(57)【要約】      （修正有）【課題】フロントエンド（ＦＥ）装置とバックエンド（ＢＥ）装置とからなる超音波システムにおいて、両装置間において排他的な無線通信を確実かつ簡便に確立できる超音波診断装置を提供する。【解決手段】ＦＥ装置１２とＢＥ装置１４とがドッキング状態とされ、つまり有線接続状態とされる。その状態で、有線通信を利用して、両装置間で排他的な無線通信を行うための鍵情報５４ａ、７４ａ、５６ａ、７６ａが交換される（ペアリング）。各装置１２，１４において、鍵情報は不揮発性メモリ上に格納される。ペアリング後、セパレート状態が形成される都度、両装置間において鍵情報を利用して排他的無線通信が実行される。【選択図】図７
2016179141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波診断のために動作する第１装置及び第２装置を含み、
前記第１装置と前記第２装置は有線接続状態及び無線接続状態のいずれかの状態を選択的にとり、
前記第１装置は、第１有線通信部と、第１無線通信部と、を含み、
前記第２装置は、前記第１有線通信部との間で有線通信を行う第２有線通信部と、前記第１無線通信部との間で無線通信を行う第２無線通信部と、を含み、
前記有線接続状態において、前記有線通信を利用して、前記第１装置と前記第２装置との間で排他的な無線通信を行うために必要となる鍵情報を交換するペアリングが実行される、
ことを特徴とする超音波診断システム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムにおいて、
前記ペアリングにおいては、前記第１装置から前記第２装置へ、前記第２装置において前記第１装置を認証するための第１鍵情報が送られ、当該第１鍵情報が前記第１装置内の不揮発性記憶部内に記憶され、且つ、前記第２装置から前記第１装置へ、前記第１装置において前記第２装置を認証するための第２鍵情報が送られ、当該第２鍵情報が前記第２装置内の不揮発性記憶部内に格納される、
ことを特徴とする超音波診断システム。
【請求項３】
請求項２記載のシステムにおいて、
前記第１無線通信部と前記第２無線通信部との間においては複数の無線通信が並列的に確立され、
前記第１鍵情報は前記複数の無線通信を確立するための複数のデータにより構成され、
前記第２鍵情報は前記複数の無線通信を確立するための複数のデータにより構成される、
ことを特徴とする超音波診断システム。
【請求項４】
請求項３記載のシステムにおいて、
前記複数の無線通信には、前記第１装置から前記第２装置へ超音波受信データを伝送するための無線通信と、前記第２装置から前記第１装置へ制御データを伝送するための無線通信と、が含まれる、
ことを特徴とする超音波診断システム。
【請求項５】
請求項１記載のシステムにおいて、
前記第１装置は超音波送受信回路を備えたフロントエンド装置であり、
前記第２装置は超音波画像表示器を備えたバックエンド装置である、
ことを特徴とする超音波診断システム。
【請求項６】
超音波診断のための第１装置及び第２装置をドッキング状態にする工程と、
前記ドッキング状態において、有線通信を利用して、前記第１装置と前記第２装置との間で排他的な無線通信を行うための鍵情報を交換するペアリングを実行する工程と、
前記ペアリング後において、前記第１装置と前記第２装置とがセパレート状態になる都度、前記第１装置と前記第２装置との間で、前記鍵情報を利用した排他的な無線通信が確立される工程と、
を含むことを特徴とする超音波診断システムの動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波診断システムに関し、特に、複数の可搬型装置により構成される超音波診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断システムは、生体に対する超音波の送受波により得られた受信信号に基づいて超音波画像を形成する装置である。超音波診断システムが互いに独立した複数の装置（ユニット、モジュール）で構成される場合、一般に、複数の装置がセパレート状態で用いられ、あるいは、それらがドッキング状態で用いられる。セパレート状態では、複数の装置が無線通信方式に従って電気的に接続される。ドッキング状態では、複数の装置が有線通信方式に従って接続される。後者の状態には２つの装置がケーブルによって接続された状態が含まれ得る。
【０００３】
特許文献１には、第１筐体と第２筐体とを有する超音波診断システムが開示されている。特許文献２にはフロントエンド装置とバックエンド装置とからなる超音波診断システムが開示されている。特許文献３に開示された超音波診断システムにおいては、装置本体と超音波探触子とが無線で接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−    ５２４１号公報
