WO2021049148A1 - 超音波システムおよび超音波システムの制御方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an ultrasonic system in which an ultrasonic probe and an information terminal are wirelessly connected, and a control method for the ultrasonic system.
- this type of ultrasonic system includes an ultrasonic probe with a built-in transducer array and an information terminal connected to the ultrasonic probe, and an ultrasonic beam from the ultrasonic probe toward the subject. Is transmitted, the ultrasonic echo from the subject is received by the ultrasonic probe, and the received signal is electrically processed in the information terminal, for example, to generate an ultrasonic image.
- the analog received signal output from the transducer array of the ultrasonic probe is transmitted to the information terminal by wireless communication, or for signal processing in the ultrasonic probe.
- the ultrasonic image is generated in the information terminal by digitally processing the received signal output from the vibrator array in the ultrasonic probe and then transmitting the received signal to the information terminal by wireless communication.
- the conventional ultrasonic system that performs wireless communication includes a cine memory for storing an ultrasonic image of a past frame on the information terminal side, as described in Patent Documents 2 to 4.
- the ultrasonic image of each frame wirelessly transmitted from the ultrasonic probe side to the information terminal side is the ultrasonic image of the number of frames corresponding to the memory capacity from the ultrasonic image of the latest frame. It is stored in the cine memory, and in the freeze mode, the ultrasonic image of the past frame stored in the cine memory is read out and displayed on the monitor.
- the present invention solves the above-mentioned conventional problems, and controls an ultrasonic system and an ultrasonic system capable of displaying an ultrasonic image that continuously and correctly changes along the time axis in the freeze mode.
- the purpose is to provide a method.
- the present invention is an ultrasonic system in which an ultrasonic probe and an information terminal are wirelessly connected.
- Ultrasonic probe Oscillator array and A transmission / reception circuit that generates a sound line signal by transmitting ultrasonic waves from the oscillator array and performing reception focus processing on the received signal output from the oscillator array that received the ultrasonic echo.
- An image information data generator that generates image information data based on the sound line signal generated by the transmission / reception circuit,
- a probe-side cine memory that stores the image information data generated by the image information data generator, Includes a probe-side wireless communication circuit that wirelessly transmits image information data generated by the image information data generator.
- the Information terminal With a monitor Input device and A terminal-side wireless communication circuit that receives image information data wirelessly transmitted from the probe-side wireless communication circuit, Including a display control unit that displays an ultrasonic image on a monitor based on image information data received by a terminal-side wireless communication circuit.
- a display control unit that displays an ultrasonic image on a monitor based on image information data received by a terminal-side wireless communication circuit.
- the ultrasonic probe further outputs the image information data of all the frames generated by the image information data generation unit according to the fluctuation of the wireless transmission band by the probe-side wireless communication circuit, or the image.
- a frame adjustment unit that adjusts whether to output the image information data of at least a part of the frame missing from the image information data generated by the information data generation unit.
- the information terminal further includes a terminal-side cine memory for storing image information data received by the terminal-side wireless communication circuit.
- the image information data adjusted by the frame adjustment unit is wirelessly transmitted from the probe side wireless communication circuit, and the image information data received by the terminal side wireless communication circuit is stored in the terminal side cine memory.
- the image information data of at least a part of the frames missing by the frame adjustment unit is read from the probe side cine memory, wirelessly transmitted from the probe side wireless communication circuit, and received by the terminal side wireless communication circuit. It is preferable that the image information data of at least a part of the frames is stored in the terminal-side cine memory, and the display control unit displays the ultrasonic image on the monitor based on the image information data stored in the terminal-side cine memory.
- the image information data of at least a part of the frames missing by the frame adjusting unit is wirelessly transmitted from the probe side wireless communication circuit immediately after the freeze mode is specified.
- the image of the frame in the vicinity of at least a part of the image information data missing by the frame adjustment unit from the image information data stored in the terminal side cine memory.
- the image information data of at least a part of the frames missing by the frame adjustment unit is on the probe side. It is preferably transmitted wirelessly from the wireless communication circuit.
- the freeze mode at least a part of the image information data missing by the frame adjustment unit is detected from the image information data stored in the terminal side cine memory, and the detected image information data It is preferable that the image information data of at least a part of the frames missing by the frame adjusting unit is wirelessly transmitted from the probe-side wireless communication circuit based on at least a part of the frames.
- the frame adjustment unit generates a missing frame list that manages at least a part of the missing image information data from the image information data wirelessly transmitted by the probe side wireless communication circuit in the live mode.
- the image information data of at least a part of the frames missing by the frame adjustment unit is wirelessly transmitted from the probe side wireless communication circuit based on the missing frame list generated by the frame adjustment unit. ..
- the scan pointer moves from the frame of the image information data corresponding to the ultrasonic image displayed on the monitor toward the frame of the past image information data.
- the frames of the image information data to be pointed out it is preferable that at least a part of the frames of the image information data missing by the frame adjusting unit are sequentially detected.
- the frame of the image information data pointed to by the scan pointer is moved to the frame of the image information data in the past rather than the frame of the ultrasonic image displayed on the monitor based on the instruction input from the input device.
- the frame of the image information data pointed to by the scan pointer is changed to the frame of the moved past image information data, and the frame of the changed past image information data pointed to by the scan pointer is changed to the frame of the latest image information data.
- the frame of the image information data pointed to by the scan pointer at least a part of the missing image information data is sequentially detected by the frame adjustment unit, and the frame of the image information data pointed to by the scan pointer is the latest.
- the frame of the image information data pointed to by the scan pointer is changed to the frame of the moved past image information data, and the frame of the changed past image information data pointed to by the scan pointer is changed. Further toward the frame of the past image information data, at least a part of the frame of the image information data missing by the frame adjustment unit may be sequentially detected for the frame of the image information data pointed by the scan pointer. preferable.
- the image information data of all the frames generated by the image information data generation unit is stored in the probe side cine memory.
- the image information data of the frame wirelessly transmitted from the probe-side wireless communication circuit and the image information data of the frame for which reception confirmation is notified from the information terminal are deleted from the probe-side cine memory.
- the live mode only the image information data of at least a part of the frames missing by the frame adjustment unit is stored in the probe side cine memory.
- the freeze mode it is preferable that the image information data of the frame for which reception confirmation is notified from the information terminal is deleted from the probe-side cine memory.
- the ultrasonic probe further includes an error generating part that issues an error when the probe side cine memory is full in the live mode.
- the image information data of the frame deleted from the terminal side cine memory is deleted from the probe side cine memory.
- the probe-side cine memory generates a free area management list that manages the free area of the probe-side cine memory in the freeze mode.
- the freeze mode the frame area of the probe-side cine memory in which the image information data of the frame deleted from the probe-side cine memory is stored is set as a free area in the free area management list.
- the live mode it is preferable that the image information data of each frame generated by the image information data generation unit is sequentially stored from the frame area of the probe-side cine memory corresponding to the first free area of the free area management list. ..
- the image information data generation unit A signal processing unit that generates image signal data before imaging into an ultrasonic image based on the sound line signal generated by the transmission / reception circuit. Includes an image processing unit that generates an ultrasonic image as image information data generated by the image information data generation unit based on the image signal data generated by the signal processing unit.
- the display control unit preferably displays the ultrasonic image received by the terminal-side wireless communication circuit on the monitor.
- the image information data generation unit generates image signal data before imaging into an ultrasonic image as image information data generated by the image information data generation unit based on the sound line signal generated by the transmission / reception circuit.
- the information terminal further includes an image processing unit that generates an ultrasonic image based on the image signal data received by the terminal-side wireless communication circuit.
- the display control unit preferably displays the ultrasonic image generated by the image processing unit on the monitor.
- the terminal-side cine memory stores the ultrasonic image generated by the image processing unit.
- the present invention is a control method of an ultrasonic system in which an ultrasonic probe and an information terminal are wirelessly connected.
- the display control unit of the information terminal includes a step of displaying an ultrasonic image on a monitor based on the received image information data.
- the freeze mode is specified based on the instruction input from the input device and the transmission of ultrasonic waves from the transducer array is stopped, the image information data of the past frame stored in the probe side cine memory is displayed on the probe side.
- a control method of an ultrasonic system in which an ultrasonic image is displayed on a monitor based on image information data of a past frame received by a terminal-side wireless communication circuit, which is wirelessly transmitted from a wireless communication circuit. ..
- whether the frame adjustment unit of the ultrasonic probe outputs the image information data of all the frames generated by the image information data generation unit according to the fluctuation of the radio transmission band by the probe side wireless communication circuit.
- it includes a step of adjusting whether the image information data of at least a part of the frames is omitted from the image information data generated by the image information data generation unit and output.
- the display control unit displays the ultrasonic image on the monitor based on the image information data transmitted and received by the terminal side wireless communication circuit.
- the terminal-side cine memory of the information terminal includes a step of storing the image information data received by the terminal-side wireless communication circuit.
- the image information data adjusted by the frame adjustment unit is wirelessly transmitted from the probe side wireless communication circuit, and the image information data received by the terminal side wireless communication circuit is stored in the terminal side cine memory.
- the freeze mode the image information data of at least a part of the frames missing by the frame adjustment unit is read from the probe side cine memory, wirelessly transmitted from the probe side wireless communication circuit, and received by the terminal side wireless communication circuit. It is preferable that the image information data of at least a part of the frames is stored in the terminal-side cine memory, and the display control unit displays the ultrasonic image on the monitor based on the image information data stored in the terminal-side cine memory.
- the image information data of all the frames generated by the image information data generation unit is stored in the probe side cine memory.
- the image information data of the frame wirelessly transmitted from the probe-side wireless communication circuit and the image information data of the frame for which reception confirmation is notified from the information terminal are deleted from the probe-side cine memory.
- the live mode only the image information data of at least a part of the frames missing by the frame adjustment unit is stored in the probe side cine memory.
- the freeze mode it is preferable that the image information data of the frame for which reception confirmation is notified from the information terminal is deleted from the probe-side cine memory.
- the transmission / reception circuit, the image information data generation unit, the signal processing unit, the image processing unit, the frame adjustment unit, the error generation unit, the display control unit, and the input device are preferably hardware or a processor that executes a program.
- the probe-side cine memory and the terminal-side cine memory are preferably hardware or memory.
- the image information data of the past frames of the number of frames corresponding to the memory capacity is stored in the probe side cine memory from the time when the freeze mode is specified. Therefore, in the freeze mode, the ultrasonic image based on the image information data of any frame stored in the probe-side cine memory can be displayed on the monitor without omission, and is continuously and correctly along the time axis. A changing ultrasonic image can be displayed on the monitor.
- the image information data of the missing frame is wirelessly transmitted from the probe side cine memory and stored in the terminal side cine memory. Therefore, for example, even when the ultrasonic image of one frame is sequentially displayed frame by frame toward the ultrasonic image of the past or latest frame, smooth frame advance can be performed without delay due to wireless transmission. Therefore, the operability for the user can be significantly improved.
- the memory capacity of the probe-side cine memory required in the freeze mode can be significantly reduced, and the utilization efficiency of the probe-side cine memory can be significantly reduced. Can be greatly improved.
- FIG. 1 shows a block diagram showing the configuration of the ultrasonic system of the first embodiment according to the present invention.
- the ultrasonic system shown in FIG. 1 includes an ultrasonic probe 1 and an information terminal 3, and the ultrasonic probe 1 and the information terminal 3 are wirelessly connected by wireless communication.
- the ultrasonic probe 1 includes an oscillator array 11, and a transmission / reception circuit 14 is bidirectionally connected to the oscillator array 11.
- a signal processing unit 16, an image processing unit 17, a frame adjusting unit 15, and a probe-side wireless communication circuit 18 are sequentially connected in series to the transmission / reception circuit 14.
- the signal processing unit 16 and the image processing unit 17 constitute an image information data generation unit 19.
- a probe-side cine memory 22 is connected to the image processing unit 17, and a probe-side wireless communication circuit 18 is connected to the probe-side cine memory 22.
- the probe control unit 21 is connected to the transmission / reception circuit 14, the signal processing unit 16, the image processing unit 17, the frame adjustment unit 15, the probe-side cine memory 22, and the probe-side wireless communication circuit 18. Further, the ultrasonic probe 1 has a built-in battery 24.
- the probe side processor 25 is composed of the transmission / reception circuit 14, the image information data generation unit 19 (signal processing unit 16 and image processing unit 17), the frame adjustment unit 15, and the probe control unit 21.
- the oscillator array 11 has a plurality of ultrasonic oscillators arranged one-dimensionally or two-dimensionally. Each of these oscillators transmits ultrasonic waves according to the drive signal supplied from the transmission / reception circuit 14, receives the reflected wave from the subject, and outputs an analog reception signal.
- Each transducer includes, for example, a piezoelectric ceramic represented by PZT (Lead Zirconate Titanate), a polymer piezoelectric element represented by PVDF (Poly Vinylidene Di Fluoride), and PMN-PT (PMN-PT).
- Electrodes are formed at both ends of a piezoelectric body made of a piezoelectric single crystal or the like represented by Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate (lead magnesium niobate-lead zirconate titanate).
- the transmission / reception circuit 14 transmits ultrasonic waves from the oscillator array 11 and performs reception focus processing on the reception signal output from the oscillator array 11 that has received the ultrasonic echo. By doing so, a sound line signal is generated.
- the transmission / reception circuit 14 includes a pulsar 51 connected to the oscillator array 11, an amplification unit 52 connected in series from the oscillator array 11, an AD (Analog Digital) conversion unit 53, and a beam former. It has 54 and.
- the pulsar 51 includes, for example, a plurality of pulse generators, and ultrasonic waves transmitted from the plurality of oscillators of the oscillator array 11 emit an ultrasonic beam based on a transmission delay pattern selected by the probe control unit 21.
- Each drive signal is supplied to a plurality of oscillators by adjusting the delay amount so as to form.
- a pulsed or continuous wave voltage is applied to the electrodes of the vibrator of the vibrator array 11
- the piezoelectric body expands and contracts, and pulsed or continuous wave ultrasonic waves are generated from each vibrator.
- An ultrasonic beam is formed from the combined waves of those ultrasonic waves.
- the transmitted ultrasonic beam is reflected by, for example, a target such as a site of a subject, and propagates toward the vibrator array 11 of the ultrasonic probe 1.
- Each oscillator constituting the oscillator array 11 expands and contracts by receiving the ultrasonic echo propagating toward the oscillator array 11 in this way to generate a received signal which is an electric signal, and receives these.
- the signal is output to the amplification unit 52.
- the amplification unit 52 amplifies the signal input from each of the vibrators constituting the vibrator array 11, and transmits the amplified signal to the AD conversion unit 53.
- the AD conversion unit 53 converts the signal transmitted from the amplification unit 52 into digital reception data, and outputs these reception data to the beam former 54.
- the beam former 54 adds a delay to each received data converted by the AD conversion unit 53 according to the sound velocity or the sound velocity distribution set based on the reception delay pattern selected by the probe control unit 21. By doing so, so-called reception focus processing is performed.
- reception focus processing each received data converted by the AD conversion unit 53 is phase-adjusted and added, and a sound line signal in which the focus of the ultrasonic echo is narrowed down is generated.
- the image information data generation unit 19 generates image information data based on the sound line signal generated by the transmission / reception circuit 14. As described above, the image information data generation unit 19 includes a signal processing unit 16 and an image processing unit 17.
- the signal processing unit 16 Under the control of the probe control unit 21, the signal processing unit 16 generates image signal data before imaging into an ultrasonic image based on the sound line signal generated by the transmission / reception circuit 14. More specifically, the signal processing unit 16 processes the sound line signal generated by the beam former 54 of the transmission / reception circuit 14, for example, attenuation due to the propagation distance according to the depth of the position where the ultrasonic wave is reflected. After the correction of, the envelope detection process is performed to generate a signal representing tomographic image information about the tissue in the subject as the image signal data before imaging.
- the image processing unit 17 Under the control of the probe control unit 21, the image processing unit 17 generates an ultrasonic image as image information data generated by the image information data generation unit 19 based on the image signal data generated by the signal processing unit 16. To do. More specifically, the image processing unit 17 raster-converts the image signal data before imaging generated by the signal processing unit 16 into an image signal according to a normal television signal scanning method, and is converted in this way. Ultrasonic images are subjected to various image processing such as brightness correction, gradation correction, sharpness correction, image size correction, refresh rate correction, scanning frequency correction, and color correction according to the display format of the monitor 34. After generating (ultrasonic image signal), the generated ultrasonic image is output to the probe side wireless communication circuit 18 as image information data.
- image processing unit 17 raster-converts the image signal data before imaging generated by the signal processing unit 16 into an image signal according to a normal television signal scanning method, and is converted in this way. Ultrasonic images are subjected to various image processing such as brightness correction, grad
- the probe-side cine memory 22 stores the image information data generated by the image information data generation unit 19 under the control of the probe control unit 21. More specifically, the probe-side cine memory 22 stores the ultrasonic image generated by the image processing unit 17 of the image information data generation unit 19 as the image information data in the live mode.
