JP3808990B2 - 超音波画像診断装置 - Google Patents
超音波画像診断装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3808990B2 JP3808990B2 JP28391597A JP28391597A JP3808990B2 JP 3808990 B2 JP3808990 B2 JP 3808990B2 JP 28391597 A JP28391597 A JP 28391597A JP 28391597 A JP28391597 A JP 28391597A JP 3808990 B2 JP3808990 B2 JP 3808990B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- dimensional
- scan
- dimensional scan
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体への超音波の送受により３次元の超音波画像を得る超音波画像診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、特開平６−３０９３８号公報において開示されているように、体腔内で超音波振動子のラジアルスキャンとリニアスキャンとを組み合わせたスパイラルスキャン等の３次元スキャンを行いながら、超音波を送受波して３次元の超音波画像を得る超音波診断装置が提案されている。このような装置によれば、被検体の様子を３次元的に観察、診断することができ、診断能を向上させることが可能である。
【０００３】
しかしながら、上記公報の装置では３次元スキャンを行うための専用の駆動装置が必要であるため、装置構成が複雑になりコスト上昇を招くという問題点があった。また、この装置では、リニアスキャンのスキャン経路が屈曲した体腔内の管路である場合には、真っ直ぐな管腔としての３次元データを得ることになるため、実際の様子とは異なった３次元画像が生成されるおそれがあった。
【０００４】
そこで、このような問題点を解決するため、特開平６−２６１９００号公報には、磁場を発生させる磁気ソースと磁場を検出する磁気センサのうち少なくとも一方が体腔内へ挿入される超音波プローブの先端に配設し、この超音波プローブの移動に伴い磁気センサより位置座標及び傾斜角データを得るとともに、超音波断層像から３次元画像を構築する３次元画像構築手段を設けて構成された超音波診断装置が提案されている。このような構成で、汎用のラジアルスキャンを行う超音波プローブを手動で移動させることにより、専用の駆動装置がなくとも３次元スキャンを行うことができ、また、実際の被検体の様子と同じ３次元データを得ることができる。
【０００５】
また、上記のように３次元データを得るために磁場センサや加速度センサ等の位置検出手段を超音波プローブに設けた超音波診断装置の例としては、体腔内より超音波を送受する方式の超音波プローブについては、米国特許５３９８６９１号公報（国際特許ＷＯ９５／０６４３６号）に開示されている。また、体外より超音波を送受する方式の超音波プローブについては、特開平４−３３２５４４号公報（米国特許５３５３３５４号）、特開平８−３０８８２４号公報（欧州特許０７３６２８４Ａ２号）に開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、米国特許５３９８６９１号公報に開示されている装置では、３次元データを得るために、超音波振動子を２つの直交軸のまわりに回転させる特別な駆動装置が、体腔内へ挿入される超音波内視鏡の先端に設けられている。このため、超音波内視鏡先端の機械的な構造が複雑になり、挿入部の外径が太くなるという問題点があった。被検者の負担を軽減するためには、超音波内視鏡などの体腔内へ挿入される超音波プローブは、外径がより細いものであることが望ましい。さらに、構造が複雑になることでコストが高くなるという問題点もあった。
【０００７】
一方、特開平６−２６１９００号公報に開示されている装置では、汎用のラジアルスキャンを行う超音波プローブを用いており、機械的な構造が単純であるため、前記太径化の問題を解消できる。しかし、特開平６−３０９３３号公報に開示されているような３次元スキャンのためにいつも一定の体積をスパイラルスキャンする装置とは違って、３次元画像を構築するために十分な範囲のスキャンが完了したか否かが分からないので、得られる３次元データの密度にむらが生じるおそれがあった。この問題点は、特開平６−２６１９００号公報だけでなく、特開平４−３３２５４４号公報、特開平８−３０８８２４号公報に開示されている装置でも同様に有している。
【０００８】
前記３次元スキャン密度のむらの問題は、特開平６−２６１９００号公報に開示されている体腔内で用いる超音波プローブの方が、特開平４−３３２５４４号公報や特開平８−３０８８２４号公報に開示されている体外で用いる超音波プローブよりも、超音波振動子によるスキャン面の位置が見えないため、３次元スキャンのむら、すなわち３次元データの密度のむらが分かりにくい点で深刻である。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、挿入部の機械的な構造が単純で外径を細くでき、かつ３次元スキャン密度のむらがなく正確に３次元データを取得することが可能な超音波画像診断装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による超音波画像診断装置は、生体の体腔内へ挿入され、先端に設けられた超音波振動子により被検部位に超音波を送受波してエコーデータを得る超音波プローブと、前記超音波プローブの挿入部先端に設けられ、前記超音波振動子の位置を検出する位置検出器と、前記超音波プローブにより得られたエコーデータと前記位置検出器の出力とから被検部位の３次元データを構成する３次元データ構成手段と、前記超音波プローブによる超音波の３次元スキャン密度を算出する３次元スキャン密度算出手段と、前記３次元スキャン密度の状態を報知する報知手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図１０に基づき本発明の第１実施形態を説明する。図１は超音波画像診断装置の全体構成を示す構成説明図、図２は超音波内視鏡の先端部の構成を拡大して示した斜視図、図３は超音波３次元画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【００１２】
本実施形態の超音波画像診断装置は、体腔内超音波プローブとしての超音波内視鏡１と、被検部位の光学像観察用の照明光を供給する光源装置２と、被検部位の光学観察画像を生成するビデオ装置３と、被検部位の２次元の超音波断層画像を生成する超音波観測装置４と、光学観察画像及び超音波断層画像を表示する観察用モニタ５と、超音波内視鏡１の挿入部の位置検出を行う位置検出装置６と、３次元の超音波画像を生成する超音波３次元画像処理装置７と、３次元超音波画像を表示する画像処理モニタ８と、これら装置間を結ぶケーブルと、を有して構成されている。
【００１３】
超音波内視鏡１は、体腔内に挿入する細長の挿入部９の基端部に太幅の操作部１０が連設されてなり、操作部１０の側部より光源装置２に接続する光源ケーブル１１と超音波観測装置４に接続する超音波ケーブル１２とが延出している。
【００１４】
挿入部９の先端には先端キャップ１３が設けられ、この先端キャップ１３の内部には図２に示すように超音波を送受波する超音波振動子１４が回転可能に配設されている。先端キャップ１３の周囲には、先端に磁場を検出する磁気センサ１５が設けられ、基端部に観察光照射窓１６とＣＣＤカメラ１７とが設けられている。また、先端キャップ１３の基端側には、先端キャップ１３を太矢印で示された方向へ動かす湾曲自在な湾曲部１８が設けられている。
【００１５】
挿入部９の内部には、一端に超音波振動子１４が接続されたフレキシブルシャフト１９が配設され、この超音波振動子１４を回転させるようになっている。フレキシブルシャフト１９の他端は操作部１０内まで延設され、このフレキシブルシャフト１９を回転駆動するＤＣモータ２０に接続されている。また、操作部１０には、湾曲部１８の湾曲方向を操作するための湾曲ノブ２１と、３次元スキャン開始スイッチ２２Ａ、３次元スキャン終了スイッチ２２Ｂとが設けられている。
【００１６】
前記光源ケーブル１１は、光源装置２からの観察光ａを観察光照射窓１６へ送るためのライトガイドファイバ（図示せず）とＣＣＤカメラ１７からのＣＣＤ信号ｂをビデオ装置３で受信するための信号線（図示せず）とを内設しており、端部には光源装置２に接続するための光源コネクタ２３が設けられている。光源装置２には、観察光ａを発生するランプ２４が設けられている。
【００１７】
また、光源コネクタ２３には、端部に設けられた小コネクタ２５によりビデオケーブル２６が接続され、このビデオケーブル２６を介してビデオ装置３に接続されている。ビデオ装置３は、ＣＣＤ信号ｂを信号処理して被検部位の光学観察画像のビデオ信号を生成し、観察用モニタ５に出力するようになっている。
【００１８】
前記超音波ケーブル１２は、超音波観測装置４から超音波振動子１４へパルス状の電圧を送信し、超音波振動子１４からのエコー信号ｃを超音波観測装置４で受信するための信号線（図示せず）と、磁気センサ１５からの磁場検出信号ｄ及び３次元スキャン開始スイッチ２２Ａと３次元スキャン終了スイッチ２２Ｂからの３次元スキャン開始／終了信号を位置検出装置６で受信するための信号線（図示せず）とを内設しており、端部には超音波観測装置４に接続するための超音波コネクタ２７が設けられている。なお、３次元スキャン開始／終了信号の伝送経路は磁場検出信号ｄと同じであり、図示は省略する。
【００１９】
超音波観測装置４は、エコー信号ｃを信号処理して被検部位の２次元の超音波断層画像に関する断層像信号を生成し、観察用モニタ５に出力すると共に、デジタルのエコーデータを超音波３次元画像処理装置７に出力するようになっている。
【００２０】
また、超音波コネクタ２７には、端部に設けられた小コネクタ２８により位置検出ケーブル２９が接続され、この位置検出ケーブル２９を介して位置検出装置６に接続されている。位置検出装置６は、磁場を発生する磁気ソース３０を備えており、この磁気ソース３０に対する磁場検出信号ｄを基にデジタルの位置方向データを生成し、超音波３次元画像処理装置７に出力するようになっている。
【００２１】
超音波３次元画像処理装置７は、図３に示すように、超音波観測装置４からのエコーデータを位置検出装置６からの位置方向データとともに記録するハードディスクや光磁気ディスクなどの大容量の記録手段からなる記録部３１と、記録部３１に記録されたエコーデータを座標変換する座標変換回路３２と、座標変換されたデータを記録する３次元メモリ３３と、３次元メモリ３３に記憶されたデータに対して３次元の超音波画像（以下、３次元超音波画像と称する）を構築する処理など各種の画像処理を施す３次元画像処理回路３４とを備えている。
【００２２】
また、超音波３次元画像処理装置７は、３次元スキャン開始スイッチ２２Ａと３次元スキャン終了スイッチ２２Ｂからの３次元スキャン開始／終了信号に連動して開閉するスイッチ３５と、記録部３１に順次記録されるエコーデータがスキャンした空間内のどの部分からのエコーデータに当たるか算出し、その位置を特定する位置特定回路３６と、位置特定回路３６で特定された位置を基に、空間内の各部を超音波内視鏡１のスキャン面が横切った回数を計数して、超音波内視鏡１により３次元スキャンされた部分を把握するためのスキャン位置計数メモリ３７と、スキャン位置計数メモリ３７で計数された計数値から空間内の３次元スキャン密度を表現する画像を作成する３次元スキャン密度画像作成回路３８とを有してなる３次元スキャン密度算出回路３９を備えている。
【００２３】
そして、超音波３次元画像処理装置７は、３次元画像処理回路３４の出力と３次元スキャン密度算出回路３９の出力とを切り換え、或いは重畳してアナログ信号に変換する表示回路４０を備えている。表示回路４０は、３次元超音波画像または３次元スキャン密度画像、或いはこれらを重畳した画像のアナログ信号を画像処理モニタ８に出力するようになっている。
【００２４】
次に、上記のように構成された本実施形態の超音波画像診断装置の作用を説明する。
【００２５】
超音波内視鏡１は、医師などの使用者により、被検者の生体内の、例えば胃、食道、大腸などの管腔状臓器に挿入される。
【００２６】
光源装置２からの観察光ａは、光源コネクタ２３、光源ケーブル１１内のライトガイドファイバを経て、観察光照射窓１６より出射され、被検部位を照明する。このとき、ＣＣＤカメラ１７により撮像された被検部位表面に関する光学像のＣＣＤ信号ｂは、ＣＣＤカメラ１７から光源ケーブル１１内の信号線、光源コネクタ２３に接続する小コネクタ２５、ビデオケーブル２６を経て、ビデオ装置３に入力される。そして、ビデオ装置３は、ＣＣＤ信号ｂを基に被検部位表面に関するビデオ信号を作成し、観察用モニタ５に出力する。
【００２７】
一方、ＤＣモータ２０を回転させることにより、フレキシブルシャフト１９が回転駆動され、この駆動力はシャフト先端へ伝わって超音波振動子１４が回転する。この回転中、超音波振動子１４には超音波観測装置４から繰り返し送信されたパルス状の電圧が印加される。そのため、超音波振動子１４は、生体内へ超音波を送受波しながら回転する、いわゆるラジアルスキャンを行う。
【００２８】
ラジアルスキャンにより得られた被検部位に関する超音波振動子１４からのエコー信号ｃは、超音波ケーブル１２内の信号線、超音波コネクタ２７を経て、超音波観測装置４に入力される。そして、超音波観測装置４は、エコー信号ｃに対して包絡線検波、対数増幅、Ａ／Ｄ変換などの処理を施して、被検部位に関する断層像信号を作成し、観察用モニタ５に出力する。
【００２９】
また、超音波観測装置４は、エコー信号ｃを基に被検部位に関するデジタルのエコーデータを作成し、超音波３次元画像処理装置７に出力する。このときのエコーデータは、超音波振動子１４からの距離とラジアルスキャン回転角に対応した値、すなわち極座標に対応した値をアドレスとし、各アドレスにおけるエコー信号ｃの強度をデータとして記述されるものとする。
【００３０】
