(57)【要約】【課題】超音波検査に関するワークフローの改善。【解決手段】送信部１００Ａは、被検体の関心領域へ向けて超音波を送信する。受信部１００Ｂは、被検体の関心領域から反射された超音波を受信する。不揮発性記憶媒体６０Ａは、受信された超音波に対応するデータを記憶する。【選択図】      図２
2012016586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の関心領域へ向けて超音波を送信する送信部と、
前記被検体の関心領域から反射された超音波を受信する受信部と、
前記受信された超音波に対応するデータを記憶する不揮発性記憶媒体と、
を具備する超音波プローブ。
【請求項２】
前記不揮発性記憶媒体に保存されている前記データにアクセスするため、前記不揮発性媒体に接続された入出力ポート、をさらに具備する請求項１記載の超音波プローブ。
【請求項３】
前記超音波プローブの外部の電力供給装置に接続するための結合ポート、をさらに具備する請求項１記載の超音波プローブ。
【請求項４】
前記超音波プローブの外部の処理装置に接続するための接続ケーブル、をさらに具備する請求項１記載の超音波プローブ。
【請求項５】
前記超音波プローブの外部の処理装置に無線接続するための接続部、をさらに具備する請求項１記載の超音波プローブ。
【請求項６】
前記データにアクセスするための、前記受信部に接続される入出力ポート、をさらに具備する請求項１記載の超音波プローブ。
【請求項７】
前記データを処理するための、回路基板上に実装された処理部と、
前記プローブに内蔵され、前記処理部に接続された、前記データを表示する表示部と、
をさらに具備する請求項１記載の超音波プローブ。
【請求項８】
前記表示部は、前記不揮発性記憶媒体が前記受信された超音波に基づく２次元画像のための前記データを記憶する前に、前記受信された超音波に基づく前記３次元画像または４次元画像を表示する表示部、をさらに具備する請求項７記載の超音波プローブ。
【請求項９】
前記表示部は、前記不揮発性記憶媒体が前記受信された超音波に基づく２次元画像のための前記データを保存する前に、前記受信された超音波に基づく前記３次元画像または４次元画像を表示する表示部、をさらに具備する請求項７記載の超音波プローブ。
【請求項１０】
被検体の関心領域へ向けて超音波を送信する送信部と、前記被検体の関心領域から反射された超音波を受信する受信部と、前記受信された超音波に対応するデータを記憶する不揮発性記憶媒体と、を有する超音波プローブと、
前記超音波プローブに接続され、前記超音波プローブを制御し、前記超音波プローブからの前記データを受信する処理部と、
を具備する超音波診断装置。
【請求項１１】
前記処理部は、接続媒体を介して前記超音波プローブに接続される、請求項１０記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記接続媒体は、有線接続である、請求項１１記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記接続媒体は、無線接続である、請求項１１記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記不揮発性記憶媒体は、前記接続媒体とは独立して、前記受信部に接続される、請求項１０記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
前記受信された超音波に基づく２次元画像を表示する表示部、をさらに具備する請求項１０記載の超音波診断装置。
【請求項１６】
前記受信された超音波に基づく３次元画像を表示する表示部、をさらに具備する請求項１０記載の超音波診断装置。
【請求項１７】
前記不揮発性記憶媒体が前記受信された超音波に基づく２次元画像のための前記データを記憶する前に、前記受信された超音波に基づく前記３次元画像または４次元画像を表示する表示部、をさらに具備する請求項１０記載の超音波診断装置。
【請求項１８】
前記不揮発性記憶媒体が前記受信された超音波に基づく２次元画像のための前記データを保存する前に、前記受信された超音波に基づく３次元画像または４次元画像を表示する表示部、をさらに具備する請求項１０記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波プローブ、及び超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示されるように、一般的に、超音波診断装置は、処理部１、表示部２、ケーブル３、及びプローブ４を含む。プローブ４は、圧電振動子部を有している。プローブ４は、ケーブル３を介して処理部１に接続される。処理部１は、圧電振動子部を制御する。圧電振動子部は、被検体の関心領域へ向けて超音波を送信し、また、被検体から反射された超音波を受信する。処理部１は、表示部２に関心領域の画像を表示するため、反射された超音波に基づくデータを圧電振動子部からリアルタイムで受信する。
【０００３】
圧電振動子部は、複数の圧電素子を含む。既定の複数の圧電素子は、超音波の送受信のため、複数のチャネルに区分される。チャネルの数は、２次元画像データにおいては、６４から２５６に及ぶ。必要なチャネルの数は、３次元画像データにおいては、通常１０００を超える。圧電振動子部は、超音波診断装置において、リアルタイムで画像を表示するため、ケーブル３を経由して処理部１へ大量の超音波受信データを送信する。
【０００４】
