JP2008212677A - 物理的制御器によって超音波システムを制御するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザインタフェースによって超音波システムを制御するための方法及びデバイスを提供する。
【解決手段】超音波システム１００を制御するためのユーザインタフェース１５０は、超音波データを表示するためのディスプレイ１５２と複数の物理的制御器とを備える。該物理的制御器のうちの少なくとも１つは超音波システム１００の複数の機能を制御するように構成されると共に、システムパラメータに関連付けされた物理的作用を提供するユーザ操作可能部材を有する。該物理的作用は回転性及び並進性の移動を含み、また該システムパラメータの各々は１つの超音波システム作用に関連付けされている。
【選択図】図２

Description

本発明は、全般的には超音波システムに関し、さらに詳細には、ユーザインタフェースによって超音波システムを制御するための方法及びデバイスに関する。

超音波撮像デバイスによって患者を撮像するときに、ユーザは片方の手で探触子またはトランスジューサを患者上に保持し、もう一方の手でシステムの動作を制御するのが一般的である。例えば、回転器、トグル器、押下ボタン、トラックボール、キーボードその他などの物理的制御器がシステムの表面上に配置されていることがある。ユーザはディスプレイ上の超音波画像から目を離すことなく物理的制御器の配置及び機能を把握できていることが望ましい。

物理的制御器のうちの幾つかは、物理的制御器の作動による結果生じるシステム応答または作用がシステムの状態に基づくという意味でコンテキスト依存的となることがある。例えば回転式制御器は心臓走査の際はあるシステムパラメータを調整するものであり、また甲状腺走査の際は別のシステムパラメータを調整するものとなることがある。こうしたケースでは、ユーザに対してそのシステムパラメータを指示するために制御器の近傍や主ディスプレイ上にコンテキスト依存的なラベルを表示させることがある。近い機能をグループ化して一緒にするかつ／または全体として必要な物理的制御器の数を最小限にするという試みとして、コンテキスト依存的な物理的制御器のマッピングがユーザに提供されることがある。

しかしながら、ユーザの物理的作用と所望のシステム作用または応答とを直感的に一致させることは困難であることが多い。例えばユーザインタフェース上の物理的制御器が回転式デバイスでありかつそのシステム応答がディスプレイ上の輝度の調整である場合、多くのユーザは輝度の増加では制御器を時計方向（ＣＷ）に、また輝度の低下では制御器を反時計方向（ＣＣＷ）に回すのが論理的であると考えるであろう。しかし物理的制御器が回転式デバイスでありかつそのシステム作用がディスプレイ上でドプラベースラインなどのパラメータを上下方向あるいは左右方向（ドプラステアリングの場合など）に物理的に移動させることである場合、所望のシステム応答を得るようにマッピングされたＣＷ／ＣＣＷ方向ではユーザによる物理的制御器の動かし方が一貫性とならない。さらに、あるユーザと別のユーザでバラツキがある。

上／下トグルスイッチ、左／右トグルスイッチ、回転式デバイス、押下ボタンなどの多種多様な異なるコンテキスト依存的な物理的制御器が利用可能となり得る。例えばユーザインタフェースによって５つのコンテキスト依存的物理的制御器が提供される場合、その制御器のうちの２つを回転式デバイスとすることがあり、制御器のうちの２つを上／下トグルスイッチとすることがあり、また制御器のうちの１つを押下ボタンとすることがある。別法として、回転式制御器は押下ボタンに関する追加的な機能を有することがある。所与の装置状態について、実行しようとするシステム作用が依然として利用可能な物理的制御器と十分にマッチしないことがあり得る。例えばある装置状態では、制御を要する５つのシステム作用に対しては５つの回転式デバイスを使用するのが最も直感的であり、別の装置状態に関するシステム作用の制御で最も直感的な物理的作用となり得るようなトグルスイッチや押下ボタンに対しては物理的余地がないことがある。

追加のボタンや制御器が互いに組み合わされて位置決めされることがある。例えば押下ボタンは、ボタンの１つを上側かつ１つを下側にして、あるいは１つを上側、１つを下側、１つを左側かつ１つを右側にして回転式デバイスの近くに配置させることがある。次いで、回転器の上側と下側に配置させた押下ボタンを上／下の動きを要求するシステム作用とマッピングさせることがある。１つの欠点は、ユーザがディスプレイ上でパラメータを上下に移動するために実施する物理的作用が２つの押下ボタンにマッピングされており、依然としてユーザにとって直感的でないことがある点である。別の欠点は、複数の制御器のためにかなりのスペースを必要とすることや、占有するスペースを小さくするために理想的サイズと比べてより小さく製作しなければならない点である。物理的制御器を小さく作ること、及び／または制御器を互いに接近して位置決めすることによって、制御器が使いにくくなる。スペースは、携行式その他の小型化した超音波装置などの小型超音波装置に関しては概して特に重要な一要因となる。したがってユーザインタフェースをそのデバイスの残りの部分のスケールとマッチングさせ、スペース制約の域内で所望の機能を提供できることが望ましい。
米国特許第７，１０３，２０５ Ｂ２号 米国特許出願公開第２００５／０１１９５２８ Ａ１号 米国特許第６，８７２，１７８ Ｂ２号 米国特許第６，５０３，２０５ Ｂ２号 米国特許出願公開また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。第２００２／００４２５７４ Ａ１号 米国特許第５，９１９，１３８号 米国特許第５，８４４，１４０号 ＷＯ第０３／１０１３０３ Ａ１号

