专利名称：无线超声诊断系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线超声诊断系统，其能够将由超声探头接收到的信号无线传输至诊断装置的主体。本发明更具体地涉及无线超声诊断系统，其能够合适地处理无线超声探头中振荡器单元的更换以及无线超声探头和有线超声探头的同时存在。
背景技术：
迄今为止，使用超声图像的超声诊断装置已经被实践应用于医学领域。一般地，这种类型的超声诊断装置包括具有内置振荡器阵列的超声探头和与该超声探头相连的装置主体。超声探头将超声波传输至受试者，接收来自受试者的超声回声，并且所述装置主体电处理接收信号，以生成超声图像。近期已经开发了包括超声探头和通过无线通信连接的诊断装置主体的超声诊断装置，从而消除连接超声探头和诊断装置主体的通信电缆的繁琐操作，以改善操作性。如JP 2007-275087A中所述，这样的无线超声诊断装置的一个实例包括超声探头和装置主体，所述超声探头包括传输和接收超声波以获得关于超声图像的接收信号的发送器/接收器和将探头识别信息和接收信号无线传输至诊断装置主体的无线发送器，且所述装置主体包括根据探头识别信息进行控制的装置控制器和基于接收信号形成超声图像的图像形成部。在另一方面，超声诊断装置用于在受试者中进行不同诊断，但是超声探头的扫描模式或适宜的超声频率范围经常可能随着诊断目的或待诊断部位而有所不同。因此可能制造许多类型的超声探头并将根据诊断目的选择的超声探头连接至装置主体。然而，预先制造许多类型的超声探头较昂贵，因为超声探头一般很贵。为了处理这种情况，也已经开发了这样的超声诊断装置，其中可以通过制造多个可更换的各自具有振荡器阵列的压电振荡器单元和将合适的压电振荡器单元可拆卸地安装在超声探头主体上来进行不同诊断。这样的超声诊断装置的实例包括，如JP 2009-60992A中所示，具有压电振荡器单元的超声探头、用于容纳压电振荡器单元的壳体、和置于压电振荡器单元和壳体之间的可拆卸元件连接器。如上所述，超声探头的扫描模式根据待诊断部位而有所不同。另外，适宜的频率范围可能经常随着诊断目的而有所不同。因此，根据如JP 2009-60992A中所述的具有可更换的压电振荡器单元的超声诊断装置，所用超声探头的设置可以根据待诊断部位或诊断目的而精细地变化和优化。如JP 2007-275087A中所述的将超声探头的接收信号无线传输至诊断装置主体的超声诊断装置可以通过如JP 2009-60992A中所述的方法具有扩展的功能，其中许多类型的可更换的压电振荡器单元根据待诊断部位或诊断目的，可拆卸地安装在超声探头主体上。然而，如JP 2009-60992A中所述的具有可更换的压电振荡器单元的超声诊断装置不能通过仅识别如JP 2007-275087A中所述的诊断装置主体中的超声探头而以高灵活
性操作。本发明的目的是解决前述现有技术问题并提供无线超声诊断系统，该系统将超声探头的接收信号无线传输至诊断装置主体并能够在诊断装置主体和具有可更换的压电振荡器单元且具有所需设置的超声探头之间进行灵活和平稳的无线连接。
发明内容
为了实现以上目的，本发明提供无线超声诊断系统，其包括至少一个压电振荡器单元，其传输和接收超声波，根据接收到的超声波输出接收信号并具有特定的识别信息；至少一个无线通信单元，其包括用于处理由所述至少一个压电振荡器单元输出的接收信号的信号处理器、用于将所述信号处理器中处理的接收信号转换为无线信号和传输已转换的接收信号的无线通信部和用于获取所述至少一个压电振荡器单元的识别信息的获取部，所述至少一个无线通信单元通过电接触与所述至少一个压电振荡器单元可拆卸地连接，并具有特定的识别信息；和诊断装置主体，其与所述至少一个无线通信单元进行无线通信并根据由所述至少一个压电振荡器单元接收到的接收信号产生超声图像，其中所述诊断装置主体获取所述至少一个压电振荡器单元的识别信息和所述至少一个无线通信单元的识别信息， 以建立与所述至少一个无线通信单元的无线通信。在本发明的无线超声诊断系统中，优选地，所述至少一个压电振荡器单元之一与所述至少一个无线通信单元之一连接，以形成操作者可以手持的无线超声探头。此外，优选地，所述至少一个压电振荡器单元的每一个是操作者可以手持的有线超声探头。此外，优选地，有线超声探头可连接于所述至少一个无线通信单元的每一个，并且由诊断装置主体指定的有线超声探头被驱动(acutated)。此外，优选地，所述诊断装置主体是便携式的且所述无线超声诊断系统还包括推车，所述至少一个无线通信单元以固定方式安装在所述推车上，并且所述诊断装置主体可拆卸地安装在所述推车上。此外，优选地，所述至少一个压电振荡器单元包括两个或更多个压电振荡器单元且所述至少一个无线通信单元包括两个或更多个无线通信单元；所述两个或更多个压电振荡器单元中的至少一个是操作者可以手持的有线超声探头；有线超声探头可连接于所述两个或更多个无线通信单元中的至少一个并且由所述诊断装置主体指定的有线超声探头被驱动；且所述两个或更多个压电振荡器单元中的至少一个与所述两个或更多个无线通信单元中的至少一个相互连接，从而形成操作者可以手持的无线超声探头。此外，优选地，所述诊断装置主体是便携式的且所述无线超声诊断系统还包括推车，可与所述有线超声探头连接的所述两个或更多个无线通信单元中的至少一个以固定的方式安装在所述推车上，并且所述诊断装置主体可拆卸地安装在所述推车上。此外，优选地，所述诊断装置主体包括用于识别所述诊断装置主体是否安装在所述推车上的识别部。此外，优选地，基于获自所述识别部的识别结果，所述诊断装置主体在所述诊断装置主体不安装在所述推车上时优先建立与无线超声探头的无线通信，且在所述诊断装置主
