JP2000254129A - 超音波診断装置及び超音波診断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 データ密度の小さい領域の発生を防止する。 【解決手段】 超音波内視鏡１の超音波振動子５からの
エコーデータを処理し補間して３次元の超音波データを
形成する超音波画像処理装置１２と、超音波内視鏡１の
硬性部３内の磁気ソースが発生した磁場を検出する磁気
センサ１６と、磁気センサ１６からの磁場検出信号を入
力し磁気ソースの位置と向きを算出する位置検出装置１
７と、３次元超音波データを入力し磁気ソースの位置と
配向に基づいて３次元の絶対座標の超音波画像をモニタ
１８に表示するパソコン２０とを備え、パソコン２０は
複数のリニア走査軸に沿った３次元の超音波データによ
り各画素の輝度を補正し３次元の絶対座標の超音波画像
を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超音波診断装置及び
超音波診断方法、更に詳しくは３次元超音波画像の画素
の補間部分に特徴のある超音波診断装置及び超音波診断
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、超音波振動子を有する超音波内視
鏡を体腔内に挿入して、上記超音波振動子から超音波を
送受波し、そのエコー信号から体内の状態を描画するこ
とによって診断を行なう超音波画像診断装置が一般的に
使用されている。

【０００３】このような超音波画像診断装置における超
音波内視鏡は、通常、フレキシブルシャフトの先端に超
音波振動子を設け、その外周を円筒状のシースで覆うよ
うに構成されている。

【０００４】そして、フレキシブルシャフトを介して超
音波振動を回転させることによって、放射方向に超音波
を照射するようにしたラジアルスキャン方式のものや、
フレキシブルシャフト及び超音波振動子を挿入軸方向に
移動させることで、フレキシブルシャフトの軸方向と直
交する方向に超音波を照射するようにしたリニアスキャ
ン方式のもの、上述のラジアルスキャン方式のものとリ
ニアスキャン方式のものを組み合わせたスパイラルスキ
ャン方式（三次元方式）のもの等が種々提案されてい
る。

【０００５】上記スパイラルスキャン方式のものは、ラ
ジアルスキャンを行ないながら同時にリニアスキャンを
行なうようにしたものであるので、連続した複数の超音
波断層像を得ることができるようになっている。そし
て、これによって得られるエコーデータ（画像データ）
に対して何らかの処理を施して三次元画像データを得る
ようにしている。

【０００６】この種の超音波画像診断装置は、通常、被
検部位のエコーデータを連続した複数の二次元画像の超
音波断層像として取り込み、この取り込まれたエコーデ
ータから被検部位の三次元画像を構築し表示するように
している。

【０００７】ところが、三次元画像を構築する上記超音
波画像診断装置においては、一般に、リニアスキャン
は、術者の手による超音波内視鏡の挿抜によって行われ
るため、リニアスキャンにおける先端部の位置が不正確
となり、正確な三次元画像を構築することができないと
いった問題がある。

【０００８】そこで、例えば特開平９−２０１３５８号
公報のように超音波振動子の近傍に位置センサを設けた
り、例えば特開平６−２６１９００号公報のように先端
部にコイルからなる磁気ソースを設け、この磁気ソース
からの磁場を外部に設けた磁気センサにて検出し、リニ
アスキャンおける超音波振動子の軸方向の位置及びラジ
アルスキャンおけるスキャン面の向きを算出すること
で、正確な三次元画像を構築することのできる超音波画
像診断装置が提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、湾曲した体腔内においてラジアルスキャン
面の間隔に密な部分と疎な部分ができデータ密度の小さ
い領域が発生するといった問題がある。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、データ密度の小さい領域の発生を防止すること
のできる超音波診断装置を提供することを目的としてい
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の超音波診断装置
は、超音波をラジアル方向に送受しながらリニア走査し
て生体組織内部の３次元の超音波エコー信号を得る超音
波送受手段と、前記超音波送受手段の３次元位置を検出
する３次元位置検出手段と、前記３次元の超音波エコー
信号により前記３次元位置検出手段が検出した前記超音
波送受手段の位置に基づく３次元空間上の３次元超音波
画像を生成する３次元超音波画像生成手段とを備えた超
音波診断装置において、前記超音波送受手段の前記超音
波エコー信号の送受波特性に基づき、前記超音波送受手
段による第１の走査軸に沿った前記リニア走査による前
記３次元の超音波エコー信号及び前記第１の走査軸とは
異なる走査軸に沿った前記リニア走査による前記３次元
の超音波エコー信号とにより、前記３次元空間上の任意
の平面上の画素を補正する補正手段を備えて構成され
る。

