JP2007282792A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波画像を再生して診断する場合に、超音波画像の再現性を確保することができ、術者の個人差を低減し、詳細に診察することができる。
【解決手段】超音波を送受信する超音波プローブ１と、超音波プローブに取り付けられ、超音波プローブの近傍を撮影可能であるプローブ視点カメラ２と、超音波プローブで得られた超音波画像およびプローブ視点カメラで得られたプローブ動画像を重畳した重畳画像の重畳画像データを作成する画像重畳処理部５と、重畳画像データを記録再生する画像記録再生処理部１０と、重畳画像データを重畳画像として表示する画像表示部６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波画像とプローブ位置を特定する情報を表示可能とする超音波診断装置に関する。

図５は、超音波プローブと患者の位置関係を記録することができる超音波診断装置の構成を示すブロック図である（例えば、特許文献１参照）。患者１１１と超音波プローブ１０１の位置関係を全景カメラ１２２で撮影する。撮影されたデータは、静止画像生成処理部１０４で静止画像データに変換される。一方、超音波プローブ１０１で検出されたデータは、超音波画像生成処理部１０３により超音波画像データに変換される。

画像重畳処理部１０５は、静止画像データおよび超音波画像データに基づいて、全景カメラ１２２で撮影された画像と超音波プローブ１０１で検出された超音波画像を重畳した重畳画像データを作成する。そして、画像記録再生処理部１１０に重畳画像データを記録する。画像記録再生処理部１１０は、操作卓１０９からの命令により、画像表示部１０６に重畳画像を表示させる。重畳画像は、全景カメラ１２２で撮影された画像１０８と超音波画像１０７により構成される。

以上のように超音波画像に、超音波プローブ１０１と患者１１１の位置関係を示す図を重畳させることにより、診断位置を特定することができる。
特開２００１−１１２７５２号公報

しかしながら、上記従来の超音波診断装置では、全景を静止画で記録するため、術者や患者の位置によってはプローブ位置が術者の死角となり、超音波プローブ１０１と患者１１１の位置関係を示すことができない場合が生じる。

また、患者１１１と超音波プローブ１０１の位置関係を撮影するため、カメラと被写体にはある程度の距離が必要である。そのため、超音波プローブ１０１の詳細な位置あるいはあおり角の微小な角度を再現できないという問題がある。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、超音波画像を再生して診察する場合に、超音波画像の再現性を確保することができ、術者の個人差を低減し、詳細に診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する。

本発明の超音波診断装置は、上記課題を解決するために、超音波を送受信する超音波プローブと、前記超音波プローブに取り付けられ、前記超音波プローブの近傍を撮影可能であるプローブ視点カメラと、前記超音波プローブで得られた超音波画像および前記プローブ視点カメラで得られたプローブ動画像を重畳した重畳画像の重畳画像データを作成する画像重畳処理部と、前記重畳画像データを記録再生する画像記録再生処理部と、前記重畳画像データを重畳画像として表示する画像表示部とを備えたことを特徴とする。

この構成により、プローブ視点カメラ２で撮影した撮影した患者の体表を示す画像を取得することで、術者は、超音波画像を再生時に、プローブ動画像により超音波画像の検出位置を確認しながら診察を行うことができる。

また、超音波を透過し、位置情報が付されたプローブ位置情報シートと、患者と前記プローブ位置情報シートの位置関係を撮影可能である全景カメラとを備え、前記重畳画像データは、重畳された前記超音波画像および前記プローブ動画像にさらに、前記全景カメラで得られたカメラ動画像が重畳されたデータであり、前記プローブ位置情報シートを前記患者の上に載置し、前記プローブ位置情報シート上に前記超音波プローブを配置したときに、前記プローブ視点カメラは、前記プローブ位置情報シートに付された位置情報を撮影する構成にすることもできる。この構成によりさらに詳細に位置を判断することができる。

また、前記プローブ位置情報シートは、前記超音波プローブとの接触位置を検出する機能を有し、前記プローブ位置情報シートで検出された接触位置情報に基づいて、前記患者と前記超音波プローブの位置関係を示すプローブマークデータを作成するプローブマーク表示処理部を有し、前記重畳画像データは、重畳された前記超音波画像、前記プローブ動画像および前記カメラ動画像にさらに、前記プローブマークデータに基づくプローブマークが重畳されたデータである構成にすることができる。この構成によりさらに詳細に位置を判断することができ、プローブマークにより直感的に位置を認識することができる。

