JP2004113628A

JP2004113628A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JP2004113628A
Application number: JP2002283802A
Authority: JP
Inventors: Tomonao Kawashima; 川島　知直; Kenji Kishi; 岸　健治
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】体腔内の超音波画像データを基に、超音波画像をモニタ表示する際に、患部の浸潤の広さと深さが表示される超音波診断装置が求められている。
【解決手段】超音波内視鏡１１が体腔内を移動走査過程で得た複数の超音波断層像を生成する画像構築回路３１と、その超音波断層像の位置情報を検出する位置検出部１３と、位置情報に基づき複数の超音波断層像を超音波内視鏡の走査経路に沿って並べた断層並列像を構築する画像処理回路３３とを備え、超音波断層像と断層並列像とを対比可能にモニタに表示させる表示回路３４からなる超音波診断装置。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に、病変の浸潤の広がりや深さを現実的に観察可能とする超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の超音波診断装置として、体腔内に挿入する細長の挿入部の先端に超音波振動子と位置検出器を設けた体腔用ラジアル走査型超音波プローブ（光学観察窓を設けた超音波内視鏡を含む）を湾曲もしくは屈曲した管腔に沿って進退させ、複数の超音波断層像を取得して、管腔経路に沿った空間の超音波画像データを取得したり（例えば、特許文献１参照）、あるいは、挿入部先端に超音波振動子と位置検出器を設けた体腔内用コンベックス走査型超音波プローブを管腔に挿入させて挿入軸を中心に回転させて複数の超音波断層像を取得して管腔空間の超音波画像データを取得するものも知られている。
【０００３】
また、位置検出器を設けた体外用超音波プローブを、体外から被検体に超音波を照射させつつ移動させたり回転させて、複数の超音波断層像を取得して空間の超音波画像データを取得する超音波診断装置も知られている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。
【０００４】
これら超音波診断装置で得た超音波画像データを基に、モニタ画面に超音波画像を表現する方法が種々検討されており、前記特許文献１では、次の第１と第２の表現方法が採用され、前記特許文献２と特許文献３では、次の第３の表現方法が採用されている。
【０００５】
第１の表現方法：複数の超音波断層像が重複する部分を平均化したり、超音波断層像間を補間したりして直交座標で表現される３次元画像データを作成し、この３次元画像データを基に、平面で切断した断面像を表現する。
【０００６】
第２の表現方法：複数の超音波断層像が重複する部分を平均化したり、超音波断層像間を補間したりして直交座標で表現される３次元画像データを作成し、この３次元画像データを基に、超音波３次元画像を表現する。
【０００７】
第３の表現方法：位置検出器の出力から超音波プローブの各座標位置の変化を求め、複数の２次元超音波断層像を各走査面の位置変化に対応する量だけ変位させながら積層して立体化した擬似３次元画像で表現する。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１１３９１３号公報。
【０００９】
【特許文献２】
特開平１０−２１６１２７号公報。
【００１０】
【特許文献３】
登録実用新案第３０４０３０６号公報。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このような超音波診断装置を用いて、胃、食道、及び腸等のような管腔状臓器内で術者が超音波プローブを動かして診断を行う際には、次に示す３つの観察を行うことが予後の予測、手術／処置範囲の決定の為に重要である。
【００１２】
第１の観察：病変が管腔に沿ってどこからどこまで広がって浸潤しているか。
第２の観察：病変が管腔表面に対して垂直な方向にどこまで深く浸潤しているか。
第３の観察：病変が膵臓等の管腔から見て深部にある臓器や門脈等の血管に対してどれだけ広く深く浸潤しているか。
【００１３】
この第１から第３の観察を行う際に、前記第１から第３の表現方法を用いることには、それぞれ以下の問題点がある。
【００１４】
第１の表現方法は、平面で切断した断面像で表現する方法であるため、図２０に示すように、管腔が切れ切れの画像として表現されてしまい、管腔の全体像がモニタ画面に表示されないことが多い。
【００１５】
これは、必ずしも生体の管腔が特定の平面内を走行していないことが原因である。なお、図２０は管腔が一部で断面より奥側を走行している状態を示している。よって、この第１の表現方法では、前記第１から第３の観察が難しくなる。
【００１６】
第２の表現方法は、超音波３次元画像で表現する方法であるため、第１から第３の観察のいずれも観察可能であるが、経路に沿った３次元画像データを作成するためにはメモリ等の記憶装置が極端に大容量になってしまうことが多い。
【００１７】
例えば第１から第３の観察の目的で管腔に沿って１０ｃｍ程度もあるような大きな病変を観察する場合には、病変前後の正常部分も含めて、管腔に沿って病変を含む広い範囲の３次元画像データを取得することができるよう、体腔内用ラジアル走査型超音波プローブを１０数ｃｍ程度進退させたり、体腔内用コンベックス走査型超音波プローブを大変広い角度で回転させる必要がある。
【００１８】
さらに、大きい病変は、管腔表面に対して垂直な方向にも広がっているので、各超音波断層像は広い領域の画像データを網羅する容量の大きい画像である必要がある。
【００１９】
また、例えば第３の観察の目的で超音波プローブを挿入して消化管壁越しに膵臓を観察する際には、膵臓全体の３次元画像データが取得できるように十二指腸から胃に沿って３０ｃｍ近くも進退させる必要がある。
【００２０】
さらに、いずれの観察の目的でも、得られる３次元画像データを良好に保つためには、一定以上の密度で超音波断層像を取得しなければならない。
【００２１】
しかし、この第２の表現方法では、超音波プローブの長い進退で、かつ一定以上の密度で取得した超音波断層像間をさらに補間して３次元画像データを作成するので、用途によっては数ＧＢ程度の容量が必要となってしまう。
【００２２】
よって、この第２の表現方法で、第１から第３の観察を行うことは非現実的なことが多い。
【００２３】
第３の表現方法は、積層（すなわち時系列の画像データを加算）して立体化した擬似３次元画像で表現する方法であるため、超音波画像データを次々と積層することで、一枚一枚の超音波断層像が持つ本来のエコー輝度は失われてしまうか、大変見え難くなってしまう。そのため、この第３の表現方法では、特許文献２と特許文献３に開示されているような、病変の形状を観察するような場合には良いが、病変の正常組織への浸潤の広がりはわからない。
【００２４】
よって、この第３の表現方法では、第１から第３の観察が難しい。
【００２５】
また、特許文献１乃至３の超音波診断装置を用いた場合には、被験者のどの辺でどの程度の枚数の画像を撮像したか画像の密度がわかりにくく、画像取得の取りこぼしをおこしやすいという課題もあった。
