JP2003135455A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】超音波撮影の一連の過程において、超音波診断
像及び被検体を同時に注視できるとともに、被検体から
視線を逸らすことなく撮影に必要な種々の操作をなしう
る超音波診断装置を提供する。 【解決手段】超音波探触子８から被検者９に超音波を送
波し、得られた反射波は、再度超音波探触子８で検知さ
れ、ＤＳＣ部６、画像合成部５を介して超音波診断画像
として、表示装置１０及びＨＭＤ表示機構２４に表示さ
れ、操作者はＨＭＤ表示機構２４に表示された診断像と
被検体９の同時観察ができる。そして、超音波探触子８
に配設されたトラックボールや撮影モードスイッチなど
の操作手段が操作されると、制御部２はこれらの操作信
号を受け、必要な機能を実行する。このため、操作者は
被検体から視線を逸らすことなく、一連の超音波撮影及
び診断を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波診断装置に
かかり、ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構
（ＨＭＤ）を装着して、超音波断層画像を観察し、一連
の超音波撮影または診断操作を行うことの可能な超音波
診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波探触子から被検者に超音波を送波
し、音響インピーダンスの違いによって生じる反射波を
受波し、得られた超音波受信信号を処理して被検者の超
音波断層画像を得る超音波診断装置が広く普及してい
る。この種の超音波診断装置を用い、検査者は被検者の
近傍にて、被検者の体表に超音波探触子を当てながら、
超音波診断装置に付随した画像表示装置(モニタ)上の超
音波断層画像を観測して被検者の診断を行なう。

【０００３】従来の超音波診断装置では、図５のブロッ
ク図に示されているように、超音波探触子１０８に超音
波送受信部１０７から高周波パルス電圧が供給され、超
音波探触子１０８から被検者１０９の体内に超音波が発
射される。そして、体内の音響インピーダンスの違いに
よって生じた反射波は超音波探触子１０８により受波さ
れ、その信号は超音波送受信部１０７に入力される。そ
して、そのエコー信号はディジタル化され、ディジタル
フレームメモリからなるＤＳＣ部１０６によって、アナ
ログ画像のテレビ走査に走査変換され、メモリ１２５に
記憶されると共に画像合成部１０５に入力される。

【０００４】一方操作卓１０１を介して入力された被検
者１０９のデータや、操作時の設定条件などは制御部
（ホストＣＰＵ）１０２を介してメモリ１０３に記憶さ
れ、グラフィックス生成部１０４でグラフィックに構成
され、画像合成部１０５に入力される。そして、画像合
成部１０５において、ＤＳＣ部１０６からの信号とグラ
フィックス生成部１０４からの信号が合成され、表示装
置１１０において超音波断層画像として表示される。

【０００５】かかる超音波診断装置を用いて超音波撮影
を行なう場合、まず、検査者は操作卓１０１で、例え
ば、Ｂモード（断層像画像）を選択した後、被検者１０
９の体表面に超音波ゼリーを塗布し、超音波探触子１０
８を診断部位の体表面に当てる。そして、操作卓１０１
でＳＴＣ（深さ方向の利得）やビームの焦点位置（フォ
ーカス）などを調整し、超音波探触子１０８を体表面に
いろいろな角度から押さえて、必要とする診断部位の断
層画像を表示装置１１０上に表示させ観察する。また、
必要によりその画像をメモリ１２５に保存する。

【０００６】かかる超音波診断装置において、超音波撮
影操作を行なう場合、検査者は通常超音波診断装置に付
随した超音波断層画像を表示する表示装置１１０上の超
音波断層画像を観察する必要があるため、表示装置１１
０を注視する関係上、被検者１０９に注意を向けられな
いというのが現状である。

【０００７】また、画像診断に伴う一連の作業の実行過
程において、操作者は、種々の操作を行なう必要上超音
波診断装置の操作卓１０１にも集中しなければならず、
かかる事情も被検者１０９に注意を向けられない理由と
なっている。

【０００８】このため、診断画像を注視し、また診断に
伴う種々の操作に集中できると共に、被検者１０９に注
意を向けることができる超音波診断装置として、ＨＭＤ
表示機構１２４を搭載した超音波診断装置が開発されて
いる（特開２０００−１５７５４２号）。ＨＭＤ表示機
構１２４を用いることで被検体を直接観察しながら、前
面のディスプレイ部に表示された超音波診断像などを同
時に観察することが可能となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図５に示した、ＨＭＤ
表示機構１２４を搭載型の超音波診断装置を用いた場
合、超音波診断像と被検体１０９を合せて観察できるの
であるが、超音波撮影に際しては、撮影過程でパラメー
タを変更したり、種々のファンクションを起動させるな
どの複雑な操作が必要となるため、操作者は操作卓１０
１において必要な操作をしなければならい。このため、
必然的に視線を被検体１０９から逸らして操作卓１０１
に集中して一連の作業指示を行なう必要が生じ、依然と
して被検体１０９に注意を向けられないという自体が生
じる。

