(57)【要約】  超音波診断システムに係り、プローブ装置は、ｍｍウェーブ基盤のＰＢＳＳ（personal basic service set）に加入し、超音波イメージング装置とペアリングを行い、トレンスデューサを介して受信されたエコー信号を、６０ＧＨｚ帯域を使用して、超音波イメージング装置に無線送信することにより、データ送信ケーブルによって、超音波検査を担当する臨床者に引き起こされるさまざまな不都合を解消する。
2014521435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波診断のためのプローブ装置において、
ｍｍウェーブ基盤の無線ネットワークに結合するための手続きを行う結合遂行部と、
トランスデューサを介して受信されたエコー信号を利用して、前記無線ネットワークに適するフォーマットのデータフレームを生成するフレーム生成部と、
前記データフレームを、６０ＧＨｚ周波数帯域で、前記無線ネットワークを介して、超音波イメージング装置に送信する無線通信部と、を含むことを特徴とするプローブ装置。
【請求項２】
前記無線ネットワークは、ＷＧＡ（wireless gigabit alliance）のＷｉＧｉｇ（wireless gigabit）規格によるＰＢＳＳ（personal basic service set）であり、前記超音波イメージング装置は、前記ＰＢＳＳのＰＣＰ（ＰＢＳＳ control point）として動作することを特徴とする請求項１に記載のプローブ装置。
【請求項３】
前記トランスデューサを介して受信されたエコー信号を、６０ＧＨｚ周波数帯域で、前記超音波イメージング装置のＰＢＳＳを介して、前記超音波イメージング装置に送信する無線通信部をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のプローブ装置。
【請求項４】
超音波診断のためのプローブ装置の通信方法において、
ｍｍウェーブ基盤の無線ネットワークに結合するための手続きを行う段階と、
トランスデューサを介して受信されたエコー信号を利用して、前記無線ネットワークに適するフォーマットのデータフレームを生成する段階と、
前記データフレームを、６０ＧＨｚ周波数帯域で、前記無線ネットワークを介して、超音波イメージング装置に送信する段階と、を含むことを特徴とする通信方法。
【請求項５】
前記無線ネットワークは、ＷＧＡ（wireless gigabit alliance）のＷｉＧｉｇ（wireless gigabit）規格によるＰＢＳＳ（personal basic service set）であり、前記超音波イメージング装置は、前記ＰＢＳＳのＰＣＰ（ＰＢＳＳ control point）として動作することを特徴とする請求項４に記載の通信方法。
【請求項６】
前記超音波イメージング装置と、ｍｍウェーブ・ビームフォーミング過程を遂行する段階をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の通信方法。
【請求項７】
ｍｍウェーブ基盤の無線ネットワークに結合し、トランスデューサを介して受信されたエコー信号を、６０ＧＨｚ周波数帯域で、前記無線ネットワークを介して、超音波イメージング装置に送信するプローブ装置と、
前記６０ＧＨｚ周波数帯域で受信されたエコー信号を利用して、超音波イメージを生成する超音波イメージング装置と、を含むことを特徴とする超音波診断システム。
【請求項８】
前記無線ネットワークは、ＷＧＡ（wireless gigabit alliance）のＷｉＧｉｇ（wireless gigabit）規格によるＰＢＳＳ（personal basic service set）であり、前記超音波イメージング装置は、前記ＰＢＳＳのＰＣＰ（ＰＢＳＳ control point）として動作することを特徴とする請求項７に記載の超音波診断システム。
【請求項９】
超音波診断のためのプローブ装置の通信方法において、
ｍｍウェーブを使用するＰＢＳＳ（personal basic service set）で、超音波イメージング装置との通信リンクを形成する段階と、
超音波イメージング装置から受信されたリンクマージン応答フレームから、前記通信リンクのリンクマージンに係わる情報を抽出する段階と、
前記情報に基づいて、エコー信号の送信電力変更、エコー信号に適用されるＭＣＳ（modulation and coding scheme）変更、前記超音波イメージング装置とのビームフォーミング、６０ＧＨｚ帯域内でのチャネル変更のうち少なくとも一つを遂行する段階と、を含むことを特徴とする通信方法。
【請求項１０】
リンクマージン情報は、超音波イメージング装置が、プローブの要請に対する応答として、または要請がなくても周期的に、または通信リンク状態が良好ではないたびに自発的にプローブに送信するリンクマージン応答フレームに含まれることと特徴とする請求項９に記載の通信方法。
【請求項１１】
前記プローブ装置は、
ｍｍウェーブを使用するＰＢＳＳで、超音波イメージング装置との通信リンクを形成するリンク形成部と、
超音波イメージング装置から受信されたリンクマージン応答フレームから、前記通信リンクのリンクマージンに係わる情報を抽出するマージン情報処理部と、
前記情報に基づいて、エコー信号の送信電力変更、エコー信号に適用されるＭＣＳ（modulation and coding scheme）変更、前記超音波イメージング装置とのビームフォーミング、６０ＧＨｚ帯域内でのチャネル変更のうち少なくとも一つを遂行するように、前記プローブ装置を制御するマージン制御部と、をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の超音波診断システム。
【請求項１２】
前記マージン情報処理部は、前記リンクマージンに係わる情報を要請するリンクマージン要請フレームを、前記超音波イメージング装置に伝送し、前記リンクマージン応答フレームは、前記リンクマージン要請フレームに対する応答として受信されることを特徴とする請求項１１に記載の超音波診断システム。
【請求項１３】
ｍｍウェーブを使用するＰＢＳＳで、超音波イメージング装置との通信リンクを形成するリンク形成部と、
超音波イメージング装置から受信されたリンクマージン応答フレームから前、記通信リンクのリンクマージンに係わる情報を抽出するマージン情報処理部と、
