JP7210749B2 - 超音波システムおよび超音波システムの制御方法 - Google Patents
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Description
この際に、操作者は、通常、得られた超音波画像を自分で確認しながら超音波プローブを操作して、目的とする被検体内の部位の超音波画像を撮影する必要があるため、特に、操作者の熟練度が低い場合には、操作者は、目的とする被検体の部位を正確に観察できているか否かを判断することが困難なことがあった。また、熟練度の低い操作者は、適切な手技を用いて超音波プローブを操作できない場合があり、画質の低い超音波画像が得られてしまうことがあった。また、観察者は、超音波診断装置の操作者が撮影した超音波画像を確認して診断を行うことになるが、操作者が超音波画像を撮影する様子を把握できないため、特に、熟練度の低い操作者により超音波画像が撮影された場合に、撮影された超音波画像が適切な手技により撮影されたものであるか否かを正確に判断することが困難なことがあった。
また、プローブ側無線通信部は、超音波画像を携帯情報端末に無線送信し、
端末側無線通信部は、プローブ側無線通信部から無線送信された超音波画像とカメラ部により取得された視野画像とを外部装置に無線送信することもできる。
また、携帯情報端末は、端末モニタを含み、超音波画像と視野画像とが端末モニタに表示されることもできる。
この際に、携帯情報端末は、超音波画像と視野画像とを互いに同期させる画像同期部を含むことが好ましい。
また、端末側無線通信部と外部無線通信部との間において音声データを双方向に無線通信することができる。
また、携帯情報端末は、超音波プローブおよび携帯情報端末を操作する操作者の頭部に装着可能であってもよい。
また、プローブ側無線通信部は、受信データを携帯情報端末に無線送信し、端末側無線通信部は、プローブ側無線通信部から無線送信された受信データとカメラ部により取得された視野画像とを外部装置に無線送信することもできる。
この際に、プローブ側無線通信部は、受信データを携帯情報端末に無線送信し、携帯情報端末は、プローブ側無線通信部から無線送信された受信データに基づいて超音波画像を生成する画像処理部を含み、端末側無線通信部は、画像処理部により生成された超音波画像とカメラ部により取得された視野画像とを外部装置に無線送信することができる。
また、携帯情報端末は、端末モニタを含み、超音波画像と視野画像とが端末モニタに表示されることもできる。
この際に、携帯情報端末は、超音波画像と視野画像とを互いに同期させる画像同期部を含むことが好ましい。
また、端末側無線通信部と外部無線通信部との間において音声データを双方向に無線通信することができる。
また、携帯情報端末は、超音波プローブおよび携帯情報端末を操作する操作者の頭部に装着可能であってもよい。
ことを特徴とする。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「同一」、「同じ」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。
図1に、本発明の実施の形態1に係る超音波システム1の構成を示す。超音波システム1は、超音波プローブ2と携帯情報端末3と外部装置4とを備えている。超音波プローブ2に、携帯情報端末3および外部装置4が無線通信により接続されており、携帯情報端末3と外部装置4は、無線通信により互いに接続されている。
また、送受信回路22、信号処理部23およびプローブ側無線通信部24に、プローブ制御部26が接続されている。また、信号処理部23、プローブ側無線通信部24およびプローブ制御部26により、プローブ側プロセッサ27が構成されている。
また、画像同期部34に、表示制御部35と端末モニタ36が順次接続されている。また、端末側無線通信部31、画像処理部32、カメラ部33、画像同期部34、表示制御部35に、端末制御部37が接続されている。また、端末制御部37に、入力装置38が接続されている。また、端末側無線通信部31、画像処理部32、画像同期部34、表示制御部35および端末制御部37により、端末側プロセッサ39が構成されている。
