波探头的操作候选。
7.根据权利要求6所述的超声波诊断装置，其中，
所述提示部通过操作者的视觉、听觉或触觉中的至少一个，提示所述超声波探头的操作候选。
8.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其中，
还具备控制部，该控制部基于所述超声波探头的操作候选，控制对所述超声波探头进行操作的控制机构。
9.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其中，
所述超声波探头的操作候选是利用所述第一取得部取得的对所述超声波探头相对于所述被检者的相对关系进行表示的信息、所述第二取得部取得的表示所述被检者特性的信息以及表示所述装置特性的信息中的至少一方、以及通过将所述超声波探头的操作候选的信息作为教师数据的机器学习而制作出的模型而生成的信息。
10.一种超声波诊断系统，具备：
超声波探头，发送超声波，并接收所发送的超声波的反射波；以及
权利要求1至9中任一项所述的超声波诊断装置。
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