(57)【要約】  超音波イメージングシステムは、音声コマンドの方向を決定し、決定された方向からの音響入力をマイクロフォンが選択的に受け取るようにすることが可能である方向追跡マイクロフォンを有する。音声認識は、音声コマンドを解釈し、それに応じて超音波イメージングシステムの動作を制御する。方向追跡マイクロフォンは、例えばいくつかの単一指向性マイクロフォンの中から最大信号を受け取るものを選択することができ又は無指向性マイクロフォンのフェイズドアレイでありうる。
2009508560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波画像を提供するシステムであって、
音声コマンドの方向を決定し、前記決定された方向から選択的に受け取られるサウンドに対応するオーディオ信号を供給する方向追跡マイクロフォンと、
前記方向追跡マイクロフォンに結合されるとともに、前記方向追跡マイクロフォンからオーディオ信号を受け取り、前記オーディオ信号を解釈して音声コマンドを検出し、前記検出された音声コマンドに対応するコマンド信号を供給する、音声認識システムと、
前記音声認識システムに結合されるとともに、前記音声認識システムからコマンド信号を受け取り、前記コマンド信号に従って超音波イメージングシステムを制御する超音波イメージングシステムと、
を有するシステム。
【請求項２】
前記音声認識システムが、
プロセッサと、
前記プロセッサによって実行される音声認識プログラムと、
を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記プロセッサが、前記超音波イメージングシステムの組み込まれた一部であり、前記超音波イメージングシステムの動作を制御する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記超音波イメージングシステムが、表示スクリーンを具えるディスプレイを有し、前記方向追跡マイクロフォンが、前記ディスプレイに取り付けられ、前記表示スクリーンが向く方向と同じ方向において選択的に感受性を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記方向追跡マイクロフォンが、前記方向追跡マイクロフォンからの音声コマンドの距離を決定し、前記決定された距離からのサウンドを選択的に受け取る、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記方向追跡マイクロフォンが、フェイズドアレイの方向追跡マイクロフォンを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記方向追跡マイクロフォンが、
音声コマンドが期待されうる複数の方向を含む音響感度パターンを各々が有する複数のマイクロフォンであって、前記マイクロフォンによって受け取られるサウンドに対応する個々のオーディオ信号を各々が供給する複数のマイクロフォンと、
前記マイクロフォンから前記オーディオ信号を受け取るために前記マイクロフォンの個々に結合される入力部を各々が有する複数の遅延ユニットであって、前記遅延ユニットの制御端子に与えられる遅延値に対応する遅延だけ前記オーディオ信号を遅延させることによって遅延されたオーディオ信号を各々が生成する複数の遅延ユニットと、
前記マイクロフォンから前記オーディオ信号を受け取るために前記マイクロフォンに結合される遅延制御ユニットであって、受け取られた前記オーディオ信号に基づいて前記音声コマンドの方向を決定し、前記遅延値を前記遅延ユニットの前記制御端子に与え、それによって前記マイクロフォンが、集合的に、前記決定された方向において選択的に感受性を有するようになる、遅延制御ユニットと、
前記遅延ユニットから前記遅延されたオーディオ信号を受け取るように接続され、前記遅延されたオーディオ信号を組み合わせて複合オーディオ信号にする合計器と、
を有する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記方向追跡マイクロフォンが、前記方向追跡マイクロフォンによって受け取られるサウンドの振幅に基づいてその方向追跡機能を実施する、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記方向追跡マイクロフォンが、
それぞれ異なる方向に延びる音響感度パターンを有する複数の単一指向性マイクロフォンであって、前記単一指向性マイクロフォンによって受け取られるサウンドに対応する個々のオーディオ信号を各々が供給する、複数の単一指向性マイクロフォンと、
入力部、出力部及び制御端子を各々が有する複数のスイッチであって、各スイッチの前記入力部が、前記単一指向性マイクロフォンの個々からのオーディオ信号に結合されており、前記出力部が、共通出力端子に結合されており、各スイッチが、前記制御端子における制御信号の受信に応じて前記入力部を前記出力部に接続する、複数のスイッチと、
前記複数の単一指向性マイクロフォンから前記オーディオ信号を受け取り、前記複数の単一指向性マイクロフォンから受け取られる前記オーディオ信号の振幅を比較し、最大振幅を有するオーディオ信号が供給される前記単一指向性マイクロフォンを識別し、前記識別された単一指向性マイクロフォンに結合される前記入力部を有する前記スイッチの前記制御端子に制御信号を与える、比較器と、