また、外部無線通信部41、画像処理部42、画像同期部43および表示制御部44に、外部制御部46が接続されている。また、外部制御部46に、入力装置47が接続されている。また、外部無線通信部41、画像処理部42、画像同期部43、表示制御部44および外部制御部46により、外部装置側プロセッサ48が構成されている。
また、外部装置4は、超音波プローブ2および携帯情報端末3に対して遠隔地に位置することが想定されるため、外部装置4と超音波プローブ2との間の無線通信および外部装置4と携帯情報端末3との間の無線通信として、移動体通信がなされることが好ましい。特に、外部装置4と超音波プローブ2および携帯情報端末3との間のデータの伝送におけるタイムラグを低減する観点から、外部装置4と超音波プローブ2との間の無線通信および外部装置4と携帯情報端末3との間の無線通信として、5Gに従う移動体通信がなされることが好ましい。
また、図示しないが、プローブ制御部26に、プローブ側格納部が接続されている。プローブ側格納部は、超音波プローブ2の制御プログラム等を記憶している。また、プローブ側格納部としては、例えば、フラッシュメモリ、RAM(Random Access Memory:ランダムアクセスメモリ)、SDカード(Secure Digital card:セキュアデジタルカード)、SSD(Solid State Drive:ソリッドステートドライブ)等を用いることができる。
また、図示しないが、超音波プローブ2には、バッテリが内蔵されており、このバッテリから超音波プローブ2の各回路に電力が供給される。
画像同期部34は、このようにして同期した超音波画像Uと視野画像Cを、表示制御部35に送出する。
端末モニタ36は、表示制御部35の制御の下、超音波画像Uおよび視野画像C等を表示するものであり、例えば、LCD(Liquid Crystal Display:液晶ディスプレイ)、有機ELディスプレイ(Organic Electroluminescence Display)等のディスプレイ装置を含む。
また、図示しないが、端末制御部37に、端末側格納部が接続されている。端末側格納部は、携帯情報端末3の制御プログラム等を記憶している。また、端末側格納部としては、例えば、フラッシュメモリ、RAM、SDカード、SSD等を用いることができる。
また、図示しないが、携帯情報端末3には、バッテリが内蔵されており、このバッテリから携帯情報端末3の各回路に電力が供給される。
また、端末側プロセッサ39の端末側無線通信部31、画像処理部32、画像同期部34、表示制御部35および端末制御部37は、部分的にあるいは全体的に1つのCPU等に統合させて構成することもできる。
外部モニタ45は、表示制御部44の制御の下、超音波画像Uおよび視野画像C等を表示するものであり、例えば、LCD、有機ELディスプレイ等のディスプレイ装置を含む。
外部装置4の入力装置47は、操作者が入力操作を行うためのものであり、外部モニタ45に重ねて配置されたタッチセンサを含んでいる。
また、図示しないが、外部装置4に、外部装置側格納部が接続されている。外部装置側格納部は、外部装置4の制御プログラム等を記憶している。また、外部装置側格納部としては、例えば、フラッシュメモリ、RAM、SDカード、SSD等を用いることができる。
また、図示しないが、外部装置4には、バッテリが内蔵されており、このバッテリから外部装置4の各回路に電力が供給される。
また、外部装置側プロセッサ48の外部無線通信部41、画像処理部42、画像同期部43、表示制御部44および外部制御部46は、部分的にあるいは全体的に1つのCPU等に統合させて構成することもできる。
まず、操作者により、被検体の体表面上に超音波プローブ2が接触されて、プローブ制御部26の制御の下で、送受信回路22のパルサ51からの駆動信号に従って振動子アレイ21の複数の振動子から被検体内に超音波ビームが送信される。送信された超音波ビームに基づく超音波エコーは、各振動子により受信され、アナログ信号である受信信号が増幅部52に出力されて増幅され、AD変換部53でAD変換されて受信データが取得される。この受信データに対してビームフォーマ54により受信フォーカス処理が施されることにより、音線信号が生成される。
