JPWO2019220979A1 - 超音波システムおよび超音波システムの制御方法 - Google Patents

超音波システムおよび超音波システムの制御方法 Download PDF

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Abstract

超音波システム（１）は、携帯情報端末（３）が超音波プローブ（２）と外部モニタ（４）に無線接続され、超音波プローブ（２）は、振動子アレイ（１１）と、振動子アレイ（１１）に超音波を送受信させて音線信号を生成する送受信部（１４）と、音線信号から画像情報データを生成する画像情報データ生成部（１９）を含み、携帯情報端末（３）は、表示部（３４）と、タッチセンサを含む操作部（３９）と、入力操作のための操作画像を生成する操作画像生成部（３７）と、画像情報データから外部モニタ用データを生成する外部モニタ用データ生成部（３６）と、外部モニタ用データを外部モニタ（４）に送る端末側無線通信部（３２）を含み、外部モニタ（４）は、外部モニタ用データに基づく外部モニタ用超音波画像を表示する。

Description

本発明は、超音波システムおよび超音波システムの制御方法に係り、特に、外部モニタに超音波画像を表示する超音波システムおよび超音波システムの制御方法に関する。
従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置が実用化されている。一般に、この種の超音波診断装置は、振動子アレイを内蔵した超音波プローブと、この超音波プローブに接続された装置本体とを有しており、超音波プローブから被検体に向けて超音波を送信し、被検体からの超音波エコーを超音波プローブで受信し、その受信信号を装置本体で電気的に処理することにより超音波画像が生成される。
近年、例えば、特許文献１に開示されているように、超音波プローブを用いて取得された超音波画像を、ユーザから離れた位置に配置された外部モニタに表示し、超音波プローブおよび外部モニタの入力操作を行うための携帯情報端末を備えることにより、超音波診断における利便性を向上させようとする超音波システムが開発されている。
特開２０１７−８６３６０号公報
しかしながら、特許文献１に開示されている超音波システムでは、外部モニタにより超音波画像を生成するための処理が行われ、さらに携帯情報端末により、外部モニタで生成されたデータに基づいて超音波システムの操作に使用するための画像が生成される。このように、特許文献１に開示されている超音波システムでは、携帯情報端末においてなされる処理が複雑であり、携帯情報端末においてユーザに向けた画像を生成および表示する方法にさらなる改善の余地があった。
本発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたものであり、超音波画像の観察と超音波診断のための入力操作とを容易に行いながら超音波診断における利便性を向上することができる超音波システムおよび超音波システムの制御方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る超音波システムは、携帯情報端末が超音波プローブおよび外部モニタに接続された超音波システムであって、超音波プローブは、振動子アレイと、振動子アレイから超音波を送信し且つ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部と、送受信部により生成された音線信号に基づいて画像情報データを生成する画像情報データ生成部と、画像情報データを携帯情報端末に無線送信するプローブ側無線通信部とを含み、携帯情報端末は、表示部と、表示部に重ねて配置されたタッチセンサを含み且つユーザによる入力操作を行うための操作部と、表示部に表示され且つタッチセンサを介してユーザによる入力操作を行うための操作画像を生成する操作画像生成部と、超音波プローブから無線送信された画像情報データに基づいて外部モニタ用の表示フォーマットを有する外部モニタ用データを生成する外部モニタ用データ生成部と、外部モニタ用データ生成部により生成された外部モニタ用データを外部モニタに無線送信する端末側無線通信部とを含み、外部モニタは、携帯情報端末から無線送信された外部モニタ用データに基づいて外部モニタ用超音波画像を表示することを特徴とする。
表示部は、外部モニタに外部モニタ用超音波画像が表示されていない場合に、操作画像と、画像情報データ生成部により生成された画像情報データに基づく端末用超音波画像とを表示することができる。
さらに、外部モニタ用データは、外部モニタ用超音波画像と、操作画像生成部により生成された操作画像とに対応するデータを含み、外部モニタは、外部モニタ用データに基づいて外部モニタ用超音波画像と、携帯情報端末の表示部に表示されている操作画像と同一の外部モニタ用操作画像を表示することができる。
さらに、外部モニタは、第１の大きさを有する外部モニタ側表示画面を有し、携帯情報端末の表示部は、第１の大きさよりも小さい第２の大きさを有する端末側表示画面を有し、外部モニタ用操作画像は、端末側表示画面の第２の大きさと同一の大きさを有し、外部モニタ用超音波画像は、第１の大きさよりも小さく且つ第２の大きさよりも大きい第３の大きさを有することが好ましい。
携帯情報端末と超音波プローブとの間の無線通信方式と、携帯情報端末と外部モニタとの間の無線通信方式は、互いに異なることが好ましい。
例えば、携帯情報端末と超音波プローブとの間の無線通信における周波数帯域と、携帯情報端末と外部モニタとの間の無線通信における周波数帯域は、互いに異なっていることが好ましい。
また、携帯情報端末は、超音波プローブの超音波送受信制御部により制御される超音波の送受信の条件に基づいて安全性評価指標を算出し且つ表示部に表示する安全性評価指標算出部を有することができる。
画像情報データは、送受信部により生成された音線信号に超音波の反射位置の深度に応じた減衰補正および包絡線検波処理を施した信号であることが好ましい。
もしくは、画像情報データは、送受信部により生成された音線信号に超音波の反射位置に応じた減衰補正および包絡線検波処理を施し、且つ、定められた画像表示方式に従って変換された超音波画像信号であってもよい。
また、送受信部は、振動子アレイから超音波の送信を行わせる送信部と、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受信部とを含むことが好ましい。
本発明に係る超音波システムの制御方法は、携帯情報端末が超音波プローブおよび外部モニタに接続された超音波システムの制御方法であって、携帯情報端末の操作部を介した入力操作に基づいて超音波プローブの振動子アレイによる超音波の送受信を行わせることにより音線信号を生成し、生成された音線信号に基づいて画像情報データを生成し、生成された画像情報データを超音波プローブから携帯情報端末に無線送信し、ユーザによる入力操作を行うための操作画像を生成し、操作画像を表示部に表示させ、超音波プローブから無線送信された画像情報データに基づいて外部モニタ用の表示フォーマットを有する外部モニタ用データを生成し、生成された外部モニタ用データを携帯情報端末から外部モニタに無線送信し、外部モニタ用データに基づいて外部モニタ用超音波画像を外部モニタに表示させることを特徴とする。
本発明によれば、携帯情報端末が、表示部と、表示部に重ねて配置されたタッチセンサを含み且つユーザによる入力操作を行うための操作部と、表示部に表示され且つタッチセンサを介してユーザによる入力操作を行うための操作画像を生成する操作画像生成部と、超音波プローブから無線送信された画像情報データに基づいて外部モニタ用の表示フォーマットを有する外部モニタ用データを生成する外部モニタ用データ生成部と、外部モニタ用データ生成部により生成された外部モニタ用データを外部モニタに無線送信する端末側無線通信部とを含み、外部モニタが、携帯情報端末から無線送信された外部モニタ用データに基づいて外部モニタ用超音波画像を表示するため、超音波画像の観察と超音波診断のための入力操作とを容易に行いながら利便性を向上することができる。
