JP4989262B2 - 医用画像診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、医用画像診断装置に係り、具体的には、被検体内の撮像対象部位における生体組織の硬さ又は軟らかさを示す弾性情報を、内視鏡画像に関連付けて表示する医用画像診断装置に関する。

超音波診断装置、Ｘ線ＣＴ装置、及び磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置など、被検体の検査部位に係る組織の断層画像などを撮像する装置が従来から知られている。例えば超音波診断装置は、超音波探触子により被検体内部に超音波を送信し、被検体内部から生体組織の構造に応じた超音波の反射エコー信号を受信することにより、超音波断層像等の断層像を構成するものである。

近年、被検体の生体組織の構造だけではなく、生体組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性情報を表示させて、組織の良悪性を鑑別する試みがなされている。例えば、特許文献１には、手動又は機械的な方法により超音波探触子で被検体を圧迫しながら超音波受信信号を計測し、計測時間が異なる２つの超音波受信信号のフレームデータに基づいて圧迫により生じた生体各部の変位を求め、その変位データに基づいて生体組織の弾性を表す弾性画像を生成することが記載されている。

ところで、従来の一般的な外科手術に比べて非侵襲的であることから、内視鏡誘導下で電気メスや冶具を使って手術する例が増加している。そこで、内視鏡によって得られる内視鏡画像と、超音波送受信によって得られる組織弾性画像とを組み合わせることが行われている。例えば、特許文献２には、内視鏡の先端部に超音波振動子を設けて超音波送受信することにより、内視鏡で組織表面を観察すると同時に、組織内部の弾性画像を取得することが記載されている。

特開２０００−０６０８５３号公報 特開２００１−２２４５９４号公報

しかしながら、特許文献２に記載された技術で得られる画像は、検査者が診断又は処置を行うのに適さない場合がある。

すなわち、特許文献２は、例えば食道の観察であれば、内視鏡によって食道の奥行き方向の組織表面の内視鏡画像を取得しつつ、超音波送受信によって食道壁の内部の方向の弾性画像を取得するというように、両画像をそれぞれ異なる方向で取得し、別々に画像化するものである。そのため、検査者は２種類の表示画像から被検体の３次元構造をイメージしながら診断又は処置を行う必要があり、適切な診断又は処理を行うのに困難が伴う場合がある。

そこで本発明は、内視鏡によって得られる組織表面の内視鏡画像と、内視鏡と同一視野方向の組織の弾性情報とを関連付けて表示することのできる医用画像診断装置を実現することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の医用画像診断装置は、被検体を複数断層面で撮像して、被検体の組織の弾性情報の３次元ボリュームデータを生成する３次元ボリュームデータ生成手段と、３次元ボリュームデータを格納する記憶手段と、被検体に挿入される内視鏡プローブから出力される信号に基づいて内視鏡画像を生成する画像構成手段と、内視鏡プローブの位置及び姿勢を検出する位置姿勢検出手段と、内視鏡画像に対応する弾性情報を記憶手段から読み出し、内視鏡画像との合成像を生成する合成像生成手段と、合成像を表示する表示手段と、を備えてなることを特徴とする。

これによれば、予め生成されている被検体の組織の弾性情報の３次元ボリュームデータの３次元の位置情報と関連付けて、内視鏡プローブの位置及び姿勢を把握することができる。したがって、内視鏡画像と、内視鏡と同一視野方向の任意の箇所の弾性情報との合成像を生成することができる。その結果、検査者に診断又は処置に適した画像を提供することができる。

この場合において、合成像生成手段を、内視鏡画像上に弾性情報を重ねて又は加算して合成像を生成するように構成することが望ましい。これによれば、内視鏡画像上に、内視鏡と同一視野方向の任意の箇所の弾性情報を読み出して重ねて表示するか、あるいは、内視鏡画像と弾性情報とを一定割合で加算して表示することができる。

