УСТРОЙСТВО ДАТЧИКА, СЕРВЕР, СИСТЕМА ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ И СПОСОБ ОБРАБОТКИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ Российский патент 2017 года по МПК A61B8/14 G01N29/24 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к устройству датчика, серверу, системе для диагностики ультразвукового изображения и способу обработки ультразвукового изображения. В частности, настоящее изобретение относится к устройству датчика, серверу, системе для диагностики ультразвукового изображения и способу обработки ультразвукового изображения, которые основаны на облачных вычислениях при подключении к сети.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ультразвуковые волны являются звуковыми волнами в области частот выше области слышимых частот (слышимые частоты, обычно, находятся в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц). Соответственно, ультразвуковые волны не могут быть слышны людям. Типичная система для диагностики ультразвукового изображения передает из точки передачи, внешней относительно тела, ультразвуковой сигнал, который проникает в ткани или органы в теле человека с использованием тела человека в качестве среды, и получает изображение тканей или органов с использованием информации об ультразвуковом сигнале, отраженном от тканей или органов в теле человека.

Обычно, такие системы ультразвуковой визуализации являются небольшими и недорогими и отображают изображение в реальном времени. Поскольку система имеет высокую стабильность и не подвергается воздействию рентгеновского или подобного излучения, то систему можно также широко применять с другими устройствами диагностики изображений, например, рентгеновским диагностическим устройством, компьютерным томографическим (CT) сканером, устройством магнитно-резонансной томографии (MRI) и медицинским устройством радионуклидной диагностики.

Ультразвуковая система может быть передвижного типа или переносного (HCU) типа. Из-за большего размера, систему передвижного типа применять труднее, чем HCU-типа, в чрезвычайных обстоятельствах или в обычных домашних условиях. Между тем, система HCU-типа может быть удобнее для применения в чрезвычайных обстоятельствах и т.п., чем система передвижного типа, так как системы HCU-типа изготавливают с использованием преобразователя или устройства для обработки информации ультразвукового изображения в форме портативного терминала. Однако, качество ультразвукового изображения системы HCU-типа страдает, в частности, в сравнении с системами передвижного типа, в основном из-за ограничения размера портативного терминала и ограничений потребления энергии, так как в портативном терминале используют перезаряжаемые батареи.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА

Настоящее изобретение обеспечивает устройство датчика, сервер, систему для диагностики ультразвукового изображения и способ обработки ультразвукового изображения. Настоящее изобретение устраняет ограничения на компактность и снижение веса, и заметно снижает стоимость производства. Устройства для диагностики ультразвукового изображения в соответствии со способом, системой и устройством по настоящему изобретению обеспечивают удовлетворение потребности в компактности и малом весе для повышения степени портативности устройства и, кроме того, решают задачи, связанные с компактностью, малым весом и стоимостью производства, которые до настоящего времени сдерживали разработку такого высокопроизводительного устройства обработки данных, которое обрабатывает сигнал изображения высокого разрешения или выполняет различные функции устройства.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ

В соответствии с примерным аспектом настоящего изобретения предлагается устройство датчика, предпочтительно содержащее: импульсный генератор, содержащий формирователь импульсов, который генерирует импульсный сигнал; преобразователь, который преобразует импульсный сигнал, генерируемый импульсным генератором в ультразвуковые волны и преобразует принимаемые ультразвуковые волны в электрический сигнал; процессор аналоговых сигналов, который формирует эхосигнал с использованием электрического сигнала, преобразованного преобразователем; и блок связи датчика, который осуществляет связь по сети с сервером, который выполняет приложение диагностики ультразвуковых изображений, запрошенное электронным устройством, и передает эхосигнал, формируемый процессором аналоговых сигналов, в сервер.

В предпочтительном варианте, устройство датчика может дополнительно содержать блок связывания, который выполняет процесс соединения (связывания) устройства датчика с приложением диагностики ультразвуковых изображений, выполняемым сервером.

В предпочтительном варианте, импульсный генератор может дополнительно содержать формирователь луча передатчика, который фокусирует ультразвуковые волны, выводимые из преобразователя.

В предпочтительном варианте, процессор аналоговых сигналов может содержать: усилитель, который усиливает электрический сигнал, преобразованный преобразователем; и аналого-цифровой (A/D) преобразователь, который преобразует электрический сигнал, усиленный усилителем, в цифровой эхосигнал.

В предпочтительном варианте, процессор аналоговых сигналов может дополнительно содержать формирователь луча приемника, который фокусирует цифровой эхосигнал, преобразованный A/D преобразователем.

В предпочтительном варианте, процессор аналоговых сигналов может дополнительно содержать блок сжатия, который сжимает размер данных цифрового эхосигнала, преобразованного A/D преобразователем.

В предпочтительном варианте, блок связи датчика может содержать, по меньшей мере, один из модуля мобильной связи, который непосредственно подключается к сети, беспроводного Интернет-модуля, проводного Интернет-модуля и модуля связи по локальной сети или может содержать интерфейс связи, подключающийся к сети через внешний модуль связи.

В предпочтительном варианте, устройство датчика может дополнительно содержать блок пользовательского ввода, который принимает ввод от пользователя.

В соответствии с другим примерным аспектом настоящего изобретения предлагается сервер, предпочтительно содержащий: блок связи сервера, который осуществляет связь с устройством датчика и электронным устройством по сети; блок хранения данных, который хранит приложение диагностики ультразвуковых изображений; и рабочий блок, который выполняет приложение диагностики ультразвуковых изображений, когда электронное устройство запрашивает выполнение приложения диагностики ультразвуковых изображений, при этом рабочий блок формирует данные ультразвукового изображения с использованием эхосигнала, переданного из электронного устройства, и передает сформированные данные ультразвукового изображения в электронное устройство.

В соответствии с другим примерным аспектом настоящего изобретения предлагается система для диагностики ультразвукового изображения, при этом система предпочтительно содержит: устройство датчика, которое передает эхосигнал, принятый из преобразователя, в сервер по сети; сервер, который выполняет приложение диагностики ультразвуковых изображений, причем данные ультразвукового изображения формируются с использованием эхосигнала, принятого из устройства датчика; и электронное устройство, содержащее блок отображения, который принимает по сети и отображает данные ультразвукового изображения, сформированные приложением диагностики ультразвуковых изображений сервера.

Приложение диагностики ультразвуковых изображений сервера, предпочтительно, может выполнять процесс формирования луча передатчика для фокусировки ультразвуковых волн, выводимых из преобразователя.

Приложение диагностики ультразвуковых изображений сервера может выполнять процесс формирования луча приемника, который фокусирует цифровой эхосигнал, преобразованный A/D преобразователем. Степень фокусировки может соответствовать предварительно заданному алгоритму, который задает фокус цифрового эхосигнала.

Устройство датчика может содержать модуль связи, непосредственно подключающийся к сети, или может непосредственно подключаться к сети. В данном случае, модуль связи может быть встроенным в устройство датчика или съемным с него.

В качестве альтернативы, устройство датчика может подключаться к сети через электронное устройство, с проводным или беспроводным подключением к электронному устройству. Например, устройство датчика может содержать интерфейс связи, подключенный к мобильному устройству, для беспроводного или проводного подключения к мобильному устройству, и мобильное устройство может подключаться к сети так, чтобы устройство датчика подключалось к сети не напрямую.

Блок отображения электронного устройства может отображать пользовательский интерфейс приложения диагностики ультразвуковых изображений, выполняемого сервером.

Устройство датчика может управляться из электронного устройства.

Режим ультразвукового изображения приложения диагностики ультразвуковых изображений можно выбрать с помощью электронного устройства.

Кроме того, электронное устройство, предпочтительно, может содержать первое электронное устройство и второе электронное устройство, которые, соответственно, принимают и отображают данные ультразвукового изображения, сформированные приложением диагностики ультразвуковых изображений сервера. Приложение диагностики ультразвуковых изображений, выполняемое сервером, может управляться одним из первого и второго электронных устройств. В качестве альтернативы, приложение диагностики ультразвуковых изображений, выполняемое сервером, может управляться как первым, так и вторым электронными устройствами. Данными ультразвукового изображения или пользовательским интерфейсом приложения диагностики ультразвуковых изображений, отображаемыми на первом электронном устройстве, можно манипулировать со второго электронного устройства, подключенного через сервер. Например, первое электронное устройство может управляться локально пользователем, например, работником неотложной помощи или пользователем, выполняющим самодиагностику, находящимся рядом с устройством датчика, и второе электронное устройство может применяться экспертом по диагностике изображений, находящимся удаленно от устройства датчика, например, в больнице. В данном случае, приложение диагностики ультразвуковых изображений сервера может выполняться с помощью первого электронного устройства, и второе электронное устройство может принимать и отображать данные ультразвукового изображения, сформированные приложением диагностики ультразвуковых изображений сервера. Возможно также, что изобретение может работать как равноправное устройство со вторым электронным устройством, взаимодействующим с подготовленными медицинскими экспертами, больницей или медицинским центром, и второе электронное устройство может обладать большими возможностями обработки данных в сравнении с первым устройством. Разумеется, режим ультразвукового изображения приложения диагностики ультразвуковых изображений, выполняемого на сервере, можно выбирать с помощью второго электронного устройства.