したがって、超音波システムのユーザインタフェース上の周知の物理的制御器では、必要な物理的スペースを最小化している一方で直感的作用やコンテキストベースの直感的作用を実行するように構成されていない。

一実施形態では、超音波システムを制御するためのユーザインタフェースは、超音波データを表示するためのディスプレイと、複数の物理的制御器と、を備える。物理的制御器のうちの少なくとも１つは、超音波システムの複数の機能を制御するように構成されると共に、システムパラメータに関連付けされた物理的作用を提供するユーザ操作可能部材を有する。これらの物理的作用には、回転性及び並進性の移動を含んでおり、また該システムパラメータの各々は１つの超音波システム作用に関連付けされている。

別の実施形態では、超音波システムを制御するための方法は、複数機能（マルチ機能）制御器の第１の物理的作用を検出する工程を含む。この第１の物理的作用は回転性移動であり、またこの第１の物理的作用に関連付けされた第１のシステム作用が実行される。マルチ機能制御器の第２の物理的作用が検出される。この第２の物理的作用は、互いに異なる第１と第２の方向のうちの一方への並進性移動である。第２の物理的作用に関連付けされた第２のシステム作用が実行される。第１及び第２のシステム作用は互いに異なっている。

さらに別の実施形態では、超音波システムを制御するための方法は超音波システムの装置状態を検出する工程を含む。超音波システムと相互に接続されたユーザ制御器の物理的作用が検出される。この物理的作用はユーザ制御器の少なくとも４つの物理的状態のうちの１つである。この物理的作用及び装置状態に関連付けされたシステム作用が実行される。

上述した要約、並びに本発明のある種の実施形態に関する以下の詳細な説明は、添付の図面と共に読むことによってさらに十分な理解が得られよう。これらの図面が様々な実施形態の機能ブロックからなる図を表している場合も、必ずしもこれらの機能ブロックがハードウェア回路間で分割されることを意味するものではない。したがって例えば、１つまたは複数の機能ブロック（例えば、プロセッサやメモリ）を単一のハードウェア（例えば、汎用の信号プロセッサまたはランダムアクセスメモリ、ハードディスク、その他）内で実現させることがある。同様にそのプログラムは、スタンドアロンのプログラムとすること、オペレーティングシステム内のサブルーチンとして組み込まれること、インストールしたソフトウェアパッケージの形で機能させること、その他とすることができる。こうした様々な実施形態は図面に示した配置や手段に限定されるものではないことを理解すべきである。

図１は、超音波システム１００のブロック図を表している。超音波システム１００は、パルス状の超音波信号を身体内に送出するように探触子１０６内部のトランスジューサ１０４を駆動させる送信器１０２を含む。多種多様な幾何学構成が使用されることがある。超音波信号は血球や筋肉組織などの身体内の構造で後方散乱され、トランスジューサ１０４に戻されるエコーが生成される。このエコーは受信器１０８によって受信される。受信したエコーは、ビーム形成を実施してＲＦ信号を出力するビーム形成器１１０を通過させる。次いでこのＲＦ信号は、ＲＦプロセッサ１１２を通過させる。別法として、ＲＦプロセッサ１１２はＲＦ信号を復調してエコー信号を表すＩＱデータ対を形成する複素復調器（図示せず）を含むことがある。ＲＦまたはＩＱ信号データは次いで、一時的に保存するためにＲＦ／ＩＱバッファ１１４に直接導かれることがある。患者データの入力の制御、走査の変更あるいはパラメータの表示その他を含め超音波システム１００の動作を制御するために、以下でさらに詳細に記載するユーザ入力１２０が使用されることがある。

超音波システム１００はさらに、収集した超音波情報（すなわち、ＲＦ信号データまたはＩＱデータ対）を処理するため、並びに表示システム１１８上への表示用の超音波情報フレームを作成するためのプロセッサ１１６を含む。プロセッサ１１６は、収集した超音波情報に対して複数の選択可能な超音波様式に従った１つまたは複数の処理動作を実行するように適応させている。収集した超音波情報は、走査セッション中にエコー信号を受け取りながらリアルタイムで処理されることがある。追加としてまたは別法としてその超音波情報は、走査セッション中はＲＦ／ＩＱバッファ１１４内に一時的に保存され、リアルタイム性がより低いライブ動作またはオフライン動作で処理されることがある。

超音波システム１００は、人間の眼の認知速度に近い５０フレーム毎秒を超えるフレームレートで超音波情報を連続して収集することがある。収集した超音波情報は表示システム１１８上にこれより低いフレームレートで表示されることがある。即座に表示される予定がない収集超音波情報の処理済みフレームを保存するためにメモリ１２２が含まれている。例示的な実施形態では、メモリ１２２は少なくとも数秒間分の超音波情報フレームを保存できるだけの十分な容量をもつ。超音波情報フレームは、その取り出しを容易にするようにその収集順にまたは収集時間に従った方式で保存されている。メモリ１２２は周知の任意のデータ記憶媒体を含むことがある。

