JP5712792B2 - 超音波探触子 - Google Patents
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駆動信号によって被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信して受信信号を得る送受信部と、
複数種類の画面サイズから何れかを選択する画面サイズ選択部と、
前記受信信号に基づき、前記画面サイズ選択部によって選択された画面サイズの超音波診断画像を表示するための画像データーを生成する画像生成部と、
前記画像生成部によって生成された画像データーを伝送する伝送部と、
前記画像データーに対応する誤り訂正符号を生成する誤り訂正符号生成部と、
前記誤り訂正符号生成部によって生成された誤り訂正符号を前記画像データーに付加して前記伝送部によって伝送するための送信データーを生成する送信データー生成部と、
を備え、
前記誤り訂正符号生成部は、前記伝送部の伝送レートと前記画面サイズ選択部によって選択された画面サイズとに基づき、前記画像データーに付加する誤り訂正符号のデーターサイズを決定し、該決定したデーターサイズの誤り訂正符号を生成することを特徴とする。
駆動信号によって被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信して受信信号を得る送受信部と、
複数種類の画面サイズから何れかを選択する画面サイズ選択部と、
前記受信信号に基づき、前記画面サイズ選択部によって選択された画面サイズの超音波診断画像を表示するための画像データーを生成する画像生成部と、
前記画像生成部によって生成された画像データーを伝送する伝送部と、
超音波探触子を構成する各部のうちの少なくとも一部に対して供給される動作クロック信号の周波数を制御する動作クロック制御部と、
を備え、
前記動作クロック制御部は、
前記画面サイズ選択部によって選択された画面サイズに応じて、所定の駆動周波数とする駆動時間と、前記駆動周波数よりも低周波数である所定の待機周波数とする待機時間とを決定し、該決定に従って前記動作クロック信号の周波数を制御することを特徴とする。
駆動信号によって被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信して受信信号を得る送受信部と、
複数種類の画面サイズから何れかを選択する画面サイズ選択部と、
前記受信信号に基づき、前記画面サイズ選択部によって選択された画面サイズの超音波診断画像を表示するための画像データーを生成する画像生成部と、
前記画像生成部によって生成された画像データーを伝送する伝送部と、
超音波探触子の各部を動作させるための動力源としてバッテリーと、
前記バッテリーからの、前記超音波探触子を構成する各部のうちの少なくとも一部に対する電力の供給を制御する電力制御部と、
を備え、
前記電力制御部は、前記画面サイズ選択部によって選択された画面サイズに応じて、電力を供給する電力供給時間と、電力の供給を制限する電力供給制限時間とを決定し、該決定に従って電力の供給を制御することを特徴とする。
前記画面サイズ選択部は、前記バッテリーの残量に応じて画面サイズの選択を行うことを特徴とする。
操作者によって切り替え操作可能な切替スイッチを備え、
前記画面サイズ選択部は、前記切替スイッチによる操作に応じて画面サイズの選択を行うことを特徴とする。
超音波探触子の各部を動作させるための動力源としてバッテリーを備え、
前記画面サイズ選択部は、前記バッテリーの残量に応じて画面サイズの選択を行うことを特徴とする。
前記画面サイズ選択部は、前記画像データーの伝送先である超音波画像診断装置本体との伝送状態に応じて画面サイズの選択を行うことを特徴とする。
前記画像データーの伝送先である超音波画像診断装置本体からの伝送信号を受信する伝送信号受信部を備え、
前記画面サイズ選択部は、前記伝送信号受信部によって画面サイズを指示する旨の画面サイズ指示信号を前記超音波画像診断装置本体から受信したときに、該受信した画面サイズ指示信号に対応した画面サイズの選択を行うことを特徴とする。
本発明の第1の実施の形態に係る超音波画像診断装置Sは、図1に示すように、超音波画像診断装置本体1と超音波探触子2とを備えている。超音波探触子2は、図示しない生体等の被検体に対して超音波(送信超音波)を送信するとともに、この被検体で反射した超音波の反射波(反射超音波:エコー)を受信する。超音波探触子2は、受信した反射超音波から電気信号である受信信号を取得し、これに基づいて被検体内の内部状態を超音波診断画像を表示するための超音波診断画像データーを生成する。超音波探触子2は、超音波画像診断装置本体1と無線によるデーターの送受信が可能に構成されている。なお、無線通信の方式は既知の何れのものも採用可能である。無線通信の方式の詳しい説明については後述する。超音波探触子2は、上述のようにして生成された超音波診断画像データーを超音波画像診断装置本体1に無線伝送する。また、超音波探触子2は、操作者によって切り替え操作可能な切替スイッチ21を備えている。切替スイッチ21は、例えば、スライドスイッチであるが、リミットスイッチ、トグルスイッチ等、操作者によって切り替え操作可能なものであれば、何れの態様のものであってもよい。