Электронное устройство может содержать мобильный терминал, подключенный к беспроводной сети или настольному компьютеру, подключенному к проводной или беспроводной сети. Мобильный терминал может быть мобильным телефоном, смартфоном, сенсорным планшетом, портативным компьютером, цифровым вещательным терминалом, персональным цифровым секретарем (PDA), портативным мультимедийным плейером (PMP), навигационным устройством, планшетным персональным компьютером (PC) или удаленным контроллером.

Сервер может выполнять процесс аутентификации пользователя на электронном устройстве.

В соответствии с другим примерным аспектом настоящего изобретения предлагается способ обработки ультразвукового изображения, при этом способ предпочтительно содержит следующие этапы: этап передачи запроса на выполнение приложения диагностики ультразвуковых изображений из электронного устройства в сервер по сети; этап выполнения приложения диагностики ультразвуковых изображений с использованием сервера, в соответствии с запросом электронного устройства; этап формирования эхосигнала с использованием устройства датчика; этап передачи эхосигнала, формируемого устройством датчика, в сервер; этап формирования данных ультразвукового изображения с использованием принятого эхосигнала; и этап отображения ультразвукового изображения на электронном устройстве при приеме данных ультразвукового изображения из сервера по сети.

В предпочтительном варианте, способ может дополнительно содержать этап соединения устройства датчика с приложением диагностики ультразвуковых изображений, выполняемым сервером.

Формирование эхосигнала может содержать: этап преобразования ультразвуковых волн, принимаемых из материала, подлежащего исследованию, в электрический сигнал; и этап преобразования электрического сигнала в цифровой эхосигнал.

Формирование эхосигнала может дополнительно содержать этап сжатия размера данных цифрового эхосигнала.

В устройстве датчика может выполняться процесс формирования луча передатчика для фокусировки ультразвуковых волн, выводимых из преобразователя устройства датчика. Приложением диагностики ультразвуковых изображений сервера может выполняться процесс формирования луча приемника для фокусировки ультразвуковых волн, выводимых из преобразователя устройства датчика.

В предпочтительном варианте, способ может дополнительно содержать этап отображения пользовательского интерфейса приложения диагностики ультразвуковых изображений, выполняемого сервером и выводимого в электронное устройство, на электронном устройстве.

Устройство датчика может управляться из электронного устройства.

Режим ультразвукового изображения приложения диагностики ультразвуковых изображений может быть выбран с помощью электронного устройства.

В предпочтительном варианте, способ может дополнительно содержать этап выполнения аутентификации пользователя на электронном устройстве, когда электронное устройство подключается к серверу, или когда рабочим блоком сервера выполняется приложение диагностики ультразвуковых изображений.

В предпочтительном варианте, когда электронное устройство, которое передало запрос на выполнение приложения диагностики ультразвуковых изображений в сервер, является первым электронным устройством, способ может дополнительно содержать этап подготовки второго электронного устройства для отображения ультразвукового изображения при приеме данных ультразвукового изображения из сервера. Сервер может передавать данные ультразвукового изображения во второе электронное устройство в соответствии с запросом первого или второго электронного устройства. В предпочтительном варианте, способ может дополнительно содержать этап выполнения аутентификации пользователя на втором электронном устройстве, когда второе электронное устройство подключается к серверу или приложению диагностики ультразвуковых изображений.

Приложение диагностики ультразвуковых изображений, выполняемое сервером, может управляться одним из первого и второго электронных устройств. Приложение диагностики ультразвуковых изображений, выполняемое сервером, может управляться обоими из первого и второго электронными устройствами.

Ультразвуковым изображением или пользовательским интерфейсом приложения диагностики ультразвуковых изображений, отображаемым на первом электронном устройстве, можно манипулировать со второго электронного устройства, подключенного через сервер. Ультразвуковым изображением или пользовательским интерфейсом приложения диагностики ультразвуковых изображений, отображаемым на втором электронном устройстве, можно манипулировать с первого электронного устройства, подключенного через сервер.

ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с системами и способами примерных вариантов осуществления настоящего изобретения, процесс обработки изображений с высокой загруженностью сосредоточен на сервере, так что устройство датчика или электронное устройство не нуждается в высокопроизводительном устройстве обработки данных. Следовательно, устройство датчика или электронное устройство может быть компактным и облегченным для повышения степени портативности и сокращения стоимости производства.

В случае, когда первое устройство и/или второе устройство могут оба составлять терминал мобильной связи, например, с пользователем в удаленном местоположении, использующим датчик 100, прикрепленный к устройству 95 или интегрированный с ним, чтобы обеспечивать информацию для медицинского эксперта через второе электронное устройство 500, человек, выполняющий обследование, и медицинский эксперт могут отправлять или принимать телефонные сообщения для/от человека, самостоятельно выполняющего свое обследование или локально обследуемого, в то время, как пользователь второго электронного устройства или другого устройства связи может обеспечивать речевую обратную связь или команды для пользователя устройства 95, вместо или дополнительно ко второму электронному устройству, манипулирующему устройством 95. Подобный примерный вариант осуществления выгоден потому, что первый пользователь может не быть подготовленным техником-специалистом по ультразвуковым исследованиям и может принимать команды, при одновременном управлении датчиком, например, когда устройство содержит включенный громкоговорящий телефонный аппарат. Специалисту в данной области техники может быть ясно, что так как некоторые терминалы мобильной связи могут иметь доступ к сети Интернет, при одновременном выполнении речевого вызова, который может или не может включать в себя передачу голоса по IP-протоколу (VOIP), то ультразвуковая система может быть включена и может ретранслировать результаты через сервер или базовую станцию во время разговора с врачом, техником-специалистом по ультразвуковым исследованиям, членом бригады экстренной медицинской помощи, что может быть особенно полезно во время серьезного повреждения. В соответствии с системами и способами примерных вариантов осуществления настоящего изобретения, сокращается также время, затрачиваемое на начало диагностики, благодаря использованию высокопроизводительных вычислительных ресурсов сервера, и, следовательно, диагностику пациента можно выполнять быстро.

Кроме того, в соответствии с системами и способами примерных вариантов осуществления настоящего изобретения, пользователь может наблюдать процесс выполнения соответствующего приложения при подключении к системе через электронное устройство, подключенное к сети, и, следовательно, смягчается пространственное ограничение, и смягчается ограничение на число дисплеев.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вышеизложенные и другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут более понятны специалисту в данной области техники из подробного описания примерных вариантов осуществления изобретения, приведенного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 - схема системы для диагностики ультразвукового изображения в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 - блок-схема устройства датчика в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 3 - блок-схема сервера в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 4 - блок-схема электронного устройства в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5 - пример пользовательского интерфейса, отображаемого на электронном устройстве, показанном на фиг. 4;

Фиг. 6 - блок-схема последовательности операций системы для диагностики ультразвукового изображения в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 7 - блок-схема устройства датчика в соответствии с другим примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 8 - блок-схема устройства датчика в соответствии с другим примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 9 - блок-схема устройства датчика в соответствии с другим примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 10 - схема системы для диагностики ультразвукового изображения в соответствии с другим примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 11 - блок-схема последовательности операций способа обработки ультразвукового изображения в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 12 - схема системы для диагностики ультразвукового изображения в соответствии с другим примерным вариантом осуществления настоящего изобретения; и

Фиг. 13 - схема системы для диагностики ультразвукового изображения в соответствии с другим примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже приведено подробное описание настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показаны примерные варианты осуществления изобретения. На чертежах одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы, и размеры и толщины элементов могут быть преувеличены для ясности. В контексте настоящего описания, термин «и/или» включает в себя любые и все сочетания, по меньшей мере, одного из связанных перечислением элементов. Выражения типа «по меньшей мере, один из» перед списком элементов видоизменяют весь список элементов и не видоизменяют отдельные элементы списка. Примеры, приведенные в настоящем описании, являются лишь наглядными, чтобы помочь специалисту в данной области техники понять и оценить заявленное изобретение, и прилагаемая формула изобретения ни в коей мере не ограничена примерами, приведенными в настоящем описании.

На фиг. 1 приведена схема системы для диагностики ультразвукового изображения в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 1, система, предпочтительно, может содержать устройство 100 датчика для передачи и приема ультразвуковых волн, сервер 300 для выполнения приложения диагностики ультразвуковых изображений для того, чтобы формировать ультразвуковое изображение с использованием эхо-данных, принятых устройством 100 датчика, и электронное устройство 500 для обеспечения пользовательского интерфейса приложения диагностики ультразвуковых изображений, выполняемого на сервере 300. В приведенной системе может присутствовать, по меньшей мере, одно электронное устройство 500.

Устройство 100 датчика, которое, необязательно, может входить в состав беспроводного терминала 95, например, терминала мобильной связи, и сервер 300 передает и принимает данные по первой сети 200. Сервер 300 и электронное устройство 500 также передают и принимают данные по второй сети 400. Первая и вторая сети могут содержать сеть Интернет, сеть мобильной связи и т.п.