5体安装在所述推车上时优先建立与连接于所述有线超声探头之一的所述两个或更多个无线通信单元中任一个的无线通信。此外，优选地，所述诊断装置主体包括选择器，所述选择器用于确定优先建立哪种通信，优先建立与无线超声探头的无线通信或优先建立与连接于所述有线超声探头之一的所述两个或更多个无线通信单元中任一个的无线通信。此外，优选地，当所述至少一个压电振荡器单元与所述至少一个无线通信单元分离时，所述至少一个无线通信单元发出终止与所述诊断装置主体无线连接的请求。根据本发明的超声诊断系统，在诊断装置主体已经获取超声振荡器单元和无线通信单元的识别信息二者后建立无线通信。因此，在具有可更换的压电振荡器单元的系统中， 对于具有所需设置的超声探头可以进行从压电振荡器单元至诊断装置主体的平稳的连接， 并且诊断装置主体可以可靠地识别超声探头的设置。本发明的使用无线超声探头的无线超声诊断系统还可以灵活地应用于利用可更换的或可连接的探头的系统。所述无线超声诊断系统还可以灵活地应用于利用与有线超声探头组合的无线超声探头的系统中。
图1是显示本发明的无线超声诊断系统的实施方案的概念图。图2是显示图1中所示的无线超声诊断系统的配置的框图。图3是显示本发明的无线超声诊断系统的另一个实施方案的概念图。图4是显示图3中所示的无线超声诊断系统的配置的框图。
具体实施例方式在下文中，通过参考附图中所示的优选实施方案详细描述本发明的无线超声诊断
直ο图1是显示本发明的无线超声诊断系统的实施方案的概念图。图1中所示的无线超声诊断系统10 (下文中称为"诊断系统10")包括诊断装置主体12和无线超声探头14。诊断装置主体12通过无线通信与无线超声探头14连接并且通过无线超声探头14接收到的超声回声信号通过无线通信传输至诊断装置主体12。在图示的优选实施方案中，诊断装置主体12是便携式的(可由人携带)。无线超声探头14(下文中称为"无线探头14")包括无线探头主体16和压电振荡器单元18。每个压电振荡器单元18(下文中称为"振荡器单元18")通过将在下文描述连接器20 (见图2)经由电接触可拆卸地安装在无线探头主体16上。在图1中所示的诊断系统10中，制造3种振荡器单元18，包括线性扫描类型振荡器单元18D1，凸面扫描类型振荡器单元18D2和扇形扫描类型振荡器单元18D3。图2是显示诊断系统10的配置的框图。每个振荡器单元18包括振荡器阵列对，其由一维或二维超声换能器阵列组成。前置放大器28和传输驱动器(transmission actuator) 30经由传输/接收开关沈与振荡器阵列M并联连接，且传输驱动器30与控制器32连接。控制器32还连接于存储部34。
在另一方面，无线探头主体16包括ADC (A/D转换器(模拟-数字转换器电路))36， 其经由连接器20与振荡器单元18的前置放大器观相连。ADC 36连接至接收信号处理器 38，所述接收信号处理器38经由并/串联转换器40与无线通信部42相连。接收信号处理器38和并/串联转换器40连接至控制器46，所述控制器46经由连接器20与振荡器单元18的控制器32相连。控制器46还连接于存储部48。在振荡器单元18中组成振荡器阵列M的超声换能器根据由传输驱动器30提供的驱动信号传输超声波并接收来自受试者的超声回声以输出接收信号。每个超声换能器包括具有例如由压电陶瓷材料(其代表是PZT (锆钛酸铅))或压电聚合物(其代表是PVDF(聚偏二氟乙烯))制成的压电体的(超声)振荡器和设置在所述压电体各端部上的电极。当向所述振荡器的电极施加脉冲电压或连续波电压时，压电体扩张和收缩以使振荡器产生脉冲的或连续的超声波。合成这些超声波，以形成超声波束。在接收传播的超声波时，振荡器扩张和收缩，以产生电信号，随后电信号为超声波接收信号输出。在控制器32的控制下，传输/接收开关沈使振荡器阵列M与前置放大器观和传输驱动器30之一选择性连接。前置放大器观放大由振荡器阵列M的各个超声换能器输出的接收信号并将经放大的接收信号传送到无线探头主体16的ADC 36。传输驱动器30包括，例如，多个脉冲发生器并基于由控制器32选择的传输延迟模式来调节用于各个换能器的驱动信号的延迟量，使得从振荡器阵列M传输的超声波形成宽超声波束，该宽超声波束覆盖受试者一定区域的组织并向振荡器阵列M中的换能器提供经调节的驱动信号。基于从经由连接器20与控制器32相连的无线探头主体16的控制器46传输的不同控制信号，控制器32控制无线探头14的不同部分，诸如传输驱动器30和传输/接收开关26。振荡器阵列M具有特定的频率范围和特定的驱动电压(actuationvoltage)。与之相关地，使用的前置放大器观具有与振荡器阵列M的频率范围兼容的频率范围，且使用的传输驱动器30输出与振荡器阵列M的驱动电压兼容的驱动电压。