JP4197993B2

JP4197993B2 - 超音波診断装置

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Publication number: JP4197993B2
Application number: JP2003172485A
Authority: JP
Inventors: 佳宏小平
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2023-06-17
Also published as: JP2005006770A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波診断装置、特に、３次元領域のエコーデータを取り込み、２次元ディスプレイ上に画像表示を行う超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波診断装置は、超音波内視鏡もしくは超音波探触子を使用し、生体へ超音波を送受波し、得られたエコー信号に対し様々な信号処理及び画像処理を行うことにより、生体の断層像を生成し表示する装置である。
近年においては、３次元的に生体内部を走査し、得られた３次元領域のエコーデータを用いて前記生体内の超音波断層像を表示する超音波診断装置が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特開平７−４７０６６号公報には、３次元領域のエコーデータを取り込んで超音波画像を２次元ディスプレイ上に立体的に画像表示可能な装置が開示されている。
また、特開２０００−２５４１２３号公報には、表示されている断層像が、３次元エコーデータから構築された立体的な画像のどの断面を表示しているかを認識し易くするために、基準線を一緒に表示し、基準線の変更に連動して断層像も変更する装置が開示されている。
【０００４】
また、特開平７−１５５３２８号公報には、３次元走査によるエコーデータを用いて形成した超音波断層像にマーキングして縦断面位置指定を行い、関心領域近傍の縦断像を体動等に影響されることなく迅速に表示可能な装置が開示されている。
最近では、特開平１１−１１３９１３号公報には、超音波プローブと磁気センサを組み合わせた超音波内視鏡により３次元超音波画像と３次元スキャン密度画像を表示する装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−４７０６６号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２０００−２５４１２３号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開平７−１５５３２８号公報
【０００８】
【特許文献４】
特開平１１−１１３９１３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
超音波画像をフリーズしたときに、フリーズした時点の断層像を表示しているが、一般的には、３次元走査は病変部位を包含するように走査を行っており、走査中心付近に病変部が存在することが多い。
しかし、従来は、図１６に示すように、操作者はフリーズする度に、わざわざリニア走査範囲の中心付近に描出されている病変部２６を表示するよう調整しており、使い勝手が不便であった。
【００１０】
例えば、図１６（Ａ）は走査中におけるラジアル画像とリニア画像とを表示しており、走査停止の指示入力を行うと、走査終了時におけるラジアル画像とリニア画像とを表示する状態となる。
【００１１】
従って、図１６（Ｂ）に示すようにリニア画像上には病変部２６が表示される状態となるが、ラジアル画像では病変部２６が表示されていない位置（走査停止位置）でのラジアル画像となり、ラジアル画像上において病変部２６を表示させるためには、基準線を点線で示す位置から病変部２６がある位置まで移動する作業が必要になる。
【００１２】
そしてその基準線を病変部２６の位置に設定することにより、図１６（Ｂ）に示すようにラジアル画像上でも病変部２６が表示させるようになる。
【００１３】
このように従来例では調整する作業が必要になる欠点があった。
【００１４】
（発明の目的）
本発明の目的は、フリーズした時に、病変部等が描出されている走査中心付近等の関心部位の画像を自動的に表示できる使い勝手の良い超音波診断装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様による超音波診断装置は、生体に対して予め決められている走査範囲において超音波を送受波し、得られたエコーデータを用いて前記生体内の複数の超音波断層像を表示する超音波診断装置において、
前記エコーデータに基づいて得られた複数の超音波断層像データを再構築することにより当該生体に係る３次元データを作成し、当該３次元データに基づいて得られる、少なくとも１つの断層画像と１つの３次元画像とを画像表示手段に表示するよう処理する画像表示処理手段と、
前記画像表示手段に表示される前記複数の画像間の位置関係を示す指標を表示する指標表示手段と、
予め決められている走査範囲の走査が終了したとき、もしくは操作者によって走査停止指示信号が入力されたときに当該走査を停止する走査停止手段と、
予め決められている走査範囲の走査が終了したときに、前記画像表示手段に表示されている前記複数の画像のうち少なくとも１つの画像に対してリニア方向に移動した所定の断面位置に係る画像を自動的に変更して表示する画像表示自動変更手段と、
を備えている。
【００１６】
【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。
（第１の実施の形態）
図１から図６までは本発明の第１の実施の形態に係り、図１は本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置の概略構成図であり、図２は超音波画像のフリーズ直前の画像表示例であり、図３は超音波画像をフリーズした後の自動表示調整された画像表示例であり、図４は超音波診断装置による動作の内容を示し、図５は全ての表示画像に表示されるように病変部を調整表示した時の画像表示例であり、図６は表示領域を越えて走査した時の画像表示例を示した図である。
【００１７】