プローブ側無線通信部24は、生成された音線信号を携帯情報端末3および外部装置4に対して無線送信する。
外部装置4の外部無線通信部41は、超音波プローブ2から無線送信された画像化前の受信データと携帯情報端末3から無線送信された視野画像Cを受信して、受信した画像化前の受信データを画像処理部42に送出し、受信した視野画像Cを画像同期部43に送出する。
また、図4において、外部装置4が、携帯情報端末3と同様に、いわゆるスマートフォンまたはタブレットと呼ばれる携帯型の薄型コンピュータであることが例示されているが、外部装置4は、これに限定されない。例えば、外部装置4として、いわゆるノート型のパーソナルコンピュータおよび据え置き型のパーソナルコンピュータ等を用いることもできる。
なお、カーソルAの形状は、矢印形状には限定されず、円形状、多角形状等の任意の形状を有することができる。
実施の形態1では、超音波プローブ2において、音線信号に対して包絡線検波処理がなされた画像化前の受信データが生成され、生成された画像化前の受信データが携帯情報端末3および外部装置4に無線送信されているが、超音波プローブ2において超音波画像Uが生成され、生成された超音波画像Uが携帯情報端末3および外部装置4に無線送信されることもできる。
外部装置4Bは、実施の形態1における外部装置4において、画像処理部42が取り除かれ、外部制御部46の代わりに外部制御部46Bが備えられ、外部装置側プロセッサ48の代わりに外部装置側プロセッサ48Bが備えられたものである。
画像同期部34は、端末側無線通信部31から送出された超音波画像Uとカメラ部33により生成された視野画像Cとを互いに同期させて、互いに同期された超音波画像Uと視野画像Cに基づいて合成画像Mを生成する。例えば、超音波プローブ2Bの画像処理部71により、超音波画像Uが生成された時刻を表すタイムスタンプが超音波画像Uに対して付与され、携帯情報端末3Bのカメラ部33により、視野画像Cが生成された時刻を表すタイムスタンプが視野画像Cに対して付与された場合に、画像同期部34は、超音波画像Uと視野画像Cに付与されたタイムスタンプに基づいて、超音波画像Uと視野画像Cとを互いに同期させることができる。
画像同期部43は、外部無線通信部41から送出された超音波画像Uと視野画像Cとを互いに同期させて、互いに同期された超音波画像Uと視野画像Cに基づいて合成画像Mを生成する。
表示制御部44は、画像同期部43により生成された合成画像Mに対して所定の処理を施した後、合成画像Mを外部モニタ45に送出し、図4に示すように、外部モニタ45において、互いに同期された超音波画像Uと視野画像Cを一緒に表示させる。
実施の形態1では、携帯情報端末3と外部装置4において、それぞれ、超音波画像Uと視野画像Cを同期しているが、例えば、携帯情報端末3においてのみ超音波画像Uと視野画像Cを同期することもできる。
携帯情報端末3Cの端末側無線通信部31は、超音波プローブ2Cから無線送信された画像化前の受信データを受信して、受信した画像化前の受信データを画像処理部32に送出する。
画像同期部34は、画像処理部32から送出された超音波画像Uとカメラ部33から送出された視野画像Cとを互いに同期させる。より具体的には、画像同期部34は、携帯情報端末3Bの端末モニタ36用の表示フォーマットに従う超音波画像Uと視野画像Cとを互いに同期させて合成画像Mを生成し、さらに、外部装置4Cの外部モニタ45用の表示フォーマットに従う超音波画像Uと視野画像Cとを互いに同期させて合成画像Mを生成する。
外部装置4Cの外部無線通信部41は、携帯情報端末3Cから無線送信された合成画像Mを受信し、受信した合成画像Mを表示制御部44に送出する。表示制御部44は、外部無線通信部41から送出された合成画像Mに対して所定の処理を施した後、合成画像Mを外部モニタ45に送出し、図4に示すように、外部モニタ45において、互いに同期された超音波画像Uと視野画像Cを一緒に表示させる。
実施の形態3では、超音波プローブ2の信号処理部23により包絡線検波処理がなされた画像化前の受信データが携帯情報端末3と外部装置4に無線送信されているが、超音波プローブ2において超音波画像Uが生成されることもできる。