【特許文献２】特開２００８−１１４０６５号公報
【特許文献３】特開２０１１−  ８７８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
超音波診断システムを構成する複数の装置がドッキング状態とセパレート状態とを選択的に取り得る場合、セパレート状態では無線通信によって装置間でデータが伝送される。その場合、安全性の観点から個々の装置が不特定の他の装置に不用意に接続されてしまう事態は確実に回避しなければならない。また、セパレート状態になる都度、ユーザーに対して排他的な無線通信を確立するためのコード入力等の煩雑な操作を求めると、操作性が低下してしまう。超音波診断システムにおいては、接続関係にある複数の装置は最初から定まっているため、それを踏まえて無線通信の確立を確実かつ簡便に行うことが望まれる。
【０００６】
本発明の目的は、超音波診断システムにおいて、複数の装置間で安全な無線通信を行えるようにすることにある。あるいは、本発明の目的は、複数の装置がセパレート状態になる都度、排他的な無線通信が確実かつ迅速に確立されるようにすることにある。あるいは、本発明の目的は、無線通信のために有線通信を活用することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る超音波診断システムは、超音波診断のために動作する第１装置及び第２装置を含み、前記第１装置と前記第２装置は有線接続状態及び無線接続状態のいずれかの状態を選択的にとり、前記第１装置は、第１有線通信部と、第１無線通信部と、を含み、前記第２装置は、前記第１有線通信部との間で有線通信を行う第２有線通信部と、前記第１無線通信部との間で無線通信を行う第２無線通信部と、を含み、前記有線接続状態において、前記有線通信を利用して、前記第１装置と前記第２装置との間で排他的な無線通信を行うために必要となる鍵情報を交換するペアリングが実行される、ことを特徴とするものである。
【０００８】
超音波診断システムにおいて、第１装置及び第２装置は、有線接続状態（典型的にはドッキング状態）及び無線接続状態（典型的にはセパレート状態）を選択的に取り得る。有線接続状態において、有線通信を利用して第１装置と第２装置との間で無線通信において必要となる情報が交換される。すなわち、ペアリングが実施される。交換される情報は、第１装置と第２装置との間で排他的な無線通信を行うための鍵情報である。第１装置で取得される鍵情報と第２装置で取得される鍵情報は同じであってよいし別であってもよい。鍵情報は、例えば、暗号化キー、リンクキー（PINコード）である。鍵情報の一部としてあるいは鍵情報とは別に相手方を特定あるいは認証するためのデータ（例えば機器ＩＤ、ネットワークＩＤ、アドレス）が交換されてもよい。無線通信ではなく有線通信を利用して鍵情報が交換されるので、つまり物理的な接続状態（典型的には両装置のドッキング）を前提として、２つの装置を実際に確認、特定しながら無線通信用の準備を行えるから、その準備を的確かつ簡便に遂行することが可能である。ペアリング作業の負担も軽減される。ペアリング作業は、望ましくは、工場出荷時（最初のセットアップ時）に実行され、その後、望ましくはメンテナンス時（再度のセットアップ時）に実行される。このペアリングを無線通信用の事前認証として捉えることも可能である。
【０００９】
望ましくは、前記ペアリングにおいては、前記第１装置から前記第２装置へ、前記第２装置において前記第１装置を認証するための第１鍵情報が送られ、当該第１鍵情報が前記第１装置内の不揮発性記憶部内に記憶され、且つ、前記第２装置から前記第１装置へ、前記第１装置において前記第２装置を認証するための第２鍵情報が送られ、当該第２鍵情報が前記第２装置内の不揮発性記憶部内に格納される。
【００１０】
望ましくは、前記第１無線通信部と前記第２無線通信部との間においては複数の無線通信が並列的に確立され、前記第１鍵情報は前記複数の無線通信を確立するための複数のデータにより構成され、前記第２鍵情報は前記複数の無線通信を確立するための複数のデータにより構成される。
【００１１】
望ましくは、前記複数の無線通信には、前記第１装置から前記第２装置へ超音波受信データを伝送するための無線通信と、前記第２装置から前記第１装置へ制御データを伝送するための無線通信と、が含まれる。望ましくは、前記第１装置は超音波送受信回路を備えたフロントエンド装置であり、前記第２装置は超音波画像表示器を備えたバックエンド装置である。第１装置を装置本体とし、第２装置をプローブとしてもよい。第１装置、第２装置及び第３装置で構成されるシステムにおいて、３つの装置がドッキングした段階で個々の装置間に上記技術が適用されてもよい。
【００１２】