控制器32还与存储部34相连。存储部34是存储无线探头14的特定识别信息(ID信息)的存储器。更具体地， 振荡器单元18D1、振荡器单元18D2和振荡器单元18D3的存储部34分别存储振荡器单元 18D1的特定识别信息、振荡器单元18D2的特定识别信息和振荡器单元18D3的特定识别信肩、ο如上所述，将通过前置放大器28放大的接收信号传送至无线探头主体16的ADC 36。ADC 36将通过前置放大器28放大的接收信号转换为数字信号。在控制器46的控制下，接收信号处理器38使在ADC 36中转换为数字信号的接收信号进行正交检波或正交采样，从而产生复基带信号，对所述复基带信号采样，以产生包含关于所述组织区域的信息的抽样数据，并向并/串联转换器40提供所述抽样数据。接收信号处理器38可以通过进行数据压缩生成抽样数据，以对通过采样所述复基带信号而获得的数据进行高效地编码。并/串联转换器40使用多个通道将由接收信号处理器38产生的并联抽样数据转换为串联抽样数据。无线通信部42根据串联抽样数据进行载波调制以产生传输信号并向天线提供所述传输信号，以使得该天线将传输无线电波，以实现抽样数据的传输。本文中可以使用的调制方法包括ASK (幅移键控)、PSK (相移键控)、QPSK(正交相移键控)、和16QAM(16正交振幅调制)。无线通信部42通过与诊断装置主体12的无线通信将抽样数据传输至诊断装置主体12，接收来自诊断装置主体12的各种控制信号，并将接收到的控制信号输出到控制器 46。基于由诊断装置主体12接收的控制信号，控制器46将信号传输至振荡器单元18 的控制器32以控制传输驱动器30并还控制无线通信部42，从而使抽样数据可以以设定的传输无线电场强传输。控制器46与存储部48相连，所述存储部48是存储无线探头主体16的特定识别信息的存储器。连接器20用于经由电接触将振荡器单元18可拆卸地安装在无线探头主体16上并在它们之间建立电连接。振荡器单元18通过连接器20安装在无线探头主体16上，形成无线探头14。利用连接器20在无线探头主体16上安装振荡器单元18的方法不受特别限制，并且可以使用任何已知的方法。连接器20包括接收信号线和通信线，该接收信号线将通过振荡器单元18的前置放大器观放大的接收信号传输至无线探头主体16的ADC36，该通信线在振荡器单元18的控制器32和无线探头主体16的控制器46之间传输信号。无线探头主体16包括内置电池(未显示)并且电能由电池供应至无线探头14的振荡器单元18和无线探头主体16中的电路。如上所述，在图示的诊断系统10中，制造3种振荡器单元18，包括线性扫描类型振荡器单元18D1，凸面扫描类型振荡器单元18D2和扇形扫描类型振荡器单元18D3。在图示的实施方案中，振荡器单元18D1安装在无线探头主体16上，形成线性扫描类型的无线探头14。振荡器单元18D2安装在无线探头主体16上，形成凸面扫描类型的无线探头14。另外，振荡器单元18D3安装在无线探头主体16上，形成扇形扫描类型的无线探头14。因此，使用单个无线探头主体16的诊断系统10可以具有三种类型的无线探头14， 包括线性扫描类型、凸面扫描类型和扇形扫描类型。在本发明的实践中，振荡器单元18不局限于这三种类型，并且可以对超声探头使用与以上类型不同的扫描类型(例如，核素扫描类型(radicalscan type))的振荡器单元 18来代替所述三种类型的至少一种或除所述三种类型的至少一种外另外使用。振荡器单元18可以是其中布置兼容相互不同频率范围的超声换能器的振荡器单元或其中布置各自具有与谐波成像兼容的谐波接收用压电装置的超声换能器的振荡器单兀。振荡器单元18的数目也不局限于三个。
在这点上，同样适用于将在下文中描述的有线探头76。另外，在图示的优选实施方案中，振荡器单元18包括前置放大器28，以根据振荡器阵列M的频率范围进行放大，并还包括传输驱动器30，以输出驱动电压。然而，这不是本发明的唯一情形。换言之，另一种配置也是可能的，其中无线探头主体16设置有前置放大器观、传输驱动器30等，并且振荡器单元18仅包括振荡器阵列M和存储部34。然而，振荡器单元 18优选包括前置放大器观和传输驱动器30 (如图示的实施方案中那样)，因为不需要在各个相应的振荡器单元18中设置过多设计(over-engineered)的前置放大器或传输驱动器， 所述振荡器单元18能够根据振荡器阵列M的频率范围合适地传输和接收超声波。图示的诊断系统10包括一个无线探头主体16。然而，本发明不仅限于此，并且诊断系统10可以包括多个无线探头主体16，诸如其中在接收信号处理器38的处理是相互不同的多个无线探头主体16。在另一方面，诊断装置主体12包括无线通信部50，其经由串/并联转换器52与图像形成部M相连，并且图像形成部M与监视器56相连。无线通信部50、串/并联转换器52和图像形成部M与控制器58相连。另外，控制器58与操作者执行输入操作的操作部60相连。无线通信部50通过与无线探头14的无线通信将不同控制信号传输至无线探头 14。无线通信部50解调由天线接收到的信号，以输出串联抽样数据。