また、患者の表面に位置情報を投影するプローブ位置情報照射ライトと、前記患者と前記投影された位置情報の位置関係を記録する全景カメラとを備え、前記プローブ視点カメラは、前記投影された位置情報を撮影し、前記重畳画像データは、重畳された前記超音波画像および前記プローブ動画像にさらに、前記全景カメラで得られたカメラ動画像が重畳されたデータである構成にすることもできる。この構成により、患者にシートを載せずに位置を特定することができるので、患者の不快感なしに診察することができる。

また、前記位置情報は、格子状に区切られた各領域に記号を付した構成とすることもできる。

また、前記超音波画像は動画像であり、前記超音波プローブと前記患者の位置関係の変化に応じて、前記プローブマークが示すプローブ位置が変化する構成にすることもできる。

本発明によれば、超音波画像を再生して診断する場合に、超音波画像の再現性を確保することができ、術者の個人差を低減し、詳細に診察することができる超音波診断装置を提供することができる。

以下、本発明の超音波診断層装置における実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置の一構成を示すブロック図である。超音波プローブ（探触子）１は、患者１１の診察部位に超音波を送信し、その反射波を受信して電気信号に変換し、変換された電気信号を超音波画像重畳処理部３へ送信する。プローブ視点カメラ２は、超音波プローブ１に取り付けられ、患者１１の体表を撮影し、得られた光学映像信号をプローブ動画像生成処理部４へ送信する。

超音波画像生成処理部３は、操作卓９からの命令に基づいて、超音波プローブ１からの電気信号をＢモード画像などの超音波画像データに変換し、画像重畳処理部５へ送信する。プローブ動画像生成処理部４は、操作卓９からの命令に基づいて、プローブ視点カメラ２の制御を行い、プローブ視点カメラ２から光学映像信号を受信し、光学映像信号からプローブ動画像データを作成し、プローブ動画像データを画像重畳処理部５へ出力する。

画像重畳処理部５は、超音波画像データに基づく画像（超音波画像）とプローブ動画像データに基づく画像（プローブ動画像）を重畳した重畳画像の重畳画像データを画像表示部６および画像記録再生処理部１０へ送信する。画像記録再生処理部１０は、操作卓９からの命令に基づいて、画像重畳処理部５により作成された重畳画像データを記録し、再生時に記録した重畳画像データを重畳画像として画像表示部６に再生表示させる。

画像表示部６は、画像重畳処理部５および画像記録再生処理部１０からの重畳画像データを重畳画像として表示する。重畳画像には、超音波画像が表示される超音波画像表示領域７と、プローブ動画像が表示されるプローブ動画像表示領域８が設けられている。超音波画像表示領域７には、超音波プローブ１により検出された超音波画像が表示される。プローブ動画像表示領域８には、プローブ視点カメラ２により検出されたプローブ動画像が表示される。

プローブ画像は、プローブ視点カメラ２が撮影した患者１１の体表を示す画像である。従って、術者は、超音波画像を再生時に、プローブ動画像により超音波画像の検出位置を確認しながら診察を行うことができる。

操作卓９は、術者により命令が入力され、超音波画像生成処理部３、プローブ動画像生成処理部４および画像記録再生処理部１０へ指令を送信する。

以上のような構成により、本実施の形態に係る超音波診断装置は、超音波画像に、プローブ動画像が表示されているため、再生時において、超音波プローブ１の詳細な位置、あおり角などを特定でき、必要に応じて再度画像を取得するなどして画像取得状態を再現しながら判断をすることができるため、より正確な診察をすることが可能になる。

（第２の実施の形態）
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置における一構成を示すブロック図である。第１の実施の形態に係る超音波診断装置に、プローブ位置情報シート２１と、全景カメラ２２と、カメラ動画像生成処理部２３と、カメラ動画像表示領域２４を追加した構成である。なお、第１の実施の形態に係る超音波診断装置と同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