ケーブル３のサイズは、独立した電線路を数多く収容するため、大きくなる。例えば、３次元画像表示の性能を劣化させないためには、ケーブルサイズは、直径で約４０ｍｍ程度である必要があり、４２アメリカンワイヤーゲージ（ＡＷＧ:American wire gage）を用いた場合、６０００もの送受信チャネルを収容することになる。このような厚いケーブルは、重く、容易に操れないので、臨床治療における設置の場合においては非現実的である。超音波技術者または超音波診断技師は、被検体のある領域に渡ってプローブを繰り返し動かさなければならない。そのため、超音波技術者または超音波診断技師は、大重量のケーブルを用いると、プローブを正確な位置に当てることができないばかりでなく、怪我をする恐れもある。
【０００５】
３次元画像データや４次元画像データの処理を向上させるため、物理的なケーブルサイズを減少するため、２次元アレイ超音波プローブを用いる場合がある。プローブから処理部へデータを送信する前段にデータを多重化する技術は、良くない結果を生む。また、圧電振動子部におけるビームフォーミング技術は、実現が困難である。処理部との間で送受信される多数の送受信信号を削減することができない技術は、現実的ではない。最後に、圧電振動子部と処理部との間の無線通信が考えられているが、最も高い伝送レートを用いた場合でも伝送レートが遅すぎ、多くの３次元画像データまたは４次元画像データを保存できない。また、ケーブルサイズの減少が望まれている。
【０００６】
上記のケーブルサイズに関する問題に加えて、臨床治療における超音波診断装置の利用をさらに促進させるため、４次元超音波検査の検査時間を短縮することが望ましい。しかし、超音波診断装置の操作パネルとプローブとの操作に長けた超音波診断技師であっても、他のモダリティと比較して、超音波診断装置は、被検体にとって比較的長い拘束時間を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
目的は、超音波検査に関するワークフローを改善することが可能な超音波プローブ、及び超音波診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態に係る超音波プローブは、被検体の関心領域へ向けて超音波を送信する送信部と、前記被検体の関心領域から反射された超音波を受信する受信部と、前記受信された超音波に対応するデータを記憶する不揮発性記憶媒体と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】超音波診断装置に関する典型的な技術を示す図。
【図２】第１実施形態に係るプローブの構成を示す図。
【図３】第２実施形態に係るプローブの構成を示す図。
【図４】第３実施形態に係るプローブの構成を示す図。
【図５】第４実施形態に係るプローブの構成を示す図。
【図６Ａ】本実施形態に係るプローブの外観図。
【図６Ｂ】図６Ａのプローブを底面から見た外観図。
【図７Ａ】本実施形態に係るプローブの外観図。
【図７Ｂ】図７Ａのプローブを底面から見た外観図。
【図８】本実施形態に係るプローブにより行われる処理の典型的な流れを示す図。
【図９】本実施形態に係るプローブにより行われる他の処理の典型的な流れを示す図。
【図１０】本実施形態に係るプローブの圧電素子の２次元配列に関する実施形態を示す図。
【図１１】本実施形態に係るプローブにより行われる他の処理の典型的な流れを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係る超音波プローブ、及び超音波診断装置を説明する。
【００１１】
本実施形態に係る超音波診断装置は、プローブ（圧電振動子部）、処理部、及びプローブを処理部へ接続するケーブルを有する。本実施形態に係るプローブは、超音波を発生し、被検体のある領域へ向かって超音波を送信する。本実施形態に係るプローブは、被検体から反射された超音波を受信する。多くの実施形態に係るプローブは、携帯用の大きさを有する。しかし、本実施形態に係るプローブは、これに限定されず、携帯用の大きさを有さなくても良い。
【００１２】
本実施形態に係るプローブは、プローブで受信される２次元画像データ、３次元画像データ、及び４次元画像データを記憶する不揮発性局部記憶媒体を少なくとも１つ有する。“不揮発性”記憶媒体という単語は、消滅の早い電気信号を保持するランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ：random access memory）または、バッファーメモリー（ＢＦ:buffer memory）のような揮発性電子装置から単語を区別するために用いられる。同様に、“局部”記憶媒体は、プローブに言及する場合において用いられ、プローブに接続されている処理装置に設けられた“中央”記憶媒体から単語を区別するために用いられる。不揮発性局部記憶媒体は、臨床セッションの期間、リアルタイムで利用されるために画像データを記憶する。あるいは、不揮発性局部記憶媒体は、データ収集セッションの後に画像データを利用するために、この画像データを記憶する。
【００１３】
不揮発性局部記憶媒体は、様々な形態、方法で実装される。不揮発性局部記憶媒体は、特定の種類の記憶媒体に限定されない。例えば、不揮発性局部記憶媒体は、プローブの内部、または、プローブの表面に設けられるＳＤ（secure digital）カードのような高性能で着脱可能な記憶媒体を含む。あるいは、不揮発性局部記憶媒体は、プローブに接続されているハードディスクを含む。ハードディスクは、プローブの内部、または、プローブの表面に設けられている。いずれにせよ、不揮発性局部記憶媒体は、処理部への接続とは独立して直接的に結合、または、接続される。
【００１４】
図２は、第１実施形態に係るプローブ１００の構成を示す図である。第１実施形態に係るプローブ１００は、送信部１００Ａ、受信部１００Ｂ、及び圧電振動子部７０Ａを有する。送信部１００Ａは、圧電振動子部７０Ａから発生する超音波を被検体の関心領域へ向けて送信するために制御部１０Ａと送信回路２０Ａとを有する。送信回路２０Ａは、制御部１０Ａや外部電力供給装置から、図２において矢印によって示されるような制御情報を受信する。上述の処理部は、外部電力供給装置の一例である。