【００１２】また、本発明の超音波診断方法は、超音波
をラジアル方向に送受しながらリニア走査する超音波送
受手段からの生体組織内部の３次元の超音波エコー信号
を得る超音波送受工程と、前記超音波送受手段の３次元
位置を検出する３次元位置検出工程と、前記３次元の超
音波エコー信号により前記３次元位置検出工程が検出し
た前記超音波送受手段の位置に基づく３次元空間上の３
次元超音波画像を生成する３次元超音波画像生成工程と
を備えた超音波診断方法において、前記超音波送受手段
の前記超音波エコー信号の送受波特性に基づき、前記超
音波送受工程による第１の走査軸に沿った前記リニア走
査による前記３次元の超音波エコー信号及び前記第１の
走査軸とは異なる走査軸に沿った前記リニア走査による
前記３次元の超音波エコー信号とにより、前記３次元空
間上の任意の平面上の画素を補正する補正工程を備えて
なる。

【００１３】本発明の超音波診断装置及び超音波診断方
法では、前記超音波送受手段の前記超音波エコー信号の
送受波特性に基づき、前記第１の走査軸に沿った前記リ
ニア走査による前記３次元の超音波エコー信号及び前記
第１の走査軸とは異なる走査軸に沿った前記リニア走査
による前記３次元の超音波エコー信号とにより、前記３
次元空間上の任意の平面上の画素を補正することで、デ
ータ密度の小さい領域の発生を防止すること可能とす
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について述べる。

【００１５】図１ないし図１５は本発明の第１の実施の
形態に係わり、図１は超音波内視鏡の先端の構成を示す
断面図、図２は図１の超音波内視鏡を備えた超音波診断
装置の構成を示す構成図、図３は図２の超音波診断装置
の作用を説明する第１の説明図、図４は図２の超音波診
断装置の作用を説明する第２の説明図、図５は図２の超
音波診断装置の作用を説明する第３の説明図、図６は図
２の超音波診断装置による３次元エコーデータの取り込
み手順を示すフローチャート、図７は図６の手順により
第１の走査軸に沿って取り込まれた３次元エコーデータ
を説明する説明図、図８は図６の手順により第２の走査
軸に沿って取り込まれた３次元エコーデータを説明する
説明図、図９は図７の第１の走査軸に沿って取り込まれ
た３次元エコーデータによるＢモード超音波画像を示す
図、図１０は図８の第２の走査軸に沿って取り込まれた
３次元エコーデータによるＢモード超音波画像を示す
図、図１１は図２のパソコンによりＢモード超音波画像
の画素の補正の流れを示すフローチャート、図１２は図
９及び図１０における画素と超音波振動子の位置関係を
示す図、図１３は図１２におけるＡ点の画素の重み付け
量を説明する説明図、図１４は図１２におけるＢ点の画
素の重み付け量を説明する説明図、図１５は図１１のＢ
モード超音波画像の画素の補正の変形例の流れを示すフ
ローチャートである。

【００１６】（構成）超音波送受手段である超音波内視
鏡１は、図１に示すように、挿入部２の先端に硬性な硬
性部３を有し、この硬性部３の先端には一体的に連設さ
れたシース４が設けられている。そして、このシース４
には超音波振動子５が挿入部２及び硬性部３を挿通して
いるフレキシブルシャフト６に回転自在に連結され状態
で配置され、シース４の内部には超音波伝達媒体７が充
填されている。また、硬性部３には例えば直交する２つ
の軸方向に磁場を発生する磁気ソース８が内蔵されてい
る。

【００１７】本実施の形態の超音波診断装置１１は、図
２に示すように、挿入部２の基端側に操作部２ａを備え
た上記超音波内視鏡１と、この超音波内視鏡１の超音波
振動子５及びフレキシブルシャフト６を駆動すると共に
超音波振動子５からのエコーデータを処理し補間して３
次元の超音波データを形成する超音波画像処理装置１２
と、超音波内視鏡１の挿入部２が体腔内に挿入される患
者１４が横になるベッド１５に設けられた超音波内視鏡
１の硬性部３の磁気ソース８が発生した磁場を検出する
複数、例えば１６個のコイルからなる磁気センサ１６
と、磁気ソース８に電流を供給し磁場を発生させると共
に磁気センサ１６からの磁場検出信号を入力し磁気ソー
ス８の位置と向きを算出する位置検出装置１７と、超音
波画像処理装置１２より３次元超音波データを入力し位
置検出装置１７により得られた磁気ソース８の位置と配
向に基づいて３次元の絶対座標の超音波画像をモニタ１
８に表示するパーソナルコンピュータ（以下、パソコン
と記す）２０とを備えて構成され、パソコン２０は複数
のリニア走査軸に沿った３次元の超音波データにより各
画素の輝度を補正し３次元の絶対座標の超音波画像を生
成する。

