WO2023053693A1 - 超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法 - Google Patents

超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法 Download PDF

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WO2023053693A1
WO2023053693A1 PCT/JP2022/028429 JP2022028429W WO2023053693A1 WO 2023053693 A1 WO2023053693 A1 WO 2023053693A1 JP 2022028429 W JP2022028429 W JP 2022028429W WO 2023053693 A1 WO2023053693 A1 WO 2023053693A1
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ultrasonic
frames
probe
main body
communication quality
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PCT/JP2022/028429
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English (en)
French (fr)
Inventor
浩史 村上
Original Assignee
富士フイルム株式会社
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus and a control method for the ultrasonic diagnostic apparatus that display information on the communication quality of wireless communication when an ultrasonic image is transmitted from an ultrasonic probe to the main body of the apparatus by wireless communication.
  • an ultrasound diagnostic apparatus in which an ultrasound probe and the apparatus main body are wirelessly connected, information on the communication quality of wireless communication when transferring ultrasound images is provided by the wireless communication module in the apparatus main body (RSSI ( Received Signal Strength Indication (Received Signal Strength Indication) value or the number of antenna bars in an antenna pict based on the S (RSSI value)/N (noise value) ratio.
  • RSSI Received Signal Strength Indication
  • N noise value
  • the frame rate is set as one of the scanning conditions according to the purpose of diagnosis, and ultrasonic images are sequentially generated at a fixed frame rate set according to the purpose of diagnosis.
  • the transmission rate of the actual ultrasound images drops below the transmission rate corresponding to the certain frame rate set according to the purpose of diagnosis, the transmission of the ultrasound images will be frame-by-frame. is skipped by .
  • the communication quality of wireless communication fluctuates from time to time due to fading and various disturbances. If some frames of the ultrasound image are skipped due to fluctuations in the communication quality and the ultrasound image is no longer transferred from the ultrasound probe to the main unit in real time, the ultrasound image will not be displayed in real time and the ultrasound image will not be displayed. Since the influence of fluctuations in communication quality becomes visible in the sound wave image, it becomes difficult for the user to make an accurate diagnosis.
  • Patent Documents 1 to 3 are examples of prior art documents that serve as references for the present invention.
  • Patent Document 1 ultrasonic scanning is performed at a frame rate according to transmission conditions, and when an index value indicating the communication quality of wireless communication is less than a threshold, the frame rate is reduced, and transmission from the ultrasonic probe to the device is performed.
  • An ultrasound diagnostic system is described that reduces the amount of data sent to the body.
  • Patent Literature 2 describes a photoacoustic probe that determines a communication rate according to communication quality of wireless communication. Further, Patent Document 2 describes that data delay amount, radio signal strength, data reproducibility, and error rate are used as communication quality.
  • US Pat. No. 6,200,000 discloses displaying a signal strength indicator representing the signal strength of wireless communication between a wireless probe and a host system on an information display of the host system.
  • the RSSI value correlates with the error rate of wireless communication, it is possible to appropriately display communication quality information for medium- and long-range wireless communication based on the RSSI value.
  • the distance between the ultrasonic probe and the main body of the apparatus is short, and the RSSI value is basically high, so it does not dominate the error rate of wireless communication. Therefore, it is not appropriate to display communication quality information of short-range wireless communication based only on the RSSI value. Since an ultrasonic diagnostic apparatus needs to display an ultrasonic image in real time, it is desirable to display information on the communication quality of accurate wireless communication.
  • an object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus in which an ultrasonic probe and an apparatus main body are wirelessly connected, and an ultrasonic diagnostic apparatus capable of displaying accurate communication quality information of wireless communication.
  • the above object can be achieved by the following configuration.
  • the ultrasonic probe is an image generator that generates ultrasound images at a constant frame rate;
  • a frame that adjusts the frame interval of ultrasonic images transmitted to the device main unit by skipping some frames of the ultrasonic images transmitted to the device main unit per unit time according to the transmission speed of the ultrasonic images.
  • a spacing adjustment unit a probe-side communication circuit that transmits an ultrasonic image with an adjusted frame interval to the device main body by wireless communication
  • the main body of the device is a body-side communication circuit that receives ultrasonic images from an ultrasonic probe by wireless communication; Based on the ratio of the number of first frames of ultrasound images received from the ultrasound probe per unit time and the number of second frames of ultrasound images skipped per unit time in the ultrasound probe, a communication quality determination unit that determines the communication quality of wireless communication; and a communication quality display section for displaying communication quality information on a monitor.
  • the ultrasonic probe includes a sequence number assigning unit that assigns sequence numbers to ultrasonic images generated at a constant frame rate in order of generation of the ultrasonic images,
  • the ultrasonic diagnostic apparatus according to [1], wherein the communication quality judgment unit calculates the second number of frames by judging some frames of the skipped ultrasonic image based on the sequence number.
  • the communication quality determination unit determines the communication quality of wireless communication based on the moving average value of the ratio of the first number of frames and the second number of frames within a predetermined time period, [1] or The ultrasonic diagnostic apparatus according to [2].
  • the body-side communication circuit transmits the second number of frames to the ultrasonic probe
  • the probe-side communication circuit receives the second number of frames from the device body
  • the frame interval adjusting unit adjusts the number of second frames received from the apparatus main body so that the number of frames of the ultrasound image corresponding to the constant frame rate is less than a predetermined ratio.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of [1] to [3], skipping other frames of the ultrasonic image transmitted to the apparatus body.
  • the body-side communication circuit transmits the second number of frames to the ultrasonic probe
  • the probe-side communication circuit receives the second number of frames from the device body
  • the frame interval adjustment unit has a high speed mode for transmitting ultrasound images at a first frame interval and a low speed mode for transmitting ultrasound images at a second frame interval wider than the first frame interval. switching from the high-speed mode to the low-speed mode when the number of received second frames is equal to or greater than a predetermined ratio with respect to the number of frames of the ultrasound image corresponding to the constant frame rate;
  • the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of [3].
  • the body-side communication circuit transmits the first number of frames and the second number of frames to the ultrasonic probe;
  • the probe-side communication circuit receives the first number of frames and the second number of frames from the device body,
  • the frame interval adjustment unit skips other frames of the ultrasonic image transmitted to the apparatus main body per unit time according to the first number of frames and the second number of frames received from the apparatus main body.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of [1] to [3].
  • the body-side communication circuit transmits the first number of frames and the second number of frames to the ultrasonic probe;
  • the probe-side communication circuit receives the first number of frames and the second number of frames from the device body,
  • the frame interval adjustment unit has a high speed mode for transmitting ultrasound images at a first frame interval and a low speed mode for transmitting ultrasound images at a second frame interval wider than the first frame interval.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of [1] to [3], wherein one of the high speed mode and the low speed mode is selected according to the number of first frames and the number of second frames received.
  • the communication quality determination unit determines the communication quality by taking into consideration variations in the frame intervals of the ultrasound images received from the ultrasound probe per unit time, described in any of [1] to [7]. ultrasound diagnostic equipment.
  • the ultrasonic probe is an image generator that generates ultrasound images at a constant frame rate; A frame that adjusts the frame interval of ultrasonic images transmitted to the device main unit by skipping some frames of the ultrasonic images transmitted to the device main unit per unit time according to the transmission speed of the ultrasonic images.
  • a spacing adjustment unit a probe-side communication circuit that transmits an ultrasonic image with an adjusted frame interval to the device main body by wireless communication
  • the main body of the device is a body-side communication circuit that receives ultrasonic images from an ultrasonic probe by wireless communication; a communication quality determination unit that determines the communication quality of wireless communication based on variations in frame intervals of ultrasound images received from the ultrasound probe per unit time; and a communication quality display section for displaying communication quality information on a monitor.
  • the communication quality determination unit determines the communication quality of the wireless communication based on the moving average value of variations in the frame intervals of the ultrasound images within a predetermined time, according to [8] or [9] Ultrasound diagnostic equipment.
  • the main body side communication circuit transmits the communication quality to the ultrasonic probe
  • the probe side communication circuit receives the communication quality from the main body of the device, [1] to [11], wherein the frame interval adjustment unit skips other frames of the ultrasonic image transmitted to the device main body per unit time according to the communication quality received from the device main body.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of the above.
  • a control method for an ultrasonic diagnostic apparatus comprising an ultrasonic probe and an apparatus main body wirelessly connected to the ultrasonic probe, An image generating unit of the ultrasonic probe generating an ultrasonic image at a constant frame rate; The frame interval adjustment unit of the ultrasonic probe skips some frames of the ultrasonic image transmitted to the device per unit time according to the transmission speed of the ultrasonic image, and is transmitted to the device.
  • the communication quality determination unit of the device main body determines the number of first frames of the ultrasonic image received from the ultrasonic probe per unit time and the number of second frames of the ultrasonic image skipped per unit time by the ultrasonic probe.
  • a control method for an ultrasonic diagnostic apparatus comprising: causing a communication quality display unit of the apparatus main body to display communication quality information on a monitor.
  • a control method for an ultrasonic diagnostic apparatus comprising an ultrasonic probe and an apparatus main body wirelessly connected to the ultrasonic probe, An image generating unit of the ultrasonic probe generating an ultrasonic image at a constant frame rate; The frame interval adjustment unit of the ultrasonic probe skips some frames of the ultrasonic image to be transmitted to the device main body according to the transmission speed of the ultrasonic image, so that the ultrasonic image is transmitted to the device main body.
  • a control method for an ultrasonic diagnostic apparatus comprising: causing a communication quality display unit of the apparatus main body to display communication quality information on a monitor.
  • the communication quality of wireless communication is determined based on the ratio of the first number of frames to the second number of frames, the variation in the frame interval of the ultrasound image, or both, and the communication quality of the wireless communication is determined. Quality information is displayed on the monitor. As a result, in the ultrasonic diagnostic apparatus that performs short-distance wireless communication between the ultrasonic probe and the apparatus body, accurate information on the communication quality of wireless communication can be displayed on the monitor.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a transmission/reception circuit
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an image generator
  • FIG. It is a block diagram showing the structure of a communication quality process part.
  • 4 is a flow chart of one embodiment representing the operation of an ultrasound diagnostic apparatus;
  • FIG. 1 is a block diagram of one embodiment showing the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 1 is a handheld ultrasonic diagnostic apparatus, and includes an ultrasonic probe 1 and an apparatus body 3 wirelessly connected to the ultrasonic probe 1 .
  • the ultrasonic diagnostic apparatus of this embodiment is implemented by an ultrasonic probe 1 , an apparatus main body 3 , and an ultrasonic diagnostic application program that operates on the apparatus main body 3 .
  • the ultrasonic probe 1 scans the inspection location of the subject with an ultrasonic beam and outputs an ultrasonic image of this inspection location.