図１に示すように本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置１は、超音波の送受波を行う超音波振動子２を内蔵した超音波探触子（超音波プローブ）３と、この超音波探触子３が接続され、超音波探触子３により得られるエコー信号に対して信号処理して超音波断層像の表示を観測用モニタ５により行う超音波観測装置４とから構成される。
【００１８】
超音波探触子３は、細長の挿入部６を有し、この挿入部６の先端側には超音波を送受波する超音波振動子２が内蔵され、超音波振動子２は挿入部６内に挿通されたフレキシブルシャフト７の先端に取り付けられている。
【００１９】
また、挿入部７の後端の把持部内には駆動部８が内蔵され、この駆動部８を構成する図示しない第１モータを回転することにより、超音波振動子２は回転駆動され、超音波を放射状に順次出射する。また、駆動部８内の図示しない第２モータを回転することにより、フレキシブルシャフト７は挿入部６の軸方向（長手方向で例えばＺ軸方向とする）に移動され、従って超音波振動子２により出射される超音波をＺ軸方向にリニア走査することができる。
【００２０】
超音波観測装置４内には、超音波振動子２に駆動信号を印加して超音波の送受を行い、生体内で反射された超音波エコーを受信し、超音波振動子２で変換された電気信号を増幅し、対数圧縮及び検波を行う送受信部１１と、検波されたアナログ信号をデジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換器１２と、デジタルエコーデータを記憶するフレームメモリ１３と、送受信部１１、Ａ／Ｄ変換器１２、フレームメモリ１３、そして後術するフレームメモリ１４とＤ／Ａ変換器１５等の制御を行うシステムコントローラー１６とを有する。
【００２１】
また、各部の制御を主に行うＣＰＵ１７と、画像表示のための演算処理を実施する演算処理プロセッサ１８と、各種の処理プログラム等を記憶する主記憶装置１９と、フレームメモリ１３からの連続した複数の断層画像データ、即ち３次元エコーデータ等を記憶する画像データ記憶装置２０と、制御プログラム及びバックアップデータ等を記憶するハードディスク等からなる外部記憶装置２１と、キーボード等の操作用端末２２と、トラックボール等のポインティングデバイス２３とがデータ転送バス２４を介してデータや制御信号を転送可能に接続されている。なお、最近はＣＰＵ１７の演算処理速度が飛躍的に向上しているため、制御のみでなく、演算処理プロセッサ１８による画像表示のための演算処理を実施するようにしても良い。
【００２２】
また、このデータ転送バス２４には画像処理後のデータを記憶するフレームメモリ１４が接続され、このフレームメモリ１４に記憶されている画像データは読み出され、Ｄ／Ａ変換器１５によりアナログ信号へ変換され、このＤ／Ａ変換器からのアナログの出力信号は画像処理後の３次元画像等の表示を行うＣＲＴ等で構成される観測用モニタ５に入力され、このモニタ５により３次元画像等の表示が行われる。
【００２３】
上述のように駆動部８には、第１モータと第２モータとを設けてあるので、第１モータと第２モータとを同期させて同時に回転駆動させることによって、超音波を出射して３次元領域を走査し、Ｚ軸方向の座標位置が少しづつ異なる断層像を多数得ることができ、これらの断層像は画像データ記憶装置２０に順次記憶され、これらの断層像から３次元画像を構築することができるようにしている。
【００２４】
また、操作者は、３次元走査範囲の走査が終了した時、或いは走査停止指示により操作用端末２２等から走査停止或いは静止画の表示の指示入力を行うことにより、モニタ５には静止画（フリーズ画像）状態での画像を表示できるようにしている。
【００２５】
本実施の形態では、後述するように観測用モニタ５に複数の画像を表示し、かつ複数の画像間の位置関係を示す指標として、基準線を表示すると共に、走査終了時、若しくは操作者によって操作用端末２２等から走査停止指示が行われた場合にはＣＰＵ１７はリニア走査範囲の中心位置を算出して、その中心位置に対応するラジアル画像を読み出して表示する処理を行う画像表示自動変更手段が形成されるようにしている。
【００２６】
つまり、通常、病変部等の関心部位をリニア走査範囲の中心に捕らえた状態で、走査停止の指示が行われるので、その操作停止の指示が行われた時、そのリニア走査範囲の中心位置を算出し、その中心位置の断面位置に対応するラジアル画像を表示するようにすることにより、ラジアル画像においても病変部等の関心部位を捕らえた状態の画像表示を行えるようにして、使い勝手（操作性）を向上している。
【００２７】
次に本実施の形態の作用を以下に述べる。
超音波診断、特に体腔内超音波診断を行う際は、まず、超音波探触子３の挿入部６を体腔内に挿入し、音響媒体（脱気水やゼリー）を介して体腔内の生体組織表面に接触させる。
【００２８】
超音波観測装置４内の送受信部１１は、システムコントローラ１６に基づき超音波駆動パルスを発生し、駆動部８へと伝達する。駆動部８は、システムコントローラ１６に基づき超音波探触子３内のフレキシブルシャフト７を回転させると共に、超音波探触子３の先端にある超音波振動子２へと前記超音波パルスを伝達する。
【００２９】
超音波振動子２は前記超音波駆動パルスに応じて生体内に超音波を送波すると共に、生体内で反射された超音波エコー信号を受波する。
受波された超音波エコー信号は、駆動部８を介し、超音波観測装置４の送受信部１１へと伝達される。
【００３０】
伝達された超音波エコー信号は、増幅器により増幅され、送受波した超音波周波数に適して切り替えられるＢＰＦもしくは深さごとにフィルタの中心周波数、帯域幅が変化するダイナミックフィルタを通り、対数圧縮及び検波され、表示レンジに応じたＬＰＦを通る、といった一連のアナログ信号処理が行われ、Ａ／Ｄ変換器１２でデジタル信号へと変換される。
【００３１】
デジタル信号に変換された超音波信号は、フレームメモリ１３に記憶される。ＣＰＵ１７或いは演算処理プロセッサ１８は、あるタイミングでフレームメモリ１３に格納された超音波音線データを読み出し、画像処理を行う。
読み出された超音波音線データは、ラジアル走査等によって得られるため、超音波振動子２からの送波方向とＴＶ走査の方向が一致しない。従って、ＣＰＵ１７により、直交座標系のデータへと変換され、ＴＶ走査方向と一致したデータにされる。
【００３２】
