JP2006055511A

JP2006055511A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JP2006055511A
Application number: JP2004242576A
Authority: JP
Inventors: Takanari Uno; 隆也宇野
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-08-23
Filing date: 2004-08-23
Publication date: 2006-03-02

Abstract

【課題】より簡易に管理できる超音波診断装置を提供する。
【解決手段】超音波を送受し、得られた受信信号に基づいて超音波画像を形成する超音波診断装置１０は、複数の機能モジュール２０ａ〜２０ｄと、中継装置１８と、を有する。複数の機能モジュール２０ａ〜２０ｄは、超音波診断装置１０の内部に設けられ、超音波診断装置の処理部を機能的に大別してそれぞれモジュール化したもので、それぞれが通信インターフェースを備えている。中継装置１８は、超音波診断装置１０の内部に設けられ、複数の機能モジュール２０ａ〜２０ｄそれぞれとネットワーク接続されており、複数の機能モジュール２０ａ〜２０ｄと外部ネットワーク環境２４との通信を中継する。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波を送受し、得られた受信信号に基づいて超音波画像を形成する超音波診断装置に関する。

生体内に超音波を送受波して生体内組織に関する情報を取得する超音波診断装置が広く普及している。この中には、通信インターフェースを備え、超音波診断装置の外部の情報機器と通信可能なものがある（例えば、特許文献１など）。通信機能を備えた超音波診断装置をＬＡＮなどのネットワーク環境に組み込むことにより、容易に他の情報端末とのデータの共有が可能となる。

特開２００２−１５９４９３号公報

しかしながら、超音波診断装置をＬＡＮなどのネットワーク環境の一部として構成した場合、ネットワーク環境の変化に応じて、超音波診断装置の通信インターフェースやＯＳの更新も必要となる場合があった。さらに、超音波診断装置のＯＳを更新した場合、ＯＳの機能を利用した超音波診断装置の各種ソフトウェアも影響を受ける恐れがあり、これら各種ソフトウェアも更新する必要が生じる。このＯＳやソフトウェアの更新作業は時間や手間がかかり、超音波診断装置の管理を煩雑にしていた。

そこで、本発明では、より簡易に管理でき得る超音波診断装置を提供することを目的とする。

本発明の超音波診断装置は、超音波を送受し、得られた受信信号に基づいて超音波画像を形成する超音波診断装置であって、前記超音波診断装置の内部に設けられ、前記超音波診断装置の処理部を機能的に大別してそれぞれモジュール化した複数の機能モジュールであって、それぞれが通信インターフェースを備える複数の機能モジュールと、前記超音波診断装置の内部に設けられ、前記複数の機能モジュールそれぞれとネットワーク接続された中継装置であって、前記複数の機能モジュールと外部ネットワーク環境との通信を中継する中継装置と、を有し、超音波診断装置の内部でＬＡＮを構築することを特徴とする。

好適な態様では、前記中継装置は、他の情報機器とネットワーク接続可能であって、前記処理部は、前記中継装置を介して前記他の情報機器と通信可能である。別の好適な態様では、各機能モジュールは、他の機能モジュールと遣り取りする信号のうち、少なくとも一部を前記中継装置を介して遣り取りする。望ましくは、前記ネットワーク接続を介して遣り取りされる信号は、各機能モジュールを制御する制御信号を含む。

ここで、中継装置は、ルータであることが好適であるが、外部ネットワーク環境との通信を中継する機能を備えていれば、リピータやブリッジなどであってもよい。また、通信インターフェースとは、通信ケーブルを接続する通信ポートや通信ソフトなど、ネットワーク通信に必要なハード的、ソフト的インターフェースを指す。また、ネットワーク接続は、ＬＡＮケーブルや光ケーブルなどを用いた有線接続でも、無線や赤外線、レーザを用いた無線接続でもよい。また、他の情報機器は、ＰＣやＰＤＡ，ネットワークプリンタ、通信機能を備えた他の超音波診断装置など、通信機能を備えた機器全般を指す。