本発明の実施の形態１に係る超音波システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における受信部の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における携帯情報端末において表示された操作画像を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態１における外部モニタに表示された画像を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態１の変形例に係る超音波システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２における携帯情報端末の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３に係る超音波システムの構成を示すブロック図である。
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
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と外部モニタ４を備えている。超音波プローブ２と携帯情報端末３とは、互いに無線通信により接続されており、携帯情報端末３と外部モニタ４とは、互いに無線通信により接続されている。
超音波プローブ２は、振動子アレイ１１を備えており、振動子アレイ１１に、送信部１２および受信部１３がそれぞれ接続されている。送信部１２および受信部１３は、送受信部１４を形成しており、送信部１２および受信部１３に、超音波送受信制御部１５が接続されている。受信部１３には、信号処理部１６、画像処理部１７が接続されている。ここで、信号処理部１６および画像処理部１７により、画像情報データ生成部１９が構成されている。また、画像処理部１７には、プローブ側無線通信部１８およびプローブ側接続端子Ｔ１が接続されており、プローブ側無線通信部１８に、通信制御部２０が接続されている。
超音波送受信制御部１５、信号処理部１６、画像処理部１７、プローブ側無線通信部１８および通信制御部２０に、プローブ制御部２１が接続されている。ここで、プローブ側無線通信部１８とプローブ制御部２１とは、双方向に情報の受け渡しが可能に接続されている。また、超音波プローブ２は、バッテリ２２を内蔵している。
さらに、送受信部１４、超音波送受信制御部１５、画像情報データ生成部１９、通信制御部２０およびプローブ制御部２１により、プローブ側プロセッサ２５が構成されている。
携帯情報端末３は、端末側無線通信部３２を有しており、端末側無線通信部３２に、表示制御部３３が接続されている。また、端末側無線通信部３２には、通信制御部３５および外部モニタ用データ生成部３６がそれぞれ接続されている。端末側無線通信部３２と外部モニタ用データ生成部３６とは、双方向に情報の受け渡しが可能に接続されている。また、外部モニタ用データ生成部３６に、操作画像生成部３７が接続されており、操作画像生成部３７は、表示制御部３３に接続している。また、表示制御部３３には、端末側接続端子Ｔ２および表示部３４が接続されている。また、表示部３４に重ねて操作部３９が配置されている。
また、表示制御部３３、通信制御部３５、外部モニタ用データ生成部３６、操作画像生成部３７および操作部３９に、本体制御部３８が接続されており、本体制御部３８には、格納部４０が接続されている。ここで、端末側無線通信部３２と本体制御部３８とは、双方向に情報の受け渡しが可能に接続されている。また、本体制御部３８と格納部４０とは、双方向に情報の受け渡しが可能に接続されている。
さらに、表示制御部３３、通信制御部３５、外部モニタ用データ生成部３６、操作画像生成部３７および本体制御部３８により、端末側プロセッサ４１が構成されている。
超音波プローブ２の振動子アレイ１１は、１次元または２次元に配列された複数の超音波振動子を有している。これらの振動子は、それぞれ送信部１２から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に被検体からの反射波を受信してアナログの受信信号を出力する。各振動子は、例えば、ＰＺＴ（Lead Zirconate Titanate：チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック、ＰＶＤＦ（Poly Vinylidene Di Fluoride：ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子およびＰＭＮ−ＰＴ（Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate：マグネシウムニオブ酸鉛−チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成した素子を用いて構成される。
超音波送受信制御部１５は、送受信部１４の送信部１２および受信部１３を制御することにより、プローブ制御部２１から指示された検査モードおよび走査方式に基づいて、超音波ビームの送信および超音波エコーの受信を行う。ここで、検査モードとは、Ｂ（輝度）モード、Ｍ（モーション）モード、ＣＤ（カラードプラ）モード、ＰＤ（パワードプラ）モード、ＰＷ（パルスドプラ）モード、ＣＷ（連続波ドプラ）モード等、超音波診断装置において使用可能な検査モードのうちいずれかを示し、走査方式は、電子セクタ走査方式、電子リニア走査方式、電子コンベックス走査方式のうちいずれかを示すものとする。
送受信部１４の送信部１２は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、超音波送受信制御部１５からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、振動子アレイ１１の複数の振動子から送信される超音波が超音波ビームを形成するようにそれぞれの駆動信号を、遅延量を調節して複数の振動子に供給する。このように、振動子アレイ１１の振動子の電極にパルス状または連続波状の電圧が印加されると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状または連続波状の超音波が発生して、それらの超音波の合成波から、一定の走査線上に焦点が絞り込まれた超音波ビームが形成される。
送信された超音波ビームは、例えば、被検体の部位等の対象において反射され、いわゆる超音波エコーとして振動子アレイ１１に向かって伝搬する。このように振動子アレイ１１に向かって伝搬する超音波エコーは、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの超音波振動子により受信される。この際に、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの超音波振動子は、伝搬する超音波エコーを受信することにより伸縮して電気信号を発生させ、これらの電気信号を受信部１３に出力する。
送受信部１４の受信部１３は、超音波送受信制御部１５からの制御信号に従って、振動子アレイ１１から出力される受信信号の処理を行う。図２に示すように、受信部１３は、増幅部２６、ＡＤ（Analog Digital）変換部２７およびビームフォーマ２８が直列接続された構成を有している。増幅部２６は、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの超音波振動子から入力されたアナログ信号である受信信号を増幅し、増幅した受信信号をＡＤ変換部２７に送信する。ＡＤ変換部２７は、増幅部２６から送信されたアナログの受信信号をデジタル信号に変換して受信データを取得し、この受信データをビームフォーマ２８に送出する。ビームフォーマ２８は、超音波送受信制御部１５からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づき、設定された音速に従う各受信データにそれぞれの遅延を与えて加算（整相加算）を施す、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、一定の走査線上に超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号が生成される。
プローブ側プロセッサ２５の画像情報データ生成部１９は、受信部１３のビームフォーマ２８により生成された音線信号に基づいて、画像情報データを生成する。
ここで、画像情報データ生成部１９の信号処理部１６は、受信部１３のビームフォーマ２８により生成された音線信号に対して、超音波が反射した位置の深度に応じて伝搬距離に起因する減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施して、被検体内の組織に関する断層画像情報を表す信号を生成する。