  • the ultrasonic probe 1 includes a transducer array 11, a transmission/reception circuit 13, an image generation unit 15, a sequence number assignment unit 17, a frame interval adjustment unit 19, and a probe-side communication circuit 21. , a probe control unit 23 and a battery 25 .
  • the transducer array 11 and the transmission/reception circuit 13 are bidirectionally connected.
  • the transmission/reception circuit 13 is connected with an image generation unit 15, a sequence number assignment unit 17, a frame interval adjustment unit 19, and a probe-side communication circuit 21 in this order.
  • a probe control unit 23 is connected to the transmission/reception circuit 13 , the image generation unit 15 , the sequence number assignment unit 17 , the frame interval adjustment unit 19 and the probe side communication circuit 21 .
  • the ultrasonic probe 1 incorporates a battery 25 .
  • a probe-side processor 27 is configured by the transmitting/receiving circuit 13, the image generation unit 15, the sequence number assignment unit 17, the frame interval adjustment unit 19, and the probe control unit 23.
  • the transducer array 11 has a plurality of ultrasonic transducers arranged one-dimensionally or two-dimensionally. These transducers transmit ultrasonic waves in accordance with drive signals supplied from the transmission/reception circuit 13, receive reflected waves from the subject, and output analog reception signals.
  • Each vibrator includes, for example, a piezoelectric ceramic typified by PZT (Lead Zirconate Titanate), a polymeric piezoelectric element typified by PVDF (Poly Vinylidene Di Fluoride), and PMN-PT ( Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate: A piezoelectric single crystal represented by lead magnesium niobate-lead titanate solid solution).
  • the transmission/reception circuit 13 causes the transducer array 11 to transmit an ultrasonic beam, and performs reception focusing processing on the reception signal output from the transducer array 11 that has received the ultrasonic echo.
  • a sound ray signal is generated by applying.
  • the transmitting/receiving circuit 13 includes a pulser 31 connected to the transducer array 11, an amplifier 33 sequentially connected in series from the transducer array 11, an AD (Analog Digital) converter 35, and a beamformer. 37 and .
  • the pulsar 31 includes, for example, a plurality of pulse generators, and the ultrasonic waves transmitted from the plurality of transducers of the transducer array 11 generate ultrasonic beams based on the transmission delay pattern selected by the probe control unit 23.
  • a transmission focus process is performed to adjust the amount of delay and supply each drive signal to a plurality of transducers so as to form a signal.
  • the piezoelectric body expands and contracts, and pulse-shaped or continuous-wave ultrasonic waves are generated from the respective transducers. Then, an ultrasonic beam is formed from the composite wave of those ultrasonic waves.
  • the transmitted ultrasonic beam is reflected by an object such as a part of the subject and propagates toward the transducer array 11 of the ultrasonic probe 1 .
  • Each transducer constituting the transducer array 11 expands and contracts upon receiving the ultrasonic echo propagating toward the transducer array 11 in this way, generates a reception signal that is an electrical signal, and receives these signals.
  • a signal is output to the amplifier 33 .
  • the amplification unit 33 amplifies analog signals input from the respective transducers constituting the transducer array 11 and transmits the amplified signals to the AD conversion unit 35 .
  • the AD converter 35 converts the signal transmitted from the amplifier 33 into digital received data and outputs the received data to the beamformer 37 .
  • the beamformer 37 adds each delay to each reception data converted by the AD converter 35 according to the sound velocity or the distribution of the sound velocity set based on the reception delay pattern selected by the probe controller 23. receive focus processing. By this reception focusing process, each reception data converted by the AD conversion unit 35 is phased and added, and an acoustic ray signal in which the focus of the ultrasonic echo is narrowed down is generated.
  • the image generation unit 15 uses the ultrasonic probe 1 (more precisely, the transducer array 11) to transmit and receive ultrasonic beams to and from the examination site of the subject.
  • An ultrasonic image (ultrasonic image signal) of the examination location of the subject is generated at a constant frame rate from the obtained sound ray signal.
  • the image generation section 15 has a configuration in which a signal processing section 41, a DSC 43 and an image processing section 45 are connected in series.
  • the frame rate is preset according to the diagnostic purpose, in other words, one of the scan conditions preset according to the diagnostic purpose. is set to 10 Hz.
  • the frame rate is set to 15 Hz for superficial and vascular examinations, 20 Hz for puncture examinations, and 30 Hz for cardiac examinations.
  • the signal processing unit 41 generates image information data before imaging into an ultrasonic image based on the acoustic ray signal generated by the transmission/reception circuit 13 . More specifically, the signal processing unit 41 performs signal processing on the sound ray signal generated by the beamformer 37, for example, corrects attenuation due to the propagation distance according to the depth of the position where the ultrasonic wave is reflected. After that, envelope detection processing is performed to generate image information data representing tomographic image information regarding tissues in the subject.
  • a DSC (Digital Scan Converter) 43 raster-converts the image information data generated by the signal processing unit 41 into an image signal that conforms to a normal television signal scanning method.
  • the image processing unit 45 performs various corrections such as brightness correction, gradation correction, sharpness correction, image size correction, refresh rate correction, scanning frequency correction, and color correction on the image signal input from the DSC 43 according to the display format of the monitor 61 . After generating an ultrasonic image by performing the image processing of , the ultrasonic image subjected to the image processing is output to the sequence number assigning unit 17 .
  • the sequence number assigning unit 17 assigns sequence numbers 1, 2, and 3 to the ultrasonic images generated at a constant frame rate by the image generating unit 15 in order of generation of the ultrasonic images. , ... are given.
  • the frame interval adjustment unit 19 adjusts one of the ultrasonic images transmitted to the apparatus main body 3 per unit time such as one second according to the transmission speed of the ultrasonic images by wireless communication. By skipping some frames, the frame interval of the ultrasonic image to be transmitted to the apparatus main body 3 is adjusted.
  • the frame interval of the ultrasonic image is the time interval from the transmission start time of the ultrasonic image of the frame transmitted from the ultrasonic probe 1 to the device main body 3 to the transmission start time of the ultrasonic image of the next frame. be.
  • the communication quality of wireless communication between the ultrasonic probe 1 and the device main body 3 fluctuates at any time according to fading, various disturbances, and the like. Since the transmission speed of ultrasonic images fluctuates according to fluctuations in communication quality, the frame interval adjusting unit 19 skips some frames of ultrasonic images according to fluctuations in the transmission speed of ultrasonic images. adjusts the frame interval of the ultrasound image.
  • the frame interval adjustment unit 19 does not skip frames of the ultrasonic image when the transmission speed of the ultrasonic image is equal to or higher than the transmission speed corresponding to the frame rate.
  • the frame interval adjusting unit 19 increases the number of frames of the ultrasonic images to be skipped as the transmission speed of the ultrasonic images becomes slower. make more In other words, by reducing the number of frames of ultrasonic images transmitted from the ultrasonic probe 1 to the device main body 3, the frame interval of the ultrasonic images transmitted to the device main body 3 is long, that is, the transmission per unit time is increased. Adjust so that the number of frames of ultrasound images to be transmitted is reduced, or the frame rate of wireless communication is lowered.
  • the frame interval adjustment unit 19 has, for example, a buffer for storing one or more frames of ultrasonic images, and the ultrasonic images of the frames stored in the buffer are sequentially transmitted from the ultrasonic probe 1 to the apparatus main body 3. be done. Depending on the transmission speed of ultrasonic images, if there is an empty area for one frame or more in the buffer, the ultrasonic image of the next frame is stored in the buffer, but the buffer has an empty area for one frame or more. If not, the ultrasound image of the next frame is not buffered and is skipped.
  • the probe-side communication circuit 21 transmits the ultrasonic images whose frame intervals have been adjusted by the frame interval adjusting unit 19 to the device main body 3 by wireless communication.
  • the probe control section 23 controls each section of the ultrasonic probe 1 based on a pre-stored program or the like.
  • the battery 25 is built in the ultrasonic probe 1 and supplies power to each circuit of the ultrasonic probe 1 .
  • the device main body 3 is a handheld terminal device such as a smart phone and a tablet PC (Personal Computer), and receives and displays an ultrasonic image from the ultrasonic probe 1 .
  • the apparatus body 3 includes a body side communication circuit 51, a display control section 53, a communication quality processing section 55, a body control section 57, a monitor 61, and an input device 63.
  • a display control unit 53 and a monitor 61 are sequentially connected in series to the main body side communication circuit 51 .
  • a communication quality processing section 55 is connected to the main body side communication circuit 51
  • a display control section 53 is connected to the communication quality processing section 55 .
  • a body control section 57 is connected to the body side communication circuit 51 , the display control section 53 and the communication quality processing section 55 , and the body control section 57 is connected to the input device 63 .
  • a main unit processor 59 is configured by the display control unit 53, the communication quality processing unit 55, and the main unit control unit 57.
  • the probe-side communication circuit 21 of the ultrasonic probe 1 and the main-body-side communication circuit 51 of the apparatus main body 3 are wirelessly connected by wireless communication. are connected so that information can be exchanged in both directions.
  • the body-side communication circuit 51 receives ultrasound images from the ultrasound probe 1 by wireless communication under the control of the body control unit 57 . More specifically, the body-side communication circuit 51 receives ultrasonic images transmitted by wireless communication from the probe-side communication circuit 21 of the ultrasonic probe 1 .
  • the display control unit 53 causes the monitor 61 to display various information under the control of the main body control unit 57 .
  • the display control unit 53 performs predetermined processing on the ultrasonic image received from the ultrasonic probe 1 by the main body side communication circuit 51 and displays it on the monitor 61, or displays information on the communication quality of wireless communication on the monitor 61. display it.
  • the display control unit 53 also causes the monitor 61 to display various messages, various operation screens, and the like.
  • the monitor 61 displays various information under the control of the display control unit 53. As described above, the monitor 61 displays communication quality information, various messages, various operation screens, etc., in addition to the ultrasonic image. Examples of the monitor 61 include an LCD (Liquid Crystal Display) and an organic EL (Electro-Luminescence) display.
  • LCD Liquid Crystal Display
  • organic EL Electro-Luminescence
  • the communication quality processing unit 55 Under the control of the body control unit 57, the communication quality processing unit 55 performs various processes related to the communication quality of wireless communication, and in the case of this embodiment, determines and displays the communication quality.
  • the communication quality processing unit 55 has a communication quality determination unit 71 and a communication quality display unit 73, as shown in FIG.
  • the communication quality judgment section 71 is connected to the main body side communication circuit 51 .
  • a communication quality display unit 73 and a display control unit 53 are connected to the communication quality determination unit 71 in this order.
  • the communication quality determination unit 71 determines the number of first frames of the ultrasonic image received from the ultrasonic probe 1 per unit time by the main body side communication circuit 51 and the ultrasonic probe 1 (more precisely, frame interval adjustment In the unit 19), the number of second frames of the ultrasound image skipped per unit time is calculated, and the ratio between the number of the first frames and the number of the second frames, for example, (the number of the second frames/the number of the first frame number), the communication quality of wireless communication is determined.
