超声波诊断系统以及超声波诊断装置的制作方法

1.本公开涉及超声波诊断系统，特别涉及由超声波诊断装置以及外部信息处理装置构成的超声波诊断系统。


背景技术：

2.在超声波诊断装置中，处理器负责执行与处理、运算以及控制相关的大量功能。处理器的处理能力有限，在对超声波诊断装置追加新的功能时，处理器的处理能力会成为问题。例如，在超声波诊断时，在希望利用三维图像形成功能、机器学习型图像解析功能、诊断辅助功能等功能的情况下，易于出现上述的问题。开发者、用户虽然有希望对超声波诊断装置搭载其所具有的基本功能以外的扩展机构这样的需求，但处理器的处理能力的有限性会对该需求的满足构成障碍。
3.若对超声波诊断装置附加地连接外部信息处理装置而由此构成超声波诊断系统，就能有效利用外部信息处理装置的处理能力。即，能使外部信息处理装置承担扩展功能。为此，需要使超声波诊断装置和外部信息处理装置良好地协作。
4.若对超声波诊断装置和外部信息处理装置单独设置相同的外围设备(显示器等)，就会出现物品数量增大(且成本提高)这样的问题。在超声波诊断装置的周围，也有时并不存在用于配置伴有外围设备的外部信息处理装置的足够的空间。
5.另外，jp特开2004-8535号公报(文献1)公开的超声波诊断系统具有外部信息处理装置。外部信息处理装置是桌面型的计算机，其具备计算机主体以及显示器。在外部信息处理装置中，对从超声波诊断装置转送的图像数据执行测量，将其测量结果转送到超声波诊断装置。在文献1中，并未记载外部信息处理装置中的实时的外部处理以及超声波诊断装置中的实时的外部处理结果的显示。


技术实现要素：

6.本公开的目的在于，在超声波诊断系统的构建时削减物品数量。或者，本公开的目的在于，实现具备实时发挥功能的基本处理系统以及扩展处理系统的新的超声波诊断系统。
7.本公开所涉及的超声波诊断系统包含：超声波诊断装置；和外部信息处理装置，与所述超声波诊断装置连接，执行超出所述超声波诊断装置所具有的基本功能的扩展功能。所述超声波诊断装置包含：第1图像生成部，生成第1图像，作为包含超声波图像的实时图像；显示控制部，在选择了基本模式的情况下，选择所述第1图像，在选择了扩展模式的情况下，选择由所述外部信息处理装置生成的第2图像；和显示器，显示由所述显示控制部选择的图像。所述外部信息处理装置包含：第2图像生成部，基于所述超声波图像来生成所述第2图像，作为实时图像。
8.本公开所涉及的超声波诊断装置是连接发挥扩展功能的外部信息处理装置的超声波诊断装置。所述扩展功能是超出该超声波诊断装置所具有的基本功能的功能。该超声
波诊断装置包含如下单元：用于选择基本模式以及扩展模式的单元；生成第1图像来作为包含超声波图像的实时图像的单元；在选择了所述基本模式的情况下，选择所述第1图像，在选择了所述扩展模式的情况下，选择由所述外部信息处理装置生成的第2图像的单元；和显示所选择的所述图像的单元。所述第2图像是基于所述超声波图像通过所述扩展功能生成的实时图像。
附图说明
9.图1是表示实施方式所涉及的超声波诊断系统的框图。
10.图2是表示设置于主体的外部信息处理装置(外部装置)的图。
11.图3是表示操作面板的一例的图。
12.图4是表示超声波探头的一例的图。
13.图5是表示第1显示图像以及第2显示图像的图。
14.图6是表示超声波诊断装置的动作例的流程图。
15.图7是表示引入电源时的动作的流程图。
16.图8是表示关停(shut dowm)时的动作的流程图。
17.图9是表示变形例所涉及的超声波诊断系统的图。
具体实施方式
18.以下基于附图来说明实施方式。
19.(1)实施方式的概要
