DE102009043872A1

DE102009043872A1 - Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Herunterladen medizinischer Bildgebungsdaten

Info

Publication number: DE102009043872A1
Application number: DE102009043872A
Authority: DE
Inventors: Mark Steven Wauwatosa Urness; Andrew David Whitefish Bay Stonefield
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2008-08-27
Filing date: 2009-08-26
Publication date: 2010-03-04
Also published as: IT1395160B1; ITMI20091467A1; US20100056912A1

Abstract

Eine tragbare medizinische Bildgebungsvorrichtung 20 enthält eine Benutzerschnittstelle 42, die dazu eingerichtet ist, eine Anwendereingabe aufzunehmen, und einen an der Benutzerschnittstelle angeordneten Displaybereich 38, der dazu eingerichtet ist, medizinische Bilder anzuzeigen. Die Vorrichtung enthält ferner ein mit der Benutzerschnittstelle verbundenes Prozessormodul 36, wobei das Prozessormodul dazu eingerichtet ist, medizinische Daten zu erzeugen, und einen Sender/Empfänger 46, der dazu eingerichtet ist, ein Funksignal von einem entfernt angeordneten medizinischen System 12 aufzunehmen und die medizinischen Daten in Reaktion auf das empfangene Funksignal automatisch zu dem entfernt angeordneten medizinischen System zu übertragen. Ferner sind ein medizinisches Bildgebungssystem, das die tragbare medizinische Bildgebungsvorrichtung 20 umfasst, und ein Verfahren zum Bedienen/Betreiben des medizinischen Bildgebungssystems geschaffen.

Description

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft allgemein medizinische Bildgebungsvorrichtungen und speziell ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Akquisition und zum automatischen Herunterladen medizinischer Bildgebungsdaten.
Viele Kliniken verfügen über Ultraschallbildgebungsvorrichtungen, die in vielfältigen medizinischen Bildgebungsanwendungen eingesetzt werden. Die in Kliniken gewöhnlich verwendeten Ultraschallvorrichtungen enthalten einen Computer, einen Monitor, einen Strahlformer und eine Tastatur, die entweder dauerhaft oder auf einem beweglichen Wagen befestigt sind, der von einem Ort zum anderen bewegt werden kann, um Patienten in der Klinik bildgebend aufzunehmen. Infolge aktueller Fortentwicklungen in der Bildgebungstechnologie sind viele tragbare oder handgeführte Ultraschallvorrichtungen erhältlich, die wesentlich leichter sind, als die in Kliniken eingesetzten Ultraschallvorrichtungen. Die tragbaren Ultraschallbildgebungsvorrichtungen ermöglichen es einer Bedienperson, medizinische Bildgebung an Patienten durchzuführen, die sich nicht in der Klinik befinden. Tragbare Ultraschallbildgebungsvorrichtungen können beispielsweise in Pflegeheimen, in Ambulanzeinrichtungen oder in Kliniken genutzt werden. Die mobilen Ultraschallsysteme enthalten gewöhnlich eine Ultraschallsonde, einen Computer und eine Tastatur. Eine tragbare Ultraschallvorrichtung kann beispielsweise als ein Laptoprechner ausgeführt sein, der einen Computerabschnitt mit einer mechanischen Tastatur und einem Bildschirm aufweist, der sich relativ zu der Tastatur bewegen lässt. Optional können die tragbaren Ultraschallvorrichtungen als eine einzelne, von Hand geführte Einheit ausgeführt sein, die den Computer, den Bildschirm und die mechanische Tastatur enthält.
Im Betrieb nimmt eine Bedienperson die tragbare Ultraschallvorrichtung gewöhnlich an einem zentralen Ort, beispielsweise an einer Klinik, in Empfang. Die Bedienperson nutzt die tragbare Ultraschallvorrichtung anschließend, um Bilder von Patienten zu akquirieren, die sich außerhalb der Klinikeinrichtung befinden. Beispielsweise kann die tragbare Ultraschallvorrichtung von Ambulanzpersonal genutzt werden, um Patienten in ihren Wohnungen oder während des Transports zur Klinik zu scannen. Die Patientenscans oder Patientendaten werden anschließend auf einer Festplatte in der Ultraschallvorrichtung gespeichert. Da die Speicherkapazität der Festplatte der tragbaren Ultraschallvorrichtung beschränkt ist, muss der Bediener die Patientendaten häufig herunterladen, um Speicherplatz auf der Festplatte freizugeben. Typischerweise werden die Patientendaten auf einen Computer heruntergeladen, der sich in einer zentralen Einrichtung, beispielsweise der Klinik, befindet. Um die Ultraschalldaten herunterzuladen, verbindet die Bedienperson die tragbare Vorrichtung physikalisch mit dem Kliniknetzwerk, zu dem der zentrale Computer gehört. Die tragbare Vorrichtung kann auch über eine Andockstation verbunden werden, die eine physikalische Verbindung zu dem Kliniknetzwerk aufweist. Die Bedienperson gibt anschließend sämtliche Patientendaten ein, die die Klinik benötigt, um die Daten dem Patienten zuzuordnen, für den die Daten akquiriert wurden.
