JP7422101B2 - 超音波診断システム - Google Patents

Description

本開示は超音波診断システムに関し、特に、超音波診断装置とリモート装置とを含む超音波診断システムに関する。

超音波診断装置は、被検者に対して超音波を送波し体内からの反射波を受波することにより得られた受信信号に基づいて超音波画像を形成する医療装置である。超音波診断装置は、超音波送受波器としてのプローブを有する。通常、プローブの送受波面が被検者の表面に当接され、その状態で超音波が送受信される。適切な超音波画像を取得するためには、目的組織に対してプローブの位置及び姿勢を正確に調整する必要があるが、それを素早く的確に行うのには熟練を要する。経験の浅い検査者が超音波診断を行う場合、経験豊富なベテランからの助言が必要となる。

特許文献１，２には遠隔医療システムが開示されている。それらの特許文献には、超音波診断のための助言を伝送する構成は開示されていない。

特開２０１５－２９６２０号公報 特許第４６９８４２３号明細書

超音波診断において、助言者が検査者に対して助言を与える場合、その内容が被検者に伝わると、被検者において不安感を覚える。また、検査室内での口頭による直接的な指示は場合によっては検査者においてストレスを生じさせる。

本開示の目的は、助言者が検査者に与える助言の内容が被検者に容易には伝わらないようにすることにある。あるいは、本開示の目的は、助言を受ける検査者のストレスを軽減することにある。

本開示に係る超音波診断装置は、検査者によって操作される超音波診断装置と、前記超音波診断装置に対して通信回線を介して接続され、前記検査者に助言を与える助言者によって操作されるリモート装置と、を含み、前記超音波診断装置は、超音波を送受波するプローブと、前記超音波の送受波により生成される超音波画像を表示する第１表示器と、前記超音波画像を表示するための画像データを前記リモート装置へ送信する第１通信部と、を有し、前記リモート装置は、前記画像データを受信する第２通信部と、前記画像データに基づいて前記超音波画像を表示する第２表示器と、前記助言者の声を音声信号に変換するマイクと、を有し、前記音声信号を助言文字列に変換する変換部が設けられ、前記検査者により超音波診断が行われている状況下において前記第１表示器に前記助言文字列が表示される、ことを特徴とする。

本開示に係る構成よれば、助言者が検査者に与える助言の内容が被検者に容易には伝わらない。あるいは、本開示に係る構成によれば、検査者において生じ得るストレスを軽減できる。

第１実施形態に係る超音波診断システムの構成を示すブロック図である。 第１表示例を示す図である。 定形応答リストを示す図である。 第２表示例を示す図である。 助言文字列の切換え表示を説明するための図である。 第２実施形態に係る超音波診断システムの構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る表示例を示す図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

（１）実施形態の概要
実施形態に係る超音波診断システムは、検査者によって操作される超音波診断装置と、超音波診断装置に対して通信回線を介して接続され、検査者に助言を与える助言者によって操作されるリモート装置と、を有する。超音波診断装置は、超音波を送受波するプローブと、超音波の送受波により生成される超音波画像を表示する第１表示器と、超音波画像を表示するための画像データをリモート装置へ送信する第１通信部と、を有する。リモート装置は、画像データを受信する第２通信部と、画像データに基づいて超音波画像を表示する第２表示器と、助言者の声を音声信号に変換するマイクと、を有する。更に、音声信号を助言文字列に変換する変換部が設けられる。検査者により超音波診断が行われている状況下において第１表示器に助言文字列が表示される。

上記構成によれば、検査者に対して、音声としてではなく、文字列として助言が伝達される。よって、助言内容が被検者に容易には伝わらないので、助言に起因して被検者が不安感を覚える可能性を低減できる。また、音声による助言に比べて検査者において生じるストレスを低減し得る。なお、検査室内の空間は一般にあまり大きくないところ、上記構成によれば、検査室内における人的密集を回避できる利点も得られる。

実施形態において、変換部は、リモート装置内に設けられる。助言文字列を表すデータが第２通信部から第１通信部へ送られる。上記構成を採用すれば、伝送される情報量を低減できる。

