JP2023501607A - 超音波検出システムに基づく生体サインの検出方法 - Google Patents

超音波検出システムに基づく生体サインの検出方法 Download PDF

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Abstract

超音波検出システムに基づく生体サインの検出方法は、第２の処理モジュールが第１の処理モジュールにおけるマスター処理モジュールに検出命令を送信するステップ(３０１)と、マスター処理モジュールが検出命令に従って第１の同期信号を生成し、第１の同期信号を同期分配モジュールに送信し、それによって、同期分配モジュールが第１の同期信号を第１の処理モジュールにおけるマスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとに伝送するステップ(３０２)と、それにより、スレーブ処理モジュールとマスター処理モジュールとが第１の同期信号に従って、超音波を同時に発信するようにそれぞれに接続されたアレイ要素を制御し、エコー信号を収集するステップ(３０３)と、その結果、第２の処理モジュールが各アレイ要素により収集されて得たエコー信号に従って検出して、生体のサイン情報を得るステップ(３０４)と、を含み、超音波検出システムに基づく生体サインの検出方法により、生体の複数の次元を同時に検出することができ、検出効率を向上させる。【選択図】図３

Description

技術の分野
本願は、超音波画像化技術の分野に関し、特に、超音波検出システムに基づく生体サインの検出方法に関する。
組織の弾性や粘度は、生体の重要な特徴であり、その情報の多くはせん断波のさまざまなパラメータに変調することができる。
超音波は、非破壊、非電離、非放射の利点があり、医療分野で広く応用されている。
せん断波のパラメータ情報を、超音波を使用して定量的に検出し、組織の粘度情報や弾性情報を取得し、特に弾性情報は、現在、最も広く使用され、応用上に最も成功したのは瞬間弾性画像化デバイスであるが、当該デバイスには、１つのアレイ要素や１つのチャネルしかなく、一度に１つの方法での情報しか取得できない。
しかしながら、より多くの次元の情報に対する医学研究者の渇望はますます強くなっている。
したがって、如何に超音波によるせん断波の定量的検出の技術を複数のアレイ要素や複数のチャネルに拡張し、かつ拡張を容易にすることにより、二次元ひいては多次元方向での粘度や弾性の検出を実現できるかは、現在のところよい方法がない。
本願の実施例は、複数のアレイ要素を介して生体の複数の次元でのサインを同時に検出するための、超音波検出システムに基づく生体サインの検出方法を提供する。
本願の実施例は、超音波検出システムに基づく生体サインの検出方法を提供し、当該方法が適用される超音波検出システムは、超音波プローブ、第１の処理モジュール、第２の処理モジュール及び同期分配モジュールを含み、超音波プローブには、少なくとも２つのアレイ要素が含まれ、第１の処理モジュールは、１つのマスター処理モジュールと少なくとも１つのスレーブ処理モジュールとを含み、当該方法は、
前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールに検出命令を送信するステップと、前記マスター処理モジュールが前記検出命令に従って第１の同期信号を生成し、前記第１の同期信号を前記同期分配モジュールに送信し、それによって、前記同期分配モジュールが前記第１の同期信号を前記第１の処理モジュールにおける前記マスター処理モジュールと前記スレーブ処理モジュールとに送信するステップと、前記スレーブ処理モジュールと前記マスター処理モジュールとが前記第１の同期信号に従って、超音波を発信するようにそれぞれに接続されたアレイ要素を制御し、少なくとも２０フレームの前記超音波のエコー信号を収集し、前記エコー信号のパルス繰り返し発生周波数が１０Ｈｚ～４００００Ｈｚの周波数範囲内にある、ステップと、前記第２の処理モジュールが収集された前記エコー信号に従って検出して、生体のサイン情報を取得するステップと、を含む。
１つの実施形態では、前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールに検出命令を送信するステップの前、前記方法は、さらに、前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールと前記スレーブ処理モジュールとのために制御パラメータを設定し、それによって、前記マスター処理モジュールと前記スレーブ処理モジュールとが前記制御パラメータに基づいて、それぞれに接続されたアレイ要素を制御するステップを含む。
１つの実施形態では、前記制御パラメータは、せん断波を発生するように前記アレイ要素を制御するための第１のパラメータを含む。
１つの実施形態では、前記第１のパラメータに基づいて発生されるせん断波は、持続時間が１ｕｓから１ｓの間であり、振動周波数が１０Ｈｚから１００００００００Ｈｚの間である。
１つの実施形態では、前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールと前記スレーブ処理モジュールとのために制御パラメータを設定するステップの後、前記方法は、さらに、
前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールに励起命令を送信するステップと、前記マスター処理モジュールが前記励起命令に従って第２の同期信号を生成し、前記第２の同期信号を前記同期分配モジュールに送信し、それによって、前記同期分配モジュールが前記第２の同期信号を前記第１の処理モジュールにおける前記マスター処理モジュールと前記スレーブ処理モジュールとに送信するステップと、前記第２の同期信号に従って、前記スレーブ処理モジュールと前記マスター処理モジュールとが前記第１のパラメータに基づいて、せん断波を発生するようにそれぞれに接続されたアレイ要素を制御するステップと、を含む。
１つの実施形態では、前記スレーブ処理モジュールと前記マスター処理モジュールとは、一点音響放射力パルスの方法、多点マッハコーンの方法、多点櫛波の方法及び多点表面波の方法のうちの１つの方法を利用してせん断波を発生するようにそれぞれに接続されたアレイ要素を制御する。
１つの実施形態では、前記制御パラメータは、超音波を発生するように前記アレイ要素を制御するための第２のパラメータを含む。
１つの実施形態では、前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールと前記スレーブ処理モジュールとのために制御パラメータを設定するステップの前、前記方法は、さらに、前記第２の処理モジュールが前記第１の処理モジュールにおける各モジュールのアイデンティティ情報を取得し、前記各モジュールのアイデンティティ情報に基づき、マスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとを認識するステップを含む。
１つの実施形態では、前記アイデンティティ情報には、アイデンティティ識別子とモード情報とが含まれ、前記各モジュールのアイデンティティ情報に基づき、マスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとを認識するステップは、
前記第１の処理モジュールにおける各モジュールについて、前記モジュールのアイデンティティ識別子に従って前記モジュールのアイデンティティを検証し、検証に合格すると、前記モジュールのモード情報に基づき、モジュールがマスター処理モジュール又はスレーブ処理モジュールであると決定するステップを含む。
１つの実施形態では、前記アイデンティティ情報は、デバイスのメーカー識別コード、デバイス識別コード及び補助識別コードのうちの少なくとも１つを含む。
１つの実施形態では、前記超音波検出システムは、さらに、機械式振動装置を含み、前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールに検出命令を送信するステップの前、前記方法は、さらに、前記第２の処理モジュールが、前記機械式振動装置がせん断波を発生するように、前記機械式振動装置に励起信号を送信するステップを含む。
本願の実施例では、第２の処理モジュールが第１の処理モジュールにおけるマスター処理モジュールに検出命令を送信し、マスター処理モジュールが当該検出命令に従って第１の同期信号を生成し、当該第１の同期信号を同期分配モジュールに送信し、それによって、同期分配モジュールが第１の同期信号を第１の処理モジュールにおけるマスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとに伝送し、スレーブ処理モジュールとマスター処理モジュールは第１の同期信号に従って、超音波を同時に発信し、エコー信号を収集するように、それぞれに接続されたアレイ要素を制御でき、その結果、第２の処理モジュールは各アレイ要素により収集されたエコー信号に従って検出して、生体のサイン情報を得る。本願の実施例では、複数のアレイ要素を介して超音波を同時に発信し、複数のアレイ要素により収集されたエコー信号を処理できるため、生体の複数の次元を同時に検出することができ、検出効率を向上させる。
