JP2017196129A - 超音波画像表示装置及びその制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも、位置合わせを簡単に行なうことができる超音波画像表示装置を提供する。【解決手段】超音波診断装置は、参照画像ＲＩの第一の座標系において特定された第一の点が記憶された記憶デバイスと、第一の座標系と三次元空間における超音波画像ＵＩの第二の座標系との間の座標変換情報を特定する特定部を備え、特定部は、入力デバイスが第一の入力を受け付けた時に参照画像ＲＩに表示されているインジケーターＩｎ１が示す第一の点の第一の座標系における位置情報と、超音波画像ＵＩにおいて入力デバイスにおける第二の入力によって指示された第二の点の前記第二の座標系における位置情報とを用いて、前記座標変換情報を特定する。【選択図】図５

Description

本発明は、被検体に対して超音波を送受信して得られたエコー信号に基づく超音波画像を表示する超音波画像表示装置及びその制御プログラムに関する。

例えば特許文献１には、被検体における同一断面のリアルタイムの超音波画像とＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像やＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）画像などの参照画像とを表示する超音波画像表示装置が開示されている。この超音波画像表示装置では、位置センサにより検出される超音波プローブの位置に基づいて、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置で取得されたボリュームデータにおいて、超音波画像の断面と被検体において同一の断面が特定され、この同一断面について前記参照画像が表示される。従って、超音波プローブを動かしても、参照画像もこれに追従するようにして常に超音波画像と同一断面の画像が表示される。これにより、超音波画像と参照画像とを容易に対比することができる。

国際公開第ＷＯ２００４−０９８４１４号パンフレット

同一断面についての超音波画像及び参照画像を表示させるため、超音波画像の座標系と参照画像との間の座標変換情報を特定する位置合わせが行なわれる。具体的には、ユーザーが、超音波診断装置において、被検体における同一の断面についての超音波画像と参照画像とを表示させた後、各々の画像において、血管の分岐部分などの特徴点と思われる同一の位置を、カーソル等を用いて指示することにより、座標変換情報が特定されている。

しかし、ユーザーは、超音波画像と参照画像の両方の画像において特徴点と思われる部分に、トラックボール等を用いてカーソルを移動させた後、カーソルの位置を確定させる入力を行なう必要がある。このため、位置合わせは、ユーザーにとって煩雑なものとなっている。特に、超音波画像表示装置のユーザーが、ＣＴ画像やＭＲＩ画像のデータであるボリュームデータを構成する複数の断面の中から、特徴点を含む断面を特定することや、特徴点を含む断面において特徴点を特定することは困難である。従って、従来よりも、位置合わせを簡単に行なうことができる超音波画像表示装置が望まれている。

上述の課題を解決するためになされた一の観点の発明は、被検体について予め取得された参照画像のボリュームデータと、該ボリュームデータにおける第一の座標系において特定された少なくとも一つの第一の点の位置情報を記憶する記憶デバイスと、三次元空間における前記被検体に対して超音波の走査を行なう超音波プローブと、前記三次元空間に形成された第二の座標系における前記超音波プローブの位置を検出する位置検出部と、前記超音波プローブによる前記被検体に対する超音波の送受信によって得られたエコー信号に基づくリアルタイムの超音波画像と、前記ボリュームデータに基づく参照画像とを表示デバイスに表示する画像表示制御部と、前記第一の座標系における前記第一の点の位置を示すインジケーターを前記参照画像に表示するインジケーター表示制御部と、前記第一の座標系と、前記第二の座標系との間の座標変換情報であって、回転移動に関する座標変換情報と平行移動に関する座標変換情報とを含む座標変換情報を特定する特定部と、ユーザーによる入力を受け付ける入力デバイスと、を備えることを特徴とし、前記特定部は、前記入力デバイスが第一の入力を受け付けた時に前記参照画像に表示されている前記インジケーターが示す第一の点の前記第一の座標系における位置情報と、前記超音波画像において前記入力デバイスにおける第二の入力によって指示された第二の点の前記第二の座標系における位置情報とを用いて、前記座標変換情報を特定し、前記第二の点の前記第二の座標系における位置情報は、前記位置検出部の位置検出情報に基づいて特定されることを特徴とする超音波画像表示装置である。

上記観点の発明によれば、前記入力デバイスが第一の入力を受け付けた時に前記参照画像に表示されている前記インジケーターが示す第一の点の前記第一の座標系における位置情報と、前記超音波画像において前記入力デバイスにおける第二の入力によって指示された第二の点の前記第二の座標系における位置情報とを用いて、前記座標変換情報が特定される。従って、ユーザーは、前記第一の点を参照画像においてカーソル等を用いて指示する必要がなく、従来よりも、位置合わせを簡単に行なうことができる。

本発明の実施形態における超音波診断装置の概略構成の一例を示すブロック図である。 図１に示された超音波診断装置における表示処理部の構成を示すブロック図である。 第一実施形態における位置合わせの処理を示すフローチャートである。 超音波画像及び参照画像が表示された表示デバイスの画面を示す図である。 第一の点が存在する断面の参照画像が表示された表示デバイスの画面を示す図である。 第一の点が存在する断面と被検体において同一の断面の超音波画像が表示された表示デバイスの画面を示す図である。 第一の点と被検体において同一の点が、超音波画像においてカーソルによって指定された状態の表示デバイスの画面を示す図である。 第一実施形態の変形例における位置合わせの処理を示すフローチャートである。 第二実施形態における位置合わせの処理を示すフローチャートである。 参照画像が表示された表示デバイスの画面を示す図である。 第一の点が存在する断面の参照画像が表示された表示デバイスの画面を示す図である。 参照画像と並べて超音波画像が表示された表示デバイスの画面を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、超音波画像表示装置の例として、医用超音波画像を表示する超音波診断装置について説明する。
（第一実施形態）
先ず、第一実施形態について説明する。図１に示す超音波診断装置１は、超音波プローブ２、送受信ビームフォーマ３、エコーデータ処理部４、表示処理部５、表示デバイス６、操作デバイス７、制御部８、記憶デバイス９を備える。前記超音波診断装置１は、コンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）としての構成を備えている。