を有する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記方向追跡マイクロフォンは、音声コマンドの方向を決定し、前記音声コマンドの開始から数ミリ秒以内に前記決定された方向から選択的に受け取られるサウンドに対応するオーディオ信号を供給する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記方向追跡マイクロフォンは、前記マイクロフォンの方向追跡機能が音声サウンドに選択的に応答するようにするプロセッサを更に有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記音声認識システムが、前記超音波イメージングシステムの組み込まれた一部である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
超音波イメージングシステムの動作を制御する方法であって、
音声コマンドの方向を決定するステップと、
前記決定された方向から、音声コマンドを含むサウンドを選択的に受け取るステップと、
前記受け取られた音声コマンドに基づいて超音波イメージングシステムコマンドを認識するステップと、
前記認識された超音波イメージングシステムコマンドに対応する動作を前記超音波イメージングシステムにおいて実施するステップと、
を含む方法。
【請求項１４】
前記受け取られた音声コマンドに基づいて前記超音波イメージングシステムコマンドを認識する前記ステップは、前記超音波イメージングシステムによって実施される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記超音波イメージングシステムは、表示スクリーンを具えるディスプレイを有し、前記方法が、
前記表示スクリーンが向く方向を確認するステップと、
前記確認された方向から、前記音声コマンドを含む前記サウンドを選択的に受け取るステップと、
を更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記音声コマンドの距離を決定するステップと、
前記決定された距離から、前記音声コマンドを含む前記サウンドを選択的に受け取るステップと、
を更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記音声コマンドの方向を決定する前記ステップ及び前記決定された方向からサウンドを選択的に受け取る前記ステップは、
複数の位置においてサウンドを受け取るステップであって、前記サウンドが、音声コマンドが期待されうる複数の方向を含む相対的に広い角度から前記複数の位置において受け取られる、ステップと、
各位置において受け取られた前記音声コマンドのサウンドに基づいて、音声コマンドの方向を決定するステップと、
前記決定された方向から受け取られた遅延されたサウンドがコヒーレントになるように、各位置において受け取られた前記音声コマンドのサウンドを個々の遅延だけ遅延させることによって、遅延されたサウンドを供給するステップと、
超音波イメージングシステムコマンドを認識するために使用される複合サウンドを供給するために、前記遅延されたサウンドを合計するステップと、
を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記音声コマンドの方向を決定する前記ステップ及び前記決定された方向から前記サウンドを選択的に受け取る前記ステップは、
複数の位置においてサウンドを受け取るステップであって、前記サウンドが、それぞれ異なる方向に延びる相対的に狭い角度から前記複数の位置において受け取られる、ステップと、
前記受け取られたサウンドが最大である位置を決定するステップと、
超音波イメージングシステムコマンドを認識するために、前記決定された位置において受け取られた音声コマンドを使用するステップと、
を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記音声コマンドの方向を決定する前記ステップ及び前記決定された方向から前記音声コマンドを選択的に受け取る前記ステップは、
前記音声コマンドの方向を決定するステップと、
前記音声コマンドの開始から数ミリ秒以内に前記決定された方向から音声コマンドを選択的に受け取るステップと、
を含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波イメージングシステムのためのオペレータ制御装置に関し、より具体的には、システムのオペレータから遠隔に位置するマイクロフォンを使用する超音波イメージングシステムの音声制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、音声認識技術の発展は、ユーザが可聴的にそれらの超音波システムを制御するような超音波システムのハンズフリー制御が効果的になるであろう日を早めている。本出願の譲受人を含む複数の超音波システム製造業者は、プロトタイプの音声制御される超音波システムを開発し実際に明らかにしている。１つのこのようなシステムは、米国特許第５，５４４，６５４号明細書に記載されており、その内容は、参照によって本願明細書に盛り込まれるものとする。米国特許第５，５４４，６５４号明細書に記載されるシステムにおいて、マイクロフォンは、パーソナルコンピュータに接続され、パーソナルコンピュータは、音声コマンドを解釈し、対応するコマンド信号を超音波システムに発行する。上記米国特許明細書に示されるマイクロフォンは、ヘッドセットマイクロフォンであるが、上記米国特許明細書は、超音波検査技師又は他のオペレータによって装着される他のマイクロフォンの使用及びパーソナルコンピュータ又は超音波マシンに搭載される「ファートーク（far-talk）」マイクロフォンの使用も企図している。
