JP2007222233A - 乳房の超音波診断装置とその画像表示方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明による乳房超音波診断装置は、アーム2を介してリニア電子走査形超音波探触子3を支持し、体位調整により水平に保たれた乳房表面に対して前記探触子3が平行になるように直接接触するかまたは液体の音響媒体を介して設置する。超音波ビームを乳房内部に入射しつつ探触子3を乳頭13を中心に回転する。前記探触子3の傾斜角度θを遂次検出しながら回転して得られる乳房内の全ての超音波反射情報を記憶する。前記記憶データに基づいてデータを再構成することにより乳房の任意の断面の超音波画像を表示可能に構成されている。
【選択図】図4
Description
乳頭を通る垂線が中心軸となるような乳房全域のBモード像と、探触子表面(即ち、乳房表面)から深さ方向に等距離にある断面像(Cモード像)が乳房全域にわたって表示できれば、その画像内に存在する腫瘍の位置や大きさの計測が可能になる。
これまで、乳房の超音波画像表示において、(地球の水平を基準とした)水平断面像をCモード像と呼んでいるケースが見かけられるが、あくまでもCモード像は探触子表面から深さ方向に等距離にある断面像である。
本発明のさらに他の目的は、前記乳房超音波診断装置により取得した前記データを利用して施術者(読影者)の瞬時の判断に供することができ、また定量的な判断に適した超音波画像の再生方法を提供することにある。
本発明のさらに詳細な目的は、探触子を自動回転することにより探触子操作の人的な要因を可能な限り除去し、さらに乳房全体像を表示することにより、診断についてもより客観性のあるデータの獲得を可能にする乳房超音波診断装置およびその画像の表示方法を提供することにある。
本発明のさらに詳細な他の目的は、乳房超音波診断装置によるデータの取得と画像表示方法を自動化することにより、超音波検査に習熟していない者でも探触子走査が可能な乳房超音波診断装置およびその画像表示方法を提供することにある。
アームを介してリニア電子走査形超音波探触子を支持し、
体位調整により水平に保たれた乳房表面に対して前記探触子が平行になるように直接接触するかまたは液体の音響媒体を介して設置し、超音波ビームを乳房内部に入射しつつ探触子を乳頭中心に回転するシステムにおいて、
前記探触子の傾斜角度を遂次検出しながら回転して得られる乳房内の全ての超音波反射情報を記憶し、
前記記憶に基づいてデータを再構成することにより乳房の任意の断面の超音波画像を表示可能に構成されている。
前記任意の断面の超音波画像は、探触子からの超音波ビームに直交して、乳頭を中心とした乳房全体の断面像(Cモード像)としたものである。
前記任意の断面の超音波画像は、探触子からの超音波ビームに平行で、乳頭を中心とする軸の断面画像(Bモード像)としたものである。
乳頭を中心軸とした乳房全体のBモード像を探触子の回転に従って連続的に画像表示するように構成してある。
前記Cモード像を深さ方向に所定の距離ごとに表示するものである。
左右の乳房のBモード像をお互いに乳頭部を外側に、胸部の体表側を内側に配置して左右対称に一つの画面上に画像表示するものである。
左右対称に一つの画面上に画像表示した乳房のBモード像を探触子の回転に従って連続的に画像表示するものである。この方法によれば、左右の乳房を同じ回転位置で比較しながら、観察、診断することができる。
この新装置の導入により、近年著しく増加傾向にある乳癌患者を減らし、更には死亡率の低下に貢献できるものである。
さらに、探触子を自動回転することにより探触子操作の人的要因を可能な限り除去し、さらに乳房全体像を表示することにより、診断についてもより客観性のある診断を可能とするものである。
この自動化装置は超音波検査に習熟していない者でも探触子走査が可能になり、乳癌集団検診用装置としての使用に最適な装置である。この新装置の導入により、近年著しく増加傾向にある乳癌患者を減らし、更には死亡率の低下に貢献できるものである。
図1は全システムの構成を示すブロック図である。本発明による装置は、後述する探触子(図2,4,6〜10,12,13参照。各図において探触子3)を代表する探触子(S)(回転機構を含む)を備えている。