【００１０】この発明はこれらの問題点を解決するため
になされたものであって、超音波撮影の一連の過程にお
いて、超音波診断像及び被検体を同時に注視できるとと
もに、被検体から視線を逸らすことなく撮影に必要な種
々の操作をなしうる超音波診断装置の提供を目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
被検者に超音波を送波し、その反射波を受波して超音波
受信信号を出力する超音波探触子と、前記超音波探触子
により得られた超音波受信信号を処理し、超音波断層画
像を作成する画像処理手段と、画像処理手段より出力さ
れる超音波断層画像を表示するヘッドマウントディスプ
レイ型画像表示機構を有する超音波診断装置であって、
前記超音波探触子に、超音波診断のための操作手段を配
設したことを特徴とする。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の超
音波診断装置において、前記操作手段に接続され、前記
操作手段の指示に応じて、前記ヘッドマウントディスプ
レイ型画像表示機構の表示制御を行なう制御手段を備え
たことを特徴とする。前記操作手段として、トラックボ
ールや撮影モード選択キーとすることができる。

【００１３】（作用）請求項１の発明によれば、超音波
診断の撮影中、検査者は被検者の近傍にて、被検者に超
音波探触子を当て、超音波診断装置に付加したヘッドマ
ウントディスプレイ型画像表示機構（ＨＭＤ）に表示さ
れた超音波断層画像を観測しながら手元の超音波探触子
（プローブ）に設けられた操作手段を操作して一連の画
像撮影または診断操作を行なうことができるので、診断
操作性の向上ならびに被検者への安全性の配慮を図るこ
とができる。

【００１４】請求項２の発明によれば、一連の操作過程
において、必要なメニューなどをヘッドマウントディス
プレイ型画像表示機構（ＨＭＤ）に表示し、それを手元
の超音波探触子で操作できるため、操作性がさらに向上
する。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態にかかる超音
波診断装置は、図１にブロック図で示される構成を有し
ており、超音波送受信部７からの高周波パルス電圧を受
けて超音波探触子８から被検者９の体内に超音波が発射
され、体内の音響インピーダンスの違いによって生じた
反射波が超音波探触子８により受波される。そして、そ
の信号は超音波送受信部７に入力された後ディジタル化
され、ディジタルフレームメモリからなるＤＳＣ部６に
よって、アナログ画像のテレビ走査に走査変換され、メ
モリ２５に記憶されると共に画像合成部５に入力され
る。

【００１６】一方操作卓１を介して入力された被検者９
のデータや、操作時の設定条件などは制御部（ホストＣ
ＰＵ）２を介してメモリ３に記憶され、グラフィックス
生成部４でグラフィックに構成され、画像合成部５に入
力される。そして、画像合成部５において、ＤＳＣ部６
からの信号とグラフィックス生成部４からの信号が合成
され、表示装置１０において超音波断層画像として表示
される。

【００１７】ここで、超音波撮影に際して必要な一連の
動作指示は、通常操作卓１を介してなされるが、本発明
では、超音波探触子８においても、画像撮影や診断の操
作に必要な種々のスイッチやトラックボールが配設され
ており、超音波撮影をしながら各種撮影指示や必要な操
作指示を行なうことが可能となる。そして、超音波探触
子８において指示された操作信号は、操作卓１から指示
された場合と同様に制御部２に入力され、制御部２は、
入力された指示内容に応じた種々な動作制御を行なうこ
ととなる。

【００１８】また、画像合成部５から出力される信号は
映像信号変換部２３を介してＨＭＤ表示機構２４（ヘッ
ドマウントディスプレイ型画像表示機構）にも入力さ
れ、表示部１０に表示された画像と同様の画像がＨＭＤ
表示機構２４にも表示されるよう構成されている。

【００１９】図２及び図３に上述した両眼式のＨＭＤ表
示機構２４の概略的な模式図および斜視図を示す。ＨＭ
Ｄ表示機構２４は、映像ディスプレイデバイス（例え
ば、ＬＣＤまたはＣＲＴ）１１と、映像ディスプレイデ
バイス１１からの光を３：１の比率で部分透過及び部分
反射させる第１ビームスプリッター１２と、第１ビーム
スプリッター１２によって透過された光を１：１の比率
で部分透過及び部分反射させる第２ビームスプリッター
１３と、第１及び第２凹状反射ミラー１４、１５から構
成されている。