20.实施方式所涉及的超声波诊断系统具有超声波诊断装置以及外部信息处理装置。外部信息处理装置是与超声波诊断装置连接且执行超出超声波诊断装置所具有的基本功能的扩展功能的装置。超声波诊断装置具有第1图像生成部、显示控制部以及显示器。第1图像生成部生成第1图像来作为包含超声波图像的实时图像。显示控制部在选择了基本模式的情况下，选择第1图像，在选择了扩展模式的情况下，选择由外部信息处理装置生成的第2图像。在显示器显示由显示控制部选择的图像。外部信息处理装置包含基于超声波图像来生成第2图像作为实时图像的第2图像生成部。
21.根据上述结构，能构建具备实时发挥功能的基本处理系统以及扩展处理系统的超声波诊断系统。基本处理系统是超声波诊断装置原本就具备的处理系统，在其中包含第1图像生成部。扩展处理系统是通过外部信息处理装置的附加而实现的处理系统，在其中包含第2图像生成部。在选择了基本模式的情况下，基本处理系统发挥功能，实时生成以及显示第1图像，另一方面，在选择了扩展模式的情况下，扩展处理系统发挥功能，实时生成以及显示第2图像。第1图像以及第2图像选择性地显示于超声波诊断装置所具有的显示器。
22.在上述结构中，实时图像是在与超声波的发送接收同时的推进中生成的动态图像，是反映了在各时刻取得的接收信息(回波信息)的图像。若能从外部信息处理装置将显示器除外，就能削减这部分的物品数量，并且可实现成本降低。即使外部信息处理装置具有显示器，也是将第2图像显示于超声波诊断装置的显示器的方式更易于读片。
23.外部信息处理装置如其名称所表征的那样，其是能够单独执行信息处理的装置。在实施方式中，外部信息处理装置与超声波诊断装置同样，具备电源、处理器、操作系统
(os)等。扩展功能是基本功能以外的功能。即使扩展功能与重要处理相当，该处理也是由外部处理装置内的处理器承担，因此不会给超声波诊断装置内的处理器带来过度的负担。可以在外部信息处理装置重复搭载超声波诊断装置所具有的基本功能。
24.在实施方式中，对超声波诊断装置配置或连结外部信息处理装置。例如，可以在设置于超声波诊断装置的主体的基座上设置外部信息处理装置，也可以在超声波诊断装置的主体的侧面连结外部信息处理装置。以这样的设置方式为前提，可以使外部信息处理装置的形状为比较小形的箱形。若从外部信息处理装置将显示器、输入器除外，就能将外部信息处理装置其整体小型化、简单化。
25.在实施方式中，超声波诊断装置具有用于用户选择基本模式以及扩展模式的模式选择单元。模式选择单元能由物理的操作件、虚拟的操作件(例如图标)等构成。动作模式可以自动选择。
26.在实施方式中，超声波诊断装置具有输入部以及转送控制部。转送控制部在扩展模式下，将作为经由输入部输入的输入信息的、扩展功能的执行时所需的特定的输入信息向外部信息处理装置转送。根据该结构，不再需要在外部输入装置常设输入部。
27.在实施方式中，超声波诊断装置具有转送控制部。转送控制部在扩展模式下，将作为超声波诊断装置所具有的参数信息的、扩展功能的执行中所需的特定的参数信息向外部信息处理装置转送。根据该结构，能在外部信息处理装置中使其所具有的扩展功能合适地动作。
28.在实施方式中，超声波诊断装置具有关联设备以及转送控制部。转送控制部在扩展模式下，将作为由关联设备生成的关联信息的、扩展功能的执行中所需的特定的关联信息向外部信息处理装置转送。根据该结构，不需要将关联信息直接从关联设备向外部信息处理装置输出。
29.在实施方式中，从超声波诊断装置向外部信息处理装置经由第1通信线转送超声波图像。从外部信息处理装置向超声波诊断装置经由与第1通信线不同的第2通信线转送第2图像。若同时使用多个通信线，就能迅速授受大量的数据。可以由一般的网络构成第1通信线，由一般的视频信号线构成第2通信线。