また、内視鏡プローブの先端部に被検体の組織の処置を行う処置具を設けると共に、合成像生成手段を、処理具の先端位置における弾性情報を記憶手段から読み出し、内視鏡画像との合成像を生成するように構成することが望ましい。また、この場合に表示手段に表示する弾性情報は、被検体の組織の弾性に相関する例えば歪みや弾性率などの弾性値、及び被検体の組織の弾性に相関して階調化された白黒或いは色相を付された画像の少なくとも一方とすることができる。

内視鏡プローブの先端部には、例えば電気メスや組織の一部を採取する器具などの処置具を備えることができる。そして、処置具の先端位置の弾性情報を、内視鏡画像と例えば重ねて又は加算するなどして合成して表示することで、局部的な弾性情報を、例えば数値として認識することができる。また、処置具の先端位置に圧力センサなどを設けて、先端が組織に触れたことを検出した際に、先端位置の弾性情報を表示してもよい。

また、３次元ボリュームデータに対して関心領域を設定する手段と、内視鏡プローブから関心領域の方向を示すナビゲーション画像を生成する手段を備え、合成像生成手段は、ナビゲーション画像と、内視鏡画像との合成像を生成するよう構成することができる。

このように、３次元ボリュームデータの弾性情報を参照して、例えば硬い組織を癌などの病変部と推定して関心領域を設定すれば、内視鏡プローブの位置及び姿勢と、関心領域との位置関係に基づいて、関心領域の方向をナビゲーション画像として表示することができる。したがって、検査者は、例えば内視鏡手術において、効率的に関心領域の方向に向けて内視鏡プローブを挿入したり、処置具による切開を行ったりすることができる。

また、内視鏡プローブは複数のレンズを有するものを使用して、合成像生成手段を、内視鏡画像上の被検体の組織表面位置における弾性情報を記憶手段から読み出し、内視鏡画像との合成像を生成するよう構成することができる。

内視鏡プローブが複数のレンズを有していれば、観察部位の組織表面の正確な位置情報を把握することができるので、組織表面に沿った弾性情報を、内視鏡画像と例えば重ねて又は加算するなどして合成して表示することができる。これにより、検査者は、内視鏡で組織表面の様子を観察しながら、その表面における組織の硬さ又は軟らかさの程度を観察することができる。したがって、例えば軟らかい組織を選択しながら切開、切除作業を進めるなど、効率的な処置を行うことができる。

また、３次元ボリュームデータ生成手段は、磁気素子を備えた超音波探触子と、被検体に加わる圧力が変化する過程で超音波探触子を介して計測された被検体の断層部位のＲＦ信号フレームデータに基づいて断層画像を生成する断層画像構成手段と、ＲＦ信号フレームデータに基づいて断層部位における組織の歪み又は弾性率を求める弾性情報演算手段と、弾性情報演算手段で求めた歪み又は弾性率に基づいて断層部位における弾性画像を生成する弾性画像構成手段と、断層画像及び／又は弾性画像を表示する表示手段と、を備えた超音波診断装置とすることができる。

本発明によれば、内視鏡によって得られる組織表面の内視鏡画像と、内視鏡と同一視野方向の組織の弾性情報とを関連付けて表示することのできる医用画像診断装置を実現することができる。

以下、本発明を適用してなる医用画像診断装置の一例として、超音波診断装置によって被検体の組織弾性の３次元ボリュームデータを生成する場合を説明する。なお、本発明は超音波診断装置に限らず、Ｘ線ＣＴ装置及び磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置などによって生成された３次元ボリュームデータにも適用することができる。以下の説明では、同一機能部品については同一符号を付して重複説明を省略する。