前記情報に基づいて、エコー信号の送信電力変更、エコー信号に適用されるＭＣＳ（modulation and coding scheme）変更、前記超音波イメージング装置とのビームフォーミング、６０ＧＨｚ帯域内でのチャネル変更のうち少なくとも一つを遂行するように、前記プローブ装置を制御するマージン制御部と、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のプローブ装置。
【請求項１４】
前記マージン情報処理部は、前記リンクマージンに係わる情報を要請するリンクマージン要請フレームを、前記超音波イメージング装置に伝送し、前記リンクマージン応答フレームは、前記リンクマージン要請フレームに対する応答として受信されることを特徴とする請求項１３に記載のプローブ装置。
【請求項１５】
請求項４ないし６のうち、いずれか１項に記載の方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断用プローブ装置が、エコー信号を超音波イミジング装置に送信する方法及びそのための装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断システムは、被検体の体表から、体内の所定部位に向けて超音波信号を伝達し、体内の組織で反射した超音波信号の情報を利用して、軟部組織の断層や血流に係わるイメージを得るのである。そのような超音波診断システムは、小型であり、廉価であり、リアルタイムで表示可能であるという利点がある。また、超音波診断システムは、Ｘ線などの被曝がなく、安定性が高い長所を有しており、Ｘ線診断装置、ＣＴ（computerized tomography）スキャナ、ＭＲＩ（magnetic resonance image）装置、核医学診断装置などの他の画像診断装置と共に広く利用されている。
【０００３】
図１は、一般的な超音波診断システムを示した図面である。図１に図示されているように、現在商用化されている超音波診断システム１５０は、超音波送受信を担当するプローブ１１０が、ケーブル１２０を介して、超音波診断システム本体１００、すなわち、超音波イメージング装置と連結されている。しかし、プローブ１１０と超音波イメージング装置１００とを連結するケーブル１２０は、その長さ（一般的に、１〜２ｍ）、厚み、重さによって、超音波検査を担当する臨床者に、超音波検査を行うのにあたり、さまざまな不都合を引き起こす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、プローブから超音波イメージング装置に、損失なしにエコー信号を無線で送信するための方法及びその装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述のような課題を解決するための本発明の一実施形態は、超音波診断のためのプローブ装置において、ｍｍウェーブ（ｍｍWave）基盤の無線ネットワークに結合するための手続きを遂行する結合遂行部と、トレンスデューサを介して受信されたエコー信号を利用して、前記無線ネットワークに適したフォーマットのデータフレームを生成するフレーム生成部と、前記データフレームを、６０ＧＨｚ周波数帯域で、前記無線ネットワークを介して、前記超音波イメージング装置に送信する無線通信部と、を含む。
【０００６】
前記無線ネットワークは、ＷＧＡ（wireless gigabit alliance）のＷｉＧｉｇ（wireless gigabit）規格によるＰＢＳＳ（personal basic service set）であり、前記超音波イメージング装置は、前記ＰＢＳＳのＰＣＰ（ＰＢＳＳ control point）として動作することが望ましい。
【０００７】
前記プローブ装置は、前記超音波イメージング装置と、ｍｍウェーブ・ビームフォーミング（ｍｍＷave beamforming）過程を遂行するビームフォーミング部をさらに含むことが望ましい。
【０００８】
また、本発明の他の実施形態は、超音波診断のためのプローブ装置において、ペアリング要請のためのユーザコマンドが入力されれば、前記プローブ装置と結合されていないＰＢＳＳのｍｍウェーブビーコンを受信するビーコン・モニタリング部と、前記ｍｍウェーブビーコンに含まれた第１ペアリング情報を利用して、前記プローブ装置とペアリングを遂行する超音波イメージング装置を検出するピア決定部と、前記ｍｍウェーブビーコンに含まれたＢＳＳＩＤを利用して、前記超音波イメージング装置のＰＢＳＳに結合するための手続きを行う結合遂行部と、第２ペアリング情報を前記ＰＢＳＳを介して、前記超音波イメージング装置に送信するペアリング要請部と、を含み、前記第１ペアリング情報は、前記超音波イメージング装置がユーザによって、ペアリングを要請されたことを示し、前記第２ペアリング情報は、前記プローブ装置が、前記ユーザによってペアリングを要請されたことを示す。
【０００９】
前記第１ペアリング情報は、前記超音波イメージング装置のＭＡＣ（medium access control）アドレス、及び前記超音波イメージング装置で、ＰＢＣ（push button configuration）方式によって、ペアリングを要請するボタンが押されたことを示すＰＢＣ情報を含み、前記第２ペアリング情報は、前記プローブ装置のＭＡＣアドレス、及び前記プローブ装置で、ＰＢＣによって、ペアリングを要請するボタンが押されたことを示すＰＢＣ情報を含むことが望ましい。
【００１０】
前記プローブ装置は、トレンスデューサを介して受信されたエコー信号を、６０ＧＨｚ周波数帯域で、前記超音波イメージング装置のＰＢＳＳを介して、前記超音波イメージング装置に送信する無線通信部をさらに含むことが望ましい。
【００１１】
前記プローブ装置は、前記超音波イメージング装置と、ｍｍウェーブ・ビームフォーミング過程を遂行するビームフォーミング部をさらに含むことが望ましい。
【００１２】
本発明のさらに他の実施形態は、超音波診断のためのプローブ装置において、ｍｍウェーブを使用するＰＢＳＳで、超音波イメージング装置との通信リンクを形成するリンク形成部と、前記超音波イメージング装置から受信されたリンクマージン応答フレームから、前記通信リンクのリンクマージンに係わる情報を抽出するマージン情報処理部と、前記情報に基づいて、エコー信号の伝送電力変更、エコー信号に適用されるＭＣＳ（modulation and coding scheme）変更、前記超音波イメージング装置とのビームフォーミング、６０ＧＨｚ帯域内でのチャネル変更のうち少なくとも一つを遂行するように、前記プローブ装置を制御するマージン制御部と、を含む。
