JP2017176365A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波診断装置においてユーザー操作を支援する。【解決手段】現操作項目の次に操作可能な複数の操作項目（次操作候補）について複数の遷移確率が判定される。その中の最大遷移確率に対応する次操作候補として推奨候補が選定される。遷移確率の判定に際しては、次操作候補への遷移が操作類型内遷移である場合には項目間遷移テーブルに従って遷移確率が判定される。一方、現操作項目から次操作候補への遷移が操作類型間遷移である場合には項目間遷移確率テーブル及び類型間遷移確率テーブルに従って遷移確率が判定される。【選択図】図６

Description

本発明は超音波診断装置に関し、特にユーザーの操作を支援するための技術に関する。

超音波検査においては、ユーザー（医師、検査技師等）によって、超音波診断装置に備わっている複数の操作資源が順次操作される。各操作資源は、ユーザーによって操作することが可能な物理的な操作資源であり、例えば、操作パネル内のスイッチ、ボタン、スライダ、ポインティングデバイス、キーボード等であり、また、メインディスプレイやサブディスプレイに表示されるアイコン、カーソル等である。なお、単一の操作資源が複数の状態を切り換えるスイッチとして機能する場合や、状況に応じて機能が変化するボタン等もある。

ユーザーは、プローブを片手で保持しながら、もう一方の手で操作パネル等を操作する必要がある。ルーチン化されていない超音波検査を行う場合や、熟練していない者が超音診断総装置を取り扱う場合、操作上の戸惑いや誤操作等を含め、ユーザー負担が大きくなる。熟練者においても、通常行っていない超音波検査を行う場合や緊急時対応の場合には操作時に戸惑いや混乱が生じることもある。そのような問題が生じない場合であっても、ユーザーにおいて画像観察やプローブ操作に専念させるためにも、操作上の負担を軽減することが求められる。このような背景から、超音波診断装置の分野において、操作支援技術つまり操作ナビゲーション技術の実現が望まれている。

特許文献１には、未設定の必須入力ボタンを識別表示する超音波診断装置が開示されている。特許文献２には、操作手順を表す情報を画面上に表示する医療装置が開示されている。

特開２００４−１２９８８２号公報 特開２００７−３３０３７４号公報

超音波診断装置において、実行済みの現在の操作を起点とし、次に行われる可能性がある複数の操作について、それぞれ遷移確率を求めておき、その中で最大の遷移確率に対応する操作を推奨操作としてユーザーに提示することが考えられる。そのような操作支援を行う場合、超音波診断装置の特有の事情に適合した遷移確率データベースを構築することが要望される。

本発明の目的は、超音波診断装置の操作を支援することにある。あるいは、超音波診断装置における操作に適合した遷移確率データベースを構築することにある。あるいは、細かい具体的な操作の流れ及び操作カテゴリレベルの大きな操作の流れの両方を考慮して推奨候補を選定できるようにすることにある。

本発明に係る超音波診断装置は、超音波診断のための複数の操作項目について複数の項目間遷移確率が登録された項目間遷移確率テーブルと、前記複数の操作項目の上位概念に相当する複数の操作類型について複数の類型間遷移確率が登録された類型間遷移確率テーブルと、を格納した記憶手段と、前記項目間遷移確率テーブル及び前記類型間遷移確率テーブルに基づいて、現操作項目の次に操作され得る複数の操作項目としての複数の次操作候補の中から、ユーザーに対して操作を推奨する推奨候補を選定する演算手段と、を含むものである。

前記演算手段は、前記次操作候補ごとに遷移確率を演算する手段であって、前記現操作項目から当該次操作候補への遷移が操作類型内遷移の場合には前記項目間遷移確率テーブルに基づいて当該次操作候補についての遷移確率を判定し、前記現操作項目から当該次操作候補への遷移が操作類型間遷移の場合には前記項目間遷移確率テーブル及び前記類型間遷移確率テーブルに基づいて当該次操作候補についての遷移確率を判定する遷移確率判定手段と、前記複数の次操作候補に対応する複数の遷移確率に基づいて前記推奨候補を選定する推奨候補選定手段と、を含むものである。

超音波診断装置の操作を階層的に考察した場合、「目的レイヤ」、「手段レイヤ」及び「操作レイヤ」の３つのレイヤを観念し得る。「目的レイヤ」は、超音波診断装置において実現したい複数の内容（目的）に相応する上位層である。通常、超音波診断に先だって、複数の内容の中から特定の内容がユーザーにより選択される。「手段レイヤ」は、複数の操作類型に相応する中位層である。診断開始から診断終了までの間において、ユーザーによる一連の操作項目の選択は、同時に、一連の操作類型の選択でもある。「操作レイヤ」は、ユーザーにより選択され得る具体的な複数の操作項目（例えば、Ｂモード、ゲイン、計測アイコン）に相応する下位層である。もっとも、個々の操作項目は、操作支援上あるいはテーブル構成上の論理的な操作要素あるいは状態遷移先として観念されるものであり、個々の操作項目が物理的な操作資源と一対一の関係に立つことまでは求められない。