本発明に係る方法は、超音波診断のための第１装置及び第２装置をドッキング状態にする工程と、前記ドッキング状態において、有線通信を利用して、前記第１装置と前記第２装置との間で排他的な無線通信を行うための鍵情報を交換するペアリングを実行する工程と、前記ペアリング後において、前記第１装置と前記第２装置とがセパレート状態になる都度、前記第１装置と前記第２装置との間で、前記鍵情報を利用した排他的な無線通信が確立される工程と、を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、超音波診断システムにおいて、複数の装置間で安全な無線通信を行える。あるいは、複数の装置がセパレート状態になる都度、無線通信が確実かつ迅速に確立される。あるいは、無線通信のために有線通信を活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る超音波診断システムの好適な実施形態を示す概念図である。
【図２】セパレート状態にある超音波診断システムの斜視図である。
【図３】ドッキング状態にある超音波診断システムの斜視図である。
【図４】フロントエンド装置のブロック図である。
【図５】バックエンド装置のブロック図である。
【図６】ドッキング状態での通信方式とセパレート状態での通信方式を示す図である。
【図７】無線通信のための有線通信を利用した認証データの交換を示す図である。
【図８】ペアリング時の動作例を示すフローチャートである。
【図９】無線通信確立時の動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
（１）超音波診断システム
図１には、本発明に係る超音波診断システムの概略的構成が示されている。超音波診断システム１０は、病院等の医療機関で使用される医療機器であり、被検者（生体）に対して超音波診断を行うためのものである。超音波診断システム１０は、大別して、フロントエンド（ＦＥ）装置１２、バックエンド（ＢＥ）装置１４、及び、プローブ１６により構成されている。ＦＥ装置１２は生体から見て近い装置であり、ＢＥ装置１４は生体から見て遠い装置である。ＦＥ装置１２及びＢＥ装置１４は、別体化されており、それぞれが可搬型装置を構成している。ＦＥ装置１２及びＢＥ装置１４は、それらが離れたセパレート状態において動作可能であり、また、それらが結合したドッキング状態で動作可能である。なお、図１はセパレート状態を示している。
【００１７】
プローブ１６は、生体表面に当接された状態において超音波の送受波を行う送受波器である。プローブ１６は、直線状又は円弧状に配列された複数の振動素子からなる１Ｄアレイ振動子を備えている。アレイ振動子によって超音波ビームが形成され、それが繰り返し電子走査される。電子走査ごとに生体内にビーム走査面が形成される。電子走査方式として、電子リニア走査方式、電子セクタ走査方式、等が知られている。１Ｄアレイ振動子に代えて三次元エコーデータ取込空間を形成可能な２Ｄアレイ振動子を設けることも可能である。図１に示す構成例では、プローブ１６はケーブル２８を介してＦＥ装置１２に接続されている。プローブ１６が無線通信によってＦＥ装置１２に接続されてもよい。その場合にはワイヤレスプローブが利用される。複数のプローブがＦＥ装置１２に接続された状態において、それらの中から実際に使用するプローブが選択されてもよい。体腔内に挿入されるプローブがＦＥ装置１２に接続されてもよい。
【００１８】
ＦＥ装置１２とＢＥ装置１４は、図１に示すセパレート状態において、無線通信方式により電気的に相互に接続される。本実施形態では、それら装置は第１無線通信方式及び第２無線通信方式により相互に接続されている。図１においては、第１無線通信方式による無線通信経路１８及び第２無線通信方式による無線通信経路２０が明示されている。 第１無線通信方式は第２無線通信方式に比べて高速であり、本実施形態では、その方式を利用してＦＥ装置１２からＢＥ装置１４へ超音波受信データが伝送される。すなわち、第１無線通信方式がデータ伝送用として利用されている。第２無線通信方式は第１無線伝送方式よりも低速、簡易な通信方式であり、本実施形態では、その方式を利用してＢＥ装置１４からＦＥ装置１２へ制御信号が伝送される。すなわち、第２無線通信方式が制御用として利用されている。
【００１９】
ＦＥ装置１２とＢＥ装置１４とが物理的に結合されたドッキング状態においては、ＦＥ装置１２とＢＥ装置１４とが有線通信方式により電気的に接続される。上記２つの無線通信方式に比べて、有線通信方式はかなり高速である。図１においては、２つの装置１２，１４間に形成された有線通信経路２２が示されている。電源経路２６は、ドッキング状態において、ＦＥ装置１２からＢＥ装置１４内へ直流電力を供給するためのものである。その電力がＢＥ装置１４の稼働で用いられ、また、ＢＥ装置１４内のバッテリの充電で用いられる。
【００２０】