また、ＣＰＵ１７或いは演算処理プロセッサ１８は、複数のラジアル画像からリニア画像の構築や、表面抽出処理、陰影付け処理、表面合成処理、投影変換処理等の画像演算処理等の３次元画像も構築する。
これらの画像データは、画像データ記憶装置２０に記憶されると共に、データ転送バス２４を介してフレームメモリ１４に書き込まれ、Ｄ／Ａ変換器１４にてアナログ信号へと変換され、観測用モニタ５に表示される。また、操作用端末２２の指示により、一部の画像や全ての画像等のデータを、外部記憶装置２１に記憶し、後日の読み出しや次回検査時の読み出しにより表示することができる。
【００３３】
次に、観測用モニタ５に表示される複数の断層像（つまり２次元画像）、及び３次元画像について図２を参照して説明する。
図２は、３枚の断層像（１枚のラジアル画像、２枚のリニア画像）と１枚の３次元画像の計４枚の画像が、モニタ５に表示されている表示例である。また、複数の画像間の位置関係を示す指標としての機能を持つ基準線も表示するようにしている。
【００３４】
４枚のうち左上がラジアル画像Ｇｒを示しており、そのラジアル画像Ｇｒ内の縦方向の基準線Ａの断面のリニア画像Ｇｌ１を右上に、横方向の基準線Ｂの断面のリニア画像Ｇｌ２を左下に示している。
【００３５】
また、右上の（基準線Ａの）リニア画像Ｇｌ１、及び左下の（基準線Ｂの）リニア画像Ｇｌ２内にそれぞれ示されている基準線Ｃは、左上に表示されているラジアル画像Ｇｒが、リニア走査内のどの位置のラジアル画像を表示しているかを示している。
【００３６】
また、右下に表示される３次元画像Ｇｖは、基準線Ａから基準線Ｃまでの複数のリニア画像Ｇｌ１，Ｇｌ２を用いて構築される３次元画像である。
つまり、３つの基準線Ｃ、Ａ、Ｂは、３枚の断層像Ｇｒ、Ｇｌ１，Ｇｌ２、及び３次元画像Ｇｖとの位置関係を示している。
操作者は、これらの基準線Ａから基準線Ｃを調整することで、病変部等の関心領域が描出されている画像や、３次元画像を構築表示することができる。
【００３７】
また、これらの画像は、通常の検査時の画質調整機能（ゲイン、コントラスト、ガンマ補正、ＳＴＣ等）で調整することができ、表示されている画像の全て、もしくは、３次元画像を除いた全ての画像に対して画質を調整することができる。更に、ラジアル画像Ｇｒの回転を行うイメージローテーションや、回転方向を変えるＤＩＲ（Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を行うと、全ての画像が連動して自動調整される。
【００３８】
操作者は通常、病変部が走査範囲の中心にくるようにリニア走査を行う。図２はこの状態での画像表示例を示し、リニア画像Ｇｌ１におけるリニア走査範囲の中心に病変部２６が表示されている。
【００３９】
そして、操作者はこの状態で、病変部２６等を詳しく画像観察したいと望む場合には、操作用端末２２等から走査停止等の指示入力の操作を行うと、図３に示すように静止画状態でラジアル画像Ｇｒ′、リニア画像Ｇｌ１，Ｇｌ２，３次元画像Ｇｖ′を表示させることができる。なお、図３以降では図中における基準線Ａ′における基準線の表示は省略してＡ′のみを示している。
【００４０】
この場合、ＣＰＵ１７は操作用端末２２等から走査停止等の指示入力を受け付け、図２のリニア画像Ｇｌ１におけるリニア走査範囲の中央の走査位置の基準線Ａ′（この基準線Ａ′が表示されるラジアル画像の表示の断面位置となる）を設定する。なお、本実施の形態ではリニア画像Ｇｌ２におけるリニア走査範囲の中央の走査位置は基準線Ｂのままである。
【００４１】
そして、これらの基準線Ａ′の位置に対応するラジアル画像データを画像データ記憶装置２０から読み出し、ラジアル画像Ｇｒ′として表示する。
また、この場合には、基準線Ａ′及びＢの位置を断面として、例えばその位置からリニア走査前方側を示す３次元画像Ｇｖ′を表示する。
このようにして、図３に示すように、フリーズ直後の画像が表示されるようになる。
【００４２】
これにより、操作者は、３次元走査を行った後、もしくは操作者が操作用端末２２により走査停止指示を行ったときに、自動的に調整表示されて病変部２６が描出される画像表示自動変更手段が形成されるようにしているので、病変部２６が表示されるように調整する手間を不必要とし、操作者による操作性を向上できると共に、検査効率を向上できる。
【００４３】
図４は図２から図３の表示を行う場合の処理手順の概略を示す。
図４に示すように走査開始の指示を行うことにより、超音波振動子２は回転されながら、リニア方向（Ｚ軸方向）に移動され、ステップＳ１のように超音波のラジアル走査及びリニア走査が行われる。
【００４４】
そして、ステップＳ２に示すように、例えばラジアル走査で１回転された画像データがフレームメモリ１３から画像データ記憶装置２０に順次記憶される。
また、ステップＳ３に示すように画像データ記憶装置２０に転送された画像データから、ほぼ現在の走査位置に対応する２次元画像としてのラジアル画像Ｇｒと、現在の走査位置までのリニア画像Ｇｌ１，Ｇｌ２と、これらの２次元画像から現在の走査位置までの３次元画像Ｇｖを構築して描画する処理を行う。
【００４５】
そしてステップＳ４において、ＣＰＵ１７は操作用端末２２等から走査停止の指示入力が行われたか否かの判断処理を行い、走査停止の指示入力が行われていない場合にはステップＳ１に戻り、ステップＳ１からステップＳ３の処理を続行し、ステップＳ４で走査停止の指示入力が行われたか否かの判断処理を行う。
【００４６】
そして、走査停止の指示入力が行われた場合には、ステップＳ５に示すようにＣＰＵ１７はその指示入力を受け付けて、システムコントローラ１６を介して駆動部８等の動作を停止させて、走査を停止させる。
【００４７】
また、ステップＳ６に示すようにＣＰＵ１７はこれまでのリニア走査範囲の中央位置を算出する。
また、ステップＳ７に示すように中央位置に対応するラジアル画像データを画像データ記憶装置２０から読み出す。
【００４８】
また、ステップＳ８に示すように中央位置に対応する基準線Ａ′、Ｂをラジアル画像Ｇｒ′、リニア画像Ｇｌ１及びＧｌ２に付加して表示する。また、右下に表示する３次元画像Ｇｖ′もリニア走査位置から基準線Ａ′、Ｂの位置までに対応する画像を表示する。
このような処理を行ってこの表示処理動作を終了する。そして、走査開始の指示入力があると、再び、ステップＳ１からの処理を行うようになる。