画像情報データ生成部１９の画像処理部１７は、信号処理部１６により生成された信号を、通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号にラスター変換し、このようにして生成された画像信号に対して、携帯情報端末３の表示部３４用の表示フォーマットに従う明るさ補正、諧調補正、シャープネス補正、画像サイズ補正、リフレッシュレート補正、走査周波数補正および色補正等の各種の必要な画像処理を施すことにより超音波画像信号を生成した後、超音波画像信号を画像情報データとしてプローブ側無線通信部１８またはプローブ側接続端子Ｔ１に送出する。
超音波プローブ２のプローブ側無線通信部１８は、電波の送信および受信を行うためのアンテナを含んでおり、画像情報データ生成部１９において生成された超音波画像信号に基づいてキャリアを変調して超音波画像信号を表す伝送信号を生成する。プローブ側無線通信部１８は、このようにして生成された超音波画像信号を表す伝送信号をアンテナに供給してアンテナから電波を送信することにより、超音波画像信号を順次無線送信する。キャリアの変調方式としては、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying：振幅偏移変調）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying：位相偏移変調）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：四位相偏移変調）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation：１６直角位相振幅変調）等が用いられる。
また、プローブ側無線通信部１８は、超音波プローブ２を操作するためのプローブ操作情報を表す伝送信号を携帯情報端末３から受信し、受信された伝送信号を復調することにより取得されたプローブ操作情報をプローブ制御部２１に送出する。後述するが、プローブ操作情報は、例えば、携帯情報端末３の操作部３９を介してユーザにより入力される。
プローブ側プロセッサ２５の通信制御部２０は、プローブ制御部２１により設定された送信電波強度で超音波画像信号の送信が行われるようにプローブ側無線通信部１８を制御する。さらに、プローブ側プロセッサ２５の通信制御部２０は、携帯情報端末３から無線送信されるプローブ操作情報の受信が行われるようにプローブ側無線通信部１８を制御する。
超音波プローブ２のプローブ側接続端子Ｔ１は、超音波プローブ２と携帯情報端末３とを有線接続して、超音波プローブ２と携帯情報端末３との間において双方向に情報の受け渡しを行う場合に使用される端子である。この際に、例えば、プローブ側接続端子Ｔ１には、情報の伝送が可能な接続ケーブルが挿入される。
プローブ側プロセッサ２５のプローブ制御部２１は、予め記憶しているプログラム等に基づいて、超音波プローブ２の各部の制御を行う。
超音波プローブ２のバッテリ２２は、超音波プローブ２内に内蔵されており、超音波プローブ２の各回路に電力を供給する。
携帯情報端末３の端末側無線通信部３２は、電波の送信および受信を行うためのアンテナを含んでおり、超音波プローブ２のプローブ側無線通信部１８により送信された超音波画像信号を表す伝送信号を、アンテナを介して受信し、受信した伝送信号を復調することにより出力した超音波画像信号を、表示制御部３３に送出する。また、端末側無線通信部３２は、本体制御部３８から送出された、超音波プローブ２を操作するためのプローブ操作情報に基づいてキャリアを変調することによりプローブ操作情報を表す伝送信号を生成し、生成された伝送信号を超音波プローブ２のプローブ側無線通信部１８に無線送信する。
また、端末側無線通信部３２は、後述するように、外部モニタ用データ生成部３６により生成された外部モニタ用データに基づいてキャリアを変調することにより、外部モニタ用データを表す伝送信号を生成し、生成された伝送信号を外部モニタ４に無線送信する。後述するように外部モニタ用データには、外部モニタ４の表示フォーマットを有する外部モニタ用超音波画像信号が含まれている。端末側無線通信部３２におけるキャリアの変調方式としては、プローブ側無線通信部１８におけるキャリアの変調方式と同様に、ＡＳＫ、ＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等が用いられる。
端末側プロセッサ４１の通信制御部３５は、超音波プローブ２のプローブ側無線通信部１８から超音波画像信号を表す伝送信号の受信が行われるように携帯情報端末３の端末側無線通信部３２を制御する。また、端末側プロセッサ４１の通信制御部３５は、本体制御部３８により設定された送信電波強度で超音波プローブ２および外部モニタ４に、それぞれ、データの無線送信が行われるように端末側無線通信部３２を制御する。
携帯情報端末３の操作部３９は、ユーザが入力操作を行うためのものであり、表示部３４に重ねて配置されたタッチセンサを含んでいる。例えば、操作部３９を介してユーザにより、超音波プローブ２を操作するためのプローブ操作情報が入力され、入力されたプローブ操作情報は、端末側プロセッサ４１の本体制御部３８を介して端末側無線通信部３２から超音波プローブ２へ無線送信される。また、例えば、操作部３９を介してユーザにより、外部モニタ４を操作するための外部モニタ操作情報が入力され、入力された外部モニタ操作情報は、端末側プロセッサ４１の本体制御部３８を介して端末側無線通信部３２から外部モニタ４へ無線送信される。
端末側プロセッサ４１の操作画像生成部３７は、携帯情報端末３の表示部３４に表示され、操作部３９のタッチセンサを介してユーザによる入力操作を行うための操作画像を生成する。例えば、図３に示すように、操作画像ＣＳ１は、超音波プローブ２における検査モードをＢモードに決定するＢモードボタンＢ１等の、各種の操作ボタンを含んでおり、これらの操作ボタンがユーザによりタッチされることにより、操作部３９のタッチセンサを介してユーザによりプローブ操作情報および外部モニタ操作情報等が入力される。
図３に示す例において、携帯情報端末３の表示部３４の端末側表示画面ＳＤ１は、後述する外部モニタ４の外部モニタ側表示画面の第１の大きさよりも小さい第２の大きさを有している。操作画像ＣＳ１は、端末側表示画面ＳＤ１の第２の大きさと同一の大きさを有しており、ＢモードボタンＢ１の他に、検査モードをＣＤモードに決定するＣＤモードボタンＢ２、検査モードをＰＷモードに決定するＰＷモードボタンＢ３、検査モードをＭモードに決定するＭモードボタンＢ４、スクロール表示を行うスクロールボタンＢ５、超音波画像のフリーズ表示を行うフリーズボタンＢ６、超音波画像を保存する保存ボタンＢ７を含んでいる。
端末側プロセッサ４１の外部モニタ用データ生成部３６は、端末側無線通信部３２から出力された超音波画像信号と、操作画像生成部３７により生成された操作画像ＣＳ１とに基づいて、外部モニタ４用の表示フォーマットを有する外部モニタ用データとして、外部モニタ４に表示可能な外部モニタ用超音波画像と操作画像ＣＳ１とに対応するデータを生成する。この際に、外部モニタ用データ生成部３６は、端末側無線通信部３２から出力された超音波画像信号に対して、外部モニタ４用の表示フォーマットに従う明るさ補正、諧調補正、シャープネス補正、画像サイズ補正、リフレッシュレート補正、走査周波数補正および色補正等の各種の必要な画像処理を施すことにより、外部モニタ用超音波画像に対応するデータとして、外部モニタ４用の超音波画像信号を生成する。
端末側プロセッサ４１の表示制御部３３は、本体制御部３８の制御の下、端末側無線通信部３２から出力された超音波画像信号および操作画像生成部３７により生成された操作画像ＣＳ１に所定の処理を施して、携帯情報端末３の表示部３４用の表示フォーマットを有し且つ表示部３４に表示可能な端末用超音波画像および操作画像ＣＳ１を表示部３４に表示させる。
携帯情報端末３の表示部３４は、表示制御部３３の制御の下、端末用超音波画像および操作画像ＣＳ１を表示する。表示部３４は、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。
