JP3793126B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波診断装置において、超音波プローブの位置を超音波診断画像と関連づけて表示するガイド表示に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波診断装置では、例えば電子走査式の超音波プローブを被検体に当接し、電子走査により被検体の断層画像を作成して画面表示することが一般的である。このような断層画像を保存して後で観察する場合などには、表示中の断層画像が被検体のどの部分を示したものかがユーザに分かるようにすることが重要である。このため、従来から、図１２に示すように、被検体を模したボディマーク７００を例えばディスプレイ上の断層画像７１０の脇に表示し、そのボディマーク７００上に超音波プローブの位置や向きを示すプローブマーク７０２を表示することが行われている。
【０００３】
従来の一般的な構成では、腹部、胸部、頸部など、複数の部位のボディマークの図形データが超音波診断装置に記憶されており、ユーザ（医師）がこれらの中から所望のものを選択して表示させる構成となっている。また、プローブマークについては、トラックボール等の操作デバイスを用いてボディマークに対するプローブマークの位置や向きを指定する構成が一般的である。典型的には、ユーザは、保存したい断層画像が表示された状態で画面をフリーズ（一時停止）し、ボディマークを選択し、プローブマークの位置及び向きを設定した上で、その断層画像を保存する。
【０００４】
このような従来の一般的な構成では、被検体を上から見た時の二次元的な超音波プローブの位置と向きは表現できるが、超音波プローブの三次元的な傾きまでは表現できない。例えば心臓等の診断では、超音波プローブを同じ位置に当てたまま傾きを変えて必要な断層画像を得るため、その断層画像がどの断面を切り取ったものなのかを把握するには超音波プローブの三次元的な傾きの情報が必要になるが、上記の一般的な構成では三次元的な傾きを表現できないため、情報として不十分であった。
【０００５】
これに対し、特開２０００−２０１９２６には、ボディマークとプローブマークを三次元画像として表示する超音波診断装置が開示されている。この装置では、プローブマークの二次元的な向きや三次元的な傾きを、トラックボールに付随した輪体を回転させ設定することで、断層画像の走査面に応じたプローブマークを表示する。
【０００６】
また、特開２００１−１７４３３には、ボリュームレンダリング処理により三次元画像データを作成する超音波診断装置において、視線方向から見た三次元のボディマークと三次元のプローブマークを表示する仕組みが開示されている。この文献には、ユーザがトラックボール等の操作により超音波プローブの位置や向きを指定する方式の他に、超音波プローブに磁気素子を埋め込み、その磁気を周辺に離散配置された３個以上の磁気センサで検出し、その検出信号に基づき超音波プローブの位置を計算してプローブマークの表示に利用する方式も開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特開２００１−１７４３３の技術は、プローブマークの表示位置を自動的に求めることができるという点で有用なものであるが、患者の体型の差に関しての配慮が十分ではない。すなわち、体型は患者によって大きく変わる場合があるのに対し、ボディマークは一般的に全患者に共通であるため、解剖学的に同じ位置に超音波プローブを配置したとしても、患者の体格の違いによってボディマーク上でのプローブマークの位置が異なってくるという問題が起こりうる。例えば、患者の脇腹に超音波プローブを当てた場合、患者が太っている場合はプローブマークがボディマークの外側に浮いた状態に見え、患者がやせている場合は脇腹より内側の位置にあるように見えるなど、プローブマーク表示では実際の配置位置とは異なった位置に超音波プローブがあるように見えてしまう。
【０００８】
この先行技術文献は、「その計算した位置と、事前に寝台又は被検体に対して位置照合しておいた超音波プローブ１の基準位置とのずれに基づいて、被検体と超音波プローブ１との位置情報を測位する」（００２５段落）といった具合に、実空間で計測した位置とボディマーク表示上での位置との間の位置合わせについて、一応の考慮は払っているといえる。しかしながら、この文献は、「基準位置とのずれ」により位置合わせする手法を提示するのみであり、これでは患者の体格差によるプローブマークの表示位置のずれを補正することはできない。
【０００９】
本発明は、以上の課題に鑑みなされたものであり、被検体の体格差に起因するプローブマークの表示位置のずれを解消又は低減できる超音波診断装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の基礎となる超音波診断装置は、超音波プローブを被検体に当接して超音波を送受波し、受波信号に基づき超音波診断画像を生成して表示する超音波診断装置であって、前記超音波プローブの実空間座標系での位置を測定する測位手段と、被検体上の所定の複数の基準部位に前記超音波プローブをそれぞれ配置した時の前記測位手段の測定結果に基づき、実空間座標系からボディマーク表示座標系への座標変換を規定する変換規則情報を作成するキャリブレーション手段と、被検体を表すボディマークと、超音波プローブを表すプローブマークとを表示したガイド表示を、前記超音波診断画像に関連づけて生成するガイド表示生成手段であって、前記キャリブレーション手段で求めた変換規則情報に基づき、前記測位手段で測定した前記超音波プローブの位置から前記ボディーマークの表示上でのプローブマークの位置を計算し、計算した位置に前記プローブマークの表示を形成するガイド表示生成手段と、を備える。
【００１１】
この構成では、複数の基準部位の位置を測位手段で測定し、これに基づき実空間座標系からボディマーク表示座標系への座標変換の変換規則情報を定めているので、それら基準部位間の距離の拡大縮小を反映した変換規則情報を定めることができる。これにより、体格が異なる被検体に対して同じボディマークを用いる場合でも、キャリブレーション手段で変換規則情報を求めることで、その体格差を吸収できる。
そして本発明に係る超音波診断装置は、上記基礎となる構成に加え、更に前記キャリブレーション手段によるキャリブレーション作業の際に、前記各基準部位の位置を示したキャリブレーションガイド表示を提供するキャリブレーションガイド手段、を備える。
また本発明の別の側面では、超音波診断装置は、上記基礎となる構成において、前記測位手段は、前記超音波プローブの三次元的な位置及び方位を測定し、前記ガイド表示生成手段は、前記プローブマークとして三次元的なマークを用いるとともに、前記超音波プローブの三次元的な位置及び方位から前記変換規則情報に基づき前記ガイド表示上での前記三次元的なプローブマークの三次元的な位置及び方位を計算し、その計算結果に従って前記三次元的なプローブマークの表示を生成し、前記ガイド表示生成手段は、前記ボディマークとして三次元的なマークを用い、前記ガイド表示生成手段は、前記三次元的なボディマークを半透明表示とし、前記プローブマークが視点から見てそのボディマークの裏側にある場合にも、そのボディマークを透過してそのプローブマークが前記ガイド表示上で視認できるようにする。
また本発明の別の側面では、超音波診断装置は、上記基礎となる構成において、前記測位手段は、前記超音波プローブの三次元的な位置及び方位を測定し、前記ガイド表示生成手段は、前記ボディマーク表示座標系における前記プローブマークの奥行き方向の位置座標に応じて、前記ガイド表示におけるそのプローブマークの表示サイズを変化させることを特徴とする。
【００１２】
本発明の好適な態様では、前記複数の基準部位は、各座標軸についてそれぞれ異なる少なくとも２つの座標値が得られるように選定され、前記キャリブレーション手段は、前記複数の基準部位に前記超音波プローブをそれぞれ配置した時の前記測位手段の測定結果から得られる各座標軸ごとの異なる少なくとも２つの座標値から、実空間座標系での当該座標軸についての座標値をボディマーク表示座標系での対応座標軸の座標値へ変換する変換規則を定める。
【００１３】
本発明の別の好適な態様では、前記キャリブレーション手段は、前記各基準部位に前記超音波プローブをそれぞれ配置した時に前記測位手段で測定した位置が、当該基準部位の前記ボディマーク表示座標系における位置に座標変換されるように前記変換規則情報を求めることを特徴とする。
【００１５】
また本発明の好適な態様では、前記ガイド表示生成手段は、前記超音波プローブを用いた被検体内の観察作業中に前記測位手段からリアルタイムで与えられる測定結果に基づき、前記ガイド表示をリアルタイムで生成する。
【００２０】
また本発明の好適な態様では、前記測位手段は、所定の基準部位と前記超音波プローブとのうちの一方に設けられ、測位信号を発信する信号発生手段と、所定の基準部位と前記超音波プローブとのうちの他方に設けられ、前記測位信号を検出する信号検出手段と、前記信号検出手段の検出信号に基づき前記超音波プローブの基準座標系での位置及び方位を求める測位情報計算手段と、を備える。
【００２１】
また本発明の好適な態様では、同じ観察対象部位について、被検体の体格のバリエーションに応じて複数のボディマークを保持するボディマーク保持手段と、被検体の体格に関する情報を取得する被検体情報取得手段と、前記被検体情報取得手段で取得した前記被検体の体格に関する情報に基づき、前記ボディマーク保持手段に保持された観察対象部位に対応する複数のボディマークのうち、その被検体に対応するものを前記ガイド表示用に選択する選択手段と、を備える。
【００２２】
また好適な態様では、前記キャリブレーション手段は、前記選択手段が選択したボディマークに合わせて前記変換規則情報を求めることを特徴とする。
【００２３】
また本発明に係る超音波診断装置は、超音波プローブを被検体に当接して超音波を送受波し、受波信号に基づき超音波診断画像を生成して表示する超音波診断装置であって、超音波プローブの実空間座標系での位置を測定する測位手段と、被検体を表すボディマークと、超音波プローブを表すプローブマークとを表示したガイド表示を、前記超音波診断画像に関連づけて生成するガイド表示生成手段であって、前記測位手段で測定した前記超音波プローブの位置から前記ボディーマークの表示上でのプローブマークの位置を計算し、計算した位置に前記プローブマークを表示するとともに、前記ボディマーク表示座標系における前記プローブマークの視点からの距離に応じて、前記ガイド表示におけるそのプローブマークの表示サイズを変化させるガイド表示生成手段とを備える。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係る超音波診断装置全体の概略構成を説明するための図である。まずこの装置は、超音波診断画像（以下単に診断画像と呼ぶ）形成・表示のための機構として超音波プローブ１０、送受信部１２，信号処理部１４，ＤＳＣ（デジタル・スキャン・コンバータ）１６，画像合成部１８，表示装置２０，及び制御部３０を備えている。超音波プローブ１０は、送受信部１２からの制御に従って被検体１００内を超音波ビームで走査し、被検体内からのエコーを受信して電気的な受信信号に変換する。ここで、本実施形態は超音波プローブの形式を問わないものであり、超音波プローブ１０としては、機械走査式も電子走査式も、また二次元画像形成用も三次元画像形成用も用いることができる。超音波プローブ１０が受信した受信信号は、送受信部１２を介して信号処理部１４に送られ、ここでＢモード画像やカラードプラ画像等の公知の診断画像を形成するための信号処理が行われる。この信号処理の結果が、ＤＳＣ１６により走査変換（及び必要に応じてデータ補間）されることにより、表示装置２０の走査方式に適合したフォーマットの診断画像が形成される。画像合成部１８は、ＤＳＣ１６で形成された診断画像を、後述するボディマーク等のガイド表示などのキャラクタ・グラフィクス画像と例えば画像メモリ上で合成する。この合成結果の画像が、表示装置２０に表示され、ユーザ（医師等）に提供される。
【００２７】
制御部３０は、以上に説明した診断画像形成・表示のための処理モジュール群の制御を含め、本装置の全体動作を制御するモジュールである。制御部３０は、操作パネル３４から入力されるユーザの指示に応じて本装置の各部を制御し、その指示に応じた処理を実現する。制御部３０は、典型的には、制御内容を記述したプログラムをＣＰＵ等のプロセッサに処理させることにより構成することができる。なお、本実施形態では、ボディマークとプローブマークからなるガイド表示をその主眼としているので、制御部３０の中でも特にそのガイド表示のための処理を行う部分を取り上げ、ガイド表示生成部３２として示している。
【００２８】
本実施形態では、超音波プローブ１０の位置や方位を実測し、その実測情報に基づきボディマーク上でのプローブマークの位置や向きを決定して、表示を行う。本明細書では、ボディマークとプローブマークの両方を三次元画像として表示する構成を主たる例として説明することとするが、本発明の原理は従来一般的な二次元のボディマーク・プローブマーク表示にも適用可能である。
【００２９】
図１の例では、超音波プローブ１０の位置・方位の検出に、磁気センサを用いた測位システムを利用する。このシステムは、磁場発生器２２と磁気センサ２６の組合せで構成される。
【００３０】
磁場発生器２２は、互いに直交する３方向をそれぞれ軸方向とした３つの磁場発生コイルを有しており、これら磁場コイルにより室内に所定の三次元磁場分布を形成する。磁気センサ２６は、互いに直交する３方向をそれぞれ軸方向とした３つの検出コイルを有しており、これら３つのコイルでそれら３方向各々の磁場の強さを検出する。磁場発生器２２で形成した所定の磁場分布の中に磁気センサ２６を置けば、磁気センサ２６で検出した３軸各方向の磁場の強さから、磁場発生器２２に対する磁気センサ２６の相対的な三次元位置及び三次元方位を求めることができる。このような磁気利用の三次元測位システムは、ヴァーチャルリアリティシステム等の分野で利用されており、本実施形態においてもそれを利用することができる。
【００３１】
図１の構成例では、磁場発生器２２を室内の固定位置（図１の例では被検体１００が載置されるベッド１０２の下であるが、これには限らない）に配設し、超音波プローブ１０に磁気センサ２６を配設し、固定の磁場発生器２２を基準とした磁気センサ２６の位置方位を求める構成をとっている。しかし、これは一例に過ぎない。超音波プローブ１０に磁場発生器を設け、室内の固定位置に磁気センサを配設するという逆の構成でも、同様に位置方位検出が可能である。
【００３２】
測位制御部２４は、磁場発生器２２を制御して所定の磁場分布を形成させると共に、磁気センサ２６の検出信号から、超音波プローブ１０の三次元の位置及び方位を求め、この合計６次元の位置方位情報を制御部３０に供給する。なお、以下では、ガイド表示における三次元の表示空間と区別するために、実際の空間のことを実空間と呼ぶことにする。
【００３３】
制御部３０では、ガイド表示生成部３２が、この実空間における超音波プローブ１０の位置及び方位をもとに、ガイド表示の表示空間での超音波プローブ（すなわちプローブマーク）の位置及び方位を計算する。そして、ガイド表示生成部３２は、計算した位置及び方位のプローブマークと、ボディマークとをレンダリングし、ガイド表示を生成する。このように生成したガイド表示は、画像合成部１８にて診断画像と合成され、表示装置２０に表示される。
【００３４】
図２は、ガイド表示生成部３２の詳細構成を示す図である。この図に示すように、ガイド表示生成部３２は、ボディマーク表示処理部３０２，プローブマーク表示処理部３０４，レンダリング処理部３１０，キャリブレーション処理部３１２，個人情報入力処理部３１４，各種設定入力処理部３１６を備える。これら各処理モジュール３０２〜３１６は、記憶装置４０に記憶された情報をもとに、ガイド表示生成のための処理を実行する。
【００３５】
記憶装置４０には、ボディマーク情報４００，プローブマーク情報４１０，及び座標変換情報４２０が記憶されている。
