JP2013135776A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業性の向上及び正確な穿刺を実現する。
【解決手段】超音波診断装置１は、被検体に超音波を送信し、その被検体からの反射波を受信する超音波プローブ２と、その超音波プローブ２に装着され、被検体に挿入される穿刺針を被検体に対する挿入角度を変更可能に保持する穿刺アダプタと、超音波プローブ２により受信された反射波に応じて被検体の超音波画像を表示する表示部７と、操作者により入力操作される入力部８と、その入力部に対する操作者の入力操作に応じて、表示部７により表示された超音波画像内に関心領域を設定し、設定した関心領域内を通過するラインであって穿刺アダプタにより保持された穿刺針を案内する穿刺ガイドラインを超音波画像に重ねて表示部７に表示させる制御部９とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、超音波診断装置に関する。

超音波診断装置は、超音波を送受信する超音波プローブにより被検体内を超音波で走査して被検体内からの反射波を受信し、その反射波の強度分布を輝度情報に変換して受信信号を生成し、その後、生成した受信信号を基に被検体の内部状態を超音波画像（超音波断層像）として画像化する装置である。この超音波診断装置は生検や治療などにおいて穿刺を行う場合にも用いられている。

穿刺を行う術者は、超音波診断装置により表示される超音波画像を見て被検体内のターゲット（例えば、患部）を確認しつつ、被検体の表面からターゲットに向けて穿刺針を挿入し、組織の採取や薬剤の注入などを行う。このとき、超音波プローブには、穿刺針の挿入を補助する穿刺アダプタが装着されている。この穿刺アダプタは、穿刺針をスライド移動可能に保持し、被検体の表面に対する穿刺針の挿入角度を固定する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１２０５５３号公報

しかしながら、術者が超音波画像を見て被検体内のターゲットを確認しつつ、穿刺針の挿入角度を所望角度に調整することは手間であり、作業性が低く、さらに、正確な位置に穿刺を行うことも困難である。また、前述のように穿刺アダプタにより穿刺針の挿入角度が固定されているため、被検体や超音波プローブの動きに応じてターゲットの位置がずれると、穿刺針の挿入角度がターゲットに合わせた所望角度でなくなってしまう。このため、術者は、再び前述のように超音波画像を視認しながら穿刺針の挿入角度の調整を行う必要があり、作業性が低くなってしまう。

本発明が解決しようとする課題は、作業性の向上及び正確な穿刺を実現することができる超音波診断装置を提供することである。

実施形態に係る超音波診断装置は、被検体に超音波を送信し、その被検体からの反射波を受信する超音波プローブと、超音波プローブに装着され、被検体に挿入される穿刺針を被検体に対する挿入角度を変更可能に保持する穿刺アダプタと、超音波プローブにより受信された反射波に応じて、被検体の超音波画像を表示する表示部と、操作者により入力操作される入力部と、入力部に対する操作者の入力操作に応じて、表示部により表示された超音波画像内に関心領域を設定する領域設定部と、穿刺アダプタにより保持された穿刺針を案内するラインであって領域設定部により設定された関心領域内を通過する穿刺ガイドラインを超音波画像に重ねて表示部に表示させる表示制御部とを備える。

実施の一形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。 図１に示す超音波診断装置が備える超音波プローブに装着された穿刺アダプタの概略構成を示す図である。 図２に示す穿刺アダプタが備える挿入禁止機構の概略構成を示す図である。 図１に示す超音波診断装置が備える制御部の概略構成を示すブロック図である。 図４に示す制御部が備える領域設定部が行う関心領域設定を説明するための説明図である。 図４に示す制御部が備える表示制御部が行う穿刺ガイドライン表示を説明するための説明図である。 図４に示す領域設定部が行う関心領域移動及び表示制御部が行う穿刺ガイドライン移動を説明するための説明図である。 図１に示す超音波診断装置が行う画像表示処理の流れを示すフローチャートである。 図８に示す画像表示処理における血管交差に関する警告表示を説明するための説明図である。 図８に示す画像表示処理における認識不能に関する警告表示を説明するための説明図である。