図１は、超音波診断装置と内視鏡装置を組合せてなる医用画像診断装置の構成を示すブロック図である。まず、被検体の弾性情報の３次元ボリュームデータなどを生成するための超音波診断装置について説明する。図１に示すように、超音波診断装置は、被検体１に当接させて用いる超音波探触子２と、超音波探触子２を介して被検体１に時間間隔をおいて超音波を繰り返し送信する送信部３と、被検体１から発生する時系列の反射エコー信号を受信する受信部４と、これらの超音波の送受を制御する超音波送受制御部５と、受信された反射エコーを整相加算する整相加算部６と、を備えて構成されている。

また、整相加算部６からのＲＦ信号フレームデータに基づいて被検体の濃淡断層画像、例えば白黒断層画像を構成する断層画像構成部７と、断層画像構成部７の出力信号を画像表示器の表示に合うように変換する白黒スキヤンコンバータからなる白黒ＤＳＣ部８が備えられている。

また、整相加算部６で整相加算されて出力されるＲＦ信号フレームデータを記憶し、少なくとも２枚のフレームデータを選択し、被検体１の生体組織の変位を計測する変位演算部９と、変位演算部９で計測された変位情報と圧力測定部１６で得られた圧力情報とを用いて、歪み又は弾性率を求める弾性演算部１０と、弾性演算部１０で演算した歪み又は弾性率からカラー弾性画像を構成し、出力信号を画像表示器の表示に合うように変換するカラーＤＳＣ部１１を備えている。

そして、白黒ＤＳＣ部８で得られた白黒断層画像と、カラーＤＳＣ部１１で得られたカラー弾性画像とを重ね合わせたり、並列に表示させたり、一定割合で加算された合成画像を表示したりする表示切換・合成部１２が備えられており、表示切替・合成部１２から出力される信号に基づいた画像が超音波モニタ１３に表示される。

本実施形態では、被検体の複数の断層面に対して超音波撮像を行うことにより、弾性情報の３次元ボリュームデータが生成される。検査者は、超音波モニタ１３を参照しながら、超音波探触子２の位置を変えるなどして、医用画像診断に適した弾性情報の３次元ボリュームデータを取得する。また、本実施形態では、超音波診断装置及び内視鏡装置の各部に制御信号を与える制御部２８と、検査者が超音波診断装置及び内視鏡装置を操作するための入力インターフェースである操作パネル２９が備えられている。

続いて、超音波診断装置の各構成の詳細を説明する。超音波探触子２は、複数の振動子を配設して形成されており、被検体１に振動子を介して超音波を送受信する機能を有している。送信部３は、超音波探触子２を駆動して超音波を発生させるための送波パルスを生成するとともに、送信される超音波の収束点をある深さに設定する機能を有している。また、受信部４は、超音波探触子２で受信した反射エコー信号について所定のゲインで増幅してＲＦ信号、すなわち受波信号を生成するものである。整相加算部は、受信部４で増幅されたＲＦ信号を入力して位相制御し、一点又は複数の収束点に対し超音波ビームを形成してＲＦ信号フレームデータを生成するものである。

断層画像構成部７及び白黒ＤＳＣ部８は、整相加算部６で整相加算されたＲＦ信号フレームデータを入力してゲイン補正、ログ圧縮、検波、輪郭強調、フィルタ処理等の信号処理を行い、断層画像データをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、変換された複数の断層画像データを時系列に記憶するフレームメモリと、制御コントローラを含んで構成されている。白黒ＤＣＳ部８を構成する白黒スキヤンコンバータは、フレームメモリに格納された被検体内の断層フレームデータを１画像として取得し、取得された断像フレームデータをテレビ同期で読み出すものである。

変位演算部９に含まれるＲＦフレームデータ選択部は、整相加算された複数のＲＦ信号フレームデータを格納し、格納されたＲＦ信号フレームデータ群から１組、すなわち２つのＲＦ信号フレームデータを選択する。例えば、整相加算された時系列すなわち画像のフレームレートに基づいて生成されるＲＦ信号フレームデータをメモリに順次記憶し、記憶されたＲＦ信号フレームデータ（Ｎ）を第１のデータとして選択すると同時に、時間的に過去に記憶されたＲＦ信号フレームデータ群（Ｎ−１、Ｎ−２、Ｎ−３・・・Ｎ−Ｍ）の中から１つのＲＦ信号フレームデータ（Ｘ）を選択する。なお、ここでＮ、Ｍ、ＸはＲＦ信号フレームデータに付されたインデックス番号であり、自然数とする。