以上のように、超音波診断装置の操作を階層的に捉え直して見ると、操作レイヤにおける操作項目間遷移とは別に手段レイヤにおける操作類型間遷移が観念される。よって、遷移確率を利用した操作ナビゲーションを実現するに際しては、操作レイヤというフェイズでの遷移確率、及び、手段レイヤというフェイズでの遷移確率、を利用するのが実態に即して合理的であると考えられる。例えば、一般に、手段レイヤにおいて一連の操作類型の流れや操作類型間ごとの遷移確率については、診断目的に依らない性質（普遍的性質）が認められ、一方、操作レイヤにおいて一連の操作項目の流れや操作項目間ごとの遷移確率については、診断目的に大きく依存する性質が認められる。よって、手段レイヤと操作レイヤとで遷移確率テーブルを別々に用意しておくのは合理的である。なお、操作レイヤ（下位層）における操作項目間遷移は細かい状態遷移であり、これに対して、手段レイヤにおける操作類型遷移は大まかな状態遷移であるから、前者によって後者が必ず生じるものではなく、つまり、操作項目間遷移には、操作類型間遷移を伴わないもの（操作類型内遷移）と、操作類型間遷移を伴うものと、がある。

以上のような理解の下、本発明においては、項目間遷移確率テーブル及び類型間遷移確率テーブルを利用して、ユーザーに操作を推奨する操作項目（つまり操作資源）の選定を行うものである。詳しくは、遷移確率判定手段が、現操作項目を起点とし、次に操作される可能性がある複数の操作項目（複数の次操作候補）について複数の遷移確率を求める。その際、現操作項目から特定の次操作候補（以下「注目次操作候補」という。）への遷移（以下「注目遷移」という。）が２つの操作類型を跨がない「操作類型内遷移」である場合には、遷移確率判定手段が、項目間遷移確率テーブルに従って注目次操作候補についての遷移確率を判定する。その遷移確率は項目間遷移確率に基づくものである。一方、現操作項目から注目候補への注目遷移が２つの操作類型を跨ぐ「操作類型間遷移」である場合には、遷移確率判定手段が、項目間遷移確率テーブル及び類型間遷移確率テーブルに従って注目候補についての遷移確率を判定する。その遷移確率は項目間遷移確率及び類型間遷移確率に基づくものである。

推奨候補選定手段は、複数の次操作候補について判定された複数の遷移確率に基づいて、複数の次操作候補の中から「推奨候補」（つまりユーザーに対して操作を推奨する操作項目）を選定する。例えば、最も大きな遷移確率に対応する次操作候補が推奨候補として選定される。推奨候補に対応する操作資源（実際に操作される操作資源）を他の操作資源から識別表示する制御が実行されるのが望ましい。

推奨候補選定手段において、ある閾値以上の遷移確率に対応する１又は複数の次操作候補が推奨候補として選定されてもよい。あるいは、遷移確率の大きさ順で上位ｎ個の次操作候補が推奨候補として選定されてもよい。ここで、ｎは１以上の整数である。ユーザーによってｎを指定できるように構成してもよく、あるいは、状況に応じて自動的にｎが可変設定されてもよい。遷移確率の大きさ順で強調態様を変化させてもよい。

望ましくは、前記遷移確率判定手段は、前記操作類型間遷移の場合には前記項目間遷移確率テーブルによって定まる遷移確率と前記類型間遷移確率テーブルによって定まる遷移確率とを乗算することにより前記次操作候補に対応する遷移確率を求める。この乗算により、操作項目という観点からの遷移確率に加えて操作類型という観点からの遷移確率までを考慮することが可能となる。乗算に代えて加算等の手法を利用することも考えられる。

望ましくは、前記類型間遷移確率テーブルは、前記複数の操作類型の上位概念に相当する複数の診断目的に対して共用されるテーブルであり、前記記憶手段は、前記複数の診断目的に対応する複数の項目間遷移確率テーブルを格納し、前記遷移確率判定手段は、前記複数の項目間遷移確率テーブルの内で、前記複数の診断目的の中から選択された特定の診断目的に対応する特定の項目間遷移確率テーブルを参照する。この構成によれば、類型間遷移確率テーブルの内容を変更すると、その影響が複数の診断目的に対して共通に及ぶことになる。一方、診断目的ごとに項目間遷移確率テーブルが用意されているので、個々の診断目的に適合した操作支援を行える。例えば、複数の項目間遷移確率テーブルを標準仕様として用意しておき、医療機関ごとの大きな手順の違いを類型間遷移確率テーブルに反映させてもよい。逆に、類型間遷移確率テーブルを標準仕様として用意しておき、医療機関ごとの細かい手順の違いを複数の項目間遷移確率テーブルに反映させてもよい。

なお、操作類型間遷移を伴わない（同じ操作類型内の）操作項目間遷移と、操作類型間遷移を伴う操作項目間遷移と、の間で遷移確率を相互比較できるように各テーブルを構成するのが望ましい。例えば、項目間遷移確率テーブルを作成する際に、類型間遷移確率テーブルの内容を考慮してもよい。あるいは。類型間遷移確率テーブルにおける個々の類型間遷移確率を微調整用の値としてもよい。