超音波プローブ２は、アレイ状に配置された複数の超音波振動子（図示省略）を有して構成され、この超音波振動子によって被検体に対して超音波を送信し、そのエコー信号を受信する。超音波プローブ２は、本発明における超音波プローブの実施の形態の一例である。

超音波プローブ２には、例えばホール素子で構成される磁気センサ１０が設けられている。この磁気センサ１０により、例えば三次元空間に設置された磁気発生部１１から発生する磁気が検出されるようになっている。磁気発生部１１は、例えば磁気発生コイルで構成される。磁気センサ１０における検出信号は、表示処理部５へ入力されるようになっている。磁気センサ１０における検出信号は、図示しないケーブルを介して表示処理部５へ入力されてもよいし、無線で表示処理部５へ入力されてもよい。磁気発生部１１及び磁気センサ１０は、後述のように超音波プローブ２の位置を検出するために設けられる位置センサの一例である。

送受信ビームフォーマ３は、超音波プローブ２から所定の走査条件で超音波を送信するための電気信号を、制御部８からの制御信号に基づいて超音波プローブ２に供給する。また、送受信ビームフォーマ３は、超音波プローブ２で受信したエコー信号について、Ａ／Ｄ変換、整相加算処理等の信号処理を行ない、信号処理後のエコーデータを前記エコーデータ処理部４へ出力する。

エコーデータ処理部４は、送受信ビームフォーマ３から出力されたエコーデータに対し、超音波画像を作成するための処理を行なう。例えば、エコーデータ処理部４は、対数圧縮処理、包絡線検波処理等のＢモード処理を行ってＢモードデータを作成する。

表示処理部５は、図２に示すように、位置算出部５１、画像表示制御部５２、インジケーター表示制御部５３及び特定部５４を有する。位置算出部５１は、磁気センサ１０からの磁気検出信号に基づいて、磁気発生部１１を原点とする三次元空間の座標系における超音波プローブ２の位置を算出する。位置算出部５１は、超音波プローブ２の位置に基づいて、前記三次元空間の座標系におけるエコーデータの位置を算出してもよい。

位置算出部５１及び磁気センサ１０は、本発明における位置検出部の実施の形態の一例である。また、位置算出部５１の機能は、本発明における位置算出機能の実施の形態の一例である。

画像表示制御部５２は、エコーデータ処理部４から入力されたデータを、スキャンコンバータ（Ｓｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）によって走査変換して超音波画像データを作成する。例えば、超音波画像データ作成部５２は、Ｂモードデータを走査変換してＢモード画像データを作成する。

画像表示制御部５２は、超音波画像データに基づいて表示デバイス６に超音波画像を表示デバイス６に表示する。超音波画像は、例えば前記Ｂモード画像データに基づくＢモード画像である。

また、画像表示制御部５２は、記憶デバイス９に記憶されたボリュームデータに基づく参照画像を表示デバイス６に表示する。ボリュームデータは、例えばＸ線ＣＴ装置（図示省略）で取得されたＸ線ＣＴ画像や、ＭＲＩ装置（図示省略）で取得されたＭＲＩ画像などの参照医用画像のデータである。また、ボリュームデータは、三次元的な位置関係にある複数の断面について取得された超音波画像のデータであってもよい。ボリュームデータを構成する超音波画像のデータは、超音波診断装置１によって取得されたデータであってもよいし、超音波診断装置１以外の他の超音波診断装置で取得され、超音波診断装置１に取り込まれたデータであってもよい。画像表示制御部５２は、本発明における画像表示制御部の実施の形態の一例である。また、画像表示制御部５２の機能は、本発明における画像表示制御機能の実施の形態の一例である。

画像表示制御部５２は、後述の座標変換情報が特定された後においては、被検体における同一断面についてのリアルタイムの超音波画像及び参照画像を表示する。具体的には、画像表示制御部５２は、位置算出部５１で算出される位置情報を、座標変換情報を用いて座標変換して、被検体における同一断面についてのリアルタイムの超音波画像及び参照画像を表示する。

インジケーター表示制御部５３は、後述の図４等に示すように、前記ボリュームデータにおける座標系における第一の点の位置を示すインジケーターＩｎを、参照画像ＲＩに表示する。詳細は後述する。インジケーター表示制御部５３は、本発明におけるインジケーター表示制御部の実施の形態の一例である。また、インジケーター表示制御部５３の機能は、本発明におけるインジケーター表示制御機能の実施の形態の一例である。

ボリュームデータにおける座標系を、第一の座標系というものとする。第一の座標系は、互いに直交するＸ−Ｙ−Ｚの三軸（以下、「ＸＹＺ軸」と云う）からなる座標系である。この第一の座標系は、本発明における第一の座標系の実施の形態の一例である。