【００４９】
このように本実施の形態によれば、フリーズを行った場合には、図２の画像は、リニア走査した走査範囲の中心位置のラジアル画像Ｇｒ′を自動的に表示するようになるので、操作者はラジアル画像中に病変部２６が表示されるように調整する等の作業が不用となり、使い勝手が向上する。
【００５０】
なお、上述した図４による説明では、走査停止の指示入力が行われた場合に、リニア走査範囲の中心位置でのラジアル画像の表示を行うようにしているが、予め設定されたリニア走査範囲を終了した場合にも同様の表示を行うようにしても良い。またリニア走査範囲の中心位置を自動的に表示するようにしているが、任意の位置を表示するようにしても良い。
【００５１】
図３は、フリーズ直後に自動的にラジアル画像を時間的にさかのぼり、リニア画像の中心走査付近のラジアル画像Ｇｒ′を表示するようにしてしたが、図５の第１変形例の画像表示例のように、基準線Ｂ′も、フリーズ直後に異なる断面を自動的に変更表示するようにしても良い。
この場合には、リニア画像Ｇｌ２′では病変部２６の断面が表示される画像となる。また、３次元画像Ｇｖ″は基準線Ａ′とＢ′の断面を有する画像が表示されるようになる。
【００５２】
図６は、第２変形例における画像表示例を示し、本変形例では表示範囲を越えるような走査を行った場合の表示例である。
表示範囲を越えるような走査を行う場合、リニア画像が自動的にスクロールしながら、つまり、同じスケールを保ったまま、画像を表示すると共に、スクロールバー２７も表示する。
【００５３】
スクロールバー２７内の網掛け部分２８は、全体の走査長に対して表示している部分の割合を示しており、表示範囲を越えるような走査を行っている間、常に表示している部分の割合を算出し、表示する。
【００５４】
また、図６（Ａ）のような画像を、フリーズがかかった時、つまり走査停止時に、図６（Ｂ）のようにリニア画像を走査した全範囲の丁度中心のリニア画像Ｇｌ１′が表示されるように自動調整され、更には、全走査範囲の中心のラジアル画像Ｇｒ′を表示するようにしている。
【００５５】
つまり、図６（Ａ）におけるリニア画像Ｇｌ１の下のスクロールバー２７の網掛け部分２８が走査範囲の中心に達し、その場合に病変部２６の略半分のみが表示されたタイミングで、走査停止の指示入力を行うと、図６（Ｂ）に示すように病変部２６が中心に設定された状態でのラジアル画像Ｇｒ′となるような画像表示を行うようにしている。
【００５６】
また、本実施の形態では、観測用モニタ５へ３つの断層像（２次元画像）と１つの３次元画像を表示する場合について説明したが、任意の複数の断層画像を表示することもできるし、操作用端末２２の指示等により、各々の単一画像を選択表示することも可能である。各々の画像を選択表示した場合でも、表示されていない画像（ラジアル及びリニア画像、３次元画像）は走査停止時の自動的に変更されて表示されるよう構成している。
【００５７】
このように、従来ではフリーズした後（走査停止時）に、走査範囲の中心付近にある病変部を、一々調整して描出していたのに対し、本実施の形態によれば、フリーズ時に、自動的に走査範囲の中心付近を描出するよう調整されるので、操作者が再度調整する必要がなく、もしくは調整しても僅かであり、検査或いは診断の効率を向上できると共に、使い勝手も向上する。
【００５８】
なお、上述の説明では、走査停止時に走査した全走査範囲の丁度中心のリニア画像Ｇｌ１′を表示しているが、これに限定されず、中心から少しずれて表示しても良いし、走査停止時のリニア画像Ｇｌ１から固定した距離分だけ戻って表示するようにしても良い。
【００５９】
また、上述した実施の形態及び変形例において、リニア走査中における走査停止の指示を行う時刻前までに、ポインティングデバイス２３等の操作で、フリーズ時におけるリニア画像Ｇｌ１上におけるラジアル画像Ｇｒ′の表示位置を決定する基準線を設定できるようにしても良い。
【００６０】
具体的には、例えば図６（Ａ）の状態ではリニア画像Ｇｌ１の左端の基準線が、走査状態でのラジアル画像Ｇｒの表示の断面位置となっているが、走査停止した場合におけるラジアル画像Ｇｒの表示の断面位置を決定する基準線（図６（Ａ）において点線で示す）Ｄをポインティングデバイス２３等の操作により任意の位置に設定できるようにしても良い。
【００６１】
このように基準線Ｄを設定できるようにすると、基準線Ｄに注目する病変部２６の中央が達した状態で走査停止の指示を行えば、その基準線Ｄの断面位置のラジアル画像Ｇｒ′を表示させることができるので、病変部２６がリニア走査範囲の中心位置からずれた状態においても、使用者の選択設定した位置で確実に表示させることができる。
また、ラジアル画像Ｇｒ′の表示の断面位置を（表示前に）確認できると共に、病変部２６がリニア走査の中心に達しない状態においても病変部２６の断面のラジアル画像Ｇｒ′を表示させることもできる。従って、操作者による使い勝手を向上できる。
【００６２】
なお、基準線Ｄを設定することを図６（Ａ）の画像表示例で説明したが、図２の場合に適用することもできる。また、基準線Ｄを図６（Ａ）のようにリニア画像Ｇｌ１中に表示しても良いが、その一部或いは断面位置が分かるような指標として（表示枠の下或いは上などに断面位置が分かる目盛り等の指標として）表示するようにしても良い。
また、基準線Ｄを設定しない場合には、走査停止時のラジアル画像Ｇｒ′の断面位置はリニア走査範囲の中心となるように予め設定しても良い。
【００６３】
このように本実施の形態では、走査停止の指示が行われた時、その時までに予め設定された設定位置で少なくとも１つの画像を表示する設定位置画像表示手段が形成されるようにしているので、病変部等の関心部位を表示するための調整の作業を殆ど不必要とし、操作性を向上できる。
【００６４】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態を図７から図９を参照して説明する。図７から図９までは本発明の第２の実施の形態に係り、図７は本発明の第２の実施の形態の超音波診断装置の概略構成図であり、図８は３次元走査を行っている途中の画像表示例であり、図９は３次元走査が停止して、自動調整された画像表示例を示した図である。
本実施の形態では磁気センサを用いて超音波探触子３の先端の超音波振動子２の位置を検出するようにしたものである。
【００６５】