本発明の実施の一形態について図面を参照して説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置１は、患者などの被検体に対して超音波の送受信（送受波）を行う超音波プローブ２と、その超音波プローブ２に対する駆動信号の送信及び超音波プローブ２からの反射信号の受信を行う送受信部３と、その反射信号を処理する信号処理部４と、データ変換を行うＤＳＣ（Digital Scan Converter）５と、超音波画像を生成する画像生成部６と、各種画像を表示する表示部７と、医師などの操作者により入力操作される入力部８と、各部を制御する制御部９と、各種情報を記憶する記憶部１０とを備えている。

超音波プローブ２は、被検体の表面にその先端面を接触させた状態で、超音波の送受信を行う超音波探触子である。この超音波プローブ２は、複数の圧電振動子を内蔵しており、それらは先端面に二次元的に配列されている。超音波プローブ２は、各圧電振動子により被検体に対して超音波を送信し、被検体からの反射波をエコー信号として受信する。

送受信部３は、超音波プローブ２に超音波を発生させるための駆動信号、すなわち各圧電振動子に印加する電気パルス信号（励起信号）を生成し、その電気パルス信号を超音波プローブ２に送信する。さらに、送受信部３は、超音波プローブ２からの反射信号、すなわちエコー信号を受信し、その受信信号に対して整相加算を行い、その整相加算により得られた信号を信号処理部４に出力する。

信号処理部４は、Ｂモード処理部、ドプラ処理部及びカラーモード処理部などを有している。Ｂモード処理部は、送受信部３から供給された信号（エコー信号）の振幅情報の映像化を行い、Ｂモード超音波ラスタデータを生成してＤＳＣ５に出力する。ドプラ処理部は、送受信部３から供給された信号からドプラ偏移周波数成分を取り出し、さらにＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理などを施し、血流情報を生成してＤＳＣ５に出力する。カラーモード処理部は、送受信部３から供給された信号に基づいて血流情報の映像化を行い、カラー超音波ラスタデータを生成してＤＳＣ５に出力する。

ＤＳＣ５は、スキャンコンバージョン処理を行うことによって、信号処理部４から供給されたデータを直交座標で表される超音波画像に変換する。例えば、ＤＳＣ５は、Ｂモード処理部から出力されたＢモード超音波ラスタデータに対してスキャンコンバージョン処理を施し、被検体の組織形状を二次元情報として表す超音波画像（超音波断層像）である断層像データを生成する。ＤＳＣ５は、その断層像データを画像生成部６や制御部９に出力する。

画像生成部６は、ＤＳＣ５から供給された断層像データからボクセルデータを生成し、さらに、ボリュームレンダリング処理を行って二次元の超音波画像や三次元の超音波画像などを生成し、その二次元の超音波画像や三次元の超音波画像を表示部７に出力する。

表示部７は、例えば液晶ディスプレイあるいはＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイにより構成されており、画像生成部６により生成された超音波画像などの各種画像を表示する。

入力部８は、トラックボールやスイッチ、ボタン、キーボード、マウスなどの入力デバイスにより構成されている。この入力部８が操作者により用いられ、患者情報や撮像種類、撮像開始、撮像終了、超音波画像でのターゲット（例えば、患部）上の関心領域の指定などの入力操作が行われる。入力部８は、操作者の入力操作の内容を表わす信号を制御部９に出力する。

制御部９は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などにより構成されており、入力部８からの入力信号に基づいて、ＲＯＭに記憶されているプログラムなどを読み出して実行し、各部の制御を行う。また、制御部９は、所定の処理を行うことによって得られたデータと、ＤＳＣ５から供給された超音波画像のデータを含む診断情報を記憶部１０に出力する。

記憶部１０は、例えば大容量のＨＤＤ（Hard Disc Drive）やフラッシュメモリなどにより構成されており、制御部９から供給された診断情報などを記憶するデータベースとして機能する。また、記憶部１０は、制御部９が実行するプログラムや画像生成に必要なデータなども記憶している。

次に、前述の超音波プローブ２に装着される穿刺アダプタ１１について説明する。

図２に示すように、穿刺アダプタ１１は、基体となるアダプタ本体１１ａと、穿刺針Ｈ１をスライド移動可能に保持する針保持部１１ｂと、その針保持部１１ｂの角度を変える角度変更部１１ｃと、穿刺針Ｈ１の挿入を禁止する挿入禁止機構１１ｄとを備えている。なお、穿刺針Ｈ１は、組織採取や薬剤注入などのために用いられ、術者により被検体内に挿入される。

