(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
診察者が遠隔の被検体を、通信回線を介して超音波画像を活用して診断するための診察者側装置と、前記被検体側の被検体側装置とを有する遠隔超音波診断システムで用いる前記被検体側装置であって、
電気音響変換手段を送信パルスで駆動することにより前記電気音響変換手段から発せられ前記被検体内で反射して戻ってくる超音波エコーを受信する超音波送受信部と、
前記超音波送受信部により受信された超音波信号から超音波画像データを生成する画像生成部と、
前記超音波送受信部により受信された超音波信号をフレーム単位で順次格納するシネメモリと、
フリーズ後に前記診察者側装置から再送信要求されたフレームを前記シネメモリから再生して、前記通信回線を介して前記診察者側装置に再送信する通信回線インターフェースとを備えたことを特徴とする遠隔超音波診断被検体側装置。
【請求項２】
診察者が遠隔の被検体を、通信回線を介して超音波画像を活用して診断するための診察者側装置と、前記被検体側の被検体側装置とを有する遠隔超音波診断システムで用いる前記診察者側装置であって、
フリーズ後に、前記被検体側装置の超音波送受信部により受信された超音波信号をフレーム単位で順次格納するシネメモリからの再生対象フレームを指示するポインタを移動させる毎に、前記被検体側装置の通信回線インターフェースに対して前記再生対象フレームの再送信要求を出して、前記通信回線を介して再送信させる通信回線インターフェースと、
再送信されたフレームの超音波画像を構築する画像構築部と、
前記画像構築部により構築された超音波画像を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする遠隔超音波診断診察者側装置。
【請求項３】
請求項１記載の遠隔超音波診断被検体側装置と請求項２記載の遠隔超音波診断診察者側装置とを通信回線を介して接続した遠隔超音波診断システム。
【請求項４】
前記被検体側装置の通信回線インターフェースは、フリーズ後に前記被検体側装置のシネメモリに蓄積された総フレームの少なくとも一部を前記診察者側装置にバックグランドで再送信し、前記診察者側装置は、フリーズ後に再送信されたフレームの超音波画像を格納するシネメモリを備えた請求項３記載の遠隔超音波診断システム。
【請求項５】
前記被検体側装置は、前記診察者側装置に再送信している超音波画像を表示する表示手段を備えた請求項３記載の遠隔超音波診断システム。
【請求項６】
診察者が遠隔の被検体を、通信回線を介して超音波画像を活用して診断するための診察者側装置と、前記被検体側の被検体側装置とを有する遠隔超音波診断システムで用いる前記被検体側装置であって、
電気音響変換手段を送信パルスで駆動することにより前記電気音響変換手段から発せられ前記被検体内で反射して戻ってくる超音波エコーを受信する超音波送受信部と、
前記超音波送受信部により受信された超音波信号から超音波画像データを生成する画像生成部と、
前記超音波送受信部により受信された超音波信号をフレーム単位で順次格納するシネメモリと、
フリーズ後に前記被検体側装置において再送信要求されたフレームを前記シネメモリから再生して超音波画像として表示する表示手段と、
前記表示手段に表示している超音波画像に対応するフレームを、前記通信回線を介して前記診察者側装置に再送信する通信回線インターフェースとを備えたことを特徴とする遠隔超音波診断被検体側装置。
【請求項７】
診察者が遠隔の被検体を、通信回線を介して超音波画像を活用して診断するための診察者側装置と、前記被検体側の被検体側装置とを有する遠隔超音波診断システムで用いる前記診察者側装置であって、
フリーズ後に、前記被検体側の通信回線インターフェースから前記通信回線を介して再送信されてきたフレームを受信する通信回線インターフェースと、
再送信されたフレームの超音波画像を構築する画像構築部と、
前記画像構築部により構築された超音波画像を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする遠隔超音波診断診察者側装置。
【請求項８】
請求項６記載の遠隔超音波診断被検体側装置と請求項７記載の遠隔超音波診断診察者側装置とを通信回線を介して接続した遠隔超音波診断システム。
【請求項９】
診察者が遠隔の被検体を、通信回線を介して超音波画像を活用して診断するための診察者側装置と、前記被検体側の被検体側装置とを有する遠隔超音波診断システムで用いる前記被検体側装置であって、
電気音響変換手段を送信パルスで駆動することにより前記電気音響変換手段から発せられ前記被検体内で反射して戻ってくる超音波エコーを受信する超音波送受信部と、
前記超音波送受信部により受信された超音波信号に対してフィルタリング処理を施して超音波画像データを生成する画像生成部と、