端末側無線通信部31は、超音波プローブ2Dから無線送信された超音波画像Uを受信し、受信された超音波画像Uを画像同期部34に送出する。
カメラ部33は、被検体における超音波プローブ2Dの走査箇所を撮像した視野画像Cを取得し、取得された視野画像Cを画像同期部34に送出する。
表示制御部35は、画像同期部34から送出された合成画像Mに対して所定の処理を施した後、合成画像Mを端末モニタ36に送出し、図3に示すように、端末モニタ36において、互いに同期された超音波画像Uと視野画像Cを一緒に表示する。
端末側無線通信部31は、画像同期部34から送出された合成画像Mを外部装置4Dに無線送信する。
表示制御部44は、外部無線通信部41から送出された合成画像Mに対して所定の処理を施した後、合成画像Mを外部モニタ45に送出し、図4に示すように、外部モニタ45において、互いに同期された超音波画像Uと視野画像Cを一緒に表示する。
実施の形態3において、外部装置4Cは、携帯情報端末3Cから合成画像Mを受信し、受信した合成画像Mを外部モニタ45に表示しているため、外部モニタ45に表示される超音波画像Uおよび視野画像Cの配置および大きさを外部装置4C側で自由に変更することができなかったが、図11に示す実施の形態5の超音波診断装置1Eによれば、外部モニタ45に表示される超音波画像Uおよび視野画像Cの配置および大きさを、外部装置4E側で任意に変更可能にすることができる。
携帯情報端末3Eの端末側無線通信部31は、超音波プローブ2Eから無線送信された画像化前の受信データを受信し、受信した画像化前の受信データを画像処理部32に送出する。
カメラ部33は、被検体における超音波プローブ2Eの走査箇所を撮像した視野画像Cを取得し、取得された視野画像Cを画像同期部34に送出する。
表示制御部35は、画像同期部34から送出された超音波画像Uと視野画像Cに対して所定の処理を施して、図3に示すように、端末モニタ36において、互いに同期された超音波画像Uと視野画像Cを一緒に表示する。
端末側無線通信部31は、画像同期部34から送出された超音波画像Uと視野画像Cを外部装置4Eに無線送信する。
外部装置4Eの外部無線通信部41は、携帯情報端末3Eから無線送信された超音波画像Uと視野画像Cを受信し、受信した超音波画像Uと視野画像Cをそれぞれ表示制御部44に送出する。
ここで、外部モニタ45に表示される超音波画像Uと視野画像Cの表示位置および大きさ等の配置および大きさは、入力装置47を介した観察者の入力操作により、調整されることができる。例えば、観察者が入力装置47を介して超音波画像Uと視野画像Cの外部モニタ45における配置および大きさを調整する旨の指示情報を入力すると、入力された指示情報は、外部制御部46Eを経由して表示制御部44に入力される。表示制御部44は、入力された指示情報に基づいて、例えば、図12に示すような配置および大きさにより、互いに同期された超音波画像Uと視野画像Cを表示する。図12に示す例では、図4に示す例と比較して外部装置4E、超音波画像Uおよび視野画像Cが90度回転しており、超音波画像Uの一部に視野画像Cが重畳されるように、超音波画像Uと視野画像Cが外部モニタ45に表示されている。
実施の形態5では、信号処理部23により包絡線検波処理がなされた画像化前の受信データが、プローブ側無線通信部24により、携帯情報端末3Eに無線送信されているが、超音波プローブ2において超音波画像Uが生成されることもできる。
カメラ部33は、被検体における超音波プローブ2Fの走査箇所を撮像した視野画像Cを取得し、取得された視野画像Cを画像同期部34に送出する。
表示制御部35は、画像同期部34から送出された超音波画像Uと視野画像Cに対して所定の処理を施して、端末モニタ36において、互いに同期された超音波画像Uと視野画像Cを一緒に表示する。
端末側無線通信部31は、画像同期部34から送出された超音波画像Uと視野画像Cを外部装置4Fに無線送信する。
表示制御部44は、外部無線通信部41から送出された超音波画像Uと視野画像Cに対して所定の処理を施して、外部モニタ45において、互いに同期された超音波画像Uと視野画像Cを一緒に表示する。
