JP2024039872A - 超音波診断装置の制御方法および超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザが被検体における大腸の位置を容易に把握して円滑に検査を進めることができる超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法を提供する。【解決手段】超音波診断装置は、超音波プローブ（１）と、超音波プローブ（１）の位置を検出するプローブ位置検出部（３）と、超音波プローブ（１）を用いて被検体の超音波画像を取得する画像取得部（３１）と、モニタ（２３）と、多数の被検体の大腸の位置データにより学習された学習済みモデルを用いることにより、プローブ位置検出部（３）により検出された超音波プローブの位置に基づいて被検体の大腸における超音波プローブ（１）の位置から直腸までの道のりを推測する道のり推測部（２５）と、道のり推測部（２５）により推測された道のりを腹部の模型図に重畳させてモニタに表示する大腸表示部（２６）とを備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、被検体の大腸の検査に使用される超音波診断装置の制御方法および超音波診断装置に関する。

従来から、いわゆる超音波診断装置を用いて被検体内の断層を表す超音波画像を取得し、取得された超音波画像に基づいて医師等のユーザが被検体を検査することが行われている。このような超音波診断装置を用いる検査において、ユーザは、いわゆる超音波プローブを被検体の体表面に接触させた状態で、超音波プローブを用いて被検体内への超音波ビームの送信と被検体内の超音波エコーの受信を行うことにより、超音波画像を撮影する場合がある。

このような場合に、ユーザは、通常、観察対象の部位が超音波画像に写るように超音波プローブの位置を調整する必要がある。そこで、ユーザが容易に超音波プローブの位置を調整できるように、例えば特許文献１に記載される技術が開発されている。特許文献１には、超音波画像に写る被検体の部位を検出し、検出された部位を撮影するための超音波プローブの最適位置に対する現在の測定位置のスコアを算出し、そのスコアをユーザに向けて表示することが開示されている。ユーザは、表示されたスコアを参照しながら超音波プローブの位置を調整する。

国際公開第２０２２／０４４３９１号

ところで、超音波診断装置を用いて被検体の大腸を走査することにより大腸内の便に関する検査が行われることがある。通常、ユーザは、大腸内の便の位置および性状を把握するために、超音波プローブにより盲腸に近い位置から直腸の位置まで順に走査することが多い。この際にユーザは、被検体における大腸の位置を把握していることが好ましいが、大腸は一般的に長い臓器であり且つその形状には個人差があるため、例えば実際に被検体の腹部を広範囲にわたって走査する必要がある等、大腸の位置を容易に把握できない場合があった。また、特許文献１の技術を用いることにより大腸を検査するための代表的な最適位置に超音波プローブを位置させることができるが、被検体における大腸の位置をユーザが把握するためには、特許文献１の技術の他に更なる工夫が必要である。

本発明はこのような従来の問題点を解消するためになされたものであり、ユーザが被検体における大腸の位置を容易に把握して円滑に検査を進めることができる超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法を提供することを目的とする。

以下の構成によれば、上記目的を達成できる。
〔１〕 超音波プローブを走査することにより被検体の大腸の検査を行う超音波診断装置であって、
超音波プローブと、
超音波プローブの位置を検出するプローブ位置検出部と、
超音波プローブを用いて被検体の超音波画像を取得する画像取得部と、
モニタと、
多数の被検体の大腸の位置データにより学習された学習済みモデルを用いることにより、プローブ位置検出部により検出された超音波プローブの位置に基づいて被検体の大腸における超音波プローブの位置から直腸までの道のりを推測する道のり推測部と、
道のり推測部により推測された道のりを腹部の模型図に重畳させてモニタに表示する大腸表示部と
を備える超音波診断装置。
〔２〕 道のり推測部は、超音波プローブの走査に伴ってプローブ位置検出部により検出された超音波プローブの位置の累積的なデータに基づいて道のりを随時推測する〔１〕に記載の超音波診断装置。
〔３〕 学習済みモデルは、大腸が分割された定められた複数の区間毎に位置データを学習し、
道のり推測部は、プローブ位置検出部により検出された超音波プローブの位置が複数の区間のうちいずれの区間に属するかを判定することにより道のりを推測し、
大腸表示部は、道のり推測部により推測された道のりをモニタに表示する〔１〕に記載の超音波診断装置。
〔４〕 学習済みモデルは、大腸の連続的な位置データを学習し、
道のり推測部は、プローブ位置検出部により検出された超音波プローブの被検体の大腸における位置を連続的に判定し、
大腸表示部は、道のり推測部により推測された道のりをモニタに表示する〔１〕に記載の超音波診断装置。
〔５〕 超音波画像から大腸内に存在する便を検出する便検出部を備え、
大腸表示部は、道のりに併せて便検出部により検出された便の位置をモニタに表示する〔１〕～〔４〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
〔６〕 大腸表示部は、道のりを２次元画像としてモニタに表示する〔１〕～〔５〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
〔７〕 大腸表示部は、道のりを３次元画像としてモニタに表示する〔１〕～〔５〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
〔８〕 プローブ位置検出部により検出される超音波プローブの位置に基づいて超音波プローブによる大腸の走査済み領域をモニタに表示する走査済み領域表示部を備える〔１〕～〔７〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
〔９〕 ユーザの入力操作を受け付ける入力装置と、
画像取得部により取得される超音波画像をプローブ位置検出部により検出される超音波プローブの位置に紐付けて保存する画像メモリと
を備え、
走査済み領域表示部によりモニタに表示されている走査済み領域が入力装置を介してユーザにより指定されると、指定された領域において取得された超音波画像が画像メモリから読み出されてモニタに表示される〔８〕に記載の超音波診断装置。
〔１０〕 プローブ位置検出部は、超音波プローブの位置を検出する位置センサを有する〔１〕～〔９〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
〔１１〕 プローブ位置検出部は、
被検体の光学画像を取得する光学カメラと、
光学カメラにより取得された光学画像を解析することにより超音波プローブの位置を検出する光学画像解析部と
を有する〔１〕～〔９〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
〔１２〕 プローブ位置検出部は、
被検体に対して検知信号を送信し且つ被検体から反射信号を受信する測距装置と、
測距装置により受信された反射信号を解析することにより超音波プローブの位置を特定するプローブ位置特定部と
を有する〔１〕～〔９〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
〔１３〕 モニタは、ヘッドマウントディスプレイにより構成される〔１〕～〔１２〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
〔１４〕 超音波プローブを走査することにより被検体の大腸の検査を行う超音波診断装置の制御方法であって、
超音波プローブの位置を検出し、
超音波プローブを用いて被検体の超音波画像を取得し、
多数の被検体の大腸の位置データにより学習された学習済みモデルを用いることにより、検出された超音波プローブの位置に基づいて被検体の大腸における超音波プローブの位置から直腸までの道のりを推測し、
推測された道のりを腹部の模型図に重畳させてモニタに表示する
超音波診断装置の制御方法。