また、変位演算部９は、選択された１組のデータすなわちＲＦ信号フレームデータ（Ｎ）及びＲＦ信号フレームデータ（Ｘ）から１次元或いは２次元相関処理を行って、断層画像の各点に対応する生体組織における変位や移動ベクトルすなわち変位の方向と大きさに関する１次元又は２次元変位分布を求める。ここで、移動ベクトルの検出にはブロックマッチング法を用いる。ブロックマッチング法とは、画像を例えばＮ×Ｎ画素からなるブロックに分け、関心領域内のブロックに着目し、着目しているブロックに最も近似しているブロックを前のフレームから探し、これを参照して予測符号化すなわち差分により標本値を決定する処理を行う。

弾性演算部１０は、変位演算部９から出力される計測値、例えば移動ベクトルと、超音波探触子に設けられる圧力センサ１５及び圧力測定部１６から出力される圧力値とを用いて断層画像上の各点に対応する生体組織の歪みや弾性率を演算し、その歪みや弾性率に基づいて弾性画像信号すなわち弾性フレームデータを生成するものである。

このとき、歪みのデータは、生体組織の移動量例えば変位を空間微分することによって算出される。また、弾性率のデータは、圧力の変化を歪みの変化で除することによって計算される。例えば、変位演算部９により計測された変位をＬ（Ｘ）、圧力計測部１６により計測された圧力をＰ（Ｘ）とすると、歪みΔＳ（Ｘ）は、Ｌ（Ｘ）を空間微分することによって算出することができるから、ΔＳ（Ｘ）＝ΔＬ（Ｘ）／ΔＸという式を用いて求められる。また、弾性率データのヤング率Ｙｍ（Ｘ）は、Ｙｍ＝ΔＰ（Ｘ）／ΔＳ（Ｘ）という式によって算出される。

このヤング率Ｙｍから断層画像の各点に相当する生体組織の弾性率が求められるので、２次元の弾性画像データを連続的に得ることができる。なお、ヤング率とは、物体に加えられた単純引張り応力と、引張りに平行に生じるひずみに対する比である。

カラーＤＳＣ部１１は、フレームメモリと画像処理部とを含んで構成されており、弾性演算部１０から時系列に出力される弾性フレームデータをフレームメモリに確保し、確保されたフレームデータに対し画像処理を行い、弾性フレームデータに色相情報を付与する機能を有したものである。つまり、弾性フレームデータに基づいて光の３原色、すなわち赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に変換するものである。例えば、歪みが大きい弾性データを赤色コードに変換すると同時に、歪みが小さい弾性データを青色コードに変換することができる。このようにして、被検体の弾性情報の３次元ボリュームデータが生成される。

次に、内視鏡装置について説明する。内視鏡のプローブ部は、光学レンズもしくはＣＣＤからなる受光部１９と、発光部２０と、処置部２１などで構成されている。内視鏡プローブ部から受信された信号は、Ａ/Ｄ変換部２２、画像処理部２３などで構成される内視鏡プロセッサ部により処理され、内視鏡画像が構成される。内視鏡画像は、画像切替・合成部２６に入力される。

続いて、本実施形態の特徴部について説明する。超音波診断装置によって得られる弾性情報の３次元ボリュームデータに３次元位置情報を持たせるため、超音波探触子２に磁気発生部１４が設けられ、また、磁気検出・座標演算部１７が設けられている。すなわち、磁気発生部１４から発生された磁気情報を磁気検出・座標演算部１７で検出することにより、超音波探触子２の３次元の位置情報及び姿勢を検出することができるので、３次元ボリュームデータに（ｘ，ｙ，ｚ）の座標情報を付与することができる。この３次元ボリュームデータは、記憶手段である３次元ボリュームデータ保持部１８に保存される。