携帯情報端末３の端末側接続端子Ｔ２は、超音波プローブ２のプローブ側接続端子Ｔ１と同様に、超音波プローブ２と携帯情報端末３とを有線接続して、超音波プローブ２と携帯情報端末３との間において双方向に情報の受け渡しを行う場合に使用される端子である。例えば、一端がプローブ側接続端子Ｔ１に接続された、情報の伝送が可能な接続ケーブルの他端が端末側接続端子Ｔ２に接続される。
携帯情報端末３の格納部４０は、携帯情報端末３の動作プログラム等を格納するものであり、格納部４０として、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。
なお、超音波プローブ２の送信部１２、受信部１３、超音波送受信制御部１５、信号処理部１６、画像処理部１７、通信制御部２０およびプローブ制御部２１を有するプローブ側プロセッサ２５と、携帯情報端末３の表示制御部３３、通信制御部３５、外部モニタ用データ生成部３６、操作画像生成部３７および本体制御部３８を有する端末側プロセッサ４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）、および、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための制御プログラムから構成されるが、ＦＰＧＡ（Field Programmable
Gate Array：フィードプログラマブルゲートアレイ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor：デジタルシグナルプロセッサ）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：アプリケーションスペシフィックインテグレイテッドサーキット）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit：グラフィックスプロセッシングユニット）、その他のＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）を用いて構成されてもよく、もしくはそれらを組み合わせて構成されてもよい。
また、プローブ側プロセッサ２５の送信部１２、受信部１３、超音波送受信制御部１５、信号処理部１６、画像処理部１７、通信制御部２０およびプローブ制御部２１を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。同様に、端末側プロセッサ４１の表示制御部３３、通信制御部３５、外部モニタ用データ生成部３６、操作画像生成部３７および本体制御部３８も、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。
超音波システム１の外部モニタ４は、図４に示すように、携帯情報端末３における端末側表示画面ＳＤ１が有する第２の大きさよりも大きい第１の大きさを有する外部モニタ側表示画面ＳＤ２を有しており、携帯情報端末３から無線送信された外部モニタ用データに基づいて、外部モニタ４の表示フォーマットに従う外部モニタ用超音波画像ＵＥと外部モニタ用操作画像ＣＳ２を表示する。この際に、外部モニタ４は、外部モニタ用操作画像ＣＳ２として、携帯情報端末３の表示部３４において現在表示されている操作画像ＣＳ１と同一の操作画像を表示する。
次に、本発明の実施の形態１に係る超音波システム１の動作について説明する。
まず、携帯情報端末３において、端末側プロセッサ４１の操作画像生成部３７により、表示部３４に表示され且つ操作部３９のタッチセンサを介してユーザが入力操作を行うための操作画像ＣＳ１が生成される。図３に示すように、操作画像ＣＳ１は、ＢモードボタンＢ１、ＣＤモードボタンＢ２等の超音波プローブ２を操作するためのボタン、スクロールボタンＢ５等の外部モニタ４を操作するためのボタン等を含むことができる。このようにして生成された操作画像ＣＳ１は、表示制御部３３の制御の下、図３に示すように携帯情報端末３の表示部３４に表示される。
次に、携帯情報端末３の表示部３４に表示された操作画像ＣＳ１に従って、操作部３９のタッチセンサを介してユーザにより、診断に使用される検査モードがプローブ操作情報として入力される。この際に、例えば、図３に示す操作画像ＣＳ１のＢモードボタンＢ１がユーザによりタッチされることにより、検査モードとしてＢモードを使用する旨のプローブ操作情報が入力される。以下では、説明のために、検査モードとしてＢモードが使用されるものとする。
このようにして、検査モードとしてＢモードを使用する旨のプローブ操作情報がユーザにより入力されると、ユーザに入力されたプローブ操作情報は、端末側プロセッサ４１の本体制御部３８を介して携帯情報端末３の端末側無線通信部３２に送出され、さらに、端末側無線通信部３２から超音波プローブ２に無線送信される。端末側無線通信部３２から無線送信されたプローブ操作情報は、プローブ側無線通信部１８により受信されてプローブ制御部２１に送出され、さらに、プローブ制御部２１から超音波送受信制御部１５、信号処理部１６、画像処理部１７にそれぞれ送出される。これにより、診断に使用される検査モードがＢモードに設定される。
プローブ側プロセッサ２５の超音波送受信制御部１５は、プローブ制御部２１から送出された、検査モードとしてＢモードを使用する旨のプローブ操作情報に基づいて振動子アレイ１１における超音波の送受信がなされるように、送受信部１４を制御する。この際に、まず、超音波送受信制御部１５の制御の下、送受信部１４の送信部１２からの駆動信号に従って振動子アレイ１１の複数の超音波振動子から超音波ビームが被検体内に送信される。送信された超音波ビームに基づく被検体からの超音波エコーは、各超音波振動子により受信され、アナログ信号である受信信号が受信部１３に出力され、増幅部２６で増幅され、ＡＤ変換部２７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２８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。
受信部１３のビームフォーマ２８により生成された音線信号は、画像情報データ生成部１９の信号処理部１６により所定の信号処理が施され、被検体内の組織の断層画像を表す信号となる。この際に、信号処理部１６は、プローブ制御部２１により送出された検査モードを表す情報、すなわち検査モードとしてＢモードを使用する旨のプローブ操作情報に基づいて、断層画像を表す信号を生成する。
このようにして信号処理部１６により生成された信号は、画像処理部１７により、通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号にラスター変換された後、携帯情報端末３の表示部３４用の表示フォーマットに従う明るさ補正、諧調補正、シャープネス補正、画像サイズ補正、リフレッシュレート補正、走査周波数補正および色補正等の各種の必要な画像処理が施されて、画像情報データとして超音波画像信号が生成される。
画像処理部１７により生成された超音波画像信号は、プローブ側無線通信部１８を介して携帯情報端末３の端末側無線通信部３２に無線送信され、さらに、端末側無線通信部３２から表示制御部３３および外部モニタ用データ生成部３６に送出される。
端末側無線通信部３２から表示制御部３３に送出された超音波画像信号は、表示制御部３３の制御の下、携帯情報端末３用の表示フォーマットに従う端末用超音波画像として、携帯情報端末３の表示部３４に表示される。図示しないが、この際に、表示部３４においてなされていた操作画像ＣＳ１の表示が端末用超音波画像の表示に切り替わる。
ここで、携帯情報端末３の表示部３４に端末用超音波画像が表示されている状態において、操作部３９のタッチセンサを介してユーザにより、外部モニタ４に超音波画像を表示させる旨の情報が入力されることができる。例えば、図示しないが、外部モニタ４に超音波画像を表示させる旨の情報を入力するための外部モニタ表示ボタンが表示部３４に表示されており、操作部３９のタッチセンサを介してユーザにより外部モニタ表示ボタンがタッチされることにより、外部モニタ４に超音波画像を表示させる旨のモニタ操作情報が入力される。このようにして入力された情報は、本体制御部３８に送出され、さらに、本体制御部３８から外部モニタ用データ生成部３６に送出される。また、この際に、表示部３４においてなされていた端末用超音波画像の表示が操作画像ＣＳ１の表示に切り替わる。