本発明によれば、超音波診断装置が、超音波プローブを走査することにより被検体の大腸の検査を行う超音波診断装置であって、超音波プローブと、超音波プローブの位置を検出するプローブ位置検出部と、超音波プローブを用いて被検体の超音波画像を取得する画像取得部と、モニタと、多数の被検体の大腸の位置データにより学習された学習済みモデルを用いることにより、プローブ位置検出部により検出された超音波プローブの位置に基づいて被検体の大腸における超音波プローブの位置から直腸までの道のりを推測する道のり推測部と、道のり推測部により推測された道のりを腹部の模型図に重畳させてモニタに表示する大腸表示部とを備えるため、ユーザが被検体における大腸の位置を容易に把握して円滑に検査を進めることができる。

本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における送受信回路の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における画像生成部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１において設定された大腸の区間の例を示す図である。 本発明の実施の形態１において推測された超音波プローブの位置から直腸まで道のりの表示例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１において推測された超音波プローブの位置から直腸まで道のりの他の表示例を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３における便の位置の表示例を示す図である。 本発明の実施の形態４に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態４における走査済み領域の表示例を示す図である。 本発明の実施の形態５に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態６に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態６における測距装置の構成を示すブロック図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「同一」、「同じ」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。

実施の形態１
図１に本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示す。超音波診断装置は、超音波プローブ１と、超音波プローブ１に接続される装置本体２と、超音波プローブ１に取り付けられた位置センサ３を備えている。

超音波診断装置は、本発明において被検体の大腸を検査するために使用される。本明細書では、大腸を撮影した超音波画像として、特に断りがない限り、大腸の短軸像を撮影した超音波画像のことを指す。大腸の短軸像とは、大腸の走行方向に対してほぼ直交する大腸の断層面を表す画像のことをいう。

超音波プローブ１は、振動子アレイ１１を有している。振動子アレイ１１に送受信回路１２が接続されている。

装置本体２は、超音波プローブ１の送受信回路１２に接続される画像生成部２１を有している。画像生成部２１に、表示制御部２２およびモニタ２３が、順次、接続されている。位置センサ３に道のり推測部２５が接続されている。道のり推測部２５に大腸表示部２６が接続されている。大腸表示部２６は表示制御部２２に接続している。また、送受信回路１２、画像生成部２１、表示制御部２２、道のり推測部２５および大腸表示部２６に、本体制御部２８が接続されている。また、本体制御部２８に入力装置２９が接続されている。

送受信回路１２と画像生成部２１により、画像取得部３１が構成されている。また、画像生成部２１、表示制御部２２、道のり推測部２５、大腸表示部２６および本体制御部２８により、装置本体２用のプロセッサ３２が構成されている。

超音波プローブ１の振動子アレイ１１は、１次元または２次元に配列された複数の超音波振動子を有している。これらの超音波振動子は、それぞれ送受信回路１２から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信して、超音波エコーに基づく信号を出力する。各超音波振動子は、例えば、ＰＺＴ（Lead Zirconate Titanate：チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック、ＰＶＤＦ（Poly Vinylidene Di Fluoride：ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子およびＰＭＮ－ＰＴ（Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate：マグネシウムニオブ酸鉛－チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成することにより構成される。

送受信回路１２は、本体制御部２８による制御の下で、振動子アレイ１１から超音波を送信し且つ振動子アレイ１１により取得された受信信号に基づいて音線信号を生成する。送受信回路１２は、図２に示すように、振動子アレイ１１に接続されるパルサ４１と、振動子アレイ１１から順次直列に接続される増幅部４２、ＡＤ（Analog to Digital）変換部４３およびビームフォーマ４４を有している。

パルサ４１は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、本体制御部２８からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、振動子アレイ１１の複数の超音波振動子から送信される超音波が超音波ビームを形成するようにそれぞれの駆動信号を、遅延量を調節して複数の超音波振動子に供給する。このように、振動子アレイ１１の超音波振動子の電極にパルス状または連続波状の電圧が印加されると、圧電体が伸縮し、それぞれの超音波振動子からパルス状または連続波状の超音波が発生して、それらの超音波の合成波から、超音波ビームが形成される。

送信された超音波ビームは、例えば、被検体の部位等の対象において反射され、超音波プローブ１の振動子アレイ１１に向かって伝搬する。このように振動子アレイ１１に向かって伝搬する超音波エコーは、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの超音波振動子により受信される。この際に、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの超音波振動子は、伝搬する超音波エコーを受信することにより伸縮して、電気信号である受信信号を発生させ、これらの受信信号を増幅部４２に出力する。

増幅部４２は、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの超音波振動子から入力された信号を増幅し、増幅した信号をＡＤ変換部４３に送信する。ＡＤ変換部４３は、増幅部４２から送信された信号をデジタルの受信データに変換する。ビームフォーマ４４は、ＡＤ変換部４３から受け取った各受信データに対してそれぞれの遅延を与えて加算することにより、いわゆる受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、ＡＤ変換部４３で変換された各受信データが整相加算され且つ超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号が取得される。

画像生成部２１は、図３に示すように、信号処理部４５、ＤＳＣ（Digital Scan Converter：デジタルスキャンコンバータ）４６および画像処理部４７が順次直列に接続された構成を有している。

信号処理部４５は、送受信回路１２から受信した音線信号に対し、本体制御部２８により設定される音速値を用いて超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施すことにより、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。

ＤＳＣ４６は、信号処理部４５で生成されたＢモード画像信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換（ラスター変換）する。
画像処理部４７は、ＤＳＣ４６から入力されるＢモード画像信号に階調処理等の各種の必要な画像処理を施した後、Ｂモード画像信号を表示制御部２２に送出する。以降は、画像処理部４７により画像処理が施されたＢモード画像信号を、超音波画像と呼ぶ。

表示制御部２２は、本体制御部２８の制御の下で、画像生成部２１により生成された超音波画像等に対して所定の処理を施して、モニタ２３に表示する。
モニタ２３は、表示制御部２２の制御の下で、種々の表示を行う。モニタ２３は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）、有機ＥＬディスプレイ（Organic Electroluminescence Display）等のディスプレイ装置を含むことができる。

本体制御部２８は、予め記録されたプログラム等に従って装置本体２の各部および超音波プローブ１を制御する。
入力装置２９は、検査者による入力操作を受け付け、入力された情報を本体制御部２８に送出する。入力装置２９は、例えば、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッドおよびタッチパネル等の検査者が入力操作を行うための装置等により構成される。

超音波プローブ１に取り付けられた位置センサ３は、超音波プローブ１の位置を検出するセンサである。位置センサ３は、例えば、定められた位置を基準として、基準の位置からの相対的な座標を超音波プローブ１の位置として検出できる。位置センサ３としては、例えば、いわゆる磁気センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）センサまたは地磁気センサ等を用いることができる。位置センサ３により検出された超音波プローブ１の位置の情報は、道のり推測部２５に送信される。