【００１５】
受信部１００Ｂは、さらに圧電振動子部７０Ａからのアナログ信号（エコー信号）を受信する受信回路３０Ａを有する。また、圧電振動子部７０Ａは、被検体の関心領域から反射される超音波を受信する。受信回路３０Ａは、処理部のような外部電力供給装置へ向けて矢印で示されるようにアナログ信号を送信する。さらに、受信部１００Ｂは、Ａ／Ｄ変換器４０とビームフォーミング部５０とを有する。Ａ／Ｄ変換器４０は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。その後、デジタル信号は、ビームフォーミング部５０Ａにより処理される。ビームフォーミング部５０Ａは、デジタル信号に基づいてビームデータを生成する。生成されたビームデータは、不揮発性局部記憶媒体６０Ａに記憶される。制御部１０Ａは、また、ビームフォーミング部５０Ａと不揮発性局部記憶媒体６０Ａとの間における応答確認のための信号を出力する。また、当業者には良く知られていることだが、第１実施形態の実施のため、第１実施形態に係るプローブは、バッファーメモリーを必要とする。
【００１６】
第１実施形態に係るプローブ１００は、少なくとも１つの不揮発性局部記憶媒体６０Ａを有する。不揮発性局部記憶媒体６０Ａは、データを記憶するために磁気的特性、または、光学的特性を有する。不揮発性局部記憶媒体６０Ａに記憶されたデータは、消去可能であり、書き換え可能である。不揮発性局部記憶媒体６０Ａは、また、予め決められた２次元画像、３次元画像、及び４次元画像のデータを保存可能な十分な記憶容量を有する。例えば、不揮発性局部記憶媒体６０Ａは、２次元画像データを記録する場合における約１２．５メガバイトから、３次元画像データを１０秒の動画で記録する場合における約１．２５ギガバイトまでの範囲の記憶容量を必要とする。なお、不揮発性局部記憶部６０Ａの記憶容量は、上記の範囲に限定されず、画像データの種類、データ分解能、圧電素子配列、圧縮技術などの様々な要素に基づいて大幅に変更可能である。
【００１７】
第１実施形態に係る不揮発性局部記憶媒体６０Ａは、プローブ１００に内蔵されている。図２には示されていないが、不揮発性局部記憶媒体６０Ａは、プローブ１００に対して着脱可能である。保存された画像データは、画像データの収集後、ＳＤカードのような着脱可能な記憶媒体にさらなる分析のために送信される。あるいは、ハードディスクのような不揮発性局部記憶媒体６０Ａは、必ずしもプローブに内蔵されていなくてもよい。不揮発性局部記憶媒体６０Ａには、保存された画像データを送受信するため、ＵＳＢ（universal serial bus）ポートのような入出力ポートを介してアクセス可能である。
【００１８】
第１実施形態において、圧電振動子部７０Ａは、受信回路３０Ａに対して特定の大きさ又は特定の配列に構成される複数の圧電素子を有する。例えば、複数の圧電素子は、２次元状に配列される。複数の圧電素子のうちの少なくとも１列以上の部分は、主に２次元画像データを受信するために構成される。複数の圧電素子のうちの残りの部分は、主に３次元画像データまたは４次元画像データを受信するために構成される。受信回路３０Ａは、操作者がリアルタイムの２次元画像により関心領域を確認するために、アナログの２次元画像データをディスプレイに出力する。一方で、受信回路３０Ａは、後の画像再構成または分析のために、不揮発性局部記憶媒体６０Ａに、対応する３次元画像データまたは４次元画像データを同時に記憶する。
【００１９】
第１実施形態において、プローブ１００と外部電力供給装置との間における上記の入出力用の接続は、有線または無線接続の組み合わせにより実施され得る。
【００２０】
図３は、第２実施形態に係るプローブ２００の構成を示す。第２実施形態に係るプローブ２００は、送信部２００Ａ、受信部２００Ｂ、及び圧電振動子部７０Ｂを有する。送信部２００Ａは、さらに制御部１０Ｂと送信回路２０Ｂとを有する。送信回路２０Ｂは、制御部１０Ｂからの制御に従って、超音波を圧電振動子部７０Ｂから被検体の関心領域に向けて送信する。送信回路２０Ｂは、処理部のような外部電力供給装置または制御部１０Ｂから、図３において矢印により示される制御情報を受信する。
【００２１】
受信部２００Ｂは、さらに圧電振動子部７０Ｂからアナログ信号を受信する受信回路３０Ｂを有する。また、受信部２００Ｂは、被検体の関心領域において反射された超音波を受信する。受信部２００Ｂは、さらにＡ／Ｄ変換器４０Ｂを有する。また、Ａ／Ｄ変換器４０Ｂは、アナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号は、ビームフォーミング部５０Ｂによって処理される。ビームフォーミング部５０Ｂは、デジタル信号に基づいてビームデータを生成する。生成されたビームデータは、不揮発性局部記憶媒体６０Ｂに記憶される。また、ビームフォーミング部５０Ｂはまた、処理部のような外部電力供給装置に、図３において矢印で示されるように、デジタル信号を送信する。制御部１０Ｂは、ビームフォーミング部５０Ｂと不揮発性局部記憶媒体６０Ｂとの間のデータの送受信のために、信号を出力する。また、当業者には良く知られていることだが、第２実施形態の実施のため、第２実施形態に係るプローブは、バッファーメモリーを必要とする。
【００２２】
第２実施形態に係るプローブ２００は、１つ以上の不揮発性局部記憶媒体６０Ｂを有する。不揮発性局部記憶媒体６０Ｂは、磁気的特性または光学的特性を有する記憶媒体を備え、半永久的にデータを記憶できる。保存されたデータは、書き換え可能であり、また消去可能である。不揮発性記憶媒体６０Ｂは、予め決められた量の２次元画像データや３次元画像データ、４次元画像データを記憶するための十分な記憶容量を有する。画像表示における２次元画像データの記憶のために、記憶容量は、約１２．５メガバイトを必要とする。また、３次元画像データの１０秒間の動画のために、記憶容量は、約１．２５ギガバイトを必要とする。従って、記憶容量は、約１２．５メガバイトから約１．２５ギガバイトまでの範囲を有する。不揮発性局部記憶媒体６０Ｂの記憶容量は、画像データの種類、データ分解能、圧電素子の配列、圧縮技術などの様々な要素に応じて大きく変更可能である。