【００１３】
前記マージン情報処理部は、前記リンクマージンに係わる情報を要請するリンクマージン要請フレームを、前記超音波イメージング装置に伝送し、前記リンクマージン応答フレームは、前記リンクマージン要請フレームに対する応答として受信されることが望ましい。
【００１４】
前記リンクマージン要請フレームは、前記リンクマージン要請フレームがいかなる類型のフレームに属するかを示すカテゴリー・フィールド、前記リンクマージン要請フレームが、前記カテゴリー・フィールドによって決められた類型のフレームのうち、リンクマージン要請フレームであることを示すアクション・フィールド、及び前記リンクマージン要請フレームが何番目に伝送されるリンクマージン要請フレームであるかを示す伝送回数フィールドのうち少なくとも一つを含むことが望ましい。
【００１５】
前記リンクマージン応答フレームは、前記伝送電力の変更、前記ＭＣＳの変更、前記ビームフォーミングの遂行及び前記チャネル変更のうちいずれか一つを遂行することを要請する情報が含まれた選好アクション・フィールドを含むことが望ましい。
【００１６】
本発明のさらに他の実施形態は、ｍｍウェーブ基盤の無線ネットワークに結合し、トレンスデューサを介して受信されたエコー信号を、６０ＧＨｚ周波数帯域で、前記無線ネットワークを介して、前記超音波イメージング装置に送信するプローブ装置と、前記６０ＧＨｚ周波数帯域で受信されたエコー信号を利用して、超音波イメージを生成する超音波イメージング装置と、を含むことを特徴とする超音波診断システムを提供する。
【００１７】
前記無線ネットワークは、ＷＧＡ（wireless gigabit alliance）のＷｉＧｉｇ（wireless gigabit）規格によるＰＢＳＳ（personal basic service set）であり、前記超音波イメージング装置は、前記ＰＢＳＳのＰＣＰ（ＰＢＳＳ control point）として動作することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一般的な超音波診断システムを示した図面である。
【図２】本発明の一実施形態による超音波診断システムを示した図面である。
【図３】本発明の一実施形態によって、プローブが通信する過程を示したフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態によって、プローブが超音波イメージング装置とペアリングを行う過程を示したフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態によって、ペアリングが行われる過程について説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態によって、ペアリングが行われる過程について説明するためのフローチャートである。
【図７】発明の第３実施形態によって、ペアリングが行われる過程について説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の第４実施形態によって、ペアリングが行われる過程について説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の第５実施形態によって、ペアリングが行われる過程について説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態によって、リンクマージンを制御する過程について説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態によるリンクマージン応答フレームの構造を示した図面である。
【図１２】本発明の一実施形態によるプローブ装置の構造を示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付された図面を参照し、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。
図２は、本発明の一実施形態による超音波診断システムを示した図面である。図２に図示されているように、本発明の一実施形態による超音波診断システム２００は、超音波イメージング装置２１０と、プローブ２２０とから構成されるが、プローブ２２０は、超音波イメージング装置２１０と同一のｍｍウェーブ基盤の無線ネットワークに結合し、トレンスデューサを介して受信されたエコー信号を、６０ＧＨｚ周波数帯域で、超音波イメージング装置２１０に送信する。超音波イメージング装置２１０は、６０ＧＨｚ周波数帯域で受信されたエコー信号を利用して、Ｂ−mode、color flow、Dopplerなど多様なモードの超音波映像を生成してディスプレイする。
【００２０】
プローブ２２０は、トレンスデューサの超音波振動子にパルスを加えることにより、超音波信号を発するが、その超音波信号は、被検査体で反射し、エコー信号として、さらにトレンスデューサに受信される。トレンスデューサでは、そのようなエコー信号を電気信号に変換するが、その電気信号を無線で送信するためには、数ギガ単位の高い帯域幅が要求され、また同時にエコー信号の無線送信時、他の無線電子装置と干渉を起こしてはならない。
【００２１】
そのために、本発明では、ｍｍウェーブを使用する無線ネットワークを利用して、エコー信号を無線で送信する。例えば、ＷＧＡ（wireless gigabit alliance）のＷｉＧｉｇ（wireless gigabit）規格による無線通信方法が利用される。
【００２２】
ＷｉＧｉｇ規格は、７Ｇｂｐｓまでのデータ伝送率を支援するので、デジタルデータに変換されたエコー信号を送信するに十分であり、ビームの直進性を利用して、信号の方向を偏向（steering）させることができ、他のシステムとの干渉を最小化することができる。また、ＷｉＧｉｇ規格は、近距離用無線通信規格で、一般的に、プローブと超音波イメージング装置との距離が近い超音波検査環境に適し、他の無線通信規格に比べ、電力消耗が少なく、プローブに内蔵されるバッテリの重さ及び大きさを最小化することができる。