Первая и вторая сети 200 и 400 могут быть сетями одного или разных видов в соответствии с требованиями к эксплуатации. Например, вторая сеть может быть 802.11, WIFI или WLAN с сервером, базирующимся, например, в медицинском учреждении. Хотя предпочтителен и понятен вариант, в котором применены облачные вычисления, за пределы сущности и объема заявляемого изобретения не выходит также вариант, в котором электронное устройство 500 может быть подключено ко второму серверу по проводной линии, например, линии Ethernet. Специалист в данной области техники должен понимать и осознавать, что заявленное изобретение может включать в себя применение прокси-сервера, связанного с сервером 300.

На фиг. 2 приведена блок-схема устройства 100 датчика в соответствии с данным примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 2, устройство 100 датчика предпочтительно содержит преобразователь 110, импульсный генератор 120, процессор 130 аналоговых сигналов, блок 140 связывания и блок 150 связи датчика.

Преобразователь 110 предпочтительно содержит множество преобразовательных элементов, которые преобразуют и передают импульсный сигнал, генерируемый импульсным генератором 120, в виде ультразвуковых волн и преобразуют отраженные ультразвуковые волны в аналоговый эхосигнал, т.е. электронный сигнал. Преобразовательные элементы могут быть сформированы из пьезоэлектрического материала и могут иметь структуру с одномерной (1D) или двумерной (2D) схемой расположения. Преобразователь 110 генерирует ультразвуковые волны при получении высоковольтного электрического импульса из импульсного генератора 120 и преобразует ультразвуковые волны, отраженные изнутри тела человека, подлежащего обследованию, обратно в аналоговый электрический сигнал (аналоговый эхосигнал).

Импульсный генератор 120 содержит формирователь 121 импульсов для генерации высоковольтного электрического импульсного сигнала.

Процессор 130 аналоговых сигналов формирует цифровой эхосигнал (эхо-данные) с использованием аналогового эхосигнала, преобразованного преобразователем 110. Процессор 130 аналоговых сигналов, предпочтительно, может содержать усилитель 131, усиливающий аналоговый эхосигнал, преобразованный преобразователем 110, и аналого-цифровой (A/D) преобразователь 132, преобразующий аналоговый эхосигнал в цифровой формат.

Усилитель 131 может, предпочтительно, содержать например, малошумящий усилитель (LNA) для удовлетворительной чувствительности или временной компенсатор усиления (TGC) для регулировки усиления в зависимости от времени для компенсации ослабления сигнала, которое нарастает при прохождении сквозь тело человека.

Кроме элементов, показанных на фиг. 2, устройство 100 датчика может дополнительно содержать различные элементы, например, батарею, высоковольтный мультиплексор (HVMUX), LNA и переключатель приема/передачи (T/R), которые хорошо известны специалисту в данной области техники.

Блок 140 связывания может выполнять процесс соединения устройства 100 датчика с приложением диагностики ультразвуковых изображений, выполняемым на сервере 300, по первой сети 200. Например, соединение устройства датчика с приложением диагностики ультразвуковых изображений содержит блок 140 связывания, хранящий идентификационную информацию устройства 100 датчика, и, таким образом, когда блок 150 связи датчика подключается к серверу 300, идентификационная информация устройства 100 датчика передается в сервер 300, чтобы приложение диагностики ультразвуковых изображений, выполняемое на сервере 300, идентифицировало устройство 100 датчика.

Блок 150 связи датчика может содержать, по меньшей мере, один из модуля мобильной связи, беспроводного Интернет-модуля и модуля связи по локальной сети. Модуль мобильной связи передает и принимает беспроводной сигнал в/из, по меньшей мере, одного из базовой станции, внешнего терминала и сервера в сети мобильной связи, например 2G, 3G или 4G. Ожидается, что блок 150 связи датчика должен быть совместим с любыми будущими сетевыми беспроводными протоколами, помимо тех, которые перечислены ранее. Беспроводной внутренний модуль является модулем для подключения к беспроводной сети Интернет. Модуль связи по локальной сети является модулем для связи по локальной сети и допускает, по меньшей мере, один способ беспроводной связи из стандарта IEEE 802.11 беспроводной сети по беспроводной локальной сети (LAN), предложенной Институтом инженеров по электрике и электронике (IEEE), и беспроводной сети LAN, содержащей частичную инфракрасную связь, стандарта IEEE 802.15 по беспроводной персональной сети (PAN), содержащей Bluetooth, сверхширокополосную радиосвязь (UWB) и Zigbee, стандарта 802.16 по региональной сети (MAN) или сети широкополосного беспроводного доступа (BWA), содержащей фиксированный радиодоступ (FWA), и стандарта IEEE 802.20 по мобильной Интернет-сети мобильной сети BWA (MBWA), содержащей Wibro и WiMAX. Блок 150 связи датчика может дополнительно содержать проводной Интернет-модуль для проводного доступа к сети Интернет, чтобы осуществлять связь с сервером 300 по проводной линии, в зависимости от пользовательской среды. Блок 150 связи датчика осуществляет связь с сервером 300 с использованием, по меньшей мере, одного из модуля мобильной связи, проводного Интернет-модуля, беспроводного Интернет-модуля и модуля связи по локальной сети, и далее считается, что устройство 100 датчика осуществляет связь с сервером 300, без подробного повторного описания способа связи, а именно, многих вышеупомянутых протоколов связи.

Специалисту в данной области техники следует понимать, что устройство 100 датчика и сервер 300 могут осуществлять связь между собой по первой сети 200. Например, первая сеть 200 может выполнять ретрансляционную функцию для согласования связи с множеством внешних устройств или может содержать ретрансляционное устройство (не показанное), которое выполняет ретрансляционную функцию для согласования связи между периферийным устройством и внешней сетью связи (или сетью). Ретрансляционное устройство может выполнять функцию изменения протокола, если протокол связи устройства 100 датчика, составляющего заданный объект ретрансляции, и протокол связи сервера 300 различаются между собой. Ретрансляционное устройство может быть точкой доступа, шлюзом, зоной беспроводного доступа, маршрутизатором или их сочетанием, или прокси-сервером. В качестве альтернативы, устройство 100 датчика может непосредственно подключаться к серверу 300 произвольным способом или способом Wi-Fi direct (WFD), без использования ретрансляционного устройства.

Блок 150 связи датчика передает эхо-данные, обработанные процессором 130 аналоговых сигналов, в сервер 300 по первой сети 200 и принимает данные управления датчиком для управления устройством 100 датчика обратно из сервера 300.

Вышеописанное устройство 100 датчика может содержать портативное беспроводное устройство для связи с сервером 300 посредством подключения к первой сети 200 беспроводным способом.

Блок 150 связи датчика в соответствии с данным вариантом осуществления содержит модуль связи, например, модуль мобильной связи, проводной Интернет-модуль, беспроводной Интернет-модуль или модуль связи по локальной сети, но блок 150 связи датчика не ограничен приведенными модулями. Другими словами, блок 150 связи датчика может содержать только универсальный интерфейс связи (не показан), например, универсальную последовательную шину (USB) или устройство Bluetooth, и модуль связи, например, модуль мобильной связи, проводной Интернет-модуль, беспроводной Интернет-модуль или модуль связи по локальной сети, может быть внешним модулем связи или частью мобильного устройства, например, смартфона. В данном случае, блок 150 связи датчика может подключаться к внешнему модулю связи или мобильному устройству беспроводным способом или по проводам, и внешний модуль связи или мобильное устройство могут подключаться к первой сети, так что устройство 100 датчика не напрямую контактирует с первой сетью 200. На фиг. 3 приведена блок-схема сервера 300 в соответствии с данным примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 3, сервер 300 содержит блок 310 связи сервера, рабочий блок 320 и блок 330 хранения данных. Блок связи и рабочий блок сервера содержит аппаратное обеспечение и может содержать отдельные процессоры или микропроцессоры, или единственный микропроцессор.

Блок 310 связи сервера может, предпочтительно, содержать, по меньшей мере, один из модуля мобильной связи, проводного Интернет-модуля, беспроводного Интернет-модуля и модуля связи по локальной сети. Поскольку модуль мобильной связи, проводной Интернет-модуль, беспроводной Интернет-модуль и модуль связи по локальной сети, по существу, идентичны соответствующим модулям, описанным выше для блока 150 связи датчика, их подробное описание далее не повторяется.