  • the total value of the first number of frames and the second number of frames is the number of frames of the ultrasonic image corresponding to the constant frame rate set according to the purpose of diagnosis.
  • the communication quality determination unit 71 counts the number of frames of ultrasound images received from the ultrasound probe 1 per unit time by the body side communication circuit 51 using, for example, a counter, thereby determining the first number of frames. can be calculated.
  • the communication quality determination unit 71 determines a part of the frames of the skipped ultrasound image based on the sequence number assigned to the ultrasound image by the sequence number assignment unit 17, thereby calculating the second number of frames. can do. That is, among the ultrasonic images received from the ultrasonic probe 1 by the main body side communication circuit 51 per unit time, the frames of the ultrasonic images with missing sequence numbers are the frames of the skipped ultrasonic images.
  • the communication quality determination unit 71 can determine the communication quality by distinguishing between, for example, a plurality of stages corresponding to the number of antenna bars of the pictogram. can.
  • the communication quality determination unit 71 determines that the communication quality is better as the ratio between the first number of frames and the second number of frames becomes smaller. In other words, the communication quality determination unit 71 increases the number of ultrasound image frames transmitted from the ultrasound probe 1 to the device main body 3 per unit time, that is, the number of ultrasound image frames skipped per unit time. It is determined that the smaller the number, the better the communication quality.
  • the communication quality display unit 73 causes the monitor 61 to display information on the communication quality determined by the communication quality determination unit 71.
  • the communication quality display unit 73 may display a message on the monitor 61 or a pictogram on the monitor 61 as communication quality information. For example, if the communication quality information has three levels of good, normal, and bad, the communication quality display unit 73 displays "communication quality: good,””communication quality: normal,” and “communication quality: normal.” Display a message such as "Quality: Poor" on the monitor.
  • the communication quality display unit 73 determines the number of antenna bars according to the communication quality, and determines the number of antenna bars.
  • the determined pictogram is displayed on the monitor 61 .
  • the monitor 61 displays a pictogram having four antenna bars when the communication quality is the fourth stage with the best communication quality among the four stages corresponding to the four antenna bars.
  • the input device 63 is used by the user to perform an input operation to input various instructions. It includes a voice input device etc. for inputting various instructions by.
  • the user selects the purpose of diagnosis. For example, if the user selects an abdominal examination for diagnostic purposes, the frame rate is set to 10 Hz, as described above.
  • the user inputs an inspection start instruction from the input device 63 or the like while the ultrasonic probe 1 is in contact with the inspection site of the subject.
  • the transmitting/receiving circuit 13 starts transmitting ultrasonic beams to generate sound ray signals (step S1).
  • ultrasonic beams are transmitted into the subject from the plurality of transducers of the transducer array 11 according to the drive signal from the pulser 31 .
  • An ultrasonic echo from the subject based on the ultrasonic beam transmitted from the pulsar 31 is received by each transducer of the transducer array 11, and each transducer of the transducer array 11 that has received the ultrasonic echo outputs an analog signal.
  • a received signal is output.
  • a reception signal which is an analog signal output from each transducer of the transducer array 11, is amplified by the amplifier 33 of the transmission/reception circuit 13, AD-converted by the AD converter 35, and received data is acquired.
  • a sound ray signal is generated by subjecting the reception data to reception focusing processing by the beamformer 37 .
  • the image generation unit 15 generates an ultrasonic image of the examination location of the subject at a constant frame rate set according to the purpose of diagnosis, based on the sound ray signal generated by the beamformer 37 of the transmission/reception circuit 13. generated (step S2).
  • the sound ray signal generated by the beamformer 37 is subjected to various signal processing by the signal processing unit 41, and as image signal data before imaging, the A signal representing tomographic image information is generated.
  • the image signal data generated by the signal processing unit 41 is raster-converted by the image processing unit 45, and subjected to various image processing to generate an ultrasonic image.
  • sequence number assigning unit 17 assigns sequence numbers 1, 2, 3, . step S3).
  • the frame interval adjusting unit 19 skips some frames of the ultrasonic image transmitted to the apparatus main body 3 per unit time according to the transmission speed of the ultrasonic image by wireless communication, and sends the ultrasonic image to the apparatus main body 3.
  • the frame interval of ultrasound images to be transmitted is adjusted (step S4).
  • the probe-side communication circuit 21 transmits the ultrasonic image whose frame interval has been adjusted by the frame interval adjustment unit 19 from the ultrasonic probe 1 to the apparatus main body 3 by wireless communication (step S5).
  • the ultrasonic image transmitted by wireless communication from the probe-side communication circuit 21 of the ultrasonic probe 1 is received by the main-body communication circuit 51 (step S6).
  • the ultrasonic image received by the main body side communication circuit 51 is subjected to predetermined processing by the display control unit 53 and displayed on the monitor 61 (step S7).
  • the communication quality processing unit 55 performs various processes related to communication quality.
  • the communication quality determination unit 71 determines the number of first frames of the ultrasonic image received from the ultrasonic probe 1 per unit time by the main body side communication circuit 51, and the number of frames per unit time The second number of frames of the skipped ultrasound image is calculated, and the communication quality of wireless communication is determined based on the ratio between the first number of frames and the second number of frames (step S8). Then, the communication quality information determined by the communication quality determination unit 71 is displayed on the monitor 61 by the communication quality display unit 73 (step S9).
  • the communication quality of wireless communication is determined based on the ratio between the first number of frames and the second number of frames, and information on the communication quality of wireless communication is obtained. It is displayed on the monitor 61 .
  • the ultrasonic diagnostic apparatus that performs short-distance wireless communication between the ultrasonic probe 1 and the apparatus main body 3 , accurate information on the communication quality of wireless communication can be displayed on the monitor 61 .
  • the communication quality determination unit 71 determines the number of frames of the ultrasound image received from the ultrasound probe 1 per unit time by the body side communication circuit 51 instead of the ratio between the first number of frames and the second number of frames.
  • the communication quality of wireless communication may be determined based on variations in intervals, in other words, variations in the number of frames of ultrasound images received per unit time, or variations in the frame rate of wireless communication.
  • the communication quality determination unit 71 calculates the variation in the frame interval of the ultrasound images, for example, by calculating the interval value of each frame of the ultrasound images. In this case, the communication quality determination unit 71 determines that the communication quality is more greatly degraded as the variation in the frame interval of the ultrasound images increases.
  • the communication quality determination unit 71 may determine the communication quality by taking into consideration the variations in the frame intervals of the ultrasonic images described above with respect to the ratio between the first number of frames and the second number of frames. That is, the communication quality determination unit 71 determines the communication quality of wireless communication based on both the ratio of the first number of frames to the second number of frames and the variation in the frame interval of the ultrasound images. good. In this case, the communication quality determination unit 71 determines that the larger the value of the ratio between the first number of frames and the second number of frames and the larger the variation in the frame intervals of the ultrasound images, the greater the decrease in communication quality. It is determined that
  • the communication quality determination unit 71 determines, for example, the moving average value of the ratio of the first number of frames to the second number of frames within a predetermined period of time, or the variation in frame intervals of ultrasound images within a predetermined period of time. or a moving average of both of them, and the communication quality may be determined based on this moving average.
  • the predetermined time is, for example, 10 seconds or more and 1 minute or less, preferably 10 seconds or 30 seconds.
  • the communication quality determination unit 71 determines that the communication quality has deteriorated, for example, when the moving average value increases by a predetermined ratio or more.
  • the defined ratio is, for example, 5% or more and 10% or less, preferably 5% or 10%.
  • the communication quality determination unit 71 may determine the communication quality of wireless communication by adding the RSSI value provided from the main body side communication circuit 51 .
  • the communication quality determination unit 71 may determine the communication quality by adding the RSSI value to the ratio between the first number of frames and the second number of frames.
  • the RSSI value may be added to the variation to determine the communication quality. Therefore, the communication quality may be determined by adding the RSSI value.
  • the communication quality determination unit 71 determines that the smaller the value of the ratio between the first number of frames and the second number of frames, the smaller the variation in the frame interval of the ultrasound images, and the RSSI value It is judged that the communication quality is better as the value of is higher. Then, the communication quality determination unit 71 comprehensively uses the ratio between the first number of frames and the second number of frames, variations in the frame intervals of the ultrasound images, and the RSSI value to determine the communication quality.
  • the communication quality determination unit 71 can determine the cause of fluctuations in communication quality by determining the communication quality in consideration of the RSSI value.
  • the RSSI value is dominant when the RSSI value is low, and factors other than the RSSI value are dominant when the RSSI value is high. For example, when the RSSI value is low, it can be determined that the cause of the deterioration of communication quality is the deterioration of the signal strength of radio waves. On the other hand, when the RSSI value is high, it can be determined that the cause of the deterioration in communication quality is a cause other than the signal strength of radio waves.
  • a message may be displayed on the monitor 61 to inform the user that the signal strength of the radio wave is weak, or the message may be uttered from the speaker. , you may do both.
  • the frame interval adjustment unit 19 adjusts the ultrasonic image according to the communication quality fed back from the apparatus main body 3 to the ultrasonic probe 1 separately from some frames of the ultrasonic image skipped according to the transmission speed of the ultrasonic image.
  • the frame skip amount may be controlled by intentionally skipping some other frames of the acoustic image.
  • the communication quality determined by the communication quality determination unit 71 is transmitted to the ultrasonic probe 1 by the main body side communication circuit 51, and the probe side communication circuit 21 accordingly receives the communication quality from the device main body 3. be done. Then, according to the communication quality received from the apparatus main body 3 by the probe-side communication circuit 21, the frame interval adjusting unit 19 adjusts the other part of the frames of the ultrasonic image transmitted to the apparatus main body 3 per unit time. deliberately skipped.
  • the frame interval adjustment unit 19 skips more ultrasound image frames as the communication quality deteriorates. As a result, the frame interval of ultrasound images is adjusted, and the frame rate of wireless communication is reduced. Note that even if the frame interval adjustment unit 19 systematically skips some other frames of the ultrasonic image according to the communication quality, as described above, according to the transmission speed of the ultrasonic image, some frames of the ultrasound image are skipped.
  • the frame interval adjustment unit 19 plans another part of the frames of the ultrasonic image according to the second number of frames, that is, the number of frames of the ultrasonic image skipped per unit time. You may control the skip amount of a frame by skipping systematically.
  • the main body side communication circuit 51 transmits the second number of frames to the ultrasonic probe 1 , and the probe side communication circuit 21 receives the second number of frames from the device main body 3 accordingly. Then, by the frame interval adjusting unit 19, the second number of frames received from the apparatus main body 3 by the probe-side communication circuit 21 is the number of frames of the ultrasonic image corresponding to the constant frame rate set according to the purpose of diagnosis. , some other frames of the ultrasonic image transmitted to the apparatus main body 3 per unit time are intentionally skipped so as to be less than a predetermined ratio.