【００１８】（作用）このように構成された本実施の形
態の作用について説明する。

【００１９】図３に示すように、直線的な体腔内におい
てのラジアルスキャン面は等間隔となるが、湾曲した体
腔内においてのラジアルスキャン面の間隔には湾曲径の
内側は密となり外側が疎となりデータ密度が小さい領域
ができてしまう。このため、本実施の形態では、以下の
方法により、データ密度が小さい領域のデータを補正
し、より一様なデータ密度を有する３次元超音波画像を
生成する。

【００２０】すなわち、ラジアルスキャンしながらリニ
ア走査を複数回行い、この複数の３次元走査によりデー
タ密度が小さい領域を補正して、より一様なデータ密度
を有する３次元超音波画像を生成する。つまり、ユーザ
によるリニア走査では、図４に示すような第１のリニア
走査の走査軸に対して、同一の走査軸ではなく、図５に
示すように第２のリニア走査では走査軸が異なった状態
で行われるため、同じ３次元空間をリニア走査してもデ
ータ密度が異なる３次元走査データが得られる。そこ
で、複数回の３次元走査によりデータを補正する。

【００２１】詳細には、図６に示すように、ステップＳ
１で超音波内視鏡１の操作部２ａに設けられている図示
しない走査開始スイッチを押すことで１回目のリニア走
査を開始し、ステップＳ２でこのリニア走査によるラジ
アル方向の複数のエコーデータを各エコーデータでの磁
気ソース８の位置と配向データと共にパソコン２０に保
存する。そして、ステップＳ３で操作部２ａに設けられ
ている図示しない走査終了スイッチを押すことで１回目
のリニア走査を終了し、ステップＳ４でユーザが必要と
考えている所望回数が終わったかどうかをユーザ自身が
判断し、所望回数に満たない場合はステップＳ１に戻り
処理を繰り返し、所望回数と判断した場合は処理を終了
する。このステップＳ１〜Ｓ４の処理により少なくとも
２回以上のリニア走査による３次元エコーデータが磁気
ソース８の位置と配向データと共にパソコン２０に保存
される。

【００２２】この結果、パソコン２０内には、磁気ソー
ス８の位置と配向データにより絶対座標上で、第１回目
のリニア走査により図７に示すようなリニア軸に沿った
複数のラジアルスキャンエコーデータが保存され、ま
た、第２回目のリニア走査により図８に示すようなリニ
ア軸に沿った複数のラジアルスキャンエコーデータが保
存される。同様に第３回目以降のデータも保存される。

【００２３】以下、説明の簡略化のために、各走査軸が
同一平面上にある場合を例に説明するが、これはあくま
でも説明の簡略化のためであり、走査軸が同一平面上に
無くても、以下の説明は同様に成り立つ。

【００２４】得られたリニア軸に沿った複数のラジアル
スキャンエコーデータによりＢモードの断層像をデータ
補間して作成すると、図９に示すように、第１回目のリ
ニア走査により得られた３次元画像のリニア軸を含むあ
る平面上の２点をＡ点及びＢ点とした場合、第２回目の
リニア走査により得られた３次元画像のリニア軸を含む
同一平面は、図１０に示すような画像となる。

【００２５】このとき、図９と図１０の画像は絶対座標
が分かっているので、本来ならば同一画像となっている
はずであるが、走査軸が異なるために超音波振動子５か
らの距離により輝度が異なり超音波振動子５に近ければ
画像は鮮明となりまた遠ければぼやけ、またラジアルス
キャン面が等間隔になっていないのでそれぞれが異なる
データで画像補間を行うため、異なった画質となってい
る。なお、走査軸の近傍は多重エコーのため画像データ
は得られない。

【００２６】このように得られた２つのＢモード画像を
以下の方法により補正する。すなわち、図１１に示すよ
うに、ステップＳ２１で、ユーザがキーボード（図示せ
ず）等によりパソコン２０に対して所望の断面（以下、
図９及び図１０に示した断面とする）を指定する。

【００２７】これによりパソコン２０は、ステップＳ２
２で指定された断面の超音波画像を構成する画素の位置
（絶対座標）を求める。そして、ステップＳ２３で第１
回目の走査での１回の３次元走査のエコーデータを補間
し、各画素での輝度を求める。また、ステップＳ２４で
画素と、その位置のエコーを得た際の超音波振動子５と
の距離を求める。

【００２８】ステップＳ２１で指定した断面が、図９及
び図１０に示した断面の場合、図１２に示すように、ス
テップＳ２４での処理によりＡ点の画素の第１回目の走
査での超音波振動子５との距離はＬとなる。