【００２６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、超音波プローブを体腔内で動かして得た空間の超音波画像データを基に、超音波画像をモニタ表示する際に、前記第１から第３の観察を容易に、かつ現実的に観察することが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。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波診断装置は、超音波プローブが被検体の体腔内を移動走査する過程で複数の超音波断層像を得る超音波診断装置において、前記超音波プローブが被検体の体腔内を動く過程で得られた複数の超音波断層像の位置情報を検出する位置情報検出手段と、前記位置情報検出手段により得られた前記位置情報に基づき前記複数の超音波断層像を前記超音波プローブの走査経路に沿って並べた断層並列像を構築する断層並列像構築手段と、を備えたことを特徴としている。
【００２８】
本発明の超音波診断装置は、前記超音波断層像と前記断層並列像とを対比可能に表示手段に表示させる表示制御手段を更に有することを特徴としている。
【００２９】
また、本発明の超音波診断装置の前記断層並列像構築手段は、前記超音波プローブが被検体の体腔内を移動走査する過程で、前記超音波断層像が生成される都度、前記超音波断層像上の各画素を前記断層並列像上の対応する各画素に上書きして新たな断層並列像を構築することを特徴としている。
【００３０】
本発明の超音波診断装置により、病変の管腔に沿った浸潤の広がり、管腔表面から垂直方向への浸潤の深さ、及び管腔から見て深部にある臓器や門脈への浸潤の広さと深さが観察できる超音波画像のモニタ表示が可能となった。
【００３１】
【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について詳細に説明する。図１乃至図１４は、本発明に係る超音波診断装置の第１の実施形態を説明する図面で、図１は本発明に係る超音波診断装置の第１の実施形態の全体構成を示すブロック図、図２は本発明に係る超音波診断装置の第１の実施形態に用いる超音波内視鏡の挿入部先端の構成を示すブロック図、図３は本発明に係る超音波診断装置の第１の実施形態において、手引き走査による断層並列像を生成させる作用を説明するフローチャート、図４は本発明に係る超音波診断装置の手引き走査により生成する超音波断層像の説明図、図５は本発明に係る超音波診断装置による断層像の切断作用を説明する説明図、図６は本発明に係る超音波診断装置のＺバッファセルを説明する説明図、図７は本発明に係る超音波診断装置のモニタ画面上の画素配置を説明する説明図、図８は本発明に係る超音波診断装置のモニタ画面上の表示状態を説明する説明図、図９は本発明に係る超音波診断装置のモニタ画面上での超音波断層像マーカの移動作用を説明する説明図、図１０は本発明に係る超音波診断装置の超音波断層像マーカの移動作用を説明するフローチャート、図１１は本発明に係る超音波診断装置のモニタ画面上での断層並列像の回転作用を説明する説明図、図１２は本発明に係る超音波診断装置の断層並列像の回転作用を説明するフローチャート、図１３は本発明に係る超音波診断装置のモニタ画面上での断層並列像の切断位置変更と切断マーカ移動を説明する説明図、図１４は本発明に係る超音波診断装置の断層並列像の切断位置変更と切断マーカ移動の作用を説明するフローチャートである。
【００３２】
本発明に係る超音波診断装置は、図１に示すように、超音波プローブである超音波内視鏡１１ａ、超音波観測部１２、位置検出部１３、モニタ１４、キーボード１５、及びマウス１６からなっている。
【００３３】
超音波プローブである超音波内視鏡１１ａは、可撓性を有する材質で形成された被検体の体腔内へ挿入する挿入部２１と、この挿入部２１の先端に配置されている後述する超音波振動子２５を回転駆動させるモータ２２を備えた駆動部２３からなっている。
【００３４】
この超音波内視鏡１１ａの挿入部２１の先端は、図２に示すように、超音波を透過する材質で生成された音響的に半透明な先端キャップ２４が設けられている。この先端キャップ２４の内部には、超音波振動子２５が配置され、音響媒体（図示せず）が充填されている。
【００３５】
超音波振動子２５は、可撓性部材で生成されたフレキシブルシャフト２６の先端に取付固定されている。このフレキシブルシャフト２６の他端は、前記駆動部２３のモータ２２の回転駆動軸に接続されている。
【００３６】
前記超音波振動子２５は、フレキシブルシャフト２６の内部に設けられた信号線（図示せず）が駆動部２３を経由して超音波観測部１２の後述する画像構築回路３１に接続されている。
【００３７】
前記挿入部２１の先端キャップ２４の先端には、磁場を発生させる送信コイル２７が設けられており、この送信コイル２７は、挿入部２１の内部に設けられた信号線（図示せず）を介して位置検出部１３の後述するコイル駆動回路４１に接続されている。
【００３８】
この送信コイル２７は、挿入部２１の軸方向と直交する２方向（図２に示す、挿入部２１の軸方向のＺ軸に対して、図中のＸ軸方向とＹ軸方向）を軸としてコイルが巻回されている。Ｚ軸は、超音波内視鏡１１ａの挿入部２１の挿入方向で、Ｘ軸とＹ軸は、Ｚ軸に垂直で後述するラジアル走査平面２５ｃに平行な方向である。
【００３９】
前記超音波内視鏡１１ａの駆動部２３のモータ２２が回転駆動してフレキシブルシャフト２６を図中の矢印の方向に回転すると、超音波振動子２５も図中矢印のラジアル走査２５ｂ方向に回転駆動する。この超音波振動子２５を超音波発振駆動させると超音波ビーム２５ａが投射される。
【００４０】
超音波観測部１２は、超音波振動子２５に超音波発振駆動用のパルス電圧状の励起信号を出力するとともに、超音波振動子２５からのエコー信号に各種信号処理を施して超音波の画像データを構築する画像構築回路３１と、この画像構築回路３１で生成した画像データや後述する画像処理回路３３で生成した複数の超音波断層像の画像データを記憶する大容量の画像メモリ３２と、この画像メモリ３２に記憶されている画像データに各種画像処理を施す画像処理回路３３と、この画像処理回路３３で各種画像処理が施された画像データをデジタル／アナログ変換処理してアナログ映像信号に変換しモニタ１４に画像表示させる表示回路３４と、前記画像構築回路３１で構築された画像データや後述する位置方向データを長期にわたり記録するハードディスク等の大容量の３次元データ記録部３５と、位置検出部１３との各種情報交換通信を行う通信回路３６と、キーボード１５やマウス１６からの指示入力を受信する外部入力制御回路３７と、更に、前記画像構築回路３１、画像メモリ３２、画像処理回路３３、表示回路３４、３次元データ記録部３５、通信回路３６、及び外部入力制御部３７の間には、バス３８が設けられ、このバス３８を介して各回路３１〜３７に駆動制御命令を出すコントローラ３９からなっている。
【００４１】
なお、画像メモリ３２は、画像構築回路３１から出力される超音波断層像の画像データを記憶する領域と、画像処理回路３３で生成したモニタ１４に画像表示させる画像データを記憶する領域と、後述するＺバッファを記憶する領域との３つの領域を含んでいる。
【００４２】
なお、モニタ１４は、表示回路３４で生成されたアナログ映像信号を基に、超音波断層像を表示するもので、キーボード１５は、複数のキーを有し、そのキーにより各種操作入力指示するもので、マウス１６は、モニタ１４に表示される記号や符号などを操作して各種操作入力指示を行うものである。
【００４３】
位置検出部１３は、前記超音波内視鏡１１ａの送信コイル２７にコイル励振信号を出力するコイル駆動回路４１と、所定の配置方法で特定の位置に配置固定されると共に前記送信コイル２７から発生する磁場を逐次検知して位置信号を生成出力する複数の受信コイル４２からなる受信コイルユニット４４と、この受信コイルユニット４４で生成された位置信号から位置方向データを算出生成する位置算出回路４３とからなっている。
【００４４】
前記受信コイルユニット４４は、複数の受信コイル４２を直方体の筐体内に一体的に配置固定されている。なお、図１では、受信コイル４２は、紙面の都合上、受信コイルユニット４４の中で直線上に並べて配置固定された状態を示されているが、実際には２次元平面上あるいは３次元空間上に並べて固定されているものとする。