符号２４はＡＣアダプタ（ＡＣ／ＤＣコンバータ）から供給されるＤＣ電源ラインを示している。ＡＣアダプタは必要に応じてＦＥ装置１２に接続される。ＦＥ装置１２もバッテリを内蔵しており、バッテリを電源としつつ稼働することが可能である。ＦＥ装置１２は後に示すようにボックス状の形態を有している。ＦＥ装置１２の構成及び動作については後に詳述する。
【００２１】
一方、ＢＥ装置１４は、本実施形態においてタブレット形態あるいは平板状の形態を有している。それは基本的には一般的なタブレットコンピュータと同様の構成を備えている。もっとも、ＢＥ装置１４には、超音波診断用の各種の専用ソフトウエアが搭載されている。それには、動作制御プログラム、画像処理プログラム、等が含まれる。ＢＥ装置１４は、タッチセンサ付きの表示パネル３０を有している。それは入力器及び表示器を兼ねたユーザーインターフェイスとして機能する。図１においては、表示パネル３０上に超音波画像としてのＢモード断層画像が表示されている。ユーザーは、表示パネル３０上に表示されたアイコン群を利用して各種の入力を行う。表示パネル３０上において、スライド操作や拡大操作等を行うことも可能である。
【００２２】
診断用途、検査者の嗜好等に応じて、セパレート状態及びドッキング状態の内で選択された使用態様で、超音波診断システム１０を動作させることが可能である。よって、使い勝手の良好な超音波診断システムを提供できる。
【００２３】
状態変更に際して超音波診断システム１０の動作が不安定あるいは不適正にならないように、本実施形態では、状態変更に際して超音波診断システム１０を強制的にフリーズ状態とする制御が実行される。具体的には、セパレート状態からドッキング状態へ移行する過程で、両装置間の距離を指標する電波強度あるいは受信状態に基づいて、ＦＥ装置１２及びＢＥ装置１４のそれぞれにおいてドッキング直前が判定され、その判定に従って個々の装置１２，１４において動作状態をフリーズ状態へ遷移させる制御が実行される。ドッキング状態の形成後かつ検査者によるフリーズ解除の操作後に、それらの装置１２，１４のフリーズ状態が解除される。ちなみに、ドッキング状態からセパレート状態へ移行する過程では、セパレート状態になったことが抜線検出その他の手法によりＦＥ装置１２及びＢＥ装置１４で個別的に検出され、それらがフリーズ状態となる。その後のフリーズ解除の操作後に、それらの装置１２，１４のフリーズ状態が解除される。
【００２４】
なお、ＢＥ装置１４は、病院内ＬＡＮに対して無線通信方式及び有線通信方式によって別途接続され得る。それらの通信経路については図示省略されている。ＢＥ装置１４（又はＦＥ装置１２）が、超音波診断のために機能する他の専用装置（例えばリモートコントローラ）に対して、無線通信方式又は有線通信方式により、別途接続されてもよい。
【００２５】
図２にはセパレート状態が示されている。ＦＥ装置１２は、例えば机の上に載置されている。ＦＥ装置１２は、差込口（スロット）を有するホルダ３４を有している。ホルダ３４はヒンジ機構を有しており、水平軸周りにおいて回転可能である。ＦＥ装置１２の特定側面にはプローブケーブル端部に設けられているコネクタが装着されている。ＦＥ装置１２の内部にプローブ等を収容する部屋を形成してもよい。そのような構成によれば、超音波診断システムの運搬時において便利であり、またプローブを保護できる。図２において、ＢＥ装置１４は、ＦＥ装置１２から分離されており、無線通信を行える限りにおいて、ＢＥ装置１４をＦＥ装置１２から更に大きく離すことが可能である。
【００２６】
図３にはドッキング状態が示されている。ホルダ３４の差込口に対してＢＥ装置の下端部が差し込まれている。その差込状態において、ＦＥ装置１２とＢＥ装置１４とが有線接続状態となる。つまり、両者が有線ＬＡＮで接続され、また両者が有線電源ラインで接続される。ドッキング状態においては、ＢＥ装置１４の角度を任意に可変して、その姿勢を変えることが可能である。ＢＥ装置１４を完全にその背面側（ＦＥ装置１２の上面側）に倒すことも可能である。
【００２７】
（２）フロントエンド装置
図４はＦＥ装置１２のブロック図である。図中の個々のブロックは、プロセッサ、電子回路等のハードウエアによって構成される。送信信号生成回路３８は、ブローブ接続回路４０を介して、プローブ内の複数の振動素子に対して並列的に複数の送信信号を供給する回路である。この供給によりプローブにおいて送信ビームが形成される。生体内からの反射波が複数の振動素子で受波されると、それらから複数の受信信号が出力され、複数の受信信号がプローブ接続回路４０を介して受信信号処理回路４２に入力される。受信信号処理回路４２は、複数のプリアンプ、複数のアンプ、複数のＡ／Ｄ変換器、等を備える。受信信号処理回路４２から出力された複数のデジタル受信信号が受信ビームフォーマ４６に送られる。受信ビームフォーマ４６は、複数のデジタル受信信号に対して整相加算を適用し、整相加算後の信号としてビームデータを出力する。そのビームデータは、受信ビームに対応するものであり、深さ方向に並ぶ複数のエコーデータからなるものである。なお、１つの電子走査で得られた複数のビームデータによって受信フレームデータが構成される。