【００２３】
第２実施形態に係るプローブにおいて、不揮発性局部記憶媒体６０Ｂは、プローブ２００の内部に設けられる。また、不揮発性局部記憶媒体６０Ｂは、プローブ２００に着脱可能に設けられる。また、画像データは、収集後、分析のため、ＳＤカードのような着脱可能な記憶媒体に転送される。不揮発性局部記憶媒体６０Ｂがハードディスクの場合、不揮発性局部記憶媒体６０Ｂは、プローブ２００の内部に固定される。不揮発性局部記憶媒体６０Ｂには、保存された画像データを送受信するため、ＵＳＢポートのような所定の入出力ポートを介してアクセス可能である。
【００２４】
第２実施形態において、圧電振動子部７０Ｂは、複数の方法により電気的に構成される。例えば、複数の圧電素子は、２次元状に配列される。複数の圧電素子のうちの少なくとも１列は、電気的に接続され、２次元画像データを受信するように電気的に構成される。その後、複数の圧電素子は、３次元画像データまたは４次元画像データを受信するように電気的に構成される。２次元画像データは、データ処理や表示のため、処理部に送信される。また、複数の圧電素子は、複数の３次元ボリュームまたは複数の４次元ボリュームを収集するために、２次元配列として電気的に構成されてもよい。
【００２５】
リアルタイム画像に基づいて関心領域を確認するため、ビームフォーミング部５０Ｂは、２次元画像データのようなデジタル信号をディスプレイに出力する。圧電素子配列は、その後、２次元配列として構成される。画像再構成または分析のため、不揮発性局部記憶媒体６０Ｂにおいて対応する３次元画像データまたは４次元画像データを保存する。さらに、不揮発性局部記憶媒体６０Ｂは、図３の点線のように、保存された３次元画像データまたは４次元画像データの残りと組み合わせて、保存された３次元画像データまたは４次元画像データのちの２次元画像データあるいは１次元画像データのような特定部分データを出力することができる。
【００２６】
第２実施形態において、プローブ２００と外部電力供給装置との間の入出力のための接続は、有線接続、無線接続、あるいは、有線接続及び無線接続の組み合わせにより実現される。
【００２７】
図４は、第３実施形態に係るプローブ３００の構成を示す図である。第３実施形態に係るプローブ３００は、送信部３００Ａ、受信部３００Ｂ、回路基板上に実装された表示部３００Ｃ、及び圧電振動子部７０Ｃを有する。送信部３００Ａ、さらに圧電振動子部７０Ｃから患者または被検体の関心領域へ向かう超音波パルスの発生と送信とを制御する制御部１０Ｃと送信回路２０Ｃとを有する。送信回路２０Ｃは、矢印によって示されるように制御情報を制御部１０Ｃから受信する。
【００２８】
受信部３００Ｂは、圧電振動子部７０Ｃからアナログ信号を受信するための受信回路３０Ｃを有する。受信回路３０Ｃは、被検体の関心領域から反射された超音波を受信する。受信部３００Ｂは、さらにＡ／Ｄ変換器４０Ｃとビームフォーミング部５０Ｃとを有する。Ａ／Ｄ変換器４０Ｃは、アナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号は、ビームフォーミング部５０Ｃにより処理される。ビームフォーミング部５０Ｃは、デジタル信号に基づいてビームデータを生成する。このビームデータは、その後、不揮発性局部記憶媒体６０Ｃに保存される。制御部１０Ｃは、またビームフォーミング部５０Ｃと不揮発性局部記憶媒体６０Ｃとの間のデータ送受信のための信号を出力する。さらに、制御部１０Ｃは、３００Ｂ、３００Ｃ、７０、７２、７４、及び６０Ｃを制御する。あるいは、３００Ｂ、３００Ｃ、７０、７２、７４、及び６０Ｃの各部に制御部が組み込まれていてもよい。また、当業者には良く知られていることだが、第３実施形態の実施のため、第３実施形態に係るプローブは、バッファーメモリーを必要とする。
【００２９】
ビームフォーミング部５０Ｃは、表示のために、データ処理部７０Ａや回路基板上に実装された動画処理部３００Ｃのような内部源へ、矢印によって示されるビームデータを出力する。表示部３００Ｃは、あるモードに対応する画像を表示するため、動画処理部８０と動画表示部９０とを有する。ビームフォーミング部５０Ｃは、ビームデータをデータ処理部７０Ａへ出力する。データ処理部７０Ａは、Ｂモード処理部７０、Ｃモード処理部７２、及びＤモード処理部７４を有する。Ｂモード処理部７０は、モノクロを基礎とするＢモード処理に従ってビームデータを処理し、Ｂモード画像データを生成する。Ｃモード処理部７２は、カラードプラモード処理に従ってビームデータを処理し、青や赤のような色付きの血流を表現するカラードプラモード画像データを生成する。Ｄモード処理部７４は、ドップラー処理モードに従ってビームデータを処理し、血流や被検体の動きを時系列で示す波形情報を生成する。例えば、動画処理部８０は、Ｃモード処理部７２からの画像データを処理し、プローブ３００上に設けられたビデオディスプレイ９０へ出力する。ここで、「部」という単語は、モジュールまたはユニットなどの素子が、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組み合わせにより実現される場合に用いられる。
【００３０】
