УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ, УПРАВЛЯЕМОЕ МОБИЛЬНЫМ УСТРОЙСТВОМ ОТОБРАЖЕНИЯ, И УЛЬТРАЗВУКОВАЯ СИСТЕМА ВИЗУАЛИЗАЦИИ Российский патент 2018 года по МПК A61B8/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к станции для получения ультразвуковых изображений для использования вместе с мобильным устройством отображения для того, чтобы сформировать ультразвуковую систему визуализации. Кроме того, настоящее изобретение относится к ультразвуковой системе визуализации для предоставления изображения томографической плоскости области или объема, например анатомический вид внутри тела пациента.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ультразвуковые системы визуализации широко известны в данной области. Они, в частности, используются для обеспечения анатомической визуализации пациентов. Известно, что как двумерная, так и трехмерная визуализация органов пациентов служат надежным инструментом практикующих врачей для того, чтобы посмотреть части тела пациента без необходимости каких-либо хирургических операций.

Ультразвуковые системы визуализации это полноценные станции, которые могут быть прикреплены к определенному месту и часто могут двигаться на колесиках, чтобы обеспечить гибкое использование в разных местах. Ультразвуковые системы визуализации обеспечивают для каждого компонента, необходимого при получении ультразвуковых изображений, т.е. устройств ввода, устройств отображения, любое компьютерное аппаратное обеспечение, необходимое для работы ультразвуковой системы визуализации и конкретное программное обеспечение для сбора, преобразования для просмотра и отображения ультразвуковых изображений. Кроме того, ультразвуковые системы визуализации содержат по меньшей мере один датчик, служащий носителем одно- или двумерных решеток преобразователей для сканирования тела пациента, как вручную, так и автоматически.

Конечно, обеспечение полностью оборудованных ультразвуковых систем визуализации, содержащих каждую компоненту, как указано выше, делает эти системы не только относительно дорогими, но также большими, тяжелыми и неудобными для перемещения в медицинских помещениях.

Кроме того, мобильные вычислительные устройства общеизвестны и распространились при клинических применениях в последнюю пару лет. В настоящее время, мобильные телефоны, планшеты, персональные компьютеры и ноутбуки широко используются для предоставления всех видов приложений и сетевого доступа, независимо от их местоположения. У этих мобильных устройств постоянно растут уровни производительности аппаратного обеспечения, они имеют простой в использовании интерфейс и разрешение и качество их дисплеев растет.

Последние разработки повысили функциональность таких мобильных устройств.

Например, источник JP 2007129342 A раскрывает мобильный телефон с функцией персонального компьютера, включающий в себя интерфейс, подсоединяемый к внешнему устройству для хранения операционных систем персональных компьютеров, внутренние запоминающие устройства для хранения операционной системы мобильного телефона, средство управления для управления исполнением программы на основе операционной системы мобильного телефона, средство оценки для оценки того, подсоединено внешнее устройство к интерфейсу или нет, и средство переключения для переключения операционной системы мобильного телефона на операционную систему персонального компьютера, когда средство оценки определяет, что внешнее устройство присоединено к интерфейсу, и средство управления управляет выполнением программы на основе операционной системы персонального компьютера, когда выбрана операционная система персонального компьютера.

В патенте США 2004/0179332 A1 раскрывается портативный ультразвуковой блок и стыковочная тележка для блока, в котором портативный ультразвуковой блок установлен в стыковочной тележке и стыковочная тележка превращает портативный ультразвуковой блок в систему на основе тележки с улучшенными возможностями и функциональностью. На тележке может быть предусмотрен дисплей клинициста и дисплей пациента.

Существует необходимость дальнейшего совершенствования ультразвуковых систем визуализации с точки зрения затрат, мобильности и многоцелевой функциональности.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить улучшенную станцию для получения ультразвуковых изображений и улучшенную ультразвуковую систему визуализации.

В первом аспекте настоящего изобретения, представлена станция для получения ультразвуковых изображений для использования вместе с мобильным устройством отображения для того, чтобы сформировать ультразвуковую систему визуализации, которая содержит решетку преобразователей, выполненную с возможностью предоставлять принимаемый ультразвуковой сигнал, аппаратный узел для получения изображения для управления решеткой преобразователей, приема принимаемого ультразвукового сигнала и предоставления данных изображения, первый блок памяти, в котором хранится первая операционная система для управления ультразвуковой системой визуализации, и интерфейсный узел для разъемного соединения мобильного устройства отображения со станцией для получения ультразвуковых изображений и где первая операционная система выполнена с возможностью управления ультразвуковой системой визуализации, включающей в себя мобильное устройства отображения.

В дополнительном аспекте настоящего изобретения представлена ультразвуковая система визуализации для предоставления изображения томографической области или объема, которая включает в себя станцию для получения ультразвуковых изображений, содержащую решетку преобразователей, выполненную с возможностью предоставлять принимаемый ультразвуковой сигнал, аппаратный узел для получения изображений для управления решеткой преобразователей, приема принимаемого ультразвукового сигнала и предоставления данных изображения, первый блок памяти, в котором хранится первая операционная система для управления ультразвуковой системой визуализации, и интерфейсный узел для соединения мобильного устройства отображения со станцией для получения ультразвуковых изображений, и где ультразвуковая система визуализации дополнительно содержит мобильное устройство отображения, причем мобильное устройство отображения имеет второй блок памяти, в котором хранится вторая операционная система для управления мобильным устройством отображения, и где мобильное устройство отображения может соединяться с интерфейсным узлом.