30.在实施方式中，超声波诊断装置具有开关以及电源控制部。开关是用于进行电源接通操作以及电源断开操作的开关。电源控制部在进行了电源接通操作的情况下，控制超声波诊断装置以及外部信息处理装置的启动。另一方面，在进行了电源断开操作的情况下，控制超声波诊断装置以及外部信息处理装置的关停。根据该结构，能使2个装置的启动以及关停适当地联动。
31.实施方式所涉及的超声波诊断装置是连接发挥扩展功能的外部信息处理装置的超声波诊断装置。扩展功能是超出超声波诊断装置所具有的基本功能的功能。超声波诊断装置具有如下单元：用于选择基本模式以及扩展模式的单元；生成第1图像来作为包含超声波图像的实时图像的单元；在选择了基本模式的情况下，选择第1图像，在选择扩展模式的情况下，选择由外部信息处理装置生成的第2图像的单元；和显示所选择的图像的单元。第2图像是基于超声波图像通过扩展功能生成的实时图像。
32.(2)实施方式的详细情况
33.在图1示出实施方式所涉及的超声波诊断系统。超声波诊断系统例如是如下那样
的医用系统：设置于医疗机构，基于通过向生物体发送超声波以及接收来自生物体内的反射波而得到的信息来实时生成以及显示超声波图像。
34.超声波诊断系统由超声波诊断装置10和外部信息处理装置(以下称作“外部装置”)12构成。超声波诊断装置10是信息处理装置的一种，从该观点来看，超声波诊断系统可以说是包含2个信息处理装置的系统。外部装置12具备超出超声波诊断装置10所具备的基本功能的扩展功能。
35.超声波诊断系统具有基本模式和扩展模式。能在用户(医师、检查技师等)侧选择任一模式。在选择了基本模式的情况下，超声波诊断装置10内的基本处理系统实时动作，另一方面，在选择了扩展模式的情况下，外部装置12内的扩展处理系统实时动作。即，在与超声波的发送接收同时的推进中，任一处理系统进行动作。2个处理系统可以并列地动作。
36.超声波诊断装置10具有主体14。对主体14能拆装地连接超声波探头16。作为超声波探头16，已知在被检查者的体表上抵接而使用的探头、插入被检查者的体腔内而使用的探头等。超声波探头16例如具有由一维排列的多个振动元件(transducers)构成的振动元件阵列。通过振动元件阵列形成超声波波束，并电子地扫描超声波波束。在超声波探头16可以设置由二维排列的多个振动元件构成的振动元件阵列，也可以设置处于正交关系的多个振动元件列。
37.收发部18在发送时对振动元件阵列并列地供给多个发送信号。在接收时，收发部18对从振动元件阵列并列地输出的多个接收信号运用给定的处理(放大、a/d变换、延迟、加法运算等)。由此，生成波束数据。伴随超声波波束的电子扫描的重复，从收发部18输出接收帧数据串。
38.接收帧数据串由在时间轴上排列的多个接收帧数据构成。各个接收帧数据由在电子扫描方向上排列的多个波束数据构成。各个波束数据由在深度方向上排列的多个回波数据构成。在收发部18的后级设置有波束数据处理部，省略其图示。
39.图像形成部20基于接收帧数据串来生成显示帧数据串，其具体由dsc(数字扫描转换器)构成。dsc由具有坐标变换功能、像素插值功能等功能的处理器构成。各个显示帧数据相当于断层图像。
40.图像合成部22对断层图像合成图形图像等，由此生成显示图像(第1显示图像、第1图像)。图像合成部22输出第1显示帧数据串，作为合成后的显示帧数据串。
41.显示切换部24在后述的显示控制部46的控制下，按照所选择的模式，在第1显示帧数据串(第1显示图像串)以及从外部装置12输出的第2显示帧数据串(第2显示图像串)之中选择任一显示帧数据串(显示图像串)，将其向显示器26输出。
42.在显示器26，将所选择的显示图像串实时作为动态图像来显示。也可以在停止了收发的冻结状态下，显示特定的时相的显示图像来作为静止图像。显示器26由液晶显示器、有机el设备等构成。图像形成部20以及图像合成部22相当于基本处理系统，此外，由这些构成第1图像生成部23。