観察用モニタ５は、ビデオ装置３からのビデオ信号により被検部位の光学観察画像を表示し、超音波観測装置４からの断層像信号により被検部位の２次元の超音波断層画像を表示する。光学観察画像と超音波断層画像の表示は、図示しないキーボードやタッチパネルなどの入力手段からの指示入力により、あるときは各画像が切り換えられ、あるときは両画像が同時に表示される。
【００３１】
一方、磁気センサ１５は、磁気ソース３０が発生する磁場を検出する。磁気センサ１５からの磁場検出信号ｄは、超音波ケーブル１２内の信号線、超音波コネクタ２７に接続する小コネクタ２８、位置検出ケーブル２９を経て、位置検出装置６に入力される。そして、位置検出装置６は、磁場検出信号ｄを基に磁気センサ１５の磁気ソース３０に対する位置（ｘ，ｙ，ｚ）と配向［オイラー角（ψ，θ，φ）］とに関する情報を含んだデジタルの位置方向データを超音波３次元画像処理装置７に出力する。
【００３２】
超音波３次元画像処理装置７では、超音波観測装置４からのエコーデータが、位置検出装置６からの位置方向データをヘッダーとして、記録部３１に記録される。具体的には、超音波振動子１４の１回転分のエコーデータ、すなわち超音波断層像１枚を構成するのに必要な量のエコーデータ（以下、エコーデータブロックと称する）は、そのエコーデータブロックを取得するために超音波振動子１４が１回転したときの位置方向データをエコーデータブロックのヘッダーとして、記録部３１に記録されるものとする。そして、これを繰り返すことで、連続する複数のエコーデータブロックが順次記録されることになる。
【００３３】
ここで、本実施形態の超音波画像診断装置による３次元スキャンの方法について以下に説明する。
【００３４】
本実施形態では、３次元スキャンは、図１のように使用者が超音波内視鏡１の挿入部９を手で把持して、矢印の方向に（被検者から抜く方向に）動かしたり、湾曲ノブ２１を操作して湾曲部１８を湾曲させて、先端キャップ１３の方向を変えることで行われる。このようにすると、超音波３次元画像処理装置７内の記録部３１には、図４の（ａ）に示すように、互いに平行でなく、３次元スキャン密度に疎密が存在するような複数の超音波断層像についてのエコーデータブロックが記録される。しかし、このままだと使用者には３次元超音波画像を構築するために十分な範囲や密度の３次元スキャンが完了したか否か分からず、得られる３次元データの密度にむらが生じる可能性がある。
【００３５】
そこで、本実施形態では、以下の方法により、３次元スキャンの途中でその３次元スキャン密度に関する情報を画像処理モニタ８の画面上に表示させる。
【００３６】
まず、３次元スキャンを開始する際に、使用者は３次元スキャン開始スイッチ２２Ａを押す。すると、３次元スキャン開始信号が位置検出装置６において或るコード（３次元スキャン開始コード）に変換され、超音波３次元画像処理装置７に入力される。
【００３７】
超音波３次元画像処理装置７内のスイッチ３５は、３次元スキャン開始コードにより閉じて、３次元スキャン密度を表示させるための処理が開始する。このとき、スキャン位置計数メモリ３７のデータは、全てのアドレスに渡り初期値０にリセットされる。そして、位置特定回路３６は、記録部３１と並列に入力される位置方向データに基づき、記録部３１に順次記録されるエコーデータブロックの位置を特定する。
【００３８】
図５はスキャン位置計数メモリ３７のアドレスの概念図である。ここで、（２ｎ＋１）×（２ｎ＋１）×（２ｎ＋１）＝（２ｎ＋１）3 個（ただし、ｎは自然数）の立方の一つ一つは、超音波内視鏡１により３次元スキャンを行う実際の空間内の立方状の領域に対応している。
【００３９】
エコーデータブロックの実際の空間内での位置は図４の（ａ）に示すとおり平面状であることから、位置特定回路３６は、この平面が横切る立方のデータを１つ加算して更新することで、空間内の各部を超音波内視鏡１によるラジアルスキャンのスキャン面が横切った回数を計数する。例えば、エコーデータブロックが図５で示す斜線のハッチングがかかっている立方を横切る場合には、アドレスが（１，２ｎ＋１，２ｎ＋１）、（２，２ｎ，２ｎ＋１）…であるデータを１つ加算する訳である。
【００４０】
３次元スキャン密度画像作成回路３８は、この計数値を基に図６に示すような超音波内視鏡１による３次元スキャン密度を表現する画像（以下、３次元スキャン密度画像と称する）を作成する。図６では、３次元スキャン密度画像が３次元スキャン密度に応じた異なる色相を有する簡単な３次元画像として表現されている。
【００４１】
そして、表示回路４０は、３次元スキャン密度画像作成回路３８で作成された３次元スキャン密度画像の画像データをアナログ信号に変換して画像処理モニタ８に出力する。
【００４２】
３次元スキャンを終了させる際には、使用者は３次元スキャン終了スイッチ２２Ｂを押す。すると、３次元スキャン終了信号が位置検出装置６において或るコード（３次元スキャン終了コード）に変換され、超音波３次元画像処理装置７に入力される。超音波３次元画像処理装置７内のスイッチ３５は３次元スキャン終了コードにより開いて、３次元スキャン密度を表示させるための処理が終了する。
【００４３】
さらに、この一連の処理を３次元スキャン中にリアルタイムに行えば、図６に示すような画像が画像処理モニタ８上に順次更新されながら表示される。したがって、使用者は、例えばこの３次元スキャン密度画像がまんべんなく赤くなるように、超音波内視鏡１を動かしたり、湾曲部１８を湾曲させることで、３次元超音波画像を構築するために十分な範囲の３次元スキャンができ、得られる３次元データの密度のむらを抑えることができるのである。
【００４４】
なお、３次元スキャン密度画像生成の際には、位置検出装置６から入力される位置方向データ（即ち３次元スキャンを行っている実際の位置）、スキャン位置計数メモリ３７のアドレスの立方、３次元スキャン密度画像の互いの位置関係が定義されていなければならない。
【００４５】
そこで、本実施形態では、３次元スキャン開始コードが超音波３次元画像処理装置７に入力した時点の位置方向データ、即ち３次元スキャンが開始した時点の磁気センサ１５の位置を、図５に示すスキャン位置計数メモリ３７の中心となるアドレス（ｎ＋１，ｎ＋１，ｎ＋１）をもつ立方の中心に一致させる。そして、スキャン位置計数メモリ３７のアドレス（１，１，１）をもつ立方の外側の頂点を図６に示す３次元スキャン密度画像の原点０に一致させることにする。さらに、配向については、３次元スキャンが開始した時点の磁気センサ１５の頂部の向き、即ち先端キャップ１３の頂部の向きを、図５及び図６に示すｚ軸に一致させることにする。
【００４６】
こうして３次元スキャンが終わった後、超音波３次元画像処理装置７内の座標変換回路３２は、記録部３１に記録されているエコーデータブロックを読み出し、極座標で表現されるアドレスを直交座標で表現されるよう座標変換する。さらに、座標変換回路３２は、座標変換された複数のエコーデータブロックのうち、図４の（ａ）に示されるようなエコーデータブロック同士が重複する部分を平均したり、エコーデータブロック間に補間処理を施し、図４の（ｂ）に示されるようなアドレスが３次元の直交座標で表現される３次元画像データを作成する。そしてこの３次元画像データが３次元メモリ３３に記憶される。
【００４７】
次いで、３次元画像処理回路３４は、３次元メモリ３３より３次元画像データを読み出し、図７，図８に示すような３次元超音波画像を構築するのに必要な処理を施す。この画像構築処理の概要は後述する。
【００４８】
そして、表示回路４０は、３次元画像処理回路３４で構築された３次元超音波画像の画像データをアナログ信号に変換して画像処理モニタ８に出力する。これにより、画像処理モニタ８には被検部位の３次元超音波画像が表示される。
【００４９】
前記３次元画像処理回路３４において行われる画像構築処理を以下に説明する。図９は、３次元画像処理回路３４が行う処理の一部である断面設定処理のフローチャートである。
【００５０】
また、図１０は、被検部位の超音波画像を画像処理モニタ８上に図７や図８のように３次元表示するときに設定する複数、具体的には４枚の断面（断面エコーデータ）を示したものであり、梨地模様で示す部分が病変部等の関心領域４１である。この断面は、３次元メモリ３３から読み出された３次元画像データを用いて画像処理モニタ８上に表示される。
【００５１】
図７及び図８は、図１０の４枚の断面を適当に設定して最終的に構築される３次元超音波画像を示したものであり、図７，図８の断面Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは図１０の断面Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応している（図１０は実際には以下で説明するように病変部を含む断面となるよう図７，図８の断面Ａ等を平行移動とか回転した後の断面に相当する）。
【００５２】
即ち、断面Ｃは断面Ａ、Ｄに対し垂直で図１０に示す切断線＋を含む断面であり、断面Ｂは同様に図１０に示す切断線×を含む断面である。また、断面Ａは断面Ｂ、Ｃに対し垂直で図１０に示す切断線△を含む断面であり、断面Ｄは同様に図１０に示す切断線□を含む断面である。
【００５３】
なお、図１０において破線で示されている切断線、操作中の断面の枠線などは、白黒のグレースケールで表示されている断面の画像と区別しやすいように、黄色等で着色して容易に判別できるように表示するようにしている。
【００５４】
図９に示す断面設定処理において、まずステップＳ１では、使用者は図示しないキーボードやタッチパネルなどの入力手段を用いて、病変等の関心領域４１が断面Ａに表示されるように、図１０の断面Ｂの△カーソルを矢印の方向（図１０では左右方向）にスライドさせる。すると、このカーソルに連動して切断線△が移動し、この切断線△による断面Ａに関心領域４１が表示されるようになる。
【００５５】
そしてステップＳ２では、使用者は入力手段を用いて、関心領域４１が適切な向きになるように、断面Ａを、０で示されている中心点を中心に回転させる。ここでは、ある一点Ｋが矢印の方向へ移動するように操作して断面Ａを回転させる。図１０の断面Ａでは関心領域４１が真下に来るよう設定している。
【００５６】
さらにステップＳ３では、関心領域４１上に切断線＋或いは×が来るように、入力手段を用いて切断線＋，×を移動させる。この移動の方法は△カーソルのときと同様である。すると、断面Ｂ或いは断面Ｃに関心領域４１が表示される。図１０では切断線×を移動した場合を示している。
【００５７】
最後にステップＳ４では、関心領域４１が切断線△と切断線□の間に含まれるように、入力手段を用いて切断線△，□を移動させる。
【００５８】
こうして、図１０に示される３次元超音波画像の断面設定が完了する。
【００５９】
そして、この断面設定処理が終了した後、３次元画像処理回路３４によって、図７に示す管腔状臓器の表面抽出を行わない簡易３次元画像や、図８に示す表面データＥの抽出を行った３次元画像など、３次元超音波画像が構築され、画像処理モニタ８上に表示される。なお、この表面データの抽出方法は従来より公知のものであるためここでは説明を省略する。
【００６０】
上述した本実施形態では、３次元スキャン密度算出回路３９において超音波内視鏡１による３次元スキャン密度を算出し、画像処理モニタ８に３次元スキャン密度のむらを画像表示するよう構成したので、使用者はこの３次元スキャン密度画像を確認しながら３次元超音波画像を構築するために十分な範囲の３次元スキャンを行うことができ、得られる３次元データの密度のむらを抑えることができる。これにより、機械的な構造が単純なラジアルスキャンのみを行う超音波内視鏡１を用いて、挿入部の外径を細くできると共に、３次元スキャン密度のむらがなく正確に３次元データを取得することができる。
【００６１】
なお、第１実施形態では、図６に示すように３次元スキャン密度画像が３次元スキャン密度に応じた異なる色相を有する簡単な３次元画像として表現されているが、３次元スキャン密度を画面に表示する方法はこの形態に限らない。例えば、３次元スキャン密度を異なる色相ではなく、異なる輝度で表示しても良い。あるいは、３次元スキャン密度を簡単な３次元画像ではなく、複数の断面で表示しても良い。
【００６２】
第１実施形態の変形例として、図１１に３次元スキャン密度の画像表示方法を変更した例を示す。
【００６３】
図１１の（ａ）は、３次元スキャン密度をα面，β面の直交する２断面として表示した例である。また、図１１の（ｂ）は、（ａ）の２断面を展開させて表示した例である。また、２つの断面ではなく、ｚ軸に垂直な多数の複数断面など、もっと多くの断面で表示しても良い。また、３次元スキャン密度の薄い立方のみを表示して、表示されるかたまりを消していくような３次元スキャン方法を用いても良い。
【００６４】
なお、本実施形態では、超音波走査の位置検出手段として磁気センサ１５を用いたが、加速度により位置を算出する加速度センサでも良いし、さらに他の位置検出センサを用いても良い。また、本実施形態では、磁気センサ１５を超音波内視鏡１の先端に設けたが、磁気センサ１５と磁気ソース３０の位置はこれを逆にしても超音波内視鏡１の先端の位置が検出できるので差し支えない。
【００６５】
次に本発明の第２実施形態として、３次元スキャン密度の算出方法を変更した例を説明する。装置構成は図１〜３に示した第１実施形態に記載のものと同様である。
【００６６】
第２実施形態は、第１実施形態とは３次元スキャン密度の算出方法のみが異なるので、その部分のみ説明する。
【００６７】
第１実施形態では、位置特定回路３６において、記録部３１と並列に入力される位置方向データにより、記録部３１に順次記録されるエコーデータブロックの位置を特定し、スキャン位置計数メモリ３７の３次元アドレス空間においてスキャン面が横切る立方のデータを１つ加算して更新することで、空間内の各部を超音波内視鏡１によるラジアルスキャンのスキャン面が横切った回数を計数するようになっている。
【００６８】
一方、第２実施形態では、位置特定回路３６において、位置検出装置６からの位置方向データを基に、ある一定時間おきに磁気センサ１５を含む位置にある立方のデータを１つ加算して更新することで、超音波内視鏡１の先端の軌跡上の点の密度を計数する。例えば、位置方向データが示す磁気センサ１５の位置が、図５で示すアドレス（１，１，１）である立方に含まれるときには、この立方のデータを１つ加算する訳である。