実施形態において、リモート装置は、助言者画像を取得するリモートカメラを含む。リモートカメラから出力された助言者画像データが第２通信部から第１通信部へ送られる。第１表示器に助言文字列と共に助言者画像が表示される。この構成によれば、助言者の態度や表情を観察できるので、検査者に安心感を与えられる。この構成を利用して、ジェスチャーによるプローブ操作指導等も行える。

実施形態に係る超音波診断システムは、プローブが当接される被検者を撮影して被検者画像を取得するローカルカメラを有する。ローカルカメラから出力された被検者画像データが第１通信部から第２通信部へ送られる。第２表示器には超音波画像と共に被検者画像が表示される。この構成によれば、助言者において、プローブの位置や姿勢を視認でき、また、被検者の姿勢を視認できる。

実施形態において、超音波診断装置は、検査者により選択される複数の応答要素を含む。複数の応答要素の中から選択された応答要素に対応する応答情報が第１通信部から第２通信部へ送られる。第２表示器に応答情報に基づく応答文字列が表示される。複数の応答要素は、トラックボール、スイッチ操作等によって選択される実際の又は仮想的な複数の操作子である。上記構成によれば、検査者と助言者の間で双方向のコミュニケーションを行える。応答情報は、応答文字列を表すデータ、応答文字列を特定するコード等によって構成される。

実施形態において、第１表示器に助言文字列と共に助言者によって選択された操作支援像が表示される。この構成によれば、特に、プローブ操作についての助言内容がわかり易くなる。複数のプローブ模擬像（操作方向を示す表示要素を含む）の中から助言者によりプローブ模擬像が選択され、選択されたプローブ模擬像を表すデータ又はコードがリモート装置から超音波診断装置へ送られてもよい。

（２）実施形態の詳細
図１には、実施形態に係る超音波診断システムが示されている。この超音波診断システムは、病院等の医療施設に設置されるものである。医療施設には、検査室１０及び別室１２が含まれる。検査室及び別室１２は隣接していてもよいし離れていてもよい。

超音波診断システムは、超音波診断装置１３及びリモート装置１４により構成される。リモート装置１４は、情報処理装置であって、その一例としてタブレット型端末が挙げられる。別の建物の中の室内にリモート装置１４が存在していてもよい。

検査室１０内には、ベッドが設置されており、その近傍に超音波診断装置１３が設置されている。ベッド上には被検者が横たわっている。超音波診断装置１３は、検査者（医師又は検査技師）により操作される。一方、リモート装置１４は、助言者（医師又は検査技師）により操作される。例えば、検査者は超音波検査の経験が乏しい者であり、助言者は超音波検査の経験が豊富な者（ベテラン）である。助言者からの必要な助言を受けながら検査者によって超音波検査が実施される。助言者は、指導者、支援者又は補助者とも言い得る。

超音波診断装置１３について詳述する。プローブ（正確にはプローブヘッド）１６が検査者によって保持される。プローブ１６は可搬型の送受波器である。プローブ１６の送受波面が被検者２０２の表面に当接され、その状態で超音波が送受波される。

プローブ１６は、一次元配列された複数の振動素子からなる振動素子アレイを有する。振動素子アレイにより超音波ビームが形成され、超音波ビームは繰り返し電子走査される。これにより、被検者２０２内にビーム走査面が繰り返し形成される。

送受信部１７は、複数の送信信号をプローブ１６に並列的に供給し、プローブ１６から並列的に出力された複数の受信信号を処理する回路である。送受信部１７からビームデータが出力される。なお、電子走査方向に並ぶ複数のビームデータにより受信フレームデータが構成される。画像形成部１８は、受信フレームデータに基づいて超音波画像を形成する。超音波画像は例えばＢモード断層画像である。他の超音波画像が形成されてもよい。

