JP2008086742A - 超音波プローブの軌跡表現装置及び超音波診断装置 - Google Patents
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Abstract
超音波プローブの軌跡表現装置及び超音波診断装置を提供する。
【解決手段】 被検体の検査部位に超音波を送受信する超音波プローブの位置もしくは移
動を検出するための検出手段と、前記検出手段により検出された前記超音波プローブの位
置もしくは移動に基づき、前記検査部位における前記超音波プローブの軌跡を表現するた
めの軌跡表現手段と、を具備していることを特徴とする。
【選択図】 図11
Description
び超音波診断装置に関する。
診断装置がある。プローブマークは、ボディーマーク上に重畳され、ボディーマークに対
する位置によって、被検体上における超音波プローブの位置を表現している。したがって
、操作者は、ボディーマーク上におけるプローブマークの位置を見ることで、取得された
超音波画像に対応した被検体のスキャン面を特定することができる。特に、乳房や四肢の
検査では、超音波画像からスキャン面を特定することが難しいため、ボディーマーク及び
プローブマークの表示は、スキャン面を特定するのに非常に有効な手段となる。
の位置をリアルタイムで検出することが可能な、いわゆる三次元測位システムが使用され
ることがある(例えば、特許文献1、特許文献2を参照。)。
ればならない。そのため、近年の集団検診は、検査効率を向上させるために、一次検査と
二次検査に分けられ、一次検査で異常所見が発見された場合にだけ、二次検査で異常所見
の良性・悪性の判断がなされるようになっている。
ンする必要がある。しかしながら、医師は、モニタに表示される超音波画像に集中してい
るため、超音波プローブを操作する手に意識を集中できず、スキャン漏れが生じることが
ある。
して保存することがある。そのため、超音波診断装置のメモリには、超音波プローブの連
続動作が実施されるごとに1つの動画が保存され、乳房全体が完全にスキャンされる頃に
は、多くの動画が保存されることになる。
キャン面に関する超音波画像を検索する必要がある。この場合、医師は、サムネールとし
てリストアップされた、動画の最後の超音波画像に付随するボディーマーク及びプローブ
マークを参照する。
ルを見ても、医師は、それぞれの動画における超音波プローブの移動方向を特定すること
ができない。したがって、所望のスキャン面に関する超音波画像が動画の途中に存在する
場合、画像検索に多大な手間がかかり、診断効率が低下する原因となっていた。
位のスキャン漏れを防止でき、高い診断精度とスループットが得られる超音波プローブの
軌跡表現装置及び超音波診断装置を提供することにある。
位に超音波を送受信する超音波プローブの位置もしくは移動を検出するための検出手段と
、前記検出手段により検出された前記超音波プローブの位置もしくは移動に基づき、前記
検査部位における前記超音波プローブの軌跡を表現するための軌跡表現手段と、を具備し
ていることを特徴とする。
部位の各断面からエコー信号を取得する超音波プローブと、
前記超音波プローブの位置もしくは移動を検出する検出手段と、
前記超音波プローブにより取得された各エコー信号に基づいて、前記各断面に関する超
音波画像を生成する画像生成手段と、
前記検出手段により検出された前記超音波プローブの位置もしくは移動に基づき、前記
検査部位における前記超音波プローブの軌跡を表現するための軌跡表現手段と、
を具備していることを特徴とする超音波診断装置。
得られる超音波プローブの軌跡表現装置及び超音波診断装置を提供することができる。
先ず、図1〜図8を参照しながら、本発明の第1の実施形態について説明する。
先ず、図1を参照して、超音波診断装置の構成について説明する。
図1は本発明の第1の実施形態における超音波診断装置のブロック図である。
信部20、信号処理部30、表示処理部40、画像メモリ50、位置センサ60、位置座
標計算部70、位置座標記憶部80、参照マーク生成部90、制御部110、操作パネル
120、及び表示部130を具備している。
ケース内には、超音波を送受信するための圧電振動子が配置されている。この圧電振動子
は、複数の素子に分割されていて、それぞれの素子がいわゆるチャンネルの一部を構成し
ている。なお、超音波プローブ10が2Dアレイ振動子を備えていれば、三次元データの
取得も可能である。
回路は、所定のレート周波数で送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生
する。遅延回路は、各レートパルスに対して、チャンネルごとに送信超音波をビーム状に
収束して且つ超音波の送信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。超音波プロー
ブ10を基準とした超音波の送信方向は、遅延回路により与えられる遅延時間の調整によ
って制御される。トリガ発生回路は、遅延時間が調整されたレートパルスに基づき、所定
のタイミングで超音波プローブ10に駆動パルスを印加する。