【００２８】
送受信コントローラ４４は、ＢＥ装置から送られてきた送受信制御データに基づいて、送信信号生成及び受信信号処理を制御するものである。ビームプロセッサ５０は、時系列順で入力される個々のビームデータに対して、検波処理、対数変換処理、相関処理等の各種のデータ処理を施す回路である。制御部５２は、ＦＥ装置１２の全体動作を制御している。この他、制御部５２は、ビームプロセッサから順次送られてくるビームデータをＢＥ装置へ有線伝送又は無線伝送するための制御を実行している。本実施形態では、制御部５２は、有線通信器としても機能している。無線通信器５４は第１無線通信方式で通信を行うためのモジュールである。無線通信器５６は第２無線通信方式で通信を行うためのモジュールである。符号１８は第１無線通信方式に従う無線通信経路を示しており、符号２０は第２無線通信方式に従う無線通信経路を示している。それぞれは双方向伝送経路であるが、本実施形態では、前者を利用してＦＥ装置１２からＢＥ装置へ大量の受信データが伝送され、後者を利用してＢＥ装置からＦＥ装置１２へ制御信号が伝送される。符号６４は有線通信用端子を示しており、そこには有線通信経路２２が接続される。符号６６は電源用端子を示しており、そこには電源ライン２６が接続される。電源ライン２６は上記のようにＦＥ装置１２からＢＥ装置へ直流電力を供給するためのラインである。
【００２９】
バッテリ６０は例えばリチウムイオン型のバッテリであり、そこにおける充放電は電源コントローラ５８によって制御される。バッテリ駆動時において、バッテリ６０からの電力が電源コントローラ５８を介して、ＦＥ装置１２内の各回路へ供給される。符号６２はＡＣアダプタ接続時における電源ラインを示している。ＡＣアダプタ接続時には電源コントローラ５８の作用によって、外部電力がＦＥ装置１２内の各回路へ供給される。その際、バッテリ６０の充電が１００％未満であれば、外部電力を用いてバッテリ６０が充電される。
【００３０】
超音波診断動作時（送受信時）において、ＦＥ装置１２は、ＢＥ装置側での制御に従い、プローブに対する複数の送信信号の供給と、その後に得られる複数の受信信号の処理と、を繰り返し実行する。これにより得られる時系列順のビームデータが、セパレート状態では無線通信により、ドッキング状態では有線通信により、ＢＥ装置へ順次伝送される。その際においては個々のビームデータが複数のパケットに変換され、いわゆるパケット伝送方式により、個々のビームデータが伝送される。
【００３１】
なお、動作モードとしては、Ｂモードの他、ＣＦＭモード、Ｍモード、Ｄモード（ＰＷモード、ＣＷモード）等の各種のモードが知られている。高調波イメージングや弾性情報イメージング用の送受信処理が実行されてもよい。図１においては生体信号入力回路等の回路が図示省略されている。
【００３２】
（３）バックエンド装置
図５はＢＥ装置１４のブロック図である。図中、各ブロックはプロセッサ、回路、メモリ等のハードウエアを示している。ＣＰＵブロック６８は、ＣＰＵ７０、内部メモリ７２等を備えている。内部メモリ７２はワーキングメモリ、あるいは、キャッシュメモリとして機能する。ＣＰＵブロック６８に接続された外部メモリ８０には、ＯＳ、各種の制御プログラム、各種の処理プログラム等が格納されている。後者にはスキャンコンバート処理プログラムが含まれる。その外部メモリ８０は、リングバッファ構造を有するシネメモリとしても機能する。内部メモリ７２上にシネメモリが構成されてもよい。
【００３３】
ＣＰＵブロック６８は、複数のビームデータに基づくスキャンコンバート処理により表示フレームデータを生成する。それは超音波画像（例えば断層画像）を構成するものである。その処理が順次実行され、動画像が生成される。ＣＰＵブロック６８は、超音波画像表示のための各種の処理をビームデータ又は画像に施す。その他、ＢＥ装置１４の動作を制御し、また、超音波診断システム全体を制御している。
【００３４】
タッチパネルモニタ（表示パネル）７８は、入力デバイス及び表示デバイスとして機能する。具体的には、タッチパネルモニタ７８は、液晶表示器及びタッチセンサを備え、ユーザーインターフェイスとして機能する。タッチパネルモニタ７８には超音波画像を含む表示画像が表示され、また、操作用の各種ボタン（アイコン）が表示される。
【００３５】