演算制御部２０は、プログラムを実行するプロセッサ（例えばＣＰＵ）により構成される。演算制御部２０は、表示処理部２６を有する。表示処理部２６により、表示器２４に表示する画像が形成される。その画像には、実施形態において、後に詳述するように、動画像としての断層画像、助言内容を表す文字列、助言者画像、等が含まれる。

演算制御部２０には、操作パネル３０及び通信部２２が接続されている。検査室１０内には、被検者を撮像して被検者画像を取得するカメラ１５が設置されている。複数台のカメラが設置されてもよい。検査室１０内において、プローブ当接部位を撮影可能な位置及び向きでカメラ１５が設置される。カメラ１５から出力された撮像信号は演算制御部２０に送られている。

通信部２２は、通信回線２００に接続されている。通信回線２００は、有線回線又は無線回線である。通信回線２００が専用線により構成されてもよいし、それがネットワークであってもよい。

実施形態においては、超音波診断装置１３からリモート装置１４へ、超音波画像データ、被検者画像データ、その他の必要なデータが転送されている。転送されるデータには、被検者情報、診断条件を表す情報等が含まれ得る。また、後述する応答文字列データが含まれ得る。なお、操作パネル３０は、トラックボール、スイッチ、ボタン、キーボード等を有する。表示器２４は、ＬＣＤ、有機ＥＬ表示デバイス等により構成される。カメラ１５は、動画像を撮像するカラーカメラである。

リモート装置１４は、演算制御部３４を有する。演算制御部３４は、プログラムを実行するプロセッサ（例えばＣＰＵ）により構成される。演算制御部３４には、通信部３２、カメラ３６、マイク４０、入力器４１、表示器４２、通信部４４等が接続されている。

リモート装置１４は、上述したように、タブレット端末である。それがノートブック型ＰＣ、デスクトップ型ＰＣ等によって構成されてもよい。リモート装置１４は、タッチパネルスクリーンを有し、それが入力器４１及び表示器４２を構成している。

リモート装置１４の筐体にはカメラ３６及びマイク４０が組み込まれている。カメラ３６によって助言者が撮像される。これにより助言者画像が取得される。カメラ３６も動画像を撮影するカラーカメラである。カメラ３６から演算制御部３４及び通信部３２を介して通信部２２へ助言者画像データが送られている。マイク４０によって助言者の音声つまり助言が音声信号に変換される。

演算制御部３４は、表示処理部４３、変換部４５等を有する。表示処理部４３は、表示器４２に表示される画像を形成する。その画像には、超音波画像、検査者画像、応答文字列等が含まれる。変換部４５は、音声信号に基づいて助言文字列を生成するものである。助言文字列はテキストデータとして構成される。助言内容がコードで表現されてもよい。変換部４５の全部又は一部が超音波診断装置１３内又は他の装置内に設けられてもよい。

変換部４５は、具体的には、認識部４６及び文字列生成部４８により構成される。認識部４６は、音声認識を実施するものである。認識部４６が機械学習型推定器により構成されてもよい。文字列生成部４８により認識内容がテキストとして表現される。

通信部３２は、通信回線２００に接続されている。後述するように、リモート装置１４から超音波診断装置１３へ、助言文字列を表すテキストデータ、助言者画像データ、操作支援像データ、等が送られる。具体的には、通信部２２と通信部３２との間においてデータの授受が実行される。

通信部４４は、ネットワーク５２に接続されている。ネットワーク５２には、他の医療装置５４，５６が接続されている。他の医療装置５４、５６として、ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、内視鏡装置、画像サーバー、等が挙げられる。リモート装置１４の表示器４２に、他の医療装置から入手した画像を表示し得る。

図２には、第１表示例が示されている。画像６０は超音波診断装置が有する表示器に表示される画像である。画像６２はリモート装置が有する表示器に表示される画像である。画像６０には、超音波画像としての断層画像６４が含まれる。プローブの位置及び姿勢の変化により、断層画像６４の内容が変化する。