は、超音波プローブ10から取り込まれたエコー信号をチャンネルごとに増幅する。A/
D変換器は、チャンネルごとに増幅されたエコー信号に対して、超音波の受信指向性を決
定するのに必要な遅延時間を与える。加算器は、チャンネルごとに遅延時間が与えられた
エコー信号を加算して受信信号を生成する。これにより、エコー信号の受信指向性に応じ
た方向からの反射成分が強調される。
モード処理ユニットは、送受信部20から出力される受信信号に対して、対数増幅や法絡
線検波処理などを実行して、受信信号の強度が輝度で表現される強度データを生成する。
ドプラ処理ユニットは、送受信部20から出力される受信信号に基づき、血流、組織、及
び造影剤バブルなどの速度情報を算出して、平均速度、分散、及びパワーなどの血流デー
タを生成する。
の受信データを座標変換して、テレビなどに代表されるビデオフォーマットの走査線信号
列にする。これにより、被検体Sの組織形状に関する断層画像や、血流の速度に関する平
均速度画像、分散画像、及びパワー画像などが生成される。以下の説明において、断層画
像、平均速度画像、分散画像、及びパワー画像など、超音波スキャンに基づいて生成され
た画像を超音波画像UIとする。
M、プローブマークPB、及び軌跡マークTMを重畳して参照マークRMを生成する。そ
して、表示処理部40は、超音波スキャンによって取得された超音波画像UIと、これに
対応する、操作者もしくは医師が参照するための参照マークRMとを合成して診断画像を
生成する。
からなる診断画像を保存する。これにより、操作者は、画像メモリ50に保存された診断
画像を診断後に参照することができる。また、画像メモリ50は、表示処理部40により
生成された軌跡マークTMを超音波画像UIと関連付けずに単独でも保存している。これ
により、操作者は、画像メモリ50に蓄積された全ての軌跡マークTMを一括して参照す
ることができる。
置61と磁場センサ62とで構成されている。磁場発生装置61は、被検体Sが設置され
る例えばベッドなどの近傍に固定されていて、超音波プローブ10の可動空間に対して所
定強度の磁場を発生させている。磁場センサ62は、超音波プローブ10に固定されてい
て、磁場発生装置61から発生された磁場の強度を検出している。
時間おきに、超音波プローブ10の位置座標(X、Y、Z、θx、θy、θz)を算出し
ている。ここで、X、Y、Zは超音波プローブ10の所定部位の位置として算出され、θ
x、θy、θzは超音波プローブ10の鉛直方向に対する傾きとして算出される。つまり
θx、θy、θzによって、超音波プローブ10の超音波放射面が、どのような角度であ
るかを算出することができる。
ローブ10が被検体Sに接触してから経過した時間と、それぞれの時間における超音波プ
ローブ10の位置座標とを記憶しはじめる。これにより、位置センサ60が超音波プロー
ブ10の位置検出を開始すると、被検体Sに接触してからの超音波プローブ10の位置に
関する座標データが位置座標記憶部80に蓄積される。
び軌跡マーク生成部93、スキャン面マーク生成部94を具備している。ボディーマーク
生成部91は、操作パネル120から事前に入力された被検体Sの情報に基づき、その検
査部位に応じたボディーマークBMを生成する。本実施形態では、検査部位が乳房Bであ
るため、乳房Bに模したボディーマークBMが生成される。
成されているが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、事前に作成された
複数のボディーマークBMの中から、検査部位に応じたボディーマークBMが選択される
こともある。
位置座標に基づき、超音波プローブ10の圧電振動子面に模したプローブマークPMを生
成する。軌跡マーク生成部93は、位置座標記憶部80に記憶されている座標データに基
づき、超音波プローブ10の軌跡を表現した軌跡マークTMを生成する。スキャン面マー
ク生成部は超音波プローブ10が現時点において画像化している領域を示すスキャン面マ
ークSMを生成する。
被検体Sへの接触を検出する。
波診断装置の各部の動作を制御している。また、制御部110は、接触検出部100の検
出結果に基づき、軌跡マーク生成部93に軌跡マークTMの生成を、スキャン面マーク生
成部94にスキャン面マークSMの生成を開始させる。
力するための入力スイッチ、後述するキャリブレーションにおいて超音波プローブ10の
位置座標を決定するための位置決定スイッチ、画像メモリ50に蓄積された全ての軌跡マ
ークTMを一括表示させるための軌跡表示スイッチなどを具備している。
UIと参照マークRMからなる診断画像を表示する。また、表示部130は、操作パネル
120の軌跡表示スイッチによる指示に基づき、画像メモリ50に蓄積された全ての軌跡
マークTMを一括して表示する。
ているが、それぞれは外付け可能なユニットとして構成されてもよい。たとえば、位置セ
ンサ60や位置座標計算部70は、位置座標記憶部80、参照マーク生成部等90は超音
波診断装置とは別ユニットとして、通常の超音波診断装置に増設可能なものとして構成さ