После приема команды на выполнение приложения диагностики ультразвуковых изображений через блок 310 связи сервера, рабочий блок 320 выполняет приложение диагностики ультразвуковых изображений посредством загрузки приложения диагностики ультразвуковых изображений из блока 330 хранения данных в аппаратное обеспечение, например, микропроцессорный контроллер. Приложение диагностики ультразвуковых изображений содержит модуль обработки изображений для формирования ультразвукового изображения по ультразвуковым эхо-данным, полученным из устройства 100 датчика. Приложение диагностики ультразвуковых изображений может также обеспечивать пользовательский интерфейс в электронное устройство 500. Пользовательский интерфейс может содержать не только меню, относящееся к обработке ультразвукового изображения, но, предпочтительно, может также содержать меню управления и т.п. для управления устройством 100 датчика. Приложение диагностики ультразвуковых изображений может также содержать модуль для управления различными типами данных диагностики, относящихся к ультразвуковому изображению человека, подлежащего обследованию. Кроме того, приложение диагностики ультразвуковых изображений, предпочтительно, может дополнительно содержать модуль аутентификации устройства 100 датчика и/или электронного устройства 500. Рабочий блок 320 может выполнять процесс идентификации устройства 100 датчика, подлежащего подключению, посредством сравнения идентификационной информации, переданной из устройства 100 датчика, и идентификационной информации устройства 100 датчика, которая предварительно сохранена в блоке 330 хранения данных. Рабочий блок 320 может также выполнять процесс аутентификации пользователя на электронном устройстве 500. Процесс аутентификации пользователя может выполняться на электронном устройстве 500, когда электронное устройство 500 подключается к серверу 300, или когда выполняется приложение диагностики ультразвуковых изображений.

Блок 330 хранения данных, который содержит долговременный машиночитаемый носитель, может хранить программу выполнения приложения диагностики ультразвуковых изображений или может временно хранить данные, обработанные в приложении диагностики ультразвуковых изображений, например, цифровые эхо-данные, переданные из устройства 100 датчика, или данные ультразвукового изображения, полученные обработкой цифровых эхо-данных. Блок 330 хранения данных может также хранить идентификационную информацию устройства 100 датчика и идентификационную информацию электронного устройства 500. Кроме того, блок 330 хранения данных может хранить информацию о человеке, подлежащем обследованию, содержащую идентификационную информацию (идентификатор (ID), регистрационный номер по месту жительства, имя, адрес, номер телефона и т.п.), результат диагностики человека, подлежащего обследованию, и т.п. Блок 330 хранения данных может содержать запоминающий носитель, по меньшей мере, одного типа из таких типов, как флэш-память, жесткий диск, мультимедийная микрокарта, карта памяти (например, карта Secure Digital (SD-карта) или карта Extreme Digital (XD-карта)), оперативная память (RAM), статическая память RAM (SRAM), постоянная память (ROM), электрически стираемая программируемая постоянная память (EEPROM), программируемая постоянная память (PROM), магнитная память, магнитный диск и оптический диск, которые являются только некоторыми неограничивающими примерами. Упомянутый блок 330 хранения данных может существовать как отдельный сервер хранилища, подключенный к сети.

Сервер 300 можно рассматривать как процессор служебного сервера облачных вычислений для выполнения приложения, запрошенного клиентом, например, устройством 100 датчика или электронным устройством 500, по первой и второй сетям 200 и 400.

На фиг. 4 приведена блок-схема электронного устройства 500 в соответствии с данным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 1 и 4, электронное устройство 500 может содержать блок 510 связи терминала для связи с сервером 300, блок 520 отображения для отображения экрана приложения диагностики изображений, выполняемого на сервере 300, блок 530 пользовательского ввода для ввода меню манипулирования приложением диагностики изображений, выполняемым на сервере 300, и контроллер 540 терминала для генерации управляющего сообщения и т.п.

Блок 510 связи терминала, предпочтительно, может содержать, по меньшей мере, один из модуля мобильной связи, проводного Интернет-модуля, беспроводного Интернет-модуля и модуля связи по локальной сети. Модуль мобильной связи, проводной Интернет-модуль, беспроводной Интернет-модуль и модуль связи по локальной сети, по существу, идентичны соответствующим модулям, описанным выше для блока 150 связи датчика, и, следовательно, их подробное описание далее не повторяется.

Блок 520 отображения отображает экран приложения диагностики изображений, выполняемого на сервере 300. Например, экран приложения диагностики изображений может быть пользовательским интерфейсом, отображаемым вместе с ультразвуковым изображением, обработанным сервером 300, и меню манипулирования для выбора режима (например, режима яркости (B-режима), доплеровского режима (D-режима), цветового режима (C-режима), режима движения (M-режима) и режима эластографии) обработки ультразвукового изображения. Блок 520 отображения может содержать, по меньшей мере, один из жидкокристаллического дисплея (LCD-дисплея), жидкокристаллический дисплей на тонкопленочных транзисторах (TFT-LCD-дисплей), органический светоизлучающий диод (OLED), гибкий дисплей, прозрачный дисплей и трехмерный (3D) дисплей. Заявленное изобретение не ограничено типами вышеупомянутых дисплеев, которые являются лишь примерными или предпочтительными.

Блок 530 пользовательского ввода формирует данные клавишного ввода, которые вводятся пользователем для манипулирования приложением диагностики изображений, выполняемым на сервере 300. Блок 530 пользовательского ввода может содержать клавишную панель или сенсорный планшет (например, реагирующий на статическое давление или электростатический). В частности, сенсорный экран формируется, когда блок 530 пользовательского ввода, который имеет тип сенсорного планшета, формирует структуру смежных слоев с блоком 520 отображения. Заявленное изобретение не ограничено типами сенсорных экранов, раскрытых в настоящем описании, которые предложены только для наглядности.

На фиг. 5 приведен пример пользовательского интерфейса, отображаемого на блоке 520 отображения электронного устройства 500, показанного на фиг. 4. Как показано на фиг. 5, блок 520 отображения может отображать ультразвуковое изображение 521, полученное посредством вывода данных ультразвукового изображения, сформированных сервером 300, информацию 522 о пользователе, информацию 523 о режиме обработки ультразвукового изображения и идентификационную информацию 524 устройства 100 датчика. Когда блок 530 пользовательского ввода задействуют с использованием такого способа ввода, как способ сенсорного экрана, меню для информации 522, 523 и 524 можно непосредственно манипулировать для манипулирования приложением диагностики изображений, в том числе, режимом обработки ультразвукового изображения, или для управления устройством 100 датчика.

Как показано на фиг. 4, контроллер 540 терминала может формировать управляющее сообщение для управления приложением диагностики изображений, выполняемым на сервере 300, в соответствии с данными клавишного ввода из блока 530 пользовательского ввода. Управляющие сообщения могут передаваться через браузер. В частности, беспроводное электронное устройство 500 может содержать «приложение» или графический пользовательский интерфейс, который имеет канал связи для включения приложения диагностики изображений. Электронное устройство 500 может дополнительно содержать память (не показана) для временного хранения данных изображения приложения диагностики изображений, введенных из сервера 300.

Как поясняется выше, электронное устройство 500 в соответствии с данным примерным вариантом осуществления работает как блок ввода-вывода сервера 300, чтобы отображать экран для выполнения приложения диагностики изображений сервера 300 и вводить меню манипулирования. Электронное устройство 500 может быть мобильным терминалом, подключенным к беспроводной сети или настольному компьютеру, подключенному к проводной или беспроводной сети. Примеры мобильного терминала содержат мобильный телефон, смартфон, сенсорный планшет, портативный компьютер, цифровой вещательный терминал, персональный цифровой секретарь (PDA), портативный мультимедийный плейер (PMP), навигационное устройство, планшетный персональный компьютер (PC) и удаленный контроллер, которые являются только некоторыми упомянутыми неограничивающими возможностями. Поскольку обработка ультразвукового изображения с высокой загрузкой выполняется приложением диагностики изображений сервера 300, то электронное устройство 500 не нуждается в высокой производительности, и может быть вполне достаточно отображать результаты обработки сервера 300.

Дальше приведено описание операций системы для диагностики ультразвукового изображения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 6 приведена блок-схема последовательности операций системы для диагностики ультразвукового изображения в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 1-6, система выполняет следующие операции.

Сначала электронное устройство 500 подключается к серверу 300 на операции S610. Электронное устройство 500 может содержать терминал, принадлежащий эксперту по медицинским изображениям, например, врачу, медсестре, технику медицинской лаборатории или работнику неотложной помощи, или терминал, принадлежащий человеку, подлежащему обследованию. В случае, когда человек, подлежащий обследованию, использует датчик, датчик может быть подключен к электронному устройству 500 или осуществлять с ним беспроводную связь по протоколу локальной связи. Датчик может быть также встроен в электронное устройство в данном случае. Когда сообщение, запрашивающее выполнение приложения диагностики ультразвуковых изображений, передается из электронного устройства 500 в сервер 300, сервер 300 выполняет приложение диагностики ультразвуковых изображений на операции S620.

Аутентификация пользователя может дополнительно выполняться на операции S630 одновременно с выполнением приложения диагностики ультразвуковых изображений. Операция S630 может выполняться одновременно с выполнением приложения диагностики ультразвуковых изображений, так как сервер 300 запрашивает электронное устройство 500 о предоставлении идентификационной информации пользователя, электронное устройство 500 передает данные, введенные пользователем, или идентификационную информацию пользователя, предварительно введенную в электронное устройство 500, в сервер 300, и сервер 300 сравнивает принятую идентификационную информацию и предварительно сохраненную идентификационную информацию пользователя. В некоторых случаях, аутентификация пользователя может быть выполнена с использованием идентификационной информации электронного устройства 500. На фиг. 6 показано, что операция S630 выполняется одновременно с выполнением приложения диагностики ультразвуковых изображений, но, в качестве альтернативы, операция S630 может выполняться, когда электронное устройство 500 первоначально подключается к серверу 300.