無線通信器７４は、第１無線通信方式に従って無線通信を行うためのモジュールである。その際の無線通信経路が符号１８で示されている。無線通信器７６は、第２無線通信方式に従って無線通信を行うためのモジュールである。その際の無線通信経路が符号２０で示されている。ＣＰＵブロック６８は有線通信方式に従って有線通信を行う機能も備えている。ドッキング状態においては、有線通信端子９２に有線通信ラインが接続される。また、電源端子９４に電源ライン２６が接続される。
【００３６】
ＣＰＵブロック６８には、Ｉ／Ｆ回路８２を介して、複数の検出器８４〜９０が接続されている。それには照度センサ、近接センサ、温度センサ等が含まれる。Ｉ／Ｆ回路８２にＧＰＳ等のモジュールが接続されてもよい。Ｉ／Ｆ回路８２はセンサコントローラとして機能する。
【００３７】
バッテリ１０２はリチウムセラミック型のバッテリであり、その充放電は電源コントローラ１００によって制御されている。電源コントローラ１００は、バッテリ動作時においてバッテリ１０２からの電力をＢＥ装置１４内の各回路に供給する。非バッテリ動作時において、ＦＥ装置から供給された電力、又は、ＡＣアダプタから供給された電力をＢＥ装置１４内の各回路に供給する。符号１０４はＡＣアダプタを経由した電源ラインを示している。
【００３８】
ＢＥ装置１４は、ＦＥ装置を制御しつつ、ＦＥ装置から送られてくるビームデータを順次処理して超音波画像を生成し、それをタッチパネルモニタ７８に表示する。その際においては超音波画像と共に操作用グラフィック画像も表示される。通常のリアルタイム動作においては、ＦＥ装置とＢＥ装置１４とが無線又は有線で電気的に接続され、両者の同期が図られつつ、超音波診断動作が継続的に実行される。フリーズ状態においては、ＦＥ装置において送信信号生成回路、受信信号生成回路の動作が停止され、電源コントローラ１００における昇圧回路の動作も停止する。ＢＥ装置１４においては、フリーズ時点で静止画像表示となり、その内容が維持される。ＢＥ装置１４に外部表示器を接続できるように構成してもよい。
【００３９】
（４）通信方式
図６には、ドッキング状態１１８及びセパレート状態１２０で利用される通信方式が整理されている。符号１１０は第１無線通信方式を示しており、符号１１２は第２無線通信方式を示している。符号１１４は有線通信方式を示している。符号１１６は無線通信方式の内容を示している。ドッキング状態１１８においては、有線通信が選択され、ＦＥ装置及びＢＥ装置において、第１無線通信器及び第２無線通信器は動作休止状態となる。これにより省電力が図られる。一方、セパレート状態１２０においては、無線通信が選択され、ＦＥ装置及びＢＥ装置において、第１無線通信器及び第２無線通信器が動作する。その際、有線通信系統は動作休止状態となる。なお、第１無線通信方式１１０は第２無線通信方式１１２に比べて高速である。逆に言えば、第２無線通信方式１１２は第１無線通信方式１１０に比べて低速であるが、簡易かつ安価であり、消費電力が低い。有線通信方式としてはEthernet（登録商標）上のTCP/IPプロトコルがあげられる。第１有線通信方式としてはIEEE802.11があげられ、第２無線通信方式としてはIEEE802.15.1があげられる。それらは例示であり、他の通信方式を利用可能である。いずれにしてもセキュアな通信方式を利用するのが望ましい。
【００４０】
本実施形態において、第２無線通信方式１１２に従う無線通信器は、受信強度（つまり距離）に応じて送信パワーを自動的に可変する機能を備えている。つまり、ＢＥ装置へＦＥ装置が近接した場合に両装置それぞれ送信パワーを下げる制御が自動的に実行される。よって、設定されている送信パワーから、両装置が近接したことを判定することが可能である。それに代えて、受信強度、受信エラーレート等から２つの装置が近接したことを判定することも可能である。更には近接センサを利用することも可能である。
【００４１】
（５）無線通信用セットアップ及び無線通信の確立
図７は無線通信用のセットアップを説明するための図である。そのセットアップは工場出荷時（最初のシステム構成時）に実施される他、メンテナンス時において必要に応じて実施される。セットアップでは、超音波診断システムを構成する、つまり超音波診断で協働する２つの装置１２，１４がペアリングされる。つまり、受信データ伝送及び制御信号伝送が特定の２つの装置１２，１４の間でのみ成立し、他の装置との間で成立しないように、換言すれば個々の装置１２，１４が不特定の装置に無線接続されないように、各装置１２，１４に対して接続対象となる装置が登録される。実際には鍵情報が交換される。無線通信範囲内に複数の超音波診断システムが存在していることも想定され得るので、このペアリングはシステム動作の健全性を保証する面からも重要である。
【００４２】
なお、超音波診断のための内部通信ではなく、一般的な通信であれば、各装置１２，１４と他の装置とが無線接続されてもよい。例えば、ＢＥ装置１４が病院内の無線ＬＡＮに接続されてもよい。
【００４３】