Основная идея изобретения состоит в том, чтобы использовать аппаратные ресурсы и мобильность широкоупотребительных мобильных устройств отображения для того, чтобы сделать возможным управление ультразвуковыми системами визуализации и обработку данных ультразвуковых изображений.

Предполагается, временно заменять операционную систему мобильного устройства отображения для того, чтобы обеспечить специальную функцию ультразвуковой визуализации в течение определенного периода. Захваченный центральный процессор и аппаратное обеспечение визуализации мобильного устройства отображения запускают исключительно ультразвуковое приложение, достигая высокой производительности и надежности диагностики. Когда сканирование инициировано, ультразвуковая операционная система устанавливается в мобильное устройство отображения. По завершении сканирования, мобильное устройство отображения возвращается к своей базовой операционной системе и функционированию.

Тем самым мобильное устройство отображения с единственной задачей может надежно служить для нескольких применений, одно из которых относится исключительно к обработке ультразвукового изображения. Другим применением может быть одно из общих применений для пользователя. Кроме того, эти общие применения могут включать в себя дополнительные медицинские применения, например в рамках клиники или другого места оказания медицинской помощи. При наличии одного мобильного устройства отображения снижаются эксплуатационные расходы и помехи прочих специальных сканирующих устройств. Кроме того, оперативная мобильность ультразвуковой системы визуализации увеличивается, так как пользователь уже носит с собой свой персональный компьютер. Поскольку приложение для ультразвуковой визуализации обладает исключительным правом доступа к ресурсам мобильного устройства отображения, оно может претендовать на генерацию надежных вычисляемых ультразвуковых изображений и хранение или передачу этих изображений защищенным образом.

В частности, первый блок памяти является постоянным запоминающим устройством, в котором хранятся данные выполнения первой операционной системы для работы всех компонентов аппаратного обеспечения ультразвуковой системы визуализации. Тем самым первый блок памяти представляет альтернативное загрузочное устройство в мобильном устройстве отображения. Предпочтительно, чтобы имелся быстрый запуск, обеспечиваемый механизмом, таким как последовательность загрузки многократного восстановления системы из единожды инициированного спящего режима (HORM). Такая HORM характеристика делает возможной быструю перезагрузку и возвращение к той же часто выполняющейся операции, переведенной в спящий режим. Версия ультразвуковой операционной системы может быстро загружаться из предопределенного состояния спящего режима. Ультразвуковая система визуализации может загружаться в рабочее состояние из режима ожидания с нулевым питанием за приблизительно семь секунд.

Таким образом, предлагается станция для получения ультразвуковых изображений, содержащая все аппаратное обеспечение, необходимое получения ультразвуковых изображений. Кроме того, она выполнена с возможностью присоединения к первому блоку памяти мобильного устройства отображения, в котором хранится первая операционная система. В частности, первый блок памяти может быть устройством флэш-памяти. Кроме того, станция для получения ультразвуковых изображений может содержать средство оценки для оценки того, подсоединено ли мобильное устройство отображения к станции для получения ультразвуковых изображений через интерфейсный узел.

Кроме того, станция для получения ультразвуковых изображений может содержать средство переключения для переключения, в частности автоматического переключения, работу мобильного устройства отображения для работы через первую операционную систему на основании того, что мобильное устройство отображения подсоединено к станции для получения ультразвуковых изображений посредством блока оценки. Станция для получения ультразвуковых изображений может иметь вид стандартного крепления к мобильному устройству отображения для присоединения через его стыковочный порт. Это может быть своего рода переходная втулка, окружающая мобильное устройство отображения и которую можно носить с мобильным устройством отображения, или она может иметь форму типовой настольной стыковочной станции или может иметь форму разъема стыковочного порта, соединенного кабелем с интеллектуальным датчиком или его частью, несущим решетку преобразователей, аппаратным узлом для получения изображений и первым блоком памяти. Таким образом, в случае интеллектуального датчика, все специальное ультразвуковое аппаратное обеспечение, т.е. по меньшей мере, формирователь луча и, необязательно, процессор для обработки сигналов и, кроме того необязательно процессор для обработки изображений, может содержаться в ручке зонда, в том числе первый блок памяти, содержащий первую операционную систему. Интеллектуальный датчик или станция для получения изображений может присоединяться к мобильному устройству отображения с помощью специального проводного интерфейса, стандартного проводного интерфейса, такого как универсальная последовательная шина (USB), USB 2.0, USB 3.0 или беспроводного интерфейса, такого как беспроводная USB на сверхширокополосной (UWB) радиосвязи. В случае беспроводного интеллектуального датчика, батарея также может быть включена в состав интеллектуального датчика, и весь интеллектуальный датчик должен оптимально потреблять меньше чем в среднем 3,5 Вт при операции сканирования.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

В варианте осуществления аппаратный узел для получения изображений имеет формирователь луча, выполненный с возможностью управления решеткой преобразователей для сканирования двумерной томографической плоскости или трехмерного объема, в частности тела пациента, и дополнительно выполненный с возможностью приема принимаемого ультразвукового сигнала и предоставления сигнала изображения, и процессор для обработки сигналов, выполненный с возможностью приема сигнала изображения и предоставления данных изображения. Тем самым станция для получения ультразвуковых изображений может обеспечить полную функциональность ультразвукового аппаратного обеспечения для управления решеткой преобразователей и может предоставить данные изображения мобильному устройству отображения через интерфейсный узел, которые могут далее обрабатываться мобильным устройством отображения. Все специальное ультразвуковое оборудование и/или компоненты программного обеспечения представляются станцией для получения ультразвуковых изображений.