  • the frame interval adjusting unit 19 sets the first number of frames and the second number of frames, that is, the number of frames of ultrasound images received from the ultrasound probe 1 per unit time and the number of skipped ultrasound images per unit time. By systematically skipping some other frames of the ultrasonic image according to the number of frames of the ultrasonic image, it is also possible to control the amount of frame skipping.
  • the main body side communication circuit 51 transmits the first frame number and the second frame number to the ultrasonic probe 1, and in response, the probe side communication circuit 21 transmits the first frame number from the device main body 3. A number and a second frame number are received. Then, based on the first frame number and the second frame number received from the apparatus main body 3 by the probe-side communication circuit 21, the frame interval adjusting unit 19, for example, sets the first frame number and the second frame number. Some other frames of the ultrasonic image transmitted to the apparatus main body 3 per unit time are intentionally skipped according to the ratio of .
  • the frame interval adjustment unit 19 has a high speed mode in which ultrasonic images are transmitted at a first frame interval and a low speed mode in which ultrasonic images are transmitted at a second frame interval wider than the first frame interval.
  • the high speed mode and the low speed mode may be switched according to the second number of frames.
  • the main body side communication circuit 51 transmits the second number of frames to the ultrasonic probe 1 , and the probe side communication circuit 21 receives the second number of frames from the device main body 3 accordingly. Then, when the second number of frames received from the device main body 3 by the probe-side communication circuit 21 reaches or exceeds a predetermined ratio, the frame interval adjusting section 19 switches from the high-speed mode to the low-speed mode. On the other hand, when the second number of frames received from the device main body 3 by the probe-side communication circuit 21 is less than the predetermined ratio, the frame interval adjusting section 19 switches from the low speed mode to the high speed mode.
  • the frame rate for ultrasonic image generation in the image generation unit 15 is changed in accordance with the switching between the low-speed mode and the high-speed mode. It can also change itself.
  • the frame interval adjusting unit 19 sets the first number of frames and the second number of frames, that is, the number of frames of ultrasound images received from the ultrasound probe 1 per unit time and the number of skipped ultrasound images per unit time. It can also be configured to select one of the low speed mode and the high speed mode according to the number of frames of the acoustic image.
  • the main body side communication circuit 51 transmits the first frame number and the second frame number to the ultrasonic probe 1, and in response, the probe side communication circuit 21 transmits the first frame number from the device main body 3. A number and a second frame number are received. Then, based on the first number of frames and the second number of frames received from the device main body 3 by the probe-side communication circuit 21, for example, according to the ratio between the first number of frames and the second number of frames, the frame One of the high speed mode and the low speed mode is selected by the interval adjusting section 19 .
  • the frame interval adjustment unit 19 may intentionally skip some other frames of the ultrasonic image according to the second number of frames, or may switch between the high speed mode and the low speed mode. Similarly, some frames of the ultrasonic image are skipped according to the transmission speed of the ultrasonic image.
  • the frame interval adjustment unit 19 is not limited to two modes consisting of a high-speed mode and a low-speed mode, and may have three or more modes, but preferably has two modes or three modes. .
  • the frame interval adjustment unit 19 adjusts the ultrasound image frame intervals can be adjusted to systematically reduce the frame rate of wireless communication. This reduces variations in the number of ultrasound image frames that are skipped according to the transmission speed of ultrasound images, and reduces variations in the frame interval of ultrasound images. Visible effects can be reduced.
  • the present invention is not limited to hand-held ultrasonic diagnostic apparatuses as long as wireless communication is performed between the ultrasonic probe 1 and the apparatus main body 3. It is also applicable to a portable ultrasonic diagnostic apparatus realized by a top-type terminal device.
  • various components such as the transmission/reception circuit 13, the image generation unit 15, the sequence number assignment unit 17, the frame interval adjustment unit 19, the probe control unit 23, the display control unit 53, the communication quality processing unit 55, the main body control unit 57, etc.
  • the hardware configuration of the processing unit (processing unit) that executes the processing of may be dedicated hardware, or may be various processors or computers that execute programs.
  • the hardware configuration of the reference image memories 64, 64B and the like may be dedicated hardware, or a memory such as a semiconductor memory, an HDD (Hard Disk Drive) and an SSD (Solid State Drive). : solid state drive) or other storage device.
  • the circuit configuration can be changed after manufacturing such as CPU (Central Processing Unit), FPGA (Field Programmable Gate Array), etc., which are general-purpose processors that run software (programs) and function as various processing units.
  • Programmable Logic Device PLD
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • One processing unit may be composed of one of these various processors, or a combination of two or more processors of the same or different type, such as a combination of multiple FPGAs, or a combination of FPGAs and CPUs. and so on. Also, the plurality of processing units may be configured by one of various processors, or two or more of the plurality of processing units may be combined into one processor.