図７に示す第２の実施の形態の超音波診断装置３１は、図１に示した超音波診断装置１において、さらに超音波探触子３の先端部には、超音波振動子２の位置検出のために例えば磁界を発生する送信コイル３２を設けた超音波探触子３′にすると共に、その周囲（体外）に配置した位置検出部３３、及びその位置検出部３３と通信する通信部３４とを設けた超音波観測装置４′との構成にしている。また、本実施の形態では、図１における演算処理プロセッサ１８を省き、その処理をＣＰＵ１７により行うようにしている。
【００６６】
本実施の形態では、超音波探触子３の挿入部６の先端には、超音波振動子２の位置検出をするために、送信コイル３２の空間周囲に磁場を張る送信コイル３２が設けられており、信号線を介して超音波探触子３の外部に配置される位置検出部３３内に設けたコイル駆動部３５と接続されており、このコイル駆動部３５によりコイル励振信号が送信コイル３２に供給され、送信コイル３２の周囲に位置検出のための磁界を発生する。
【００６７】
この送信コイル３２は、直交する２方向（図７のｙとｚ）を軸として巻かれた２軸コイルで構成されており、このｚ軸は超音波探触子３の挿入方向、ｙ軸はｚ軸に垂直でラジアル走査平面に平行な方向である。
【００６８】
また、この位置検出部３３内には、上記送信コイル３２にコイル励振信号を出力するコイル駆動部３５と、所定の配置方法で特定の位置に固定され、送信コイル３２が張る磁界を逐次検知して、電気的な受信信号を出力する磁気センサとしての例えば複数の受信コイル３６と、各受信コイル３６が出力する受信信号から位置方向データを出力する位置算出部３７とが設けてある。
【００６９】
位置算出部３７から出力する位置方向データは超音波観測装置４′の内部に設けた通信部３４に送られる。この通信部３４はシステムコントローラ１６と接続されると共に、データ転送バス２４を介してＣＰＵ１７、画像データ記憶装置２０等と接続され、位置方向データを画像データ記憶装置２０に転送して画像データと関連付けて記憶することができるようにしている。
【００７０】
次に本実施の形態の作用を以下に述べる。
コイル駆動部３５は、送信コイル３２にコイル励振信号を逐次出力する。送信コイル３２は、空間に磁界を張り、複数の受信コイル３６は、磁界を逐次検知して位置算出部３７に電気的な受信信号を出力する。
位置算出部３７は、受信信号を基に位置方向データを算出し、超音波観測装置４′内の通信部３４へ出力する。
【００７１】
この位置方向データは送信コイル３２の受信コイル３６に対する位置と方向とを含んだデータである。具体的には、位置方向データは送信コイル３２の位置だけでなく、超音波探触子３の挿入方向（図７のｚ軸）と、ラジアル画像に平行な所定の方向（図７のｙ軸）とを含んでいる。
【００７２】
ここで、図７のｙ軸がラジアル画像の１２時方向（モニタ５に表示された時の上方向）になるよう送信コイル３２を取り付けると、位置方向データは、ラジアル画像の法線方向（図７のｚ軸）と１２時方向（図７のｙ軸）とを含むことになる。
【００７３】
通信部３４は、入力された位置方向データを、データ転送バス２４を介して画像データ記憶装置２０に出力し、超音波画像と同期、関連付けて記憶する。
このようにして、超音波のラジアル画像と共に、得られた位置方向データから実際の走査空間を反映したリニア画像を構築していく。
【００７４】
図８は、上記磁気センサを使用して３次元走査を行っている途中の画像表示例である。
左上の画像は、走査している最新のラジアル画像Ｇｒを表示しており、右上の画像は、ラジアル画像と同じスケール（表示レンジ）のリニア画像Ｇｌａを示し、さらに左下の画像は、３次元走査した全走査範囲のリニア画像Ｇｌｂを表示しており、このリニア画像Ｇｌｂ中に例えば点線で示す範囲でリニア画像Ｇｌａを縮小して表示するようにしている。
左下の全走査範囲を表示しているリニア画像Ｇｌｂは、更に走査範囲が広くなれば、走査範囲の全体が表示されるよう自動的に縮小調整される。
【００７５】
また、右上のラジアル画像Ｇｒと同じスケールのリニア画像Ｇｌａは、最新の走査データを反映したリニア画像となるようスクロール表示され、スクロールバー２７ａ、２７ｂにおける網目部分２８ａ、２８ｂが全走査範囲長に対する表示範囲の割合を示すよう逐次表示される。
【００７６】
図９は、３次元走査を停止した直後の画像表示例である。
表示の構成は、基本的に図８と同じであるが、右上のリニア画像Ｇｌａ′は、フリーズした直後（走査停止した直後）に全走査範囲の中心付近のリニア画像を自動的に調整表示した例であり、左上のラジアル画像Ｇｒ′は、全走査範囲の丁度中心にあたるラジアル画像が自動的に表示された例である。
【００７７】
また、左下のリニア画像Ｇｌｂは全走査範囲のリニア画像を表示しており、フリーズ指示操作により右上のリニア画像Ｇｌａの表示範囲が変化したリニア画像Ｇｌａ′に応じてその表示範囲を示す部分がフリーズ直前から変化する。
【００７８】
本実施の形態においても、リニア走査の停止指示により、全走査範囲の中心付近のリニア画像を自動的に表示するようにしているので、操作者は病変部等の関心領域を検査、診断し易い画像表示状態に設定でき、操作者による使い勝手を向上することができる。
【００７９】
なお、本実施の形態におけるリニア画像Ｇｌａ等のスクロールは、トラックボール等のポインティングデバイス２３を使用して行い、自由にスクロールできるようにしても良いが、実使用を考えると、走査中心に沿ってスクロールするよう構成すれば、使い勝手は向上する。
【００８０】
また、イメージローテーションや回転方向調整機能を使用することで、全ての画像が連動して変化するため、病変部の描出を簡単に行うことができ、更に画質調整機能を使用することで、より見やすい超音波画像へとすることができる。
【００８１】
走査範囲の全体が表示されるよう縮小調整された場合、縮小調整率を記憶しておき、毎回同じ調整率で表示し、検査終了キーやクリアキー等で解除できるようにしている。
【００８２】
本実施の形態では、磁気センサを利用して実際に走査した空間を反映したリニア画像Ｇｌａ、Ｇｌｂを表示した画像例に説明したが、第１の実施の形態で記載したような３次元画像等も表示範囲を越えるような走査を行ったとき、自動的に全体が表示されるようスケール調整して表示しても良いし、スクロール表示されるようにしても良い。
【００８３】