Далее, устройство 100 датчика включается и соединяется с приложением диагностики ультразвуковых изображений сервера 300 на операции S640. Когда устройство 100 датчика включается, блок 140 связывания внутри устройства 100 датчика передает его идентификационную информацию в сервер 300, и приложение диагностики ультразвуковых изображений, выполняемое на сервере, может идентифицировать электронное устройство 100 по принятой идентификационной информации. К серверу 300 может подключаться множество устройств 100 датчиков, и, в данном случае, приложение диагностики ультразвуковых изображений сервера 300 может отображать идентификационную информацию связываемых устройств 100 датчиков на блоке 520 отображения электронного устройства 500, чтобы пользователь выбрал устройство 100 датчика.

Затем, устройство 100 датчика передает цифровые эхо-данные, сформированные из отраженных ультразвуковых волн, в сервер 300 на операции S650. Приложение диагностики ультразвуковых изображений сервера 300 формирует данные ультразвукового изображения с использованием эхо-данных, принятых из устройства 100 датчика, на операции S660.

Процесс обработки ультразвукового изображения, выполняемый приложением диагностики ультразвуковых изображений, может быть общеизвестным процессом. Например, процесс может содержать процесс формирования луча передатчика, процесс формирования луча приемника, процесс фильтрации и процесс сканирующего преобразования.

Процесс формирования луча передатчика является процессом обработки сигналов для фокусировки ультразвуковых волн, выдаваемых из преобразователя 110, чтобы наблюдать отражательные характеристики ткани в заданном местоположении, и задает импульсные сигналы, подлежащие подаче в каждый из преобразовательных элементов преобразователя 110, с учетом местоположений преобразовательных элементов и фокуса выходных ультразвуковых волн.

Процесс формирования луча приемника является процессом фокусировки принимаемого эхосигнала, чтобы наблюдать отражательные характеристики ткани в заданном местоположении. Примером процесса формирования луча приемника является широко известный адаптивный метод формирования луча на основе взвешивания путем присвоения весовых коэффициентов эхосигналам, преобразованным преобразовательными элементами преобразователя 110, показанного на фиг. 2, и выполнение операции задержки и суммирования (DAS).

Процесс фильтрации может быть полосовой фильтрацией и не только подавляет шум, но применяется также для обработки ультразвукового изображения с использованием опорной частоты (обеспечивает глубокое проникновение) или вторичных гармонических волн (обеспечивает высокую разрешающую способность благодаря высоким характеристикам классификации тканей).

Процесс сканирующего преобразования является процессом преобразования координатной системы исходных данных в координатную систему, применяемую в блоке 520 отображения электронного устройства 500.

Приложение диагностики ультразвуковых изображений может использовать различные алгоритмы для канала цифровой обработки, чтобы выделить четкое изображение. Например, приложение диагностики ультразвуковых изображений может использовать такие алгоритмы, как согласованная фильтрация, частотно-временная компенсация, линейное усреднение эхосигнала, подавление спеклов, сглаживание кадров и обнаружение краев.

При этом приложение диагностики ультразвуковых изображений может обрабатывать ультразвуковое изображение в, по меньшей мере, одном из B-режима, D-режима, C-режима, M-режима и режима эластографии. Кроме того, приложение диагностики ультразвуковых изображений может обрабатывать 2D изображение или 3D изображение.

В частности, B-режим представляет черно-белое изображение, используемое для исследования тканевой структуры и органов. D-режим представляет скорость движущегося объекта на изображении доплеровского спектра с использованием эффекта Доплера. C-режим представляет движущийся объект на цветном изображении с использованием эффекта Доплера. M-режим представляет биологическую информацию (например, яркостную информацию) о некоторой части объекта, изменяющейся со временем на изображении в B-режиме. Режим эластографии представляет изображение разности реакций, когда к объекту прикладывают и не прикладывают силу сжатия.

Сервер 300 передает сформированные данные ультразвукового изображения в электронное устройство 500 на операции S670 для отображения ультразвукового изображения на блоке 520 отображения электронного устройства 500. Кроме того, сервер 300 передает различные режимы для обработки ультразвукового изображения или информацию меню манипулирования по управлению устройством 100 датчика в электронное устройство 500, чтобы пользователь выбирал режим для обработки ультразвукового изображения и управлял устройством 100 датчика посредством манипулирования электронным устройством 500.

Вышеописанную систему можно применять в множестве разных сценариев. Например, работник неотложной помощи может выполнять приложение диагностики изображений сервера 300 с помощью электронного устройства 500 в чрезвычайных обстоятельствах и сканировать предварительно заданную часть человека, подлежащего обследованию, посредством соединения устройства 100 датчика с приложением диагностики изображений во время наблюдения ультразвукового изображения, отображаемого на электронном устройстве 500, для немедленного контроля, тем самым, человека в реальном времени.

В качестве альтернативы, врач или пациент, т.е. человек, подлежащий обследованию, может выполнять приложение диагностики изображений сервера 300 с помощью электронного устройства 500 на дому у пациента и сканировать предварительно заданную часть человека посредством соединения устройства 100 датчика с приложением диагностики изображений во время наблюдения ультразвукового изображения, отображаемого на электронном устройстве 500, для немедленного контроля, тем самым, человека в реальном времени.

Кроме того, эксперт по диагностике изображений может располагать устройством 100 датчика и электронным устройством 500 и немедленно ставить диагноз пациенту в реальном времени на месте, а не в отдельном кабинете ультразвуковой диагностики. В данном случае, ультразвуковое изображение, получаемое устройством 100 датчика, может сохраняться в электронном устройстве 500 и применяться для будущей диагностики.

Устройство 100 датчика и множество электронных устройств 500, подключенных к серверу 300, могут работать независимо. Другими словами, одно устройство 100 датчика и одно электронное устройство 500 могут образовывать пару для подключения к серверу 300. В данном случае, сервер 300 может располагаться в больнице или в хранилище данных, и дорогое устройство для обработки ультразвукового изображения может быть заменено сервером 300, что сокращает расходы на систему.

Термин «сервис облачных вычислений» обозначает сервис обеспечения вычислительных ресурсов, запрошенных пользователем в любое время в любом месте сети Интернет. В рамках сервиса облачных вычислений, когда клиент запрашивает выполнение приложения, сервер выполняет приложение и обеспечивает для клиента только результат. Другими словами, клиентом может считаться устройство ввода-вывода в сервисе облачных вычислений. В системе в соответствии с данным примерным вариантом осуществления, поскольку обработка ультразвукового изображения отделена от устройства 100 датчика и электронного устройства 500 и выполняется приложением диагностики ультразвуковых изображений сервера 300, то устройство 100 датчика и электронное устройство 500 можно представлять как клиент, а сервер 300 можно представлять сервером облачного сервиса. Для получения ультразвукового изображения и результатов диагностики высокого качества требуются высокопроизводительные вычислительные ресурсы, но упомянутая нужда в высокопроизводительных вычислительных ресурсах является препятствием для обеспечения компактности и уменьшения толщины системы. Однако, в данном примерном варианте осуществления, поскольку приложение диагностики изображений для получения ультразвукового изображения из эхо-данных выполняется сервером 300, то устройство 100 датчика можно сделать компактным и уменьшить в размерах для портативности, и, следовательно, сервис диагностики ультразвуковых изображений можно легко использовать на дому и вне помещения.

На фиг. 7 приведена блок-схема устройства 101 датчика в соответствии с другим примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 7, устройство 101 датчика в соответствии с данным примерным вариантом осуществления настоящего изобретения, по существу, идентично устройству 100 датчика в соответствии с предыдущим вариантом осуществления, за тем исключением, что устройство 101 датчика дополнительно содержит формирователь 122 луча передатчика в импульсном генераторе 120 и формирователь 133 луча приемника в процессоре 130 аналоговых сигналов.

В вышеописанном примерном варианте осуществления, сервер 300 выполняет процесс формирования луча передатчика и процесс формирования луча приемника, но в данном варианте осуществления, формирователь 122 луча передатчика и формирователь 133 луча приемника, содержащиеся в устройстве 101 датчика, соответственно, выполняют процесс формирования луча передатчика и процесс формирования луча приемника. Например, формирователь 122 луча передатчика предписывает формирователю 121 импульсов генерировать импульсные сигналы, подлежащие подаче в каждый из преобразовательных элементов преобразователя 110, с учетом местоположений преобразовательных элементов и фокуса ультразвуковых волн. Формирователь 122 луча передатчика выполняет процесс фокусировки для наблюдения отражательных характеристик ткани в заданном местоположении из принятого ультразвукового сигнала.

В данном примерном варианте осуществления, поскольку процессы формирования лучей передатчика и приемника выполняются устройством 101 датчика, то по первой сети 200 не требуется передавать и принимать данные, соответствующие процессам формирования лучей передатчика и приемника, и, следовательно, можно уменьшить объем данных, передаваемых и принимаемых в блоке 150 связи датчика.