- the probe-side cine memory 22 has a memory capacity for storing tens to hundreds of frames of ultrasonic images when an ultrasonic image of several seconds to several tens of seconds, for example, 30 frames of ultrasonic images is captured per second. have.
- the probe-side cine memory 22 is a ring buffer.
- the probe side cine memory 22 when the ultrasonic image of the past frame of the number of frames corresponding to the memory capacity is stored in the probe side cine memory 22, the ultrasonic image of the latest frame is replaced with the ultrasonic image of the oldest frame on the probe side. It is sequentially stored in the cine memory 22. As a result, the probe-side cine memory 22 always stores the ultrasonic images of the past frames of the number of frames corresponding to the memory capacity from the ultrasonic images of the latest frames without being lost.
- the live mode is a mode in which ultrasonic images (moving images) captured at a constant frame rate are sequentially displayed (real-time display).
- the ultrasonic image (moving image) captured in the live mode is stored in the probe-side cine memory 22, and the ultrasonic image (moving image) of the past frame stored in the probe-side cine memory 22 is stored.
- the frame adjustment unit 15 receives image information data of all frames generated by the image information data generation unit 19 in response to fluctuations in the radio transmission band of the probe-side wireless communication circuit 18. Is adjusted, or whether the image information data of at least a part of the frames is omitted from the image information data generated by the image information data generation unit 19 and output.
- the transmission / reception circuit 14 sequentially generates sound line signals, and the image information data generation unit 19 sequentially generates ultrasonic images of each frame based on the sound line signals. That is, an ultrasonic image is generated at a constant frame rate.
- the band of wireless transmission by the probe-side wireless communication circuit 18 fluctuates due to disturbances such as noise, voltage fluctuation, and overload. In response to this, if the transmission speed of wireless transmission decreases, or if a transmission error occurs and wireless transmission cannot be performed, the ultrasonic images of all frames generated by the image information data generation unit 19 are displayed. It may not be possible to transmit wirelessly in real time.
- the frame adjustment unit 15 When the band of wireless transmission exceeds the threshold value and the frame adjustment unit 15 can wirelessly transmit in real time without missing the ultrasonic images of all the frames generated by the image information data generation unit 19.
- the image information data of all the frames generated by the image information data generation unit 19 is output.
- the frame adjustment unit 15 outputs the ultrasonic images of all the frames generated by the image information data generation unit 19 to the probe-side wireless communication circuit 18.
- the image information From the image information data generated by the data generation unit 19, at least a part of the frame of the ultrasonic image is omitted.
- the frame adjusting unit 15 outputs an ultrasonic image in which at least a part of the frames is missing to the probe-side wireless communication circuit 18. Further, the frame adjusting unit 15 receives an ultrasonic image of the frame already received by the probe-side wireless communication circuit 18 when the ultrasonic image of a new frame arrives from the image information data generating unit 19 at the input of the frame adjusting unit 15. If the transmission is not completed and the ultrasonic image of the new frame cannot be received, the ultrasonic image of the arrived frame is omitted.
- the probe-side wireless communication circuit 18 includes an antenna for transmitting and receiving radio waves, and under the control of the probe control unit 21, image information data adjusted by the frame adjustment unit 15 in the live mode. Wirelessly transmit. More specifically, the probe-side wireless communication circuit 18 is generated by the image processing unit 17 of the image information data generation unit 19 and modulates the carrier based on the ultrasonic image adjusted by the frame adjustment unit 15 to generate a transmission signal. Then, the transmission signal is supplied to the antenna and the radio wave is transmitted from the antenna to wirelessly transmit the ultrasonic image.
- Carrier modulation methods include ASK (Amplitude Shift Keying), PSK (Phase Shift Keying), QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), and 16QAM (16 Quadrature Amplitude). Modulation: 16 quadrature phase amplitude modulation) and the like are used.
- the probe-side wireless communication circuit 18 is generated by the image information data generation unit 19 when the ultrasonic images of all the frames generated by the image information data generation unit 19 can be wirelessly transmitted in real time without being lost.
- the image information data of all the frames is transmitted wirelessly.
- the probe-side wireless communication circuit 18 wirelessly transmits ultrasonic images of all frames generated by the image information data generation unit 19 in real time when the wireless transmission band is less than the threshold value.
- the frame adjusting unit 15 wirelessly transmits an ultrasonic image in which at least a part of the frames are missing. Further, the probe-side wireless communication circuit 18 wirelessly transmits the image information data stored in the probe-side cine memory in the freeze mode.
- the probe-side wireless communication circuit 18 attaches the time stamp information to the image information data and wirelessly transmits the time stamp information from the ultrasonic probe 1 to the information terminal 3.
- the time stamp information includes, for example, the elapsed time from the reference time such as the start of transmission, the sequence number of the frame, and the like.
- the probe control unit 21 controls each part of the ultrasonic probe 1 based on a program or the like stored in advance. More specifically, the probe control unit 21 controls the transmission / reception circuit 14 so that the ultrasonic beam is transmitted and the ultrasonic echo is received based on the preset inspection mode and scanning method. Further, the probe control unit 21 has the signal processing unit 16 and the signal processing unit 16 of the image information data generation unit 19 so that preset signal processing is applied to the sound line signal and preset image processing is applied to the image signal data. The image processing unit 17 is controlled. The probe control unit 21 controls so that the image information data generated by the image information data generation unit 19 is stored in the probe-side cine memory 22 in the live mode.
- the probe control unit 21 controls the frame adjustment unit 15 so as to adjust the frame of the image information data generated by the image information data generation unit 19 according to the fluctuation of the radio transmission band by the probe side wireless communication circuit 18. .. Further, the probe control unit 21 controls the probe-side wireless communication circuit 18 so that the image signal data is transmitted at a preset transmission radio wave intensity.
- the inspection mode includes B (brightness) mode, CF (color Doppler) mode, PD (power Doppler) mode, M (motion) mode, PW (pulse Doppler) mode, CW (continuous wave Doppler) mode, and the like. It indicates any of the inspection modes that can be used in the ultrasonic system, and the scanning method shall indicate any of scanning methods such as an electronic sector scanning method, an electronic linear scanning method, and an electronic convex scanning method.
- the battery 24 is built in the ultrasonic probe 1 and supplies electric power to each circuit of the ultrasonic probe 1.
- the information terminal 3 includes a terminal-side wireless communication circuit 32, and the display control unit 33 and the monitor 34 are sequentially connected in series to the terminal-side wireless communication circuit 32. Further, the terminal control unit 36 is connected to the terminal side wireless communication circuit 32 and the display control unit 33. An input device 37 is connected to the terminal control unit 36. The terminal side processor 39 is configured by the display control unit 33 and the terminal control unit 36.
- the probe-side wireless communication circuit 18 of the ultrasonic probe 1 and the terminal-side wireless communication circuit 32 of the information terminal 3 are connected so that information can be exchanged in both directions, whereby the ultrasonic probe 1 and the information terminal 3 can be exchanged. Is wirelessly connected by wireless communication.
- the terminal-side wireless communication circuit 32 includes an antenna for transmitting and receiving radio waves, and is an image wirelessly transmitted from the probe-side wireless communication circuit 18 of the ultrasonic probe 1 under the control of the terminal control unit 36. Receive information data. More specifically, the terminal-side wireless communication circuit 32 receives the transmission signal wirelessly transmitted from the probe-side wireless communication circuit 18 via the antenna, and demodulates the received transmission signal to obtain super image information data. Outputs a sound wave image (ultrasonic image signal).
- the display control unit 33 causes the monitor 34 to display an ultrasonic image based on the image information data received by the terminal side wireless communication circuit 32. More specifically, the display control unit 33 performs a predetermined process on the ultrasonic image which is the image information data, and displays the ultrasonic image on the monitor 34.
- the terminal control unit 36 controls each part of the information terminal 3 based on a program stored in advance and an instruction of a user (operator of the ultrasonic system) input from the input device 37. More specifically, the terminal control unit 36 controls the terminal-side wireless communication circuit 32 so that the transmission signal is received from the probe-side wireless communication circuit 18 of the ultrasonic probe 1. Further, the terminal control unit 36 controls the display control unit 33 so that the ultrasonic image is displayed on the monitor 20 based on the image information data.
- the monitor 34 displays an ultrasonic image generated by the display control unit 33, and includes, for example, a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display).
- a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display).
- the input device 37 is for the user to perform an input operation and input various instructions, and can be configured to include a keyboard, a mouse, a trackball, a touch pad, a touch panel, and the like.
- step S1 When the live mode is specified based on the instruction from the user input from the input device 37 (step S1), the ultrasonic probe 1 is brought into contact with the body surface of the subject from the vibrator array 11. The transmission of ultrasonic waves is started and a sound line signal is generated (step S2).
- ultrasonic beams are transmitted into the subject from the plurality of oscillators of the oscillator array 11 according to the drive signals from the pulsar 51 of the transmission / reception circuit 14.
- the ultrasonic echo from the subject based on the ultrasonic beam transmitted from the pulsar 51 is received by each oscillator of the oscillator array 11, and is an analog signal from each oscillator of the oscillator array 11 that has received the ultrasonic echo.
- a certain received signal is output.
- the received signal which is an analog signal output from each oscillator of the oscillator array 11, is amplified by the amplification unit 52 of the transmission / reception circuit 14, and AD-converted by the AD conversion unit 53 to acquire the received data.
- a sound line signal is generated by performing reception focus processing on the received data by the beam former 54.
- the image information data generation unit 19 generates an ultrasonic image as image information data based on the sound line signal generated by the beam former 54 of the transmission / reception circuit 14 (step S3).
- the sound line signal generated by the beam former 54 is subjected to various signal processing by the signal processing unit 16 of the image information data generation unit 19, and as image signal data before imaging, a fault relating to the tissue in the subject.
- a signal representing image information is generated.
- the image signal data generated by the signal processing unit 16 is raster-converted by the image processing unit 17 of the image information data generation unit 19, and further subjected to various image processing to generate an ultrasonic image as the image information data.
- FIG. 4 is a conceptual diagram showing the flow of the ultrasonic image in the live mode of the ultrasonic system shown in FIG.
- the block on the left side of FIG. 4 represents an ultrasonic image of each frame generated by the image processing unit 17, and the block on the right side thereof stores the ultrasonic image of each frame in the probe-side cine memory 22. Represents the frame area of.
- the vertical direction of FIG. 4 represents the flow of time, and time elapses from the upper side to the lower side.
- the ultrasonic image generated by the image processing unit 17 is stored in the probe-side cine memory 22 as shown in FIG. 4 (step S4-1).
- the probe-side cine memory 22 always stores the ultrasonic images of the past frames of the number of frames corresponding to the memory capacity from the ultrasonic images of the latest frames without missing.
- the frame adjusting unit 15 outputs an ultrasonic image of all the frames generated by the image processing unit 17 according to the fluctuation of the wireless transmission band by the probe-side wireless communication circuit 18, or the image processing unit. From the ultrasonic images generated by 17, it is adjusted whether to output the ultrasonic images of at least a part of the frames by omitting them (step S4-2).
- the ultrasonic image adjusted by the frame adjusting unit 15 is wirelessly transmitted from the probe-side wireless communication circuit 18 to the information terminal 3 (step S5).
- the ultrasonic image wirelessly transmitted from the probe-side wireless communication circuit 18 of the ultrasonic probe 1 is received by the terminal-side wireless communication circuit 32 under the control of the terminal control unit 36 of the information terminal 3 (step). S6).
- the display control unit 33 performs a predetermined process on the ultrasonic image received by the terminal-side wireless communication circuit 32 and displays it on the monitor 34 (step S7).
- the ultrasonic image generated by the image processing unit 17 of the image information data generation unit 19 of the ultrasonic probe 1 and further adjusted by the frame adjustment unit 15 is the probe side wireless communication circuit. It is transmitted wirelessly from 18.
- the display control unit 33 of the information terminal 3 causes the monitor 34 to display the ultrasonic image received by the terminal-side wireless communication circuit 32.
- the frame adjustment unit 15 In the live mode, even if the ultrasonic image of at least a part of the frame is missing by the frame adjustment unit 15, at least when the ultrasonic image (moving image) is wirelessly transmitted in real time and displayed on the monitor 34. Even if the ultrasonic images of some frames are missing, it is difficult to understand, so there is no particular problem.
- FIG. 5 is a conceptual diagram showing the flow of the ultrasonic image in the freeze mode of the ultrasonic system shown in FIG.
- the configuration of each part in FIG. 5 is the same as in the case of FIG.
- the probe-side cine memory 22 does not lose the ultrasonic image of the past frame of the number of frames corresponding to the memory capacity from the ultrasonic image of the latest frame at the time when the freeze mode is specified. It is stored.
- step S8 When the freeze mode is specified based on the user's instruction input from the input device 37 (step S8), the transmission of ultrasonic waves from the oscillator array 11 is stopped (step S9).
- the ultrasonic image of the past frame stored in the probe-side cine memory 22 is read out as the image information data and wirelessly transmitted from the probe-side wireless communication circuit 18 (step S10). ).
- the terminal-side wireless communication circuit 32 receives the ultrasonic image wirelessly transmitted from the probe-side wireless communication circuit 18 (step S11).
- the display control unit 33 causes the monitor 34 to display the ultrasonic image of the past frame received by the terminal side wireless communication circuit 32 (step S12).
- the ultrasonic image stored in the lowermost frame area of the probe-side cine memory 22 is wirelessly transmitted and displayed on the monitor 34.
- the memory capacity is increased from the time when the freeze mode is specified.
- the ultrasonic images of the past frames of the corresponding number of frames are stored in the probe-side cine memory 22. Therefore, in the freeze mode, the ultrasonic image of an arbitrary frame stored in the probe-side cine memory 22 can be displayed on the monitor 34 without omission, and the ultrasonic image continuously and correctly changes along the time axis.
- the sound wave image can be displayed on the monitor 34.
- FIG. 6 shows a block diagram showing a configuration of a modified example of the ultrasonic system of the first embodiment.
- the image information data generation unit 19 of the ultrasonic probe 1 includes only the signal processing unit 16, and the information terminal 3 further includes the image processing unit 17. Since it is the same as the ultrasonic system shown, the same components are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
- a frame adjusting unit 15 and a probe-side cine memory 22 are sequentially connected in series to the signal processing unit 16. Further, a probe-side cine memory 22 is connected to the signal processing unit 16.
- the image processing unit 17, the display control unit 33, and the monitor 34 are sequentially connected in series to the terminal side wireless communication circuit 32. Further, a terminal control unit 36 is connected to the image processing unit 17.
- the signal processing unit 16 uses the sound line signal generated by the transmission / reception circuit 14 as the image information data generated by the image information data generation unit 19 before imaging into an ultrasonic image. Generate signal data.
- the frame adjusting unit 15 and the probe-side cine memory 22 process not the ultrasonic image but the image signal data generated by the signal processing unit 16 as the image information data.
- the image processing unit 17 generates an ultrasonic image as image information data based on the image signal data received by the terminal side wireless communication circuit 32 under the control of the terminal control unit 36.
- the display control unit 33 causes the monitor 34 to display the ultrasonic image generated by the image processing unit 17 under the control of the terminal control unit 36. More specifically, the display control unit 33 performs a predetermined process on the ultrasonic image and displays it on the monitor 34.
- step S21 the operation until the sound line signal is generated by the transmission / reception circuit 14 (step S22) is the same as in the case of the ultrasonic system shown in FIG. 1 (steps S1 and S2). ..
- the signal processing unit 16 generates image signal data as the image information data (step S23).
- the image signal data generated by the signal processing unit 16 is stored in the probe-side cine memory 22 as shown in FIG. 4 (step S24-1).
- the probe-side cine memory 22 stores the image signal data of the past frames of the number of frames corresponding to the memory capacity from the image signal data of the latest frame without being lost.
- the frame adjusting unit 15 outputs the image signal data of all the frames generated by the signal processing unit 16 according to the fluctuation of the band of the wireless transmission by the probe side wireless communication circuit 18, or the signal processing unit. From the image signal data generated by No. 16, it is adjusted whether to output at least a part of the frame image signal data by omitting it (step S24-2).
- the image signal data adjusted by the frame adjusting unit 15 is wirelessly transmitted from the probe side wireless communication circuit 18 to the information terminal 3 (step S25).
- the image signal data wirelessly transmitted from the probe-side wireless communication circuit 18 of the ultrasonic probe 1 is received by the terminal-side wireless communication circuit 32 under the control of the terminal control unit 36 of the information terminal 3 (step). S26).
- the image signal data received by the terminal-side wireless communication circuit 32 is raster-converted by the image processing unit 17, and further subjected to various image processing to generate an ultrasonic image (step S27).
- the display control unit 33 performs a predetermined process on the ultrasonic image generated by the image processing unit 17 and displays it on the monitor 34 (step S28).