このように、本実施の形態では、走査が停止したら、全走査範囲の中心付近のリニア画像Ｇｌａ′や、ラジアル画像Ｇｒ′が表示されるように自動調整されるため、走査範囲の中心付近に描出される病変部をそのまま、或いは若干の調整等で観察でき、一々走査終端部分から見たい部位を調整表示する作業の手間を大幅に省くことができ、検査効率の向上へと繋げることができる。
【００８４】
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態を図１０から図１２を参照して説明する。図１０から図１２までは本発明の第３の実施の形態に係り、図１０から図１２までは、簡単に病変部を描出することができることを説明する図である。
第３の実施の形態の超音波診断装置は、第１もしくは第２の実施の形態の超音波診断装置１或いは３１と同じ構成であり、病変部等の関心領域或いは関心部位を簡単に描出することができる操作手段を備えた装置である。
【００８５】
以下に、複数の断層像に病変部を簡単に描出することができる操作手段を述べる。
図１０は、病変部２６がラジアル画像Ｇｒのみに描出され、他のリニア画像Ｇｌ１，Ｇｌ２や、３次元画像Ｇｖに表示されていない表示例である。
【００８６】
３次元走査終了時にこのように描出されていた場合、トラックボール等のポインティングデバイス２３で病変部２６を指定、もしくは計測モード等で病変部２６のトレースを実施した際、図１１では、ポインティングデバイス２３で指定された位置、もしくはトレースを実施した際の重心位置が、ラジアル画像Ｇｒの走査中心の真下に表示されるようにイメージローテーション（画像回転）が自動的にかかる構成としている。
【００８７】
これにより、病変部２６がラジアル画像Ｇｒだけでなく、リニア画像Ｇｌ１，や３次元画像Ｇｖに表示されるようにできる。
【００８８】
図１２はこの場合の描画処理の概略を示す。
図１２に示すように、ステップＳ１１で画像回転モードの設定を行う。なお、この設定は超音波画像を取り込む最初に行っても良い。また、以下のステップＳ１２の後で行うようにしても良い。
【００８９】
次にステップＳ１２に示すようにラジアル画像Ｇｒ中における病変部２６の位置をポインティングデバイス２３等の操作手段で位置指定を行う。
【００９０】
具体的には図１０に示すように、ポインティングデバイス２３等により、モニタ５の画像得上で移動自在のカーソルＫを病変部２６の中心位置に設定してクリック等して位置指定をする。
【００９１】
すると、ステップＳ１３に示すラジアル画像Ｇｒが回転され、カーソルＫの位置が図１０のラジアル画像Ｇｒ上の基準線Ａ上に乗る位置まで回転される。つまり、図１１に示すラジアル画像Ｇｒとなる。
【００９２】
また、この回転処理と共に、ステップＳ１４に示すように、図１１のラジアル画像Ｇｒにおける基準線Ａによる断面のリニア画像Ｇｌ１′が右上に、基準線Ｂによる断面のリニア画像Ｇｌ２′が左下にそれぞれ表示され、さらにこれらの断面の３次元画像Ｇｖ′が左下に表示されるようになる。
このようにして病変部２６がラジアル画像Ｇｒのみでなく、リニア画像Ｇｌ１にも表示できるようになり、診断がし易くなる。
【００９３】
また、図１２では、画像回転モードに設定した場合で説明したが、断面を設定する基準線移動モードに設定し、この基準線移動モードでリニア画像等を表示するようにしても良い。その場合の動作を以下の図１３を参照して説明する。
【００９４】
図１３に示すようにポインティングデバイス２３で病変部２６を指定、もしくはトレースを実施した際、指定された点、もしくは重心を通るように基準線Ａ及びＢが移動し、それぞれ基準線Ａ及びＢを通る断面でリニア画像Ｇｌ１′、Ｇｌ２′を表示する構成としている。
この構成であれば、全てのリニア画像Ｇｌ１′，Ｇｌ２′と３次元画像Ｇｖ′に病変部２６を描出することが可能である。
【００９５】
本実施の形態では、ラジアル画像Ｇｒに描出された病変部２６の領域、もしくは点を指定する例を説明したが、リニア画像Ｇｌ１或いはＧｌ２上の病変部２６を指定すれば、その位置のラジアル画像や他のリニア画像、３次元画像が連動して自動調整表示されるし、３次元画像上の病変部２６を指定すれば他の画像が全て連動して自動調整表示される等、指定画像は限定されるものではない。
【００９６】
本実施の形態では、ポインティングデバイス２３で病変部２６を指定、もしくはトレース等を実施したが、病変部２６を指定する手段及び方法にはとわず、断層像が自動調整されて表示されることを特徴としている。
【００９７】
このように、本実施の形態では、簡単な操作で、全ての断層像等に病変部を描出することができるため、見たい部位を調整表示する手間を省くことができ、検査効率の向上へと繋げることができる。
【００９８】
（第４の実施の形態）
次に本発明の第４の実施の形態を図１４及び図１５を参照して説明する。図１４及び図１５は、本発明の第４の実施の形態に係り、図１４及び図１５は、リニア画像Ｇｌの表示位置に応じてラジアル画像Ｇｒの表示位置が変更することを示した図である。
【００９９】
図１４（Ａ）は、ストロークを長くしたリニア走査の全画像データを表示させると共に、そのリニア画像Ｇｌ上の基準線Ｅに対応した（断面での）ラジアル画像Ｇｒを例えば左側に表示している。
【０１００】
この図１４（Ａ）の表示状態で、リニア画像Ｇｌ上の基準線Ｅをラジアル画像Ｇｒ側となる左側に実線で示す位置から点線で示す位置まで移動し、この点線の位置からさらに左側に移動してラジアル画像Ｇｒにかぶさるように移動した場合には、図１４（Ｂ）のようにラジアル画像Ｇｒが自動的に左側に移動し、隠れていた部分のリニア画像Ｇｌを表示できるようにしている。
【０１０１】
また、図１５では、ラジアル画像Ｇｒを子画面として表示するようにし、図１４の場合と同様に機能を持たせたものである。
つまり、図１５（Ａ）では、ラジアル画像Ｇｒを子画面としてリニア画像Ｇｌ上の例えば左側の部分に表示し、この状態でリニア画像Ｇｌ上の（実線で示す）基準線Ｅを左側に点線で示すように移動し、この点線の位置からさらに左側に移動して子画面と重なるように移動した時、図１５（Ｂ）に示すように自動的に子画面の表示位置が例えば左側に変更され、リニア画像Ｇｌ上の基準線Ｅと子画面とが重ならないように表示することができるようにしたものである。
【０１０２】
このように、本実施の形態では、走査したリニア画像Ｇｌを全て表示させ、スクロール等で移動させないことから、リニア画像Ｇｌに描出された部位全体が把握しやすくなると共に、最大限画像を大きく表示することができる利点を持つ効果がある。