  • SoC System on Chip
  • the hardware configuration of these various processors is, more specifically, an electric circuit that combines circuit elements such as semiconductor elements.
  • the method of the present invention can be implemented, for example, by a program for causing a computer to execute each step. It is also possible to provide a computer-readable recording medium on which this program is recorded.

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Abstract

超音波診断装置は、超音波プローブと、超音波プローブに無線接続された装置本体と、を備え、超音波プローブは、一定のフレームレートで超音波画像を生成する画像生成部と、超音波画像の伝送速度に応じて、単位時間当たりに装置本体へ送信される超音波画像の一部のフレームをスキップすることにより、装置本体へ送信される超音波画像のフレーム間隔を調整するフレーム間隔調整部と、フレーム間隔が調整された超音波画像を無線通信により装置本体へ送信するプローブ側通信回路と、を備え、装置本体は、超音波プローブから無線通信により超音波画像を受信する本体側通信回路と、単位時間当たりに超音波プローブから受信された超音波画像の第1のフレーム数と、超音波プローブにおいて単位時間当たりにスキップされた超音波画像の第2のフレーム数と、の比に基づいて、無線通信の通信品質を判定する通信品質判定部と、通信品質の情報をモニタに表示させる通信品質表示部と、を備えている。

Description

超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法
 本発明は、超音波プローブから装置本体へ超音波画像を無線通信により送信する際に、無線通信の通信品質の情報を表示する超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法に関する。
 従来、超音波プローブと装置本体とが無線接続された超音波診断装置において、超音波画像を転送する際の無線通信の通信品質の情報は、装置本体内の無線通信モジュールから提供されるRSSI(Received Signal Strength Indication:受信信号強度)値あるいはS(RSSI値)/N(ノイズ値)比に基づくアンテナピクトのアンテナバーの本数によって表示されていた。
 超音波診断装置においては、診断目的に応じて、スキャン条件の1つとしてフレームレートが設定され、診断目的に応じて設定された一定のフレームレートで超音波画像が順次生成される。しかし、通信品質が低下して、実際の超音波画像の伝送速度が、診断目的に応じて設定された一定のフレームレートに対応する伝送速度未満に低下した場合、超音波画像の送信がフレーム単位でスキップされる。
 無線通信の通信品質は、フェージングおよび各種の外乱等に応じて随時変動する。通信品質の変動に応じて、超音波画像の一部のフレームがスキップされて、超音波画像が超音波プローブから装置本体へリアルタイムに転送されなくなると、超音波画像がリアルタイムに表示されなくなり、超音波画像において通信品質の変動による影響が視認されるようになるため、ユーザは、正確な診断を行うことが難しくなる。
 ここで、本発明の参考となる先行技術文献として、例えば特許文献1~3がある。
 特許文献1には、送信条件に応じたフレームレートで超音波走査を行い、無線通信の通信品質を示す指標値が閾値未満になった場合に、フレームレートを削減して、超音波プローブから装置本体へ送信されるデータ量を削減する超音波診断装置が記載されている。
 特許文献2には、無線通信の通信品質に応じて、通信レートを決定する光音響プローブが記載されている。また、特許文献2には、通信品質として、データの遅延量、無線信号の強度、データの再現率および誤り比率を用いることが記載されている。
 特許文献3には、無線プローブとホストシステムとの間の無線通信の信号強度を表す信号強度インジケータをホストシステムの情報ディスプレイに表示することが開示されている。
特開2014-050648号公報 特開2019-097671号公報 特許第5727785号公報
 RSSI値は、無線通信のエラーレートと相関があるため、RSSI値に基づいて中長距離での無線通信の通信品質の情報を適切に表示することができる。
 しかし、超音波診断装置においては、超音波プローブと装置本体との間が近距離であり、RSSI値は基本的に高いため、無線通信のエラーレートを支配するものとはならない。従って、RSSI値だけに基づいて、近距離での無線通信の通信品質の情報を表示することは適切ではない。超音波診断装置においては、超音波画像をリアルタイムに表示させる必要があるため、正確な無線通信の通信品質の情報を表示することが望まれる。
 従って、本発明の目的は、超音波プローブと装置本体とが無線接続された超音波診断装置において、正確な無線通信の通信品質の情報を表示することができる超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法を提供することにある。
 以下の構成により、上記目的を達成することができる。
 〔1〕 超音波プローブと、超音波プローブに無線接続された装置本体と、を備え、
 超音波プローブは、
 一定のフレームレートで超音波画像を生成する画像生成部と、
 超音波画像の伝送速度に応じて、単位時間当たりに装置本体へ送信される超音波画像の一部のフレームをスキップすることにより、装置本体へ送信される超音波画像のフレーム間隔を調整するフレーム間隔調整部と、
 フレーム間隔が調整された超音波画像を無線通信により装置本体へ送信するプローブ側通信回路と、を備え、
 装置本体は、
 超音波プローブから無線通信により超音波画像を受信する本体側通信回路と、
 単位時間当たりに超音波プローブから受信された超音波画像の第1のフレーム数と、超音波プローブにおいて単位時間当たりにスキップされた超音波画像の第2のフレーム数と、の比に基づいて、無線通信の通信品質を判定する通信品質判定部と、
 通信品質の情報をモニタに表示させる通信品質表示部と、を備える、超音波診断装置。
 〔2〕 超音波プローブは、一定のフレームレートで生成された超音波画像に対して、超音波画像の生成順にシーケンス番号を付与するシーケンス番号付与部を備え、
 通信品質判定部は、シーケンス番号に基づいて、スキップされた超音波画像の一部のフレームを判定することにより、第2のフレーム数を算出する、〔1〕に記載の超音波診断装置。
 〔3〕 通信品質判定部は、定められた時間内における第1のフレーム数と第2のフレーム数との比の移動平均値に基づいて、無線通信の通信品質を判定する、〔1〕または〔2〕に記載の超音波診断装置。
 〔4〕 本体側通信回路は、第2のフレーム数を超音波プローブへ送信し、
 プローブ側通信回路は、装置本体から第2のフレーム数を受信し、
 フレーム間隔調整部は、装置本体から受信された第2のフレーム数が、一定のフレームレートに対応する超音波画像のフレーム数に対して、定められた割合未満となるように、単位時間当たりに装置本体へ送信される超音波画像の他の一部のフレームをスキップする、〔1〕ないし〔3〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
 〔5〕 本体側通信回路は、第2のフレーム数を超音波プローブへ送信し、
 プローブ側通信回路は、装置本体から第2のフレーム数を受信し、
 フレーム間隔調整部は、超音波画像を第1のフレーム間隔で送信する高速モードおよび超音波画像を第1のフレーム間隔よりも広い第2のフレーム間隔で送信する低速モードを有し、装置本体から受信された第2のフレーム数が、一定のフレームレートに対応する超音波画像のフレーム数に対して、定められた割合以上になった場合に、高速モードから低速モードに切り替える、〔1〕ないし〔3〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
 〔6〕 本体側通信回路は、第1のフレーム数および第2のフレーム数を超音波プローブへ送信し、
 プローブ側通信回路は、装置本体から第1のフレーム数および第2のフレーム数を受信し、
 フレーム間隔調整部は、装置本体から受信された第1のフレーム数および第2のフレーム数に応じて、単位時間当たりに装置本体へ送信される超音波画像の他の一部のフレームをスキップする、〔1〕ないし〔3〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
 〔7〕 本体側通信回路は、第1のフレーム数および第2のフレーム数を超音波プローブへ送信し、
 プローブ側通信回路は、装置本体から第1のフレーム数および第2のフレーム数を受信し、
 フレーム間隔調整部は、超音波画像を第1のフレーム間隔で送信する高速モードおよび超音波画像を第1のフレーム間隔よりも広い第2のフレーム間隔で送信する低速モードを有し、装置本体から受信された第1のフレーム数および第2のフレーム数に応じて、高速モードおよび低速モードの一方を選択する、〔1〕ないし〔3〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
 〔8〕 通信品質判定部は、単位時間当たりに超音波プローブから受信された超音波画像のフレーム間隔のばらつきを加味して通信品質を判定する、〔1〕ないし〔7〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
 〔9〕 超音波プローブと、超音波プローブに無線接続された装置本体と、を備え、
 超音波プローブは、
 一定のフレームレートで超音波画像を生成する画像生成部と、
 超音波画像の伝送速度に応じて、単位時間当たりに装置本体へ送信される超音波画像の一部のフレームをスキップすることにより、装置本体へ送信される超音波画像のフレーム間隔を調整するフレーム間隔調整部と、
 フレーム間隔が調整された超音波画像を無線通信により装置本体へ送信するプローブ側通信回路と、を備え、
 装置本体は、
 超音波プローブから無線通信により超音波画像を受信する本体側通信回路と、
 単位時間当たりに超音波プローブから受信された超音波画像のフレーム間隔のばらつきに基づいて、無線通信の通信品質を判定する通信品質判定部と、
 通信品質の情報をモニタに表示させる通信品質表示部と、を備える、超音波診断装置。
 〔10〕 通信品質判定部は、定められた時間内における超音波画像のフレーム間隔のばらつきの移動平均値に基づいて、無線通信の通信品質を判定する、〔8〕または〔9〕に記載の超音波診断装置。
 〔11〕 通信品質判定部は、移動平均値が、定められた割合以上大きくなった場合に、通信品質が低下したと判定する、〔3〕または〔10〕に記載の超音波診断装置。
 〔12〕 本体側通信回路は、通信品質を超音波プローブへ送信し、
 プローブ側通信回路は、装置本体から通信品質を受信し、
 フレーム間隔調整部は、装置本体から受信された通信品質に応じて、単位時間当たりに装置本体へ送信される超音波画像の他の一部のフレームをスキップする、〔1〕ないし〔11〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
 〔13〕 超音波プローブと、超音波プローブに無線接続された装置本体と、を備える、超音波診断装置の制御方法であって、
 超音波プローブの画像生成部が、一定のフレームレートで超音波画像を生成するステップと、
 超音波プローブのフレーム間隔調整部が、超音波画像の伝送速度に応じて、単位時間当たりに装置本体へ送信される超音波画像の一部のフレームをスキップすることにより、装置本体へ送信される超音波画像のフレーム間隔を調整するステップと、
 超音波プローブのプローブ側通信回路が、フレーム間隔が調整された超音波画像を無線通信により装置本体へ送信するステップと、
 装置本体の本体側通信回路が、超音波プローブから無線通信により超音波画像を受信するステップと、
 装置本体の通信品質判定部が、単位時間当たりに超音波プローブから受信された超音波画像の第1のフレーム数と、超音波プローブにおいて単位時間当たりにスキップされた超音波画像の第2のフレーム数と、の比に基づいて、無線通信の通信品質を判定するステップと、
 装置本体の通信品質表示部が、通信品質の情報をモニタに表示させるステップと、を含む、超音波診断装置の制御方法。
 〔14〕 超音波プローブと、超音波プローブに無線接続された装置本体と、を備える、超音波診断装置の制御方法であって、
 超音波プローブの画像生成部が、一定のフレームレートで超音波画像を生成するステップと、
 超音波プローブのフレーム間隔調整部が、超音波画像の伝送速度に応じて、装置本体へ送信される超音波画像の一部のフレームをスキップすることにより、装置本体へ送信される超音波画像のフレーム間隔を調整するステップと、
 超音波プローブのプローブ側通信回路が、フレーム間隔が調整された超音波画像を無線通信により装置本体へ送信するステップと、
 装置本体の本体側通信回路が、超音波プローブから無線通信により超音波画像を受信するステップと、
 装置本体の通信品質判定部が、単位時間当たりに超音波プローブから受信された超音波画像のフレーム間隔のばらつきに基づいて、無線通信の通信品質を判定するステップと、
 装置本体の通信品質表示部が、通信品質の情報をモニタに表示させるステップと、を含む、超音波診断装置の制御方法。
 本発明においては、第1のフレーム数と第2のフレーム数との比、超音波画像のフレーム間隔のばらつき、または、その両方に基づいて、無線通信の通信品質が判定され、無線通信の通信品質の情報がモニタに表示される。これにより、超音波プローブと装置本体との間で近距離での無線通信を行う超音波診断装置において、正確な無線通信の通信品質の情報をモニタに表示させることができる。