プロセッサ１１６の内部には複数機能（マルチ機能）検出モジュール１２４が設けられることがあり、またこの検出モジュール１２４はハードウェアまたはソフトウェア、あるいはこれらの組み合わせの形態で実現されることがある。マルチ機能検出モジュール１２４はユーザ入力１２０上に設けられたマルチ機能制御器（以下で検討する）から信号を受け取る。マルチ機能制御器は、ノブ及び／またはマルチ位置ジョイスティックなどのユーザ操作可能部材を通じて作動させることがある。マルチ機能検出モジュール１２４はマルチ機能制御器を監視し、並進性移動や回転性移動あるいは押下移動などの物理的作用が発生したか否かを特定する。並進性移動の一例は上／下、左／右あるいは別の方向へのトグル動作とすることがあり、一方回転性移動は時計方向（ＣＷ）及び／または反時計方向（ＣＣＷ）方向への回転とすることがある。マルチ機能検出モジュール１２４はさらに、マルチ機能制御器を監視し、その制御がある具体的な状態に維持されているか否かを特定する（例えば、所定の持続時間しきい値を超える時間長にわたって制御器が上方向トグル位置に保持されているか否かが特定される）。マルチ機能検出モジュール１２４はさらに移動速度に関してマルチ機能制御器を監視する（例えば、所定の速度しきい値を超える回転速度で制御器が回されているか否かが監視される）。これらの所定の持続時間しきい値及び所定の速度しきい値はメモリ１２２内に保存されることがあり、また当該マルチ機能制御器によって決定されないことがある。これらのしきい値はさらに、システム状態によって決定されることがあり、またユーザによってオン／オフするように設定または選択されることがある。

マルチ機能検出モジュール１２４は、情報をマルチ機能マッピングモジュール１２６に転送しており、これを任意選択でプロセッサ１１６の内部に保存することもできる。マルチ機能マッピングモジュール１２はハードウェアやソフトウェア、あるいはこれらの組み合わせの形で実現することができる。マルチ機能マッピングモジュール１２６は、特定のシステム機能（複数のこともある）を物理的な制御器にマッピングするためのテーブル、チャート、データベース及び／または別のマッピング機能を保存することができる。このマッピングは、使用しているシステム１００及び／またはプロトコルの状態に基づき変更することができる。マルチ機能マッピングモジュール１２６はこの情報を用いて修正すべきシステムパラメータまたは機能を特定する。マルチ機能マッピングモジュール１２６はさらに、ある位置または状態に維持されている物理的制御器に基づき、あるいはマルチ機能検出モジュール１２４により検出される所定の持続時間しきい値及び／または所定の速度しきい値を基準とした変化率に基づきシステム応答の変化率を規定することができる。

図２は、図１に示した超音波システム１００及びユーザ入力１２０と共に使用できるユーザインタフェース１５０を表している。ユーザインタフェース１５０は、表示され得る超音波データやその他のデータとの対話と、さらには情報の入力と走査パラメータの設定及び変更とのためにユーザが物理的に操作し得る複数のインタフェースオプションを提供する。インタフェースオプションは、指定の入力、プログラム可能な入力、コンテキスト型入力、その他向けに使用することができる。指定のシステム作用を実施するため、したがって指定のシステム応答を実現するために異なる物理的作用がユーザにとってより直感的となるように様々なタイプの物理的制御器が設けられる。本明細書では、キーボードやトラックボールなどユーザインタフェース１５０上に総称表示されるインタフェースオプションのうちの幾つかについては検討しないことにする。

ユーザインタフェース１５０上にはさらにディスプレイ１５２が設けられている。ディスプレイ１５２を一体型として図示しているが、これをユーザインタフェース１５０と別にすることやこれから分離可能とすることもできることを理解されたい。ディスプレイ１５２は任意選択では、表示させたグラフィックス、アイコン、その他などに触れることによってユーザがオプションを選択できるようにしたタッチスクリーンとすることがある。

ディスプレイ１５２の近傍には第１、第２、第３、第４及び第５のマルチ機能制御器１５４、１５６、１５８、１６０及び１６２を配置させている。第１〜第５のマルチ機能制御器１５４〜１６２の各々は複数の異なる物理的状態を提供する。例えば単一のマルチ機能制御器によって、８種類や１２種類の状態など複数の異なる状態を許容するようにＣＷ／ＣＣＷ回転、上／下トグル、左／右トグル、別の位置トグル、並びにオン／オフまたは押下式のボタンからなる移動機能を提供することがある。異なる組み合わせが可能であり本明細書で検討したものに限ることはない。任意選択では、上／下トグル及び／または左／右トグルなどの少なくとも２つのトグル位置を伴うＣＷ／ＣＣＷ回転式機能など８つ未満の状態が提供されることもある。任意選択では、少なくとも２つのトグル位置に押下ボタン機能が設けられることがある。第１〜第５のマルチ機能制御器１５４〜１６２は例えば、ジョイスティック回転式制御器として構成されることがある。

第１、第２、第３、第４及び第５のマルチ機能制御器１５４〜１６２はディスプレイ１５２上の第１、第２、第３、第４及び第５のラベル表示エリア１８０、１８２、１８４、１８６及び１８８のそれぞれの中に表示させたラベルと関連付けさせることがある。別法として、対応するマルチ機能制御器の近傍に配置させたＬＥＤや別の小型ディスプレイなどの異なる表示エリア上にラベルを表示させることがある。

第１〜第５のマルチ機能制御器１５４〜１６２の各々はコンテキスト依存的とすることがあり、したがって対応するラベル上にコンテキスト依存的情報を表示させることがある。このラベルは、目下のコンテキストまたはシステム状態内でのマルチ機能制御器の物理的作用に関連付けされこれによって変更を受けるシステムパラメータを指示している。このシステムパラメータはシステム作用または応答とリンクさせている。物理的作用は例えば、対応するシステム作用を実現するのにユーザにとって最も論理的なものに基づいて事前決定されることがある。マルチ機能制御器がコンテキスト依存的である場合、物理的作用に関連付けされたシステムパラメータは超音波の用途及び／または超音波装置のコンテキストまたは状態に基づいて変更されることがある。例えば、心臓走査を収集する際の関連付けは肝臓走査と比較して異なることがある。超音波システム１００がどのような装置状態にあるかに応じて、第１〜第５のマルチ機能制御器１５４〜１６２の物理的作用のうちの１つまたは幾つかは、ある異なるシステムパラメータにマッピングされることがあり、かつ／またはいずれのシステムパラメータに対しても割り当てやマッピングを受けないことがある。