前記超音波送受信部により受信された超音波信号をフレーム単位で順次格納するシネメモリと、
フリーズ後に前記診察者側装置から再送信要求されたフレームを前記シネメモリから再生して、前記通信回線を介して前記診察者側装置に再送信する通信回線インターフェースとを備えたことを特徴とする遠隔超音波診断被検体側装置。
【請求項１０】
診察者が遠隔の被検体を、通信回線を介して超音波画像を活用して診断するための診察者側装置と、前記被検体側の被検体側装置とを有する遠隔超音波診断システムで用いる前記診察者側装置であって、
フリーズ後に、前記被検体側装置の超音波送受信部により受信された超音波信号をフレーム単位で順次格納するシネメモリからの再生対象フレームを指示するポインタを移動させる毎に、前記被検体側装置の通信回線インターフェースに対して前記再生対象フレームの再送信要求を出して、前記通信回線を介して再送信させる通信回線インターフェースと、
再送信されたフレームの超音波画像データの走査線数を変換するスキャンコンバート手段を含み、前記スキャンコンバート手段により超音波画像を構築する画像構築部と、
前記画像構築部により構築された超音波画像を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする遠隔超音波診断診察者側装置。
【請求項１１】
請求項９記載の遠隔超音波診断被検体側装置と請求項１０記載の遠隔超音波診断診察者側装置とを通信回線を介して接続した遠隔超音波診断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用の超音波診断システムに関し、特に、被検体と診察者（病院の医師）とが物理的に離れていても、診察者の診断に耐え得る超音波画像を提供できる遠隔超音波診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
簡便に被検体の断層画像をリアルタイム超音波動画像として提供する超音波診断装置が小型化するにつれて、かかる超音波診断装置は、超音波検査室以外の場所、例えば病棟のベットサイド、個人診療所、企業内健康管理室、など各種の医療診断や検査時において重要な役割を果たしつつある。
【０００３】
しかし、表示された超音波動画像を見て正しく診断できる診察者としての医師の数は限定されており、今後の市場拡大が予測される在宅医療用の装置として超音波診断装置が普及した場合には、超音波画像を読影できる医師の絶対数不足が懸念されている。
【０００４】
また、インターネットに代表される通信回線網の高速化が進むにつれて、あらゆるフィールドで通信回線経由の接続が可能となってきているが、例えば飛行中の航空機、航行中の船舶、走行中の列車内などで急病人が発生した場合や、けが人を搬送中の救急車など、患者の近くに医師が不在の場面であっても、通信回線経由で接続された先の病院（の医師）から的確な診断ができる遠隔診断可能な超音波診断装置の開発が期待されている。かかる超音波診断装置として、通信回線を利用した遠隔超音波診断システム（例えば、特許文献１）などが知られている。
【０００５】
上述のように、近年、インターネットなどの通信回線に流せるデータレートが飛躍的に高速化されてきているが、超音波診断装置で生成されるリアルタイム超音波動画像を非圧縮の状態で送出できる速度には到達していない。従って、上記従来例では、リアルタイム超音波動画像を送出する際に、通信回線のデータレートの上限値以下に画像情報を圧縮し、かつ画質劣化を極力押さえられるＭＰＥＧ方式などの高効率なデータ圧縮手法が導入されて、回線のデータレートが低い場合でも極力、原画像に近いリアルタイム超音波動画像を送る努力が続けられている。
【０００６】
遠隔超音波診断システムおいて、超音波画像を受信する病院側の装置では、通信回線の速度に起因して、画質を落とす、画像サイズを小さくする、フレームレートを低下させる、などの医療診断にマイナス影響を与える可能性がある要因を排斥することが求められる。
【特許文献１】
特開２００２−１７７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、長時間に渡って安定した通信回線のデータレートを確保できる場合は極めて稀で、回線のデータレートが不足しているような場合には、例えば、原画像が３０フレーム／秒の場合でも、受信側は１５フレーム／秒などにするような受信側（または送信側）でのコマ落ち欠落を発生させることで、実時間と一致させるような回避策が講じられている。
【０００８】
また、臨床現場での超音波診断では、リアルタイムに超音波動画像で診断した後に、画像を一旦フリーズさせて、装置内部のメモリに蓄積された画像データを再生するシネメモリ機能を使って、診断内容を再確認したり、また記録装置に出力したりすることが頻繁に実施されている。更に、心臓など循環器系の診察時では、例えば、原画像が３０フレーム／秒であるのに１５フレーム／秒にコマ落ち欠落した画像しか再生できないことは、診察者（医師）に対して必要十分な画像情報を提供できない、という問題を有していた。