【００２９】図１１に戻り、次に、ステップＳ２５で
は、超音波振動子５との距離から重み付け量を求める。
対象物とそのエコーデータとの間の相関関係が超音波振
動子５により決定付けられているので、超音波振動子５
による画像をファントムを用いた分解能、感度等に基づ
いて予め決定し、図１３に示すような重み付け量として
予め算出している。これによりＡ点の画素の第１回目の
走査での超音波振動子５との距離Ｌに対する重み付け量
が求められる。なお、多重エコーのため画像データのた
め走査軸の近傍のデータが無視されるように重み付け量
が設定されている。

【００３０】そして、ステップＳ２６で走査を行った全
ての３次元走査に対して上記画素に対するステップＳ２
３〜Ｓ２５の処理を行ったかどうか判断する。この場合
第１回目の走査に対してのみなので、ステップＳ２６か
らステップＳ２３に戻り、第２回目の走査に対するステ
ップＳ２３〜Ｓ２５の処理を行う。つまり、ステップＳ
２３で第２回目の走査での１回の３次元走査のエコーデ
ータを補間し、各画素での輝度を求め、例えば第２回目
の走査でのステップＳ２４の処理によるＡ点の画素の超
音波振動子５との距離はＭとなる。そして、ステップＳ
２５でＡ点の画素の第２回目の走査での超音波振動子５
との距離Ｍに対する重み付け量が求められる（図１３参
照）。

【００３１】そして、再びステップＳ２６で、走査を行
った全ての３次元走査に対して上記画素に対するステッ
プＳ２３〜Ｓ２５の処理を行ったかどうか判断するが、
説明の簡略化のため２回の走査のみが行われたとする
と、ステップＳ２６からステップＳ２７に処理が移行す
る。なお３回以上走査が行われた場合は、その回数分だ
けステップＳ２３〜Ｓ２５の処理を繰り返す。

【００３２】ステップＳ２７では、最も重み付け量が大
きい３次元走査の際の輝度を、その画素の輝度として補
正する。例えば、図１３に示すように、Ａ点の画素にお
いては、第１回目の走査の際の重み付け量の方が第２回
目の走査の際の重み付け量より大きいので、Ａ点の画素
の輝度は第１回目の３次元走査の際の輝度となる。

【００３３】そして、ステップＳ２８で全ての画素の輝
度を決定したかどうか判断する。この場合は、まだ他の
画素の輝度を決定していないので、ステップＳ２２に戻
り、ステップＳ２２〜Ｓ２７の処理を繰り返す。

【００３４】この繰り返し処理において、例えばＢ点の
画素については、ステップＳ２４で、第１回目の走査で
の超音波振動子５との距離はＮとなり、第２回目の走査
でのＢ点の画素の超音波振動子５との距離はＯとなる
（図１２参照）。そして、ステップＳ２５で図１４に示
すように、Ｂ点の画素の第１回目及び第２回目の走査で
の超音波振動子５との距離Ｎ、Ｏに対する重み付け量が
求められる。これによりステップＳ２７でＢ点の画素に
おいては、第２回目の走査の際の重み付け量の方が第１
回目の走査の際の重み付け量より大きいので、Ｂ点の画
素の輝度は第２回目の３次元走査の際の輝度となる。

【００３５】そして、ステップＳ２８で全ての画素の輝
度を決定したと判断すると、ステップＳ２９で決定され
た輝度の画素の表示を行う。最後にステップＳ３０で、
上記処理が終了したかどうか判断し、他の断面に対して
も上記処理を行う場合にはステップＳ２１に戻り終了し
た判断すると処理を終了する。

【００３６】（効果）このように本実施の形態では、湾
曲した体腔内においてのラジアルスキャン面の間隔には
湾曲径の内側は密となり外側が疎となりデータ密度が小
さい領域ができてしまうが、複数回の異なるリニア走査
軸に沿った３次元走査を行うので、複数回の３次元走査
により得られた絶対座標系上でのエコーデータによりデ
ータ密度が小さい領域のデータを補正し、より一様なデ
ータ密度を有する３次元超音波画像を生成することがで
きる。

【００３７】なお、本実施の形態では湾曲した体腔内だ
けでなく、湾曲していない直線的な体腔内であっても、
複数回の異なるリニア走査軸に沿った３次元走査を行う
ことで、例えば１回目の走査での遠い位置の画素に対し
て、２回目の走査では前記画素位置に近い走査軸により
走査させ本実施の形態の補正処理を行うことで、より鮮
明な次元超音波画像を生成することができる。