一方、上述の磁気発生部１１を原点とする三次元空間の座標系を、第二の座標系というものとする。第二の座標系は、互いに直交するｘ−ｙ−ｚの三軸（以下、「ｘｙｚ軸」と云う）からなる座標系である。この第二の座標系は、本発明において、三次元空間に形成された第二の座標系の実施の形態の一例である。本発明における三次元空間に形成された第二の座標系は、磁気発生部などの所定の点を原点とする座標系である。

特定部５４は、前記ボリュームデータにおける第一の座標系と、前記三次元空間における第二の座標系との間の座標変換情報を特定する。特定部５４は、本発明における特定部の実施の形態の一例である。特定部５４の機能は、本発明における特定機能の実施の形態の一例である。

座標変換情報は、第一の座標系における点と第二の座標系における点に関し、被検体において同一の点の位置情報を求めるものである。すなわち、座標変換情報は、第一の座標系における点を座標変換して、この第一の座標系における点と被検体において同一の点の位置座標を第二の座標系において特定するか、または第二の座標系における点を座標変換して、この第二の座標系における点と被検体において同一の点の位置座標を第一の座標系において特定するものである。座標変換情報は、回転移動に関する座標変換情報と平行移動に関する座標変換情報とを含む。

前記表示デバイス６は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどである。

操作デバイス７は、ユーザーによる入力を受け付ける入力デバイスである。例えば、操作デバイス７は、ユーザーからの指示や情報の入力を受け付けるボタン及びキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）などを含み、さらにトラックボール（ｔｒａｃｋｂａｌｌ）等のポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）などを含んで構成されている。操作デバイス７は、本発明における入力デバイスの実施の形態の一例である。

制御部８は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサーである。制御部８は、記憶デバイス９に記憶されたプログラムを読み出し、超音波診断装置１の各部を制御する。例えば、制御部８は、記憶デバイス９に記憶されたプログラムを読み出し、読み出されたプログラムにより、送受信ビームフォーマ３、エコーデータ処理部４及び表示処理部５の機能を実行させる。

制御部８は、送受信ビームフォーマ３の機能のうちの全て、エコーデータ処理部４の機能のうちの全て及び表示処理部５の機能のうちの全ての機能をプログラムによって実行してもよいし、一部の機能のみをプログラムによって実行してもよい。制御部８が一部の機能のみを実行する場合、残りの機能は回路等のハードウェアによって実行されてもよい。

なお、送受信ビームフォーマ３、エコーデータ処理部４及び表示処理部５の機能は、回路等のハードウェアによって実現されてもよい。

記憶デバイス９は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ：ハードディスクドライブ）や、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリ（Ｍｅｍｏｒｙ）などである。

超音波診断装置１は、記憶デバイス９として、ＨＤＤ、ＲＡＭ及びＲＯＭの全てを有していてもよい。また、記憶デバイス９は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）などの可搬性の記憶媒体であってもよい。

制御部８によって実行されるプログラムは、ＨＤＤやＲＯＭなどの非一過性の記憶媒体に記憶されている。また、前記プログラムは、ＣＤやＤＶＤなどの可搬性を有し非一過性の記憶媒体に記憶されていてもよい。

記憶デバイス９には、前記被検体について予め取得された前記参照画像のボリュームデータが記憶されている。また、記憶デバイス９には、前記ボリュームデータにおける第一の座標系において特定された少なくとも一つの第一の点の位置情報が記憶されている。本例では、第一の点として、複数の第一の点の位置情報が記憶されている。

さて、本例の超音波診断装置１の作用について説明する。ここでは、前記第一の座標系と前記第二の座標系との位置合わせについて説明する。位置合わせは、例えば被検体に対して穿刺針を刺入するなど、被検体に対する検査や施術が行われる時に、その被検体における同一の断面についての超音波画像と参照画像とを表示するために行われる。

ここで、位置合わせが行われる前に、前記第一の座標系において、予め第一の点が特定される。例えば、被検体に対する検査や施術が行われる日よりも前において、被検体が検査や施術が行われる部屋にいない状態で、第一の点が特定される。このように、位置合わせが行われる前に、第一の点が予め特定されていることにより、ユーザーが実際に被検体を前にしてこの被検体に対する超音波の送受信を行なって同一断面についての超音波画像と参照画像とを表示させる時に、位置合わせをスムーズに行なうことができる。

第一の点は、被検体における血管の分岐部分など、被検体において特徴的な形状を有する部分に設定される。例えば、第一の点は、ボリュームデータに基づいて特徴的な形状を抽出する画像処理によって設定されてもよい。また、第一の点は、ユーザーが参照画像においてカーソルなどによって指定することにより設定されてもよい。第一の点は、以前に行われた検査や施術の時に設定され、第一の座標系における位置情報が記憶デバイス９に記憶されたものであってもよい。本例では、二つの第一の点Ｐ１−１，Ｐ１−２が設定されているものとする。ただし、第一の点は、二つより多く設定されても少なく設定されてもよい。

第一の座標系と第二の座標系との位置合わせについて図３のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ステップＳ１では、超音波の送受信面が、記憶デバイス９に記憶されたボリュームデータにおける断面と被検体において平行になるように、前記三次元空間内に超音波プローブ２を配置する。例えば、ユーザーは、ボリュームデータのアキシャル（ａｘｉａｌ）面（被検体の体軸と直交する面）と超音波の送受信面が平行になるように、前記三次元空間内に超音波プローブ２を配置する。前記三次元空間における被検体の上において、その体軸と超音波の送受信面が直交するように超音波プローブ２を置くことにより、ボリュームデータのアキシャル面と超音波の送受信面とが平行になる。前記三次元空間における被検体は、前記ボリュームデータが取得された被検体である。