画像６０には、リモート画像としての助言者画像７０、及び、文字列表示欄７２が含まれる。助言者画像７０の観察を通じて、検査者において、助言者の態度、表情等を認識できる。場合によっては、助言者のジェスチャーによりプローブ操作が指示される。文字列表示欄７２には、助言内容が助言文字列７４として表示される。文字列表示欄７２は断層画像６４の下側に位置している。文字列表示欄７２は、例えば１００文字までのテキストを３行以内で表示し得るサイズを有している。個々の文字列の表示制御については後述する。画像６０内には被検者情報６６及び診断条件６８等も表示されている。

操作パネル３０には、トラックボール８０が含まれ、また、スイッチ列８２が含まれる。トラックボール８０は、ポインティングデバイスである。スイッチ列８２は複数の物理的スイッチで構成され、それらに対しては複数の機能が割り当てられている。実施形態においては、それらのスイッチを利用して定形応答が選択される。すなわち、３つのスイッチに対して３つの定形応答が事前に割り付けられており、検査者が必要に応じて特定の定形応答を選択すると、それを表すテキストデータが超音波診断装置からリモート装置へ転送される。

画像６０には、複数の仮想ボタンからなる仮想ボタン列８４が含まれる。複数の仮想ボタンは上記の複数のスイッチに対応している（符号８５を参照）。トラックボール８０によってカーソルを移動させて、いずれかの仮想ボタンを選択し得る。これにより上記同様に、特定の定形応答をリモート装置側へ送ることが可能である。

画像６２には、断層画像６４Ａが含まれる。断層画像６４Ａは超音波診断装置に表示された断層画像６４と同じ画像である（符号Ａを参照）。画像６２内には、図示の構成例において、ローカル画像としての被検者画像８６が含まれる。画像６２内に、他の医療装置で取得された画像８８Ａ，８８Ｂ，８８Ｃが表示されてもよい。

画像６２の下部には、モニタ欄９０が設けられている。モニタ欄９０には助言文字列９２が表示される。その参照により音声信号が正しく変換されていることを助言者自ら確認できる。また、画像６２の下部には、文字列表示欄９４が設けられている。文字列表示欄９４は、応答文字列を表示するエリアである。検査者が特定の定形応答を選択すると、それに対応する応答文字列が文字列表示欄９４内に表示される。助言文字列の表示及び応答文字列の表示により、双方向のコミュニケーションを円滑に行える。

画像６２中の断層画像６４Ａ上において、助言者がポインティングデバイス又は指先タッチにより座標を指定すると、そこにマーカー９８が表示される。その座標データがリモート装置から超音波診断装置へ転送される（符号Ｂを参照）。断層画像６４上にはマーカー９８Ａが表示される。断層画像６４上におけるマーカー９８Ａの表示位置は、断層画像６４Ａ上におけるマーカー９８の表示位置と同じである。

上記の仕組みを利用して助言者が特定部位を検査者に指示することが可能である。これにより異常部位等を明確に伝達できる。画像６２内に被検者情報や診断条件等が表示されてもよい。

図３には、超音波診断装置において管理されている定形応答テーブル１００が示されている。そこには複数のレコード１０２が含まれる。各レコード１９２は、ボタン識別子１０４と定型応答文１０６とが含まれる。テーブル１００の内容は検査者等によりカスタマイズし得る。

図４には第２表示例が示されている。画像６０Ａは、超音波診断装置において表示される画像であり、画像６２Ａは、リモート装置において表示される画像である。画像６０Ａには、断層画像６４、助言者画像７０、及び、助言文字列７４が含まれる。また、画像６０Ａには、所定操作によりポップアップ表示されたウインドウ１３０が含まれる。ウインドウ１３０内にはアイコン列１３２が含まれる。それは複数のアイコンからなり、トラックボール等の操作によりいずれかのアイコンを選択し得る（符号１３３を参照）。選択されたアイコンに対応する定形応答文１３４がウインドウ１３０内に文字列として表示される。プルダウンメニューの操作により定形応答文が選択されてもよい。