【０００９】
また、データ圧縮には専用のハードウエア（または高速処理ソフトウエア）が必要となることに加え、画像圧縮の方式に依存したタイムラグが発生し、一般的には圧縮率が高くなればタイムラグも大きくなる傾向がある。これにより、遠隔地で診察している医師のストレスが増大し、診断効率を低下させる要因となる。また、高効率であっても非可逆方式の圧縮手法で圧縮された画像情報であるため、病院側の装置に表示される超音波画像の画質がオリジナル画質に比べて低下することは避けられない、という問題を有していた。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、診察者が遠隔の被検体を通信回線経由で診断する際に、回線のデータレートが低い場合でも、オリジナル画質に比べて画質の低下が十分に抑制された超音波画像を表示することが可能な遠隔超音波診断システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、診察者が遠隔の被検体を、通信回線を介して超音波画像を活用して診断するための診察者側装置と、前記被検体側の被検体側装置とを有する遠隔超音波診断システムを前提とする。
【００１２】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第１の被検体側装置は、電気音響変換手段を送信パルスで駆動することにより前記電気音響変換手段から発せられ前記被検体内で反射して戻ってくる超音波エコーを受信する超音波送受信部と、前記超音波送受信部により受信された超音波信号から超音波画像データを生成する画像生成部と、前記超音波送受信部により受信された超音波信号をフレーム単位で順次格納するシネメモリと、フリーズ後に前記診察者側装置から再送信要求されたフレームを前記シネメモリから再生して、前記通信回線を介して前記診察者側装置に再送信する通信回線インターフェースとを備える。
【００１３】
また、本発明に係る第１の診察者側装置は、フリーズ後に、前記被検体側装置の超音波送受信部により受信された超音波信号をフレーム単位で順次格納するシネメモリからの再生対象フレームを指示するポインタを移動させる毎に、前記被検体側装置の通信回線インターフェースに対して前記再生対象フレームの再送信要求を出して、前記通信回線を介して再送信させる通信回線インターフェースと、再送信されたフレームの超音波画像を構築する画像構築部と、前記画像構築部により構築された超音波画像を表示する表示手段とを備える。
【００１４】
また、本発明に係る第１の遠隔超音波診断システムは、第１の被検体側装置と第１の遠隔超音波診断診察者側装置とを通信回線を介して接続した構成を有する。
【００１５】
この構成により、被検体側装置にシネメモリ機能を持たせて、診察者（病院）側装置がフリーズされた後、病院側装置においてシネメモリ再生目的でフレームポインタを動かす毎に、被検体側装置からポインタで指定された画像を再送信させることで、たとえライブモード時に通信回線の速度不足により断続的にフレームがコマ落ち欠落した場合や、また通信回線の通信障害により連続的に複数フレームがコマ落ち欠落した場合であっても、フリーズ後には、病院側装置でコマ落ち欠落なくシネメモリ再生表示が可能となる。
【００１６】
第１の遠隔超音波診断システムにおいて、前記被検体側装置の通信回線インターフェースは、フリーズ後に前記被検体側装置のシネメモリに蓄積された総フレームの少なくとも一部を前記診察者側装置にバックグランドで再送信し、前記診察者側装置は、フリーズ後に再送信されたフレームの超音波画像を格納するシネメモリを備えることが好ましい。
【００１７】
この構成により、病院側装置にもシネメモリ機能を持たせ、フリーズ直後から被検体側装置のシネメモリに蓄積された情報を（バックグランドなどで）受信して病院側装置のシネメモリに蓄積すれば、仮に回線状況が悪化して、被検体側と病院側間の回線が切れてしまったような場合でも、病院側装置単独でコマ落ち欠落のないシネメモリ再生表示による診断が可能となる。
【００１８】
第１の遠隔超音波診断システムにおいて、前記被検体側装置は、前記診察者側装置に再送信している超音波画像を表示する表示手段を備えることが好ましい。
【００１９】
この構成により、病院側装置から再送信要求されているフレームを病院側装置に再送信する際に、被検体側装置の第２の表示手段にも表示すれば、被検体側（の操作者）と病院側（の医師）とで同一画像による診断情報を共有できる。