本願の実施例又は従来技術における技術案をより明確に説明するため、以下では実施例又は従来技術の記述に使用する必要がある図面を簡単に説明するが、当然ながら、以下に記載する図面は本願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとって、創造的な労力なしにこれらの図面に基づいて他の図面を取得することもできる。
本願の実施例により提供される超音波検出システムの構造概略図である。 本願の実施例により提供される超音波検出システムの構造概略図である。 本願の実施例により提供される超音波検出システムに基づく生体サインの検出方法のフローチャートである。 本願の実施例により提供されるせん断波の励起方法のフローチャートである。 本願の実施例により提供されるマスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとを認識する方法のフローチャートである。
以下、本願の実施例に係る図面を参照しながら、本願の実施例に係る技術案について明瞭且つ完全に説明するが、当然ながら、説明される実施例は、本願の実施例の一部にすぎず、そのすべてではない。当業者が創造的な労力なしに本願における実施例に基づいて取得するすべての他の実施例は、いずれも本願の保護範囲内にある。
本願の明細書及び特許請求の範囲における用語「含む」、「有する」及びそれらの任意の変形は、非排他的含有をカバーすることを目的とする。例えば、一連のステップを含むプロセス又は構造を含む装置は、必ずしも明記されている構造又はステップに限定される必要がなく、明記されていない、又はこれらのプロセス又は装置に固有の他のステップ又は構造を含むことができる。
図１は、本願の実施例により提供される超音波検出システムの構造概略図であり、図１に示すように、例示的に、当該超音波検出システムは、超音波プローブ１０、第１の処理モジュール１１、第２の処理モジュール１２及び同期分配モジュール１３を含み、超音波プローブは、アレイ要素１０１とアレイ要素１０２とを含み、第１の処理モジュール１１は、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とを含み、アレイ要素１０１がマスター処理モジュール１１１に接続されており、アレイ要素１０２がスレーブ処理モジュール１１２に接続されており、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とが、また同期分配モジュール１３と第２の処理モジュール１２とに接続される。同期分配モジュール１３は、マスター処理モジュール１１１のトリガーに応じて同期信号をマスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とに分配するために用いられ、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とは、それぞれ、生体の異なる次元の方向で検出信号（超音波など）を発信し、且つ検出信号のエコー信号を収集するように、アレイ要素１０１とアレイ要素１０２とを制御するために用いられ、第２の処理モジュール１２は、エコー信号を処理して、生体の異なる次元でのサイン情報を取得するために用いられる。図１に示されるシステムでは、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とのクロック信号は、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２自体によって生成でき、このような場合、システムが初期化されるとき、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とのクロックが同期及び較正される必要がある。または、図２に示すように、いくつかの実施例では、超音波検出システムは、図１に示される構造に加えて、さらに、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とのためにクロックを分配するためのクロック分配モジュール１４を含む。当然ながら、図１及び図２は、本願の実施例に係る超音波検出システムを限定するための唯一のものではなく、単なる例示的な説明であり、実際に、本願の実施例に係る超音波検出システムでは、超音波プローブは、２つ以上のアレイ要素を含むことができ、第１の処理モジュールは、１つのマスター処理モジュールと１つ以上のスレーブ処理モジュールとを含むことができ、１つのアレイ要素は、１つのマスター処理モジュール又はスレーブ処理モジュールに接続され、マスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとは、それぞれ複数のアレイ要素に接続され得る。
上記した超音波検出システムに基づき、本願の実施例は、複数のアレイ要素を介して生体の複数の次元のサイン情報を検出するための、超音波検出システムに基づく生体サインの検出方法を提供する。例示的に、図３は、本願の実施例により提供される超音波検出システムに基づく生体サインの検出方法のフローチャートであり、図３に示すように、当該方法は、以下を含む。
ステップ３０１、第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールに検出命令を送信する。
本実施例では、第２の処理モジュールには、第１の処理モジュールにおける各モジュールのモード情報及びアドレス情報が予め記憶されており、各モジュールのモード情報は、各モジュールがマスター処理モジュールであるか、又はスレーブ処理モジュールであるかを指示するために用いられる。
検出操作を実行するとき、第２の処理モジュールは、マスター処理モジュールのアドレスを取得し、当該アドレスに従って検出命令をマスター処理モジュールに送信する。
ステップ３０２、マスター処理モジュールが前記検出命令に従って第１の同期信号を生成し、前記第１の同期信号を前記同期分配モジュールに送信し、それによって、前記同期分配モジュールが前記第１の同期信号を前記第１の処理モジュールにおける前記マスター処理モジュールと前記スレーブ処理モジュールとに送信する。
本実施例は、生体の複数の次元の同時検出を実現するために、検出操作を実行するとき、超音波プローブにおける複数のアレイ要素が同時に動作するようにトリガーする必要がある。複数のアレイ要素の同期信号は、マスター処理モジュールが、検出命令を受信した後に生成し、同期分配モジュールを介して第１の処理モジュールにおけるマスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとに分配する。
ステップ３０３、スレーブ処理モジュールと前記マスター処理モジュールとが前記第１の同期信号に従って、超音波を発信するようにそれぞれに接続されたアレイ要素を制御し、少なくとも２０フレームの前記超音波のエコー信号を収集し、前記エコー信号のパルス繰り返し発生周波数が１０Ｈｚ～４００００Ｈｚの周波数範囲内にある。
本実施例では、第２の処理モジュールは、マスター処理モジュールに検出命令を送信する前に、第１の処理モジュールにおけるマスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとのために制御パラメータを予め設定することもでき、マスター処理モジュールの制御パラメータとスレーブ処理モジュールの制御パラメータとは、同じであってもよいし、異なってもよく、マスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとは、当該制御パラメータに基づいてそれぞれに接続されたアレイ要素を制御する。
本実施例では、当該制御パラメータは、超音波により励起されるエネルギーサイズや、周波数、アパーチャなどのパラメータ（区別の便宜上、以下、第２のパラメータと略称）を含む。マスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとは、第２のパラメータに基づいてターゲット特徴を有する超音波を発信するようにそれぞれに接続されたアレイ要素を制御する。つまり、本実施例における第２の処理モジュールは、第２のパラメータを設定及び調整することにより、出力される超音波に対する制御を実現することができる。
なお、本実施例における第２のパラメータの設定は、ターゲット検出のせん断波の特徴に関連付けることができ、それにより、得られる超音波により、せん断波をよりよく検出することができる。
容易に理解するために、本実施例は例示的に、生体サイン情報が携帯されているせん断波は生体組織内部の自発的な振動によって発生されると理解してもよい。スレーブ処理モジュールは、同期分配モジュールにより分配される第１の同期信号を受信した後、第１の同期信号に従って、マスター処理モジュールとともに第２の処理装置により設定された第２のパラメータを採用して、それぞれに接続されたアレイ要素を制御し、それによって、アレイ要素が対応する超音波を発信し、当該超音波のエコー信号を受信する。