ユーザインタフェース１５０上には第６、第７、第８、第９、第１０、第１１及び第１２のマルチ機能制御器１６４、１６６、１６８、１７０、１７２、１７４及び１７６が設けられている。マルチ機能制御器の数はこれより多いことも少ないこともあることを理解されたい。上で検討したように、第６〜第１２のマルチ機能制御器１６４〜１７６のうちの１つ、幾つかまたはすべてをコンテキスト依存的とすることがある。図示していないが、第６〜第１２のマルチ機能制御器１６４〜１７６のうちの１つまたは幾つかは、ディスプレイ上で当該のマルチ機能制御器の近傍に表示させたラベルと関連付けさせることがある。

第１〜第１２のマルチ機能制御器１５４〜１７６の各々は、従来式の回転式デバイス、押下可能な回転式デバイス、押下ボタンまたはトグルスイッチと同じ物理的スペースの域内で複数の機能を実現するように構成されている。したがって、ユーザインタフェース１５０上のあるスペースの面積内で実行できる機能の数が増加する。さらに、より多くの数の物理的オプションが利用可能になるため、ユーザから要求される物理的作用とシステム応答の間の直感的な接続が向上する。

複数のマルチ機能制御器を使用すると、ユーザにとってユーザインタフェース１５０をより直感的とすることができる。さらに、単一のマルチ機能制御器によってより多くのシステム機能を実行できるため、幾つかの制御器を除去することができる。したがって、ユーザインタフェース１５０のサイズをより小さくすることができ、また携行式超音波スキャナなどの既にサイズが小さくなった超音波装置上により多くの機能を設けることができる。

第６〜第１２のマルチ機能制御器１６４〜１７６は、図示したような配列に限定されるものではないが、互いに接近させて配列させ、これによってユーザはその手の位置が大幅に移動しないように維持することができる。例えばユーザの手首は、手首置き１７８の近傍に配置されることがある。ユーザは次いで、第６及び第７のマルチ機能制御器１６４及び１６６を第１の指で、第８及び第９のマルチ機能制御器１６８及び１７０を第２の指で、第１０のマルチ機能制御器１７２を第３の指で、また第１１及び第１２のマルチ機能制御器１７４及び１７６を第４の指で操作することができる。

図３は、本発明の携行式医用撮像デバイス１０の一実施形態の外観図である。携行式医用撮像デバイス１０は、例えば３２０×３２０画素のカラーＬＣＤディスプレイ（この上に医用画像７０を表示することができる）などのディスプレイ１４と、ユーザインタフェース２８と、を含むと共に、探触子１２と相互接続されている。ユーザインタフェース２８内には、ボタン８２からなるタイプライター様のキーボード８０が含まれることがある。マルチ機能制御器８４にはそれぞれ、上で検討したようなシステムの動作モードに従った機能を割り当てることができる。マルチ機能制御器８４のそれぞれが複数の異なる物理的作用を提供するように構成できるため、追加的なスペースを要することなく直感的物理的作用に対するシステム応答のマッピングを改善することができる。ディスプレイ１４上にはマルチ機能制御器８４に関連付けされたラベル表示エリア８６が含まれることがある。デバイスはさらに、「フリーズ」、「深度制御器」、「利得制御器」、「カラーモード」、「プリントアウト」及び「保存」（ただし、これらに限らない）を含み得る特殊目的の機能のために追加的なキー及び／または制御器８８を有することがある。

図４は、第１のマルチ機能制御器１５４の物理的作用に対してマッピングされた複数のシステムパラメータを表示するラベル２００を表している。したがって第１のマルチ機能制御器１５４はコンテキスト依存的であることがある。ラベル２００は、第１のラベル表示エリア１８０の内部や、第１のマルチ機能制御器１５４の近傍に配置された別のディスプレイ（図示せず）上などのディスプレイ１５２上に表示される。ラベル２００は、物理的作用のグラフィック式インジケータの近傍にシステムパラメータを表示する。グラフィック式インジケータは、システムパラメータに関連付けされたシステム応答を発生させるように第１のマルチ機能制御器１５４によって実現するためにユーザにどのような操作が要求されるかを指示する。

例えばラベル２００は、システムパラメータのベースライン２０２及びスケール２０４が第１のマルチ機能制御器１５４によって制御されることを指示する。しかし同様の機能及び操作は、マルチ機能制御器のうちのいずれによって提供されることもあり得る。ラベル２００はさらに、システムパラメータの各々の変更のために要求される物理的作用を指示する。上／下トグルインジケータ２０８はベースライン２０２に関連付けされており、また回転器２１０はスケール２０４に関連付けされている。したがって超音波システム１００の特定のシステム状態や目下の用途のコンテキストの範囲内では、第１のマルチ機能制御器１５４上で現在作動している物理的状態は上／下トグルとＣＷ／ＣＣＷ回転である。任意選択では第１のマルチ機能制御器１５４上で別の物理的状態が作動されるがラベル２００上には表示されないことがある。

ユーザがベースライン２０２の変更を希望する場合、ユーザは第１のマルチ機能制御器１５４を上方向や下方向にトグル移動させることがある。大部分のユーザは上／下のトグル器をシステムパラメータの増加及び減少のそれぞれと関連付けするであろうから、この物理的作用は直感的なものである。スケール２０４を変更するためにユーザは、第１のマルチ機能制御器１５４をＣＷ方向やＣＣＷ方向に回転させて、スケール２０４をそれぞれ増加及び減少させることがある。