AMP205aは、受信信号を、振動子毎に対応した個別経路毎に、予め設定された所定の増幅率で増幅させるための回路である。ADC205bは、増幅された受信信号を所定周波数(例えば、60MHz)にてサンプリングしてA/D変換し、出力する。
包絡線検波部207は、整相加算部206より出力された音線データーに対して全波整流を行い、包絡線データーを得る。包絡線検波部207は、取得した包絡線データーをサンプリング部208に出力する。
サンプリング部208は、包絡線検波部207によって得られた包絡線データーに対し、デシメーションを行ってダウンサンプリングする。本実施の形態では、例えば、包絡線データーのデーターレートを1/8にダウンサンプリングする。なお、ダウンサンプリング後のデーターレートは任意に設定することができる。また、ダウンサンプリングを行わないようにしてもよい。サンプリング部208は、ダウンサンプリングした包絡線データーをデーター間引き部209に出力する。
対数変換部210は、入力した包絡線データーに対して対数増幅を行う。このとき、ゲインやダイナミックレンジの調整等を行ってもよい。
輝度変換部211は、対数増幅された包絡線データーの示す信号の大きさを256階調に量子化する振幅/輝度変換を行ってBモード画像データーを生成する。すなわち、Bモード画像データーは、受信信号の強さを輝度によって表したものである。
画素補間部212は、画面サイズ選択部218からの画面サイズ情報に応じて、Bモード画像データーの方位方向に配置する補間画素のデーターである補間画素データーを生成する。すなわち、画素補間部212は、表示する超音波診断画像の画面サイズに対応する画素数となるように補間画素データーの生成を行う。
画像メモリー213は、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)などの半導体メモリーによって構成されており、画素補間部212から送信されたBモード画像データー及び補間画素データーをフレーム単位で記憶する。すなわち、画像メモリー213は、フレーム単位で構成された超音波診断画像データーとして記憶することができる。
本実施の形態では、以上のようにして構成されたデーター間引き部209、対数変換部210、輝度変換部211、画素補間部212及び画像メモリー213によって画像生成部を構成している。
超音波診断画像が表示される表示装置は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)に代表される。このようなLCDには、例えば、図3に示されるように、総画素数の異なる複数種類の規格のものが知られている。そして、超音波画像診断装置では、図3に示される規格のうち、高解像表示が可能であるSXGAやUGAといったLCDが一般に最も多く使用されているが、近年、いわゆるハイエンド機やプレミアム機といった高性能の超音波画像診断装置では、超高解像表示が可能であるQXGAやWQXGA等といったLCDが用いられている。また一方で、携帯性を考慮して開発されたいわゆるハンディタイプの超音波画像診断装置では、小型化のために総画素数のより少ないものが使用される。
また、画面サイズ選択部218は、バッテリー201の残量を検出することができ、残量の検出結果を画面サイズ切替条件とし、残量に応じた画面サイズの指示を行うことができる。例えば、画面サイズ選択部218は、WUXGA規格に対応する画面サイズである超音波診断画像データーを生成しているときにおいて、バッテリー201の残量が60%以下となったことを検出したときは、データー間引き部209、画素補間部212及び誤り訂正符号生成部214に、SXGA規格に対応する画面サイズである超音波診断画像データーを生成する指示を行う。また、例えば、画面サイズ選択部218は、SXGA規格に対応する画面サイズである超音波診断画像データーを生成しているときにおいて、バッテリー201の残量が40%以下となったことを検出したときは、データー間引き部209、画素補間部212及び誤り訂正符号生成部214に、XGA規格に対応する画面サイズである超音波診断画像データーを生成する指示を行う。画面サイズ選択部218は、このようにしてバッテリーの残量に応じた画面サイズに変更する制御を行うことで、画像データーの生成の際の処理負荷を軽減させてバッテリーの消費を抑制させることができる。
従来、ワイヤレス型の超音波画像診断装置にて一般的に利用される無線通信方式として、図5に示すようなものが挙げられるが、近年では、国際規格「IEEE802.11n」が、優れた通信速度を有しており、広く利用されている。すなわち、国際規格「IEEE802.11n」によれば、理論的には、WUXGA規格に対応する1152×720ピクセルの画面サイズであるカラー超音波診断画像をリアルタイムに表示させるために十分な伝送レートとなることがわかる。
ROMは、半導体等の不揮発メモリー等により構成され、超音波画像診断装置Sに対応するシステムプログラム及び該システムプログラム上で実行可能な各種処理プログラムや、各種データー等を記憶する。これらのプログラムは、コンピューターが読み取り可能なプログラムコードの形態で格納され、CPUは、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。