れてもよい。位置座標計算部70は、位置座標記憶部80、参照マーク生成部等90など
は、制御部110のCPUを用いて処理されるプログラムユニットとして構成できること
もいうまでもない。
次に、図2を参照して、超音波診断装置を使用した検査工程について説明する。
図2は同実施形態に係る超音波診断装置を使用した検査工程のフローチャートである。
力される(ステップS1)。すると、ボディーマーク生成部91によって、検査部位に応
じたボディーマークBMが生成される。本実施形態では、検査部位が乳房であるため、乳
房を模したボディーマークBMが生成される。ボディーマーク生成部91により生成され
たボディーマークBMは、表示処理部40に送られ、超音波スキャンにより生成された超
音波画像UIに合成される。
ローブ10の座標データがクリアされる(ステップS2)。当然、対象とする被検体Sの
診断前に、他の被検体の診断が実施されていない場合には、位置座標記憶部80に超音波
プローブ10の座標データが記憶されていないはずである。
実施形態における位置センサ60のキャリブレーションを説明するための概略図である。
位P0〜P5に超音波プローブ10が接触される。そして、乳房Bの各部位P0〜P5に
超音波プローブ10が接触されるたびに、操作パネル120の操作によって超音波プロー
ブ10の位置決定がなされる。これにより、乳房Bの各部位P0〜P4の位置座標(X、
Y、Z)は、図4(b)に示すように、ボディーマークBM上に規定された各位置P0〜
P4に対応づけられる。即ち、本実施形態におけるキャリブレーションでは、ボディーマ
ークBMと被検体Sの乳房Bとの相対位置の校正と、超音波プローブ10と被検体Sの乳
房Bとの相対位置の校正とが同時に実行される。
る。例えば、奥行き方向の1座標系を無視することにより、2次元ボディマークに反映さ
せてもよいし、P1〜P4から、の位置座標に平面をフィッティングし、その平面にP0
〜P4を投影した座標を用いるなどしてもよい。さらには、P0〜P5から推測される乳
房形状の表面積がなるべく保持されるように、立体形状を展開したものとしてボディマー
クBMを対応付けてもよい。
が生じるため、操作者は、超音波プローブ10をボディーマークBM上に規定された5つ
の位置P1〜P5に正確に一致させることが好ましい。したがって、プローブのどの部分
をどのような方向で規定の位置に一致させるのかをあらかじめ定め、それに応じた位置情
報の取得を行うなどしてもよい。
0によって超音波プローブ10の位置座標が検出される(ステップS4)。なお、超音波
プローブ10の位置座標の検出は、全ての検査工程が終了するまで継続される。
、超音波プローブ10を被検体Sの乳房Bに接触させて、被検体Sの体軸に沿って移動さ
せる。なお、このとき、操作者は、超音波プローブ10を被検体Sの乳頭を中心とする仮
想のループに沿って移動させても良い。
テップS5のYes)、その時間を始点として、位置座標計算部70によって、所定時間
おきに、超音波プローブ10の位置座標が算出される。超音波プローブ10の位置座標は
、算出されるたびに、位置座標記憶部80に記憶される(ステップS6)。これにより、
位置座標記憶部80には、超音波プローブ10が被検体Sに接触してから経過した時間と
、それぞれの時間における超音波プローブ10の位置座標とで構成される超音波プローブ
の座標データが記憶される。
部92がプローブマークPMを生成する。このプローブマークPMは、表示処理部40に
送られ、既に作成されているボディーマークBM上に重畳され、図6に示すように、表示
部130に表示される(ステップS7)。
生成部93が軌跡マークTMを生成する。位置座標記憶部80には、超音波プローブ10
が被検体Sに接触してから現時点までの超音波プローブ10の位置座標が連続的に記憶さ
れている。したがって、この連続的な複数の超音波プローブ10の位置座標をもとに超音
波プローブ10がどのように被検体上を移動してきたかを表す軌跡マークTMを生成する
。具体的には、それぞれの位置座標から超音波プローブ10の被検体接触面の端部の座標
をそれぞれ導出し、これらを座標平面上に配置することにより軌跡マークTMが生成され
る。
ン面マーク生成部94は超音波プローブ10から送信される超音波のスキャン面を乳房上
方を視点としたときの形状を図6のようにスキャン面マークSMとして生成する。これに
より、体表方向にどの程度の広がりをもってスキャンされているかを示すことができる。
して、スキャン面マークSMの形状に反映させる。例えば、操作者は操作パネル120を
操作することなどにより、画像化する深度を調節することができるが、この深度に応じて
スキャン面マークSMの形状も図7のように変化する。また、操作者は視野幅方向(超音
波プローブ10の超音波放射面と平行な方向)にも画像化領域を変化させることができる
。このような場合も、図8のように視野幅方向の変化に応じてスキャン面マークSMの形
状も変化する。
場合を中心として説明しているが、これに限られない。スキャン面マークSMはプローブ
の種類によってのスキャン領域の変化にも対応して生成される。例えば、台形領域のスキ