許容可能な値のレンジを基準として目下の値を指示するためにゲージ２０６が使用されることがある。ゲージ２０６は、ユーザが第１のマルチ機能制御器１５４を回転させてスケールを増減させるに従ってそのスケール制御のフルレンジを基準として目下のスケールを表示するなど、最も間近に操作された物理的制御器を反映するように更新されることがある。任意選択ではそのゲージ２０６は、システムパラメータのうちの１つとの関連付けを指示するようにカラーで表示されることがある。例えばゲージ２０６及びスケール２０４をあるカラーで表示させる一方、ベースライン２０２を別のカラーで表示させることがある。任意選択ではゲージ２０６の表示カラーは最も間近に操作された物理的制御器を反映するように変更されることがある。任意選択では、複数のゲージ２０６が表示されることがあり、あるいはゲージ２０６は同時に複数のパラメータ値を表示するようにように構成されることがある。

図５は、少なくとも４つの異なるシステムパラメータまたは機能をそのコンテキストまたは装置状態の域内で制御するように構成されたマルチ機能制御器（図示せず）に関連付けさせたコンテキスト依存的情報を表示したラベル２２０を表している。第１、第２、第３及び第４のパラメータ２２２、２２４、２２６及び２２８を図示している。上／下トグルインジケータ２３０は第１のパラメータ２２２に関連付けされ、左／右トグルインジケータ２３２は第２のパラメータ２２４に関連付けされ、回転式インジケータ２３４は第３のパラメータ２２６に関連付けされ、また押下インジケータ２３６は第４のパラメータ２２８に関連付けされている。グラフィック式インジケータは図示と異なることもあること、並びにユーザがシステムパラメータ、表示させるグラフィック式インジケータ、及びこれらの間のマッピングをカスタマイズすることがあること、を理解されたい。さらに、システムパラメータ及び関連付けしたグラフィック式インジケータの物理的順序及び物理的提示は例示的なものであり、図５に示した内容に限定されるものではない。

具体的な物理的作用に対して並びに具体的なマルチ機能制御器に対して所定の直感的物理的作用に基づいてシステムパラメータをマッピングするためにデフォルト構成を使用することもある。ユーザは、マッピングのカスタマイズを希望することがあり、またユーザやユーザ群にとって直感的な物理的作用に対するシステムパラメータのマッピングを希望することがある。したがって各ユーザまたはユーザ群はその選好に基づきシステムパラメータをマッピングすることができる。

以下の例は、マルチ機能制御器により制御されるシステムパラメータとラベル２２０上の関連付けされた表示情報に関する可能なマッピングの組み合わせを提供している。システムパラメータの組み合わせは本明細書で検討した組み合わせに限定されるものではない。一例として第１のパラメータ２２２をドプラベースラインとすることがあり、また上／下トグルインジケータ２３０はドプラベースラインをそれぞれ上と下に動かすようにマルチ機能制御器を上下にトグル動作させるようにユーザに指示することがある。第２のパラメータ２２４はドプラ画像をステアリングすることがあり、また左／右トグルインジケータ２３２は画像をそれぞれ左や右にステアリングさせるようにマルチ機能制御器を左右にトグル動作させるようにユーザに指示することがある。第３のパラメータ２２６は、輝度と利得のいずれかとすることがあり、また回転式インジケータ２３４は輝度や利得を増加させるようにマルチ機能制御器をＣＷ回転させるように、また輝度や利得を減少させるようにマルチ機能制御器をＣＣＷ回転させるようにユーザに指示することがある。第４のパラメータ２２８はディスプレイ１５２（図２）上で画像を反転（ｉｎｖｅｒｔ）させるために使用されることがあり、また押下インジケータ２３６はマルチ機能制御器の押下によって表示画像の反転／非反転の状態が変更されるようにユーザに指示することがある。さらに、第３のパラメータ２２６の近傍などにゲージまたはスケール２３８が指示されることがある。

別の例では、その共通に関連させ得る３つのシステムパラメータは、ドプラベースラインの調整、ドプラパルス繰返し周波数またはスケールの調整、並びにドプラスペクトルの反転である。この３つのシステムパラメータまたは機能は、単一のマルチ機能制御器にマッピングさせることがあり、また関連付けしたグラフィック式インジケータと一緒にラベル２２０上に表示させることがある。ドプラベースラインは上／下トグルインジケータ２３０にマッピングさせることがあり、ドプラスケールは回転式インジケータ２３４にマッピングさせることがあり、またドプラ反転は押下インジケータ２３６にマッピングさせることがある。この例では、左／右トグル器の物理的作用は目下のところシステムパラメータにマッピングさせていない。ユーザが左／右トグル器を操作すると、超音波システム１００はその物理的作用を無視すること、物理的作用が無効であるかシステムパラメータにマッピングされていないことを伝えるメッセージをユーザに対して表示すること、かつ／またはユーザに警報するための音を発生させることがある。

別の例では、システムパラメータをボリュームの操作に関連させることがある。ｘ軸の周りのボリュームの回転を上／下トグルインジケータ２３０にマッピングさせることがあり、ｙ軸の周りのボリュームの回転を左／右トグルインジケータ２３２にマッピングさせることがあり、ｚ軸の周りの回転を回転式インジケータ２３４にマッピングさせることがあり、またボリュームの向きのリセットを押下インジケータ２３６にマッピングさせることがある。このケースではそのマルチ機能制御器は、７つの異なる物理的作用によって制御される８つの異なる状態を有し、これによって直感的物理的作用をシステム作用にマッピングさせる能力が提供される。