アダプタ本体１１ａは、超音波プローブ２の所定位置に穿刺アダプタ１１を固定して装着する装着機構として機能する。このアダプタ本体１１ａは、超音波プローブ２に着脱可能に形成されており、穿刺アダプタ１１を超音波プローブ２の所定位置に固定する。

針保持部１１ｂは、アダプタ本体１１ａの端部に設けられており、穿刺針Ｈ１を挟持してその延伸方向に移動可能に保持し、その穿刺針Ｈ１を被検体の所望位置に所定の挿入角度で案内する針案内機構として機能する。この針保持部１１ｂは、アダプタ本体１１ａに角度調整可能に形成されており、穿刺針Ｈ１を所望の挿入角度で固定する。この固定された挿入角度で穿刺針Ｈ１が術者により被検体に挿入されると、その穿刺針Ｈ１は超音波画像Ｇ１に映し出される。

角度変更部１１ｃは、針保持部１１ｂの角度を変えて穿刺針Ｈ１の挿入角度を変更する角度変更機構として機能する。この角度変更部１１ｃは、駆動源となるモータなどを有している。このモータは制御部９に電気的に接続されており、その制御部９による制御に応じて駆動する。

挿入禁止機構１１ｄは、図３に示すように、穿刺針Ｈ１の抜きさし（穿刺針Ｈ１の抜かれる方向及び刺さる方向への移動）に伴って回転する歯車２１と、その歯車２１の一方向（図３では、反時計回り方向）の回転を止める爪となる歯止め２２とを有している。

歯車２１は、穿刺針Ｈ１に接触する回転可能な回転ローラ２３と同じ回転軸に設けられている。このため、その回転ローラ２３が穿刺針Ｈ１の抜きさしに伴って回転すると、歯車２１も回転することになる。なお、回転ローラ２３は複数個設けられており、それらの回転ローラ２３により穿刺針Ｈ１のスムーズな抜きさしが可能になる。

歯止め２２は、歯車２１の歯に当接して反時計回りの回転を禁止する禁止位置（図３中の実線）と、その回転禁止を解除する解除位置（図３中の一点鎖線）とに移動可能に形成されている。この歯止め２２は、駆動源となるモータにより禁止位置と解除位置に回転して移動する。モータは制御部９に電気的に接続されており、その制御部９による制御に応じて駆動する。

このような挿入禁止機構１１ｄでは、歯車２１が時計回り方向に回転するとき、歯止め２２は歯車２１の歯を乗り越えて元の位置に戻るが、その逆の反時計回りに回転しようとしても、歯止め２２が歯車２１の歯に食い込むため、歯車２１は回転することができない。

したがって、歯止め２２が禁止位置に移動すると、その歯止め２２が歯車２１の歯に当接し、歯車２１は反時計回りに回転することが規制される。これにより、歯車２１に接触している穿刺針Ｈ１が被検体に刺さる方向（近づく方向）に移動することが止められ、穿刺針Ｈ１を刺す行為が禁止される。ただし、このとき、歯車２１の時計回りに回転することは規制されないため、穿刺針Ｈ１が被検体から抜かれる方向（離れる方向）に移動することは止められず、穿刺針Ｈ１を抜く行為は禁止されない。

なお、この挿入禁止機構１１ｄとしては、前述のようなラチェット機構を用いているが、これに限るものではなく、例えば、ワンエイクラッチ機構などの他の機構を用いることも可能である。

次に、前述の制御部９について詳しく説明する。

図４に示すように、制御部９は、関心領域Ｒ１を設定する領域設定部９ａと、被検体に挿入される穿刺針Ｈ１を案内する穿刺ガイドラインＬ１を表示部７に表示させる表示制御部９ｂと、穿刺アダプタ１１の角度変更部１１ｃを制御する角度制御部９ｃとを備えている。