一方、画像６２Ａ内には、断層画像６４Ａ及び被検者画像８６が含まれる。また、画像６２Ａ内には、ウインドウ１３０Ａが含まれる。図示の表示例では、ウインドウ１３０Ａはウインドウ１３０と同じ内容を有する。すなわち、ウインドウ１３０Ａは、アイコン列１３２Ａ及び定形応答文１３４Ａが含まれる。これにより、助言者に対して検査者の応答内容が伝達される。もちろん、２つのウインドウ１３０，１３０Ａの構成を異ならせてもよい。

図示の構成例では、超音波診断装置において、ウインドウ１３０と検査者画像とが合成され、合成データがリモート装置へ転送されている。符号１３６は合成データに相当する部分を示している。リモート装置から超音波診断装置への複数のデータの転送に際して、合成データを転送してもよい。

図５には、助言文字列表示制御の一例が示されている。タイミングｔ１で、第１助言文字列１０８Ａの表示が開始される。所定の期間ｔａにわたってその表示が維持され、タイミングｔ２で第１助言文字列の表示が自動終了している。第２助言文字列１０８Ｂの表示開始タイミングがｔ３で示されている。そのタイミングｔ３で、第１助言文字列１０８Ａの表示を終了させてもよい。その場合、第１助言文字列１０８Ａの表示期間はｔｂとなる。

タイミングｔ４は、所定イベントが発生したタイミングである。例えば、プローブの送受波面が体表面から離れて空中放置状態へ移行したタイミングがタイミングｔ４である。所定イベントが発生した場合、それまで表示されていた助言文字列が消去される。図示の例では、タイミングｔ４で第２助言文字列１０８Ｂが消失している。タイミングｔ５で第３助言文字列の表示が開始される。タイミングｔ６で第３助言文字列の表示が終了している。その場合の表示期間はｔａである。表示期間ｔａは、ユーザーにより又は自動的に事前に設定される。

図６には、第２実施形態に係る超音波診断システムが示されている。図６において、図１に示した要素と同様の要素には同一符号を付しその説明を省略する。

第２実施形態においては、超音波診断装置１３Ａが第１通信部として機能する無線親機１１４を有している。無線親機１１４は無線ルーターであり、アクセスポイントを構成する。リモート装置１４Ａは、第２通信部として機能する無線子機１１６を有している。無線親機１１４に対して無線子機１１６が無線接続される（符号１２０を参照）。他の装置内の無線子機が無線親機１１４に接続されてもよい（符号１２２を参照）。

超音波診断装置１３Ａの演算制御部２０Ａは、画像圧縮器１１０を有している。画像圧縮器１１０は、断層画像等の画像の転送に先立って画像を圧縮してそのデータ量を低減するものである。リモート装置１４Ａには、画像圧縮器１１０に対応した画像伸長器が設けられているが、その図示が省略されている。

リモート装置１４Ａは、同期情報埋め込み器１１８を有している。後述するように、助言文字列と共に操作支援像を伝送する場合、それらの表示を同期させるために、それらに対して同期情報としてタイムスタンプが埋め込まれる。超音波診断装置１３Ａにおいて、同期制御部１１２が各情報に埋め込まれたタイムスタンプを参照し、助言文字列と操作支援像とが同時期に表示されるよう表示制御を行っている。他の情報（例えば助言者画像）に同期情報が埋め込まれてもよい。

図７には、第２実施形態に係る表示例が示されている。符号６２Ｂは、リモート装置の表示器に表示された画像を示しており、符号６０Ｂは、超音波診断装置の表示器に表示された画像を示している。画像６２Ｂには、プローブ模擬像列１４０が含まれる。プローブ模擬像列１４０は、複数種類のプローブ操作に対応する複数のプローブ模擬像１４２により構成される。各プローブ模擬像１４２は、操作方向を示す表示要素（矢印記号）を含む。各プローブ模擬像１４２はプローブ操作支援像として機能する。

タッチパネルスクリーン上において、助言者の指先で特定のプローブ模擬像が選択され（符号１４４）、あるいは、ジョイステック等のポインティングデバイス１４６で助言者により特定のプローブ模擬像が選択される。これにより選択されたプローブ模擬像を表すデータ又はコードがリモート装置から超音波診断装置へ送られる。