- the image signal data generated by the signal processing unit 16 of the ultrasonic probe 1 and further adjusted by the frame adjusting unit 15 is wirelessly transmitted from the probe side wireless communication circuit 18 as image information data.
- an ultrasonic image is generated by the image processing unit 17 based on the image signal data received by the terminal side wireless communication circuit 32 of the information terminal 3, and the display control unit 33 is generated by the image processing unit 17.
- the ultrasonic image is displayed on the monitor 34.
- step S29 In the freeze mode (step S29), the operation until the ultrasonic wave transmission is stopped (step S30) is the same as in the ultrasonic system shown in FIG. 1 (steps S8 and S9).
- the past image signal data stored in the probe-side cine memory 22 of the ultrasonic probe 1 is read out and wirelessly transmitted from the probe-side wireless communication circuit 18 (step S31).
- the ultrasonic image wirelessly transmitted by the probe-side wireless communication circuit 18 is received by the terminal-side wireless communication circuit 32 of the information terminal 3 (step S32).
- the image processing unit 17 generates an ultrasonic image based on the image signal data received by the terminal-side wireless communication circuit 32 (step S33).
- the display control unit 33 causes the monitor 34 to display the ultrasonic image generated by the image processing unit 17 (step S34).
- the information terminal 3 in order to generate an ultrasonic image by performing image processing on the image signal data, after displaying the ultrasonic image on the monitor 34, it is adjusted to the display characteristics of the monitor 34.
- image processing conditions such as gain can be freely changed.
- FIG. 8 shows a block diagram showing the configuration of the ultrasonic system of the second embodiment according to the present invention. Since the ultrasonic system shown in FIG. 8 is the same as the ultrasonic system shown in FIG. 1 except that the information terminal 3 further includes the terminal-side cine memory 23, the same components are designated by the same reference numerals. The detailed description thereof will be omitted.
- the terminal-side cine memory 23 is bidirectionally connected to the terminal-side wireless communication circuit 32. Further, a terminal control unit 36 is connected to the terminal-side cine memory 23.
- the terminal-side cine memory 23 stores the image information data received by the terminal-side wireless communication circuit 32 under the control of the terminal control unit 36. More specifically, the terminal-side cine memory 23 stores an ultrasonic image received by the terminal-side wireless communication circuit 32 as image information data in the live mode.
- the terminal-side cine memory 23 has the same memory capacity as the probe-side cine memory 22, and operates in synchronization with the probe-side cine memory 22.
- the terminal-side cine memory 23 is a ring buffer. Therefore, when the ultrasonic image of the past frame of the number of frames corresponding to the memory capacity is stored in the terminal side cine memory 23, the ultrasonic image of the latest frame is replaced with the ultrasonic image of the oldest frame on the terminal side. It is stored in the cine memory 23. As a result, the terminal-side cine memory 23 always stores the ultrasonic images of the past frames of the number of frames corresponding to the memory capacity from the ultrasonic images of the latest frames.
- the operation is the same as in the case of the ultrasonic system shown in FIG. 1 (steps S1 to S12), adjusted by the frame adjusting unit 15 of the ultrasonic probe 1, and wirelessly transmitted by the probe-side wireless communication circuit 18.
- the ultrasonic image received by the terminal-side wireless communication circuit 32 of the information terminal 3 is displayed on the monitor 34 by the display control unit 33, and further stored in the terminal-side cine memory 23 (step S41).
- the memory capacity is obtained from the ultrasonic images of the latest frames.
- the ultrasonic images of the past frames of the number of frames corresponding to are stored without omission.
- the ultrasonic images of all the frames generated by the image information data generation unit 19 cannot be wirelessly transmitted in real time, in other words, when the wireless transmission fails, at least a part of the terminal side cine memory 23
- the ultrasound image with the missing frame is stored.
- FIG. 10 for example, when the wireless transmission of the ultrasonic image of the second frame from the upper side fails, the ultrasonic image in which the second frame from the upper side is missing is stored in the terminal side cine memory 23. Will be done.
- step S42 In the freeze mode (step S42), at least a part of the frames of the ultrasonic image missing by the frame adjusting unit 15 is detected from the ultrasonic images stored in the terminal side cine memory 23 (step S43). ..
- the control unit 33 causes the monitor 34 to display an ultrasonic image of a past frame stored in the terminal-side cine memory 23 (step S45).
- the ultrasonic image of an arbitrary frame in the past can be displayed on the monitor 34 from the ultrasonic images stored in the terminal-side cine memory 23.
- step S44 when an ultrasonic image in which at least a part of the frame is missing is stored (Yes in step S44), as shown in FIG. 11, at least one of the detected ultrasonic images is stored. Based on the frame of the unit, the ultrasonic image of at least a part of the frames missing by the frame adjusting unit 15 is read from the probe-side cine memory 22 and wirelessly transmitted from the probe-side wireless communication circuit 18 (step S46).
- the ultrasonic image of at least a part of the missing frames wirelessly transmitted by the probe-side wireless communication circuit 18 is received by the terminal-side wireless communication circuit 32 (step S47).
- the ultrasonic image of at least a part of the missing frames received by the terminal-side wireless communication circuit 32 is stored in the terminal-side cine memory (step S48).
- the display control unit 33 reads out the ultrasonic image stored in the terminal-side cine memory 23 and displays it on the monitor 34 (step S49).
- the ultrasonic image of the missing frame is wirelessly transmitted from the probe-side cine memory 22 and stored in the terminal-side cine memory 23. That is, from the ultrasonic image of the latest frame at the time when the freeze mode is specified, the ultrasonic image of the past frame of the number of frames corresponding to the memory capacity is stored in the terminal side cine memory 23 without being lost. Therefore, the display control unit 33 is stored in the terminal side cine memory 23 without inquiring the ultrasonic probe 1 side about the ultrasonic image of the frame to be displayed on the monitor 34, and therefore without requiring a turnaround time for that purpose.
- the ultrasonic image of an arbitrary frame in the past can be displayed on the monitor 34 from the ultrasonic images. For example, even when a one-frame ultrasonic image is sequentially displayed frame by frame toward a past or latest frame ultrasonic image, smooth frame advance is possible without delay due to wireless transmission. , The operability for the user can be remarkably improved.
- the time stamp information is attached to the ultrasonic image wirelessly transmitted from the ultrasonic probe 1 side to the information terminal 3 side. Therefore, based on the time stamp information, it is possible to confirm whether or not there is an ultrasonic image of the missing frame in the terminal-side cine memory 23. For example, when the frame sequence numbers of the ultrasonic images of each frame stored in the terminal-side cine memory 23 are continuous, it can be seen that there are no missing frames of the ultrasonic image. On the other hand, when the frame sequence numbers are not consecutive, it is found that there is a frame of the missing ultrasonic image, and the frame sequence number of the ultrasonic image of the missing frame can also be confirmed.
- the order of detecting the frames of the missing ultrasonic image is not particularly limited, but for example, among the ultrasonic images stored in the terminal side cine memory 23, the terminal side corresponding to the ultrasonic image displayed on the monitor 34.
- the frame of the ultrasonic image pointed to by the scan pointer is moved to the frame of the ultrasonic image in the past rather than the frame of the ultrasonic image displayed on the monitor 34.
- the frame of the ultrasound image pointed to by the scan pointer is changed to the frame of the moved past ultrasound image, and the frame of the modified past ultrasound image pointed to by the scan pointer is changed to the frame of the latest ultrasound image.
- the frame of the ultrasonic image pointed to by the scan pointer at least a part of the frame of the ultrasonic image missing is sequentially detected by the frame adjusting unit 15.
- the frame of the ultrasonic image pointed to by the scan pointer reaches the frame of the latest ultrasonic image
- the frame of the ultrasonic image pointed to by the scan pointer is changed to the frame of the moved past ultrasonic image.
- the ultrasonic image (still image) of the latest frame at the time when the freeze mode is specified is displayed on the monitor 34 from the ultrasonic images stored in the terminal side cine memory 23, and the latest image is displayed.
- the ultrasonic image of any frame in the past can be displayed retroactively from the ultrasonic image of the frame, or as described above, the ultrasonic image of one frame is sequentially directed toward the ultrasonic image of the past or the latest frame. It can be displayed frame by frame (cine scroll). Further, after the ultrasonic image of an arbitrary frame is displayed on the monitor 34, the ultrasonic image (moving image) is reproduced and displayed from the ultrasonic image of the arbitrary frame toward the ultrasonic image of the latest frame (moving image). Cine regeneration) can be performed.
- the missing frames of the ultrasonic image are sequentially detected from the ultrasonic image of the latest frame toward the ultrasonic image of the past frame. Is required to do. Also, when reproducing an ultrasonic image (moving image) from an ultrasonic image of an arbitrary frame, the reproduction direction, that is, from the ultrasonic image of the arbitrary frame toward the ultrasonic image of the latest frame. It is required to detect sequentially. Further, as described above, since it is possible to sequentially display one frame of the ultrasonic image frame by frame, the ultrasonic image in the vicinity of the frame of the ultrasonic image corresponding to the ultrasonic image displayed on the monitor 34 is displayed. The detection of the frame of the ultrasonic image has the highest priority.
- the frame sequence number of the ultrasonic image of the missing frame is wirelessly transmitted from the terminal-side wireless communication circuit 32 to the probe-side wireless communication circuit 18. ..
- the ultrasonic image of the frame corresponding to the frame sequence number received from the terminal-side wireless communication circuit 32 is read from the probe-side cine memory 22 and wirelessly transmitted by the probe-side wireless communication circuit 18.
- the frame adjustment unit 15 uses the ultrasonic image wirelessly transmitted by, for example, the probe-side wireless communication circuit 18 in the live mode. You may generate a missing frame list that manages at least some frames of the missing ultrasound image. In this case, in the freeze mode, the ultrasonic image of at least a part of the frames missing by the frame adjustment unit 15 is read from the probe side cine memory 22 based on the missing frame list generated by the frame adjustment unit 15. Is wirelessly transmitted from the probe-side wireless communication circuit 18.
- the timing of wirelessly transmitting the ultrasonic image of the missing frame from the probe side cine memory 22 side to the terminal side cine memory 23 side is not particularly limited as long as the ultrasonic image of the missing frame is not displayed on the monitor 34.
- the ultrasonic image of at least a part of the frames missing by the frame adjusting unit 15 is read from the probe-side cine memory 22 and wirelessly transmitted from the probe-side wireless communication circuit 18. Can be done.
- the frame adjustment unit 15 is missing.
- the ultrasonic image of at least a part of the frames may be read out from the probe-side cine memory 22 and wirelessly transmitted from the probe-side wireless communication circuit 18.
- the memory capacity of the probe-side cine memory 22 and the memory capacity of the terminal-side cine memory 23 are the same, and in the freeze mode, the probe-side cine memory 22 and the terminal-side cine memory 23 operate in synchronization with each other. As a result, in the freeze mode, the terminal-side cine memory 23 finally stores the ultrasonic image of each frame that is exactly the same as the ultrasonic image of each frame stored in the probe-side cine memory 22.
- the information terminal 3 of the ultrasonic system of the present invention not only a dedicated information terminal but also a commercially available tablet terminal or the like can be used. Therefore, it is assumed that the memory capacity of the probe-side cine memory 22 and the memory capacity of the terminal-side cine memory 23 are different. In this case, the number of frames of the ultrasonic image to be stored in the probe-side cine memory 22 and the terminal-side cine memory 23, whichever has the larger memory capacity, according to the smaller memory capacity of the probe-side cine memory 22 and the terminal-side cine memory 23. By determining, the number of frames of the ultrasonic image stored in the probe-side cine memory 22 and the terminal-side cine memory 23 can be matched.
- the ultrasonic images of all the frames generated by the image information data generation unit 19 are stored in the probe side cine memory 22, but in the freeze mode, the ultrasonic images are stored in the probe side cine memory 22.
- the ultrasonic image of the frame wirelessly transmitted from the probe-side wireless communication circuit 18 and the ultrasonic image of the frame for which reception confirmation is notified from the information terminal 3 may be deleted from the probe-side cine memory 22.
- IP Internet Protocol
- UDP User Datagram Protocol
- TCP Transmission Control Protocol
- UDP reception confirmation is not performed at the protocol level, so when reception confirmation is notified from the terminal side wireless communication circuit 32, the ultrasonic image of the frame corresponding to the notification is deleted from the probe side cine memory 22. be able to.
- TCP since reception is confirmed at the protocol level, the ultrasonic image of the corresponding frame can be deleted from the probe-side cine memory 22 at the time of wireless transmission from the probe-side wireless communication circuit 18.
- the probe-side cine memory 22 manages the free area by generating a free area management list for managing the free area of the probe-side cine memory 22 in the freeze mode. That is, in the freeze mode, the frame area of the probe-side cine memory 22 in which the ultrasonic image of the frame deleted from the probe-side cine memory 22 is stored is set as a free area in the free area management list. Then, in the case of the next live mode, the ultrasonic images of each frame generated by the image processing unit 17 are sequentially stored from the frame area of the probe-side cine memory 22 corresponding to the first free area of the free area management list. To.
- the ultrasonic system of the second embodiment instead of temporarily storing the ultrasonic image of each frame generated by the image information data generation unit 19 in the probe-side cine memory 22, as shown in FIGS. 12 and 13.
- the probe side cine memory 22 instead of temporarily storing the ultrasonic image of at least a part of the frames missing by the frame adjusting unit 15 is stored in the probe side cine memory 22, and in the freeze mode, the probe side cine memory 22 to the terminal side cine memory 23.
- the ultrasonic image of the frame notified from the information terminal 3 that the reception confirmation at the time of sending to the probe side may be deleted from the probe side cine memory 22.
- the ultrasonic image of the frame deleted from the terminal side cine memory 23 is deleted from the probe side cine memory 22.
- the ultrasonic image of the frame deleted from the terminal side cine memory 23 is from the latest frame ultrasonic image and the ultrasonic image of the past frame of the number of frames corresponding to the memory capacity of the terminal side cine memory 23. Is also an ultrasonic image of a past frame and is not displayed on the monitor 34. Therefore, it is also deleted from the probe side cine memory 22.
- the probe-side cine memory 22 has the ultrasonic image of the missing frame. Since only the ultrasonic image of the corresponding frame is stored, the memory capacity of the probe-side cine memory 22 required in the freeze mode can be significantly reduced, and the utilization efficiency of the probe-side cine memory 22 is greatly improved. be able to. Further, since the ultrasonic images stored in the probe-side cine memory 22 are sequentially deleted, the probe-side cine memory 22 is full even when wireless communication is performed for a long time unless the wireless communication environment has a lot of disturbance. Will never be.
- the reading of the ultrasonic image from the probe-side cine memory 22 by wireless transmission is usually faster than the speed at which the image processing unit 17 generates the ultrasonic image.
- a transmission error occurs due to the influence of disturbance or the like and a wireless transmission retry occurs, it takes time to retry the wireless transmission. Therefore, as an ultrasonic image of a missing frame, a plurality of frames are super The sound wave image is stored in the probe-side cine memory 22. Therefore, it is desirable that the probe-side cine memory 22 has a memory capacity capable of storing an ultrasonic image (moving image) for 1 second or longer.
- the ultrasonic probe 1 further includes an error generating unit 26.
- the error generation unit 26 constitutes a part of the probe-side processor 25 and is connected to the probe-side cine memory 22.
- the probe side wireless communication circuit 18 is connected to the error generation unit 26, and the probe control unit 21 is connected to the error generation unit 26.
- the error generation unit 26 issues an error when the probe-side cine memory 22 is filled with the ultrasonic image of the missing frame in the live mode.
- the error issued by the error generation unit 26 is, for example, wirelessly transmitted from the probe side wireless communication circuit 18, received by the terminal side wireless communication circuit 32, and the display control unit 33 displays a message corresponding to the error on the monitor 34. ..
- the error issued by the error generating unit 26 may be output from the speaker as voice, or the error message may be displayed and the voice may be output at the same time. As a result, the user can grasp that the wireless communication environment is bad and transmission errors occur frequently.
- FIG. 15 shows a block diagram showing a configuration of a modified example of the ultrasonic system of the second embodiment.
- the ultrasonic system shown in FIG. 15 is shown in FIG. 8 except that the image information data generation unit 19 of the ultrasonic probe 1 includes only the signal processing unit 16 and the information terminal 3 further includes the image processing unit 17. It is the same as the ultrasonic system shown, and is the same as the ultrasonic system shown in FIG. 6 except that the information terminal 3 further includes a terminal-side cine memory 23.
- the configuration and operation other than the terminal-side cine memory 23 are the same as in the ultrasonic system shown in FIG.
- the terminal-side cine memory 23 has the same configuration as the terminal-side cine memory 23 shown in FIG. 8 and operates in the same manner, but the terminal-side cine memory 23 shown in FIG. 15 has ultrasonic waves as image information data in the live mode. Stores image signal data, not images.
- the operation is the same as in the case of the ultrasonic system shown in FIG. 6, except for the terminal side cine memory 23.