43.图示的超声波诊断装置10具备作为关联装置的定位组件28。定位组件28由磁传感器30、磁场产生器32以及定位控制器34构成。磁传感器30安装于超声波探头16。在磁场产生器32中生成用于确定三维坐标信息的磁场，在磁传感器30中检测该磁场。定位控制器34控制磁场产生器32的动作。此外，定位控制器34基于磁传感器的输出信号来运算确定三维空
间内的磁传感器30的位置以及姿态的位置信息。从定位控制器向信息处理部36输出位置信息。作为其他关联装置，能举出心电图仪、穿刺引导机构等。
44.操作面板38具有多个开关、多个钮、轨迹球、触摸屏面板等。操作面板38作为输入部发挥功能。在信息处理部36连接通信部40。
45.信息处理部36执行构成超声波诊断装置的各要素的动作的控制。此外，信息处理部36执行在使外部装置12发挥功能、协作上所需的控制。信息处理部36由执行程序的处理器构成，处理器具体是cpu(central processing unit，中央处理器)。在图1中，处理器所发挥的多个功能由多个方块表现。即，信息处理部36具有转送控制部42、电源控制部44、以及显示控制部46。
46.转送控制部42在选择了扩展模式的情况下，执行从超声波诊断装置10向外部装置12转送信息的控制。所转送的信息是扩展功能的执行时所需的信息，例如是参数信息、帧数据串、输入信息、关联信息等。
47.具体地，在对超声波诊断装置10设定的全部参数信息之中，将在扩展功能的执行时所需的特定的参数信息向外部装置12转送(参考a1)。此外，在输入到超声波诊断装置10的全部输入信息之中，将在扩展功能的执行时所需的特定的输入信息向外部装置12转送(参考a6)。进而，在输入到超声波诊断装置10的关联信息之中，将在扩展功能的执行时所需的特定的关联信息向外部装置12转送(参考a5)。在实施方式中，关联信息是位置信息。
48.所转送的帧数据串典型地是从图像形成部20输出的显示帧数据串，即，是作为超声波图像串的断层图像串(参考a3)。从超声波诊断装置10向外部装置12实时地输出断层图像串。也可以取代这样的显示帧数据串，而转送从收发部18输出的接收帧数据串、从图像合成部22输出的合成后的显示帧数据串(参考a2以及a4)。
49.转送控制部42具备用于确定在外部装置12中执行扩展功能时所需的信息的管理数据。在对扩展功能进行变更、追加、删除等的情况下，也对管理数据进行变更、追加、删除等。
50.也可以在转送控制部42中对各帧数据赋予时间戳(时刻信息)。或者，也可以设置用于使超声波诊断装置10和外部装置12同步的管理部。
51.电源控制部44在超声波诊断装置10中的电源按钮被进行了接通操作的情况下，控制超声波诊断装置10以及外部装置12的电源开启，此外，在电源按钮被进行了断开操作的情况下，控制超声波诊断装置10以及外部装置12的电源关停。
52.显示控制部46经过显示切换部24来选择显示于显示器26的显示图像。显示控制部46在选择了基本模式的情况下，选择从图像合成部22输出的第1显示帧数据串(第1显示图像串)，在选择了扩展模式的情况下，选择从外部装置12送来的第2显示帧数据串(第2显示图像串)。
53.超声波诊断装置10具备未图示的电源、上述的处理器(cpu)以及供处理器执行的操作系统(os)。
54.接下来，说明外部装置12。外部装置12具有信息处理部48、通信部50以及图像输出部52。信息处理部48执行包含扩展功能的多个功能。这些功能在图1中以多个方块表现。
55.具体地，信息处理部48在图示的结构例中具有图像形成部54、图像解析部56以及图像合成部58。外部装置12与超声波诊断装置10同样，是具备电源、处理器(cpu)以及操作