望ましくは、前記推奨候補に対応する操作資源を強調表示する表示制御手段を含む。複数の操作資源が強調表示されてもよい。その場合に色相、輝度その他によって序列が表現されてもよい。

望ましくは、前記記憶手段は、更に、操作項目ごとの選択回数を実績データとして格納し、前記実績データに基づいて前記項目間遷移確率テーブルの内容を更新する更新手段が設けられる。この構成によれば学習によって項目間遷移確率テーブルの内容を優良化できる。

望ましくは、前記更新手段は並列競合関係にある複数の遷移確率の並び換えにより前記項目間遷移確率テーブルの内容を更新する。この構成によれば、実績の過大評価や過小評価の問題を回避できる。

本発明に係る操作支援方法は、超音波診断のための複数の操作項目についての複数の項目間遷移確率が登録された項目間遷移確率テーブルと、前記複数の操作項目の上位概念に相当する複数の操作類型についての複数の類型間遷移確率が登録された類型間遷移確率テーブルと、に基づいて、現操作項目の次に操作され得る複数の操作項目としての複数の次操作候補の中から推奨候補を選定する選定工程と、前記推奨候補に対応する操作資源を他の操作資源から識別するための制御を実行する工程と、を含み、前記選定工程は、前記次操作候補ごとに遷移確率を演算する工程であって、前記現操作項目から当該次操作候補への遷移が操作類型内遷移の場合には前記項目間遷移確率テーブルに基づいて当該次操作候補についての遷移確率を判定し、前記現操作項目から当該次操作候補への遷移が操作類型間遷移の場合には前記項目間遷移確率テーブル及び前記類型間遷移確率テーブルに基づいて当該次操作候補についての遷移確率を判定する工程と、前記複数の次操作候補に対応する複数の遷移確率に基づいて前記推奨候補を選定する工程と、を含むことを特徴とする。この操作支援方法は、望ましくは、プログラムの機能によって実現され得る。そのプログラムは、可搬型記憶媒体又はネットワークを介して、超音波診断装置へインストールされる。超音波診断装置がタブレット端末等の情報処理装置によって構成されてもよい。

本発明によれば、超音波診断装置の操作を支援できる。あるいは、細かな操作項目単位での遷移確率に加えて、大きな操作類型単位での遷移確率までを考慮して、推奨候補を選定できる。

本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態を示すブロック図である。 超音波診断装置の操作を階層的に分解した場合において観念される階層構造を示す図である。 遷移確率データベースの構成例を示す図である。 類型間遷移確率テーブルを構成する複数の類型間遷移確率の一例を示す図である。 項目間遷移確率テーブルを構成する複数の項目間遷移確率の一例を示す図である。 複数の乗算結果の一例を示す図である。 学習による遷移確率の更新（並び換え）を説明するための図である。 操作支援のための動作の一例を示すフローチャートである。 操作支援状態にある操作パネルを示す図である。 操作支援のための第１表示例を示す図である 操作支援のための第２表示例を示す図である。 操作支援のための第３表示例を示す図である。 操作支援のための第４表示例を示す図である。 操作支援のための第５表示例を示す図である。 操作項目と操作資源との関係を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されている。この超音波診断装置は、病院等の医療機関において設置され、生体に対する超音波の送受波により超音波画像を形成する装置である。本実施形態に係る超音波診断装置は、操作支援機能あるいは操作ナビゲーション機能を備えている。超音波診断装置がフロントエンドユニットとバックエンドユニットとによって構成されてもよい。その場合、バックエンドユニットがタブレット型情報処理端末によって構成されてもよい。超音波診断装置がカート式の装置本体を備えていてもよい。

図１において、プローブ１０は超音波を送受波する送受波器である。プローブ１０には複数の振動素子からなるアレイ振動子が設けられており、そのアレイ振動子によって超音波ビームが形成される。超音波ビームは電子的に走査される。電子走査方式として電子リニア走査方式、電子セクタ走査方式、等が知られている。プローブ１０内に２Ｄアレイ振動子が設けられてもよい。

送受信回路１２は、受信ビームフォーマー及び送信ビームフォーマーとして機能する電子回路である。受信時において、送受信回路１２は、アレイ振動子に対して複数の送信信号を並列的に供給する。これによって送信ビームが構成される。受信時において、生体内からの反射波がアレイ振動子で受波されると、アレイ振動子から送受信回路１２へ複数の受信信号が並列的に出力される。送受信回路１２は、複数の受信信号に対して整相加算処理（受信ビーム形成処理）を施し、これによって受信ビームに相当するビームデータを出力する。

なお、超音波ビームの１回の電子走査によって１つのビーム走査面が構成される。１つのビーム走査面ごとに１つの受信フレームデータが構成される。１つの受信フレームデータは電子走査方向に並ぶ複数のビームデータによって構成され、各ビームデータは深さ方向に並ぶ複数のエコーデータにより構成される。