【００２０】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第２の被検体側装置は、電気音響変換手段を送信パルスで駆動することにより前記電気音響変換手段から発せられ前記被検体内で反射して戻ってくる超音波エコーを受信する超音波送受信部と、前記超音波送受信部により受信された超音波信号から超音波画像データを生成する画像生成部と、前記超音波送受信部により受信された超音波信号をフレーム単位で順次格納するシネメモリと、フリーズ後に前記被検体側装置において再送信要求されたフレームを前記シネメモリから再生して超音波画像として表示する表示手段と、前記表示手段に表示している超音波画像に対応するフレームを、前記通信回線を介して前記診察者側装置に再送信する通信回線インターフェースとを備える。
【００２１】
また、本発明に係る第２の診察者側装置は、フリーズ後に、前記被検体側の通信回線インターフェースから前記通信回線を介して再送信されてきたフレームを受信する通信回線インターフェースと、再送信されたフレームの超音波画像を構築する画像構築部と、前記画像構築部により構築された超音波画像を表示する表示手段とを備える。
【００２２】
また、本発明に係る第２の遠隔超音波診断システムは、第２の被検体側装置と第２の診察者側装置とを通信回線を介して接続した構成を有する。
【００２３】
この構成により、被検体側装置でシネメモリからの再生機能を使って被検体側装置の表示手段に再生表示する際に、表示されているフレームを病院側装置にも再送信すれば、第３の遠隔超音波診断システムと同様に、被検体側（の操作者）と病院側（の医師）とで同一画像による診断情報を共有できる。
【００３２】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第３の被検体側装置は、電気音響変換手段を送信パルスで駆動することにより前記電気音響変換手段から発せられ前記被検体内で反射して戻ってくる超音波エコーを受信する超音波送受信部と、前記超音波送受信部により受信された超音波信号に対してフィルタリング処理を施して超音波画像データを生成する画像生成部と、前記超音波送受信部により受信された超音波信号をフレーム単位で順次格納するシネメモリと、フリーズ後に前記診察者側装置から再送信要求されたフレームを前記シネメモリから再生して、前記通信回線を介して前記診察者側装置に再送信する通信回線インターフェースとを備える。
【００３３】
また、本発明に係る第３の診察者側装置は、フリーズ後に、前記被検体側装置の超音波送受信部により受信された超音波信号をフレーム単位で順次格納するシネメモリからの再生対象フレームを指示するポインタを移動させる毎に、前記被検体側装置の通信回線インターフェースに対して前記再生対象フレームの再送信要求を出して、前記通信回線を介して再送信させる通信回線インターフェースと、再送信されたフレームの超音波画像データの走査線数を変換するスキャンコンバート手段を含み、前記スキャンコンバート手段により超音波画像を構築する画像構築部と、前記画像構築部により構築された超音波画像を表示する表示手段とを備える。
【００３４】
また、本発明に係る第３の遠隔超音波診断システムは、第３の被検体側装置と第３の診察者側装置とを通信回線を介して接続した構成を有する。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の遠隔超音波診断システムによれば、診察者が遠隔の被検体を通信回線経由で診断する際に、回線のデータレートが低い場合でも、オリジナル画質に比べて画質の低下が十分に抑制された超音波画像を表示することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る遠隔超音波診断システムの一構成例を示す概略ブロック図である。被検体側装置１０Ａ内の超音波送受信部１２で生成された送信パルスは、被検体側装置１０Ａに接続された超音波プローブ１１（電気音響変換手段）を駆動し、超音波プローブ１１から被検体内に超音波信号が送信され、同時に受信が開始される。受信された超音波信号は超音波送受信部１２で遅延合成されて、画像生成部１３で超音波画像データが生成される。また、画像生成部１３への入力信号はシネメモリ１５（被検体側装置のシネメモリ）へも入力され、シネメモリ１５は、超音波送受信部１２からの受信信号を画像情報としてフレーム単位で順次格納してゆく。
【００４０】
画像生成部１３で生成された画像データは、通信回線インタフェース１４（被検体側装置の通信回線インタフェース）からインターネットやＬＡＮなどの通信回線（ネットワーク）３０に送出される。病院側装置２０Ａ（診察者側装置）では、被検体側装置１０Ａから通信回線３０を介して送信されてきた画像データを、通信回線インタフェース２１（診察者側装置の通信回線インタフェース）で受信して、その画像データを画像構築部２２に送り、最終的に観測モニタ２３（診察者側装置の表示手段）に超音波画像を表示させる。