その他の作用は第１実施形態に記載のものと同様である。
【００６９】
この第２実施形態においても、第１実施形態と同様に３次元スキャン密度のむらを画像表示することができ、３次元スキャン密度のむらがなく正確に３次元データを取得することができるなど同様の効果が得られる。
【００７０】
なお、第２実施形態では、位置特定回路３６において、位置方向データを基にある一定時間おきに磁気センサ１５を含む位置にある立方のデータを１つ加算して更新することにより、超音波内視鏡１の軌跡上の点の密度を計数したが、これに限るものではなく、変形例として、位置特定回路３６により、ある一定時間の間の磁気センサ１５の軌跡を監視し、軌跡を含む位置にある立方のデータを軌跡の本数分加算して更新することで、超音波内視鏡１の先端の軌跡自体の密度を計数するような方法を用いても良い。
【００７１】
次に、図１２に基づき本発明の第３実施形態を説明する。図１２は超音波３次元画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【００７２】
第３実施形態は、３次元スキャン密度が所定値を越えたときに音により使用者に知らせる可聴音出力手段を設けた例である。第１実施形態とは超音波３次元画像処理装置の構成、作用のみが異なるので、その部分のみ説明する。
【００７３】
第３実施形態の超音波３次元画像処理装置７ａは、第１実施形態で説明した構成の他、３次元スキャン密度算出回路３９内に位置方向データより使用者の手を用いた３次元スキャンによる密度のむらを使用者に可聴音で知らせるアラーム駆動回路５１を備えており、このアラーム駆動回路５１は外部に設けられた警告音を出力するアラーム５２，５３に接続されている。
【００７４】
アラーム駆動回路５１は、位置検出装置６からの位置方向データより磁気センサ１５の位置の変化を算出する位置微分回路５４と、磁気センサ１５の配向の変化を算出する角度微分回路５５と、位置微分回路５４と角度微分回路５５の出力のピーク値をそれぞれ検出するピーク値検出回路５６，５７とを有して構成される。
その他の構成は第１実施形態に記載のものと同様である。
【００７５】
第３実施形態では、３次元スキャン密度算出回路３９において、位置微分回路５４は、位置検出装置６からの位置方向データよって得られる磁気センサ１５の位置のデータ（ｘ，ｙ，ｚ）を逐次微分し、その微分値の変化をピーク値検出回路５６に出力する。ピーク値検出回路５６は、ある一定の期間だけ前記微分値をピークホールドし、このピーク値とあるしきい値とを比較して、ピーク値がしきい値を越えたときにアラーム５２に電圧を印加して駆動する。これにより、アラーム５２は位置情報の微分値が所定値を越えたときに警告音を出力する。
【００７６】
また、角度微分回路５５は、位置検出位置６からの位置方向データよって得られる磁気センサ１５の配向［オイラー角（ψ，θ，φ）］を逐次微分し、その微分値の変化をピーク値検出回路５７に出力する。そして、ピーク値検出回路５７及びアラーム５３は、上述の位置情報についての動作と同様の動作を行い、角度情報の微分値が所定値を越えたときに警告音を出力する。
その他の作用は第１実施形態に記載のものと同様である。
【００７７】
第３実施形態では、３次元スキャン密度算出回路３９に設けられた位置微分回路５４、角度微分回路５５によって、磁気センサ１５の出力の位置情報と角度情報の微分値をそれぞれ演算し、アラーム５２，５３によって前記微分値が特定の一定値を越えたことを使用者に可聴音で知らせることにより、使用者に３次元スキャン密度のむらを報知するよう構成したので、３次元超音波画像を構築することが困難となるくらいに各断層像間の位置、角度の変化量（微分値）が大きい場合に、使用者はアラーム５２，５３から発せられる警告音によって容易に認識することができ、３次元スキャンのやり直しを行うことができる。これにより、機械的な構造が単純なラジアルスキャンのみを行う超音波内視鏡１を用いて、挿入部の外径を細くできると共に、３次元スキャン密度のむらがなく正確に３次元データを取得することができる。
【００７８】
ところで、超音波内視鏡など、体腔内に挿入する超音波プローブを用いた場合には、被検者の特定の部位と超音波のスキャン面との位置や方位の関係を知ることで、例えば門歯のような被検者の基準位置から病変部位までの距離などがわかり、再検査時の病変位置の同定などの点から検査上有用な意味を持つ。
【００７９】
特開昭６２−６８４４２号公報には、ボディーマーク等で超音波プローブの位置や方向の情報を表示するために磁場ソースを超音波プローブに設けた超音波診断装置が提案されている。この装置では、磁気ソースがベッドに埋め込まれ、被検者がその上に横たわるようにし、超音波プローブに装着または内蔵された磁気センサにより胸骨の先端部、ヘソ、右体側部、左体側部の位置を測定して、ボディーマークを作成する。そして、超音波断層像を収集表示すると同時に磁気センサによりその位置、ベッドに対する角度が測定され、ボディーマーク図に超音波プローブの位置、角度の情報が表示されるようになっている。
【００８０】
しかし、特開昭６２−６８４２２号公報に開示されている装置では、胸骨の先端部、ヘソ、右体側部、左体側部等の基準位置を、検査前に測定してからボディーマーク図を作成し、その上で超音波プローブの位置、角度の情報を表示するようになっている。このため、検査中に被検者がベッドの上で動くと、基準位置がボディーマークとずれてしまうため、超音波プローブの位置、角度の情報が不正確になるという問題点があった。
【００８１】
また、磁気センサを用いた位置検出を行う位置検出手段は、通常、磁場を発生する磁気ソースを伴って構成される。この磁気ソースの位置は、前述の米国特許５３９８６９１号公報、特開平４−３３２５４４号公報、特開昭６２−６８４２２号公報の装置ではベッドに設けられ、特開平６−２６１９００号公報の装置ではホストプロセッサに取り付けられ磁場に影響を与えない材料で作られたアームに設けられている。
【００８２】
しかし、金属性の支柱など磁場を擾乱するものが多いベッドに磁気ソースを設けると、発生する磁界が大きく乱されるおそれがあった。このため、超音波プローブの位置、方向を正確に得ることができないという問題点があった。また、通常、この種の磁気による位置検出手段は磁気センサが磁気ソースから遠くなると検出精度が落ちる。このため、ホストプロセッサなどに取り付けられたアーム等に磁気ソースを設けると、ホストプロセッサの位置やアームの取付方法によっては、磁気センサが磁気ソースから遠くなって超音波プローブの位置や方向の検出精度が落ち、やはり位置情報を正確に得ることができないという問題点があった。
【００８３】
そこで、上記問題点を解決する超音波画像診断装置の構成例を以下の第４及び第５実施形態に示す。
【００８４】
図１３は本発明の第４実施形態に係る超音波診断時の被検者周辺の配置構成を示す説明図である。
【００８５】
第４実施形態は、被検者の基準位置と超音波プローブの位置及び方向とを正確に把握できるようにした構成を示したものである。
【００８６】
図１３に示すように、第４実施形態では、磁気ソース３０はゴム、皮など磁場を擾乱しない材質で作られたベルト６１に取付固定されており、このベルト６１は被検者６２の体（ここでは胸部）に取り付けられる。このとき、ベルト６１を常に被検者６２の基準となる特定の位置に取り付けるようにする。
その他の構成は第１実施形態に記載のものと同様である。
【００８７】
この第４実施形態によれば、超音波診断時にベルト６１を常に被検者６２の基準位置に取り付けることにより、磁気ソース３０がこの基準位置、もしくは基準位置に対し一定の位置で被検者６２の体に固定して装着されるため、基準位置からの超音波内視鏡１の位置や方向をより正確に得ることができ、再検査時の病変位置の同定が容易である。
【００８８】
このとき、本実施形態では、磁気ソース３０はゴムや皮など磁場を擾乱しない材質で形成されたベルト６１に配設されており、さらにベルト６１は被検者６２の体に取り付けられるため、ベッドなどに磁気ソース３０を設ける場合に比べ磁界を乱されるおそれがない。また、ホストプロセッサなどに設けられたアーム等に磁気ソース３０を設ける場合に比べ、磁気センサ１５と磁気ソース３０が近接して配置されるため、超音波内視鏡１の位置や方向の検出精度が低下するおそれがない。このため、磁気センサ１５によって超音波内視鏡１の位置や方向をより高精度で正確に得ることができる。
【００８９】
その他の作用、効果は第１実施形態に記載のものと同様である。
【００９０】
なお、第４実施形態では、磁気センサ１５を第１実施形態と同様に超音波内視鏡１の先端に設けるようにし、磁気ソース３０を被検者６２に取り付けるベルト６１上に設けたが、磁気センサ１５と磁気ソース３０の位置はこれを逆にしても超音波内視鏡１の先端の位置が検出できるので差し支えない。
【００９１】
次に、図１４に基づき本発明の第５実施形態を説明する。図１４は超音波診断時の被検者周辺の配置構成を示す説明図である。
【００９２】
第５実施形態は、第４実施形態と同様に被検者の基準位置と超音波プローブの位置及び方向とを正確に把握できるようにした他の構成を示したものである。
【００９３】
図１４に示すように、第５実施形態では、磁気ソース３０はプラスチックなど磁場を擾乱しない材質で作られたマウスピース６３に取付固定されており、このマウスピース６３は超音波診断時に被検者６２の口にくわえられ、超音波内視鏡１はこのマウスピース６３を介して口腔、食道を通り体腔内に挿入される。
その他の構成は第１実施形態に記載のものと同様である。
【００９４】
この第５実施形態によれば、マウスピース６３と共に磁気ソース３０が被検者６２の門歯に近く一定の位置にあるように被検者６２の体に固定して装着されるため、被検者の基準位置である門歯からの超音波内視鏡１の位置や方向をより正確に得ることができ、再検査時の病変位置の同定が容易である。
【００９５】
このとき、本実施形態では、磁気ソース３０はプラスチックなど磁場を擾乱しない材質で形成され被検者の口元にくわえられたマウスピース６３に配設されているため、ベッドなどに磁気ソース３０を設ける場合に比べ磁界を乱されるおそれがない。また、ホストプロセッサなどに設けられたアーム等に磁気ソース３０を設ける場合に比べ、磁気センサ１５と磁気ソース３０が近接して配置されるため、超音波内視鏡１の位置や方向の検出精度が低下するおそれがない。このため、磁気センサ１５によって超音波内視鏡１の位置や方向をより高精度で正確に得ることができる。
【００９６】
その他の作用、効果は第１実施形態に記載のものと同様である。
【００９７】
なお、第５実施形態では、磁気センサ１５を第１実施形態と同様に超音波内視鏡１の先端に設けるようにし、磁気ソース３０を被検者６２がくわえるマウスピース６３に設けたが、磁気センサ１５と磁気ソース３０の位置はこれを逆にしても超音波内視鏡１の先端の位置を検出できるので差し支えない。
【００９８】
また、第４及び第５実施形態では、磁気センサ１５と磁気ソース３０とを１個づつ配設するように構成したが、磁気センサ１５を複数設けても良い。例えば、第４実施形態のように被検者に取り付けるベルトに磁気ソース３０を設け、超音波内視鏡１の先端とマウスピース６３とに磁気センサ１５を設けるようにしても良い。また、これらの位置を互いに入れ換えても超音波内視鏡１の先端の位置と被検者の基準位置を検出できるので差し支えない。
【００９９】
なお、上述した各実施形態では、体腔内用超音波プローブとしてＣＣＤカメラなどの観察光学系を設けた超音波内視鏡を用いた構成を示したが、光学系の無い超音波プローブであっても同様に適用することができる。
【０１００】
また、機械的にラジアルスキャンを行う超音波内視鏡を用いた構成を示したが、超音波のスキャン方法はリニアスキャン、セクタスキャン、コンベックススキャンなど、１回のスキャンにより１つのスキャン面を走査する超音波プローブであっても同様に適用することができる。また、スキャン面は平面でなく曲面であっても良い。
【０１０１】
［付記］
（１） 生体の体腔内へ挿入され、先端に設けられた超音波振動子により被検部位に超音波を送受波してエコーデータを得る超音波プローブと、
前記超音波プローブの挿入部先端に設けられ、前記超音波振動子の位置を検出する位置検出器と、
前記超音波プローブにより得られたエコーデータと前記位置検出器の出力とから被検部位の３次元データを構成する３次元データ構成手段と、
前記超音波プローブによる超音波の３次元スキャン密度を算出する３次元スキャン密度算出手段と、
前記３次元スキャン密度の状態を報知する報知手段と、
を備えたことを特徴とする超音波画像診断装置。
【０１０２】
付記１の構成では、超音波プローブは、生体の体腔内へ挿入され、被検部位に超音波を送受波してエコーデータを得る。そして、３次元スキャン密度算出手段により、超音波プローブの３次元スキャン密度を算出し、報知手段によって、使用者に３次元スキャン密度の状態（むら）を報知する。こうして、超音波プローブの３次元スキャンが終了した後、３次元データ構成手段において、エコーデータと位置検出器の出力とから被検部位の３次元データを構成する。
【０１０３】
（２） 前記報知手段は、前記３次元スキャン密度を画面に表示する表示手段であることを特徴とする付記１に記載の超音波画像診断装置。
【０１０４】
付記２の構成では、表示手段は、３次元スキャン密度を画面に表示することにより使用者に３次元スキャン密度の状態（むら）を報知する。
【０１０５】
（３） 前記超音波プローブは、前記超音波振動子の１回のスキャンにより１つのスキャン面をスキャンし、
前記３次元スキャン密度算出手段は、スキャン対象空間内の各部を前記スキャン面が横切った回数を計数することにより前記３次元スキャン密度を算出することを特徴とする付記１に記載の超音波画像診断装置。
【０１０６】
付記３の構成では、超音波プローブは、１回のスキャンにより１つのスキャン面をスキャンし、３次元スキャン密度算出手段において、スキャン対象空間内の各部をスキャン面が横切った回数を計数することにより３次元スキャン密度を算出する。
【０１０７】
（４） 前記超音波プローブは、前記超音波振動子によりラジアルスキャンを行うことを特徴とする付記３に記載の超音波画像診断装置。
【０１０８】
付記４の構成では、超音波プローブは超音波のラジアルスキャンを行う。