Die Zeit, die die Bedienperson zum Herunterladen der Patientendaten an der Klinik braucht, geht zu Lasten der Zeit, die die Bedienperson zur Durchführung anderer Aufgaben nutzen könnte, beispielsweise zur Durchführung von Scans. Um die Häufigkeit des notwendigen Herunterladens zu reduzieren, kann die Ultraschallvorrichtung mit einer Festplatte nachgerüstet werden, die eine größere Kapazität aufweist. Allerdings ist eine Kapazitätssteigerung der Festplatte auch mit einer entsprechenden der Steigerung der Kosten und des Gewichts der Ultraschallvorrichtung verbunden. Optional können zusätzliche Ultraschallvorrichtungen erworben werden, so dass die Bedienperson eine zweite Ultraschallvorrichtung erhält und diese einsetzt, während die erste Ultraschallvorrichtung Daten herunterlädt. Allerdings erhöht auch eine Steigerung der Anzahl von Ultraschallvorrichtungen die Betriebskosten der Klinik und somit die Patientenversorgungskosten insgesamt.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In einem Ausführungsbeispiel ist eine tragbare medizinische Bildgebungsvorrichtung geschaffen. Die Vorrichtung enthält eine Benutzerschnittstelle, die dazu eingerichtet ist, eine Anwendereingabe aufzunehmen, und einen auf der Benutzerschnittstelle angeordneten Displaybereich, der dazu eingerichtet ist, medizinische Bilder anzuzeigen. Die Vorrichtung enthält ferner ein mit der Benutzerschnittstelle verbundenes Prozessormodul, wobei das Prozessormodul dazu eingerichtet ist, medizinische Daten zu erzeugen, und einen Sender/Empfänger, der dazu eingerichtet ist, ein Funksignal von einem entfernt angeordneten medizinischen System aufzunehmen und die medizinischen Daten in Reaktion auf das empfangene Funksignal automatisch zu dem entfernt angeordneten medizinischen System zu übertragen.
In noch einem Ausführungsbeispiel ist ein medizinisches Bildgebungssystem geschaffen. Das Bildgebungssystem enthält eine Datenspeichervorrichtung, einen Sender/Empfänger, der mit der Datenspeichervorrichtung verbunden ist, und eine tragbare medizinische Bildgebungsvorrichtung mit darauf gespeicherten medizinischen Daten. Die tragbare medizinische Bildgebungsvorrichtung ist dazu eingerichtet, ein Funksignal von einem Sender/Empfänger aufzunehmen und die medizinischen Daten in Reaktion auf das empfangene Signal automatisch zu der Datenspeichervorrichtung zu übertragen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zum Herunterladen medizinischer Daten vorgesehen. Das Verfahren beinhaltet die Schritte: Erzeugen der medizinischen Daten mittels einer tragbaren medizinischen Bildgebungsvorrichtung, und unmittelbares Speichern der medizinischen Daten auf einer entfernbaren Speichereinrichtung, die in einer tragbaren medizinischen Bildgebungsvorrichtung installiert ist. Das Verfahren beinhaltet ferner die Schritte: Empfangen eines Hochfrequenz-(HF)-Signals auf einer tragbaren medizinischen Bildgebungsvorrichtung, und, in Reaktion auf das empfangene HF-Signal, Herunterladen medizinischer Daten von der tragbaren medizinischen Bildgebungsvorrichtung zu einem entfernt angeordneten medizinischen System.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt in einem Blockschaltbild ein exemplarisches medizinisches Bildgebungssystem.
2 zeigt ein Blockschaltbild des in 1 dargestellten exemplarischen Ultraschallscanners.
3 zeigt ein Blockschaltbild des in 2 dargestellten exemplarischen Ultraschall-Prozessormoduls.
4 veranschaulicht den in 1–3 gezeigten exemplarischen Ultraschallscanner in einer perspektivischen Ansicht.
5 zeigt eine Vorderansicht eines exemplarischen Displays, das auf dem in 4 dargestellten Ultraschallscanner betrachtet werden kann.
6 veranschaulicht in einem Flussdiagramm ein exemplarisches Verfahren zum Herunterladen von Daten.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorausgehende Kurzbeschreibung sowie die folgende detaillierte Beschreibung spezieller Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung wird nach dem Lesen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verständlicher. In dem Umfang, in dem die Figuren Diagramme der funktionalen Blöcke vielfältiger Ausführungsbeispiele veranschaulichen, sind die funktionalen Blöcke nicht notwendig kennzeichnend für die Aufteilung der Hardwareschaltung. So können beispielsweise ein oder mehrere funktionale Blöcke (z. B. Prozessoren oder Arbeitsspeicher) in einer einzelnen Hardwarekomponente (z. B. einem Universal-Signalprozessor oder einem RAM-Speicher, einer Festplatte, oder dgl.) verwirklicht sein. In ähnlicher Weise können die Programme eigenständige Programme sein, können als Unterprogramme in einem Betriebssystem eingebunden sein, können Funktionen in einem installierten Software-Paket sein, und dergleichen. Es ist selbstverständlich, dass die vielfältigen Ausführungsbeispiele nicht auf die in den Figuren gezeigten Anordnungen und Funktionalitäten beschränkt sind.
In dem hier verwendeten Sinne sollten im Singular erwähnte Elemente oder Schritte, denen der unbestimmte Artikel vorangestellt ist, in dem Sinne verstanden werden, dass der Plu ral der Elemente oder Schritte nicht ausgeschlossen ist, es sei den ein derartiger Ausschluss ist ausdrücklich festgestellt. Ferner soll die Bezugnahme auf ”ein Ausführungsbeispiel” der vorliegenden Erfindung nicht als Ausschluss der Existenz weiterer Ausführungsbeispiele interpretiert werden, die ebenfalls die aufgeführten Merkmale verkörpern. Darüber hinaus können, wenn nicht ausdrücklich anders lautend festgestellt, Ausführungsbeispiele, die ein oder mehrere Elemente mit einer speziellen Eigenschaft ”aufweisen” oder ”enthalten”, weitere derartige Elemente umfassen, die diese Eigenschaft nicht aufweisen.
Obwohl die vielfältigen Ausführungsbeispiele möglicherweise in Verbindung mit einem Ultraschallsystem beschrieben sind, ist zu beachten, dass die im Vorliegenden beschriebenen Verfahren und Systeme nicht auf Ultraschallbildgebung beschränkt sind. Insbesondere können die vielfältigen Ausführungsbeispiele in Verbindung mit anderen Arten medizinischer Bildgebung durchgeführt werden, beispielsweise Magnetresonanzbildgebung (MRI) und Computertomographie-(CT)-Bildgebung. Darüber hinaus können die vielfältigen Ausführungsbeispiele in anderen, nicht medizinischen Bildgebungssystemen, beispielsweise in zerstörungsfreien Prüfsystemen durchgeführt werden.