系统的信息处理装置。具体地，外部装置12是计算机。
56.超声波诊断装置10和外部装置12在图示的结构例中经由第1通信线b1以及第2通信线b2连接。具体地，通信部40和通信部50经由第1通信线连接，图像输出部52和显示切换部24经由第2通信线连接。第1通信线b1例如是遵循一般的标准的有线或无线的网络。第2通信线b2例如由一般的视频信号线构成。
57.图像形成部54例如是形成三维图像的模块。例如，基于在使探头移动的过程中生成的显示帧数据串以及位置数据串来实时地形成立体地表现了生物体内组织的三维图像。三维图像在物理上是二维图像。
58.图像解析部56例如是对显示帧数据串运用用于诊断辅助的图像解析的模块。作为图像解析部56，可以设置机器学习型估计器。例如，在图像解析部56中，确定病变部位，生成具有表示该病变部位的标志的图像。图像解析部56可以由cnn(convolutional neural network，卷积神经网络)构成。
59.在信息处理部48内能组装满足设计者、用户的需求的各种软件模块。在外部装置12动作的过程中，在超声波诊断装置10内的处理器中产生用于转送控制的一定的负担，但该负担增加相对来看非常小。
60.图像合成部58是将在信息处理部48中生成或形成的多个图像合成来生成第2显示图像的模块。实际上，通过图像合成部58来生成动态地变化的第2显示帧数据串(第2显示图像串)，将其经由图像输出部52向超声波诊断装置10输出。
61.外部装置12具有接受由其他医疗装置取得的数据的功能。作为其他医疗装置，能举出mri装置、x射线ct装置、其他超声波诊断装置等。由图像形成部54、图像解析部56以及图像合成部58构成扩展处理系统。图像形成部54、图像解析部56以及图像合成部58相当于第2图像生成部59。在显示切换部24中，还考虑将第1显示图像串和第2显示图像串合成的变形例。在该情况下，为了使2个显示图像串同步而能利用时间戳等。
62.在图2示意地示出超声波诊断系统。超声波诊断装置10具有主体14。主体14具有多个滚轮，在其内部收容有电源、多个电子基板。支柱62支承操作面板38以及显示器26。在主体14的上表面包含基座面，在基座面上能拆装地设置有外部装置12。外部装置12在图示的示例中具有箱状的形态。外部装置12可以设置于主体14的侧面、操作面板38的下表面。
63.超声波诊断装置10和外部装置12经由多个线缆连接。多个线缆能包含通信线缆、视频信号线缆、电源线缆等。对外部装置12从超声波诊断装置10供给电力。可以在超声波诊断装置10与外部装置12之间执行无线通信。在该情况下，可以在超声波诊断装置10设置无线主机。
64.在图3示意地示出操作面板38。在操作面板38设置有多个按钮、多个钮、轨迹球等。进而，设置有电源按钮(电源开关)66、触摸屏面板68。
65.触摸屏面板68是多点触控面板以及显示器面板的层叠体。在触摸屏面板68显示多个虚拟的按钮。在这当中包含模式切换按钮70。能通过模式切换按钮70的操作来选择基本模式以及扩展模式的任一者。
66.在图4中例示超声波探头。图示的超声波探头72是经直肠探头。超声波探头72具有插入直肠的插入部74以及操作部78。在插入部74设置有正交的2个振动元件阵列，能选择任一振动元件阵列来使用。通过2个振动元件阵列选择性地形成与中心轴82平行的第1扫描面
80a以及与中心轴82正交的第2扫描面80b。第1扫描面80a以及第2扫描面80b通过超声波探头72的前后运动86而沿着中心轴82进行平行运动，通过超声波探头72的旋转运动88而以中心轴82为中心进行旋转运动。