Claims (20)
- 超音波プローブと携帯情報端末と外部装置とを備える超音波システムであって、
前記超音波プローブは、
振動子アレイと、
前記振動子アレイから超音波を送信し且つ前記振動子アレイにより取得された受信信号に基づいて音線信号を生成する送受信回路と、
前記送受信回路により生成された前記音線信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成部と、
前記超音波画像を無線送信するプローブ側無線通信部と
を含み、
前記携帯情報端末は、
被検体における前記超音波プローブの走査箇所を撮像した視野画像を取得するカメラ部と、
前記カメラ部により取得された前記視野画像を無線送信する端末側無線通信部と
を含み、
前記外部装置は、
少なくとも前記端末側無線通信部に無線接続された外部無線通信部と、
前記超音波プローブから無線送信された前記超音波画像のタイムスタンプおよび前記携帯情報端末から無線送信された前記視野画像のタイムスタンプを参照することにより、同一のタイミングで撮影された前記超音波画像と前記視野画像とを互いに同期する第1の画像同期部と、
外部モニタと、
前記第1の画像同期部により互いに同期された前記超音波画像と前記視野画像とを前記外部モニタに表示する表示制御部と
を含む超音波システム。 - 前記外部無線通信部は、前記プローブ側無線通信部および前記端末側無線通信部の双方に無線接続され、
前記プローブ側無線通信部は、前記超音波画像を前記携帯情報端末および前記外部装置の双方に無線送信する請求項1に記載の超音波システム。 - 前記プローブ側無線通信部は、前記超音波画像を前記携帯情報端末に無線送信し、
前記端末側無線通信部は、前記プローブ側無線通信部から無線送信された前記超音波画像と前記カメラ部により取得された前記視野画像とを前記外部装置に無線送信する請求項1に記載の超音波システム。 - 前記携帯情報端末は、端末モニタを含み、
前記超音波画像と前記視野画像とが前記端末モニタに表示される請求項2または3に記載の超音波システム。 - 前記携帯情報端末は、前記超音波画像と前記視野画像とを互いに同期させる第2の画像同期部を含む請求項4に記載の超音波システム。
- 前記外部装置は、入力装置を含み、
前記外部無線通信部は、前記入力装置を介して入力された外部入力情報を前記端末側無線通信部に無線送信し、
前記外部入力情報が前記端末モニタに表示される請求項4または5に記載の超音波システム。 - 前記端末側無線通信部と前記外部無線通信部との間において音声データを双方向に無線通信する請求項1~6のいずれか一項に記載の超音波システム。
- 前記携帯情報端末は、前記超音波プローブおよび前記携帯情報端末を操作する操作者の頭部に装着可能である請求項1~7のいずれか一項に記載の超音波システム。
- 超音波プローブと携帯情報端末と外部装置とを備える超音波システムの制御方法であって、
前記超音波プローブにおいて、
前記超音波プローブの振動子アレイから超音波を送信し且つ前記振動子アレイにより取得された受信信号に基づいて音線信号を生成し、
生成された前記音線信号に基づいて超音波画像を生成し、
前記超音波画像を前記外部装置に無線送信し、
前記携帯情報端末において、
被検体における前記超音波プローブの走査箇所を撮像した視野画像を取得し、
取得された前記視野画像を前記外部装置に無線送信し、
前記外部装置において、
前記超音波プローブから無線送信された前記超音波画像のタイムスタンプおよび前記携帯情報端末から無線送信された前記視野画像のタイムスタンプを参照することにより、同一のタイミングで撮影された前記超音波画像と前記視野画像とを互いに同期し、
互いに同期された前記超音波画像と前記視野画像とを外部モニタに表示する
超音波システムの制御方法。 - 超音波プローブと携帯情報端末と外部装置とを備える超音波システムであって、
前記超音波プローブは、
振動子アレイと、
前記振動子アレイから超音波を送信し且つ前記振動子アレイにより取得された受信信号に基づいて音線信号を生成する送受信回路と、
前記送受信回路により生成された前記音線信号に信号処理を施すことにより画像化前の受信データを生成する受信データ生成部と、