RAMは、CPUにより実行される各種プログラム及びこれらプログラムに係るデーターを一時的に記憶するワークエリアを形成する。
なお、誤り訂正部104によって誤り訂正処理を行った結果、超音波診断画像データーの復元ができない場合には、例えば、エラー処理として、この超音波診断画像データーについて復元を行わずにメモリー部105に出力するようにしてもよい。ここで、エラー処理については他の態様であってもよく、例えば、制御部109にエラー通知を行い、エラーが解消されるまで、同一の画像を表示部107に表示させるようにしてもよい。また、例えば、誤り訂正部104にバッファーを設け、エラーが解消されるまで受信する超音波診断画像データーを補間し、補間後のデーターをメモリー部105に出力するようにしてもよい。
また、超音波診断画像データーの復元ができない場合には、表示部107にて警告表示を行わせるようにしてもよい。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態では、無線伝送する画面サイズの超音波診断画像データーの伝送が完了した後に生じる余剰時間の間、超音波探触子を構成する各部のうちの一部又は全部に対する電力の供給を停止させる。あるいは、無線伝送する画面サイズの超音波診断画像データーの伝送が完了した後に生じる余剰時間の間、超音波探触子を構成する各部のうちの一部又は全部に対して供給される動作クロック信号の周波数を通常の駆動周波数から、当該駆動周波数よりも低周波数である待機周波数に変更する。第2の実施の形態では、以上のように構成して、消費電力を低減してバッテリーの消耗を抑制し、より長く超音波探触子を使用可能にするようにしている。
電圧・動作クロック制御部219は、画面サイズ選択部218からの画面サイズ情報に応じて、制御領域1002aに含まれる各部構成に対する電力供給期間と電力供給停止期間とを設定し、設定した電力供給期間及び電力供給停止期間に従って、制御領域1002aに含まれる各部構成に対する電力の供給を制御する。すなわち、電圧・動作クロック制御部219は、画面サイズ選択部218から画面サイズ情報を入力すると、当該画面サイズ情報の示す画面サイズの超音波診断画像データーとこれに付加される誤り訂正符号と付加情報とを無線伝送するために必要な期間を特定する。電圧・動作クロック制御部219は、これに基づいて電力供給期間と電力供給停止期間を設定する。電圧・動作クロック制御部219は、送信データーの無線伝送を開始してから、設定した電力供給期間が経過するまで、制御領域1002aに含まれる各部構成に対する電力供給を実施する。その後、電圧・動作クロック制御部219は、設定した電力供給停止期間が経過するまで、すなわち、次の送信データーの無線伝送を実施するまで、制御領域1002aに含まれる各部構成に対する電力供給を停止させる。これは、送信データーの無線伝送が完了した後は、超音波探触子1002の少なくとも一部の構成については動作させる必要がないため、このような場合には各部構成の動作を停止させることにより省電力を図る。なお、電力供給の制御の対象となる構成については、本実施の形態において示されるものに限定されず、必要に応じて適宜設定することができる。
図9(A)に示すように、WQXGA規格に対応する画面サイズのカラー超音波診断画像データーを伝送する場合には、伝送レート4Gbpsに対し、超音波診断画像データー及び誤り訂正符号のデーターサイズはそれぞれ約530Mbitである。また、10Mbitの付加情報がこの超音波診断画像データーとともに伝送されるとすると、「Wireless HD」規格の伝送レートでは、1秒あたり約2.93Gbitの余裕がある。そこで、本実施の形態では、この2.93Gbitを伝送するための時間を電力供給停止期間に充て、当該期間において、超音波探触子1002を構成する制御領域1002aに含まれる各部に対する電力の供給の制限を実施する。
また、図9(B)に示すように、XGA規格に対応する画面サイズのカラー超音波診断画像データーを伝送する場合には、伝送レート4Gbpsに対し、超音波診断画像データー及び誤り訂正符号のデーターサイズはそれぞれ約100Mbitである。また、10Mbitの付加情報がこの超音波診断画像データーとともに伝送されるとすると、「Wireless HD」規格の伝送レートでは、1秒あたり約3.79Gbitの余裕がある。すなわち、画面サイズが小さくなった分、無線伝送にさらに大きな余裕ができる。この場合には、この3.79Gbitを伝送するための時間を電力供給停止期間に充て、当該期間において、超音波探触子1002を構成する制御領域1002aに含まれる各部に対する電力の供給の制限を実施する。
電圧・動作クロック制御部219は、画面サイズ選択部218からの画面サイズ情報に応じて、制御領域1002aに含まれる各部構成に対して供給する動作クロックの周波数を所定の駆動周波数とする駆動期間と、当該駆動周波数よりも低周波数である待機周波数とする待機期間とを設定し、設定した駆動期間及び待機期間に従って制御領域1002aに含まれる各部構成に供給される動作クロックの周波数の制御を行う。具体的には、例えば、水晶発振器から出力されるクロック信号を通常駆動用の分周回路と待機用の分周回路とに切り替えることにより実現することができる。待機周波数は、例えば、駆動周波数の1/2〜1/8に設定するが、これに限定されない。なお、駆動期間及び待機期間の特定は、上述した電力供給期間と電力供給停止期間とを特定するのと同様の要領にて行う。以上のように構成することによっても省電力を図ることができる。