На фиг. 8 приведена блок-схема устройства 102 датчика в соответствии с другим примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 8, устройство 102 датчика в соответствии с данным вариантом осуществления, по существу, идентично устройству 101 датчика, показанному на фиг. 7, за тем исключением, что устройство 102 датчика дополнительно содержит блок 134 сжатия в процессоре 130 аналоговых сигналов. Блок 134 сжатия сжимает размер данных цифрового эхосигнала, сформированного процессором 130 аналоговых сигналов.

В предыдущих примерных вариантах осуществления, несжатые эхо-данные передаются в сервер 300 из устройств 100 и 101 датчиков, но устройство 102 датчика в соответствии с данным примерным вариантом осуществления передает сжатые данные в сервер 300. Следовательно, в сервер 300 передается существенно больше порций информации в реальном времени, и ультразвуковое изображение, имеющее высокую разрешающую способность, можно получать в реальном времени. Для сжатия данных можно применить программу сжатия.

На фиг. 9 приведена блок-схема устройства 103 датчика в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 9, устройство 103 датчика, по существу, идентично устройствам 100, 101 и 102 датчиков в соответствии с предыдущими вариантами осуществления, за тем исключением, что устройство 103 датчика дополнительно содержит блок 160 пользовательского ввода. Блок 160 пользовательского ввода может быть блоком клавишного ввода для манипулирования устройством 103 датчика. В некоторых случаях, блок 160 пользовательского ввода может обеспечивать пользовательский интерфейс приложения диагностики ультразвуковых изображений, выполняемого на сервере 300. По существу, поскольку устройство 103 датчика дополнительно содержит блок 160 пользовательского ввода, устройством 103 датчика можно манипулировать с использованием самого устройства 103 датчика. Устройство пользовательского ввода может также содержать участок сенсорного экрана.

На фиг. 10 приведена схема системы для диагностики ультразвукового изображения в соответствии с еще одним примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 10, система в соответствии с данным примерным вариантом осуществления содержит устройство 100 датчика, сервер 300, первое электронное устройство 501 и второе электронное устройство 502. В данном примерном варианте осуществления сформирована одна система, так как первое и второе электронные устройства 501 и 502 объединены по отношению к одному устройству 100 датчика. Разумеется, можно объединить, по меньшей мере, три электронных устройства для одного устройства 100 датчика. Первое и второе электронные устройства 501 и 502, по существу, идентичны электронному устройству 500, описанному со ссылкой на фиг. 1-9, за тем исключением, что первое и второе электронные устройства 501 и 502 объединены для одного устройства 100 датчика. Другими словами, механические конструкции первого и второго электронных устройств 501 и 502, по существу, идентичны механической конструкции электронного устройства 500.

Взаимодействие между первым и вторым электронными устройствами 501 и 502 может изменяться.

Например, приложение диагностики ультразвуковых изображений, выполняемое на сервере 300, может управляться любым из первого и второго электронных устройств 501 и 502. В качестве альтернативы, приложение диагностики ультразвуковых изображений может управляться как первым, так и вторым электронными устройствами 501 и 502. Поскольку приложение диагностики ультразвуковых изображений не только формирует ультразвуковое изображение по эхосигналу из устройства 100 датчика, но также управляет устройством 100 датчика, то любое из первого и второго электронных устройств 501 и 502 или оба данных электронных устройства можно использовать для управления устройством 100 датчика. Ультразвуковым изображением или пользовательским интерфейсом приложения диагностики ультразвуковых изображений, отображаемым на первом электронном устройстве 501, можно манипулировать со второго электронного устройства 502, подключенного через сервер 300, или, в качестве альтернативы, ультразвуковым изображением или пользовательским интерфейсом приложения диагностики ультразвуковых изображений, отображаемым на втором электронном устройстве 502, можно манипулировать с первого электронного устройства 501, подключенного через сервер 300.

Например, первое электронное устройство 501 может находиться вблизи устройства 100 датчика, и/или последнее может быть локально связано с первым электронным устройством 501, и, поэтому, первое электронное устройство 501 можно подключить к серверу 300, и приложение диагностики ультразвуковых изображений сервера 300 может выполняться до приведения в действие устройства 100 датчика, т.е. до того, как ультразвуковые волны будут сканировать человека, подлежащего обследованию. Например, устройство 100 датчика и первое электронное устройство 501 могут применяться одним и тем же человеком. При этом второе электронное устройство 502 находится на удалении от устройства 100 датчика, т.е. от человека, подлежащего обследованию, и ультразвуковое изображение из эхосигнала, получаемого устройством 100 датчика, можно наблюдать удаленно в реальном времени.

В частности, первое электронное устройство 501 может применяться работником неотложной помощи, и второе электронное устройство 502 может применяться экспертом по диагностике изображений в больнице или подобном месте. В данном случае, когда работник неотложной помощи выполняет приложение диагностики ультразвуковых изображений сервера 300 с помощью первого электронного устройства 501 и сканирует предварительно заданную часть человека, подлежащего обследованию, при соединении устройства 100 датчика с приложением диагностики ультразвуковых изображений в чрезвычайных обстоятельствах, удаленный эксперт по диагностике изображений может направлять манипулирование (например, указывать часть, подлежащую сканированию) устройством 100 датчика работником неотложной помощи через блок связи, например, телефон, при одновременном наблюдении ультразвукового изображения на экране приложения диагностики ультразвуковых изображений, выполняемого сервером 300, с помощью второго электронного устройства 502 в реальном времени. Если ультразвуковое изображение или пользовательский интерфейс приложения диагностики ультразвуковых изображений, отображаемое(ый) на первом электронном устройстве 501, допускает манипулирование со второго электронного устройства 502, то эксперт по диагностике изображений может непосредственно манипулировать ультразвуковым изображением или другими данными, отображаемыми на первом электронном устройстве 501, с помощью второго электронного устройства 502. В качестве одного возможного примера, можно применить удаленные программы конфигурирования для устройства 502, чтобы манипулировать устройством 501. Эксперт по диагностике изображений может также выбирать режим ультразвукового изображения (например, B-режим, D-режим, C-режим или режим эластографии) посредством манипуляции с меню манипулирования приложения диагностики ультразвуковых изображений, выполняемого на сервере 300, с помощью второго электронного устройства 502. В состав можно дополнительно включить третье электронное устройство для наблюдения ультразвукового изображения третьим лицом с помощью третьего устройства.

Дальше приведено описание операций системы в соответствии с данным вариантом осуществления.

На фиг. 11 приведена блок-схема последовательности операций способа обработки ультразвукового изображения в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 10 и 11, система в соответствии с данным примерным вариантом осуществления работает следующим образом. Сначала, первое электронное устройство 501 подключается к серверу 300 на операции S710. Первое электронное устройство 501 может быть терминалом, принадлежащим эксперту по медицинским изображениям, например, врачу, медсестре, технику медицинской лаборатории или работнику неотложной помощи, или терминалом, принадлежащим человеку, подлежащему обследованию. Когда сообщение, запрашивающее выполнение приложения диагностики ультразвуковых изображений, передается из первого электронного устройства 501 в сервер 300, сервер 300 выполняет приложение диагностики ультразвуковых изображений на операции S720. Аутентификация пользователя может выполняться, когда к серверу 300 подключается первое электронное устройство 501, или когда выполняется приложение диагностики ультразвуковых изображений. Затем устройство 100 датчика включается и соединяется с приложением диагностики ультразвуковых изображений сервера 300 на операции S730. Затем устройство 100 датчика передает цифровые эхо-данные, сформированные на основании отраженных ультразвуковых волн, в сервер 300 на операции S740. Приложение диагностики ультразвуковых изображений сервера 300 формирует данные ультразвукового изображения с использованием эхо-данных, принятых из устройства 100 датчика, на операции S750.

Сервер передает сформированные данные ультразвукового изображения в первое электронное устройство 501 на операции S760, и ультразвуковое изображение отображается на блоке отображения (смотри блок 520 отображения на фиг. 4) первого электронного устройства 501.

При этом второе электронное устройство 502 подключается к серверу 300 для выполнения приложения диагностики ультразвуковых изображений на этапе S770. Второе электронное устройство 502 может расположенным удаленно от устройства 100 датчика. Например, устройство 100 датчика и первое электронное устройство 501 могут находиться вне помещения или на дому и применяться непрофессионалом, например, пациентом или работником неотложной помощи, и второе электронное устройство 502 может находиться в больнице и применяться экспертом, например, врачом. Когда второе электронное устройство 502 выполняет приложение диагностики ультразвуковых изображений, приложение диагностики ультразвуковых изображений передает ультразвуковое изображение, основанное на эхо-данных, полученных из устройства 100 датчика, во второе электронное устройство 502, и второе электронное устройство 502 отображает ультразвуковое изображение на операции S780. Кроме того, сервер 300 может представлять приложение диагностики ультразвуковых изображений во второе электронное устройство 502, чтобы обеспечивать для второго электронного устройства 502 возможность управления приложением диагностики ультразвуковых изображений, выполняемым в сервере 300. Кроме того, аутентификация пользователя может дополнительно выполняться, когда второе электронное устройство 502 подключается к серверу 300, или второе электронное устройство 502 выполняет приложение диагностики ультразвуковых изображений.

