JP2003319939A - 超音波撮影装置 - Google Patents

超音波撮影装置

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JP2003319939A
JP2003319939A JP2002125813A JP2002125813A JP2003319939A JP 2003319939 A JP2003319939 A JP 2003319939A JP 2002125813 A JP2002125813 A JP 2002125813A JP 2002125813 A JP2002125813 A JP 2002125813A JP 2003319939 A JP2003319939 A JP 2003319939A
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ultrasonic imaging
dimensional
ultrasonic
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Hiroshi Hashimoto
浩 橋本
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GE Medical Systems Global Technology Co LLC
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポストプロセシングによって生成した画像の
撮影方向が認識しやすい超音波撮影装置を実現する。 【解決手段】 超音波送受波器を用いて撮影の対象につ
いて超音波に基づく３次元画像データを獲得するデータ
獲得手段（３３〜４０）と、手動で操作される操作器具
に関する空間的情報に基づいて模擬的な撮影方向を指示
する指示手段（３３，３７）と、模擬的な撮影方向から
撮影した画像に相当する画像を３次元画像データに基づ
いて生成する画像生成手段（４４，４６）とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超音波撮影装置に関
し、とくに、３次元画像を撮影する超音波撮影装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】超音波撮影装置は、撮影対象の内部を超
音波ビーム（ｂｅａｍ）で走査してエコー（ｅｃｈｏ）
を受信し、エコーの強度に対応した画像データ（ｄａｔ
ａ）を求め、それに基づいていわゆるＢモード（ｍｏｄ
ｅ）画像を生成する。３次元画像を撮影する場合は、超
音波ビームの走査を３次元的に行って３次元の画像デー
タを得る。超音波ビームの走査は音線走査とも呼ばれ
る。
【０００３】撮影後に３次元画像データに所要の処理を
施すことにより、任意の方向から見た３次元像を生成す
ることが行われる。あるいは、任意の断面における断層
像を生成することが行われる。このような処理はポスト
プロセシング（ｐｏｓｔ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）とも
呼ばれる。
【０００４】ポストプロセシングよって生成された画像
は、実際の撮影方向とは異なる方向から撮影した画像に
相当するものとなる。これらの画像をも利用すれば、診
断をより効果的に行うことが可能になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ポストプロセシングに
より、実際の撮影方向とは異なる方向から撮影したもの
に相当する画像を生成した場合、診断者は、その撮影方
向が対象と空間的にどういう関係にあるかを認識しなけ
ればならない。しかし、どの画像も診断者に同じ向きで
表示されるので、表示画像からそのような空間的関係を
認識することは困難である。
【０００６】そこで、本発明の課題は、ポストプロセシ
ングによって生成した画像の撮影方向が認識しやすい超
音波撮影装置を実現することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明は、超音波送受波器を用いて撮影の対象につ
いて超音波に基づく３次元画像データを獲得するデータ
獲得手段と、手動で操作される操作器具に関する空間的
情報に基づいて模擬的な撮影方向を指示する指示手段
と、前記模擬的な撮影方向から撮影した画像に相当する
画像を前記３次元画像データに基づいて生成する画像生
