JP2023501848A - 超音波診断機器、超音波プローブ、画像の生成方法及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

本願のいくつかのの実施例は超音波診断機器、超音波プローブ、画像の生成方法及び記憶媒体を提供する。超音波診断機器（１０）は、超音波プローブ（１０１）と、前記超音波プローブ（１０１）に接続された主制御コンポーネント（１０２）とを含み、超音波プローブ（１０１）はプローブ本体（１０１１）と、姿勢検出コンポーネント（１０１２）とを含み、前記姿勢検出コンポーネント（１０１２）は前記超音波プローブ（１０１）の姿勢データをリアルタイムに取得し、前記プローブ本体（１０１１）は連続的に検出対象の連続的な走査を行って、対応する超音波画像を取得し、且つ前記超音波画像及び対応する姿勢データを前記主制御コンポーネント（１０２）に伝送し、主制御コンポーネント（１０２）は前記姿勢データに基づいて、連続する前記超音波画像をつなぎ合わせて前記検出対象の超音波立体画像を生成する。本願の実施例を用いる場合に、使用者は専門知識を持っていなくても病巣を正確に反映する超音波画像を取得できるため、超音波診断機器の使用難易度が低くなっている。【選択図】図１

Description

本願は、超音波技術の分野に関し、特に超音波診断機器、超音波プローブ、画像の生成方法及び記憶媒体に関する。

従来の超音波診断機器は、収集した画像が２Ｄの超音波スライスデータで、専門の医師は当該２Ｄの超音波スライス画像から診断する。保存したデータも１つ又は複数の２Ｄの超音波スライス画像である。

しかしながら、人体は三次元の物体で、専門の医師は特定の手法とその経験から、疾患や症状を最もよく反映している２Ｄの超音波スライス画像を得ることができるが、医師なら誰もが超音波検査作業によって最も理想的な位置の２Ｄの超音波スライス画像を得られるわけではない。例えば、田舎の医師は、超音波診断機器を使用することが少なく、あるいは使用したことがないから、病巣を正確に反映する２Ｄの超音波スライス画像を取得するには、どの器官でもかなり長い時間をかけて作業方法のトレーニングを受けることが必要であり、遠隔指導を行っても正しい２Ｄの超音波スライス画像は取得しにくい。そのため、超音波による遠隔診断が実現しにくく、幅広い普及ができていないのである。

本願のいくつかの実施例の目的は、使用者が専門知識を持っていなくても病巣を正確に反映した超音波画像を取得でき、使用難易度が低い超音波診断機器、超音波プローブ、画像の生成方法及び記憶媒体を提供することである。

本願の実施例は、超音波プローブと、前記超音波プローブに接続された主制御コンポーネントとを含む超音波診断機器を提供する。超音波プローブは、プローブ本体と、前記プローブ本体内に設けられた姿勢検出コンポーネントとを含み、前記姿勢検出コンポーネントは、前記超音波プローブの姿勢データをリアルタイムに取得するために用いられ、前記プローブ本体は、検出対象の連続的な走査を行って、対応する超音波画像を取得し、且つ、前記超音波画像及び対応する姿勢データを前記主制御コンポーネントに伝送するために用いられ、主制御コンポーネントは、前記姿勢データに基づいて、連続する前記超音波画像をつなぎ合わせて前記検出対象の超音波立体画像を生成するために用いられる。

本願の実施例は、プローブ本体と、姿勢検出コンポーネントとを含む超音波プローブをさらに提供する。姿勢検出コンポーネントは超音波プローブの姿勢データをリアルタイムに取得するために用いられ、プローブ本体は検出対象の連続的な走査を行って、姿勢データに対応する超音波画像を取得し、且つ前記超音波画像及び対応する姿勢データを主制御コンポーネントに伝送するために用いられ、前記主制御コンポーネントは前記姿勢データに基づいて、連続する前記超音波画像をつなぎ合わせて前記検出対象の超音波立体画像を生成するために用いられる。

本願の実施例は、超音波診断機器に適用し、超音波プローブの動作を検出した時、超音波プローブの姿勢データ及び姿勢データに対応する超音波画像をリアルタイムに取得するステップと、姿勢データに基づいて、連続する超音波画像をつなぎ合わせて検出対象の超音波立体画像を生成するステップとを含む画像の生成方法をさらに提供する。

本願の実施例は、コンピュータプログラムが記憶されており、コンピュータプログラムがプロセッサによって実行されると超音波画像の生成方法が実現するコンピュータ可読記憶媒体をさらに提供する。

本願の実施例によれば、超音波プローブはプローブ本体と、プローブ本体内に設けられた姿勢検出コンポーネントとを含み、当該姿勢検出コンポーネントはプローブ本体の姿勢をリアルタイムに取得することができ、プローブ本体は検出対象の連続的な走査を行うために用いられ、主制御コンポーネントはプローブ本体の姿勢データ及び対応する超音波画像をリアルタイムに取得できるため、姿勢データに基づいて、連続的に取得した超音波画像をつなぎ合わせて、超音波立体画像を生成することができる。生成したのは超音波立体画像であり、当該超音波立体画像は三次元画像で、三次元画像は検出対象のより多くの詳細を表示できるため、当該超音波診断機器が生成する検出対象の正確さが向上している。ユーザはそのニーズに応じて当該超音波立体画像を確認することが可能で、ユーザには超音波作業に関する専門の知識を必要としないため、当該超音波診断機器の利用しやすさが向上している。

１つ又は複数の実施例をそれらに対応する図面の画像によって例示的に説明し、このような例示的な説明は実施例への限定にならず、図面において同じ数字符号で示す要素は類似の要素である。断り書きがある場合を除き、添付の図面において描かれている縮尺に限定されない。
図１は本願の第１実施例に係る超音波診断機器の構造を示すブロック図である。 図２は本願の第２実施例に係る超音波診断機器の超音波プローブの模式図である。 図３は本願の第２実施例に係る主制御コンポーネントの構造を示すブロック図である。 図４は本願の第２実施例に係る超音波プローブの移動方向の模式図である。 図５は本願の第２実施例に係る超音波画像の配列の模式図である。 図６は本願の第２実施例に係る別の超音波画像の配列の模式図である。 図７は本願の第２実施例に係る超音波立体画像の模式図である。 図８は本願の第２実施例に係る超音波診断機器の構造を示すブロック図である。 図９は本願の第２実施例に係る指定の断面の超音波画像の模式図である。 図１０は本願の第３実施例に係る主制御コンポーネントの構造を示すブロック図である。 図１１は本願の第３実施例に係る超音波画像の配列の模式図である。 図１２は本願の第４実施例に係る超音波プローブの構造を示すブロック図である。 図１３は本願の第５実施例に係る超音波画像の生成方法のプロセスの模式図である。

本願の目的、技術的解決手段及び利点が一層明瞭になるよう、以下、図面と実施例を参照して、本願のいくつかの実施例をより詳細に説明する。なお、各実施例において、本願の一層の理解のために技術内容の多くの詳細が提供されるということを当業者は理解できる。ただし、たとえこれらの技術内容の詳細や以下の各実施例に基づく様々な変化や変更がなくても、本願が保護を求める技術的解決手段を実現することができる。以下の各実施例に係る設定は説明しやすくするためのもので、本願の実現形態への具体的な限定にならず、各実施例は矛盾する内容がなければ互いに組み合わせたり援用することができる。

本願の第１実施例は超音波診断機器に関し、当該超音波診断機器１０は、超音波プローブ１０１と、超音波プローブ１０１に接続された主制御コンポーネント１０２とを含む。超音波プローブ１０１は、プローブ本体１０１１と、プローブ本体１０１１内に設けられた姿勢検出コンポーネント１０１２とを含む。姿勢検出コンポーネント１０１２は、プローブ本体１０１１の姿勢データをリアルタイムに取得するために用いられ、プローブ本体１０１１は、検出対象の連続的な走査を行って、対応する超音波画像を取得し、且つ超音波画像及び対応する姿勢データを主制御コンポーネント１０１２に伝送するために用いられ、主制御コンポーネント１０１２は姿勢データに基づいて、連続する超音波画像をつなぎ合わせて検出対象の超音波立体画像を生成するために用いられる。

本願の実施例によれば、超音波プローブは、プローブ本体と、プローブ本体内に設けられた姿勢検出コンポーネントとを含む。当該姿勢検出コンポーネントは、プローブ本体の姿勢をリアルタイムに取得することができる。プローブ本体は、検出対象の連続的な走査を行うために用いられる。主制御コンポーネントは、プローブ本体の姿勢データ及び対応する超音波画像をリアルタイムに取得できるため、姿勢データに基づいて、連続的に取得した超音波画像をつなぎ合わせて、超音波立体画像を生成することができる。生成されるのは超音波立体画像であり、当該超音波立体画像は三次元画像で、三次元画像は検出対象のより多くの詳細を表示できるため、当該超音波診断機器が生成する検出対象の正確さが向上している。ユーザは、そのニーズに応じて当該超音波立体画像を確認することが可能で、ユーザには超音波作業に関する専門の知識を必要としないため、当該超音波診断機器の利用しやすさが向上している。

本願の第２実施例は、超音波診断機器に関する。本実施例は、第１実施例の超音波診断機器の具体的な説明である。以下、図１、図２を参照して当該超音波診断機器を説明する。

図１に示すように、当該超音波診断機器１０は、プローブ本体１０１１と、プローブ本体１０１１に接続された主制御コンポーネント１０２とを含む。当該プローブ本体１０１１の構造は図２に示すように、プローブ本体１０１１と、プローブ本体１０１１内に設けられた姿勢検出コンポーネント１０１２とを含む。

具体的には、当該姿勢検出コンポーネント１０１２はモーションセンサであってもよく、当該モーションセンサはプローブ本体１０１１の走査面に近い位置に設けられてもよく、当該プローブ本体１０１内にはプロセッサ、例えば、図２の１０１３がさらに設けられてもよく、プロセッサ１０１３は当該モーションセンサが収集した姿勢データを取得し、且つ姿勢データを主制御コンポーネント１０２に伝送するために用いられる。なお、当該プローブ本体１０１１は、二次元プローブ又は三次元プローブを含んでもよく、当該プローブ本体１０１１のプローブは図２の１０１１－１のようなものである。図２には主制御コンポーネント１０２が示されず、当該主制御コンポーネント１０２はプロセッサ、例えば、コンピュータ機器を含んでもよい。

当該超音波診断機器の動作過程は次のとおりである。プローブ本体１０１１が起動すると、当該プローブ本体１０１１内に位置する姿勢検出コンポーネント１０１２が同期して起動し、当該姿勢検出コンポーネント１０１２がプローブ本体１０１１の姿勢データの検出を開始し、当該姿勢データを当該プローブ本体１０１１内に伝送することができ、プローブ本体１０１１は当該姿勢データを当該主制御コンポーネント１０２に伝送する。プローブ本体１０１１は連続的に検出対象を走査して、連続する超音波画像を得、リアルタイムに主制御コンポーネント１０２に伝送する。同期クロックを設けることにより、当該プローブ本体１０１１と姿勢検出コンポーネント１０１２を同期して起動してもよい。

使用者は超音波プローブ１０１を検出対象の被検部位にセットすることができ、プローブ本体１０１１が検出対象に接触したら、プローブ本体１０１１内のプロセッサにプローブ本体１０１１の起動の提示情報を送信することができ、当該プローブ本体１０１１内に当該提示情報が届くと当該姿勢検出コンポーネント１０１２を起動して当該プローブ本体１０１１の姿勢データをリアルタイムに取得することができる。姿勢検出コンポーネント１０１２の収集頻度を設定してもよく、頻度が高いほど、後に生成される超音波立体画像はより正確である。

なお、プローブ本体１０１１の走査時間の前後関係に基づいて、各超音波画像に走査時間を表す時間タグを添加してもよく、同様に、各姿勢データに姿勢取得時間を表す時間タグを添加してもよい。時間タグによって同じ時間に取得した超音波画像に対応するプローブ本体１０１１の姿勢データを検索することができる。

一例では、主制御コンポーネント１０２は画像配列ユニット１０２１と、つなぎ合わせユニット１０２２とを含み、画像配列ユニット１０２１は各姿勢データ及び対応する超音波データに次のとおりに配列処理を行うために用いられる。すなわち、画像配列ユニット１０２１は、姿勢データに基づいて、プローブ本体の予め設定された三次元空間座標系におけるプローブ位置及びプローブ角度を取得し、プローブ角度に基づいて、プローブ角度に対応する超音波画像をプローブ位置に置く。つなぎ合わせユニットは配列した超音波画像をつなぎ合わせて、超音波立体画像を生成するために用いられる。当該主制御コンポーネント１０２の構造は図３のブロック図に示すとおりである。

画像配列ユニット１０２１は、位置取得サブユニットと、角度取得サブユニットとをさらに含む。位置取得サブユニットは、各姿勢データに次の処理を行うために用いられる。すなわち、位置取得サブユニットは、プローブ本体の位置変更を検出した時、カレントフレームの姿勢データとその前のフレームの姿勢データとに基づいて、カレントフレームのプローブ本体の前のフレームのプローブ本体に対する相対的位置データを取得し、相対的位置データと前のフレームに対応するプローブ位置とに基づいて、カレントフレームに対応するプローブ位置を決定する。角度取得サブユニットは、各姿勢データに次の処理を行うために用いられる。すなわち、角度取得サブユニットは、超音波プローブの角度変更を検出した時、カレントフレームの姿勢データとその前のフレームの姿勢データとに基づいて、カレントフレームのプローブ本体の前のフレームのプローブ本体に対する相対的角度データを取得し、相対的角度データと前のフレームに対応するプローブ角度とに基づいて、カレントフレームに対応するプローブ角度を決定する。

具体的には、姿勢検出コンポーネント１０１２は、モーションセンサ、重力センサ、地磁気センサなどを含んでもよい。当該姿勢検出コンポーネントが収集したプローブ本体１０１１の姿勢データは、プローブ本体の基準系に対して移動する位置座標及び角座標を含む。三次元空間座標系を予め設定してもよく、当該三次元空間座標系における任意の位置を、三次元空間座標系におけるプローブ本体１０１１の対応する初期プローブ位置とみなすことができる。また、任意の角度を、予め設定された三次元空間座標系における初期プローブ角度としてもよい。プローブ本体の基準系におけるプローブ本体１０１１の初期位置と、設定された初期プローブ位置、及び、プローブ本体の基準系におけるプローブ本体１０１１の初期角度と、設定された初期プローブ角度から、プローブ本体の基準系におけるプローブ本体１０１１の姿勢データを、当該予め設定された三次元空間座標系へ変換することができる。

カレントフレームの姿勢データとその前の時刻の姿勢データとの差異から、プローブ本体１０１１の相対的位置変化を取得し、相対的位置変化と、前のフレームの当該プローブ本体の当該三次元空間座標系における座標に基づいて、カレントフレームの当該プローブ本体のプローブ位置を決定することができる。同様に、プローブ本体１０１１の角度変化を取得し、相対的角度変化と、前のフレームの当該プローブ本体のプローブ角度に基づいて、カレントフレームの当該プローブ本体のプローブ角度を決定することができる。

例えば、当該三次元空間座標系において、初期のプローブ本体のプローブ位置が（ｘ０，ｙ０，ｚ０）と設定され、初期フレームｔ０のプローブ本体のプローブ角度が（α０，β０，γ０）と設定され、初期フレームｔ０における姿勢データは、当該プローブ本体座標系における初期の位置座標（ｘ０’，ｙ０’，ｚ０’）及び初期角度（α０’，β０’，γ０’）を含む。つまり、（ｘ０’，ｙ０’，ｚ０’）は三次元空間座標系における（ｘ０，ｙ０，ｚ０）に対応し、（α０’，β０’，γ０’）は三次元空間座標系における（α０，β０，γ０）に対応する。ｔ１フレームの当該プローブ本体の当該プローブ本体座標系における位置座標（ｘ１’，ｙ１’，ｚ１’）、及びｔ１フレームのプローブ本体の前のフレームのプローブ本体に対する相対的位置データ（△ｘ，△ｙ，△ｚ）を取得し、ここで、△ｘ＝ｘ１’－ｘ０’、△ｙ＝ｙ１’－ｙ０’、△ｚ＝ｚ１’－ｚ０’であり、ｔ１フレームの当該プローブ本体のプローブ位置は（ｘ０＋△ｘ，ｙ０＋△ｙ，ｚ０＋△ｚ）である。同様に、ｔ１フレームとｔ０フレームとのプローブ角度の相対的変化を取得して、当該ｔ１フレームにおける対応するプローブ角度を決定することができる。

当該プローブ本体は、立て続けに検出対象を走査し、超音波プローブのプローブ角度に基づいて各超音波画像を当該三次元空間座標系の対応するプローブ位置にセットし、当該超音波プローブが走査を終了したことを検出すると、三次元空間座標系に位置する各超音波画像をつなぎ合わせて、超音波立体画像を生成することができる。

例えば、プローブ本体は図４に示す移動方向Ｂに沿って人体のももの部分を走査することができ、人体のももの部分は検出対象であり、プローブ本体が２Ｄプローブである場合に、各超音波画像に次の配列処理を行う。プローブ角度に基づいて当該超音波画像を対応するプローブ位置にセットする。当該プローブ本体が走査を終了したことを検出すると、図５に示す超音波画像の配列図を生成し、超音波画像のそれぞれがももの部分の１つの断層像で、プローブ本体１０１１の移動速度の変化により、断面の間隔が異なる。一般にプローブ本体のサンプリング頻度が高い場合に、実際的に間隔が極めて小さい超音波画像の配列図を生成する。図５のように配列した超音波画像をつなぎ合わせて、図７に示す超音波立体画像を生成する。超音波プローブの移動速度が遅いほど、三次元点群が密集しており、生成した超音波立体画像はより正確である。

超音波プローブが３Ｄプローブである場合に、各フレームの超音波画像は一定の幅を有し、走査して得た各フレームの超音波画像は一定の幅を有する立方体スライスであり、いずれもがももの部分の断層の三次元図である。図６に示すように、各回収集したものが幅情報を有するため、プローブ本体１０１１の移動速度が遅いと、連続の２回でサンプリングした画像に重畳する部分があり、しかも重畳する部分のデータは全く同じになるはずである。そのため、各超音波画像をつなぎ合わせると、立体で半透明の緻密な点群図を生成して、三次元点群データを得て、図７に示すように当該ももの部分の超音波立体画像を得る。

一例では、超音波診断機器１０は、主制御コンポーネント１０２に接続されたディスプレイ１０３をさらに含み、ディスプレイ１０３は、超音波立体画像を表示するために用いられる。主制御コンポーネント１０２は、指定の断面の超音波画像の表示を指示するコマンドを検出した時、超音波立体画像をスライシングして、指定の断面の超音波画像を生成してディスプレイ１０３に伝送するためにも用いられる。当該超音波診断機器の構造は図８に示すとおりであってもよい。

具体的には、当該ディスプレイ１０３は通常のディスプレイであってもよいし、ホログラム画像ディスプレイであってもよく、当該ディスプレイは当該立体超音波立体画像を表示する。ユーザは、指定の断面の超音波画像を観察したい場合、入力装置から指定の断面の情報を入力することができ、主制御コンポーネント１０２は、当該コマンドを受信した場合、超音波立体画像をスライシングして、当該指定の断面の超音波画像を生成し、且つ、当該ディスプレイ１０３に伝送する。ディスプレイは、当該指定の断面の超音波画像を表示する。指定の断面は、例えば、図９に示す断面１と断面２である。

本願の第３実施例は、超音波診断機器に関する。本実施例は、第１実施例又は第２実施例を改善したものであり、主な改善点は、本実施例の主制御コンポーネント１０２が、第１重畳検出ユニット１０２３をさらに含むことである。当該主制御コンポーネント１０２の構造は、図１０のブロック図に示すとおりである。

第１重畳検出ユニット１０２３は、配列した超音波画像に次の処理を行うために用いられる。すなわち、第１重畳検出ユニット１０２３は、カレントフレームの超音波画像に、前のフレームの超音波画像と重畳する画像が存在するかどうかを検出し、存在する場合は、カレントフレームの超音波画像を改めて取得するか、又は、重畳する画像に基づいて、カレントフレームの超音波画像を更新する。

プローブ本体１０１１の移動が安定的でないため、プローブ角度に基づいて配列した超音波画像の配列図には、超音波画像が他の超音波画像に対して傾斜する現象があり得る。例えば、図１１に示す超音波画像Ｅ及び超音波画像Ｆである。本実施例では第１重畳検出ユニットによって超音波画像が傾斜する現象を検出し、図１１に示す傾斜する画像が出現していれば、当該超音波画像Ｅは、必ず前後の２つのフレームの超音波画像に重畳する。この原理から、配列した各超音波画像について検出する。カレントの超音波画像には前のフレームの超音波画像と重畳する画像が存在するかどうかを検出し、そうである場合は、カレントフレームの超音波画像を改めて取得するか、又は、重畳する画像に基づいて、カレントフレームの超音波画像を更新する。

重畳する画像が存在している場合に、カレントフレームの超音波画像は傾斜する画像であるので、プローブ本体の走査頻度が予め設定された頻度より高い場合は、傾斜する超音波画像を処理しなくてもよく、走査頻度が当該予め設定された頻度より低い場合は、走査頻度を高めて指定の走査領域を改めて走査するよう指示して、カレントフレームの超音波画像を改めて取得してもよい。指定の走査領域は、被検器官であってもよく、これにより当該指定の走査領域の画像は、当該検出対象に対応する器官の画像であり得、当該検出対象の被検器官の位置に当該器官の画像を投影することができる。重畳する画像の情報に基づいて、アルゴリズムを使用して新たな情報を生成することにより、当該フレームの超音波画像を演算してもよい。
なお、初期フレームの超音波画像は、デフォルトで正常な画像と見なしてもよい、ということは理解できる。

主制御コンポーネント１０２は、第２重畳検出ユニット１０２４をさらに含む。第２重畳検出ユニット１０２４は、プローブ本体が走査を終了したことを検出した後、全ての取得した超音波画像が構成するカバー領域が予め設定された指定の走査領域と重畳する部分が、前記指定の走査領域より小さいことを検出した場合に、第１エラー指示情報を出力し、且つ／又は、前記超音波画像にブレ画像が存在することを検出した場合に、第２エラー指示情報を出力するために用いられる。

具体的には、第２重畳検出ユニット１０２４は、当該プローブ本体１０１１が検出対象の表面から離れたことを検出すると、当該超音波プローブが走査を終了したと判定する。各超音波画像をつなぎ合わせる前に、全ての超音波画像が構成するカバー領域が指定の走査領域と重畳する部分が、指定の走査領域より小さいかどうかを検出する。指定の操作領域より小さい場合に、走査していない領域があることとなり、第１エラー指示情報を出力する。また、取得した超音波画像に、ブレ画像が存在するかどうかを検出し、ブレ画像が存在する場合に、第２エラー指示情報を出力する。第１エラー指示情報は、欠落領域が存在することを示すために用いられ、第２エラー指示情報はブレ画像が存在することを示すために用いられる。第１エラー指示情報又は第２エラー指示情報の出力の形態は、音声出力であってもよい。第１エラー指示情報又は第２エラー指示情報を出力することによって、ユーザは、改めて正確な超音波画像を取得できるため、検出の正確さを向上させることができる。

上記の各方法におけるステップの設定は、説明しやすさから行われたもので、実現する際には１つのステップにまとめて又はいくつかのステップを分割して、複数のステップとしてもよく、同じ論理関係を含むものであれば、本願の保護範囲に含まれる。アルゴリズム又はプロセスに適宜変更を入れ又は適宜設計を導入して、アルゴリズムとプロセスのコア的な設計に変更をもたらさなければいずれも本願の保護範囲に含まれる。

本願の第４実施例は超音波プローブに関し、超音波プローブ１０１は、ブロック図の図１２に示すように、プローブ本体１０１１と、姿勢検出コンポーネント１０１２とを含む。姿勢検出コンポーネント１０１２は、プローブ本体１０１１の姿勢データをリアルタイムに取得するために用いられる。プローブ本体は、検出対象の連続的な走査を行って、姿勢データに対応する超音波画像を取得し、且つ超音波画像及び対応する姿勢データを主制御コンポーネントに伝送するために用いられる。主制御コンポーネント１０１２は、姿勢データに基づいて、連続する超音波画像をつなぎ合わせて検出対象の超音波立体画像を生成するために用いられる。
本願の第５実施例は超音波診断機器に適用する超音波画像の生成方法に関し、そのプロセスは図１３に示すとおりである。
ステップ５０１において、超音波プローブの動作を検出した時、超音波プローブの姿勢データ及び姿勢データに対応する超音波画像をリアルタイムに取得する。

具体的には、プローブ本体が起動すると、当該プローブ本体内に位置する姿勢検出コンポーネントが同期して起動し、当該姿勢検出コンポーネントがプローブ本体の姿勢データの検出を開始し、当該姿勢データを当該プローブ本体内に伝送することができ、プローブ本体は当該姿勢データを当該主制御コンポーネントに伝送する。プローブ本体は連続的に検出対象を走査して、連続する超音波画像を得、リアルタイムに主制御コンポーネントに伝送する。同期クロックを設けることにより、当該プローブ本体と姿勢検出コンポーネントを同期して起動してもよい。

ユーザは、超音波プローブを検出対象の被検部位にセットすることができ、プローブ本体が検出対象に接触したら、プローブ本体内のプロセッサにプローブ本体の起動の提示情報を送信する。当該プローブ本体内に当該提示情報が届くと当該姿勢検出コンポーネントを起動して当該プローブ本体の姿勢データをリアルタイムに取得することができる。姿勢検出コンポーネントの収集頻度を設定してもよく、頻度が高いほど、後に生成される超音波立体画像はより正確である。当該姿勢検出コンポーネントが収集したプローブ本体の姿勢データは、プローブ本体の基準系に対して移動する位置座標及びプローブ本体の基準系における角座標を含む。
ステップ５０２において、姿勢データに基づいて、連続する超音波画像をつなぎ合わせて検出対象の超音波立体画像を生成する。

具体的には、姿勢データに基づいて、プローブ本体の予め設定された三次元空間座標系におけるプローブ位置及びプローブ角度を取得し、プローブ角度に基づいて、プローブ角度に対応する超音波画像をプローブ位置に置く。つなぎ合わせユニットは、配列した超音波画像をつなぎ合わせて、超音波立体画像を生成するために用いられる。プローブ位置を取得するステップは具体的には、プローブ本体の位置変更を検出した場合、カレントフレームの姿勢データとその前のフレームの姿勢データとに基づいて、カレントフレームのプローブ本体の前のフレームのプローブ本体に対する相対的位置データを取得するステップと、相対的位置データと前のフレームにおける対応するプローブ位置とに基づいて、カレントフレームに対応するプローブ位置を決定するステップとを含む。プローブ角度を取得するプロセスは、超音波プローブの角度変更を検出した場合、カレントフレームの姿勢データとその前のフレームの姿勢データとに基づいて、カレントフレームのプローブ本体の前のフレームのプローブ本体に対する相対的角度データを取得するステップと、相対的角度データと前のフレームにおける対応するプローブ角度とに基づいて、カレントフレームに対応するプローブ角度を決定するステップとを含む。

当該プローブ本体は、立て続けに検出対象を走査し、各超音波画像を超音波プローブのプローブ位置に基づいて当該三次元空間座標系にセットし、当該超音波プローブが走査を終了したことを検出すると、三次元空間座標系に位置する各超音波画像をつなぎ合わせて、超音波立体画像を生成することができる。なお、当該超音波診断機器の主制御コンポーネントは、メモリと、プロセッサとを含んでもよく、メモリは、前記少なくとも１つのプロセッサと通信して接続される。なお、メモリには前記少なくとも１つのプロセッサによって実行されるコマンドが記憶されており、コマンドが少なくとも１つのプロセッサによって実行されることによって、少なくとも１つのプロセッサは上記の超音波画像の生成方法を実行できる。

メモリとプロセッサは、バス方式によって接続され、バスは、互いに接続された任意の数量のバスとブリッジを含んでもよく、バスは、１つ又は複数のプロセッサとメモリの様々な回路をリンクしている。バスは、周辺機器、電圧調整器、電力管理回路などの様々な他の回路をリンクすることもでき、これらはいずれも本分野において周知されたことであるため、本明細書ではその方の更なる説明はしない。バスインタフェースは、バスと送受信機の間にインタフェースを提供する。送受信機は１つの要素であってもよいし、複数の要素であってもよく、例えば、複数の受信機と送信機で、伝送媒体において様々な他の装置と通信するためのユニットを提供する。プロセッサによって処理されるデータは、アンテナによって無線媒体において伝送され、また、アンテナは、データを受信してデータをプロセッサに伝送する。

プロセッサは、バスを管理し、通常の処理を行う役割を果たし、タイミング、周辺インタフェース、電圧調整、電源管理や他の制御機能を含め様々な機能を提供することができる。メモリはプロセッサが作業を実行する時に使用するデータを記憶するために用いられてもよい。

本願の第６実施例は、コンピュータプログラムが記憶されており、前記コンピュータプログラムがプロセッサによって実行されると超音波画像の生成方法が実現するコンピュータ可読記憶媒体に関する。

なお、上記の実施例の方法を実現するステップの全体又は一部は、プログラムが関連するハードウェアによって実現されることを当業者は理解できる。当該プログラムは１つの記憶媒体に記憶されており、１つの機器（ワンチップマイコン、チップなど）又はプロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）に、本願の各実施例に記載の方法のステップの全体又はその一部を実行させるためのいくつかのコマンドを含む。前記記憶媒体は、ＵＳＢメモリ、リムーバブルディスク、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ、Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ、Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、磁気ディスク、光ディスクなど、プログラムコードを記憶できる様々な媒体を含む。

なお、上記の各実施例は本願を実現するための具体的な実施例で、実際の適用においては、本願の趣旨や範囲を逸脱することなく、形式的に又はその詳細について様々な変更を行うことができる、ということを当業者は理解できる。

図１に示すように、当該超音波診断機器１０は、プローブ１０１と、プローブ１０１に接続された主制御コンポーネント１０２とを含む。当該プローブ１０１の構造は図２に示すように、プローブ本体１０１１と、プローブ本体１０１１内に設けられた姿勢検出コンポーネント１０１２とを含む。

具体的には、当該姿勢検出コンポーネント１０１２はモーションセンサであってもよく、当該モーションセンサはプローブ本体１０１１の走査面に近い位置に設けられてもよく、当該プローブ１０１内にはプロセッサ、例えば、図２の１０１３がさらに設けられてもよく、プロセッサ１０１３は当該モーションセンサが収集した姿勢データを取得し、且つ姿勢データを主制御コンポーネント１０２に伝送するために用いられる。なお、当該プローブ１０１は、二次元プローブ又は三次元プローブであり、当該プローブ本体１０１１のプローブは図２の１０１１－１のようなものである。図２には主制御コンポーネント１０２が示されず、当該主制御コンポーネント１０２はプロセッサ、例えば、コンピュータ機器を含んでもよい。

当該超音波診断機器の動作過程は次のとおりである。プローブ本体１０１１が起動すると、当該プローブ本体１０１１内に位置する姿勢検出コンポーネント１０１２が同期して起動し、当該姿勢検出コンポーネント１０１２がプローブ本体１０１１の姿勢データの検出を開始し、当該姿勢データをプロセッサ１０１３に伝送することができ、プロセッサ１０１３は当該姿勢データを当該主制御コンポーネント１０２に伝送する。プローブ本体１０１１は連続的に検出対象を走査して、連続する超音波画像を得、リアルタイムに主制御コンポーネント１０２に伝送する。同期クロックを設けることにより、当該プローブ本体１０１１と姿勢検出コンポーネント１０１２を同期して起動してもよい。

使用者は超音波プローブ１０１を検出対象の被検部位にセットすることができ、プローブ本体１０１１が検出対象に接触したら、プローブ１０１内のプロセッサ１０１３にプローブ本体１０１１の起動の提示情報を送信することができ、当該プロセッサ１０１３に当該提示情報が届くと当該姿勢検出コンポーネント１０１２を起動して当該プローブ本体１０１１の姿勢データをリアルタイムに取得することができる。姿勢検出コンポーネント１０１２の収集頻度を設定してもよく、頻度が高いほど、後に生成される超音波立体画像はより正確である。

本願の第４実施例は超音波プローブに関し、超音波プローブ１０１は、ブロック図の図１２に示すように、プローブ本体１０１１と、姿勢検出コンポーネント１０１２とを含む。姿勢検出コンポーネント１０１２は、プローブ本体１０１１の姿勢データをリアルタイムに取得するために用いられる。プローブ本体は、検出対象の連続的な走査を行って、姿勢データに対応する超音波画像を取得し、且つ超音波画像及び対応する姿勢データを主制御コンポーネントに伝送するために用いられる。主制御コンポーネント１０２は、姿勢データに基づいて、連続する超音波画像をつなぎ合わせて検出対象の超音波立体画像を生成するために用いられる。
本願の第５実施例は超音波診断機器に適用する超音波画像の生成方法に関し、そのプロセスは図１３に示すとおりである。
ステップ５０１であって、超音波プローブの動作を検出した時、超音波プローブの姿勢データ及び姿勢データに対応する超音波画像をリアルタイムに取得する。

具体的には、プローブ本体が起動すると、当該プローブ本体内に位置する姿勢検出コンポーネントが同期して起動し、当該姿勢検出コンポーネントがプローブ本体の姿勢データの検出を開始し、当該姿勢データをプロセッサに伝送することができ、プロセッサは当該姿勢データを当該主制御コンポーネントに伝送する。プローブ本体は連続的に検出対象を走査して、連続する超音波画像を得、リアルタイムに主制御コンポーネントに伝送する。同期クロックを設けることにより、当該プローブ本体と姿勢検出コンポーネントを同期して起動してもよい。

ユーザは、超音波プローブを検出対象の被検部位にセットすることができ、プローブ本体が検出対象に接触したら、プローブ本体内のプロセッサにプローブ本体の起動の提示情報を送信する。当該プロセッサに当該提示情報が届くと当該姿勢検出コンポーネントを起動して当該プローブ本体の姿勢データをリアルタイムに取得することができる。姿勢検出コンポーネントの収集頻度を設定してもよく、頻度が高いほど、後に生成される超音波立体画像はより正確である。当該姿勢検出コンポーネントが収集したプローブ本体の姿勢データは、プローブ本体の基準系に対して移動する位置座標及びプローブ本体の基準系における角座標を含む。
ステップ５０２において、姿勢データに基づいて、連続する超音波画像をつなぎ合わせて検出対象の超音波立体画像を生成する。

Claims (11)

1. 超音波プローブと、前記超音波プローブに接続された主制御コンポーネントとを含み、
   前記超音波プローブは、プローブ本体と、姿勢検出コンポーネントとを含み、前記姿勢検出コンポーネントは、前記プローブ本体の姿勢データをリアルタイムに取得し、前記プローブ本体は、検出対象の連続的な走査を行って、対応する超音波画像を取得し、且つ、前記超音波画像及び対応する姿勢データを前記主制御コンポーネントに伝送し、
   前記主制御コンポーネントは、前記姿勢データに基づいて、連続する前記超音波画像をつなぎ合わせて前記検出対象の超音波立体画像を生成する
   ことを特徴とする超音波診断機器。
2. 前記主制御コンポーネントが、画像配列ユニットと、つなぎ合わせユニットとを含み、
   前記画像配列ユニットは、各前記姿勢データ及び対応する超音波データに配列処理を行い、前記配列処理は、前記姿勢データに基づいて、前記プローブ本体の予め設定された三次元空間座標系におけるプローブ位置及びプローブ角度を取得し、前記プローブ角度に基づいて、前記プローブ角度に対応する超音波画像をプローブ位置に置く処理であり、
   前記つなぎ合わせユニットは、配列した前記超音波画像をつなぎ合わせて、前記超音波立体画像を生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断機器。
3. 前記画像配列ユニットは、位置取得サブユニットと、角度取得サブユニットとをさらに含み、
   前記位置取得サブユニットは、前記超音波プローブの角度変更が検出された場合、カレントフレームの前記姿勢データとその前のフレームの前記姿勢データとに基づいて、カレントフレームの前記プローブ本体の、前のフレームの前記プローブ本体に対する相対的位置データを取得し、前記相対的位置データと前のフレームに対応するプローブ位置とに基づいて、カレントフレームに対応するプローブ位置を決定する処理を行い、
   前記角度取得サブユニットは、前記超音波プローブの角度変更を検出された場合、カレントフレームの前記姿勢データとその前のフレームの前記姿勢データとに基づいて、カレントフレームの前記プローブ本体の、前のフレームの前記プローブ本体に対する相対的角度データを取得し、前記相対的角度データと前のフレームに対応するプローブ角度とに基づいて、カレントフレームに対応するプローブ角度を決定する処理を行う
   ことを特徴とする請求項２に記載の超音波診断機器。
4. 前記主制御コンポーネントは、第１重畳検出ユニットをさらに含み、
   前記第１重畳検出ユニットは、配列した前記超音波画像において、カレントフレームの前記超音波画像が前のフレームの前記超音波画像と重畳する画像が存在するかどうかを検出し、存在する場合は、カレントフレームの前記超音波画像を改めて取得するか、又は、前記重畳する画像に基づいて、カレントフレームの前記超音波画像を更新する処理を行う
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の超音波診断機器。
5. 前記主制御コンポーネントが、第２重畳検出ユニットをさらに含み、
   前記第２重畳検出ユニットは、前記プローブ本体が走査を終了したことを検出した後、取得した全ての前記超音波画像が構成するカバー領域が、予め設定された指定の走査領域と重畳する部分が、前記指定の走査領域より小さいことを検出した場合、第１エラー指示情報を出力し、且つ／又は、
   前記超音波画像にブレ画像が存在することを検出した場合、第２エラー指示情報を出力する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波診断機器。
6. 前記主制御コンポーネントに接続されたディスプレイをさらに含み、
   前記ディスプレイは、前記超音波立体画像を表示するために用いられ、
   前記主制御コンポーネントは、指定の断面の超音波画像の表示を指示するコマンドを検出した場合、前記超音波立体画像をスライシングして、前記指定の断面の超音波画像を生成して前記ディスプレイに伝送する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の超音波診断機器。
7. 前記プローブ本体は、二次元プローブ又は三次元プローブであり、
   前記姿勢検出コンポーネントは、モーションセンサを含む
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の超音波診断機器。
8. 前記姿勢検出コンポーネントは、前記プローブ本体内に配置されている
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の超音波診断機器。
9. プローブ本体と、姿勢検出コンポーネントとを含み、
   前記姿勢検出コンポーネントは、前記プローブ本体の姿勢データをリアルタイムに取得し、
   前記プローブ本体は、検出対象の連続的な走査を行って、前記姿勢データに対応する超音波画像を取得し、且つ、前記超音波画像及び対応する姿勢データを主制御コンポーネントに伝送し、前記主制御コンポーネントは、前記姿勢データに基づいて、連続する前記超音波画像をつなぎ合わせて前記検出対象の超音波立体画像を生成する
   ことを特徴とする超音波プローブ。
10. 請求項１から８のいずれか１項に記載の超音波診断機器を用いた超音波画像の生成方法であって、
    超音波プローブの動作を検出した時、超音波プローブの姿勢データ及び前記姿勢データに対応する超音波画像をリアルタイムに取得するステップと、
    前記姿勢データに基づいて、連続する前記超音波画像をつなぎ合わせて前記検出対象の超音波立体画像を生成するステップとを含む
    ことを特徴とする画像の生成方法。
11. コンピュータプログラムが記憶されているコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータプログラムが、プロセッサによって実行されることにより請求項１０に記載の超音波画像の生成方法が実現されることを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
    
    

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