画像６０Ｂには、助言者画像７０及び助言文字列７４が含まれ、更に、助言者により選択されたプローブ模擬像１４２ａが含まれる。助言文字列７４の表示に加えてプローブ模擬像１４２ａを表示することにより、助言内容をより的確に検査者に伝えることが可能となる。助言文字列７４の表示とプローブ模擬像１４２ａの表示を同期させるため、上記の同期制御が実行されている。

上記各実施形態によれば、超音波診断装置において、助言者の助言が文字列として表示されるので、被検者に対して助言内容が伝わり難く、被検者が不安感を覚える可能性を低減できる。また、口頭で助言を行う場合に比べて検査者においてストレスが生じ難い。助言者画像を検査者に提供することにより、助言文字列を超える情報を検査者に与えられる。同様に、被検者画像を助言者に提供することにより、実際のプローブ操作状況を助言者において把握することが可能となる。更に、助言文字列と共に操作支援像を表示すれば、助言内容（特に方向指示）が検査者において理解し易くなる。

１０ 検査室、１２ 別室、１３ 超音波診断装置、１４ リモート装置（情報処理装置）、１５ カメラ、１６ プローブ、２０ 演算制御部、２２ 通信部、２６ 表示処理部、３２ 通信部、３４ 演算制御部、３６ カメラ、４０ マイク、４５ 変換部、４６ 認識部、４８ 文字列生成部。

Claims (6)

1. 検査者によって操作される超音波診断装置と、
   前記超音波診断装置に対して通信回線を介して接続され、前記検査者に助言を与える助言者によって操作されるリモート装置と、
   を含み、
   前記超音波診断装置は、超音波を送受波するプローブと、前記超音波の送受波により生成される超音波画像を表示する第１表示器と、前記超音波画像を表示するための画像データを前記リモート装置へ送信する第１通信部と、を有し、
   前記リモート装置は、前記画像データを受信する第２通信部と、前記画像データに基づいて前記超音波画像を表示する第２表示器と、前記助言者の声を音声信号に変換するマイクと、を有し、
   前記音声信号を助言文字列に変換する変換部が設けられ、
   前記検査者により超音波診断が行われている状況下において前記第１表示器に前記助言文字列が表示され、
   前記超音波診断装置は、前記検査者により選択される複数の応答要素を含み、
   前記複数の応答要素の中から選択された応答要素に対応する応答情報が前記第１通信部から前記第２通信部へ送られ、
   前記第２表示器に前記応答情報に基づく応答文字列が表示される、
   ことを特徴とする超音波診断システム。
2. 請求項１記載の超音波診断システムにおいて、
   前記変換部は前記リモート装置内に設けられ、
   前記第２通信部から前記第１通信部へ前記助言文字列を表すデータが送られる、
   ことを特徴とする超音波診断システム。
3. 請求項１記載の超音波診断システムにおいて、
   前記リモート装置は、助言者画像を取得するリモートカメラを含み、
   前記リモートカメラから出力された助言者画像データが前記第２通信部から前記第１通信部へ送られ、
   前記第１表示器に前記助言文字列と共に前記助言者画像が表示される、
   ことを特徴とする超音波診断システム。
4. 請求項１記載の超音波診断システムにおいて、
   前記プローブが当接される被検者を撮影して被検者画像を取得するローカルカメラを含み、
   前記ローカルカメラから出力された被検者画像データが前記第１通信部から前記第２通信部へ送られ、
   前記第２表示器には前記超音波画像と共に前記被検者画像が表示される、
   ことを特徴とする超音波診断システム。
5. 請求項１記載の超音波診断システムにおいて、
   前記複数の応答要素は、複数のボタン又は複数の仮想的なボタンである、
   ことを特徴とする超音波診断システム。
6. 請求項１記載の超音波診断システムにおいて、
   前記第１表示器に前記助言文字列と共に前記助言者によって選択された操作支援像が表示される、
   ことを特徴とする超音波診断システム。

Images