本発明によれば、外部ネットワーク環境との通信を中継する中継装置を設けており、外部ネットワーク環境の変化を中継装置のみで吸収できる。したがって、超音波診断装置の他の構成要素が外部ネットワーク環境の影響を受けにくい。そのため、超音波診断装置をより簡易に管理できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１に本発明の実施の形態である超音波診断装置１０の概念図を示す。

この超音波診断装置１０は、本体部１４と、これに接続されるプローブ１２や周辺機器１６などからなる。本体部１４の内部には、中継装置１８が設けられており、この中継装置１８を介して外部のネットワーク環境２４との通信を行う。また、本体部１４の内部には、超音波の送受や超音波画像形成に関する信号処理を行う処理部１５も設けられている。処理部１５は、機能的に大別でき得る機能ごとにモジュール化されている。各機能をモジュール化した機能モジュール２０ａ〜２０ｄは、それぞれ中継装置１８にネットワーク接続されており、超音波診断装置１０の内部にてＬＡＮが構築されている。以下、この超音波診断装置１０について詳説する。

周知のように、超音波診断装置１０は、超音波を送受し、それにより得られた受信信号に基づいて超音波画像の形成を行う。本体部１４の内部には、この超音波の送受や超音波画像の形成に関する信号処理を行う処理部が設けられている。この処理部は、物理的には、１以上のＣＰＵやメモリ、回路、メモリに搭載されたソフトウェアなどから構成される。また、機能的には、超音波の送受信信号を処理する送受信処理部や、受信信号をもとに超音波画像を形成する画像形成部、各部の制御を行う制御部などの複数の構成要素に大別でき得る。

本実施の形態では、この機能的に大別でき得る各処理単位を、機能モジュール２０ａ〜２０ｄとして実現している。各機能モジュール２０ａ〜２０ｄは、ＣＰＵやメモリ、回路、メモリに搭載されたソフトウェアを有し、各機能ごとに必要な処理を実行する。また、各機能モジュール２０ａ〜２０ｄは、ＰＣＩバスやＩＳＡバスなどの信号線３０を介して互いに接続されており、他の機能モジュールとのデータの遣り取りができる。さらに、各機能モジュール２０ａ〜２０ｄは、いずれも、ＴＣＰ／ＩＰの通信インターフェース（図示せず）を有しており、それぞれ、中継装置１８にネットワーク接続されている。したがって、各機能モジュール２０ａ〜２０ｄは、互いに、他の機能モジュールと通信可能となっている。つまり、本体部１４の内部には、各機能モジュール２０ａ〜２０ｄがノードに相当する一つのＬＡＮが構築されているといえる。

なお、必ずしも、処理部の全ての構成要素がモジュール化されている必要はなく、一部のみがモジュール化されていてもよい。また、処理部１５に含まれない構成要素、例えば、外部記憶装置なども一つの機能モジュールとして中継装置１８に接続されてもよい。ここで、通信インターフェースとは、通信ケーブルを接続するための通信ポートや、通信を実行するための通信ソフトなど、ＴＣＰ／ＩＰの通信を実行するために必要なインターフェースを指す。さらに、ネットワーク接続は、ＬＡＮケーブルや光ケーブルを用いた有線接続でも、無線や赤外線などを用いた無線接続でもよい。

中継装置１８は、外部ネットワーク環境２４、例えば、超音波診断装置が置かれている病院内のＬＡＮなどと接続されており、外部ネットワーク環境２４と各機能モジュール２０ａ〜２０ｄとの通信を中継する。中継装置１８は、外部ネットワーク環境２４と各機能モジュール２０ａ〜２０ｄとの間で送受信されるデータのプロトコルを解釈し、その内容に応じたデータの配信制御を行う。つまり、超音波診断装置１０の内部と、外部ネットワーク環境２４との通信には、必ず、この中継装置１８が介在する。外部ネットワーク環境２４が変化した場合、その変化はこの中継装置１８にて吸収できる。すなわち、超音波診断装置１０の外部ネットワーク環境２４がサイバー攻撃を受けた場合でも、中継装置１８が攻撃を受けるのみで、中継装置１８の内側には影響が及ばない。また、超音波診断装置１０を別のネットワーク環境に接続した場合、中継装置１８と、そのネットワーク環境の接続設定をすればよいので、超音波診断装置１０の内部のＬＡＮの設定には影響が及ばない。つまり、外部ネットワーク環境２４が変化しても、超音波診断装置１０のＯＳや各種ソフトウェアは影響されず、より簡易に超音波診断装置を管理できる。