【００２３】
図３は、本発明の一実施形態によって、プローブが通信する過程を示したフローチャートである。
【００２４】
段階３０１で、該プローブは、ｍｍウェーブ基盤の無線ネットワークに結合するための手続きを行う。ここでの無線ネットワークは、プローブと通信する超音波イメージング装置が属した無線ネットワークを意味するということは、言うまでもなく、ＷｉＧｉｇ規格でのＰＢＳＳ（personal basic service set）にもなる。ＰＢＳＳで、少なくとも１つのステーションは、ＰＢＳＳを管理するＰＣＰ（ＰＢＳＳ control point）として動作しなければならないが、プローブは、その大きさ及び重さに制限が伴うので、超音波イメージング装置がＰＣＰとして動作することが望ましい。または、超音波イメージング装置及びプローブは、いずれもステーションとして動作し、他の第３の装置が、そのＰＢＳＳで、ＰＣＰとして動作する場合も可能であろう。
【００２５】
段階３０２で、該プローブは、トレンスデューサを介して受信されたエコー信号を利用して、ｍｍウェーブ基盤の無線ネットワークに適したフォーマットのデータフレームを生成する。
【００２６】
段階３０３で、該プローブは、データフレームを、６０ＧＨｚ帯域で、超音波イメージ装置に送信する。超音波イメージング装置は、データフレームを受信し、信号処理過程を経て、超音波映像を生成してディスプレイする。
【００２７】
図４は、本発明の一実施形態によって、プローブが超音波イメージング装置とペアリングを行う過程を示したフローチャートである。
【００２８】
ＰＢＳＳは、ＰＣＰを経ずに、ステーション同士直接通信を行うａｄ−ｈｏｃ構造である。従って、プローブと超音波イメージング装置は、互いに通信を行うために、互いにピア（peer）デバイスであるということを認知し、通信プロトコルを設定する過程を経なければならず、そのような過程をペアリングという。プローブと超音波イメージング装置とのペアリングのために、ＰＢＣ（push button configuration）方式が利用される。すなわち、ユーザ、がプローブと超音波イメージング装置とに具備されたペアリングボタンを同時に（または、短い時間間隔をおいて）押せば、プローブと超音波イメージング装置とがペアリングされるのである。
【００２９】
段階４０１で、該プローブは、ペアリング要請のためのユーザコマンドが入力されれば、すなわち、ペアリングボタンが押されれば、まだ結合されていないＰＢＳＳのｍｍウェーブ・ビーコンフレーム（以下、便宜上、ビーコンフレームと称する）を受信する。ここで、ペアリング要請のためのコマンドが入力される前、プローブは、まだ超音波イメージング装置のＰＢＳＳに結合していない状態であるので、超音波イメージング装置が属したＰＢＳＳからブロードキャストされたビーコンフレームは、パージングせずに捨てる。しかし、ユーザがペアリングボタンを押せば、プローブは、外部から受信されるビーコンフレームをモニタリングし始めるのである。
【００３０】
段階４０２で、該プローブは、ビーコンフレームに含まれた第１ペアリング情報を利用して、ペアリングを行う超音波イメージング装置を検出する。超音波イメージング装置は、すでにＰＢＳＳに属していると仮定し、そのＰＢＳＳで、ＰＣＰとして動作することもでき、ＰＣＰではない一般ステーションとして動作することも可能である。ユーザがペアリングのために、超音波イメージング装置に具備されたペアリングボタンを押せば、そのＰＢＳＳのＰＣＰは、超音波イメージング装置がペアリングを要請することを示す第１ペアリング情報を、ビーコンを介して、ブロードキャストする。そのような第１ペアリング情報には、超音波イメージング装置に具備されたペアリングボタンが押されたことを示すＰＢＣ情報、及び超音波イメージング装置のＭＡＣ（media access control）アドレスが含まれる。
【００３１】
段階４０３で、該プローブは、ビーコンフレームに含まれたＢＳＳＩＤを利用して、超音波イメージング装置のＰＢＳＳに結合（association）する。本実施形態では、プローブがピアデバイスを決定した（段階４０２）後、ＰＢＳＳとの結合を行うと記述したが、段階４０３は、段階４０２より先に遂行されることも可能である。
【００３２】
段階４０４で、該プローブは、第２ペアリング情報を超音波イメージング装置に送信する。ここで、第２ペアリング情報は、プローブがペアリングを要請することを示す情報であり、プローブに具備されたペアリングボタンが押されたことを示すＰＢＣ情報、及びプローブのＭＡＣアドレスが含まれる。
【００３３】
図５は、本発明の第１実施形態によってペアリングが行われる過程について説明するためのフローチャートである。第１実施形態では、超音波イメージング装置５１０とプローブ５２０とが、いずれも初めて駆動される場合を仮定する。
【００３４】
第１段階で、超音波イメージング装置５１０に具備されたペアリングボタンがユーザによって押される。
【００３５】
第２段階で、超音波イメージング装置５１０は、ＰＢＳＳを生成し、そのＰＢＳＳのＰＣＰになる。
【００３６】
第３段階で、超音波イメージング装置５１０は、第１ペアリング情報ＰＩ１が含まれたビーコンフレームをブロードキャストする。第１ペアリング情報ＰＩ１には、超音波イメージング装置５１０に具備されたペアリングボタンが押されたことを示すＰＢＣ情報、及び超音波イメージング装置のＭＡＣアドレスが含まれてもよい。
【００３７】
そのとき、プローブ５２０は、たとえ電源がついた状態であり、物理的に超音波イメージング装置５１０のビーコンを受信することができる距離にあるとしても、まだ超音波イメージ装置５１０のＰＢＳＳに結合した状態ではないので、ビーコンフレームをパージングしないで捨てる。従って、プローブ５２０は、第３段階で受信されたビーコンに反応しない。
【００３８】
一方、本実施形態で、第１ペアリング情報ＰＩ１は、ビーコン区間で、ビーコンフレームを介してブロードキャストされると記述したが、超音波イメージング装置５１０は、第１ペアリング情報ＰＩ１をビーコン区間ではない他の時間区間でブロードキャストすることもできる。
【００３９】
第４段階で、プローブ５２０に具備されたペアリングボタンがユーザによって押される。それにより、プローブ５２０は、外部から受信されるビーコンフレームを捨てずにモニタリングし始める。