Ausführungsbeispiele von Ultraschallsystemen und Verfahren zum Herunterladen von Daten sind im Einzelnen weiter unten erläutert. Insbesondere wird als erstes eine detaillierte Beschreibung eines exemplarischen Ultraschallsystems unterbreitet, gefolgt von einer detaillierten Beschreibung vielfältiger Ausführungsbeispiele von Verfahren und Systemen zum automatischen Herunterladen von Patientendaten auf einen zentralen Computer.
1 veranschaulicht in einem Blockschaltbild ein exemplarisches medizinisches Bildgebungssystem 10. In dem Ausführungsbeispiel ist das medizinische Bildgebungssystem 10 ein Ultraschallbildgebungssystem. Das Ultraschallbildgebungssystem 10 enthält eine Datenspeichervorrichtung 12, einen Computer 14 und einen Ultraschallscanner 20. In dem Ausführungsbeispiel ist die Datenspeichervorrichtung 12 als ein Computer ausgeführt, der einen Funk-Sender/Empfänger 16 enthält, der dazu eingerichtet ist, Signale zu dem Ultraschallscanner 20 zu übertragen und Signale von dem Ultraschallscanner 20 aufzunehmen. In dem Ausführungsbeispiel ist die Datenspeichervorrichtung 12 an einer zentralen Einrichtung, beispielsweise an einer Klinik angeordnet, und der Ultraschallscanner 20 ist ein tragbarer Ultraschallscanner, der an Orten eingesetzt wird, die sich, wie weiter unten im Einzelnen erörtert, entfernt von der Datenspeichervorrichtung 12 befinden. Obwohl das Bildgebungssystem 10 im Vorliegenden mit Bezug auf ein Ultraschallbildgebungssystem beschrieben ist, sollte klar sein, dass das Ultraschallbildgebungssystem exemplarisch ist, und dass die im Vorliegenden beschriebenen vielfältigen Merkmale auf sonstigen tragbaren Bildgebungssystemen oder nicht medizinischen Bildgebungssystemen verwirklicht sein können.
2 zeigt in einem Blockschaltbild den in 1 dargestellten Ultraschallscanner 20. In dem Ausführungsbeispiel enthält der Ultraschallscanner 20 einen Sender 22, der eine Matrix von Elementen 24 (z. B. piezoelektrischen Kristallen) in einem Wandler 26 treibt, um gepulste Ultraschallsignale in einen Körper oder in ein Volumen auszustrahlen. Vielfältige Geometrien können verwendet werden, und der Wandler 26 kann als Bestandteil beispielsweise unterschiedlicher Ultraschallsonden vorgesehen sein. Die Ultraschallsignale werden von in dem Körper vorhandenen Strukturen wie Blutzellen oder Muskelgewebe rückgestreut, um Echos zu erzeugen, die zu den Elementen 24 zurückkehren. Die Echos werden von einem Empfänger 28 aufgenommen. Die aufgenommenen Echos werden an einen Strahlformer 30 ausgegeben, der eine Bündelung durchführt und ein HF-Signal ausgibt. Das HF-Signal wird anschließend an einen HF-Prozessor 32 ausgegeben, der das HF-Signal verarbeitet. In einer Abwandlung kann der HF-Prozessor 32 einen (nicht gezeigten) komplexen Demodulator enthalten, der das HF-Signal demoduliert, um IQ-Datenpaare zu bilden, die die Echosignale kennzeichnen. In dem Ausführungsbeispiel enthält der Ultraschallscanner 20 keine Festplatte bzw. sonstige Arbeitsspeichervorrichtung, die für einen dauerhaften Einbau in dem Ultraschallscanner 20 eingerichtet ist. Die HF- oder IQ-Signaldaten können in einem Ausführungsbeispiel als solche unmittelbar an eine entfernbare Speichereinrichtung 34 (z. B. einen temporären Speicher) zur Speicherung übertragen werden. In dem Ausführungsbeispiel kann die entfernbare Speichereinrichtung 34 unter Verwendung einer entfernbaren Flash-RAM-Speicher-(RAM)-Vorrichtung verwirklicht sein. Optional können die HF- oder IQ-Signaldaten an ein Prozessormodul 36 ausgegeben werden, um die akquirierten Ultraschalldaten (z. B. Paare von HF-Signaldaten oder IQ-Daten) zu verarbeiten und Frames von Ultraschalldaten zur Wiedergabe auf einem an der Benutzerschnittstelle 42 angeordneten Displaybereich 38 vorbereiten. Das Prozessormodul 36 kann anschließend programmiert werden, um entweder die unverarbeiteten Bilddaten oder die Ultraschallbilder auf die entfernbare Speichereinrichtung 34 herunterzuladen. In noch einem Ausführungsbeispiel enthält der Ultraschallscanner eine (nicht gezeigte) Festplatte.
Das Prozessormodul 36 ist dazu eingerichtet, an den akquirierten Ultraschalldaten eine oder mehrere Verarbeitungsschritte entsprechend mehrerer auswählbarer Ultraschallbetriebsarten durchzuführen. Akquirierte Ultraschalldaten können in einem Scandurchlauf während des Empfangs der Echosignale in Echtzeit verarbeitet werden. Darüber hinaus oder alternativ können die Ultraschalldaten in einem Scandurchlauf vorübergehend in der Speichereinrichtung 34 gespeichert und in einem Live- oder Offlinebetrieb echtzeitverzögert verarbeitet werden. Insbesondere kann die entfernbare Speichereinrichtung 34 dazu genutzt werden, um nicht für eine unmittelbare Wiedergabe bestimmte verarbeitete Frames akquirierter Ultraschalldaten zu speichern. Das Prozessormodul 36 ist mit einer Benutzerschnittstelle 42 verbunden, die, wie weiter unten im Einzelnen erläutert, einige Arbeitsschritte des Prozessormoduls 36 steuert und dazu eingerichtet ist, Eingaben von einer Bedienperson aufzunehmen.