本発明に係る一実施形態の超音波診断装置の構成を表すブロック図である。 送受信回路の構成を表すブロック図である。 画像生成部の構成を表すブロック図である。 通信品質処理部の構成を表すブロック図である。 超音波診断装置の動作を表す一実施形態のフローチャートである。
 以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法を詳細に説明する。
 図1は、本発明の超音波診断装置の構成を表す一実施形態のブロック図である。図1に示す超音波診断装置は、ハンドヘルド型の超音波診断装置であって、超音波プローブ1と、この超音波プローブ1に無線接続された装置本体3と、を備えている。本実施形態の超音波診断装置は、超音波プローブ1と、装置本体3と、この装置本体3上で動作する超音波診断用のアプリケーションプログラムと、によって実現されている。
 超音波プローブ1は、超音波ビームにより被検体の検査箇所をスキャンして、この検査箇所の超音波画像を出力する。超音波プローブ1は、図1に示すように、振動子アレイ11と、送受信回路13と、画像生成部15と、シーケンス番号付与部17と、フレーム間隔調整部19と、プローブ側通信回路21と、プローブ制御部23と、バッテリ25と、を備えている。
 振動子アレイ11と送受信回路13とは双方向に接続されている。送受信回路13には、画像生成部15、シーケンス番号付与部17、フレーム間隔調整部19およびプローブ側通信回路21が順次接続されている。送受信回路13、画像生成部15、シーケンス番号付与部17、フレーム間隔調整部19およびプローブ側通信回路21には、プローブ制御部23が接続されている。また、超音波プローブ1は、バッテリ25を内蔵している。
 送受信回路13、画像生成部15、シーケンス番号付与部17、フレーム間隔調整部19およびプローブ制御部23によってプローブ側プロセッサ27が構成されている。
 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、それぞれ送受信回路13から供給される駆動信号に従って超音波を送信し、かつ、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。
 送受信回路13は、プローブ制御部23の制御の下で、振動子アレイ11から超音波ビームを送信させ、かつ、超音波エコーを受信した振動子アレイ11から出力される受信信号に受信フォーカス処理を施すことにより音線信号を生成する。送受信回路13は、図2に示すように、振動子アレイ11に接続されるパルサ31と、振動子アレイ11から順次直列に接続される増幅部33、AD(Analog Digital)変換部35およびビームフォーマ37と、を有している。
 パルサ31は、例えば複数のパルス発生器を含んでおり、プローブ制御部23により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送信フォーカス処理を行う。この送信フォーカス処理により、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、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、超音波プローブ1の振動子アレイ11に向かって伝搬する。振動子アレイ11を構成するそれぞれの振動子は、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を受信することにより伸縮して、電気信号である受信信号を発生し、これらの受信信号を増幅部33に出力する。
 増幅部33は、振動子アレイ11を構成するそれぞれの振動子から入力されたアナログの信号を増幅し、増幅した信号をAD変換部35に送信する。AD変換部35は、増幅部33から送信された信号をデジタルの受信データに変換し、これらの受信データをビームフォーマ37に出力する。
 ビームフォーマ37は、プローブ制御部23により選択された受信遅延パターンに基づいて設定される音速または音速の分布に従い、AD変換部35により変換された各受信データに対してそれぞれの遅延を与えて加算する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、AD変換部35で変換された各受信データが整相加算され、かつ、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。
 画像生成部15は、プローブ制御部23の制御の下で、超音波プローブ1(より厳密には、振動子アレイ11)を用いて被検体の検査箇所に超音波ビームの送受信を行うことにより得られた音線信号から、一定のフレームレートで被検体の検査箇所の超音波画像(超音波画像信号)を生成する。画像生成部15は、図3に示すように、信号処理部41、DSC43および画像処理部45が順次直列に接続された構成を有している。
 フレームレートは、診断目的に応じて、あらかじめ設定されている、言い換えると、診断目的に応じてプリセットされているスキャン条件の1つであって、例えば、診断目的が腹部および産科の検査の場合には10Hzに設定される。また、フレームレートは、診断目的が表在および血管の検査の場合には15Hz、穿刺による検査の場合には20Hz、心臓の検査の場合には30Hzに設定される。
 信号処理部41は、送受信回路13により生成された音線信号に基づいて、超音波画像に画像化する前の画像情報データを生成する。より具体的には、信号処理部41は、ビームフォーマ37により生成された音線信号に対して信号処理、例えば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画像情報データを生成する。
 DSC(Digital Scan Converter:デジタルスキャンコンバータ)43は、信号処理部41により生成された画像情報データを、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する。
 画像処理部45は、DSC43から入力される画像信号に対して、モニタ61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画像処理を施すことにより、超音波画像を生成した後、画像処理が施された超音波画像をシーケンス番号付与部17に出力する。
 シーケンス番号付与部17は、プローブ制御部23の制御の下で、画像生成部15によって一定のフレームレートで生成された超音波画像に対して、超音波画像の生成順にシーケンス番号1,2,3,…を付与する。
 フレーム間隔調整部19は、プローブ制御部23の制御の下で、無線通信による超音波画像の伝送速度に応じて、1秒等の単位時間当たりに装置本体3へ送信される超音波画像の一部のフレームをスキップすることにより、装置本体3へ送信される超音波画像のフレーム間隔を調整する。
 超音波画像のフレーム間隔とは、超音波プローブ1から装置本体3へ送信されるフレームの超音波画像の送信開始時刻から次に送信されるフレームの超音波画像の送信開始時刻までの時間間隔である。前述のように、超音波プローブ1と装置本体3との間の無線通信の通信品質は、フェージングおよび各種の外乱等に応じて随時変動する。通信品質の変動に応じて、超音波画像の伝送速度が変動するため、フレーム間隔調整部19は、超音波画像の伝送速度の変動に応じて、超音波画像の一部のフレームをスキップすることにより、超音波画像のフレーム間隔を調整する。
 フレーム間隔調整部19は、超音波画像の伝送速度が、フレームレートに対応する伝送速度以上である場合には、超音波画像のフレームをスキップしない。
 一方、フレーム間隔調整部19は、超音波画像の伝送速度が、フレームレートに対応する伝送速度未満になった場合には、超音波画像の伝送速度が遅くなるほど、スキップする超音波画像のフレーム数をより多くする。言い換えると、超音波プローブ1から装置本体3へ送信する超音波画像のフレーム数をより少なくすることにより、装置本体3へ送信される超音波画像のフレーム間隔が長く、すなわち、単位時間あたりに送信される超音波画像のフレーム数が少なくなる、あるいは、無線通信のフレームレートが低くなるように調整する。
 フレーム間隔調整部19は、例えば、1フレーム分以上の超音波画像を格納するバッファを有しており、バッファに格納されたフレームの超音波画像は、超音波プローブ1から装置本体3へ順次送信される。超音波画像の伝送速度に応じて、バッファに1フレーム分以上の空き領域がある場合には、次のフレームの超音波画像はバッファに格納されるが、バッファに1フレーム分以上の空き領域がない場合には、次のフレームの超音波画像はバッファに格納されず、スキップされる。
 プローブ側通信回路21は、プローブ制御部23の制御の下で、フレーム間隔調整部19によってフレーム間隔が調整された超音波画像を無線通信により装置本体3へ送信する。
 プローブ制御部23は、予め記憶されているプログラム等に基づいて、超音波プローブ1の各部の制御を行う。
 バッテリ25は、超音波プローブ1に内蔵されており、超音波プローブ1の各回路に電力を供給する。
 次に、装置本体3は、スマートフォンおよびタブレットPC(Personal Computer:パーソナルコンピュータ)等のようなハンドヘルド型の端末装置であって、超音波プローブ1から超音波画像を受け取って表示する。装置本体3は、図1に示すように、本体側通信回路51と、表示制御部53と、通信品質処理部55と、本体制御部57と、モニタ61と、入力装置63と、を備えている。
 本体側通信回路51には、表示制御部53およびモニタ61が順次直列に接続されている。また、本体側通信回路51には通信品質処理部55が接続され、通信品質処理部55には表示制御部53が接続されている。本体側通信回路51、表示制御部53および通信品質処理部55には本体制御部57が接続され、本体制御部57は入力装置63に接続されている。
 表示制御部53、通信品質処理部55および本体制御部57によって本体側プロセッサ59が構成されている。
 超音波プローブ1のプローブ側通信回路21と装置本体3の本体側通信回路51とは、本実施形態の場合、無線通信により無線接続されており、これにより、超音波プローブ1と装置本体3とは、双方向に情報の受け渡しが可能に接続されている。
 本体側通信回路51は、本体制御部57の制御の下で、超音波プローブ1から無線通信により超音波画像を受信する。より詳しくは、本体側通信回路51は、超音波プローブ1のプローブ側通信回路21から無線通信により送信されてくる超音波画像を受信する。
 表示制御部53は、本体制御部57の制御の下で、各種の情報をモニタ61に表示させる。例えば、表示制御部53は、本体側通信回路51によって超音波プローブ1から受信された超音波画像に所定の処理を施してモニタ61に表示させたり、無線通信の通信品質の情報をモニタ61に表示させたりする。また、表示制御部53は、各種のメッセージおよび各種の操作画面等をモニタ61に表示させたりする。
 モニタ61は、表示制御部53の制御の下で、各種の情報を表示する。モニタ61は、前述のように、超音波画像の他、通信品質の情報、各種のメッセージおよび各種の操作画面等を表示する。モニタ61としては、例えばLCD(Liquid Crystal Display:液晶ディスプレイ)および有機EL(Electro-Luminescence:エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ等を例示することができる。
 通信品質処理部55は、本体制御部57の制御の下で、無線通信の通信品質に関する各種の処理、本実施形態の場合には、通信品質の判定および表示を行う。通信品質処理部55は、図4に示すように、通信品質判定部71と、通信品質表示部73と、を有する。
 通信品質判定部71は本体側通信回路51に接続されている。通信品質判定部71には通信品質表示部73および表示制御部53が順次接続されている。
 通信品質判定部71は、本体側通信回路51によって単位時間当たりに超音波プローブ1から受信された超音波画像の第1のフレーム数、および、超音波プローブ1(より厳密には、フレーム間隔調整部19)において単位時間当たりにスキップされた超音波画像の第2のフレーム数を算出し、第1のフレーム数と第2のフレーム数との比、例えば、(第2のフレーム数/第1のフレーム数)に基づいて、無線通信の通信品質を判定する。
 第1のフレーム数および第2のフレーム数の合計値は、診断目的に応じて設定された一定のフレームレートに対応する超音波画像のフレーム数となる。
 通信品質判定部71は、例えば、カウンタを用いて、本体側通信回路51によって単位時間当たりに超音波プローブ1から受信された超音波画像のフレーム数をカウントすることにより、第1のフレーム数を算出することができる。
 通信品質判定部71は、シーケンス番号付与部17によって超音波画像に付与されたシーケンス番号に基づいて、スキップされた超音波画像の一部のフレームを判定することにより、第2のフレーム数を算出することができる。すなわち、本体側通信回路51によって単位時間当たりに超音波プローブ1から受信された超音波画像のうち、シーケンス番号が抜けている超音波画像のフレームが、スキップされた超音波画像のフレームである。
 通信品質判定部71は、第1のフレーム数と第2のフレーム数との比に基づいて、通信品質を、例えば、ピクトグラムのアンテナバーの本数に対応する複数の段階に区別して判定することができる。
 通信品質判定部71は、例えば、第1のフレーム数と第2のフレーム数との比の値が小さくなるほど、通信品質がより良いと判定する。言い換えると、通信品質判定部71は、単位時間当たりに超音波プローブ1から装置本体3へ送信された超音波画像のフレーム数が多くなるほど、すなわち、単位時間当たりにスキップされた超音波画像のフレーム数が少なくなるほど、通信品質がより良いと判定する。
 通信品質表示部73は、表示制御部53の制御の下で、通信品質判定部71によって判定された通信品質の情報をモニタ61に表示させる。
 通信品質表示部73は、通信品質の情報として、メッセージをモニタ61に表示させてもよいし、ピクトグラムをモニタ61に表示させてもよい。