ビームデータ処理回路１４は、入力される個々のビームデータに対して、検波処理、対数圧縮処理、相関処理等の各種の信号処理を適用する電子回路である。ビームデータ処理回路１４から出力された各ビームデータが画像形成回路としてのＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ）１６へ出力される。ＤＳＣ１６は、受信フレームデータに基づいて表示フレームデータを形成する。具体的には、ＤＳＣ１６は、座標変換機能、補間機能、レート変換機能等を有する電子回路である。生成される画像は、例えば、二次元断層画像としてのＢモード画像である。他の超音波画像として、カラーフローマッピング画像、Ｍモード画像、ドプラ画像、等が知られている。表示処理回路１８は、画像合成機能、カラー処理機能等を有する電子回路である。主表示器２０には静止画像又は動画像としての超音波画像が表示される。

コントローラ２２は、本実施形態において、ＣＰＵ及び動作プログラムによって構成される。コントローラ２２は、図１に示されている個々の構成の動作を制御する機能を有し、当該機能が図１において主制御部４６として示されている。また、コントローラ２２は操作支援あるいは操作ナビゲーションのための複数の機能を有する。それらが、図１において、ＤＢ管理部５０、候補演算部５２、発光制御部４８及び表示制御部５３として示されている。それらの具体的な機能については後に詳述する。

コントローラ２２には操作パネル２４が接続されている。操作パネル２４は、複数のスイッチ３８，４０，４２、複数のつまみ３４，３６、トラックボール４４等を有する。それら以外にも操作パネル２４には多様な操作資源が設けられているが、図１においてはそれらが図示省略されている。図示の構成例では、個々のスイッチ３８，４０，４２はそれぞれ発光器としてのＬＥＤ３８ａ，４０ａ，４２ａを備えている。個々のつまみ３４，３６は発光器としてのＬＥＤ３４ａ，３６ａを備えている。トラックボール４４は発光器としてのＬＥＤ４４ａを備えている。いずれかの発光器の点灯により、次に操作を推奨する操作資源がユーザーに対して提示される。操作パネル２４の発光制御を行うモジュールが発光制御部４８である。

記憶部２６は、メモリ等により構成され、記憶部２６に遷移確率ＤＢ（データベース）が構築されている。遷移確率ＤＢは、操作項目（具体的には操作項目間）単位での遷移確率、及び、操作類型（具体的には操作類型間）単位での遷移確率、を管理するためのＤＢである。より詳しくは、遷移確率ＤＢは、中位層としての手段レイヤに対応する類型間遷移確率テーブルと、下位層としての操作レイヤに対応する複数の項目間遷移確率テーブルと、を有している。類型間遷移確率テーブルは、複数の類型間遷移について登録された複数の遷移確率からなるものである。各項目間遷移確率テーブルは、複数の項目間遷移について登録された複数の遷移確率からなるものである。

記憶部２６には、遷移確率ＤＢの一部としてあるいはそれとは別に、実績データ５４が格納される。実績データ５４は、操作項目ごとの選択回数（実績）を表すデータである。ＤＢ管理部５０は、遷移確率ＤＢの内容、具体的には個々のテーブルの内容を管理するものである。また、本実施形態では、ＤＢ管理部５０が実績データの集計及び保存を行っており、また各テーブルの更新を行っている。

候補演算部５２は、操作項目の選択（具体的には操作資源の操作）の都度、次に操作を推奨する操作項目を選定する機能を有する。候補演算部５２は、後に説明するように、現操作項目から次操作項目（次操作候補）への遷移が「操作類型内遷移」である場合には項目間遷移確率テーブルを参照して当該次操作項目についての遷移確率を判定する。一方、現操作項目から次操作項目（次操作候補）への遷移が「操作類型間遷移」である場合には項目間遷移確率デーブルに加えて類型間遷移確率テーブルを参照して当該次操作項目についての遷移確率を判定する。ここで、操作類型内遷移は２つの操作類型に跨る遷移を伴わない操作項目間遷移である。操作類型間遷移は２つの操作類型に跨る遷移を伴う操作項目間遷移である。それらについては後に詳述する。いずれにしても、候補演算部５２は、複数の次操作候補について複数の遷移確率を求め、複数の遷移確率に基づいて、次に操作を推奨する操作項項目を推奨候補として選定する。発光制御部４８及び表示制御部５３は、推奨候補に対応する操作資源が強調表示されるように表示制御を実行する。

タッチスクリーンパネル２８は入力器３０及びサブ表示器３２とからなるものである。サブ表示器３２には操作画面等が表示される。操作画面は例えば複数のアイコンを有し、個々のアイコンはソフトウエアボタンに相当し、それも操作資源の一態様である。表示制御部５３は、推奨候補に対応する操作資源がアイコンであればそれが強調表現されるように表示内容を制御する。なお、基本的に、次に操作を推奨する１つの操作資源が強調表現されるが、次に操作を推奨する複数の操作資源が強調表現されてもよい。次に操作を推奨する操作資源が操作パネル２４内にある場合には発光制御部４８によって当該操作資源が強調表示される。