図６は、直接軸の周りでその回転をユーザが実施しないで済むようにしたマルチ機能制御器３００を表している。マルチ機能制御器３００は例えば、８ポジションのジョイスティックとすることがある。マルチ機能制御器３００は、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７及び第８のトグル位置３０２、３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４及び３１６内において並進性移動を提供すること、並びにトグル動作することができる。図示していないが、追加的なトグル位置を利用することもできる。さらにマルチ機能制御器３００は、矢印３１８で指示したＣＷ／ＣＣＷ方向の回転、並びにドット３２０で指示した押下を受けることがある。したがってマルチ機能制御器３００は、１２種の機能的状態を実現するように１１種の物理的作用を提供するように構成されている。図５のラベル２２０を参照すると、第２、第４、第６及び第８のトグル位置３０４、３０８、３１２及び３１６は、ユーザに対して視覚的な手掛かりを提供するのに適した方向を示した矢印などグラフィック式インジケータで示すことができる。

図７は、マルチ機能制御器に対するユーザ操作の検出に関するブロック図を表している。この例では、第１、第２及び第３のマルチ機能制御器１５４、１５６及び１５８によってライン２５０、２５２及び２５４のそれぞれを介したマルチ機能検出モジュール１２４への入力が提供される。図７には図示していないが、第４〜第１２のマルチ機能制御器１６０〜１７６によってさらに、マルチ機能検出モジュール１２４への入力が提供される。

マルチ機能制御器の各々は、関連付けされたライン２５０、２５２及び２５４に接続した出力を有する１つのユニットとすることがある。第１のマルチ機能制御器１５４をより詳細に表しているが、マルチ機能制御器のその他の構成及び実現形態が使用されることもあることを理解されたい。第１のマルチ機能制御器１５４はステム２５８上に取り付けられた円形の回転式ノブ２５６を有している。第１のマルチ機能制御器１５４は例えば、回転自在なジョイスティックを用いて実現させることがある。ステム２５８はユーザインタフェース１５０（図２参照）の表面２６０の上側で一方の端部から延びており、またもう一方の端部においてライン２５０とインタフェースしている。例えば第１のマルチ機能制御器１５４はユーザによって、ＣＷ／ＣＣＷ方向２６２、左／右トグル方向２６４、上／下トグル方向２６６及び押下方向２６８などの７つの物理的ポジションで操作されることがある。別法として第１のマルチ機能制御器１５４はユーザによって、図６のマルチ機能制御器３００に関連して検討したように１１個の物理的ポジションで操作されることがある。

図８は、図２のユーザインタフェース１５０上や図３のユーザインタフェース２８上に設けられたマルチ機能制御器を用いるための方法を表している。マルチ機能制御器は、超音波データの収集の間、並びに以前に収集した超音波データに対する処理の間に使用されることがある。図８については、図７に関連させて検討することにする。

工程２７０では、マルチ機能マッピングモジュール１２６によって第１〜第１２のマルチ機能制御器１５４〜１７６のマッピングが決定される。例えばマルチ機能マッピングモジュール１２６は超音波システム１００の装置状態または動作モードを決定する。この装置状態はユーザ選択のプロトコルに対応すること、あるいはユーザインタフェース１５０（図２）を介したユーザによる入力によることがある。例えば装置状態は、例えば特定のシステムパラメータ及び作用が使用されるのが典型的であるような心臓撮像や胎児撮像などのある特定の撮像プロトコルとすることがある。このマッピングは、メモリ１２２内に保存したデータベース、マトリックスまたはルックアップテーブル、あるいは別のマッピング機能によって実現されることがある。マルチ機能マッピングモジュール１２６はデフォルトマッピングを利用することや、上で検討したようなユーザ規定のマッピングを利用することがある。さらに、各装置状態に関するシステムパラメータに対しては、第１〜第１２のマルチ機能制御器１５４〜１７６のすべてがマッピングされないことがある。

工程２７２では、マルチ機能マッピングモジュール１２６が、特定のマルチ機能制御器に関連付けされた１つまたは複数のラベル２００及び２２０（図３及び４）を表示することがある。上で検討したようにラベル２００及び２２０が、ディスプレイ１５２（図２）上、あるいは関連付けした第１〜第１２のマルチ機能制御器１５４〜１７６の近傍にある別の表示ウィンドウ内に表示されることがある。

工程２７４では、マルチ機能検出モジュール１２４が、第１〜第１２のマルチ機能制御器１５４〜１７６のうちの１つからの信号を検出する。図７の例では、マルチ機能検出モジュール１２４は、ライン２５０、２５２及び２５４のそれぞれを介して第１、第２及び第３のマルチ機能制御器１５４、１５６及び１５８からの信号を検出する。信号は、機械的信号や電気的信号、あるいは当技術分野で周知の別のタイプの信号とすることができることを理解されたい。別法としてその信号は、信号バスその他を介して提供されるマルチ機能検出モジュール１２４に対する１つのライン上に提供される信号入力上で合成されることがある。

工程２７６では、マルチ機能検出モジュール１２４が信号をデコードし、関連付けされたマルチ機能制御器に対して作用した物理的作用を決定する。例えば各物理的作用は異なる電圧レベルを発生させることや、異なるディジタルメッセージ特定子を発生させることがある。物理的作用を伝達するには、別の機構が使用されることもある。単一の入力上で複数の入力信号が合成される場合など必要であれば、マルチ機能検出モジュール１２４はさらに、この信号をデコードし第１、第２及び第３のマルチ機能制御器１５４、１５６及び１５８のうちのどれが信号を発生させたかを決定する。