他のいくつかの実施例では、本実施例に係るせん断波は、さらに、外部振動によって発生され得る。例えば、１つの実施形態では、超音波検出システムに機械式振動装置が含まれることができ、当該機械式振動装置は、第２の処理モジュールに接続され、第２の処理モジュールがステップ３０１の方法を実行する前、第２の処理モジュールは、機械式振動装置に励起信号を送信し、それによって、機械式振動装置は、励起信号の励起下で対応するせん断波を発生する。機械式振動装置の構造は、１種に限らず、必要に応じて設定することができる。他の実施形態では、せん断波は、さらに、超音波プローブにおけるアレイ要素により生成されてもよく、このような実施形態では、第２の処理モジュールがマスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとのために設定した制御パラメータには、さらに、せん断波を生成するための関連パラメータ（区別の便宜上、以下、第１のパラメータと略称）を含むこともでき、マスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとは、第１のパラメータに基づいて、対応するせん断波を生成するようにアレイ要素を制御し、例示的に、当該せん断波により引き起こされる組織の動きの速度は、１ｎｍ／ｓ～１０ｍ／ｓにし、組織の動きの範囲は、０．０１μｍ～１０ｍｍにすることができる。
例示的に、図４は、本願の実施例により提供されるせん断波の励起方法のフローチャートであり、図４に示すように、第２の処理モジュールがマスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとのために制御パラメータを設定するステップの後、本実施例は、さらに、
前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールに励起命令を送信するステップ４０１と、
マスター処理モジュールが前記励起命令に従って第２の同期信号を生成し、前記第２の同期信号を前記同期分配モジュールに送信し、それによって、前記同期分配モジュールが前記第２の同期信号を前記第１の処理モジュールにおける前記マスター処理モジュールと前記スレーブ処理モジュールとに送信するステップ４０２と、
前記第２の同期信号に従って、前記スレーブ処理モジュールと前記マスター処理モジュールとが前記第１のパラメータに基づいて、せん断波を発生するようにそれぞれに接続されたアレイ要素を制御するステップ４０３と、を含むせん断波励起方法を含むことができる。
例示的に、図４に係る実施例では、第２の処理モジュールは、マスター処理モジュールに励起命令を送信する前、マスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとの通信ポートを設定し、マスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとにおける、アレイ要素に接続されるポートを明確にすることができる。
さらに、通信ポートの設定完了後、第２の処理モジュールは、マスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとのために、せん断波を発生するための第１のパラメータを設定し、第１のパラメータは、連続振動によって発生されるせん断波の持続時間や振動周波数といったデータを含むことができるが、それらに限定されなく、当該持続時間は１ｕｓ～１ｓにし、振動周波数は１０～１００００００００Ｈｚにすることができる。
第１のパラメータの設定完了後、マスター処理モジュールに第２の処理モジュールから励起命令が受信された場合、マスター処理モジュールは、第２の処理モジュールからの励起命令に従って第２の同期信号を生成し、同期分配モジュールを介して第２の同期信号を第１の処理モジュールにおけるマスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとに分配し、第１の処理モジュールにおけるマスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとは、第２の同期信号を受信した後、一点音響放射力パルスの方法、多点マッハコーンの方法、多点櫛波の方法及び多点表面波の方法のうちの１つの方法を利用してせん断波を発生するように、それぞれに接続されたアレイ要素を制御する。持続振動によって発生されるせん断波は、例えば、持続時間が６０ｕｓにし、振動周波数は２４０００００Ｈｚにすることができる。当該せん断波により引き起こされる組織の動きの速度は１ｍ／ｓにし、当該せん断波により引き起こされる組織の動きの範囲は１ｍｍにすることができる。当然ながら、上記内容は、せん断波を限定するための唯一のものではなく、単なる例示的な説明である。
ステップ３０４、第２の処理モジュールが、収集された前記エコー信号に従って検出して、生体のサイン情報を取得する。
例示的に、第２の処理モジュールは、エコー信号を得た後、まず、エコー信号から生体サイン情報が携帯されているせん断波を分離し、さらに、所定の処理方法に基づき、せん断波から解析して生体のサイン情報を取得する。エコー信号からせん断波を分離する方法、及びせん断波から解析して生体サイン情報を取得する方法は、関連する技術を参照することができ、ここで説明しない。
本実施例では、第２の処理モジュールが第１の処理モジュールにおけるマスター処理モジュールに検出命令を送信し、マスター処理モジュールが当該検出命令に従って第１の同期信号を生成し、当該第１の同期信号を同期分配モジュールに送信し、それによって、同期分配モジュールが第１の同期信号を第１の処理モジュールにおけるマスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとに伝送し、スレーブ処理モジュールとマスター処理モジュールとが第１の同期信号に従って、超音波を同時に発信するようにそれぞれに接続されたアレイ要素を制御し、エコー信号を収集でき、その結果、第２の処理モジュールは各アレイ要素により収集されて得たエコー信号に従って検出して、生体のサイン情報を得る。本実施例では、複数のアレイ要素を介して超音波を同時に発信し、複数のアレイ要素により収集されたエコー信号を処理できるため、生体の複数の次元を同時に検出することができ、検出効率を向上させる。
本願の１つの実施例では、第２の処理モジュールが、マスター処理モジュールに検出命令を送信するステップ、または、前記マスター処理モジュールと前記スレーブ処理モジュールとのために制御パラメータを設定するステップの前、マスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとを認識する方法を含むことができ、当該方法では、第２の処理モジュールが第１の処理モジュールにおける各モジュールのアイデンティティ情報を取得し、各モジュールのアイデンティティ情報に基づいてマスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとを認識しており、本実施例に係るアイデンティティ情報は、アイデンティティ識別子及びモード情報を含む。例示的に、図５は、本願の実施例により提供されるマスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとを認識する方法のフローチャートであり、図５に示すように、当該方法は、以下を含む。
ステップ５０１、前記第２の処理モジュールは、前記第１の処理モジュールにおける各モジュールのアイデンティティ識別子とモード情報とを取得する。
本実施例では、マスター処理モジュールに対応する動作モードはマスターモードで、スレーブ処理モジュールに対応する動作モードはスレーブモードであり、モジュールのモード情報は、モジュールの動作モードがマスターモードであるか、又はスレーブモードであるかを指示するために用いられる。
本実施例では、各モジュールのアイデンティティ識別子は、唯一のものであり、例示的に、本実施例に係るアイデンティティ識別子は、デバイスのメーカー識別コード、デバイス識別コード及び補助識別コードのうちの少なくとも１つを含むことができる。
ステップ５０２、前記第１の処理モジュールにおける各モジュールについて、前記モジュールのアイデンティティ識別子に従って前記モジュールのアイデンティティを検証し、検証に合格すると、前記モジュールのモード情報に基づき、モジュールがマスター処理モジュール又はスレーブ処理モジュールであると決定する。
例示的に、１つの実行可能な実施形態では、第２の処理モジュールは、まず、第１の処理モジュールから各モジュールのアイデンティティ識別子を取得し、それらのモジュールのアイデンティティ識別子が第２の処理モジュールに予め記憶されていると検出された場合、第２の処理モジュールは、第１の処理モジュールから各モジュールのモード情報を取得し、そして、各モジュールのモード情報に基づき、各モジュールがマスター処理モジュールであるか、又はスレーブ処理モジュールであるかを決定してもよい。
他の実行可能な実施形態では、第２の処理モジュールは、さらに、１回の取得操作にあたり、第１の処理モジュールにおける各モジュールのアイデンティティ識別子とモード情報とを同時に取得してから、各モジュールのアイデンティティ識別子を検証し、検証に合格した場合、各モジュールのモード情報に基づき、各モジュールがマスター処理モジュールであるか、又はスレーブ処理モジュールであるかを決定する。
いくつかの実施形態では、第２の処理モジュールは、各モジュールモード情報を取得すると同時に、各モジュールのアドレス情報を取得することもでき、それによって、マスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとを決定した後、各モジュールのモードとアドレスとをバインドし、メッセージの伝送を容易にすることができる。