中継装置１８は、さらに、他の情報機器２２、例えば、ＰＣやＰＤＡ，通信機能を備えた他の超音波診断装置とネットワーク接続可能となっており、他の情報機器２２と超音波診断装置１０との通信が容易に実現できるようになっている。つまり、他の情報機器２２も中継装置１８に接続することにより、超音波診断装置の内部のＬＡＮに簡易に組み込むことができる。これにより、超音波診断装置１０がネットワーク環境のない場所に置かれた場合でも、簡易に他の情報機器２２とのデータの共有ができる。

なお、図１においては、各機能モジュール２０ａ〜２０ｄおよび他の情報機器２２は、直接、中継装置１８に接続しているが、ハブのようなケーブルを分岐・中継する機器を介在させてもよい。ハブを介在させることにより、より多くの機器を中継装置１８にネットワーク接続できる。また、中継装置１８は、必ずしも、外部ネットワーク環境２４に接続されている必要はない。また、中継装置１８は、通過させるデータやプロトコルの種類を制限できるフィルタリング機能を備えていてもよい。フィルタリング機能を設けることにより、外部からのサイバーアタックに対する防御力を向上できる。

この超音波診断装置１０では、超音波の受信信号や超音波画像データなど、高度のリアルタイム性が要求され、比較的データ量の大きいデータは、ＰＣＩバスなどの信号線３０を介して送受信される。一方、各機能モジュール２０ａ〜２０ｄを制御するための制御信号など、比較的リアルタイム性が低く、データ容量の小さいデータは、ＴＣＰ／ＩＰによる通信によって送受信される。ただし、ＴＣＰ／ＩＰの通信速度によっては、各機能モジュール２０ａ〜２０ｄで送受信されるデータの全てをＴＣＰ／ＩＰによる通信で送受信してもよい。

次に、この超音波診断装置の構成について、より具体的に説明する。図２に、より具体化した超音波診断装置４０のブロック図を示す。

プローブ４２は、被検体の体表面上に当接、または、体腔内に挿入される超音波探触子である。これは、内部に複数の振動素子が設けられており、送受信モジュール６０からの信号に応じて、超音波の送受波を行う。超音波の送信信号、および、超音波の受信信号は、プローブ４２と送受信モジュール６０とを接続するプローブケーブル７６を介して遣り取りされる。

本体部４４は、複数の機能モジュール６０〜６８と、各機能モジュール６０〜６８が接続されたルータ７０が設けられている。各機能モジュール６０〜６８は、それぞれＣＰＵやメモリ、信号処理回路などを搭載したＰＣＩボード（ＰＣＩの規格に準拠した拡張ボード）として実現され、同一マザーボードに搭載される。そして、各機能に応じた処理内容が、ソフトウェア、ハードウェア、または、これらの組み合せで実現されている。各機能モジュール６０〜６８は、実太線で示すＰＣＩバス７２で接続され、他の機能モジュールとのデータの送受信がなされる。また、各機能モジュール６０〜６８は、ＴＣＰ／ＩＰの通信インターフェース（例えば、イーサネット（登録商標）ポートや、通信ソフトウェア）を有しており、破線で示すＬＡＮケーブル７４を介してルータ７０にネットワーク接続されている。以下、この各機能モジュール６０〜６８について説明する。

送受信モジュール６０は、送信ビームフォーマー及び受信ビームフォーマーとして機能する機能モジュールである。すなわち、送受信モジュール６０は、プローブ４２内の複数の振動素子を駆動するための駆動信号を生成し、プローブ４２に供給する。また、複数の振動素子が受信した受信信号に対して整相加算処理などを実行する。これらの処理は、制御モジュール６６からの指示に応じて行なわれる。ここで、振動素子の駆動信号は、プローブケーブル７６を介してプローブ４２に送信される。また、整相加算後の受信信号は、ＰＣＩバス７２を介して画像形成モジュール６２へ出力される。さらに、制御モジュール６６との間で送受信される制御信号は、ＬＡＮケーブル７４を介したＴＣＰ／ＩＰの通信によって送受信される。すなわち、制御信号は、ＴＣＰ／ＩＰに適したパケット信号に変換され、ＴＣＰ／ＩＰという汎用的な規格に基づいた経路で送受信される。