プローブ位置情報シート２１には、音響インピーダンスがプローブ位置情報シート２１と同程度の音響インピーダンスの材料により位置情報が記されている。このため、プローブ位置情報シート２１上の位置情報は、超音波で感知されない。位置情報は、プローブ位置情報シート２１を縦横それぞれ１６の格子状に区切り、区切られた領域に縦横の番号（１６進数）を記載（図２では番号を省略）して示される。なお、超音波の反射を防ぐため、プローブ位置情報シート２１は、超音波プローブ１または患者１１の音響インピーダンスに近いものが好ましい。

また、プローブ位置情報シート２１は、必ずしも領域を規定する区切り線は必要ない。また、必ずしも縦横それぞれ１６に区切る必要もない。さらに、位置特定機能を有すれば格子状に領域を特定する必要も無い。

一方、縦横１６づつに区切られた領域は光学的に識別可能であり、プローブ視点カメラ２により撮影可能である。従って、超音波画像にはプローブ位置情報シート２１の影響を与えず、プローブ動画像にはプローブ位置を詳細に表示することができる。

プローブ動画像表示領域８に表示されるプローブ動画像は、プローブ視点カメラ２が撮影した画像であり、プローブ位置情報シート２１に記された各領域の位置を特定するための２つの数字を表わす。術者は、この数字によりプローブ視点カメラ２の位置を特定することができる。プローブ視点カメラ２は、超音波プローブ１と位置関係を有するため、プローブ動画像に表示された数字を用いて超音波プローブ１の位置を特定することができる。

全景カメラ２２は、プローブ位置情報シート２１、患者１１および超音波プローブ１の相対位置関係を撮影する。全景カメラ２２で撮られた画像データは、カメラ動画像生成処理部２３において、術者の操作による操作卓９ａからの制御により、画像データであるカメラ動画像データに変換処理される。画像重畳処理部５ａは、超音波画像、プローブ動画像およびカメラ動画像データに基づく画像（カメラ動画像）を重畳し、重畳した重畳画像データを画像表示部６ａおよび画像記録再生処理部１０へ送信する。画像表示部６ａは、画像重畳処理部５ａの重畳画像データを重畳画像として表示する。重畳画像には、カメラ動画像が表示されるカメラ動画像表示領域２４が設けられている。画像記録再生処理部１０は、重畳画像データを記録し、再生時に重畳画像データを重畳画像として画像表示部６ａに表示させる。

次に、以上のような構成の超音波診断装置の動作について説明する。まず、患者１１の診察領域にプローブ位置情報シート２１を載せる。つぎに、プローブ位置情報シート２１上に超音波プローブ１を配置する。つぎに、術者が操作卓９ａを操作することにより、超音波プローブ１は超音波を患者１１の診察部位に送信し、反射波を受信する。同時にプローブ視点カメラ２は、プローブ位置情報シート２１の撮影し、全景カメラ２２は、超音波プローブ１、プローブ位置情報シート２１および患者１１の相対位置、超音波プローブ１のあおり角などを撮影する。

超音波プローブ１で受信された電気信号は、超音波画像生成処理部３で超音波画像データに変換され、画像重畳処理部５ａへ送信される。プローブ視点カメラ２で得られた光学映像信号は、プローブ動画像生成処理部４でプローブ動画像データに変換され、画像重畳処理部５ａへ送信される。全景カメラ２２により撮られた画像データは、カメラ動画像生成処理部２３でカメラ動画像データに変換され、画像重畳処理部５ａへ送信される。

画像重畳処理部５ａにおいて、超音波画像データ、プローブ動画像データおよびカメラ動画像データに基づいて、超音波画像、プローブ動画像およびカメラ動画像を重畳した重畳画像データが作成される。重畳画像データは、画像記録再生処理部１０へ送信され、記録される。また、再生時において重畳画像データは、画像記録再生処理部１０から画像表示部６ａに送信され、重畳画像として表示される。

重畳画像は、超音波画像、プローブ動画像およびカメラ動画像を重畳表示した画像である。従って、術者は、カメラ動画像を確認して超音波プローブ１と患者１１の位置関係をおおまかに確認し、プローブ動画像を確認して超音波プローブ１の位置を詳細に確認することができる。超音波プローブ１の位置を確認した後に超音波画像を用いて診察する。