成手段、を具備することを特徴とする超音波撮影装置で
ある。
【０００８】本発明では、指示手段により、手動で操作
される操作器具に関する空間的情報に基づいて模擬的な
撮影方向を指示し、画像生成手段により、前記模擬的な
撮影方向から撮影した画像に相当する画像を前記３次元
画像データに基づいて生成するので、使用者は自らが操
作する操作器具の空間的な位置および向きから撮影方向
を容易に認識することができる。
【０００９】前記指示手段は前記操作器具の３次元的な
位置および姿勢を検出する検出手段を有することが、空
間的情報に基づく模擬的な撮影方向の指示を適切に行う
点で好ましい。
【００１０】前記検出手段は磁気を利用して検出を行う
ことが、磁場強度に基づく３次元座標を得る点で好まし
い。前記操作器具は磁気センサを有することが、磁場強
度を検知する点で好ましい。
【００１１】前記検出手段は光を利用して検出を行うこ
とが、３次元座標を光学的に検出する点で好ましい。前
記操作器具は発光器を有することが、光学的な検出を容
易にする点で好ましい。
【００１２】前記検出手段は加速度を利用して検出を行
うことが、運動の法則に基づいて３次元座標を得る点で
好ましい。前記操作器具は加速度センサを有すること
が、操作器具の加速度を検知する点で好ましい。
【００１３】前記検出手段は前記操作器具に連結された
多関節アームの関節の角度に基づいて検出を行うこと
が、３次元座標を機械的手段によって得る点で好まし
い。前記検出手段は、前記操作器具の３次元的な位置お
よび姿勢を検出するための基準位置が前記操作器具の使
用者により設定可能であることが、模擬的な撮影方向の
指定をやりやすくする点で好ましい。
【００１４】前記操作器具は前記超音波送受波器と兼用
であることが、違和感がない点で好ましい。前記操作器
具は専用の方向指示具であることが、実撮影との区別を
容易にする点で好ましい。
【００１５】前記データ獲得手段は３次元的な音線走査
を電子的に行う走査手段を有することが、３次元画像デ
ータの獲得を高速に行う点で好ましい。前記データ獲得
手段は３次元的な音線走査を電子的な走査と機械的な走
査の組み合わせによって行う走査手段を有することが、
３次元画像データの獲得を空間分解能良く行う点で好ま
しい。
【００１６】前記画像は３次元画像であることが、３次
元的構造を示す点で好ましい。前記画像は断層像である
ことが、２次元的構造を示す点で好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。図１に超音波撮影装置の模
式図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例であ
る。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施
の形態の一例が示される。
【００１８】同図に示すように、本装置は、撮影部本体
３１および超音波プローブ３３を有する。超音波プロー
ブ３３はケーブル３５によって撮影部本体３１に接続さ
れている。超音波プローブ３３は、使用者により、対象
７の体表に押し当てて使用される。対象７は支持板５の
上の搭載されている。
【００１９】超音波プローブ３３は、ケーブル３５を通
じて撮影部本体３１から与えられる駆動信号で駆動され
て対象７の体内を超音波ビームで走査するともに、超音
波のエコーを受信してその受信信号をケーブル３５を通
じて撮影部本体３１に入力する。撮影部本体３１はエコ
ー受信信号に基づいて画像を生成しディスプレー（ｄｉ
ｓｐｌａｙ）に表示する。
【００２０】超音波プローブ３３は位置センサ（ｓｅｎ
ｓｏｒ）３７を備えている。位置センサ３７は超音波プ
ローブ３３の３次元的な位置および姿勢を検出する。３
次元的な位置および姿勢の検出は、例えば磁場形成器３
９が形成する磁場に基づいて行われる。位置センサ３７
は磁気センサを用いて構成される。磁場形成器３９は例
えば支持板５の上等適宜に個所に設置される。
【００２１】磁場形成器３９が形成する磁場は３次元空
間の各点ごとに磁場強度および方向が異なっているの
で、位置センサ３７でそのような磁場を検出することに
より、超音波プローブ３３の３次元的位置および姿勢を
検出することができる。位置センサ３７は、本発明にお
ける検出手段の実施の形態の一例である。検出信号はケ
ーブル３５を通じて撮影部本体３１に入力される。