【００３６】
この例では、ガイド表示上で超音波プローブの種類が区別できるよう、超音波プローブの種類ごとにプローブマーク情報４１０を用意している。また、ボディマークについても、被検体の種別（例えば肥満体型や痩せ型体型などの一般的な体型や、妊娠周期に応じた体型の種別など。また犬や猫などの種の区別なども考えられる）や、被検体における診断部位（腹部、背中、頸部など）がガイド表示上で区別できるよう、それぞれの種別又は部位（両方でもよい）ごとに、ボディマーク情報４００を用意している。すなわち、本実施形態では、同じ診断部位でも、体格の相違に応じて複数のボディマークを用意している。これは、実際の被検体とガイド表示のボディマークとの間の形状の相違を低減するためのものである。例えば、妊娠している女性の場合、妊娠周期によって腹部の形状が大きく変わってくるので、図３に示す（ａ）妊娠初期、（ｂ）妊娠中期、及び（ｃ）妊娠後期の各ボディマーク（簡単のため二次元のボディマークを示している）のように、腹部のボディマークを妊娠周期の範囲ごとに複数用意することで、実際の被検体に近いボディマークを用いることができる。同様に、太った人と痩せた人では腹部の形状が大きく異なるので、同じ腹部についても肥満度合いに応じて複数のボディマークを作成することで、ボディマークの形状を実際の被検体に近づけることができる。
【００３７】
個々のボディマーク情報４００は、プロパティ４０２，形状データ４０４，キャリブレーション部位データ４０６を含んでいる。プロパティ４０２は、当該ボディマークの属性情報であり、例えばそのボディマークの名称など、そのボディマークが何を表しているか（例えば「肥満体型の人の腹部」など）を示す情報を含む。また、どのような場合にこのボディマークを選択するかを規定する選択基礎情報を含めることも好適である。すなわち、本実施形態の装置では、ユーザが明示的に所望のボディマークを選択する方式に加え、被検体（例えば患者）の身長、体重などの個人情報をもとに適切なボディマークを自動選択したり、或いはユーザによるボディマーク選択を支援したりする方式を備える。前述の選択基礎情報は、例えば「このボディマークは肥満度Ｘ％以上に該当する」など、個人情報によるボディマーク選択の際の判断の基礎となる情報である。なお、ボディマークを自動選択（あるいは選択支援）するプログラム側に、選択のルールを完全に記述してしまうことも可能であり、この場合にはボディマーク情報４００にはその選択基礎情報は必要ない。
【００３８】
形状データ４０４は、ボディマークの形状を示すデータであり、この例では三次元形状データとして登録されている。
【００３９】
キャリブレーション部位データ４０６は、当該ボディマークを用いる場合（すなわちそのボディマークに対応する診断部位を診断する場合）において、キャリブレーション時の超音波プローブの配置位置（キャリブレーション部位）を示す情報である。このキャリブレーションは、ガイド表示においてプローブマークをボディマークに対して正しい位置関係（すなわち実空間での位置関係に対応する位置関係）で表示できるようにするための処理である。キャリブレーション部位としては、みぞおちや臍、脇腹の肋骨の直下の部分など、被検体の診断部位のなかで解剖学的に判別しやすい部分を用いることにより、キャリブレーションの精度を向上させることができる。
【００４０】
本実施形態では、複数のキャリブレーション部位を用いることで、実空間とガイド表示の表示空間との間の対比スケール（縮尺）を求めるようにしている。図４は、腹部のキャリブレーション部位の例を示している。この例は、ｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ２，ｚ１の合計５つのキャリブレーション部位を示している。この図では、ベッド１０２に対し仰臥した被検体に対し、符号Ａで示すようなｘｙｚ座標系を想定している。キャリブレーション部位ｘ１，ｘ２は両脇腹の肋骨の直下部分である。キャリブレーション作業にて実際の被検体でのこれら２点ｘ１，ｘ２のｘ座標を求めることにより、ガイド表示のボディマーク上でのそれら２点のｘ座標との関係から、実空間とガイド表示の表示空間との間でのｘ方向の座標の変換規則を求めることができる。この変換規則は、ｘ方向についての対比スケールの情報と、被検体１００のｘ方向についてのずれの情報を含んでいる。後者の「ずれ」は、被検体１００がベッド１０２上に寝る位置が所定の基準よりもずれることによる。以上、ｘ方向について説明したが、ｙ方向についても同様であり、キャリブレーション部位ｙ１，ｙ２は、ｙ方向についての座標の変換規則を求めるためのものであり、この例ではみぞおちの直下と骨盤の左右上端同士の中点との２点を用いている。またキャリブレーション部位ｚ１はｚ方向についての座標の変換規則を求めるためのものであり、この例では臍を用いている。臍の代わりに、当該被検体の腹部で最も高い点をｚ１としてもよい。なお、ｚ方向についてキャリブレーション部位を１つしか設定していないのは、被検体の最下位置はベッド１０２の高さで規定されるため、もう１点をベッド１０２の高さから求めることができるからである（ベッド１０２の高さ自体はあらかじめ制御部３０に登録しておけばよい）。このように５点のキャリブレーション部位について位置測定を行うことで、ｘ、ｙ、ｚの各座標軸方向についての座標の変換規則を求めることができる。これが、座標変換情報４２０として記憶装置４０に登録されることとなる（図２参照）。
【００４１】
なお、図４の例では、各座標軸ごとに２点のキャリブレーション部位を用いたが、これはあくまで一例である。原理上は、ｘ、ｙ、ｚのすべての座標値が互いに異なっていると想定される２点をキャリブレーション部位として採用すれば、その２点のｘ、ｙ、ｚ座標を測定することで、３軸方向すべての座標変換規則を求めることができる。
【００４２】
再び図２に戻り、キャリブレーション部位データ４０６は、上に例示した各キャリブレーション部位の、ボディマーク上での位置の情報を含んでいる。これにより、キャリブレーション作業の際に、ユーザに対してボディマーク上でキャリブレーション部位を示すことができる。
【００４３】
なお、ここでは、腹部や頸部などの診断部位ごとにボディマークを用意する場合を例にとったが、例えば人体の全体形状を三次元モデルとして作成しておき、各診断部位ごとに、その三次元モデルのどの部分を用いるか（使用範囲）と、ガイド表示での視点位置及び視線方向とを指定することで、診断部位ごとのボディマークを生成することもできる。この視点位置及び視線方向により、そのボディマークのガイド表示の表示空間での配置位置及び方向が規定される。この場合、プロパティ４０２やキャリブレーション部位データ４０６は、診断部位を表す情報（使用範囲と視点位置及び視線方向）に関連づけて管理すればよい。
【００４４】
また、個々のプローブマーク情報４１０は、プロパティ４１２及び形状データ４１４を含んでいる。プロパティ４１２は、当該プローブマークの属性情報であり、例えばそのプローブマークに対応する超音波プローブの名称など、そのプローブマークが何を表しているかを示す情報を含む。形状データ４１４は、プローブマークの形状を示すデータであり、ここでは三次元形状データとして登録されている。
【００４５】
座標変換情報４２０は、キャリブレーションにより求めた各座標軸方向の座標変換の規則の情報を含んでいる。
【００４６】
ガイド表示生成部３２は、記憶装置４０に記憶されたこれらの情報に基づき、ガイド表示を生成する。
【００４７】
ガイド表示生成部３２において、ボディマーク表示処理部３０２は、記憶装置４０に保持されたボディマーク情報４００から、表示すべきものを選択し、その表示すべきボディマークの形状データを、レンダリング処理部３１０に供給する。このとき、ボディマーク表示処理部３０２は、選択したボディマーク形状のガイド表示空間での配置位置及び方位の情報も合わせてレンダリング処理部３１０に渡す。なお、表示すべきボディマークの選択は、ユーザの選択指示によって行う構成でもよいし、個人情報入力処理部３１４等により取得した被検体の体格に関する情報に基づき自動選択する構成でもよい。また、ユーザが診断部位を指定し、その診断部位に対して用意した複数のボディマークの中から、被検体の体格に関する情報を用いて自動的な絞込を行うなどといった、両者の折衷方式も可能である。
【００４８】
プローブマーク表示処理部３０４は、ユーザが選択したプローブマークの形状データと、このプローブマーク形状のガイド表示空間での配置位置及び方位の情報をレンダリング処理部３１０に供給する。このうち、配置位置及び方位の情報については、三次元測位システムによって計測した超音波プローブの位置方位情報に基づき計算する。このため、プローブマーク表示処理部３０４には、三次元測位システムから超音波プローブ１０の位置方位情報を取得する位置方位情報取得部３０６と、取得した位置方位情報をガイド表示の表示空間での座標系の位置方位に変換する座標変換部３０８とを備える。この座標変換部３０８の処理結果が、ガイド表示の表示空間でのプローブマークの配置位置及び方位の情報としてレンダリング処理部３１０に供給される。座標変換部３０８は、キャリブレーションにより生成され、記憶装置４０に登録されている座標変換情報４２０に基づき上記の変換処理を実行する。
【００４９】
レンダリング処理部３１０は、ボディマーク表示処理部３０２から与えられたボディマークの形状データと、プローブマーク表示処理部３０４から与えられたプローブマークの形状データとをレンダリングし、ガイド表示を生成する。ガイド表示の表示空間でのボディマークやプローブマークの配置位置や方位も各表示処理部３０２及び３０４から与えられているので、それに従って表示空間にボディマークやプローブマークの三次元形状を配置し、指定された視点及び視線方向に従ってレンダリング処理を行う。視点及び視線方向は、例えばベッドの真上の所定位置（視点）から真下を見下ろす設定をデフォルトの視点及び視線方向としておけば、直感的に分かりやすいガイド表示を得ることができる。もちろん、この視点及び視線方向をユーザの指示に応じて変更可能とする構成も可能である。
【００５０】
キャリブレーション処理部３１２は、ガイド表示におけるプローブマーク表示のキャリブレーションを行う処理機構である。このキャリブレーション処理部３１２は、前述したキャリブレーション部位データ４０６に基づく各軸方向についての実空間とガイド表示空間との座標変換の規則の計算・登録の処理を行う。
【００５１】
また、キャリブレーション処理部３１２は、この他に、方位のキャリブレーションや、座標軸のキャリブレーションも行うようにすることもできる。
【００５２】
方位のキャリブレーションは、三次元測位システムで実測した超音波プローブの三次元方位から、プローブマークをガイド表示上で正しい方位で表示できるようにするためのキャリブレーションである。この方位キャリブレーションは、例えば、超音波プローブ１０を所定の方位に向け、このときに三次元測位システムが測定した方位情報が、その所定の方位に対応するガイド表示空間での方位に変換されるよう、方位に関する座標変換（回転）の行列を作成するなどの処理となる。
【００５３】
座標軸のキャリブレーションは、三次元測位システムで測定した三次元位置の座標軸方向とガイド表示空間の座標軸方向とを一致させるためのキャリブレーションである。この座標軸キャリブレーションでは、例えば、実空間において所定の原点、ｘ軸上の原点以外の点、ｙ軸上の原点以外の点、及びｚ軸上の原点以外の点にそれぞれ超音波プローブを配置してその各々の三次元位置を三次元測位システムで計測する。そして、それら各点の実測位置がガイド表示空間の座標系で原点、ｘ軸上、ｙ軸上、ｚ軸上にそれぞれ来るように、回転及び平行移動の座標変換規則を求めればよい。ここで、実空間での座標軸は、例えば矩形のベッド１０２の短辺をｘ軸、長辺をｙ軸とするなど、ベッド１０２を基準に定めておけば、直感的に分かりやすい。
【００５４】
このようにして求めた座標系の回転、平行移動の座標変換に、前述の各座標軸方向についての座標変換（すなわち当該軸方向についての対比スケールとずれ補正）を組み合わせることで、実空間での三次元位置からガイド表示空間での三次元位置への座標変換が定まる。すなわち、実空間から表示空間への座標変換は、一般的には座標系の平行移動、回転、各軸方向についての一様な拡大又は縮小により表現できるが、超音波診断装置におけるボディマーク等のガイド表示では、体格が異なる被検体に対して同じボディマークを利用しなければならないという制限がある。同じ診断部位について体格ごとに複数のボディマークを用意するという前述の手法を採用すれば、体格に近いボディマークを用いることでこの制限による問題は幾分緩和されるが、あらゆる体格について個別にボディマークを用意することは現実問題として不可能なので、問題解決には限界がある。そこで本実施形態では、各座標軸方向ごとに個別に拡大・縮小を行うことで、被検体の体格差を吸収し、ボディマークに合わせた表示位置を求められるようにしている。この各座標軸方向ごとの拡大・縮小については、各座標軸方向ごとについての対比スケールをそれぞれ求めることにより、実行できる。
【００５５】
なお、方位キャリブレーションや座標軸キャリブレーションについては、被検体の個体差は無関係なので、一度実行すれば、経時変化等により三次元測位システムの出力に無視できない変化が生じるまでは行う必要はない。これに対し、各座標軸ごとについての対比スケールを求めるキャリブレーションは、個体差を解消するためのものなので、原理上、各被検体ごとに行うことになる。ただし、似た体型の被検体が連続する場合など、一度行ったキャリブレーションの結果を後の被検体に流用できる場合もある。
【００５６】
また、以上の例では、座標軸のキャリブレーションと、個々の被検体の体格差や寝る位置のずれ等を吸収するためのキャリブレーションとを別々に行ったが、これらを統合することもできる。この統合方式では、図４に示したキャリブレーション部位ｘ１とｘ２を結ぶ線がｘ軸、ｙ１とｙ２を結ぶ線がｙ軸となるように座標変換規則を求める。すなわち、ガイド表示空間において、ｘ１及びｘ２はｘ軸上の点として、ｙ１及びｙ２はｙ軸上の点として、それぞれ（ｘ、ｙ）座標を決めておき、三次元測位システムで測定したｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ２の（ｘ、ｙ）座標がそれぞれガイド空間上でのｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ２の（ｘ、ｙ）座標に変換されるように、座標変換規則を求める。
【００５７】
以上説明したように、実空間からガイド表示空間への座標変換のうち、位置についての座標変換は、座標軸キャリブレーションで求めた座標軸の回転、平行移動、一様な拡大縮小の変換と、個別の被検体についての各座標軸方向についての個別の拡大・縮小を含む変換との組合せで規定される。また、方位についての座標変換は、方位キャリブレーションで求めた変換で規定される。したがって、実空間での超音波プローブ１０の位置及び方位を、ガイド表示空間でのプローブマークの位置及び方位に移す、全体としての座標変換は、それら各変換を結合したものとして表すことができ、これが座標変換情報４２０となる。ただし、このうちの被検体ごとの各座標軸方向についての個別の拡大・縮小を含む変換については、各被検体ごとのキャリブレーション作業によって随時変更される。
【００５８】
次に、個人情報入力処理部３１４は、被検体の個人情報（ここでは被検体が人間であると想定している）を入力するための手段である。個人情報入力処理部３１４は、例えば、被検体の識別情報（氏名や患者ＩＤなど）の入力を受け付ける。この識別情報は、例えば、診断画像がどの患者のものなのかを示す情報として、診断画像と共に保存することができる。また、この識別情報をもとに、ネットワーク上等に存在する患者データベースからその被検体の体格に関する情報（例えば身長と体重。妊婦の場合は妊娠周期など）を取得することもできる。このように取得した被検体の体格に関する情報は、ボディマーク表示処理部３０２での被検体の体格に応じたボディマークの自動選択に利用することができる。なお、以上では、被検体の識別情報の入力を受け付け、その識別情報をキーとしてその被検体の体格に関する情報を検索する場合を示したが、この代わりに、体格に関する情報（身長・体重など）を個人情報入力部３１４から直接入力する構成とすることもできる。