なお、上述した各実施の形態等を部分的に組み合わせて構成される実施の形態等も本発明に属する。
【０１０３】
［付記］
１ａ．請求項１において、前記画像表示自動変更手段は、リニア走査範囲における中心の断面位置のラジアル画像を表示する。
１ｂ．請求項１において、前記画像表示自動変更手段は、画像表示手段による表示領域を越える走査範囲の場合においても、リニア走査範囲における中心の断面位置のラジアル画像を表示する。
【０１０４】
１ｃ．生体へ超音波を送受波して、得られたエコーデータを用いて前記生体内の超音波断層像を表示する超音波診断装置において、
前記エコーデータから複数の画像を形成して、同時もしくは選択表示する画像表示手段と、
前記複数の画像間の位置関係を示す指標を表示する指標表示手段と、
予め決められている走査範囲の走査が終了した時、もしくは操作者によって走査停止指示が行われた時に、走査を停止する走査停止手段と、
前記走査停止時に、表示されている複数の画像のうち、少なくとも一つの断面の位置を前記走査停止時以前に設定された設定位置に相当する画像を表示する設定位置画像表示手段と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【０１０５】
１ｄ．付記１ｃにおいて、前記設定位置画像表示手段は操作者により設定された設定位置での断面画像を表示する。
１ｅ．付記１ｃにおいて、さらに前記設定位置を表示する設定位置表示手段を有する。
【０１０６】
（付記１ａ〜１ｅの背景等は明細書本文と同様）
２．生体へ超音波を送受波して３次元走査を行い、得られた３次元領域のエコーデータを用いて前記生体内の超音波断層像を表示する超音波診断装置において、
前記３次元走査により得られた３次元領域のエコーデータから複数の画像を形成して、同時もしくは選択表示する画像表示手段と、
前記複数の画像間の位置関係を示す指標を表示する指標表示手段と、
表示範囲を越える領域の走査を行ったときに、表示画像を自動的にスクロールしながら表示する自動スクロール表示手段と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【０１０７】
３．生体へ超音波を送受波して３次元走査を行い、得られた３次元領域のエコーデータを用いて前記生体内の超音波断層像を表示する超音波診断装置において、前記３次元走査により得られた３次元領域のエコーデータから複数の画像を形成して、同時もしくは選択表示する画像表示手段と、
前記複数の画像間の位置関係を示す指標を表示する指標表示手段と、
表示範囲を越える領域の走査を行ったときに、表示されている少なくとも一つの画像は、走査した範囲を全て表示するような画像へと表示画像のスケールを自動的に変更して表示する表示範囲自動変更手段と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【０１０８】
４．付記２もしくは付記３の超音波診断装置において、
予め決められている３次元走査範囲の走査が終了したとき、もしくは操作者によって走査停止指示が行われたときに、走査を停止する走査停止手段と、
表示されている複数の画像のうち、前記走査停止時に、少なくとも一つの断層画像が、異なった断面に自動的に変更されて表示する自動画像表示変更手段と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【０１０９】
５．生体へ超音波を送受波して３次元走査を行い、得られた３次元領域のエコーデータを用いて前記生体内の超音波断層像を表示する超音波診断装置において、
前記３次元走査により得られた３次元領域のエコーデータから複数の画像を形成して、同時もしくは選択表示できる画像表示手段と、
前記複数の断層像間の位置関係を示す指標を表示する指標表示手段と、
一つの断層像内の領域もしくは点を指定する指定手段と、
前記指定手段により指定された領域もしくは点に対応して、別の少なくとも１つの断層像が連動して変更することを特徴とする超音波診断装置。
【０１１０】
（付記２〜５の背景）
（付記２、４に関係する従来技術及びその問題点）
従来の超音波診断装置では、前述したように得られた３次元領域のエコーデータを用いて、２次元ディスプレイ上に、複数の超音波断層像、もしくは／かつ立体的な表示を行う３次元画像を表示している。
しかし、近年、より大きな部位を診断するために、３次元領域の走査範囲を広くして欲しいとの要望がある。
【０１１１】
従来は、超音波プローブ等が持っている固有の情報から、もしくは装置の操作卓上から、３次元走査のピッチとストロークを入力、もしくは選択して、３次元走査を行っており、表示されている複数の断層像、例えばラジアル画像とリニア画像の表示スケールを同一にして表示していた。
【０１１２】
しかし、走査範囲を広くし、かつラジアル画像やリニア画像等の複数断層像の表示スケールを同一にして表示すると、走査範囲の一番長いスケールが影響し、図１７に示すようにラジアル画像が小さく表示されてしまうという不便さがあった。つまり、リニア走査範囲が小さい場合には図１７（Ａ）に示すようにラジアル画像とリニア画像とを大きな状態で表示できるが、リニア走査の走査範囲が広範囲になると、図１７（Ｂ）に示すようにラジアル画像が小さく表示されてしまうようになってしまう欠点があった。
【０１１３】
（付記３、４に関係する従来技術及びその問題点）
更には、最近では、磁気センサを埋め込みだ、もしくは取り付けた超音波内視鏡を使用して、任意の空間を走査し、磁気センサの位置情報等から実際の走査空間を忠実に再現して、図１８に示すような超音波画像を構築して表示するような装置が提供されている。
しかし、公知の構成だと表示範囲を越えるような走査を行う例はなく、これに対応するような表示を考える必要があった。
【０１１４】
（付記５に関係する従来技術及びその問題点）
特開２０００−２５４１２３号公報に開示されている装置では、３次元領域のエコーデータから、複数の断層像と、立体的な構築画像を表示し、各々の画像の関連性を認識し易くするために、基準線を表示しているが、病変部の描出された断層像を選択するためには、操作者が空間的な位置関係を把握し、多くの基準線を調整しながら描出しなければならず、多くの時間を必要としていた。
【０１１５】