67.在图示的示例中，在操作部78设置有磁传感器84。基于磁传感器84的输出信号来确定三维空间内的第1扫描面80a以及第2扫描面80b的位置以及朝向。通过设置于操作面板的给定的按钮的操作，从第1扫描面80a以及第2扫描面80b之中选择实际发挥功能的扫描面。在选择了扩展模式的情况下，从超声波诊断装置向外部装置转送所选择的扫描面的信息、扫描面的深度信息。
68.在图5中示出显示例。在选择了基本模式的状态下，在显示器显示第1显示图像串。在图5中示出第1显示图像串中的特定的第1显示图像90。在选择了扩展模式的状态下，在显示器显示第2显示图像串。在图5中示出第2显示图像串中的特定的第2显示图像92。
69.在第1显示图像90中包含作为超声波图像的断层图像94，并且包含含有文本信息96、98的图形图像。在第2显示图像92中，在图示的示例中，包含三维图像100、断层图像104、mri图像106等。三维图像100是基于显示帧数据串以及位置数据串来构建的实时图像。在其中还包含对检查、诊断、读片进行辅助的图形像。在图5中，示出标志102，来作为构成图形图像的要素。
70.断层图像104是作为实时图像的超声波图像。mri图像是与三维图像对应的静止图像。基于mri体数据来生成与三维图像对应的mri图像。这时，利用位置信息。
71.图示的第1显示图像90以及第2显示图像92都只是例示。通过有效利用外部装置，在超声波检查时，不更换超声波诊断装置，就能得到高等的图像处理结果，此外，能享受高等的诊断辅助。
72.在图6示出超声波诊断装置的动作例。在s10，判定所选择的模式。在判定了基本模式的情况下，执行s12。即，基本处理器系统发挥功能，实时生成以及显示第1显示图像串。另一方面，在s10，在判定了扩展模式的情况下，执行s14。在s14，从超声波诊断装置向外部装置转送在扩展功能的执行时所需的信息，此外，扩展处理系统发挥功能，生成第2显示图像串。从外部装置向超声波诊断装置转送第2显示图像串，在显示器实时显示第2显示图像串。作为从超声波诊断装置向外部装置转送的信息，如附图标记108所示那样，能举出参数信息、帧串、输入信息、关联信息等。在s16，判断是否使本处理继续进行。
73.在图7中示出电源控制部所进行的电源接通操作时的控制。在s20，检测电源按钮的接通操作。与此相伴，开始向超声波诊断装置内的各组件供给电力。在s22，开始向外部装置供给电力。在s24，判断是否对外部装置设定了自动启动模式。在设定了自动启动模式的情况下，在s26，向外部装置发送启动命令。由此，外部装置所具有的操作系统等开启。
74.在图8示出电源控制部所进行的电源断开时的控制。在s30，若检测到电源按钮的断开操作，就开始超声波诊断装置的关停过程，在s32，向外部装置发送关停命令。在s34，判定超声波诊断装置中的关停过程的完成。在s36，判定外部装置中的关停过程的完成。在确认到该完成的基础上，在s38，停止向外部装置通电，在s40，使超声波诊断装置内的电源断开。根据上述的控制，能防止在外部装置中在关停过程的中途发生超声波诊断装置的电源成为断开的事态。
75.在图9示出变形例。超声波诊断装置110经由有线或无线的通信线114与外部装置
112连接。外部装置112是具备触摸屏面板的平板终端。即，是具备输入器以及显示器的终端。在扩展模式的选择时，从超声波诊断装置向外部装置112转送所需的信息，在超声波诊断装置110的显示器显示由外部装置112生成的图像。例如，也可以将无线中继器116作为媒介，来将超声波诊断装置110和外部装置112相互连接(参考附图标记118以及120)。
76.在图1所示的结构中，在选择了扩展模式的情况下，可以使基本处理系统的动作停止，也可以使该动作继续。即使设基本处理系统进行了动作，所显示的显示图像也成为在外部装置中生成的第2显示图像。不过，也可以进行第1显示图像与第2显示图像的并列显示、将它们合成而得的图像的显示。