【００５９】
各種設定入力処理部３１６は、本装置に関する各種の設定情報を入力するための手段である。例えば、ベッド１０２の高さ（ｚ軸方向についてのキャリブレーションに利用可能）は、この各種設定入力処理部３１６から入力される。
【００６０】
以上、本実施形態の超音波診断装置の構成について説明した。次にこの装置を用いた超音波診断処理の手順について説明する。
【００６１】
新たな被検体を診断する場合、大まかな流れとしては、まずその被検体に応じて装置キャリブレーションを行い、その後その被検体上で超音波プローブ１０を動かしながら、各部の診断画像を得るという流れとなる（ただし前の被検体のキャリブレーション結果が流用できる場合は、キャリブレーションは不要である）。
【００６２】
このうち被検体に応じたキャリブレーションの流れを、図５を参照して説明する（ここでは、被検体によらない方位や座標軸のキャリブレーションについては既に完了しているものとする）。
【００６３】
この流れでは、まず診断部位に応じたボディマークと、使用する超音波プローブに応じたプローブマークを選択する（Ｓ１０）。この選択は、ユーザの指示入力に応じて行うこともできるし、自動選択により行うこともできる。
【００６４】
このように表示するボディマークとプローブマークが選択されると、以降、当該ボディマークに対してあらかじめ設定された複数のキャリブレーション部位の各々に超音波プローブを当て、その時の超音波プローブの位置を三次元測位システムで測定することで、各座標軸方向についてのキャリブレーションを行う。ここで、本実施形態では、各キャリブレーション部位を表示装置２０に順に表示し、この表示に従ってユーザに順に超音波プローブを配置していってもらう。
【００６５】
すなわち、まずキャリブレーション処理部３１２は、１番目のキャリブレーション部位を画面に表示する（Ｓ１２）。ユーザはこの画面表示を参考に、そのキャリブレーション部位まで超音波プローブを持っていき、その部位に正しく超音波プローブを当てたところで、操作パネル３４のボタン押下げなどにより座標登録指示を行う（また超音波プローブに座標登録指示のためのボタンを設けてもよい）。キャリブレーション処理部３１２は、ステップＳ１２の表示の後、この座標登録指示の到来を待ち（Ｓ１４）、その指示を受けると、そのとき三次元測位システムの測位制御部２４から供給されている超音波プローブの位置座標の情報（実測座標）を登録する（Ｓ１６）。そして、次のキャリブレーション部位について、ステップＳ１２〜Ｓ１６の処理を行い、当該ボディマークに設定されたすべてのキャリブレーション部位の処理が完了するまで、このループを繰り返す（Ｓ１８）。そして、すべてのキャリブレーション部位の実測座標の取得が完了すると、それら各部位の実測座標に基づき、ｘ、ｙ、ｚの各軸方向についての座標変換の規則を求め、これを記憶装置４０の０座標変換情報４２０に登録する（Ｓ２０）。
【００６６】
図６は、ステップＳ１２でのキャリブレーション部位の案内表示の例を示す図である。図６の例では、選択されたボディマーク５００（簡単のため二次元的に示しているが、三次元画像とすることも可能である）を画面表示し、そのボディマーク５００上に、当該キャリブレーション部位に当てた超音波プローブを示すプローブマーク５５０を表示している。
【００６７】
図７は実際の超音波プローブ５０の例を示す図である。この超音波プローブ５０には、所定の位置、例えば電子走査の起点に対応する位置に対してマーク５２が設けられている。図６のプローブマーク５５０にも、そのマーク５２に対応するインデックスマーク５５２を表示することで、超音波プローブの向き（位置関係）がガイド表示上で明確に把握できる（ただしこのキャリブレーションでは、原理上超音波プローブの位置のみが分かればよいので、インデックスマーク５５２を表示する必要は必ずしもない）。作業の流れでは、例えばまず図６の（ａ）に示すようにキャリブレーション部位ｘ１（図４参照）を画面表示して実測座標を取り込み、次に（ｂ）に示すようにキャリブレーション部位ｘ２を画面表示して実測座標を取り込み、次に（ｃ）に示すようにキャリブレーション部位ｙ１を画面表示して実測座標を取り込む、といった流れとなる。このようにキャリブレーション部位を順に示し、座標取り込みを行うという手順をとることで、作業誤りの低減を図っている。なお、図６の例では、キャリブレーション部位をプローブマークで示すので、通常のガイド表示の仕組みをそのまま流用してキャリブレーション部位を示すことができるという利点がある。ただし、キャリブレーション部位の案内表示の機構をガイド表示とは別に設けてももちろんかまわない。また、キャリブレーション部位の案内表示の機構自体を設けない装置構成も考えられる。
【００６８】
以上のようにしてキャリブレーションが終わると、超音波プローブを用いた観察が可能になる。この観察のモードでのガイド表示生成部３２の処理を、図８を参照して説明する。この処理では、タイマー等を用いて所定時間間隔ごとの処理タイミングの到来を監視する（Ｓ３０）。そして、処理タイミングが到来すると、プローブマーク表示処理部３０４が、測位制御部２４から、実測した超音波プローブ１０の位置方位情報を取得し（Ｓ３２）、その位置方位情報を座標変換情報４２０に従って座標変換する（Ｓ３４）。これにより、ガイド表示空間におけるプローブマークの位置及び方位が求められる。このプローブマークの位置及び方位の情報がレンダリング処理部３１０に渡され、レンダリングされる（Ｓ３６）。これにより、今回の処理タイミングで新たに検出した超音波プローブマークの位置及び方位に応じて、ガイド表示上でのプローブマークの位置及び方位が変更される。
【００６９】
処理タイミングの間隔を十分に短くすれば、超音波プローブの位置や方位の変化を、ガイド表示に対しほぼリアルタイムで反映させることができる。したがって、ユーザは、手元を見なくても、表示装置２０の画面上で診断画像の脇に表示されるガイド表示にて、超音波プローブ１０の位置や向きを把握することができる。また、このとき診断画像とガイド表示を表示した画面をビデオ録画等の手段で保存しておけば、後でその画面を再生表示した場合、時々刻々の診断画像を形成した時の超音波プローブ１０の位置及び方位を、ガイド表示で確認することができる。
【００７０】
図９は、本実施形態の超音波診断装置における表示装置２０の表示画面７００の一表示例であり、この例では、診断画像８００の脇に、ガイド表示６００が表示されている。この例は、頸動脈の観察を行っている場合についてのものであり、ガイド表示６００には、頸部を示すボディマーク５００と、診断画像８００を求めた時の超音波プローブ１０の位置及び方位を表したプローブマーク５５０が、三次元画像として示されている。超音波プローブ１０の極性については、インデックスマーク５５２を表示することにより、ユーザに把握できるようにしている。なお、図９の例では、簡単のため、プローブマーク５５０を表す三次元形状モデルとして直方体を用いたが、もっと実際の超音波プローブの立体形状に近い形状モデルを用いることも可能である。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態によれば、まず超音波プローブ１０の位置や方位を三次元測位システムで計測し、計測した位置及び方位をガイド表示上のプローブマークの位置及び方位に反映させることができるので、ユーザがプローブマークの位置や方位を手動入力する必要がない。また、このことから、ガイド表示上でのプローブマークの位置及び方位を実際の超音波プローブ１０のそれに合わせてリアルタイムで更新することも可能となる。したがって、超音波プローブ１０を移動させて観察位置や方向を動的に変え、その時得られる診断画像を動画表示するような場合も、その動画表示に合わせてガイド表示のプローブマークも動画表示することができる。
【００７２】
また、本実施形態では、被検体ごとに、所定の複数のキャリブレーション部位に超音波プローブ１０を配置し、その時の超音波プローブ１０の位置の実測結果に基づき、各座標軸方向ごとの拡大・縮小のスケールを反映した座標変換規則を求め、観察モードではこの変換規則に従ってガイド表示のための座標変換を行うので、被検体の体格差に起因するプローブマークの表示位置のずれを解消又は低減することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、ガイド表示上のプローブマークとして、三次元形状モデルをレンダリングした三次元画像を用いるので、超音波プローブ１０の三次元的な傾きについてもガイド表示上で表現することができる。ここでは超音波プローブのみをプローブマークとして表示したが、その超音波プローブによる走査面も合わせて三次元表示することも好適である。
【００７４】
また、本実施形態では、三次元のガイド表示空間に配置されるプローブマークやボディマークの三次元形状モデルをレンダリングすることで、ガイド表示を生成している。したがって、この手法によれば、三次元的に見て違和感の少ないガイド表示を生成できる。また、この手法によれば、視点から超音波プローブまでの距離に応じて、ガイド表示上でのプローブマークの大きさが透視図法的に変化する。したがって、本実施形態のガイド表示では、画面の面内（例えばｘ、ｙ軸方向）での超音波プローブの位置だけでなく、画面に対する奥行き方向（例えばｚ軸方向）についての超音波プローブの位置も表現することができ、ユーザにとって超音波プローブの三次元的な位置がより把握しやすくなる。
【００７５】
ただし、この場合、一般に被検体の厚みはそれほど大きくはないので、画面の面内の方向と奥行き方向とを同じスケールで取り扱うと、超音波プローブの奥行き方向の位置が変わっても、それがガイド表示上でのサイズの変化としてあまりはっきりと現れない場合も考えられる。そのような場合には、奥行き方向の距離変化がプローブマークの表示サイズにより大きく反映されるよう、奥行き方向のスケールに調整を加えることも好適である。
【００７６】
また、ボディマークの色を半透明とすることで、視点から見て被検体の裏側に超音波プローブを当てた時のそのプローブの位置及び方位を、ガイド表示に示すことができる。この場合、超音波プローブが被検体の裏側にある場合は、プローブマークがボディマークの半透明の色を透して見えることになるので、プローブマークの表示サイズでの奥行き表現に加え、プローブマークの色によっても、超音波プローブが被検体の裏側にあることが分かる。
【００７７】
以上に説明した奥行き関係の表現の効果を図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は仰臥した被検体の腹部に超音波プローブ１０を当てた時のガイド表示の例であり、図１１は同じ仰臥した被検体の脇腹の背面に超音波プローブ１０を当てた時のガイド表示の例である。このように、腹部に当てた時よりも背面に当てた時の方がプローブマーク５５０が小さく表示される。また、超音波プローブ１０が腹部に当てられている時と背面に当てられている時とでプローブマーク５５０の色が異なっている。これらにより、正面から見た時の位置が同じであっても、表示の大きさによって、超音波プローブ１０が腹部に当てられているのか背面に当てられているのかを判別できる。
【００７８】
以上の例では、磁気センサを用いる三次元測位システムを使用して超音波プローブの実空間での位置を計測したが、これは本発明にとって必須の要件ではない。この代わりに、例えば磁場に変えて光や音波や電波を利用することも可能である。光検出を利用する場合、磁場発生器２２に変えて光信号発生器を利用し、磁気センサ２６に変えて光検出器を用いる。光信号発生器は磁場発生器２２の場合と同様に、室内の異なる位置において異なる光量となるよう光量分布を形成し、その光量分布を光検出器により検出する。この際、光検出器を超音波プローブ１０の異なる３点に固定してその各々の検出信号を三角測量の原理で解析することにより、それら３点の位置を検出でき、これに基づき超音波プローブ１０の位置及び方位を求めることができる。また、別の方法として、超音波プローブ１０にジャイロセンサや３軸の加速度センサを設け、それら各センサの出力信号を処理することで超音波プローブ１０の位置や方位を計算することも可能である。
【００７９】
また、以上では三次元的な位置及び方位のすべてを測定できる三次元測位システムを用いた場合を説明したが、超音波プローブの位置のみを測定できる測位システムを用いる装置構成でも、本実施形態における被検体の体格差についてのキャリブレーションの効果は得ることができる。
【００８０】
また、以上の例は、三次元画像を用いてガイド表示を行うものであったが、従来一般的な二次元的なガイド表示においても、本実施形態の測位システムを用いたプローブの位置方位検出や、被検体の体格差についてのキャリブレーションの手法を利用することができ、同様の効果を得ることができる。この場合、測位システムとして上記実施形態と同様の三次元測位システムを用いたとしても、測定結果のうちのｘｙ面内についての位置及び方位の情報を用いれば、二次元のガイド表示上でのプローブマークの位置及び向きを求めることができる。また、二次元のプローブマークであっても、三次元の奥行き情報に応じて表示サイズを変えるなどにより、奥行き方向の位置を表現することも可能である。
【００８１】
また、以上では、体表に当接する超音波プローブを例にとって説明したが、内視鏡的超音波プローブなど、体内に挿入するタイプのプローブについても、本実施形態の装置構成は適用可能である。例えばそのプローブの先端に磁気センサを設けておけば、体内でのプローブの先端の位置や向きをガイド表示に示すことができる。内視鏡的超音波プローブのように、長尺で湾曲可能なプローブの場合は、プローブの根本から先端までの間のいくつかのポイントに磁気センサを設け、各ポイントの位置等を測位システムで計測し、それら各ポイントの位置をガイド表示上に示すことで、そのプローブの挿入経路を示すことも可能である。なお、いずれの場合も、上記実施形態と同様の被検体の体格差についてのキャリブレーションを行うことにより、体格差に起因するプローブマークの表示位置のずれを解消又は低減できる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の基準部位の位置を測位手段で測定し、これに基づき実空間座標系からボディマーク表示空間座標系への座標変換の変換規則情報を定めることにより、それら基準部位間の距離の拡大縮小を反映した変換規則情報を定めることができる。これにより、体格が異なる被検体に対して同じボディマークを用いる場合でも、キャリブレーション手段で変換規則情報を求めることにより、その体格差を吸収できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る超音波診断装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】 ガイド表示生成部の構成例を詳細に示す図である。
【図３】 同じ診断部位について体格ごとに複数種類のボディマークを用意する場合の例を示す図である。
【図４】 診断部位に対して複数設定されるキャリブレーション部位の例を示す図である。
【図５】 被検体の体格差についてのキャリブレーションの流れの一例を示すフローチャートである。
【図６】 図５のキャリブレーションの際に表示するキャリブレーション部位の案内表示の例を示す図である。
【図７】 超音波プローブの外観の一例を示す図である。
【図８】 超音波プローブにより被検体内の観察を行う際のガイド表示の生成処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】 実施形態の超音波診断装置の表示画面の一例を説明するための図である。
【図１０】 プローブマークの表示サイズを変えることにより、超音波プローブの奥行き方向の位置が表現できることを説明するための図である。