外部モニタ用データ生成部３６は、本体制御部３８から外部モニタ４に超音波画像を表示させる旨の情報を受け取ると、端末側無線通信部３２から外部モニタ用データ生成部３６に送出された超音波画像信号に基づいて、外部モニタ４用の表示フォーマットに従う明るさ補正、諧調補正、シャープネス補正、画像サイズ補正、リフレッシュレート補正、走査周波数補正および色補正等の各種の必要な画像処理を施すことにより、外部モニタ４用の超音波画像信号を生成する。また、外部モニタ用データ生成部３６は、操作画像生成部３７により生成された操作画像に対しても、外部モニタ４用の表示フォーマットに従う明るさ補正、諧調補正、シャープネス補正、画像サイズ補正、リフレッシュレート補正、走査周波数補正および色補正等の各種の必要な画像処理を施し、外部モニタ４用の操作画像に対応するデータを生成する。
外部モニタ用データ生成部３６は、このようにして生成された外部モニタ４用の超音波画像信号と、外部モニタ４用の操作画像に対応するデータとを含む外部モニタ用データを生成し、携帯情報端末３の端末側無線通信部３２に送出する。外部モニタ用データ生成部３６から端末側無線通信部３２に送出された外部モニタ用データは、端末側無線通信部３２にから外部モニタ４に無線送信される。
外部モニタ４は、携帯情報端末３から無線送信された外部モニタ用データに基づいて、図４に示すように、第１の大きさを有する外部モニタ側表示画面ＳＤ２内に、外部モニタ用超音波画像ＵＥと、携帯情報端末３の表示部３４に現在表示されている操作画像ＣＳ１と同一の外部モニタ用操作画像ＣＳ２を表示する。図４に示すように、外部モニタ４の外部モニタ側表示画面Ｓ２には、第１の大きさよりも小さい第２の大きさを有する外部モニタ用操作画像ＣＳ２と、第１の大きさよりも小さく且つ第２の大きさよりも大きい第３の大きさを有する外部モニタ用超音波画像ＵＥが表示されている。
外部モニタ４に外部モニタ用超音波画像ＵＥおよび外部モニタ用操作画像ＣＳ２が表示された状態において、携帯情報端末３の表示部３４に表示された操作画像ＣＳ１に従って操作部３９のタッチセンサを介した入力操作がユーザになされることにより、外部モニタ４における表示に関する操作が行われる。例えば、図３に示すように、携帯情報端末３の表示部３４に表示されたフリーズボタンＢ６がユーザによりタッチされることにより、外部モニタ４に表示されている外部モニタ用超音波画像ＵＥがフリーズ表示される。
このようにして、本発明の超音波システム１の動作が行われる。
ところで、従来のいわゆる据置型の超音波診断装置では、超音波診断装置の入力操作をするための操作卓と、超音波画像を表示するための表示モニタとが一体となって構成されていることが多かった。このような据置型の超音波診断装置を用いる際に、ユーザは、超音波診断装置の操作卓および表示モニタから離れた位置で被検体の診断を行う場合があり、ユーザが操作卓に直接触れることにより診断に必要な超音波診断装置の操作を行うことが困難で且つ表示モニタに表示された超音波画像を確認しにくいことがあった。本発明の超音波システム１によれば、携帯情報端末３が操作部３９を有しているため、ユーザは、例えば、一方の手で超音波プローブ２を扱いながらもう一方の手で携帯情報端末３を操作することにより超音波プローブ２および外部モニタ４の動作に関する入力操作を容易に行うことができる。また、本発明では、外部モニタ４に外部モニタ用超音波画像ＵＥを表示することができるため、例えば、ユーザは、被検体の近傍に外部モニタ４を配置することにより、超音波画像をより明確に確認することができる。
また、外部モニタ４には、携帯情報端末３の表示部３４に現在表示されている操作画像ＣＳ１と同一の外部モニタ用操作画像ＣＳ２が表示されるため、ユーザは、操作部３９のタッチセンサを介した入力操作を行う際に、携帯情報端末３の表示部３４に表示されている操作画像ＣＳ１を確認する代わりに、外部モニタ４に表示されている外部モニタ用操作画像ＣＳ２を確認しながら入力操作を行うことができる。
また、本発明の超音波システム１によれば、携帯情報端末３における外部モニタ用データ生成部３６により外部モニタ４用の表示フォーマットに従う超音波画像信号と、外部モニタ用操作画像ＣＳ２に対応するデータが生成されるため、外部モニタ４として汎用のモニタ装置を使用することができる。これにより、ユーザは、目的に応じて外部モニタ４として使用されるモニタ装置を選択し、超音波システム１を目的に応じて構成することができる。
以上のように、本発明の超音波システム１によれば、ユーザが超音波画像の観察と超音波診断のための入力操作とを容易に行いながら、超音波診断における利便性を向上することができる。
なお、実施の形態１では、外部モニタ４に外部モニタ用操作画像ＣＳ２が表示されているが、外部モニタ４に外部モニタ用超音波画像ＵＥのみが表示され、外部モニタ用操作画像ＣＳ２が表示されていなくてもよい。このように、外部モニタ４に外部モニタ用超音波画像ＵＥのみが表示されている場合でも、ユーザが超音波画像の観察と超音波診断のための入力操作とを容易に行いながら、超音波診断における利便性を向上することができる。しかしながら、外部モニタ４に外部モニタ用操作画像ＣＳ２を表示することにより、超音波診断における利便性をさらに向上することができる。
また、実施の形態１では、検査モードとしてＢモードが使用されているが、Ｍモード等が使用されることもできる。また、図示しないが、画像情報データ生成部１９に、いわゆるドプラ処理を行うドプラ処理部が備えられることにより、ＣＤモード、ＰＤモード、ＰＷモード、ＣＷモード等が使用されることもできる。
また、このような場合には、検査モードを設定するためのボタンとして操作画像ＣＳ１に、検査モードとしてＭモード、ＣＤモード、ＰＤモード、ＰＷモード、ＣＷモード等を使用する旨のプローブ操作情報を入力するためのボタンが含まれていることが望ましい。
また、図示しないが、操作画像ＣＳ１には、超音波画像上で計測を行う際の計測項目を選択するための計測メニュー、被検体の情報を入力するためのキーボード等のユーザインターフェース、超音波画像に重ねて表示するボディマークを選択するためのメニュー等を表示することもできる。ここで、計測項目には、例えば、超音波画像上の２点間の距離の計測、超音波画像上の部位の面積の計測、ドプラ信号を用いた血流速度の計測等が含まれる。
また、超音波画像上で距離および面積等の計測を行う際に、例えば、図示しないが、携帯情報端末３に計測に関する処理を行うための計測部を設けることにより、携帯情報端末３の表示部３４に表示された端末用超音波画像上で計測キャリパ等をタッチ操作して、超音波画像上の距離および面積等の計測を行うこともできる。この際に、外部モニタ用データ生成部３６により、携帯情報端末３の表示部３４において現在なされている表示と同一の表示に対応し且つ外部モニタ４用の表示フォーマットに従うデータが、外部モニタ用データとして生成され、端末側無線通信部３２を介して外部モニタ４に送信されることができる。これにより、ユーザは、携帯情報端末３の表示部３４における表示を確認する代わりに外部モニタ４における表示を確認しながら、超音波画像上の計測を行うことができる。
また、携帯情報端末３の表示部３４に超音波画像に重ねて表示するためのボディマークを表示し、表示されたボディマークにさらに重ねて表示されるプローブマークを表示し、表示されたプローブマークの位置をタッチ操作により調節させることもできる。この場合にも、外部モニタ用データ生成部３６により、携帯情報端末３の表示部３４において現在なされている表示と同一の表示に対応し且つ外部モニタ４用の表示フォーマットに従うデータが、外部モニタ用データとして生成され、端末側無線通信部３２を介して外部モニタ４に送信されることにより、ユーザは、携帯情報端末３の表示部３４における表示を確認する代わりに外部モニタ４における表示を確認しながら、プローブマークの位置を調節することができる。
また、携帯情報端末３の表示部３４に表示されている操作画像ＣＳ１に、端末側無線通信部３２から順次送出される超音波画像信号に対応する、超音波システム１の動作確認に使用するための小さい超音波画像を表示させることもできる。この場合に、ユーザは、外部モニタ４の代わりに携帯情報端末３の表示部３４を確認することによっても、現在、超音波プローブ２が動作しており、超音波画像信号が順次取得されていることを確認することができる。