次に図２に基づいて、超音波診断装置の操作について階層的な考察を行った結果として観念し得る階層構造について説明する。

図２に示す例においては、３つのレイヤが表されている。具体的には、上位レイヤとしての「目的レイヤ」、中位レイヤとしての「手段レイヤ」及び下位レイヤとしての「操作レイヤ」である。「目的レイヤ」には、択一的に選択される複数の診断部位５６，５８，６０が属している。診断部位は診断目的をなすものである。診断部位の具体例として、腹部、心臓等があげられる。診断目的を診断科目として理解することも可能であるし、診断目的を具体的な診断方法まで特定する概念として理解することも可能である。

「手段レイヤ」には、順番に選択可能な複数の操作類型６２，６４，６６，６８，７０，７２が属している。操作類型の具体例として、プリセット選択、動作モード選択、画像調整、状態決定、データマネジメント、計測、といったものがあげられる。操作類型は操作カテゴリとも言い得る。ここで、プリセットとは、超音波診断装置の動作条件を規定するために超音波診断装置へデフォルトとして与えるパラメータ数値集合である。超音波診断装置内には通常、多数のプリセットが格納されており、その中から特定のプリセットが選択される。動作モードの例としては、Ｂモード、Ｍモード、カラーフローマッピングモード、ドプラモード等があげられる。画像調整に属する項目としては、ゲイン、フィルタ、コントラスト等があげられる。状態決定に属する項目としてはフリーズ実行、フリーズ解除等があげられる。一般には、計測に先立って動画像を静止画像に切り替える必要からフリーズ操作が実行される。フリーズ状態では超音波送受信も停止される。データマネジメントに属する項目としてはプリント、ストア等があげられる。計測に属する項目としては、距離計測、速度計測等があげられる。以上説明した個々の操作類型及び個々の操作項目はいずれも例示である。

「操作レイヤ」には、順番に選択可能な複数の操作項目７４が属している。操作レイヤに属する個々の操作項目は、同時に、いずれかの操作類型６２，６４，６６，６８，７０，７２にも属している。この二元的関係から、操作項目間遷移には、操作類型間遷移を伴わない操作項目間遷移と、操作類型間遷移を伴う操作項目間遷移と、がある。

図３には、以上説明した３つのレイヤ５６Ａ，５８Ａ，６０Ａと、図１に示したデータベースと、の関係が示されている。目的レイヤ５６Ａを構成する要素は、例えば、腹部、心臓、産科等である。それらの診断目的に共通するテーブルとして、また手段レイヤ５８Ａに対応するテーブルとして、１つの類型間遷移確率テーブルａ１が利用される。類型間遷移確率テーブルａ１は、診断目的によらない普遍的な関係を表現したテーブルであるとも言える。類型間遷移確率テーブルａ１は個々の操作類型間ごとに登録された遷移確率により構成されるものである。

一方、複数の診断目的に対応する複数のテーブルとして、また、操作レイヤ６０Ａに対応する複数のテーブルとして、複数の項目間遷移確率テーブルｂ１、ｂ２、ｂ３が利用される。特定の診断目的が選択されると、それに対応した項目間遷移確率テーブルが自動的に選択される。後述するように、注目する操作項目（注目操作項目）への遷移（注目遷移）が操作類型間遷移である場合には、類型間遷移確率テーブルａ１に基づいて特定される遷移確率（操作類型間遷移確率）と、選択された項目間遷移確率テーブルに基づいて特定される遷移確率（操作項目間遷移確率）と、が乗算され、その乗算結果が注目操作項目についての遷移確率であると判定される。

符号７６はオプションとして格納し得る幾つかの他のテーブルを示している。例えば、類型間遷移確率テーブルａ１とは別に、複数の類型間遷移確率テーブルａ２，ａ３を用意しておき、それらの中から実際に使用する類型間遷移確率テーブルを選択するようにしてもよい。また、複数の診断目的に対応する複数の項目間遷移確率テーブルｂ１、ｂ２、ｂ３とは別に、複数の項目間遷移確率テーブルｂ４、ｂ５、ｂ６を用意しておき、それらの中から実際に使用する項目間遷移確率テーブルを決定するようにしてもよい。

図１５には、操作項目と操作資源との関係が示されている。個々の遷移確率テーブルを構成する際には、状態遷移先として論理的な操作要素が観念され、それが操作項目である。実際に操作対象となる資源は多くの場合に倫理的な操作要素と一対一の関係に立つが、必ずしも論理的な操作要素と一対一の関係に立たないこともある。そこで、図１５に示すようなテーブルを用意しておき、それを参照することによって、推奨候補として選定された操作項目に対応する（強調表示対象となる）操作資源を特定するのが望ましい。

次に図４〜図６を用いて遷移確率データベースの内容及びその利用について説明する。

図４には、複数の類型間遷移確率が示されている。それらは類型間遷移確率テーブルの内容をなすものであり、手段レイヤに属するものである。操作類型６２，６４，６６，６８，７０，７２における隣接相互間に表された矢印としてのベクタが遷移（類型間遷移）を表現している。ベクタの向きが遷移方向を示している。個々のベクタの近傍に示された数値は遷移確率を示している。例えば、操作類型６４から操作類型６６へのベクタ８０には、符号８４で示されているように、遷移確率１．０が与えられている。１．０は１００％を意味する。それとは逆向きの矢印で表されたベクタ８２には、符号８６で示されているように、遷移確率０．３が与えられている。０．３は３０％を意味する。遷移確率によって重み付けされた個々のベクタをナビゲーションベクタと称することも可能である。この手段レイヤ上においては具体的な個々の操作項目は捨象されている。