串/并联转换器52将由无线通信部50输出的串联抽样数据转换为并联抽样数据。图像形成部M对所述抽样数据进行接收聚焦(reception focusing)，以产生代表超声诊断图像的图像信号。图像形成部M包括定相加法器和图像处理器。定相加法器根据装置控制器58中设定的接收方向，从多种先前存储的接收延迟模式中选择一种接收延迟模式，并基于所选择的接收延迟模式，为由取样数据代表的复基带信号提供各自的延迟并将它们相加以进行接收聚焦。通过该接收聚焦处理，生成其中使超声回声的焦点会聚的基带信号(声线信号)。图像形成部M中的图像处理器根据由定相加法器产生的声线信号产生，例如， B-模式图像信号，该信号是关于受试者内组织的断层图像信息。图像处理器包括STC (灵敏度时间控制)部件和DSC (数字扫描转换器)。STC部件根据至超声波的反射位置的深度，对声线信号校正由于距离引起的衰减。在另一方面，DSC 将由STC部件校正的声线信号转换为与普通电视信号扫描模式兼容的图像信号(进行光栅转换)并进行所需的图像处理诸如层次处理(gradation processing)以产生图像信号。基于由无线探头14 (无线探头主体16)传送的振荡器单元18和无线探头主体16 的识别信息，图像形成部M根据这两种识别信息的组合处理接收信号。监视器56基于由图像形成部讨产生的图像信号显示超声诊断图像并包括，例如， 显示装置诸如IXD。基于操作者从操作部60输入的指令，控制器58控制无线通信部50，以使得各种控制信号以设定的传输无线电场强来传输，并使图像形成部M产生图像信号，以使得监视器 56显示超声诊断图像。
在超声诊断时，控制器58从无线探头14获取振荡器单元18和无线探头主体16的识别信息，当获取的识别信息合适时在无线探头14和诊断装置主体12之间建立无线通信， 并向图像形成部M发出指令，从而可以进行适合于振荡器单元18和无线探头主体16的处理。通过解释诊断系统10的操作，在下文中进一步详细描述本发明的无线超声诊断系统。操作者在无线探头主体16上安装选自诊断线性扫描类型振荡器单元18D1、凸面扫描类型振荡器单元18D2和扇形扫描类型振荡器单元18D3的振荡器单元18之一，由此形成无线探头14。然后，操作者从诊断装置主体12的操作部60输入包括患者信息和诊断命令的诊断信息。响应于诊断信息的输入，诊断装置主体12的控制器58发出通过无线通信与无线探头主体16的控制器46无线连接的请求。当接收到无线连接请求时，无线探头主体16的控制器46对振荡器单元18的控制器32发出指令，从而读出在存储部34中存储的识别信息并将其传输至控制器46，并从控制器32获取振荡器单元18的识别信息。并行地，无线探头主体16的控制器46读出无线探头主体16的存储部48中存储的识别信息，以获取无线探头主体16的识别信息。当获取振荡器单元18的识别信息和无线探头主体16的识别信息时，控制器46将组合的识别信息由无线通信部42通过无线通信传输至诊断装置主体12。在其中振荡器单元18不安装在无线探头主体16上的情形中，控制器46将该信息与无线探头主体16的识别信息的组合传输至诊断装置主体12。当接收到由无线探头主体16传输的识别信息时，诊断装置主体12的无线通信部 50将接收到的识别信息传输至控制器58。为了描述的目的，无线探头主体16的识别信息、线性扫描类型振荡器单元18D1的识别信息、凸面扫描类型振荡器单元18D2的识别信息和扇形扫描类型振荡器单元18D3的识别信息分别由W1、D1、D2和D3表示，并且指示其中振荡器单元18不安装在无线探头主体 16上的情形的信息由DO表示。在Wl-Dl的组合识别信息的情形中，控制器58在其中将振荡器单元18D1安装在 (连接到)无线探头主体16上的线性扫描类型无线探头14和诊断装置主体12之间建立和进行无线通信。在W1-D2的组合识别信息的情形中，控制器58在其中将振荡器单元18D2安装在无线探头主体16上的凸面扫描类型无线探头14和诊断装置主体12之间建立和进行无线
ififn。在W1-D3的组合识别信息的情形中，控制器58在其中将振荡器单元18D3安装在无线探头主体16上的扇形扫描类型无线探头14和诊断装置主体12之间建立和进行无线
ififn。相反，在Wl-DO的组合识别信息的情形中，振荡器单元18不安装在无线探头主体 16上，并且因此控制器58终止诊断装置主体12和无线探头主体16之间的无线通信。