In dem Ausführungsbeispiel ist die Benutzerschnittstelle 42 ein Touch-Screen 43, und der Displaybereich 38 ist programmiert, um Daten auf dem Touch-Screen 43 bildlich wiederzugeben. Der Touch-Screen 43 ist ferner dazu eingerichtet, das Anwesenheit und die Position einer Berührung auf dem Touch-Screen zu erfassen. Der Touch-Screen 43 kann die Anwesenheit eines Fingers oder einer Hand, oder die Anwesenheit einer mechanischen Vorrichtung, beispielsweise eines Stiftes, erfassen. In dem Ausführungsbeispiel führt der Touch-Screen 43 Trackball- und Funktionstastenfunktionen und dergleichen durch. Der Touch-Screen 43 kann auf einem ohmschen, kapazitiven oder sonstigen Touch-Screen basieren, der an das Prozessormodul 36 ein Signal ausgibt, das die Berührung des Touch-Screens 43 durch eine Bedienperson sowie die Position der Berührung kennzeichnet.
Der Displaybereich 38 basiert auf einem oder mehreren Monitoren, die für den Benutzer Patientendaten, beispielsweise diagnostische Ultraschallbilder, zur Durchsicht, Diagnose und Analyse wiedergeben. Der Displaybereich 38 kann beispielsweise automatisch Ebenen wiedergeben, die von in der Speicherein richtung 34 gespeicherten zweidimensionalen (2D-) und/oder dreidimensionalen (3D-)Ultraschalldatensätzen stammen. Die Speichereinrichtung 34 kann dreidimensionale Datensätze der Ultraschalldaten speichern, wobei auf derartige dreidimensionale Datensätze zugegriffen wird, um 2D- und 3D-Bilder zu erzeugen. Die Verarbeitung der Daten, einschließlich der Datensätze, basiert zum Teil auf Anwendereingaben, beispielsweise über den Touch-Screen 43 aufgenommene Wahleingaben des Benutzers. In dem Ausführungsbeispiel enthält der Ultraschallscanner 20 außerdem einen Sender/Empfänger, beispielsweise einen drahtlosen universellen Dienstbus (USB) 44 und eine drahtlose Datenkommunikationsschnittstelle 46, die dazu eingerichtet ist, Daten entweder von dem Prozessormodul 36 oder von der entfernbaren Speichereinrichtung 34 über den USB 44 zu der (in 1 gezeigten) Datenspeichervorrichtung 12 zu übertragen. In dem Ausführungsbeispiel kann die drahtlose Datenkommunikationsschnittstelle 46 unter Verwendung einer drahtlosen USB-Vorrichtung, einem drahtlosen Ethernetgerät oder einer drahtlosen Breitbandvorrichtung durchgeführt werden.
3 veranschaulicht ein exemplarisches Blockschaltbild des Ultraschall-Prozessormoduls 36 nach 2. Das Ultraschall-Prozessormodul 36 ist schematisch als eine Zusammenstellung von Submodulen veranschaulicht, kann jedoch auch mittels einer beliebigen Kombination von speziell entworfenen Hardwareplatinen, DSPs, Prozessoren, usw., verwirklicht sein. In einer Abwandlung können die Submodule nach 3 unter Verwendung eines im Handel erhältlichen, einen einzigen oder mehrere Prozessoren aufweisenden PCs verwirklicht sein, wobei die funktionalen Arbeitsschritte auf die Prozessoren verteilt sind. Als weitere Option können die Submodule nach 3 mittels einer hybriden Konstruktion verwirklicht sein, in der gewisse modulare Funktionen unter Verwendung speziell konstruierter Hardware durchgeführt werden, während die übrigen modu laren Funktionen durch einen im Handel erhältlichen PC und dergleichen durchgeführt werden. Die Submodule können auch als Softwaremodule in einer Prozessoreinheit verwirklicht sein.
In dem Ausführungsbeispiel werden die Arbeitsschritte der in 3 veranschaulichten Submodule über den Touch-Screen 43 oder durch das Prozessormodul 36 gesteuert. Die Submodule 52–60 führen Mittenprozessorarbeitsschritte durch. Das Ultraschall-Prozessormodul 36 kann Ultraschalldaten 70 in einer von mehreren Formen empfangen. In dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel nach 3 bilden die empfangenen Ultraschalldaten 70 IQ-Datenpaare, die die realen und imaginären Komponenten kennzeichnen, die jedem Datenabtastwert zugeordnet sind. Die IQ-Datenpaare werden an einen Farbfluss-Submodul 52, einen Power-Doppler-Submodul 54, einen B-Mode-Submodul 56, einen Spektral-Doppler-Submodul 58 und/oder einen M-Mode-Submodul 60 ausgegeben.
Jedes der Submodule 52–60 ist dazu eingerichtet, die IQ-Datenpaare in einer entsprechenden Weise zu verarbeiten, um Farbflussdaten 72, Power-Doppler-Daten 74, B-Mode-Daten 76, Spektral-Dopplerdaten 78 bzw. M-Mode-Daten 80 zu erzeugen, die sämtliche vor einer nachfolgenden Verarbeitung vorübergehend in der Speichereinrichtung 34 gespeichert werden können. Die Daten 72–80 können beispielsweise als Sätze von Vektordatenwerten gespeichert werden, wobei jeder Satz einen einzelnen Ultraschallbildframe definiert. Die Vektordatenwerte sind im Allgemeinen basierend auf dem polaren Koordinatensystem organisiert.