本実施形態に係るプローブ３００は、少なくとも１つの不揮発性記憶媒体６０Ｃを有する。不揮発性記憶媒体６０Ｃは、磁気的特性または光学的特性を有する記憶媒体である。従って、不揮発性記憶媒体６０Ｃは、半永久的にデータを記憶することができる。保存されたデータは消去可能で、また上書き可能である。不揮発性局部記憶媒体６０Ｃは、２次元画像データ、３次元画像データ、または４次元画像データの予め決定されたデータ量を保存するための十分な記憶容量を有する。例えば、記憶容量は、２次元画像データのための１２．５メガバイトから、３次元画像データの１０秒間の動画のための１．２５ギガバイトまでを必要とする。不揮発性局部記憶媒体６０Ｃの記憶容量は、上記の範囲に限定されない。不揮発性局部記憶媒体６０Ｃの記憶容量は、画像データの種類、データ分解能、圧電素子配列、圧縮技術などにより適宜変更可能である。
【００３１】
本実施形態に係るプローブにおいて、不揮発性局部記憶媒体６０Ｃは、プローブに内蔵されている。不揮発性局部記憶媒体６０Ｃは、プローブ３００に着脱可能に設けられている。保存されたデータは、画像データが収集された後、さらなる分析のため、ＳＤカードのような着脱可能な記憶媒体へ転送される。不揮発性局部記憶媒体６０Ｃがハードディスクの場合、プローブ２００の内部に固定される。また、不揮発性局部記憶媒体６０Ｃには、保存された画像データを送受信するため、ＵＳＢポートのような入出力ポートを介してアクセス可能である。
【００３２】
第３実施形態に係る圧電振動子部７０Ｃは、２次元撮像、３次元撮像、または４次元撮像のために電気的に構成される。例えば、複数の圧電素子は、２次元アレイに構成される。複数の圧電素子のうちの中央列のような特定部分は、２次元画像データの送受信に利用される。その後、複数の圧電素子は、３次元画像データまたは４次元画像データの送受信のために電気的に構成される。ビームフォーミング部５０Ｃは、操作者がリアルタイム画像により関心領域を確認するために、２次元画像データのような変換されたデジタル信号の一部分を、データ処理部７０Ａや表示部３００Ｃへ出力する。同定された場合、複数の圧電素子は、３次元画像データまたは４次元画像データを収集するため、２次元アレイとして電気的に構成される。このモードにおいて、ビームフォーミング部５０Ｃは、画像再構成や事後分析のため、対応する３次元画像データまたは４次元画像データを不揮発性局部記憶媒体６０Ｃに記憶する。
【００３３】
第３実施形態において、プローブ３００は、プローブ３００と外部電力供給装置との間に入出力結合部を有する。入出力結合部は、有線接続、無線接続、あるいは、有線接続と無線接続との組み合わせにより実装される。
【００３４】
図５は、第４実施形態に係るプローブ４００の構成を示す図である。第４実施形態に係るプローブは、送信部４００Ａ、受信部４００Ｂ、及び圧電振動子部７０Ｄを有する。送信部４００Ｂは、制御部１０Ｄと送信回路２０Ｄとを有する。制御部１０Ｄと送信回路２０Ｄとは、超音波を発生し、圧電振動子部７０Ｄから被検体の関心領域へ超音波を送信する。送信回路２０Ｄは、制御部１０Ｄや処理部のような外部電力供給装置から矢印で示されるように制御情報を受信する。
【００３５】
受信部４００Ｂは、受信回路３０Ｄを有する。受信回路３０Ｄは、圧電振動子部７０Ｄからアナログ信号を受信する。受信回路３０Ｄは、被検体の関心領域から反射される超音波を受信する。受信回路３０Ｄは、処理部のような外部電力供給装置へ矢印で示されるようなアナログ信号を送信する。受信部４００Ｂは、Ａ／Ｄ変換器４０Ｄを有する。Ａ／Ｄ変換器４０Ｄは、アナログ信号をデジタル信号へ変換する。デジタル信号は、ビームフォーミング部５０Ｄにより処理される。ビームフォーミング部５０Ｄは、デジタル信号に基づいてビームデータを生成する。生成されたビームデータは、不揮発性局部記憶媒体６０Ｄに記憶される。制御部１０Ｄは、４００Ｂ内のモジュールまたはユニットを制御する。あるいは、受信部４００Ｂは、３０Ｄ、４０Ｄ、及び５０Ｄの各サブユニットに埋め込まれている制御部により制御されてもよい。また、当業者には良く知られていることだが、第４実施形態の実施のため、第４実施形態に係るプローブは、バッファーメモリーを必要とする。
【００３６】
第４実施形態に係るプローブ４００は、少なくとも１つ以上の不揮発性局部記憶媒体６０Ｄを有する。不揮発性局部記憶媒体６０Ｄは、磁気的特性または光学的特性を有する記憶媒体である。不揮発性局部記憶媒体６０Ｄは、半永久的にデータを記憶する。記憶されるデータは、消去可能で、また書き換え可能である。不揮発性局部記憶媒体６０Ｄは、２次元画像データ、３次元画像データ、または４次元画像データを予め決定された記憶容量だけ記憶する。記憶容量は、２次元画像のための１２．５メガバイトから、３次元画像データの１０秒間の動画のための１．２５ギガバイトまでを必要とする。不揮発性局部記憶媒体６０Ｃの記憶容量は、上記の範囲に限定されない。不揮発性局部記憶媒体６０Ｃの記憶容量は、画像データの種類、データ分解能、圧電素子配列、圧縮技術などにより適宜変更可能である。
【００３７】
第４実施形態に係る不揮発性局部記憶媒体６０Ｄは、プローブ４００の表面またはプローブの外部に設けられる。不揮発性局部記憶媒体６０Ｄがハードディスクの場合、プローブ４００の表面または外部に設けられる。ハードディスクには、保存された画像データの送受信のため、予め決められた入出力ポートを介してアクセス可能である。プローブ４００と不揮発性局部記憶媒部６０Ｄとの間は、直接的に接続され、外部処理部への接続から独立している。さらにプローブ４００と不揮発性局部記憶媒体６０Ｄとの接続は、有線または無線であり得る。
【００３８】
第４実施形態に係る圧電振動子部７０Ｄは、２次元アレイを有している。少なくとも１列以上に配列された複数の圧電素子は、複数列のうちの１列から２画像データを受信するように電気的に接続される。次に、複数の圧電素子は、複数列から３次元画像データや４次元画像データを受信するように電気的に接続される。受信回路３０Ｄは、操作者がリアルタイム２次元画像により関心領域を確認するために、ディスプレイに画像データを出力する。２次元撮像の後、後の画像再構成または分析のため、受信回路３０Ｄは、不揮発性局部記憶媒体６０Ｄに、対応する画像データを保存する。１列からの画像データは、さらなる処理や観察のためシステム送信される。複数の圧電素子は、２次元アレイとして電気的に結合され、３次元画像データや４次元画像データを収集する。