在Wl-DO的组合识别信息的情形中，无线通信终止后可以紧接着发出警报声或在监视器56上显示“无振荡器单元安装在无线探头主体上”的消息。在诊断装置主体12和无线探头14 (无线探头主体16)之间建立无线通信时，监视器56显示指示响应于来自控制器58的指令可能进行诊断的消息，从而使操作者可以发出开始超声诊断的指令。与建立无线通信并行地，诊断装置主体12的控制器58将包括无线探头主体16的识别信息和振荡器单元18的识别信息的组合信息传输至图像形成部M。在发出开始诊断的指令后，诊断装置主体12的控制器58将关于操作控制的指令经由无线通信部50传输至无线探头14。无线探头主体16的无线通信部42接收关于操作控制的指令并将其传送至控制器 46。然后，控制器46将驱动振荡器阵列M的指令经由连接器20输出至振荡器单元18的控制器32。接收该指令的振荡器单元18的控制器32导致传输/接收开关沈进行操作，从而使传输驱动器30可以与振荡器阵列M相连，且组成振荡器阵列M的超声换能器根据由传输驱动器30提供的驱动信号传输超声波。此后，控制器32使传输/接收开关26进行操作，使得前置放大器观与振荡器阵列M连接，并且从振荡器阵列M (其接收来自受试者的超声回声)的换能器输出的接收信号在经由连接器20传输至无线探头主体16之前，在前置放大器观中放大。传输至无线探头主体16的接收信号在ADC 36中数字化并提供给接收信号处理器 38，在所述接收信号处理器38中产生抽样数据。抽样数据在从无线通信部42无线传输至诊断装置主体12之前，在并/串联转换器40中转换为串联形式。通过诊断装置主体12的无线通信部50接收到的抽样数据在串/并联转换器52 中转换为并联形式并传输至图像形成部M。图像形成部M使传输的抽样数据进行适合于诊断和先前提供的无线探头主体16 和振荡器单元18的组合识别信息的处理，由此产生显示图像信号。例如，图像形成部M的图像处理器中设置的DSC根据安装在无线探头14中的振荡器单元18的扫描模式，进行图像信号座标转换或插值(interpolation)。将在图像形成部M中产生的显示图像信号传送至监视器56，在所述监视器56中， 基于图像信号显示超声诊断图像。图3是显示本发明的无线超声诊断系统的另一个实施方案的概念图。图3中显示的无线超声诊断系统70(下文中称为"诊断系统70")是其中除前述无线探头14以外还可以使用有线超声探头76的系统。除与如前述诊断装置主体12基本相同方式配置的诊断装置主体12a，和无线探头14 (无线探头主体16和振荡器单元18D1、 18D2和18D3)以外，诊断系统70包括，例如，推车72、中间处理单元74和有线超声探头 76 (下文中称为"有线探头76")。在图示的诊断系统70中，制造三种有线探头76，包括线性扫描类型有线探头 76A1、凸面扫描类型有线探头76A2和扇形扫描类型有线探头76A3。有线探头76不仅限于如上所述的这些类型。在图3中所示的诊断系统70中，有线探头76是本发明中的压电振荡器单元且中间处理单元74是本发明中的无线通信单元。因此，有线探头76与中间处理单元74相连。推车72是带有轮子7 的可移动车架，在所述可移动车架上以固定方式安装中间处理单元74并可拆卸地安装便携式诊断装置主体12a。推车72具有电源部件78，驱动电能从所述电源部件78经由电源线78a供给至中间处理单元74。当安装在推车72上时，也经由电源线78b从电源部件78向诊断装置主体 1 供应驱动电能。图4是概念上显示诊断系统70的配置的框图。在诊断系统70中，因为中间处理单元74和诊断装置主体12a中的许多组件与前述诊断系统10中设置的那些相同，并所述组件之间的相互关系也基本相同，所以相似的组件通过相同附图标记来表示并且以下描述主要集中于不同的部件。每个有线探头76包括振荡器阵列(未显示)、存储部82、电信号线76a和连接器 76b。所述振荡器阵列是与前述振荡器阵列M相同的类型，其由超声换能器的一维或二维阵列组成。存储部82是存储有线探头76的特定识别信息的存储器。存储部82可以设置在连接器76b内。有线探头76的振荡器阵列通过电信号线76a与连接器7 相连。连接器7 安装在(连接到)将稍后描述的在中间处理单元74的连接/选择部80中设置的探头连接器 84。连接器76b和探头连接器84之间的连接使有线探头76(振荡器阵列)与中间处理单元74 (更具体地，将稍后描述的连接/选择部80)电连接。振荡器单元18的前置放大器观、传输/接收开关沈和传输驱动器30以及连接/ 选择部80设置在图2中所示的诊断系统10的无线探头主体16中，形成中间处理单元74。 因此，控制这些组件的控制器47以与控制器46稍微不同的方式起作用。在该实施方案中，还可以使用其中有线探头76包括前置放大器观、传输/接收开关沈和传输驱动器30的配置。连接/选择部80包括用于与有线探头76的连接器76b连接的三个探头连接器 84。在本发明的实践中，中间处理单元74中用于与有线探头76连接的探头连接器84 的数目不仅限于三个，且可以是两个以下，或四个以上。可以使用任何已知的方法来连接连接器7 和探头连接器84。连接/选择部80与传输/接收开关沈相连。连接/选择部80具有探头连接器 84，所述探头连接器84上安装有有线探头76的连接器76b，并且连接/选择部80选择有线探头76之一，诊断装置主体12a的操作部60a对所述有线探头76之一建立无线通信从而接收或传输信号。换言之，在诊断系统70中，驱动信号从传输/接收开关沈传输至由连接/选择部 80选择的有线探头76 (振荡器阵列)之一，并且从所述振荡器阵列输出的接收信号传输至传输/接收开关26。