【００４１】
ここで、図２に示すように、被検体側装置１０Ａから３０フレーム／秒の画像データを病院側装置２０Ａに送出する際に通信回線のデータレートが不十分である場合には、病院側装置２０Ａで受信できるフレームには断続的にコマ落ち欠落フレームが発生する。例えば半分のデータレートしか確保できない場合には、１５フレーム／秒のフレームについてコマ落ち欠落が発生する。更に、何らかの通信障害が追加発生すれば、連続的に複数枚のフレームがコマ落ち欠落するような場合もあり得る。
【００４２】
実際の超音波診断の現場では、ライブモードでリアルタイムに超音波画像を診断した後に、画像を一旦フリーズさせて、装置内部のメモリに蓄積された画像データをフレーム再生するシネメモリ機能を使って、再度診断内容を確認したり、記録装置に出力したりすることが頻繁に実施されている。しかし、フリーズ後の病院側装置２０Ａには、図２に示すように、１秒間に１２フレーム分しか画像データが到着せずコマ落ち欠落している部分が多いので、操作卓２４から、例えばフレーム『０４』やフレーム『２０』に対してシネメモリ再生要求が発生した場合に、図３に示すように、自動的に被検体側装置１０Ａから指定フレームが再送されて、病院側装置２０Ａの観測モニタ２３に表示される。
【００４３】
この場合、フリーズ後であるので、ライブモードでリアルタイムに超音波画像を送受信するには不十分な回線速度であっても、シネメモリ機能によりフレーム再生を要求された１フレーム分の画像データを送受信することが可能となる。これにより、病院側装置２０Ａの操作者（医師）にとっては、１秒間に被検体側装置１０Ａで取得した１秒間当たり３０フレーム全てがコマ落ち欠落すること無く、シネメモリ再生による診断を実施することができる。
【００４４】
以上のように、本実施の形態によれば、被検体側装置１０Ａにシネメモリ機能を持たせて、病院側装置２０Ａがフリーズされた後、病院側装置２０Ａでシネメモリ再生目的でフレームポインタを動かす毎に、被検体側装置１０Ａからポインタで指定された画像を再送信させることで、たとえライブモード時に通信回線の速度不足により断続的にフレームがコマ落ち欠落した場合や、また通信回線の通信障害により連続的に複数フレームがコマ落ち欠落した場合であっても、フリーズ後には、病院側装置２０Ａでコマ落ち欠落なくシネメモリ再生表示できる優れた遠隔超音波診断システムを提供することが可能となる。
【００４５】
なお、病院側装置２０Ａは、通信回線に接続可能なパーソナルコンピュータを活用してもよい。
【００４６】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る遠隔超音波診断システムの一構成例を示す概略ブロック図である。図１に示したシステムを構成する要素と同様の要素には同一の参照番号を付して、説明を簡略化する。本実施形態では、病院側装置２０Ｂ内にもシネメモリ２５（診察者側装置のシネメモリ）が設けられている。
【００４７】
図４のシステムにおいて、病院側装置２０Ｂの操作卓２４からフリーズ要求が掛けられると、観測モニタ２３に表示される超音波画像はフリーズする。同時に、通信回線インタフェース２１から通信回線３０経由で被検体側装置１０Ａにフリーズ情報が伝達されると共に、シネメモリ１５に蓄積された画像データの再送信要求が発行され、シネメモリ１５に蓄積されたデータは、画像生成部１３、通信回線インタフェース１４、通信回線３０を経由して、病院側装置２０Ｂ内のシネメモリ２５に送信されて格納される。この時、再送信は、観測モニタ２３の表示画像を変えずにバックグランドで実行することが望ましい。
【００４８】
画像情報の転送が完了した後に、操作卓２４からシネメモリ再生指示が発行されると、ライブモード時にコマ落ち欠落した画像であっても、フリーズ後には、シネメモリ２５に全てのフレームが再転送済みであるので、観測モニタ２３にはコマ落ち欠落すること無くシネメモリ画像が再生表示できる。
【００４９】
以上のように、本実施の形態によれば、病院側装置にもシネメモリ機能を持たせ、フリーズ直後から被検体側装置のシネメモリ１５に蓄積された情報を（バックグランドなどで）受信して病院側装置のシネメモリ２５に蓄積すれば、仮に回線状況が悪化して、被検体側と病院側間の回線が切れてしまったような場合でも、病院側装置２０Ｂ単独でコマ落ち欠落のないシネメモリ再生表示による診断ができる。
【００５０】
（第３の実施の形態）
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る遠隔超音波診断システムの一構成例を示す概略ブロック図である。本実施形態では、被検体側装置１０Ｂ内にも観測モニタ１６（被検体側装置の表示手段）が設けられている。
【００５１】