 通信品質表示部73は、例えば、通信品質の情報が、良い、普通、悪い、という3段階である場合、通信品質に応じて、「通信品質:良い」、「通信品質:普通」、「通信品質:悪い」等のメッセージをモニタに表示させる。
 通信品質表示部73は、例えば、通信品質の情報が、ピクトグラムの4本のアンテナバーに対応する4段階である場合、通信品質に応じて、アンテナバーの本数を決定し、アンテナバーの本数が決定されたピクトグラムをモニタ61に表示させる。例えば、通信品質が4本のアンテナバーに対応する4段階のうち、最も通信品質が良い4段階目である場合に、4本のアンテナバーを有するピクトグラムをモニタ61に表示させる。
 入力装置63は、ユーザが入力操作を行って各種の指示を入力するためのものであり、例えば、各種のボタン、ユーザがタッチ操作を行って各種の指示を入力するためのタッチパネル、ユーザが音声によって各種の指示を入力するための音声入力装置等を含む。
 次に、図5のフローチャートを参照しながら、超音波診断装置の動作を説明する。
 まず、ユーザは、診断目的を選択する。例えば、ユーザが、診断目的として、腹部の検査を選択した場合、フレームレートは、前述のように、10Hzに設定される。
 続いて、ユーザは、超音波プローブ1を被検体の検査箇所に接触させた状態において、入力装置63等から検査開始の指示を入力する。この指示に応じて、送受信回路13により超音波ビームの送信が開始され、音線信号が生成される(ステップS1)。
 すなわち、送受信回路13において、パルサ31からの駆動信号に従って振動子アレイ11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。
 パルサ31から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、振動子アレイ11の各振動子により受信され、超音波エコーを受信した振動子アレイ11の各振動子からアナログ信号である受信信号が出力される。
 振動子アレイ11の各振動子から出力されるアナログ信号である受信信号は、送受信回路13の増幅部33により増幅され、AD変換部35により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37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。
 続いて、画像生成部15により、送受信回路13のビームフォーマ37によって生成された音線信号に基づいて、診断目的に応じて設定された一定のフレームレートで被検体の検査箇所の超音波画像が生成される(ステップS2)。
 すなわち、画像生成部15において、ビームフォーマ37によって生成された音線信号に対して、信号処理部41により各種の信号処理が施され、画像化前の画像信号データとして、被検体内の組織に関する断層画像情報を表す信号が生成される。
 信号処理部41によって生成された画像信号データは、画像処理部45によりラスター変換され、さらに各種の画像処理が施されて超音波画像が生成される。
 続いて、シーケンス番号付与部17により、画像生成部15によって一定のフレームレートで生成された超音波画像に対して、超音波画像の生成順にシーケンス番号1,2,3,…が付与される(ステップS3)。
 続いて、フレーム間隔調整部19により、無線通信による超音波画像の伝送速度に応じて、単位時間当たりに装置本体3へ送信される超音波画像の一部のフレームがスキップされ、装置本体3へ送信される超音波画像のフレーム間隔が調整される(ステップS4)。
 続いて、プローブ側通信回路21により、フレーム間隔調整部19によってフレーム間隔が調整された超音波画像が、無線通信により超音波プローブ1から装置本体3へ送信される(ステップS5)。
 これに応じて、装置本体3において、本体側通信回路51により、超音波プローブ1のプローブ側通信回路21から無線通信により送信された超音波画像が受信される(ステップS6)。
 続いて、本体側通信回路51によって受信された超音波画像に対して、表示制御部53により所定の処理が施されて、モニタ61に表示される(ステップS7)。
 また、通信品質処理部55により、通信品質に関する各種の処理が行われる。
 すなわち、通信品質処理部55において、通信品質判定部71により、本体側通信回路51によって単位時間当たりに超音波プローブ1から受信された超音波画像の第1のフレーム数、および、単位時間当たりにスキップされた超音波画像の第2のフレーム数が算出され、第1のフレーム数と第2のフレーム数との比に基づいて、無線通信の通信品質が判定される(ステップS8)。
 そして、通信品質判定部71によって判定された通信品質の情報が、通信品質表示部73によりモニタ61に表示される(ステップS9)。
 このように、本実施形態の超音波診断装置においては、第1のフレーム数と第2のフレーム数との比に基づいて、無線通信の通信品質が判定され、無線通信の通信品質の情報がモニタ61に表示される。これにより、超音波プローブ1と装置本体3との間で近距離での無線通信を行う超音波診断装置において、正確な無線通信の通信品質の情報をモニタ61に表示させることができる。
 なお、通信品質判定部71は、第1のフレーム数と第2のフレーム数との比の代わりに、本体側通信回路51によって単位時間当たりに超音波プローブ1から受信された超音波画像のフレーム間隔のばらつき、言い換えると、単位時間当たりに受信される超音波画像のフレーム数のばらつき、もしくは、無線通信のフレームレートのばらつきに基づいて、無線通信の通信品質を判定してもよい。
 通信品質判定部71は、例えば、超音波画像の各々のフレームの間隔値を算出することにより、超音波画像のフレーム間隔のばらつきを算出する。
 この場合、通信品質判定部71は、超音波画像のフレーム間隔のばらつきが大きくなるほど、通信品質がより大きく低下していると判定する。
 あるいは、通信品質判定部71は、第1のフレーム数と第2のフレーム数との比に対して、前述の超音波画像のフレーム間隔のばらつきを加味して通信品質を判定してもよい。すなわち、通信品質判定部71は、第1のフレーム数と第2のフレーム数との比、および、超音波画像のフレーム間隔のばらつきの両方に基づいて、無線通信の通信品質を判定してもよい。
 この場合、通信品質判定部71は、第1のフレーム数と第2のフレーム数との比の値が大きくなるほど、かつ、超音波画像のフレーム間隔のばらつきが大きくなるほど、通信品質がより大きく低下していると判定する。
 通信品質判定部71は、例えば、定められた時間内における第1のフレーム数と第2のフレーム数との比の移動平均値、または、定められた時間内における超音波画像のフレーム間隔のばらつきの移動平均値、あるいは、その両方の移動平均値を求め、この移動平均値に基づいて、通信品質を判定してもよい。定められた時間は、例えば、10秒以上、1分間以下の時間であり、好ましくは10秒または30秒である。
 この場合、通信品質判定部71は、例えば、移動平均値が、定められた割合以上大きくなった場合に、通信品質が低下したと判定する。定められた割合は、例えば、5%以上、10%以下の割合であり、好ましくは5%または10%である。
 通信品質判定部71は、本体側通信回路51から提供されるRSSI値を加味して無線通信の通信品質を判定してもよい。例えば、通信品質判定部71は、第1のフレーム数と第2のフレーム数との比に対して、RSSI値を加味して通信品質を判定してもよいし、超音波画像のフレーム間隔のばらつきに対して、RSSI値を加味して通信品質を判定してもよいし、第1のフレーム数と第2のフレーム数との比、および、超音波画像のフレーム間隔のばらつきの両方に対して、RSSI値を加味して通信品質を判定してもよい。
 この場合、通信品質判定部71は、例えば、第1のフレーム数と第2のフレーム数との比の値が小さくなるほど、かつ、超音波画像のフレーム間隔のばらつきが小さくなるほど、かつ、RSSI値が高くなるほど、通信品質がより良いと判定する。そして、通信品質判定部71は、第1のフレーム数と第2のフレーム数との比、超音波画像のフレーム間隔のばらつき、および、RSSI値を統合的に用いて、通信品質を判定する。
 通信品質判定部71は、RSSI値を加味して通信品質を判定することにより、通信品質が変動した原因を判別することができる。通信品質の変動の原因は、RSSI値が低い場合には、RSSI値が支配的となり、RSSI値が高い場合には、RSSI値以外の要因が支配的となる。例えば、RSSI値が低い場合には、通信品質の低下の原因は、電波の信号強度の低下が原因であると判別できる。一方、RSSI値が高い場合には、通信品質の低下の原因は、電波の信号強度以外の原因であると判別できる。
 RSSI値が、定められた閾値未満に低下した場合、電波の信号強度が弱いことをユーザに報知するメッセージをモニタ61に表示させてもよいし、メッセージを音声によってスピーカから発声させてもよいし、その両方を行ってもよい。
 フレーム間隔調整部19は、超音波画像の伝送速度に応じてスキップされる超音波画像の一部のフレームとは別に、装置本体3から超音波プローブ1へフィードバックされる通信品質に応じて、超音波画像の他の一部のフレームを計画的にスキップすることで、フレームのスキップ量を制御してもよい。
 この場合、本体側通信回路51により、通信品質判定部71によって判定された通信品質が超音波プローブ1へ送信され、これに応じて、プローブ側通信回路21により、装置本体3から通信品質が受信される。
 そして、フレーム間隔調整部19により、プローブ側通信回路21によって装置本体3から受信された通信品質に応じて、単位時間当たりに装置本体3へ送信される超音波画像の他の一部のフレームが計画的にスキップされる。
 フレーム間隔調整部19は、通信品質が悪くなるほど、より多くの超音波画像のフレームをスキップする。これにより、超音波画像のフレーム間隔が調整され、無線通信のフレームレートが引き下げられる。
 なお、フレーム間隔調整部19により、通信品質に応じて超音波画像の他の一部のフレームが計画的にスキップされる場合であっても、前述のように、超音波画像の伝送速度に応じて超音波画像の一部のフレームがスキップされる。
 フレーム間隔調整部19は、通信品質に代えて、第2のフレーム数、すなわち、単位時間当たりにスキップされた超音波画像のフレーム数に応じて、超音波画像の他の一部のフレームを計画的にスキップすることで、フレームのスキップ量を制御してもよい。
 この場合、本体側通信回路51により、第2のフレーム数が超音波プローブ1へ送信され、これに応じて、プローブ側通信回路21により、装置本体3から第2のフレーム数が受信される。
 そして、フレーム間隔調整部19により、プローブ側通信回路21によって装置本体3から受信された第2のフレーム数が、診断目的に応じて設定された一定のフレームレートに対応する超音波画像のフレーム数に対して、定められた割合未満となるように、単位時間当たりに装置本体3へ送信される超音波画像の他の一部のフレームが計画的にスキップされる。
 また、フレーム間隔調整部19は、第1のフレーム数および第2のフレーム数、すなわち、単位時間当たりに超音波プローブ1から受信された超音波画像のフレーム数および単位時間当たりにスキップされた超音波画像のフレーム数に応じて、超音波画像の他の一部のフレームを計画的にスキップすることで、フレームのスキップ量を制御することもできる。
 この場合、本体側通信回路51により、第1のフレーム数および第2のフレーム数が超音波プローブ1へ送信され、これに応じて、プローブ側通信回路21により、装置本体3から第1のフレーム数および第2のフレーム数が受信される。
 そして、フレーム間隔調整部19により、プローブ側通信回路21によって装置本体3から受信された第1のフレーム数および第2のフレーム数に基づき、例えば、第1のフレーム数と第2のフレーム数との比に応じて、単位時間当たりに装置本体3へ送信される超音波画像の他の一部のフレームが計画的にスキップされる。
 あるいは、フレーム間隔調整部19は、超音波画像を第1のフレーム間隔で送信する高速モード、および、超音波画像を第1のフレーム間隔よりも広い第2のフレーム間隔で送信する低速モードを有し、第2のフレーム数に応じて、高速モードと低速モードとを切り替えてもよい。
 この場合、本体側通信回路51により、第2のフレーム数が超音波プローブ1へ送信され、これに応じて、プローブ側通信回路21により、装置本体3から第2のフレーム数が受信される。
 そして、プローブ側通信回路21によって装置本体3から受信された第2のフレーム数が、定められた割合以上になった場合に、フレーム間隔調整部19により、高速モードから低速モードに切り替えられる。一方、プローブ側通信回路21によって装置本体3から受信された第2のフレーム数が、定められた割合未満になった場合に、フレーム間隔調整部19により、低速モードから高速モードに切り替えられる。
 このように、プローブ側通信回路21により、低速モードと高速モードの間で切り替えがなされる場合には、低速モードおよび高速モードの切り替えに併せて、画像生成部15における超音波画像生成のフレームレート自体を変化させることもできる。
 また、フレーム間隔調整部19は、第1のフレーム数および第2のフレーム数、すなわち、単位時間当たりに超音波プローブ1から受信された超音波画像のフレーム数および単位時間当たりにスキップされた超音波画像のフレーム数に応じて、低速モードと高速モードの一方を選択するように構成することもできる。
 この場合、本体側通信回路51により、第1のフレーム数および第2のフレーム数が超音波プローブ1へ送信され、これに応じて、プローブ側通信回路21により、装置本体3から第1のフレーム数および第2のフレーム数が受信される。
 そして、プローブ側通信回路21によって装置本体3から受信された第1のフレーム数および第2のフレーム数に基づき、例えば、第1のフレーム数と第2のフレーム数との比に応じて、フレーム間隔調整部19により、高速モードおよび低速モードの一方が選択される。
 なお、フレーム間隔調整部19により、第2のフレーム数に応じて超音波画像の他の一部のフレームが計画的にスキップされる場合、または、高速モードと低速モードとが切り替えられる場合であっても、同様に、超音波画像の伝送速度に応じて超音波画像の一部のフレームがスキップされる。
 また、フレーム間隔調整部19は、高速モードおよび低速モードからなる2つのモードに限らず3以上のモードを有していてもよいが、2つのモードまたは3つのモードを有していることが好ましい。