В дополнительном варианте осуществления станция для получения ультразвуковых изображений дополнительно содержит первое устройство ввода для предоставления пользователю возможности управлять ультразвуковой системой визуализации. Тем самым пользователю могут быть предоставлены дальнейшие возможности для ввода данных в ультразвуковую систему визуализации и управления ультразвуковой системой визуализации. Например, в случае если мобильное устройство отображения имеет только сенсорный экран, клавиатура может быть предоставлена пользователю через устройство ввода системы получения ультразвуковых изображений, позволяя пользователю легко ввести имя пациента, информацию, относящуюся к ультразвуковым изображениям и т.д. с помощью клавиатуры. Кроме того, первое устройство ввода может содержать шаровой манипулятор для управления курсором мыши на мобильном устройстве отображения или для сканирования, увеличения и вращения преобразованного для просмотра трехмерного изображения в случае, если объем сканируется с помощью ультразвуковой системы визуализации. Например, аппаратные кнопки, реализующие основные ультразвуковые функции, такие как запуск и остановка текущей визуализации или установка глубины изображения, могут быть включены в состав станции для получения ультразвуковых изображений. В основном все возможности ввода могут быть предоставлены пользователю дополнительно к возможностям ввода, которые могут быть предоставлены мобильным устройством отображения.

В дополнительном варианте осуществления станция для получения ультразвуковых изображений дополнительно содержит стыковочный блок, содержащий аппаратный узел для получения изображений, первый блок памяти и интерфейсный узел. Тем самым станция для получения ультразвуковых изображений может быть предоставлена пользователю в виде стыковочного блока для приема мобильного устройства отображения. Размещение мобильного устройства отображения в нижней части станции может обеспечить интуитивно понятную и ясную несложную процедуру для подсоединения мобильного устройства отображения к станции для получения ультразвуковых изображений.

В дополнительном варианте осуществления станция для получения ультразвуковых изображений дополнительно содержит головку датчика, которая содержит решетку преобразователей. Тем самым обычные головки датчиков могут быть соединены со стыковочным блоком. Кроме того, пациент может сканироваться вручную в случае, если головкой датчика можно управлять вручную. Однако также возможен случай, когда головка датчика является частью более сложного устройства, которое может размещаться на участке тела пациента для автоматического сканирования большой области пациента, например туловища, сердца или грудной клетки пациента.

В дополнительном варианте осуществления головка датчика соединяется кабелем со стыковочной станцией. Тем самым может быть предоставлено надежное соединение, которое способно обеспечить передачу с широкой полосой пропускания.

В дополнительном варианте осуществления станция для получения ультразвуковых изображений дополнительно содержит блок адаптера, где интерфейсный узел выполнен в виде разъемного соединения и где блок адаптера выполнен с возможностью подсоединения определенного типа мобильного устройства отображения к интерфейсному узлу. Тем самым мобильное устройство отображения может быть легко подсоединено к станции для получения ультразвуковых изображений и ее стыковочному блоку. Блок адаптера может облегчить подсоединение мобильного устройства отображения. Кроме того, адаптивный блок может служить для того, чтобы надежно удерживать мобильное устройство отображения, прикрепленное к стыковочному блоку, во время работы.

В дополнительном варианте осуществления стыковочный блок имеет по существу L-образную форму в поперечном сечении. Тем самым стыковочный блок может быть выполнен в виде пластины с гладким угловым элементом основания внизу, который образует объединение зацепки, державки и интерфейса преобразователя. Один или несколько, предпочтительно два, интерфейса для решеток преобразователей могут быть предусмотрены в угловым элементе стыковочного блока.

Посредством обхода второй операционной системы мобильное устройство отображения становится обслуживающим исключительно функцию ультразвукового сканера, когда оно пристыковано. Мобильное устройство отображения будет переходить в спящий режим первой операционной системы в течение нескольких секунд, предоставляя все аппаратные ресурсы процедуре ультразвуковой визуализации.

В дополнительном варианте осуществления мобильное устройство отображения содержит центральный процессор для управления формирователем луча, процессор изображений, сконфигурированный для приема данных изображения от процессора для обработки сигналов и предоставления отображаемых данных, дисплей, выполненный с возможностью приема отображаемых данных и предоставления изображения. Тем самым мобильное устройство отображения содержит необходимые аппаратные ресурсы для того, чтобы отдавать команды станции для получения ультразвуковых изображений. Кроме того, полученные данные изображения могут обрабатываться центральным процессором и ресурсами мобильного устройства отображения и преобразовываться для просмотра в отображаемые данные на дисплее мобильного устройства отображения.

В дополнительном варианте осуществления мобильное устройство отображения дополнительно содержит второе устройство ввода. Тем самым пользователь может по-прежнему обращаться к устройству ввода мобильного устройства отображения для того, чтобы отдавать команды ультразвуковой системе визуализации. Второе устройство ввода может быть, например, сенсорным экраном мобильного устройства отображения или кнопками, представляемыми на мобильном устройстве отображения.

В дополнительном варианте осуществления ультразвуковая система визуализации выполнена таким образом, что мобильное устройство отображения управляется второй операционной системой, когда мобильное устройство отображения отсоединено от станции для получения ультразвуковых изображений. Тем самым пользователь может легко вернуть мобильное устройство отображения обратно в режим общего применения, отсоединив мобильное устройство отображения от интерфейсного узла станции для получения ультразвуковых изображений. Кроме того с такой автоматической процедурой переключения, пользователь может быть снабжен возможностью переключения между первой и второй операционными системами при подсоединении мобильного устройства отображения к станции для получения ультразвуковых изображений. Например, такой вариант может быть предусмотрен посредством нажатия определенной кнопки первого или второго устройства ввода или выбора определенной программы в соответствующей архитектуре операционной системы.