また、携帯情報端末３の表示部３４に表示されている操作画像ＣＳ１に含まれる各種のボタンがユーザによりタッチされた際に、ユーザによりタッチされているボタンの表示態様を変更することもできる。例えば、ユーザによりタッチされているボタンの色を変更することができ、ユーザにタッチされているボタンの輪郭の色を変更することもできる。これにより、外部モニタ４に表示されている外部モニタ用操作画像ＣＳ２においても、携帯情報端末３の表示部３４に表示されている操作画像ＣＳ１においてユーザにタッチされているボタンと同一のボタンの表示態様が変更される。この場合には、ユーザは、外部モニタ４に表示されている外部モニタ用操作画像ＣＳ２を確認することにより、現在ユーザによりどのような入力操作がなされているかをより明確に把握することができる。
また、図示しないが、携帯情報端末３にユーザの音声を認識する音声認識部を備えることにより、ユーザの音声により検査モードの設定、外部モニタ４における外部モニタ用超音波画像ＵＥのフリーズ表示等の入力操作を行うことができる。
また、携帯情報端末３に予め備えられている機械式の操作ボタンを用いて、超音波システム１における入力操作を行うこともできる。
このように、ユーザによる入力操作に関して、複数の入力方式を設けることにより、超音波診断における利便性をより向上することができる。
また、実施の形態１では、超音波プローブ２と携帯情報端末３との間、および、携帯情報端末３と外部モニタ４との間は、それぞれ、無線通信がなされているが、それぞれの無線通信状態を良好なものとするために、超音波プローブ２と携帯情報端末３との間の無線通信方式と、携帯情報端末３と外部モニタ４との間の無線通信方式とは、互いに異なることが望ましい。
例えば、超音波プローブ２と携帯情報端末３との間の無線通信における周波数帯域と、携帯情報端末３と外部モニタ４との間の無線通信における周波数帯域とを、互いに異ならせることができる。例えば、より具体的に、超音波プローブ２と携帯情報端末３との間の無線通信に２．４ＧＨｚ帯の周波数を用い、携帯情報端末３と外部モニタ４との間の無線通信に５ＧＨｚ帯の周波数を用いることができる。また、例えば、超音波プローブ２と携帯情報端末３との間の無線通信に用いられる通信規格と、携帯情報端末３と外部モニタ４との間の無線通信に用いられる通信規格とを、互いに異ならせることもできる。
また、超音波プローブ２と携帯情報端末３とを無線接続する代わりに、有線接続することもできる。具体的には、図５に示すように、超音波プローブ２のプローブ側接続端子Ｔ１と携帯情報端末３の端末側接続端子Ｔ２とを、情報の伝送が可能な接続ケーブルＣＣを用いて接続することにより、超音波プローブ２と携帯情報端末３とを有線接続することができる。この際に、超音波システム１において、プローブ側接続端子Ｔ１と端末側接続端子Ｔ２に接続ケーブルＣＣが接続されたことを検知することにより、超音波プローブ２と携帯情報端末３との間の無線接続を停止させることができる。
このようにして、超音波プローブ２と携帯情報端末３との通信状態を安定させることができる。
また、実施の形態１では、携帯情報端末３の表示部３４において端末用超音波画像が表示されているが、携帯情報端末３の表示部３４において操作画像ＣＳ１のみが表示される代わりに、外部モニタ４において常に外部モニタ用超音波画像ＵＥを表示させることもできる。
また、外部モニタ４において外部モニタ用超音波画像ＵＥが表示されていない場合には、携帯情報端末３の表示部３４において、操作画像ＣＳ１と端末用超音波画像を表示させることができる。例えば、図示しないが、携帯情報端末３と外部モニタ４とが互いに接続されているか否かを検知する接続検知部を携帯情報端末３に設け、携帯情報端末３と外部モニタ４とが互いに接続されていないと接続検知部が判断した場合に、携帯情報端末３において操作画像ＣＳ１と端末用超音波画像を表示させることができる。また、携帯情報端末３と外部モニタ４とが互いに接続されていると接続検知部が判断した場合には、携帯情報端末３において操作画像ＣＳ１のみを表示させる代わりに、外部モニタ４において外部モニタ用超音波画像ＵＥを表示させることができる。
ここで、例えば、接続検知部は、携帯情報端末３と外部モニタ４とが互いに接続されているか否かを確認するための接続確認信号を、端末側無線通信部３２を介して外部モニタ４に対して無線送信することにより、携帯情報端末３と外部モニタ４とが互いに接続されているか否かを判断することができる。この際に、例えば、携帯情報端末３から無線送信された接続確認信号を受信したことを表す受信確認信号を外部モニタ４から携帯情報端末３に無線送信させ、無線送信された受信確認信号が端末側無線通信部３２を介して接続検知部に受信されることにより、接続検知部は、携帯情報端末３と外部モニタ４とが互いに無線接続されていると判断することができる。また、例えば、接続検知部は、外部モニタ４に接続確認信号を無線送信した結果、例えば外部モニタ４の電源がオフになっていること、携帯情報端末３と外部モニタ４との間の無線通信状態が悪化していること等により外部モニタ４からいかなる信号をも受信できない場合、および、外部モニタ４からエラーを表す信号を受信した場合等に、携帯情報端末３と外部モニタ４とが互いに接続されていないと判断することができる。なお、携帯情報端末３と外部モニタ４とが無線通信ではなく有線通信を行う場合にも、接続検知部は、同様の方法を用いて携帯情報端末３と外部モニタ４とが互いに接続されているか否かを判断することができる。
また、例えば、携帯情報端末３において操作画像ＣＳ１と端末用超音波画像が表示される際に、操作画像ＣＳ１と端末用超音波画像は、携帯情報端末３の表示部３４において、同時に表示されることができ、あるいは、互いに切り替わって表示されることもできる。これにより、ユーザは、外部モニタ４に外部モニタ用超音波画像ＵＥが表示されていない場合でも、携帯情報端末３の表示部３４を確認しながら被検体の超音波診断を行うことが可能である。
また、図示しないが、携帯情報端末３に、端末側無線通信部３２から送出される超音波画像信号等を記憶する外部データメモリを接続することもできる。このような外部データメモリとしては、ＨＤＤ（Hard Disc Drive：ハードディスクドライブ）、ＳＳＤ、ＦＤ（Flexible Disc：フレキシブルディスク）、ＭＯディスク（Magneto-Optical disc：光磁気ディスク）、ＭＴ（Magnetic Tape：磁気テープ）、ＲＡＭ、ＣＤ（Compact Disc：コンパクトディスク）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc：デジタルバーサタイルディスク）、ＳＤカード、ＵＳＢメモリ等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。また、携帯情報端末３と外部データメモリとは、無線接続をすることができ、有線接続をすることもできる。
実施の形態２
実施の形態２に係る超音波システムは、図１に示す実施の形態１の超音波システム１において、携帯情報端末３の代わりに図６に示す携帯情報端末３Ａを備えている。実施の形態２における携帯情報端末３Ａは、図１に示す携帯情報端末３において、本体制御部３８の代わりに本体制御部３８Ａを備え、安全性評価指標算出部４２をさらに追加したものである。
携帯情報端末３Ａにおいて、表示制御部３３に、安全性評価指標算出部４２が接続されており、安全性評価指標算出部４２は、外部モニタ用データ生成部３６に接続されている。また、表示制御部３３、通信制御部３５、外部モニタ用データ生成部３６、操作画像生成部３７および安全性評価指標算出部４２に、本体制御部３８Ａが接続されている。
さらに、表示制御部３３、通信制御部３５、外部モニタ用データ生成部３６、操作画像生成部３７、本体制御部３８Ａおよび安全性評価指標算出部４２により、端末側プロセッサ４１Ａが構成されている。
端末側プロセッサ４１Ａの安全性評価指標算出部４２は、図１に示す超音波プローブ２の超音波送受信制御部１５により制御される超音波の送受信の条件に基づいて安全性評価指標を算出し、算出された安全性評価指標を表示制御部３３および外部モニタ用データ生成部３６に送出する。ここで、プローブ側プロセッサ２５の超音波送受信制御部１５により制御される超音波の送受信の条件には、プローブ側プロセッサ２５の送受信部１４におけるスキャンレート、振動子アレイ１１から被検体内に送信される超音波の強度すなわち送信部１２により送信される駆動信号の電圧の大きさ、超音波の中心周波数、受信信号の増幅率等が含まれる。