【０００３】
他の音声制御される超音波イメージングシステムは、米国特許第６，７４３，１７５号明細書、米国特許出願公開第２００３／００６８０１１号明細書及び米国特許出願公開第２００５／００５４９２２号明細書に記載されており、これらのすべては、参照によって本願明細書に盛り込まれるものとする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
米国特許第５，５４４，６５４号明細書に記述される手法には２つの主な制限がある。超音波検査技師によって装着されるマイクロフォンを使用する主な手法は、マイクロフォンをイメージングシステムに接続するケーブルを有する超音波イメージングシステムに超音波検査技師をつなぎとめる。ケーブルの長さは、超音波検査技師がイメージングシステムから離れることができる距離を制限する。ケーブルの長さは、当然ながら長くされることができるが、そうすることは、ケーブルがオブジェクトに引っかかり、巻きつき又はケーブルがからまるという問題を悪化させるだけである。
【０００５】
米国特許第５，５４４，６５４号明細書によって企図される他の手法−「ファートーク」マイクロフォンの使用−は、超音波検査技師を物理的に超音波イメージングシステムにつなぎとめることから解放するという利点をもつ。しかしながら、これは、今日の音声認識技術によってはまったく実際的でない。当分野においてよく理解されているように、いかなる音声認識システムの精度も、音声認識システムに入力されるオーディオ信号の品質に非常に依存する。やや乏しい信号対雑音比さえ、一般には、音声認識を使用できなくする。「ファートーク」マイクロフォンの使用は、例えば無響室のような非常に静かに制御された環境においては、十分な信号対雑音比を有するオーディオ信号を供給しうる。しかしながら、「ファートーク」マイクロフォンの使用は、病院検査室、外科的処置室又は多くの雑音源が存在するその他の医療環境において、十分な品質のオーディオ信号を供給するはずがない。雑音源をふるいおとするためのフィルタリングソフトウェアを開発する試みがなされうる。病院環境において予想されることができるいくつかの雑音源は、少し例を挙げると、機器の雑音、空調及び暖房の雑音、背景の会話及び道路の雑音である。従って、潜在的な雑音源は、あまりに数が多く、性質も多様であるので、フィルタリングを実際的なものにすることができない。更に、いくつかの雑音源は、音響システムを通じた館内放送のような音声であり、このような音声は、音声認識システムを使用不可能なものにすることなくフィルタリングされることができない。
【０００６】
従って、超音波検査技師がマイクロフォンを装着することを必要とせず、現在存在する音声認識能力に関する精度を確実にするに十分な品質のオーディオ入力信号をなお供給することができる、音声制御される超音波イメージングシステムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
超音波画像を提供するシステム及び方法は、音声コマンドの方向を決定する方向追跡マイクロフォンを含む。方向追跡マイクロフォンは、決定された方向から選択的に受け取られるサウンドに対応するオーディオ信号を供給する。オーディオ信号は、オーディオ信号を解釈して音声コマンドを検出する音声認識システムに供給される。音声認識システムは、検出された音声コマンドに対応するコマンド信号を生成し、超音波イメージングシステムにコマンド信号を供給する。超音波イメージングシステムの動作は、コマンド信号に従って制御される。超音波イメージングシステムは、好適には、表示スクリーンを備えるディスプレイを有する。このような場合、方向追跡マイクロフォンは、好適にはディスプレイに取り付けられ、表示スクリーンが向く方向と同じ方向において選択的に感受性を有する。音声認識システムは、ハードウェア又はソフトウェアに基づくものでありえ、スタンドアロンのユニット又は超音波イメージングシステムの組み込まれた一部分でありうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の一例による音声制御される超音波イメージングシステム１０の基本的な構成要素が、図１に示されている。方向追跡マイクロフォン１４は、１又は複数の超音波検査技師Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３からのオーディオ信号を供給するために使用される。マイクロフォン１４からのオーディオ信号は、音声認識システム１８に与えられる。音声認識システム１８は、オーディオ信号に基づいて音声コマンドを解釈し、対応するコマンド信号を超音波イメージングシステム２０に発行する。超音波イメージングシステム２０は、音声コマンドによって要求される動作を実施する。