本実施形態においては、無線通信用のセットアップ時に、図７に示されるように、ＦＥ装置１２とＢＥ装置１４とが物理的に連結されてドッキング状態とされ、つまり有線接続状態とされ、その状態において、ＦＥ装置１２とＢＥ装置１４との間で排他的無線通信のための鍵情報が交換される（ペアリング）。個々の装置１２，１４が取得する鍵情報は同一であっても異なっていてもよい。それぞれの無線通信方式に従う鍵情報が交換される。例えば、第１無線通信方式に関しては、矢印２００で示すように、無線通信器５４から無線通信器７４へ暗号化キーが有線伝送され、その暗号化キーが無線通信器７４内のメモリ７４ａに格納される。それと共に、矢印２０２で示すように、無線通信器７４から無線通信器５４へ暗号化キーが有線伝送され、それが無線通信器５４内のメモリ５４ａに格納される。同じく、第２無線通信方式に関しては、矢印２０４で示すように、無線通信器５６から無線通信器７６へリンクキー（例えばＰＩＮコード）が有線伝送され、その認証データが無線通信器７６内のメモリ７６ａに格納される。それと共に、矢印２０６で示すように、無線通信器７６から無線通信器５６へリンクキー（例えばＰＩＮコード）が有線伝送され、それが無線通信器５６内のメモリ５６ａに格納される。
【００４４】
鍵情報は、特定の２つの装置間で無線通信を確立し、しかも排他的な無線通信を実行するためのデータである。それを認証用データとして捉えることも可能である。ペアリングに際しては、機器ＩＤ、ＩＰアドレス、ネットワークＩＤ（ＳＳＩＤ）、その他の情報が交換されてもよい。それらの内で全部又は一部が無線通信確立の都度、交換されてもよい。個々のメモリ５４ａ,５６ａ，７４ａ，７６ａは不揮発メモリとして構成される。電源オフの状態でも鍵情報が保持される。無線通信器の外に存在する不揮発メモリに個々の鍵情報が格納されてもよい。
【００４５】
超音波診断システムの工場出荷時に特定の２つの装置１２，１４がドッキング状態とされ、有線通信を利用して、無線通信のための鍵情報を交換するペアリングが実行される。工場出荷時の他、病院内に設置された超音波診断システムのメンテナンスやその再構成を行う場合に必要に応じて上記のペアリングが実施される。なお、最初の有線接続時点で、必要に応じて、有線接続用のセットアップが実施される。
【００４６】
以上のような無線通信のためのペアリングによれば、実際にドッキング状態となった２つの装置間でのみ無線通信が行えるようになるので、いずれかの装置が他の装置に不用意に接続されてしまうといった事態が生じることを防止できる。例えば、病院内に複数のＦＥ装置及び複数のＢＥ装置が存在していても、ペアリングされたもの同士での無線通信だけが行える。
【００４７】
図８には無線通信用セットアップ時の動作がフローチャートとして示されている。Ｓ１０では、ペアリング対象となったＦＥ装置とＢＥ装置とがドッキング状態とされる。それは手作業で行われる。それに先立って又はその後にシステム動作モードがセットアップ（メンテナンス）モードとされる。Ｓ１２では２つの装置間での有線通信が確立される。Ｓ１４では、２つの装置間で鍵情報が交換され、Ｓ１６では、個々の装置において、受け取った鍵情報が不揮発メモリ上に格納される。鍵情報の交換は無線通信方式ごとに実行される。実施形態においては、暗号化キーとリンクキーとが交換されている。
【００４８】
図９には無線通信の確立時の動作がフローチャートとして示されている。Ｓ２０では、セパレート状態になったか否か、つまりドッキング状態が解消されたか否かは判断される。セパレート状態になった場合、Ｓ２２が実行される。実際には、セパレート状態になった時点で超音波診断システムがフリーズ状態となり、ユーザーのフリーズ解除操作により、Ｓ２２の実行が可能となる。Ｓ２２では、各装置において２系統の無線通信を確立するための認証処理が実行される。その場合においては個々の装置において鍵情報が利用される。必要に応じて、この段階で、認証用データや一般的なデータが交換されてもよい。Ｓ２４では、２系統の無線通信が実際に実行される。その場合、他の装置がＦＥ装置やＢＥ装置へ不用意に接続されることはなく、つまり無線接続面での排他制御が実行される。Ｓ２６では無線通信を終了させるか否かが判断される。例えばドッキング状態が形成された場合（厳密にはその直前状態が判定された場合）には無線通信が終了してフリーズ状態となる。図９に示す動作は、あらたにドッキング状態が形成される都度、実行される。
【００４９】
上記実施形態によれば、ペアリング対象を実際に特定、確認しながらペアリング作業を行える。よって、誤った関係でのペアリングが確実に防止される。いったペアリングが確立されると、他の装置との間での無線通信が制限されるので、つまり排他的な無線通信が保証されるので、安全性及び健全性を高められる。
【符号の説明】
【００５０】
１０  超音波診断システム、１２  フロントエンド（ＦＥ）装置、１４  バックエンド（ＢＥ）装置、１６  プローブ。