また、安全性評価指標とは、超音波が生体に与える影響に対する安全性を評価する指標であり、例えば、生体内に対する超音波の放射圧および振動等の機械的な作用の安全性を評価するＭＩ（Mechanical Index：メカニカルインデックス）値および生体内に超音波のエネルギーが吸収されることによる生体の加熱作用に対する安全性を評価するＴＩ（Thermal Index：サーマルインデックス）値等を含む。
例えば、安全性評価指標としてＭＩ値が算出される場合には、安全性評価指標算出部４２は、生体内における減衰を考慮した超音波の最大負音圧を振動子アレイ１１から送信される超音波の中心周波数の平方根で除することにより、ＭＩ値を算出することができる。また、安全性評価指標としてＴＩ値が算出される場合には、安全性評価指標算出部４２は、生体内における超音波の出力強度を、生体組織の温度を１℃上昇させるために必要な超音波の出力強度で除することにより、ＴＩ値を算出することができる。
このようにして安全性評価指標算出部４２により算出されたＭＩ値およびＴＩ値等の安全性評価指標は、表示制御部３３の制御の下、携帯情報端末３Ａの表示部３４に表示される。また、安全性評価指標算出部４２により算出された安全性評価指標は、本体制御部３８Ａの制御の下、外部モニタ用データ生成部３６において各種の処理が施され、外部モニタ４用の表示フォーマットに従う外部モニタ用データとして端末側無線通信部３２を介して外部モニタ４に無線送信される。このようにして外部モニタ４に無線送信された安全性評価指標は、外部モニタ４により表示される。
ここで、安全性評価指標は、超音波プローブ２を用いた診断が行われている間は、携帯情報端末３Ａの表示部３４において常に表示されていることが望ましい。この際に、安全性評価指標は、表示部３４において端末用超音波画像と共に表示されることができ、操作画像ＣＳ１と共に表示されることもできる。これによりユーザは、携帯情報端末３Ａと外部モニタ４との間の無線通信状態が低下したとしても、少なくとも携帯情報端末３Ａの表示部３４に表示された安全性評価指標の値を確認することにより、振動子アレイ１１から送信された超音波が被検体内に与える影響について把握することができる。
以上から、実施の形態２に係る超音波システムによれば、端末側プロセッサ４１Ａの安全性評価指標算出部４２により、ＭＩ値およびＴＩ値等の安全性評価指標が算出され、算出された安全性評価指標が携帯情報端末３Ａの表示部３４および外部モニタ４に表示されるため、ユーザは、携帯情報端末３Ａの表示部３４および外部モニタ４に表示された安全性評価指標を確認することにより、振動子アレイ１１から送信された超音波が被検体内に与える影響について把握することができる。さらに、携帯情報端末３Ａの表示部３４には、安全性評価指標算出部４２により算出された安全性評価指標が常に表示されているため、携帯情報端末３Ａと外部モニタ４との無線通信状態が低下したとしても、ユーザが安全性評価指標を確認することができる。
実施の形態３
図７に、実施の形態３に係る超音波システム１Ｂの構成を示す。超音波システム１Ｂは、超音波プローブ２Ｂと携帯情報端末３Ｂと、図１に示す実施の形態１における外部モニタ４と同一の外部モニタ４を備えている。超音波プローブ２Ｂと携帯情報端末３Ｂとは、互いに無線通信により接続されており、携帯情報端末３Ｂと外部モニタ４とは、互いに無線通信により接続されている。
図７に示すように、実施の形態３における超音波プローブ２Ｂは、図１に示す実施の形態１における超音波プローブ２において、画像処理部１７が除かれ、プローブ制御部２１の代わりにプローブ制御部２１が備えられたものである。
超音波プローブ２Ｂにおいて、信号処理部１６に、プローブ側無線通信部１８およびプローブ側接続端子Ｔ１が直接接続されており、信号処理部１６により画像情報データ生成部１９Ｂが構成されている。また、送信部１２、受信部１３、超音波送受信制御部１５、信号処理部１６および通信制御部２０に、プローブ制御部２１Ｂが接続されている。さらに、送受信部１４、超音波送受信制御部１５、信号処理部１６、通信制御部２０、プローブ制御部２１Ｂにより、プローブ側プロセッサ２５Ｂが構成されている。
実施の形態３における携帯情報端末３Ｂは、図１に示す実施の形態１における携帯情報端末３において、端末側無線通信部３２と表示制御部３３との間に画像処理部１７が備えられ、外部モニタ用データ生成部３６の代わりに外部モニタ用データ生成部３６Ｂが備えられ、さらに、本体制御部３８の代わりに本体制御部３８Ｂが備えられたものである。
携帯情報端末３Ｂにおいて、端末側無線通信部３２に、画像処理部１７が接続され、画像処理部１７に、表示制御部３３が接続されている。また、画像処理部１７には、端末側接続端子Ｔ２が接続されている。また、端末側無線通信部３２に、外部モニタ用データ生成部３６Ｂが接続され、外部モニタ用データ生成部３６Ｂに、操作画像生成部３７が接続されている。また、画像処理部１７、表示制御部３３、通信制御部３５、外部モニタ用データ生成部３６Ｂ、操作画像生成部３７に、本体制御部３８Ｂが接続されている。さらに、画像処理部１７、表示制御部３３、通信制御部３５、外部モニタ用データ生成部３６Ｂ、操作画像生成部３７および本体制御部３８Ｂにより、端末側プロセッサ４１Ｂが構成されている。
画像情報データ生成部１９Ｂの信号処理部１６は、受信部１３のビームフォーマ２８により生成された音線信号に対して、超音波が反射した位置の深度に応じて伝搬距離に起因する減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施して、被検体内の組織に関する断層画像情報である信号を、画像情報データとして生成する。
超音波プローブ２Ｂのプローブ側無線通信部１８は、画像情報データ生成部１９Ｂの信号処理部１６により生成された信号に基づいてキャリアを変調して画像情報データを表す伝送信号を生成し、生成された伝送信号を、携帯情報端末３Ｂの端末側無線通信部３２に無線送信する。
携帯情報端末３Ｂの端末側無線通信部３２は、超音波プローブ２Ｂから無線送信された伝送信号を復調することにより、画像情報データ生成部１９Ｂの信号処理部１６により生成された信号を取得し、この信号を端末側プロセッサ４１Ｂの画像処理部１７と外部モニタ用データ生成部３６Ｂに送出する。
端末側プロセッサ４１Ｂの画像処理部１７は、端末側無線通信部３２から送出された信号を、通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号にラスター変換し、このようにして生成された画像信号に対して、携帯情報端末３の表示部３４用の表示フォーマットに従う明るさ補正、諧調補正、シャープネス補正、画像サイズ補正、リフレッシュレート補正、走査周波数補正および色補正等の各種の必要な画像処理を施すことにより携帯情報端末３Ｂ用の超音波画像信号を生成する。
このようにして画像処理部１７により生成された超音波画像信号は、表示制御部３３の制御の下、携帯情報端末３Ｂの表示部３４用の表示フォーマットに従う端末用超音波画像として表示部３４に表示される。
端末側プロセッサ４１Ｂの外部モニタ用データ生成部３６Ｂは、端末側無線通信部３２から送出された信号を、通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号にラスター変換し、このようにして生成された画像信号に対して、外部モニタ４用の表示フォーマットに従う明るさ補正、諧調補正、シャープネス補正、画像サイズ補正、リフレッシュレート補正、走査周波数補正および色補正等の各種の必要な画像処理を施すことにより、外部モニタ用データとして、外部モニタ４用の超音波画像信号を生成する。
また、外部モニタ用データ生成部３６Ｂは、操作画像生成部３７により生成された操作画像ＣＳ１に対して、外部モニタ４用の表示フォーマットに従う各種の必要な画像処理を施すことにより、外部モニタ用データとして、外部モニタ用操作画像ＣＳ２に対応するデータを生成する。
このように、携帯情報端末３Ｂ内において、表示部３４および外部モニタ４に表示するための画像に対応するデータが生成されるため、ユーザは、外部モニタ４として汎用のモニタ装置を使用することができる。
外部モニタ用データ生成部３６Ｂにより生成された、外部モニタ４用の超音波画像信号と外部モニタ用操作画像ＣＳ２に対応するデータとを含む外部モニタ用データは、例えば、携帯情報端末３Ｂの操作部３９のタッチセンサを介したユーザの入力操作に基づいて、通信制御部３５および本体制御部３８Ｂの制御の下、端末側無線通信部３２を介して外部モニタ４に無線送信される。このようにして端末側無線通信部３２から外部モニタ４に無線送信された外部モニタ用データは、例えば図４に示すように、外部モニタ用超音波画像ＵＥおよび外部モニタ用操作画像ＣＳ２として外部モニタ４に表示される。