また、内視鏡プローブ部の先端にも磁気発生部２４が設けられている。磁気発生部２４から発生された磁気情報が磁気検出・座標演算部１７で検出されることにより、内視鏡プローブ部の３次元の位置情報及び姿勢を、３次元ボリュームデータの位置情報と関連付けて検出することができる。

重畳断面選択部２５は、磁気検出・座標演算部１７で検出された内視鏡プローブ部の３次元の位置情報及び姿勢に基づいて、３次元ボリュームデータ保持部１８から、内視鏡と同一視野方向の内視鏡画像に関連付けられた弾性情報を選択し、画像切替・合成部２６に出力する。画像切替・合成部２６は、重畳断面選択部２５から出力される、例えば色相を付された弾性画像、又は歪み、弾性率などの弾性値などの弾性情報と、画像処理部２３から出力される内視鏡画像とを重ね合わせて、あるいは一定割合で加算合成して内視鏡モニタ２７に表示する。

ここで、本実施形態の３次元ボリュームデータの弾性情報と内視鏡画像の重ね合わせの概念を、図２を用いて説明する。図２（ａ）は、内視鏡操作前に、予め超音波のスキャンにより取得した３次元ボリュームデータの概念図である。また、図２（ｂ）は、内視鏡プローブ部により被検体の内部の組織表面の内視鏡画像を取得する概念図である。ここで、本実施形態では、内視鏡プローブ部の先端部に、例えば、電気メスや被検体の組織の一部を採取する器具などの処置具が設けられている。図２（ｃ）は、内視鏡画像と同一視野方向の弾性情報を、３次元ボリュームデータから参照する概念図である。

このように、３次元ボリュームデータは、それぞれのボクセルにおいて座標情報（ｘ，ｙ，ｚ）を有しており、この座標情報に関連付けて、同一座標系で内視鏡プローブ部の位置情報及び姿勢を検出することにより、内視鏡画像と同一視野方向の任意の箇所の弾性情報を、内視鏡画像と重ねて又は加算して表示することが可能となる。つまり、例えば内視鏡プローブの磁気発生部の位置と処置具の先端部との距離は予め設定されるものなので、内視鏡プローブの位置情報及び姿勢を検出することにより、磁気発生部から処置具の先端部の方向がわかり、処置具の先端部の座標を取得することができる。この座標に対応する弾性情報を３次元ボリュームデータから読み出すことで、内視鏡画像との合成が可能となる。

なお、処置部の先端部だけに限らず、例えば処置具の先端部を含む断面の弾性情報や、先端部より処置具に沿って設定値だけ手前方向あるいは奥方向の弾性値など、内視鏡画像と同一視野方向の任意の箇所の弾性情報を取得して、内視鏡画像と合成して表示することが可能である。

続いて、このように構成される本実施形態の医用画像診断装置の具体的な実施例を、動作のフローチャートと共に説明する。

実施例１は、図３に示すように、内視鏡プローブ部又は処置具の先端に取り付けられた磁気発生部２４からの座標情報（ｘ，ｙ，ｚ）に基づいて、処置具の先端が接触した組織の弾性値を内視鏡画像に重ねて表示する例である。図３（ａ）は、例えば食道などのような被検体の内腔の内視鏡画像に、処置具の先端が接触した組織表面の弾性値を重ねて内視鏡モニタ２７に表示した様子を示す図である。図３（ｂ）は、内視鏡プローブ部により食道の内腔を撮像する様子を縦断面で示す概念図である。