いくつかの実施形態では、第２の処理モジュールは、第１の処理モジュールにおける各モジュールのアイデンティティとモードとを１つずつ認識することができ、このような認識方法では、第２の処理モジュールが一度に取得するデータ量が少なく、占用する伝送リソースも少なく、または、他のいくつかの実施形態では、第２の処理モジュールは、第１の処理モジュールにおけるすべてのモジュールのアイデンティティとモードとを同時に認識することもでき、このような認識方法は、第２の処理モジュールと第１の処理モジュールとのインタラクション回数が減少し、認識効率がより高い。
また、いくつかの実施形態では、ユーザは、第１の処理モジュールにおけるモジュールを増加又は削除することもできる。例えば、いくつかの可能なシーンでは、第２の処理モジュールは、それ自体の通信ポートをモニタリングし、第１の処理モジュールにおいて新しいモジュールがそれ自体のアイドル通信ポートに接続されていることが検出されると、第２の処理モジュールは、当該通信ポートを介して新しく接続されたモジュールにクエリ情報を送信し、新しく接続されたモジュールにより返されたアイデンティティ識別子とモード情報とを受信し、それによって、受信されたモード情報に基づいて新しく接続されたモジュールの動作モードを認識し、例えば、新しく接続されたモジュールがスレーブ処理モジュールであると、第２の処理モジュールは、当該モジュールのアイデンティティ識別子に対応する動作モードをスレーブモードとして記録するが、または、新しく接続されたモジュールがマスターモードであると、第２の処理モジュールは、まず、現在の第１の処理モジュールにマスター処理モジュールが含まれているかどうかを検出し、含まれていない場合、当該モジュールのアイデンティティ識別子に対応する動作モードをマスターモードとして記録し、含まれている場合、エラー情報をフィードバックする。当然ながら、上記内容は、本願を限定するための唯一のものではなく、単なる例示的な説明である。
さらに、例えば、他のいくつかの可能なシーンでは、第２の処理モジュールは、さらに、現在接続されているマスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとの接続状態をモニタリングすることもでき、マスター処理モジュール又はスレーブ処理モジュールの接続が切断されたと検出された場合、まず、再接続を試行し、再接続に失敗すると、現在記憶されている当該モジュールのデータを削除する。
本実施例では、生体サイン情報を検出する前、第１の処理モジュールにおける各モジュールのアイデンティティとモードとを認識することにより、正確的な検出操作の実行が保証される。また、モジュールを増加又は削除するメカニズムにより、マスター処理モジュール及び／又はスレーブ処理モジュールの柔軟な増加又は削除を実現することができ、その結果、超音波検出システムは、異なる検出タスクの必要に適応できるものとなる。
本願の実施例で使用される用語は、特許請求の範囲を限定するためのものではなく、実施例を説明するためにのみ使用されている。例えば、実施例及び特許請求の範囲の説明に使用される単数形の「１つ」（ａ）、「１種」（ａｎ）及び「前記」（ｔｈｅ）といった用語は、明記されていない限り、複数形のものを含むことを意図する。同様に、本願で使用される用語「及び／又は」は、１つ以上の関連するもののありとあらゆる可能な組み合わせを含むことを意味する。また、本願で使用されるとき、用語「含む」（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）及びその変形「含まれる」（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）及び／又は「含まれている」（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）などは、記載される特徴、全体、ステップ、操作、要素、及び／又はコンポーネントの存在を意味し、１つ以上の他の特徴、全体、ステップ、操作、要素、コンポーネント及び／又はそれらの組み合わせの存在又は追加を排除するものではない。
本願で説明される実施例における各態様、実施形態、実現又は特徴は、個別に使用されてもよいし、それらの任意の組み合わせで使用されてもよい。説明される実施例における各態様はソフトウェア又はハードウェア又はソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで実現され得る。説明される実施例は、少なくとも１つのコンピューティング装置により実行可能な命令を含むコンピュータ可読コードを記憶したコンピュータ可読媒体により実現することができる。前記コンピュータ可読媒体は、コンピュータシステムで読み取り可能なデータを記憶できる任意のデータストレージデバイスに関連付けることができる。コンピュータ可読媒体は、例示的に、読み取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、ＣＤ－ＲＯＭ、ＨＤＤ、ＤＶＤ、磁気テープ及び光データストレージデバイスなどを含むことができる。前記コンピュータ可読媒体は、ネットワークを介して接続されたコンピュータシステムに分散することができ、それによって、コンピュータ可読コードは、分散されて記憶及び実行することができる。
上記技術的説明は、図面を参照することができ、それらの図面は、本願の一部として形成され、図面に関する説明に記載された通りの実施例の実施形態を図面によって示している。それらの実施例は、当業者が実現できるように充分に詳細に説明されているが、上記記載に限定されないものであるため、説明される実施例の範囲から逸脱しない限り、他の実施例も使用可能であり、様々な変更も可能である。例えば、フローチャートに示される操作順序は、限定するためのものではないため、フローチャートに示され、フローチャートに従って説明される２つ以上の操作の順序は、いくつかの実施形態に従って変化し得る。別の例として、いくつかの実施例では、フローチャートに示され、フローチャートに従って説明される１つ以上の操作は、選択的なものであるか、または削除され得る。さらに、特定のステップ又は機能を開示された実施例に追加することができ、または２つ以上のステップの順序を並べ替えることができる。そのすべての変更は、開示された実施例及び特許請求の範囲に含まれると見なされる。
技術の分野
本願は、超音波画像化技術の分野に関し、特に、超音波検出システムに基づく生体サインの検出方法に関する。
組織の弾性や粘度は、生体の重要な特徴であり、その情報の多くはせん断波のさまざまなパラメータに変調することができる。
超音波は、非破壊、非電離、非放射の利点があり、医療分野で広く応用されている。
せん断波のパラメータ情報を、超音波を使用して定量的に検出し、組織の粘度情報や弾性情報を取得し、特に弾性情報は、現在、最も広く使用され、応用上に最も成功したのは瞬間弾性画像化デバイスであるが、当該デバイスには、１つのアレイ要素や１つのチャネルしかなく、一度に１つの方法での情報しか取得できない。
しかしながら、より多くの次元の情報に対する医学研究者の渇望はますます強くなっている。
したがって、如何に超音波によるせん断波の定量的検出の技術を複数のアレイ要素や複数のチャネルに拡張し、かつ拡張を容易にすることにより、二次元ひいては多次元方向での粘度や弾性の検出を実現できるかは、現在のところよい方法がない。
本願の実施例は、複数のアレイ要素を介して生体の複数の次元でのサインを同時に検出するための、超音波検出システムに基づく生体サインの検出方法を提供する。
本願の実施例は、超音波検出システムに基づく生体サインの検出方法を提供し、当該方法が適用される超音波検出システムは、超音波プローブ、第１の処理モジュール、第２の処理モジュール及び同期分配モジュールを含み、超音波プローブには、少なくとも２つのアレイ要素が含まれ、第１の処理モジュールは、１つのマスター処理モジュールと少なくとも１つのスレーブ処理モジュールとを含み、当該方法は、
前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールに検出命令を送信するステップと、前記マスター処理モジュールが前記検出命令に従って第１の同期信号を生成し、前記第１の同期信号を前記同期分配モジュールに送信し、それによって、前記同期分配モジュールが前記第１の同期信号を前記第１の処理モジュールにおける前記マスター処理モジュールと前記スレーブ処理モジュールとに送信するステップと、前記スレーブ処理モジュールと前記マスター処理モジュールとが前記第１の同期信号に従って、超音波を発信するようにそれぞれに接続されたアレイ要素を制御し、少なくとも２０フレームの前記超音波のエコー信号を収集し、前記エコー信号のパルス繰り返し発生周波数が１０Ｈｚ～４００００Ｈｚの周波数範囲内にある、ステップと、前記第２の処理モジュールが収集された前記エコー信号を処理して、生体のサイン情報を取得するステップと、を含む。