探触子(S)は、検出時の時刻と、探触子Sの角度に関連するθと取得データρを出力する。表示手段Dは前記探触子Sの出力をリアルタイムで画像化したもの、または後述する再生画像構成手段RCにより、表示モード等にしたがって画像化された像(Bモード像およびCモード像)を表示する。前記探触子Sのデータは外部メモリMに格納されるとともに走査中の映像として表示手段Dに表示することもできる。
制御手段CPUは、入力手段Iから入力された命令等に従って、各部の起動および自動動作を実行させる。
入力手段Iは専用または通常のキーボード等の入力手段であって、データ取得のための動作の開始または終了の指示、再生時の再生画像のモードの指定を入力する手段である。
再生画像構成手段RCは、画像変換のプログラムにしたがって、取得した画像をまたは取得後に大容量メモリに蓄積されているデータを再生モードに変換する手段である。
本発明による超音波を用いた乳房診断装置では、広視野の画像(Bモード像およびCモード像)を得るためには、探触子S(後述する探触子3)の回転走査時における回転位置と傾斜角を遂次検出し、その回転位置情報及び傾斜角度情報(θ)を画像情報(ρ)とともに関連付けてメモリ(ハードディスクなどの外部メモリ)Mに記憶させる。
なお、図2において、27は境界ラインであって、隣接する各探触子3の画像データの接合線を示す。また、乳頭13を通る境界ラインは水平に保たれた乳房に対して垂直ラインとなる。
なお、図において、円周上の数値(12,3,6・・)は、時計表示による方位を示す。
本発明の乳房の超音波診断装置は、図に示すように、乳頭真上に回転中心がある回転軸1に取り付けられた探触子ブロック保持部21に設けられた所定の長さの探触子支持アーム2を介して探触子3を支持している。
探触子3の下面には、音響カプラー22が設けられている。探触子ホルダ4に設けられた、探触子3の傾斜を検出するための角度センサ5に連動させながら、回転軸1の回転により探触子3を、乳頭を含む乳房皮膚面に沿って回転させ、探触子の傾斜角度θを表示しながら超音波ビームを走査して得られる乳房内部からの全エコー情報をメモリに記憶させる。
すなわち、図2のような、乳頭を中心軸として合成されたBモード像を表示することができる。
なお、図5の腫瘍の存在するライン上の点B,A,O(中心),C,Dを、図6の点B,A,O,C,Dと対応させてある。
図6に示す合成の方法は、従来と同様の技術で可能である。すなわち、探触子の傾斜により画像の重なりが生じるが、重なった部分を処理(平均をとったり、片方を削除したり)することで合成された画像(図2参照)を作ることができる。ここでは、図6に示すように、探触子が(乳房の)内側の(回転)位置にあるときは、乳頭(O)を通る垂線(境界ライン27)を境としてはみ出した部分(オーバーラップ部29,29)の画像を画像処理により削除する。また、探触子が(乳房の)外側の(回転)位置にあるときは、内側の(回転)位置にあるときの画像と外側の(回転)位置にあるときの画像とが重なる部分の中心を通る境界線(図6のAまたはCを通る中心線27,27)を境としてはみ出した部分(29,29)の画像を削除することによって図2のような合成されたBモード像を得ることができる。
探触子支持アーム2の傾斜角θ1 を検出するための角度センサ7が回転軸1と探触子支持アーム2の交叉する接合部に設けられ、探触子支持アーム2に対する探触子ホルダ4(すなわち、探触子3)の傾斜角θ2 を検出するための角度センサ8が探触子支持アーム2と探触子ホルダ4の交叉する接合部に設けられている。従って、探触子の傾斜角θは、θ=θ1 +θ2 で求められる。この検出法は、図4で示した(角度センサ1個を用いる)方法に比べ、角度検出精度において優れている。
図8は、本発明装置を水槽内での探触子回転により被検者が仰臥位での測定を実現した実施例を示す図である。図8の例は、被検者が仰臥位の状態で乳房の上に超音波伝達液体である脱気水11を満たした大形水袋(または水槽10)を設置する。水槽の中に広い視野幅(超音波の走査幅が10cm前後)の探触子3を支持する探触子ホルダ4を乳房表面に平行になるように配置して乳頭を中心軸として回転させるものである。角度センサ9(1例として回転式ポテンショメータ)を用いて、探触子ホルダ4の角度θのデータを取り込む。
図1の入力手段Iによりこの表示の選択をすると、蓄積されたデータを再構成して、図示のように表示される。