画像形成モジュール６２は、整相加算後の受信信号に基づいて、Ｂモード画像（断層画像）形成のための信号処理やドプラ画像形成のための信号処理などを実行する機能モジュールである。画像形成モジュール６２は、得られた受信信号に対して、座標変換や補間など行い、Ｂモード画像やドプラ画像などの超音波画像データを作成する。作成された超音波画像データは、ＰＣＩバス７２を通じてビデオプロセスモジュール６４に渡される。この画像形成モジュール６２も、制御モジュール６６により制御されており、その制御信号は、ＴＣＰ／ＩＰに基づいた通信で送受信される。

ビデオプロセスモジュール６４は、得られた超音波画像データを必要に応じて、他の超音波画像データや他の計測データを示す画像データと合成し、モニタに表示する表示画像データを形成する。得られた表示画像データは、テレビ信号に変換された上で、モニタ４６やビデオ出力部４８に出力される。このビデオプロセスモジュール６４も、制御モジュール６６により制御されており、その制御信号は、ＴＣＰ／ＩＰに基づいた通信で送受信される。

制御モジュール６６は、各機能モジュール６０〜６８の制御を含め、装置の全体動作を制御するモジュールである。制御モジュール６６は、操作パネル（図示せず）から入力されるユーザの指示に応じて装置の各部を制御し、その指示に応じた処理を実現する。この制御モジュール６６から出力される制御信号は、パケット化され、ＬＡＮケーブル７４を通じてのＴＣＰ／ＩＰに基づく通信によって送信される。また、この制御モジュール６６は、後述するルータ７０を経由して、外部ネットワーク環境５２との通信が可能であり、外部ネットワーク環境５２に設置された情報機器とデータ送受信ができる。

このように各機能ごとに、モジュール化することにより、機能の変更や拡張をより柔軟に行うことができる。すなわち、モジュール化することにより各機能モジュール６０〜６８が他の機能モジュールの影響を受けにくく、容易に新たな機能の追加や既存機能の更新ができる。したがって、新たなオプション機能を追加する場合は、オプションモジュール６８を追加すればよい。この際、他の機能モジュールが受ける影響は最小限にできるため、設計変更を容易にできる。また、制御信号の送受信のインターフェースをＴＣＰ／ＩＰという汎用的なものを用いているため、信号の送受信に関する設計を容易にすることができる。

ルータ７０は中継装置として機能する。これは、複数のＬＡＮポート（イーサネット（登録商標）ポート）を有しており、複数の機能モジュール６０〜６８とネットワーク接続できる。さらに、外部ネットワーク環境５２と接続されており、外部ネットワーク環境５２との通信が可能となっている。この際、ルータ７０は、外部ネットワーク環境５２に対して固定のＩＰアドレスを有している。また、このルータ７０は、ＤＨＣＰ機能を備えており、ＬＡＮポートに接続された各種機器に対してローカルのＩＰアドレスを発行する。そして、ＩＰアドレスに基づいて、送受信されるデータの配信を行う。各機能モジュール６０〜６８から送信されたデータが外部ネットワーク環境宛てと判断すれば、そのデータを外部ネットワーク環境５２に送り出す。また、外部ネットワーク環境５２から送信されたデータは、ＩＰアドレスに基づいて各機能モジュール６０〜６８に配信する。