В дополнительном варианте осуществления мобильное устройство отображения дополнительно содержит блок подписи для идентификации мобильного устройства отображения в станции для получения ультразвуковых изображений и для возможности обхода второй операционной системы и управления мобильным устройством отображения с помощью первой операционной системы. Тем самым только допустимые мобильные устройства отображения могут подсоединяться к станции для получения ультразвуковых изображений. Это может гарантировать то, что только те мобильные устройства отображения, которые имеют достаточные аппаратные ресурсы для запуска первой операционной системы, подсоединены к станции для получения ультразвуковых изображений. Кроме того, это может гарантировать то, что только определенные устройства конкретного производителя, определенной клиники или выбранного персонала могут быть подсоединены к некоторой станции для получения ультразвуковых изображений.

В дополнительном варианте осуществления мобильное устройство отображения является персональным компьютером планшетного типа или персональным компьютером типа «раскладушка». Тем самым общеизвестные типы персональных компьютеров и мобильных устройств отображения могут быть подсоединены к станции для получения ультразвуковых изображений для того, чтобы сформировать ультразвуковую систему визуализации.

В дополнительном варианте осуществления ультразвуковая система визуализации дополнительно выполнена так, что, по меньшей мере, часть первой операционной системы копируется во второй блок памяти мобильного устройства отображения, в частности, под управлением первой операционной системы узла получения изображений. Тем самым интерфейсная линия между узлом получения изображений и мобильным устройством отображения может в этом случае иметь более низкую скорость передачи данных, чем обычно требуется для обеспечения быстрого доступа первой операционной системы к своей исходной памяти в первом блоке памяти. Таким образом, большая полоса пропускания доступна, например, для передачи данных ультразвукового изображения или ультразвуковых отображаемых данных.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны и прояснены со ссылкой на описанный ниже вариант(ы) осуществления. На следующих чертежах:

на Фиг. 1 представлено схематическое изображение применения ультразвуковой систем визуализации,

на Фиг. 2 представлена блок-схема ультразвуковой системы визуализации и системы получения ультразвуковых изображений, которая может быть подсоединена к мобильному устройству отображения,

на Фиг. 3 представлена ультразвуковая система визуализации со станцией для получения ультразвуковых изображений, подсоединенной к мобильному устройству отображения персонального компьютера планшетного типа, и

на Фиг. 4 представлена ультразвуковая система визуализации, содержащая станцию для получения ультразвуковых изображений, подсоединенную к персональному компьютеру типа «раскладушка».

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На Фиг. 1 показана ультразвуковая система 10 визуализации. Ультразвуковая система 10 визуализации используется для сканирования области или объема тела пациента 12.

Для сканирования пациента 12 может предоставляться головка 14 датчика. Головка 14 датчика подсоединяется к стыковочному блоку 16 ультразвуковой системы 10 визуализации. Стыковочный блок 16 служит не только для подсоединения головки 14 датчика, но также для подсоединения мобильного устройства 18 отображения. Хотя мобильное устройство 18 отображения соединено со стыковочным блоком 16 посредством кабеля, показанного на Фиг. 1, предполагается, что мобильное устройство 18 отображения подсоединяется к стыковочному блоку 16 посредством разъемного соединения или может быть легко подсоединено беспроводным способом к стыковочному блоку 16.

Стыковочный блок 16 может содержать первое устройство 20 ввода. Первое устройство 20 ввода может иметь клавиатуру 22 и/или шаровой манипулятор 24 для того, чтобы обеспечить механизма ввода пользователю ультразвуковой системы 10 визуализации. Дополнительно или альтернативно, в первом устройств 20 ввода могут иметь место другие механизмы с тем, чтобы дать возможность пользователю управлять ультразвуковой системой 10 визуализации.

Кроме того, мобильное устройство 18 отображения содержит блок 26 отображения для отображения отображаемых данных, генерируемых ультразвуковой системой визуализации для пользователя. Тем самым область или объем пациента 12, сканируемого посредством головки 14 датчика, может быть представлена на блоке 26 отображения пользователем ультразвуковой систем 10 визуализации. Кроме того, мобильное устройство 18 отображения содержит второе устройство 28 ввода, которое может предоставить дополнительные возможности управления пользователю. Второе устройство ввода может быть, например, блоком отображения, который предоставляется в виде сенсорного экрана или дополнительных кнопок, присутствующих на мобильном устройстве 18 отображения.

«Мобильное устройство 18 отображения» может быть любым вычислительным аппаратным устройством, которое может носиться пользователем. В частности, мобильное устройство 18 отображения может быть сотовым телефоном, КПК (карманный персональный компьютер), персональным компьютером типа «раскладушка» или персональным компьютером планшетного типа.

Мобильное устройство 18 отображения может подсоединяться к стыковочному блоку 16 пользователем ультразвуковой системы 10 визуализации и отсоединяться от него. После отсоединения от стыковочного блока 16 мобильное устройство 18 отображения может быть запущено с собственной операционной системой, предоставляющей все виды приложений общего применения или медицинские приложения пользователю.

Кроме того, после стыковки мобильного устройства 18 отображения со стыковочным блоком 16, операционная система мобильного устройства 18 отображения блокируется и операционная система ультразвуковой системы 10 визуализации, хранящаяся в стыковочном блоке 16, автоматически запускается из спящего режима. Эта альтернативная операционная система сразу берет на себя управление мобильным устройством 18 отображения и предоставляет пользователю полностью функционирующую ультразвуковую систему 10 визуализации, использующую аппаратные ресурсы мобильного устройства 18 отображения.