【００２０】なお、上述した映像信号変換部２３は、映
像ディスプレイデバイス１１に接続されており、超音波
診断装置の画像合成部５からのテレビ走査信号をＨＭＤ
表示機構２４の映像ディスプレイデバイス１１のＬＣＤ
またはＣＲＴの画像表示走査に変換するための回路部で
ある。

【００２１】映像ディスプレイデバイス１１は、観測者
の例えば右目１６の前側方に配置され、超音波診断装置
の画像合成部５からの映像信号を映像信号変換部２３を
介して入力し、超音波断層映像を表示する。

【００２２】第１及び第２ビームスプリッター１２、１
３は観測者の右目及び左目１６、１７の正面に各々配置
されており、第１ビームスプリッター１２は映像ディス
プレイデバイス１１からの光の７５％を第２ビームスプ
リッター１３に向けて透過させて残りの２５％を第１凹
状反射ミラー１４に向けて反射させる。その後、第１凹
状反射ミラー１４からの光の７５％、即ち、映像ディス
プレイデバイス１１からの光の１８．７５％が第１ビー
ムスプリッター１２を通じて右目１６に向けて透過され
る。一方、ビームスプリッター１３は第１ビームスプリ
ッター１２からの光の５０％を第２凹状反射ミラー１５
に向けて反射させてその残りを透過させ、第２凹状反射
ミラー１５からの光の５０％、即ち、映像ディスプレイ
デバイス１１からの光の１８．７５％が第２ビームスプ
リッター１３を通じて左目１７に透過される。その結
果、観測者の両目１６、１７に同一の量の光が入射され
ることとなる。

【００２３】一方、第２ビームスプリッター１３からの
光を透過させる凸状レンズ２１が映像ディスプレイデバ
イス１１の反対側に配置されて映像ディスプレイデバイ
ス１１上にディスプレイされる映像を見ることができる
よう構成されている。

【００２４】また、第２ビームスプリッター１３を通じ
て透過する光の経路上であって凸状レンズ２１の前にシ
ャッタ２２が配設されている、このシャッタ２２を選択
的に開閉されることによって映像ディスプレイデバイス
１１上にディスプレイされる映像が選択的に外部に漏出
されるよう構成されている。

【００２５】次に、図４は、本発明にかかる超音波探触
子８の一実施形態を示しており、同図において、超音波
探触子８は、本体８ａと、ポインティングデバイスであ
るトラックボール８ｂ、確定スイッチ８ｃ、選択スイッ
チ８ｄ、及び各種撮影モードスイッチ８ｅから８ｈを備
えている。トラックボール８ｂは、ＨＭＤ表示機構２４
又は表示装置１０の表示面上でカーソルを移動させ、表
示された超音波診断画像の病変部と考えられる部分を特
定したり、同様に表示された各種ファンクションを指示
するなど通常のトラックボールと同様の機能を有する。

【００２６】確定スイッチ８ｃは、トラックボール８ｂ
によって選択されたファンクションなどをクリックによ
って確定するスイッチであり、選択スイッチ８ｄは、操
作ガイドメニューなどを表示させ操作ガイドメニューを
開く場合などに用いられるスイッチである。

【００２７】各種モードスイッチ８ｅから８ｈは、それ
ぞれ超音波診断装置で通常用いられるフリーズモード、
Ｂモード（断層像画像）撮影、カラーマップモード（Ｃ
ＦＭ）モード、及びドプラ（ＤＯＰ）モードなどの撮像
モードの切替をおこなうためのスイッチである。探触子
保持用の指穴８ｉは、超音波探触子８を保持する際に指
を挿入するための穴である。

【００２８】これらは、超音波画像撮影及び診断のため
の一連の操作が、トラックボール及び選択、確定のスイ
ッチなどによる操作と、画面上に表示される操作ガイド
メニューで実行可能であることに対応させて配設された
ものである。

【００２９】なお、上述したポインティングデバイスで
あるトラックボール８ｂ、確定スイッチ８ｃ、選択スイ
ッチ８ｄ、及び各種撮影モードスイッチ８ｅから８ｈに
よる指示信号は、制御部２に入力されるが、これらの指
示を受けた制御部２の動作は、操作卓１から同様の指示
があった場合の周知の動作と同様であるため、ここでは
説明を省略する。