- the terminal-side cine memory 23 operates in the same manner as in the case of the ultrasonic system shown in FIG. 8 except that it stores image signal data instead of ultrasonic images as image information data.
- the terminal-side cine memory 23 is bidirectionally connected to the image processing unit 17, and the terminal-side cine memory 23 is connected in both directions.
- the 23 may store the ultrasonic image generated by the image processing unit 17 instead of the image signal data.
- the terminal-side cine memory 23 and the display control unit 33 operate in the same manner as the terminal-side cine memory 23 and the display control unit 33 shown in FIG.
- the ultrasonic probe 1 can also form an ultrasonic system by combining a monitor 34 with a touch sensor and together with an information terminal 3 that uses the touch sensor as an input device 37.
- Such an ultrasonic system is extremely effective for outdoor diagnosis during emergency treatment and the like.
- the hardware configuration of the processing unit (Processing Unit) that executes various processes such as 36 and the input device 37 may be dedicated hardware, or various processors or computers that execute programs. May be good.
- the hardware configuration of the probe-side cine memory 22 and the terminal-side cine memory 23 may be dedicated hardware or a memory such as a semiconductor memory.
- the semiconductor memory constituting the probe-side cine memory 22 may be provided on the semiconductor of the signal processing processor.
- the circuit configuration can be changed after manufacturing the CPU (Central Processing Unit), FPGA (Field Programmable Gate Array), etc., which are general-purpose processors that execute software (programs) and function as various processing units.
- Programmable Logic Device (PLD), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), etc. which is a processor, includes a dedicated electric circuit, which is a processor having a circuit configuration designed exclusively for performing specific processing. ..
- One processing unit may be composed of one of these various processors, or a combination of two or more processors of the same type or different types, for example, a combination of a plurality of FPGAs, or a combination of an FPGA and a CPU. And so on. Further, a plurality of processing units may be configured by one of various processors, or two or more of the plurality of processing units may be collectively configured by using one processor.
- SoC system on chip
- circuitry that combines circuit elements such as semiconductor elements.
- the method of the present invention can be carried out, for example, by a program for causing a computer to execute each of the steps. It is also possible to provide a computer-readable recording medium on which this program is recorded.
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Abstract
画像情報データ生成部が、超音波プローブの送受信回路により生成された音線信号に基づいて画像情報データを生成し、画像情報データ生成部により生成された画像情報データがプローブ側シネメモリに格納される。フリーズモードが指定された場合に、プローブ側シネメモリに格納されている過去の画像情報データがプローブ側無線通信回路から無線送信され、表示制御部が、端末側無線通信回路により受信された過去の画像情報データに基づいて超音波画像をモニタに表示させる。
Description
本発明は、超音波プローブと情報端末とが無線接続される超音波システムおよび超音波システムの制御方法に関する。
従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波システムが実用化されている。一般に、この種の超音波システムは、振動子アレイを内蔵した超音波プローブと、この超音波プローブに接続された情報端末と、を備えており、超音波プローブから被検体に向けて超音波ビームを送信し、被検体からの超音波エコーを超音波プローブで受信し、例えばその受信信号を情報端末において電気的に処理することにより超音波画像が生成される。
また、特許文献1に開示されているように、近年、超音波プローブと情報端末との間を無線通信により無線接続することにより、超音波プローブの操作性および機動性を向上させようとする超音波システムが開発されている。
このような無線接続型の超音波システムにおいては、例えば超音波プローブの振動子アレイから出力されたアナログの受信信号を無線通信により情報端末へ伝送する、あるいは、超音波プローブ内に信号処理のための回路を内蔵して、振動子アレイから出力された受信信号を超音波プローブ内においてデジタル処理した後に無線通信により情報端末に伝送することにより、情報端末において超音波画像の生成が行われる。
また、無線通信を行う従来の超音波システムは、特許文献2~4に記載されているように、過去のフレームの超音波画像を格納するためのシネメモリを情報端末側に含んでいる。ライブモードの場合に、超音波プローブ側から情報端末側へ無線送信される各々のフレームの超音波画像が、最新のフレームの超音波画像から、そのメモリ容量に対応するフレーム数の超音波画像がシネメモリに格納され、フリーズモードの場合に、このシネメモリに格納されている過去のフレームの超音波画像が読み出されてモニタに表示される。
しかし、無線通信を行う従来の超音波システムにおいては、無線通信の帯域が変動することにより、ライブモードの場合に、超音波プローブ側から無線送信される全てのフレームの超音波画像をリアルタイムに無線送信することができず、その少なくとも一部のフレームが欠落された超音波画像が情報端末のシネメモリに格納されることがある。従って、フリーズモードの場合に、欠落されたフレームの超音波画像を表示できず、時間軸に沿って連続的に正しく変化する超音波画像を表示できないという問題があった。
従って、本発明は、上記従来の問題点を解消し、フリーズモードの場合に、時間軸に沿って連続的に正しく変化する超音波画像を表示させることができる超音波システムおよび超音波システムの制御方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、超音波プローブと情報端末とが無線接続される超音波システムであって、
超音波プローブは、
振動子アレイと、
振動子アレイから超音波を送信させ、超音波エコーを受信した振動子アレイ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と、
送受信回路により生成された音線信号に基づいて画像情報データを生成する画像情報データ生成部と、
画像情報データ生成部により生成された画像情報データを格納するプローブ側シネメモリと、
画像情報データ生成部により生成された画像情報データを無線送信するプローブ側無線通信回路と
を含み、
情報端末は、
モニタと、
入力装置と、
プローブ側無線通信回路から無線送信された画像情報データを受信する端末側無線通信回路と、
端末側無線通信回路により受信された画像情報データに基づいて超音波画像をモニタに表示させる表示制御部と
を含み、
入力装置から入力された指示に基づいてフリーズモードが指定され、振動子アレイからの超音波の送信が停止された場合に、プローブ側シネメモリに格納されている過去のフレームの画像情報データがプローブ側無線通信回路から無線送信され、表示制御部は、端末側無線通信回路により受信された過去のフレームの画像情報データに基づいて超音波画像をモニタに表示させる、超音波システムを提供する。
超音波プローブは、
振動子アレイと、
振動子アレイから超音波を送信させ、超音波エコーを受信した振動子アレイ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と、
送受信回路により生成された音線信号に基づいて画像情報データを生成する画像情報データ生成部と、
画像情報データ生成部により生成された画像情報データを格納するプローブ側シネメモリと、
画像情報データ生成部により生成された画像情報データを無線送信するプローブ側無線通信回路と
を含み、
情報端末は、
モニタと、
入力装置と、
プローブ側無線通信回路から無線送信された画像情報データを受信する端末側無線通信回路と、
端末側無線通信回路により受信された画像情報データに基づいて超音波画像をモニタに表示させる表示制御部と
を含み、
入力装置から入力された指示に基づいてフリーズモードが指定され、振動子アレイからの超音波の送信が停止された場合に、プローブ側シネメモリに格納されている過去のフレームの画像情報データがプローブ側無線通信回路から無線送信され、表示制御部は、端末側無線通信回路により受信された過去のフレームの画像情報データに基づいて超音波画像をモニタに表示させる、超音波システムを提供する。
ここで、超音波プローブは、さらに、プローブ側無線通信回路による無線送信の帯域の変動に応じて、画像情報データ生成部により生成された全てのフレームの画像情報データを出力するか、あるいは、画像情報データ生成部により生成された画像情報データの中から少なくとも一部のフレームの画像情報データを欠落させて出力するかを調整するフレーム調整部を含み、
入力装置から入力された指示に基づいてライブモードが指定され、振動子アレイからの超音波の送信が開始された場合に、フレーム調整部により調整された画像情報データがプローブ側無線通信回路から無線送信され、表示制御部は、端末側無線通信回路により受信された画像情報データに基づいて超音波画像をモニタに表示させることが好ましい。
入力装置から入力された指示に基づいてライブモードが指定され、振動子アレイからの超音波の送信が開始された場合に、フレーム調整部により調整された画像情報データがプローブ側無線通信回路から無線送信され、表示制御部は、端末側無線通信回路により受信された画像情報データに基づいて超音波画像をモニタに表示させることが好ましい。
情報端末は、さらに、端末側無線通信回路により受信された画像情報データを格納する端末側シネメモリを含み、
ライブモードの場合に、フレーム調整部により調整された画像情報データがプローブ側無線通信回路から無線送信され、端末側無線通信回路により受信された画像情報データが端末側シネメモリに格納され、
フリーズモードの場合に、フレーム調整部により欠落された少なくとも一部のフレームの画像情報データがプローブ側シネメモリから読み出されてプローブ側無線通信回路から無線送信され、端末側無線通信回路により受信された少なくとも一部のフレームの画像情報データが端末側シネメモリに格納され、表示制御部は、端末側シネメモリに格納されている画像情報データに基づいて超音波画像をモニタに表示させることが好ましい。
ライブモードの場合に、フレーム調整部により調整された画像情報データがプローブ側無線通信回路から無線送信され、端末側無線通信回路により受信された画像情報データが端末側シネメモリに格納され、
フリーズモードの場合に、フレーム調整部により欠落された少なくとも一部のフレームの画像情報データがプローブ側シネメモリから読み出されてプローブ側無線通信回路から無線送信され、端末側無線通信回路により受信された少なくとも一部のフレームの画像情報データが端末側シネメモリに格納され、表示制御部は、端末側シネメモリに格納されている画像情報データに基づいて超音波画像をモニタに表示させることが好ましい。
また、フリーズモードが指定された直後から、フレーム調整部により欠落された少なくとも一部のフレームの画像情報データがプローブ側無線通信回路から無線送信されることが好ましい。
また、入力装置から入力された指示に基づいて、端末側シネメモリに格納されている画像情報データの中から、フレーム調整部により欠落された画像情報データの少なくとも一部のフレームの近傍のフレームの画像情報データが指定され、指定された近傍のフレームの画像情報データに基づいて超音波画像がモニタに表示された直後から、フレーム調整部により欠落された少なくとも一部のフレームの画像情報データがプローブ側無線通信回路から無線送信されることが好ましい。
また、フリーズモードの場合に、端末側シネメモリに格納されている画像情報データの中から、フレーム調整部により欠落された画像情報データの少なくとも一部のフレームが検出され、検出された画像情報データの少なくとも一部のフレームに基づいて、フレーム調整部により欠落された少なくとも一部のフレームの画像情報データがプローブ側無線通信回路から無線送信されることが好ましい。
また、フレーム調整部は、ライブモードの場合に、プローブ側無線通信回路により無線送信される画像情報データから欠落された画像情報データの少なくとも一部のフレームを管理する欠落フレームリストを生成し、
フリーズモードの場合に、フレーム調整部により生成された欠落フレームリストに基づいて、フレーム調整部により欠落された少なくとも一部のフレームの画像情報データがプローブ側無線通信回路から無線送信されることが好ましい。
フリーズモードの場合に、フレーム調整部により生成された欠落フレームリストに基づいて、フレーム調整部により欠落された少なくとも一部のフレームの画像情報データがプローブ側無線通信回路から無線送信されることが好ましい。
また、端末側シネメモリに格納されている画像情報データのうち、モニタに表示されている超音波画像に対応する画像情報データのフレームから過去の画像情報データのフレームの方へ向かって、スキャンポインタが指し示す画像情報データのフレームについて、フレーム調整部により欠落された画像情報データの少なくとも一部のフレームの検出が順次行われることが好ましい。
また、入力装置から入力された指示に基づいて、スキャンポインタが指し示す画像情報データのフレームが、モニタに表示されている超音波画像のフレームよりも過去の画像情報データのフレームに移動された場合に、スキャンポインタが指し示す画像情報データのフレームを、移動された過去の画像情報データのフレームに変更し、スキャンポインタが指し示す変更された過去の画像情報データのフレームから最新の画像情報データのフレームの方へ向かって、スキャンポインタが指し示す画像情報データのフレームについて、フレーム調整部により欠落された画像情報データの少なくとも一部のフレームの検出が順次行われ、スキャンポインタが指し示す画像情報データのフレームが最新の画像情報データのフレームまで到達した場合に、スキャンポインタが指し示す画像情報データのフレームを、移動された過去の画像情報データのフレームに変更し、スキャンポインタが指し示す変更された過去の画像情報データのフレームからさらに過去の画像情報データのフレームの方へ向かって、スキャンポインタが指し示す画像情報データのフレームについて、フレーム調整部により欠落された画像情報データの少なくとも一部のフレームの検出が順次行われることが好ましい。
また、プローブ側シネメモリおよび端末側シネメモリのうちのメモリ容量が少ない方に合わせて、プローブ側シネメモリおよび端末側シネメモリのうちのメモリ容量が多い方に格納する画像情報データのフレーム数を決定することにより、プローブ側シネメモリおよび端末側シネメモリに格納される画像情報データのフレーム数を一致させることが好ましい。
また、ライブモードの場合に、画像情報データ生成部により生成された全てのフレームの画像情報データがプローブ側シネメモリに格納され、
フリーズモードの場合に、プローブ側無線通信回路から無線送信されたフレームの画像情報データ、および、受信確認が情報端末から通知されたフレームの画像情報データがプローブ側シネメモリから削除されることが好ましい。
フリーズモードの場合に、プローブ側無線通信回路から無線送信されたフレームの画像情報データ、および、受信確認が情報端末から通知されたフレームの画像情報データがプローブ側シネメモリから削除されることが好ましい。
また、ライブモードの場合に、フレーム調整部により欠落された少なくとも一部のフレームの画像情報データのみがプローブ側シネメモリに格納され、
フリーズモードの場合に、受信確認が情報端末から通知されたフレームの画像情報データがプローブ側シネメモリから削除されることが好ましい。
フリーズモードの場合に、受信確認が情報端末から通知されたフレームの画像情報データがプローブ側シネメモリから削除されることが好ましい。
超音波プローブは、さらに、ライブモードの場合に、プローブ側シネメモリが満杯になったときにエラーを発するエラー発生部を含むことが好ましい。
また、ライブモードの場合に、端末側シネメモリから削除されたフレームの画像情報データがプローブ側シネメモリから削除されることが好ましい。
また、プローブ側シネメモリは、フリーズモードの場合に、プローブ側シネメモリの空き領域を管理する空き領域管理リストを生成し、