【図１１】 プローブマークの表示サイズを変えることにより、超音波プローブの奥行き方向の位置が表現できることを説明するための図である。
【図１２】 従来のボディマーク・プローブマーク表示の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 超音波プローブ、１２ 送受信部、１４ 信号処理部、１６ ＤＳＣ、１８ 画像合成部、２０ 表示装置、２２ 磁場発生器、２４ 測位制御部、２６ 磁気センサ、３０ 制御部、３２ ガイド表示生成部、３４ 操作パネル、１００ 被検体、１０２ ベッド。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a guide display for displaying the position of an ultrasonic probe in association with an ultrasonic diagnostic image in an ultrasonic diagnostic apparatus.
[0002]
[Prior art]
In an ultrasonic diagnostic apparatus, for example, an electronic scanning ultrasonic probe is generally brought into contact with a subject, and a tomographic image of the subject is created by electronic scanning and displayed on a screen. When storing such a tomographic image and observing it later, it is important that the user knows which part of the subject the tomographic image being displayed shows. Therefore, conventionally, as shown in FIG. 12, a body mark 700 simulating a subject is displayed beside a tomographic image 710 on a display, for example, and the position and orientation of the ultrasonic probe are indicated on the body mark 700. Displaying the probe mark 702 is performed.
[0003]
In the conventional general configuration, figure data of body marks of a plurality of parts such as the abdomen, chest, and neck are stored in the ultrasonic diagnostic apparatus, and the user (doctor) selects a desired one from these Is displayed. The probe mark is generally configured to specify the position and orientation of the probe mark with respect to the body mark using an operation device such as a trackball. Typically, the user freezes (pauses) the screen with the tomographic image to be saved displayed, selects the body mark, sets the position and orientation of the probe mark, and then saves the tomographic image. To do.
[0004]
Such a conventional general configuration can express the position and orientation of the two-dimensional ultrasonic probe when the subject is viewed from above, but cannot express the three-dimensional inclination of the ultrasonic probe. For example, in the diagnosis of the heart, etc., to obtain the necessary tomographic image by changing the tilt while the ultrasonic probe is held at the same position, in order to grasp which cross-section is cut out of the tomographic image, Although three-dimensional inclination information is required, the above-described general configuration is not sufficient as information because the three-dimensional inclination cannot be expressed.
[0005]
On the other hand, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2000-201926 discloses an ultrasonic diagnostic apparatus that displays a body mark and a probe mark as a three-dimensional image. In this apparatus, the probe mark corresponding to the scanning plane of the tomographic image is displayed by setting the two-dimensional orientation and the three-dimensional inclination of the probe mark by rotating the ring attached to the trackball.
[0006]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-17433 discloses a mechanism for displaying a three-dimensional body mark and a three-dimensional probe mark viewed from the line of sight in an ultrasonic diagnostic apparatus that creates three-dimensional image data by volume rendering processing. ing. In this document, in addition to a method in which the user designates the position and orientation of the ultrasonic probe by operating a trackball or the like, three or more magnetic elements are embedded in the ultrasonic probe and the magnetism is discretely arranged around the periphery. There is also disclosed a method of detecting with a magnetic sensor, calculating the position of an ultrasonic probe based on the detection signal, and using it for displaying a probe mark.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-17433 is useful in that the display position of the probe mark can be automatically obtained, but the consideration regarding the difference in the patient's body shape is not sufficient. In other words, while the body shape may vary greatly depending on the patient, the body mark is generally common to all patients, so even if the ultrasound probe is placed at the same anatomical position, the difference in patient physique This may cause a problem that the position of the probe mark on the body mark differs. For example, when an ultrasound probe is applied to the patient's flank, the probe mark appears to float outside the body mark if the patient is fat, and appears to be inside the flank if the patient is thin In the probe mark display, the ultrasonic probe appears to be at a position different from the actual arrangement position.
[0008]
This prior art document states that “the subject and the ultrasonic probe 1 are based on the difference between the calculated position and the reference position of the ultrasonic probe 1 that has been previously collated with respect to the bed or the subject. It can be said that some consideration is given to the alignment between the position measured in the real space and the position on the body mark display, such as “Position information of the position of” (paragraph 0025). However, this document only presents a method of alignment by “deviation from the reference position”, and this cannot correct the deviation of the display position of the probe mark due to the difference in the physique of the patient.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of eliminating or reducing the shift in the display position of the probe mark due to the difference in the physique of the subject.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  To achieve the above object, the present inventionThe basis ofAn ultrasonic diagnostic apparatus is an ultrasonic diagnostic apparatus that transmits and receives an ultrasonic wave by contacting an ultrasonic probe with a subject, generates an ultrasonic diagnostic image based on the received signal, and displays the ultrasonic diagnostic image. From the real space coordinate system based on the measurement results of the positioning means for measuring the position in the real space coordinate system and the positioning means when the ultrasonic probes are respectively arranged at a plurality of predetermined reference sites on the subject. A diagnostic display that creates conversion rule information that prescribes coordinate conversion to a body mark display coordinate system, a guide display that displays a body mark that represents a subject, and a probe mark that represents an ultrasonic probe, and the ultrasonic diagnosis A guide display generating unit that generates the image in association with an image, based on the conversion rule information obtained by the calibration unit, and the ultrasonic probe measured by the positioning unit. The position of the probe mark on the display of place et the body mark is calculated and provided with a guide display generating means for forming a display of said probe mark on the calculated position.