１つの実施形態では、前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールに検出命令を送信するステップの前、前記方法は、さらに、前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールと前記スレーブ処理モジュールとのために制御パラメータを設定し、それによって、前記マスター処理モジュールと前記スレーブ処理モジュールとが前記制御パラメータに基づいて、それぞれに接続されたアレイ要素を制御するステップを含む。
１つの実施形態では、前記制御パラメータは、せん断波を発生するように前記アレイ要素を制御するための第１のパラメータを含む。
１つの実施形態では、前記第１のパラメータに基づいて発生されるせん断波は、持続時間が１ｕｓから１ｓの間であり、振動周波数が１０Ｈｚから１００００００００Ｈｚの間である。
１つの実施形態では、前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールと前記スレーブ処理モジュールとのために制御パラメータを設定するステップの後、前記方法は、さらに、
前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールに励起命令を送信するステップと、前記マスター処理モジュールが前記励起命令に従って第２の同期信号を生成し、前記第２の同期信号を前記同期分配モジュールに送信し、それによって、前記同期分配モジュールが前記第２の同期信号を前記第１の処理モジュールにおける前記マスター処理モジュールと前記スレーブ処理モジュールとに送信するステップと、前記第２の同期信号に従って、前記スレーブ処理モジュールと前記マスター処理モジュールとが前記第１のパラメータに基づいて、せん断波を発生するようにそれぞれに接続されたアレイ要素を制御するステップと、を含む。
１つの実施形態では、前記スレーブ処理モジュールと前記マスター処理モジュールとは、一点音響放射力パルスの方法、多点マッハコーンの方法、多点櫛波の方法及び多点表面波の方法のうちの１つの方法を利用してせん断波を発生するようにそれぞれに接続されたアレイ要素を制御する。
１つの実施形態では、前記制御パラメータは、超音波を発生するように前記アレイ要素を制御するための第２のパラメータを含む。
１つの実施形態では、前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールと前記スレーブ処理モジュールとのために制御パラメータを設定するステップの前、前記方法は、さらに、前記第２の処理モジュールが前記第１の処理モジュールにおける各モジュールのアイデンティティ情報を取得し、前記各モジュールのアイデンティティ情報に基づき、マスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとを認識するステップを含む。
１つの実施形態では、前記アイデンティティ情報には、アイデンティティ識別子とモード情報とが含まれ、前記各モジュールのアイデンティティ情報に基づき、マスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとを認識するステップは、
前記第１の処理モジュールにおける各モジュールについて、前記モジュールのアイデンティティ識別子に従って前記モジュールのアイデンティティを検証し、検証に合格すると、前記モジュールのモード情報に基づき、モジュールがマスター処理モジュール又はスレーブ処理モジュールであると決定するステップを含む。
１つの実施形態では、前記アイデンティティ情報は、メーカー識別コード、デバイス識別コード及び補助識別コードのうちの少なくとも１つを含む。
１つの実施形態では、前記超音波検出システムは、さらに、機械式振動装置を含み、前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールに検出命令を送信するステップの前、前記方法は、さらに、前記第２の処理モジュールが、前記機械式振動装置がせん断波を発生するように、前記機械式振動装置に励起信号を送信するステップを含む。
本願の実施例では、第２の処理モジュールが第１の処理モジュールにおけるマスター処理モジュールに検出命令を送信し、マスター処理モジュールが当該検出命令に従って第１の同期信号を生成し、当該第１の同期信号を同期分配モジュールに送信し、それによって、同期分配モジュールが第１の同期信号を第１の処理モジュールにおけるマスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとに伝送し、スレーブ処理モジュールとマスター処理モジュールは第１の同期信号に従って、超音波を同時に発信し、エコー信号を収集するように、それぞれに接続されたアレイ要素を制御でき、その結果、第２の処理モジュールは各アレイ要素により収集されたエコー信号を処理して、生体のサイン情報を得る。本願の実施例では、複数のアレイ要素を介して超音波を同時に発信し、複数のアレイ要素により収集されたエコー信号を処理できるため、生体の複数の次元を同時に検出することができ、検出効率を向上させる。
本願の実施例又は従来技術における技術案をより明確に説明するため、以下では実施例又は従来技術の記述に使用する必要がある図面を簡単に説明するが、当然ながら、以下に記載する図面は本願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとって、創造的な労力なしにこれらの図面に基づいて他の図面を取得することもできる。
本願の実施例により提供される超音波検出システムの構造概略図である。 本願の実施例により提供される超音波検出システムの構造概略図である。 本願の実施例により提供される超音波検出システムに基づく生体サインの検出方法のフローチャートである。 本願の実施例により提供されるせん断波の励起方法のフローチャートである。 本願の実施例により提供されるマスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとを認識する方法のフローチャートである。
以下、本願の実施例に係る図面を参照しながら、本願の実施例に係る技術案について明瞭且つ完全に説明するが、当然ながら、説明される実施例は、本願の実施例の一部にすぎず、そのすべてではない。当業者が創造的な労力なしに本願における実施例に基づいて取得するすべての他の実施例は、いずれも本願の保護範囲内にある。
本願の明細書及び特許請求の範囲における用語「含む」、「有する」及びそれらの任意の変形は、非排他的含有をカバーすることを目的とする。例えば、一連のステップを含むプロセス又は構造を含む装置は、必ずしも明記されている構造又はステップに限定される必要がなく、明記されていない、又はこれらのプロセス又は装置に固有の他のステップ又は構造を含むことができる。
図１は、本願の実施例により提供される超音波検出システムの構造概略図であり、図１に示すように、例示的に、当該超音波検出システムは、超音波プローブ１０、第１の処理モジュール１１、第２の処理モジュール１２及び同期分配モジュール１３を含み、超音波プローブ１０は、アレイ要素１０１とアレイ要素１０２とを含み、第１の処理モジュール１１は、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とを含み、アレイ要素１０１がマスター処理モジュール１１１に接続されており、アレイ要素１０２がスレーブ処理モジュール１１２に接続されており、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とが、また同期分配モジュール１３と第２の処理モジュール１２とに接続される。同期分配モジュール１３は、マスター処理モジュール１１１のトリガーに応じて同期信号をマスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とに分配するために用いられ、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とは、それぞれ、生体の異なる次元の方向で検出信号（超音波など）を発信し、且つ検出信号のエコー信号を収集するように、アレイ要素１０１とアレイ要素１０２とを制御するために用いられ、第２の処理モジュール１２は、エコー信号を処理して、生体の異なる次元でのサイン情報を取得するために用いられる。図１に示されるシステムでは、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とのクロック信号は、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２自体によって生成でき、このような場合、システムが初期化されるとき、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とのクロックが同期及び較正される必要がある。または、図２に示すように、いくつかの実施例では、超音波検出システムは、図１に示される構造に加えて、さらに、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とのためにクロックを分配するためのクロック分配モジュール１４を含む。当然ながら、図１及び図２は、本願の実施例に係る超音波検出システムを限定するための唯一のものではなく、単なる例示的な説明であり、実際に、本願の実施例に係る超音波検出システムでは、超音波プローブ１０は、２つ以上のアレイ要素を含むことができ、第１の処理モジュール１１は、１つのマスター処理モジュール１１１と１つ以上のスレーブ処理モジュール１１２とを含むことができ、１つのアレイ要素は、１つのマスター処理モジュール１１１又はスレーブ処理モジュール１１２に接続され、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とは、それぞれ複数のアレイ要素に接続され得る。