【図１】
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【図２】
2016179141.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2016179141.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年7月25日(2016.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波診断のために動作する第１装置及び第２装置を含み、
前記第１装置と前記第２装置はドッキング状態としての有線接続状態及びセパレート状態としての無線接続状態のいずれかの状態を選択的にとり、
前記第１装置は、第１有線通信部と、第１無線通信部と、を含み、
前記第２装置は、前記第１有線通信部との間で有線通信を行う第２有線通信部と、前記第１無線通信部との間で並列的に複数の無線通信を行う第２無線通信部と、を含み、
セットアップの際の前記ドッキング状態において、前記有線通信を利用して、前記第１装置と前記第２装置との間で前記複数の無線通信を排他的に行うために必要となる鍵情報を交換するペアリングが実行され、
前記鍵情報は、
前記複数の無線通信を確立するために前記第１装置から前記第２装置へ送られる複数の情報であって、前記第２装置において前記第１装置を認証するための第１鍵情報と、
前記複数の無線通信を確立するために前記第２装置から前記第１装置へ送られる複数の情報であって、前記第１装置において前記第２装置を認証するための第２鍵情報と、
を含み、
前記ペアリング後において前記ドッキング状態から前記セパレート状態への状態変化があった場合に、前記鍵情報により前記第１無線通信部と前記第２無線通信部との間において前記複数の無線通信が確立される、
ことを特徴とする超音波診断システム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムにおいて、
前記第１鍵情報が前記第２装置内の不揮発性記憶部内に記憶され、且つ、前記第２鍵情報が前記第１装置内の不揮発性記憶部内に格納される、
ことを特徴とする超音波診断システム。
【請求項３】
請求項１記載のシステムにおいて、
前記第１装置及び前記第２装置は、それぞれ、前記状態変化を検出する手段を含み、
前記第１装置及び前記第２装置は、それぞれ、前記状態変化が検出された場合にフリーズ状態となり、
前記フリーズ状態となった後においてフリーズ解除の操作があった場合に、前記第１無線通信部と前記第２無線通信部との間において前記複数の無線通信が確立される、
ことを特徴とする超音波診断システム。
【請求項４】
請求項１記載のシステムにおいて、
前記複数の無線通信には、前記第１装置から前記第２装置へ超音波受信データを伝送するための無線通信と、前記第２装置から前記第１装置へ制御データを伝送するための無線通信と、が含まれる、
ことを特徴とする超音波診断システム。
【請求項５】
請求項１記載のシステムにおいて、
前記第１装置は超音波送受信回路を備えたフロントエンド装置であり、
前記第２装置は超音波画像表示器を備えたバックエンド装置である、
ことを特徴とする超音波診断システム。
【請求項６】
セットアップの際に、超音波診断のための第１装置及び第２装置をドッキング状態にする工程と、
前記セットアップの際に、前記ドッキング状態において、有線通信を利用して、前記第１装置と前記第２装置との間で排他的且つ並列的に複数の無線通信を行うための鍵情報を交換するペアリングを実行する工程と、
前記ペアリング後において、前記第１装置と前記第２装置とがセパレート状態になる都度、前記第１装置と前記第２装置との間で、前記鍵情報を利用した排他的な複数の無線通信が確立される工程と、
を含み、
前記鍵情報は、
前記複数の無線通信を確立するために前記第１装置から前記第２装置へ送られる複数の情報であって、前記第２装置において前記第１装置を認証するための第１鍵情報と、
前記複数の無線通信を確立するために前記第２装置から前記第１装置へ送られる複数の情報であって、前記第１装置において前記第２装置を認証するための第２鍵情報と、
を含む、
ことを特徴とする超音波診断システムの動作方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
望ましくは、前記ペアリングにおいては、前記第１装置から前記第２装置へ、前記第２装置において前記第１装置を認証するための第１鍵情報が送られ、当該第１鍵情報が前記第２装置内の不揮発性記憶部内に記憶され、且つ、前記第２装置から前記第１装置へ、前記第１装置において前記第２装置を認証するための第２鍵情報が送られ、当該第２鍵情報が前記第１装置内の不揮発性記憶部内に格納される。