【００４５】
このような構成の超音波診断装置において、超音波断層像を構築する作用について説明する。
【００４６】
前記超音波振動子２５は、超音波観測部１２の画像構築回路３１からのパルス電圧状の励起信号により媒体の疎密波である超音波ビームを生成投射する。この超音波ビームは、挿入部２１の先端に充填されている音響媒体と先端キャップ２４を介して、超音波内視鏡１１ａの挿入部２１の外部へと投射される。この外部に投射された超音波ビームは、被検体内で反射されて反射エコーとして超音波振動子２５に入力される。超音波振動子２５は、反射エコーを電気的なエコー信号に変換して画像構築回路３１へと出力する。
【００４７】
この超音波振動子２５による超音波ビームの投射と、反射エコー信号の生成作用を反復的に繰り返す一方で、駆動部２３内のモータ２２を回転駆動させることによりフレキシブルシャフト２６と超音波振動子２５が各々図中の矢印の方向へ回転する。このため超音波ビームが超音波内視鏡１１ａの挿入部２１の軸方向と垂直なラジアル走査平面２５ｃ内を順次放射状に投射され、いわゆるメカニカルなラジアル走査（以下、単にラジアル走査と称する）２５ｂが行われる。
【００４８】
前記超音波振動子２５で生成されたエコー信号は、超音波観測部１２の画像構築回路３１で、包絡線検波、対数増幅、アナログ／デジタル変換、スキャンコンバート（ラジアル走査で生成された極座標系の画像データを直交座標系の画像データに変換する処理）等の公知の処理を施して超音波の画像データである所謂超音波断層像データ（以下、単に超音波断層像と称する）を構築する。この超音波断層像はバス３８を介して画像メモリ３２に記憶される。
【００４９】
次に、位置方向データに関わる作用について説明する。
【００５０】
前記位置検出部１３のコイル駆動回路４１は、送信コイル２７への励振信号を逐次出力し、この励振信号の基で送信コイル２７は磁気を発生させて空間に磁場を張る。一方、受信コイルユニット４４の受信コイル４２は、送信コイル２７からの磁場を逐次検知して生成した位置信号を位置算出回路４３に出力する。
【００５１】
この位置算出回路４３は、前記受信コイル４２からの位置信号を基に位置方向データを算出して通信回路３６へと出力する。この位置方向データは、送信コイル２７の受信コイルユニット４４に対する位置と方向とを含んだデータである。具体的には、位置方向データは送信コイル２７の位置だけでなく、超音波内視鏡１１ａの挿入方向（図２のＺ軸方向）と、超音波断層像に平行な特定の方向（図２のＹ軸方向）とを含んでいる。
【００５２】
ここで、前記送信コイル２７は、図２のＹ軸が超音波断層像の時計の１２時方向（モニタ１４に超音波断層像が表示されたときの上方向）になるように挿入部２１の先端キャップ２４に取り付けられると、位置方向データは超音波断層像の法線方向（図２のＺ軸）と１２時方向（図２のＹ軸）とを含むことになる。
【００５３】
前記通信回路３６は、前記位置算出回路４３からの位置方向データを受信してバス３８を介して画像メモリ３２に出力し記憶させる。
【００５４】
なお、前記画像メモリ３２に記憶される前記超音波断層像と前記位置方向データとは、コントローラ３９からの制御の基で超音波断層像と位置方向データとが同期、関連づけられて記憶される。
【００５５】
次に、超音波内視鏡１１ａを用いて超音波診断実行時の断層並列像を生成するコントローラ３９の作用について図３を用いて説明する。
【００５６】
超音波診断装置を操作する術者がキーボード１５やマウス１６を用いて各種メニュー表示と、その表示されたメニューから選択されたメニューが指示入力されると、その指示入力メニューの内容が外部入力制御回路３７からコントローラ３９へと伝達され、その指示入力に応じてコントローラ３９が各回路３１〜３６を駆動制御する。ステップＳ１０１で術者が超音波診断開始のための操作入力（手引き走査開始指示）を行うと、コントローラ３９は、画像構築回路３１を駆動制御して、超音波振動子２５への励起信号を出力させると共に、モーター２２を回転駆動させて、超音波振動子２５のラジアル走査２５ｂを開始させる。
【００５７】
ステップＳ１０２で、術者は、被検体である体腔内に挿入された超音波内視鏡１１ａの挿入部２１をラジアル走査２５ｂをさせながら管腔に沿って進退させる手引き走査を繰り返し、超音波振動子２５からの反射エコーを基に、コントローラ３９は、画像構築回路３１を駆動制御して、順次超音波断層像が構築される。この走査方法を、以下「手引き走査」と称する。
【００５８】
この手引き走査が開始されると、ステップＳ１０３でコントローラ３９は、超音波振動子２５からの反射エコーを基に画像構築回路３１に図４に示すような超音波断層像を逐次構築させる。なお、図４では各超音波断層像に対し、構築し始めた順番に１〜ｎの番号を付している。
【００５９】
この画像構築回路３１で構築された超音波断層像は、超音波断層像が構築されたときに位置算出回路４３で算出された位置方向データと同期、関連づけられて画像メモリ３２に記憶される。なお、前記超音波断層像をモニタ１４に表示した場合の超音波断層像を図５（ａ）に例示している。
【００６０】
次に、ステップＳ１０４でコントローラ３９は、画像処理回路３３を駆動制御して、画像メモリ３２から超音波断層像と位置方向データとを読み込み、超音波断層像を切断して切断片を作る処理を行わせる。
【００６１】
この超音波断層像を切断する切断位置は、予め設定されており、例えば、図５（ａ）に示す超音波断層像の画像の中心（つまり、超音波振動子２５の回転中心）を通る直線で切断するものとすると、その切断位置から切断された切断片は、図５（ｂ）に示すようになる。なお、この切断位置は、変更設定が可能である。
【００６２】
このステップＳ１０４で切断位置から切断した切断片は、ステップＳ１０５でコントローラ３９の制御の基で、画像処理回路３３で位置方向データと視線方向とを基に座標変換を施す。
【００６３】
この視線方向は、断層並列像がモニタ１４に表示されたときの面をモニタ画面として、そのモニタ画面に垂直な方向である。この視線方向は予め設定されている。
【００６４】
前記座標変換された後の切断片と、モニタ画面との関係を図５（ｃ）に示している。なお、図５（ｃ）は、モニタ１４に座標変換された１枚の切断片だけを表示しているが、これはモニタ１４に実際表示される例を示した図ではなく、切断片とモニタ画面との関係を示すために描かれた説明図である。
【００６５】
次に、ステップＳ１０６でコントローラ３９は、画像処理回路３４を駆動制御して、切断片上の各画素のモニタ画面からの深さを計算する。
【００６６】
このモニタ画面からの深さは、切断片上の各画素の受信コイルユニット４４に対する座標が位置方向データから求められ、次に、モニタ画面の位置に相当する平面を空間上に仮定し、その仮定された平面と切断片上の各画素との距離である。図５（ｄ）に仮定したモニタ画面に相当する平面と切断片の各画素との関係を示している。
【００６７】
なお、この仮定された平面の設定の仕方によっては、切断片上の画素は、視線方向上、モニタ画面を示す平面より手前側に来る場合もあるが、以降のステップでは、画素が手前側に来た場合は「負の深さ」を持つものとして処理することにする。ただし、ここでは説明の都合上、平面を第１番の切断片から十分遠方に仮定することで全切断片上の画素が平面よりも奥側にあることを想定して、全て「深さ」として説明する。
【００６８】
前記ステップＳ１０６のモニタ画面からの深さの算出が終了すると、コントローラ３９は、ステップＳ１０７で、画像処理回路３３を駆動制御して、切断片上の各画素の深さと、後述する各Ｚバッファセルの記憶値とを比較する。
【００６９】
Ｚバッファセルは、図６のＺバッファの概念図に示すように、モニタ画面上の各画素に対応したセルである。このＺバッファセルは、切断片上の画素のモニタ画面からの深さを記憶する。
【００７０】