上記した超音波検出システムに基づき、本願の実施例は、複数のアレイ要素を介して生体の複数の次元のサイン情報を検出するための、超音波検出システムに基づく生体サインの検出方法を提供する。例示的に、図３は、本願の実施例により提供される超音波検出システムに基づく生体サインの検出方法のフローチャートであり、図３に示すように、当該方法は、以下を含む。
ステップ３０１、第２の処理モジュール１２が前記マスター処理モジュール１１１に検出命令を送信する。
本実施例では、第２の処理モジュール１２には、第１の処理モジュール１１における各モジュールのモード情報及びアドレス情報が予め記憶されており、各モジュールのモード情報は、各モジュールがマスター処理モジュール１１１であるか、又はスレーブ処理モジュール１１２であるかを指示するために用いられる。
検出操作を実行するとき、第２の処理モジュール１２は、マスター処理モジュール１１１のアドレスを取得し、当該アドレスに従って検出命令をマスター処理モジュール１１１に送信する。
ステップ３０２、マスター処理モジュール１１１が前記検出命令に従って第１の同期信号を生成し、前記第１の同期信号を前記同期分配モジュール１３に送信し、それによって、前記同期分配モジュール１３が前記第１の同期信号を前記第１の処理モジュール１１における前記マスター処理モジュール１１１と前記スレーブ処理モジュール１１２とに送信する。
本実施例は、生体の複数の次元の同時検出を実現するために、検出操作を実行するとき、超音波プローブ１０における複数のアレイ要素が同時に動作するようにトリガーする必要がある。複数のアレイ要素の同期信号は、マスター処理モジュール１１１が、検出命令を受信した後に生成し、同期分配モジュール１３を介して第１の処理モジュール１１におけるマスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とに分配する。
ステップ３０３、スレーブ処理モジュール１１２と前記マスター処理モジュール１１１とが前記第１の同期信号に従って、超音波を発信するようにそれぞれに接続されたアレイ要素を制御し、少なくとも２０フレームの前記超音波のエコー信号を収集し、前記エコー信号のパルス繰り返し発生周波数が１０Ｈｚ～４００００Ｈｚの周波数範囲内にある。
本実施例では、第２の処理モジュール１２は、マスター処理モジュール１１１に検出命令を送信する前に、第１の処理モジュール１１におけるマスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とのために制御パラメータを予め設定することもでき、マスター処理モジュール１１１の制御パラメータとスレーブ処理モジュール１１２の制御パラメータとは、同じであってもよいし、異なってもよく、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とは、当該制御パラメータに基づいてそれぞれに接続されたアレイ要素を制御する。
本実施例では、当該制御パラメータは、超音波により励起されるエネルギーサイズや、周波数、超音波により励起されるアパーチャなどのパラメータ（区別の便宜上、以下、第２のパラメータと略称）を含む。マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とは、第２のパラメータに基づいてターゲット特徴を有する超音波を発信するようにそれぞれに接続されたアレイ要素を制御する。つまり、本実施例における第２の処理モジュール１２は、第２のパラメータを設定及び調整することにより、出力される超音波に対する制御を実現することができる。
なお、本実施例における第２のパラメータの設定は、ターゲット検出のためのせん断波の特徴に関連付けることができ、それにより、得られる超音波により、せん断波をよりよく検出することができる。
容易に理解するために、本実施例は例示的に、生体サイン情報が携帯されているせん断波は生体組織内部の自発的な振動によって発生されると理解してもよい。スレーブ処理モジュール１１２は、同期分配モジュール１３により分配される第１の同期信号を受信した後、第１の同期信号に従って、マスター処理モジュール１１１とともに第２の処理モジュール１２により設定された第２のパラメータを採用して、それぞれに接続されたアレイ要素を制御し、それによって、アレイ要素が対応する超音波を発信し、当該超音波のエコー信号を受信する。
他のいくつかの実施例では、本実施例に係るせん断波は、さらに、外部振動によって発生され得る。例えば、１つの実施形態では、超音波検出システムに機械式振動装置が含まれることができ、当該機械式振動装置は、第２の処理モジュール１２に接続され、第２の処理モジュール１２がステップ３０１の動作を実行する前、第２の処理モジュール１２は、機械式振動装置に励起信号を送信し、それによって、機械式振動装置は、励起信号の励起下で対応するせん断波を発生する。機械式振動装置の構造は、１種に限らず、必要に応じて設定することができる。他の実施形態では、せん断波は、さらに、超音波プローブ１０におけるアレイ要素により生成されてもよく、このような実施形態では、第２の処理モジュール１２がマスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とのために設定した制御パラメータには、さらに、せん断波を生成するための関連パラメータ（区別の便宜上、以下、第１のパラメータと略称）を含むこともでき、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とは、第１のパラメータに基づいて、対応するせん断波を生成するようにアレイ要素を制御し、例示的に、当該せん断波により引き起こされる組織の動きの速度は、１ｎｍ／ｓ～１０ｍ／ｓにし、組織の動きの範囲は、０．０１μｍ～１０ｍｍにすることができる。
例示的に、図４は、本願の実施例により提供されるせん断波の励起方法のフローチャートであり、図４に示すように、第２の処理モジュール１２がマスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とのために制御パラメータを設定するステップの後、本実施例は、さらに、
前記第２の処理モジュール１２が前記マスター処理モジュール１１１に励起命令を送信するステップ４０１と、
マスター処理モジュール１１１が前記励起命令に従って第２の同期信号を生成し、前記第２の同期信号を前記同期分配モジュール１３に送信し、それによって、前記同期分配モジュール１３が前記第２の同期信号を前記第１の処理モジュール１１における前記マスター処理モジュール１１１と前記スレーブ処理モジュール１１２とに送信するステップ４０２と、
前記第２の同期信号に従って、前記スレーブ処理モジュール１１２と前記マスター処理モジュール１１１とが前記第１のパラメータに基づいて、せん断波を発生するようにそれぞれに接続されたアレイ要素を制御するステップ４０３と、を含むせん断波励起方法を含むことができる。
例示的に、図４に係る実施例では、第２の処理モジュール１２は、マスター処理モジュール１１１に励起命令を送信する前、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２との通信ポートを設定し、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とにおける、アレイ要素に接続されるポートを明確にすることができる。
さらに、通信ポートの設定完了後、第２の処理モジュール１２は、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とのために、せん断波を発生するための第１のパラメータを設定し、第１のパラメータは、連続振動によって発生されるせん断波の持続時間や振動周波数といったデータを含むことができるが、それらに限定されなく、当該持続時間は１ｕｓ～１ｓにし、振動周波数は１０～１００００００００Ｈｚにすることができる。
第１のパラメータの設定完了後、マスター処理モジュール１１１に第２の処理モジュール1２から励起命令が受信された場合、マスター処理モジュール１１１は、第２の処理モジュール１２からの励起命令に従って第２の同期信号を生成し、同期分配モジュール１３を介して第２の同期信号を第１の処理モジュール１１におけるマスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とに分配し、第１の処理モジュール１１におけるマスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とは、第２の同期信号を受信した後、一点音響放射力パルスの方法、多点マッハコーンの方法、多点櫛波の方法及び多点表面波の方法のうちの１つの方法を利用してせん断波を発生するように、それぞれに接続されたアレイ要素を制御する。持続振動によって発生されるせん断波は、例えば、持続時間が６０ｕｓにし、振動周波数は２４０００００Ｈｚにすることができる。当該せん断波により引き起こされる組織の動きの速度は１ｍ／ｓにし、当該せん断波により引き起こされる組織の動きの範囲は１ｍｍにすることができる。当然ながら、上記内容は、せん断波を限定するための唯一のものではなく、単なる例示的な説明である。