この方法によれば、左右の乳房を同じ回転位置で比較しながら観察、診断することができる。この左右の乳房のBモード像を同時に時計表示の9時の位置から3時の位置まで(180°)連続回転(再生)させれば、検査(記録)時の1/8の時間で再生、読影することができることになり、大幅な時間短縮ができる。
これらの全Bモード像を再生して医師が読影する際、検査(記録)時と同様に時計表示の9時の位置からスタートする。図12の例では、再生(読影)をスタートしてから10時の位置(即ち、画像合成により4時の位置と同じ)にさしかかったとき、図12の(a)にあるように腫瘍17がBモード像上に現れる(図12の(b))。更に、(再生時の)回転を進めると11時(5時)の位置にのう胞18がBモード像上に現れる(図12の(c))。画像の再生は3時即ち9時の位置で終了し、検査時に対して1/4の時間で乳房全体のBモード像を再生し読影することができることになる。乳房全体を観察しながら読影を行うことができるので、異常部位の発見が容易となり(検出率の向上につながり)、トータルとして検査時間の短縮が可能となる。
図13の(c)では、腫瘍17の一部が表示されていると同時に、のう胞18も同一Cモード像上に表示される。このように、探触子表面(即ち、乳房表面)からの深さを連続的に(あるいは細かく)変えてCモード像を観察していくと腫瘍やのう胞などの立体(三次元)的な形の把握が容易となる。すなわち三次元表示も容易となる。このことは、腫瘍等の病変の正確な位置や大きさなどがわかり外科的処置を行うのに有効となる。
前述したように、これまで行われている三次元表示において、(地球の水平を基準とした)水平断面像をCモード像と呼んでいるケースが見かけられるが、あくまでもCモード像は探触子表面から深さ方向に等距離にある断面像である。
したがって、医療電子工学の製造分野に有用である。
本発明による超音波診断装置とその画像表示方法は、取り扱いが簡単であるから集団検診などの分野の生産性と確実性を一層向上させることができる。
B バスライン
D 表示手段
I 入力手段
M 外部メモリ
RC 再生画像構成手段
CPU 制御手段
1 回転軸
2 探触子支持アーム
3 探触子
4 探触子ホルダ
5,7,8,9 角度センサ
10 水槽(または大形水袋)
11 液体(脱気水)
13 乳頭
15 乳房
17 腫瘍
18 のう胞
19 乳腺
21 探触子ブロック保持部
22 音響カプラー
27 境界ライン
29 オーバーラップ部
Claims (7)
- アームを介してリニア電子走査形超音波探触子を支持し、
体位調整により水平に保たれた乳房表面に対して前記探触子が平行になるように直接接触するかまたは液体の音響媒体を介して設置し、超音波ビームを乳房内部に入射しつつ探触子を乳頭中心に回転するシステムにおいて、
前記探触子の傾斜角度を遂次検出しながら回転して得られる乳房内の全ての超音波反射情報を記憶し、
前記記憶に基づいてデータを再構成することにより乳房の任意の断面の超音波画像を表示可能に構成した乳房超音波診断装置。 - 請求項1記載の乳房超音波診断装置における超音波画像表示方法において、
前記任意の断面の超音波画像は、探触子からの超音波ビームに直交して、乳頭を中心とした乳房全体の断面像(Cモード像)である超音波画像表示方法。 - 請求項1記載の乳房超音波診断装置における超音波画像表示方法において、
前記任意の断面の超音波画像は、探触子からの超音波ビームに平行で、乳頭を中心とする軸のBモード像である超音波画像表示方法。 - 請求項3記載の超音波画像表示方法において、
乳頭を中心軸とした乳房全体のBモード像を探触子の回転に従って連続的に画像表示する超音波画像表示方法。 - 請求項2記載の超音波画像表示方法において、
Cモード像を深さ方向に所定の距離ごとに表示する超音波画像表示方法。 - 請求項3記載の超音波画像表示方法において、
左右の乳房のBモード像をお互いに乳頭部を外側に、胸部の体表側を内側に配置して左右対称に一つの画面上に画像表示する超音波画像表示方法。 - 請求項6記載の超音波画像表示方法において、
左右対称に一つの画面上に画像表示した乳房のBモード像を探触子の回転に従って連続的に画像表示する超音波画像表示方法。
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