図４は、実施例１の動作を説明するフローチャートである。まず、超音波診断装置による操作が開始され（Ｓ１）、内視鏡装置による手術あるいは診断に適当な範囲の弾性情報の３次元ボリュームデータが取得される（Ｓ２）。そして、取得された３次元ボリュームデータに（ｘ，ｙ，ｚ）の位置情報が付与され３次元ボリュームデータ保持部１８に格納される（Ｓ３）。この際に、探触子走査方法により同断面を参照することがあるが、備え付けられた磁気発生部１４による座標情報に基づいて除去もしくは重ね合わせて３次元ボリュームデータ保持部１８に格納しても良い。

３次元ボリュームデータの取得が完了したら、内視鏡装置による操作が開始され（Ｓ４）、被検体内に内視鏡プローブ部が挿入されて内視鏡画像が表示される（Ｓ５）。そして、内視鏡プローブ部又は処置具の先端を組織に接触させると、当該箇所の弾性値が３次元ボリュームデータ保持部１８から参照され、内視鏡画像と重ね合わせ、内視鏡モニタ２７に表示される（Ｓ６）。

本実施例のように、処置具の先端で触れた箇所の組織弾性を３次元ボリュームデータ保持部１８から読み出し、数値で表示することにより、局部的な弾性情報を認識することができる。これにより、検査者は、組織表面の弾性情報を数値として認識することができるので、例えば硬化した病変部を早期に発見したり、軟らかい組織を選択しながら切開したりすることなどが可能となる。

また、処置具の先端位置に圧力センサなどを設けて、圧力センサにより先端が組織に触れたことを検出して、先端位置の弾性情報を表示してもよい。また、処置具が接触した箇所の弾性値を参照するだけではなく、例えば、操作パネル２９により画像上で選択された任意の箇所の弾性値を３次元ボリュームデータ保持部１８から読み出して表示することもできる。

次に、第２実施例について図５，６を用いて説明する。第１実施例と異なる点は、予め取得された３次元ボリュームデータに関心領域を設定し、内視鏡画像に関心領域の方向を表示することである。図５（ａ）は、内視鏡モニタ２７の表示を示す図であり、図５（ｂ）は、被検体の内部組織を切開しながら腫瘍まで内視鏡プローブ部の操作を進める様子を縦断面で示す概念図である。

内視鏡の手術において問題となるのが、内視鏡視野がどの位置にあるかを把握しにくいことである。そのため、例えば癌の摘出手術においては組織を切開しながら腫瘍まで内視鏡の操作を進める必要があるが、従来の内視鏡画像からは、どの方向に腫瘍が存在するのかを把握し、切開をするのが困難な場合がある。

この点、本実施例では、３次元ボリュームデータの弾性情報を参照して、例えば硬い組織を癌などの病変部と推定して関心領域を設定すれば、内視鏡プローブの位置及び姿勢と、関心領域との位置関係に基づいて、関心領域の方向を示すナビゲーション画像を生成することができる。そして、図５（ａ）に示すように、内視鏡プローブ部の視野中心にターゲットの方向を示すナビゲーション画像（図示の矢印画像）を内視鏡画像上に重ねて表示している。

また、これに加えて、関心領域として設定されたターゲットの弾性画像を、内視鏡画像上に透過されるように一定割合で加算して重ねて表示している。さらに、３次元ボリュームデータ及び関心領域を示す画像を、内視鏡画像上に重ねて表示している。

図６は、実施例２の動作を説明するフローチャートである。まず、超音波診断装置による操作が開始され（Ｓ１１）、内視鏡装置による手術あるいは診断に適当な範囲の弾性情報の３次元ボリュームデータが取得される（Ｓ１２）。そして、３次元ボリュームデータに（ｘ，ｙ，ｚ）の位置情報が付与され３次元ボリュームデータ保持部１８に格納され、併せて３次元ボリュームデータ上に設定された関心領域の位置情報が格納される（Ｓ１３）。

３次元ボリュームデータの取得が完了したら、内視鏡装置による操作が開始され（Ｓ１４）、内視鏡プローブ部の位置及び姿勢のデータが格納される共に（Ｓ１５）、内視鏡画像が生成、表示される（Ｓ１６）。