超音波の送受信面が、ボリュームデータにおける断面と被検体において平行になっている状態は、超音波の送受信面の向きが、ボリュームデータにおける所要の断面の向きと一致することを意味する。

次に、ステップＳ２では、特定部５４が、回転移動に関する座標変換情報を特定する。具体的には、先ず超音波の送受信面が、記憶デバイス９に記憶されたボリュームデータにおける断面と被検体において平行になるように、前記三次元空間内に超音波プローブ２が配置された状態である場合において、この状態になったことを示す入力を操作デバイス７がユーザーから受け付ける。例えば、ユーザーによって、操作デバイス７における所定のボタンを押す入力が行われる。このステップＳ１における前記入力は、本発明における第三の入力の実施の形態の一例である。

前記操作デバイス７が前記入力を受け付けると、特定部５４は、回転移動に関する座標変換情報を特定する。回転移動に関する座標変換情報は、第一の座標系におけるＸＹＺ軸の向きと第二の座標系におけるｘｙｚ軸との向きが一致するように座標変換を行なう座標変換式である。特定部５４は、位置算出部５１で算出される位置情報に基づいて、回転移動に関する座標変換情報を特定する。超音波の送受信面の向きが、ボリュームデータにおける所要の断面の向きと一致しているので、位置算出部５１で算出される位置情報に基づいて、回転移動に関する座標変換情報を特定することができる。

回転移動に関する座標変換情報が特定されることにより、リアルタイムの超音波画像の断面と被検体において平行な断面についての参照画像が表示される。具体的には、先ずステップＳ３では、前記三次元空間における被検体に対し、ユーザーが超音波プローブ２によって超音波の送受信を開始する。画像表示制御部５２は、図４に示すように、超音波のエコー信号に基づく超音波画像ＵＩを表示デバイス６に表示する。

また、画像表示制御部５２は、超音波画像ＵＩと並べて、この超音波画像ＵＩの断面と被検体において平行な断面についての参照画像ＲＩをボリュームデータに基づいて表示デバイス６に表示する。具体的には、画像表示制御部５２は、位置算出部５１で算出される位置情報を、ステップＳ２において特定された回転移動に関する座標変換情報に基づいて座標変換する。また、画像表示制御部５２は、位置算出部５１で算出される位置情報を、予め仮に設定された平行移動に関する座標変換情報に基づいて座標変換する。そして、画像表示制御部５２は、このようにして座標変換することによって特定される所要の断面についての参照画像ＲＩを表示デバイス６に表示する。

以上により、超音波画像ＵＩの断面と被検体において平行な断面の参照画像ＲＩが表示される。

また、このステップＳ３において、前記インジケーター表示制御部５３は、表示デバイス６に表示された参照画像ＲＩにインジケーターＩｎ１、Ｉｎ２を表示する。インジケーターＩｎ１，Ｉｎ２は、第一の座標系における二つの第一の点Ｐ１−１、Ｐ１−２の各々の位置を示す。

インジケーターＩｎ１、Ｉｎ２は、第一の点Ｐ１−１、Ｐ１−２が参照画像ＲＩの断面に存在していない場合、第一の座標系における第一の点Ｐ１−１、Ｐ１−２と、参照画像ＲＩの断面との第一の座標系における距離を示す。図４では、第一の点Ｐ１−１、Ｐ１−２が存在していない断面の参照画像ＲＩが表示されている。図４では、インジケーターＩｎ１、Ｉｎ２は、第一の点Ｐ１−１、Ｐ１−２と参照画像ＲＩの断面との第一の座標系における距離に応じた大きさの四角形を含む。ただし、インジケーターは、四角形に限られるものではなく、距離に応じた大きさを有する図形であればよい。また、インジケーターＩｎ１、Ｉｎ２は、第一の点Ｐ１−１、Ｐ１−２を区別するための数字「１」「２」を含んでいる。

一方、インジケーターＩｎ１、Ｉｎ２は、第一の点Ｐ１−１、Ｐ１−２が参照画像ＲＩの断面に存在している場合に、参照画像ＲＩにおける第一の点Ｐ１−１、Ｐ１−２の位置を示す。詳細は後述する。

次に、ステップＳ４では、ユーザーは、第一の点Ｐ１−１、Ｐ１−２のうち、いずれかの点が存在している断面の参照画像ＲＩを表示させる。具体的には、ユーザーは、超音波プローブ２を移動させることにより、参照画像ＲＩの断面を移動させる。超音波プローブ２が移動すると、その位置情報が座標変換されて新たな参照画像ＲＩが表示される。この新たな参照画像ＲＩも、超音波画像ＵＩの断面と被検体において平行な断面についての画像である。ユーザーは、超音波プローブ２を移動させて参照画像ＲＩの断面を移動させることにより、第一の点Ｐ１−１、Ｐ１−２のうち、いずれかの点が存在している断面の参照画像ＲＩを表示させる。

図５には、第一の点Ｐ１−１を含む断面の参照画像ＲＩが表示された状態が示されている。インジケーターＩｎ１は、参照画像ＲＩにおける第一の点Ｐ１−１を示す十字の図形を含んでいる。