【００３８】また、上記実施の形態では、ユーザが指定
した断面毎に補正処理を行うとしたが、パソコンの処理
レベルによっては、図１５に示すように、ステップＳ２
１に代わるステップＳ４１で、断面の指定ではなく３次
元画像構築範囲をユーザより指定することで、指定され
た３次元画像の各画素に対して上記補正処理を行うよう
にしてもよく、このように３次元画像の各画素に対して
上記補正処理を行うことで、見たい断面を指定すれば瞬
時に補正された鮮明な画像が表示できる。

【００３９】さらに、重み付け量の大きさによっては、
各回の３次元走査か得た画素の輝度を、以下のように比
例配分により重畳しても良い。

【００４０】画素の輝度＝１回目の走査で得た輝度×Ｓ
＋２回目の走査で得た輝度×Ｔ Ｓ＝ａ／（ａ＋ｂ） Ｔ＝ｂ／（ａ＋ｂ） 但し、ａ＝１回目でのその画素の重み付け量、ｂ＝２回
目でのその画素の重み付け量である。

【００４１】このように比例配分することで画像のつな
ぎめが滑らかとなり、読みとりやすい画像が表示でき
る。

【００４２】図１６ないし図１９は本発明の第２の実施
の形態に係わり、図１６は超音波振動子の構成を示す構
成図、図１７は図１６の第１の超音波振動子及び第２の
超音波振動子の重み付け量を説明する説明図、図１８は
図１６の超音波振動子によるＡ点及びＢ点の画素の重み
付け量を説明する説明図、図１９は図１６の超音波振動
子の変形例の構成を示す構成図である。

【００４３】第２の実施の形態は、第１の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の
構成には同じ符号をつけ説明は省略する。

【００４４】（構成）図１６に示すように、本実施の形
態の超音波振動子５ａは、例えば１２ＭＨｚで駆動され
る第１の超音波振動子３１と、例えば７．５ＭＨｚで駆
動される第２の超音波振動子３２を一体的に形成した複
合超音波振動子であって、１２ＭＨｚで駆動される第１
の超音波振動子３１は近距離では分解能が高いが減衰が
大きいため遠方が見えにくいという特性を有し、逆に
７．５ＭＨｚで駆動される第２の超音波振動子３２は遠
方まで届くが分解能が低いという特性を有している。比
較的遠方の組織に対して解像度が良好である。そのため
重み付け量は、１２ＭＨｚで駆動される第１の超音波振
動子３１に対しては図１７（ａ）のようになり、７．５
ＭＨｚで駆動される第２の超音波振動子３２に対しては
図１７（ｂ）のようになる。

【００４５】その他の構成は第１の実施の形態と同じで
ある。

【００４６】（作用）本実施の形態では、図１８に示す
ように、第１の超音波振動子３１及び第２の超音波振動
子３２に応じた２つの重み付け量が予め算出されてい
る。第１回目の走査は１２ＭＨｚで駆動される第１の超
音波振動子３１を用いて行い、第２回目の走査は７．５
ＭＨｚで駆動される第２の超音波振動子３２を用いて行
う。

【００４７】そこで、図１１のステップＳ２５では第１
の実施の形態で説明したＡ点（図１２参照）までの第１
回目の走査における距離Ｌに関する重み付け量は第１の
超音波振動子３１による重み付け量により求められ、第
２回目の走査における距離Ｍに関する重み付け量は第２
の超音波振動子３２による重み付け量により求められる
（図１８（ａ）参照）。

【００４８】そして、図１１のステップＳ２７でこの距
離Ｌに関しての第１の超音波振動子３１の重み付け量
と、距離Ｍに関しての第２の超音波振動子３２の重み付
け量を比較し、距離Ｌに関しての第１の超音波振動子３
１の重み付け量が大きいので、第１回目の走査時の輝度
をその画素の輝度とする。

【００４９】同様に、第１の実施の形態で説明したＢ点
（図１２参照）までの第１回目の走査における距離Ｎに
関する重み付け量は第１の超音波振動子３１による重み
付け量により求められ、第２回目の走査における距離Ｏ
に関する重み付け量は第２の超音波振動子３２による重
み付け量により求められる（図１８（ｂ）参照）。

【００５０】そして、図１１のステップＳ２７でこの距
離Ｎに関しての第１の超音波振動子３１の重み付け量
と、距離Ｏに関しての第２の超音波振動子３２の重み付
け量を比較し、距離Ｎに関しての第１の超音波振動子３
１の重み付け量が大きいので、この場合も第１回目の走
査時の輝度をその画素の輝度とする。

【００５１】その他の作用は第１の実施の形態と同じで
ある。

【００５２】（効果）このように本実施の形態では、第
１の実施の形態の効果に加え、食道等、３次元走査を行
うリニア軸に再現性の期待できる部位で使用すると、食
道壁から遠方の周辺臓器までの広い範囲にわたって高い
分解能の画像を得ることができる。