【０１０９】
（５） 前記超音波プローブは、前記超音波振動子の１回のスキャンにより１つのスキャン面をスキャンし、
前記３次元スキャン密度算出手段は、スキャン対象空間内の各部における前記スキャン面の軌跡の密度、もしくはこの軌跡上の点の密度を算出することにより前記３次元スキャン密度を算出することを特徴とする付記１に記載の超音波画像診断装置。
【０１１０】
付記５の構成では、３次元スキャン密度算出手段は、スキャン対象空間内の各部におけるスキャン面の軌跡の密度、もしくはこの軌跡上の点の密度を算出することにより３次元スキャン密度を算出する。
【０１１１】
（６） 前記表示手段は、前記３次元スキャン密度を輝度もしくは異なる色相として表現することを特徴とする付記２に記載の超音波画像診断装置。
【０１１２】
付記６の構成では、表示手段は、３次元スキャン密度を輝度、もしくは異なる色相として表現する。
【０１１３】
（７） 前記３次元スキャン密度算出手段は、前記位置検出器の出力の微分値を演算する微分演算手段を有し、
前記報知手段は、前記微分値が特定の値を越えたことを使用者に可聴音で報知する可聴音出力手段であることを特徴とする付記１に記載の超音波画像診断装置。
【０１１４】
付記７の構成では、３次元スキャン密度算出手段に設けられた微分演算手段は、位置検出器の出力の微分値を演算する。可聴音出力手段は、微分値が特定の値を越えた場合にそのことを使用者に可聴音で報知することにより、使用者に３次元スキャン密度の状態（むら）を報知する。
【０１１５】
（８） 前記微分演算手段は、前記微分値の演算を前記超音波振動子の位置に対して行うことを特徴とする付記７に記載の超音波画像診断装置。
【０１１６】
付記８の構成では、微分演算手段は、超音波振動子の位置に対して微分値を演算する。
【０１１７】
（９） 前記微分演算手段は、前記微分値の演算を前記超音波振動子の角度に対して行うことを特徴とする付記７に記載の超音波画像診断装置。
【０１１８】
付記９の構成では、微分演算手段は、超音波振動子の角度に対して微分値を演算する。
【０１１９】
（１０） 使用者により入力される、前記超音波プローブを用いて行う用手的な３次元スキャンの開始を示す３次元スキャン開始信号を、前記３次元スキャン密度算出手段に伝える３次元スキャン開始入力手段と、
使用者により入力される、前記超音波プローブを用いて行う用手的な３次元スキャンの終了を示す３次元スキャン終了信号を、前記３次元スキャン密度算出手段に伝える３次元スキャン終了入力手段と、
を設けたことを特徴とする付記１に記載の超音波画像診断装置。
【０１２０】
付記１０の構成では、使用者により、３次元スキャン開始入力手段を介して、超音波プローブを用いた用手的な３次元スキャンの開始が入力され、３次元スキャン開始信号が３次元スキャン密度算出手段に伝えられて、報知手段による３次元スキャン密度の状態の報知が開始する。そして、使用者により、３次元スキャン終了入力手段を介して、超音波プローブを用いた用手的な３次元スキャンの終了が入力され、３次元スキャン終了信号が３次元スキャン密度算出手段に伝えられて、報知手段による３次元スキャン密度の状態の報知が終了する。
【０１２１】
（１１） 前記超音波プローブの周囲に磁場を発生する磁気ソースを設け、
前記位置検出器は、前記磁気ソースから発生される磁場により位置を検出する磁気センサであることを特徴とする付記１に記載の超音波画像診断装置。
【０１２２】
付記１１の構成では、磁気ソースは、超音波プローブの周囲に磁場を発生する。磁気センサは、この発生された磁場により超音波プローブの位置を検出する。
【０１２３】
付記１〜１１、１５に係る本発明の第１の目的は、機械的な構造が単純で挿入部の外径を細径化でき、３次元スキャン密度のむらがなく正確に３次元データを取得することができる超音波画像診断装置を提供することにある。
【０１２４】
付記１〜１１、１５に係る構成によれば、３次元スキャン密度算出手段により、超音波プローブの３次元スキャン密度を算出し、報知手段によって、使用者に３次元スキャン密度の状態（むら）を報知するよう構成したので、３次元超音波画像を構築するために十分な範囲の３次元スキャンを行うことができ、得られる３次元データの密度のむらを抑えることができる。これにより、機械的な構造が単純な超音波プローブを用いて、挿入部の外径を細径化できると共に、３次元スキャン密度のむらがなく正確に３次元データを取得することが可能となる。
【０１２５】
（１２） 生体の体腔内へ挿入され、先端に設けられた超音波振動子により被検部位に超音波を送受波してエコーデータを得る超音波プローブと、
前記超音波プローブの周囲に磁場を発生する磁気ソースと、
前記磁気ソースから発生される磁場を検出する単数、または複数の磁気センサと、
前記超音波プローブにより得られたエコーデータと前記磁気センサの出力とから被検部位の３次元データを構成する３次元データ構成手段と、
を備えた超音波画像診断装置であって、
前記磁気ソースまたは前記磁気センサのうち少なくとも一個を前記超音波プローブの挿入部先端に設けると共に、
前記磁気ソースまたは前記磁気センサのうち、前記超音波プローブの挿入部先端に設けられたものとは別の少なくとも一個を、被検者の体に固定して装着される固定手段に設けたことを特徴とする超音波画像診断装置。
【０１２６】
付記１２の構成では、超音波プローブは、生体の体腔内へ挿入され、被検部位に超音波を送受波してエコーデータを得る。このとき、磁気ソースは、超音波プローブの周囲に磁場を発生する。また、単数または複数の磁気センサは、この発生された磁場により位置を検出する。そして、３次元データ構成手段は、エコーデータと磁気センサの出力とから被検部位の３次元データを構成する。
【０１２７】
（１３） 前記固定手段は、被検者の体に装着するベルトであることを特徴とする付記１２に記載の超音波画像診断装置。
【０１２８】
付記１３の構成では、被検者の体に装着するベルトに設けられた磁気ソースまたは磁気センサによって、磁場により超音波プローブの位置が検出される。
【０１２９】
（１４） 前記固定手段は、被検者が口に装着するマウスピースであることを特徴とする付記１２に記載の超音波画像診断装置。
【０１３０】
付記１４の構成では、被検者が口に装着するマウスピースに設けられた磁気ソースまたは磁気センサによって、磁場により超音波プローブの位置が検出される。
【０１３１】
（１５） 前記超音波プローブは、光学観察手段を有する超音波内視鏡であることを特徴とする付記１〜１４に記載の超音波画像診断装置。
【０１３２】
付記１５の構成では、光学観察手段を有する超音波内視鏡によって、被検部位のエコーデータを得ると共に、被検部位の光学像を得て観察を行う。
【０１３３】
付記１２〜１５に係る本発明の第２の目的は、被検者の基準位置からの超音波プローブの位置や方向をより正確に得ることができる超音波画像診断装置を提供することにある。
【０１３４】
付記１２〜１５に係る本発明の第３の目的は、磁気センサにより超音波プローブの位置や方向をより高精度で正確に得ることができる超音波画像診断装置を提供することにある。
【０１３５】
付記１２〜１５に係る構成によれば、磁気ソースまたは磁気センサのうち少なくとも一個が超音波プローブの挿入部先端に設けられ、これとは別の少なくとも一個が被検者の体に固定して装着される固定手段に設けられるため、被検者の基準位置からの超音波プローブの位置や方向をより正確に得ることができる。また、磁気センサによって超音波プローブの位置や方向の情報をより高精度で正確に得ることが可能となる。
【０１３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、挿入部の機械的な構造が単純で外径を細くでき、かつ３次元スキャン密度のむらがなく正確に３次元データを取得することが可能な超音波画像診断装置を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る超音波画像診断装置の全体構成を示す構成説明図
【図２】超音波内視鏡の先端部の構成を拡大して示した斜視図
【図３】第１実施形態に係る超音波３次元画像処理装置の構成を示すブロック図
【図４】エコーデータブロックの補間処理を示す作用説明図
【図５】スキャン位置計数メモリのアドレスを概念的に示した作用説明図
【図６】３次元スキャン密度画像を示す作用説明図
【図７】被検部位の３次元超音波画像の表示例を示す作用説明図
【図８】被検部位の３次元超音波画像の表示例を示す作用説明図
【図９】３次元画像処理回路における断面設定処理の手順を示すフローチャート
【図１０】３次元超音波画像生成のための断面設定を行う際の複数の断面画像を示す作用説明図
【図１１】第１実施形態の変形例に係る３次元スキャン密度の画像表示方法を示す作用説明図
【図１２】第３実施形態に係る超音波３次元画像処理装置の構成を示すブロック図
【図１３】第４実施形態に係る超音波診断時の被検者周辺の配置構成を示す説明図
【図１４】第５実施形態に係る超音波診断時の被検者周辺の配置構成を示す説明図
【符号の説明】
１…超音波内視鏡
４…超音波観測装置
５…観察用モニタ
６…位置検出装置
７…超音波３次元画像処理装置
８…画像処理モニタ
１４…超音波振動子
１５…磁気センサ
３０…磁気ソース
３４…３次元画像処理回路
３９…３次元スキャン密度算出回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体への超音波の送受により３次元の超音波画像を得る超音波画像診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、特開平６−３０９３８号公報において開示されているように、体腔内で超音波振動子のラジアルスキャンとリニアスキャンとを組み合わせたスパイラルスキャン等の３次元スキャンを行いながら、超音波を送受波して３次元の超音波画像を得る超音波診断装置が提案されている。このような装置によれば、被検体の様子を３次元的に観察、診断することができ、診断能を向上させることが可能である。
【０００３】
しかしながら、上記公報の装置では３次元スキャンを行うための専用の駆動装置が必要であるため、装置構成が複雑になりコスト上昇を招くという問題点があった。また、この装置では、リニアスキャンのスキャン経路が屈曲した体腔内の管路である場合には、真っ直ぐな管腔としての３次元データを得ることになるため、実際の様子とは異なった３次元画像が生成されるおそれがあった。
【０００４】
そこで、このような問題点を解決するため、特開平６−２６１９００号公報には、磁場を発生させる磁気ソースと磁場を検出する磁気センサのうち少なくとも一方が体腔内へ挿入される超音波プローブの先端に配設し、この超音波プローブの移動に伴い磁気センサより位置座標及び傾斜角データを得るとともに、超音波断層像から３次元画像を構築する３次元画像構築手段を設けて構成された超音波診断装置が提案されている。このような構成で、汎用のラジアルスキャンを行う超音波プローブを手動で移動させることにより、専用の駆動装置がなくとも３次元スキャンを行うことができ、また、実際の被検体の様子と同じ３次元データを得ることができる。
【０００５】
また、上記のように３次元データを得るために磁場センサや加速度センサ等の位置検出手段を超音波プローブに設けた超音波診断装置の例としては、体腔内より超音波を送受する方式の超音波プローブについては、米国特許５３９８６９１号公報（国際特許ＷＯ９５／０６４３６号）に開示されている。また、体外より超音波を送受する方式の超音波プローブについては、特開平４−３３２５４４号公報（米国特許５３５３３５４号）、特開平８−３０８８２４号公報（欧州特許０７３６２８４Ａ２号）に開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、米国特許５３９８６９１号公報に開示されている装置では、３次元データを得るために、超音波振動子を２つの直交軸のまわりに回転させる特別な駆動装置が、体腔内へ挿入される超音波内視鏡の先端に設けられている。このため、超音波内視鏡先端の機械的な構造が複雑になり、挿入部の外径が太くなるという問題点があった。被検者の負担を軽減するためには、超音波内視鏡などの体腔内へ挿入される超音波プローブは、外径がより細いものであることが望ましい。さらに、構造が複雑になることでコストが高くなるという問題点もあった。
【０００７】
一方、特開平６−２６１９００号公報に開示されている装置では、汎用のラジアルスキャンを行う超音波プローブを用いており、機械的な構造が単純であるため、前記太径化の問題を解消できる。しかし、特開平６−３０９３３号公報に開示されているような３次元スキャンのためにいつも一定の体積をスパイラルスキャンする装置とは違って、３次元画像を構築するために十分な範囲のスキャンが完了したか否かが分からないので、得られる３次元データの密度にむらが生じるおそれがあった。この問題点は、特開平６−２６１９００号公報だけでなく、特開平４−３３２５４４号公報、特開平８−３０８８２４号公報に開示されている装置でも同様に有している。
【０００８】
前記３次元スキャン密度のむらの問題は、特開平６−２６１９００号公報に開示されている体腔内で用いる超音波プローブの方が、特開平４−３３２５４４号公報や特開平８−３０８８２４号公報に開示されている体外で用いる超音波プローブよりも、超音波振動子によるスキャン面の位置が見えないため、３次元スキャンのむら、すなわち３次元データの密度のむらが分かりにくい点で深刻である。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、挿入部の機械的な構造が単純で外径を細くでき、かつ３次元スキャン密度のむらがなく正確に３次元データを取得することが可能な超音波画像診断装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による超音波画像診断装置は、生体の体腔内へ挿入され、先端に設けられた超音波振動子により被検部位に超音波を送受波してエコーデータを得る超音波プローブと、前記超音波プローブの挿入部先端に設けられ、前記超音波振動子の位置を検出する位置検出器と、前記超音波プローブにより得られたエコーデータと前記位置検出器の出力とから被検部位の３次元データを構成する３次元データ構成手段と、前記超音波プローブによる超音波の３次元スキャン密度を算出する３次元スキャン密度算出手段と、前記３次元スキャン密度の状態を報知する報知手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図１０に基づき本発明の第１実施形態を説明する。図１は超音波画像診断装置の全体構成を示す構成説明図、図２は超音波内視鏡の先端部の構成を拡大して示した斜視図、図３は超音波３次元画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【００１２】