На фиг. 12 приведена схема системы для диагностики ультразвукового изображения в соответствии с другим примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 12, система в соответствии с текущим вариантом осуществления содержит устройство 105 датчика, сервер 300 и электронное устройство 500. В данном варианте осуществления, устройство 105 датчика и электронное устройство 500 непосредственно подключены друг к другу, и устройство 105 датчика подключается к сети 400 через электронное устройство 500. Устройство 105 датчика содержит интерфейс связи, подключаемый к электронному устройству 500, и может не содержать модуль связи, который непосредственно подключается к сети 400. По существу, благодаря применению интерфейса связи, который имеет низкую стоимость, малый вес и низкое потребление энергии, вместо дорогостоящего модуля связи для устройства 105 датчика, можно снизить стоимость производства устройства 105 датчика, можно уменьшить вес устройства 105 датчика и можно снизить потребление энергии устройством 105 датчика, что повышает степень портативности устройства 105 датчика.

Сервер 300 и электронное устройство 500, показанные на фиг. 12, могут быть, соответственно, сервером 300 и электронным устройством 500, показанными на фиг. 3 и 4. Данный вариант осуществления, по существу идентичен вариантам осуществления, описанным со ссылкой на фиг. 1-9, за исключением того, что устройство 105 датчика подключается к сети 400 через электронное устройство 500.

Например, блок связи датчика устройства 105 датчика и блок связи терминала электронного устройства 500 может содержать интерфейс связи, например, USB или Bluetooth, и только электронное устройство 500 может содержать модуль мобильной связи, проводной Интернет-модуль, беспроводной Интернет-модуль или модуль связи по локальной сети, который подключается к сети 400. В данном случае, устройство 105 датчика подключается к электронному устройству 500 беспроводным способом или по проводам и может подключаться к серверу 300 через электронное устройство 500.

На фиг. 13 приведена схема системы для диагностики ультразвукового изображения в соответствии с другим примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 13, система в соответствии с данным вариантом осуществления содержит устройство 105 датчика, сервер 300, первое электронное устройство 501 и второе электронное устройство 502. В данном варианте осуществления, устройство 105 датчика и первое электронное устройство 501 непосредственно подключены друг к другу, и устройство 105 датчика подключается к серверу 300 по сети 400 через первое электронное устройство 501. Кроме того, второе электронное устройство 502 подключается к серверу 300 по сети 400. Разумеется, электронное устройство может дополнительно подключаться к серверу 300 по сети 400. Данный вариант осуществления, по существу, идентичен вариантам осуществления, описанным со ссылкой на фиг. 10 и 11, за тем исключением, что устройство 105 датчика подключается к сети 400 через первое электронное устройство 501. При этом первое электронное устройство 501 может функционировать просто как модуль связи устройства 105 датчика. В данном случае, можно предположить, что первое электронное устройство 501 является блоком 150 связи датчика внешнего типа для устройства 100 датчика, описанного выше со ссылкой на фиг. 2.

В соответствии с системами и способами примерных вариантов осуществления настоящего изобретения, процесс обработки изображений с высокой загруженностью сосредоточен на сервере, так что устройство датчика или электронное устройство не нуждается в высокопроизводительном устройстве обработки данных. Следовательно, устройство датчика или электронное устройство может быть компактным и облегченным для повышения степени портативности и сокращения стоимости производства.

В случае, когда первое устройство и/или второе устройство могут оба составлять терминал мобильной связи, например, с пользователем в удаленном местоположении, использующим датчик 100, прикрепленный к устройству 95 или интегрированный с ним, чтобы обеспечивать информацию для медицинского эксперта через второе электронное устройство 500, человек, выполняющий обследование, и медицинский эксперт могут отправлять или принимать телефонные сообщения для/от человека, самостоятельно выполняющего свое обследование или локально обследуемого, в то время, как пользователь второго электронного устройства или другого устройства связи может обеспечивать речевую обратную связь или команды для пользователя устройства 95, вместо или дополнительно ко второму электронному устройству, манипулирующему устройством 95. Подобный примерный вариант осуществления выгоден потому, что первый пользователь может не быть подготовленным техником-специалистом по ультразвуковым исследованиям и может принимать команды, при одновременном управлении датчиком, например, когда устройство содержит включенный громкоговорящий телефонный аппарат. Специалисту в данной области техники может быть ясно, что, так как некоторые терминалы мобильной связи могут иметь доступ к сети Интернет, при одновременном выполнении речевого вызова, который может или не может включать в себя передачу голоса по IP-протоколу (VOIP), то ультразвуковая система может быть включена и может ретранслировать результаты через сервер или базовую станцию во время разговора с врачом, техником-специалистом по ультразвуковым исследованиям, членом бригады экстренной медицинской помощи, что может быть особенно полезно во время серьезного повреждения. В соответствии с системами и способами примерных вариантов осуществления настоящего изобретения, сокращается также время, затрачиваемое на начало диагностики, благодаря использованию высокопроизводительных вычислительных ресурсов сервера, и, следовательно, диагностику пациента можно выполнять быстро.

Кроме того, в соответствии с системами и способами примерных вариантов осуществления настоящего изобретения, пользователь может наблюдать процесс выполнения соответствующего приложения при подключении к системе через электронное устройство, подключенное к сети, и, следовательно, смягчается пространственное ограничение, и смягчается ограничение на число дисплеев.

Вышеописанные способы в соответствии с настоящим изобретением могут быть реализованы в аппаратном, микропрограммном или программном обеспечении или компьютерном коде, который загружается в аппаратное обеспечение, например, микропроцессор, и может храниться на таком носителе записи, как CD ROM, RAM, флэш-накопитель, гибкий диск, жесткий диск или магнитооптический диск, или в компьютерном коде, загружаемом по сети и первоначально хранящемся на удаленном носителе записи или на долговременном машиночитаемом носителе и подлежащем сохранению на локальном носителе записи, чтобы способы, приведенные в настоящем описании, можно было представить в таком программном обеспечении, которое хранится на носителе записи, использующем универсальный компьютер, и загружается в аппаратное обеспечение, например, процессор или микропроцессор, или специальный процессор, или в программируемое или специализированное аппаратное обеспечение, например, ASIC или FPGA. Как следует понимать в данной области техники, компьютер, процессор, микропроцессор или контроллер являются элементами аппаратного обеспечения, и пункты формулы изобретения следует толковать с данными элементами, содержащими аппаратное обеспечение, и нельзя толковать в самой широкой правдоподобной интерпретации как чистое программное обеспечение, которое находится за пределами объема установленного законом изобретения. Программируемое аппаратное обеспечение содержит компоненты памяти, например, память RAM, ROM, флэш-память и т.п., которые могут хранить или принимать программное обеспечение или компьютерный код, которое(ый), при выборке и выполнении компьютером, процессором или аппаратным обеспечением, реализует способы обработки данных, приведенные в настоящем описании. Кроме того, следует понимать, что, когда универсальный компьютер вызывает код для реализации обработки данных, представленной в настоящем описании, выполнение кода превращает универсальный компьютер в специализированный компьютер для выполнения обработки данных, приведенной в настоящем описании.

Изобретение можно также осуществить в форме машиночитаемых кодов на машиночитаемом носителе записи. Машиночитаемый носитель записи является любым запоминающим устройством, которое может хранить данные, которые в дальнейшем могут быть считаны компьютерной системой. Примеры машиночитаемого носителя записи включают в себя постоянную память (ROM), оперативную память (RAM), CD-ROM, магнитные ленты, гибкие диски, оптические запоминающие устройства и т.п. Машиночитаемый носитель записи может быть также распределен по компьютерным системам, связанным с сетью, таким образом, что машиночитаемый код хранится и выполняется распределенным образом. Кроме того, все модули, упомянутые в настоящем описании, составляют модули аппаратного обеспечения, которые, как, например, микропроцессоры, которые могут быть сконфигурированы с помощью программного или микропрограммного обеспечения, как и заявленное изобретение в соответствии с прилагаемой формулой изобретения, относятся к установленному законом предмету изобретения.