この制御部９には、針保持部１１ｂの角度を検出する角度検出部９ｄが接続されている。この角度検出部９ｄは、角度変更部１１ｃが備えるロータリエンコーダからの信号に応じて針保持部１１ｂの角度、すなわち穿刺針Ｈ１の挿入角度を検出し、その検出した挿入角度を角度制御部９ｃに出力する。

領域設定部９ａは、図５に示すように、表示部７により表示された超音波画像Ｇ１内に関心領域Ｒ１を設定する。このとき、操作者は入力部８を入力操作してターゲット上の所望領域を選択して指定する。これに応じて、領域設定部９ａは、その指定された所望領域を関心領域Ｒ１として設定して把握する。なお、図５では、所望領域としては、丸形状の領域を指定しているが、これに限るものではなく、例えば、楕円形状や四角形状、フリー形状などの領域を指定しても良い。

表示制御部９ｂは、図６に示すように、領域設定部９ａにより設定された関心領域Ｒ１内を通過する穿刺ガイドラインＬ１を生成し、生成した穿刺ガイドラインＬ１を超音波画像Ｇ１に重ねて表示部７に表示する。このとき、表示制御部９ｂは、穿刺ガイドラインＬ１を、穿刺針Ｈ１が針保持部１１ｂの角度調整範囲内で最適な挿入角度で関心領域Ｒ１の中心を通過するように生成する。

角度制御部９ｃは、角度検出部９ｄにより現在の挿入角度を把握し、穿刺針Ｈ１が穿刺ガイドラインＬ１に合うよう、すなわち穿刺ガイドラインＬ１を含む仮想直線上に位置するように角度変更部１１ｃを制御し、針保持部１１ｂの角度を調整する。これにより、穿刺針Ｈ１の挿入角度は前述の最適な挿入角度になる。

なお、穿刺を行う術中には、被検体や超音波プローブ２の動きに応じてターゲットの位置がずれてしまうことがある。この場合には、領域設定部９ａは、図７に示すように、被検体や超音波プローブ２の動き、すなわちターゲットの動きに応じて関心領域Ｒ１を移動させる。詳しくは、領域設定部９ａは、被検体と関心領域Ｒ１との相対位置関係を把握しておき、その相対位置関係に基づき、被検体や超音波プローブ２の動きに応じて関心領域Ｒ１を移動させる。このため、被検体や超音波プローブ２の動きによるターゲットの位置ずれに追従して、関心領域Ｒ１が移動することになる。

この関心領域Ｒ１の移動に応じて、表示制御部９ｂは、関心領域Ｒ１の移動量から穿刺ガイドラインＬ１を補正し、関心領域Ｒ１の中心を通過する穿刺ガイドラインＬ１を生成して表示する。これにより、関心領域Ｒ１の移動に追従して、穿刺ガイドラインＬ１も移動することになる。

さらに、前述の穿刺ガイドラインＬ１の移動に応じて、角度制御部９ｃは、前述と同様に、穿刺針Ｈ１が穿刺ガイドラインＬ１に合うよう、すなわち穿刺ガイドラインＬ１を含む仮想直線上に位置するように角度変更部１１ｃを制御する。このため、穿刺ガイドラインＬ１の移動に追従して、穿刺針Ｈ１の挿入角度が調整され、穿刺針Ｈ１が自動的に穿刺ガイドラインＬ１を含む仮想直線上に位置付けられることになる。

次に、前述の超音波診断装置１が行う画像表示動作、すなわち超音波画像Ｇ１及び穿刺ガイドラインＬ１を含む画像の表示動作について説明する。なお、超音波診断装置１の制御部９が各種プログラム及び各種情報に基づいて画像表示処理を実行する。

図８に示すように、最初に、ターゲット（例えば、患部）を含む超音波画像Ｇ１が表示部７に表示される（ステップＳ１）。その後、所望領域が指定されたか否かが判断され（ステップＳ２）、この判断は所望領域が指定されるまで繰り返される（ステップＳ２のＮＯ）。

医師などの術者は、まず、穿刺アダプタ１１が装着された超音波プローブ２の先端面を被検体に当接させてその位置を維持し、被検体内の撮像を開始する。これに応じて、超音波プローブ２が被検体に向けて超音波を送信し、被検体からの反射波を受信し、超音波画像Ｇ１が表示部７により表示される。術者は、その超音波画像Ｇ１を見ながら穿刺を行うが、その前に、超音波画像Ｇ１を視認してマウスなどの入力部８を操作し、超音波画像Ｇ１内でターゲット上に、関心領域Ｒ１となる所望領域を指定する（図５参照）。