フリーズモードの場合に、プローブ側シネメモリから削除されたフレームの画像情報データが格納されていたプローブ側シネメモリのフレーム領域が、空き領域管理リストにおいて空き領域とされ、
ライブモードの場合に、画像情報データ生成部により生成された各々のフレームの画像情報データが、空き領域管理リストの先頭の空き領域に対応するプローブ側シネメモリのフレーム領域から順次格納されることが好ましい。
フリーズモードの場合に、プローブ側シネメモリから削除されたフレームの画像情報データが格納されていたプローブ側シネメモリのフレーム領域が、空き領域管理リストにおいて空き領域とされ、
ライブモードの場合に、画像情報データ生成部により生成された各々のフレームの画像情報データが、空き領域管理リストの先頭の空き領域に対応するプローブ側シネメモリのフレーム領域から順次格納されることが好ましい。
また、画像情報データ生成部は、
送受信回路により生成された音線信号に基づいて超音波画像への画像化前の画像信号データを生成する信号処理部と、
信号処理部により生成された画像信号データに基づいて、画像情報データ生成部により生成された画像情報データとして超音波画像を生成する画像処理部と、を含み、
表示制御部は、端末側無線通信回路により受信された超音波画像をモニタに表示させることが好ましい。
送受信回路により生成された音線信号に基づいて超音波画像への画像化前の画像信号データを生成する信号処理部と、
信号処理部により生成された画像信号データに基づいて、画像情報データ生成部により生成された画像情報データとして超音波画像を生成する画像処理部と、を含み、
表示制御部は、端末側無線通信回路により受信された超音波画像をモニタに表示させることが好ましい。
また、画像情報データ生成部は、送受信回路により生成された音線信号に基づいて、画像情報データ生成部により生成された画像情報データとして超音波画像への画像化前の画像信号データを生成する信号処理部を含み、
情報端末は、さらに、端末側無線通信回路により受信された画像信号データに基づいて超音波画像を生成する画像処理部を含み、
表示制御部は、画像処理部により生成された超音波画像をモニタに表示させることが好ましい。
情報端末は、さらに、端末側無線通信回路により受信された画像信号データに基づいて超音波画像を生成する画像処理部を含み、
表示制御部は、画像処理部により生成された超音波画像をモニタに表示させることが好ましい。
また、端末側シネメモリは、画像処理部により生成された超音波画像を格納することが好ましい。
また、本発明は、超音波プローブと情報端末とが無線接続される超音波システムの制御方法であって、
超音波プローブの送受信回路が、振動子アレイから超音波を送信させ、超音波エコーを受信した振動子アレイ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ステップと、
超音波プローブの画像情報データ生成部が、生成された音線信号に基づいて画像情報データを生成するステップと、
超音波プローブのプローブ側シネメモリが、生成された画像情報データを格納するステップと、
超音波プローブのプローブ側無線通信回路が、生成された画像情報データを無線送信するステップと、
情報端末の端末側無線通信回路が、無線送信された画像情報データを受信するステップと、
情報端末の表示制御部が、受信された画像情報データに基づいて超音波画像をモニタに表示させるステップと
を含み、
入力装置から入力された指示に基づいてフリーズモードが指定され、振動子アレイからの超音波の送信が停止された場合に、プローブ側シネメモリに格納されている過去のフレームの画像情報データがプローブ側無線通信回路から無線送信され、表示制御部は、端末側無線通信回路により受信された過去のフレームの画像情報データに基づいて超音波画像をモニタに表示させる、超音波システムの制御方法を提供する。
超音波プローブの送受信回路が、振動子アレイから超音波を送信させ、超音波エコーを受信した振動子アレイ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ステップと、
超音波プローブの画像情報データ生成部が、生成された音線信号に基づいて画像情報データを生成するステップと、
超音波プローブのプローブ側シネメモリが、生成された画像情報データを格納するステップと、
超音波プローブのプローブ側無線通信回路が、生成された画像情報データを無線送信するステップと、
情報端末の端末側無線通信回路が、無線送信された画像情報データを受信するステップと、
情報端末の表示制御部が、受信された画像情報データに基づいて超音波画像をモニタに表示させるステップと
を含み、
入力装置から入力された指示に基づいてフリーズモードが指定され、振動子アレイからの超音波の送信が停止された場合に、プローブ側シネメモリに格納されている過去のフレームの画像情報データがプローブ側無線通信回路から無線送信され、表示制御部は、端末側無線通信回路により受信された過去のフレームの画像情報データに基づいて超音波画像をモニタに表示させる、超音波システムの制御方法を提供する。
ここで、さらに、超音波プローブのフレーム調整部が、プローブ側無線通信回路による無線送信の帯域の変動に応じて、画像情報データ生成部により生成された全てのフレームの画像情報データを出力するか、あるいは、画像情報データ生成部により生成された画像情報データの中から少なくとも一部のフレームの画像情報データを欠落させて出力するかを調整するステップを含み、
入力装置から入力された指示に基づいてライブモードが指定され、振動子アレイからの超音波の送信が開始された場合に、フレーム調整部により調整された画像情報データがプローブ側無線通信回路から無線送信され、表示制御部は、端末側無線通信回路により受信された画像情報データに基づいて超音波画像をモニタに表示させることが好ましい。
入力装置から入力された指示に基づいてライブモードが指定され、振動子アレイからの超音波の送信が開始された場合に、フレーム調整部により調整された画像情報データがプローブ側無線通信回路から無線送信され、表示制御部は、端末側無線通信回路により受信された画像情報データに基づいて超音波画像をモニタに表示させることが好ましい。
さらに、情報端末の端末側シネメモリが、端末側無線通信回路により受信された画像情報データを格納するステップを含み、
ライブモードの場合に、フレーム調整部により調整された画像情報データがプローブ側無線通信回路から無線送信され、端末側無線通信回路により受信された画像情報データが端末側シネメモリに格納され、
フリーズモードの場合に、フレーム調整部により欠落された少なくとも一部のフレームの画像情報データがプローブ側シネメモリから読み出されてプローブ側無線通信回路から無線送信され、端末側無線通信回路により受信された少なくとも一部のフレームの画像情報データが端末側シネメモリに格納され、表示制御部は、端末側シネメモリに格納されている画像情報データに基づいて超音波画像をモニタに表示させることが好ましい。
ライブモードの場合に、フレーム調整部により調整された画像情報データがプローブ側無線通信回路から無線送信され、端末側無線通信回路により受信された画像情報データが端末側シネメモリに格納され、
フリーズモードの場合に、フレーム調整部により欠落された少なくとも一部のフレームの画像情報データがプローブ側シネメモリから読み出されてプローブ側無線通信回路から無線送信され、端末側無線通信回路により受信された少なくとも一部のフレームの画像情報データが端末側シネメモリに格納され、表示制御部は、端末側シネメモリに格納されている画像情報データに基づいて超音波画像をモニタに表示させることが好ましい。
また、ライブモードの場合に、画像情報データ生成部により生成された全てのフレームの画像情報データがプローブ側シネメモリに格納され、
フリーズモードの場合に、プローブ側無線通信回路から無線送信されたフレームの画像情報データ、および、受信確認が情報端末から通知されたフレームの画像情報データがプローブ側シネメモリから削除されることが好ましい。
フリーズモードの場合に、プローブ側無線通信回路から無線送信されたフレームの画像情報データ、および、受信確認が情報端末から通知されたフレームの画像情報データがプローブ側シネメモリから削除されることが好ましい。
また、ライブモードの場合に、フレーム調整部により欠落された少なくとも一部のフレームの画像情報データのみがプローブ側シネメモリに格納され、
フリーズモードの場合に、受信確認が情報端末から通知されたフレームの画像情報データがプローブ側シネメモリから削除されることが好ましい。
フリーズモードの場合に、受信確認が情報端末から通知されたフレームの画像情報データがプローブ側シネメモリから削除されることが好ましい。
また、送受信回路、画像情報データ生成部、信号処理部、画像処理部、フレーム調整部、エラー発生部、表示制御部および入力装置は、ハードウェア、または、プログラムを実行するプロセッサであることが好ましく、プローブ側シネメモリおよび端末側シネメモリは、ハードウェア、または、メモリであるのが好ましい。
本発明においては、ライブモードの場合に、フリーズモードが指定された時点から、メモリ容量に対応するフレーム数の過去のフレームの画像情報データがプローブ側シネメモリに格納されている。そのため、フリーズモードの場合に、プローブ側シネメモリに格納されている任意のフレームの画像情報データに基づく超音波画像を欠落することなくモニタに表示させることができ、時間軸に沿って連続的に正しく変化する超音波画像をモニタに表示させることができる。
また、本発明においては、フリーズモードの場合に、欠落されたフレームの画像情報データが、プローブ側シネメモリから無線送信されて端末側シネメモリに格納される。そのため、例えば1フレームの超音波画像を、過去または最新のフレームの超音波画像の方へ向かって順次コマ送りして表示させる場合であっても、無線送信による遅延なく、滑らかなコマ送りが可能となりユーザにとっての操作感を格段に向上させることができる。
また、プローブ側シネメモリから不要となったフレームの画像情報データを削除することにより、フリーズモードの場合に必要となるプローブ側シネメモリのメモリ容量を大幅に削減することができ、プローブ側シネメモリの利用効率を大幅に向上させることができる。
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の超音波システムおよび超音波システムの制御方法を詳細に説明する。
図1に、本発明に係る第1実施形態の超音波システムの構成を表すブロック図を示す。図1に示す超音波システムは、超音波プローブ1と、情報端末3と、を備えており、超音波プローブ1と情報端末3とは、無線通信により無線接続されている。
超音波プローブ1は、振動子アレイ11を備えており、振動子アレイ11には、送受信回路14が双方向に接続されている。送受信回路14には、信号処理部16、画像処理部17、フレーム調整部15およびプローブ側無線通信回路18が順次直列に接続されている。信号処理部16および画像処理部17は、画像情報データ生成部19を構成する。また、画像処理部17にはプローブ側シネメモリ22が接続され、プローブ側シネメモリ22にはプローブ側無線通信回路18が接続されている。
また、送受信回路14、信号処理部16、画像処理部17、フレーム調整部15、プローブ側シネメモリ22およびプローブ側無線通信回路18には、プローブ制御部21が接続されている。また、超音波プローブ1は、バッテリ24を内蔵している。
送受信回路14、画像情報データ生成部19(信号処理部16および画像処理部17)、フレーム調整部15およびプローブ制御部21により、プローブ側プロセッサ25が構成されている。
送受信回路14、画像情報データ生成部19(信号処理部16および画像処理部17)、フレーム調整部15およびプローブ制御部21により、プローブ側プロセッサ25が構成されている。
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14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。
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14は、プローブ制御部21による制御の下で、振動子アレイ11から超音波を送信させ、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14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51と、振動子アレイ11から順次直列に接続される増幅部52、AD(Analog Digital)変換部53およびビームフォーマ54と、を有している。
パルサ51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21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。このように、振動子アレイ11の振動子の電極にパルス状または連続波状の電圧が印加されると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状または連続波状の超音波が発生して、それらの超音波の合成波から、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52に出力する。
増幅部52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信号を増幅し、増幅した信号をAD変換部53に送信する。AD変換部53は、増幅部52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54に出力する。
ビームフォーマ54は、プローブ制御部21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53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ことにより、いわゆ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53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。
画像情報データ生成部19は、送受信回路14により生成された音線信号に基づいて画像情報データを生成する。画像情報データ生成部19は、前述のように、信号処理部16と、画像処理部17と、を有している。
信号処理部16は、プローブ制御部21の制御の下で、送受信回路14により生成された音線信号に基づいて、超音波画像への画像化前の画像信号データを生成する。より具体的には、信号処理部16は、送受信回路14のビームフォーマ54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、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を生成する。
画像処理部17は、プローブ制御部21の制御の下で、信号処理部16により生成された画像信号データに基づいて、画像情報データ生成部19により生成された画像情報データとして超音波画像を生成する。より具体的には、画像処理部17は、信号処理部16により生成された画像化前の画像信号データを、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し、このように変換された画像信号に対して、モニタ34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(超音波画像信号)を生成した後、生成された超音波画像を画像情報データとしてプローブ側無線通信回路18に出力する。
プローブ側シネメモリ22は、プローブ制御部21による制御の下で、画像情報データ生成部19により生成された画像情報データを格納する。より詳しくは、プローブ側シネメモリ22は、ライブモードの場合に、画像情報データとして、画像情報データ生成部19の画像処理部17により生成された超音波画像を格納する。プローブ側シネメモリ22は、数秒から数十秒の超音波画像、例えば1秒間に30フレームの超音波画像が撮像される場合、数十フレームから数百フレームの超音波画像を格納するためのメモリ容量を有している。
プローブ側シネメモリ22はリングバッファである。従って、メモリ容量に対応するフレーム数の過去のフレームの超音波画像がプローブ側シネメモリ22に格納されると、最古のフレームの超音波画像の代わりに、最新のフレームの超音波画像がプローブ側シネメモリ22に順次格納される。これにより、プローブ側シネメモリ22には、常に、最新のフレームの超音波画像から、メモリ容量に対応するフレーム数の過去のフレームの超音波画像が欠落することなく格納される。
プローブ側シネメモリ22はリングバッファである。従って、メモリ容量に対応するフレーム数の過去のフレームの超音波画像がプローブ側シネメモリ22に格納されると、最古のフレームの超音波画像の代わりに、最新のフレームの超音波画像がプローブ側シネメモリ22に順次格納される。これにより、プローブ側シネメモリ22には、常に、最新のフレームの超音波画像から、メモリ容量に対応するフレーム数の過去のフレームの超音波画像が欠落することなく格納される。
ここで、ライブモードは、一定のフレームレートで撮像された超音波画像(動画像)を逐次表示(リアルタイム表示)するモードである。
フリーズモードは、ライブモードの場合に撮像された超音波画像(動画像)をプローブ側シネメモリ22に格納しておき、このプローブ側シネメモリ22に格納されている過去のフレームの超音波画像(動画像)の中から任意のフレームの超音波画像(静止画像)を読み出して表示するモードである。
フリーズモードは、ライブモードの場合に撮像された超音波画像(動画像)をプローブ側シネメモリ22に格納しておき、このプローブ側シネメモリ22に格納されている過去のフレームの超音波画像(動画像)の中から任意のフレームの超音波画像(静止画像)を読み出して表示するモードである。
フレーム調整部15は、プローブ制御部21による制御の下で、プローブ側無線通信回路18による無線送信の帯域の変動に応じて、画像情報データ生成部19により生成された全てのフレームの画像情報データを出力するか、あるいは、画像情報データ生成部19により生成された画像情報データの中から、少なくとも一部のフレームの画像情報データを欠落させて出力するかを調整する。
ライブモードの場合、送受信回路14により、音線信号が順次生成され、画像情報データ生成部19により、音線信号に基づいて各々のフレームの超音波画像が順次生成される。つまり、一定のフレームレートで超音波画像が生成される。
一方、プローブ側無線通信回路18による無線送信の帯域は、例えばノイズ、電圧変動、過負荷等の外乱によって変動する。これに応じて、無線送信の送信速度が低下したり、送信エラーが発生して無線送信を行うことができなかったりすると、画像情報データ生成部19により生成された全てのフレームの超音波画像をリアルタイムに無線送信することができない場合がある。
一方、プローブ側無線通信回路18による無線送信の帯域は、例えばノイズ、電圧変動、過負荷等の外乱によって変動する。これに応じて、無線送信の送信速度が低下したり、送信エラーが発生して無線送信を行うことができなかったりすると、画像情報データ生成部19により生成された全てのフレームの超音波画像をリアルタイムに無線送信することができない場合がある。
フレーム調整部15は、無線送信の帯域が閾値以上となって、画像情報データ生成部19により生成された全てのフレームの超音波画像を欠落させることなくリアルタイムに無線送信することができる場合に、画像情報データ生成部19により生成された全てのフレームの画像情報データを出力する。この場合、フレーム調整部15から、画像情報データ生成部19により生成された全てのフレームの超音波画像がプローブ側無線通信回路18に出力される。
一方、フレーム調整部15は、無線送信の帯域が閾値未満となって、画像情報データ生成部19により生成された全てのフレームの超音波画像をリアルタイムに無線送信することができない場合に、画像情報データ生成部19により生成された画像情報データの中から、少なくとも一部のフレームの超音波画像を欠落させる。この場合、フレーム調整部15から、この少なくとも一部のフレームが欠落された超音波画像がプローブ側無線通信回路18に出力される。