このように、外部モニタ４に外部モニタ用超音波画像ＵＥおよび外部モニタ用操作画像ＣＳ２が表示された状態において、携帯情報端末３Ｂの操作部３９のタッチセンサを介した入力操作がユーザになされることにより、外部モニタ４における表示に関する操作が行われる。
以上により、実施の形態３の超音波システム１Ｂのように、画像処理部１７が超音波プローブ２Ｂではなく携帯情報端末３Ｂに備えられている場合であっても、実施の形態１の超音波システム１と同様に、携帯情報端末３Ｂにおいて外部モニタ４に表示するための外部モニタ用データが生成され、この外部モニタ用データに基づいて外部モニタ４により外部モニタ用超音波画像ＵＥおよび外部モニタ用操作画像ＣＳ２が表示され、さらに、携帯情報端末３Ｂの操作部３９を介してユーザにより超音波システム１Ｂの操作がなされるため、超音波画像の観察と超音波診断のための入力操作とを容易に行いながら、超音波診断における利便性を向上することができる。
なお、上述した実施の形態１および実施の形態２では、画像情報データ生成部１９の信号処理部１６により減衰の補正および包絡線検波処理が施された後に、画像処理部１７によりラスター変換された超音波画像信号が、画像情報データとしてプローブ側無線通信部１８から携帯情報端末３および携帯情報端末３Ａに伝送され、また、実施の形態３では、画像情報データ生成部１９Ｂの信号処理部１６により減衰の補正および包絡線検波処理が施された信号が、画像情報データとしてプローブ側無線通信部１８から携帯情報端末３Ｂに伝送されたが、超音波プローブ２から携帯情報端末３、３Ａに伝送される画像情報データおよび超音波プローブ２Ｂから携帯情報端末３Ｂに伝送される画像情報データは、検波後の信号であることが好ましい。ただし、画像情報データは、検波後の信号に限定されるものではない。
１，１Ｂ 超音波システム、２，２Ｂ 超音波プローブ、３，３Ａ，３Ｂ 携帯情報端末、４ 外部モニタ、１１ 振動子アレイ、１２ 送信部、１３ 受信部、１４ 送受信部、１５ 超音波送受信制御部、１６ 信号処理部、１７ 画像処理部、１８ プローブ側無線通信部、１９，１９Ｂ 画像情報データ生成部、２０，３５ 通信制御部、２１，２１Ｂ プローブ制御部、２２ バッテリ、２５，２５Ｂ プローブ側プロセッサ、２６ 増幅部、２７ ＡＤ変換部、２８ ビームフォーマ、３２ 端末側無線通信部、３３ 表示制御部、３４ 表示部、３６，３６Ｂ 外部モニタ用データ生成部、３７ 操作画像生成部、３８，３８Ａ，３８Ｂ 本体制御部、３９ 操作部、４０ 格納部、４１，４１Ａ，４１Ｂ 端末側プロセッサ、４２ 安全性評価指標算出部、Ｂ１ Ｂモードボタン、Ｂ２ ＣＤモードボタン、Ｂ３ ＰＷモードボタン、Ｂ４ Ｍモードボタン、Ｂ５ スクロールボタン、Ｂ６ フリーズボタン、Ｂ７ 保存ボタン、ＣＣ 接続ケーブル、ＣＳ１ 操作画像、ＣＳ２ 外部モニタ用操作画像、ＳＤ１ 端末側表示画面、ＳＤ２ 外部モニタ側表示画面、Ｔ１ プローブ側接続端子、Ｔ２ 端末側接続端子、ＵＥ 外部モニタ用超音波画像。

Claims (11)

  1. 携帯情報端末が超音波プローブおよび外部モニタに接続された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部と、
    前記送受信部により生成された前記音線信号に基づいて画像情報データを生成する画像情報データ生成部と、
    前記画像情報データを前記携帯情報端末に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、
    表示部と、
    前記表示部に重ねて配置されたタッチセンサを含み且つユーザによる入力操作を行うための操作部と、
    前記表示部に表示され且つ前記タッチセンサを介してユーザによる入力操作を行うための操作画像を生成する操作画像生成部と、
    前記超音波プローブから無線送信された前記画像情報データに基づいて前記外部モニタ用の表示フォーマットを有する外部モニタ用データを生成する外部モニタ用データ生成部と、
    前記外部モニタ用データ生成部により生成された前記外部モニタ用データを前記外部モニタに無線送信する端末側無線通信部と
    を含み、
    前記外部モニタは、前記携帯情報端末から無線送信された前記外部モニタ用データに基づいて外部モニタ用超音波画像を表示する超音波システム。
  2. 前記表示部は、前記外部モニタに前記外部モニタ用超音波画像が表示されていない場合に、前記操作画像と、前記画像情報データ生成部により生成された前記画像情報データに基づく端末用超音波画像とを表示する請求項１に記載の超音波システム。
  3. 前記外部モニタ用データは、前記外部モニタ用超音波画像と、前記操作画像生成部により生成された前記操作画像とに対応するデータを含み、
    前記外部モニタは、前記外部モニタ用データに基づいて前記外部モニタ用超音波画像と、前記携帯情報端末の前記表示部に表示されている前記操作画像と同一の外部モニタ用操作画像を表示する請求項１または２に記載の超音波システム。
  4. 前記外部モニタは、第１の大きさを有する外部モニタ側表示画面を有し、
    前記携帯情報端末の前記表示部は、第１の大きさよりも小さい第２の大きさを有する端末側表示画面を有し、
    前記外部モニタ用操作画像は、前記端末側表示画面の前記第２の大きさと同一の大きさを有し、
    前記外部モニタ用超音波画像は、前記第１の大きさよりも小さく且つ前記第２の大きさよりも大きい第３の大きさを有する請求項３に記載の超音波システム。
  5. 前記携帯情報端末と前記超音波プローブとの間の無線通信方式と、前記携帯情報端末と前記外部モニタとの間の無線通信方式は、互いに異なる請求項１〜４のいずれか一項に記載の超音波システム。
  6. 前記携帯情報端末と前記超音波プローブとの間の無線通信における周波数帯域と、前記携帯情報端末と前記外部モニタとの間の無線通信における周波数帯域は、互いに異なる請求項５に記載の超音波システム。
  7. 前記携帯情報端末は、前記超音波プローブの超音波送受信制御部により制御される超音波の送受信の条件に基づいて安全性評価指標を算出し且つ前記表示部に表示する安全性評価指標算出部を有する請求項１〜６のいずれか一項に記載の超音波システム。
  8. 前記画像情報データは、前記送受信部により生成された前記音線信号に超音波の反射位置の深度に応じた減衰補正および包絡線検波処理を施した信号である請求項１〜７のいずれか一項に記載の超音波システム。
  9. 前記画像情報データは、前記送受信部により生成された前記音線信号に超音波の反射位置に応じた減衰補正および包絡線検波処理を施し、且つ、定められた画像表示方式に従って変換された超音波画像信号である請求項１〜７のいずれか一項に記載の超音波システム。
  10. 前記送受信部は、
    前記振動子アレイから超音波の送信を行わせる送信部と、
    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前記音線信号を生成する受信部と
    を含む請求項１〜９のいずれか一項に記載の超音波システム。
  11. 携帯情報端末が超音波プローブおよび外部モニタに接続された超音波システムの制御方法であって、
    前記携帯情報端末の操作部を介した入力操作に基づいて前記超音波プローブの振動子アレイによる超音波の送受信を行わせることにより音線信号を生成し、
    生成された音線信号に基づいて画像情報データを生成し、
    生成された前記画像情報データを前記超音波プローブから前記携帯情報端末に無線送信し、
    ユーザによる入力操作を行うための操作画像を生成し、
    前記操作画像を表示部に表示させ、
    前記超音波プローブから無線送信された前記画像情報データに基づいて前記外部モニタ用の表示フォーマットを有する外部モニタ用データを生成し、
    生成された前記外部モニタ用データを前記携帯情報端末から前記外部モニタに無線送信し、
    前記外部モニタ用データに基づいて外部モニタ用超音波画像を前記外部モニタに表示させる超音波システムの制御方法。
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