ステップ３０４、第２の処理モジュール１２が、収集された前記エコー信号を処理して、生体のサイン情報を取得する。
例示的に、第２の処理モジュール１２は、エコー信号を得た後、まず、エコー信号から生体サイン情報が携帯されているせん断波を分離し、さらに、所定の処理方法に基づき、せん断波から解析して生体のサイン情報を取得する。エコー信号からせん断波を分離する方法、及びせん断波から解析して生体サイン情報を取得する方法は、関連する技術を参照することができ、ここで説明しない。
本実施例では、第２の処理モジュール１２が第１の処理モジュール１１におけるマスター処理モジュール１１１に検出命令を送信し、マスター処理モジュール１１１が当該検出命令に従って第１の同期信号を生成し、当該第１の同期信号を同期分配モジュール１３に送信し、それによって、同期分配モジュール１３が第１の同期信号を第１の処理モジュール１１におけるマスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とに伝送し、スレーブ処理モジュール１１２とマスター処理モジュール１１１とが第１の同期信号に従って、超音波を同時に発信するようにそれぞれに接続されたアレイ要素を制御し、エコー信号を収集でき、その結果、第２の処理モジュール１２は各アレイ要素により収集されて得たエコー信号を処理して、生体のサイン情報を得る。本実施例では、複数のアレイ要素を介して超音波を同時に発信し、複数のアレイ要素により収集されたエコー信号を処理できるため、生体の複数の次元を同時に検出することができ、検出効率を向上させる。
本願の１つの実施例では、第２の処理モジュール１２が、マスター処理モジュール１１１に検出命令を送信するステップ、または、前記マスター処理モジュール１１１と前記スレーブ処理モジュール１１２とのために制御パラメータを設定するステップの前、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とを認識する方法を含むことができ、当該方法では、第２の処理モジュール１２が第１の処理モジュール１１における各モジュールのアイデンティティ情報を取得し、各モジュールのアイデンティティ情報に基づいてマスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とを認識しており、本実施例に係るアイデンティティ情報は、アイデンティティ識別子及びモード情報を含む。例示的に、図５は、本願の実施例により提供されるマスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とを認識する方法のフローチャートであり、図５に示すように、当該方法は、以下を含む。
ステップ５０１、前記第２の処理モジュール１２は、前記第１の処理モジュール１１における各モジュールのアイデンティティ識別子とモード情報とを取得する。
本実施例では、マスター処理モジュール１１１に対応する動作モードはマスターモードで、スレーブ処理モジュール１１２に対応する動作モードはスレーブモードであり、モジュールのモード情報は、モジュールの動作モードがマスターモードであるか、又はスレーブモードであるかを指示するために用いられる。
本実施例では、各モジュールのアイデンティティ識別子は、唯一のものであり、例示的に、本実施例に係るアイデンティティ識別子は、デバイスのメーカー識別コード、デバイス識別コード及び補助識別コードのうちの少なくとも１つを含むことができる。
ステップ５０２、前記第１の処理モジュール１１における各モジュールについて、前記モジュールのアイデンティティ識別子に従って前記モジュールのアイデンティティを検証し、検証に合格すると、前記モジュールのモード情報に基づき、モジュールがマスター処理モジュール１１１又はスレーブ処理モジュール１１２であると決定する。
例示的に、１つの実行可能な実施形態では、第２の処理モジュール１２は、まず、第１の処理モジュール１１から各モジュールのアイデンティティ識別子を取得し、それらのモジュールのアイデンティティ識別子が第２の処理モジュール１２に予め記憶されていると検出された場合、第２の処理モジュール１２は、第１の処理モジュール１１から各モジュールのモード情報を取得し、そして、各モジュールのモード情報に基づき、各モジュールがマスター処理モジュール１１１であるか、又はスレーブ処理モジュール１１２であるかを決定してもよい。
他の実行可能な実施形態では、第２の処理モジュール１２は、さらに、１回の取得操作にあたり、第１の処理モジュール１１における各モジュールのアイデンティティ識別子とモード情報とを同時に取得してから、各モジュールのアイデンティティ識別子を検証し、検証に合格した場合、各モジュールのモード情報に基づき、各モジュールがマスター処理モジュール１１１であるか、又はスレーブ処理モジュール１１２であるかを決定する。
いくつかの実施形態では、第２の処理モジュール１２は、各モジュールモード情報を取得すると同時に、各モジュールのアドレス情報を取得することもでき、それによって、マスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２とを決定した後、各モジュールのモードとアドレスとをバインドし、メッセージの伝送を容易にすることができる。
いくつかの実施形態では、第２の処理モジュール１２は、第１の処理モジュール１１における各モジュールのアイデンティティとモードとを１つずつ認識することができ、このような認識方法では、第２の処理モジュール１２が一度に取得するデータ量が少なく、占用する伝送リソースも少なく、または、他のいくつかの実施形態では、第２の処理モジュール１２は、第１の処理モジュール１１におけるすべてのモジュールのアイデンティティとモードとを同時に認識することもでき、このような認識方法は、第２の処理モジュール１２と第１の処理モジュール１１とのインタラクション回数が減少し、認識効率がより高い。
また、いくつかの実施形態では、ユーザは、第１の処理モジュール１１におけるモジュールを増加又は削除することもできる。例えば、いくつかの可能なシーンでは、第２の処理モジュール１２は、それ自体の通信ポートをモニタリングし、第１の処理モジュール１１において新しいモジュールがそれ自体のアイドル通信ポートに接続されていることが検出されると、第２の処理モジュール１２は、当該通信ポートを介して新しく接続されたモジュールにクエリ情報を送信し、新しく接続されたモジュールにより返されたアイデンティティ識別子とモード情報とを受信し、それによって、受信されたモード情報に基づいて新しく接続されたモジュールの動作モードを認識し、例えば、新しく接続されたモジュールがスレーブ処理モジュール１１２であると、第２の処理モジュール１２は、当該モジュールのアイデンティティ識別子に対応する動作モードをスレーブモードとして記録するが、または、新しく接続されたモジュールがマスター処理モジュール１１１であると、第２の処理モジュール１２は、まず、現在の第１の処理モジュール１１にマスター処理モジュール１１１が含まれているかどうかを検出し、含まれていない場合、当該モジュールのアイデンティティ識別子に対応する動作モードをマスターモードとして記録し、含まれている場合、エラー情報をフィードバックする。当然ながら、上記内容は、本願を限定するための唯一のものではなく、単なる例示的な説明である。
さらに、例えば、他のいくつかの可能なシーンでは、第２の処理モジュール１２は、さらに、現在接続されているマスター処理モジュール１１１とスレーブ処理モジュール１１２との接続状態をモニタリングすることもでき、マスター処理モジュール１１１又はスレーブ処理モジュール１１２の接続が切断されたと検出された場合、まず、再接続を試行し、再接続に失敗すると、現在記憶されている当該モジュールのデータを削除する。
本実施例では、生体サイン情報を検出する前、第１の処理モジュール１１における各モジュールのアイデンティティとモードとを認識することにより、正確的な検出操作の実行が保証される。また、モジュールを増加又は削除するメカニズムにより、マスター処理モジュール１１１及び／又はスレーブ処理モジュール１１２の柔軟な増加又は削除を実現することができ、その結果、超音波検出システムは、異なる検出タスクの必要に適応できるものとなる。
本願の実施例で使用される用語は、特許請求の範囲を限定するためのものではなく、実施例を説明するためにのみ使用されている。例えば、実施例及び特許請求の範囲の説明に使用される単数形の「１つ」（ａ）、「１種」（ａｎ）及び「前記」（ｔｈｅ）といった用語は、明記されていない限り、複数形のものを含むことを意図する。同様に、本願で使用される用語「及び／又は」は、１つ以上の関連するもののありとあらゆる可能な組み合わせを含むことを意味する。また、本願で使用されるとき、用語「含む」（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）及びその変形「含まれる」（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）及び／又は「含まれている」（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）などは、記載される特徴、全体、ステップ、操作、要素、及び／又はコンポーネントの存在を意味し、１つ以上の他の特徴、全体、ステップ、操作、要素、コンポーネント及び／又はそれらの組み合わせの存在又は追加を排除するものではない。