ャンを行う場合には、図9のようにスキャン面マークSMが表示されることとなる。また
、セクタ型やコンベックス型のプローブを用いた場合は扇形領域のスキャンを行うことと
なるが、この場合は図10のようにスキャン面マークSMが表示されることとなる。なお
、とくに図には示していないが、プローブマークPMもプローブ形状の変化に対応して変
形すべきであることは言うまでもない。
成されているボディーマークBM上に重畳され、図11に示すように、表示部130に表
示される(ステップS8)。
成にあたり、プローブマーク生成部92、軌跡マーク生成部93及びスキャン面マーク生
成部94が、乳房Bに対する超音波プローブ10の軌跡の相対位置及び相対角度を、ボデ
ィーマークBMに対するプローブマークPM、軌跡マークTMとスキャン面マークSMの
相対位置及び相対角度に換算していることである。従って、ボディーマークBMに対する
相対位置及び相対角度は、乳房Bに対する超音波プローブ10の相対位置及び相対角度に
対応している。これにより、操作者は、ボディーマークBMに重畳されたプローブマーク
PM、軌跡マークTMやスキャン面マークSMを見るだけで、乳房B上における超音波プ
ローブ10位置や軌跡、画像化しているスキャン面の領域を確認することができる。なお
、超音波プローブ10が被検体Sの乳頭を中心とする仮想のループに沿って移動した場合
、軌跡マークTMは、図12に示すように、リング状になる。
示すように、表示部130には、互いに対応する超音波画像UIと参照マークRMが並べ
て表示されている。したがって、操作者は、並べて表示されている参照マークRIを見れ
ば、表示されている超音波画像UIが被検体Sの乳房Bのどの部分を反映しているかを確
認することができる。
被検体Sから超音波プローブ10が離される。そして、操作者は、超音波プローブ10を
再び被検体Sの乳房Bに接触させて、被検体Sの体軸に沿って移動させる。このとき、既
に超音波スキャンされた領域が再スキャンされないように、超音波プローブ10の位置が
ずらされる。
略図である。超音波プローブ10の操作が何度か実行されたら、操作者は、操作パネル1
20の軌跡表示スイッチを押して、図13に示すように、それまでに生成された全ての軌
跡マークTMをボディーマークBM上に一括して重畳表示させる。
作者は、その領域Rが超音波スキャンされていないと判断して、超音波プローブ10を乳
房Bの該当領域Rに接触させ、被検体Sの体軸に沿って移動させる(ステップS9のNo
)。そして、最終的に、ボディーマークBMが軌跡マークTMで覆い尽くされていたら、
操作者は、乳房B全体が超音波スキャンされたと判断して、乳房Bの検査を終了させる(
ステップS9のYes)。
までボディーマークBM上に重畳表示されていた軌跡マークTMおよびスキャン面マーク
SMがクリアされる(ステップS10)。これにより、超音波プローブ10が被検体Sに
接触している期間だけ、ボディーマークBM上に軌跡マークTM及びスキャン面マークS
Mが重畳表示される。
次に、例えば一次検診のあとで複数の動画から特定の超音波画像UIを検索する手順に
ついて説明する。
がある。このような場合、医師は、サムネールとしてリストアップされた、各動画の最後
の超音波画像UIに付随する参照マークRMを見て、一次検診にて異常所見が発見された
スキャン面を含む動画を特定する。そして、医師は、参照マークRMの軌跡マークTMお
よびスキャン面マークSMを見ながら、動画を再生させて、異常所見が発見された特定の
スキャン面に関する超音波画像UIを表示させる。
また、ボディマークBMには、位置関係の把握を容易にするため、図14のように一定
間隔の格子模様を重畳表示させてもよい。このような格子模様は操作者の操作により、表
示/非表示を切り替えられることが好ましい。さらに、格子模様に限られず、目盛を付し
た軸をボディマークBMの近傍に配したり、ドットを所定間隔で表示したりしても同様の
効果が得られる。
実際の被検体乳房の大きさに基づいて決定されるようにしてもよい。また、格子模様の間
隔を変化させずとも、グリッド間隔が何ミリに対応するのかを示す表示を行うことによっ
ても同様の効果が得られる。
本実施形態では、対象とする乳房Bの検査が開始されてから生成された全ての超音波プ
ローブ10の軌跡が軌跡マークTMとしてボディーマークBM上に重畳表示される。その
ため、操作者は、ボディーマークBMと軌跡マークTMとを見るだけで、超音波プローブ
10による超音波スキャンが実施されていない領域を確認することができる。その結果、
必要最低限の時間で、乳房B全体にわたる完全な超音波スキャンが実行可能となるから、
診断精度と診断効率が同時に向上する。
スキャン面マークSMとしてボディーマークBM上に重畳表示される。そのため、操作者
は、ボディーマークBMとスキャン面マークSMとを見るだけで、特定時点において画像
化している領域を確認することができる。したがって読影時において表示されている診断
画像の実際の位置関係を容易に認識することができる。さらに、軌跡マークTMと併せて