Ein Bildrasterwandler-Submodul 92 greift auf die Speichereinrichtung 34 zu und erhält von dieser die einem Bildframe zugeordneten Vektordatenwerte und wandelt den Satz von Vektordatenwerten in kartesische Koordinaten um, um einen für die Wiedergabe formatierten Ultraschallbildframe 93 zu erzeugen.
Die durch das Bildrasterwandler-Submodul 92 erzeugten Ultraschallbildframes 93 können wieder an die Speichereinrichtung 34 übergeben werden, um anschließend verarbeitet zu werden.
Ein 2D-Videoprozessor-Submodul 94 kann genutzt werden, um ein oder mehrere der Frames zu kombinieren, die anhand der unterschiedlichen Arten von Ultraschalldaten erzeugt wurden. Beispielsweise kann das 2D-Videoprozessor-Submodul 94 unterschiedliche Bildframes kombinieren, indem es für eine Videowiedergabe einen Typ von Daten auf eine Grauwertabbildung und den anderen Typ von Daten auf eine Farbabbildung abbildet. In dem endgültigen angezeigten Bild werden die Farbpixeldaten der Grauwertpixeldaten überlagert, um einen einzelnen Multimodus-Bildframe zu erzeugen, der wiederum in der Speichereinrichtung 34 gespeichert wird. Aufeinanderfolgende Bildframes können in der Speichereinrichtung 34 als eine Cine-Schleife gespeichert werden. Die Cine-Schleife repräsentiert einen FIFO-Umlaufpufferbildspeicher, der dazu dient, Bilddaten, beispielsweise ein oder mehrere Herzzyklen, aufzunehmen, die dem Benutzer in Echtzeit angezeigt werden. Der Benutzer kann die Cine-Schleife durch Eingeben eines Standbildbefehls auf dem Touch-Screen ”einfrieren”.
Ein 3D-Prozessor-Submodul 98 wird ebenfalls über den Touch-Screen 43 gesteuert und greift auf die Speichereinrichtung 34 zu, um räumlich aufeinanderfolgende Gruppen von Ultraschallbildframes zu erhalten, und um davon, beispielsweise durch volumenrendernde oder flächenrenderne Algorithmen, wie sie bekannt sind, dreidimensionale bildliche Darstellungen zu erzeugen. Die dreidimensionalen Bilder können unter Nutzung vielfältiger Bildgebungstechniken erzeugt werden, z. B. Strahlprojektion, Maximalintensitätspixelprojektion und dergleichen. Im Betrieb akquiriert der Ultraschallscanner 20 Daten, beispielsweise volumetrische Datensätze, durch vielfältige Tech niken (z. B. dreidimensionales Scannen, 3D-Bildgebung in Echtzeit, Volumenscannen, 2D-Scannen mit Wandlern, die Positionierungssensoren aufweisen, Freihandscannen unter Verwendung eines Voxelkorrelationsverfahrens, Scannen mittels 2D- oder Matrix-Array-Wandlern, usw.).
4 veranschaulicht den in 1–3 gezeigten Ultraschallscanner 20 in einer perspektivischen Ansicht. 5 zeigt eine Vorderansicht eines exemplarischen Displays, das mittels des in 4 dargestellten Ultraschallscanners 20 betrachtet werden kann. In dem Ausführungsbeispiel ist der Ultraschallscanner 20 ein handgeführtes oder tragbares Ultraschallbildgebungssystem. Beispielsweise kann der Ultraschallscanner ein im Taschen-, Hand- oder Laptopformat dimensioniertes Ultraschallsystem sein, das mit einer Breite von etwa 8,5 Zoll und einer Länge von etwa 11 Zoll bemessen ist. Der Ultraschallscanner 20 umfasst einen Körper 100, den Touch-Screen 43 und den auf dem Touch-Screen 43 programmierten Displaybereich 38. Der Touch-Screen 43 kann genutzt werden, um vielfältige auf der Displayfläche 38 gezeigte Merkmale oder Steuerungselemente zu betätigen. In dem einen Ausführungsbeispiel lässt sich der Touch-Screen 43 mittels eines Stifts 102 bedienen. Optional kann der Touch-Screen 43 beispielsweise von einer Bedienperson mit den Fingern bedient werden.
Der Ultraschallscanner 20 enthält ferner einen ersten Anschluss 104, der dazu eingerichtet ist, die drahtlose Datenkommunikationsschnittstelle 46 aufzunehmen, und einen zweiten Anschluss 106, der dazu eingerichtet ist, die entfernbare Speichereinrichtung 34 aufzunehmen. Der erste und zweite Anschluss weisen eine Profildichtung oder Dichtung 108 bzw. 110 auf. Die Profildichtung 108 ist dazu eingerichtet, eine Dichtung zwischen dem Anschluss 106 und der entfernbaren Speichereinrichtung 34 zu bilden, wenn die entfernbare Spei chereinrichtung 34 in den Anschluss 106 eingeführt ist. Die Profildichtung 110 ist dazu eingerichtet, eine Dichtung zwischen dem Anschluss 104 und der drahtlosen Datenkommunikationsschnittstelle 46 zu bilden, wenn die drahtlose Datenkommunikationsschnittstelle 46 in den Anschluss 104 eingeführt ist. Die Profildichtungen oder Dichtungen 108 und 110 verhindern im Wesentlichen den Eintritt von Schmutz, Feuchtigkeit oder von sonstigen Fremdstoffen in den Körper 100. Im Besonderen wird der Ultraschallscanner 20 in dem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen während der Herstellung abgedichtet, um ein Eindringen möglicher Schmutzstoffe in die Einheit zu vermeiden oder zu eliminieren, und um der Bedienperson die Reinigung des Ultraschallscanners 20 zu erleichtern. Beispielsweise ist der Ultraschallscanner in einem typischen Einsatz möglicherweise Körperflüssigkeiten ausgesetzt. Für die Reinigung bekannter Ultraschallscanner, die mechanisch zu betätigende Tastaturen aufweisen, wendet die Bedienperson vor jedem Einsatz gewöhnlich sehr viel Zeit auf, um die Einheit zu reinigen oder zu sterilisieren. Da der Ultraschallscanner 20 im vorliegenden Fall einen Touch-Screen 43 aufweist, der mit dem Körper 100 hermetisch abgedichtet verbunden ist, ist die Zeit, die zum Säubern des Ultraschallscanners 20 zwischen Einsätzen erforderlich ist, bedeutend reduziert. Der Ultraschallscanner 20 enthält ferner einen Anschluss 112, der dazu eingerichtet ist, die Ultraschallsonde 26 aufzunehmen, einen Anschluss 114, der dazu eingerichtet ist, eine Leistungseingangsstufe zur Aufladung oder Stromversorgung des Ultraschallscanners 20 aufzunehmen, und eine Ein/Aus-Taste 116. In dem Ausführungsbeispiel kann der Anschluss 114 konfiguriert sein, um zu einem entsprechenden Anschluss auf einer geeigneten Ladestation zu passen.