本実施形態の超音波画像診断装置は、体腔内超音波プローブとしての超音波内視鏡１と、被検部位の光学像観察用の照明光を供給する光源装置２と、被検部位の光学観察画像を生成するビデオ装置３と、被検部位の２次元の超音波断層画像を生成する超音波観測装置４と、光学観察画像及び超音波断層画像を表示する観察用モニタ５と、超音波内視鏡１の挿入部の位置検出を行う位置検出装置６と、３次元の超音波画像を生成する超音波３次元画像処理装置７と、３次元超音波画像を表示する画像処理モニタ８と、これら装置間を結ぶケーブルと、を有して構成されている。
【００１３】
超音波内視鏡１は、体腔内に挿入する細長の挿入部９の基端部に太幅の操作部１０が連設されてなり、操作部１０の側部より光源装置２に接続する光源ケーブル１１と超音波観測装置４に接続する超音波ケーブル１２とが延出している。
【００１４】
挿入部９の先端には先端キャップ１３が設けられ、この先端キャップ１３の内部には図２に示すように超音波を送受波する超音波振動子１４が回転可能に配設されている。先端キャップ１３の周囲には、先端に磁場を検出する磁気センサ１５が設けられ、基端部に観察光照射窓１６とＣＣＤカメラ１７とが設けられている。また、先端キャップ１３の基端側には、先端キャップ１３を太矢印で示された方向へ動かす湾曲自在な湾曲部１８が設けられている。
【００１５】
挿入部９の内部には、一端に超音波振動子１４が接続されたフレキシブルシャフト１９が配設され、この超音波振動子１４を回転させるようになっている。フレキシブルシャフト１９の他端は操作部１０内まで延設され、このフレキシブルシャフト１９を回転駆動するＤＣモータ２０に接続されている。また、操作部１０には、湾曲部１８の湾曲方向を操作するための湾曲ノブ２１と、３次元スキャン開始スイッチ２２Ａ、３次元スキャン終了スイッチ２２Ｂとが設けられている。
【００１６】
前記光源ケーブル１１は、光源装置２からの観察光ａを観察光照射窓１６へ送るためのライトガイドファイバ（図示せず）とＣＣＤカメラ１７からのＣＣＤ信号ｂをビデオ装置３で受信するための信号線（図示せず）とを内設しており、端部には光源装置２に接続するための光源コネクタ２３が設けられている。光源装置２には、観察光ａを発生するランプ２４が設けられている。
【００１７】
また、光源コネクタ２３には、端部に設けられた小コネクタ２５によりビデオケーブル２６が接続され、このビデオケーブル２６を介してビデオ装置３に接続されている。ビデオ装置３は、ＣＣＤ信号ｂを信号処理して被検部位の光学観察画像のビデオ信号を生成し、観察用モニタ５に出力するようになっている。
【００１８】
前記超音波ケーブル１２は、超音波観測装置４から超音波振動子１４へパルス状の電圧を送信し、超音波振動子１４からのエコー信号ｃを超音波観測装置４で受信するための信号線（図示せず）と、磁気センサ１５からの磁場検出信号ｄ及び３次元スキャン開始スイッチ２２Ａと３次元スキャン終了スイッチ２２Ｂからの３次元スキャン開始／終了信号を位置検出装置６で受信するための信号線（図示せず）とを内設しており、端部には超音波観測装置４に接続するための超音波コネクタ２７が設けられている。なお、３次元スキャン開始／終了信号の伝送経路は磁場検出信号ｄと同じであり、図示は省略する。
【００１９】
超音波観測装置４は、エコー信号ｃを信号処理して被検部位の２次元の超音波断層画像に関する断層像信号を生成し、観察用モニタ５に出力すると共に、デジタルのエコーデータを超音波３次元画像処理装置７に出力するようになっている。
【００２０】
また、超音波コネクタ２７には、端部に設けられた小コネクタ２８により位置検出ケーブル２９が接続され、この位置検出ケーブル２９を介して位置検出装置６に接続されている。位置検出装置６は、磁場を発生する磁気ソース３０を備えており、この磁気ソース３０に対する磁場検出信号ｄを基にデジタルの位置方向データを生成し、超音波３次元画像処理装置７に出力するようになっている。
【００２１】
超音波３次元画像処理装置７は、図３に示すように、超音波観測装置４からのエコーデータを位置検出装置６からの位置方向データとともに記録するハードディスクや光磁気ディスクなどの大容量の記録手段からなる記録部３１と、記録部３１に記録されたエコーデータを座標変換する座標変換回路３２と、座標変換されたデータを記録する３次元メモリ３３と、３次元メモリ３３に記憶されたデータに対して３次元の超音波画像（以下、３次元超音波画像と称する）を構築する処理など各種の画像処理を施す３次元画像処理回路３４とを備えている。
【００２２】
また、超音波３次元画像処理装置７は、３次元スキャン開始スイッチ２２Ａと３次元スキャン終了スイッチ２２Ｂからの３次元スキャン開始／終了信号に連動して開閉するスイッチ３５と、記録部３１に順次記録されるエコーデータがスキャンした空間内のどの部分からのエコーデータに当たるか算出し、その位置を特定する位置特定回路３６と、位置特定回路３６で特定された位置を基に、空間内の各部を超音波内視鏡１のスキャン面が横切った回数を計数して、超音波内視鏡１により３次元スキャンされた部分を把握するためのスキャン位置計数メモリ３７と、スキャン位置計数メモリ３７で計数された計数値から空間内の３次元スキャン密度を表現する画像を作成する３次元スキャン密度画像作成回路３８とを有してなる３次元スキャン密度算出回路３９を備えている。
【００２３】
そして、超音波３次元画像処理装置７は、３次元画像処理回路３４の出力と３次元スキャン密度算出回路３９の出力とを切り換え、或いは重畳してアナログ信号に変換する表示回路４０を備えている。表示回路４０は、３次元超音波画像または３次元スキャン密度画像、或いはこれらを重畳した画像のアナログ信号を画像処理モニタ８に出力するようになっている。
【００２４】
次に、上記のように構成された本実施形態の超音波画像診断装置の作用を説明する。
【００２５】
超音波内視鏡１は、医師などの使用者により、被検者の生体内の、例えば胃、食道、大腸などの管腔状臓器に挿入される。
【００２６】
光源装置２からの観察光ａは、光源コネクタ２３、光源ケーブル１１内のライトガイドファイバを経て、観察光照射窓１６より出射され、被検部位を照明する。このとき、ＣＣＤカメラ１７により撮像された被検部位表面に関する光学像のＣＣＤ信号ｂは、ＣＣＤカメラ１７から光源ケーブル１１内の信号線、光源コネクタ２３に接続する小コネクタ２５、ビデオケーブル２６を経て、ビデオ装置３に入力される。そして、ビデオ装置３は、ＣＣＤ信号ｂを基に被検部位表面に関するビデオ信号を作成し、観察用モニタ５に出力する。
【００２７】
一方、ＤＣモータ２０を回転させることにより、フレキシブルシャフト１９が回転駆動され、この駆動力はシャフト先端へ伝わって超音波振動子１４が回転する。この回転中、超音波振動子１４には超音波観測装置４から繰り返し送信されたパルス状の電圧が印加される。そのため、超音波振動子１４は、生体内へ超音波を送受波しながら回転する、いわゆるラジアルスキャンを行う。
【００２８】
ラジアルスキャンにより得られた被検部位に関する超音波振動子１４からのエコー信号ｃは、超音波ケーブル１２内の信号線、超音波コネクタ２７を経て、超音波観測装置４に入力される。そして、超音波観測装置４は、エコー信号ｃに対して包絡線検波、対数増幅、Ａ／Ｄ変換などの処理を施して、被検部位に関する断層像信号を作成し、観察用モニタ５に出力する。
【００２９】
また、超音波観測装置４は、エコー信号ｃを基に被検部位に関するデジタルのエコーデータを作成し、超音波３次元画像処理装置７に出力する。このときのエコーデータは、超音波振動子１４からの距離とラジアルスキャン回転角に対応した値、すなわち極座標に対応した値をアドレスとし、各アドレスにおけるエコー信号ｃの強度をデータとして記述されるものとする。
【００３０】
観察用モニタ５は、ビデオ装置３からのビデオ信号により被検部位の光学観察画像を表示し、超音波観測装置４からの断層像信号により被検部位の２次元の超音波断層画像を表示する。光学観察画像と超音波断層画像の表示は、図示しないキーボードやタッチパネルなどの入力手段からの指示入力により、あるときは各画像が切り換えられ、あるときは両画像が同時に表示される。
【００３１】
一方、磁気センサ１５は、磁気ソース３０が発生する磁場を検出する。磁気センサ１５からの磁場検出信号ｄは、超音波ケーブル１２内の信号線、超音波コネクタ２７に接続する小コネクタ２８、位置検出ケーブル２９を経て、位置検出装置６に入力される。そして、位置検出装置６は、磁場検出信号ｄを基に磁気センサ１５の磁気ソース３０に対する位置（ｘ，ｙ，ｚ）と配向［オイラー角（ψ，θ，φ）］とに関する情報を含んだデジタルの位置方向データを超音波３次元画像処理装置７に出力する。
【００３２】
超音波３次元画像処理装置７では、超音波観測装置４からのエコーデータが、位置検出装置６からの位置方向データをヘッダーとして、記録部３１に記録される。具体的には、超音波振動子１４の１回転分のエコーデータ、すなわち超音波断層像１枚を構成するのに必要な量のエコーデータ（以下、エコーデータブロックと称する）は、そのエコーデータブロックを取得するために超音波振動子１４が１回転したときの位置方向データをエコーデータブロックのヘッダーとして、記録部３１に記録されるものとする。そして、これを繰り返すことで、連続する複数のエコーデータブロックが順次記録されることになる。
【００３３】
ここで、本実施形態の超音波画像診断装置による３次元スキャンの方法について以下に説明する。
【００３４】
本実施形態では、３次元スキャンは、図１のように使用者が超音波内視鏡１の挿入部９を手で把持して、矢印の方向に（被検者から抜く方向に）動かしたり、湾曲ノブ２１を操作して湾曲部１８を湾曲させて、先端キャップ１３の方向を変えることで行われる。このようにすると、超音波３次元画像処理装置７内の記録部３１には、図４の（ａ）に示すように、互いに平行でなく、３次元スキャン密度に疎密が存在するような複数の超音波断層像についてのエコーデータブロックが記録される。しかし、このままだと使用者には３次元超音波画像を構築するために十分な範囲や密度の３次元スキャンが完了したか否か分からず、得られる３次元データの密度にむらが生じる可能性がある。
【００３５】
そこで、本実施形態では、以下の方法により、３次元スキャンの途中でその３次元スキャン密度に関する情報を画像処理モニタ８の画面上に表示させる。
【００３６】
まず、３次元スキャンを開始する際に、使用者は３次元スキャン開始スイッチ２２Ａを押す。すると、３次元スキャン開始信号が位置検出装置６において或るコード（３次元スキャン開始コード）に変換され、超音波３次元画像処理装置７に入力される。
【００３７】
超音波３次元画像処理装置７内のスイッチ３５は、３次元スキャン開始コードにより閉じて、３次元スキャン密度を表示させるための処理が開始する。このとき、スキャン位置計数メモリ３７のデータは、全てのアドレスに渡り初期値０にリセットされる。そして、位置特定回路３６は、記録部３１と並列に入力される位置方向データに基づき、記録部３１に順次記録されるエコーデータブロックの位置を特定する。
【００３８】
図５はスキャン位置計数メモリ３７のアドレスの概念図である。ここで、（２ｎ＋１）×（２ｎ＋１）×（２ｎ＋１）＝（２ｎ＋１）3 個（ただし、ｎは自然数）の立方の一つ一つは、超音波内視鏡１により３次元スキャンを行う実際の空間内の立方状の領域に対応している。
【００３９】
エコーデータブロックの実際の空間内での位置は図４の（ａ）に示すとおり平面状であることから、位置特定回路３６は、この平面が横切る立方のデータを１つ加算して更新することで、空間内の各部を超音波内視鏡１によるラジアルスキャンのスキャン面が横切った回数を計数する。例えば、エコーデータブロックが図５で示す斜線のハッチングがかかっている立方を横切る場合には、アドレスが（１，２ｎ＋１，２ｎ＋１）、（２，２ｎ，２ｎ＋１）…であるデータを１つ加算する訳である。
【００４０】
３次元スキャン密度画像作成回路３８は、この計数値を基に図６に示すような超音波内視鏡１による３次元スキャン密度を表現する画像（以下、３次元スキャン密度画像と称する）を作成する。図６では、３次元スキャン密度画像が３次元スキャン密度に応じた異なる色相を有する簡単な３次元画像として表現されている。
【００４１】
そして、表示回路４０は、３次元スキャン密度画像作成回路３８で作成された３次元スキャン密度画像の画像データをアナログ信号に変換して画像処理モニタ８に出力する。
【００４２】
３次元スキャンを終了させる際には、使用者は３次元スキャン終了スイッチ２２Ｂを押す。すると、３次元スキャン終了信号が位置検出装置６において或るコード（３次元スキャン終了コード）に変換され、超音波３次元画像処理装置７に入力される。超音波３次元画像処理装置７内のスイッチ３５は３次元スキャン終了コードにより開いて、３次元スキャン密度を表示させるための処理が終了する。
【００４３】
さらに、この一連の処理を３次元スキャン中にリアルタイムに行えば、図６に示すような画像が画像処理モニタ８上に順次更新されながら表示される。したがって、使用者は、例えばこの３次元スキャン密度画像がまんべんなく赤くなるように、超音波内視鏡１を動かしたり、湾曲部１８を湾曲させることで、３次元超音波画像を構築するために十分な範囲の３次元スキャンができ、得られる３次元データの密度のむらを抑えることができるのである。
【００４４】
なお、３次元スキャン密度画像生成の際には、位置検出装置６から入力される位置方向データ（即ち３次元スキャンを行っている実際の位置）、スキャン位置計数メモリ３７のアドレスの立方、３次元スキャン密度画像の互いの位置関係が定義されていなければならない。
【００４５】