観察できるため、超音波スキャンが実施された領域をより確実に確認することができ、乳
房B全体にわたる完全な超音波スキャンが実行可能となる。これらのことより、診断精度
と診断効率が同時に向上する。
、軌跡マークTMがボディーマークBM上に重畳表示される。そのため、乳房Bの検査中
には、1つの軌跡マークTMだけがボディーマークBM上に重畳表示されるから、操作者
の視認性が良好である。
ークPMが生成される。そのため、超音波プローブ10が宙に浮いているときには、超音
波プローブ10の軌跡マークTMがボディーマークBM上に重畳されないから、ボディー
マークBMが不要な軌跡マークTMによって荒らされることがない。
像UIの近傍に、軌跡マークTMを含む参照マークRMが表示される。そのため、例えば
一次検査のあとで読影される場合であっても、医師は、超音波画像UIに並べて表示され
ているボディーマークBMと軌跡マークTMを見るだけで、異常所見が存在するスキャン
面を容易に特定することができる。
る。そのため、ボディマークBM、プローブマークPM、軌跡マークTMやスキャン面マ
ークSMの互いの位置関係の把握が容易となる。また、キャリブレーションの結果に基づ
いた乳房の実際の大きさを反映した格子模様等を表示することも可能である。そのため、
操作者はボディマークBM上でのプローブマークPMの位置、動作と、実際の乳房と超音
波プローブ10の位置、動作をより正確かつ容易に対応させて把握することができる。
することが多々ある。このような場合に、本実施形態によれば、他のモダリティとの診断
上の位置の相関と異常部位の位置の特定が容易にできる。
次に、図15、図16を参照しながら、第2の実施形態について説明する。
図15は本発明の第2の実施形態における超音波プローブ10の概略図である。
るために、三次元測位システムを利用した位置センサ60が使用されていた。しかしなが
ら、本実施形態における超音波診断装置では、図15に示すように、光学式マウスなどに
代表されるイメージセンサを利用した位置センサ60Aが使用される。
の移動距離と移動方向を検出する。したがって、本実施形態における位置センサ60Aは
、第1の実施形態における位置センサ60のように、超音波プローブ10の座標位置を検
出することはできない。しかしながら、磁気センサ62に比べて、比較的安価にできるば
かりか、金属など磁気を乱すようなものに影響されないので、使用場所が限定されない。
るための概略図である。
、先ず乳房Bの乳頭に超音波プローブ10が接触される。そして、図16(a)に示すよ
うに、乳房Bの周囲に配置された4つの部位Q1〜Q4に向けて超音波プローブ10が移
動される。これにより、乳房Bの乳頭を基準とした、乳房B周囲の4つの部位Q1〜Q4
までの距離L1〜L4が測定される。なお、乳頭から乳房B周囲のそれぞれの部位Q1〜
Q4までの距離L1〜L4が測定されるたびに、操作パネル120の操作によって距離入
力が決定される。これにより、乳頭から乳房B周囲の各部位Q1〜Q4までの距離L1〜
L4は、図16(b)に示すように、ボディーマークBM上で規定された各距離L1〜L
4に対応づけられる。即ち、本実施形態におけるキャリブレーションでは、ボディーマー
クBMと被検体Sの乳房Bとの相対位置だけが校正され、超音波プローブ10と被検体S
の乳房Bとの相対位置の校正が実行されない。
が生じることがあるため、操作者は、超音波プローブ10の始点を乳房Bの乳頭に正確に
一致させるとともに、超音波プローブ10を終点Q1〜Q4に向けて正確に移動させる必
要がある。
向けて超音波プローブ10を移動させているが、乳房Bの各部位Q1〜Q4を始点として
、乳頭に向けて超音波プローブ10を移動させても構わない。
超音波プローブ10を被検体Sの乳房Bに接触させたまま、乳房Bの各方向に移動させる
。このとき、超音波プローブ10が乳房Bに接触するたびに、操作者は、操作パネル12
0を操作して、プローブマークPMにおける、超音波プローブ10が乳房Bに接触した位
置に対応する位置に、ボディーマークBMを移動させる。これにより、超音波プローブ1
0が乳房B上で移動しても、ボディーマークBMに対するプローブマークPMの位置と、
被検体Sの乳房Bに対する超音波プローブ10の位置が対応することになる。なお、本手
続は、超音波プローブ10の始点を装置本体に教示するために行われるものであって、超
音波プローブ10と被検体Sの乳房Bとの相対位置の校正が実行されない本実施形態に特
有の手続である。
次に、図17を参照しながら、第3の実施形態について説明する。
概略図である。
乳房の立体形状に対応するものではない。しかしながら、本実施形態における超音波診断
装置では、ボディマークBMや軌跡マークTMを3次元的に対応させて表示する。
の位置座標(X、Y、Z)は第1の実施形態と同様に取得される。これらは3次元上の位
置を表しているので、これらの位置情報を基に乳房の3次元的形状を推定することができ
る。プローブマーク生成部91はこのような推定された乳房の3次元的形状を基に3次元
形状を示すボディマークBMを生成する。一例としては、図17(a)に示されるような