また、フレーム調整部15は、フレーム調整部15の入力に画像情報データ生成部19から新しいフレームの超音波画像が到着した際に、プローブ側無線通信回路18がすでに受け取っているフレームの超音波画像を送信完了しておらず新たなフレームの超音波画像を受け取れない場合、到着したフレームの超音波画像を欠落させる。
一方、フレーム調整部15は、無線送信の帯域が閾値未満となって、画像情報データ生成部19により生成された全てのフレームの超音波画像をリアルタイムに無線送信することができない場合に、画像情報データ生成部19により生成された画像情報データの中から、少なくとも一部のフレームの超音波画像を欠落させる。この場合、フレーム調整部15から、この少なくとも一部のフレームが欠落された超音波画像がプローブ側無線通信回路18に出力される。
また、フレーム調整部15は、フレーム調整部15の入力に画像情報データ生成部19から新しいフレームの超音波画像が到着した際に、プローブ側無線通信回路18がすでに受け取っているフレームの超音波画像を送信完了しておらず新たなフレームの超音波画像を受け取れない場合、到着したフレームの超音波画像を欠落させる。
プローブ側無線通信回路18は、電波の送信および受信を行うためのアンテナを含んでおり、プローブ制御部21の制御の下で、ライブモードの場合に、フレーム調整部15により調整された画像情報データを無線送信する。より詳しくは、プローブ側無線通信回路18は、画像情報データ生成部19の画像処理部17により生成され、フレーム調整部15により調整された超音波画像に基づいてキャリアを変調して伝送信号を生成し、伝送信号をアンテナに供給してアンテナから電波を送信することにより、超音波画像を無線送信する。
キャリアの変調方式としては、ASK(Amplitude Shift Keying:振幅偏移変調)、PSK(Phase Shift Keying:位相偏移変調)、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying:四位相偏移変調)、16QAM(16 Quadrature Amplitude Modulation:16直角位相振幅変調)等が用いられる。
キャリアの変調方式としては、ASK(Amplitude Shift Keying:振幅偏移変調)、PSK(Phase Shift Keying:位相偏移変調)、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying:四位相偏移変調)、16QAM(16 Quadrature Amplitude Modulation:16直角位相振幅変調)等が用いられる。
プローブ側無線通信回路18は、画像情報データ生成部19により生成された全てのフレームの超音波画像を欠落させることなくリアルタイムに無線送信することができる場合に、画像情報データ生成部19により生成された全てのフレームの画像情報データを無線送信する。一方、プローブ側無線通信回路18は、無線送信の帯域が閾値未満となって、画像情報データ生成部19により生成された全てのフレームの超音波画像をリアルタイムに無線送信することができない場合に、フレーム調整部15により少なくとも一部のフレームが欠落された超音波画像を無線送信する。
また、プローブ側無線通信回路18は、フリーズモードの場合に、プローブ側シネメモリに格納されている画像情報データを無線送信する。
また、プローブ側無線通信回路18は、フリーズモードの場合に、プローブ側シネメモリに格納されている画像情報データを無線送信する。
さらに、プローブ側無線通信回路18は、画像情報データにタイムスタンプ情報を添付して超音波プローブ1から情報端末3へ無線送信する。タイムスタンプ情報には、例えば送信開始等の基準時点からの経過時間およびフレームのシーケンス番号等が含まれる。
プローブ制御部21は、予め記憶しているプログラム等に基づいて、超音波プローブ1の各部の制御を行う。より詳しくは、プローブ制御部21は、予め設定された検査モードおよび走査方式に基づいて、超音波ビームの送信および超音波エコーの受信が行われるように送受信回路14を制御する。また、プローブ制御部21は、予め設定された信号処理が音線信号に施され、予め設定された画像処理が画像信号データに施されるように画像情報データ生成部19の信号処理部16および画像処理部17を制御する。プローブ制御部21は、ライブモードの場合に、画像情報データ生成部19により生成された画像情報データがプローブ側シネメモリ22に格納されるように制御する。プローブ制御部21は、プローブ側無線通信回路18による無線送信の帯域の変動に応じて、画像情報データ生成部19により生成された画像情報データのフレームを調整するようにフレーム調整部15を制御する。さらに、プローブ制御部21は、予め設定された送信電波強度で画像信号データの送信が行われるようにプローブ側無線通信回路18を制御する。
ここで、検査モードとは、B(輝度)モード、CF(カラードプラ)モード、PD(パワードプラ)モード、M(モーション)モード、PW(パルスドプラ)モード、CW(連続波ドプラ)モード等、超音波システムにおいて使用可能な検査モードのうちのいずれかを示し、走査方式は、電子セクタ走査方式、電子リニア走査方式、電子コンベックス走査方式等の走査方式のうちのいずれかを示すものとする。
バッテリ24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。
一方、情報端末3は、端末側無線通信回路32を備えており、端末側無線通信回路32には、表示制御部33およびモニタ34が順次直列に接続されている。また、端末側無線通信回路32および表示制御部33に端末制御部36が接続されている。また、端末制御部36には、入力装置37が接続されている。表示制御部33および端末制御部36により、端末側プロセッサ39が構成されている。
超音波プローブ1のプローブ側無線通信回路18と情報端末3の端末側無線通信回路32とは、双方向に情報の受け渡しが可能に接続されており、これにより、超音波プローブ1と情報端末3とが無線通信により無線接続される。
端末側無線通信回路32は、電波の送信および受信を行うためのアンテナを含んでおり、端末制御部36の制御の下で、超音波プローブ1のプローブ側無線通信回路18から無線送信された画像情報データを受信する。より詳しくは、端末側無線通信回路32は、プローブ側無線通信回路18から無線送信された伝送信号を、アンテナを介して受信し、受信した伝送信号を復調することにより、画像情報データである超音波画像(超音波画像信号)を出力する。
表示制御部33は、端末制御部36の制御の下で、端末側無線通信回路32により受信された画像情報データに基づいて超音波画像をモニタ34に表示させる。より詳しくは、表示制御部33は、画像情報データである超音波画像に所定の処理を施して、モニタ34に表示させる。
端末制御部36は、予め記憶されているプログラムおよび入力装置37から入力されたユーザ(超音波システムの操作者)の指示等に基づいて、情報端末3の各部の制御を行う。より詳しくは、端末制御部36は、超音波プローブ1のプローブ側無線通信回路18から伝送信号の受信が行われるように端末側無線通信回路32を制御する。また、端末制御部36は、画像情報データに基づいて超音波画像がモニタ20に表示されるように表示制御部33を制御する。
モニタ34は、表示制御部33により生成された超音波画像を表示するものであり、例えば、LCD(Liquid Crystal Display:液晶ディスプレイ)等のディスプレイ装置を含む。
入力装置37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、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッドおよびタッチパネル等を備えて構成することができる。
次に、図1に示す超音波システムの動作について説明する。
まず、図3のフローチャートを参照しながら、ライブモードの場合の超音波システムの動作を説明する。
まず、図3のフローチャートを参照しながら、ライブモードの場合の超音波システムの動作を説明する。
入力装置37から入力されたユーザからの指示に基づいてライブモードが指定されると(ステップS1)、超音波プローブ1が被検体の体表面上に接触された状態において、振動子アレイ11からの超音波の送信が開始され、音線信号が生成される(ステップS2)。
つまり、プローブ制御部21の制御の下で、送受信回路14のパルサ51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51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14の増幅部52により増幅され、AD変換部53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54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。
パルサ51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14の増幅部52により増幅され、AD変換部53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54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、画像情報データ生成部19により、送受信回路14のビームフォーマ54により生成された音線信号に基づいて、画像情報データとして超音波画像が生成される(ステップS3)。
つまり、ビームフォーマ54により生成された音線信号は、画像情報データ生成部19の信号処理部16により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16により生成された画像信号データは、画像情報データ生成部19の画像処理部17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、画像情報データとして超音波画像が生成される。
信号処理部16により生成された画像信号データは、画像情報データ生成部19の画像処理部17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、画像情報データとして超音波画像が生成される。
ここで、図4は、図1に示す超音波システムのライブモードの場合の超音波画像の流れを表す概念図である。図4の左側のブロックは、画像処理部17により生成された各々のフレームの超音波画像を表し、その右側のブロックは、プローブ側シネメモリ22において、各々のフレームの超音波画像が格納される各々のフレーム領域を表す。図4の縦方向は時間の流れを表し、時間は上側から下側へ向かって経過する。
画像処理部17により生成された超音波画像は、図4に示すように、プローブ側シネメモリ22に格納される(ステップS4-1)。プローブ側シネメモリ22には、常に、最新のフレームの超音波画像から、メモリ容量に対応するフレーム数の過去のフレームの超音波画像が欠落することなく格納される。
また、フレーム調整部15により、プローブ側無線通信回路18による無線送信の帯域の変動に応じて、画像処理部17により生成された全てのフレームの超音波画像を出力するか、あるいは、画像処理部17により生成された超音波画像の中から、少なくとも一部のフレームの超音波画像を欠落させて出力するかが調整される(ステップS4-2)。
続いて、フレーム調整部15により調整された超音波画像は、プローブ側無線通信回路18から情報端末3に向けて無線送信される(ステップS5)。
続いて、超音波プローブ1のプローブ側無線通信回路18から無線送信された超音波画像は、情報端末3の端末制御部36の制御の下で、端末側無線通信回路32により受信される(ステップS6)。
続いて、表示制御部33は、端末側無線通信回路32により受信された超音波画像に所定の処理を施して、モニタ34に表示させる(ステップS7)。
つまり、ライブモードの場合、画像情報データとして、超音波プローブ1の画像情報データ生成部19の画像処理部17により生成され、さらにフレーム調整部15により調整された超音波画像がプローブ側無線通信回路18から無線送信される。一方、情報端末3の表示制御部33は、端末側無線通信回路32により受信された超音波画像をモニタ34に表示させる。
ライブモードの場合、フレーム調整部15により少なくとも一部のフレームの超音波画像が欠落されたとしても、超音波画像(動画像)をリアルタイムに無線送信してモニタ34に表示させているときには、少なくとも一部のフレームの超音波画像が欠落されていたとしても分かりづらいため、特に問題にならない。
次に、フリーズモードの場合の超音波システムの動作を説明する。
ここで、図5は、図1に示す超音波システムのフリーズモードの場合の超音波画像の流れを表す概念図である。図5における各部の構成は、図4の場合と同様である。プローブ側シネメモリ22には、ライブモードの場合に、フリーズモードが指定された時点における最新のフレームの超音波画像から、メモリ容量に対応するフレーム数の過去のフレームの超音波画像が欠落することなく格納されている。
入力装置37から入力されたユーザの指示に基づいてフリーズモードが指定されると(ステップS8)、振動子アレイ11からの超音波の送信が停止される(ステップS9)。
この場合、図5に示すように、画像情報データとして、プローブ側シネメモリ22に格納されている過去のフレームの超音波画像が読み出されてプローブ側無線通信回路18から無線送信される(ステップS10)。
続いて、端末側無線通信回路32によりプローブ側無線通信回路18から無線送信された超音波画像が受信される(ステップS11)。
続いて、表示制御部33は、端末側無線通信回路32により受信された過去のフレームの超音波画像をモニタ34に表示させる(ステップS12)。
図5に示す例の場合、プローブ側シネメモリ22の最も下側のフレーム領域に格納されている超音波画像が無線送信され、モニタ34に表示される。
第1実施形態の超音波システムにおいては、ライブモードの場合に、フレーム調整部15により少なくとも一部のフレームの超音波画像が欠落されたとしても、フリーズモードが指定された時点から、メモリ容量に対応するフレーム数の過去のフレームの超音波画像がプローブ側シネメモリ22に格納されている。そのため、フリーズモードの場合に、プローブ側シネメモリ22に格納されている任意のフレームの超音波画像を欠落することなくモニタ34に表示させることができ、時間軸に沿って連続的に正しく変化する超音波画像をモニタ34に表示させることができる。
フリーズモードにおいて、超音波画像(動画像)をモニタ34に表示させる場合、ライブモードの場合と同じように、リアルタイムで超音波画像を無線送信することが要求されるため、少なくとも一部のフレームの超音波画像が欠落する場合がある。一方、超音波画像(静止画像)をモニタ34に表示させる場合、リアルタイムで超音波画像を無線送信する場合と違って、無線送信のための時間的な余裕があるため、モニタ34に表示させるフレームの超音波画像を欠落することなく無線送信することができる。
次に、図1に示す第1実施形態の超音波システムの変形例について説明する。
図6に、第1実施形態の超音波システムの変形例の構成を表すブロック図を示す。図6に示す超音波システムは、超音波プローブ1の画像情報データ生成部19が、信号処理部16のみを含み、情報端末3が、さらに、画像処理部17を含む点以外は、図1に示す超音波システムと同じであるから、同一の構成要素には同一の符号を付けて、その詳細な説明を省略する。
図6に示す超音波システムの超音波プローブ1において、信号処理部16には、フレーム調整部15およびプローブ側シネメモリ22が順次直列に接続されている。また、信号処理部16にはプローブ側シネメモリ22が接続されている。
一方、情報端末3において、端末側無線通信回路32には、画像処理部17、表示制御部33およびモニタ34が順次直列に接続されている。また、画像処理部17には、端末制御部36が接続されている。
一方、情報端末3において、端末側無線通信回路32には、画像処理部17、表示制御部33およびモニタ34が順次直列に接続されている。また、画像処理部17には、端末制御部36が接続されている。
超音波プローブ1において、信号処理部16は、送受信回路14により生成された音線信号に基づいて、画像情報データ生成部19により生成された画像情報データとして超音波画像への画像化前の画像信号データを生成する。
フレーム調整部15およびプローブ側シネメモリ22は、画像情報データとして、超音波画像ではなく、信号処理部16により生成された画像信号データを処理する。
フレーム調整部15およびプローブ側シネメモリ22は、画像情報データとして、超音波画像ではなく、信号処理部16により生成された画像信号データを処理する。
また、画像処理部17は、端末制御部36の制御の下、画像情報データとして、端末側無線通信回路32により受信された画像信号データに基づいて超音波画像を生成する。
表示制御部33は、端末制御部36の制御の下、画像処理部17により生成された超音波画像をモニタ34に表示させる。より詳しくは、表示制御部33は、超音波画像に所定の処理を施して、モニタ34に表示させる。
表示制御部33は、端末制御部36の制御の下、画像処理部17により生成された超音波画像をモニタ34に表示させる。より詳しくは、表示制御部33は、超音波画像に所定の処理を施して、モニタ34に表示させる。
次に、図7に示すフローチャート参照しながら、図6に示す超音波システムの動作について説明する。
まず、ライブモードの場合(ステップS21)、送受信回路14により音線信号が生成されるまでの動作(ステップS22)は、図1に示す超音波システムの場合(ステップS1, S2)と同じである。
続いて、画像情報データとして、信号処理部16により画像信号データが生成される(ステップS23)。
信号処理部16により生成された画像信号データは、図4に示すように、プローブ側シネメモリ22に格納される(ステップS24-1)。プローブ側シネメモリ22には、最新のフレームの画像信号データから、メモリ容量に対応するフレーム数の過去のフレームの画像信号データが欠落することなく格納される。
信号処理部16により生成された画像信号データは、図4に示すように、プローブ側シネメモリ22に格納される(ステップS24-1)。プローブ側シネメモリ22には、最新のフレームの画像信号データから、メモリ容量に対応するフレーム数の過去のフレームの画像信号データが欠落することなく格納される。
また、フレーム調整部15により、プローブ側無線通信回路18による無線送信の帯域の変動に応じて、信号処理部16により生成された全てのフレームの画像信号データを出力するか、あるいは、信号処理部16により生成された画像信号データの中から、少なくとも一部のフレームの画像信号データを欠落させて出力するかが調整される(ステップS24-2)。
続いて、フレーム調整部15により調整された画像信号データは、プローブ側無線通信回路18から情報端末3に向けて無線送信される(ステップS25)。
続いて、超音波プローブ1のプローブ側無線通信回路18から無線送信された画像信号データは、情報端末3の端末制御部36の制御の下で、端末側無線通信回路32により受信される(ステップS26)。
続いて、端末側無線通信回路32により受信された画像信号データは、画像処理部17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、超音波画像が生成される(ステップS27)。
続いて、表示制御部33は、画像処理部17により生成された超音波画像に所定の処理を施して、モニタ34に表示させる(ステップS28)。
つまり、ライブモードの場合、画像情報データとして、超音波プローブ1の信号処理部16により生成され、さらにフレーム調整部15により調整された画像信号データがプローブ側無線通信回路18から無線送信される。一方、情報端末3の端末側無線通信回路32により受信された画像信号データに基づいて、画像処理部17により超音波画像が生成され、表示制御部33は、画像処理部17により生成された超音波画像をモニタ34に表示させる。