【０００９】
超音波検査技師Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、超音波イメージングシステム２０の可聴的な近さにいるものとされるが、彼らは、必ずしもシステム２０から同じ方向に位置しなくてもよい。指向性マイクロフォン１４は、超音波検査技師Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の任意のものからの音声コマンドをすばやく追跡するために後述されるいくつかの技術の１つを使用する。マイクロフォン１４は、それが音源の方向を決定すると、その方向からの音響入力にのみ選択的に応答する。マイクロフォン１４は、更に、それが音響入力に選択的に応答する方向を変えることによって、音源のいかなる移動も追跡することが可能である。マイクロフォンは、非常にすばやく、好適には数ミリ秒以内に、これらの機能を実施することが可能であるので、音声認識システム１８は、コマンドの最初の部分を含む、全体の音声コマンドを解釈することができる。
【００１０】
音声認識システム１８は、スタンドアロンの電子機器ユニット、通常の若しくは特別に開発された音声認識アプリケーションを走らせるパーソナルコンピュータ、超音波イメージングシステム２０に組み入れられる電子回路、通常の若しくは特別に開発された音声認識アプリケーションを走らせるイメージングシステム２０内のプロセッサ又は他のなんらかのタイプの音声認識システムでありうる。このような音声認識能力を有するシステムは、通常のものであり、さまざまな供給元から入手可能であり、上述の特許明細書及び特許出願明細書のいくつかに記述されている。
【００１１】
方向追跡マイクロフォン１４が、現在存在する音声認識能力の精度を確実にするに十分な品質のオーディオ信号を供給することが可能である態様が、図２に示される従来の手法と比較して図３に示されている。図２をまず参照して、米国特許第５，５４４，６５４号明細書に記載されるタイプの通常の「ファートーク」マイクロフォン３０が、音声コマンド認識能力を有する超音波イメージングシステム（図示せず）に接続されている。超音波検査技師Ｓ及び３つの雑音源Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３は、マイクロフォン３０の可聴範囲内に位置する。マイクロフォン３０は、無指向性の特性を有することができ又はそれはいくぶん指向性を有することができる。いずれにせよ、マイクロフォン３０は、超音波検査技師Ｓからの音声コマンドをピックアップする能力をもつが、雑音源Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３からのサウンドもピックアップする。その結果、マイクロフォン３０が音声認識システムに与えるオーディオ信号の信号対雑音比は、音声コマンドの正確な認識を確実にするには不十分な品質である。
【００１２】
図２に示されるファートークマイクロフォン３０の使用とは対照的に、方向追跡マイクロフォン１４は、図３に示される理由のために音声コマンドの正確な認識を確実にするに十分な品質のオーディオ信号を供給することが可能である。図３に示されるように、システム１０（図１）において使用される方向追跡マイクロフォン１４は、非常に指向性の高い感度を有する。その結果、マイクロフォン１４は、それが超音波検査技師Ｓからの音声コマンドの方向を決定すると、超音波検査技師Ｓからのサウンドのみを受け取る。有意には、マイクロフォン１４は、雑音源Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３からのサウンドに対して実質的に感受性を有しない。その結果、マイクロフォン１４からのオーディオ信号は、超音波検査技師Ｓによって装着されるマイクロフォンからのオーディオ信号と実質的に同じ品質を有する。
【００１３】
システム１０において方向追跡マイクロフォン１４として使用されることができる方向追跡マイクロフォン４０の一例が、図４に示されている。単一指向性マイクロフォン４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ...４２Ｎのアレイは、それらが個々の方向のレンジからの音響入力に対して感受性を有するように配される。マイクロフォン４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ...４２Ｎの各々は、個々のオーディオ信号Ａ、Ｂ、Ｃ...Ｎを生成する。オーディオ信号Ａ、Ｂ、Ｃ...Ｎの全ては、比較器４４に与えられ、各々のオーディオ信号Ａ、Ｂ、Ｃ...Ｎは、個々のスイッチ４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ...４６Ｎに与えられる。スイッチ４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ...４６Ｎの出力は、互いに接続され、方向追跡マイクロフォン４０の出力端子４８に接続される。スイッチ４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ...４６Ｎの動作は、比較器４４からの個々の出力によって制御される。