本願で説明される実施例における各態様、実施形態、実現又は特徴は、個別に使用されてもよいし、それらの任意の組み合わせで使用されてもよい。説明される実施例における各態様はソフトウェア又はハードウェア又はソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで実現され得る。説明される実施例は、少なくとも１つのコンピューティング装置により実行可能な命令を含むコンピュータ可読コードを記憶したコンピュータ可読媒体により実現することができる。前記コンピュータ可読媒体は、コンピュータシステムで読み取り可能なデータを記憶できる任意のデータストレージデバイスに関連付けることができる。コンピュータ可読媒体は、例示的に、読み取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、ＣＤ－ＲＯＭ、ＨＤＤ、ＤＶＤ、磁気テープ及び光データストレージデバイスなどを含むことができる。前記コンピュータ可読媒体は、ネットワークを介して接続されたコンピュータシステムに分散することができ、それによって、コンピュータ可読コードは、分散されて記憶及び実行することができる。
上記技術的説明は、図面を参照することができ、それらの図面は、本願の一部として形成され、図面に関する説明に記載された通りの実施例の実施形態を図面によって示している。それらの実施例は、当業者が実現できるように充分に詳細に説明されているが、上記記載に限定されないものであるため、説明される実施例の範囲から逸脱しない限り、他の実施例も使用可能であり、様々な変更も可能である。例えば、フローチャートに示される操作順序は、限定するためのものではないため、フローチャートに示され、フローチャートに従って説明される２つ以上の操作の順序は、いくつかの実施形態に従って変化し得る。別の例として、いくつかの実施例では、フローチャートに示され、フローチャートに従って説明される１つ以上の操作は、選択的なものであるか、または削除され得る。さらに、特定のステップ又は機能を開示された実施例に追加することができ、または２つ以上のステップの順序を並べ替えることができる。そのすべての変更は、開示された実施例及び特許請求の範囲に含まれると見なされる。

Claims (11)

  1. 超音波検出システムに基づく生体サインの検出方法であって、前記超音波検出システムは、超音波プローブ、第１の処理モジュール、第２の処理モジュール及び同期分配モジュールを含み、前記超音波プローブには、少なくとも２つのアレイ要素が含まれ、前記第１の処理モジュールは、１つのマスター処理モジュールと少なくとも１つのスレーブ処理モジュールとを含み、前記方法は、
    前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールに検出命令を送信するステップと、
    前記マスター処理モジュールが前記検出命令に従って第１の同期信号を生成し、前記第１の同期信号を前記同期分配モジュールに送信し、それによって、前記同期分配モジュールが前記第１の同期信号を前記第１の処理モジュールにおける前記マスター処理モジュールと前記スレーブ処理モジュールとに送信するステップと、
    前記スレーブ処理モジュールと前記マスター処理モジュールとが前記第１の同期信号に従って、超音波を発信するようにそれぞれに接続されたアレイ要素を制御し、少なくとも２０フレームの前記超音波のエコー信号を収集するステップであって、前記エコー信号のパルス繰り返し発生周波数が１０Ｈｚ～４００００Ｈｚの周波数範囲内にある、ステップと、
    前記第２の処理モジュールが収集された前記エコー信号に従って検出して、生体のサイン情報を取得するステップと、を含むことを特徴とする方法。
  2. 前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールに検出命令を送信するステップの前、前記方法は、さらに、
    前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールと前記スレーブ処理モジュールとのために制御パラメータを設定し、それによって、前記マスター処理モジュールと前記スレーブ処理モジュールとが前記制御パラメータに基づいて、それぞれに接続されたアレイ要素を制御するステップを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記制御パラメータは、せん断波を発生するように前記アレイ要素を制御するための第１のパラメータを含む、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールと前記スレーブ処理モジュールとのために制御パラメータを設定するステップの後、前記方法は、さらに、
    前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールに励起命令を送信するステップと、
    前記マスター処理モジュールが前記励起命令に従って第２の同期信号を生成し、前記第２の同期信号を前記同期分配モジュールに送信し、それによって、前記同期分配モジュールが前記第２の同期信号を前記第１の処理モジュールにおける前記マスター処理モジュールと前記スレーブ処理モジュールとに送信するステップと、
    前記第２の同期信号に従って、前記スレーブ処理モジュールと前記マスター処理モジュールとが前記第１のパラメータに基づいて、せん断波を発生するようにそれぞれに接続されたアレイ要素を制御するステップと、を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
  5. 前記スレーブ処理モジュールと前記マスター処理モジュールとは、
    一点音響放射力パルスの方法、多点マッハコーンの方法、多点櫛波の方法以及多点表面波の方法のうちの１つの方法を利用してせん断波を発生するようにそれぞれに接続されたアレイ要素を制御する、ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
  6. 前記第１のパラメータに基づいて発生されるせん断波は、持続時間が１ｕｓから１ｓの間であり、振動周波数が１０Ｈｚから１００００００００Ｈｚの間である、ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
  7. 前記制御パラメータは、超音波を発生するように前記アレイ要素を制御するための第２のパラメータを含む、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
  8. 前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールと前記スレーブ処理モジュールとのために制御パラメータを設定するステップの前、前記方法は、さらに、
    前記第２の処理モジュールが前記第１の処理モジュールにおける各モジュールのアイデンティティ情報を取得し、前記各モジュールのアイデンティティ情報に基づき、マスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとを認識するステップを含む、ことを特徴とする請求項２～７のいずれか１項に記載の方法。
  9. 前記アイデンティティ情報には、アイデンティティ識別子とモード情報とが含まれ、
    前記各モジュールのアイデンティティ情報に基づき、マスター処理モジュールとスレーブ処理モジュールとを認識するステップは、
    前記第１の処理モジュールにおける各モジュールについて、前記モジュールのアイデンティティ識別子に従って前記モジュールのアイデンティティを検証し、検証に合格すると、前記モジュールのモード情報に基づいて、モジュールがマスター処理モジュール又はスレーブ処理モジュールであると決定するステップを含む、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
  10. 前記アイデンティティ情報は、
    デバイスのメーカー識別コード、デバイス識別コード及び補助識別コードのうちの少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
  11. 前記超音波検出システムは、さらに、機械式振動装置を含み、
    前記第２の処理モジュールが前記マスター処理モジュールに検出命令を送信するステップの前、前記方法は、さらに、
    前記第２の処理モジュールが、前記機械式振動装置がせん断波を発生するように、前記機械式振動装置に励起信号を送信するステップを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
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