また、各Ｚバッファセルは、初期値として記憶できる最大の値を記憶しておく。すなわち、各Ｚバッファセルの初期値は最深に設定する。
【００７１】
この画像処理回路３３は、切断片上の各画素のモニタ画面からの深さと、各Ｚバッファセルの記憶値とを比較して、値の大小を求める。
【００７２】
次に、コントローラ３９は、ステップＳ１０８で、前記ステップＳ１０７での画素の深さとＺバッファセルの記憶値との比較に応じた次の処理を行う。
【００７３】
（イ）「画素の深さ＜Ｚバッファセルの記憶値」の場合
（ａ）画像処理回路３３がＺバッファセルの記憶値を切断片上の画素の深さに更新する。
つまり、手引き走査を継続させ、後述するステップにより連続した複数の切断片が得られていくと、各Ｚバッファセルは、この複数の切断片上の画素のうち、モニタ画面上の各画素の直下にあって、最浅の画素のモニタ画面からの深さを記憶することになる。
（ｂ）画像処理回路３３が後述する表示セルの記憶値を切断片上の画素の輝度値に更新する。
【００７４】
画像メモリ３２のモニタ画面を記憶する領域の概念図である図７に示すように、画像メモリ３２の領域は、モニタ画面上の各画素に対応したセル（以下、表示セルと称する）から構成されている。この表示セルはモニタ１４が表示すべき輝度値を記憶する。
【００７５】
このように前記画像処理回路３３が前記ステップＳ１０７で比較した切断片上の画素が最浅であれば、表示セルの記憶値をその輝度値に更新することになる。従って、手引き走査を続け、後述するステップにより連続した複数の切断片が得られていくと、各表示セルはこの複数の切断片上の画素のうち、モニタ画面上の各画素の直下にあって、最浅の画素の、輝度値を記憶することになる。
【００７６】
（ロ）「画素の深さ≧Ｚバッファセルの記憶値」の場合
画像処理回路３３は何も処理しない。
【００７７】
つまり、手引き走査を続け、後述するステップにより連続した複数の切断片が得られていくと、画像処理回路３３は視線方向から見て手前に切断片を順次重ねていくことになる。この様子を図５（ｄ）に示している。図５（ｄ）では、最新切断片上の画素のうち、最新切断片上と古い切断片との交線より左側にある画素は主に古い切断片より浅く、右側にある画素は主に古い切断片より深い。
【００７８】
従って、術者には、断層並列像上で最新切断片の左側の画素が上書きされるように見える。このようにして生成された断層並列像を図５（ｅ）に示している。
【００７９】
次に、コントローラ３９は、ステップＳ１０９でモニタ１４に最新の超音波断層像と最新の断層並列像とを並べて表示するように制御する。
【００８０】
このモニタ画面上に超音波断層像と断層並列像との表示例を図８に示している。図８の図中右側には、超音波断層像、左側には、断層並列像が表示される。この断層並列像の近傍には、直方体の受信コイルユニット４４の向きを示す受信コイルユニットマーカが表示されるようになっている。このモニタ１４がこのステップＳ１０９までに古い超音波断層像と古い切断片が重畳された断層並列像とを表示していた場合には、モニタ画面が更新されることになる。
【００８１】
ステップＳ１１０でコントローラ３９は、術者がキーボード１５やマウス１６を介して手引き走査の終了を指示入力するとラジアル走査を終了させる。それ以外の場合はステップＳ１０３へと戻る。
【００８２】
具体的には、術者がキーボード１５やマウス１６で各種のメニューの中から選択して手引き走査の終了を指示すると、コントローラ３９からの命令に基づき画像構築回路３１は励起信号の出力を停止し、モータ２２の回転駆動が停止させてラジアル走査を終了させる。このようにして術者が手引き走査の終了を指示しない限り、ステップＳ１０３〜Ｓ１１０までの処理が繰り返される。
【００８３】
このステップＳ１０３〜Ｓ１１０までの処理を繰り返すことで、断層並列像は、手引き走査に併せて図５（ｅ）及び図８に示すように順次延びていくことになる。
【００８４】
なお、画像処理回路３３は、断層並列像が手引き走査に伴ってモニタ画面からはみだしそうになるときには、最新の切断片が全てモニタ画面内に表示されるよう、ステップＳ１０９での表示の前に断層並列像をスクロールさせる。
【００８５】
以上、断層並列像を生成する手引き走査について説明したが、次に、手引き走査後の作用について説明する。
【００８６】
術者は、断層並列像をガイドにして、手引き走査で得られた連続した複数の超音波断層像の中から、モニタ画面右側に表示される超音波断層像を再選択することができる。図９に示すように、断層並列像上にはモニタ画面右側に表示される超音波断層像を切断してできた一枚の切断片が他の切断片と表示色を区別され、例えば緑色で表示されている。この表示色を変えた切断片を、以下超音波断層像マーカと称する。
【００８７】
術者は、キーボード１５やマウス１６を用いて外部入力制御回路３７から超音波断層像マーカを隣接する切断片へと順次選択的に移動指示することができる。この超音波断層像マーカの移動指示により指示された先にある断層並列像の切断片は、表示色が緑色に表示変更され、移動指示された元の超音波断層像マーカの切断片は、指示されていない他の多数の切断片と同色、即ち白黒の超音波断層像の切断片に戻される。そして、指示された先にある切断片の基となる超音波断層像がモニタ画面右側に表示される。
【００８８】
即ち、モニタ画面の断層並列像の超音波断層像マーカを、所望の切断片の位置に選択的に移動することに連動して、超音波断層像が更新して表示される。
【００８９】
この作用を図１０のフローチャートに基づき、さらに詳しく説明すると、まず術者は、キーボード１５やマウス１６を用いて各種メニューの中から超音波断層像マーカの移動メニューを選択する。ステップＳ２０１でコントローラ３９は、超音波断層像マーカを隣接した切断片の位置へ移動する指示を外部入力制御回路３７を介して受信する。ステップＳ２０２でコントローラ３９は、画像処理回路３３を駆動制御して、画像処理回路３３に用意されているカウンタの変数ｎに１を代入する。
【００９０】
次に、コントローラ３９は、ステップＳ２０３で、画像処理回路３３に画像メモリ３２に記憶されている連続した複数の超音波断層像のうち、第ｎ番の超音波断層像と位置方向データとを読み込ませる。この画像処理回路３３は、この読み込んだ第ｎ番目の超音波断層像をステップＳ２０４で切断して切断片を生成する。このステップＳ２０４の切断片の生成は、図３の前記ステップＳ１０４と同様の処理であり、詳細説明は省略する。
【００９１】
ステップＳ２０４での超音波断層像の切断片が生成されると、ステップＳ２０５でコントローラ３９は、画像処理回路３３を駆動制御して、読み込んだ第ｎ番の超音波断層像が前記ステップＳ２０１で指示された移動先の切断片の基となった超音波断層像か否かを判断する。第ｎ番目の超音波断層像が、移動先の超音波断層像であると判断されるとステップＳ２０６へ、そうでないと判断されると、ステップＳ２０８へジャンプする。
【００９２】
前記ステップＳ２０５で、新たに指示された移動先の超音波断層像であると判断されると、ステップＳ２０６でコントローラ３９は、画像処理回路３３を駆動制御して、モニタ画面右側に表示されている超音波断層像を第ｎ番目の超音波断層像に更新し、ステップＳ２０７で第ｎ番目の超音波断層像の切断片を緑に着色する。即ち、第ｎ番目の超音波断層像の切断片が新しい超音波断層像マーカとなる。
【００９３】
次に、コントローラ３９は画像処理回路３３を制御して、ステップＳ２０８で、前記ステップＳ１０５と同様に位置方向データと視線方向とを基に切断片の座標変換を施し、ステップＳ２０９で、前記ステップＳ１０６と同様に切断片上の各画素のモニタ画面からの深さを計算し、ステップＳ２１０で、前記ステップＳ１０７と同様に切断片上の各画素の深さと、各Ｚバッファセルの記憶値とを比較し、更に、ステップＳ２１１で、前記ステップＳ１０８と同様に、画素の深さとＺバッファセルの記憶値との比較に応じた処理を行う。
【００９４】