また、Ｓ１３で格納された関心領域の位置情報と、Ｓ１５で格納された内視鏡プローブ部の位置及び姿勢のデータの座標処理が行われると共に（Ｓ１７）、この２つのデータに基づいて関心領域の方向の検出処理が行われる（Ｓ１８）。そして、検出された方向に基づいて、ナビゲーションの矢印画像が生成され（Ｓ１９）、Ｓ１６で生成された内視鏡画像と、ナビゲーションの矢印画像が重ね合わされて内視鏡モニタ２７に表示される（Ｓ２０）。なお、Ｓ１４〜Ｓ２０の処理は、所定のタイミング毎に繰り返し実行され、その度に内視鏡モニタ２７の表示は更新される。

本実施例によれば、検査者は、内視鏡手術において、内視鏡画像を参照することでターゲットとなる病変部の３次元的な位置を把握し、またナビゲーション画像に従って病変部の方向を把握することができる。したがって、効率的に内視鏡プローブを関心領域に向けて挿入したり、処置具による切開をしたりすることができる。

次に、第３実施例について図７，８を用いて説明する。第１実施例及び第２実施例と異なる点は、内視鏡画像上の組織表面に沿った弾性画像を重畳して表示することである。図７（ａ）は、内視鏡画像上の選択された箇所における組織表面の弾性画像を半透明にして内視鏡画像に重ねた内視鏡モニタ２７の表示を示す図であり、図７（ｂ）は、被検体の内部組織を切開しながら腫瘍まで内視鏡プローブ部の操作を進める様子を縦断面で示す概念図である。

従来の内視鏡画像は距離情報のないものであり、内視鏡画像上の組織表面位置に対応した弾性情報を重ねて表示することは困難であった。この点、本実施例の内視鏡装置は、複数のレンズから内視鏡像を構成するものを用いている。これにより、内視鏡プローブ部と組織表面との距離を、任意の組織表面位置について求めることができる。その結果、組織表面の位置情報に基づく弾性情報を、３次元ボリュームデータ保持部１８から読み出し、内視鏡画像と一定割合で加算して重ね合わせで表示することが可能となる。

図８は、実施例３の動作を説明するフローチャートである。まず、超音波診断装置による操作が開始され（Ｓ２１）、内視鏡装置による手術あるいは診断に適当な範囲の弾性情報の３次元ボリュームデータが取得される（Ｓ２２）。そして、３次元ボリュームデータに（ｘ，ｙ，ｚ）の位置情報が付与され３次元ボリュームデータ保持部１８に格納される（Ｓ２３）。

３次元ボリュームデータの取得が完了したら、内視鏡装置による操作が開始され（Ｓ２４）、内視鏡プローブ部の位置及び姿勢のデータが格納される共に（Ｓ２５）、内視鏡画像が生成され、表示される（Ｓ２６）。また、Ｓ２５で格納された内視鏡プローブ部の位置及び姿勢のデータと、複数のレンズにより得られる組織表面までの距離情報に基づき、内視鏡画像上の組織表面位置の座標処理が行われると共に、これに対応する座標の弾性情報がボリュームデータ保持部１８から読み出される（Ｓ２７）。

続いて、操作パネル２９などを介して、Ｓ２６で表示された内視鏡画像上の組織表面のうち、弾性画像を重ねる箇所が選択され、この選択箇所に基づいて、重畳断面の選択処理が行われる（Ｓ２８）。そして、選択された重畳断面の弾性画像を半透明化する処理が行われ（Ｓ２９）、半透明化された画像と、Ｓ２６で生成された内視鏡画像とが重ね合わされて内視鏡モニタ２７に表示される（Ｓ３０）。なお、Ｓ２４〜Ｓ３０の処理は、所定のタイミング毎に繰り返し実行され、その度に内視鏡モニタ２７の表示は更新される。