 上記のように、通信品質および第2のフレーム数等の超音波プローブ1から受信された超音波画像に基づく情報を超音波プローブ1へフィードバックすることにより、フレーム間隔調整部19において、超音波画像のフレーム間隔を調整し、無線通信のフレームレートを計画的に引き下げることができる。これにより、超音波画像の伝送速度に応じてスキップされる超音波画像のフレーム数の変動を減らし、超音波画像のフレーム間隔の変動を減らすことができるため、超音波画像において通信品質の変動による影響が視認されることを減らすことができる。
 本発明は、超音波プローブ1と装置本体3との間で無線通信を行うものであればよく、ハンドヘルド型の超音波診断装置に限らず、据置型の超音波診断装置、または装置本体がラップトップ型の端末装置によって実現される携帯型の超音波診断装置においても同様に適用可能である。
 本発明の装置において、送受信回路13、画像生成部15、シーケンス番号付与部17、フレーム間隔調整部19、プローブ制御部23、表示制御部53、通信品質処理部55および本体制御部57等の各種の処理を実行する処理部(Processing Unit)のハードウェア的な構成は、専用のハードウェアであってもよいし、プログラムを実行する各種のプロセッサまたはコンピュータであってもよい。また、参照画像メモリ64、64B等のハードウェア的な構成は、専用のハードウェアであってもよいし、あるいは半導体メモリ等のメモリおよびHDD(Hard Disk Drive:ハードディスクドライブ)およびSSD(Solid State Drive:ソリッドステートドライブ)等のストレージデバイスであってもよい。
 各種のプロセッサには、ソフトウェア(プログラム)を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるCPU(Central Processing Unit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス(Programmable Logic Device:PLD)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理をさせるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。
 1つの処理部を、これら各種のプロセッサのうちの1つで構成してもよいし、同種または異種の2つ以上のプロセッサの組み合わせ、例えば、複数のFPGAの組み合わせ、または、FPGAおよびCPUの組み合わせ等によって構成してもよい。また、複数の処理部を、各種のプロセッサのうちの1つで構成してもよいし、複数の処理部のうちの2以上をまとめて1つのプロセッサを用いて構成してもよい。
 例えば、サーバおよびクライアント等のコンピュータに代表されるように、1つ以上のCPUとソフトウェアの組み合わせで1つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。また、システムオンチップ(System on Chip:SoC)等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を1つのIC(Integrated Circuit)チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。
 さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構成は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路(Circuitry)である。
 また、本発明の方法は、例えば、その各々のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムにより実施することができる。また、このプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することもできる。
 以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
 1 超音波プローブ、3 装置本体、11 振動子アレイ、13 送受信回路、15 画像生成部、17 シーケンス番号付与部、19 フレーム間隔調整部、21 プローブ側通信回路、23 プローブ制御部、25 バッテリ、27 プローブ側プロセッサ、31 パルサ、33 増幅部、35 AD変換部、37 ビームフォーマ、41 信号処理部、43 DSC、45 画像処理部、51 本体側通信回路、53 表示制御部、55 通信品質処理部、57 本体制御部、59 本体側プロセッサ、61 モニタ、63 入力装置、71 通信品質判定部、73 通信品質表示部。

Claims (14)

  1.  超音波プローブと、前記超音波プローブに無線接続された装置本体と、を備え、
     前記超音波プローブは、
     一定のフレームレートで超音波画像を生成する画像生成部と、
     前記超音波画像の伝送速度に応じて、単位時間当たりに前記装置本体へ送信される前記超音波画像の一部のフレームをスキップすることにより、前記装置本体へ送信される前記超音波画像のフレーム間隔を調整するフレーム間隔調整部と、
     前記フレーム間隔が調整された前記超音波画像を無線通信により前記装置本体へ送信するプローブ側通信回路と、を備え、
     前記装置本体は、
     前記超音波プローブから前記無線通信により前記超音波画像を受信する本体側通信回路と、
     前記単位時間当たりに前記超音波プローブから受信された前記超音波画像の第1のフレーム数と、前記超音波プローブにおいて前記単位時間当たりにスキップされた前記超音波画像の第2のフレーム数と、の比に基づいて、前記無線通信の通信品質を判定する通信品質判定部と、
     前記通信品質の情報をモニタに表示させる通信品質表示部と、を備える、超音波診断装置。
  2.  前記超音波プローブは、前記一定のフレームレートで生成された超音波画像に対して、前記超音波画像の生成順にシーケンス番号を付与するシーケンス番号付与部を備え、
     前記通信品質判定部は、前記シーケンス番号に基づいて、スキップされた前記超音波画像の一部のフレームを判定することにより、前記第2のフレーム数を算出する、請求項1に記載の超音波診断装置。
  3.  前記通信品質判定部は、定められた時間内における前記第1のフレーム数と前記第2のフレーム数との比の移動平均値に基づいて、前記無線通信の通信品質を判定する、請求項1に記載の超音波診断装置。
  4.  前記本体側通信回路は、前記第2のフレーム数を前記超音波プローブへ送信し、
     前記プローブ側通信回路は、前記装置本体から前記第2のフレーム数を受信し、
     前記フレーム間隔調整部は、前記装置本体から受信された前記第2のフレーム数が、前記一定のフレームレートに対応する前記超音波画像のフレーム数に対して、定められた割合未満となるように、前記単位時間当たりに前記装置本体へ送信される前記超音波画像の他の一部のフレームをスキップする、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  5.  前記本体側通信回路は、前記第2のフレーム数を前記超音波プローブへ送信し、
     前記プローブ側通信回路は、前記装置本体から前記第2のフレーム数を受信し、
     前記フレーム間隔調整部は、前記超音波画像を第1のフレーム間隔で送信する高速モードおよび前記超音波画像を前記第1のフレーム間隔よりも広い第2のフレーム間隔で送信する低速モードを有し、前記装置本体から受信された前記第2のフレーム数が、前記一定のフレームレートに対応する前記超音波画像のフレーム数に対して、定められた割合以上になった場合に、前記高速モードから前記低速モードに切り替える、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  6.  前記本体側通信回路は、前記第1のフレーム数および前記第2のフレーム数を前記超音波プローブへ送信し、
     前記プローブ側通信回路は、前記装置本体から前記第1のフレーム数および前記第2のフレーム数を受信し、
     前記フレーム間隔調整部は、前記装置本体から受信された前記第1のフレーム数および前記第2のフレーム数に応じて、前記単位時間当たりに前記装置本体へ送信される前記超音波画像の他の一部のフレームをスキップする、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  7.  前記本体側通信回路は、前記第1のフレーム数および前記第2のフレーム数を前記超音波プローブへ送信し、
     前記プローブ側通信回路は、前記装置本体から前記第1のフレーム数および前記第2のフレーム数を受信し、
     前記フレーム間隔調整部は、前記超音波画像を第1のフレーム間隔で送信する高速モードおよび前記超音波画像を前記第1のフレーム間隔よりも広い第2のフレーム間隔で送信する低速モードを有し、前記装置本体から受信された前記第1のフレーム数および前記第2のフレーム数に応じて、前記高速モードおよび前記低速モードの一方を選択する、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  8.  前記通信品質判定部は、前記単位時間当たりに前記超音波プローブから受信された前記超音波画像のフレーム間隔のばらつきを加味して前記通信品質を判定する、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  9.  超音波プローブと、前記超音波プローブに無線接続された装置本体と、を備え、
     前記超音波プローブは、
     一定のフレームレートで超音波画像を生成する画像生成部と、
     前記超音波画像の伝送速度に応じて、単位時間当たりに前記装置本体へ送信される前記超音波画像の一部のフレームをスキップすることにより、前記装置本体へ送信される前記超音波画像のフレーム間隔を調整するフレーム間隔調整部と、
     前記フレーム間隔が調整された前記超音波画像を無線通信により前記装置本体へ送信するプローブ側通信回路と、を備え、
     前記装置本体は、
     前記超音波プローブから前記無線通信により前記超音波画像を受信する本体側通信回路と、
     前記単位時間当たりに前記超音波プローブから受信された前記超音波画像のフレーム間隔のばらつきに基づいて、前記無線通信の通信品質を判定する通信品質判定部と、
     前記通信品質の情報をモニタに表示させる通信品質表示部と、を備える、超音波診断装置。
  10.  前記通信品質判定部は、定められた時間内における前記超音波画像のフレーム間隔のばらつきの移動平均値に基づいて、前記無線通信の通信品質を判定する、請求項9に記載の超音波診断装置。
  11.  前記通信品質判定部は、前記移動平均値が、定められた割合以上大きくなった場合に、前記通信品質が低下したと判定する、請求項10に記載の超音波診断装置。
  12.  前記本体側通信回路は、前記通信品質を前記超音波プローブへ送信し、
     前記プローブ側通信回路は、前記装置本体から前記通信品質を受信し、
     前記フレーム間隔調整部は、前記装置本体から受信された前記通信品質に応じて、前記単位時間当たりに前記装置本体へ送信される前記超音波画像の他の一部のフレームをスキップする、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  13.  超音波プローブと、前記超音波プローブに無線接続された装置本体と、を備える、超音波診断装置の制御方法であって、
     前記超音波プローブの画像生成部が、一定のフレームレートで超音波画像を生成するステップと、
     前記超音波プローブのフレーム間隔調整部が、前記超音波画像の伝送速度に応じて、単位時間当たりに前記装置本体へ送信される前記超音波画像の一部のフレームをスキップすることにより、前記装置本体へ送信される前記超音波画像のフレーム間隔を調整するステップと、
     前記超音波プローブのプローブ側通信回路が、前記フレーム間隔が調整された前記超音波画像を無線通信により前記装置本体へ送信するステップと、
     前記装置本体の本体側通信回路が、前記超音波プローブから前記無線通信により前記超音波画像を受信するステップと、
     前記装置本体の通信品質判定部が、単位時間当たりに前記超音波プローブから受信された前記超音波画像の第1のフレーム数と、前記超音波プローブにおいて前記単位時間当たりにスキップされた前記超音波画像の第2のフレーム数と、の比に基づいて、前記無線通信の通信品質を判定するステップと、
     前記装置本体の通信品質表示部が、前記通信品質の情報をモニタに表示させるステップと、を含む、超音波診断装置の制御方法。
  14.  超音波プローブと、前記超音波プローブに無線接続された装置本体と、を備える、超音波診断装置の制御方法であって、
     前記超音波プローブの画像生成部が、一定のフレームレートで超音波画像を生成するステップと、
     前記超音波プローブのフレーム間隔調整部が、前記超音波画像の伝送速度に応じて、前記装置本体へ送信される前記超音波画像の一部のフレームをスキップすることにより、前記装置本体へ送信される前記超音波画像のフレーム間隔を調整するステップと、
     前記超音波プローブのプローブ側通信回路が、前記フレーム間隔が調整された前記超音波画像を無線通信により前記装置本体へ送信するステップと、
     前記装置本体の本体側通信回路が、前記超音波プローブから前記無線通信により前記超音波画像を受信するステップと、
     前記装置本体の通信品質判定部が、単位時間当たりに前記超音波プローブから受信された前記超音波画像のフレーム間隔のばらつきに基づいて、前記無線通信の通信品質を判定するステップと、
     前記装置本体の通信品質表示部が、前記通信品質の情報をモニタに表示させるステップと、を含む、超音波診断装置の制御方法。
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