【００３０】次に操作方法を説明する。まず、検査者は
ＨＭＤ表示機構２４を装着し、操作卓１か超音波探触子
８（プローブ）に設けられたＢモード撮像の切替スイッ
チ８ｆによってＢモード（断層像画像）を選択する。次
に被検者９の体表面に超音波ゼリーを塗布し、超音波探
触子８を診断部位の体表面に当て、操作卓１でＳＴＣ
（深さ方向の利得）やフォーカス（焦点）などを調整
し、超音波探触子８を体表面にいろいろな角度から押さ
えて、必要とする診断部位の断層画像を、ＨＭＤ表示機
構２４の映像ディスプレイデバイス１１上や超音波診断
装置に付随した画像表示装置１０(モニタ)上に表示させ
観察する。

【００３１】ＨＭＤ表示機構２４を用いることによっ
て、検査者は被検者９の方向を向いて、診断する部位に
位置する超音波探触子８を操作し、被検者９の様子を注
意しながら映像ディスプレイデバイス１１上の超音波診
断画像を観察することができる。そして超音波画像診断
のための一連の操作は超音波探触子８（プローブ）に設
けられたトラックボール８ｂ、選択スイッチ８ｄ、確定
スイッチ８ｃの操作と画面上に表示される操作ガイドメ
ニューによってなされる。

【００３２】このように検査中、検査者は被検者９の近
傍にて、被検者９に超音波プローブを当てながら、超音
波診断装置に付加したＨＭＤ表示機構２４の映像ディス
プレイデバイス１１上の超音波断層画像を観測しながら
診断することができ、しかも、様々な撮影モードを切り
換えたり、カーソルを移動させるなどする場合、超音波
探触子８に配設したトラックボール８ｂや各種操作スイ
ッチ８ｃから８ｈによって操作可能となるので、被検体
９から視線を逸らすことなく一連の超音波診断を行なう
ことが可能となる。このため、診断操作性の向上ならび
に被検者への安全性の配慮を図ることができる。

【００３３】

【発明の効果】超音波撮影中、検査者は被検者の近傍に
て、被検者に超音波探触子を当て、超音波診断装置に付
加したヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構（Ｈ
ＭＤ）に表示された超音波断層画像を観測しながら手元
の超音波探触子（プローブ）に設けられた操作手段を操
作して一連の画像撮影または診断操作を行なうことがで
きるので、診断操作性の向上ならびに被検者への安全性
の配慮を図ることができる。

【００３４】また、一連の操作過程において、必要なメ
ニューなどをヘッドマウントディスプレイ型画像表示機
構（ＨＭＤ）に表示し、それを手元の超音波探触子で操
作できるため、操作性がさらに向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波診断装置の一実施形態を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明の一実施形態によるヘッドマウントディ
スプレイ型画像表示機構の概略的な模式図を示す。

【図３】本発明の一実施形態によるヘッドマウントディ
スプレイ型画像表示機構の概略的な斜視図を示す。

【図４】本発明の超音波探触子の一実施形態を示す図で
ある。

【図５】従来の超音波診断装置の構成を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１...操作卓 ２...制御部 ３...メモリ ４...グラフィックス生成部 ５...画像合成部 ６...ＤＳＣ部 ７...超音波送受信部 ８...超音波探触子 ８ａ...超音波探触子本体 ８ｂ...トラックボール ８ｃ...確定キー ８ｄ...選択キー ８ｅ...フリーズモードキー ８ｆ...Ｂモードキー ８ｇ...ＣＦＭキー ８ｈ...ＤＯＰキー ９...被検者 １０...表示装置 １１...映像ディスプレイデバイス １２...第１ビームスプリッター １３...第２ビームスプリッター １４...第１凹状反射ミラー １５...第２凹状反射ミラー １６...右目 １７...左目 ２１...凸状レンズ ２２...シャッタ ２３...映像信号変換部 ２４...ＭＨＤ表示機構 ２５...メモリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検者に超音波を送波し、その反射波を
   受波して超音波受信信号を出力する超音波探触子と、前
   記超音波探触子により得られた超音波受信信号を処理
   し、超音波断層画像を作成する画像処理手段と、画像処
   理手段より出力される超音波断層画像を表示するヘッド
   マウントディスプレイ型画像表示機構を有する超音波診
   断装置において、 前記超音波探触子に、超音波撮影または診断のための操
   作手段を配設したことを特徴とする超音波診断装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の超音波診断装置におい
   て、前記操作手段に接続され、前記操作手段の指示に応
   じて、前記ヘッドマウントディスプレイ型画像表示機構
   の表示制御を行なう制御手段を備えたことを特徴とする
   超音波診断装置。