図５には、複数の項目間遷移確率が示されている。それらは項目間遷移確率テーブルの内容をなすものであり、操作レイヤに属するものである。操作項目７４ａから操作項目７４ｂへのベクタには遷移確率１．０が与えられている。操作項目７４ｂから操作項目７４ｃへのベクタには遷移確率１．０が与えられている。それらのベクタは、２つの操作類型を跨いでおり、操作類型間遷移に相当する。

操作項目７４ｃから操作項目７４ｄへのベクタには遷移確率０．１が与えられており、操作項目７４ｃから操作項目７４ｅへのベクタには遷移確率０．５が与えられており、操作項目７４ｃから操作項目７４ｆへのベクタには遷移確率０．４が与えられている。同様に、操作項目７４ｄ，７４ｅ，７４ｆの相互間を結ぶ各ベクタにもそれぞれ遷移確率が与えられている。それらのベクタはいずれも単一の操作類型内における遷移を表しており、操作類型内遷移に相当する。これに対して、操作項目７４ｄから操作項目７４ｇへのベクタ、操作項目７４ｅから操作項目７４ｇへのベクタ、及び、操作項目７４ｆから操作項目７４ｇへのベクタは、それぞれ類型間遷移に相当する。

図６には、類型間遷移確率テーブル及び項目間遷移確率テーブルに基づいて遷移ごとに判定される遷移確率が示されている。

操作類型６２から操作類型６４へのベクタ（操作類型間遷移）については、遷移確率１．０が与えられており、一方、操作類型６２内の操作項目７４ａから操作類型６４内の操作項目７４ｂへのベクタ（操作項目間遷移）については遷移確率１．０が与えられている。操作類型間遷移を伴う操作項目間遷移については、操作類型間遷移確率と操作項目間遷移確率とが乗算され、その乗算結果が当該操作項目間遷移についての遷移確率となる。図示の例では、１．０と１．０とが乗算され、符号９２で示すように、乗算結果である１．０が当該操作項目間遷移（あるいは遷移先）についての遷移確率として取り扱われる。図１において四角で囲まれた各数値が乗算結果としての遷移確率を示している。

操作類型６４から操作類型６６へのベクタ（操作類型間遷移）については遷移確率１．０が与えられており、一方、操作類型６４内の操作項目７４ｂから操作類型６６内の操作項目７４ｃへのベクタ（操作項目間遷移）については遷移確率１．０が与えられている。それらの乗算結果として遷移確率１．０が求められている。

操作項目７４ｃ、７４ｄ、７４ｅ、７４ｆの相互間における複数のベクタはいずれも操作類型内遷移に相当しており、それらについては、上記乗算は行われない。それらについては、推奨候補の選定に際して、項目間遷移確率テーブルから求められた遷移確率がそのまま参照されることになる。例えば、現在、操作項目７４ｃが操作された場合、そこからの遷移先つまり次操作候補としては、同じ操作類型６６内の操作項目７４ｄ、７４ｅ、７４ｆがあげられる。それらについての遷移確率として０．１，０．５，０．４が判定される。その３つの遷移確率の中において最大の遷移確率０．５に対応する操作項目７４ｅが推奨候補として選定される。これにより操作項目７４ｅに対応する操作資源が強調表示される。なお、遷移先としての複数の操作項目７４ｄ、７４ｅ、７４ｆについての相互関係を並列競合関係と表現することが可能である。

一方、現操作項目が操作項目７４ｅである場合、そこからの遷移先つまり次操作候補として、同じ操作類型６６内の操作項目７４ｄ、別の操作類型６８内の操作項目７４ｇ、及び、同じ操作類型６６内の操作項目７４ｆ、があげられる。それらについての項目間遷移確率はそれぞれ０．２、０．７、０．１である。但し、２番目の操作項目７４ｇへの遷移は操作類型間遷移となるので、操作項目間遷移確率０．７に対して操作類型間遷移確率０．７が乗算され、当該操作項目７４ｇについての遷移確率として乗算結果０．４９が判定される。その結果、次操作候補としての操作項目７４ｄ、操作項目７４ｇ、操作項目７４ｆについての遷移確率はそれぞれ０．２，０．４９，０．１となり、その中で最も大きな遷移確率０．４９に対応する操作項目７４ｇが推奨候補として選定される。つまり、画像調整の過程において、現在、ゲインを操作している場合、次にフリーズ操作が行われる可能性が最も高く、このためフリーズボタンが強調表示されることになる。

なお、個々の操作項目を既に経由したか否かを管理し、経由の有無によって遷移確率を動的に変化させてもよい。例えば、経由した操作項目へ向かうベクタについては、それに付された遷移確率を小さくするようにしてもよい。

以上のように、操作類型間遷移を伴う操作項目間遷移については、項目間遷移確率に加えて、類型間遷移確率まで考慮される。よって、操作類型間遷移を伴う操作項目間遷移については、将来乗算されることになる操作類型間遷移確率までを考慮して、操作項目間遷移確率を決定しておくのが望ましい。