[0011]
  In this configuration, the position of a plurality of reference parts is measured by the positioning means, and based on this, conversion rule information for coordinate conversion from the real space coordinate system to the body mark display coordinate system is determined. Conversion rule information reflecting the enlargement / reduction of the image can be defined. Thereby, even when the same body mark is used for subjects having different physiques, the physique difference can be absorbed by obtaining the conversion rule information by the calibration means.
In addition to the above-described basic configuration, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention further provides a calibration guide display that indicates the position of each of the reference parts at the time of calibration work by the calibration means. Guide means.
In another aspect of the present invention, in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the above-described basic configuration, the positioning unit measures a three-dimensional position and orientation of the ultrasonic probe, and the guide display generating unit includes: A three-dimensional mark is used as the probe mark, and the three-dimensional probe mark is displayed on the guide display based on the conversion rule information from the three-dimensional position and orientation of the ultrasonic probe. The position and orientation are calculated, and the display of the three-dimensional probe mark is generated according to the calculation result.The guide display generation means uses a three-dimensional mark as the body mark, and the guide display generation means Even when the three-dimensional body mark is displayed semi-transparently and the probe mark is behind the body mark when viewed from the viewpoint, the body mark is also displayed. Transmitted to the probe mark to be visible on the guide display.
In another aspect of the present invention, in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the above-described basic configuration, the positioning unit measures a three-dimensional position and orientation of the ultrasonic probe, and the guide display generating unit includes: The display size of the probe mark in the guide display is changed according to the position coordinate in the depth direction of the probe mark in the body mark display coordinate system.
[0012]
In a preferred aspect of the present invention, the plurality of reference parts are selected so that at least two different coordinate values can be obtained for each coordinate axis, and the calibration means applies the ultrasonic probe to the plurality of reference parts. From at least two different coordinate values for each coordinate axis obtained from the measurement results of the positioning means when they are arranged, the coordinate value for the coordinate axis in the real space coordinate system is the coordinate of the corresponding coordinate axis in the body mark display coordinate system Define conversion rules to convert to values.
[0013]
In another preferred aspect of the present invention, the calibration means is configured such that the position measured by the positioning means when the ultrasonic probe is arranged at each reference part is the position of the reference part in the body mark display coordinate system. The conversion rule information is obtained so as to be coordinate-converted to a position.
[0015]
In a preferred aspect of the present invention, the guide display generating means displays the guide display in real time based on a measurement result given in real time from the positioning means during observation work in the subject using the ultrasonic probe. Generate.
[0020]
In a preferred aspect of the present invention, the positioning means is provided on one of a predetermined reference portion and the ultrasonic probe, and a signal generating means for transmitting a positioning signal, the predetermined reference portion, and the ultrasonic wave A signal detecting means provided on the other of the probes, for detecting the positioning signal, and positioning information calculating means for obtaining a position and orientation of the ultrasonic probe in a reference coordinate system based on a detection signal of the signal detecting means; .
[0021]
In a preferred aspect of the present invention, for the same observation target part, body mark holding means for holding a plurality of body marks according to variations in the physique of the subject, and subject information acquisition for acquiring information related to the physique of the subject Corresponding to the subject among the plurality of body marks corresponding to the site to be observed held by the body mark holding means, based on the information on the physique of the subject obtained by the means and the subject information obtaining means Selecting means for selecting one for the guide display.
[0022]
In a preferred aspect, the calibration means obtains the conversion rule information in accordance with the body mark selected by the selection means.
[0023]
An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention is an ultrasonic diagnostic apparatus that transmits and receives an ultrasonic wave by contacting an ultrasonic probe with a subject and generates and displays an ultrasonic diagnostic image based on the received signal. A guide display displaying a positioning means for measuring the position of the ultrasonic probe in the real space coordinate system, a body mark representing the subject, and a probe mark representing the ultrasonic probe is associated with the ultrasonic diagnostic image. A guide display generating means for generating a probe mark position on the body mark display from the position of the ultrasonic probe measured by the positioning means, and displaying the probe mark at the calculated position; The display size of the probe mark in the guide display is changed according to the distance from the viewpoint of the probe mark in the body mark display coordinate system. And a guide display generating means for.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
[0026]
FIG. 1 is a diagram for explaining a schematic configuration of the entire ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. First, this apparatus includes an ultrasonic probe 10, a transmission / reception unit 12, a signal processing unit 14, a DSC (digital scan converter) 16, an image as a mechanism for forming and displaying an ultrasonic diagnostic image (hereinafter simply referred to as a diagnostic image). A synthesis unit 18, a display device 20, and a control unit 30 are provided. The ultrasonic probe 10 scans the inside of the subject 100 with an ultrasonic beam according to the control from the transmission / reception unit 12, receives an echo from the inside of the subject, and converts it into an electrical reception signal. Here, this embodiment is not limited to the form of the ultrasonic probe, and the ultrasonic probe 10 is used for both mechanical scanning and electronic scanning, as well as for two-dimensional image formation and three-dimensional image formation. Can do. A reception signal received by the ultrasonic probe 10 is sent to the signal processing unit 14 via the transmission / reception unit 12, where signal processing for forming a known diagnostic image such as a B-mode image or a color Doppler image is performed. . The result of this signal processing is scan-converted (and data interpolated as necessary) by the DSC 16, thereby forming a diagnostic image in a format suitable for the scanning method of the display device 20. The image synthesizing unit 18 synthesizes a diagnostic image formed by the DSC 16 with a character / graphic image such as a guide display such as a body mark, which will be described later, on an image memory, for example. An image of the synthesis result is displayed on the display device 20 and provided to a user (such as a doctor).
[0027]
The control unit 30 is a module that controls the overall operation of the apparatus, including the control of the processing module group for diagnostic image formation / display described above. The control unit 30 controls each unit of the present apparatus in accordance with a user instruction input from the operation panel 34, and realizes processing according to the instruction. The control unit 30 can typically be configured by causing a processor such as a CPU to process a program describing control contents. In the present embodiment, the guide display composed of the body mark and the probe mark is the main focus. Therefore, a part of the control unit 30 that performs processing for the guide display is taken up and shown as the guide display generation unit 32. Yes.
[0028]
In the present embodiment, the position and orientation of the ultrasonic probe 10 are measured, the position and orientation of the probe mark on the body mark are determined based on the measured information, and display is performed. In this specification, a configuration in which both the body mark and the probe mark are displayed as a three-dimensional image will be described as a main example. However, the principle of the present invention is applied to a conventional two-dimensional body mark / probe mark display. Is also applicable.
[0029]
In the example of FIG. 1, a positioning system using a magnetic sensor is used to detect the position / orientation of the ultrasonic probe 10. This system includes a combination of a magnetic field generator 22 and a magnetic sensor 26.
[0030]
The magnetic field generator 22 has three magnetic field generating coils each having three directions orthogonal to each other as axial directions, and a predetermined three-dimensional magnetic field distribution is formed in the room by these magnetic field coils. The magnetic sensor 26 has three detection coils each having three directions orthogonal to each other as axial directions, and the strength of the magnetic field in each of the three directions is detected by these three coils. If the magnetic sensor 26 is placed in a predetermined magnetic field distribution formed by the magnetic field generator 22, the relative strength of the magnetic sensor 26 with respect to the magnetic field generator 22 is determined based on the strength of the magnetic field in each of the three axes detected by the magnetic sensor 26. A three-dimensional position and a three-dimensional orientation can be obtained. Such a three-dimensional positioning system using magnetism is used in the field of virtual reality systems and the like, and can also be used in this embodiment.
[0031]
In the configuration example of FIG. 1, the magnetic field generator 22 is disposed at a fixed position in the room (in the example of FIG. 1, below the bed 102 on which the subject 100 is placed, but not limited to this). A configuration is adopted in which a magnetic sensor 26 is disposed on the acoustic probe 10 and the position and orientation of the magnetic sensor 26 is determined with reference to a fixed magnetic field generator 22. However, this is only an example. The position and orientation can be detected in the same manner even in the reverse configuration in which a magnetic field generator is provided in the ultrasonic probe 10 and a magnetic sensor is provided at a fixed position in the room.
[0032]
The positioning control unit 24 controls the magnetic field generator 22 to form a predetermined magnetic field distribution, obtains the three-dimensional position and orientation of the ultrasonic probe 10 from the detection signal of the magnetic sensor 26, and obtains a total of six dimensional values. The position / orientation information is supplied to the control unit 30. In the following, the actual space is referred to as a real space in order to distinguish it from the three-dimensional display space in the guide display.
[0033]
In the control unit 30, the guide display generation unit 32 calculates the position and orientation of the ultrasonic probe (ie, probe mark) in the guide display display space based on the position and orientation of the ultrasonic probe 10 in the real space. To do. Then, the guide display generation unit 32 renders the probe mark and the body mark at the calculated position and orientation, and generates a guide display. The guide display generated in this way is combined with the diagnostic image by the image combining unit 18 and displayed on the display device 20.
[0034]
FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration of the guide display generation unit 32. As shown in this figure, the guide display generating unit 32 includes a body mark display processing unit 302, a probe mark display processing unit 304, a rendering processing unit 310, a calibration processing unit 312, a personal information input processing unit 314, and various setting input processes. Part 316. Each of these processing modules 302 to 316 executes a process for generating a guide display based on information stored in the storage device 40.
[0035]
The storage device 40 stores body mark information 400, probe mark information 410, and coordinate conversion information 420.
[0036]
In this example, probe mark information 410 is prepared for each type of ultrasonic probe so that the type of ultrasonic probe can be distinguished on the guide display. As for the body mark, the type of the subject (for example, a general body type such as obese body type or lean body type, a type of body type according to the pregnancy cycle, etc.) Also, it is possible to distinguish between species such as dogs and cats. ) And the body mark information 400 is prepared for each type or part (or both) so that the diagnostic part (abdomen, back, neck, etc.) in the subject can be distinguished on the guide display. That is, in the present embodiment, a plurality of body marks are prepared in accordance with the difference in physique even at the same diagnosis site. This is to reduce the difference in shape between the actual subject and the body mark on the guide display. For example, in the case of a pregnant woman, the shape of the abdomen changes greatly depending on the pregnancy cycle, so each body mark (a) early pregnancy, (b) midgestation, and (c) late pregnancy shown in FIG. By preparing a plurality of abdominal body marks for each range of pregnancy cycles as shown in FIG. 2 for simplicity, a body mark close to an actual subject can be used. Similarly, the shape of the abdomen differs greatly between a fat person and a thin person, so by creating multiple body marks for the same abdomen according to the degree of obesity, the shape of the body mark can be made closer to the actual subject. it can.
[0037]
Each body mark information 400 includes a property 402, shape data 404, and calibration part data 406. The property 402 is attribute information of the body mark, and includes information indicating what the body mark represents (for example, “the abdomen of an obese person”, for example) such as the name of the body mark. It is also preferable to include selection basic information that defines when the body mark is selected. That is, in the apparatus of this embodiment, in addition to a method in which the user explicitly selects a desired body mark, an appropriate body mark is automatically selected based on personal information such as the height and weight of the subject (for example, a patient). Or a method for assisting the user in selecting a body mark. The selection basic information described above is information serving as a basis for determination when selecting a body mark based on personal information, such as “this body mark corresponds to an obesity degree of X% or more”. It is possible to completely describe the selection rule on the program side that automatically selects (or supports) the body mark. In this case, the body mark information 400 does not require basic selection information. .
[0038]
The shape data 404 is data indicating the shape of the body mark, and is registered as three-dimensional shape data in this example.
[0039]
The calibration part data 406 is information indicating an arrangement position (calibration part) of the ultrasonic probe at the time of calibration when the body mark is used (that is, when a diagnostic part corresponding to the body mark is diagnosed). . This calibration is a process for enabling the probe mark to be displayed in a correct positional relationship with respect to the body mark (that is, a positional relationship corresponding to the positional relationship in the real space) in the guide display. As the calibration site, the accuracy of calibration can be improved by using the anatomically easy-to-analyze part of the diagnostic part of the subject such as the groove, umbilicus, or part of the flank of the flank. .