本実施例のように、内視鏡プローブが複数のレンズを有していれば、観察部位の組織表面の正確な位置情報を把握することができるので、組織表面に沿った例えば、色相を付して半透明化した弾性画像を、内視鏡画像上に加算して表示することができる。これにより、検査者は、内視鏡で組織表面の様子を観察しながら、その表面における組織の硬さ又は軟らかさの程度を観察することができる。したがって、例えば軟らかい組織を選択しながら切開、切除作業を進めるなど、効率的な処置を行うことができる。

超音波診断装置と内視鏡装置を組合せてなる医用画像診断装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態の３次元ボリュームデータと内視鏡画像の重ね合わせの概念を説明する図である。 第１実施例の表示態様を示す図である。 第１実施例の動作を示すフローチャートである。 第２実施例の表示態様を示す図である。 第２実施例の動作を示すフローチャートである。 第３実施例の表示態様を示す図である。 第３実施例の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 被検体
２ 超音波探触子
３ 送信部
４ 受信部
５ 超音波送受制御部
６ 整相加算部
７ 断層画像構成部
８ 白黒ＤＳＣ部８
９ 変位演算部
１０ 弾性演算部
１１ カラーＤＳＣ部
１４，２４ 磁気発生部
１５ 圧力センサ
１６ 圧力測定部
１７ 磁気検出・座標演算部
１８ ３次元ボリューム保持部
１９ 受光部
２０ 発光部
２１ 処置部
２２ Ａ/Ｄ変換部
２３ 画像処理部
２５ 重畳断面選択部
２６ 画像切替・合成部

Claims (6)

1. 被検体を複数断層面で撮像して、前記被検体の組織の弾性情報の３次元ボリュームデータを生成する３次元ボリュームデータ生成手段と、前記３次元ボリュームデータを格納する記憶手段と、前記被検体に挿入され前記被検体の組織の処置を行う処置具を先端部に有する内視鏡プローブと、前記内視鏡プローブから出力される信号に基づいて内視鏡画像を生成する画像構成手段と、前記内視鏡プローブ又は前記処置具の位置及び姿勢を検出する位置姿勢検出手段と、前記処理具の先端位置における弾性情報を前記記憶手段から読み出し、前記内視鏡画像との合成像を生成する合成像生成手段と、前記合成像を表示する表示手段と、を備えてなる医用画像診断装置。
2. 前記合成像生成手段は、前記内視鏡画像上に前記弾性情報を重ねて又は加算して合成像を生成することを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
3. 前記弾性情報は、前記被検体の組織の弾性に相関する弾性値、及び前記被検体の組織の弾性に相関して階調化された画像の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
4. さらに、前記３次元ボリュームデータに対して関心領域を設定する手段と、前記内視鏡プローブの位置及び姿勢と前記関心領域との位置関係に基づいて前記関心領域の方向を示すナビゲーション画像を生成する手段を備え、前記合成像生成手段は、前記ナビゲーション画像と、前記内視鏡画像との合成像を生成することを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
5. 前記内視鏡プローブは複数のレンズを有してなり、前記合成像生成手段は、前記内視鏡画像上の被検体の組織表面位置における弾性情報を前記記憶手段から読み出し、前記内視鏡画像との合成像を生成することを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
6. 前記３次元ボリュームデータ生成手段は、磁気素子を備えた超音波探触子と、前記超音波探触子を介して計測された被検体の断層部位のＲＦ信号フレームデータに基づいて断層画像を生成する断層画像構成手段と、前記ＲＦ信号フレームデータに基づいて前記断層部位における組織の歪み又は弾性率を求める弾性情報演算手段と、前記弾性情報演算手段で求めた歪み又は弾性率に基づいて前記断層部位における弾性画像を生成する弾性画像構成手段と、前記断層画像及び／又は前記弾性画像を表示する表示手段と、を備えた超音波診断装置であることを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。

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