1 超音波画像診断装置本体
2 超音波探触子
21 切替スイッチ
201 バッテリー
202 昇圧回路
203 送信部
204 振動子
205 受信部
209 データー間引き部
210 対数変換部
211 輝度変換部
212 画素補間部
213 画像メモリー
214 誤り訂正符号生成部
215 送信データー生成部
216 無線送受信部
218 画面サイズ選択部
219 電圧・動作クロック制御部
1002 超音波探触子
Claims (8)
- 駆動信号によって被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信して受信信号を得る送受信部と、
複数種類の画面サイズから何れかを選択する画面サイズ選択部と、
前記受信信号に基づき、前記画面サイズ選択部によって選択された画面サイズの超音波診断画像を表示するための画像データーを生成する画像生成部と、
前記画像生成部によって生成された画像データーを伝送する伝送部と、
前記画像データーに対応する誤り訂正符号を生成する誤り訂正符号生成部と、
前記誤り訂正符号生成部によって生成された誤り訂正符号を前記画像データーに付加して前記伝送部によって伝送するための送信データーを生成する送信データー生成部と、
を備え、
前記誤り訂正符号生成部は、前記伝送部の伝送レートと前記画面サイズ選択部によって選択された画面サイズとに基づき、前記画像データーに付加する誤り訂正符号のデーターサイズを決定し、該決定したデーターサイズの誤り訂正符号を生成することを特徴とする超音波探触子。 - 駆動信号によって被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信して受信信号を得る送受信部と、
複数種類の画面サイズから何れかを選択する画面サイズ選択部と、
前記受信信号に基づき、前記画面サイズ選択部によって選択された画面サイズの超音波診断画像を表示するための画像データーを生成する画像生成部と、
前記画像生成部によって生成された画像データーを伝送する伝送部と、
超音波探触子を構成する各部のうちの少なくとも一部に対して供給される動作クロック信号の周波数を制御する動作クロック制御部と、
を備え、
前記動作クロック制御部は、
前記画面サイズ選択部によって選択された画面サイズに応じて、所定の駆動周波数とする駆動時間と、前記駆動周波数よりも低周波数である所定の待機周波数とする待機時間とを決定し、該決定に従って前記動作クロック信号の周波数を制御することを特徴とする超音波探触子。 - 駆動信号によって被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信して受信信号を得る送受信部と、
複数種類の画面サイズから何れかを選択する画面サイズ選択部と、
前記受信信号に基づき、前記画面サイズ選択部によって選択された画面サイズの超音波診断画像を表示するための画像データーを生成する画像生成部と、
前記画像生成部によって生成された画像データーを伝送する伝送部と、
超音波探触子の各部を動作させるための動力源としてバッテリーと、
前記バッテリーからの、前記超音波探触子を構成する各部のうちの少なくとも一部に対する電力の供給を制御する電力制御部と、
を備え、
前記電力制御部は、前記画面サイズ選択部によって選択された画面サイズに応じて、電力を供給する電力供給時間と、電力の供給を制限する電力供給制限時間とを決定し、該決定に従って電力の供給を制御することを特徴とする超音波探触子。 - 前記画面サイズ選択部は、前記バッテリーの残量に応じて画面サイズの選択を行うことを特徴とする請求項3に記載の超音波探触子。
- 操作者によって切り替え操作可能な切替スイッチを備え、
前記画面サイズ選択部は、前記切替スイッチによる操作に応じて画面サイズの選択を行うことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の超音波探触子。 - 超音波探触子の各部を動作させるための動力源としてバッテリーを備え、
前記画面サイズ選択部は、前記バッテリーの残量に応じて画面サイズの選択を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波探触子。 - 前記画面サイズ選択部は、前記画像データーの伝送先である超音波画像診断装置本体との伝送状態に応じて画面サイズの選択を行うことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の超音波探触子。
- 前記画像データーの伝送先である超音波画像診断装置本体からの伝送信号を受信する伝送信号受信部を備え、
前記画面サイズ選択部は、前記伝送信号受信部によって画面サイズを指示する旨の画面サイズ指示信号を前記超音波画像診断装置本体から受信したときに、該受信した画面サイズ指示信号に対応した画面サイズの選択を行うことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の超音波探触子。
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