そこで、本実施形態では、３次元スキャン開始コードが超音波３次元画像処理装置７に入力した時点の位置方向データ、即ち３次元スキャンが開始した時点の磁気センサ１５の位置を、図５に示すスキャン位置計数メモリ３７の中心となるアドレス（ｎ＋１，ｎ＋１，ｎ＋１）をもつ立方の中心に一致させる。そして、スキャン位置計数メモリ３７のアドレス（１，１，１）をもつ立方の外側の頂点を図６に示す３次元スキャン密度画像の原点０に一致させることにする。さらに、配向については、３次元スキャンが開始した時点の磁気センサ１５の頂部の向き、即ち先端キャップ１３の頂部の向きを、図５及び図６に示すｚ軸に一致させることにする。
【００４６】
こうして３次元スキャンが終わった後、超音波３次元画像処理装置７内の座標変換回路３２は、記録部３１に記録されているエコーデータブロックを読み出し、極座標で表現されるアドレスを直交座標で表現されるよう座標変換する。さらに、座標変換回路３２は、座標変換された複数のエコーデータブロックのうち、図４の（ａ）に示されるようなエコーデータブロック同士が重複する部分を平均したり、エコーデータブロック間に補間処理を施し、図４の（ｂ）に示されるようなアドレスが３次元の直交座標で表現される３次元画像データを作成する。そしてこの３次元画像データが３次元メモリ３３に記憶される。
【００４７】
次いで、３次元画像処理回路３４は、３次元メモリ３３より３次元画像データを読み出し、図７，図８に示すような３次元超音波画像を構築するのに必要な処理を施す。この画像構築処理の概要は後述する。
【００４８】
そして、表示回路４０は、３次元画像処理回路３４で構築された３次元超音波画像の画像データをアナログ信号に変換して画像処理モニタ８に出力する。これにより、画像処理モニタ８には被検部位の３次元超音波画像が表示される。
【００４９】
前記３次元画像処理回路３４において行われる画像構築処理を以下に説明する。図９は、３次元画像処理回路３４が行う処理の一部である断面設定処理のフローチャートである。
【００５０】
また、図１０は、被検部位の超音波画像を画像処理モニタ８上に図７や図８のように３次元表示するときに設定する複数、具体的には４枚の断面（断面エコーデータ）を示したものであり、梨地模様で示す部分が病変部等の関心領域４１である。この断面は、３次元メモリ３３から読み出された３次元画像データを用いて画像処理モニタ８上に表示される。
【００５１】
図７及び図８は、図１０の４枚の断面を適当に設定して最終的に構築される３次元超音波画像を示したものであり、図７，図８の断面Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは図１０の断面Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応している（図１０は実際には以下で説明するように病変部を含む断面となるよう図７，図８の断面Ａ等を平行移動とか回転した後の断面に相当する）。
【００５２】
即ち、断面Ｃは断面Ａ、Ｄに対し垂直で図１０に示す切断線＋を含む断面であり、断面Ｂは同様に図１０に示す切断線×を含む断面である。また、断面Ａは断面Ｂ、Ｃに対し垂直で図１０に示す切断線△を含む断面であり、断面Ｄは同様に図１０に示す切断線□を含む断面である。
【００５３】
なお、図１０において破線で示されている切断線、操作中の断面の枠線などは、白黒のグレースケールで表示されている断面の画像と区別しやすいように、黄色等で着色して容易に判別できるように表示するようにしている。
【００５４】
図９に示す断面設定処理において、まずステップＳ１では、使用者は図示しないキーボードやタッチパネルなどの入力手段を用いて、病変等の関心領域４１が断面Ａに表示されるように、図１０の断面Ｂの△カーソルを矢印の方向（図１０では左右方向）にスライドさせる。すると、このカーソルに連動して切断線△が移動し、この切断線△による断面Ａに関心領域４１が表示されるようになる。
【００５５】
そしてステップＳ２では、使用者は入力手段を用いて、関心領域４１が適切な向きになるように、断面Ａを、０で示されている中心点を中心に回転させる。ここでは、ある一点Ｋが矢印の方向へ移動するように操作して断面Ａを回転させる。図１０の断面Ａでは関心領域４１が真下に来るよう設定している。
【００５６】
さらにステップＳ３では、関心領域４１上に切断線＋或いは×が来るように、入力手段を用いて切断線＋，×を移動させる。この移動の方法は△カーソルのときと同様である。すると、断面Ｂ或いは断面Ｃに関心領域４１が表示される。図１０では切断線×を移動した場合を示している。
【００５７】
最後にステップＳ４では、関心領域４１が切断線△と切断線□の間に含まれるように、入力手段を用いて切断線△，□を移動させる。
【００５８】
こうして、図１０に示される３次元超音波画像の断面設定が完了する。
【００５９】
そして、この断面設定処理が終了した後、３次元画像処理回路３４によって、図７に示す管腔状臓器の表面抽出を行わない簡易３次元画像や、図８に示す表面データＥの抽出を行った３次元画像など、３次元超音波画像が構築され、画像処理モニタ８上に表示される。なお、この表面データの抽出方法は従来より公知のものであるためここでは説明を省略する。
【００６０】
上述した本実施形態では、３次元スキャン密度算出回路３９において超音波内視鏡１による３次元スキャン密度を算出し、画像処理モニタ８に３次元スキャン密度のむらを画像表示するよう構成したので、使用者はこの３次元スキャン密度画像を確認しながら３次元超音波画像を構築するために十分な範囲の３次元スキャンを行うことができ、得られる３次元データの密度のむらを抑えることができる。これにより、機械的な構造が単純なラジアルスキャンのみを行う超音波内視鏡１を用いて、挿入部の外径を細くできると共に、３次元スキャン密度のむらがなく正確に３次元データを取得することができる。
【００６１】
なお、第１実施形態では、図６に示すように３次元スキャン密度画像が３次元スキャン密度に応じた異なる色相を有する簡単な３次元画像として表現されているが、３次元スキャン密度を画面に表示する方法はこの形態に限らない。例えば、３次元スキャン密度を異なる色相ではなく、異なる輝度で表示しても良い。あるいは、３次元スキャン密度を簡単な３次元画像ではなく、複数の断面で表示しても良い。
【００６２】
第１実施形態の変形例として、図１１に３次元スキャン密度の画像表示方法を変更した例を示す。
【００６３】
図１１の（ａ）は、３次元スキャン密度をα面，β面の直交する２断面として表示した例である。また、図１１の（ｂ）は、（ａ）の２断面を展開させて表示した例である。また、２つの断面ではなく、ｚ軸に垂直な多数の複数断面など、もっと多くの断面で表示しても良い。また、３次元スキャン密度の薄い立方のみを表示して、表示されるかたまりを消していくような３次元スキャン方法を用いても良い。
【００６４】
なお、本実施形態では、超音波走査の位置検出手段として磁気センサ１５を用いたが、加速度により位置を算出する加速度センサでも良いし、さらに他の位置検出センサを用いても良い。また、本実施形態では、磁気センサ１５を超音波内視鏡１の先端に設けたが、磁気センサ１５と磁気ソース３０の位置はこれを逆にしても超音波内視鏡１の先端の位置が検出できるので差し支えない。
【００６５】
次に本発明の第２実施形態として、３次元スキャン密度の算出方法を変更した例を説明する。装置構成は図１〜３に示した第１実施形態に記載のものと同様である。
【００６６】
第２実施形態は、第１実施形態とは３次元スキャン密度の算出方法のみが異なるので、その部分のみ説明する。
【００６７】
第１実施形態では、位置特定回路３６において、記録部３１と並列に入力される位置方向データにより、記録部３１に順次記録されるエコーデータブロックの位置を特定し、スキャン位置計数メモリ３７の３次元アドレス空間においてスキャン面が横切る立方のデータを１つ加算して更新することで、空間内の各部を超音波内視鏡１によるラジアルスキャンのスキャン面が横切った回数を計数するようになっている。
【００６８】
一方、第２実施形態では、位置特定回路３６において、位置検出装置６からの位置方向データを基に、ある一定時間おきに磁気センサ１５を含む位置にある立方のデータを１つ加算して更新することで、超音波内視鏡１の先端の軌跡上の点の密度を計数する。例えば、位置方向データが示す磁気センサ１５の位置が、図５で示すアドレス（１，１，１）である立方に含まれるときには、この立方のデータを１つ加算する訳である。
その他の作用は第１実施形態に記載のものと同様である。
【００６９】
この第２実施形態においても、第１実施形態と同様に３次元スキャン密度のむらを画像表示することができ、３次元スキャン密度のむらがなく正確に３次元データを取得することができるなど同様の効果が得られる。
【００７０】
なお、第２実施形態では、位置特定回路３６において、位置方向データを基にある一定時間おきに磁気センサ１５を含む位置にある立方のデータを１つ加算して更新することにより、超音波内視鏡１の軌跡上の点の密度を計数したが、これに限るものではなく、変形例として、位置特定回路３６により、ある一定時間の間の磁気センサ１５の軌跡を監視し、軌跡を含む位置にある立方のデータを軌跡の本数分加算して更新することで、超音波内視鏡１の先端の軌跡自体の密度を計数するような方法を用いても良い。
【００７１】
次に、図１２に基づき本発明の第３実施形態を説明する。図１２は超音波３次元画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【００７２】
第３実施形態は、３次元スキャン密度が所定値を越えたときに音により使用者に知らせる可聴音出力手段を設けた例である。第１実施形態とは超音波３次元画像処理装置の構成、作用のみが異なるので、その部分のみ説明する。
【００７３】
第３実施形態の超音波３次元画像処理装置７ａは、第１実施形態で説明した構成の他、３次元スキャン密度算出回路３９内に位置方向データより使用者の手を用いた３次元スキャンによる密度のむらを使用者に可聴音で知らせるアラーム駆動回路５１を備えており、このアラーム駆動回路５１は外部に設けられた警告音を出力するアラーム５２，５３に接続されている。
【００７４】
アラーム駆動回路５１は、位置検出装置６からの位置方向データより磁気センサ１５の位置の変化を算出する位置微分回路５４と、磁気センサ１５の配向の変化を算出する角度微分回路５５と、位置微分回路５４と角度微分回路５５の出力のピーク値をそれぞれ検出するピーク値検出回路５６，５７とを有して構成される。
その他の構成は第１実施形態に記載のものと同様である。
【００７５】
第３実施形態では、３次元スキャン密度算出回路３９において、位置微分回路５４は、位置検出装置６からの位置方向データよって得られる磁気センサ１５の位置のデータ（ｘ，ｙ，ｚ）を逐次微分し、その微分値の変化をピーク値検出回路５６に出力する。ピーク値検出回路５６は、ある一定の期間だけ前記微分値をピークホールドし、このピーク値とあるしきい値とを比較して、ピーク値がしきい値を越えたときにアラーム５２に電圧を印加して駆動する。これにより、アラーム５２は位置情報の微分値が所定値を越えたときに警告音を出力する。
【００７６】
また、角度微分回路５５は、位置検出位置６からの位置方向データよって得られる磁気センサ１５の配向［オイラー角（ψ，θ，φ）］を逐次微分し、その微分値の変化をピーク値検出回路５７に出力する。そして、ピーク値検出回路５７及びアラーム５３は、上述の位置情報についての動作と同様の動作を行い、角度情報の微分値が所定値を越えたときに警告音を出力する。
その他の作用は第１実施形態に記載のものと同様である。
【００７７】
第３実施形態では、３次元スキャン密度算出回路３９に設けられた位置微分回路５４、角度微分回路５５によって、磁気センサ１５の出力の位置情報と角度情報の微分値をそれぞれ演算し、アラーム５２，５３によって前記微分値が特定の一定値を越えたことを使用者に可聴音で知らせることにより、使用者に３次元スキャン密度のむらを報知するよう構成したので、３次元超音波画像を構築することが困難となるくらいに各断層像間の位置、角度の変化量（微分値）が大きい場合に、使用者はアラーム５２，５３から発せられる警告音によって容易に認識することができ、３次元スキャンのやり直しを行うことができる。これにより、機械的な構造が単純なラジアルスキャンのみを行う超音波内視鏡１を用いて、挿入部の外径を細くできると共に、３次元スキャン密度のむらがなく正確に３次元データを取得することができる。
【００７８】
ところで、超音波内視鏡など、体腔内に挿入する超音波プローブを用いた場合には、被検者の特定の部位と超音波のスキャン面との位置や方位の関係を知ることで、例えば門歯のような被検者の基準位置から病変部位までの距離などがわかり、再検査時の病変位置の同定などの点から検査上有用な意味を持つ。
【００７９】
特開昭６２−６８４４２号公報には、ボディーマーク等で超音波プローブの位置や方向の情報を表示するために磁場ソースを超音波プローブに設けた超音波診断装置が提案されている。この装置では、磁気ソースがベッドに埋め込まれ、被検者がその上に横たわるようにし、超音波プローブに装着または内蔵された磁気センサにより胸骨の先端部、ヘソ、右体側部、左体側部の位置を測定して、ボディーマークを作成する。そして、超音波断層像を収集表示すると同時に磁気センサによりその位置、ベッドに対する角度が測定され、ボディーマーク図に超音波プローブの位置、角度の情報が表示されるようになっている。
【００８０】
しかし、特開昭６２−６８４２２号公報に開示されている装置では、胸骨の先端部、ヘソ、右体側部、左体側部等の基準位置を、検査前に測定してからボディーマーク図を作成し、その上で超音波プローブの位置、角度の情報を表示するようになっている。このため、検査中に被検者がベッドの上で動くと、基準位置がボディーマークとずれてしまうため、超音波プローブの位置、角度の情報が不正確になるという問題点があった。
【００８１】
また、磁気センサを用いた位置検出を行う位置検出手段は、通常、磁場を発生する磁気ソースを伴って構成される。この磁気ソースの位置は、前述の米国特許５３９８６９１号公報、特開平４−３３２５４４号公報、特開昭６２−６８４２２号公報の装置ではベッドに設けられ、特開平６−２６１９００号公報の装置ではホストプロセッサに取り付けられ磁場に影響を与えない材料で作られたアームに設けられている。