このように、ルータ７０を介して外部のネットワーク環境５２と接続されているため、外部ネットワーク環境５２が変化した場合は、このルータ７０を更新するだけでよい。具体的には、外部ネットワーク環境に脆弱性が発見された場合や、コンピュータウィルスが発生した場合でも、それに対する対応はルータ７０にのみ施せばよい。そのため、外部のネットワーク環境５２が変化しても、超音波診断装置４０のＯＳや各種ソフトウェアは影響されにくく、より簡易に超音波診断装置４０を管理できる。また、ルータ７０により超音波診断装置４０の内部と外部ネットワーク環境５２とが、ネットワーク的に分離されているため、超音波診断装置４０内部からの情報漏洩を低減できる。

また、このルータ７０は、他の情報機器５４，５６とネットワーク接続できるように外部接続用のＬＡＮポートを有している。この外部接続用のＬＡＮポートに他の情報機器、例えば、ＰＣや通信機能を備えた超音波診断装置などを接続すれば、超音波診断装置と他の情報機器５４，５６との通信が簡易に実現できる。したがって、超音波診断装置４０の設置場所にネットワーク環境が構築されていなくても、簡易に他の情報機器とのデータ共有が可能となる。そのため、例えば、取得した超音波画像データや計測データを他のコンピュータに記憶させたり、得られた各種データをネットワークプリンタで印刷したりすることが容易にできる。また、直接、携帯用パソコンなどを接続できるため、超音波診断装置のメンテナンス時における超音波診断装置のソフトウェア更新などが簡易に行える。また、通信機能を備えた携帯用の簡易超音波診断装置と接続することもできる。これにより、表示機能や信号処理能力が比較的低い簡易超音波診断装置で取得したデータを、表示機能や信号処理能力が高い超音波診断装置で扱うといったことがより簡易に行える。

以上、説明したように本実施の形態によれば、中継装置（ルータ）を設けているため、外部のネットワーク環境の変化による影響を受けにくく、超音波診断装置をより簡易に管理できる。また、ネットワーク環境のない場所に置かれても、容易に他の情報機器とのデータ共有が可能となる。さらに、各機能ごとにモジュール化されているため設計の拡張性を向上できる。特に、制御信号など、送受信される信号の一部をＴＣＰ／ＩＰという汎用的なインターフェースで行うため、信号送受信に関するインターフェース設計を簡易化できる。

本発明の実施の形態である超音波診断装置の概念図である。図１をより具体化した超音波診断装置のブロック図である。

符号の説明

１０，４０超音波診断装置、１２，４２プローブ、１４，４４本体部、１５，５８処理部、１６周辺機器、１８中継装置、２０機能モジュール、２２，５４，５６情報機器、２４，５２外部ネットワーク環境、３０信号線、４６モニタ、４８ビデオ出力部、６０送受信モジュール、６２画像形成モジュール、６４ビデオプロセスモジュール、６６制御モジュール、６８オプションモジュール、７０ルータ、７２ＰＣＩバス、７４ＬＡＮケーブル。

Claims

超音波を送受し、得られた受信信号に基づいて超音波画像を形成する超音波診断装置であって、
前記超音波診断装置の内部に設けられ、前記超音波診断装置の処理部を機能的に大別してそれぞれモジュール化した複数の機能モジュールであって、それぞれが通信インターフェースを備える複数の機能モジュールと、
前記超音波診断装置の内部に設けられ、前記複数の機能モジュールそれぞれとネットワーク接続された中継装置であって、前記複数の機能モジュールと外部ネットワーク環境との通信を中継する中継装置と、
を有し、超音波診断装置の内部でＬＡＮを構築することを特徴とする超音波診断装置。
請求項１に記載の超音波診断装置であって、
前記中継装置は、他の情報機器とネットワーク接続可能であって、
前記処理部は、前記中継装置を介して前記他の情報機器と通信可能であることを特徴とする超音波診断装置。
請求項１または２に記載の超音波診断装置であって、
各機能モジュールは、他の機能モジュールと遣り取りする信号のうち、少なくとも一部を前記中継装置を介して遣り取りすることを特徴とする超音波診断装置。
請求項３に記載の超音波診断装置であって、
前記ネットワーク接続を介して遣り取りされる信号は、各機能モジュールを制御する制御信号を含むことを特徴とする超音波診断装置。
請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波診断装置であって、
前記中継装置は、ルータであることを特徴とする超音波診断装置。