乳房の斜視形態を模したものが挙げられる。(a)には特に示されていないが、このボデ
ィマークBMは、立体的形状をより明確にあらわすため、ワイヤーフレーム表示にしたり
、複数の立方体ブロックによって表すのが好適である。本実施形態においては、プローブ
マークPMは、立方体ブロックの積み重なった状態によって表されるものとする。
マークPM、スキャン面マークSMは、プローブマーク生成部92、スキャン面マーク生
成部94によって、取得された位置情報に基づいて、乳房との位置関係が把握できるよう
に表示される。図においては、プローブ全体の形状を模したものをプローブマークPMと
して表示しているが、超音波放射面のみを線分で表すような単純なものでもよい。
説明するための図であるが、この図においては、説明の便宜上、ボディマークBMを立方
体としている。しかし、実際には、乳房の形に模して、立方体が積み重なるようにして表
示される。ここで、それぞれの立方体は乳房のボクセル領域マッピングに対応している。
そして、超音波プローブ10の位置情報と送受信条件によって、画像化される3次元領域
の把握が可能であるから、軌跡マーク生成部93は、これらの情報に基づき、画像化され
た領域に対応して表示されている立方体を削除する。つまり、検査開始当初は図17(b
)のように表示されていたプローブマークPMが、超音波プローブ10の移動によって図
17(c)のように削られ、最終的には、プローブマークPMが完全に消えてしまう。プ
ローブマークPMが完全に消えてしまうことは、乳房の3次元領域全体を画像化したこと
を意味する。したがって、操作者は、プローブマークPMが全部消えるように超音波プロ
ーブ10を移動させるのである。
変化させるものであってもよい。このときにおいては、内側に隠れた非画像化領域に対応
する立方体を視認可能とさせるため、画像化された領域に対応する立方体を半透明表示に
したり、辺のみからなる立方体フレームの表示にしたりする。
ので、画像化領域の3次元的把握が容易となり、診断効率の向上、病症の確実な発見に寄
与する。
分が3次元的に削除されていくので、非画像化領域があるか否かが一目瞭然である。した
がって、2次元のボディマークBMを用いる以上に、いわゆる撮り逃しがなく、乳房全体
の超音波画像を取得することが容易となるため、診断効率の向上、病症の確実な発見に寄
与する。
次に第4の実施形態について説明する。
位の位置を記録することにその特徴がある。以下、本実施形態における超音波診断装置の
動作について説明する。
けるとする。その際、操作者は超音波画像上において、当該部位の中心位置を指定する。
部位が指定されると、その画像上の位置情報(Xi、Yi)が制御部110が把握する。
制御部110は当該部位が指定された超音波画像の取得時の超音波プローブ10の位置座
標(X、Y、Z、θx、θy、θz)を取得する。制御部110はこれらの情報を基に、
腫瘍部位の位置情報を図示しない記憶手段に記憶する。
i)及び、(X、Y、Z、θx、θy、θz)の情報から腫瘍位置の絶対座標を取得する
ことができる。ここで絶対座標とは、被検体を基準とした座標系、好適には乳頭部分を原
点とした座標系を示すものとする。このようにすれば、保存されている全画像のうち腫瘍
が表示されている部位にマークを付すなどの処理が可能であるし、再度腫瘍部位を診断す
る際に表示し、プローブ操作の案内とすることも可能である。また、超音波プローブ10
の位置情報(X、Y、Z、θx、θy、θz)をそのまま記憶するものであっても良い。
このようにすれば、再度腫瘍部位を診断する際に、(X、Y、Z、θx、θy、θz)の
表示にしたがって超音波プローブ10を動かせば、腫瘍画像を再現させることができる。
情報は乳頭からの座標として与えられるので、これを予め術者が把握しておけば、切開の
際に、被検体に直にマーキング等をせずとも目算によって切開することが可能となる。
ルタイムの超音波画像に穿刺針の刺入予定経路を重畳表示し、これを穿刺のガイドとする
施術が広く行われている。ここで、刺入予定経路は超音波プローブに設けられた穿刺アダ
プタと非検体内の目的部位を結ぶものであるが、上述のような異常部位の位置情報があれ
ば、刺入予定経路を設定したり、穿刺アダプタの針ガイド角度を設定したりするときの補
助となるため、迅速かつ確実な診断に資する。
次に第5の実施形態について説明する。
いたものを例として説明している。このような磁場を利用したセンサは、理想的な環境下
においては、一般的に十分高精度なものである。しかし、超音波診断装置が通常用いられ
る環境下においては、鉄製のベットなど、磁場を乱すものが多数存在しているのが実情で
ある。本実施形態においては、このような磁場の乱れに起因する位置センサ60の誤差を
補正する機能を有していることを特徴とする。以下、本実施形態における超音波診断装置
の動作について説明する。
する。具体的には、操作者は、超音波プローブ10を上下左右に所定距離移動させて数点
での磁場の強さを測定する。たとえば、すでに大きさのわかっている、棒、平板や直方体
などの複数の端部に超音波プローブ10をあてた状態で、操作パネル120の所定のボタ