次に、ステップＳ５では、操作デバイス７が、参照画像ＲＩに表示されたインジケーターＩｎ１が示す第一の点Ｐ１−１を、位置合わせに用いることを指示するユーザーの入力を受け付ける。例えば、ユーザーによって、操作デバイス７における所定のボタンを押す入力が行われる。この入力が行われると、画像表示制御部５２は、参照画像ＲＩの断面を固定する。すなわち、超音波プローブ２が移動しても、画像表示制御部５２は、参照画像ＲＩの断面を移動せずに、第一の点Ｐ１−１が存在する断面の参照画像ＲＩが表示されたままとする。

本例では、ステップＳ５における入力を操作デバイス７が受け付けた時に、参照画像ＲＩに表示されているインジケーターＩｎ１、Ｉｎ２が示す第一の点Ｐ１−１、Ｐ１−２のうち、参照画像ＲＩの断面に存在する第一の点Ｐ１−１が位置合わせに用いられる。この位置合わせとは、後述するように平行移動に関する座標変換情報を特定することである。ステップＳ５における位置合わせに用いることを指示する入力は、本発明における第一の入力の実施の形態の一例である。

第一の点Ｐ１−１の第一の座標系における位置情報は、位置合わせに用いられる点の位置情報として記憶デバイス９に記憶される。

次に、ステップＳ６では、ユーザーは超音波プローブ２を移動させることにより、図６に示すように第一の点Ｐ１−１が存在する断面と被検体において同一の断面についての超音波画像ＵＩを表示させる。ただし、超音波プローブ２が移動しても、参照画像ＲＩの断面は移動せず固定されたままである。

次に、ステップＳ７では、ステップＳ６において表示された超音波画像ＵＩにおいて、第一の点Ｐ１−１と被検体において同一の点を指示する入力を操作デバイス７がユーザーから受け付ける。具体的には、ユーザーは、図７に示すように超音波画像ＵＩに表示されたカーソルＣによって、第一の点Ｐ１−１と被検体において同一の点である第二の点を、超音波画像ＵＩにおいて指示する。ユーザーは、例えば操作デバイス７におけるトラックボールなどを用いて、超音波画像ＵＩにおいて、第一の点Ｐ１−１と被検体において同一の点にカーソルＣを移動させてその位置を確定することにより、第二の点の指示を行なう。

ステップＳ７において、超音波画像ＵＩにおいて、第一の点Ｐ１−１と被検体において同一の位置である第二の点を指示する入力は、本発明における第二の入力の実施の形態の一例である。ステップＳ７において、超音波画像ＵＩにおいて指示された第二の点の第二の座標系における位置情報が、位置合わせに用いられる。この位置合わせとは、上述と同様に、平行移動に関する座標変換情報を特定することである。ステップＳ７において、超音波画像ＵＩにおいて指示された第二の点は、本発明における第二の点の実施の形態の一例である。超音波画像ＵＩにおいて指示された第二の点の第二の座標系における位置情報は、位置合わせに用いられる点の位置情報として記憶デバイス９に記憶される。

次に、ステップＳ８では、特定部５４が、平行移動に関する座標変換情報を特定する。具体的には、特定部５４は、ステップＳＳ５において指示された第一の点Ｐ１−１の第一の座標系における位置情報と、ステップＳ６において超音波画像ＵＩにおいて指示された第二の点の第二の座標系における位置情報とを用いて、平行移動に関する座標変換情報を特定する。超音波画像ＵＩにおいて指示された第二の点の第二の座標系における位置情報は、位置算出部５１で算出される。

以上の処理により、回転移動に関する座標変換情報と平行移動に関する座標変換情報とが特定され、第一の座標系と第二の座標系との間の座標変換が可能になる。これにより、位置算出部５１によって算出される位置情報が座標変換され、被検体における同一断面のリアルタイムの超音波画像ＵＩ及び参照画像ＲＩが表示される。

以上説明した本例の超音波診断装置１によれば、ユーザーが、第一の座標系と第二の座標系との位置合わせを行なう時に、ステップＳ５においてボタンを押すだけで、位置合わせに用いる第一の点を指定することができる。従って、ユーザーは、第一の点を参照画像ＲＩにおいてカーソル等を用いて指示する必要がないので、従来よりも簡単に位置合わせを行なうことができる。

次に、第一実施形態の変形例について説明する。この変形例では、図８に示すフローチャートに従って位置合わせが行われる。この図８に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１１〜Ｓ１３及びステップＳ１６〜Ｓ１８の処理は、ステップＳ１〜Ｓ３及びステップＳ６〜Ｓ８の処理と同一であり、説明を省略する。以下、ステップＳ１４、Ｓ１５の処理について説明する。

ステップＳ１４では、ステップＳ４と同様に、ユーザーがプローブ２を移動させて参照画像ＲＩの断面を移動させる。そして、表示デバイス６に表示された参照画像ＲＩの断面と、第一の点Ｐ１−１、Ｐ１−２のうちいずれかの点との距離が、所要の距離になると、ユーザーが操作デバイス７において入力を行なう。所要の距離は、零よりも大きい任意の数値に設定される。従って、第一の点Ｐ１−１、Ｐ１−２のうちいずれかの点が参照画像ＲＩの断面に存在していない状態において、前記入力が行われる。第一の点Ｐ１−１、Ｐ１−２が存在していない断面の参照画像を第一の参照画像ＲＩ１というものとする。第一の参照画像ＲＩ１は、本発明における第一の参照画像の実施の形態の一例である。