В дополнительном варианте осуществления также может быть так, что головка 14 датчика и стыковочный блок 16 образуют единое целое, т.е. содержатся в одном корпусе. Таким образом, головка 14 датчика и стыковочный блок могут образовывать единый комплекс в корпусе датчика.

На Фиг. 2 показана блок-схема как пример различных компонент ультразвуковой системы 10 визуализации и их расположение и взаимодействие внутри всей ультразвуковой системы 10 визуализации.

Как уже объяснялось выше, ультразвуковая система 10 визуализации используется для сканирования области или объема 30 пациента 12. Область или объем схематически показан штриховыми линиями и обозначена ссылочной позицией 30. Эта область или объем 30 исследуется с помощью головки 14 датчика, несущего решетку 32 преобразователей. Решетка 32 преобразователей может быть любого известного типа. Таким образом, решетка 32 преобразователей может быть одномерной решеткой преобразователей или двумерной решеткой преобразователей, которая может сканироваться механически или электронно. Решетка 32 преобразователей преобразует ультразвуковые сигналы в электрические сигналы и наоборот.

Для того чтобы отдавать команды решетке 32 преобразователей, имеется формирователь 34 луча, который используется для управления электронным и/или механическим сканированием решетки преобразователей и, если возможно, количеством, плотностью и положением линий сканирования, вдоль которых сканируется область или объем 30. Кроме того, может предоставляться процессор для обработки сигналов, который принимает ультразвуковой принимаемый сигнал формирователя луча и предоставляет сигнал изображения. Формирователь 34 луча и процессор 36 для обработки сигналов вместе могут образовывать оборудование (аппаратное обеспечение) 37 для получения изображений. Кроме того, предоставляется первый блок 38 памяти, в котором хранится первая операционная система, которая управляет всем оборудованием ультразвуковой системы 10 визуализации только в приложениях для ультразвуковой визуализации.

Мобильное устройство 18 отображения содержит центральный процессор 40 для управления формирователем 34 луча, процессор 42 для обработки изображений и/или процессор 36 обработки сигналов. В любом варианте осуществления формирователь 34 луча, процессор 36 обработки сигналов и процессор 42 обработки изображений также могут принадлежать к программно-реализованному типу, являясь частью первой операционной системы 38 и стартовать на центральном процессоре 40. В случае если один из группы: процессор 36 для обработки сигналов, формирователь 34 луча и процессор 42 для обработки изображений, принадлежит к программно-реализованному типу, предпочтительное расположение соответствующей схемы является таким, как показано на Фиг. 2. Однако также может быть так, что схема аппаратных средств, показанная как часть стыковочного блока 16, может находиться на мобильном устройстве 18 отображения или аппаратные компоненты, такие как присутствующие на мобильном устройстве 18 отображения, могут быть частью стыковочного блока 16.

Процессор 42 для обработки изображений принимает данные изображения от процессора для обработки сигналов36 и предоставляет отображаемые данные на дисплее 26. Формирователь 34 луча, процессор 36 для обработки сигналов и процессор 42 для обработки изображений могут обслуживаться центральным процессором 40.

Кроме того, мобильное устройство 18 отображения несет второй блок 44 памяти, в котором хранится вторая операционная система, для запуска мобильного устройства отображения в режиме общего применения. Тем самым мобильное устройство 18 отображения может использоваться пользователем для любого приложения, если отсоединено от стыковочного 16 блока. При подсоединении к стыковочному 16 блоку, первая операционная система, хранящаяся в первом блоке 38 памяти, принимает на себя управление центральным процессором 40 и/или аппаратными ресурсами ультразвуковой системы 10 визуализации.

Первый блок 38 памяти и второй блок 44 памяти могут содержать по меньшей мере один жесткий диск, например твердотельный накопитель (SSD), и, возможно, дополнительно содержать по меньшей мере одно оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

В любом случае, головка 14 датчика и стыковочный блок 16 вместе образуют станцию 46 для получения ультразвуковых изображений. Эта станция 46 для получения ультразвуковых изображений может быть подсоединена к части 48 консоли ультразвуковой системы 10 визуализации, в которой часть 48 консоли формируется мобильным устройством 18 отображения. В дополнительном варианте осуществления станция 46 для получения ультразвуковых изображений может быть выполнена в одном корпусе. Таким образом, решетка 32 преобразователей, формирователь 34 луча и процессор 36 для обработки сигналов могут быть расположены все в одном корпусе, как и головка 14 датчика. Кроме того, первый блок 38 памяти также может быть расположен внутри этого корпуса.

Чтобы сделать возможным подсоединение мобильного устройства 18 отображения к станции для получения ультразвуковых изображений 46, предусмотрен интерфейсный узел 50, предпочтительно в форме разъемного соединения. Интерфейсный узел 50 формирует часть станции 46 для получения ультразвуковых изображений с тем, чтобы принять мобильное устройство 18 отображения для стыковки. Для того чтобы только надлежащие мобильные 18 устройства отображения подсоединялись к станции 46 для получения ультразвуковых изображений, мобильное устройство 18 отображения может содержать блок 52 подписи для определения допустимых мобильных устройств 18 отображения на станции 46 для получения ультразвуковых изображений.

Для правильного подсоединения мобильного устройства 18 отображения к стыковочному блоку 16, может быть предусмотрен блок 54 адаптера, который может служить в качестве рамки и/или направляющих для того, чтобы вставить и удерживать мобильное устройство 18 отображения внутри стыковочного блока 16. Кроме того, с помощью блока 54 адаптера внутри стыковочного блока 16 для облегчения работы ультразвуковой системы 10 визуализации может предоставляться компоновка флеш мобильного устройства 18 отображения.