ンを操作することにより、実際の位置関係がわかっている複数の位置での測定が可能であ
る。
制御部110は実際の超音波プローブの移動距離から算出される理想的に認識されるべき
磁場と、位置センサ60が認識した磁場を比較する。
を示す。このように、得られる磁場は、距離方向に従った2次曲線あるいは3次曲線など
として近似することが可能である。制御部110は、このような関係を記憶しておき、実
際の検査の際に測定空間の逆変換を行い、正確な位置情報を出力する。
次に、図19を参照しながら、第6の実施形態について説明する。
図19は本発明の第5の実施形態におけるプッシュスイッチ100Aの概略図である。
が超音波プローブ10の被検体Sへの接触を検出すると同時に、超音波プローブ10の位
置座標の位置座標記憶部80への記憶、即ちプローブマークPM、軌跡マークTMとスキ
ャン面マークSMの生成が開始される。しかしながら、本実施形態における超音波診断装
置では、接触検出部100が使用される代わりに、プローブマークPM、軌跡マークTM
とスキャン面マークSMの生成を開始するきっかけとして、図19に示すように、手動式
のプッシュスイッチ100Aが使用されている。
ーブ10を把持している操作者が簡単にON/OFFすることが可能である。操作者の指
によってプッシュスイッチ100AがONにされると、超音波プローブ10の位置座標の
位置座標記憶部80への記憶が開始され、OFFにされると、超音波プローブ10の位置
座標の位置座標記憶部80への記憶が停止される。
けるプッシュスイッチ100Aは、操作者によるON/OFF操作が必要となるが、複雑
な処理が必要となる接触検出部100に比べて、非常に簡単な手続でプローブマークPM
、軌跡マークTMとスキャンマークSMの生成が開始される。しかも、プッシュスイッチ
100Aが超音波プローブ10に配設されているから、ON/OFF操作が非常に簡単で
ある。
次に、図20を参照しながら、第7の実施形態について説明する。
図20は本発明の第6の実施形態におけるフットスイッチ100Bの概略図である。
が超音波プローブ10の被検体Sへの接触を検出すると同時に、超音波プローブ10の位
置座標の位置座標記憶部80への記憶、即ちプローブマークPM、軌跡マークTMとスキ
ャン面マークSMの生成が開始される。しかしながら、本実施形態における超音波診断装
置では、接触検出部100が使用される代わりに、プローブマークPM、軌跡マークTM
とスキャン面マークSMの生成を開始するきっかけとして、図20に示すように、足踏み
式のフットスイッチ100Bが使用されている。
ている操作者が簡単にON/OFFすることが可能である。操作者の足によってフットス
イッチ100BがONにされると、超音波プローブ10の位置座標の位置座標記憶部80
への記憶が開始され、OFFにされると、超音波プローブ10の位置座標の位置座標記憶
部80への記憶が停止される。
と、操作者は、ON/OFFする瞬間であっても、超音波プローブ10を把持していない
手が空いているから、操作者の作業効率が上昇する。
逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されてい
る複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に
示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に
亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
20…表示処理部
30…信号処理部
40…表示処理部
50…画像メモリ
60…位置センサ
61…磁場発生装置
62…磁場センサ
70…位置座標計算部
80…位置座標記憶部
90…参照マーク生成部
91…ボディーマーク生成部
92…プローブマーク生成部
93…軌跡マーク生成部
94…スキャン面マーク生成部
100…接触検出部
100A…プッシュスイッチ
100B…フットスイッチ
100…接触検出部
110…制御部
130…表示部
S…被検体
B…乳房
UI…超音波画像
RM…参照マーク
BM…ボディーマーク
PM…プローブマーク
TM…軌跡マーク
SM…スキャン面マーク
Claims (21)
- 被検体の検査部位に超音波を送受信する超音波プローブの位置もしくは移動を検出するた
めの検出手段と、
前記検出手段により検出された前記超音波プローブの位置もしくは移動に基づき、前記
検査部位における前記超音波プローブの軌跡を表現するための軌跡表現手段と、
を具備していることを特徴とする超音波プローブの軌跡表現装置。 - 被検体の検査部位に超音波を送受信して、前記検査部位の各断面からエコー信号を取得す
る超音波プローブと、
前記超音波プローブの位置もしくは移動を検出する検出手段と、
前記超音波プローブにより取得された各エコー信号に基づいて、前記各断面に関する超
音波画像を生成する画像生成手段と、
前記検出手段により検出された前記超音波プローブの位置もしくは移動に基づき、前記
検査部位における前記超音波プローブの軌跡を表現するための軌跡表現手段と、