次に、ステップＳ２１２でコントローラ３９は、モニタ１４に表示すべき超音波断層像と新たに作られた断層並列像とを図９に示すように並べて更新して表示させる。
【００９５】
前記ステップＳ２１２のモニタ１４への表示更新が終了すると、ステップＳ２１３でコントローラ３９は、手引き走査で取得された連続した複数の超音波断層像を全て読み込み処理が終了か判断し、読み込み終了していないと、ステップＳ２１４以降を実行する。具体的には、ｎが手引き走査で取得された連続した複数の超音波断層像の最後の画像の場合は、コントローラ３９は画像処理回路３３に上述した全ての処理を終了させ、連続した複数の超音波断層像の最後の画像でない場合は、ステップＳ２１４で、画像処理回路３３にカウンタとして用意された変数ｎに１を加えさせて、前記ステップＳ２０３の処理へとジャンプし、ステップＳ２０３〜Ｓ２１４までの処理を繰り返して実行する。
【００９６】
上述したように、ステップＳ２０１〜ステップＳ２１４までの処理を行うことで、超音波断層像マーカが隣の切断片の位置に移動し、連動して超音波断層像が更新して表示されることになる。
【００９７】
さらに、術者がキーボード１５やマウス１６を用いて、ステップＳ２０１で行った指示を繰り返し行うことで、断層並列像上の超音波断層像マーカを、所望の切断片の位置に選択的に移動させるとともに、これに連動して所望の超音波断層像を表示させることができる。
【００９８】
なお、初期状態、即ち、手引き走査の直後には、モニタ１４は、図８に示すように、手引き走査の経路に沿った断層並列像と手引き走査で最後に得られた超音波断層像とを表示している。なお、図８では超音波断層像マーカが描かれていないが、これはステップＳ２０１で術者が超音波断層像マーカが隣接した切断片の位置へ移動するよう最初に指示した際に現れるものとする。
【００９９】
次に、図１１に示すように、モニタ画面の受信コイルユニットマーカの回転駆動を指示すると、その受信コイルユニットマーカの回転に連動して、断層並列像を回転させることができる。この断層並列像の回転作用について、図１２を用いて説明する。
【０１００】
ステップＳ３０１において、術者がキーボード１５やマウス１６を用いて、受信コイルユニットマーカを回転させるよう指示入力すると、この指示は、外部入力制御回路３７を介してコントローラ３９に入力される。そして、表示回路３４を介して、モニタ１４に表示されている受信コイルユニットマーカは、図１１の矢印の方向へ回転し、断層並列像も連動して回転する。この様子は、術者がモニタ１４上で確認する。この断層並列像の回転は、新たな視線方向への回転を受信コイルユニットマーカを受信コイルユニット４４に見立てて図１１の紙面手前から奥への方向として設定される。
【０１０１】
前記ステップＳ３０１で、受信コイルユニットマーカによる断層並列像の視線方向が設定された後、ステップＳ３０２〜ステップＳ３１４までの処理が実行される。このステップＳ３０２〜Ｓ３１４処理は、前記ステップＳ２０２〜Ｓ２１４と同様であるために説明は省略する。
【０１０２】
すなわち、画像処理回路３３は、手引き走査で得られた連続した複数の超音波断層像を画像メモリ３２から読み込み、設定された新しい視線方向で新たに断層並列像を構築することができる。
【０１０３】
なお、この説明において、術者が受信コイルユニットマーカを回転させた後に、断層並列像が回転するよう説明したが、コントローラ３９、バス３８、画像処理回路３３、表示回路３４等の処理が十分早ければ、受信コイルユニットマーカがほんの少し回転するたびに、回転した断層並列像を再構築することも可能である。その場合、術者には受信コイルユニットマーカと断層並列像とが同時に連動して回転するように見える。
【０１０４】
次に、超音波断層像の切断位置の変更作用について説明する。図１３に示すように、モニタ画面に表示されている超音波断層像に切断線マーカを表示させ、その切断線マーカをキーボート１５やマウス１６の指示入力により移動させて、新しい切断位置を設定し、その新規切断位置で切断した切断片の断層並列像を生成させる。
【０１０５】
この切断位置の変更の作用について、図１４を用いて説明する。ステップＳ４０１で、術者がキーボート１５やマウス１６を用いて、外部入力制御回路３９からコントローラ３９に切断位置変更メニューが指示入力されると、コントローラ３９は、画像処理回路３３と表示回路３４を制御して、図１３に示すモニタ画面右側の超音波断層像の線分上の切断線マーカを表示させる。その切断線マーカを術者が移動させるように指示されると、切断線マーカは、この指示により例えば図１３の矢印の方向へ移動する。この様子は術者がモニタ上で確認し、切断位置は新しく移動した切断線マーカの位置に設定される。
【０１０６】
このステップＳ４０１の切断線マーカ位置の移動設定が終了すると、ステップＳ４０２〜Ｓ４１４までの処理が実行される。このステップＳ４０２〜Ｓ４１４の処理は、前記ステップＳ２０２〜Ｓ２１４までの処理と同じであるため詳細説明は省略する。すなわち、画像処理回路３３は、手引き走査で得られた連続した複数の超音波断層像を画像メモリから読み込み、設定された新しい切断位置で切断した切断片の断層並列像を構築することが可能となる。
【０１０７】
なお、この説明で術者が切断線マーカを移動させた後に、断層並列像が再構築されるよう説明した。しかし、コントローラ３９、バス３８、画像処理回路３３、表示回路３４等の処理が十分早ければ、切断線マーカがほんの少し移動するたびに、少し移動した切断位置での断層並列像を再構築することも可能である。その場合、術者には切断線マーカと断層並列像とが同時に連動して変化するように見える。
【０１０８】
また、切断線マーカは、背景の画像が白黒の画像であるときには、目立つように緑色など背景とは異なる色で表示させる。
【０１０９】
以上説明したように、断層並列像を手引き走査中に表示させているために、被験者の体腔のどの辺でどの程度の枚数の画像を撮像したか画像の密度がわかりやすく、画像取得の取りこぼしが生じにくくなる。
【０１１０】
前記手引き走査中に、モニタ画面の右側には最新の超音波断層像を、左側には断層並列像を表示させるようにしたため、現在画面に表示されている超音波断層像がどの部位で走査されている超音波断層像であるのかがわかりやすい。例えば、食道から胃を経由して十二指腸を通る消化管に沿って超音波内視鏡１１ａの挿入部２１を進退させた場合、その軌跡は解剖学的に消化管の形状とほぼ一致する。このことを利用して、術者は断層並列像により超音波内視鏡の挿入部先端が体腔内のどの部分にあるかを明確に判別することが出来る。
【０１１１】
また、手引き走査後には、モニタ画面に表示中の超音波断層像を示す切断片を超音波断層像マーカとして他の切断片とは色を区別し、超音波断層像と断層並列像との対応を表現させるようにしたため、湾曲もしくは屈曲した管腔のどの部分を走査して得た超音波断層像なのかわかりやすい。従って、所望の超音波断層像を得やすく、病変等関心領域の描出、発見が容易となる。
【０１１２】
さらに、キーボードやマウスのような入力手段により断層並列像上の超音波断層像マーカを移動させ、これに連動して超音波断層像を更新するようにしたため、断層並列像を超音波断層像を探す際のガイドにすることができる。更にまた、超音波断層像マーカを少しずつ移動させながら超音波断層像を更新させていくことで病変のつながり、臓器のつながり、脈管の走行がわかりやすく、病変と周囲臓器との互いの空間的な位置関係も一層わかりやすくなった。
【０１１３】
前記画像処理回路が超音波断層像を切断し、切断片の最浅の画素を上書きすることで断層並列像を生成させたため、切断位置に病変、臓器、脈管が入っている場合には、手引き走査に沿った病変のつながり、臓器のつながり、脈管の走行が一目でわかるようになり、断層並列像を回転させることで、断層並列像を手引き走査に沿った病変のつながり、臓器のつながり、脈管の走行も一層わかりやすい向きで観察することができ、さらに、キーボードやマウスのような入力手段により超音波断層像上で切断位置を変更させるよう構成・作用したため、切断位置に病変、臓器、脈管が入るように断層並列像を簡単に作成することができる。