ステップＳ２において、所望領域が指定されたと判断されると（ステップＳ２のＹＥＳ）、その指定された所望領域が関心領域Ｒ１として設定される（ステップＳ３）。次いで、その関心領域Ｒ１の中心が算出され（ステップＳ４）、その関心領域Ｒ１の中心を通過する穿刺ガイドラインＬ１が求められて表示され（ステップＳ５）、その後、穿刺針Ｈ１が穿刺ガイドラインＬ１に合うようにその挿入角度が調整される（ステップＳ６）。

ステップＳ３及びステップＳ４では、領域設定部９ａが、指定された所望領域を関心領域Ｒ１として設定し、さらに、関心領域Ｒ１の中心座標を算出する。その後、表示制御部９ｂは、その関心領域Ｒ１の中心座標を通過する穿刺ガイドラインＬ１を生成し、生成した穿刺ガイドラインＬ１を超音波画像Ｇ１と共に表示部７に表示する（図６参照）。なお、穿刺ガイドラインＬ１は、穿刺針Ｈ１が針保持部１１ｂの角度調整範囲内で最適な挿入角度で関心領域Ｒ１の中心座標を通過するように生成されている。

ステップＳ６の挿入角度の調整では、角度制御部９ｃは、角度検出部９ｄにより現在の挿入角度を把握し、穿刺針Ｈ１が穿刺ガイドラインＬ１に合うよう、すなわち穿刺ガイドラインＬ１を含む仮想直線上に位置するように角度変更部１１ｃを制御し、針保持部１１ｂの角度を調整することで、穿刺針Ｈ１の挿入角度を前述の最適な挿入角度にする。これにより、自動的に穿刺針Ｈ１が穿刺ガイドラインＬ１を含む仮想直線上に位置付けられる。

ステップＳ６が完了すると、穿刺ガイドラインＬ１が血管Ｋ１と交差するか否かが判断され（ステップＳ７）、穿刺ガイドラインＬ１が血管Ｋ１と交差すると判断されると（ステップＳ７のＹＥＳ）、警告を行い（ステップＳ８）、一方、穿刺ガイドラインＬ１が血管Ｋ１と交差しないと判断されると（ステップＳ７のＮＯ）、そのままステップＳ９に処理は進む。

ステップＳ８の警告では、表示制御部９ｂは、図９に示すように、穿刺ガイドラインＬ１の線種（あるいは色）を変え、さらに、穿刺ガイドラインＬ１が被検体の血管Ｋ１と交差する旨を報知する警告画像Ｇ２を表示部７に表示させる。これにより、術者は、超音波画像Ｇ１から血管Ｋ１を視認することが困難である場合でも、穿刺ガイドラインＬ１が被検体の血管Ｋ１と交差することを確実に把握することができる。このような警告画像Ｇ２が無い場合には、操作者は、血管Ｋ１に気付かずに穿刺針Ｈ１を挿入し、血管Ｋ１を傷づけてしまう恐れがある。

図８に戻り、ステップＳ９では、関心領域Ｒ１が移動したか否かが判断され（ステップＳ９）、この判断は関心領域Ｒ１が移動するまで繰り返される（ステップＳ９のＮＯ）。ただし、撮像終了の指示が出された場合には、画像表示処理自体が強制的に終了する。

ここで、穿刺を行う術中には、被検体や超音波プローブ２の動きに応じてターゲットの位置がずれてしまうことがある。このため、領域設定部９ａは、被検体に対する関心領域Ｒ１の相対位置関係を把握し、その相対位置関係に基づき、被検体や超音波プローブ２の動きに応じて関心領域Ｒ１を移動させる（図７参照）。これにより、穿刺したいターゲットに関心領域Ｒ１が追従することになる。

ステップＳ９において、関心領域Ｒ１が移動したと判断されると（ステップＳ９のＹＥＳ）、その移動した関心領域Ｒ１は超音波画像Ｇ１上から外れたか否かが判断され（ステップＳ１０）、関心領域Ｒ１が超音波画像Ｇ１上から外れたと判断されると（ステップＳ１０のＹＥＳ）、警告を行い（ステップＳ１１）、一方、関心領域Ｒ１が超音波画像Ｇ１上から外れていないと判断されると（ステップＳ１０のＮＯ）、穿刺ガイドラインＬ１の移動を行い（ステップＳ１２）、処理がステップＳ６に戻る。

ステップＳ１１の警告では、表示制御部９ｂは、図１０に示すように、穿刺ガイドラインＬ１の線種（あるいは色）を変え、さらに、関心領域Ｒ１が超音波画像Ｇ１上から外れた旨、すなわち消失して認識不能である旨を報知する警告画像Ｇ３を表示部７に表示させる。これにより、操作者は、超音波画像Ｇ１から関心領域Ｒ１を視認することが困難である場合でも、関心領域Ｒ１が超音波画像Ｇ１上から外れたことをすぐに把握することができる。このような警告画像Ｇ３が無い場合には、操作者は、画像表示に関する各種設定や装置などの異常により関心領域Ｒ１の視認が困難であると考え、各種設定の変更や装置の再起動などの無駄な作業を行うことになってしまう。

ステップＳ１２の穿刺ガイドラインＬ１の移動では、表示制御部９ｂは、関心領域Ｒ１の中心座標の移動量（ずれ量）から穿刺針Ｈ１の挿入角度を補正し、その補正した挿入角度で関心領域Ｒ１の中心座標を通過する穿刺ガイドラインＬ１を生成して表示し、正確な位置に穿刺ガイドラインＬ１を移動させる（図７参照）。これにより、穿刺したいターゲットに穿刺ガイドラインＬ１が追従することになる。

この穿刺ガイドラインＬ１の移動に応じて、角度制御部９ｃは、角度検出部９ｄにより現在の挿入角度を把握し、穿刺針Ｈ１が穿刺ガイドラインＬ１に合うよう、すなわち穿刺ガイドラインＬ１を含む仮想直線上に位置するように角度変更部１１ｃを制御し、針保持部１１ｂの角度を調整することで、穿刺針Ｈ１の挿入角度を前述の補正した挿入角度にする。これにより、自動的に穿刺針Ｈ１が穿刺ガイドラインＬ１を含む仮想直線上に位置付けられる。

以上説明したように、本実施形態によれば、超音波画像Ｇ１内のターゲット上に所望領域が指定されると、その所望領域が関心領域Ｒ１として設定され、その関心領域Ｒ１内を通過する穿刺ガイドラインＬ１が超音波画像Ｇ１上に重ねて表示される。これにより、医師などの術者は、前述の角度変更部１１ｃが無い場合でも、穿刺を行う際に穿刺ガイドラインＬ１を視認しながら、穿刺針Ｈ１の挿入角度を所望角度に調整することが可能となるので、その調整作業は容易となる。また、被検体や超音波プローブ２の動きに応じてターゲットの位置がずれた場合でも、再度の調整作業も容易である。このようにして、作業性の向上及び正確な穿刺を実現することができる。

また、被検体と関心領域Ｒ１との相対位置関係を把握し、その相対位置関係に基づき、被検体又は超音波プローブ２の動きに応じて関心領域Ｒ１を移動させ、この関心領域Ｒ１の移動に応じて穿刺ガイドラインＬ１を移動させることによって、被検体や超音波プローブ２の動きに応じてターゲットの位置がずれた場合でも、穿刺したいターゲットに穿刺ガイドラインＬ１が追従するので、再度の調整作業もより容易となり、作業性を向上させることができ、さらに、術者は正確な穿刺を行うことができる。

また、穿刺ガイドラインＬ１に穿刺針Ｈ１を合わせるように角度変更部１１ｃを制御することによって、自動的に穿刺針Ｈ１が穿刺ガイドラインＬ１を含む仮想直線上に位置付けられるので、術者が穿刺針Ｈ１の挿入角度を所望角度に調整する作業を行う必要が無くなり、より作業性の向上及び正確な穿刺を実現することができる。特に、被検体や超音波プローブ２の動きに応じてターゲットの位置がずれた場合でも、穿刺ガイドラインＬ１を含む仮想直線上に穿刺針Ｈ１を自動的に位置付けることが可能である。

また、穿刺ガイドラインＬ１が被検体の血管Ｋ１と交差するか否かを判断し、穿刺ガイドラインＬ１が被検体の血管Ｋ１と交差すると判断した場合、穿刺針Ｈ１が被検体に刺さる方向に移動することを禁止する挿入禁止機構を動作させることによって、術者が超音波画像Ｇ１内に血管Ｋ１を視認することが困難である場合、穿刺ガイドラインＬ１が血管Ｋ１と交差しないと判断して穿刺を行おうとしても、穿刺針Ｈ１の挿入行為が禁止されているので、術者が血管Ｋ１に気付かずに穿刺針Ｈ１を挿入し、血管Ｋ１を傷づけてしまうことを抑止することができる。

また、穿刺ガイドラインＬ１が被検体の血管と交差すると判断した場合、穿刺ガイドラインＬ１の線種又は色を変えたり、あるいは、穿刺ガイドラインＬ１が被検体の血管と交差する旨を報知する警告画像Ｇ２を表示部７に表示させたりすることによって、術者は、超音波画像Ｇ１内に血管Ｋ１を視認することが困難である場合でも、穿刺ガイドラインＬ１が被検体の血管Ｋ１と交差することを容易にさらに確実に把握することができる。加えて、その把握作業が容易となるため、作業性を向上させることができる。

また、関心領域Ｒ１が超音波画像Ｇ１上から外れたか否かを判断し、関心領域Ｒ１が超音波画像Ｇ１上から外れたと判断した場合、穿刺針Ｈ１が被検体に刺さる方向に移動することを禁止する挿入禁止機構を動作させることによって、術者が超音波画像Ｇ１上に関心領域Ｒ１がまだ存在していると判断して穿刺を行おうとしても、穿刺針Ｈ１の挿入行為が禁止されているので、術者が無駄に穿刺針Ｈ１を挿入することを抑止することが可能となり、作業性を向上させることができる。

また、関心領域Ｒ１が超音波画像Ｇ１上から外れたと判断した場合、穿刺ガイドラインＬ１の線種又は色を変えたり、あるいは、関心領域Ｒ１が超音波画像Ｇ１上から外れた旨を報知する警告画像Ｇ３を表示部７に表示させたりすることによって、術者は、関心領域Ｒ１が超音波画像Ｇ１上から外れたことを視認することが困難である場合でも、関心領域Ｒ１が超音波画像Ｇ１上から外れたことを容易にさらに確実に把握することができる。加えて、その把握作業が容易となるため、作業性を向上させることができる。

なお、前述の実施形態では、針保持部１１ｂの角度を変更可能にしているが、これに限るものではなく、例えば、その針保持部１１ｂを水平方向に移動機構により移動可能にしても良い。この場合には、超音波プローブ２と針保持部１１ｂとの離間距離を調整することが可能となり、針保持部１１ｂの移動範囲に応じて穿刺針Ｈ１の挿入範囲を広げることができる。また、角度制御部９ｃにより前述の移動機構も制御可能にし、針保持部１１ｂの水平方向への移動を自動で行うようにしても良い。なお、針保持部１１ｂの角度は一軸方向に変更可能としているが、これに限るものではなく、例えば、二軸方向及びそれ以上の方向に変更可能にしても良い。

また、前述の実施形態では、超音波プローブ２として三次元（３Ｄ）の超音波プローブを用いているが、これに限るものではなく、例えば、四次元（４Ｄ）の超音波プローブを用いても良い。この四次元の超音波プローブは、その内部の振動子を繰り返し揺動させ、リアルタイムに三次元の超音波画像を取得する。この四次元の超音波プローブを用いた場合には、穿刺ガイドラインＬ１が表示されている超音波画像Ｇ１と同一平面に穿刺針Ｈ１を位置付けるため、超音波プローブの揺動方向に針保持部１１ｂの角度を調整可能にする。なお、その揺動方向への角度調整を自動で行うようにしても良い。