【００４０】
第５段階で、超音波イメージング装置５１０は、第１ペアリング情報ＰＩ１が含まれたビーコンフレームをさらにブロードキャストする。
【００４１】
第６段階で、プローブ５２０は、超音波イメージング装置５１０が自体のピアデバイスであるということを認知する。
【００４２】
第７段階で、プローブ５２０は、超音波イメージング装置５１０に、ＰＢＳＳに対する結合を要請する結合要請フレームを送信する。
【００４３】
第８段階で、超音波イメージング装置５１０は、プローブ５２０の結合要請を承認する結合応答フレームをプローブ５２０に送信する。
【００４４】
第９段階で、プローブ５２０は、第１ペアリング情報ＰＩ１及び第２ペアリング情報ＰＩ２を、超音波イメージング装置５１０に送信する。ここで、第２ペアリング情報ＰＩ２は、プローブ５２０に具備されたペアリングボタンが押されたことを示すＰＢＣ情報、及びプローブ５２０のＭＡＣアドレスが含まれてもよい。
【００４５】
第１０段階で、超音波イメージング装置５１０は、第２ペアリング情報ＰＩ２を分析し、プローブ５２０が自体のピアデバイスであるということを認知する。
【００４６】
図６は、本発明の第２実施形態によってペアリングが行われる過程について説明するためのフローチャートである。第２実施形態でも、超音波イメージング装置６１０とプローブ６２０とが、いずれも初めて駆動される場合を仮定する。
【００４７】
第１段階で、超音波イメージング装置６１０に具備されたペアリングボタンがユーザによって押される。
【００４８】
第２段階で、超音波イメージング装置６１０は、ＰＢＳＳを生成し、そのＰＢＳＳのＰＣＰになる。
【００４９】
第３段階で、超音波イメージング装置６１０は、第１ペアリング情報ＰＩ１が含まれたビーコンフレームをブロードキャストする。第１ペアリング情報ＰＩ１には、超音波イメージング装置６１０に具備されたペアリングボタンが押されたことを示すＰＢＣ情報、及び超音波イメージング装置のＭＡＣアドレスが含まれてもよい。
【００５０】
そのとき、プローブ６２０は、たとえ電源がついた状態であり、物理的に超音波イメージング装置６１０のビーコンを受信することができる距離にあるとしても、まだ超音波イメージ装置６１０のＰＢＳＳに結合した状態ではないので、ビーコンフレームをパージングせずに捨てる。従って、プローブ６２０は、第３段階で受信されたビーコンに反応しない。
【００５１】
第４段階で、プローブ６２０に具備されたペアリングボタンがユーザによって押される。それにより、プローブ６２０は、外部から受信されるビーコンフレームを捨てずにモニタリングし始める。
【００５２】
第５段階で、超音波イメージング装置６１０は、第１ペアリング情報ＰＩ１が含まれたビーコンフレームをさらにブロードキャストする。
【００５３】
第６段階で、プローブ６２０は、超音波イメージング装置６１０が自体のピアデバイスであるということを認知する。
【００５４】
第７段階で、プローブ６２０は、第１ペアリング情報ＰＩ１及び第２ペアリング情報ＰＩ２を超音波イメージング装置６１０に送信する。ここで、第２ペアリング情報ＰＩ２は、プローブ６２０に具備されたペアリングボタンが押されたことを示すＰＢＣ情報、及びプローブ６２０のＭＡＣアドレスが含まれてもよい。
【００５５】
第８段階で、超音波イメージング装置６１０は、第２ペアリング情報ＰＩ２を分析し、プローブ６２０が自体のピアデバイスであるということを認知する。
【００５６】
第９段階で、プローブ６２０が、超音波イメージング装置６１０にＰＢＳＳに対する結合を要請する結合要請フレームを送信する。
【００５７】
第１０段階で、超音波イメージング装置６１０が、プローブ６２０の結合要請を承認する結合応答フレームをプローブ６２０に送信する。
【００５８】
そのように、第２実施形態では、第１実施形態とは異なり、プローブ６２０が、第２ペアリング情報ＰＩ２を超音波イメージング装置６１０に送信した後、ＰＢＳＳに結合する。
【００５９】
図７は、本発明の第３実施形態によってペアリングが行われる過程について説明するためのフローチャートである。第３実施形態では、すでに超音波イメージング装置７１０が、ＰＢＳＳのＰＣＰとして動作している最中、新たなプローブ７２０が初めて駆動される場合を仮定する。
【００６０】
第１段階で、超音波イメージング装置７１０に具備されたペアリングボタンがユーザによって押される。
【００６１】
第２段階で、超音波イメージング装置７１０は、第１ペアリング情報ＰＩ１が含まれたビーコンフレームをブロードキャストする。第１ペアリング情報ＰＩ１には、超音波イメージング装置７１０に具備されたペアリングボタンが押されたことを示すＰＢＣ情報、及び超音波イメージング装置のＭＡＣアドレスが含まれてもよい。
【００６２】
そのとき、プローブ７２０は、たとえ電源がついた状態であり、物理的に超音波イメージング装置７１０のビーコンフレームを受信することができる距離にあるとしても、まだ超音波イメージ装置７１０のＰＢＳＳに結合した状態ではないので、ビーコンフレームをパージングせずに捨てる。従って、プローブ７２０は、第２段階で受信されたビーコンフレームに反応しない。
【００６３】
第３段階で、プローブ７２０に具備されたペアリングボタンがユーザによって押される。それにより、プローブ７２０は、外部から受信されるビーコンフレームを捨てずにモニタリングし始める。
【００６４】
第４段階で、超音波イメージング装置７１０は、第１ペアリング情報ＰＩ１が含まれたビーコンフレームをさらにブロードキャストする。
【００６５】
第５段階で、プローブ７２０は、超音波イメージング装置７１０が、自体のピアデバイスであるということを認知する。
【００６６】
第６段階で、プローブ７２０は、超音波イメージング装置７１０のＰＢＳＳに結合する。
【００６７】
第７段階で、プローブ７２０は、第２ペアリング情報ＰＩ２を超音波イメージング装置７１０に送信する。ここで、第２ペアリング情報ＰＩ２は、プローブ７２０に具備されたペアリングボタンが押されたことを示すＰＢＣ情報、及びプローブ７２０のＭＡＣアドレスが含まれてもよい。
【００６８】
第８段階で、超音波イメージング装置７１０は、第２ペアリング情報ＰＩ２を分析し、プローブ７２０が自体のピアデバイスであるということを認知する。
【００６９】