【００５３】なお、同一周波数で、幾何学的焦点距離の
異なる複数の振動子を組み合わせても良い。

【００５４】また、図１９に示すように、２種類以上、
例えば４種類の異なる駆動周波数（２０ＭＨｚ：１０ｍ
ｍ、１２ＭＨｚ：１５ｍｍ、１２ＭＨｚ：３０ｍｍ、
７．５ＭＨｚ；３０ｍｍ）の超音波振動子を組み合わせ
ても良い。

【００５５】さらに、上記各実施の形態では、超音波送
受手段として超音波内視鏡を例に説明したが、これに限
らず、図２０に示すように、体表面に接触させて体外よ
り体内組織の３次元超音波エコーを得ることのできる体
外式超音波プローブ４１の先端内に磁気コイル（図示せ
ず）を設けることことで、上記各実施の形態と同様に、
体外式超音波診断装置においても、複数回、走査軸を変
更して走査を行うことで、より鮮明な画像を構築させる
ことが可能である。

【００５６】ところで、例えば図２で説明した超音波診
断装置１１においては、３次元走査によるラジアルスキ
ャン面の取り込みは、例えば１秒間に５０枚というフレ
ームレート（１０ｒｐｓ）で取り込まれる。一方、磁気
ソース８（すなわち、超音波振動子５）の位置と向きの
算出の上記フレームレートに同期して行われる。

【００５７】しかしながら、上記フレームレートに同期
して位置検出を行うと、例えば拍動ある組織での位置検
出や、リニア走査速度が早い場合は位置情報がばらつき
確定できず、絶対座標系での３次元画像構築に支障があ
るといった問題がある。

【００５８】そこで、以下に絶対座標系での３次元画像
構築に適した位置検出情報を得ることのできる超音波診
断装置について説明する。

【００５９】図２１ないし図２３は絶対座標系での３次
元画像構築に適した位置検出情報を得ることのできる超
音波診断装置に係わり、図２１は位置検出装置の要部の
構成を示す構成図、図２２は図２１の回数指示部に対し
て加算回数を入力する超音波内視鏡の操作部に設けられ
た入力ボタンを説明する説明図、図２３は図２１の位置
検出装置の変形例の構成を示す構成図である。

【００６０】本実施の形態は、図１ないし図１５で説明
した第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異な
る点のみ説明する。

【００６１】本実施の形態では、図２１に示すように、
位置検出装置１７には、磁気センサ１６により磁気ソー
ス８（すなわち、超音波振動子５）の位置と向きの算出
する位置算出部６１と、位置算出部６１が算出した位置
と向きのデータを加算平均する加算平均部６２と、加算
平均部６２が加算平均する回数を指示する回数指示部６
３を有している。

【００６２】また、図２２に示すように、超音波内視鏡
１の操作部２ａには回数指示部６３に対して加算回数を
入力する入力ボタンが６４、６５が設けられている。こ
の２つの入力ボタン６４、６５には例えば「２」、
「５」といった刻印が施されており、入力ボタン６４を
押下することで加算回数が２回、入力ボタン６５を押下
することで加算回数が５回といった内容を回数指示部６
３に入力できるとうになっている。

【００６３】回数指示部６３では、入力ボタンが６４、
６５からのいずれかの加算回数入力を受けると加算平均
部６２に対して加算平均する回数を指示する。そして、
加算平均部６２では、例えばフレームレートが５０ＲＰ
Ｓの場合は、入力ボタン６４が押下されると加算回数を
２回として、２回の位置情報を加算平均し１秒間に２５
回のレートで位置情報をパソコン２０に出力する。ま
た、入力ボタン６５が押下されると加算回数を５回とし
て、２回の位置情報を加算平均し１秒間に１０回のレー
トで位置情報をパソコン２０に出力する。

【００６４】なお、上記の加算回数は一例であってこれ
に限るものではない。

【００６５】このように構成することで、位置情報が加
算平均化されてパソコン２０に入力されるので、絶対座
標系での３次元画像構築に適した位置検出情報を得るこ
とができる。また、操作部２ａに加算回数を設定するた
めの入力ボタンが６４、６５を設けたので、走査速度等
に応じたレートで位置情報を設定できるため、より適正
な３次元画像を得ることができる。

【００６６】なお、入力ボタンが６４、６５に例えば
「２」、「５」といった加算平均回数を刻印するとした
が、これに限らず、パソコン２０に転送される位置情報
の転送レートを刻印してもよく、加算平均回数「２」に
対応する入力ボタンが６４には「２５」、加算平均回数
「５」に対応する入力ボタンが６４には「１０」を刻印
してもいい。