5 zeigt eine Vorderansicht des exemplarischen Displaybereichs 38, der auf dem in 4 dargestellten Ultraschallscanner 20 betrachtet werden kann. Es sollte klar sein, dass der Displaybereich 38 dazu eingerichtet sein kann, mittels des Touch-Screens 43 jede der im Vorliegenden beschriebenen Funktionen auf dem Schirm wiederzugeben, und dass die in 5 veranschaulichten Funktionen lediglich exemplarisch sind. Der Displaybereich 38 kann beispielsweise ein Farb-LCD-Display (auf dem ein medizinisches Bild 120 wiedergegeben werden kann) mit den Abmessungen 8,5 Zoll mal 11 Zoll sein. Optional kann auf der Displayfläche 38 eine Tastatur mit Tasten 122 wiedergegeben werden, die mittels des Touch-Screens 43 bedient werden können.
Der Ultraschallscanner 20 kann außerdem Multifunktionsbedienelemente 130 aufweisen, die jeweils Funktionen zugeordnet sein können, die dem Modus des Systembetriebs entsprechen. Folglich kann jedes der Multifunktionsbedienelemente 130 dazu eingerichtet sein, mehrere unterschiedliche Aktionen bereitzustellen. Den Multifunktionsbedienelementen 130 zugeordnete Beschriftungsdisplaybereiche 132 können nach Bedarf auf der Displayfläche 38 einbezogen sein. Der Ultraschallscanner 20 kann außerdem zusätzliche Tasten und/oder Bedienelemente 134 für Sonderfunktionen aufweisen, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, ”Standbild”, ”Tiefensteuerung”, ”Verstärkungsgradsteuerung”, ”Farbe-Modus”, ”Drucken” und ”Speichern”. Wie oben erörtert, sind sämtliche im Vorliegenden beschriebenen Bedienelemente und Funktionen über den Touch-Screen 43 betätigbar.
6 veranschaulicht in einem Flussdiagramm ein exemplarisches Verfahren 200 zum Herunterladen medizinischer Bildgebungsdaten oder sonstiger Daten. In Schritt 202 wird der Patient bzw. ein Objekt gescannt, um Daten zu akquirieren. In dem Ausführungsbeispiel wird ein Patient gescannt, um medizinische Ultraschalldaten eines Patienten zu akquirieren. In Schritt 204 werden die Patientendaten an das Prozessormodul 36 ausgegeben, um die akquirierten Ultraschalldaten (z. B. HF-Signaldaten oder IQ-Datenpaare) zu verarbeiten, und um Frames von Ultraschalldaten für eine Wiedergabe auf einem Displaybereich 38 vorzubereiten. Optional werden die Patientendaten in Schritt 206 unmittelbar an eine entfernbare Speichereinrichtung 34 zur Speicherung (z. B. zur vorübergehenden Speicherung) ausgegeben. Es sollte klar sein, dass die auf der entfernbaren Speichereinrichtung 34 speicherbare Menge an medizinischen Daten von der Speicherkapazität der Arbeitsspeichervorrichtung selbst abhängt.
Während eines typischen Betriebs kann die Bedienperson einen oder mehrere Patienten scannen, um medizinische Daten zu akquirieren. Nachdem das Scannen eines Patienten vollendet ist, kennzeichnet die Bedienperson die Patientendaten, um die Patientendaten dem Patienten zuzuordnen, von dem die Daten akquiriert wurden. Beispielsweise kann die Bedienperson die Tasten 122 über den Touch-Screen 43 nutzen, um den Namen des Patienten sowie beliebige oder Identifikationsdaten einzutippen. Diese Identifikationsdaten werden anschließend verwendet, um die Datendateien, die die gescannten Daten repräsentieren, zu identifizieren oder zu beschriften. Da die Kapazität der entfernbaren Speichereinrichtung 34 beschränkt ist, muss der Bediener, wie oben erörtert, die Patientendaten häufig herunterladen. Der Ultraschallscanner 20 wird, wie oben erläutert, während eines typischen Betriebs fern ab von der zentralen Position, z. B. der Klinik, verwendet. Bei Rückkehr der Bedienperson zu der Klinik werden die Patientendaten auf den zentralen Computer, z. B. auf die Datenspeichervorrichtung 12, heruntergeladen. Um ein automatisches Herunterladen von Daten von dem Ultraschallscanner 20 auf die Datenspeichervorrichtung 12 zu erleichtern, wird der Funk-Sender/Empfänger 16 dazu veranlasst, ein HF-Signal auszugeben, das von dem Ultraschallscanner 20 zu empfangen ist. In einem Ausführungsbeispiel wird das HF-Signal fortlaufend von dem Funk-Sender/Empfänger 16 bei einer vorbestimmten Frequenz ausgegeben, und der Ultraschallscanner 20 ist dazu eingerichtet, die vorbestimmte Frequenz zu überwachen. Unter der Annahme, dass das System 10 mehrere Ultraschallscanner 20 umfasst, kann jeder Ultraschallscanner beispielsweise dazu eingerichtet sein, bei einer anderen Frequenz zu arbeiten, und der Funk-Sender/Empfänger 16 kann dazu eingerichtet sein, unterschiedliche HF-Signale mit einer Frequenz zu senden, die den Betriebsfrequenzen der Ultraschallscanner 20 im Betrieb entspricht. Optional können die mehreren Ultraschallscanner 20 dazu eingerichtet sein, bei derselben Frequenz zu arbeiten. Optional wird das HF-Signal in Intervallen ausgegeben, die ausreichend sind, um ein automatisches Herunterladen der medizinischen Daten von dem Ultraschallscanner 20 zu ermöglichen.