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传输/接收开关沈、传输驱动器30、接收信号处理器38、并/串联转换器40和无线通信部42与控制这些组件的控制器47相连。中间处理单元74的控制器47与存储部49相连。存储部49是存储中间处理单元 74的特定识别信息的存储器。前述实施方案中的诊断系统10的诊断装置主体12设置有推车检测器62且操作部60a设置有用于选择任一有线探头76以形成诊断装置主体12a的部件。推车检测器62检测诊断装置主体1 是否安装在推车72上。对检测诊断装置主体1 是否安装在推车72上的方法不存在特殊限制。例如，可以使用不同的已知方法，包括其中使用当诊断装置主体1 安装在推车72的预定位置时被接合的开关的方法，其中使用当诊断装置主体1 安装在推车72的预定位置时可以被检测到的磁力的方法，和其中检测与电源线78b的连接的方法。推车检测器62不是诊断系统70的必要组件。例如，不需要在这样的诊断系统中设置推车检测器62，在所述诊断系统中根据使用无线探头14和有线探头76中哪一个进行超声诊断来进行选择/输入操作。通过解释使用诊断系统70中的有线探头76的超声诊断操作，在下文中进一步详细描述本发明的无线超声诊断系统。使用诊断系统70中的无线探头14的超声诊断可以以与上述完全相同的方式进行。操作者将线性扫描类型有线探头76A1、凸面扫描类型有线探头76A2和扇形扫描类型有线探头76A3中的至少一个与中间处理单元74 ( —个或多个探头连接器84)的连接 /选择部80相连接。然后，操作者从诊断装置主体12a的操作部60a输入包括患者信息和诊断命令的诊断信息。响应于诊断信息的输入，诊断装置主体1 的控制器58发出通过无线通信与中间处理单元74的控制器47无线连接的请求。当接收到无线连接的请求时，中间处理单元74的控制器47从与其相应的探头连接器84经由连接/选择部80相连的任一有线探头76的存储部82读出识别信息，从而获取有线探头76的识别信息。并行地，中间处理单元74的控制器47读出中间处理单元74 的存储部49中存储的识别信息，以获取中间处理单元74的识别信息。在获取任一有线探头76的识别信息和中间处理单元74的识别信息时，控制器47 将组合的识别信息从无线通信部42通过无线通信传输至诊断装置主体12a。在其中无有线探头76与连接/选择部80相连的情形中，控制器47将该信息与中间处理单元74的识别信息的组合传输至诊断装置主体12a。将传输至诊断装置主体1 的识别信息由无线通信部50传送至诊断装置主体12a 的控制器58。为了描述的目的，中间处理单元74的识别信息、线性扫描类型有限探头76A1的识别信息、凸面扫描类型有线探头76A2的识别信息和扇形扫描类型有线探头76A3的识别信息分别由W2、Al、A2和A3表示，并且指示其中无有线探头76与中间处理单元74相连的情形的信息由AO表示。
例如，在其中线性扫描类型有线探头76A1仅与中间处理单元74相连的情形中， W2-A1、W2-A0和W2-A0的组合识别信息传输至控制器58。响应于所述组合识别信息的接收，控制器58在与有线探头76A1结合的中间处理单元74和诊断装置主体1 之间建立和进行无线通信。在其中线性扫描类型有线探头76A1和凸面扫描类型有线探头76A2仅与中间处理单元74相连的情形中，W2-A1、W2-A2和W2-A0的组合识别信息传输至控制器58。响应于所述组合识别信息的接收，控制器58使监视器56显示任一待用有线探头 76的选择。作为响应于该请求选择任一有线探头76的结果，控制器58建立与所选有线探头76的无线通信。例如，在其中选择有线探头76A2的情形中，控制器58在与有线探头76A2 结合的中间处理单元74和诊断装置主体1 之间建立和进行无线通信。在其中线性扫描类型有线探头76A1、凸面扫描类型有线探头76A2和扇形扫描类型有线探头76A3与中间处理单元74相连的情形中，W2-A1、W2-A2和W2-A3的组合识别信息传输至控制器58。响应于所述识别信息的接收，控制器58驱动对任一有线探头76的选择，并与所选有线探头76建立无线通信，如以上情形。例如，在其中选择有线探头76A3的情形中，控制器58在与有线探头76A3结合的中间处理单元74和诊断装置主体1 之间建立和进行无线通信。相反，在其中没有有线探头76与中间处理单元74相连的情形中，W2-A0、W2_A0和 W2-A0的组合识别信息传输至控制器58。在该情形中，控制器58确认没有有线探头76与中间处理单元74相连并且终止诊断装置主体1 和中间处理单元74之间的有线通信。在该情形中，无线通信的终止可以紧接着发出警报声或在监视器56上显示“没有有线探头连接”的消息，如以上实施方案。在建立具有有线探头76的诊断装置主体1 和中间处理单元74的无线通信后， 控制器58任选地使监视器56显示指示可能进行诊断的消息，从而使操作者可以发出开始超声诊断的指令。与无线通信的建立并行地，诊断装置主体12a的控制器58将包括有线探头76的识别信息和中间处理单元74的识别信息的组合信息传输至图像形成部M。当发出开始诊断的指令后，诊断装置主体1 的控制器58将操作控制的指令经由无线通信部50传输至中间处理单元74。中间处理单元74的无线通信部42接收所述操作控制的指令并将其传输至控制器 47。当接收到该指令后，控制器47向连接/选择部80发出指令，从而向与其建立无线通信的有线探头76提供驱动信号并接收接收信号。