以上のような構成により、本実施の形態に係る超音波診断装置は、画像表示部に超音波画像、プローブ動画像およびカメラ動画像を表示するため、表示の際に、術者が超音波画像の撮影位置および撮影角度を詳細に認識することができる。そのため、より正確な診察をすることができる。

（第３の実施の形態）
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る超音波診断装置における一構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る超音波診断装置は、第２の実施の形態におけるプローブ位置情報シート２１がプローブ位置情報シート２１ｂに置き換わり、プローブ位置情報シート２１ｂからの信号を処理するプローブマーク表示処理部３１が設けられている。なお、本実施の形態に係る超音波診断装置において、第２の実施の形態に係る超音波診断装置と同一の構成要素については、同一の符号を付して、説明を省略する。

プローブ位置情報シート２１ｂは、第２の実施の形態で用いられるプローブ位置情報シート２１に超音波プローブ１との接触およびその位置を検出する機能が付加されている。プローブ位置情報シート２１ｂは、超音波プローブ１との接触位置情報をプローブマーク表示処理部３１に送信する。

操作卓９ｂは、術者が操作することにより命令が作成され、超音波画像生成処理部３、プローブ動画像生成処理部４、カメラ動画像生成処理部２３およびプローブマーク表示処理部へ命令を送信する。プローブマーク表示処理部３１は、操作卓９ｂからの命令に基づいて、接触位置情報から患者１１と超音波プローブ１の位置関係を示すプローブマークを作成する。プローブマークは、患者１１を示すボディマークと超音波プローブ１の位置を示すプローブ位置マークからなる。プローブ位置マークは、プローブマーク表示処理部３１からの接触位置情報に基づいて、超音波プローブの位置に対応するボディマーク上の位置に移される。そして、プローブマークデータを画像重畳処理部５ｂへ送信する。

画像重畳処理部５ｂは、超音波画像データ、プローブ動画像データ、カメラ動画像データおよびプローブマークデータに基づいて、超音波画像、プローブ動画像、カメラ動画像およびプローブマークを重畳した重畳画像データを作成する。画像重畳処理部５ｂは、作成した重畳画像データを画像記録再生処理部１０に保存する。

画像表示部６ｂは、画像記録再生処理部１０に保存された重畳画像データに基づいて、重畳画像を表示する。重畳画像は、超音波画像、プローブ動画像、カメラ動画像およびプローブマーク表示領域３２に患者１１と超音波プローブ１を示すプローブマークで構成される。

以上のような構成により、本実施の形態に係る超音波診断装置は、画像表示部に超音波画像、プローブ動画像、カメラ動画像およびプローブマークが表示されるため、表示の際に、術者が超音波画像の撮影位置および撮影角度を詳細に認識することができる。そのため、正確な診察をすることができる。

なお、本実施の形態における超音波診断装置は、プローブ位置情報シート２１ｂに位置情報が必ずしも付されている必要はない。プローブ位置情報シート２１ｂの位置検出機能およびプローブマークにより検出位置を特定することができる。ただし、プローブ位置情報シート２１ｂに位置情報が付されている場合の方がより正確に位置を特定することができる。

（第４の実施の形態）
図４は、本発明の第４の実施の形態に係る超音波診断装置における一構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る超音波診断装置は、第２の実施の形態に係る超音波診断装置のプローブ位置情報シート２１に変えて、プローブ位置情報照射ライト４１を備えた点が異なる。他の構成要素は、第２の実施の形態に係る超音波診断装置と同様であり、同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略する。

プローブ位置情報照射ライト４１は、位置情報が記された透明材料がライトの前面に設けられている。プローブ位置情報照射ライト４１を患者１１に照射すると、患者１１の表面に投影位置情報４２が表示される。投影位置情報４２は、格子状に区切られ、各領域には位置情報が記されている。投影位置情報４２は、診察時にプローブ視点カメラ２により読み取られ、画像表示部６ａのプローブ動画像表示領域８に表示される。なお、投影位置情報４２は、位置をプローブ視点カメラ２により撮影可能であれば、どのような形式であってもよい。