次に、フリーズモードの場合の超音波システムの動作を説明する。
フリーズモードの場合(ステップS29)、超音波の送信が停止されるまでの動作(ステップS30)は、図1に示す超音波システムの場合と同じである(ステップS8, S9)。
続いて、図5に示すように、超音波プローブ1のプローブ側シネメモリ22に格納されている過去の画像信号データが読み出されてプローブ側無線通信回路18から無線送信される(ステップS31)。
続いて、プローブ側無線通信回路18により無線送信された超音波画像は、情報端末3の端末側無線通信回路32により受信される(ステップS32)。
続いて、端末側無線通信回路32により受信された画像信号データに基づいて、画像処理部17により超音波画像が生成される(ステップS33)。
続いて、表示制御部33は、画像処理部17により生成された超音波画像をモニタ34に表示させる(ステップS34)。
上記実施形態の場合、情報端末3において、画像信号データに画像処理を行って超音波画像を生成するため、超音波画像をモニタ34に表示させた後で、モニタ34の表示特性に合わせて、ゲイン等の画像処理条件を自由に変更することができるという利点がある。
次に、第2実施形態の超音波システムについて説明する。
図8に、本発明に係る第2実施形態の超音波システムの構成を表すブロック図を示す。図8に示す超音波システムは、情報端末3が、さらに、端末側シネメモリ23を含む点以外は、図1に示す超音波システムと同じであるから、同一の構成要素には同一の符号を付けて、その詳細な説明を省略する。
図8に示す超音波システムの情報端末3において、端末側無線通信回路32には、端末側シネメモリ23が双方向に接続されている。また、端末側シネメモリ23には、端末制御部36が接続されている。
端末側シネメモリ23は、端末制御部36による制御の下で、端末側無線通信回路32により受信された画像情報データを格納する。より詳しくは、端末側シネメモリ23は、ライブモードの場合に、画像情報データとして、端末側無線通信回路32により受信された超音波画像を格納する。端末側シネメモリ23は、プローブ側シネメモリ22と同じメモリ容量を有しており、プローブ側シネメモリ22と同期して動作する。
端末側シネメモリ23はリングバッファである。従って、メモリ容量に対応するフレーム数の過去のフレームの超音波画像が端末側シネメモリ23に格納されると、最古のフレームの超音波画像の代わりに、最新のフレームの超音波画像が端末側シネメモリ23に格納される。これにより、端末側シネメモリ23には、常に、最新のフレームの超音波画像から、メモリ容量に対応するフレーム数の過去のフレームの超音波画像が格納される。
端末側シネメモリ23はリングバッファである。従って、メモリ容量に対応するフレーム数の過去のフレームの超音波画像が端末側シネメモリ23に格納されると、最古のフレームの超音波画像の代わりに、最新のフレームの超音波画像が端末側シネメモリ23に格納される。これにより、端末側シネメモリ23には、常に、最新のフレームの超音波画像から、メモリ容量に対応するフレーム数の過去のフレームの超音波画像が格納される。
次に、図9に示すフローチャートを参照しながら、図8に示す超音波システムの動作について説明する。
まず、ライブモードの場合、図1に示す超音波システムの場合と同様に動作し(ステップS1~S12)、超音波プローブ1のフレーム調整部15により調整され、プローブ側無線通信回路18により無線送信され、情報端末3の端末側無線通信回路32により受信された超音波画像が、表示制御部33によりモニタ34に表示され、さらに、端末側シネメモリ23に格納される(ステップS41)。
端末側シネメモリ23には、画像情報データ生成部19により生成された全てのフレームの超音波画像を欠落させることなくリアルタイムに無線送信することができる場合、最新のフレームの超音波画像から、メモリ容量に対応するフレーム数の過去のフレームの超音波画像が欠落することなく格納される。
一方、画像情報データ生成部19により生成された全てのフレームの超音波画像をリアルタイムに無線送信することができない場合、言い換えると、無線送信が失敗した場合、端末側シネメモリ23には、少なくとも一部のフレームが欠落された超音波画像が格納される。図10に示すように、例えば上側から2つ目のフレームの超音波画像の無線送信が失敗した場合、端末側シネメモリ23には、上側から2つ目のフレームが欠落された超音波画像が格納される。
一方、画像情報データ生成部19により生成された全てのフレームの超音波画像をリアルタイムに無線送信することができない場合、言い換えると、無線送信が失敗した場合、端末側シネメモリ23には、少なくとも一部のフレームが欠落された超音波画像が格納される。図10に示すように、例えば上側から2つ目のフレームの超音波画像の無線送信が失敗した場合、端末側シネメモリ23には、上側から2つ目のフレームが欠落された超音波画像が格納される。
フリーズモードの場合(ステップS42)、端末側シネメモリ23に格納されている超音波画像の中から、フレーム調整部15により欠落された超音波画像の少なくとも一部のフレームが検出される(ステップS43)。
その結果、最新のフレームの超音波画像から、メモリ容量に対応するフレーム数の過去のフレームの超音波画像が欠落することなく端末側シネメモリ23に格納されている場合(ステップS44でNo)、表示制御部33は、端末側シネメモリ23に格納されている過去のフレームの超音波画像をモニタ34に表示させる(ステップS45)。
これにより、端末側シネメモリ23に格納されている超音波画像の中から、過去の任意のフレームの超音波画像をモニタ34に表示させることができる。
これにより、端末側シネメモリ23に格納されている超音波画像の中から、過去の任意のフレームの超音波画像をモニタ34に表示させることができる。
一方、図10に示すように、少なくとも一部のフレームが欠落された超音波画像が格納されている場合(ステップS44でYes)、図11に示すように、検出された超音波画像の少なくとも一部のフレームに基づいて、フレーム調整部15により欠落された少なくとも一部のフレームの超音波画像がプローブ側シネメモリ22から読み出されてプローブ側無線通信回路18から無線送信される(ステップS46)。
続いて、プローブ側無線通信回路18により無線送信された欠落された少なくとも一部のフレームの超音波画像が、端末側無線通信回路32により受信される(ステップS47)。
続いて、端末側無線通信回路32により受信された、欠落された少なくとも一部のフレームの超音波画像が端末側シネメモリに格納される(ステップS48)。
続いて、表示制御部33は、端末側シネメモリ23に格納されている超音波画像を読み出してモニタ34に表示させる(ステップS49)。
第2実施形態の超音波システムにおいては、フリーズモードの場合に、欠落されたフレームの超音波画像が、プローブ側シネメモリ22から無線送信されて端末側シネメモリ23に格納される。つまり、フリーズモードが指定された時点における最新のフレームの超音波画像から、メモリ容量に対応するフレーム数の過去のフレームの超音波画像が欠落することなく端末側シネメモリ23に格納される。そのため、モニタ34に表示させるフレームの超音波画像について超音波プローブ1側に問い合わせることなく、従って、そのためのターンアラウンドタイムを必要とすることなく、表示制御部33は、端末側シネメモリ23に格納されている超音波画像の中から、過去の任意のフレームの超音波画像をモニタ34に表示させることができる。例えば、1フレームの超音波画像を、過去または最新のフレームの超音波画像の方へ向かって順次コマ送りして表示させる場合であっても、無線送信による遅延なく、滑らかなコマ送りが可能となり、ユーザにとっての操作感を格段に向上させることができる。
前述のように、超音波プローブ1側から情報端末3側へ無線送信される超音波画像にはタイムスタンプ情報が添付される。従って、タイムスタンプ情報に基づいて、端末側シネメモリ23において欠落されたフレームの超音波画像があるかないかを確認することができる。例えば、端末側シネメモリ23に格納されている各々のフレームの超音波画像のフレームシーケンス番号が連続している場合、欠落された超音波画像のフレームはないことが分かる。一方、フレームシーケンス番号が連続していない場合、欠落された超音波画像のフレームがあることが分かり、その欠落されたフレームの超音波画像のフレームシーケンス番号も確認できる。
欠落された超音波画像のフレームを検出する順序も特に限定されないが、例えば端末側シネメモリ23に格納されている超音波画像のうち、モニタ34に表示されている超音波画像に対応する、端末側シネメモリ23の超音波画像のフレームから過去の超音波画像のフレームの方へ向かって、スキャンポインタが指し示す超音波画像のフレームについて、フレーム調整部15により欠落された超音波画像の少なくとも一部のフレームの検出が順次行われる。
また、入力装置37から入力された指示に基づいて、スキャンポインタが指し示す超音波画像のフレームが、モニタ34に表示されている超音波画像のフレームよりも過去の超音波画像のフレームに移動された場合に、スキャンポインタが指し示す超音波画像のフレームを、移動された過去の超音波画像のフレームに変更し、スキャンポインタが指し示す変更された過去の超音波画像のフレームから最新の超音波画像のフレームの方へ向かって、スキャンポインタが指し示す超音波画像のフレームについて、フレーム調整部15により欠落された超音波画像の少なくとも一部のフレームの検出が順次行われる。
さらに、スキャンポインタが指し示す超音波画像のフレームが最新の超音波画像のフレームまで到達した場合に、スキャンポインタが指し示す超音波画像のフレームを、移動された過去の超音波画像のフレームに変更し、スキャンポインタが指し示す変更された過去の超音波画像のフレームからさらに過去の超音波画像のフレームの方へ向かって、スキャンポインタが指し示す超音波画像のフレームについて、フレーム調整部15により欠落された超音波画像の少なくとも一部のフレームの検出が順次行われる。
フリーズモードの場合、端末側シネメモリ23に格納されている超音波画像の中から、フリーズモードが指定された時点における最新のフレームの超音波画像(静止画像)がモニタ34に表示され、この最新のフレームの超音波画像から遡って過去の任意のフレームの超音波画像を表示させたり、前述のように、1フレームの超音波画像を、過去または最新のフレームの超音波画像の方へ向かって順次コマ送り(シネスクロール)して表示させたりすることができる。
また、任意のフレームの超音波画像がモニタ34に表示された後、この任意のフレームの超音波画像から最新のフレームの超音波画像の方へ向かって超音波画像(動画像)を再生表示(シネ再生)させることができる。
また、任意のフレームの超音波画像がモニタ34に表示された後、この任意のフレームの超音波画像から最新のフレームの超音波画像の方へ向かって超音波画像(動画像)を再生表示(シネ再生)させることができる。
このため、過去の任意のフレームの超音波画像を表示させるときは、最新のフレームの超音波画像から過去のフレームの超音波画像の方へ向かって、欠落された超音波画像のフレームを順次検出することが求められる。また、任意のフレームの超音波画像から超音波画像(動画像)を再生するときは、その再生方向、つまり、その任意のフレームの超音波画像から最新のフレームの超音波画像の方へ向かって順次検出することが求められる。さらに、前述のように、1フレームの超音波画像を順次コマ送りして表示させることも可能であるため、モニタ34に表示されている超音波画像に対応する超音波画像のフレームの近傍の超音波画像のフレームの検出の優先度が最も高くなる。
端末側シネメモリ23において欠落されたフレームの超音波画像がある場合、例えばこの欠落されたフレームの超音波画像のフレームシーケンス番号が端末側無線通信回路32からプローブ側無線通信回路18へ無線送信される。端末側無線通信回路32から受信されたフレームシーケンス番号に対応するフレームの超音波画像がプローブ側シネメモリ22から読み出されて、プローブ側無線通信回路18により無線送信される。
あるいは、端末側シネメモリ23において欠落された超音波画像のフレームを順次検出する代わりに、フレーム調整部15は、ライブモードの場合に、例えばプローブ側無線通信回路18により無線送信される超音波画像から欠落された超音波画像の少なくとも一部のフレームを管理する欠落フレームリストを生成してもよい。
この場合、フリーズモードの場合に、フレーム調整部15により生成された欠落フレームリストに基づいて、フレーム調整部15により欠落された少なくとも一部のフレームの超音波画像がプローブ側シネメモリ22から読み出されてプローブ側無線通信回路18から無線送信される。
この場合、フリーズモードの場合に、フレーム調整部15により生成された欠落フレームリストに基づいて、フレーム調整部15により欠落された少なくとも一部のフレームの超音波画像がプローブ側シネメモリ22から読み出されてプローブ側無線通信回路18から無線送信される。
欠落されたフレームの超音波画像をプローブ側シネメモリ22側から端末側シネメモリ23側へ無線送信するタイミングは、この欠落されたフレームの超音波画像がモニタ34に表示される前であれば特に限定されないが、例えばフリーズモードが指定された直後から、フレーム調整部15により欠落された少なくとも一部のフレームの超音波画像がプローブ側シネメモリ22から読み出されてプローブ側無線通信回路18から無線送信されるようにすることができる。
あるいは、入力装置37から入力された指示に基づいて、端末側シネメモリ23に格納されている超音波画像の中から、フレーム調整部15により欠落された超音波画像の少なくとも一部のフレームの近傍のフレーム、例えば1ないし3フレーム離れたフレームの超音波画像が指定され、指定された近傍のフレームの超音波画像に基づいて超音波画像がモニタ34に表示された直後から、フレーム調整部15により欠落された少なくとも一部のフレームの超音波画像がプローブ側シネメモリ22から読み出されてプローブ側無線通信回路18から無線送信されるようにしてもよい。
上記のように、プローブ側シネメモリ22のメモリ容量と端末側シネメモリ23のメモリ容量とは同じであり、フリーズモードの場合、プローブ側シネメモリ22と端末側シネメモリ23とは同期して動作する。その結果、フリーズモードの場合、端末側シネメモリ23には、最終的に、プローブ側シネメモリ22に格納されている各々のフレームの超音波画像と全く同じ各々のフレームの超音波画像が格納される。
なお、本発明の超音波システムの情報端末3としては、専用の情報端末だけでなく、例えば市販のタブレット端末等を利用することもできる。従って、プローブ側シネメモリ22のメモリ容量と端末側シネメモリ23のメモリ容量とが異なる場合が想定される。
この場合、プローブ側シネメモリ22および端末側シネメモリ23のうちのメモリ容量が少ない方に合わせて、プローブ側シネメモリ22および端末側シネメモリ23のうちのメモリ容量が多い方に格納する超音波画像のフレーム数を決定することにより、プローブ側シネメモリ22および端末側シネメモリ23に格納される超音波画像のフレーム数を一致させることができる。
この場合、プローブ側シネメモリ22および端末側シネメモリ23のうちのメモリ容量が少ない方に合わせて、プローブ側シネメモリ22および端末側シネメモリ23のうちのメモリ容量が多い方に格納する超音波画像のフレーム数を決定することにより、プローブ側シネメモリ22および端末側シネメモリ23に格納される超音波画像のフレーム数を一致させることができる。
第2実施形態の超音波システムにおいては、ライブモードの場合に、画像情報データ生成部19により生成された全てのフレームの超音波画像がプローブ側シネメモリ22に格納されるが、フリーズモードの場合に、プローブ側無線通信回路18から無線送信されたフレームの超音波画像、および、受信確認が情報端末3から通知されたフレームの超音波画像がプローブ側シネメモリ22から削除されるようにしてもよい。
例えば、無線通信の伝送方式として、IP(Internet Protocol)のUDP(User Datagram Protocol)およびTCP(Transmission Control Protocol)が知られている。UDPの場合は、プロトコルレベルで受信確認が行われないため、端末側無線通信回路32から受信確認が通知された場合に、その通知に対応するフレームの超音波画像をプローブ側シネメモリ22から削除することができる。TCPの場合は、プロトコルレベルで受信確認が行われるため、プローブ側無線通信回路18から無線送信された時点で、プローブ側シネメモリ22から対応するフレームの超音波画像を削除することができる。
この場合、プローブ側シネメモリ22は、フリーズモードの場合に、プローブ側シネメモリ22の空き領域を管理する空き領域管理リストを生成することによって、その空き領域の管理を行う。
つまり、フリーズモードの場合に、プローブ側シネメモリ22から削除されたフレームの超音波画像が格納されていたプローブ側シネメモリ22のフレーム領域が、空き領域管理リストにおいて空き領域とされる。そして、次のライブモードの場合に、画像処理部17により生成された各々のフレームの超音波画像が、空き領域管理リストの先頭の空き領域に対応するプローブ側シネメモリ22のフレーム領域から順次格納される。
つまり、フリーズモードの場合に、プローブ側シネメモリ22から削除されたフレームの超音波画像が格納されていたプローブ側シネメモリ22のフレーム領域が、空き領域管理リストにおいて空き領域とされる。そして、次のライブモードの場合に、画像処理部17により生成された各々のフレームの超音波画像が、空き領域管理リストの先頭の空き領域に対応するプローブ側シネメモリ22のフレーム領域から順次格納される。
また、第2実施形態の超音波システムにおいて、一旦、画像情報データ生成部19により生成された各々のフレームの超音波画像をプローブ側シネメモリ22に格納する代わりに、図12および図13に示すように、ライブモードの場合に、フレーム調整部15により欠落された少なくとも一部のフレームの超音波画像のみがプローブ側シネメモリ22に格納され、フリーズモードの場合に、プローブ側シネメモリ22から端末側シネメモリ23へ送出した際の受信確認が情報端末3から通知されたフレームの超音波画像がプローブ側シネメモリ22から削除されるようにしてもよい。
さらに、ライブモードの場合に、端末側シネメモリ23から削除されたフレームの超音波画像はプローブ側シネメモリ22から削除される。ライブモードの場合に、端末側シネメモリ23から削除されたフレームの超音波画像は、最新のフレーム超音波画像から、端末側シネメモリ23のメモリ容量に対応するフレーム数の過去のフレームの超音波画像よりもさらに過去のフレームの超音波画像であり、モニタ34に表示されることはない。そのため、プローブ側シネメモリ22からも削除する。
このように、プローブ側シネメモリ22から不要となったフレームの超音波画像を削除することにより、図12および図13に示すように、プローブ側シネメモリ22には、欠落されたフレームの超音波画像に対応するフレームの超音波画像のみが格納されるため、フリーズモードの場合に必要となるプローブ側シネメモリ22のメモリ容量を大幅に削減することができ、プローブ側シネメモリ22の利用効率を大幅に向上させることができる。また、プローブ側シネメモリ22に格納されている超音波画像は順次削除されるため、長時間無線通信が行われた場合であっても、外乱が多い無線通信環境でない限り、プローブ側シネメモリ22が満杯になることはない。
ここで、無線送信によるプローブ側シネメモリ22からの超音波画像の読み出しは、通常、画像処理部17により超音波画像が生成される速度よりも高速である。しかし、外乱等の影響によって送信エラーが発生し、無線送信のリトライが発生した場合、この無線送信のリトライのために時間がかかるため、欠落されたフレームの超音波画像として、複数のフレームの超音波画像がプローブ側シネメモリ22に格納される。このため、プローブ側シネメモリ22は、1秒以上の超音波画像(動画像)を格納することができるメモリ容量を有していることが望ましい。