Выше настоящее изобретение подробно показано и описано со ссылкой на примерные варианты осуществления данного изобретения, однако, специалистам в данной области техники будет понятно, что в настоящее изобретение можно внести по форме и в деталях различные изменения, не выходящие за пределы сущности и объема настоящего изобретения, определенных нижеследующей формулой изобретения.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам обработки ультразвукового изображения. Устройство датчика для системы ультразвуковой диагностики содержит импульсный генератор, содержащий формирователь импульсов, преобразователь преобразования генерируемого импульсного сигнала в ультразвуковые волны для передачи по направлению к телу и преобразования ультразвуковых волн, которые отражаются обратно из тела, в электрический сигнал, процессор формирования эхосигнала, блок связи датчика для осуществления связи по первой сети с сервером, исполняющим приложение диагностики ультразвуковых изображений, запрошенное электронным устройством, причем блок связи датчика дополнительно сконфигурирован для передачи эхосигнала, формируемого процессором сигналов, в сервер, и блок связывания для выполнения процесса соединения устройства датчика с приложением диагностики ультразвуковых изображений, исполняемым посредством сервера, причем приложение диагностики ультразвуковых изображений сконфигурировано с возможностью отображения идентификационной информации устройств датчика на блоке отображения электронного устройства для пользователя, чтобы выбирать устройство датчика. Блок связи датчика содержит, по меньшей мере, один из модуля мобильной связи, непосредственно подключающегося к сети, беспроводного Интернет-модуля, проводного Интернет-модуля и модуля связи по локальной сети. Сервер для системы ультразвуковой диагностики содержит блок связи сервера, который сконфигурирован с возможностью связи с устройством датчика и с электронным устройством по второй сети, блок хранения данных и рабочий блок для исполнения приложения диагностики ультразвуковых изображений в ответ на запрос электронного устройства. Система для диагностики ультразвукового изображения содержит устройство датчика и сервер. Способ обработки ультразвукового изображения осуществляется посредством системы. Использование группы изобретений позволяет повысить степень портативности средств диагностики ультразвукового изображения. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Устройство датчика для системы ультразвуковой диагностики, содержащее:

импульсный генератор, содержащий формирователь импульсов, который сконфигурирован с возможностью генерирования импульсного сигнала;

преобразователь, который сконфигурирован с возможностью преобразования генерируемого импульсного сигнала в ультразвуковые волны для передачи по направлению к телу и преобразования ультразвуковых волн, которые отражаются обратно из тела, в электрический сигнал;

процессор сигналов, сконфигурированный с возможностью формирования эхосигнала из электрического сигнала, преобразованного из отраженных ультразвуковых волн преобразователем;

блок связи датчика, который сконфигурирован для осуществления связи по первой сети с сервером, исполняющим приложение диагностики ультразвуковых изображений, запрошенное электронным устройством, и причем блок связи датчика дополнительно сконфигурирован для передачи эхосигнала, формируемого процессором сигналов, в сервер, и

блок связывания, который сконфигурирован с возможностью выполнения процесса соединения устройства датчика с приложением диагностики ультразвуковых изображений, исполняемым посредством сервера,

причем приложение диагностики ультразвуковых изображений, исполняемое посредством сервера, сконфигурировано с возможностью отображения идентификационной информации устройств датчика на блоке отображения электронного устройства для пользователя, чтобы выбирать устройство датчика,

причем блок связи датчика содержит, по меньшей мере, один из модуля мобильной связи, непосредственно подключающегося к сети, беспроводного Интернет-модуля, проводного Интернет-модуля и модуля связи по локальной сети, и

причем устройство датчика не принимает данные ультразвукового изображения, формируемые в сервере.

2. Устройство датчика по п. 1, в котором блок связывания дополнительно сконфигурирован для хранения идентификационной информации устройства датчика, и причем упомянутая идентификационная информация устройства датчика передается в сервер.

3. Устройство датчика по п. 1, дополнительно содержащее блок пользовательского ввода, который сконфигурирован с возможностью приема команд ввода.

4. Сервер для системы ультразвуковой диагностики, при этом упомянутый сервер содержит:

блок связи сервера, который сконфигурирован с возможностью осуществления связи с устройством датчика по п. 1 и с электронным устройством по второй сети;

блок хранения данных, который сконфигурирован с возможностью хранения приложения диагностики ультразвуковых изображений; и

рабочий блок, который сконфигурирован с возможностью исполнения приложения диагностики ультразвуковых изображений в ответ на запрос электронного устройства,

при этом рабочий блок дополнительно сконфигурирован с возможностью формирования данных ультразвукового изображения с использованием эхосигнала, переданного из устройства датчика, и передачи сформированных данных ультразвукового изображения в электронное устройство.

5. Сервер по п. 4, в котором блок связи сервера дополнительно сконфигурирован с возможностью приема идентификационной информации устройства датчика от устройства датчика и причем приложение диагностики ультразвуковых изображений содержит команды, исполняемые сервером для предоставления пользовательского интерфейса, который обеспечивает пользователю возможность выбора конкретного устройства датчика из множества устройств датчиков с использованием идентификационной информации устройства датчика для обеспечения пользователю возможности выбора конкретного устройства датчика из множества устройств датчиков с использованием идентификационной информации устройства ультразвукового датчика.

6. Сервер по п. 4, причем сервер дополнительно сконфигурирован с возможностью передачи множества режимов для обработки ультразвукового изображения в электронное устройство, так чтобы пользователь выбирал режим среди упомянутого множества режимов.

7. Сервер по п. 4, причем сервер дополнительно сконфигурирован с возможностью передачи информации меню манипулирования по управлению устройством датчика в электронное устройство, так чтобы пользователь управлял устройством датчика посредством манипулирования электронным устройством.

8. Система для диагностики ультразвукового изображения, при этом система содержит:

устройство датчика по любому из пп. 1-3, которое сконфигурировано с возможностью передачи эхосигнала, принятого из преобразователя, в сервер по первой сети;

сервер по любому из пп. 4-7, который сконфигурирован с возможностью исполнения приложения диагностики ультразвуковых изображений, запрошенного электронным устройством, причем данные ультразвукового изображения формируются с использованием эхосигнала, принятого из устройства датчика.

9. Система по п. 8, в которой устройство датчика дополнительно сконфигурировано с возможностью выполнения процесса формирования луча приемника, который предназначен для фокусировки ультразвуковых волн, выводимых из преобразователя, или приложение диагностики ультразвуковых изображений содержит команды, исполняемые сервером для исполнения процесса формирования луча передатчика, который предназначен для фокусировки ультразвуковых волн, выводимых из преобразователя.

10. Система по п. 8, в которой устройство датчика дополнительно сконфигурировано с возможностью выполнения процесса формирования луча приемника, который предназначен для фокусировки эхосигнала, или приложение диагностики ультразвуковых изображений содержит команды, исполняемые сервером для исполнения процесса формирования луча приемника, который предназначен для фокусировки преобразованного эхосигнала, принятого из преобразователя.

11. Система по п. 8, в которой работа устройства датчика является управляемой из электронного устройства.

12. Система по п. 8, в которой блок отображения сконфигурирован с возможностью приема от сервера и отображения данных ультразвукового изображения, сформированных приложением диагностики ультразвуковых изображений сервера.

13. Система по п. 12, в которой блок отображения сконфигурирован с возможностью приема от сервера и отображения множества режимов для обработки ультразвукового изображения, так чтобы пользователь выбирал режим среди упомянутого множества режимов.

14. Система по п. 12, в которой сервер сконфигурирован с возможностью передачи информации меню манипулирования по управлению устройством датчика в электронное устройство, так чтобы пользователь управлял устройством датчика посредством манипулирования электронным устройством, и

блок отображения сконфигурирован с возможностью приема от сервера и отображения информации меню манипулирования по управлению устройством датчика, так чтобы пользователь управлял устройством датчика посредством манипулирования электронным устройством.

15. Система по п. 8, в которой электронное устройство содержит первое электронное устройство и второе электронное устройство, которое, соответственно, принимает и отображает данные ультразвукового изображения, сформированные приложением диагностики ультразвуковых изображений сервера.

16. Система по п. 15, в которой приложение диагностики ультразвуковых изображений, исполняемое сервером, управляется посредством, по меньшей мере, одного из первого и второго электронных устройств.

17. Система по п. 15, в которой данные ультразвукового изображения или пользовательский интерфейс приложения диагностики ультразвуковых изображений, отображаемые на дисплее первого электронного устройства, допускают манипулирование со второго электронного устройства, подключенного через сервер.

18. Система по п. 8, в которой электронное устройство содержит мобильный терминал, подключенный к беспроводной сети, или настольный компьютер, подключенный к проводной или беспроводной сети.

19. Способ обработки ультразвукового изображения посредством системы по п. 8, содержащей устройство датчика, сервер и электронное устройство, при этом способ содержит этапы, на которых:

передают из электронного устройства в сервер запрос на исполнение приложения диагностики ультразвуковых изображений по сети;

исполняют приложение диагностики ультразвуковых изображений с использованием сервера в ответ на упомянутый запрос;

выполняют процесс соединения устройства датчика с приложением диагностики ультразвуковых изображений, исполняемым посредством сервера,

отображают идентификационную информацию устройств датчика на блоке отображения электронного устройства для пользователя, чтобы выбирать устройство датчика;

формируют эхосигнал материала, подлежащего обследованию, посредством устройства датчика;

передают эхосигнал, сформированный устройством датчика, в сервер по сети;

формируют данные ультразвукового изображения посредством сервера с использованием принятого эхосигнала; и

отображают на электронном устройстве ультразвуковое изображение, сформированное с помощью данных ультразвукового изображения, принятых из сервера по сети,

причем при формировании требуемого эхосигнала материала, подлежащего обследованию.

20. Способ по п. 19, в котором этап формирования эхосигнала дополнительно содержит этап, на котором сжимают размер данных цифрового эхосигнала.

21. Способ по п. 19, дополнительно содержащий этап, на котором отображают в электронном устройстве пользовательский интерфейс приложения диагностики ультразвуковых изображений, исполняемого сервером и выводимого в электронное устройство.

.