此后，控制器47使传输/接收开关沈进行操作，从而使传输驱动器30可以与连接/选择部80相连，且组成与其建立无线通信的有线探头76的振荡器阵列的超声换能器根据由传输驱动器30提供的驱动信号传输超声波。此后，控制器47使传输/接收开关26进行操作，从而使前置放大器观连接于与其建立无线通信的有线探头76，且从接收到来自受试者的超声回声的振荡器阵列的超声换能器输出的接收信号在传输至ADC 36之前在前置放大器观中放大。后继步骤如上述诊断系统10中相同，且接收信号在ADC 36中数字化，在接收信号处理器38中转换为抽样数据并在并/串联转换器40中转换为串联形式，随后从无线通信部42无线传输至诊断装置主体12a。通过诊断装置主体12a的无线通信部50接收的抽样数据在串/并联转换器52中转换为并联数据并在图像形成部M中进行适合于诊断和有线探头76与中间处理单元74 的组合的处理，并且超声诊断图像在监视器56上显示。换言之，图3和4中显示的诊断系统70作为无线超声诊断系统使用，甚至当诊断系统70不包括无线探头14，但仅包括任一有线探头76时。如由以上说明清楚地，根据本发明的超声诊断系统，在诊断装置主体已经获取超声振荡器单元的识别信息和无线通信单元的识别信息两者后建立无线通信。因此，对具有所需设置的超声探头可以平稳地形成从压电振荡器单元到诊断装置主体的连接，且诊断装置主体可以可靠地识别超声探头的设置。甚至当振荡器单元18在无线探头16中可更换时，诊断装置主体12(12a)可以可靠地获取振荡器单元18和无线探头主体16的信息。超声诊断系统还可以有利地应用于这样的系统，其不具有无线探头14并选择和使用多于一个的有线探头76。另外，超声诊断系统还可以有利地应用于这样的系统，其包括其中振荡器单元18是可更换的无线探头14和多于一个的有线探头76。在诊断系统诸如其中可以使用无线探头14和有线探头76 二者的诊断系统70中， 诊断装置主体12a的操作部60a优选地设置有用于选择待用的无线探头14和有线探头76 中的任一个的装置。而且，在其中可以使用无线探头14和有线探头76 二者的诊断系统70中，根据如何布置诊断装置主体12a，可以自动选择无线探头14和有线探头76 (和与中间处理单元74 的组合)中哪一个优先被安置用于建立无线通信。例如，在其中基于在诊断装置主体1 的推车检测器62中获得的检测结果诊断装置主体1 没有安装在推车72上的情形中，操作者携带诊断装置主体1 并在医院中床边利用无线探头14进行超声诊断的可能性很高。因此，在其中诊断装置主体1 没有安装在推车72上的情形中，诊断装置主体12a 的控制器58首先发出与无线探头14的无线探头主体16无线连接的请求并如以前的实施方案中那样建立无线连接。在其中与无线探头主体16不能建立无线通信(超时(time out))或识别信息是Wl-DO (没有安装振荡器单元固定)的情形中，控制器58然后发出与中间处理单元74无线连接的请求并如上建立无线连接。相反地，在其中诊断装置主体1 安装在推车72上的情形中，诊断装置主体12a 在推车72上与中间处理单元74 —起移动。在该情形中，诊断装置主体12a的控制器58首先发出与中间处理单元74无线连接的请求并如上建立无线连接。在其中与中间处理单元74不能建立无线通信(电源关闭或超时)或识别信息是所有均为W2-A0(没有有线探头76与中间处理单元74相连)的情形中，控制器58然后发出与无线探头14的无线探头主体16无线连接的请求并如上建立无线连接。
在其中推车72设置有探头架的情形中，不是诊断装置主体1 是否安装在推车72 上，而是可以使用传感器来检测无线探头主体16是否从无线探头架中取出或有线探头76 是否从有线探头架中取出，从而确定对哪一个，即无线探头14或中间处理单元74优先作出无线连接的请求。还可以存在其中诊断装置主体1 没有安装在推车72上且操作者不希望使用无线探头14而希望使用有线探头76 (希望与中间处理单元74通信)的情形，和其中诊断装置主体1 安装在推车72上且操作者不希望使用中间处理单元74而希望使用无线探头 14 (希望与无线探头14通信)的情形。在这样的情形中，响应于来自操作者的请求指令在诊断装置主体12a中终止与有效与其通信的配对体(partner)(无线探头14和中间处理单元74之一)的通信，并作出与所需配对体无线连接的请求。在其中在图1和图2中所示的诊断系统10中将更换无线探头14的振荡器单元 18，或在图3和图4中所示的诊断系统70中将更换无线探头14的振荡器单元18，或在图3 和图4中所示的诊断系统70中将改变与中间处理单元74相连的有线探头76的情形中，优选进行以下处理步骤。S卩，在这样的情形中，响应于来自操作者的更换请求指令，首先从诊断装置主体 12(1 )、无线探头主体16和中间处理单元74之一(即，由输入更换请求指令的部件)发出终止无线连接的请求。然而，操作者作出改变。随后，当发出重新开始指令后，再次从诊断装置主体 12 (12a)向无线探头主体16和/或中间处理单元74发出无线连接请求。