（付記２〜５の目的）
（付記２、４）
その目的は、表示範囲を越えるような走査を行った場合にも、操作者が検査し易い画像を表示することが可能な装置を提供することにある。
【０１１６】
（付記３、４）
その目的は、表示範囲を越えるような走査を行った場合にも、操作者が走査経路等を認識し易い画像を表示することが可能な装置を提供することにある。
【０１１７】
（付記５）
その目的は、簡単な操作で、複数の断層像に病変部を表示可能な装置を提供することにある。
【０１１８】
（付記２〜５の作用）
（付記２）
その構成により、走査範囲を越える領域の走査を行ったとき、自動的にスクロールしながら表示するため、病変部が描出された画像を基の大きな画像スケールのままで詳細に観察することができ、小さな画像上の小さな病変を凝視するような操作者の負担を軽減することができる。
【０１１９】
（付記３）
その構成により、走査範囲を越える領域の走査を行ったとき、走査範囲の全体が自動的に表示されるよう調整されるため、操作者が、走査範囲の全体を把握することができ、部位同定等がし易くなる等の検査効率を向上させることができる。
（付記５）
その構成により、観察したい部位の領域もしくは点を指定すれば、指定した部位の複数の断層像が連動して自動的に表示されるため、複雑な調整を行うこと無しに、簡単に病変部を描出し、詳細観察することができ、検査時間の短縮、及び検査効率を向上させることができる。
【０１２０】
（付記２〜５の効果）
（付記２）
その構成により、走査範囲を越える領域の走査を行ったとき、自動的にスクロールしながら表示するため、病変部が描出された画像を基の大きな画像スケールのままで詳細に観察することができるため、操作者の疲労低減につながる。
【０１２１】
（付記３）
その構成により、走査範囲を越える領域の走査を行ったとき、走査範囲の全体が自動的に表示されるよう調整するため、操作者が、走査範囲の全体を把握することができ、部位同定がし易くなる等の検査効率を向上させることができる。
【０１２２】
（付記５）
その構成により、観察したい部位を指定するだけで、指定部位を複数の断層像に自動的に表示させることができるため、複雑な調整を行うこと無しに、簡単に病変部を描出し、詳細観察することができる。従って、検査時間の短縮、及び検査効率を向上させることができる。
【０１２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、リニア走査範囲の真中部分等に描出されることが多い病変部位を、走査停止時に自動的に調整表示できるため、操作者が再度調整することなしに、もしくは調整を行ったとしても微調整で病変部を確認することができ、検査時間の短縮、もしくは検査の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態で、超音波診断装置の概略構成図。
【図２】超音波画像のフリーズ直前の画像表示例を示す図。
【図３】超音波画像をフリーズした後の自動表示調整された画像表示例を示す図。
【図４】複数の画像を表示し、走査停止の指示走査を行った場合にリニア走査範囲の中央位置でのラジアル画像を表示する処理手順を示すフローチャート図。
【図５】全ての表示画像に病変部を調整描出させた時の画像表示例を示す図。
【図６】表示領域を越えて走査する場合の画像表示例を示す図。
【図７】本発明の第２の実施の形態の超音波診断装置の概略構成図。
【図８】３次元走査を行っている途中の画像表示例を示す図。
【図９】３次元走査が停止し、自動調整された画像表示例を示す図。
【図１０】ラジアル画像にのみ病変部が描出されている状態の画像表示例を示す図。
【図１１】病変部を指定してラジアル画像を回転して、他の断層画面にも病変部が表示されるようにした状態の画像表示例を示す図。
【図１２】図１１から図２の表示状態に設定する動作を示すフローチャート図。
【図１３】変形例における画像表示例を示す図。
【図１４】本発明の第４の実施の形態におけるリニア画像の表示位置に応じてラジアル画像の表示位置が変更するようにしたことの説明図。
【図１５】ラジアル画像を子画面表示にした状態での変形例の説明図。
【図１６】従来技術の超音波診断画像の調整手段を示した図。
【図１７】従来技術のリニア走査の走査範囲を広くした場合の表示例を示す図。
【図１８】従来技術の任意空間を走査し、実際の走査空間を忠実に再現するよう画像構築した表示例を示す図。
【符号の説明】
１…超音波診断装置
２…超音波振動子
３…超音波探触子
４…超音波観測装置
５…観測用モニタ
６…挿入部
７…フレキシブルシャフト
８…駆動部
１１…送受信部
１２…Ａ／Ｄ変換器
１３，１４…フレームメモリ
１６…システムコントローラ
１８…演算処理プロセッサ
１７…ＣＰＵ
１９…主記憶装置
２０…画像データ記憶装置
２１…外部記憶装置
２２…操作用端末

Claims

生体に対して予め決められている走査範囲において超音波を送受波し、得られたエコーデータを用いて前記生体内の複数の超音波断層像を表示する超音波診断装置において、
前記エコーデータに基づいて得られた複数の超音波断層像データを再構築することにより当該生体に係る３次元データを作成し、当該３次元データに基づいて得られる、少なくとも１つの断層画像と１つの３次元画像とを画像表示手段に表示するよう処理する画像表示処理手段と、
前記画像表示手段に表示される前記複数の画像間の位置関係を示す指標を表示する指標表示手段と、
予め決められている走査範囲の走査が終了したとき、もしくは操作者によって走査停止指示信号が入力されたときに当該走査を停止する走査停止手段と、
予め決められている走査範囲の走査が終了したときに、前記画像表示手段に表示されている前記複数の画像のうち少なくとも１つの画像に対してリニア方向に移動した所定の断面位置に係る画像を自動的に変更して表示する画像表示自動変更手段と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
前記画像表示自動変更手段は、予め決められている走査範囲の走査が終了したとき、もしくは操作者によって走査停止指示信号が入力されたときに、リニア走査範囲の中心位置を算出して、その中心位置に対応するラジアル画像を読み出して前記画像表示手段に表示する処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。