【００１４】
動作中、比較器４４は、単一指向性マイクロフォン４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ...４２Ｎからの全信号Ａ、Ｂ、Ｃ...Ｎの振幅を比較し、これらの信号Ａ、Ｂ、Ｃ...Ｎのうちどれが最大振幅を有するかを決定する。比較器４４は、対応するスイッチ４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ...４６Ｎに制御信号を出力し、対応するスイッチは、最大振幅を有するオーディオ信号を出力端子４８に接続する。
【００１５】
方向追跡マイクロフォン４０の動作は、超音波検査技師からの音声コマンドが単一指向性マイクロフォン４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ...４２Ｎの近傍のいかなる雑音源よりも大きいという仮定において行われる。この仮定は通常は有効である。しかしながら、超音波イメージングシステムが非常に雑音の多い環境において使用されなければならないとき、比較器４４は、比較が音声コマンドに対してより高い感受性をもち、雑音源に対してより低い感受性をもつように、フィルタリングのような処理技法を使用することができる。
【００１６】
システム１０において方向追跡マイクロフォン１４として使用されることができる方向追跡マイクロフォン５０の別の例が、図５に示されている。無指向性の又は僅かに指向性のあるマイクロフォン５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ...５４Ｎの線形アレイ５２が使用される。マイクロフォン５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ...５４Ｎの全ては、音声コマンド及びマイクロフォンの近傍のいかなる雑音をも受け取る。各々のマイクロフォン５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ...５４Ｎによって出力されるオーディオ信号は、個々の遅延ユニット５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ...５６Ｎに与えられ、個々の遅延ユニット５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ...５６Ｎは、個々のマイクロフォン５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ...５４Ｎからのオーディオ信号を、遅延制御ユニット５８から受け取られる個々の遅延値だけ遅延させる。遅延制御ユニット５８は、マイクロフォン５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ...５４Ｎからのオーディオ信号の全てを受け取る。遅延ユニット５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ...５６Ｎの個々の出力は、総和（合計）回路６０に与えられ、総和回路６０は、出力端子６２において複合オーディオ信号を生成する。
【００１７】
動作中、遅延制御ユニット５８は、マイクロフォン５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ...５４Ｎからの信号を使用して、音声コマンドの方向を決定する。遅延制御ユニット５８は、そののち、決定された方向からのサウンドを選択的に受け取るために、通常のフェイズドアレイ技法を使用して、各々の遅延ユニット５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ...５６Ｎの遅延をセットする。音声コマンドのソースは、当然ながら移動することがあり、音声コマンドは、次いで、別の方向から受け取られることができる。このような場合、遅延制御ユニット５８は、音声コマンドのソースの移動の方向又は新しい音声コマンドの方向をすばやく決定し、音声コマンドの方向にアレイ５２の音響指向性応答を向けるように適切な遅延制御信号を生成する。
【００１８】
方向追跡マイクロフォン５０の他の例において、遅延制御ユニット５８は、音声コマンドの方向を決定するだけでなく、通常の処理技法を使用してアレイ５２からの音声コマンドの距離をも決定する。遅延制御ユニット５８は、決定された距離及び方向からサウンドを選択的に受け取るために、通常のフェイズドアレイ技法を使用して、各々の遅延ユニット５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ...５６Ｎの遅延をセットする。
【００１９】