前記入力として、例えばユーザーは操作デバイス７のボタンを押す。この入力は、第一の点Ｐ１−１、Ｐ１−２のうち、第一の参照画像ＲＩ１の断面との距離が小さい方の点を、位置合わせに用いることを指示する入力である。従って、第一の参照画像ＲＩ１に表示されたインジケーターＩｎ１、Ｉｎ２のうち、四角形の大きさが小さい方のインジケーターが示す第一の点の座標が、位置合わせに用いられる。言い換えれば、ステップＳ１４における入力を操作デバイス７が受け付けた時に第一の参照画像ＲＩに表示されているインジケーターＩｎ１、Ｉｎ２が示す第一の点Ｐ１−１、Ｐ１−２のうち、第一の参照画像ＲＩの断面との距離が小さい方の第一の点の座標が、位置合わせに用いられる。

ステップＳ１４における前記入力は、本発明における第一の入力の実施の形態の他例である。

ステップＳ１４において前記入力が行われると、ステップＳ１５では、画像表示制御部５２は、第一の参照画像ＲＩ１に代えて、第一の点Ｐ１−１、Ｐ１−２のうち、第一の参照画像ＲＩ１の断面との距離が小さい方の点が存在する断面についての第二の参照画像ＲＩ２を表示させる。この断面は、例えばアキシャル面である。また、画像表示制御部５２は、第二の参照画像ＲＩ２を表示させると、ステップＳ４と同様に、第二の参照画像ＲＩ２の断面を固定する。第二の参照画像ＲＩ２は、本発明における第二の参照画像の実施の形態の一例である。

この変形例によれば、操作デバイス７が、ステップＳ１４において、ユーザーの入力を受け付けた時に、第一の点Ｐ１−１、Ｐ１−２が存在しない断面の第一の参照画像ＲＩが表示されている場合、ステップＳ１５において、第一の参照画像ＲＩに代えて第二の参照画像ＲＩが表示される。従って、ユーザーは、第一の点Ｐ１−１、Ｐ１−２が存在する断面の近傍における第一の参照画像ＲＩ１が表示された時に、それ以上超音波プローブ２を移動させることなく、操作デバイス７における入力を行なうことにより、第一の点Ｐ１−１、Ｐ１−２のいずれかが存在する参照画像を表示させることができる。

（第二実施形態）
次に、第二実施形態について説明する。この第二実施形態では、第一実施形態とは異なる手法で位置合わせが行われる。この第二実施形態では、特定部５４は、少なくとも四つの第一の点の第一の座標系における位置情報と、前記少なくとも四つの第一の点と被検体において同一の点である少なくとも四点の第二の点の第二の座標系における位置情報とを用いて、回転移動に関する座標変換情報及び平行移動に関する座標変換情報を特定する。本例では、記憶デバイス９に、第一の点として複数の点の位置情報が記憶されている。複数の点は、少なくとも四つ以上の点である。

図９のフローチャートに基づいて、第二実施形態における位置合わせの処理について説明する。先ず、ステップＳ２１では、操作デバイス７が、参照画像ＲＩを表示させる入力をユーザーから受け付ける。この入力に基づいて、画像表示制御部５２は、図１０に示すように、ボリュームデータに基づく参照画像ＲＩを表示デバイス６に表示する。参照画像ＲＩには、複数の第一の点の各々を示すインジケーターＩｎ１〜Ｉｎ４が表示される。ただし、図１０では、四つのインジケーターＩｎ１〜Ｉｎ４が示されているが、四つ以上のインジケーターが表示されてもよい。

次に、ステップＳ２２では、図１１に示すように、複数の第一の点のうちのいずれか一点が存在している断面の参照画像ＲＩが表示される。具体的には、操作デバイス７が、参照画像ＲＩの断面を移動させる入力をユーザーから受け付ける。この入力に基づいて、画像表示制御部５２は、参照画像ＲＩの断面を移動する。ユーザーは、複数の第一の点のうちのいずれか一点が存在している断面の参照画像ＲＩが表示されるよう、操作デバイス７において入力を行なう。図１１では、インジケーターＩｎ１が示す第一の点が存在している断面の参照画像ＲＩが表示されている。

次に、ステップＳ２３では、操作デバイス７が、複数の第一の点のうち、参照画像ＲＩの断面に存在している第一の点を、位置合わせに用いることを指示するユーザーの入力を受け付ける。例えば、ユーザーによって、操作デバイス７における所定のボタンを押す入力が行われる。この入力が行われると、画像表示制御部５２は、参照画像ＲＩの断面を固定する。

本例においても、ステップＳ２３における入力を操作デバイス７が受け付けた時に、参照画像ＲＩに表示されているインジケーターＩｎ１〜Ｉｎ４が示す第一の点のうち、参照画像ＲＩの断面に存在する第一の点が位置合わせに用いられる。このステップＳ２３における位置合わせに用いることを指示する入力は、本発明における第一の入力の実施の形態の一例である。ステップＳ２３において参照画像ＲＩの断面に存在する第一の点の第一の座標系における位置情報は、位置合わせに用いられる点の位置情報として、記憶デバイス９に記憶される。

次に、ステップＳ２４では、前記三次元空間における被検体に対し、ユーザーが超音波プローブ２によって超音波の送受信を開始する。画像表示制御部５２は、図１２に示すように、リアルタイムの超音波画像ＵＩを表示デバイス６に表示する。画像表示制御部５２は、参照画像ＲＩと並べて超音波画像ＵＩを表示する。

次に、ステップＳ２５では、ユーザーは超音波プローブ２を移動させることにより、ステップＳ２３における入力が行われた時から表示されている参照画像ＲＩの断面、すなわち位置合わせに用いられる第一の点が存在する断面と被検体において同一の断面についての超音波画像ＵＩを表示させる。