【００６７】また、入力ボタンが６４、６５に位置精度
情報を加算平均回数の代わりに刻印しても良い。

【００６８】さらに、図２２に示すように、位置検出装
置１７に設けられているキーボード等の回数変更部６６
により回数指示部６３に対して加算回数の変更を指示で
きるようにしてもよく、この場合は入力ボタンが６４、
６５には「Ａ」、「Ｂ」といった刻印あるいは異なる色
表示を行うことで、入力ボタンが６４、６５が押される
ことで回数変更部６６が設定した加算回数を実行するよ
うにしても良い。これにより部位に応じた加算平均が行
える。

【００６９】（付記項１） 体腔内に挿入する挿入部の
先端より超音波をラジアル方向に送受しながらリニア走
査して生体組織内部の３次元の超音波エコー信号を得る
超音波内視鏡と、前記超音波内視鏡の先端部の３次元位
置を検出する３次元位置検出手段と、前記３次元の超音
波エコー信号により前記３次元位置検出手段が検出した
前記超音波内視鏡の先端部の位置に基づく３次元空間上
の３次元超音波画像を生成する３次元超音波画像生成手
段とを備えた超音波診断装置において、前記挿入部の基
端側に設けられた操作部に、前記３次元位置検出手段に
おける位置情報の計算時間を制御する制御手段を設けた
ことを特徴とする超音波診断装置。

【００７０】（付記項２） 前記制御手段は、前記３次
元位置検出手段に対して位置情報の計算時間を加算平均
させ制御することを特徴とする付記項１に記載の超音波
診断装置。

【００７１】（付記項３） 前記制御手段は、前記３次
元位置検出手段に対して加算回数を指定して位置情報の
計算時間を加算平均させ制御することを特徴とする付記
項２に記載の超音波診断装置。

【００７２】（付記項４） 前記制御手段は、前記加算
回数を明記していることを特徴とする付記項３に記載の
超音波診断装置。

【００７３】（付記項５） 前記制御手段は、前記計算
時間を明記していることを特徴とする付記項１に記載の
超音波診断装置。

【００７４】（付記項６） 前記制御手段に対して加算
回数を設定する回数設定手段を有することを特徴とする
付記項２に記載の超音波診断装置。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の超音波診断
装置及び超音波診断方によれば、超音波送受手段の超音
波エコー信号の送受波特性に基づき、第１の走査軸に沿
った前記リニア走査による３次元の超音波エコー信号及
び第１の走査軸とは異なる走査軸に沿ったリニア走査に
よる３次元の超音波エコー信号とにより、３次元空間上
の任意の平面上の画素を補正するので、データ密度の小
さい領域の発生を防止することできるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る超音波内視鏡
の先端の構成を示す断面図