本発明の一例による超音波イメージングシステム７０が、図６に示されている。システム７０は、システム７０のための電子回路のほとんどを含むシャシー７２を有する。シャシー７２は、カート７４に取り付けられ、表示スクリーン７８を有するディスプレイ７６が、シャシー７２に取り付けられる。ディスプレイ７６は、関節アーム８０によってシャシー７２上に支持されており、関節アーム８０は、ディスプレイ７６が事実上いかなる位置にあることも可能にし、スクリーン７８が事実上いかなる方向に向くことも可能にする。その結果、超音波検査技師又は他の医療関係者は、検査中、シャシー７２の前面にいる必要がない。しかしながら、超音波検査技師及び可能性のある他の医療関係者が事実上いかなる位置にいることも可能であることは、シャシー７２に含まれる音声コマンド認識システム８４に課題を示す。システム７０は、表示スクリーン７８と同じ方向を向くディスプレイ７６上に方向追跡マイクロフォン９０を配置することによって、この課題に対処する。方向追跡マイクロフォン９０は、検査に従事する超音波検査技師及び他のいかなる医療関係者もスクリーン７８が見えるところに常にいるという仮定において、この位置に取り付けられる。従って、方向追跡マイクロフォン９０は、常に、システムを観察し使用する超音波検査技師及び他のいかなる医療関係者の方にも概して向いている。マイクロフォン９０は、前述したように、スクリーン７８の前面の領域から一度に単一方向からの音声コマンドを選択的に受け取る。方向追跡マイクロフォン９０は、図４に示される方向追跡マイクロフォン４０、図５に示される方向追跡マイクロフォン５０又は本発明の他の例による方向追跡マイクロフォンのいずれかでありうる。
【００２０】
図６を更に参照して、超音波イメージングプローブ（図示せず）は、通常、シャシー７２上の３つのコネクタ９２のうちの１つに差し込まれる。システム７０は、音声コマンドによって制御されることができるが、シャシー７２は更に、超音波検査技師が、超音波イメージングシステム７０を手作業で操作し、患者又は行われている検査のタイプについての情報を入力することを可能にするために、キーボード及び制御部を具える制御パネル９４を有する。制御パネル９４の後部には、システム１０の動作を制御する際にプログラマブルなソフトキーが音声コマンド認識システム８４を補うために表示されるタッチスクリーンディスプレイ９６がある。
【００２１】
図６の超音波イメージングシステム７０において使用される電気素子の一例が、図７に示されている。アレイトランスデューサ１１２を含む超音波プローブ１１０は、アレイトランスデューサが患者身体に超音波ビームを送り、引き換えにエコー信号を受け取るようにさせるビームフォーマ１１４の制御下において、動作させられる。受け取られたエコー信号は、信号プロセッサ１１６に結合されるビームフォーマ１１４によって、コヒーレントなエコー信号の受信ビームに形成される。信号プロセッサは、例えばフィルタリング、復調、検出又はコヒーレントエコー信号を使用するドップラー評価のような機能を実施する。処理されたエコー信号は、画像プロセッサ１１８に結合され、画像プロセッサ１１８において、Ｂ又はＭモードの画像信号又は２次元若しくは３次元の画像フォーマットのカラー若しくはスペクトルドップラー画像信号のような画像情報を形成するように処理される。画像情報は、ディスプレイ７６（図６）に結合され、そこで、画像が、スクリーン７８上に表示される。超音波システムのビームフォーマ１１４及びプロセッサ１１６、１１８の機能は、システムコントローラ１２２によって指示される。システムコントローラ１２２は、これらの素子の機能を制御し調整し、これは、表示装置が超音波システムオペレータによって望まれるタイプの情報を表示するように、それらの動作の状態を初期化し変更することを含む。
【００２２】
通常の超音波イメージングシステムにおいて、システムコントローラ１１２は、制御パネル９４（図６）及びタッチスクリーンディスプレイ９６からのみオペレータ発行された制御コマンドを受け取る。本発明の一例によれば、制御パネル９４及びタッチスクリーンディスプレイ９６は、コマンドマルチプレクサ（ｍｕｘ）１２６によってシステムコントローラ１２２に結合される。コマンドｍｕｘ１２６は、システムコントローラ１２２が、制御パネル９４、タッチスクリーンディスプレイ９６又は音声コントローラ１３０のいずれかから入力信号を受け取ることを可能にする。コマンドｍｕｘ１２６は、フットスイッチ（図示せず）のような他の制御装置からの入力信号も多重化することができる。音声コントローラ１３０は、可聴情報を表すデジタル出力信号を生成することによって、方向追跡マイクロフォン９０からの音声入力に応答する音声認識プロセッサ１３４を有する。方向追跡マイクロフォン９０は、図４に示される方向追跡マイクロフォン４０、図５に示される方向追跡マイクロフォン５０又は本発明の他の例による方向追跡マイクロフォンでありうる。
【００２３】
コマンド符号器１３８は、音声認識プロセッサ１３４のデジタル出力信号を、システムコントローラ１２２によって使用可能なデジタルコマンド信号に変換する。音声認識プロセッサ１３４及びコマンド符号器１３８は、オーディオ入力信号を受け取り、出力信号として超音波システム制御信号を生成する単一ユニットに組み込まれることもできる。コマンドｍｕｘ１２６は、制御パネル９４、タッチスクリーンディスプレイ９６、音声コントローラ１３０又は両方の信号に応答し、その信号をシステムコントローラ１２２に結合するように、選択的に適応される。システムコントローラ１２２は、例えばモードを変更し又はディスプレイ上に新しい又は異なる情報を表示することによって、超音波システムの現在の状態に変化をもたらすことによって、これらの入力に応答する。