図５のシステムにおいて、第１の実施の形態と同様に、操作卓２４からシネメモリ再生要求が発生した場合に、通信回線３０の回線状況に依存せずに画像フレームが記録されている被検体側装置１０Ｂ内のシネメモリ１５から指定フレームを病院側装置２０Ａの通信回線インターフェース６１０に再送信して、画像構築部２２を介して観測モニタ２３に表示すれば、１秒間当たり３０枚の画像フレーム全てがコマ落ち欠落すること無くシネメモリ再生できる。その際に、被検体側装置１０Ｂ内の観測モニタ１６にも、病院側装置２０Ａに向けて送出されている画像が表示される。
【００５２】
以上のように、本実施の形態によれば、病院側装置２０Ａから再送信要求されているフレームを病院側装置２０Ａに再送信する際に、被検体側装置１０Ｂの観測モニタ１６にも表示すれば、被検体側（の操作者）と病院側（の医師）とで同一画像による診断情報を共有できる優れた遠隔超音波診断システムを提供することが可能となる。
【００５３】
（第４の実施の形態）
図６は、本発明の第４の実施の形態に係る遠隔超音波診断システムの一構成例を示す概略ブロック図である。本実施形態では、被検体側装置１０Ｃ内に操作卓１７が設けられている。
【００５４】
図６のシステムにおいて、フリーズ後に、被検体側装置１０Ｃ内の操作卓１７でシネメモリ再生要求が発生した場合に、自動的に指定フレームが、シネメモリ１５から病院側装置２０Ｃに送出される。その際に、被検体側装置１０Ｃ内の観測モニタ１６に表示されているフレームが、病院側装置２０Ｃの通信回線インターフェース２１に再送信され、画像構築部２２を介して観測モニタ２６に表示される。
【００５５】
被検体側装置１０Ｃの観測モニタ１６に表示している再送信要求されているフレームを病院側装置２０Ｃに再送信して、病院側装置２０Ｃの観測モニタ２６にも表示すれば、被検体側（の操作者）と病院側（の医師）とで同一画像による診断情報を共有できる優れた遠隔超音波診断システムを提供することが可能となる。
【００５６】
（第５の実施の形態）
図７は、本発明の第５の実施の形態に係る遠隔超音波診断システムの一構成例を示す概略ブロック図である。図７において、被検体側装置１０Ｄ内の超音波送受信部１２で生成された送信パルスは、１２８ｃｈ型の超音波プローブ１１を駆動し、超音波プローブ１１から被検体内に超音波信号が送信され、同時に受信が開始される。受信された超音波信号は超音波送受信部１２で遅延合成されて、画像生成部１８により、フィルタリング処理（または、リサンプリング処理）が施されて、スキャンコンバート用に最適化されたデータ数の超音波画像データに変換される。画像生成部１８でフィルタリング処理が施された超音波画像データは、通信回線インタフェース１４から通信回線３０に送出される。
【００５７】
病院側装置２０Ｄ内の通信回線インタフェース２１は、通信回線３０を介して送信された超音波画像データを受信して、受信された超音波画像データはスキャンコンバータ２７（診察者側装置のスキャンコンバート手段）に入力される。スキャンコンバータ２７は、超音波画像データを超音波プローブ１１の物理的な形状に合致した画面形状に整形して、観測モニタ２３に超音波画像を表示させる。
【００５８】
ここで、一般的な超音波診断装置のビデオ出力画像を無加工のまま通信回線経由で遠隔地の病院まで送信することを想定した場合、病院側装置２０Ｄの観測モニタ２３にＮＴＳＣ規格の白黒ビデオ信号を表示させるのであれば、最低でも白黒ＶＧＡサイズ（６４０画素×４８０ライン）で、３０フレーム／秒の８ビットデータが必要となる。そのため、下記の（式１）で表されるように、実効速度で約７４Ｍｂｐｓのデータレートが必要となり、一般的な通信回線で送受信する場合には、情報量として大きすぎることが判る。従って、ＭＰＥＧなど効率の良い画像圧縮手段が不可欠となる。
【００５９】
６４０×４８０×３０×８＝７３．７Ｍｂｐｓ      ・・・（式１）
ここで、本実施の形態では、超音波診断装置におけるスキャンコンバータの役割に着目して、送受信すべき画像データの情報量を最低限度に減少させることを可能とする。
【００６０】
すなわち、スキャンコンバータでは、モニタ表示される際に画像の欠落や不自然な不連続部分が発生しないように各種の補間処理が施され、医療診断に最適な画像を提供しているが、その反面、見かけ上の情報量を大幅に増加させてしまっている。そこで、図７に示すように、病院側装置２０Ｄにスキャンコンバータ２７を設けることで、通信回線３０で送受信するデータレートを大幅に低下させることが可能となる。
【００６１】
例えば、被検体側装置１０Ｄに１２８ｃｈ型の超音波プローブ１１を接続した場合の音響走査線数は、図８に示すように、標準的な単密度掃引時で１００本程度である。このため、スキャンコンバータ２７に入力される画像データの本数も音響走査線数と同じ１００本となり、図９に示すように、画像生成部１８から出力されて通信回線インタフェース１４に入力される１フレーム当たりの画像データ数も１００本となる。同様に、病院側装置２０Ｄの通信回線インタフェース２１で受信する１フレーム当たりの画像データ数も１００本である。スキャンコンバータ２７では、この１００本の画像データからプローブの物理的な形状に合致した画面形状に整形して、図１０に示すように、観測モニタ２３に１フレームのＶＧＡサイズの超音波画像を表示させる。
【００６２】
また、モニタ表示される画像がＶＧＡサイズ（６４０画素×４８０ライン）である場合、スキャンコンバータ２７に入力される画像データの深さは４００ドット程度が最適であるため、３０フレーム／秒の８ビットデータを送受信する際に必要なデータレートは、下記の（式２）で表されるように、実効速度で約１０Ｍｂｐｓとなる。
【００６３】
１００×４００×３０×８＝９．６Ｍｂｐｓ        ・・・（式２）
つまり、必要最小限度の情報を送受信する図７の構成であれば、自動的に約１／７以下の情報量に圧縮した場合と等価な効果が得られ、高速化が進んでいる通信回線でなら十分に非圧縮の状態で送信できることが判る。当然、更に画像圧縮の専用回路（またはソフトウエア）が不要となるなので、画像圧縮のためのタイムラグが無く、スキャンコンバータ２７に入力される画像データには何も圧縮処理が施されておらず、全く画質劣化が発生しない、優れた超音波診断システムを提供することが可能となる。
【００６４】
ここまでは白黒モードを例に挙げて説明したが、カラードプラのモードになった場合には、病院側装置２０Ｄの観測モニタ２３にカラービデオ信号を表示させることになり、画像サイズは同じでも、３０フレーム／秒の２４ビットデータが必要となるため、下記の（式３）で表されるように、実効速度で約２２１Ｍｂｐｓのデータレートが必要となる。
【００６５】
６４０×４８０×３０×２４＝２２１．２Ｍｂｐｓ  ・・・（式３）
しかし、一般的には超音波診断装置のフレームレートは白黒モードに比べて低下するので、スキャンコンバータ２７の直前における画像データのデータレートは変化しない（または、低下する）ので、（式２）で表される実効速度で約１０Ｍｂｐｓ以上には変化しない。つまり、カラードプラのモードでは、下記の（式４）で表されるように、画像データを約１／２３に圧縮した場合と等価な効果が得られる。
【００６６】
９．６Ｍｂｐｓ／２２１．２Ｍｂｐｓ＝１／２３    ・・・（式４）
また、図１１は、パーソナルコンピュータを病院側装置として利用する例を示している。近年のパーソナルコンピュータの画像処理能力は目覚ましい進歩を遂げており、超音波診断装置のスキャンコンバータ部分をソフトウエアのみで構築することが可能となっている。更に、通信回線（ネットワーク）との接続機能も標準装備となっている。
【００６７】
そこで、一般的なパーソナルコンピュータ４０に通信回線３０との接続機能と、スキャンコンバータ機能をソフトウエアとして組込むことで、病院側装置を一台のパーソナルコンピュータ４０で代用することが可能となる。つまり、専用のハードウエアが不要で価格的なメリットが大きい、優れた遠隔超音波診断システムを提供することが可能となる。
【００６８】
（第６の実施の形態）
図１２は、本発明の第６の実施の形態に係る遠隔超音波診断システムの一構成例を示す概略ブロック図である。受信された超音波信号は超音波送受信部１２で遅延合成され、画像生成部１８によりフィルタリング処理が施されて、スキャンコンバート用に最適化されたデータ数の超音波画像データに変換される。画像生成部１８でフィルタリング処理が施された超音波画像データは、通信回線３０との接続機能をソフトウエアで組み込んだパーソナルコンピュータ４１（被検体側装置の通信回線インタフェース、スキャンコンバート手段、表示手段）に入力され、インターネットやＬＡＮなどの通信回線（ネットワーク）３０に送出される。
【００６９】
同時に、パーソナルコンピュータ４１にスキャンコンバータ機能もソフトウエアとして組み込んでおけば、病院側装置であるパーソナルコンピュータ４０に表示される超音波画像と同一のリアルタイム超音波動画像を被検体側のパーソナルコンピュータ４１の画面に表示することができ、被検体側（の操作者）と病院側（の医師）とが診断情報を共有できるという、優れた遠隔超音波診断システムを提供することが可能となる。
【００７０】
（第７の実施の形態）
図１３は、本発明の第７の実施の形態に係る遠隔超音波診断システムの一構成例を示す概略ブロック図である。この実施形態は、図１に第１の実施の形態と、図７の第５の実施の形態とを組合わせた構成を有する。病院側装置２０Ｅ内の画像構築部２８には、送信されたフレームの超音波画像データの走査線数を変換するスキャンコンバータを含んで構成される。シネメモリ１５あるいはスキャンコンバータに関する具体的な動作は、上述の各実施形態について説明したとおりである。シネメモリ１５から再送信されるフレームの超音波画像データについても、スキャンコンバータを使用した上述と同様の処理が行われる。
【００７１】
なお、以上の各実施形態において説明した被検体側装置と病院側装置について、それぞれ組み合わせて用いることもできる。また通信回線（ネットワーク）が病院内の専用ＬＡＮであっても良いし、一般的なＴＣＰ／ＩＰプロトコルでインターネット網に接続されていても良い。もちろん、中間に画像データがサーバ機能によって中継されることや、病院側装置として複数台に接続すれば多数の医師が同時に診察することも可能で、かつ診断する側の装置もそれぞれが物理的に離れていても同様の遠隔診断を実施することが可能である。逆に、被検体側装置と病院側装置がＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）用のクロスケーブルなどで直接１対１接続されていても同等の効果が得られる。また、シネメモリに記録する画像データとしてビデオ画像を記録することや、ＭＰＥＧなどの画像圧縮および画像伸長機能をそれぞれの装置に付加することで更なる効果も得られる。
【００７２】
また、本発明の各実施の形態では、遠隔超音波診断システムを例に挙げて説明したが、本発明は、他の医療用画像装置（例えば、Ｘ銭ＣＴ装置、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置、核磁気診断装置）にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明に係る遠隔超音波診断システムは、診察者が遠隔の被検体を通信回線経由で診断する際に、回線のデータレートが低い場合でも、オリジナル画質に比べて画質の低下が十分に抑制された超音波画像を表示することが可能である利点を有し、多数の医師が同時に診察できる病院内外および病院間ネットワークシステムなどに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る遠隔超音波診断システムの一構成例を示す概略ブロック図
【図２】通信回線の状況によりコマ落ち欠落が発生する状態を示す模式図
【図３】シネメモリから再生要求されたフレームを再送信する状態を示す模式図
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る遠隔超音波診断システムの一構成例を示す概略ブロック図
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る遠隔超音波診断システムの一構成例を示す概略ブロック図
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る遠隔超音波診断システムの一構成例を示す概略ブロック図
【図７】本発明の第５の実施の形態に係る遠隔超音波診断システムの一構成例を示す概略ブロック図
【図８】単密度掃引時における図１の超音波プローブの音響走査線数を例示する模式図
【図９】図１のスキャンコンバータに入力される画像データ数を例示する模式図
【図１０】図１の観測モニタに表示されるＶＧＡサイズの超音波画像を例示する模式図
【図１１】パーソナルコンピュータを病院側装置として利用した場合の、第５の実施の形態に係る遠隔超音波診断システムの変形例を示す概略ブロック図
【図１２】本発明の第６の実施の形態に係る遠隔超音波診断システムの一構成例を示す概略ブロック図
【図１３】本発明の第７の実施の形態に係る遠隔超音波診断システムの一構成例を示す概略ブロック図
【符号の説明】
【００３７】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ  被検体側装置
１１  超音波プローブ
１２  超音波送受信部
１３  画像生成部
１４  通信回線インタフェース
１５  シネメモリ
１６  観測モニタ
１７  操作卓
１８  画像生成部
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ  病院側装置
２１  通信回線インタフェース
２２  画像構築部
２３、２６  観測モニタ
２４  操作卓
２５  シネメモリ
２７  スキャンコンバータ
３０  通信回線
４０、４１  パーソナルコンピュータ
【図１】
0004698423.tif 000002
【図２】
0004698423.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004698423.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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