【０１１４】
また、断層並列像の近傍に、受信コイルユニットの向きを示す受信コイルユニットマーカを設けるよう構成したので、断層並列像を観察している方向が一層わかりやすく、手引き走査した方向も一層わかりやすい。
【０１１５】
更にまた、手引き走査中、超音波断層像が構築される度に、超音波断層像を切断、最浅の画素を上書きし、断層並列像を作成するよう構成したので、３次元画像構築に必要な補間処理等の処理が不要になり、断層並列像を高速に生成、更新することができ、かつ、術者が手引き走査を行いながらライブで手引き走査に沿った断層並列像を観察することができる。
【０１１６】
よって、本発明の超音波診断装置は、病変の管腔に沿った浸潤の広がり、管腔表面から垂直方向への浸潤の深さ、及び管腔から見て深部にある臓器や門脈への浸潤の広さと深さ等をラジアル走査型超音波内視鏡を体腔内で動かすことで、容易かつ現実的に観察することができる。
【０１１７】
なお、本発明に係る超音波診断装置の第１の実施形態の説明において、断層並列像上の切断線マーカを移動させて断層並列像を再構築させたが、切断線マーカを固定し断層並列像をモニタ画面内で平行移動、もしくは回転させても良い。
【０１１８】
前記手引き走査は、超音波内視鏡の挿入部を体腔深部から引き抜く方向と、体腔内深部へと挿入する方向のいずれの進退方向であっても良い。
【０１１９】
前記モニタ画面に超音波断層像と断層並列像とを並べて同時に表示させたが、超音波断層像と断層並列像とをそれぞれ別体のモニタに個別に表示させても良く、あるいは、単一のモニタの画面に、超音波断層像と断層並列像を交互に切換表示させるようにしても良い。
【０１２０】
前記手引き走査後の超音波断層像と断層並列像の表示は、画像メモリに記憶された超音波断層像と位置方向データとを用いたが、手引き走査直後に画像メモリの他に３次元データ記録部に記録しておき、手引き走査後には３次元データ記録部に記録された超音波断層像と断層並列像とを用いても良い。
【０１２１】
前記超音波断層像マーカは、モニタ画面右側に表示されている超音波断層像に対応した切断片の表示色を他の切断片と異ならせたが、これは特定の切断片を区別できるように表示態様を変えたものであればいかなるものでも差し支えない。例えば、色ではなく輝度値を変化させて超音波断層像マーカとしても良い。または、モニタ画面右側に表示されている超音波断層像に対応した切断片上に丸や四角等の特定のマークを付して超音波断層像マーカとしても良い。あるいは、モニタ画面右側に表示されている超音波断層像に対応した切断片上に、ある特定色の枠をつけて超音波断層像マーカとしても良い。
【０１２２】
前記超音波内視鏡の挿入部の先端に送信コイルを設け、受信コイルは空間中に固定する構成としたが、この送信コイルと受信コイルとを逆に設けても良い。
【０１２３】
更に、磁場を用いて超音波断層像の位置と方向とを検出したが、これは加速度を用いても良く、位置と方向検出できる他の手段でも良いことは明らかである。
【０１２４】
次に、本発明に係る超音波診断装置の第２の実施形態を図１５と図１６を用いて説明する。図１５は本発明に係る超音波診断装置の第２の実施形態に用いる超音波内視鏡の挿入部先端部の構成を示すブロック図、図１６は本発明に係る超音波診断装置の第２の実施形態の全体構成を示すブロック図である。なお、図１及び図２と同一部分は、同一符号を付して詳細説明は省略する。
【０１２５】
本発明の超音波診断装置の第２の実施形態に用いられる超音波内視鏡１１ｂの挿入部２１の先端には、超音波振動子を短冊状に切断し、挿入部２１の軸方向の周囲に環状のアレイとして配列させた超音波振動子アレイ８１が設けられている。この超音波振動子アレイ８１を構成する各超音波振動子は、それぞれ信号線８２を介して駆動部２３を介して超音波観測部１２の画像構築回路３１に接続している。
【０１２６】
この超音波振動子アレイ８１は、画像構築回路３１から駆動部２３を介して環状アレイが順次切換駆動されて超音波ビーム８１ａを発振させてラジアル走査８２ａを電気的にて実行されるようになっている、所謂電子ラジアル走査型である。
【０１２７】
この超音波振動子アレイ８１を構成する超音波振動子のうち、一部かつ複数の超音波振動子は、超音波観測部１２の画像構築回路３１からのパルス電圧状の励起信号によって媒体の疎密波である超音波を生成出力する。この場合、各励起信号が各超音波振動子に到着する時刻が異なるよう、画像構築回路３１が各励起信号に遅延をかけている。この遅延は、各超音波振動子が励起する超音波が被検体内で重ね合わせられたときに一本の超音波ビーム８１ａを形成するように設定される。超音波ビーム８１ａは、超音波内視鏡１１ｂの外部へと照射され、被検体内からの反射エコーが各超音波振動子へと入力される。各超音波振動子は、反射エコーを電気的なエコー信号に変換して画像構築回路３１へと出力する。
【０１２８】
この超音波振動子アレイ８１から出力される超音波ビーム８１ａを図１５の矢印で示すラジアル走査８２ａを行わせるために、画像構築回路３１は、超音波ビーム８１ａの形成に関与する複数の超音波振動子を選択し直し、再び励起信号を送信する。これにより超音波ビーム８１ａの角度を変えて、所謂電子ラジアル走査が実現されるようになっている。
【０１２９】
つまり、前述した本発明の第１の実施形態の超音波内視鏡１１ａは、超音波振動子２５をモータ２２で回転させるメカニカルなラジアル走査をさせていたが、この第２の実施形態の超音波内視鏡１１ｂは、超音波振動子アレイ８１の複数の超音波波振動子の中から超音波ビーム８１ａを出力する超音波振動子を選択駆動させて、電子的にラジアル走査させる点が相違しており、他の構成と作用は全く同一である。
【０１３０】
前述した第１の実施形態では、メカニカルラジアル走査を採用しているため、フレキシブルシャフト２６のねじれが生じ、このねじれが複数の超音波断層像間で一様にならないことが原因になって、断層並列像上の歪みとなって現れる懸念がある。これは通常のメカニカルラジアル走査では、モータの回転角度位置をモータに隣接したロータリーエンコーダによって検出する構成であるためである。
【０１３１】
しかし、電子ラジアル走査を採用するとメカニカルなねじれや誤差が生じることがないために断層並列像の歪みを生じさせることがなくなる。
【０１３２】
なお、この第２の実施形態の電子ラジアル走査は、３６０°全周のラジアル走査以外に、例えば２７０°のラジアル走査でも良いことは明らかである。
【０１３３】
次に、本発明に係る超音波診断装置の第２の実施形態に用いる超音波内視鏡１１ｂの変形例を図１７を用いて説明する。図１７は本発明に係る超音波診断装置の第２の実施形態に用いる超音波内視鏡の変形例を示すブロック図である。
【０１３４】
図１７に示す超音波内視鏡は、ラジアル走査型超音波プローブとしてカプセル内に超音波内視鏡を収納したカプセル超音波内視鏡１１ｃである。
【０１３５】
このカプセル超音波内視鏡１１ｃは、カプセル内に送信コイル２７と、超音波振動子２５と、超小型モータ８３と、及び超小型モータ８３の回転軸から延出して前記超音波振動子２５を保持固定する剛性シャフト８３ａとが内装されている。
【０１３６】
このカプセル超音波内視鏡１１ｃからは信号ケーブル８５が延出され、この信号ケーブル８５の信号線８４は、前記超音波振動子２５と超小型モータ８３のそれぞれの信号線として接続されると共に、前記駆動部２３と接続されている。
【０１３７】
このカプセル超音波内視鏡１１ｃの超小型モータ８３は、剛性シャフト８３ａを介して超音波振動子２５を回転駆動させるようになっており、超小型モータ８３と超音波振動子２５との間の回転ねじれは、剛性シャフト８３ａを用い、且つ、超小型モータ８３と超音波振動子２５とが比較的接近させることで生じにくくなり、超小型モータ８３の回転と超音波振動子２５との回転差が生じることなく、超音波断層像間の歪がない像が生成できる。
