JP2009207800A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波プローブの位置をプローブ位置検出手段で特定し、カメラを自動的に超音波プローブと診断部位が撮像できる位置に移動し、カメラを超音波プローブと診断部位の方向に向け、ズームできることで、プローブ位置等の撮影状況を正確に表示した画像を撮像し、超音波画像とともに記録することが出来る超音波診断装置を提供する。
【解決手段】超音波プローブの位置を検出するプローブ位置検出手段２０と、プローブ位置検出手段により特定した位置にカメラのズーム、移動、方向の変更ができるカメラ位置設定部２１と、超音波プローブ１７と被験者の診断部位を撮像するためのカメラ１５と、カメラ１５で撮像した画像と超音波画像を合成表示することができる画像合成回路１４とを具備した構成を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、プローブ位置等の状況を示した画像を超音波画像の付加情報として使用できる超音波診断装置に関するものである。

従来の超音波診断装置は、図５に示すように超音波ビームを関心領域に送波し、超音波プローブにて受信し、受けた超音波ビームを検波、扇型、長方形、台形状に画像化し、フレームメモリに保存し、超音波画像を生成する超音波画像生成部と、超音波プローブと被験者の部位の双方を撮像するカメラで構成されており、超音波プローブの位置等の状況を示した画像を、超音波診断に関する付帯情報として、超音波画像に追加できるようになっている（例えば特許文献１参照）。
特開２００１−１１２７５２号公報（第１図）

しかしながら、従来の超音波診断装置においては、超音波プローブの位置が不明であり、医師または超音波診断装置の操作者がどの部位を診断するのかが不明であるため、診断部位を変更するたびに、カメラの位置を変更しなければならないという問題があった。またカメラの位置を変更しない場合には、被験者全体を撮像できるようにするため、カメラは被験者から遠ざけ、いわゆる「引いた状態」で撮ることになる。そのため、超音波診断装置が診断している部位が小さく撮像され、診断部位の特定が難しくなるという問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、超音波プローブの位置をプローブ位置検出手段で特定し、カメラを自動的に超音波プローブと診断部位が撮像できる位置に移動し、カメラを超音波プローブと診断部位の方向に向け、ズームできることで、プローブ位置等の撮影状況を正確に表示した画像を撮像し、超音波画像とともに記録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、画像を撮像するカメラと、前記カメラの撮像方向を設定するカメラ位置設定部と、超音波プローブの位置を検出するプローブ位置検出手段と、前記カメラで撮像した画像と超音波画像とを合成する画像合成部とを具備した構成を有している。

この構成により、超音波プローブの位置をプローブ位置検出手段で特定し、カメラを自動的に超音波プローブと診断部位が撮像できる位置に移動し、カメラを超音波プローブと診断部位の方向に向け、ズームできることで、プローブ位置等の撮影状況を正確に表示した画像を撮像し、超音波画像とともに記録することができる。

また、本発明の超音波診断装置は、請求項１記載の超音波診断装置において、カメラの撮像方向を設定するカメラ位置設定部を着脱できる着脱部を有している。

この構成により、超音波プローブの以外の画像を撮像することが可能となり、診断時に、被験者の顔写真を撮像し、患者情報の一部として記録することが可能になる。被験者の顔写真を記録しておくことで、経過観察時や、手術等の検討など、超音波画像を取得した時とは異なる時に超音波画像を見直す場合に、被験者の名前やＩＤだけではなく、顔写真を見て、超音波画像や計測データを見直すことが出来るようになるため、被験者の取り違えによる誤診を防ぐことが出来る。また医師または超音波診断装置の操作者の顔写真を撮像し、超音波診断装置に保存しておくことで、文字入力などで操作者名を記録しなくても、操作者を記録することが可能となる。

さらに、本発明の超音波診断装置は、請求項1または２記載の超音波診断装置において、被験者の各診断部位の位置を特定できる身体位置検出手段と、プローブ位置検出手段により特定された超音波プローブの位置と身体位置検出手段により特定された部位から診断を実施しようとしている診断部位を特定し、その診断部位に適した超音波診断装置の画像パラメータを選択、設定する画像パラメータ制御部を具備した構成を有している。

この構成により、身体位置検出手段とプローブ位置検出手段を用いて、超音波プローブが身体のどの診断部位にあるかを特定することができる。画像パラメータ制御部にて、前記により特定された診断部位に最適な画像パラメータを算出、各ハードウェアを設定することにより、超音波診断装置の画像を、診断部位ごとに最適化された超音波画像に調整し、表示することが可能となる。

さらに、本発明の超音波診断装置は、請求項１記載の超音波診断装置において、超音波画像と、カメラが撮像した画像を合成した合成画像を記録できる記録装置を具備した構成を有している。

この構成により、超音波プローブを用いて診断している状況を、カメラにて動画像で撮像し、超音波画像に合成することにより、超音波プローブの被験者への当て方や煽り方、被験者に当てる部位などを、取得できる超音波画像と同時に記録できるようになる。そのため超音波診断を実施するための手技を記録することが出来、超音波検査技師等の教育に役に立つ資料を作成することが出来ることとなる。

本発明は、画像を撮像するカメラと、前記カメラの撮像方向を設定するカメラ位置設定部と、超音波プローブの位置を検出するプローブ位置検出手段と、前記カメラで撮像した画像と超音波画像とを合成する画像合成部とを設けることにより、超音波プローブの位置をプローブ位置検出手段で特定し、カメラを自動的に超音波プローブと診断部位が撮像できる位置に移動し、カメラを超音波プローブと診断部位の方向に向け、ズームできることで、プローブ位置等の撮影状況を正確に表示した画像を撮像し、超音波画像とともに記録するという効果を有する超音波診断装置を提供することができるものである。

以下、本発明の実施の形態の超音波診断装置について、図面を用いて説明する。

本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置を図１に示す。

図１において、本超音波診断装置は、医師または超音波診断装置の操作者（以下、単に操作者と称す）が被験者に対して超音波ビームの送波を行い、関心領域より反射し、返ってきたエコーデータを受信する超音波プローブ１７、超音波プローブ１７に対して駆動信号を送信、またエコーデータを受信する送受信回路１０、送受信回路１０で受信したエコーデータを検波する検波回路１１、検波回路１１で検波されたエコーデータを二次元の超音波画像として表示するためエコーデータ１本ごとに変換処理を行うＤＳＣ(Digital Scan Converter)１２、ＤＳＣ１２でエコーデータ１本ごとに変換されていくデータを１枚の超音波画像としてモニタ１６で表示できるようにするため、超音波画像１枚分のデータを貯えておくフレームメモリ１３、プローブの位置を特定するため、プローブの位置を測位するプローブ位置検出手段２０、プローブ位置検出手段２０の情報に従い、カメラの位置やズーム比率を決め、カメラのズーム、移動、方向の変更などができるカメラ位置設定部２１、カメラ位置制御部２１により、超音波プローブ１７と診断部位等の撮影状況を正確に表示した画像を撮像するカメラ１５、カメラ１５により撮像された画像と、フレームメモリ１３にて構築された超音波画像を合成・重畳する画像合成回路１4、画像合成回路１４により合成された画像を表示するモニタ１６から構成されている。

以上のように構成された超音波診断装置について、動作を説明する。

まず、操作者が、被験者の診断したい部位に、超音波プローブ１７を当てる。その際に、プローブの位置を特定するプローブ位置検出手段２０にて超音波プローブの位置を特定する。プローブ位置検出手段は、画像処理による点追跡、超音波による空間位置センサ、磁気による空間位置センサなどが考えられる。画像処理による点追跡は、ビデオカメラから取り込んだ動画像について，その画面内の特徴点(例えばLED(Light Emitting Diode)マーカーなど)の3次元位置をリアルタイムで計測するものである。また超音波による空間位置センサは、超音波プローブにつけた超音波発振器に対して3つの受信器を置き、各々に超音波が到達するまでの時間遅れを計測、三角測量の原理で受信機と発信機の位置を定める。また磁気による空間センサは，磁束の変化によって，コイルに起電力が生ずる原理により、位置を特定することが出来る。また超音波プローブ１７に受信器を取り付け、複数箇所から信号を発信することで、超音波プローブ１７の位置を特定しても良い。またプローブに加速度センサを付与し、移動による加速度を検知し、基準位置からの移動距離を測位し、超音波プローブ１７の位置を特定してもよい。

プローブ位置検出手段２０により特定した位置にて、プローブ位置等の撮影状況を正確に表示した画像を取得できるように、カメラ位置設定部２１を用いて、カメラ１５を移動し、カメラを超音波プローブと診断部位の方向に向け、画像をズームする。例えばカメラ位置設定部は、超音波診断装置や操作者の影にならないように、被験者の居るベットの周囲を縦横に移動できるようにしてもよい。そしてカメラ１５にて取得した画像と、フレームメモリ上に構築された画像を、画像合成回路１４にて合成し、モニタ１６に表示をする。

画像を合成するタイミングは、フリーズキーと連動させることで、フリーズ時に取得した超音波画像と同時にプローブ位置等の撮影状況を正確に表示した画像を取得できるようにしても良い。また診断部位に超音波プローブ１７を当てた時に、超音波プローブに付与されたボタンを押し、カメラ１５を撮像するようにしても良い。またプリンタや画像記録装置等に超音波画像を保存する際に、ボタンを押下し、印画紙や電子ファイルとして保存するが、そのボタンと同期を取り、カメラ１５にて、プローブ位置等の撮影状況を正確に表示した画像を取得できるようにしても良い。また被験者の顔を撮像できる位置にカメラを移動し、被験者の顔を撮像し、患者情報の一部として、保管できるようにしても良い。

このような本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置によれば、画像を撮像するカメラと、前記カメラの撮像方向を設定するカメラ位置設定部と、超音波プローブの位置を検出するプローブ位置検出手段と、前記カメラで撮像した画像と超音波画像とを合成する画像合成回路とを設けることにより、超音波プローブの位置をプローブ位置検出手段で特定し、カメラを自動的に超音波プローブと診断部位が撮像できる位置に移動し、カメラを超音波プローブの方向に向け、ズームできることで、プローブ位置等の撮影状況を正確に表示した画像を撮像し、超音波画像とともに記録することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態の超音波診断装置を示す。

図１において、カメラ位置設定部２１を超音波診断装置本体部と着脱可能としている着脱部(不図示)で取り外し、カメラ１５を自由な位置に移動し、自由な方向に向け、自由にズーム等が出来るように構成されている。

以上のように構成された超音波診断装置について、動作を説明する。

まず、診断を開始する際に、患者名を入力し、診断を行った超音波画像のデータがどの被験者の画像であるかを特定できるようにする。その際にカメラ１５にて、被験者の顔写真３４を撮像し、図２に示すように、患者データ３２とともに記録する。例えば患者名、年齢、性別等を記載する患者情報表示ページ３１に顔写真３４を載せても良いし、超音波画像で計測したデータ、例えばＣＲＬ（crown rump length：胎児頭殿長）、ＢＰＤ（biparietal diameter：児頭大横径）などを表示するレポートページに被験者の顔写真を表示してもよい。

以上のように本発明の第２の実施の形態の超音波診断装置によれば、請求項１記載の超音波診断装置において、カメラの撮像方向を設定するカメラ位置設定部を着脱できることにより、超音波プローブの以外の画像を撮像することが可能となり、診断時に、被験者の顔写真を撮像し、患者情報の一部として記録することが可能になる。被験者の顔写真を記録しておくことで、経過観察時や、手術等の検討など、超音波画像を取得した時とは異なる時に超音波画像を見直す場合に、被験者の名前やＩＤだけではなく、顔写真を見て、超音波画像や計測データを見直すことが出来るようになるため、被験者の取り違えによる誤診を防ぐことが出来る。また医師または超音波診断装置の操作者の顔写真を撮像し、超音波診断装置に保存しておくことで、文字入力などで操作者名を記録しなくても、操作者を記録することが可能となる。

次に、本発明の第３の実施の形態の超音波診断装置を図３に示す。

図３において、本超音波診断装置は、第１または第２の実施の形態の構成に、被験者の各診断部位の位置を特定できる身体位置検出手段２２と、プローブ位置検出手段２２により特定された超音波プローブの位置と身体位置検出手段２２より特定された診断している部位から診断を実施しようとしている診断部位を特定し、その診断部位に適した画像パラメータを選択し、超音波診断装置の各種画像パラメータを設定する画像パラメータ制御部２３とから構成されている。

以上のように構成された超音波診断装置について、動作を説明する。

まず、超音波プローブ１７を診断部位に当て、操作者が各種画像パラメータを切り替えるタイミングを超音波診断装置に通知するため診断部位切替えキーを押下し、プローブ位置検出手段２０により超音波プローブ１７の位置を特定する。そして、身体位置検出手段２２により、超音波プローブ１７の位置が被験者のどの部位を診断しているかを特定する。身体位置検出手段は、身体の形を記載したマットの上に被験者を寝かせ、身体の絶対的な位置を特定しても良いし、各診断部位ごとに、発信機を付け、位置を特定しても良い。また身体の形を画像処理にて特定するようにしても良い。身体位置検出手段２２にて特定された診断部位に適した画像パラメータを選択し、送受信回路１０、検波回路１１、ＤＳＣ１２など、超音波診断装置の各種画像パラメータを、診断するのに最適な超音波画像が表示できるように設定する。本設定を行うタイミングは、患者切替えキー（Ｎｅｗキー）を押下した際に切替えても良い。

以上のように本発明の第３の実施の形態の超音波診断装置によれば、請求項1または２記載の超音波診断装置において、被験者の各診断部位の位置を特定できる身体位置検出手段と、プローブ位置検出手段により特定された超音波プローブの位置と身体位置検出手段より特定された診断している部位から診断を実施しようとしている診断部位を特定し、その診断部位に有った画像パラメータを選択し、超音波診断装置の各種画像パラメータを設定する画像パラメータ制御部を設けることにより、身体位置検出手段とプローブ位置検出手段を用いて、超音波プローブが身体のどの診断部位にあるかを特定することができる。画像パラメータ制御部にて、前記により特定された診断部位に最適な画像パラメータを算出、各ハードウェアを設定することにより、超音波診断装置の画像を、診断部位ごとに最適化された超音波画像に調整し、表示することが可能となる。

本発明の第４の実施の形態の超音波診断装置を図４に示す。

図４において、本超音波診断装置は、請求項１記載の超音波診断装置において、フレームメモリ１３上に構築された超音波画像と、カメラ１５で撮像された動画像を、画像合成回路１４で合成した画像を記録できる記録装置２４を具備した構成である。

以上のように構成された超音波診断装置について、動作を説明する。

まず、操作者は診断部位に超音波プローブ１７を当て、超音波画像を取得する。その際に、同時にカメラ位置設定部２１により、位置制御されたカメラ１５を用いて、操作者が超音波プローブ１７にて、超音波画像を取得する状況を動画像で取得する。このとき同時に得られた超音波画像と、カメラ１５にて取得された画像を、画像合成回路１４にて合成し、記録装置２４にて、合成された画像を記録する。

このような本発明の第４の実施の形態の超音波診断装置によれば、請求項１記載の超音波診断装置において、超音波画像と、カメラから撮像された画像を合成した画像を記録できる記録装置を設けることにより、超音波プローブを用いて診断している状況を、カメラにて動画像で撮像し、超音波画像に合成することにより、超音波プローブの被験者への当て方や煽り方、被験者に当てる部位などを、取得できる超音波画像と同時に記録できるようになる。そのため超音波診断を実施するための手技を記録することが出来、超音波検査技師等の教育に役に立つ資料を作成することが出来る。

なお、被験者を再度診断するに当たり、前回の診断位置を確認する場合、前回記憶したプローブ位置等の撮影状況を正確に表示した画像と超音波画像との合成画像を呼び出し、今回のプローブ位置の画像と呼び出した合成画像とを対比し、今回のプローブ位置と合成画像中のプローブ位置とのずれが所定の範囲内に入った場合、一致した旨を報知するようにしてもよい。こうすることで、前回の診断と今回の診断との対比がよりしやすくなり、診断部位の特定がより簡易にできるようになる。

以上のように、本発明にかかる超音波診断装置は、画像を撮像するカメラと、前記カメラの撮像方向を設定するカメラ位置設定部と、超音波プローブの位置を検出するプローブ位置検出手段と、前記カメラで撮像した画像と超音波画像とを合成する画像合成回路とを設けることにより、超音波プローブの位置をプローブ位置検出手段で特定し、カメラを自動的に超音波プローブと診断部位が撮像できる位置に移動し、カメラを超音波プローブと診断部位の方向に向け、ズームできることで、プローブ位置等の撮影状況を正確に表示した画像を撮像し、超音波画像とともに記録するという効果を有し、プローブ位置等の撮影状況を正確に表示した画像を超音波画像の付加情報として使用できる超音波診断装置等として有用である。

本発明の第１の実施の形態における超音波診断装置のブロック図 本発明の第２の実施の形態における超音波診断装置の画面例説明図 本発明の第３の実施の形態における超音波診断装置のブロック図 本発明の第４の実施の形態における超音波診断装置のブロック図 従来の超音波診断装置のブロック図

符号の説明

１０ 送受信回路
１１ 検波回路
１２ ＤＳＣ
１３ フレームメモリ
１４ 画像合成回路
１５ カメラ
１６ モニタ
１７ 超音波プローブ
２０ プローブ位置検出手段
２１ カメラ位置設定部
２２ 身体位置検出手段
２３ 画像パラメータ制御部
２４ 記録装置
３０ 超音波診断装置
３１ 患者情報表示ページ
３２ 患者データ
３３ 超音波画像
３４ 被験者の顔写真

Claims (4)

1. 画像を撮像するカメラと、前記カメラの撮像方向を設定するカメラ位置設定部と、超音波プローブの位置を検出するプローブ位置検出手段と、前記カメラで撮像した画像と超音波画像とを合成する画像合成部を具備する超音波診断装置。
2. 前記カメラ位置設定部を着脱できる着脱部を有する請求項１記載の超音波診断装置。
3. 被験者の各診断部位の位置を特定できる身体位置検出手段と、プローブ位置検出手段により特定された超音波プローブの位置と前記身体位置検出手段により特定された診断している部位の位置情報から診断を実施しようとしている診断部位を特定し、その診断部位に適した画像パラメータを選択し、超音波診断装置の前記画像パラメータを設定する画像パラメータ制御部を具備する請求項1または２記載の超音波診断装置。
4. 前記超音波画像とカメラで撮像された画像を合成した合成画像を記録できる記録装置を具備した請求項1に記載の超音波診断装置。

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