随后，根据由诊断装置主体12 (12a)获取的识别信息如上建立无线通信，并进行与连接状态对应的无线通在系统诸如其中可以使用有线探头76和无线探头14两者的诊断系统70中，中间处理单元74和诊断装置主体1 之间的通信可以不是无线的，而是有线的。在这样的情形中，中间处理单元74的并/串联转换器40和无线通信部42不是必要的且在接收信号处理器38中处理的接收信号可以传送至诊断装置主体12a的图像形成部M或任选设置的与图像形成部M相连的存储装置(接收信号的存储器)。虽然在上文中详细描述了本发明的无线超声诊断系统，但是本发明决不仅限于以上实施方案，且在不偏离本发明的范围和精神的条件下可以进行不同的改进和改变。例如，以上实施方案仅包括一个中间处理单元74。然而，本发明不仅限于此并可以包括多于一个的中间处理单元74。所述无线超声诊断系统可以有利地在医疗场所中应用于超声诊断。
权利要求
1.无线超声诊断系统，其包括至少一个压电振荡器单元，其传输和接收超声波，根据接收到的超声波输出接收信号并具有特定的识别信息；至少一个无线通信单元，其包括用于处理由所述至少一个压电振荡器单元输出的接收信号的信号处理器、用于将所述信号处理器中处理的接收信号转换为无线信号和传输已转换的接收信号的无线通信部和用于获取所述至少一个压电振荡器单元的识别信息的获取部，所述至少一个无线通信单元通过电接触与所述至少一个压电振荡器单元可拆卸地连接，并具有特定的识别信息；和诊断装置主体，其与所述至少一个无线通信单元进行无线通信并根据由所述至少一个压电振荡器单元接收到的接收信号产生超声图像，其中所述诊断装置主体获取所述至少一个压电振荡器单元的识别信息和所述至少一个无线通信单元的识别信息，以建立与所述至少一个无线通信单元的无线通信。
2.根据权利要求1的无线超声诊断系统，其中所述至少一个压电振荡器单元之一与所述至少一个无线通信单元之一连接，从而形成操作者可以手持的无线超声探头。
3.根据权利要求1或2的无线超声诊断系统，其中所述至少一个压电振荡器单元的每一个是操作者可以手持的有线超声探头。
4.根据权利要求3的无线超声诊断系统，其中有线超声探头可连接于所述至少一个无线通信单元的每一个并且由所述诊断装置主体指定的有线超声探头被驱动。
5.根据权利要求4的无线超声诊断系统，其中所述诊断装置主体是便携式的且其中所述无线超声诊断系统还包括推车，所述至少一个无线通信单元以固定方式安装在所述推车上，并且所述诊断装置主体可拆卸地安装在所述推车上。
6.根据权利要求1的无线超声诊断系统，其中所述至少一个压电振荡器单元包括两个或更多个压电振荡器单元且所述至少一个无线通信单元包括两个或更多个无线通信单元，其中所述两个或更多个压电振荡器单元中的至少一个是操作者可以手持的有线超声探头，其中有线超声探头可连接于所述两个或更多个无线通信单元中的至少一个并且由所述诊断装置主体指定的有线超声探头被驱动，且其中所述两个或更多个压电振荡器单元中的至少一个与所述两个或更多个无线通信单元中的至少一个相互连接，从而形成操作者可以手持的无线超声探头。
7.根据权利要求6的无线超声诊断系统，其中所述诊断装置主体是便携式的且其中所述无线超声诊断系统还包括推车，可与所述有线超声探头连接的所述两个或更多个无线通信单元中的至少一个以固定的方式安装在所述推车上，并且所述诊断装置主体可拆卸地安装在所述推车上。
8.根据权利要求7的无线超声诊断系统，其中所述诊断装置主体包括用于识别所述诊断装置主体是否安装在所述推车上的识别部。
9.根据权利要求8的无线超声诊断系统，其中基于获自所述识别部的识别结果，所述诊断装置主体在所述诊断装置主体不安装在所述推车上时优先建立与无线超声探头的无线通信，且在所述诊断装置主体安装在所述推车上时优先建立与连接于所述有线超声探头之一的所述两个或更多个无线通信单元中任一个的无线通信。
10.根据权利要求6的无线超声诊断系统，其中所述诊断装置主体包括选择器，所述选择器用于确定优先建立哪种通信，优先建立与无线超声探头的无线通信或优先建立与连接于所述有线超声探头之一的所述两个或更多个无线通信单元中任一个的无线通信。
11.根据权利要求1或2的无线超声诊断系统，其中当所述至少一个压电振荡器单元与所述至少一个无线通信单元分离时，所述至少一个无线通信单元发出终止与所述诊断装置主体无线连接的请求。
全文摘要
超声诊断系统包括至少一振荡器单元，至少一个通信单元和诊断装置主体，所述至少一个通信单元处理和无线传输由所述至少一个振荡器单元输出的接收信号并且与所述至少一个振荡器单元是可拆分的，所述诊断装置主体通过与所述至少一个通信单元的无线通信获取接收信号从而产生接收信号的超声图像。所述诊断装置主体获取所述至少一个振荡器单元和所述至少一个通信单元的识别信息，以建立与至少一个无线通信单元的无线通信，从而使探头的接收信号被无线传输至诊断装置主体。所述超声诊断系统具有可更换的振荡器单元并能够在诊断装置主体和具有所需设置的探头之间进行灵活和平稳的无线连接。
文档编号A61B8/00GK102551798SQ201110329249
公开日2012年7月11日 申请日期2011年10月26日 优先权日2010年10月26日
发明者田边刚 申请人:富士胶片株式会社