【図２】図１の超音波内視鏡を備えた超音波診断装置の
構成を示す構成図

【図３】図２の超音波診断装置の作用を説明する第１の
説明図

【図４】図２の超音波診断装置の作用を説明する第２の
説明図

【図５】図２の超音波診断装置の作用を説明する第３の
説明図

【図６】図２の超音波診断装置による３次元エコーデー
タの取り込み手順を示すフローチャート

【図７】図６の手順により第１の走査軸に沿って取り込
まれた３次元エコーデータを説明する説明図

【図８】図６の手順により第２の走査軸に沿って取り込
まれた３次元エコーデータを説明する説明図

【図９】図７の第１の走査軸に沿って取り込まれた３次
元エコーデータによるＢモード超音波画像を示す図

【図１０】図８の第２の走査軸に沿って取り込まれた３
次元エコーデータによるＢモード超音波画像を示す図

【図１１】図２のパソコンによりＢモード超音波画像の
画素の補正の流れを示すフローチャート

【図１２】図９及び図１０における画素と超音波振動子
の位置関係を示す図

【図１３】図１２におけるＡ点の画素の重み付け量を説
明する説明図

【図１４】図１２におけるＢ点の画素の重み付け量を説
明する説明図

【図１５】図１１のＢモード超音波画像の画素の補正の
変形例の流れを示すフローチャート

【図１６】本発明の第２の実施の形態に係る超音波振動
子の構成を示す構成図

【図１７】図１６の第１の超音波振動子及び第２の超音
波振動子の重み付け量を説明する説明図

【図１８】図１６の超音波振動子によるＡ点及びＢ点の
画素の重み付け量を説明する説明図

【図１９】図１６の超音波振動子の変形例の構成を示す
構成図

【図２０】本発明の第１及び第２の実施の形態に係る体
外式超音波プローブを備えた超音波診断装置の構成を示
す構成図

【図２１】絶対座標系での３次元画像構築に適した位置
検出情報を得ることのできる超音波診断装置に係る位置
検出装置の要部の構成を示す構成図

【図２２】図２１の回数指示部に対して加算回数を入力
する超音波内視鏡の操作部に設けられた入力ボタンを説
明する説明図

【図２３】図２１の位置検出装置の変形例の構成を示す
構成図

【符号の説明】

１…超音波内視鏡 ２…挿入部 ２ａ…操作部 ３…硬性部 ４…シース ５…超音波振動子 ６…フレキシブルシャフト ７…超音波伝達媒体 ８…磁気ソース １１…超音波診断装置 １２…超音波画像処理装置 １６…磁気センサ １７…位置検出装置 １８…モニタ ２０…パソコン

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年５月１８日（１９９９．５．１
８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５６】ところで、例えば図２で説明した超音波診
断装置１１においては、３次元走査によるラジアルスキ
ャン面の取り込みは、例えば１秒間に１０枚というフレ
ームレート（１０ｒｐｓ）で取り込まれる。一方、磁気
ソース８（すなわち、超音波振動子５）の位置と向きの
算出の上記フレームレートに同期して行われる。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C061 AA02 BB08 CC00 FF11 FF35 NN05 WW16 4C301 AA02 BB01 BB03 BB13 BB30 BB34 CC02 EE07 FF04 GA15 GA16 GB14 GD16 HH47 HH49 JB32 JC03 KK16 5B057 AA07 BA05 BA06 CA08 CA13 CB08 CB13 CD14 CE06 DA16 DA17 DB03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波をラジアル方向に送受しながらリ
   ニア走査して生体組織内部の３次元の超音波エコー信号
   を得る超音波送受手段と、 前記超音波送受手段の３次元位置を検出する３次元位置
   検出手段と、 前記３次元の超音波エコー信号により前記３次元位置検
   出手段が検出した前記超音波送受手段の位置に基づく３
   次元空間上の３次元超音波画像を生成する３次元超音波
   画像生成手段とを備えた超音波診断装置において、 前記超音波送受手段の前記超音波エコー信号の送受波特
   性に基づき、前記超音波送受手段による第１の走査軸に
   沿った前記リニア走査による前記３次元の超音波エコー
   信号及び前記第１の走査軸とは異なる走査軸に沿った前
   記リニア走査による前記３次元の超音波エコー信号とに
   より、前記３次元空間上の任意の平面上の画素を補正す
   る補正手段を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
2. 【請求項２】 超音波をラジアル方向に送受しながらリ
   ニア走査する超音波送受手段からの生体組織内部の３次
   元の超音波エコー信号を得る超音波送受工程と、 前記超音波送受手段の３次元位置を検出する３次元位置
   検出工程と、 前記３次元の超音波エコー信号により前記３次元位置検
   出工程が検出した前記超音波送受手段の位置に基づく３
   次元空間上の３次元超音波画像を生成する３次元超音波
   画像生成工程とを備えた超音波診断方法において、 前記超音波送受手段の前記超音波エコー信号の送受波特
   性に基づき、前記超音波送受工程による第１の走査軸に
   沿った前記リニア走査による前記３次元の超音波エコー
   信号及び前記第１の走査軸とは異なる走査軸に沿った前
   記リニア走査による前記３次元の超音波エコー信号とに
   より、前記３次元空間上の任意の平面上の画素を補正す
   る補正工程を備えたことを特徴とする超音波診断方法。
3. 【請求項３】 体腔内に挿入する挿入部の先端より超音
   波をラジアル方向に送受しながらリニア走査して生体組
   織内部の３次元の超音波エコー信号を得る超音波内視鏡
   と、 前記超音波内視鏡の先端部の３次元位置を検出する３次
   元位置検出手段と、 前記３次元の超音波エコー信号により前記３次元位置検
   出手段が検出した前記超音波内視鏡の先端部の位置に基
   づく３次元空間上の３次元超音波画像を生成する３次元
   超音波画像生成手段とを備えた超音波診断装置におい
   て、 前記超音波内視鏡の前記超音波エコー信号の送受波特性
   に基づき、前記超音波内視鏡による第１の走査軸に沿っ
   た前記リニア走査による前記３次元の超音波エコー信号
   及び前記第１の走査軸とは異なる走査軸に沿った前記リ
   ニア走査による前記３次元の超音波エコー信号とによ
   り、前記３次元空間上の任意の平面上の画素を補正する
   補正手段を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
4. 【請求項４】 前記超音波送受手段は、異なる前記送受
   波特性を有する複数の超音波振動子からなることを特徴
   とする請求項１に記載の超音波診断装置。