【００８２】
しかし、金属性の支柱など磁場を擾乱するものが多いベッドに磁気ソースを設けると、発生する磁界が大きく乱されるおそれがあった。このため、超音波プローブの位置、方向を正確に得ることができないという問題点があった。また、通常、この種の磁気による位置検出手段は磁気センサが磁気ソースから遠くなると検出精度が落ちる。このため、ホストプロセッサなどに取り付けられたアーム等に磁気ソースを設けると、ホストプロセッサの位置やアームの取付方法によっては、磁気センサが磁気ソースから遠くなって超音波プローブの位置や方向の検出精度が落ち、やはり位置情報を正確に得ることができないという問題点があった。
【００８３】
そこで、上記問題点を解決する超音波画像診断装置の構成例を以下の第４及び第５実施形態に示す。
【００８４】
図１３は本発明の第４実施形態に係る超音波診断時の被検者周辺の配置構成を示す説明図である。
【００８５】
第４実施形態は、被検者の基準位置と超音波プローブの位置及び方向とを正確に把握できるようにした構成を示したものである。
【００８６】
図１３に示すように、第４実施形態では、磁気ソース３０はゴム、皮など磁場を擾乱しない材質で作られたベルト６１に取付固定されており、このベルト６１は被検者６２の体（ここでは胸部）に取り付けられる。このとき、ベルト６１を常に被検者６２の基準となる特定の位置に取り付けるようにする。
その他の構成は第１実施形態に記載のものと同様である。
【００８７】
この第４実施形態によれば、超音波診断時にベルト６１を常に被検者６２の基準位置に取り付けることにより、磁気ソース３０がこの基準位置、もしくは基準位置に対し一定の位置で被検者６２の体に固定して装着されるため、基準位置からの超音波内視鏡１の位置や方向をより正確に得ることができ、再検査時の病変位置の同定が容易である。
【００８８】
このとき、本実施形態では、磁気ソース３０はゴムや皮など磁場を擾乱しない材質で形成されたベルト６１に配設されており、さらにベルト６１は被検者６２の体に取り付けられるため、ベッドなどに磁気ソース３０を設ける場合に比べ磁界を乱されるおそれがない。また、ホストプロセッサなどに設けられたアーム等に磁気ソース３０を設ける場合に比べ、磁気センサ１５と磁気ソース３０が近接して配置されるため、超音波内視鏡１の位置や方向の検出精度が低下するおそれがない。このため、磁気センサ１５によって超音波内視鏡１の位置や方向をより高精度で正確に得ることができる。
【００８９】
その他の作用、効果は第１実施形態に記載のものと同様である。
【００９０】
なお、第４実施形態では、磁気センサ１５を第１実施形態と同様に超音波内視鏡１の先端に設けるようにし、磁気ソース３０を被検者６２に取り付けるベルト６１上に設けたが、磁気センサ１５と磁気ソース３０の位置はこれを逆にしても超音波内視鏡１の先端の位置が検出できるので差し支えない。
【００９１】
次に、図１４に基づき本発明の第５実施形態を説明する。図１４は超音波診断時の被検者周辺の配置構成を示す説明図である。
【００９２】
第５実施形態は、第４実施形態と同様に被検者の基準位置と超音波プローブの位置及び方向とを正確に把握できるようにした他の構成を示したものである。
【００９３】
図１４に示すように、第５実施形態では、磁気ソース３０はプラスチックなど磁場を擾乱しない材質で作られたマウスピース６３に取付固定されており、このマウスピース６３は超音波診断時に被検者６２の口にくわえられ、超音波内視鏡１はこのマウスピース６３を介して口腔、食道を通り体腔内に挿入される。
その他の構成は第１実施形態に記載のものと同様である。
【００９４】
この第５実施形態によれば、マウスピース６３と共に磁気ソース３０が被検者６２の門歯に近く一定の位置にあるように被検者６２の体に固定して装着されるため、被検者の基準位置である門歯からの超音波内視鏡１の位置や方向をより正確に得ることができ、再検査時の病変位置の同定が容易である。
【００９５】
このとき、本実施形態では、磁気ソース３０はプラスチックなど磁場を擾乱しない材質で形成され被検者の口元にくわえられたマウスピース６３に配設されているため、ベッドなどに磁気ソース３０を設ける場合に比べ磁界を乱されるおそれがない。また、ホストプロセッサなどに設けられたアーム等に磁気ソース３０を設ける場合に比べ、磁気センサ１５と磁気ソース３０が近接して配置されるため、超音波内視鏡１の位置や方向の検出精度が低下するおそれがない。このため、磁気センサ１５によって超音波内視鏡１の位置や方向をより高精度で正確に得ることができる。
【００９６】
その他の作用、効果は第１実施形態に記載のものと同様である。
【００９７】
なお、第５実施形態では、磁気センサ１５を第１実施形態と同様に超音波内視鏡１の先端に設けるようにし、磁気ソース３０を被検者６２がくわえるマウスピース６３に設けたが、磁気センサ１５と磁気ソース３０の位置はこれを逆にしても超音波内視鏡１の先端の位置を検出できるので差し支えない。
【００９８】
また、第４及び第５実施形態では、磁気センサ１５と磁気ソース３０とを１個づつ配設するように構成したが、磁気センサ１５を複数設けても良い。例えば、第４実施形態のように被検者に取り付けるベルトに磁気ソース３０を設け、超音波内視鏡１の先端とマウスピース６３とに磁気センサ１５を設けるようにしても良い。また、これらの位置を互いに入れ換えても超音波内視鏡１の先端の位置と被検者の基準位置を検出できるので差し支えない。
【００９９】
なお、上述した各実施形態では、体腔内用超音波プローブとしてＣＣＤカメラなどの観察光学系を設けた超音波内視鏡を用いた構成を示したが、光学系の無い超音波プローブであっても同様に適用することができる。
【０１００】
また、機械的にラジアルスキャンを行う超音波内視鏡を用いた構成を示したが、超音波のスキャン方法はリニアスキャン、セクタスキャン、コンベックススキャンなど、１回のスキャンにより１つのスキャン面を走査する超音波プローブであっても同様に適用することができる。また、スキャン面は平面でなく曲面であっても良い。
【０１０１】
［付記］
（１） 生体の体腔内へ挿入され、先端に設けられた超音波振動子により被検部位に超音波を送受波してエコーデータを得る超音波プローブと、
前記超音波プローブの挿入部先端に設けられ、前記超音波振動子の位置を検出する位置検出器と、
前記超音波プローブにより得られたエコーデータと前記位置検出器の出力とから被検部位の３次元データを構成する３次元データ構成手段と、
前記超音波プローブによる超音波の３次元スキャン密度を算出する３次元スキャン密度算出手段と、
前記３次元スキャン密度の状態を報知する報知手段と、
を備えたことを特徴とする超音波画像診断装置。
【０１０２】
付記１の構成では、超音波プローブは、生体の体腔内へ挿入され、被検部位に超音波を送受波してエコーデータを得る。そして、３次元スキャン密度算出手段により、超音波プローブの３次元スキャン密度を算出し、報知手段によって、使用者に３次元スキャン密度の状態（むら）を報知する。こうして、超音波プローブの３次元スキャンが終了した後、３次元データ構成手段において、エコーデータと位置検出器の出力とから被検部位の３次元データを構成する。
【０１０３】
（２） 前記報知手段は、前記３次元スキャン密度を画面に表示する表示手段であることを特徴とする付記１に記載の超音波画像診断装置。
【０１０４】
付記２の構成では、表示手段は、３次元スキャン密度を画面に表示することにより使用者に３次元スキャン密度の状態（むら）を報知する。
【０１０５】
（３） 前記超音波プローブは、前記超音波振動子の１回のスキャンにより１つのスキャン面をスキャンし、
前記３次元スキャン密度算出手段は、スキャン対象空間内の各部を前記スキャン面が横切った回数を計数することにより前記３次元スキャン密度を算出することを特徴とする付記１に記載の超音波画像診断装置。
【０１０６】
付記３の構成では、超音波プローブは、１回のスキャンにより１つのスキャン面をスキャンし、３次元スキャン密度算出手段において、スキャン対象空間内の各部をスキャン面が横切った回数を計数することにより３次元スキャン密度を算出する。
【０１０７】
（４） 前記超音波プローブは、前記超音波振動子によりラジアルスキャンを行うことを特徴とする付記３に記載の超音波画像診断装置。
【０１０８】
付記４の構成では、超音波プローブは超音波のラジアルスキャンを行う。
【０１０９】
（５） 前記超音波プローブは、前記超音波振動子の１回のスキャンにより１つのスキャン面をスキャンし、
前記３次元スキャン密度算出手段は、スキャン対象空間内の各部における前記スキャン面の軌跡の密度、もしくはこの軌跡上の点の密度を算出することにより前記３次元スキャン密度を算出することを特徴とする付記１に記載の超音波画像診断装置。
【０１１０】
付記５の構成では、３次元スキャン密度算出手段は、スキャン対象空間内の各部におけるスキャン面の軌跡の密度、もしくはこの軌跡上の点の密度を算出することにより３次元スキャン密度を算出する。
【０１１１】
（６） 前記表示手段は、前記３次元スキャン密度を輝度もしくは異なる色相として表現することを特徴とする付記２に記載の超音波画像診断装置。
【０１１２】
付記６の構成では、表示手段は、３次元スキャン密度を輝度、もしくは異なる色相として表現する。
【０１１３】
（７） 前記３次元スキャン密度算出手段は、前記位置検出器の出力の微分値を演算する微分演算手段を有し、
前記報知手段は、前記微分値が特定の値を越えたことを使用者に可聴音で報知する可聴音出力手段であることを特徴とする付記１に記載の超音波画像診断装置。
【０１１４】
付記７の構成では、３次元スキャン密度算出手段に設けられた微分演算手段は、位置検出器の出力の微分値を演算する。可聴音出力手段は、微分値が特定の値を越えた場合にそのことを使用者に可聴音で報知することにより、使用者に３次元スキャン密度の状態（むら）を報知する。
【０１１５】
（８） 前記微分演算手段は、前記微分値の演算を前記超音波振動子の位置に対して行うことを特徴とする付記７に記載の超音波画像診断装置。
【０１１６】
付記８の構成では、微分演算手段は、超音波振動子の位置に対して微分値を演算する。
【０１１７】
（９） 前記微分演算手段は、前記微分値の演算を前記超音波振動子の角度に対して行うことを特徴とする付記７に記載の超音波画像診断装置。
【０１１８】
付記９の構成では、微分演算手段は、超音波振動子の角度に対して微分値を演算する。
【０１１９】
（１０） 使用者により入力される、前記超音波プローブを用いて行う用手的な３次元スキャンの開始を示す３次元スキャン開始信号を、前記３次元スキャン密度算出手段に伝える３次元スキャン開始入力手段と、
使用者により入力される、前記超音波プローブを用いて行う用手的な３次元スキャンの終了を示す３次元スキャン終了信号を、前記３次元スキャン密度算出手段に伝える３次元スキャン終了入力手段と、
を設けたことを特徴とする付記１に記載の超音波画像診断装置。
【０１２０】
付記１０の構成では、使用者により、３次元スキャン開始入力手段を介して、超音波プローブを用いた用手的な３次元スキャンの開始が入力され、３次元スキャン開始信号が３次元スキャン密度算出手段に伝えられて、報知手段による３次元スキャン密度の状態の報知が開始する。そして、使用者により、３次元スキャン終了入力手段を介して、超音波プローブを用いた用手的な３次元スキャンの終了が入力され、３次元スキャン終了信号が３次元スキャン密度算出手段に伝えられて、報知手段による３次元スキャン密度の状態の報知が終了する。
【０１２１】
（１１） 前記超音波プローブの周囲に磁場を発生する磁気ソースを設け、
前記位置検出器は、前記磁気ソースから発生される磁場により位置を検出する磁気センサであることを特徴とする付記１に記載の超音波画像診断装置。
【０１２２】
付記１１の構成では、磁気ソースは、超音波プローブの周囲に磁場を発生する。磁気センサは、この発生された磁場により超音波プローブの位置を検出する。
【０１２３】
付記１〜１１、１５に係る本発明の第１の目的は、機械的な構造が単純で挿入部の外径を細径化でき、３次元スキャン密度のむらがなく正確に３次元データを取得することができる超音波画像診断装置を提供することにある。
【０１２４】
付記１〜１１、１５に係る構成によれば、３次元スキャン密度算出手段により、超音波プローブの３次元スキャン密度を算出し、報知手段によって、使用者に３次元スキャン密度の状態（むら）を報知するよう構成したので、３次元超音波画像を構築するために十分な範囲の３次元スキャンを行うことができ、得られる３次元データの密度のむらを抑えることができる。これにより、機械的な構造が単純な超音波プローブを用いて、挿入部の外径を細径化できると共に、３次元スキャン密度のむらがなく正確に３次元データを取得することが可能となる。
【０１２５】
（１２） 生体の体腔内へ挿入され、先端に設けられた超音波振動子により被検部位に超音波を送受波してエコーデータを得る超音波プローブと、
前記超音波プローブの周囲に磁場を発生する磁気ソースと、
前記磁気ソースから発生される磁場を検出する単数、または複数の磁気センサと、
前記超音波プローブにより得られたエコーデータと前記磁気センサの出力とから被検部位の３次元データを構成する３次元データ構成手段と、
を備えた超音波画像診断装置であって、
前記磁気ソースまたは前記磁気センサのうち少なくとも一個を前記超音波プローブの挿入部先端に設けると共に、
前記磁気ソースまたは前記磁気センサのうち、前記超音波プローブの挿入部先端に設けられたものとは別の少なくとも一個を、被検者の体に固定して装着される固定手段に設けたことを特徴とする超音波画像診断装置。
【０１２６】
付記１２の構成では、超音波プローブは、生体の体腔内へ挿入され、被検部位に超音波を送受波してエコーデータを得る。このとき、磁気ソースは、超音波プローブの周囲に磁場を発生する。また、単数または複数の磁気センサは、この発生された磁場により位置を検出する。そして、３次元データ構成手段は、エコーデータと磁気センサの出力とから被検部位の３次元データを構成する。
【０１２７】
（１３） 前記固定手段は、被検者の体に装着するベルトであることを特徴とする付記１２に記載の超音波画像診断装置。
【０１２８】