また、前述の実施形態では、警告の報知手段として警告画像Ｇ２、Ｇ３を表示しているが、これに限るものではなく、例えば、音声やランプ点灯などにより警告を行うようにしても良い。ただし、術者は、必ず、表示部７に表示された超音波画像Ｇ１を視認しながら穿刺を行うため、表示部７に警告画像Ｇ２、Ｇ３を表示することが望ましい。また、音声発生器やランプなどの他の構成を必要せず、費用などを抑える点からも、表示部７に警告画像Ｇ２、Ｇ３を表示することが望ましい。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 超音波診断装置
２ 超音波プローブ
７ 表示部
８ 入力部
９ａ 領域設定部
９ｂ 表示制御部
９ｃ 角度制御部
１１ 穿刺アダプタ
１１ｃ 角度変更部
１１ｄ 挿入禁止機構
Ｇ１ 超音波画像
Ｇ２ 警告画像
Ｇ３ 警告画像
Ｈ１ 穿刺針
Ｌ１ 穿刺ガイドライン
Ｒ１ 関心領域

Claims (9)

1. 被検体に超音波を送信し、その被検体からの反射波を受信する超音波プローブと、
   前記超音波プローブに装着され、前記被検体に挿入される穿刺針を前記被検体に対する挿入角度を変更可能に保持する穿刺アダプタと、
   前記超音波プローブにより受信された反射波に応じて、前記被検体の超音波画像を表示する表示部と、
   操作者により入力操作される入力部と、
   前記入力部に対する前記操作者の入力操作に応じて、前記表示部により表示された前記超音波画像内に関心領域を設定する領域設定部と、
   前記穿刺アダプタにより保持された前記穿刺針を案内するラインであって前記領域設定部により設定された前記関心領域内を通過する穿刺ガイドラインを前記超音波画像に重ねて前記表示部に表示させる表示制御部と、
   を備えることを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記領域設定部は、前記被検体と前記関心領域との相対位置関係を把握し、その相対位置関係に基づき、前記被検体又は前記超音波プローブの動きに応じて前記関心領域を移動させ、
   前記表示制御部は、前記関心領域の移動に応じて前記穿刺ガイドラインを移動させることを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
3. 前記穿刺アダプタは、前記穿刺針の挿入角度を変更する角度変更部を有しており、
   前記穿刺ガイドラインに前記穿刺針を合わせるように前記角度変更部を制御する角度制御部を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の超音波診断装置。
4. 前記穿刺アダプタは、前記穿刺針が前記被検体に刺さる方向に移動することを禁止する挿入禁止機構を有しており、
   前記表示制御部は、前記穿刺ガイドラインが前記被検体の血管と交差するか否かを判断し、前記穿刺ガイドラインが前記被検体の血管と交差すると判断した場合、前記挿入禁止機構を動作させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の超音波診断装置。
5. 前記表示制御部は、前記穿刺ガイドラインが前記被検体の血管と交差するか否かを判断し、前記穿刺ガイドラインが前記被検体の血管と交差すると判断した場合、前記穿刺ガイドラインの線種又は色を変えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の超音波診断装置。
6. 前記表示制御部は、前記穿刺ガイドラインが前記被検体の血管と交差するか否かを判断し、前記穿刺ガイドラインが前記被検体の血管と交差すると判断した場合、前記穿刺ガイドラインが前記被検体の血管と交差する旨を報知する警告画像を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の超音波診断装置。
7. 前記穿刺アダプタは、前記穿刺針が前記被検体に刺さる方向に移動することを禁止する挿入禁止機構を有しており、
   前記表示制御部は、前記関心領域が前記超音波画像上から外れたか否かを判断し、前記関心領域が前記超音波画像上から外れたと判断した場合、前記挿入禁止機構を動作させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の超音波診断装置。
8. 前記表示制御部は、前記関心領域が前記超音波画像上から外れたか否かを判断し、前記関心領域が前記超音波画像上から外れたと判断した場合、前記穿刺ガイドラインの線種又は色を変えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の超音波診断装置。
9. 前記表示制御部は、前記関心領域が前記超音波画像上から外れたか否かを判断し、前記関心領域が前記超音波画像上から外れたと判断した場合、前記関心領域が前記超音波画像上から外れた旨を報知する警告画像を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の超音波診断装置。

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