【０１３８】
また、このカプセル超音波内視鏡１１ｃは、光学観察窓、ＣＣＤカメラ、ライトガイドファイバー、映像信号ケーブル等の構成要素が不要であるから小型化が可能で、被験者がカプセル超音波内視鏡を体腔内へに飲み込み時の負担が小さく、且つ、体腔内での走査が容易で、断層並列像から術者は体腔内の観察位置がわかりやすく観察容易となる。
【０１３９】
さらに、カプセル超音波内視鏡１１ｃは、自然に嚥下、落下、蠕動による進退可能であるために、体腔内での手引き走査が容易となる。
【０１４０】
次に、本発明に係る超音波診断装置の第３の実施形態である超音波内視鏡を図１８と図１９を用いて説明する。図１８は本発明に係る超音波診断装置の第３の実施形態である超音波内視鏡の構成と作用を示す説明図、図１９は本発明に係る超音波診断装置の第３の実施形態の超音波内視鏡の作用を説明するフローチャートである。なお、図１６は第２の実施形態と共通である。
【０１４１】
この第３の実施形態の超音波内視鏡１１ｄは、図１８（ａ）に示すように、挿入部２１の先端に複数の短冊状に切断された超音波振動子を挿入方向に沿って略円弧状に配置された超音波振動子アレイ８６が設けている。
【０１４２】
この超音波振動子アレイ８６を構成する個々の超音波振動子は、信号線８２を介して駆動部２３を経由して超音波観測部１２の画像構築回路３１に接続されている。
【０１４３】
また、この超音波内視鏡１１ｄは、超音波断層像で観察を行いながら各種処置を実行するために、挿入部に沿って穿刺針や鉗子（図示せず）を挿入する挿通孔であるチャンネル８７が設けられている。
【０１４４】
この超音波内視鏡１１ｄは、超音波振動子アレイ８６を構成する超音波振動子のうち、一部かつ複数の超音波振動子が超音波観測部１２の画像構築回路３１からのパルス電圧状の励起信号によって媒体の疎密波である超音波が投射される。
【０１４５】
この超音波を投射させる際、各超音波振動子に供給する各励起信号それぞれが各超音波振動子に到着する時刻が異なるよう、画像構築回路３１で各励起信号に遅延をかけている。この遅延は、各超音波振動子が励起する超音波が被検体内で重ね合わせられたときに一本の超音波ビーム８６ａを形成するように設定されている。
【０１４６】
この超音波ビーム８６ａは、超音波内視鏡１１ｄの外部へと照射され、被検体内からの反射エコーが各超音波振動子へ入力され、この反射エコーを電気的なエコー信号に変換して画像構築回路３１へと出力される。
【０１４７】
この超音波内視鏡１１ｄの超音波振動子アレイ８６から投射される超音波ビーム８６ａが図中の矢印で示すようにコンベックス走査８６ｂをするように、画像構築回路３１からの励起信号を複数の超音波振動子に順次選択送信するようになっている。
【０１４８】
これにより、超音波振動子アレイ８６から投射される超音波ビーム８６ａの角度が変わり、所謂コンベックス走査が実現される。
【０１４９】
このような超音波内視鏡１１ｄを用いて、前述した第１から第３の実施形態と同様に超音波断層像と断層並列像の生成が可能となる。
【０１５０】
この超音波内視鏡１１ｄを用いた超音波診断の時の断層並列像を生成する際のねじり走査中の作用について図１９を用いて説明する。
【０１５１】
ステップＳ５０１で、術者がキーボード１５やマウス１６から入力指示して、各種メニュー表示と、そのメニューからねじり走査開始指示入力を行うと、コントローラ３９から画像構築回路３１に対して超音波振動子アレイ８６を駆動させる励起信号を出力し、コンベックス走査を開始させる。
【０１５２】
次に、ステップＳ５０２で、術者は、被検体の体腔内に挿入させた超音波内視鏡１１ｄをコンベックス走査させながら挿入軸を中心にして回転（以下、ねじり）を始める。なお、以降のステップで、ねじりを行いながらコンベックス走査を繰り返すことで、順次超音波断層像が構築され、この走査方法を以下、「ねじり走査」と称する。このねじり走査の様子を図１８（ｂ）に示していて、各超音波断層像に対し、構築しはじめた順番に１〜５の番号がつけられている。なお、図１８（ａ）では、説明の都合上、穿刺針がチャンネル８７から突出している状態を示しているが、ねじり走査時は突出させないものとする。
【０１５３】
前記ステップＳ５０２のねじりが開始されると、ステップＳ５０３でコントローラ３９は、画像構築回路３１を制御して、超音波振動子アレイ８６からのエコー信号の基で超音波断層像を構築し、その構築された超音波断層像と、超音波断層像が構築された時に算出された位置方向データとを画像メモリ３２へ超音波断層像と位置方向データとを同期、関連づけて記憶させる。
【０１５４】
次に、ステップＳ５０４でコントローラ３９は、画像処理回路３３を制御して、画像メモリ３２に記憶されている超音波断層像と位置方向データとを読み込み、超音波断層像を切断して切断片を生成させる。この切断片を生成する際の超音波断層像の切断の位置は予め設定されており、ここでは、以降のステップの説明の都合から図１８（ａ）に示すように、コンベックス走査平面８６ｃの中央を通る直線の切断位置８６ｄとする。なお、この切断位置８６ｄは、前述した第１の実施形態と同様に位置の変更や新たな設定が可能である。
【０１５５】
このステップＳ５０４の切断片の生成が終了すると、ステップＳ５０５以降が実行されるが、ステップＳ５０５〜Ｓ５１０は、前述したステップＳ１０５〜Ｓ１１０と同じ作用であるから詳細説明は省略する。
【０１５６】
すなわち、画像処理回路３３は、ねじり走査で得られた連続した複数の超音波断層像を画像メモリ３２から読み込み、設定された新しい視線方向で新たに断層並列像を構築することになり、ステップＳ５０３〜Ｓ５１０までの処理を繰り返すことで、断層並列像は、ねじり走査に併せて順次延びていくことになる。
【０１５７】
なお、画像処理回路３３は、断層並列像がねじり走査に伴ってモニタ１４の画面からはみだしそうになるときには、最新の切断片が全てモニタ画面内に表示されるよう、ステップＳ５０９での表示の前に断層並列像をスクロールさせることも可能である。また、このねじり走査後は、前述した手引き走査後の作用と同じである。
【０１５８】
このようなコンベックス走査型超音波内視鏡は、超音波断層像で観察しながら穿刺針を患部へ穿刺し、患部の細胞や組織を吸引生検することができる。生検された細胞や組織は検体と呼ばれ、顕微鏡下で病理検査されて、検体を基に患部の疾患が診断判定できるために医学的に大変有用である。
【０１５９】
このコンベックス走査型超音波内視鏡１１ｄをを用いることにより、術者が断層並列像から病変の周囲臓器への広がりが穿刺前に把握でき、病変を確実に穿刺し検体採取が容易となる。
【０１６０】
また、血管がどのように走行しているか穿刺前に把握しやすく、穿刺時の出血を避けるよう血管走行を容易に確認でき、穿刺前の検査時間を省くことができる。
【０１６１】
［付記］
以上詳述した本発明の実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができる。
【０１６２】
（付記１）
超音波プローブが被検体の体腔内を移動走査する過程で複数の超音波断層像を得る超音波診断装置において、
前記超音波プローブが被検体の体腔内を動く過程で得られた複数の超音波断層像の位置情報を検出する位置情報検出手段と、
前記位置情報検出手段により得られた前記位置情報に基づき前記複数の超音波断層像を前記超音波プローブの走査経路に沿って並べた断層並列像を構築する断層並列像構築手段と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【０１６３】
（付記２）
前記超音波断層像と前記断層並列像とを対比可能に表示手段に表示させる表示制御手段を更に有することを特徴とする付記１記載の超音波診断装置。
【０１６４】
（付記３）