[0040]
In the present embodiment, by using a plurality of calibration parts, a contrast scale (scale) between the real space and the display space of the guide display is obtained. FIG. 4 shows an example of an abdominal calibration site. This example shows a total of five calibration sites x1, x2, y1, y2, and z1. In this figure, an xyz coordinate system as indicated by reference symbol A is assumed for the subject who is supine with respect to the bed 102. The calibration sites x1 and x2 are the portions immediately below the ribs on both sides. By obtaining the x-coordinates of these two points x1 and x2 on the actual subject in the calibration work, the relationship between the real space and the guide display can be obtained from the relationship between the x-coordinates of these two points on the body mark on the guide display. It is possible to obtain a conversion rule for coordinates in the x direction with respect to the display space. This conversion rule includes information on the contrast scale in the x direction and information on the deviation of the subject 100 in the x direction. The latter “displacement” is due to the position where the subject 100 sleeps on the bed 102 deviates from a predetermined reference. Although the x direction has been described above, the same applies to the y direction, and the calibration parts y1 and y2 are used for obtaining a coordinate conversion rule for the y direction. Two points, the middle point between the left and right upper ends, are used. The calibration part z1 is for obtaining a coordinate conversion rule in the z direction, and in this example, the navel is used. Instead of the navel, the highest point in the abdomen of the subject may be z1. The reason why only one calibration site is set in the z direction is that the lowest position of the subject is defined by the height of the bed 102, so that another point can be obtained from the height of the bed 102. This is because the height of the bed 102 may be registered in the control unit 30 in advance. In this way, by measuring the positions of the five calibration parts, it is possible to obtain a coordinate conversion rule for each of the x, y, and z coordinate axes. This is registered in the storage device 40 as coordinate conversion information 420 (see FIG. 2).
[0041]
In the example of FIG. 4, two calibration parts are used for each coordinate axis, but this is merely an example. In principle, if two points that are assumed to be different from each other in the coordinate values of x, y, and z are adopted as calibration parts, the x, y, and z coordinates of the two points are measured, Coordinate conversion rules for all three axes can be obtained.
[0042]
Returning to FIG. 2 again, the calibration part data 406 includes information on the position of each calibration part exemplified above on the body mark. Thereby, the calibration part can be shown on the body mark to the user during the calibration operation.
[0043]
In this example, the body mark is prepared for each diagnostic site such as the abdomen and neck, but for example, the entire shape of the human body is created as a three-dimensional model, and for each diagnostic site, By designating which part of the three-dimensional model is to be used (usage range) and the viewpoint position and line-of-sight direction in the guide display, a body mark for each diagnostic part can also be generated. The viewpoint position and the line-of-sight direction define the arrangement position and direction of the body mark in the guide display display space. In this case, the property 402 and the calibration part data 406 may be managed in association with information representing the diagnosis part (usage range, viewpoint position, and line-of-sight direction).
[0044]
Each probe mark information 410 includes a property 412 and shape data 414. The property 412 is attribute information of the probe mark, and includes information indicating what the probe mark represents, such as the name of an ultrasonic probe corresponding to the probe mark. The shape data 414 is data indicating the shape of the probe mark, and is registered as three-dimensional shape data here.
[0045]
The coordinate conversion information 420 includes information on a rule for coordinate conversion in each coordinate axis direction obtained by calibration.
[0046]
The guide display generation unit 32 generates a guide display based on these pieces of information stored in the storage device 40.
[0047]
In the guide display generating unit 32, the body mark display processing unit 302 selects what should be displayed from the body mark information 400 held in the storage device 40, and renders the shape data of the body mark to be displayed on the rendering processing unit 310. To supply. At this time, the body mark display processing unit 302 also passes information on the arrangement position and orientation of the selected body mark shape in the guide display space to the rendering processing unit 310. The body mark to be displayed may be selected according to a selection instruction from the user, or may be automatically selected based on information related to the physique of the subject acquired by the personal information input processing unit 314 or the like. In addition, there is a compromise method in which the user designates a diagnostic part and automatically narrows it down using information on the physique of the subject from a plurality of body marks prepared for the diagnostic part. Is possible.
[0048]
The probe mark display processing unit 304 supplies the rendering processing unit 310 with the shape data of the probe mark selected by the user and the information on the position and orientation of the probe mark shape in the guide display space. Among these, the information on the arrangement position and orientation is calculated based on the position and orientation information of the ultrasonic probe measured by the three-dimensional positioning system. Therefore, the probe mark display processing unit 304 includes a position / orientation information acquisition unit 306 that acquires the position / orientation information of the ultrasonic probe 10 from the three-dimensional positioning system, and coordinates the acquired position / orientation information in the display space of the guide display. And a coordinate conversion unit 308 that converts the position and orientation of the system. The processing result of the coordinate conversion unit 308 is supplied to the rendering processing unit 310 as information on the arrangement position and orientation of the probe mark in the guide display display space. The coordinate conversion unit 308 performs the conversion process based on the coordinate conversion information 420 generated by calibration and registered in the storage device 40.
[0049]
The rendering processing unit 310 renders the body mark shape data given from the body mark display processing unit 302 and the probe mark shape data given from the probe mark display processing unit 304 to generate a guide display. The position and orientation of the body mark and probe mark in the display space of the guide display are also given from each display processing unit 302 and 304, and accordingly, the three-dimensional shape of the body mark and probe mark is arranged in the display space, Rendering is performed according to the specified viewpoint and line-of-sight direction. For the viewpoint and the line-of-sight direction, for example, if the setting of looking down from a predetermined position (viewpoint) directly above the bed is set as the default viewpoint and line-of-sight direction, an intuitively understandable guide display can be obtained. Of course, a configuration in which the viewpoint and the line-of-sight direction can be changed according to a user instruction is also possible.
[0050]
The calibration processing unit 312 is a processing mechanism that calibrates the probe mark display in the guide display. The calibration processing unit 312 performs processing for calculating and registering a rule for coordinate conversion between the real space and the guide display space for each axial direction based on the calibration part data 406 described above.
[0051]
In addition, the calibration processing unit 312 can also perform azimuth calibration and coordinate axis calibration.
[0052]
The orientation calibration is a calibration for displaying the probe mark in the correct orientation on the guide display from the three-dimensional orientation of the ultrasonic probe measured by the three-dimensional positioning system. In this orientation calibration, for example, the ultrasonic probe 10 is directed to a predetermined orientation, and the orientation information measured by the three-dimensional positioning system at this time is converted into an orientation in the guide display space corresponding to the predetermined orientation. Thus, processing such as creating a matrix of coordinate transformation (rotation) related to the orientation is performed.
[0053]
The coordinate axis calibration is calibration for matching the coordinate axis direction of the three-dimensional position measured by the three-dimensional positioning system with the coordinate axis direction of the guide display space. In this coordinate axis calibration, for example, ultrasonic probes are arranged at predetermined origins in real space, points other than the origin on the x axis, points other than the origin on the y axis, and points other than the origin on the z axis. Each three-dimensional position is measured with a three-dimensional positioning system. Then, the coordinate conversion rules for rotation and translation may be obtained so that the measured positions of these points are respectively on the origin, x-axis, y-axis, and z-axis in the coordinate system of the guide display space. Here, if the coordinate axis in the real space is determined based on the bed 102, for example, the short side of the rectangular bed 102 is defined as the x axis and the long side is defined as the y axis, it is easy to understand intuitively.
[0054]
By combining the coordinate transformation of the rotation and translation of the coordinate system thus obtained with the coordinate transformation for each coordinate axis direction described above (that is, the contrast scale and the deviation correction for the axis direction), a cubic in real space is obtained. Coordinate conversion from the original position to the three-dimensional position in the guide display space is determined. That is, the coordinate transformation from the real space to the display space can be generally expressed by translation, rotation, and uniform enlargement or reduction of each axis direction in the coordinate system. In the guide display, there is a restriction that the same body mark must be used for subjects having different physiques. If the above-mentioned method of preparing multiple body marks for each physique for the same diagnostic site is used, the problem due to this restriction is somewhat alleviated by using a body mark that is close to the physique, but for each physique individually the body Since it is impossible as a real problem to prepare the mark, there is a limit to solving the problem. Therefore, in this embodiment, by performing enlargement / reduction individually for each coordinate axis direction, the physique difference of the subject is absorbed, and the display position corresponding to the body mark can be obtained. The enlargement / reduction for each coordinate axis direction can be executed by obtaining a contrast scale for each coordinate axis direction.
[0055]
Note that the azimuth calibration and the coordinate axis calibration are irrelevant to individual differences between subjects, and once executed, it is not necessary to carry out until a non-negligible change occurs in the output of the three-dimensional positioning system due to a change over time. On the other hand, since the calibration for obtaining the contrast scale for each coordinate axis is for eliminating individual differences, in principle, it is performed for each subject. However, there may be a case where the result of the calibration performed once can be used for a later subject, for example, when subjects having similar body shapes continue.
[0056]
Further, in the above example, the calibration of the coordinate axes and the calibration for absorbing the difference in the physique of each subject, the shift of the sleeping position, and the like are performed separately, but these can also be integrated. In this integration method, the coordinate conversion rule is obtained so that the line connecting the calibration sites x1 and x2 shown in FIG. 4 is the x axis and the line connecting y1 and y2 is the y axis. That is, in the guide display space, x1 and x2 are points on the x-axis, y1 and y2 are points on the y-axis, (x, y) coordinates are determined respectively, and x1, measured with a three-dimensional positioning system. A coordinate conversion rule is obtained so that the (x, y) coordinates of x2, y1, and y2 are respectively converted to the (x, y) coordinates of x1, x2, y1, and y2 on the guide space.
[0057]
As described above, in the coordinate conversion from the real space to the guide display space, the coordinate conversion for the position is the coordinate axis rotation, parallel movement, uniform enlargement / reduction conversion obtained by the coordinate axis calibration, and individual conversion. It is defined by a combination with conversion including individual enlargement / reduction in each coordinate axis direction of the subject. Also, the coordinate conversion for the azimuth is defined by the conversion obtained by the azimuth calibration. Therefore, the overall coordinate transformation that moves the position and orientation of the ultrasonic probe 10 in the real space to the position and orientation of the probe mark in the guide display space can be expressed as a combination of these transformations, This becomes the coordinate conversion information 420. However, conversion including individual enlargement / reduction in each coordinate axis direction for each subject is changed as needed by calibration work for each subject.
[0058]
Next, the personal information input processing unit 314 is a means for inputting the personal information of the subject (here, it is assumed that the subject is a human). For example, the personal information input processing unit 314 receives input of identification information (name, patient ID, etc.) of the subject. This identification information can be stored together with the diagnostic image, for example, as information indicating which patient the diagnostic image belongs to. In addition, based on this identification information, information on the physique of the subject (for example, height and weight, pregnancy cycle in the case of a pregnant woman) can be obtained from a patient database existing on a network or the like. Information on the physique of the subject acquired in this way can be used for automatic selection of a body mark according to the physique of the subject in the body mark display processing unit 302. In the above description, the case where the input of the identification information of the subject is received and the information related to the physique of the subject is searched using the identification information as a key has been shown. Instead, information related to the physique (height, weight, etc.) Can be directly input from the personal information input unit 314.
[0059]
The various setting input processing unit 316 is a means for inputting various setting information regarding the apparatus. For example, the height of the bed 102 (which can be used for calibration in the z-axis direction) is input from the various setting input processing unit 316.
[0060]
The configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment has been described above. Next, the procedure of ultrasonic diagnostic processing using this apparatus will be described.
[0061]
When diagnosing a new subject, a general flow is to first perform apparatus calibration according to the subject, and then obtain a diagnostic image of each part while moving the ultrasonic probe 10 on the subject. (However, if the calibration result of the previous subject can be used, calibration is not necessary.)
[0062]
Among these, the flow of calibration according to the subject will be described with reference to FIG. 5 (here, it is assumed that calibration of the azimuth and coordinate axes not depending on the subject has already been completed).
[0063]
In this flow, first, a body mark corresponding to a diagnostic site and a probe mark corresponding to an ultrasonic probe to be used are selected (S10). This selection can be performed in response to a user instruction input, or can be performed automatically.
[0064]
When the body mark and the probe mark to be displayed are selected in this way, the ultrasonic probe is applied to each of a plurality of calibration sites set in advance for the body mark, and the position of the ultrasonic probe at that time is determined. Calibration for each coordinate axis direction is performed by measuring with a three-dimensional positioning system. Here, in this embodiment, each calibration part is displayed on the display device 20 in order, and the user arranges ultrasonic probes in order according to this display.