前記受信データを無線送信するプローブ側無線通信部と
を含み、
前記携帯情報端末は、
被検体における前記超音波プローブの走査箇所を撮像した視野画像を取得するカメラ部と、
前記カメラ部により取得された前記視野画像を無線送信する端末側無線通信部と
を含み、
前記外部装置は、
少なくとも前記端末側無線通信部に無線接続された外部無線通信部と、
前記超音波プローブから無線送信された前記受信データに基づいて生成された超音波画像のタイムスタンプおよび前記携帯情報端末から無線送信された前記視野画像のタイムスタンプを参照することにより、同一のタイミングで撮影された前記超音波画像と前記視野画像とを互いに同期する第1の画像同期部と、
外部モニタと、
前記第1の画像同期部により互いに同期された前記超音波画像と前記視野画像とを前記外部モニタに表示する表示制御部と
を含む超音波システム。 - 前記外部無線通信部は、前記プローブ側無線通信部および前記端末側無線通信部の双方に無線接続され、
前記プローブ側無線通信部は、前記受信データを前記携帯情報端末および前記外部装置の双方に無線送信する請求項10に記載の超音波システム。 - 前記プローブ側無線通信部は、前記受信データを前記携帯情報端末に無線送信し、
前記端末側無線通信部は、前記プローブ側無線通信部から無線送信された前記受信データと前記カメラ部により取得された前記視野画像とを前記外部装置に無線送信する請求項10に記載の超音波システム。 - 前記外部装置は、前記プローブ側無線通信部から無線送信された前記受信データに基づいて超音波画像を生成する画像処理部を含む請求項11または12に記載の超音波システム。
- 前記プローブ側無線通信部は、前記受信データを前記携帯情報端末に無線送信し、
前記携帯情報端末は、前記プローブ側無線通信部から無線送信された前記受信データに基づいて超音波画像を生成する画像処理部を含み、
前記端末側無線通信部は、前記画像処理部により生成された前記超音波画像と前記カメラ部により取得された前記視野画像とを前記外部装置に無線送信する請求項10に記載の超音波システム。 - 前記携帯情報端末は、端末モニタを含み、
前記超音波画像と前記視野画像とが前記端末モニタに表示される請求項14に記載の超音波システム。 - 前記携帯情報端末は、前記超音波画像と前記視野画像とを互いに同期させる第2の画像同期部を含む請求項15に記載の超音波システム。
- 前記外部装置は、入力装置を含み、
前記外部無線通信部は、前記入力装置を介して入力された外部入力情報を前記端末側無線通信部に無線送信し、
前記外部入力情報が前記端末モニタに表示される請求項15または16に記載の超音波システム。 - 前記端末側無線通信部と前記外部無線通信部との間において音声データを双方向に無線通信する請求項10~17のいずれか一項に記載の超音波システム。
- 前記携帯情報端末は、前記超音波プローブおよび前記携帯情報端末を操作する操作者の頭部に装着可能である請求項10~18のいずれか一項に記載の超音波システム。
- 超音波プローブと携帯情報端末と外部装置とを備える超音波システムの制御方法であって、
前記超音波プローブにおいて、
前記超音波プローブの振動子アレイから超音波を送信し且つ前記振動子アレイにより取得された受信信号に基づいて音線信号を生成し、
生成された前記音線信号に信号処理を施すことにより画像化前の受信データを生成し、
前記受信データを前記外部装置に無線送信し、
前記携帯情報端末において、
被検体における前記超音波プローブの走査箇所を撮像した視野画像を取得し、
取得された前記視野画像を前記外部装置に無線送信し、
前記外部装置において、
前記超音波プローブから無線送信された前記受信データに基づいて生成された超音波画像のタイムスタンプおよび前記携帯情報端末から無線送信された前記視野画像のタイムスタンプを参照することにより、同一のタイミングで撮影された前記超音波画像と前記視野画像とを互いに同期し、
互いに同期された前記超音波画像と前記視野画像とを外部モニタに表示する
超音波システムの制御方法。
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