図８は、本発明の第４実施形態によってペアリングが行われる過程について説明するためのフローチャートである。第４実施形態では、第３実施形態と同様に、すでに超音波イメージング装置８１０がＰＢＳＳのＰＣＰとして動作している最中、新たなプローブ８２０が初めて駆動される場合を仮定する。
【００７０】
第１段階で、超音波イメージング装置８１０に具備されたペアリングボタンがユーザによって押される。
【００７１】
第２段階で、超音波イメージング装置８１０は、第１ペアリング情報ＰＩ１が含まれたビーコンフレームをブロードキャストする。第１ペアリング情報ＰＩ１には、超音波イメージング装置８１０に具備されたペアリングボタンが押されたことを示すＰＢＣ情報、及び超音波イメージング装置のＭＡＣアドレスが含まれてもよい。
【００７２】
そのとき、プローブ８２０は、たとえ電源がついた状態であり、物理的に超音波イメージング装置８１０のビーコンフレームを受信することができる距離にあるとしても、まだ超音波イメージ装置８１０のＰＢＳＳに結合した状態ではないので、ビーコンフレームをパージングせずに捨てる。従って、プローブ８２０は、第２段階で受信されたビーコンフレームに反応しない。
【００７３】
第３段階で、プローブ８２０に具備されたペアリングボタンがユーザによって押される。それにより、プローブ８２０は、外部から受信されるビーコンフレームを捨てずにモニタリングし始める。
【００７４】
第４段階で、超音波イメージング装置８１０は、第１ペアリング情報ＰＩ１が含まれたビーコンフレームをさらにブロードキャストする。
【００７５】
第５段階で、プローブ８２０は、超音波イメージング装置８１０が、自体のピアデバイスであるということを認知する。
【００７６】
第６段階で、プローブ８２０は、超音波イメージング装置８１０のＰＢＳＳに結合しながら、同時に第２ペアリング情報ＰＩ２を超音波イメージング装置８１０に送信する。すなわち、プローブ８２０は、結合要請フレームに、第２ペアリング情報ＰＩ２を載せ、超音波イメージング装置８１０に送信する。
【００７７】
第７段階で、超音波イメージング装置８１０は、第２ペアリング情報ＰＩ２を分析し、プローブ８２０が、自体のピアデバイスであるということを認知する。
【００７８】
図９は、本発明の第５実施形態によってペアリングが行われる過程について説明するためのフローチャートである。第５実施形態では、超音波イメージング装置９１０が、すでにＰＢＳＳに属しているが、ＰＣＰ ９２０ではない一般ステーションで動作しており、そのとき、新たなプローブ９３０が初めて駆動される場合を仮定する。
【００７９】
第１段階で、超音波イメージング装置９１０に具備されたペアリングボタンがユーザによって押される。
【００８０】
第２段階で、超音波イメージング装置９１０は、自体がペアリングを行うデバイスであるということを示す第１ペアリング情報ＰＩ１をＰＣＰ ９２０に送信する。第１ペアング情報ＰＩ１には、超音波イメージング装置９１０に具備されたペアリングボタンが押されたことを示すＰＢＣ情報、及び超音波イメージング装置９１０のＭＡＣアドレスが含まれてもよい。
【００８１】
第３段階で、ＰＣＰ ９２０は、第１ペアリング情報ＰＩ１を含むビーコンフレームをブロードキャストする。プローブ９３０は、まだＰＢＳＳと結合した状態ではないので、そのビーコンフレームをパージングせずに廃棄する。一方、前述のように、ＰＣＰ ９２０は、第１ペアリング情報ＰＩ１をビーコン区間ではない他の区間でブロードキャストすることもできる。
【００８２】
第４段階で、プローブ９３０に具備されたペアリングボタンがユーザによって押される。それにより、プローブ９３０は、外部から受信されるビーコンフレームをモニタリングし始める。
【００８３】
第５段階で、ＰＣＰ ９２０は、第１ペアリング情報ＰＩ１を含むビーコンフレームをさらにブロードキャストする。
【００８４】
第６段階で、プローブ９３０は、第１ペアリング情報ＰＩ１を参照し、超音波イメージング装置９１０が自体のピアデバイスであるということを認知する。
【００８５】
第７段階で、プローブ９３０は、ＰＣＰ ９２０のＰＢＳＳに結合する。
第８段階で、プローブ９３０は、自体がユーザからペアリングを要請されたデバイスであるということを示す第２ペアリング情報ＰＩ２を、ＰＣＰ ９２０に送信する。そのような第２ペアリング情報ＰＩ、は、第７段階でプローブ９３０がＰＢＳＳに結合する過程で、ＰＣＰ ９２０に送信する結合要請フレームに含まれてもよい。
【００８６】
第９段階で、ＰＣＰ ９２０は、第１ペアリング情報ＰＩ１及び第２ペアリング情報ＰＩ２を含むビーコンフレームをブロードキャストする。
【００８７】
第１０段階で、第１ペアリング情報ＰＩ１及び第２ペアリング情報ＰＩ２が含まれたビーコンフレームを受信した超音波イメージング装置９１０は、プローブ９３０が自体のピアデバイスであるということを認知する。
【００８８】
そのように、本発明によれば、ユーザが超音波イメージング装置とプローブとに具備されたボタンを押すだけで、２装置間のペアリングが行われるので、必要によって、同一の超音波イメージング装置を使用しながらも、プローブのみを簡便に交換することができる。
【００８９】
図１０は、本発明の一実施形態によって、リンクマージンを制御する過程について説明するためのフローチャートである。
【００９０】
段階１０１０で、プローブは、ＰＢＳＳを介して、超音波イメージング装置との通信リンクを形成する。通信リンクを形成するという意味は、ペアリング過程を含み、ピアデバイスと通信を行う準備を完了したということを意味する。
【００９１】
段階１０２０で、プローブは、超音波イメージング装置から、リンクマージンに係わる情報が含まれたリンクマージン応答フレームを受信し、リンクマージン応答フレームからリンクマージン情報を抽出する。リンクマージン応答フレームの構造は、図１１を参照して後述する。
【００９２】
リンクマージンとは、通信リンクの状態を判断するための情報であり、現在の変調方式に要求される受信信号の電力レベルを意味し、その値が正数であるならば、受信信号の電力が必要以上であるということを示し、その値が負数であるならば、受信信号の電力が不足しているということを示す。
【００９３】