[0065]
That is, first, the calibration processing unit 312 displays the first calibration site on the screen (S12). With reference to this screen display, the user brings the ultrasonic probe to the calibration site, and when the ultrasonic probe is correctly applied to the site, instructs the coordinate registration by pressing the button on the operation panel 34 (or the like) A button for instructing coordinate registration may be provided on the ultrasonic probe). After the display of step S12, the calibration processing unit 312 waits for the arrival of this coordinate registration instruction (S14), and upon receiving this instruction, the ultrasonic wave supplied from the positioning control unit 24 of the three-dimensional positioning system at that time. Information on the position coordinates of the probe (measured coordinates) is registered (S16). Then, the processing of steps S12 to S16 is performed for the next calibration site, and this loop is repeated until the processing of all calibration sites set in the body mark is completed (S18). Then, when the acquisition of the measured coordinates of all the calibration parts is completed, a rule for coordinate conversion in each of the x, y, and z axis directions is obtained based on the measured coordinates of each part, and this is obtained as 0 in the storage device 40. It is registered in the coordinate conversion information 420 (S20).
[0066]
FIG. 6 is a diagram showing an example of the calibration part guidance display in step S12. In the example of FIG. 6, the selected body mark 500 (shown two-dimensionally for simplicity, but may be a three-dimensional image) is displayed on the screen, and the calibration is displayed on the body mark 500. A probe mark 550 indicating an ultrasonic probe applied to the target region is displayed.
[0067]
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an actual ultrasonic probe 50. The ultrasonic probe 50 is provided with a mark 52 at a predetermined position, for example, a position corresponding to the starting point of electronic scanning. The index mark 552 corresponding to the mark 52 is also displayed on the probe mark 550 in FIG. 6 so that the orientation (positional relationship) of the ultrasonic probe can be clearly grasped on the guide display (however, in this calibration, the principle is Since only the position of the upper ultrasonic probe needs to be known, it is not always necessary to display the index mark 552). In the work flow, for example, as shown in FIG. 6 (a), first, a calibration part x1 (see FIG. 4) is displayed on the screen, and measured coordinates are taken in. Then, as shown in (b), the calibration part x2 is displayed. The screen is displayed and the actual measurement coordinates are taken in, and then the calibration site y1 is displayed on the screen and the actual measurement coordinates are taken in as shown in (c). In this way, the calibration parts are sequentially shown, and the procedure of coordinate acquisition is taken to reduce work errors. In the example of FIG. 6, since the calibration site is indicated by a probe mark, there is an advantage that the calibration site can be shown by using a normal guide display mechanism as it is. However, it goes without saying that a mechanism for displaying the guidance of the calibration site may be provided separately from the guide display. Further, an apparatus configuration in which a calibration part guidance display mechanism itself is not provided is also conceivable.
[0068]
When calibration is completed as described above, observation using an ultrasonic probe becomes possible. Processing of the guide display generation unit 32 in this observation mode will be described with reference to FIG. In this process, the arrival of the processing timing for each predetermined time interval is monitored using a timer or the like (S30). When the processing timing arrives, the probe mark display processing unit 304 acquires the measured position / orientation information of the ultrasonic probe 10 from the positioning control unit 24 (S32), and coordinates the position / orientation information according to the coordinate conversion information 420. Conversion is performed (S34). Thereby, the position and orientation of the probe mark in the guide display space are obtained. Information on the position and orientation of the probe mark is transferred to the rendering processing unit 310 and rendered (S36). Thus, the position and orientation of the probe mark on the guide display are changed according to the position and orientation of the ultrasonic probe mark newly detected at the current processing timing.
[0069]
If the processing timing interval is sufficiently shortened, changes in the position and orientation of the ultrasonic probe can be reflected in the guide display almost in real time. Therefore, the user can grasp the position and orientation of the ultrasonic probe 10 on the guide display displayed beside the diagnostic image on the screen of the display device 20 without looking at the hand. At this time, if the screen displaying the diagnostic image and the guide display is stored by means such as video recording, the ultrasound probe 10 when the diagnostic image is formed every moment when the screen is reproduced and displayed later. The position and azimuth of can be confirmed on the guide display.
[0070]
FIG. 9 is a display example of the display screen 700 of the display device 20 in the ultrasonic diagnostic apparatus of this embodiment. In this example, a guide display 600 is displayed beside the diagnostic image 800. In this example, the carotid artery is observed, and the guide display 600 includes a body mark 500 indicating the neck and the position and orientation of the ultrasound probe 10 when the diagnostic image 800 is obtained. Is represented as a three-dimensional image. The polarity of the ultrasonic probe 10 can be grasped by the user by displaying an index mark 552. In the example of FIG. 9, for the sake of simplicity, a rectangular parallelepiped is used as the three-dimensional shape model representing the probe mark 550, but it is also possible to use a shape model closer to the actual three-dimensional shape of the ultrasonic probe.
[0071]
As described above, according to the present embodiment, the position and orientation of the ultrasonic probe 10 are first measured by the three-dimensional positioning system, and the measured position and orientation are reflected in the position and orientation of the probe mark on the guide display. This eliminates the need for the user to manually input the position and orientation of the probe mark. This also makes it possible to update the position and orientation of the probe mark on the guide display in real time in accordance with that of the actual ultrasonic probe 10. Therefore, when the ultrasonic probe 10 is moved to dynamically change the observation position and direction and the diagnostic image obtained at that time is displayed as a moving image, the probe mark of the guide display is displayed as a moving image in accordance with the moving image display. Can do.
[0072]
In the present embodiment, the ultrasonic probe 10 is arranged at a predetermined plurality of calibration sites for each subject, and the enlargement / reduction for each coordinate axis direction is performed based on the actual measurement result of the position of the ultrasonic probe 10 at that time. The coordinate conversion rule that reflects the scale of the object is obtained, and in the observation mode, coordinate conversion for guide display is performed according to this conversion rule, so that displacement of the display position of the probe mark due to the difference in the physique of the subject can be eliminated or reduced. Can do.
[0073]
In this embodiment, since a three-dimensional image obtained by rendering a three-dimensional shape model is used as a probe mark on the guide display, the three-dimensional inclination of the ultrasonic probe 10 can also be expressed on the guide display. . Here, only the ultrasonic probe is displayed as a probe mark, but it is also preferable to display a three-dimensional display of the scanning surface of the ultrasonic probe.
[0074]
In the present embodiment, a guide display is generated by rendering a three-dimensional shape model of probe marks and body marks arranged in a three-dimensional guide display space. Therefore, according to this method, it is possible to generate a guide display that is less uncomfortable in three dimensions. Further, according to this method, the size of the probe mark on the guide display changes in a perspective manner according to the distance from the viewpoint to the ultrasonic probe. Therefore, in the guide display of the present embodiment, not only the position of the ultrasonic probe in the plane of the screen (for example, the x and y axis directions) but also the position of the ultrasonic probe in the depth direction (for example, the z axis direction) with respect to the screen. This also makes it easier for the user to grasp the three-dimensional position of the ultrasonic probe.
[0075]
However, in this case, since the thickness of the subject is generally not so large, if the in-plane direction and the depth direction of the screen are handled on the same scale, even if the position of the ultrasonic probe in the depth direction changes, it will guide There may be a case where it does not appear so clearly as a change in size on the display. In such a case, it is also preferable to adjust the scale in the depth direction so that the change in distance in the depth direction is largely reflected by the display size of the probe mark.
[0076]
Further, by making the color of the body mark translucent, the position and orientation of the probe when the ultrasonic probe is applied to the back side of the subject as viewed from the viewpoint can be shown on the guide display. In this case, if the ultrasound probe is behind the subject, the probe mark will be seen through the translucent color of the body mark, so in addition to the depth representation in the display size of the probe mark, the probe mark It can also be seen that the ultrasonic probe is on the back side of the subject.
[0077]
The effect of the expression of the depth relationship described above will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is an example of guide display when the ultrasound probe 10 is applied to the abdomen of the subject who is supine, and FIG. 11 is a guide display when the ultrasound probe 10 is applied to the back of the flank of the subject who is supine. It is an example. Thus, the probe mark 550 is displayed smaller when it is applied to the back than when it is applied to the abdomen. Further, the color of the probe mark 550 differs between when the ultrasonic probe 10 is applied to the abdomen and when applied to the back surface. Thus, even when the position when viewed from the front is the same, it can be determined whether the ultrasonic probe 10 is applied to the abdomen or the back according to the size of the display.
[0078]
In the above example, the position of the ultrasonic probe in real space is measured using a three-dimensional positioning system using a magnetic sensor, but this is not an essential requirement for the present invention. Instead of this, for example, light, sound waves, or radio waves can be used instead of the magnetic field. When using light detection, an optical signal generator is used instead of the magnetic field generator 22, and a photodetector is used instead of the magnetic sensor 26. As in the case of the magnetic field generator 22, the optical signal generator forms a light amount distribution so that different light amounts are obtained at different positions in the room, and the light amount distribution is detected by the photodetector. At this time, the position of these three points can be detected by fixing the photodetector to three different points of the ultrasonic probe 10 and analyzing the respective detection signals by the principle of triangulation, and based on this, the ultrasonic probe Ten positions and orientations can be determined. As another method, it is possible to calculate the position and orientation of the ultrasonic probe 10 by providing a gyro sensor or a triaxial acceleration sensor in the ultrasonic probe 10 and processing the output signals of each sensor. .
[0079]
Further, the case where the three-dimensional positioning system capable of measuring all three-dimensional positions and orientations has been described above, but the apparatus configuration using the positioning system capable of measuring only the position of the ultrasonic probe also includes the present embodiment. The effect of calibration on the physical difference of the subject can be obtained.
[0080]
In the above example, guide display is performed using a three-dimensional image. However, even in the conventional two-dimensional guide display, the position and orientation detection of the probe using the positioning system of the present embodiment is possible. In addition, a calibration method for the physique difference of the subject can be used, and the same effect can be obtained. In this case, even if the three-dimensional positioning system similar to the above embodiment is used as the positioning system, the probe on the two-dimensional guide display can be obtained by using the position and orientation information about the xy plane in the measurement result. The position and orientation of the mark can be determined. Even in the case of a two-dimensional probe mark, the position in the depth direction can be expressed by changing the display size according to the three-dimensional depth information.
[0081]
In the above description, the ultrasonic probe that contacts the body surface has been described as an example. However, the apparatus configuration of the present embodiment can also be applied to a probe that is inserted into the body, such as an endoscopic ultrasonic probe. . For example, if a magnetic sensor is provided at the tip of the probe, the position and orientation of the tip of the probe in the body can be indicated on the guide display. In the case of a long and bendable probe such as an endoscopic ultrasonic probe, magnetic sensors are provided at several points from the base to the tip of the probe, and the position of each point is determined by the positioning system. It is also possible to show the probe insertion path by measuring and showing the position of each point on the guide display. In any case, the displacement of the display position of the probe mark caused by the physique difference can be eliminated or reduced by performing the calibration for the physique difference of the subject as in the above embodiment.
[0082]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the position of a plurality of reference parts is measured by the positioning means, and based on this, conversion rule information for coordinate conversion from the real space coordinate system to the body mark display space coordinate system is determined. Thus, it is possible to determine conversion rule information reflecting the enlargement / reduction of the distance between the reference parts. Thereby, even when the same body mark is used for subjects having different physiques, the physique difference can be absorbed by obtaining the conversion rule information by the calibration means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating in detail a configuration example of a guide display generation unit.
FIG. 3 is a diagram showing an example of preparing a plurality of types of body marks for each physique for the same diagnostic site.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of calibration sites that are set in plural for a diagnostic site.
FIG. 5 is a flowchart showing an example of a calibration flow for a physique difference of a subject.
6 is a diagram illustrating an example of a calibration part guidance display displayed during the calibration of FIG. 5;
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the appearance of an ultrasonic probe.
FIG. 8 is a flowchart showing a flow of guide display generation processing when observing an object with an ultrasonic probe.
FIG. 9 is a diagram for explaining an example of a display screen of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment.
FIG. 10 is a diagram for explaining that the position of the ultrasonic probe in the depth direction can be expressed by changing the display size of the probe mark.
FIG. 11 is a diagram for explaining that the position of the ultrasonic probe in the depth direction can be expressed by changing the display size of the probe mark.
FIG. 12 is a diagram showing an example of conventional body mark / probe mark display.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ultrasonic probe, 12 Transmission / reception part, 14 Signal processing part, 16 DSC, 18 Image composition part, 20 Display apparatus, 22 Magnetic field generator, 24 Positioning control part, 26 Magnetic sensor, 30 Control part, 32 Guide display production | generation part, 34 Operation panel, 100 subjects, 102 beds.