前記断層並列像構築手段は、前記超音波プローブが被検体の体腔内を移動走査する過程で、前記超音波断層像が生成される都度、前記超音波断層像上の各画素を前記断層並列像上の対応する各画素に上書きして新たな断層並列像を構築することを特徴とする付記１記載の超音波診断装置。
【０１６５】
（付記４）
超音波プローブが被検体体腔内を動く過程で複数の超音波断層像を得る超音波診断装置において、
複数の超音波断層像の位置と方向とを検出する位置方向検出手段と、
該位置と該方向とを基に該超音波断層像を走査経路にそって並べた断層並列像を構築する断層並列像構築手段と、
を設けたことを特徴とする超音波診断装置。
【０１６６】
（付記５）
前記超音波断層像と該断層並列像とを対比可能に表示する表示手段を、
設けたことを特徴とする付記４記載の超音波診断装置。
【０１６７】
（付記６）
前記表示手段が該超音波断層像と該断層並列像とを同一画面上に表示することで対比可能に表示したことを特徴とする付記５記載の超音波診断装置。
【０１６８】
（付記７）
前記表示手段が該超音波断層像の位置を示す超音波断層像マーカを該断層並列像上に表示したことを特徴とする付記５記載の超音波診断装置。
【０１６９】
（付記８）
前記超音波断層像マーカの位置を設定する超音波断層像マーカ設定手段を設け、前記表示手段が前記超音波断層像マーカ設定手段が設定した該超音波断層像マーカの位置に応じて、前記超音波断層像を選択して表示したことを特徴とする付記７記載の超音波診断装置。
【０１７０】
（付記９）
前記超音波断層像を切断して該超音波断層像の切断片を作成する切断手段を設け、前記断層並列像構築手段が該切断片を並べることで断層並列像を構築したことを特徴とする付記１記載の超音波診断装置。
【０１７１】
（付記１０）
前記超音波断層像を切断する位置を設定する切断位置設定手段を設け、前記切断手段が前記切断位置設定手段が設定した位置で超音波断層像を切断して該切断片を作成したことを特徴とする付記９記載の超音波診断装置。
【０１７２】
（付記１１）
前記断層並列像を回転させた新たな断層並列像を構築する回転手段を設けたことをを特徴とする付記４乃至付記１０記載の超音波診断装置。
【０１７３】
（付記１２）
前記表示手段が該断層並列像と前記位置方向検出手段に対する該断層並列像の向きを表現する指標を同一画面上に表示したことを特徴とする付記４乃至付記１１記載の超音波診断装置。
【０１７４】
（付記１３）
前記断層並列像構築手段が、超音波プローブが被検体体腔内を動く過程で、該超音波断層像が生成される度に該超音波断層像上の画素を該断層並列像の上に上書きすることで新たな断層並列像を構築したことを特徴とする付記４記載の超音波診断装置。
【０１７５】
（付記１４）
前記断層並列像構築手段が上書きすべき画素を前記位置方向検出手段が検出した該位置と該方向とから求めたことを特徴とする付記１３記載の超音波診断装置。
【０１７６】
（付記１５）
前記超音波プローブがメカニカルラジアル走査を行うメカニカルラジアル走査型超音波内視鏡であることを特徴とする付記４乃至付記１４記載の超音波診断装置。
【０１７７】
（付記１６）
前記超音波プローブが電子ラジアル走査を行う電子ラジアル走査型超音波内視鏡であることを特徴とする付記４乃至付記１４記載の超音波診断装置。
【０１７８】
（付記１７）
前記超音波プローブがカプセル超音波内視鏡であることを特徴とする付記４乃至付記１４記載の超音波診断装置。
【０１７９】
（付記１８）
前記超音波プローブがコンベックス走査を行うコンベックス走査型超音波内視鏡であることを特徴とする付記４乃至付記１４記載の超音波診断装置。
【０１８０】
【発明の効果】
本発明の超音波診断装置は、病変の管腔に沿った浸潤の広がり、管腔表面から垂直方向への浸潤の深さ、及び管腔から見て深部にある臓器や門脈への浸潤の広さと深さが観察できる超音波画像のモニタ表示が可能となり、断層並列像を走査中に表示することで、被験者の体腔内のどの部分であるかと、撮像密度をモニタ画面に表示する断層並列像の枚数で示すことができ、撮像画像取得の取りこぼしが生じにくい超音波診断装置を提供できる効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の第１の実施形態の全体構成を示すブロック図。
【図２】本発明に係る超音波診断装置の第１の実施形態に用いる超音波内視鏡の挿入部先端の構成を示すブロック図。
【図３】本発明に係る超音波診断装置の第１の実施形態において、手引き走査による断層並列像を生成させる作用を説明するフローチャート。
【図４】本発明に係る超音波診断装置による手引き走査で生成する超音波断層像の説明図。
【図５】本発明に係る超音波診断装置による超音波断層像の切断作用を説明する説明図。
【図６】本発明に係る超音波診断装置のＺバッファセルを説明する説明図。
【図７】本発明に係る超音波診断装置のモニタ画面上の画素配置を説明する説明図。
【図８】本発明に係る超音波診断装置のモニタ画面上の表示状態を説明する説明図。
【図９】本発明に係る超音波診断装置のモニタ画面上での超音波断層像マーカの移動作用を説明する説明図。
【図１０】本発明に係る超音波診断装置の超音波断層像マーカの移動作用を説明するフローチャート。
【図１１】本発明に係る超音波診断装置のモニタ画面上での断層並列像の回転作用を説明する説明図。
【図１２】本発明に係る超音波診断装置の断層並列像の回転作用を説明するフローチャート。
【図１３】本発明に係る超音波診断装置のモニタ画面上での断層並列像の切断位置変更と切断マーカ移動を説明する説明図。
【図１４】本発明に係る超音波診断装置の断層並列像の切断位置変更と切断マーカ移動の作用を説明するフローチャート。
【図１５】本発明に係る超音波診断装置の第２の実施形態に用いる超音波内視鏡の挿入部先端部の構成を示すブロック図。
【図１６】本発明に係る超音波診断装置の第２の実施形態の全体構成を示すブロック図
【図１７】本発明に係る超音波診断装置の第２の実施形態に用いる超音波内視鏡の変形例を示すブロック図。
【図１８】本発明に係る超音波診断装置の第３の実施形態に用いる超音波内視鏡の構成と作用を示す説明図。
【図１９】本発明に係る超音波診断装置の第３の実施形態に用いる超音波内視鏡の作用を説明するフローチャート。
【図２０】従来の超音波診断装置による超音波断層像の課題を説明する説明図。
【符号の説明】
１１…超音波内視鏡
１２…超音波観測部
１３…位置検出部
１４…モニタ
２１…挿入部
２３…駆動部
２５…超音波振動子
２７…送信コイル
３１…画像構築回路
３２…画像メモリ
３３…画像処理回路
３４…表示回路
３５…３次元データ記録部
３６…通信回路
３７…外部入力制御回路
３８…バス
３９…コントローラ
４１…コイル駆動回路
４２…受信コイル
４３…位置算出回路
４４…受信コイルユニット

Claims

超音波プローブが被検体の体腔内を移動走査する過程で複数の超音波断層像を得る超音波診断装置において、
前記超音波プローブが被検体の体腔内を動く過程で得られた複数の超音波断層像の位置情報を検出する位置情報検出手段と、
前記位置情報検出手段により得られた前記位置情報に基づき前記複数の超音波断層像を前記超音波プローブの走査経路に沿って並べた断層並列像を構築する断層並列像構築手段と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
前記超音波断層像と前記断層並列像とを対比可能に表示手段に表示させる表示制御手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
前記断層並列像構築手段は、前記超音波プローブが被検体の体腔内を移動走査する過程で、前記超音波断層像が生成される都度、前記超音波断層像上の各画素を前記断層並列像上の対応する各画素に上書きして新たな断層並列像を構築することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。