超音波イメージング装置は、プローブが６０ＧＨｚ帯域で送信したデータフレームに基づいて、リンクマージンを計算した後、プローブに、リンクマージン応答フレームを介して計算されたリンクマージンを通知するのである。そのようなリンクマージン応答フレームは、プローブの要請があるたびに、その要請に対応して受信され、プローブから別途の要請がなくとも、周期的に、またはリンクの状態が良好ではないとき、超音波イメージング装置によって自発的に送信されもする。
【００９４】
段階１０３０で、プローブは、リンクマージン情報に基づいて、リンクマージンを調節する。リンクマージンを調節するため、プローブは、伝送電力変更、変調及びコーディング方式（ＭＣＳ：modulation and coding scheme）変更、ビームフォーミング、６０ＧＨｚ帯域内でのチャネル変更のうち少なくとも一つを遂行することができる。
【００９５】
図１１は、本発明の一実施形態によるリンクマージン応答フレームの構造を示した図面である。
【００９６】
図１１に図示されているように、本発明の一実施形態によるリンクマージン応答フレーム１１００は、カテゴリー・フィールド１１０１、アクション・フィールド１１０２、伝送回数フィールド１１０３、選好アクション・フィールド１１０４、リンクマージン要素フィールド１１０５、非要求フィールド（unsolicited field）１１０６、データフレームＩＤフィールド１１０７を含む。
【００９７】
カテゴリー・フィールド１１０１は、リンクマージン応答フレーム１１００が、いかなる類型のフレームに属するかを示す。本実施形態で、カテゴリー・フィールド１１０１は、リンクマージン応答フレーム１１００が、制御フレーム（control frame）であるということを表示するのである。
【００９８】
アクション・フィールド１１０２は、リンクマージン応答フレーム１１００が、カテゴリー・フィールド１１０１によって決定されたフレームの類型である制御フレームのうち、リンクマージン応答フレームであるということを示す。
【００９９】
伝送回数フィールド１１０３は、リンクマージン応答フレーム１１００が、超音波イメージング装置からプローブに何番目に送信されるかということを示す。
【０１００】
選好アクション・フィールド１１０４は、伝送電力の変更、変調及びコーディング方式（ＭＣＳ）の変更、ビームフォーミングの遂行及びチャネル変更のうち、超音波イメージング装置が要請する１つの動作を表示する。該プローブは、そのような選好アクション・フィールド１１０４を含むリンクマージン応答フレーム１１００が受信された場合、その選好アクション・フィールド１１０４に表示された通り動作を遂行し、選好アクション・フィールド１１０４を無視し、独自にマージン制御のための動作を遂行することもある。図１１には、選好アクション・フィールド１１０４が、リンクマージン応答フレーム１１００の独自的フィールドとして図示されているが、リンクマージン要素フィールド１１０５内のサブフィールドとして具現されることもある。
【０１０１】
リンクマージン要素フィールド１１０５は、リンクマージンに係わる情報を含み、要素ＩＤフィールド１１０８、長さフィールド１１０９、ＭＣＳフィールド１１１０、リンクマージン・フィールド１１１１を含む。
【０１０２】
要素ＩＤフィールド１１０８は、リンクマージン要素フィールド１１０５がリンクマージンに係わる情報を含むフィールドであるということを示す。
【０１０３】
長さフィールド１１０９は、リンクマージン要素フィールド１１０５の長さを示す。
ＭＣＳフィールド１１１０は、選好アクション・フィールド１１０４で、超音波イメージング装置の選好動作が、変調及びコーディング方式（ＭＣＳ）の変更を示す場合、変更される変調及びコーディング方式（ＭＣＳ）を示すインデックスを表示する。
【０１０４】
リンクマージン・フィールド１１１１には、超音波イメージング装置が計算したリンクマージンに係わる情報が記録される。
【０１０５】
非要求フィールド１１０６は、リンクマージン応答フレーム１１００が、プローブの要請フレームに対応して受信されるか否かということを示す。例えば、リンクマージン応答フレーム１１００が、プローブの要請に対応して受信されるものであるならば、非要求フィールド１１０６には、０が記録され、そうではなければ、０ではない他の値が記録されるのである。もしプローブが、リンクマージン応答フレーム１１００を要請するために、超音波イメージング装置に、リンクマージン要請フレーム（図示せず）を送信する場合、リンクマージン要請フレームは、フレーム類型を示すカテゴリー・フィールド、カテゴリー・フィールドによって決定された類型のフレームのうち、リンクマージン要請フレームであることを示すアクション・フィールド、及び当該リンクマージン要請フレームの伝送回数を示す伝送回数フィールドのうち少なくとも一つを含んでもよい。
【０１０６】
データフレームＩＤフィールド１１０７は、超音波イメージング装置が、リンクマージンを計算するときに使用されたデータフレームのシーケンス番号を含む。そのような情報を介して、プローブは、リンクマージンの計算時期を知ることができ、適切に通信リンクの状態を制御することができる。
【０１０７】
図１２は、本発明の一実施形態によるプローブ装置の構造を示した図面である。
図１２に図示されているように、本発明の一実施形態によるプローブ装置１２００は、トランスデューサ１２０１、受信ビームフォーマ１２０２、ユーザ・インターフェース１２０３、無線トランシーバ・モジュール１２５０を含む。
【０１０８】
無線トランシーバ・モジュール１２５０は、結合遂行部１２５１、フレーム生成部１２５２、マージン情報処理部１２５３、マージン制御部１２５４、ビームフォーミング部１２５５、無線通信部１２５６、リンク形成部１２６０を含み、リンク形成部１２６０は、ペアリング要請部１２６１、ピア決定部１２６２、ビーコン・モニタリング部１２６３を含む。図１２に図示された構成要素以外にも、バッテリ、ＡＤＣ（analog to digital converter）、ＬＮＡ（low noise amplifier）のような多様な要素がさらに含まれてもよく、それらは、別途の説明がなくとも、当業者に自明であろう。
【０１０９】
トランスデューサ１２０１は、被検査体から受信された超音波エコー信号を電気信号に変換し、受信ビームフォーマ１２０２は、トランスデューサ１２０１に、アレイ状またはマットレス状に配列された振動子から受信される多チャネルのエコー信号（正確には、エコー信号から変換されたデジタルデータ）を集束（gather）する。