【００２４】
本発明の別の例による超音波イメージングシステム７０の電気素子が、図８に示されている。超音波イメージングシステム７０は、ケーブル１５４によって通常の設計の超音波信号経路１６０に接続される超音波イメージングプローブ１５０を有する。当分野において良く知られているように、超音波信号経路１６０は、電気信号をプローブ１５０に結合する送信器（図示せず）と、超音波エコーに対応するプローブ１５０からの電気信号を受け取る取得ユニット（図示せず）と、例えば特定の深さからのリターンを分離し又は血管を流れる血液からのリターンを分離することのようなさまざまな機能を実施するように取得ユニットからの信号を処理する信号処理ユニット（図示せず）と、信号処理ユニットからの信号を、それらがディスプレイ７６よって使用されるに適切であるように変換する走査コンバータ（図示せず）と、を有する。超音波信号経路１６０は、この例において、さまざまなＢモード画像及びスペクトルドップラーボリュメトリック画像を含むドップラーボリュメトリック画像の生成のために、Ｂモード（構造的）及びドップラー信号の両方を処理する能力をもつ。超音波信号経路１６０は、更に、上述のユニットの動作を制御する処理ユニット１７０とインタフェースする制御モジュール１６４を有する。超音波信号経路１６０は、当然ながら、上述したものに加えて他の素子を含むこともでき、適切な例において、上述した素子のいくつかが省かれることもできる。
【００２５】
処理ユニット１７０は、少し例を挙げれば、中央処理装置（「ＣＰＵ」）１７４、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）１７６、及びリードオンリーメモリー（「ＲＯＭ」）１７８のような複数の素子を有する。当分野においてよく知られているように、ＲＯＭ１７８は、ＣＰＵ１７４用の初期化データに加えて、ＣＰＵ１７４によって実行される命令のプログラムも記憶する。ＲＡＭ１７６は、ＣＰＵ１７４用のデータ及び命令の一時記憶を提供する。処理ユニット１７０は、例えばシステム７０によって得られる超音波画像に対応するデータのようなデータを永久記憶するためのディスクドライブ１８０のような大容量記憶装置とインタフェースする。しかしながら、このような画像データは、超音波信号経路１６０及び処理ユニット１７０の間に延在する信号経路１８６に結合される画像記憶装置１８４に最初に記憶される。ディスクドライブ１８０は、更に、さまざまな超音波検査を通じて超音波検査技師をガイドするために呼び出され起動されることができるプロトコルを記憶することが好ましい。
【００２６】
処理ユニット１７０は、更に、制御パネル９４及びタッチスクリーンディスプレイ９６とインタフェースする。本発明の一例によれば、システム７０は、更に、方向追跡マイクロフォン９０からのアナログオーディオ信号を受け取るアナログデジタル（「Ａ／Ｄ」）コンバータ１９０を有する。Ａ／Ｄコンバータ１９０は、バス１９４を通じて処理ユニット１７０にデジタル形式で送信される周期的なサンプルを供給するために、オーディオ信号をデジタル化する。処理ユニットは、ＣＰＵ１７４によって実行される通常の又は今後開発される音声認識アプリケーションのために、ＲＯＭ１７８又はディスク記憶装置１８０のいずれかから命令を受け取る。音声認識アプリケーションは、音声コマンドを解釈するとともに、処理ユニット１７０が、対応するコマンド信号を超音波信号経路１６０の制御モジュール１６４に与えるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一例による音声制御される超音波イメージングシステムのシステムブロック図。
【図２】遠距離場マイクロフォンを使用する通常の音声制御されるイメージングシステムが、音声認識精度を確実にするに十分な品質のオーディオ信号をなぜ供給することができないかを説明する概略図。
【図３】本発明の一例による方向追跡マイクロフォンを使用する音声制御されるイメージングシステムが、音声認識精度を確実にするに十分な品質のオーディオ信号をなぜ供給することができるかを説明する概略図。
【図４】図１の音声制御される超音波イメージングシステムにおいて使用されうる本発明の一例による方向追跡マイクロフォンのブロック図。
【図５】図１の音声制御される超音波イメージングシステムにおいて使用されることができる本発明の別の例による方向追跡マイクロフォンのブロック図。
【図６】本発明の一例による超音波イメージングシステムの等角図。
【図７】本発明の一例による図６の超音波イメージングシステムにおいて使用される電気素子のブロック図。
【図８】本発明の別の例による図６の超音波イメージングシステムにおいて使用される電気素子のブロック図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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