上記構成においては、類型間遷移確率テーブルと項目間遷移確率テーブルとが独立して構成されているので、例えば、複数の診断目的において共通の重み付け等を行いたい場合には、類型間遷移確率テーブルの内容だけを変更すればよい。診断目的が増加した場合、項目間遷移テーブルを追加するだけでよい。本実施形態においては、遷移確率データベースが、診断目的、手段、操作という３つの階層に対応した多元構造を有しているので、その内容の修正が容易となり、また、その内容の拡張も容易である。例えば、医療機関固有の大きな手順が反映させた操作ナビゲーションを実現するには、複数の診断目的において共用される類型間遷移確率テーブルの内容を書き換えればよい。あるいは、大きな操作手順としては標準仕様に準拠しつつも、医療機関固有の具体的な細かい手順が反映された操作ナビゲーションを実現するのは、項目間遷移確率テーブルの内容を書き換えればよい。

図７には、項目間遷移確率テーブルの更新方法が例示されている。図示のように、被検者に対する１回の検査単位（超音波診断単位）で、個々の項目間遷移ごとに選択回数が計数値として管理される。具体的には、操作項目７４ｃから操作項目７４ｄ，７４ｅ，７４ｆへの３つのベクタについて計数値ａ、ｂ、ｃが計数されている。検査終了の時点で、符号１０６，１０８，１１０で示されるように、それらの計数値ａ，ｂ，ｃの総和で個々の計数値ａ、ｂ、ｃを割ることにより、それぞれの操作項目７４ｄ，７４ｅ，７４ｆについての評価値Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃが求められる。図示の例において、計数値ａが５１、計数値ｂが１０、計数値ｃが１である場合、評価値Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃはそれぞれ０．８２，０．１６，０．０２となる。

本実施形態では、操作項目７４ｄ，７４ｅ，７４ｆに与えられた３つの遷移確率０．１，０．５，０．４（ブロック１１２中の(1)を参照）をクリアして再計算を行うのでなく、操作項目７４ｄ，７４ｅ，７４ｆについて求められた評価値Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃ（ブロック１１２中の(2)を参照）を大きさ順に並び換えた上で（ブロック１１２中の(3)を参照）、その並び換えに従って元の３つの遷移確率０．１，０．５，０．４を並び替える（対応関係だけを変える）ようにしている（ブロック１１２中の(4)を参照）。つまり、操作項目７４ｄ，７４ｅ，７４ｆには、それぞれ０．５，０．４，０．１が新たに付与されている（符号１１４，１１６，１１８参照）。

このように学習によって項目間遷移確率テーブルの内容を優良化すれば、より適切な操作支援を実現できる。本実施形態では、並べ替え方式を採用したので、学習結果の過大評価や過小評価という問題が生じ難い。上記実施形態では、項目間遷移確率テーブルについて更新を行うようにしたが、更に類型間遷移確率テーブルの内容を更新する仕組みを設けるようにしてもよい。

図８には操作支援動作の一例がフローチャートとして示されている。Ｓ１０においては、診断目的が既に選択されていることを前提として、類型間遷移確率テーブル及び項目間遷移確率テーブルを参照し、次に操作可能な複数の操作項目（複数の次操作候補）が特定され、それらについて複数の遷移確率が判定される。その場合、操作類型間遷移を伴わない項目間遷移については、項目間遷移確率をそのまま採用する。一方、操作類型間遷移を伴う項目間遷移については、項目間遷移確率と類型間遷移確率とを乗算し、その乗算結ｗを遷移確率として採用する。なお、Ｓ１０において遷移先が１つとなる場合、１つの遷移確率が判定される。

Ｓ１２においては、Ｓ１０で判定された複数の遷移確率の中で最高の遷移確率を特定し、その遷移確率に対応する次操作候補を推奨候補として選定する。そして、推奨候補に対応する操作資源を強調表示する。Ｓ１４ではユーザー操作が行われる。

Ｓ１６ではユーザー操作された操作資源に対応する操作項目を特定し、Ｓ１８においては当該操作項目についての実績データを更新する。具体的には選択回数を１つカウントアップさせる。Ｓ２０において最終操作でないと判定された場合にはＳ１０からの各工程が繰り返し実行され、そうでない場合にはＳ２２において遷移確率ＤＢの内で項目間遷移確率テーブルの内容が更新される。

図９には強調表示状態にある操作パネル２４が示されている。操作パネル２４はボタン群１２０、スライドバー列１２２、トラックボール１２８、つまみ群１２４、フリーズスイッチ１２６、等を有している。個々の操作資源には発光器が付加されている。例えば、推奨操作資源がボタン１３０である場合、そこに内蔵された発光器１３０ａを点灯させることにより、それが推奨対象であることがユーザーに報知される。強調表現又は識別表示の態様として、輝度変化、点滅、色相変化等が考えられる。