На Фиг. 3 показан эскиз возможного практического варианта осуществления ультразвуковой системы 10 визуализации и ее компонентов. Стыковочный блок 16 имеет схематически изображенное разъемное соединение 56 для того, чтобы обеспечить информационное соединение с мобильным устройством 18 отображения. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 3, мобильное устройство отображения является персональным компьютером планшетного типа. Головка 14 датчика крепится с помощью кабеля 58 к стыковочному блоку 16. Однако к стыковочному блоку 16 может быть прикреплено даже две или более головок 14 датчика. Стыковочный блок 16 имеет L-образное поперечное сечение с относительно длинным элементом, содержащим стыковочный блок 54, и первое устройство 20 ввода и короткий элемент, который содержит интерфейс для подсоединения головки 14 датчика. Оба элемента соединены с помощью шарнира, так что стыковочный блок 16 может быть вставлен в удобном положении.

Стыковочный блок 16 является компактным портативным недорогим безопасным и универсальным модулем, который может преобразовать любой мобильный планшетный компьютер в многофункциональный ультразвуковой сканер, в особенности рассчитанный на нижний ценовой сегмент. Он состоит из эргономичной стойки и мобильного устройства 18 отображения, может защелкиваться в разъемном соединении 56. Стыковочный блок может содержать необязательно часть для батареи оборудования 37 для получения изображений. Операционная система, хранящаяся на мобильном устройстве отображения, может быть, например, операционной системой Windows, операционной системой Android или операционной системой iPhone iOS.

Головка 14 датчика может содержать решетку 32 преобразователей любого известного типа, например это может быть линейная, изогнутая линейная решетка (CLA), сектор или решетка преобразователей типа эндополости. Станция 46 для получения ультразвуковых изображений может содержать вспомогательную батарею, которая может дополнить батареи, имеющиеся в мобильном устройстве отображения. Тем самым ультразвуковой системе визуализации может быть предоставлена возможность сканирования в течение периода времени в несколько часов. Кроме того, может присутствовать разъем электропитания, который может обеспечить ввод постоянного тока от настенного адаптера переменного тока, чтобы позволить системе сканировать без ограничения по времени.

Кроме того, стыковочный блок может предоставить вывод видеоданных и порт расширения, такой как Wi-Fi и ЛВС. Он может содержать жесткий диск твердотельного накопителя (SSD) объемом 100 и более гигабайт в качестве первого блока памяти, в котором хранится операционная система ультразвуковой системы 10 визуализации. Кроме того, первый блок 38 памяти может обеспечить объем для хранения данных изображения. Мобильное устройство отображения само по себе может предоставить, например, Wi-Fi и соединения Bluetooth. Стыковочный блок 16 может быть выполнен как портативный, весом менее чем 2 кг. При сканировании тела пациента стыковочный блок 16 может накладываться на относительно плоскую поверхность или монтироваться на державке или на стене.

Мобильное устройство отображения может работать, например, на двухъядерным процессоре Atom, серийно выпускаемом компанией Intel, Санта-Клара, США. Однако может иметь место любой другой центральный процессор. Будучи неподсоединенным к стыковочному блоку, мобильное устройство отображения может быть открытой системой, подходящей для любых потребностей пользователей, например, для просмотра веб-страниц, электронной почтой, других медицинских приложений, видео, личного обмена мгновенными сообщениями, для выполнения работы и т. д. Пользователь может свободно устанавливать дополнительное программное обеспечение и наращивать ресурсы мобильного устройства отображения. В частности, мобильное устройство отображения могут отвечать типичным спецификациям стандартной архитектуры медицинского клинического помощника. Такая архитектура может иметь место для обеспечения инфраструктуры планшетных компьютеров для использования медицинским персоналом в клиниках.

Однако когда мобильное устройство 18 отображения состыковано со стыковочным блоком 16, станция 46 для получения ультразвуковых изображений берет на себя все аппаратные ресурсы мобильного устройства отображения и обходит вторую операционную систему 44 внутри мобильного устройства отображения. Это достигается путем повторной загрузки системы из первого блока 38 памяти в станции 46 для получения ультразвуковых изображений. Возможность выбора может быть предоставлена для копирования изображений, сохраненных на первом блоке 38 памяти на второй блок 44 памяти мобильного устройства отображения для просмотра, когда мобильное устройство 18 отображения отсоединено от стыковочного блока 16. Без мобильного устройства отображения, стыковочный блок 16 не может загрузиться со своего внутреннего блока 38 памяти и не приводит в действие головку14 датчика. Такой механизм может гарантировать то, что только квалифицированный персонал может оперировать ультразвуковой системой 10 визуализации.

Кроме того, ультразвуковая система 10 визуализации может быть выполнена таким образом, что при присоединении мобильного устройства 18 отображения к стыковочному блоку 16 первая операционная система загружается с первого блока 38 памяти в стыковочный блок 16, вторая операционная систем в мобильном устройстве 18 отображения обходится и, по меньшей мере, часть первой операционной системы копируется в энергонезависимую память, например ОЗУ второго блока 44 памяти мобильного устройства 18 отображения под управлением первой операционной системы узла 46 получения изображений. Тем самым программа ультразвуковой визуализации может быть выполнена более эффективно, не требуя частого доступа к первому блоку 38 памяти узла 46 по интерфейсному узлу 50 между узлом 46 получения изображений и мобильным устройством 18 отображения. Копирование части первой операционной системы ультразвуковой системы 10 визуализации в энергонезависимую память или ОЗУ второго блока 44 памяти мобильного устройства 18 отображения не имеет никакого влияния на работу мобильного устройства 18 отображения при отстыковке. Преимуществом этого является то, интерфейсная линия между узлом 46 получения изображений и мобильным устройством 18 отображения может в этом случае иметь белее низкую скорость передачи данных, например в Мбит/сек, чем обычно требуется для обеспечения быстрого доступа первой операционной системы к своей исходной памяти в первом блоке 38 памяти. Это может быть особенно полезно, если для интерфейсного узла 50 используется стандарт USB 2.0.

Однако если в качестве стандарта для интерфейсного узла 50 используется, например, USB 3.0, это дает увеличение скорости передачи данных примерно в десять раз по сравнению с USB 2.0. Таким образом, используя USB 3.0 можно устранить копирование, по меньшей мере, части первой операционной системы во второй блок 44 памяти, в частности ОЗУ мобильного устройства 18 отображения, и сделать возможным непрерывный доступ мобильного устройства 18 отображения к первому блоку 32 памяти в станции 46 для получения ультразвуковых изображений.

Так как имеющиеся на рынке мобильные устройства 18 отображения меняются с течением времени, в стыковочном 16 блоке предоставляется блок 54 адаптера. Блок 54 адаптера может быть заменен внутри стыковочного блока. Блок 54 адаптера выполнен так, чтобы подходить к наружной объемности мобильного устройства отображения. Адаптер может быть таким, что его может изъять только квалифицированный персонал, а не пользователь. Блок адаптера может также содержать соответствующее разъемное соединение 56. Такое подсоединение может присоединять питание, USB, последовательную шину PCI Express, ЛВС и видеосигналы к стыковочному блоку, так что все компоненты мобильного устройства 18 отображения и станции 46 для получения ультразвуковых изображений могут быть обменивающимися через интерфейсный узел 50, предоставляемый посредством разъемного соединения. Дополнительные внешние разъемы могут быть предоставлены на стыковочном блоке 16, например разъем питания, ЛВС, видео и USB.

Вообще, мобильное устройство 18 отображения может оставаться заблокированным в стыковочном блоке 16 на больший период времени для предоставления стационарной ультразвуковой системы 10 визуализации.

Как показано на Фиг. 4, мобильное устройство 18 отображения не обязательно должно быть планшетным персональным компьютером, но может альтернативно быть персональным компьютером типа «раскладушки». Он также может быть разновидностью мобильного телефона, смартфона или карманным персональным компьютером.

Вообще, предполагаемые варианты осуществления обеспечивают компактный дизайн с небольшими размерами и малым весом. Ультразвуковая система 10 визуализации является портативной и ее можно переносить вручную, но ее также можно класть на поверхность во время работы. Она также может быть прочно установлена на роликовой державке. Мобильное устройство 18 отображения может служить собственным персональным устройством пользователя или, при подсоединении к станции 46 для получения ультразвуковых изображений, в качестве специального ультразвукового сканера. Операционная система может быть установлена таким образом, что ультразвуковое приложение и данные полностью отделены от программного обеспечения и данных пользователя. Мобильное устройство 18 отображения может блокироваться в стыковочном блоке 16 для обеспечения безопасности на физическом уровне. Альтернативно, мобильное устройство 18 отображения могут быть удалено и закреплено отдельно для того, чтобы защитить свою стоимость восстановления или данные. Через блок 52 подписи станция 46 для получения ультразвуковых изображений может работать только при подсоединении к допустимому мобильному устройству 18 отображения. Кроме того, ультразвуковая система 10 визуализации могут быть предоставлена по низкой цене, так как мобильное устройство 18 отображения может быть одним из имеющихся на рынке мобильных устройств отображения, производимых в больших количествах.

Хотя изобретение было проиллюстрировано и подробно описано на чертежах и предшествующем описании, такие иллюстрации и описание должны рассматриваться как иллюстративные или приведенные в качестве примера, а не ограничивающие. Изобретение не ограничивается описанными вариантами осуществления. Изучив чертежи, раскрытие и приложенную формулу изобретения, специалисты в данной области смогут понять и осуществить при практической реализации заявленного изобретения другие вариации показанных вариантов осуществления.

В формуле изобретения слово «содержит» не исключает других элементов или этапов, и формы единственного числа не исключают множественного числа. Один элемент или другой блок могут выполнять функции нескольких элементов, перечисленных в формуле изобретения. Сам факт того, что определенные меры перечислены во взаимно отличных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что сочетание этих мер нельзя использовать с пользой.

Компьютерная программа может храниться/распространяться на подходящем носителе, таком как оптический носитель данных или твердотельный носитель, поставляемые вместе с или как часть другого аппаратного обеспечения, но также могут распространяться в других формах, таких как через Интернет или другие проводные или беспроводные телекоммуникационные системы

Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не должны рассматриваться в качестве ограничения объема.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам ультразвуковой визуализации. Станция для получения ультразвуковых изображений для использования вместе с мобильным устройством в ультразвуковой системе визуализации, в которой мобильное устройство отображения имеет второй блок памяти для хранения второй операционной системы для управления мобильным устройством отображения, при этом станция содержит решетку преобразователей, аппаратный узел для получения изображения для управления решеткой преобразователей, приема принимаемого ультразвукового сигнала и предоставления данных изображения, первый блок памяти, в котором хранится первая операционная система для управления ультразвуковой системой визуализации, и интерфейсный узел для разъемного соединения мобильного устройства отображения со станцией, причем первая операционная система выполнена с возможностью управления ультразвуковой системой визуализации, включающей в себя мобильное устройство отображения, а ультразвуковая система визуализации выполнена таким образом, что вторая операционная система обходится при подсоединении мобильного устройства к интерфейсному узлу, при этом мобильное устройство отображения управляется первой операционной системой. Ультразвуковая система визуализации для предоставления изображения томографической плоскости или объема содержит станцию для получения ультразвуковых изображений и мобильное устройство отображения. Использование изобретений позволяет расширить арсенал средств для мобильной ультразвуковой визуализации. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Станция (46) для получения ультразвуковых изображений для использования вместе с мобильным устройством (18) для того, чтобы сформировать ультразвуковую систему (10) визуализации, причем мобильное устройство отображения имеет второй блок памяти, в котором хранятся вторая операционная система для управления мобильным устройством отображения, причем станция (46) для получения ультразвуковых изображений содержит:

решетку преобразователей (32), выполненную с возможностью предоставлять принимаемый ультразвуковой сигнал, аппаратный узел (37) для получения изображения для управления решеткой (32) преобразователей, приема принимаемого ультразвукового сигнала и предоставления данных изображения,

первый блок (38) памяти, в котором хранится первая операционная система для управления ультразвуковой системой (10) визуализации, и

интерфейсный узел (50) для разъемного соединения мобильного устройства (18) отображения со станцией (46) для получения ультразвуковых изображений, причем первая операционная система выполнена с возможностью управления ультразвуковой системой (10) визуализации, включающей в себя мобильное устройство (18) отображения, причем ультразвуковая система визуализации выполнена таким образом, что вторая операционная система обходится при подсоединении мобильного устройства к интерфейсному узлу, а мобильное устройство отображения управляется первой операционной системой.

2. Станция (46) для получения ультразвуковых изображений по п. 1, где аппаратный узел (37) для получения изображений имеет формирователь (34) луча, выполненный с возможностью управления решеткой (32) преобразователей для сканирования томографической плоскости или объема (30) и дополнительно выполненный с возможностью приема принимаемого ультразвукового сигнала и предоставления сигнала изображения, и процессор (36) для обработки сигналов, выполненный с возможностью приема сигнала изображения и предоставления данных изображения.

3. Станция (46) для получения ультразвуковых изображений по п. 1, где станция (46) для получения ультразвуковых изображений дополнительно содержит первое устройство (20) ввода для предоставления пользователю возможности управлять ультразвуковой системой (10) визуализации.

4. Станция (46) для получения ультразвуковых изображений по п. 1, где станция (46) для получения ультразвуковых изображений дополнительно содержит стыковочный блок (16), содержащий аппаратный узел (37) для получения изображений, первый блок (38) памяти и интерфейсный узел (50).

5. Станция (46) для получения ультразвуковых изображений по п. 1, где станция (46) для получения ультразвуковых изображений дополнительно содержит головку (14) датчика, которая содержит решетку (32) преобразователей.

6. Станция (46) для получения ультразвуковых изображений по п. 5, где головка (14) датчика соединяется кабелем с интерфейсным узлом (50).

7. Станция (46) для получения ультразвуковых изображений по п. 1, где станция (46) для получения ультразвуковых изображений дополнительно содержит блок (52) адаптера, где интерфейсный узел (50) выполнен в виде разъемного соединения и где блок (52) адаптера выполнен с возможностью подсоединения определенного типа мобильного устройства (18) отображения к интерфейсному узлу (50).

8. Станция (46) для получения ультразвуковых изображений по п. 4, где стыковочный блок (16) имеет по существу L-образную форму в поперечном сечении.

9. Ультразвуковая система (10) визуализации для предоставления изображения томографической плоскости или объема (30), содержащая станцию (46) для получения ультразвуковых изображений по п. 1 и мобильное устройство (18) отображения, причем мобильное устройство (18) отображения имеет второй блок (44) памяти, в котором хранятся вторая операционная система для управления мобильным устройством (18) отображения, и мобильное устройство (18) отображения выполнено с возможностью соединения с интерфейсным узлом (50), и мобильное устройство отображения выполнено таким образом, что вторая операционная система обходится при подсоединении мобильного устройства к интерфейсному узлу, а мобильное устройство отображения управляется первой операционной системой.

10. Ультразвуковая система (10) визуализации по п. 9, где мобильное устройство (18) отображения содержит центральный процессор (40) для управления формирователем (34) луча, процессор (36) изображений, сконфигурированный для приема данных изображения от процессора (34) для обработки сигналов и предоставления отображаемых данных, и блок 26 отображения, выполненный с возможностью приема отображаемых данных и предоставления изображения.

11. Ультразвуковая система (10) визуализации по п. 9, где мобильное устройство (18) отображения дополнительно содержит второе устройство (28) ввода.

12. Ультразвуковая система (10) визуализации по п. 9, где ультразвуковая система (10) визуализации выполнена таким образом, что мобильное устройство (18) отображения управляется второй операционной системой (44), когда мобильное устройство (18) отображения отключено от интерфейсного узла (50).

13. Ультразвуковая система (10) визуализации по п. 9, где мобильное устройство (18) отображения дополнительно содержит блок (52) подписи для идентификации мобильного устройства (18) отображения в станции (46) для получения ультразвуковых изображений и для обеспечения возможности обхода второй операционной системы (44) и управления мобильным устройством (18) отображения с помощью первой операционной системы (38).

14. Ультразвуковая система (10) визуализации по п. 10, где ультразвуковая система (10) визуализации дополнительно выполнена так, что, по меньшей мере, часть первой операционной системы копируется во второй блок (44) памяти мобильного устройства (18) отображения под управлением первой операционной системы узла (46) получения изображений.