【００３９】
第４実施形態に係るプローブ４００と外部電力供給装置との間の入出力は、無線接続、有線接続、あるいは、無線接続と有線接続との組み合わせにより実現される。
【００４０】
図６Ａは、本実施形態に係るプローブ５００の外観図である。本実施形態に係るプローブ５００は、プローブ先端部５１０、プローブハンドル部５２０、及び接続ケーブル５３０を有する。接続ケーブル５３０は、プローブ５００と超音波診断装置本体に組み込まれた処理部とを接続する。操作者は、プローブ先端部５１０を被検体の関心領域の体表に当てるためプローブハンドル部５２０によりプローブを操作する。プローブ５００は、超音波をプローブ前部５１０から被検体の関心領域へ送信する。プローブ５００は、超音波を発生するための制御情報を、接続ケーブル５３０を介して処理部から受信する。
【００４１】
プローブ先端部５１０は、被検体の関心領域から反射された超音波を受信する。プローブ５００は、反射された超音波に応じた２次元画像データ、３次元画像データ、または４次元画像データを発生する。プローブ５００は、ＳＤＨＣ（Secure Digital High Capacity）カードのような少なくとも１つの不揮発性局部記憶媒体を有する。プローブ５００は、接続ケーブルを介して、発生された画像データの一部分を処理部のような外部電力供給装置へ出力する。
【００４２】
図６Ｂは、本実施形態に係るプローブ５００の底面を示す図である。プローブハンドル部５２０は、プローブ５００の底面である。底面部は、ＳＤＨＣカード接続部５４０、マイクロＳＤＨＣカード５４１、ＳＤＨＣ取り出しボタン５４２、ＵＳＢポート５５０、及び接続ケーブル５３０を有する。接続ケーブル５３０は、プローブ５００と処理部とを接続する。マイクロＳＤＨＣカード５４１は、ＳＤＨＣカード接続部５４０に挿入される。ＳＤＨＣカード接続部５４０に挿入された状態においてマイクロＳＤＨＣカード５４１は、画像データを保存できる。マイクロＳＤＨＣカード５４１は、ＳＤＨＣカード接続部５４０に対して着脱可能である。具体的には、マイクロＳＤＨＣカード５４１は、ＳＤＨＣ取り出しボタン５４２が押されることにより、ＳＤＨＣカード接続部５４０から取り外される。後の分析のため、マイクロＳＤＨＣカード５４１に保存されたデータは、マイクロＳＤＨＣカード５４１から取り出され、他のシステムへ転送される。あるいは、マイクロＳＤＨＣカード５４１に保存される画像データは、プローブ５００からマイクロＳＤＨＣカード５４１を取り出すことなしにＵＳＢポート５５０を経由して送受信されてもよい。
【００４３】
上述のプローブ５００の構成は、１例であり、本実施形態に係るプローブの構成はこれに限定されない。例えば、プローブ５００は、マイクロＳＤＨＣカードとＵＳＢポートとを必ずしも実装する必要はない。また、プローブ５００は、マイクロＳＤＨＣカード以外の不揮発性局部記憶媒体を有してもよい。さらに、プローブ５００は、ＵＳＢポート以外の他の入出力ポートを有してもよい。また、プローブ５００は、不揮発性局部記憶媒体として、ミニハードディスクドライブ有してもよい。また、プローブ５００は、接続ケーブル５３０とは独立に、プローブ５００に直接的に接続され、プローブ５００の外側に隣接して設けられるハードディスクを有してもよい。直接的かつ独立した接続は、無線接続または有線接続により実現される。
【００４４】
図７Ａは、本実施形態に係るプローブ６００の外観図である。本実施形態に係るプローブ６００は、プローブ前部６１０、プローブハンドル部６２０、回路基板上に実装された表示部６３０、表示制御ボタン６４０、及び動作制御ボタン６５０を有する。操作者は、データ収集セッションの期間、プローブ先端部６１０を被検体の関心領域の体表に当てるためプローブハンドル部６２０によりプローブ６００を操作する。プローブ６００は、超音波パルスを発生させる。プローブ６００は、超音波をプローブ前部６１０から被検体の関心領域へ送信する。超音波パルスを制御するため操作者は、動作制御ボタン６５０を操作して制御情報を入力する。さらに、プローブ６００は、無線接続により外部処理部からある制御情報を受信する。
【００４５】
プローブ先端部６１０は、被検体の関心領域から反射される超音波を受信する。プローブ６００は、受信された超音波に応じた２次元画像データ、３次元画像データ、または４次元画像データを発生する。プローブ６００は、２次元画像データ、３次元画像データ、または４次元画像データを保存するための、少なくとも１つのＳＤＨＣカードのような不揮発性局部記憶媒体を有する。プローブ６００は、無線接続を介して処理部のような外部電力供給装置へ、発生された画像データの一部分を出力する。
【００４６】
プローブ６００は、画像データを表示するため、回路基板上に実装された表示部６３０を有する。表示される画像データは、不揮発性局部記憶媒体から受信する。受信される画像データは、プローブ前部６１０から発生される。表示部６３０は、リアルタイム画像または保存された画像を、操作者による表示制御ボタン６４０の操作に従って表示する。表示制御ボタン６４０は、表示部６３０上の表示画像を操作するために設けられる。例えば、表示制御ボタン６４０は、図７Ａに示すように、様々な表示制御を行うための、例えば、三角形形状を有するボタンや円形状を有するボタンを有する。
【００４７】