図１０には強調表現の第１例が示されている。サブディスプレイ１３２には複数のアイコン１３４が表示されており、その内で推奨対象としてのアイコン１３６については強調表示がなされている。図１１には強調表現の第２例が示されている。複数のアイコン１３４の内で、推奨対象として複数のアイコン１３６，１３８が強調表現されている。但し、最も高い遷移確率に対応するアイコン１３６は他のアイコン１３８とは異なる色相で表現されている。図１２には強調表現の第３例が示されている。複数のアイコン１３４に対しては並び換えが行われており、遷移確率順に従って３つのアイコン１４０，１４２，１４４が先頭順位から第３順位まで並び替えられている。それらの色相等を異ならせるのが望ましい。図１３には強調表現の第４例が示されている。画面１４６上には断層画像１４８と共に操作欄１５０が表示されている。その中で推奨対象となった特定のアイコン１５２が強調表現されている。図１４には強調表現の第５例が示されている。そこにおいては断層画像中に表示されたカーソルマーク１５４が点滅しており、それが推奨対象であることが強調されている。

以上のように、本実施形態によれば、超音波診断装置の操作に適合する階層構造をもった遷移確率データベースを構築できる。そのようなデータベースを利用して操作を支援できる。特に、具体的な操作の流れと同時に大きな操作の流れまでを考慮できるので、柔軟性や拡張性に富む操作支援技術を提供できる。

２４ 操作パネル、２６ 記憶部、４８ 発光制御部、５０ ＤＢ管理部、５２ 候補演算部、５３ 表示制御部。

Claims (7)

1. 超音波診断のための複数の操作項目について複数の項目間遷移確率が登録された項目間遷移確率テーブルと、前記複数の操作項目の上位概念に相当する複数の操作類型について複数の類型間遷移確率が登録された類型間遷移確率テーブルと、を格納した記憶手段と、
   前記項目間遷移確率テーブル及び前記類型間遷移確率テーブルに基づいて、現操作項目の次に操作され得る複数の操作項目としての複数の次操作候補の中から、ユーザーに対して操作を推奨する推奨候補を選定する演算手段と、
   を含み、
   前記演算手段は、
   前記次操作候補ごとに遷移確率を演算する手段であって、前記現操作項目から当該次操作候補への遷移が操作類型内遷移の場合には前記項目間遷移確率テーブルに基づいて当該次操作候補についての遷移確率を判定し、前記現操作項目から当該次操作候補への遷移が操作類型間遷移の場合には前記項目間遷移確率テーブル及び前記類型間遷移確率テーブルに基づいて当該次操作候補についての遷移確率を判定する遷移確率判定手段と、
   前記複数の次操作候補に対応する複数の遷移確率に基づいて前記推奨候補を選定する推奨候補選定手段と、
   を含むことを特徴とする超音波診断装置。
2. 請求項１記載の装置において、
   前記遷移確率判定手段は、前記操作類型間遷移の場合には前記項目間遷移確率テーブルによって定まる遷移確率と前記類型間遷移確率テーブルによって定まる遷移確率とを乗算することにより前記次操作候補に対応する遷移確率を求める、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
3. 請求項１記載の装置において、
   前記類型間遷移確率テーブルは、前記複数の操作類型の上位概念に相当する複数の診断目的に対して共用されるテーブルであり、
   前記記憶手段は、前記複数の診断目的に対応する複数の項目間遷移確率テーブルを格納し、
   前記遷移確率判定手段は、前記複数の項目間遷移確率テーブルの内で、前記複数の診断目的の中から選択された特定の診断目的に対応する特定の項目間遷移確率テーブルを参照する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
4. 請求項１記載の装置において、
   前記推奨候補に対応する操作資源を強調表示する表示制御手段を含む、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
5. 請求項１記載の装置において、
   前記記憶手段は、更に、操作項目ごとの選択回数を実績データとして格納し、
   前記実績データに基づいて前記項目間遷移確率テーブルの内容を更新する更新手段が設けられた、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
6. 請求項５記載の装置において、
   前記更新手段は並列競合関係にある複数の遷移確率の並び換えにより前記項目間遷移確率テーブルの内容を更新する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
7. 超音波診断のための複数の操作項目について複数の項目間遷移確率が登録された項目間遷移確率テーブルと、前記複数の操作項目の上位概念に相当する複数の操作類型について複数の類型間遷移確率が登録された類型間遷移確率テーブルと、に基づいて、現操作項目の次に操作され得る複数の操作項目としての複数の次操作候補の中から推奨候補を選定する選定工程と、
   前記推奨候補に対応する操作資源を他の操作資源から識別するための制御を実行する工程と、
   を含み、
   前記選定工程は、
   前記次操作候補ごとに遷移確率を演算する工程であって、前記現操作項目から当該次操作候補への遷移が操作類型内遷移の場合には前記項目間遷移確率テーブルに基づいて当該次操作候補についての遷移確率を判定し、前記現操作項目から当該次操作候補への遷移が操作類型間遷移の場合には前記項目間遷移確率テーブル及び前記類型間遷移確率テーブルに基づいて当該次操作候補についての遷移確率を判定する工程と、
   前記複数の次操作候補に対応する複数の遷移確率に基づいて前記推奨候補を選定する工程と、
   を含むことを特徴とする、超音波診断装置における操作支援方法。