次に、ステップＳ２６では、ステップＳ２４において表示された超音波画像ＵＩにおいて、インジケーターＩｎ１が示す第一の点と被検体において同一の点である第二の点を指示する入力を操作デバイス７がユーザーから受け付ける。例えば、第一実施形態と同様に、ユーザーは、超音波画像ＵＩに表示されたカーソルＣによって、インジケーターＩｎ１が示す第一の点と被検体において同一の点である第二の点を、超音波画像ＵＩにおいて指示する。このステップＳ２６における入力は、本発明における第二の入力の実施の形態の一例である。また、このステップＳ２６において指示される第二の点は、本発明における第二の点の実施の形態の一例である。

ステップＳ２６において、超音波画像ＵＩにおいて指示された第二の点の第二の座標系における位置情報が、位置合わせに用いられる。このステップＳ２６において指示された第二の点の第二の座標系における位置情報は、位置合わせに用いられる点の位置情報として、記憶デバイス９に記憶される。

次に、ステップＳ２７では、位置合わせに用いる第一の点及び第二の点が、Ｎ個特定されたか否かを制御部８が判定する。Ｎは、少なくとも４以上の数である。本例では、Ｎは４である。画像表示制御部５２は、制御部８の判定結果を表示デバイスに表示してもよい。

ステップＳ２７において、位置合わせに用いる第一の点及び第二の点が、Ｎ個特定されていないと判定された場合（ステップＳ２７において「ＮＯ」）、ステップＳ２２以降の処理へ戻り、位置合わせに用いる他の第一の点及び第二の点が指定される。

一方、ステップＳ２７において、位置合わせに用いる第一の点及び第二の点が、Ｎ個特定されていると判定された場合（ステップＳ２７において「ＹＥＳ」）、ステップＳ２８の処理へ移行する。このステップＳ２８では、特定部５４が、第一の座標系と第二の座標系との間の座標変換情報を特定する。具体的には、特定部５４は、位置合わせに用いる点の位置情報として記憶デバイス９に記憶された第一の点及び第二の点の位置情報を用いて、回転移動に関する座標変換情報及び平行移動に関する座標変換情報を特定する。

本例では、位置合わせに用いる点の位置情報として、記憶デバイス９に、四つの第一の点及び四つの第二の点の位置情報が記憶されている。特定部５４は、四つの第一の点及び四つの第二の点の位置情報を用いて、回転移動に関する座標変換情報及び平行移動に関する座標変換情報を特定する。

本例によっても、第一実施形態と同様に、ユーザーが、第一の座標系と第二の座標系との位置合わせを行なう時に、第一の点を参照画像ＲＩにおいてカーソル等を用いて指示する必要がない。

なお、第二実施形態においても、第一実施形態の変形例と同様に、第一の点が存在しない断面の第一の参照画像が表示されている場合に、ユーザーの入力により、その断面との距離が最も小さい第一の点が存在する断面の第二の参照画像が表示されてもよい。この場合のユーザーの入力も、第二の参照画像の断面に存在する第一の点を位置合わせに用いることを指示する入力である。

以上、本発明を前記実施形態によって説明したが、本発明はその主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことはもちろんである。例えば、本発明は、超音波診断装置に適用されるものに限られない。例えば、非破壊検査の対象の超音波画像を表示する超音波画像表示装置など、医用超音波画像以外の超音波画像を表示する超音波画像表示装置に適用することができる。

１ 超音波診断装置
２ 超音波プローブ
５１ 位置算出部
５２ 画像表示制御部
５３ インジケーター表示制御部
５４ 特定部
６ 表示デバイス
７ 操作デバイス
８ 制御部
９ 記憶デバイス
１０ 磁気センサ
１１ 磁気発生部

Claims (9)