Dementsprechend empfängt der Ultraschallscanner 20 in Schritt 208 das HF-Funksignal von dem Funk-Sender/Empfänger 16. In dem Ausführungsbeispiel verwendet der Ultraschallscanner 20 die drahtlose Datenkommunikationsschnittstelle 46, um das Signal zu empfangen, das von dem Funk-Sender/Empfänger 16 abgestrahlt wurde, der als ein drahtloser Universaldienstbus(WUSB = Wireless Universal Service Bus)-Hub dient. Der drahtlose USB in dem hier verwendeten Sinne basiert auf einem Funkdatenkommunikationsprotokoll verhältnismäßig kurzer Reichweite und großer Bandbreite, das in der Lage ist, beispielsweise 480 Mb/s über Entfernungen von bis zu etwa 3 Meter und 110 Mb/s über Entfernungen von bis zu etwa 10 Meter zu übertragen und zu empfangen. Wenn die Bedienperson, die den Ultraschallscanner 20 trägt, den Funk-Sender/Empfänger 16 in einer vorbestimmten Entfernung von beispielsweise weniger als 10 Meter passiert, nimmt die drahtlose Datenkommunikationsschnittstelle 46 des Ultraschallscanners das abgestrahlte HF-Signal auf. In Antwort auf das empfangene Signal lädt der Ultraschallscanner 20 in Schritt 210 die auf der entfernbaren Speichereinrichtung 34 gespeicherten Daten automatisch durch den USB-Hub 44 über die drahtlose Datenkommunikationsschnittstelle 46 zu der Datenspeichervorrichtung 12 herunter. In noch einem Ausführungsbeispiel kann der drahtlose Universaldienstbus-(WUSB)-Hub, beispielsweise der Sender/Empfänger 16, an einem beliebigen komfortablen Ort angeordnet sein, und die Patientendaten können beispielsweise über das Internet oder mittels eines Modems von dem Sender/Empfänger 16 zu der Datenspeichervorrichtung 12 heruntergeladen werden.
Im Vorliegenden ist ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, die dazu dienen, die Versendung elektronischer Daten zu erleichtern. Die Vorrichtung ist als eine tragbare handgeführte Ultraschallbildgebungsvorrichtung ausgeführt, die dafür programmiert ist, eine weitere mobile oder dauerhaft eingebaute Vorrichtung in ihrer Nähe zu entdecken oder zu identifizieren, und auf Anforderung medizinische Daten drahtlos zu der Vorrichtung herunterzuladen. Die mobilen Vorrichtungen oder deren Bedienpersonen können den speziellen gelieferten Dateninhalt steuern, anfordern oder beeinflussen. Die tragbare Scanvorrichtung umfasst einen Touch-Screen und einen hermetisch abgedichteten Körper. Der Touch-Screen ermöglicht es, auf eine mechanische Tastatur zu verzichten, und verkürzt daher die Zeit, die erforderlich ist, um den Scanner zwischen den Einsätzen zu säubern oder zu desinfizieren. Die tragbare Scanvorrichtung umfasst ferner eine entfernbare Speichereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, medizinische Daten zu speichern. Da die tragbare Scanvorrichtung keine Festplatte aufweist, lassen sich die Kosten und das Gewicht der Scanvorrichtung verringern. Darüber hinaus enthält die tragbare Scanvorrichtung eine drahtlose USB-Vorrichtung, die dazu eingerichtet ist, die medizinischen Daten automatisch zu einer zentral angeordneten Einrichtung zu senden. Die drahtlose USB- Vorrichtung ermöglicht eine Verkürzung der Zeit, die von der Bedienperson zum Herunterladen von Patientendaten benötigt wird, was die Effizienz der Bedienperson steigert.
Ein technischer Effekt der vielfältigen Ausführungsbeispiele der im Vorliegenden beschriebenen Systeme und Verfahren beinhaltet mindestens ein automatisches Herunterladen von Patientendaten von einer handgeführten Vorrichtung auf einen zentralen Computer, um die von einer Bedienperson für das Herunterladen von Patientendaten benötigte Zeit zu verkürzen.
Während die Erfindung anhand vielfältiger spezieller Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass es möglich ist, die Erfindung mit Abwandlungen zu verwirklichen, ohne von dem Schutzbereich der Ansprüche abzuweichen.
Eine tragbare medizinische Bildgebungsvorrichtung 20 enthält eine Benutzerschnittstelle 42, die dazu eingerichtet ist, eine Anwendereingabe aufzunehmen, und einen an der Benutzerschnittstelle angeordneten Displaybereich 38, der dazu eingerichtet ist, medizinische Bilder anzuzeigen. Die Vorrichtung enthält ferner ein mit der Benutzerschnittstelle verbundenes Prozessormodul 36, wobei das Prozessormodul dazu eingerichtet ist, medizinische Daten zu erzeugen, und einen Sender/Empfänger 46, der dazu eingerichtet ist, ein Funksignal von einem entfernt angeordneten medizinischen System 12 aufzunehmen und die medizinischen Daten in Reaktion auf das empfangene Funksignal automatisch zu dem entfernt angeordneten medizinischen System zu übertragen. Ferner sind ein medizinisches Bildgebungssystem, das die tragbare medizinische Bildgebungsvorrichtung 20 umfasst, und ein Verfahren zum Bedienen/Betreiben des medizinischen Bildgebungssystems geschaffen.