【０１１０】
無線トランシーバ・モジュール１２５０は、超音波イメージング装置１２８０に、６０ＧＨｚ周波数帯域でエコー信号を送信するために必要な手続きを行う。結合遂行部１２５１は、ｍｍウェーブ基盤の無線ネットワークに結合するための手続きを行う。前述のように、ここでの無線ネットワークは、ＷＧＡ（wireless gigabit alliance）のＷｉＧｉｇ規格によるＰＢＳＳにもなり、ＰＢＳＳを介して、プローブ１２００と超音波イメージング装置１２８０とが通信するとき、プローブ１２００の軽量化、小型化のために、超音波イメージング装置１２８０が、ＰＣＰとして動作することが望ましい。
【０１１１】
フレーム生成部１２５２は、トランスデューサ１２０１を介して受信されたエコー信号を利用して、ｍｍウェーブ基盤無線ネットワークに適したフォーマットのデータフレームを生成する。
【０１１２】
無線通信部１２５６は、フレーム生成部１２５２で生成したデータフレームを、６０ＧＨｚ周波数帯域を介して、超音波イメージング装置１２８０に送信する。
【０１１３】
ビームフォーミング部１２５５は、超音波イメージング装置と、ｍｍウェーブ・ビームフォーミング過程を遂行する。すなわち、セクタレベル・スウィープ（sector level sweep）、ビーム精製（beam refinement）など、ｍｍウェーブを利用して、超音波イメージング装置１２８０と、データを効率的に送受信するために必要な手続きを行う。
【０１１４】
リンク形成部１２６０は、超音波イメージング装置１２８０とのリンクを形成する。ビーコン・モニタリング部１２６３は、ユーザ・インターフェース１２０３を介して、ペアリング要請のためのユーザコマンドが入力されれば、超音波イメージング装置１２８０が属したＰＢＳＳのｍｍウェーブビーコンを受信する。ここでの受信とは、単に物理的に受信するものではなく、受信されたビーコンフレームをパージングし、その内容を分析することを意味する。
【０１１５】
ピア決定部１２６２は、ｍｍウェーブビーコンに含まれた第１ペアリング情報を利用して、プローブ１２００とペアリングを行う超音波イメージング装置１２８０を検出する。ここで、第１ペアリング情報は、超音波イメージング装置１２８０が、ユーザによってペアリングを要請されたことを示すが、超音波イメージング装置１２８０のＭＡＣアドレス、及び超音波イメージング装置１２８０に具備されたＰＢＣ方式のペアリングボタンが押されたことを示すＰＢＣ情報を含んでもよい。
【０１１６】
ペアリング要請部１２６１は、プローブ１２００がペアリングが所望しているということを示す第２ペアリング情報を、ＰＢＳＳを介して、超音波イメージング装置に送信する。ここで、第２ペアリング情報は、プローブ１２００のＭＡＣアドレス、及びプローブ１２００で、ＰＢＣ方式によるペアリングボタンが押されたことを示すＰＢＣ情報を含んでもよい。
【０１１７】
マージン情報処理部１２５３は、超音波イメージング装置１２８０から通信リンクのリンクマージンに係わる情報を抽出する。そのようなリンクマージン情報は、超音波イメージング装置１２８０が、プローブ１２００の要請に対する応答として、または要請がなくても周期的に、または通信リンク状態が良好ではないたびに自発的にプローブ１２００に送信するリンクマージン応答フレームに含まれてもよい。
【０１１８】
マージン制御部１２５４は、リンクマージン応答フレームに基づいて、リンクマージンを制御する。具体的には、マージン制御部１２５４は、伝送電力の変更、ＭＣＳの変更、ビームフォーミングの遂行、６０ＧＨｚ周波数帯域内でのチャネル変更のうち少なくとも一つを遂行することにより、リンクマージンを制御することができる。
【０１１９】
一方、前述の本発明の実施形態は、コンピュータで実行されるプログラムに作成可能であり、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を利用して、前記プログラムを動作させる汎用デジタル・コンピュータで具現される。
【０１２０】
前記コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、マグネチック記録媒体（例えば、ＲＯＭ（read-only memory）、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスクなど）、光学的判読媒体（例えば、ＣＤ（compact disc）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（digital versatile disc）など）、及びキャリアウェーブ（例えば、インターネットを介した伝送）のような記録媒体を含む。
【０１２１】
以上、本発明について、その望ましい実施形態を中心に説明した。本発明が属する技術分野で当業者であるならば、本発明が、本発明の本質的な特性から外れない範囲で変形された形態に具現されるということを理解することができるであろう。従って、開示された実施形態は、限定的な観点ではなく、説明的な観点から考慮されなければならない。本発明の範囲は、前述の説明ではなく、特許請求の範囲に示されており、それと同等な範囲内にある全ての差異は、本発明に含まれたものであると解釈されなければならない。
【符号の説明】
【０１２２】
２００  超音波診断システム
２１０  超音波イメージング装置
２２０  プローブ
【図１】
2014521435.tif 000003
【図２】
2014521435.tif 000004
【図３】
2014521435.tif 000005
【図４】
2014521435.tif 000006
【図５】
2014521435.tif 000007
【図６】
2014521435.tif 000008
【図７】
2014521435.tif 000009
【図８】
2014521435.tif 000010
【図９】
2014521435.tif 000011
【図１０】
2014521435.tif 000012
【図１１】
2014521435.tif 000013
【図１２】
2014521435.tif 000014
【国際調査報告】
2014521435.tif 000015
2014521435.tif 000016