本実施形態に係る図７Ｂは、プローブ６００の底面を示す図である。本実施形態に係るプローブ６００は、プローブハンドル部６２０の底面を有する。プローブ６００の底面は、ドッキングポート６６０、ＳＤＨＣカード接続部６７０、マイクロＳＤＨＣカード６７１、ＳＤＨＣ取り出しボタン６７２、ＵＳＢポート６８０、及び電源コード６９０を有する。プローブハンドル部６２０は、バッテリーを搭載している。バッテリーは、電源コード６９０やドッキングポート６６０を介してプローブ６００へ電力を供給する。マイクロＳＤＨＣカード６７１は、ＳＤＨＣカード接続部６７０に挿入可能、また、取外可能である。その結果、マイクロＳＤＨＣカード６７１は、画像データを記録できる。マイクロＳＤＨＣカード６７１は、ＳＤＨＣ取り出しボタン６７２が押されることにより、ＳＤＨＣカード接続部６７０から取り出される。その結果、保存されたデータは、さらなる分析のため、取り出されたマイクロＳＤＨＣカード６７１から、他のシステムへ移転される。あるいは、マイクロＳＤＨＣカード６７１に保存される画像データは、プローブ６００からマイクロＳＤＨＣカード６７１を取り外すことなしに、プローブＵＳＢポート６８０を介してアクセス可能であってもよい。
【００４８】
上記の本実施形態に係るプローブ６００は、１例であって、本実施形態はこれに限定されない。マイクロＳＤＨＣカードとＵＳＢポートとは、必ずしもプローブ６００に設けられなくても良い。例えば、プローブは、マイクロＳＤＨＣカード以外の不揮発性局部記憶媒体または、ＵＳＢポート以外の他の入出力ポートを有していてもよい。また、プローブは、ミニハードディスクのような不揮発性局部記憶部を有していてもよい。このミニハードディスクは、プローブ６００に内蔵される。また、プローブ６００の表面には、ハードディスクが設けられていてもよい。ハードディスクは、無線接続とは独立し、プローブ６００に直接的に接続される。直接的または独立的な接続は、有線接続または無線接続により実現される。
【００４９】
図８は、第１実施形態に係るプローブにより行われる処理の典型的な流れを示す。図８のプローブによる処理は、ステップＳ１０から始まる。ステップＳ１０において、超音波は、プローブから関心領域へ向けて送信される。ステップＳ２０において、被検体の関心領域により反射された超音波は、プローブにより受信される。ステップＳ３０において、受信された超音波に基づく画像データは、プローブに設けられた不揮発性記憶媒体に記憶される。ステップＳ１０とステップＳ２０とは、ステップＳ３０において画像データが、不揮発性局部記憶媒体に記憶される間、繰り返される。より詳細には、圧電振動子部からのアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換される。デジタル信号に基づいて、ビームフォーミングによりデジタルの画像データが生成される。そして、生成された画像データは、不揮発性局部記憶媒体に記憶される。さらなる処理や表示のため、アナログ信号は、ポットまたはシステムへ送信されてもよい。
【００５０】
図８のステップＳ３０において、プローブで受信された超音波に応じた２次元画像データ、３次元画像データ、または４次元画像データは、少なくとも１つの不揮発性局部記憶媒体に記憶される。
【００５１】
図９は、本実施形態に係るプローブにより行われる他の処理の典型的な流れを示す図である。図９に示す他の処理は、ステップＳ４０から始まる。ステップＳ４０において超音波は、プローブから被検体の関心領域へ送信される。ステップＳ６０において、被検体の関心領域により反射された超音波は、プローブにより受信される。ステップＳ８０において、受信された超音波に応じた画像データは、表示される。ステップＳ４０とステップＳ６０とは、受信された超音波に応じた画像データがステップＳ８０において表示される間、繰り返される。画像データは、ステップＳ８０における表示と同時に、ステップＳ１００において不揮発性局部記憶媒体に記憶される。あるいは、画像データは、表示ステップＳ８０において表示された後、ステップＳ１００において不揮発性局部記憶媒体に記憶されてもよい。どちらの処理においても操作者がステップＳ１２０において終了指示を入力するまで、ステップＳ４０、Ｓ６０、Ｓ８０、及びＳ１００は順番に繰り返される。ステップＳ６０において受信された超音波に応じた画像データは、ステップＳ１００において記憶される前にさらに処理されてもよい。あるいは、受信されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００５２】
図９のステップＳ１００において、プローブで受信された超音波に応じた２次元画像データ、３次元画像データ、または４次元画像データは、少なくとも１つの不揮発性局部記憶媒体に記憶される。
【００５３】
ステップＳ８０とステップＳ１００とについてより詳細に説明する。ステップＳ８０において画像データは、プローブの操作者が望ましい位置に望ましい角度でプローブを当てるために表示される。表示後、画像データは、不揮発性局部記憶媒体に記憶される。例えば、ステップＳ８０においては、臓器などの被検体の関心領域のリアルタイム２次元画像が表示される。その結果、操作者は、さらに正確に望ましい位置に望ましい角度でプローブを当てることができる。ステップＳ８０において操作者は、被検体の関心領域を視覚的に確認し、例えば、表示制御ボタン等の操作により保存指示をプローブに入力する。保存指示が入力されることでステップＳ８０からステップＳ１００へ移行される。ステップＳ１００において、表示された画像データが不揮発性局部記憶媒体に記憶される。ステップＳ８０からステップＳ１００への移行方法はこれに限定されない。例えば、表示ステップＳ８０において操作者は、表示されている２次元画像データ、３次元画像データ、または４次元画像データを表示制御ボタン等の操作により選択する。画像データが選択されることによりステップＳ８０からステップＳ１００へ移行される。選択された画像データは、ステップＳ１００において不揮発性局部記憶媒体に記憶される。
【００５４】