工程２７８では、マルチ機能検出モジュール１２４は、信号が所定の持続時間しきい値または所定の速度しきい値を超えているか否かを判定する。上で検討したようにこの所定の速度しきい値及び／または所定の持続時間しきい値は、システム状態に基づいて決定されることがあり、したがってある特定の用途向けでありことやマルチ機能制御器に応じて変更されることがある。例えばそのマルチ機能検出モジュール１２４は、回転作用（ＣＷ／ＣＣＷ方向２６２）の複数の連続的移動を検出することがある。マルチ機能検出モジュール１２４は次いで、所定の速度しきい値と比較されることがある回転速度を決定することがある。回転速度が所定の速度しきい値より大きい場合に、マルチ機能検出モジュール１２４によって、システム応答をより大きな増分とさせるべきであると決定することがある。さらに、トグル作用がユーザによって保持されていることを指示するように複数の連続的検出がトグル作用（左／右トグル方向２６４または上／下トグル方向２６６）から検出される場合には、マルチ機能マッピングモジュール１２６はトグル動作の経過時間を所定の持続時間しきい値と比較し、関連付けしたシステム応答をより大きな増分でかつ／またはより大きな速度で出すべきか否かが判定される。

工程２８０では、マルチ機能検出モジュール１２４がライン２９０を介してマルチ機能マッピングモジュール１２６に対してマルチ機能制御器情報を出力する。マルチ機能制御器情報は、工程２７４で検出した入力を発生させたマルチ機能制御器、工程２７６で検出した物理的作用のタイプ、並びにそれに関連付けされた所定の限界を超えたか否かについて特定する。

工程２８２では、マルチ機能マッピングモジュール１２６はマルチ機能制御器情報に関連付けされたシステム作用または応答を特定することがある。例えばマルチ機能マッピングモジュール１２６は２７０で特定されたシステム状態に関連付けされた指定のマトリックスを特定していることがあり、これに対してマルチ機能制御器情報を比較している。幾つかのケースでは、マルチ機能制御器の検出された物理的作用が当該のシステム状態中はシステム機能に割り当てられていないためにシステム作用が全く特定されない。したがって２８４において、検出作用が有効でないかつ／または割り当てられたシステム機能が存在しない場合は、本方法は工程２７４に戻り、マルチ機能制御器からの次の入力信号を待つ。任意選択では、上で検討したようにユーザに対して無効作用を通知するためのメッセージやその他の指示が作成されることがある。その要求が有効であれば、次いで工程２８６で超音波システム１００は要求されたシステム作用を実行する。システム応答は、ベースライン、輝度またはコントラストの変化などディスプレイ１５２上での画像パラメータの調整とすること、様々なタイプの画像または追加的画像を表示する収集走査パラメータの変更とすること、あるいはマルチ機能制御器の物理的作用に対してマッピングし終えた別の任意のシステム要求とすることがあり得る。本方法は次いで工程２７４に戻る。

本発明の様々な実施形態の技術的効果は複数の物理的状態を有するマルチ機能制御器の利用にある。単一のマルチ機能制御器上に、ＣＷ／ＣＣＷ回転、押下ボタン選択、及び２つ以上の方向へのトグル動作などの物理的作用のすべてまたは一部が設けられることがある。マルチ機能制御器はコンテキスト依存的とすることができ、したがって超音波システムの目下の装置状態及び／またはユーザ選好に基づいて直感的ユーザインタフェースを提供するようにこれをマッピングすることができる。ユーザに対して作用情報を提供するようにマルチ機能制御器の近傍にラベルが設けられることがある。１つのマルチ機能制御器上で複数の機能を合成することによって、直感的制御が強化されると共に必要なスペースが最小化され、これによってユーザインタフェースのサイズの全体的な小型化が得られる。

本発明を、具体的な様々な実施形態に関して記載してきたが、当業者であれば、本発明が本特許請求の範囲の精神及び趣旨の域内にある修正を伴って実施できることを理解するであろう。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。

本発明の一実施形態に従って形成した超音波システムのブロック図である。 図１の超音波システムで使用できる本発明の一実施形態に従って形成したユーザインタフェースを表した図である。 本発明の携行式医用撮像デバイスの一実施形態の外観図である。 本発明の一実施形態に従ってマルチ機能制御器の物理的作用に対してマッピングさせた複数のシステムパラメータを表示しているラベルを表した図である。 本発明の一実施形態に従って超音波システムの所与のコンテキストの域内において多数のシステムパラメータや機能を制御するように構成されたマルチ機能制御器に関連付けさせたコンテキスト依存的情報を表示しているラベルを表した図である。 本発明の一実施形態に従って形成したマルチ機能制御器を表した図である。 本発明の一実施形態に従ったマルチ機能制御器のユーザ操作の検出に関するブロック図である。 本発明の一実施形態に従って図２及び３のユーザインタフェース上に設けられるマルチ機能制御器を用いるための方法を表した図である。