を具備していることを特徴とする超音波診断装置。 - 前記被検体の検査部位を表現するボディーマークを作成するマーク作成手段と、
前記超音波画像と、前記ボディーマークを表示する表示手段とを更に備え、
前記軌跡表現手段は、前記超音波プローブの軌跡を表す軌跡マークを前記ボディーマー
クに重畳して表示させることにより前記検査部位における前記超音波プローブの軌跡を表
現することを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記マーク作成手段は、前記検出手段により検出された前記超音波プローブの位置もしく
は移動に基づき、前記ボディーマークに重畳され前記検査部位に対する前記超音波プロー
ブの位置を表現するプローブマークを作成し、
前記表示手段は、前記プローブマークを表示することを特徴とする請求項3に記載され
た超音波診断装置。 - 前記検出手段は、前記超音波プローブの位置を検出する測位システムであることを特徴と
する請求項2に記載された超音波診断装置。 - 前記検出手段は、前記超音波プローブの移動方向と移動量とを検出するイメージセンサで
あることを特徴とする請求項2に記載された超音波診断装置。 - 前記軌跡マークの作成を開始させる開始手段をさらに具備していることを特徴とする請求
項3に記載された超音波診断装置。 - 前記開始手段は、
前記超音波プローブの前記被検体への接触を検出する接触検出手段と、
前記接触検出手段の検出結果に基づいて前記マーク作成手段に前記軌跡マークの作成の
開始を指示する指示手段とで構成されていることを特徴とする請求項7に記載された超音
波診断装置。 - 前記開始手段は、
前記超音波プローブに設けられる手動式スイッチと、
前記手動式スイッチの操作に基づいて前記マーク作成手段に前記軌跡マークの作成の開
始を指示する指示手段とで構成されていることを特徴とする請求項7に記載された超音波
診断装置。 - 前記開始手段は、
足動式スイッチと、
前記足動式スイッチの操作に基づいて前記マーク作成手段に前記軌跡マークの作成の開
始を指示する指示手段とで構成されていることを特徴とする請求項7に記載された超音波
診断装置。 - 前記表示手段は、対象とする検査部位の検査が開始されてから終了されるまでの期間に作
成された全ての軌跡マークを一括して表示することを特徴とする請求項3に記載された超
音波診断装置。 - 前記表示手段は、前記各軌跡マークの作成が開始されてからの時間経過を色調の変化もし
くは濃淡の変化によって前記各軌跡マーク上に表現することを特徴とする請求項3に記載
された超音波診断装置。 - 前記表示手段は、前記超音波プローブの移動速度を色調の変化もしくは濃淡の変化によっ
て前記各軌跡マーク上に表現することを特徴とする請求項3に記載された超音波診断装置
。 - 前記マーク作成手段は、
前記超音波プローブがある位置にあるときの、画像化領域を示すためのスキャン面マー
クを作成し、
前記表示手段は、
前記スキャン面マークを前記プローブマークとともに表示することを特徴とする請求項
3に記載された超音波診断装置。 - 前記マーク作成手段は、
前記超音波画像の深度に対応して前記スキャン面マークを生成することを特徴とする請
求項14に記載の超音波診断装置。 - 前記マーク生成手段は、
前記超音波プローブからの超音波が送受信される開口に応じて前記スキャン面マークを
生成することを特徴とする。請求項14に記載の超音波診断装置。 - 前記マーク生成手段は、
前記超音波プローブの種類に対応させて前記スキャン面マークを生成することを特徴と
する。請求項14に記載の超音波診断装置。 - 前記マーク表示手段は、
前記ボディマークに重畳させて、格子、所定間隔の点又は目盛軸を表示することを特徴
とする請求項3に記載の超音波診断装置。 - 前記マーク生成手段は、
前記被検体の3次元的形状を表現するための立体ボディマークを生成し、
前記軌跡表現手段は、
前記立体ボディマークの記被検体の画像化された領域に対応する領域の色彩、輝度及び
透明度のいずれかを変更することによって軌跡を表現することを特徴とする請求項3に記
載の超音波診断装置。 - 操作者が前記超音波画像中の所定部位を指定するための指定手段と、
前記検出手段により検出された前記超音波プローブの位置に基づき、前記指定手段で指
定した位置の座標を記録し、その値を画面上に表示する手段をさらに備えることを特徴と
する請求項2に記載の超音波診断装置。 - 前記検出手段は、位置と磁場強度が所定の関係を有するように発せられた磁場の検出に基
づいて位置を検出するセンサであり、
特定の位置における磁場強度の検出結果と、前記所定の関係を比較して、前記検出手段
で位置検出の誤差を補正する、誤差補正手段を更に有することを特徴とする請求項2に記
載の超音波診断装置。
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JP2006242894 | 2006-09-07 | ||
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