以上のような構成により、本実施の形態に係る超音波診断装置は、画像表示部に超音波画像、プローブ動画像およびカメラ動画像が表示されるため、表示の際に、術者が超音波画像の撮影位置および撮影角度を詳細に認識することができる。そのため、正確な診察をすることができる。

また、患者１１にプローブ位置情報シート２１を載せることがないため、患者１１にプローブ位置情報シート２１による不快感を無くすことができる。

なお、本発明の超音波診断装置において、超音波画像は動画像であることが好ましい。また、超音波プローブと患者の位置関係の変化に応じて、プローブマークが示すプローブ位置が変化する構成にすることが好ましい。

本発明の超音波診断装置は、診察位置を詳細に特定することができ、正確な診察が可能であるという利点を有し、超音波診断に利用可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図 本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図 本発明の第３の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図 本発明の第４の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図 従来の超音波診断装置の構成を示すブロック図

符号の説明

１ 超音波プローブ
２ プローブ視点カメラ
３ 超音波画像生成処理部
４ プローブ動画像生成処理部
５、５ａ、５ｂ 画像重畳処理部
６、６ａ、６ｂ 画像表示部
７ 超音波画像表示領域
８ プローブ動画像表示領域
９、９ａ、９ｂ 操作卓
１０ 画像記録再生処理部
１１ 患者
２１、２１ｂ プローブ位置情報シート
２２ 全景カメラ
２３ カメラ動画像生成処理部
２４ カメラ動画像表示領域
３１ プローブマーク表示処理部
３２ プローブマーク表示領域
４１ プローブ位置情報照射ライト
４２ 投影位置情報

Claims (6)

1. 超音波を送受信する超音波プローブと、
   前記超音波プローブに取り付けられ、前記超音波プローブの近傍を撮影可能であるプローブ視点カメラと、
   前記超音波プローブで得られた超音波画像および前記プローブ視点カメラで得られたプローブ動画像を重畳した重畳画像の重畳画像データを作成する画像重畳処理部と、
   前記重畳画像データを記録再生する画像記録再生処理部と、
   前記重畳画像データを重畳画像として表示する画像表示部とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。
2. 超音波を透過し、位置情報が付されたプローブ位置情報シートと、
   患者と前記プローブ位置情報シートの位置関係を撮影可能である全景カメラとを備え、
   前記重畳画像データは、重畳された前記超音波画像および前記プローブ動画像にさらに、前記全景カメラで得られたカメラ動画像が重畳されたデータであり、
   前記プローブ位置情報シートを前記患者の上に載置し、前記プローブ位置情報シート上に前記超音波プローブを配置したときに、
   前記プローブ視点カメラは、前記プローブ位置情報シートに付された位置情報を撮影する請求項１記載の超音波診断装置。
3. 前記プローブ位置情報シートは、前記超音波プローブとの接触位置を検出する機能を有し、
   前記プローブ位置情報シートで検出された接触位置情報に基づいて、前記患者と前記超音波プローブの位置関係を示すプローブマークデータを作成するプローブマーク表示処理部を有し、
   前記重畳画像データは、重畳された前記超音波画像、前記プローブ動画像および前記カメラ動画像にさらに、前記プローブマークデータに基づくプローブマークが重畳されたデータである請求項２記載の超音波診断装置。
4. 患者の表面に位置情報を投影するプローブ位置情報照射ライトと、
   前記患者と前記投影された位置情報の位置関係を記録する全景カメラとを備え、
   前記プローブ視点カメラは、前記投影された位置情報を撮影し、
   前記重畳画像データは、重畳された前記超音波画像および前記プローブ動画像にさらに、前記全景カメラで得られたカメラ動画像が重畳されたデータである請求項１記載の超音波診断装置。
5. 前記位置情報は、格子状に区切られた各領域に記号を付して構成された請求項２〜４のいずれか一項に記載された超音波診断装置。
6. 前記超音波画像は動画像であり、
   前記超音波プローブと前記患者の位置関係の変化に応じて、前記プローブマークが示すプローブ位置が変化する請求項１〜５のいずれか一項に記載の超音波診断装置。

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