【００２２】図２に本装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図
を示す。超音波プローブ３３は送受信部３６に接続され
ている。送受信部３６は、超音波プローブ３３に駆動信
号を与えて超音波を送波させる。送受信部３６は、ま
た、超音波プローブ３３が受波したエコー信号を受信す
る。
【００２３】超音波プローブ３３は、例えば、図３に示
すような超音波トランスデューサアレイ（ｔｒａｎｓｄ
ｕｃｅｒ ａｒｒａｙ）３００を有する。超音波トラン
スデューサアレイ３００は２次元アレイであり、例え
ば、３２ｘ３２の正方マトリクスをなす１０２４個の超
音波振動子３０２からなる。なお、２次元アレイは正方
マトリクスに限るものではなく、例えば３２ｘ１６等の
異方マトリクスであってよい。超音波振動子３０２は例
えばＰＺＴ（チタン（Ｔｉ）酸ジルコン（Ｚｒ）酸鉛）
セラミックス（ｃｅｒａｍｉｃｓ）等の圧電材料によっ
て構成される。超音波プローブ３３は、本発明における
超音波送受波器の実施の形態の一例である。
【００２４】送受信部３６は、例えば図４に示すような
走査を行う。すなわち、超音波トランスデューサアレイ
３００の中央を頂点とするコーン（ｃｏｎｅ）状の撮影
範囲を超音波ビーム３０３（音線）により角度θ方向お
よび角度φ方向に走査して３次元走査を行う。なお、超
音波ビーム３０３の長さ方向をｚ方向とする。θ方向お
よびφ方向は互いに垂直な２方向である。
【００２５】このような３次元走査はピラミッドスキャ
ン（Ｐｙｒａｍｉｄａｌ ｓｃａｎ）とも呼ばれる。ピ
ラミッドスキャンは送受信部３６を構成する電子回路の
働きによって行われる。そのようなスキャンは電子的ス
キャンとも呼ばれる。電子的スキャンによれば、音線走
査を高速に行うことができる。超音波プローブ３３およ
び送受信部３６からなる部分は、本発明における走査手
段の実施の形態の一例である。
【００２６】送受信部３６はＢモード処理部４０に接続
されている。送受信部３６から出力される音線ごとのエ
コー受信信号は、Ｂモード処理部４０に入力される。Ｂ
モード処理部４０はＢモード画像データを形成する。す
なわち、エコー受信信号を対数増幅した後に包絡線検波
して音線上の個々の反射点でのエコーの強度を表す信号
を得て、この信号の各瞬時の振幅をそれぞれ輝度値とし
て、Ｂモード画像データを形成する。超音波プローブ３
３、送受信部３６およびＢモード処理部４０からなる部
分は、本発明におけるデータ獲得手段の実施の形態の一
例である。
【００２７】Ｂモード処理部４０は画像処理部４４に接
続されている。画像処理部４４は、Ｂモード処理部４０
から入力されるデータに基づいて、Ｂモード画像を生成
する。
【００２８】画像処理部４４は、図５に示すように、セ
ントラル・プロセシング・ユニット（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔ
ｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１４０を有
する。ＣＰＵ１４０には、バス（ｂｕｓ）１４２によっ
て、メインメモリ（ｍａｉｎｍｅｍｏｒｙ）１４４、外
部メモリ１４６、制御部インターフェース（ｉｎｔｅｒ
ｆａｃｅ）１４８、入力データメモリ（ｄａｔａ ｍｅ
ｍｏｒｙ）１５２、ディジタル・スキャンコンバータ
（ＤＳＣ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔ
ｅｒ）１５４、画像メモリ１５６、および、ディスプレ
ーメモリ（ｄｉｓｐｌａｙ ｍｅｍｏｒｙ）１５８が接
続されている。
【００２９】外部メモリ１４６には、ＣＰＵ１４０が実
行するプログラムが記憶されている。外部メモリ１４６
には、また、ＣＰＵ１４０がプログラムを実行するにあ
たって使用する種々のデータも記憶されている。
【００３０】ＣＰＵ１４０は、外部メモリ１４６からプ
ログラムをメインメモリ１４４にロード（ｌｏａｄ）し
て実行することにより、所定の画像処理を遂行する。Ｃ
ＰＵ１４０は、プログラム実行の過程で、制御部インタ
ーフェース１４８を通じて後述の制御部４８と制御信号
の授受を行う。
【００３１】Ｂモード処理部４０から音線ごとに入力さ
れたＢモード画像データは、入力データメモリ１５２に
記憶される。入力データメモリ１５２のデータは、ＤＳ
Ｃ１５４で走査変換されて画像メモリ１５６に記憶され
る。画像メモリ１５６のデータはディスプレーメモリ１
５８を通じて表示部４６に出力される。
【００３２】画像処理部４４には表示部４６が接続され
ている。表示部４６は、画像処理部４４から画像信号が
与えられ、それに基づいて画像を表示するようになって
いる。表示部４６は、カラー（ｃｏｌｏｒ）画像が表示
可能なＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ−ｒａｙ ｔｕｂｅ）を
用いたグラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃｄｉ
ｓｐｌａｙ）等で構成される。画像処理部４４および表
示部４６からなる部分は、本発明における画像生成手段
の実施の形態の一例である。
【００３３】以上の送受信部３６、Ｂモード処理部４
０、画像処理部４４および表示部４６には制御部４８が
接続されている。制御部４８は、例えばコンピュータ
（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等によって構成される。
【００３４】制御部４８は、それら各部に制御信号を与
えてその動作を制御する。制御部４８には、被制御の各
部から各種の報知信号が入力される。制御部４８の制御
の下で、Ｂモード動作が実行される。
【００３５】制御部４８には、また、位置センサ３７の
検出信号が入力される。制御部４８は、検出信号に基づ
いて超音波プローブ３３の３次元的な位置および姿勢を
認識する。
【００３６】制御部４８には操作部５０が接続されてい
る。操作部５０は使用者によって操作され、制御部４８
に適宜の指令や情報を入力するようになっている。操作
部５０は、例えばキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）やポ
インティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃ
ｅ）およびその他の操作具を備えている。
【００３７】図６に、本装置の他のブロック図を示す。
図６において、図２に示したものと同様の部分は同一の
符号を付して説明を省略する。この装置では超音波プロ
ーブ３３’は、例えば、図７に示すような超音波トラン
スデューサアレイ３００’を有する。超音波トランスデ
ューサアレイ３００’は１次元アレイであり、例えば、
１２８個の超音波振動子３０２からなる。
【００３８】超音波プローブ３３’は送受信部３６’に
接続されている。送受信部３６’は、超音波プローブ３
３’に駆動信号を与えて超音波を送波させる。送受信部
３６’は、また、超音波プローブ３３’が受波したエコ
ー信号を受信する。
【００３９】送受信部３６’は、例えば図８に示すよう
な走査を行う。すなわち、放射点２００からｚ方向に延
びる音線２０２で扇状の２次元領域２０６をθ方向に走
査し、いわゆるセクタスキャン（ｓｅｃｔｏｒ ｓｃａ
ｎ）を行う。セクタスキャンは電子的スキャンである。
【００４０】送波および受波のアパーチャ（ａｐｅｒｔ
ｕｒｅ）を超音波トランスデューサアレイの一部を用い
て形成するときは、このアパーチャをアレイに沿って順
次移動させることにより、例えば図９に示すような走査
を行うことができる。すなわち、放射点２００からｚ方
向に発する音線２０２を直線状の軌跡２０４に沿って平
行移動させることにより、矩形状の２次元領域２０６を
ｘ方向に走査し、いわゆるリニアスキャン（ｌｉｎｅａ
ｒ ｓｃａｎ）を行う。リニアキャンも電子的スキャン
である。
【００４１】なお、超音波トランスデューサアレイが、
超音波送波方向に張り出した円弧に沿って形成されたい
わゆるコンベックスアレイ（ｃｏｎｖｅｘ ａｒｒａ
ｙ）である場合は、リニアスキャンと同様な音線走査に
より、例えば図１０に示すように、音線２０２の放射点
２００を円弧状の軌跡２０４に沿って移動させ、扇面状
の２次元領域２０６をθ方向に走査して、いわゆるコン
ベックススキャンが行える。コンベックスキャンも電子
的スキャンである。
【００４２】このような２次元領域２０６の電子的スキ
ャンを、超音波プローブ３３’の位置または傾きを連続
的に変化させながら行うことにより、３次元領域をスキ
ャンすることができる。以下、電子的スキャンを主走査
ともいい、超音波プローブ３３’の位置や傾きの変更を
副走査ともいう。副走査は超音波プローブ３３’に連結
された副走査機構４２によって行われる。副走査は使用
者の手動走査によって行うようにしてもよい。
【００４３】音線走査を、電子的スキャンによる主走査
と副走査機構４２または手動による副走査の組み合わせ
によって行うことにより、音線走査の空間分解能を高め
ることが可能になる。
【００４４】超音波プローブ３３’、送受信部３６’お
よび副走査機構４２からなる部分は、本発明における走
査手段の実施の形態の一例である。超音波プローブ３
３’、副走査機構４２、送受信部３６’およびＢモード
処理部４０からなる部分は、本発明におけるデータ獲得
手段の実施の形態の一例である。
【００４５】本装置の動作を説明する。図１１に、本装
置の動作のフロー（ｆｌｏｗ）図を示す。同図に示すよ
うに、ステップ（ｓｔｅｐ）９０２で、３次元走査が行
われる。３次元走査は、電子的スキャン、あるいは、電
子的な主走査と機械的な副走査の組み合わせによって行
われる。副走査は手動走査であってよい。
【００４６】３次元走査によって３次元画像データが得
られる。３次元画像データは画像メモリ１５６に記憶さ
れる。３次元画像データは、図１２に示すような３次元
領域３１０の内部構造を示す画像データとなる。
【００４７】３次元領域３１０における互いに垂直な３
方向をｘ，ｙ，ｚとする。ｘ方向およびｙ方向は、それ
ぞれ、例えば、超音波プローブ３３（または３３’）に
おける超音波振動子３０２の配列方向の一方および他方
である。ｚ方向は体内の深さ方向である。ｚ方向は、ま
た、実際の撮影方向でもある。
【００４８】以下、超音波プローブ３３’を使用する例
で説明する。超音波プローブ３３を使用する場合もこれ
に準じる。超音波プローブ３３’では、超音波トランス
デューサアレイは１次元アレイである。この超音波トラ
ンスデューサアレイの面内で、超音波振動子の配列方向
をｘ方向としそれに垂直な方向をｙ方向とする。ｘ方向
の走査は主走査によって行われる。ｙ方向の走査は副走
査によって行われる。
【００４９】主走査がリニアスキャンの場合は３次元領
域３１０全体がスキャンされる。主走査がセクタスキャ
ンの場合は、図１３に示すように、三角柱状の領域が実
スキャン領域となる。主走査がコンベックススキャンの
場合は、実スキャン領域は図１４に示すように台形柱状
になる。なお、超音波プローブ３３によってピラミッド
スキャンを行った場合は、実スキャン領域は図１５に示
すようなピラミッド状になる。
【００５０】次に、ステップ９０４で、画像生成が行わ
れる。画像生成は３次元画像データに基づいて行われ
る。これによって３次元画像が生成される。３次元画像
は、例えば、３次元領域３１０をｙ方向に見た画像とし
て生成される。そのような３次元画像が、ステップ９０
６で、可視像として表示される。
【００５１】次に、ステップ９０８で、基準位置設定が
行われる。基準位置設定とは、次に行う方向指示のため
の空間的な基準を定めることである。基準位置設定は使
用者の指令に基づいて行われる。
【００５２】使用者は、例えば次のようにして基準位置
設定を行う。すなわち、対象７から離した超音波プロー
ブ３３’を手にも持って、本装置と正対するように向き
直る。そして、超音波プローブ３３’を超音波放射面が
下になるようにして垂直に持ち、この状態で制御部４８
に基準位置設定を指令する。指令は操作部５０の所定の
キーを押すこと等により行われる。この指令に基づい
て、制御部４８は、このときの超音波プローブ３３’の
３次元位置を基準位置として記憶する。
【００５３】設定された基準位置は、図１６に示すよう
な新たな３次元領域３１０’の基準位置となる。３次元
領域３１０’は、図１２に示した３次元領域３１０に対
応するものである。３次元領域３１０’における互いに
垂直な３方向をｘ’，ｙ’，ｚ’する。これらは、それ
ぞれ、３次元領域３１０における互いに垂直な３方向
ｘ，ｙ，ｚに対応する。また、３次元領域３１０の大き
さが例えば１０ｃｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍであるとする
と、それに対応して、３次元領域３１０’の大きさも１
０ｃｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍとなる。
【００５４】次に、ステップ９１０で、方向指示が行わ
れる。ここで、方向とはポストプロセシングによって生
成する画像の撮影方向のことである。ただし、その方向
から実際に撮影するわけではなく模擬的な撮影方向であ
る。以下、これを単に撮影方向ともいう。
【００５５】方向指示は、使用者により、超音波プロー
ブ３３’を用いて行われる。使用者は、超音波プローブ
３３’を、あたかも超音波撮影を行うかのように操作す
る。ただし、超音波の送受信は行わない。また、対象７
ではなく３次元領域３１０’を相手にして行われる。
【００５６】方向指示の一例を図１７に示す。同図に示
すように、使用者は、超音波プローブ３３’を水平にし
て、３次元領域３１０’のｙ’ｚ’面の所望の位置に垂
直にあてがう。その際、３次元領域３１０’は、使用者
が基準位置を基にして空中に想定する。そして、そのよ
うな想定上の３次元領域３１０’におけるｙ’ｚ’面の
所望の位置に垂直にあてがう。
【００５７】基準位置を自ら設定したので３次元領域３
１０’を空中に想定することは容易であり、そのｙ’
ｚ’面の所望の位置に垂直に超音波プローブ３３’をあ
てがうことは容易である。これによって、３次元領域３
１０’のｚ’方向の所望の位置において、ｘ’方向が撮
影方向として指示される。超音波プローブ３３’は、本
発明における指示手段の実施の形態の一例である。
【００５８】次に、ステップ９１２で、画像生成が行わ
れる。画像生成は、制御部４８による制御の下で、画像
処理部４４により行われる。すなわち、制御部４８は、
超音波プローブ３３’の３次元的位置および姿勢に基づ
いて、指示された撮影方向を認識し、この方向から撮影
した画像に相当する画像の生成を画像処理部４４に指令
する。画像処理部４４は、指令された画像を３次元画像
データから生成する。
【００５９】生成される画像は、例えば、二点鎖線で示
すような断面３１２についての断層像である。断面３１
２は超音波プローブ３３’の主走査面に相当する。超音
波プローブ３３を用いた場合は、断面３１２はφ＝０に
おけるθ走査面に相当する。なお、生成する画像は断層
像に限るものではなく３次元画像であってよい。断層像
か３次元画像かは使用者が操作部５０を通じて指定可能
である。この画像がステップ９１４で表示される。表示
画像は例えばｚ’方向に見た画像として表示される。
【００６０】使用者はこのような表示画像を観察する。
この画像は、現に使用者自身が超音波プローブ３３’を
操作して模擬的に撮影している画像となる。したがっ
て、その撮影方向は使用者自らが明確に認識している。
【００６１】これによって、使用者は、表示画像に関す
る明確な空間認識を持つことができる。そして、そのよ
うな空間認識を持って画像を観察することにより、正確
な診断を行うことが容易になる。
【００６２】撮影方向を変更する場合は、ステップ９１
６での判断に基づいてステップ９１０に戻る。そして、
ステップ９１０以降の動作により、上記に準じて、新た
な方向からの模擬的撮影を行ってその画像を表示させ
る。
【００６３】撮影方向は、３次元領域３１０’に対する
超音波プローブ３３’の当て方によって、使用者が自由
に指示することができる。このため、ｘ’，ｙ’，ｚ’
方向のいずれから撮影した画像でも表示させることがで
きる。
【００６４】また、それら３方向に限らず、任意の斜め
方向から撮影した画像を表示させることも可能である。
これによって、現実の撮影では不可能な方向から撮影し
た画像を表示させることができる。いずれの画像も、自
らのしぐさによって撮影方向を指定したものであるか
ら、使用者は明確な空間認識を持って観察することがで
きる。
【００６５】以下、同様にして、超音波プローブ３３’
により３次元領域３１０’に対して様々な方向からの模
擬的撮影を行い、そのつど表示される画像を観察しなが
ら診断を遂行する。
【００６６】このように、超音波プローブで撮影方向を
指示することにより、超音波撮影をまねたしぐさによっ
て方向指示を行うことができる。これによって、使用者
にとって違和感のない方向指示を行うことができる。
【００６７】撮影方向の指示は、超音波プローブを使用
する代わりに、適宜の専用の方向指示具を用いて行うよ
うにしてもよい。専用の方向指示具は、例えば、超音波
プローブ３３’を模した形とする。このような方向指示
具を用いることにより、実撮影との区別を容易にするこ
とができる。なお、その場合は方向指示具に位置センサ
３７が設けられる。
【００６８】超音波プローブまたは方向指示具の３次元
的位置および姿勢の検出は、磁気を利用する代わりに光
を利用して行うようにしてもよい。そのようにした場合
の模式図を図１８に示す。
【００６９】同図に示すように、超音波プローブ３３
（または３３’あるいは方向指示具、以下同様）に発光
器４７を設け、その光を例えば天井等に設けた光点検出
部４９で検出する。光点検出部４９は光の入射方向が検
知可能な複数の受光部を有し、それらの検知信号に基づ
いて三角測量の原理により光点の３次元位置を求める。
【００７０】光点の３次元位置は超音波プローブ３３の
３次元位置を表す。発光器４７を所定の幾何学的関係で
複数個設けることにより、それら光点の３次元的位置関
係から超音波プローブ３３の姿勢が求められる。このよ
うにして求められた値が撮影部本体３１に入力される。
【００７１】超音波プローブまたは方向指示具の３次元
的位置および姿勢の検出は、加速度を利用して行うよう
にしてもよい。そのようにした場合の模式図を図１９に
示す。
【００７２】同図に示すように、超音波プローブ３３に
加速度センサ５７を設ける。加速度センサ５７は、３方
向における加速度を検知する。検知信号はケーブル３５
を通じて撮影部本体３１に入力される。撮影部本体３１
の内部においては、例えば制御部４８等の所定の計算回
路により、加速度検知信号に基づく超音波プローブ３３
の３次元的位置および姿勢の計算が行われる。加速度に
基づく位置の計算は積分演算によって行われる。
【００７３】超音波プローブまたは方向指示具の３次元
的位置および姿勢の検出は、超音波プローブ３３を支持
する機構を通じて行うようにしてもよい。そのようにし
た場合の模式図を図２０に示す。
【００７４】同図に示すように、超音波プローブ３３は
多関節アーム６７で支持される。多関節アーム６７の各
関節は角度センサを有する。各角度センサの検知信号は
撮影部本体３１に入力される。撮影部本体３１の内部に
おいて所定の計算回路により、角度検知信号に基づく超
音波プローブ３３の３次元的位置および姿勢の計算が行
われる。
【００７５】以上、好ましい実施の形態の例に基づいて
本発明を説明したが、本発明が属する技術の分野におけ
る通常の知識を有する者は、上記の実施の形態の例につ
いて、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変
更や置換等をなし得る。したがって、本発明の技術的範
囲には、上記の実施の形態の例ばかりでなく、特許請求
の範囲に属するすべての実施の形態が含まれる。
【００７６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ポストプロセシングによって生成した画像の撮影
方向が認識しやすい超音波撮影装置を実現することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置の模式的構成
を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。
【図３】超音波トランスデューサアレイの模式図であ
る。
【図４】音線走査の概念図である。
【図５】画像処理部のブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。
【図７】超音波トランスデューサアレイの模式図であ
る。
【図８】音線走査の概念図である。
【図９】音線走査の概念図である。
【図１０】音線走査の概念図である。
【図１１】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフ
ロー図である。
【図１２】３次元領域を示す図である。
【図１３】３次元領域を示す図である。
【図１４】３次元領域を示す図である。
【図１５】３次元領域を示す図である。
【図１６】３次元領域を示す図である。
【図１７】３次元領域を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態の一例の装置の模式的構
成を示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態の一例の装置の模式的構
成を示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態の一例の装置の模式的構
成を示す図である。
【符号の説明】
３１ 撮影部本体 ３３，３３’ 超音波プローブ ３７ 位置センサ ３９ 磁場形成器 ３６ 送受信部 ４０ Ｂモード処理部 ４４ 画像処理部 ４６ 表示部 ４８ 制御部 ５０ 操作部 ４７ 発光器 ４９ 光点検出部 ５７ 加速度センサ ６７ 多関節アーム
フロントページの続き (72)発明者 橋本 浩 東京都日野市旭が丘四丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内 Ｆターム(参考） 2G047 BA03 CA01 DA02 DB02 DB03 DB04 DB05 DB07 DB14 EA10 GA03 GA19 GB17 GF17 GG21 GG35 GH07 GH09 4C301 AA02 BB01 BB02 BB05 BB13 BB22 BB26 CC02 EE11 GB04 GB06 GB10 GD02 GD03 GD04 KK17 KK18 LL03 4C601 BB03 BB05 BB06 BB09 BB16 BB17 BB21 BB23 EE09 GA17 GA18 GA21 GA22 GB01 GB03 GB04 GB06 JC25 JC26 KK12 KK21 KK22 LL01 LL02 LL04

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 超音波送受波器を用いて撮影の対象につ
    いて超音波に基づく３次元画像データを獲得するデータ
    獲得手段と、 手動で操作される操作器具に関する空間的情報に基づい
    て模擬的な撮影方向を指示する指示手段と、 前記模擬的な撮影方向から撮影した画像に相当する画像
    を前記３次元画像データに基づいて生成する画像生成手
    段、を具備することを特徴とする超音波撮影装置。
  2. 【請求項２】 前記指示手段は前記操作器具の３次元的
    な位置および姿勢を検出する検出手段を有する、ことを
    特徴とする請求項１に記載の超音波撮影装置。
  3. 【請求項３】 前記検出手段は磁気を利用して検出を行
    う、ことを特徴とする請求項２に記載の超音波撮影装
    置。
  4. 【請求項４】 前記操作器具は磁気センサを有する、こ
    とを特徴とする請求項３に記載の超音波撮影装置。
  5. 【請求項５】 前記検出手段は光を利用して検出を行
    う、ことを特徴とする請求項２に記載の超音波撮影装
    置。
  6. 【請求項６】 前記操作器具は発光器を有する、ことを
    特徴とする請求項５に記載の超音波撮影装置。
  7. 【請求項７】 前記検出手段は加速度を利用して検出を
    行う、ことを特徴とする請求項２に記載の超音波撮影装
    置。
  8. 【請求項８】 前記操作器具は加速度センサを有する、
    ことを特徴とする請求項７に記載の超音波撮影装置。
  9. 【請求項９】 前記検出手段は前記操作器具に連結され
    た多関節アームの関節の角度に基づいて検出を行う、こ
    とを特徴とする請求項２に記載の超音波撮影装置。
  10. 【請求項１０】 前記検出手段は、前記操作器具の３次
    元的な位置および姿勢を検出するための基準位置が前記
    操作器具の使用者により設定可能である、ことを特徴と
    する請求項２ないし請求項９のうちのいずれか１つに記
    載の超音波撮影装置。
  11. 【請求項１１】 前記操作器具は前記超音波送受波器と
    兼用である、ことを特徴とする請求項１ないし請求項１
    ０のうちのいずれか１つに記載の超音波撮影装置。
  12. 【請求項１２】 前記操作器具は専用の方向指示具であ
    る、ことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のうち
    のいずれか１つに記載の超音波撮影装置。
  13. 【請求項１３】 前記データ獲得手段は３次元的な音線
    走査を電子的に行う走査手段を有する、ことを特徴とす
    る請求項１ないし請求項１２のうちのいずれか１つに記
    載の超音波撮影装置。
  14. 【請求項１４】 前記データ獲得手段は３次元的な音線
    走査を電子的な走査と機械的な走査の組み合わせによっ
    て行う走査手段を有する、ことを特徴とする請求項１な
    いし請求項１２のうちのいずれか１つに記載の超音波撮
    影装置。
  15. 【請求項１５】 前記画像は３次元画像である、ことを
    特徴とする請求項１ないし請求項１４のうちのいずれか
    １つに記載の超音波撮影装置。
  16. 【請求項１６】 前記画像は断層像である、ことを特徴
    とする請求項１ないし請求項１４のうちのいずれか１つ
    に記載の超音波撮影装置。
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