10: Ultraschallbildgebungssystem
12: Datenspeichervorrichtung
14: Kundencomputer
16: Funk-Sender/Empfänger
20: Ultraschallbildgebungsscanner
22: Sender
24: Matrix von Elementen
26: Wandler
28: Empfänger
30: Strahlformer
32: HF-Prozessor
34: Entfernbarer Arbeitsspeicher
36: Ultraschall-Prozessormodul
38: Display
40: Bildarbeitsspeicher
42: Benutzerschnittstelle
44: Sender/Empfänger
52: Submodule
54: Dopplersubmodul
56: B-Mode-Submodul
58: Dopplersubmodul
60: M-Mode-Submodul
62: ARFI-Submodul
64: Belastungs-Submodul
66: Belastungsraten-Submodul
68: TDE-Submodul
70: Ultraschalldaten
72: Farbflussdaten
74: Dopplerdaten
76: B-Mode-Daten
78: Dopplerdaten
80: M-Mode-Daten
82: ARFI-Daten
84: Belastungsdaten
86: Belastungsraten-Daten
88: Dopplerdaten
92: Wandlersubmodul
93: Ultraschallbildframes
94: Prozessorsubmodul
96: Bildframe
98: Prozessorsubmodul
100: Körper
102: Stift
104: Erster Anschluss
106: Zweiter Anschluss
108: Profildichtung
110: Profildichtung
112: Anschluss
114: Anschluss
116: Ein/Aus-Taste
120: Medizinisches Bild
122: Tastatur
130: Multifunktionsbedienelemente
132: Beschriftungsdisplaybereiche
134: Bedienelemente

Claims

Tragbare medizinische Bildgebungsvorrichtung (20), zu der gehören: eine Benutzerschnittstelle (42), die dazu eingerichtet ist, eine Anwendereingabe aufzunehmen; ein an der Benutzerschnittstelle angeordneter Displaybereich (38), der dazu eingerichtet ist, medizinische Bilder anzuzeigen; ein mit der Benutzerschnittstelle verbundenes Prozessormodul (36), wobei das Prozessormodul dazu eingerichtet ist, medizinische Daten zu erzeugen; und eine drahtlose Datenkommunikationsschnittstelle (46), die dazu eingerichtet ist, ein Funksignal von einem entfernt angeordneten medizinischen System (12) aufzunehmen und die medizinischen Daten in Reaktion auf das empfangene Funksignal automatisch zu dem entfernt angeordneten medizinischen System zu übertragen.
Tragbare medizinische Bildgebungsvorrichtung 20 nach Anspruch 1, wobei die Benutzerschnittstelle einen Touch-Screen 43 aufweist.
Tragbare medizinische Bildgebungsvorrichtung 20 nach Anspruch 1, wobei die drahtlose Datenkommunikationsschnittstelle (46) wenigstens eine drahtlose USB-Vorrichtung, ein Ethernetgerät und/oder eine Breitbandvorrichtung enthält.
Tragbare medizinische Bildgebungsvorrichtung 20 nach Anspruch 1, wobei das entfernt angeordnete medizinische System (12) einen drahtlosen Universaldienstbus-(WUSB)-Hub (16) aufweist.
Tragbare medizinische Bildgebungsvorrichtung 20 nach Anspruch 1, zu dem ferner eine entfernbare Datenspeichervorrichtung (34) gehört, wobei die tragbare medizinische Bildgebungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, Ultraschalldaten zu erzeugen und die Ultraschalldaten unmittelbar in der entfernbaren Datenspeichervorrichtung zu speichern.
Tragbare medizinische Bildgebungsvorrichtung 20 nach Anspruch 1, zu der ferner eine entfernbare rasch ansprechende RAM-Speicher-(RAM)-Vorrichtung (34) gehört, wobei der Prozessor (36) dazu eingerichtet ist, Ultraschalldaten zu erzeugen und die Ultraschalldaten unmittelbar in der entfernbaren RAM-Vorrichtung zu speichern.
Tragbare medizinische Bildgebungsvorrichtung 20 nach Anspruch 1, zu der ferner eine entfernbare Datenspeichervorrichtung (34) und ein auf der entfernbaren Datenspeichervorrichtung installiertes Betriebssystem gehören.
Tragbare medizinische Bildgebungsvorrichtung 20 nach Anspruch 1, wobei das Display (38), die Benutzerschnittstelle (42) und das Prozessormodul (36) sämtliche in einer einzelnen hermetisch dicht verschlossenen Einheit angeordnet sind.
Medizinisches Bildgebungssystem 10, zu dem gehören: eine Datenspeichervorrichtung (12); ein Sender/Empfänger (16), der mit der Datenspeichervorrichtung verbunden ist; und eine tragbare medizinische Bildgebungsvorrichtung (20) mit darauf gespeicherten medizinischen Daten, wobei die tragbare medizinische Bildgebungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, ein Funksignal von einem Sender/Empfänger aufzunehmen und die medizinischen Daten in Reaktion auf das empfangene Signal automatisch zu der Datenspeichervorrichtung zu übertragen.
Medizinisches Bildgebungssystem 10 nach Anspruch 9, wobei die tragbare medizinische Bildgebungsvorrichtung folgendes umfasst: einen Touch-Screen (43); und einen Displaybereich (38), der auf dem Touch-Screen programmiert ist.