図１０は、本実施形態に係るプローブに含まれる２次元アレイの複数の圧電素子を示す図である。図１０においてプローブは、２次元状に配列された複数の圧電素子を有する。２次元アレイの複数の圧電素子は、１次元アレイとして駆動される、電気的に構成された１つの列を有する。複数の圧電素子のうちのＣ部分の複数の圧電素子は、１次元アレイを形成している。１次元アレイは、２次元画像データの生成のために構成される。２次元画像データは、上述の表示部に表示される。また、２次元状に配列された複数の圧電素子は、２次元アレイとして全ての圧電素子を独立に駆動するために、電気的に構成される。この方法により、２次元アレイは、３次元画像データまたは４次元画像データを生成する。３次元画像データまたは４次元画像データは、初期的に、不揮発性局部記憶媒体に記憶される。例えば、図９の処理の流れにおいて、操作者は、被検体の臓器のような関心領域に関するリアルタイム２次元画像を観察する。その結果、操作者は、臓器に対してさらに正確にプローブを当てることができる。操作者は、表示部において注目部位を視覚的に確認することで、不揮発性局部記憶媒体に２次元画像データ、３次元画像データ、または４次元画像データを記憶する。さらに、表示部は、図１に示されるように処理部、あるいは、図７Ａに示されるようにプローブに設けられる。なお、図１０の複数の圧電素子の略図は、一例であり、本実施形態に実行するのに必要な事柄を図示しているわけではない。
【００５５】
図１１は、本実施形態に係るプローブにより行われる他の処理の典型的な流れを示す図である。例えば、操作者により表示制御ボタン等の操作によりアクセス指示がなされることを契機として、ステップＳ１４０において、プローブに設けられた不揮発性局部記憶媒体に記憶されているデータがアクセスされる。関連する画像データが保存された後、不揮発性局部記憶媒体が着脱可能又は固定してプローブに設けられている場合、ステップＳ１４０は、プローブの予め決められた入出力ポートを介して、不揮発性局部記憶媒体にアクセスすることにより選択的に実行される。一方、不揮発性局部記憶媒体がプローブの表面または外部に設けられている場合、ステップＳ１４０は、プローブまたは不揮発性局部記憶媒体のうちのいずれか一方に設けられている入出力ポートを介して、不揮発性局部記憶媒体にアクセスすることにより選択的に実行される。着脱可能にプローブの内部に不揮発性局部記憶媒体が設けられている場合、不揮発性局部記憶媒体は、ステップＳ１４０においてプローブから取り外されてもよい。ステップＳ１４０において不揮発性局部記憶媒体がアクセスされた後、関連するデータは、ステップＳ１６０において、不揮発性局部記憶媒体から読み出される。入出力ポートを用いる場合、所望のデータは、入出力ポートを介して選択的に転送される。ステップＳ１４０において不揮発性局部記憶媒体がプローブから取り外された場合、取り出された不揮発性局部記憶媒体は、ステップＳ１６０のために、装置または結合部に配置される。読み出されたデータは、ステップＳ１８０において事後分析され、処理される。例えば、３次元画像データまたは４次元画像データは、不揮発性局部記憶媒体から読み出すために、まず、最初に不揮発性記憶媒体に記憶される。読み出された３次元画像データまたは４次元画像データは、データサンプリングセッションとは独立したさらなる分析や診断のための表示のために、処理される。
【００５６】
上述の説明によれば、本実施形態は、局所的に記憶された画像データに基づいて超音波診断のワークフローを向上させたり効率化したりすることができる。改善されたワークフローは、Ｘ線診断装置、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）、または磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）のような他のモダリティと同様に、次のようなワークフローを提供できる。まず、被検体は、データ収集のために超音波画像装置により迅速に検査される。記憶された診断画像は、典型的には、被検体が既に検査を終えた後に処理され分析される。特に、ボリューム撮像（音響トモグラフィーとも呼ばれる）の登場により、２次元アレイプローブを利用した撮像領域の一回の走査により、事後分析のために必要な全てのデータを収集できる。診断に関連する３次元撮像領域を走査するためにプローブが適切に配置されることを保証するため、適切に意味のあるデータにシステムパラメータが設定されることを保証するため、また、電力を削減させるため、２次元画像は、診断上関連する３次元画像データまたは４次元画像データの収集前に、音響ウィンドウとしての操作者に選択的に提供される。究極的に、改善されたワークフローは、画像装置の有用性を向上することができる。
【００５７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５８】
１０Ａ…制御部、２０Ａ…送信回路、３０Ａ…受信回路、４０Ａ…Ａ／Ｄ変換器、５０Ａ…ビームフォーミング部、６０Ａ…不揮発性局部記憶媒体、１００…プローブ、１００Ａ…送信部、１００Ｂ…受信部
【図１】
2012016586.tif 000003
【図２】
2012016586.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2012016586.tif 000007
【図６Ａ】
2012016586.tif 000008
【図６Ｂ】
2012016586.tif 000009
【図７Ａ】
2012016586.tif 000010
【図７Ｂ】
2012016586.tif 000011
【図８】
2012016586.tif 000012
【図９】
2012016586.tif 000013
【図１０】
2012016586.tif 000014
【図１１】
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