1. 被検体について予め取得された参照画像のボリュームデータと、該ボリュームデータにおける第一の座標系において特定された少なくとも一つの第一の点の位置情報を記憶する記憶デバイスと、
   三次元空間における前記被検体に対して超音波の走査を行なう超音波プローブと、
   前記三次元空間に形成された第二の座標系における前記超音波プローブの位置を検出する位置検出部と、
   前記超音波プローブによる前記被検体に対する超音波の送受信によって得られたエコー信号に基づくリアルタイムの超音波画像と、前記ボリュームデータに基づく参照画像とを表示デバイスに表示する画像表示制御部と、
   前記第一の座標系における前記第一の点の位置を示すインジケーターを前記参照画像に表示するインジケーター表示制御部と、
   前記第一の座標系と、前記第二の座標系との間の座標変換情報であって、回転移動に関する座標変換情報と平行移動に関する座標変換情報とを含む座標変換情報を特定する特定部と、
   ユーザーによる入力を受け付ける入力デバイスと、
   を備えることを特徴とし、
   前記特定部は、前記入力デバイスが第一の入力を受け付けた時に前記参照画像に表示されている前記インジケーターが示す第一の点の前記第一の座標系における位置情報と、前記超音波画像において前記入力デバイスにおける第二の入力によって指示された第二の点の前記第二の座標系における位置情報とを用いて、前記座標変換情報を特定し、
   前記第二の点の前記第二の座標系における位置情報は、前記位置検出部の位置検出情報に基づいて特定される
   ことを特徴とする超音波画像表示装置。
2. 前記第一の座標系及び前記第二の座標系は、三軸の座標軸からなる座標系であり、
   前記特定部は、前記超音波プローブによる超音波の送受信面が、前記参照画像の断面に対して前記被検体において平行である状態である場合において、前記入力デバイスが第三の入力を受け付けると、前記回転移動に関する座標変換情報を特定し、さらに前記入力デバイスが前記第一の入力及び前記第二の入力を受け付けると、前記第一の点の前記第一の座標系における位置情報と、前記第二の点の前記第二の座標系における位置情報とに基づいて、前記平行移動に関する座標変換情報を特定することを特徴とする請求項１に記載の超音波画像表示装置。
3. 前記特定部は、少なくとも四つの前記第一の点の前記第一の座標系における位置情報と、前記少なくとも四つの第一の点と被検体において同一の点である少なくとも四つの前記第二の点の前記第二の座標系における位置情報とを用いて、前記回転移動に関する座標変換情報及び前記平行移動に関する座標変換情報を特定することを特徴とする請求項１に記載の超音波画像表示装置。
4. 前記インジケーターは、前記第一の点が前記参照画像の断面に存在している時に、該参照画像における前記第一の点の位置を示すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波画像表示装置。
5. 前記インジケーターは、前記第一の座標系における前記第一の点と、前記参照画像の断面との距離を示すことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の超音波画像表示装置。
6. 前記少なくとも第一の点は、複数の第一の点を含み、
   前記インジケーター表示制御部は、前記複数の第一の点に対応する複数のインジケーターを表示し、
   前記特定部は、前記入力デバイスが前記第一の入力を受け付けた時に前記参照画像に表示されている前記複数のインジケーターが示す前記複数の第一の点のうち、前記参照画像の断面との距離が最も小さい第一の点の前記第一の座標系における位置情報を、前記座標変換情報の特定に用いる
   ことを特徴とする請求項５に記載の超音波画像表示装置。
7. 前記画像表示制御部は、前記入力デバイスが前記第一の入力を受け付けた時に、前記第一の点が存在しない断面の第一の参照画像が表示されている場合、該第一の参照画像に代えて、該第一の参照画像の断面との距離が最も小さい第一の点が存在する断面の第二の参照画像を表示することを特徴とする請求項６に記載の超音波画像表示装置。
8. 被検体について予め取得された参照画像のボリュームデータと、該ボリュームデータにおける第一の座標系において特定された少なくとも一つの第一の点の位置情報を記憶する記憶デバイスと、
   三次元空間における前記被検体に対して超音波の走査を行なう超音波プローブと、
   ユーザーによる入力を受け付ける入力デバイスと、
   プロセッサーと、
   を備えることを特徴とする超音波画像表示装置であって、
   前記プロセッサーは、
   前記三次元空間に形成された第二の座標系における前記超音波プローブの位置を算出する位置算出機能と、
   前記超音波プローブによる前記被検体に対する超音波の送受信によって得られたエコー信号に基づくリアルタイムの超音波画像と、前記ボリュームデータに基づく参照画像とを表示デバイスに表示する画像表示制御機能と、
   前記第一の座標系における前記第一の点の位置を示すインジケーターを前記参照画像に表示するインジケーター表示制御機能と、
   前記第一の座標系と、前記第二の座標系との間の座標変換情報であって、回転移動に関する座標変換情報と平行移動に関する座標変換情報とを含む座標変換情報を特定する特定機能と、
   をプログラムによって実行するものであり、
   前記特定機能は、前記入力デバイスが第一の入力を受け付けた時に前記参照画像に表示されている前記インジケーターが示す第一の点の前記第一の座標系における位置情報と、前記超音波画像において前記入力デバイスにおける第二の入力によって指示された第二の点の前記第二の座標系における位置情報とを用いて、前記座標変換情報を特定し、
   前記第二の点の前記第二の座標系における位置情報は、前記位置検出部の位置検出情報に基づいて特定される
   ことを特徴とする超音波画像表示装置。
9. 被検体について予め取得された参照画像のボリュームデータと、該ボリュームデータにおける第一の座標系において特定された少なくとも一つの第一の点の位置情報を記憶する記憶デバイスと、
   三次元空間における前記被検体に対して超音波の走査を行なう超音波プローブと、
   ユーザーによる入力を受け付ける入力デバイスと、
   プロセッサーと、
   を備えることを特徴とする超音波画像表示装置の制御プログラムであって、
   該制御プログラムは、前記プロセッサーに、
   前記三次元空間に形成された第二の座標系における前記超音波プローブの位置を算出する位置算出機能と、
   前記超音波プローブによる前記被検体に対する超音波の送受信によって得られたエコー信号に基づくリアルタイムの超音波画像と、前記ボリュームデータに基づく参照画像とを表示デバイスに表示する画像表示制御機能と、
   前記第一の座標系における前記第一の点の位置を示すインジケーターを前記参照画像に表示するインジケーター表示制御機能と、
   前記第一の座標系と、前記第二の座標系との間の座標変換情報であって、回転移動に関する座標変換情報と平行移動に関する座標変換情報とを含む座標変換情報を特定する特定機能と、
   を実行させるものであり、
   前記特定機能は、前記入力デバイスが第一の入力を受け付けた時に前記参照画像に表示されている前記インジケーターが示す第一の点の前記第一の座標系における位置情報と、前記超音波画像において前記入力デバイスにおける第二の入力によって指示された第二の点の前記第二の座標系における位置情報とを用いて、前記座標変換情報を特定し、
   前記第二の点の前記第二の座標系における位置情報は、前記位置検出部の位置検出情報に基づいて特定される
   ことを特徴とする超音波画像表示装置の制御プログラム。