道のり推測部２５は、多数の被検体の大腸の位置データにより学習された、いわゆる機械学習における学習済モデルを有し、且つ、学習済モデルを用いることにより、位置センサ３により検出された超音波プローブ１の位置に基づいて、被検体の大腸における超音波プローブ１の位置から直腸までの道のりを推測する。なお、被検体の大腸における超音波プローブ１の位置から直腸までの道のりとは、被検体の大腸における超音波プローブ１の位置から直腸までの領域、すなわち、被検体の大腸における超音波プローブ１の位置から直腸までの道筋または経路のことを指す。

ここで、多数の被検体の大腸の位置データは、例えば、多数の被検体に対する大腸の全体における盲腸、上行結腸、横行結腸、下行結腸、Ｓ字結腸および直腸等の大腸の特定の部分の位置を表すデータを含むことができる。

学習済みモデルは、例えば図４に示すように、大腸Ｐの全体を、盲腸から上行結腸までを表す第１区間Ｅ１、横行結腸を表す第２区間Ｅ２、下行結腸を表す第３区間Ｅ３およびＳ字結腸から肛門までを表す第４区間Ｅ４等の定められた複数の区間毎に位置データを学習できる。

ユーザが、モニタ２３に表示された超音波画像に盲腸等の大腸Ｐの特定の部分が写っていると判断し且つ入力装置２９を介してその特定の部分を入力した場合に、学習済みモデルは、ユーザにより入力された大腸Ｐの特定の部分と、その際にモニタ２３に表示された超音波画像が撮影された際に位置センサ３により検出された超音波プローブ１の位置との少なくとも一方に基づいて、被検体における大腸Ｐの全体の位置を推測し、超音波プローブ１の位置が大腸Ｐの定められた複数の区間、例えば第１区間Ｅ１～第４区間Ｅ４のうちいずれの区間に属するかを判定できる。これにより、学習済みモデルは、大腸Ｐの複数の区間のいずれかを被検体の大腸Ｐにおける超音波プローブ１の位置として推測できる。学習済みモデルは、さらに、推測された区間よりも１つ先の区間すなわち推測された区間に対して直腸側に隣接する区間から直腸までの道のりを、超音波プローブ１の位置から直腸までの道のりとして推測できる。

大腸表示部２６は、例えば図５に示すように、道のり推測部２５により推測された超音波プローブ１の位置から直腸までの道のりＷを腹部の模型図Ｍに重畳させてモニタ２３に表示する。図５の例では、大腸Ｐの第１区間Ｅ１～第４区間Ｅ４のうち第１区間Ｅ１が道のり推測部２５により超音波プローブ１の位置として推測され、推測された位置から直腸までの道のりＷとして第２区間Ｅ２～第４区間Ｅ４がモニタ２３に表示されている。

大腸表示部２６は、例えば、道のり推測部２５により推測された被検体における大腸Ｐの全体の位置を腹部の模型図Ｍに重畳させて表示し、さらに、推測された位置から直腸までの道のりＷを強調表示することもできる。この際に、大腸表示部２６は、道のりＷを、例えば、周囲とは異なる色または模様等の任意の表示態様により強調表示できる。

ユーザは、モニタ２３に表示された超音波プローブ１の位置から直腸までの道のりＷを確認することにより、これから被検体上で走査を行う大腸Ｐの位置を容易に把握して、円滑に検査を進めることができる。

なお、画像生成部２１、表示制御部２２、道のり推測部２５、大腸表示部２６および本体制御部２８を有するプロセッサ３２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）、および、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための制御プログラムから構成されるが、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array：フィードプログラマブルゲートアレイ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor：デジタルシグナルプロセッサ）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：アプリケーションスペシフィックインテグレイテッドサーキット）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit：グラフィックスプロセッシングユニット）、または、その他のＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）を用いて構成されてもよく、もしくはそれらを組み合わせて構成されてもよい。

また、プロセッサ３２の画像生成部２１、表示制御部２２、道のり推測部２５、大腸表示部２６および本体制御部２８は、部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵ等に統合させて構成されることもできる。

次に、図６のフローチャートを用いて実施の形態１に係る超音波診断装置の動作の例を説明する。

まず、ステップＳ１において、ユーザにより超音波プローブ１が被検体の腹部上に配置され、位置センサ３が、超音波プローブ１の位置を検出する。ここで検出された超音波プローブ１の位置は、道のり推測部２５に送出される。

次に、ステップＳ２において、画像取得部３１により超音波画像が取得される。この際に、超音波プローブ１の振動子アレイ１１により被検体内に超音波ビームが送信され且つ被検体内から超音波エコーが受信され、受信信号が生成される。画像取得部３１の送受信回路１２は、受信信号に対して、本体制御部２８の制御の下でいわゆる受信フォーカス処理を行って音線信号を生成する。送受信回路１２により生成された音線信号は、画像生成部２１に送出される。画像生成部２１は、送受信回路１２から送出された音線信号を用いて超音波画像を生成する。ここで生成された超音波画像は表示制御部２２に送出され、モニタ２３に表示される。

続くステップＳ３において、本体制御部２８は、ステップＳ２で取得された超音波画像内に例えば盲腸等の大腸Ｐの特定の部分が認識されたか否かを判定する。本体制御部２８は、例えば、ユーザが、モニタ２３に表示された超音波画像に盲腸等の大腸Ｐの特定の部分が写っていると判断し且つ入力装置２９を介してその特定の部位を入力した場合に、大腸Ｐの特定の部分が認識されたと判定できる。本体制御部２８は、例えば、ユーザにより大腸Ｐの特定の部分が入力されない場合に、大腸Ｐの特定の部分が認識されていないと判定できる。

ステップＳ３で大腸Ｐの特定の部分が認識されていないと判定される限り、ステップＳ１～ステップＳ３の処理が繰り返される。ステップＳ３で大腸Ｐの特定の部分が認識されたと判定された場合にステップＳ４に進む。

ステップＳ４において、道のり推測部２５は、ステップＳ３でユーザにより入力された大腸Ｐの特定の部分と、直近のステップＳ１で検出された超音波プローブ１の位置とに基づいて、被検体における大腸Ｐの全体の位置と、大腸Ｐにおける超音波プローブ１の位置から直腸までの道のりＷを推測する。この際に、道のり推測部２５は、例えば、多数の被検体の大腸Ｐの位置データを予め学習した、機械学習における学習済みモデルを用いて超音波プローブ１の位置から直腸までの道のりＷを推測できる。

ここで、学習済みモデルは、例えば図４に示すように、大腸Ｐの全体を第１区間Ｅ１～第４区間Ｅ４等の定められた複数の区間毎に位置データを学習でき、超音波プローブ１の位置から直腸までの道のりＷの推測結果を、複数の区間を用いて出力できる。

ここで、一般的に、被検体の大腸Ｐを走査することにより大腸Ｐ内に存在する便の検査が行われている。このような検査において、ユーザは、通常、大腸Ｐにおける盲腸側の位置から直腸まで順に走査を行うことが多い。ユーザは、検査を円滑に行うために、被検体の大腸Ｐの全体の位置を把握することが好ましいが、大腸は一般的に長い臓器であり且つその形状には個人差があるため、実際に被検体の腹部を広範囲にわたって走査する必要がある等、大腸Ｐの位置を把握することが困難な場合があった。

道のり推測部２５によれば、大腸Ｐの一部のみを走査することにより、大腸Ｐの全体の位置と、大腸Ｐにおける現在の超音波プローブ１の位置から直腸までの道のりＷを容易に推測できる。

ステップＳ５において、大腸表示部２６は、ステップＳ４で推測された超音波プローブ１の位置から直腸までの道のりＷを、例えば図５に示すように、腹部の模型図Ｍに重畳させてモニタ２３に表示する。図５の例では、大腸Ｐの第１区間Ｅ１～第４区間Ｅ４のうち第１区間Ｅ１が道のり推測部２５により超音波プローブ１の位置として推測され、推測された位置から直腸までの道のりＷとして第２区間Ｅ２～第４区間Ｅ４がモニタ２３に表示されている。

ユーザは、ステップＳ５でモニタ２３に表示された超音波プローブ１の位置から直腸までの道のりＷを確認することにより、これから走査する大腸Ｐの位置を容易に把握して、検査を円滑に進めることができる。

ステップＳ６において、本体制御部２８は、超音波プローブ１の位置が次の区間に入ったか否かを判定する。ここで、次の区間とは、大腸Ｐの複数の区間、例えば第１区間Ｅ１～第４区間Ｅ４のうち、ステップＳ５で超音波プローブ１の位置として推測された区間に対して直腸側に隣接する区間のことを指す。

本体制御部２８は、例えば、ユーザがモニタ２３に表示された超音波画像に上行結腸等の大腸Ｐの特定の部位が写っていると判断し且つ入力装置２９を介して入力された特定の部位が、ステップＳ５で超音波プローブ１の位置として推測された区間の次の区間に属している場合に、超音波プローブ１の位置が次の区間に入ったと判定できる。また、本体制御部２８は、入力装置２９を介してユーザに入力された特定の部位が、ステップＳ５で超音波プローブ１の位置として推測された区間と同一の区間に属している場合に、超音波プローブ１の位置が次の区間に入っていないと判定できる。

ステップＳ６において超音波プローブ１の位置が次の区間に入ったと判定された場合に、ステップＳ４に戻る。このステップＳ４において、道のり推測部２５は、大腸の走査が開始されてから現在までに検出された超音波プローブ１の位置の累積的なデータに基づいて、超音波プローブ１の現在の位置から直腸までの道のりＷを推測できる。この際に、道のり推測部２５は、例えば、直前のステップＳ６で超音波プローブ１の位置が第２区間Ｅ２に入ったと推測された場合に、第１区間Ｅ１の途中の位置から第１区間Ｅ１の終了位置までの累積的なデータを加味して、第１区間Ｅ１の次の区間である第２区間Ｅ２から直腸までの区間を道のりＷとして推測できる。続くステップＳ５において、大腸表示部２６は、ステップＳ４で推測された超音波プローブ１の位置から直腸までの道のりＷを腹部の模型図Ｍに重畳させてモニタ２３に表示する。

このようにして、超音波プローブ１の位置が次の区間に入ったとステップＳ６で判定される限り、ステップＳ４～ステップＳ６の処理が繰り返される。

ステップＳ６において超音波プローブ１の位置が次の区間に入っておらず、そのままの区間にあると判定された場合に、ステップＳ７に進む。ステップＳ７において、本体制御部２８は、超音波プローブ１によって最後の区間が走査されたか否かを判定する。ここで、最後の区間とは、大腸Ｐの複数の区間、例えば第１区間Ｅ１～第４区間Ｅ４のうち、最も直腸側に位置する区間のことを指す。

ステップＳ７において最後の区間が走査されていないと判定された場合に、ステップＳ５に戻る。このステップＳ５において、大腸表示部２６は、前回のステップＳ５と同一の道のりＷを腹部の模型図Ｍに重畳させてモニタ２３に表示する。ステップＳ５が完了すると、ステップＳ６で超音波プローブ１の位置が次の区間に入ったか否かが判定される。以降は、超音波プローブ１の位置が最後の区間に入るまでステップＳ４～ステップＳ７が繰り返される。

ステップＳ７において超音波プローブ１により最後の区間が走査されたと判定された場合に、図６のフローチャートに示す超音波診断装置の動作が完了する。

以上から、本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置によれば、道のり推測部２５が、学習済みモデルを用いることにより、位置センサ３により検出された超音波プローブ１の位置に基づいて被検体の大腸Ｐにおける超音波プローブ１の位置から直腸までの道のりＷを推測し、大腸表示部２６が、推測された道のりＷを腹部の模型図Ｍに重畳させてモニタ２３に表示するため、ユーザは、これから走査する大腸Ｐの位置を容易に把握して、円滑に検査を進めることができる。

なお、送受信回路１２が超音波プローブ１に備えられることが説明されているが、送受信回路１２は装置本体２に備えられていてもよい。
また、画像生成部２１が装置本体２に備えられることが説明されているが、画像生成部２１は超音波プローブ１に備えられていてもよい。

また、装置本体２は、いわゆる据え置き型でもよく、持ち運びが容易な携帯型でもよく、例えばスマートフォンまたはタブレット型のコンピュータにより構成される、いわゆるハンドヘルド型でもよい。このように、装置本体２を構成する機器の種類は特に限定されない。

また、装置本体２のモニタ２３は、いわゆるヘッドマウントディスプレイにより構成されることもできる。モニタ２３を構成するヘッドマウントディスプレイは、ユーザの頭部に装着され、ユーザの目に近接するディスプレイを有するものであれば、その形状およびディスプレイ形式等の形態は特に限定されない。

また、大腸Ｐの各部のうち盲腸から走査する例が説明されているが、大腸Ｐにおいて走査を開始する部分は、盲腸に特に限定されず、どの部分でもよい。例えば、横行結腸から走査を開始し、超音波画像において認識された部位として入力装置２９を介してユーザにより横行結腸が入力された場合に、道のり推測部２５は、超音波プローブ１の位置として例えば第２区間Ｅ２を推測できる。大腸表示部２６は、第２区間Ｅ２よりも肛門側に位置する第３区間Ｅ３および第４区間Ｅ４を、超音波プローブ１の位置から直腸までの道のりＷとしてモニタ２３に表示できる。このように、大腸Ｐのどの部分から走査が開始されても、大腸表示部２６により、超音波プローブ１の位置から直腸までの道のりＷがモニタ２３に表示されるため、ユーザは、これから走査する大腸Ｐの位置を容易に把握して、検査を円滑に進めることができる。

また、道のり推測部２５は、超音波プローブ１の走査に伴って位置センサ３により検出された超音波プローブ１の位置の累積的なデータに基づいて、道のりＷを随時推定できる。この際に、道のり推測部２５は、例えば、入力装置２９を介してユーザにより、モニタ２３において超音波画像をいわゆるフリーズ表示する旨の指示がなされたタイミングまたは定められたフレーム数の超音波画像が取得されたタイミング等の定められたタイミングで、大腸の走査が開始されてから現在までに位置センサ３により検出された超音波プローブ１の位置の累積的なデータに基づいて道のりＷを随時推測できる。これにより、道のり推測部２５は、道のりＷの推測の精度を向上できる。大腸表示部２６は、道のり推測部２５により道のりＷが推測される毎に、モニタ２３における道のりＷの表示を随時更新できる。

また、大腸表示部２６が超音波プローブ１から直腸までの道のりＷを２次元画像としてモニタ２３に表示することが説明されているが、道のりＷを３次元画像としてモニタ２３に表示することもできる。ここで、例えば、道のり推測部２５の学習済みモデルが多数の被検体の大腸Ｐの位置データとして３次元の位置データを予め学習することにより、３次元の道のりＷを推測できる。大腸表示部２６は、道のり推測部２５により推測された３次元の道のりＷを３次元画像としてモニタ２３に表示できる。ユーザは、３次元画像として表示された道のりＷを確認することにより、これから走査する大腸Ｐの位置をより詳細に把握できる。

また、例えば入力装置２９を介してユーザにより、被検体の年齢、身長、体重および性別等の、被検体の特徴を表す被検体情報を超音波診断装置に入力できる。この場合に、道のり推測部２５は、例えば、多数の被検体の大腸Ｐの位置データと、それらの被検体の被検体情報を予め学習した学習済みモデルを用いることにより、入力された被検体情報を加味して、被検体の大腸Ｐの全体の位置および大腸Ｐにおける超音波プローブ１の位置から直腸までの道のりＷを推測できる。道のり推測部２５は、被検体情報を加味することにより、被検体の特徴に応じた大腸Ｐのサイズ、形状および位置を反映してより正確な大腸Ｐの位置および道のりＷを推測できる。

実施の形態２
実施の形態１では、盲腸等の大腸Ｐにおける特定の部分が認識されたことを入力装置２９を介してユーザが入力することが説明されているが、大腸Ｐにおける特定の部分を自動的に認識することもできる。

図７に、本発明の実施の形態２に係る超音波診断装置の構成を示す。実施の形態２の超音波診断装置は、図１に示す実施の形態１の超音波診断装置において、装置本体２の代わりに装置本体２Ａを備えている。装置本体２Ａは、実施の形態１における装置本体２において大腸認識部５１が追加され、本体制御部２８の代わりに本体制御部２８Ａを備えている。

装置本体２Ａにおいて、画像生成部２１に大腸認識部５１が接続されている。大腸認識部５１に道のり推測部２５および本体制御部２８Ａが接続されている。また、画像生成部２１、表示制御部２２、道のり推測部２５、大腸表示部２６、本体制御部２８Ａおよび大腸認識部５１により、装置本体２Ａ用のプロセッサ３２Ａが構成されている。

大腸認識部５１は、画像生成部２１により生成された超音波画像を解析することにより、超音波画像に写る大腸Ｐを検出し、検出された大腸Ｐが盲腸、上行結腸、横行結腸、下行結腸、Ｓ字結腸および直腸等の複数の特定の部分のうちいずれであるかを認識する。

大腸認識部５１は、例えば、大腸を表す複数のテンプレートを記憶しており、これらの複数のテンプレート画像を用いた、いわゆるテンプレートマッチングの方法により超音波画像内をサーチして、大腸Ｐの検出および認識を行うことができる。また、大腸認識部５１は、例えば、大腸が写る大量の超音波画像を学習した機械学習モデルを有し、この機械学習モデルを用いて超音波画像に写る大腸Ｐの検出および認識を行うこともできる。

道のり推測部２５は、大腸認識部５１により認識された大腸Ｐの特定の部分と、大腸認識部５１により認識の処理がなされた超音波画像が撮影された際に位置センサ３により検出された超音波プローブ１の位置に基づいて、被検体における大腸Ｐの全体の位置と、大腸Ｐにおける超音波プローブ１の位置から直腸までの道のりＷを推測する。

大腸表示部２６は、例えば図５に示すように、道のり推測部２５により推測された道のりＷを腹部の模型図Ｍに重畳してモニタ２３に表示する。

以上から、大腸認識部５１が大腸Ｐの特定の部分を自動的に認識する場合でも、実施の形態１の超音波診断装置と同様に、道のり推測部２５が、学習済みモデルを用いることにより、位置センサ３により検出された超音波プローブ１の位置に基づいて被検体の大腸Ｐにおける超音波プローブ１の位置から直腸までの道のりＷを推測し、大腸表示部２６が、推測された道のりＷを腹部の模型図Ｍに重畳させてモニタ２３に表示するため、ユーザは、これから走査する大腸Ｐの位置を容易に把握して、円滑に検査を進めることができる。

なお、大腸認識部５１は、超音波画像を解析することにより、盲腸、上行結腸、横行結腸、下行結腸、Ｓ字結腸および直腸等の、既知の名称により区分けされる複数の部位のうちいずれであるかを認識することが説明されているが、さらに、大腸Ｐが写る大量の超音波画像と大腸Ｐにおける位置との関係を学習した機械学習モデルを認識の処理に用いることにより、これらの部分における超音波プローブ１の詳細な位置を認識することもできる。

この場合に、道のり推測部２５は、大腸Ｐの連続的な位置データを学習した学習済みモデルを用いることにより、例えば図８に模式的に示すように、大腸Ｐを複数の区間に分けずに、超音波プローブ１の位置ＳＰを連続的に判定できる。
大腸表示部２６は、このような道のり推測部２５による推測結果に対して、図８に示すように、推測された超音波プローブ１の位置ＳＰから直腸ＲＥまでの道のりＷ１を腹部の模型図Ｍに重畳してモニタ２３に表示できる。ユーザは、このようにして表示された道のりＷを確認することにより、これから走査する大腸Ｐの位置をより詳細に把握できる。

また、道のり推測部２５の学習済みモデルは、大腸認識部５１による大腸Ｐの検出結果と位置センサ３により検出された超音波プローブ１の位置に基づいて、大腸Ｐにおける走査済みの部分の実際の位置を算出して、算出された大腸Ｐの位置の累積的なデータを学習できる。この学習済みモデルにより、道のり推測部２５は、位置センサ３により検出された超音波プローブ１の位置の累積的なデータに基づいて道のりＷを随時推測できるため、被検体における大腸Ｐの位置および大腸Ｐにおける超音波プローブ１の位置から直腸ＲＥまでの道のりＷの推測の精度を向上できる。

実施の形態３
超音波診断装置は、超音波画像を解析することにより被検体の大腸Ｐ内に存在する便を検出することもできる。

図９に、実施の形態３に係る超音波診断装置の構成を示す。実施の形態３の超音波診断装置は、図１に示す実施の形態１の超音波診断装置において装置本体２の代わりに装置本体２Ｂを備えている。装置本体２Ｂは、実施の形態１における装置本体２において、便検出部５２が追加され、本体制御部２８の代わりに本体制御部２８Ｂを備えている。

装置本体２Ｂにおいて、画像生成部２１に便検出部５２が接続されている。便検出部５２は、大腸表示部２６および本体制御部２８Ｂに接続している。また、画像生成部２１、表示制御部２２、道のり推測部２５、大腸表示部２６、本体制御部２８Ｂおよび便検出部５２により装置本体２Ｂ用のプロセッサ３２Ｂが構成されている。

便検出部５２は、画像生成部２１により生成された超音波画像を解析することにより、大腸Ｐ内に存在する便を検出する。便検出部５２は、例えば、パターンマッチングにより便を検出することができる。また、便検出部５２は、例えば、大腸Ｐ内の便が写る大量の超音波画像を学習した機械学習モデルにより便を検出することもできる。

大腸表示部２６は、道のり推測部２５により推測された大腸Ｐにおける超音波プローブ１の位置と、この際に便検出部５２による便の検出結果に基づいて、例えば図１０に示すように、被検体における大腸Ｐの位置に併せて便検出部５２により検出された便Ｇの位置をモニタ２３に表示できる。図１０では、大腸Ｐの第１区間Ｅ１～第４区間Ｅ４のうち第３区間Ｅ３に便Ｇが位置している例が示されている。医師等のユーザは、大腸Ｐ内のどの位置に便が存在しているかを容易に且つ正確に把握して、例えば便秘等の診断の精度、および、いわゆる摘便の実施の判断の精度等を向上できる。

以上から、実施の形態３の超音波診断装置によれば、便検出部５２が大腸Ｐ内の便Ｇを検出し、大腸表示部２６が大腸Ｐ内の便Ｇの位置をモニタ２３に表示するため、医師等のユーザは、被検体の便Ｇに関する診断をより正確に行うことができる。

なお、実施の形態３の超音波診断装置は、実施の形態１の超音波診断装置に便検出部５２が追加されたものとして説明されているが、実施の形態２の超音波診断装置に便検出部５２を追加することもできる。

実施の形態４
実施の形態１では、推測された超音波プローブ１の位置から直腸ＲＥまでの道のりＷを表示することが説明されているが、さらに、実際に走査された走査済み領域を表示することもできる。

図１１に、実施の形態４に係る超音波診断装置の構成を示す。実施の形態４の超音波診断装置は、図１に示す実施の形態１の超音波診断装置において、装置本体２の代わりに装置本体２Ｃを備えている。装置本体２Ｃは、実施の形態１における装置本体２において、画像メモリ５３および走査済み領域表示部５４が追加され、本体制御部２８の代わりに本体制御部２８Ｃを備えている。

装置本体２Ｃにおいて、位置センサ３、画像生成部２１、モニタ２３および本体制御部２８Ｃに画像メモリ５３が接続されている。また、位置センサ３、表示制御部２２、大腸表示部２６および本体制御部２８Ｃに走査済み領域表示部５４が接続されている。

画像メモリ５３は、画像生成部２１により生成された超音波画像を、その超音波画像が撮影された際に位置センサ３により検出された超音波プローブ１の位置に紐付けて保存する。

画像メモリ５３としては、例えば、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive：ハードディスクドライブ）、ＳＳＤ（Solid State Drive：ソリッドステートドライブ）、ＦＤ（Flexible Disk：フレキシブルディスク）、ＭＯディスク（Magneto-Optical disk：光磁気ディスク）、ＭＴ（Magnetic Tape：磁気テープ）、ＲＡＭ（Random Access Memory：ランダムアクセスメモリ）、ＣＤ（Compact Disc：コンパクトディスク）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc：デジタルバーサタイルディスク）、ＳＤカード（Secure Digital card：セキュアデジタルカード）、または、ＵＳＢメモリ（Universal Serial Bus memory：ユニバーサルシリアルバスメモリ）等の記録メディア等を用いることができる。

走査済み領域表示部５４は、位置センサ３により検出される超音波プローブ１の位置にと、大腸表示部２６により表示された大腸Ｐの位置に基づいて、例えば図１２に示すように、超音波プローブ１による大腸Ｐの走査済み領域Ｒ１をモニタ２３に表示する。図１２では、大腸Ｐの第１区間Ｅ１～第４区間Ｅ４のうち、第２区間Ｅ２が走査済み領域Ｒ１として表示され、第３区間Ｅ３および第４区間Ｅ４が、超音波プローブ１の位置から直腸ＲＥまでの道のりとして表示される例が示されている。

走査済み領域表示部５４は、例えば、超音波プローブ１の位置から直腸ＲＥまでの道のりＷの表示色、および、推測された超音波プローブ１の位置よりも盲腸側で且つ走査が行われていない大腸Ｐの位置の表示色とは異なる表示色により走査済み領域Ｒ１をモニタ２３に強調表示できる。なお、走査済み領域表示部５４は、走査済み領域Ｒ１の表示色を変える代わりに、模様等の任意の表示態様を変えることにより走査済み領域Ｒ１を強調表示することもできる。

本体制御部２８Ｃは、走査済み領域表示部５４によりモニタ２３に表示されている走査済み領域Ｒ１が入力装置２９を介してユーザにより指定されると、指定された領域において取得された超音波画像を画像メモリ５３から読み出してモニタ２３に表示させることができる。

以上から、実施の形態４の超音波診断装置によれば、走査済み領域表示部５４が、超音波プローブ１による大腸Ｐの走査済み領域Ｒ１をモニタ２３に表示するため、ユーザは、大腸Ｐの検査の進行状況を容易に把握して、検査を円滑に行うことができる。

また、本体制御部２８Ｃが、走査済み領域Ｒ１において入力装置２９を介してユーザに指定された領域に対応する超音波画像をモニタ２３に表示できるため、ユーザは、被検体の大腸Ｐのうち所望の位置に対応する超音波画像を容易に確認して、大腸Ｐの検査をより詳細に行うことができる。

なお、実施の形態４の超音波診断装置は、実施の形態１の超音波診断装置に走査済み領域表示部５４が追加されたものとして説明されているが、実施の形態２の超音波診断装置および実施の形態３の超音波診断装置に走査済み領域表示部５４を追加することもできる。

実施の形態５
実施の形態１～４では、超音波プローブ１の位置を検出するプローブ位置検出部が位置センサ３により構成されているが、プローブ位置検出部の構成はこれに限定されない。

図１３に、実施の形態５に係る超音波診断装置の構成を示す。実施の形態５の超音波診断装置は、図１に示す実施の形態１の超音波診断装置において、位置センサ３の代わりに光学カメラ５５が追加され、装置本体２の代わりに装置本体２Ｄを備えている。装置本体２Ｄは、実施の形態１における装置本体２において、光学画像解析部５６が追加され、本体制御部２８の代わりに本体制御部２８Ｄを備えている。

装置本体２Ｄにおいて、光学画像解析部５６は、道のり推測部２５、本体制御部２８Ｄおよび光学カメラ５５に接続している。本体制御部２８Ｄは光学カメラ５５に接続している。また、光学カメラ５５と光学画像解析部５６によりプローブ位置検出部５７が構成されている。画像生成部２１、表示制御部２２、道のり推測部２５、大腸表示部２６、本体制御部２８Ｄおよび光学画像解析部５６により、装置本体２Ｄ用のプロセッサ３２Ｄが構成されている。

プローブ位置検出部５７の光学カメラ５５は、例えばいわゆるＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）イメージセンサまたはいわゆるＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor：相補型金属酸化膜半導体）イメージセンサ等のイメージセンサを含み、被検体の腹部と、腹部上に配置された超音波プローブ１を撮影して光学画像を取得する。光学カメラ５５は、取得された光学画像を光学画像解析部５６に送出する。

光学画像解析部５６は、例えば、超音波プローブ１と被検体の腹部を表す複数のテンプレート画像を記憶しており、これらの複数のテンプレート画像を用いたテンプレートマッチングの方法により光学画像内をサーチして超音波プローブ１と被検体の腹部を検出し、被検体の腹部上における超音波プローブ１の位置を検出できる。また、光学画像解析部５６は、一般的な超音波プローブと被検体の腹部が写る大量の光学画像を学習した機械学習モデルを有し、この機械学習モデルを用いて被検体の腹部上における超音波プローブ１の位置を検出することもできる。

道のり推測部２５は、学習済モデルを用いることにより、光学画像解析部５６により検出された超音波プローブ１の位置に基づいて、実施の形態１と同様にして、被検体の大腸Ｐにおける超音波プローブ１の位置から直腸ＲＥまでの道のりＷを推測する。

以上のように、超音波診断装置が、実施の形態１における位置センサ３の代わりに、光学カメラ５５と光学画像解析部５６により構成されるプローブ位置検出部５７を備えている場合でも、道のり推測部２５が、学習済みモデルを用いることにより、プローブ位置検出部５７により検出された超音波プローブ１の位置に基づいて被検体の大腸Ｐにおける超音波プローブ１の位置から直腸ＲＥまでの道のりＷを推測し、大腸表示部２６が、推測された道のりＷを腹部の模型図Ｍに重畳させてモニタ２３に表示するため、ユーザは、これから走査する大腸Ｐの位置を容易に把握して、円滑に検査を進めることができる。

実施の形態６
実施の形態５では、光学カメラ５５により撮影された光学画像に基づいて超音波プローブ１の位置を検出しているが、例えば、いわゆる測距装置を用いて超音波プローブ１の位置を検出することもできる。

図１４に、実施の形態６の超音波診断装置の構成を示す。実施の形態６の超音波診断装置は、図１に示す実施の形態１の超音波診断装置において、測距装置５８が追加され、装置本体２の代わりに装置本体２Ｅを備えている。装置本体２Ｅは、実施の形態１における装置本体２において、プローブ位置特定部５９が追加され、本体制御部２８の代わりに本体制御部２８Ｅを備えている。

装置本体２Ｅにおいて、プローブ位置特定部５９は、道のり推測部２５および本体制御部２８Ｅおよび測距装置５８に接続している。測距装置５８とプローブ位置特定部５９により、プローブ位置検出部６０が構成されている。また、画像生成部２１、表示制御部２２、道のり推測部２５、大腸表示部２６、本体制御部２８Ｅおよびプローブ位置特定部５９により、装置本体２Ｅ用のプロセッサ３２Ｅが構成されている。

プローブ位置検出部６０の測距装置５８は、図１５に示すように、送信部６１と受信部６２を有している。測距装置５８は、超音波プローブ１を被検体の体表に接触させて検査を行うユーザと被検体の近くに配置され、ユーザおよび被検体に対して検知信号を送信し、且つ、それらからの反射信号を受信する。

測距装置５８の送信部６１は、ユーザおよび被検体に対して検知信号を送信する。送信部６１は、いわゆる電磁波の無線送信機であり、例えば、電磁波を送信するアンテナ、発振回路等の信号源、信号を変調する変調回路および信号を増幅する増幅器等を含む。

受信部６２は、電磁波を受信するアンテナ等を含み、ユーザおよび被検体からの反射信号を受信する。

測距装置５８は、例えば、２．４ＧＨｚまたは５ＧＨｚの中心周波数を有する電磁波からなる、いわゆるＷｉ－Ｆｉ（登録商標）規格の検知信号を送受信するレーダにより構成されることができ、１．７８ＧＨｚの中心周波数を有する広帯域の検知信号を送受信するレーダにより構成されることもできる。また、測距装置５８は、紫外線、可視光線または赤外線等の短波長の電磁波を検知信号として送信する、いわゆるＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging：光検出と測距、または、Laser Imaging Detection and Ranging：レーザ画像検出と測距）センサにより構成されることもできる。

プローブ位置特定部５９は、測距装置５８により受信された反射信号を解析して、ユーザおよび被検体の姿勢情報を取得し、取得された姿勢情報に基づいて、例えばユーザの手先の位置を特定することにより、被検体に対する超音波プローブ１の位置を特定する。

プローブ位置特定部５９は、例えば、測距装置５８により人体に対して検知信号を送信した場合の反射信号を学習した機械学習モデルを用いてユーザおよび被検体の姿勢情報を取得できる。具体的には、プローブ位置特定部５９は、例えば、「ZHAO, Mingmin, et al. Through-wall human pose estimation using radio signals. In: Proceedings of the IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition. 2018. p. 7356-7365.」、「VASILEIADIS, Manolis; BOUGANIS, Christos-Savvas; TZOVARAS, Dimitrios. Multi-person 3D pose estimation from 3D cloud data using 3D convolutional neural networks. Computer Vision and Image Understanding, 2019, 185: 12-23.」、「JIANG, Wenjun, et al. Towards 3D human pose construction using WiFi. In: Proceedings of the 26th Annual International Conference on Mobile Computing and Networking. 2020. p. 1-14.」、または、「WANG, Fei, et al. Person-in-WiFi: Fine-grained person perception using WiFi. In: Proceedings of the IEEE/CVF International Conference on Computer Vision. 2019. p. 5452-5461.」に記載されている方法を用いて、姿勢情報を取得できる。

道のり推測部２５は、学習済モデルを用いることにより、プローブ位置特定部５９により検出された超音波プローブ１の位置に基づいて、実施の形態１と同様にして、被検体の大腸Ｐにおける超音波プローブ１の位置から直腸ＲＥまでの道のりＷを推測する。

以上のように、超音波診断装置が、実施の形態１における位置センサ３の代わりに、測距装置５８とプローブ位置特定部５９により構成されるプローブ位置検出部６０を備えている場合でも、道のり推測部２５が、学習済みモデルを用いることにより、プローブ位置検出部６０により検出された超音波プローブ１の位置に基づいて被検体の大腸Ｐにおける超音波プローブ１の位置から直腸ＲＥまでの道のりＷを推測し、大腸表示部２６が、推測された道のりＷを腹部の模型図Ｍに重畳させてモニタ２３に表示するため、ユーザは、これから走査する大腸Ｐの位置を容易に把握して、円滑に検査を進めることができる。

１ 超音波プローブ、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ 装置本体、３ 位置センサ、１１ 振動子アレイ、１２ 送受信回路、２１ 画像生成部、２２ 表示制御部、２３ モニタ、２５ 道のり推測部、２６ 大腸表示部、２８，２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ，２８Ｅ 本体制御部、２９ 入力装置、３１ 画像取得部、３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ プロセッサ、４１ パルサ、４２ 増幅部、４３ ＡＤ変換部、４４ ビームフォーマ、４５ 信号処理部、４６ ＤＳＣ、４７ 画像処理部、５１ 大腸認識部、５２ 便検出部、５３ 画像メモリ、５４ 走査済み領域表示部、５５ 光学カメラ、５６ 光学画像解析部、５７，６０ プローブ位置検出部、５８ 測距装置、５９ プローブ位置特定部、６１ 送信部、６２ 受信部、Ｅ１ 第１区間、Ｅ２ 第２区間、Ｅ３ 第３区間、Ｅ４ 第４区間、Ｇ 便、Ｍ 模型図、Ｐ 大腸、Ｒ１ 走査済み領域、ＲＥ 直腸、ＳＰ 位置、Ｗ 道のり。

Claims (14)

1. 超音波プローブを走査することにより被検体の大腸の検査を行う超音波診断装置であって、
   前記超音波プローブと、
   前記超音波プローブの位置を検出するプローブ位置検出部と、
   前記超音波プローブを用いて前記被検体の超音波画像を取得する画像取得部と、
   モニタと、
   多数の被検体の大腸の位置データにより学習された学習済みモデルを用いることにより、前記プローブ位置検出部により検出された前記超音波プローブの位置に基づいて前記被検体の前記大腸における前記超音波プローブの位置から直腸までの道のりを推測する道のり推測部と、
   前記道のり推測部により推測された前記道のりを腹部の模型図に重畳させて前記モニタに表示する大腸表示部と
   を備える超音波診断装置。
2. 前記道のり推測部は、前記超音波プローブの走査に伴って前記プローブ位置検出部により検出された前記超音波プローブの位置の累積的なデータに基づいて前記道のりを随時推測する請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記学習済みモデルは、大腸が分割された定められた複数の区間毎に前記位置データを学習し、
   前記道のり推測部は、前記プローブ位置検出部により検出された前記超音波プローブの位置が前記複数の区間のうちいずれの区間に属するかを判定することにより前記道のりを推測し、
   前記大腸表示部は、前記道のり推測部により推測された前記道のりを前記モニタに表示する請求項１に記載の超音波診断装置。
4. 前記学習済みモデルは、大腸の連続的な前記位置データを学習し、
   前記道のり推測部は、前記プローブ位置検出部により検出された前記超音波プローブの前記被検体の前記大腸における位置を連続的に判定し、
   前記大腸表示部は、前記道のり推測部により推測された前記道のりを前記モニタに表示する請求項１に記載の超音波診断装置。
5. 前記超音波画像から前記大腸内に存在する便を検出する便検出部を備え、
   前記大腸表示部は、前記道のりに併せて前記便検出部により検出された前記便の位置を前記モニタに表示する請求項１～４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
6. 前記大腸表示部は、前記道のりを２次元画像として前記モニタに表示する請求項１～４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
7. 前記大腸表示部は、前記道のりを３次元画像として前記モニタに表示する請求項１～４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
8. 前記プローブ位置検出部により検出される前記超音波プローブの位置に基づいて前記超音波プローブによる前記大腸の走査済み領域を前記モニタに表示する走査済み領域表示部を備える請求項１～４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
9. ユーザの入力操作を受け付ける入力装置と、
   前記画像取得部により取得される前記超音波画像を前記プローブ位置検出部により検出される前記超音波プローブの位置に紐付けて保存する画像メモリと
   を備え、
   前記走査済み領域表示部により前記モニタに表示されている前記走査済み領域が前記入力装置を介して前記ユーザにより指定されると、指定された領域において取得された前記超音波画像が前記画像メモリから読み出されて前記モニタに表示される請求項８に記載の超音波診断装置。
10. 前記プローブ位置検出部は、前記超音波プローブの位置を検出する位置センサを有する請求項１～４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
11. 前記プローブ位置検出部は、
    前記被検体の光学画像を取得する光学カメラと、
    前記光学カメラにより取得された前記光学画像を解析することにより前記超音波プローブの位置を検出する光学画像解析部と
    を有する請求項１～４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
12. 前記プローブ位置検出部は、
    前記被検体に対して検知信号を送信し且つ前記被検体から反射信号を受信する測距装置と、
    前記測距装置により受信された前記反射信号を解析することにより前記超音波プローブの位置を特定するプローブ位置特定部と
    を有する請求項１～４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
13. 前記モニタは、ヘッドマウントディスプレイにより構成される請求項１～４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
14. 超音波プローブを走査することにより被検体の大腸の検査を行う超音波診断装置の制御方法であって、
    前記超音波プローブの位置を検出し、
    前記超音波プローブを用いて前記被検体の超音波画像を取得し、
    多数の被検体の大腸の位置データにより学習された学習済みモデルを用いることにより、検出された前記超音波プローブの位置に基づいて前記被検体の前記大腸における前記超音波プローブの位置から直腸までの道のりを推測し、
    推測された前記道のりを腹部の模型図に重畳させてモニタに表示する
    超音波診断装置の制御方法。