符号の説明

１０ 携行式医用撮像デバイス
１２ 探触子
１４ ディスプレイ
２８ ユーザインタフェース
７０ 医用画像
８０ キーボード
８２ ボタン
８４ マルチ機能制御器
８６ ラベル表示エリア
８８ 制御器
１００ 超音波システム
１０２ 送信器
１０４ トランスジューサ
１０６ 探触子
１０８ 受信器
１１０ ビーム形成器
１１２ ＲＦプロセッサ
１１４ ＲＦ／ＩＱバッファ
１１６ プロセッサ
１１８ 表示システム
１２０ ユーザ入力
１２２ メモリ
１２４ マルチ機能検出モジュール
１２６ マルチ機能マッピングモジュール
１５０ ユーザインタフェース
１５２ ディスプレイ
１５４ 第１のマルチ機能制御器
１５６ 第２のマルチ機能制御器
１５８ 第３のマルチ機能制御器
１６０ 第４のマルチ機能制御器
１６２ 第５のマルチ機能制御器
１６４ 第６のマルチ機能制御器
１６６ 第７のマルチ機能制御器
１６８ 第８のマルチ機能制御器
１７０ 第９のマルチ機能制御器
１７２ 第１０のマルチ機能制御器
１７４ 第１１のマルチ機能制御器
１７６ 第１２のマルチ機能制御器
１７８ 手首置き
１８０ 第１のラベル表示エリア
１８２ 第２のラベル表示エリア
１８４ 第３のラベル表示エリア
１８６ 第４のラベル表示エリア
１８８ 第５のラベル表示エリア
２００ ラベル
２０２ ベースライン
２０４ スケール
２０６ ゲージ
２０８ 上／下トグルインジケータ
２１０ 回転器
２２０ ラベル
２２２ 第１のパラメータ
２２４ 第２のパラメータ
２２６ 第３のパラメータ
２２８ 第４のパラメータ
２３０ 上／下トグルインジケータ
２３２ 左／右トグルインジケータ
２３４ 回転式インジケータ
２３６ 押下インジケータ
２３８ スケール
２５０ ライン
２５２ ライン
２５４ ライン
２５６ 円形の回転式ノブ
２５８ ステム
２６０ 表面
２６２ ＣＷ／ＣＣＷ方向
２６４ 左／右トグル方向
２６６ 上／下トグル方向
２６８ 押下方向
２７０ マルチ機能制御器のマッピングを決定する
２７２ ラベルを表示する
２７４ マルチ機能制御器が発生させた信号を検出する
２７６ 信号をデコードする
２７８ 信号が所定の持続時間しきい値または所定の速度しきい値を超えているか否かを判定する
２８０ マルチ機能制御器及びシステム作用の特定内容をマルチ機能マッピングモジュールに送る
２８２ 要求されたシステム作用を特定する
２８４ 要求は有効か？
２８６ システム作用を実行する
２９０ ライン
３００ マルチ機能制御器
３０２ 第１のトグル位置
３０４ 第２のトグル位置
３０６ 第３のトグル位置
３０８ 第４のトグル位置
３１０ 第５のトグル位置
３１２ 第６のトグル位置
３１４ 第７のトグル位置
３１６ 第８のトグル位置
３１８ 矢印
３２０ ドット

Claims (10)

1. 超音波システム１００を制御するためのユーザインタフェース１５０であって、
   超音波データを表示するためのディスプレイ１５２と、
   その少なくとも１つが超音波システム１００の複数の機能を制御するように構成されると共にシステムパラメータに関連付けされた物理的作用を提供するユーザ操作可能部材を有する複数の物理的制御器であって、該物理的作用は回転性及び並進性の移動を含み、該システムパラメータの各々は１つの超音波システム作用に関連付けされている複数の物理的制御器と、
   を備えるユーザインタフェース１５０。
2. 前記ユーザ操作可能部材はさらに押下の移動２６８を含む、請求項１に記載のユーザインタフェース１５０。
3. 前記回転性移動はさらに、時計方向及び反時計方向の回転２６２を含む、請求項１に記載のユーザインタフェース１５０。
4. 前記ユーザ操作可能部材は回転自在なジョイスティックである、請求項１に記載のユーザインタフェース１５０。
5. 前記並進性移動はさらに第１及び第２の方向へのトグル式移動を含む、請求項１に記載のユーザインタフェース１５０。
6. 前記並進性移動はさらに、互いに対して異なっている少なくとも４つの方向へのトグル式移動を含む、請求項１に記載のユーザインタフェース１５０。
7. 超音波装置１００の装置状態を特定している複数機能マッピングモジュール１２６であって、複数の機能を制御するように構成された前記物理的制御器のうちの少なくとも１つに関連付けされたシステムパラメータを該装置状態に基づいて特定している複数機能マッピングモジュール１２６をさらに備える請求項１に記載のユーザインタフェース１５０。
8. 超音波システム１００を制御するための方法であって、
   回転性移動とした複数機能（マルチ機能）制御器３００に関する第１の物理的作用を検出する工程と、
   前記第１の物理的作用に関連付けされた第１のシステム作用を実行する工程と、
   互いに対して異なる第１及び第２の方向のうちの一方での並進性移動としたマルチ機能制御器３００に関する第２の物理的作用を検出する工程と、
   前記第２の物理的作用に関連付けされた第２のシステム作用を実行する工程であって、第１と第２のシステム作用は互いに対して異なっている第２システム作用の実行工程と、
   を含む方法。
9. 超音波システム１００の動作モードを検出する工程と、
   前記動作モードに基づく第１及び第２のシステムパラメータを第１及び第２の物理的作用にマッピングする工程と、
   をさらに含む請求項８に記載の方法。
10. 前記マルチ機能制御器の第１の物理的作用にシステムパラメータをマッピングする工程と、
    前記マルチ機能制御器に関連付けされたラベル２００を表示する工程と、
    前記ラベル２００の内部に、前記第１の物理的作用に関連付けされたグラフィック式インジケータを表示する工程と、
    をさらに含む請求項８に記載の方法。

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