一方、プローブ側シネメモリ22の空き領域がなくなる場合は、外乱が多く無線通信環境が不適切であると判断できる。これに応じて、図14に示すように、超音波プローブ1は、さらに、エラー発生部26を含んでいることが望ましい。エラー発生部26は、プローブ側プロセッサ25の一部を構成し、プローブ側シネメモリ22に接続されている。また、エラー発生部26にプローブ側無線通信回路18が接続され、プローブ制御部21がエラー発生部26に接続されている。
エラー発生部26は、ライブモードの場合に、プローブ側シネメモリ22が、欠落されたフレームの超音波画像で満杯になったときにエラーを発する。エラー発生部26により発せられたエラーは、例えばプローブ側無線通信回路18から無線送信され、端末側無線通信回路32により受信され、表示制御部33によりエラーに対応するメッセージがモニタ34に表示される。あるいは、エラー発生部26により発せられたエラーを音声としてスピーカから出力してもよいし、エラーのメッセージの表示および音声の出力を同時に行ってもよい。
これにより、ユーザは、無線通信環境が悪く、伝送エラーが多発していることを把握することができる。
エラー発生部26は、ライブモードの場合に、プローブ側シネメモリ22が、欠落されたフレームの超音波画像で満杯になったときにエラーを発する。エラー発生部26により発せられたエラーは、例えばプローブ側無線通信回路18から無線送信され、端末側無線通信回路32により受信され、表示制御部33によりエラーに対応するメッセージがモニタ34に表示される。あるいは、エラー発生部26により発せられたエラーを音声としてスピーカから出力してもよいし、エラーのメッセージの表示および音声の出力を同時に行ってもよい。
これにより、ユーザは、無線通信環境が悪く、伝送エラーが多発していることを把握することができる。
次に、図8に示す第2実施形態の超音波システムの変形例について説明する。
図15に、第2実施形態の超音波システムの変形例の構成を表すブロック図を示す。図15に示す超音波システムは、超音波プローブ1の画像情報データ生成部19が、信号処理部16のみを含み、情報端末3が、さらに、画像処理部17を含む点以外は、図8に示す超音波システムと同じであり、情報端末3が、さらに、端末側シネメモリ23を含む点以外は、図6に示す超音波システムと同じである。
つまり、図15に示す超音波システムにおいて、端末側シネメモリ23以外の構成および動作は、図6に示す超音波システムの場合と同じである。
端末側シネメモリ23は、図8に示す端末側シネメモリ23と同様の構成であり、同様に動作するが、図15に示す端末側シネメモリ23は、ライブモードの場合に、画像情報データとして、超音波画像ではなく、画像信号データを格納する。
端末側シネメモリ23は、図8に示す端末側シネメモリ23と同様の構成であり、同様に動作するが、図15に示す端末側シネメモリ23は、ライブモードの場合に、画像情報データとして、超音波画像ではなく、画像信号データを格納する。
次に、図15に示す超音波システムの動作について説明する。
まず、ライブモードの場合、端末側シネメモリ23以外、図6に示す超音波システムの場合と同様に動作する。
端末側シネメモリ23は、前述のように、画像情報データとして、超音波画像ではなく、画像信号データを格納する点以外、図8に示す超音波システムの場合と同様に動作する。
端末側シネメモリ23は、前述のように、画像情報データとして、超音波画像ではなく、画像信号データを格納する点以外、図8に示す超音波システムの場合と同様に動作する。
なお、図15に示す超音波システムにおいて、端末側無線通信回路32に端末側シネメモリ23を双方向に接続する代わりに、画像処理部17に端末側シネメモリ23を双方向に接続し、端末側シネメモリ23が、画像信号データではなく、画像処理部17により生成された超音波画像を格納するようにしてもよい。この場合、端末側シネメモリ23および表示制御部33は、図8に示す端末側シネメモリ23および表示制御部33と同様に動作する。
前述の各実施形態に係る超音波プローブ1は、モニタ34にタッチセンサを組み合わせて、タッチセンサを入力装置37として使用する情報端末3と共に超音波システムを構成することもできる。このような超音波システムとすれば、緊急治療等の際に、屋外における診断にも極めて有効なものとなる。
本発明の装置において、送受信回路14、画像情報データ生成部19、信号処理部16、画像処理部17、フレーム調整部15、プローブ制御部21、エラー発生部26、表示制御部33、端末制御部36、入力装置37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、プローブ側シネメモリ22および端末側シネメモリ23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であってもよい。プローブ側シネメモリ22を構成する半導体メモリは信号処理プロセッサの半導体上に設けてもよい。
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 情報端末、11 振動子アレイ、14 送受信回路、15 フレーム調整部、16 信号処理部、17 画像処理部、18 プローブ側無線通信回路、19 画像情報データ生成部、21 プローブ制御部、22 プローブ側シネメモリ、23 端末側シネメモリ、24 バッテリ、25 プローブ側プロセッサ、26 エラー発生部、32 端末側無線通信回路、33 表示制御部、34 モニタ、36 端末制御部、37 入力装置、39 端末側プロセッサ、51 パルサ、52 増幅部、53 AD変換部、54 ビームフォーマ。
Claims (23)
- 超音波プローブと情報端末とが無線接続される超音波システムであって、
前記超音波プローブは、
振動子アレイと、
前記振動子アレイから超音波を送信させ、超音波エコーを受信した前記振動子アレイ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と、
前記送受信回路により生成された前記音線信号に基づいて画像情報データを生成する画像情報データ生成部と、
前記画像情報データ生成部により生成された前記画像情報データを格納するプローブ側シネメモリと、
前記画像情報データ生成部により生成された前記画像情報データを無線送信するプローブ側無線通信回路と
を含み、
前記情報端末は、
モニタと、
入力装置と、
前記プローブ側無線通信回路から無線送信された前記画像情報データを受信する端末側無線通信回路と、
前記端末側無線通信回路により受信された前記画像情報データに基づいて超音波画像を前記モニタに表示させる表示制御部と
を含み、
前記入力装置から入力された指示に基づいてフリーズモードが指定され、前記振動子アレイからの超音波の送信が停止された場合に、前記プローブ側シネメモリに格納されている過去のフレームの前記画像情報データが前記プローブ側無線通信回路から無線送信され、前記表示制御部は、前記端末側無線通信回路により受信された前記過去のフレームの前記画像情報データに基づいて超音波画像を前記モニタに表示させる、超音波システム。 - 前記超音波プローブは、さらに、前記プローブ側無線通信回路による無線送信の帯域の変動に応じて、前記画像情報データ生成部により生成された全てのフレームの前記画像情報データを出力するか、あるいは、前記画像情報データ生成部により生成された前記画像情報データの中から少なくとも一部のフレームの前記画像情報データを欠落させて出力するかを調整するフレーム調整部を含み、
前記入力装置から入力された指示に基づいてライブモードが指定され、前記振動子アレイからの超音波の送信が開始された場合に、前記フレーム調整部により調整された前記画像情報データが前記プローブ側無線通信回路から無線送信され、前記表示制御部は、前記端末側無線通信回路により受信された前記画像情報データに基づいて超音波画像を前記モニタに表示させる、請求項1に記載の超音波システム。 - 前記情報端末は、さらに、前記端末側無線通信回路により受信された前記画像情報データを格納する端末側シネメモリを含み、
前記ライブモードの場合に、前記フレーム調整部により調整された前記画像情報データが前記プローブ側無線通信回路から無線送信され、前記端末側無線通信回路により受信された前記画像情報データが前記端末側シネメモリに格納され、
前記フリーズモードの場合に、前記フレーム調整部により欠落された前記少なくとも一部のフレームの前記画像情報データが前記プローブ側シネメモリから読み出されて前記プローブ側無線通信回路から無線送信され、前記端末側無線通信回路により受信された前記少なくとも一部のフレームの前記画像情報データが前記端末側シネメモリに格納され、前記表示制御部は、前記端末側シネメモリに格納されている前記画像情報データに基づいて超音波画像を前記モニタに表示させる、請求項2に記載の超音波システム。 - 前記フリーズモードが指定された直後から、前記フレーム調整部により欠落された前記少なくとも一部のフレームの前記画像情報データが前記プローブ側無線通信回路から無線送信される、請求項3に記載の超音波システム。
- 前記入力装置から入力された指示に基づいて、前記端末側シネメモリに格納されている前記画像情報データの中から、前記フレーム調整部により欠落された前記画像情報データの前記少なくとも一部のフレームの近傍のフレームの前記画像情報データが指定され、前記指定された前記近傍のフレームの前記画像情報データに基づいて超音波画像が前記モニタに表示された直後から、前記フレーム調整部により欠落された前記少なくとも一部のフレームの前記画像情報データが前記プローブ側無線通信回路から無線送信される、請求項3に記載の超音波システム。
- 前記フリーズモードの場合に、前記端末側シネメモリに格納されている前記画像情報データの中から、前記フレーム調整部により欠落された前記画像情報データの前記少なくとも一部のフレームが検出され、前記検出された前記画像情報データの前記少なくとも一部のフレームに基づいて、前記フレーム調整部により欠落された前記少なくとも一部のフレームの前記画像情報データが前記プローブ側無線通信回路から無線送信される、請求項3ないし5のいずれか一項に記載の超音波システム。
- 前記フレーム調整部は、前記ライブモードの場合に、前記プローブ側無線通信回路により無線送信される前記画像情報データから欠落された前記画像情報データの前記少なくとも一部のフレームを管理する欠落フレームリストを生成し、
前記フリーズモードの場合に、前記フレーム調整部により生成された前記欠落フレームリストに基づいて、前記フレーム調整部により欠落された前記少なくとも一部のフレームの前記画像情報データが前記プローブ側無線通信回路から無線送信される、請求項3ないし5のいずれか一項に記載の超音波システム。 - 前記端末側シネメモリに格納されている前記画像情報データのうち、前記モニタに表示されている超音波画像に対応する前記画像情報データのフレームから過去の前記画像情報データのフレームの方へ向かって、スキャンポインタが指し示す前記画像情報データのフレームについて、前記フレーム調整部により欠落された前記画像情報データの前記少なくとも一部のフレームの検出が順次行われる、請求項6に記載の超音波システム。
- 前記入力装置から入力された指示に基づいて、前記スキャンポインタが指し示す前記画像情報データのフレームが、前記モニタに表示されている超音波画像のフレームよりも過去の前記画像情報データのフレームに移動された場合に、前記スキャンポインタが指し示す前記画像情報データのフレームを、前記移動された前記過去の前記画像情報データのフレームに変更し、前記スキャンポインタが指し示す前記変更された前記過去の前記画像情報データのフレームから最新の前記画像情報データのフレームの方へ向かって、前記スキャンポインタが指し示す前記画像情報データのフレームについて、前記フレーム調整部により欠落された前記画像情報データの前記少なくとも一部のフレームの検出が順次行われ、前記スキャンポインタが指し示す前記画像情報データのフレームが前記最新の前記画像情報データのフレームまで到達した場合に、前記スキャンポインタが指し示す前記画像情報データのフレームを、前記移動された前記過去の前記画像情報データのフレームに変更し、前記スキャンポインタが指し示す前記変更された前記過去の前記画像情報データのフレームからさらに過去の前記画像情報データのフレームの方へ向かって、前記スキャンポインタが指し示す前記画像情報データのフレームについて、前記フレーム調整部により欠落された前記画像情報データの前記少なくとも一部のフレームの検出が順次行われる、請求項8に記載の超音波システム。
- 前記プローブ側シネメモリおよび前記端末側シネメモリのうちのメモリ容量が少ない方に合わせて、前記プローブ側シネメモリおよび前記端末側シネメモリのうちのメモリ容量が多い方に格納する前記画像情報データのフレーム数を決定することにより、前記プローブ側シネメモリおよび前記端末側シネメモリに格納される前記画像情報データのフレーム数を一致させる、請求項3ないし9のいずれか一項に記載の超音波システム。
- 前記ライブモードの場合に、前記画像情報データ生成部により生成された全てのフレームの前記画像情報データが前記プローブ側シネメモリに格納され、
前記フリーズモードの場合に、前記プローブ側無線通信回路から無線送信されたフレームの前記画像情報データ、および、受信確認が前記情報端末から通知されたフレームの前記画像情報データが前記プローブ側シネメモリから削除される、請求項3ないし10のいずれか一項に記載の超音波システム。 - 前記ライブモードの場合に、前記フレーム調整部により欠落された前記少なくとも一部のフレームの前記画像情報データのみが前記プローブ側シネメモリに格納され、
前記フリーズモードの場合に、受信確認が前記情報端末から通知されたフレームの前記画像情報データが前記プローブ側シネメモリから削除される、請求項3ないし10のいずれか一項に記載の超音波システム。 - 前記超音波プローブは、さらに、前記ライブモードの場合に、前記プローブ側シネメモリが満杯になったときにエラーを発するエラー発生部を含む、請求項12に記載の超音波システム。
- 前記ライブモードの場合に、前記端末側シネメモリから削除されたフレームの前記画像情報データが前記プローブ側シネメモリから削除される、請求項11ないし13のいずれか一項に記載の超音波システム。
- 前記プローブ側シネメモリは、前記フリーズモードの場合に、前記プローブ側シネメモリの空き領域を管理する空き領域管理リストを生成し、
前記フリーズモードの場合に、前記プローブ側シネメモリから削除されたフレームの前記画像情報データが格納されていた前記プローブ側シネメモリのフレーム領域が、前記空き領域管理リストにおいて前記空き領域とされ、
前記ライブモードの場合に、前記画像情報データ生成部により生成された各々のフレームの前記画像情報データが、前記空き領域管理リストの先頭の前記空き領域に対応する前記プローブ側シネメモリのフレーム領域から順次格納される、請求項11ないし14のいずれか一項に記載の超音波システム。 - 前記画像情報データ生成部は、
前記送受信回路により生成された前記音線信号に基づいて超音波画像への画像化前の画像信号データを生成する信号処理部と、
前記信号処理部により生成された画像信号データに基づいて、前記画像情報データ生成部により生成された前記画像情報データとして超音波画像を生成する画像処理部と、を含み、
前記表示制御部は、前記端末側無線通信回路により受信された前記超音波画像を前記モニタに表示させる、請求項3ないし15のいずれか一項に記載の超音波システム。 - 前記画像情報データ生成部は、前記送受信回路により生成された前記音線信号に基づいて、前記画像情報データ生成部により生成された前記画像情報データとして超音波画像への画像化前の画像信号データを生成する信号処理部を含み、
前記情報端末は、さらに、前記端末側無線通信回路により受信された前記画像信号データに基づいて超音波画像を生成する画像処理部を含み、
前記表示制御部は、前記画像処理部により生成された前記超音波画像を前記モニタに表示させる、請求項3ないし15のいずれか一項に記載の超音波システム。 - 前記端末側シネメモリは、前記画像処理部により生成された前記超音波画像を格納する、請求項17に記載の超音波システム。
- 超音波プローブと情報端末とが無線接続される超音波システムの制御方法であって、
前記超音波プローブの送受信回路が、振動子アレイから超音波を送信させ、超音波エコーを受信した前記振動子アレイ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ステップと、
前記超音波プローブの画像情報データ生成部が、前記生成された前記音線信号に基づいて画像情報データを生成するステップと、
前記超音波プローブのプローブ側シネメモリが、前記生成された前記画像情報データを格納するステップと、
前記超音波プローブのプローブ側無線通信回路が、前記生成された前記画像情報データを無線送信するステップと、
前記情報端末の端末側無線通信回路が、前記無線送信された前記画像情報データを受信するステップと、
前記情報端末の表示制御部が、前記受信された前記画像情報データに基づいて超音波画像をモニタに表示させるステップと
を含み、
入力装置から入力された指示に基づいてフリーズモードが指定され、前記振動子アレイからの超音波の送信が停止された場合に、前記プローブ側シネメモリに格納されている過去のフレームの前記画像情報データが前記プローブ側無線通信回路から無線送信され、前記表示制御部は、前記端末側無線通信回路により受信された前記過去のフレームの前記画像情報データに基づいて超音波画像を前記モニタに表示させる、超音波システムの制御方法。 - さらに、前記超音波プローブのフレーム調整部が、前記プローブ側無線通信回路による無線送信の帯域の変動に応じて、前記画像情報データ生成部により生成された全てのフレームの前記画像情報データを出力するか、あるいは、前記画像情報データ生成部により生成された前記画像情報データの中から少なくとも一部のフレームの前記画像情報データを欠落させて出力するかを調整するステップを含み、
前記入力装置から入力された指示に基づいてライブモードが指定され、前記振動子アレイからの超音波の送信が開始された場合に、前記フレーム調整部により調整された前記画像情報データが前記プローブ側無線通信回路から無線送信され、前記表示制御部は、前記端末側無線通信回路により受信された前記画像情報データに基づいて超音波画像を前記モニタに表示させる、請求項19に記載の超音波システムの制御方法。 - さらに、前記情報端末の端末側シネメモリが、前記端末側無線通信回路により受信された前記画像情報データを格納するステップを含み、
前記ライブモードの場合に、前記フレーム調整部により調整された前記画像情報データが前記プローブ側無線通信回路から無線送信され、前記端末側無線通信回路により受信された前記画像情報データが前記端末側シネメモリに格納され、
前記フリーズモードの場合に、前記フレーム調整部により欠落された前記少なくとも一部のフレームの前記画像情報データが前記プローブ側シネメモリから読み出されて前記プローブ側無線通信回路から無線送信され、前記端末側無線通信回路により受信された前記少なくとも一部のフレームの前記画像情報データが前記端末側シネメモリに格納され、前記表示制御部は、前記端末側シネメモリに格納されている前記画像情報データに基づいて超音波画像を前記モニタに表示させる、請求項20に記載の超音波システムの制御方法。 - 前記ライブモードの場合に、前記画像情報データ生成部により生成された全てのフレームの前記画像情報データが前記プローブ側シネメモリに格納され、
前記フリーズモードの場合に、前記プローブ側無線通信回路から無線送信されたフレームの前記画像情報データ、および、受信確認が前記情報端末から通知されたフレームの前記画像情報データが前記プローブ側シネメモリから削除される、請求項21に記載の超音波システムの制御方法。 - 前記ライブモードの場合に、前記フレーム調整部により欠落された前記少なくとも一部のフレームの前記画像情報データのみが前記プローブ側シネメモリに格納され、
前記フリーズモードの場合に、受信確認が前記情報端末から通知されたフレームの前記画像情報データが前記プローブ側シネメモリから削除される、請求項21に記載の超音波システムの制御方法。
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