Claims (10)

超音波プローブを被検体に当接して超音波を送受波し、受波信号に基づき超音波診断画像を生成して表示する超音波診断装置であって、
前記超音波プローブの実空間座標系での位置を測定する測位手段と、
被検体上の所定の複数の基準部位に前記超音波プローブをそれぞれ配置した時の前記測位手段の測定結果に基づき、実空間座標系からボディマーク表示座標系への座標変換を規定する変換規則情報を作成するキャリブレーション手段と、
被検体を表すボディマークと、超音波プローブを表すプローブマークとを表示したガイド表示を、前記超音波診断画像に関連づけて生成するガイド表示生成手段であって、前記キャリブレーション手段で求めた変換規則情報に基づき、前記測位手段で測定した前記超音波プローブの位置から前記ボディーマークの表示上でのプローブマークの位置を計算し、計算した位置に前記プローブマークの表示を形成するガイド表示生成手段と、
前記キャリブレーション手段によるキャリブレーション作業の際に、前記各基準部位の位置を示したキャリブレーションガイド表示を提供するキャリブレーションガイド手段と、
を備える超音波診断装置。An ultrasonic diagnostic apparatus that transmits and receives an ultrasonic wave by contacting an ultrasonic probe with a subject and generates and displays an ultrasonic diagnostic image based on the received signal,
Positioning means for measuring the position of the ultrasonic probe in a real space coordinate system;
Conversion rule information that prescribes coordinate conversion from the real space coordinate system to the body mark display coordinate system based on the measurement results of the positioning means when the ultrasonic probes are respectively arranged at a plurality of predetermined reference sites on the subject. Calibration means for creating
A guide display generating unit that generates a guide display displaying a body mark representing a subject and a probe mark representing an ultrasonic probe in association with the ultrasonic diagnostic image, the conversion rule obtained by the calibration unit Guide display generating means for calculating the position of the probe mark on the display of the body mark from the position of the ultrasonic probe measured by the positioning means based on the information, and forming the display of the probe mark at the calculated position; ,
Calibration guide means for providing a calibration guide display indicating the position of each reference part during the calibration operation by the calibration means;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: 超音波プローブを被検体に当接して超音波を送受波し、受波信号に基づき超音波診断画像を生成して表示する超音波診断装置であって、
前記超音波プローブの実空間座標系での位置を測定する測位手段と、
被検体上の所定の複数の基準部位に前記超音波プローブをそれぞれ配置した時の前記測位手段の測定結果に基づき、実空間座標系からボディマーク表示座標系への座標変換を規定する変換規則情報を作成するキャリブレーション手段と、
被検体を表すボディマークと、超音波プローブを表すプローブマークとを表示したガイド表示を、前記超音波診断画像に関連づけて生成するガイド表示生成手段であって、前記キャリブレーション手段で求めた変換規則情報に基づき、前記測位手段で測定した前記超音波プローブの位置から前記ボディーマークの表示上でのプローブマークの位置を計算し、計算した位置に前記プローブマークの表示を形成するガイド表示生成手段と、
を備え、
前記測位手段は、前記超音波プローブの三次元的な位置及び方位を測定し、
前記ガイド表示生成手段は、前記プローブマークとして三次元的なマークを用いるとともに、前記超音波プローブの三次元的な位置及び方位から前記変換規則情報に基づき前記ガイド表示上での前記三次元的なプローブマークの三次元的な位置及び方位を計算し、その計算結果に従って前記三次元的なプローブマークの表示を生成し、
前記ガイド表示生成手段は、前記ボディマークとして三次元的なマークを用い、
前記ガイド表示生成手段は、前記三次元的なボディマークを半透明表示とし、前記プローブマークが視点から見てそのボディマークの裏側にある場合にも、そのボディマークを透過してそのプローブマークが前記ガイド表示上で視認できるようにしたことを特徴とする超音波診断装置。 An ultrasonic diagnostic apparatus that transmits and receives an ultrasonic wave by contacting an ultrasonic probe with a subject and generates and displays an ultrasonic diagnostic image based on the received signal,
Positioning means for measuring the position of the ultrasonic probe in a real space coordinate system;
Conversion rule information that prescribes coordinate conversion from the real space coordinate system to the body mark display coordinate system based on the measurement results of the positioning means when the ultrasonic probes are respectively arranged at a plurality of predetermined reference sites on the subject. Calibration means for creating
A guide display generating unit that generates a guide display displaying a body mark representing a subject and a probe mark representing an ultrasonic probe in association with the ultrasonic diagnostic image, the conversion rule obtained by the calibration unit Guide display generating means for calculating the position of the probe mark on the display of the body mark from the position of the ultrasonic probe measured by the positioning means based on the information, and forming the display of the probe mark at the calculated position; ,
With
The positioning means measures the three-dimensional position and orientation of the ultrasonic probe,
The guide display generating means uses a three-dimensional mark as the probe mark, and the three-dimensional mark on the guide display based on the conversion rule information from the three-dimensional position and orientation of the ultrasonic probe. Calculate the three-dimensional position and orientation of the probe mark, and generate a display of the three-dimensional probe mark according to the calculation result,
The guide display generating means uses a three-dimensional mark as the body mark,
The guide display generating means displays the three-dimensional body mark as a semi-transparent display, and the probe mark is transmitted through the body mark even when the probe mark is behind the body mark when viewed from the viewpoint. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by being visible on the guide display . 超音波プローブを被検体に当接して超音波を送受波し、受波信号に基づき超音波診断画像を生成して表示する超音波診断装置であって、
前記超音波プローブの実空間座標系での位置を測定する測位手段と、
被検体上の所定の複数の基準部位に前記超音波プローブをそれぞれ配置した時の前記測位手段の測定結果に基づき、実空間座標系からボディマーク表示座標系への座標変換を規定する変換規則情報を作成するキャリブレーション手段と、
被検体を表すボディマークと、超音波プローブを表すプローブマークとを表示したガイド表示を、前記超音波診断画像に関連づけて生成するガイド表示生成手段であって、前記キャリブレーション手段で求めた変換規則情報に基づき、前記測位手段で測定した前記超音波プローブの位置から前記ボディーマークの表示上でのプローブマークの位置を計算し、計算した位置に前記プローブマークの表示を形成するガイド表示生成手段と、
を備え、
前記測位手段は、前記超音波プローブの三次元的な位置及び方位を測定し、
前記ガイド表示生成手段は、前記ボディマーク表示座標系における前記プローブマークの奥行き方向の位置座標に応じて、前記ガイド表示におけるそのプローブマークの表示サイズを変化させることを特徴とする超音波診断装置。 An ultrasonic diagnostic apparatus that transmits and receives an ultrasonic wave by contacting an ultrasonic probe with a subject and generates and displays an ultrasonic diagnostic image based on the received signal,
Positioning means for measuring the position of the ultrasonic probe in a real space coordinate system;
Conversion rule information that prescribes coordinate conversion from the real space coordinate system to the body mark display coordinate system based on the measurement results of the positioning means when the ultrasonic probes are respectively arranged at a plurality of predetermined reference sites on the subject. Calibration means for creating
A guide display generating unit that generates a guide display displaying a body mark representing a subject and a probe mark representing an ultrasonic probe in association with the ultrasonic diagnostic image, the conversion rule obtained by the calibration unit Guide display generating means for calculating the position of the probe mark on the display of the body mark from the position of the ultrasonic probe measured by the positioning means based on the information, and forming the display of the probe mark at the calculated position; ,
With
The positioning means measures the three-dimensional position and orientation of the ultrasonic probe,
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the guide display generating unit changes a display size of the probe mark in the guide display according to a position coordinate in a depth direction of the probe mark in the body mark display coordinate system . 請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記複数の基準部位は、各座標軸についてそれぞれ異なる少なくとも２つの座標値が得られるように選定され、
前記キャリブレーション手段は、前記複数の基準部位に前記超音波プローブをそれぞれ配置した時の前記測位手段の測定結果から得られる各座標軸ごとの異なる少なくとも２つの座標値から、実空間座標系での当該座標軸についての座標値をボディマーク表示座標系での対応座標軸の座標値へ変換する変換規則を定めることを特徴とする超音波診断装置。The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
The plurality of reference parts are selected so as to obtain at least two different coordinate values for each coordinate axis,
The calibration means is based on at least two different coordinate values for each coordinate axis obtained from the measurement results of the positioning means when the ultrasonic probes are arranged at the plurality of reference parts, respectively, in the real space coordinate system. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by defining a conversion rule for converting a coordinate value of a coordinate axis into a coordinate value of a corresponding coordinate axis in a body mark display coordinate system. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記キャリブレーション手段は、前記各基準部位に前記超音波プローブをそれぞれ配置した時に前記測位手段で測定した位置が、当該基準部位の前記ボディマーク表示座標系における位置に座標変換されるように前記変換規則情報を求めることを特徴とする超音波診断装置。The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
The calibration unit performs the conversion so that the position measured by the positioning unit when the ultrasonic probe is disposed in each reference part is coordinate-converted to the position of the reference part in the body mark display coordinate system. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by obtaining rule information. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記ガイド表示生成手段は、前記超音波プローブを用いた被検体内の観察作業中に前記測位手段からリアルタイムで与えられる測定結果に基づき、前記ガイド表示をリアルタイムで生成することを特徴とする超音波診断装置。The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
The guide display generating means generates the guide display in real time based on a measurement result given in real time from the positioning means during observation work in a subject using the ultrasonic probe. Diagnostic device. 請求項２〜３のいずれかに記載の超音波診断装置において、
前記測位手段は、
所定の基準部位と前記超音波プローブとのうちの一方に設けられ、測位信号を発信する信号発生手段と、
所定の基準部位と前記超音波プローブとのうちの他方に設けられ、前記測位信号を検出する信号検出手段と、
前記信号検出手段の検出信号に基づき前記超音波プローブの基準座標系での位置及び方位を求める測位情報計算手段と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 2 to 3 ,
The positioning means is
A signal generating means that is provided on one of a predetermined reference portion and the ultrasonic probe and transmits a positioning signal;
A signal detecting means provided on the other of the predetermined reference portion and the ultrasonic probe, for detecting the positioning signal;
Positioning information calculation means for obtaining the position and orientation of the ultrasonic probe in a reference coordinate system based on the detection signal of the signal detection means;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: 請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波診断装置であって、更に、
同じ観察対象部位について、被検体の体格のバリエーションに応じて複数のボディマークを保持するボディマーク保持手段と、
被検体の体格に関する情報を取得する被検体情報取得手段と、
前記被検体情報取得手段で取得した前記被検体の体格に関する情報に基づき、前記ボディマーク保持手段に保持された観察対象部位に対応する複数のボディマークのうち、その被検体に対応するものを前記ガイド表示用に選択する選択手段と、
を備える超音波診断装置。The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1-3, further
Body mark holding means for holding a plurality of body marks according to variations in the physique of the subject for the same observation target part,
Subject information acquisition means for acquiring information related to the physique of the subject;
Based on the information related to the physique of the subject acquired by the subject information acquisition means, a plurality of body marks corresponding to the subject among the plurality of body marks held by the body mark holding means are A selection means to select for guide display;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: 請求項８記載の超音波診断装置において、
前記キャリブレーション手段は、前記選択手段が選択したボディマークに合わせて前記変換規則情報を求めることを特徴とする超音波診断装置。The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 8 , wherein
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the calibration unit obtains the conversion rule information in accordance with the body mark selected by the selection unit. 超音波プローブを被検体に当接して超音波を送受波し、受波信号に基づき超音波診断画像を生成して表示する超音波診断装置であって、
超音波プローブの実空間座標系での位置を測定する測位手段と、
被検体を表すボディマークと、超音波プローブを表すプローブマークとを表示したガイド表示を、前記超音波診断画像に関連づけて生成するガイド表示生成手段であって、前記測位手段で測定した前記超音波プローブの位置から前記ボディーマークの表示上でのプローブマークの位置を計算し、計算した位置に前記プローブマークを表示するとともに、前記ボディマーク表示座標系における前記プローブマークの視点からの距離に応じて、前記ガイド表示におけるそのプローブマークの表示サイズを変化させるガイド表示生成手段と、
を備える超音波診断装置。An ultrasonic diagnostic apparatus that transmits and receives an ultrasonic wave by contacting an ultrasonic probe with a subject and generates and displays an ultrasonic diagnostic image based on the received signal,
Positioning means for measuring the position of the ultrasonic probe in the real space coordinate system;
Guide display generating means for generating a guide display displaying a body mark representing a subject and a probe mark representing an ultrasonic probe in association with the ultrasonic diagnostic image, the ultrasonic wave measured by the positioning means Calculate the position of the probe mark on the display of the body mark from the position of the probe, display the probe mark at the calculated position, and according to the distance from the viewpoint of the probe mark in the body mark display coordinate system , Guide display generating means for changing the display size of the probe mark in the guide display,
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
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