付記１３の構成では、被検者の体に装着するベルトに設けられた磁気ソースまたは磁気センサによって、磁場により超音波プローブの位置が検出される。
【０１２９】
（１４） 前記固定手段は、被検者が口に装着するマウスピースであることを特徴とする付記１２に記載の超音波画像診断装置。
【０１３０】
付記１４の構成では、被検者が口に装着するマウスピースに設けられた磁気ソースまたは磁気センサによって、磁場により超音波プローブの位置が検出される。
【０１３１】
（１５） 前記超音波プローブは、光学観察手段を有する超音波内視鏡であることを特徴とする付記１〜１４に記載の超音波画像診断装置。
【０１３２】
付記１５の構成では、光学観察手段を有する超音波内視鏡によって、被検部位のエコーデータを得ると共に、被検部位の光学像を得て観察を行う。
【０１３３】
付記１２〜１５に係る本発明の第２の目的は、被検者の基準位置からの超音波プローブの位置や方向をより正確に得ることができる超音波画像診断装置を提供することにある。
【０１３４】
付記１２〜１５に係る本発明の第３の目的は、磁気センサにより超音波プローブの位置や方向をより高精度で正確に得ることができる超音波画像診断装置を提供することにある。
【０１３５】
付記１２〜１５に係る構成によれば、磁気ソースまたは磁気センサのうち少なくとも一個が超音波プローブの挿入部先端に設けられ、これとは別の少なくとも一個が被検者の体に固定して装着される固定手段に設けられるため、被検者の基準位置からの超音波プローブの位置や方向をより正確に得ることができる。また、磁気センサによって超音波プローブの位置や方向の情報をより高精度で正確に得ることが可能となる。
【０１３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、挿入部の機械的な構造が単純で外径を細くでき、かつ３次元スキャン密度のむらがなく正確に３次元データを取得することが可能な超音波画像診断装置を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る超音波画像診断装置の全体構成を示す構成説明図
【図２】超音波内視鏡の先端部の構成を拡大して示した斜視図
【図３】第１実施形態に係る超音波３次元画像処理装置の構成を示すブロック図
【図４】エコーデータブロックの補間処理を示す作用説明図
【図５】スキャン位置計数メモリのアドレスを概念的に示した作用説明図
【図６】３次元スキャン密度画像を示す作用説明図
【図７】被検部位の３次元超音波画像の表示例を示す作用説明図
【図８】被検部位の３次元超音波画像の表示例を示す作用説明図
【図９】３次元画像処理回路における断面設定処理の手順を示すフローチャート
【図１０】３次元超音波画像生成のための断面設定を行う際の複数の断面画像を示す作用説明図
【図１１】第１実施形態の変形例に係る３次元スキャン密度の画像表示方法を示す作用説明図
【図１２】第３実施形態に係る超音波３次元画像処理装置の構成を示すブロック図
【図１３】第４実施形態に係る超音波診断時の被検者周辺の配置構成を示す説明図
【図１４】第５実施形態に係る超音波診断時の被検者周辺の配置構成を示す説明図
【符号の説明】
１…超音波内視鏡
４…超音波観測装置
５…観察用モニタ
６…位置検出装置
７…超音波３次元画像処理装置
８…画像処理モニタ
１４…超音波振動子
１５…磁気センサ
３０…磁気ソース
３４…３次元画像処理回路
３９…３次元スキャン密度算出回路
Claims (1)
- 生体の体腔内へ挿入され、先端に設けられた超音波振動子により被検部位に超音波を送受波してエコーデータを得る超音波プローブと、
前記超音波プローブの挿入部先端に設けられ、前記超音波振動子の位置を検出する位置検出器と、
前記超音波プローブにより得られたエコーデータと前記位置検出器の出力とから被検部位の３次元データを構成する３次元データ構成手段と、
前記超音波プローブによる超音波の３次元スキャン密度を算出する３次元スキャン密度算出手段と、
前記３次元スキャン密度の状態を報知する報知手段と、
を備えたことを特徴とする超音波画像診断装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28391597A JP3808990B2 (ja) | 1997-10-16 | 1997-10-16 | 超音波画像診断装置 |
| US09/164,053 US6248074B1 (en) | 1997-09-30 | 1998-09-30 | Ultrasonic diagnosis system in which periphery of magnetic sensor included in distal part of ultrasonic endoscope is made of non-conductive material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28391597A JP3808990B2 (ja) | 1997-10-16 | 1997-10-16 | 超音波画像診断装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006086711A Division JP2006204947A (ja) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | 超音波画像診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11113913A JPH11113913A (ja) | 1999-04-27 |
| JP3808990B2 true JP3808990B2 (ja) | 2006-08-16 |
Family
ID=17671851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28391597A Expired - Fee Related JP3808990B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-10-16 | 超音波画像診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3808990B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4780819B2 (ja) * | 2000-03-08 | 2011-09-28 | Ｇｅヘルスケア・ジャパン株式会社 | 超音波診断装置 |
| JP4551051B2 (ja) * | 2002-04-17 | 2010-09-22 | オリンパス株式会社 | 超音波診断装置 |
| EP1504721B1 (en) | 2002-09-27 | 2010-01-06 | Olympus Corporation | Ultrasonograph |
| JP4328077B2 (ja) * | 2002-09-27 | 2009-09-09 | オリンパス株式会社 | 超音波診断装置 |
| US6896657B2 (en) * | 2003-05-23 | 2005-05-24 | Scimed Life Systems, Inc. | Method and system for registering ultrasound image in three-dimensional coordinate system |
| JP2005058551A (ja) * | 2003-08-18 | 2005-03-10 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | 超音波画像表示方法および超音波診断装置 |
| EP1523939B1 (en) | 2003-10-14 | 2012-03-07 | Olympus Corporation | Ultrasonic diagnostic apparatus |
| JP4515081B2 (ja) * | 2003-12-01 | 2010-07-28 | オリンパス株式会社 | 超音波診断装置 |
| JP2008253787A (ja) * | 2008-04-28 | 2008-10-23 | Olympus Corp | 超音波診断装置 |
| JP7062384B2 (ja) * | 2016-07-26 | 2022-05-06 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | 医用画像処理装置および医用画像処理プログラム |
-
1997
- 1997-10-16 JP JP28391597A patent/JP3808990B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11113913A (ja) | 1999-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6248074B1 (en) | Ultrasonic diagnosis system in which periphery of magnetic sensor included in distal part of ultrasonic endoscope is made of non-conductive material | |
| JP4828802B2 (ja) | 穿刺治療のための超音波診断装置 | |
| EP2042102B1 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus | |
| JP4467927B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
| JP4068234B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
| JP3354619B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
| US6685643B1 (en) | Method and device for recording ultrasonic images | |
| US20050203417A1 (en) | Ultrasonic diagnosis apparatus | |
| US20050096526A1 (en) | Endoscopy device comprising an endoscopy capsule or an endoscopy head with an image recording device, and imaging method for such an endoscopy device | |
| JP2005529701A (ja) | 撮像装置の撮像パターンのコンピュータで生成した表示 | |
| JP4468432B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
| JP3808990B2 (ja) | 超音波画像診断装置 | |
| WO2013011733A1 (ja) | 内視鏡誘導システム及び内視鏡誘導方法 | |
| JP4276825B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
| JPH10262963A (ja) | 超音波画像診断装置 | |
| JP4119530B2 (ja) | 内視鏡装置および内視鏡に挿通する位置検出カテーテル | |
| JP4248615B2 (ja) | 超音波画像診断装置 | |
| JP2006204947A (ja) | 超音波画像診断装置 | |
| JP4198130B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
| JPH11113912A (ja) | 超音波画像診断装置 | |
| JP4700405B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
| JP3943923B2 (ja) | 超音波画像診断装置 | |
| CN102028502B (zh) | 具有彩色多普勒超声扫描功能的电子喉镜系统 | |
| WO2022181517A1 (ja) | 医療画像処理装置、方法及びプログラム | |
| JP2003180696A (ja) | 超音波診断装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041015 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041015 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060113 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060124 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060327 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060516 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060519 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100526 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100526 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110526 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120526 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130526 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |