JP5105966B2

JP5105966B2 - 超音波検査装置

Info

Publication number: JP5105966B2
Application number: JP2007159525A
Authority: JP
Inventors: 一浩飯沼
Original assignee: 一浩飯沼
Priority date: 2007-05-21
Filing date: 2007-05-21
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2027-05-21
Also published as: JP2008284329A

Description

本発明は、とくに乳がん検診を目的とした自動超音波検査装置に関する。

現在、乳がんの早期発見を目的とした超音波検査は、超音波検査技師（以下、技師という）が超音波プローブ（以下、プローブという）を乳房に当てながら表示画面上に乳房の断面像（医学的には断層像という）をリアルタイムで表示し、技師の判断で異常があると思われる断層像をフリーズして記録し、異常があると判断した数枚の画像だけを写真として医師に提供し医師が診断するものである。技師が手動で行うこの方法では、医師が診断する断層像の枚数が少ないため医師の負担は少ないが、技師は手動でプローブを操作しながら乳房全体にわたって断層像をくまなく表示し、異常部位を見落としなく撮影しなければならず、技師は長時間にわたりプローブの操作に神経を使うので技師の負担が非常に大きくなる。また、技師が撮影しなかった画像は見ることができないので、もし見逃しがあっても確認することができず、異常部位を確実に発見できるかどうかは技師の技能に大きく依存し時間もかかるので、技師がプローブを手動で操作する方法は検診には向かない。

これに対して、プローブを機械的に移動させて乳房全体の多数の断層像を自動的に収集する自動化方式が報告されている。おもな方法には、プローブを直接体表に当てながらプローブを回転させる直接接触法（例えば、特許文献１参照）、プローブと体表との間に温水などを介して超音波の送受信を行い温水中でプローブを移動させる水浸法（例えば、特許文献２参照）などが提案されている。これらの場合は、収集された乳房全体の断層像を医師に提供し、表示画面上で多数の断層像を順次連続して表示しながら医師が診断を行うことになる。この自動化方式では、正常部分と異常部分の両方を含む乳房全体の断層像を医師に提供するので医師は多数の断層像を全て見て読影しなければならず、時間もかかり医師の負担が非常に大きくなる。検診は被検者の９９％以上が正常であり多数の被検者の読影が必要になるため、医師に極端な負担がかかる方法では検診を普及させることができない。また、医師の負担を少なくするために、技師が撮影した乳房全体の画像を始めから再表示して異常部位が含まれる断層像を選択しそれを医師に提供すると、技師の業務が二度手間となり技師の負担が大きくなる。また、施設によっては技師の養成に力を入れてできるだけ技師に任せるところと、医師ができるだけ多くのデータをみるところなど、施設の事情によっても要求が異なっている。
特開２００３−３１０６１４特公昭６２−４９８９号

本発明は、このような従来の問題点を解決しようとするもので、医師および技師の負担が少なくかつ見落としも少なく、施設の状況にも柔軟に対応できる乳がん検診用の超音波検査装置を提供することを目的とする。また、異常部位についてはとくに鮮明な画像を提供し異常部位を的確に判断して見逃しをなくすとともに、同じ部位の過去の画像を容易に検索表示できるようにし、短時間でより正確な診断を可能にするシステムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための第１の解決手段は、電子走査を行うプローブと、プローブを電子走査面と略直角方向に移動させるプローブ移動機構と、超音波送受信回路と、超音波画像を生成する超音波画像生成手段と、超音波画像を表示する表示手段と、超音波画像を記録する記録手段を具備した超音波検査装置において、該移動機構は任意の位置でプローブの移動を停止することができ、移動を停止したときの超音波画像を記録することができるようにするものである。

第２の課題解決手段は、プローブの移動が停止したあとにその停止位置の前後にプローブが移動可能な移動機構をもたせたものである。

第３の課題解決手段は、プローブの移動が停止したときに、超音波データの収集方法または画像生成方法あるいはその両方をプローブが移動中の方法と異なる方法で行うようにしたことである。

第４の課題解決手段は、プローブの移動を停止したときの超音波ビームの走査方法を複合走査とするものである。

第５の課題解決手段は、プローブの移動を停止したときの超音波画像生成方法を複数フレームの加算処理を行うようにしたものである。

第６の課題解決手段は、プローブの移動を停止したときにプローブの上下位置あるいはプローブの傾斜角度を調節することを可能にしたものである。

第７の課題解決手段は、超音波プローブの移動を停止したときに超音波プローブに移動中より大きなパルス電圧を印加してデータを収集するものである。

第８の課題解決手段は、プローブの移動を停止したときに生成された画像の前後のフレームを同じ方法で記録し表示できるようにしたことである。

第９の課題解決手段は、超音波検査装置または読影用ワークステーションにプローブの移動を停止したときに記録された画像、その前後の画像、および全画像をいずれも表示可能な表示機能をもたせたことである。

第１０の課題解決手段は、超音波検査装置または読影用ワークステーションに同一被検者の同じ超音波プローブの位置で撮影した過去画像を検索して表示できる表示機能をもたせたことである。

発明の作用と効果

上記第１の課題解決手段の作用と効果は次の通りである。すなわち、電子走査を行うプローブと、プローブを電子走査面と略直角方向に移動させるプローブ移動機構と、超音波送受信回路と、超音波画像を生成する超音波画像生成手段と、超音波画像を表示する表示手段と、超音波画像を記録する記録手段を具備した超音波検査装置において、該移動機構は任意の位置で超音波プローブの移動を停止することができ、移動を停止したときの超音波画像を記録することができるようにしたことにより、技師は手動でプローブを操作する必要がなく、プローブが１回転して機械走査が終了したときに異常部位の画像が選択的に記録されるため、技師の負担が少なく、異常画像のみを医師に提供できるため医師の負担も軽減されることである。

第２の課題解決手段の作用と効果は、プローブの移動が停止したあとにその停止位置の前後にプローブが移動可能な移動機構をもたせることにより、技師が最適断面を選ぶことができ最も診断に適した断層像を医師に提供できることである。

第３の課題解決手段の作用と効果は、プローブの移動が停止したときに、超音波データの収集方法または画像生成方法あるいはその両方をプローブが移動中の方法と異なる方法で行うことにより、同じ検査時間でとくに重要な異常部分の画像の画質を向上させ診断能を向上させることができることである。

第４の課題解決手段の作用と効果は、移動を停止したときの超音波ビームの走査方法を複合走査とすることにより画像のスペックルあるいはアーチファクトを減少させ、良好な画像を提供できることである。

第５の課題解決手段の作用と効果は、移動を停止したときの超音波画像生成方法として複数フレームの加算処理を行うことにより、信号対雑音比を改善し鮮明な画像を提供できることである。

第６の課題解決手段の作用と効果は、停止したときにプローブの上下位置あるいはプローブの傾斜角度を調節することにより、プローブと体表との間隔をできるだけ近づけかつ超音波ビームを体表にできるだけ垂直に入射させてより鮮明な画像を提供できることである。また、真の画像と多重反射アーチファクトの識別を容易にし、画像処理によりアーチファクトを除去できることである。

第７の課題解決手段の作用と効果は、超音波プローブの移動を停止したときに、超音波プローブに移動中より大きなパルス電圧を印加してデータを収集することにより、信号対雑音比を高くし、またハーモニックイメージングの効率を高めて高画質の画像を提供できることである。

第８の課題解決手段の作用と効果は、プローブの移動を停止したときに生成された画像の前後のフレームを同じ方法で記録し表示できるようにしたことにより、異常部位の立体情報すなわち前後の断層像を高画質で提供でき精密診断も可能なことである。

第８の課題解決手段の作用と効果は、超音波検査装置または読影用ワークステーションにプローブの移動を停止したときに記録された画像、その前後の画像、および全画像をいずれも表示可能な表示機能をもたせたことで、施設の状況に合わせた柔軟なシステムを提供でき、また、見落としの有無の確認やより正確な診断が可能になることである。また、医師は任意の場所で技師が選択した画像を短時間で読影することができることである。

第１０の課題解決手段の作用と効果は、超音波検査装置または読影用ワークステーションに同一被検者の同じ超音波プローブの位置で撮影した過去画像を検索して表示できる表示機能をもたせたことにより、短時間で確実な診断を下すことが可能になることである。

以下、本発明の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１は本発明の超音波検査装置全体を示すシステムの構成図である。超音波検査ユニット１は、液体容器、電子走査を行う超音波リニアアレイプローブ（以下、単にプローブという）、プローブ回転機構、支持機構などからなり、被検者に対して超音波パルスの送受信を行うユニットである。図１の一点鎖線で囲んだ部分Ｂは、超音波検査装置の本体部分であり、Ｃは技師が装置を操作する操作卓１４および生成された断層像を表示するモニタ１３で構成されている。

図２に超音波検査ユニット１の構造の断面図の例を示す。液体容器２１の中にはプローブ２４があり温水２５が満たされ、薄い伸縮性の超音波透過膜２２で密閉されている。プローブ２４の上面には多数の振動素子２３があり超音波の送受信を行う。検査時には超音波透過膜２２に乳房を上から挿しつけ、振動素子２３から温水２５を介して乳房組織に超音波パルスが送波され、乳房組織からの反射波が再び温水２５を介して振動素子２３で受信される。この多数の振動素子２３により通常はリニア電子走査が行われ、リアルタイムで断層像がモニタ１３に表示される。

一方、プローブ２４は回転軸２７に取り付けられ、回転軸２７はモータ２９により回転し電子走査面と直交方向に機械走査が行われ０〜３６０度の全方向の断層像を収集することができる。回転軸２７は軸受け２８ａ、２８ｂで支えられている。プローブ２４の傾斜角度を変えるために、回転軸２７に結合する部分にも軸２６があり、図には記載されていない駆動機構によりプローブ２４の傾斜角度を変えることができ、また、プローブ２４の上下位置を変えることもできる。プローブ２４の回転、傾斜角度、上下位置の制御は操作卓１４で行われる。また、図には記載されていないがプローブ２４には信号を送受信するためのケーブルが接続され、本体部分Ｂとの間で信号の送受信が行われる。プローブ２４の回転角度、傾斜角度、上下位置は図にはないセンサで検出され本体装置に送られる。液体容器内には給水管３０から約４０℃の温水が給水され排水溝３１から排水管３２を通って排水される。給水、排水を制御するために給水バルブ３３および排水バルブ３４がある。液体容器２１は架台３５に固定されている。

本体部分Ｂにあるパルス発生器６で発生したパルス電圧はプローブ２４の振動素子２３に送信され、振動素子２３から超音波パルスが発生する。送信制御回路９はパルス電圧を印加する振動素子の選択およびそのタイミングを制御し、超音波ビームの方向および走査方法を制御する。生体中の組織で反射された反射波は同じ振動素子２３で検出され受信回路２に供給される。受信信号処理回路３は受信回路で受信された複数の振動素子の信号を処理して超音波ビームの指向性を決めるとともに画像生成に必要な信号処理を行う。受信信号処理回路３で処理された信号はＤＳＣ（ディジタルスキャンコンバータ）４に書き込まれる。ＤＳＣ４は２次元の断層像を生成するものであり、生成された断層像と負荷情報ユニット１０からの付加情報が画像合成ユニット５で合成され、メモリ１１に記録されるとともにモニタ１３にリアルタイムで表示される。

リニア電子走査（以下、単にリニア走査という）は次のように行われる。すなわち、まず振動素子２３の左端で超音波ビームの送受信が行われて１本の走査線が構成され、それが振動素子２３の右端まで順次右に移動し図５（ａ）に示すように多数の走査線によって１枚の断層像が構成される。それを繰り返して多数の断層像が得られる。例えば、走査線の数を３８４本とし送信パルスの繰り返し周波数をｆｒ＝１０ｋＨｚとすれば、３８．４ミリ秒に１枚すなわち毎秒約２６フレームの画像が得られ、画像をリアルタイムで表示することができる。視野幅を１０ｃｍとすれば走査線の間隔は約０．２６ｍｍである。リニア走査が開始するとプローブ２４は回転軸２７を中心に回転し始め機械走査を行う。例えば２０秒で１回転（３６０度回転）する場合を考えると、３８．４ミリ秒で１フレームの断層像が生成されるから３６０度回転する２０秒では７６８フレームの断層像が得られる。すなわち、機械的な回転により０．４７度移動するごとに１枚の断層像が得られ、１回転で７６８枚の乳房全体の画像が収集される。プローブの中心部分では０．４７度の間隔は０．８７ｍｍに相当する。このようにして、リニア走査により走査線間隔０．２６ｍｍの断層像が得られ、１回転の機械走査により中心部分で０．８７ｍｍ間隔の７６８枚の断層像が得られ、乳房全体についての画像データが収集されることになる。

機構制御回路８は、超音波検査ユニット１にあるプローブの回転制御のほかに傾斜角度や上下位置の制御を行う回路である。図には示していないが、回転軸に取り付けられたセンサによりプローブの回転角度や傾斜角度、上下位置が検出されて位置・角度検出ユニット７に供給され、回転角度、傾斜角度、上下位置が付加情報ユニット９を経由して画像合成ユニット５で画像と重ね合わされてモニタ１３に表示される。また、断層像および付加情報はメモリ１１に記録され必要なときに読み出すことができる。

操作卓１４では、通常の超音波診断装置のように撮影条件や表示条件の設定、画像のフリーズと記録などの指示を行うことができる。本発明では、これらの他にさらにプローブ２４の機械的な駆動およびそれに伴う送受信および表示、記録を制御するプローブ制御レバー４０（以下、単にレバーという）、走査方式設定ボタン４３〜４５、撮影用ボタン５０〜５２、読影用ボタン５５〜５７などを備えている。操作卓１４から送られる情報はすべてＣＰＵ（中央制御装置）１２に入力され、ＣＰＵ１２がすべての機能を制御する。図１では、信号の流れを実線で、コンピュータによる制御信号は点線で示している。

つぎに、本発明によるシステムの動作について詳しく説明する。図３は図２の主要部分である液体容器２１、プローブ２４、振動素子２３、プローブの回転軸２７を簡略化して表したもので、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は断面図である。図４には操作卓１４の一部と断層像を表示するモニタ１３を示しており、技師はモニタ１３を見ながら操作卓１４のレバー４０や各種のボタンを制御する。操作卓１４のこの部分には、プローブ２４を制御するレバー４０、レバー４０の上に付いているノブ４１、レバー４０の動きを縦と横のみに制限するガイド溝４２、複合走査の設定を行う複合走査ボタン４３、リニア走査を選定するリニア走査ボタン４４、加算枚数を設定する加算枚数設定ボタン４５、高電圧パルスを印加する高電圧ボタン４９、画像をフリーズするフリーズボタン５３、画像を記録する記録ボタン５４がある。また、画像の撮影時に使用する撮影用のボタン５０〜５２、読影時に使用する読影用のボタン５５〜５７がある。

撮影開始前はプローブ２４は図３（ａ）のスタート位置３７にある。技師は操作卓１４の撮影ボタン５０を押して撮影モードにし、プローブを制御するレバー４０を握りノブ４１を押すと、リニア走査が開始すると同時にプローブが毎秒１８度のゆっくりした速度で反時計回りに回転し、プローブ直上の断層像がモニタ１３にリアルタイムで表示される。プローブ２４の回転による機械走査により表示される断層像は刻々変化してゆくが、技師はその断層像を注視し異常部位を含むと思われる断層像が表れた場合はノブ４１を押す。するとプローブはそこで停止するとともに、プローブが回転しているときとは異なる走査方法による画像に切り替えられる。すなわち、表示される断層像は複合走査あるいは、複合走査の複数フレームの加算平均またはリニア走査による複数フレームの加算平均の画像に切り替わる。どのような断層像を表示するかは、撮影開始前にあらかじめ複合走査ボタン４３、あるいはリニア選択ボタン４４と加算枚数設定ボタン４５で設定しておく。複合走査ボタン４３の表示部４６には設定された複合走査の方向の数が表示され、リニア選択ボタン４４の表示部４７にはリニア走査の走査線の倍率、加算枚数設定ボタン４５の加算枚数表示部４８には設定された加算枚数が表示される。複合走査かリニア走査のどちらか一方を選択することになるので、表示部４６と４７は使用するどちらか一方だけが表示される。

また、高電圧ボタン４９をオンにしておくと、プローブが停止した時に図１のパルス発生器６からプローブ２４の振動素子２３に印加されるパルス電圧は移動中の例えば１．５倍になる。印加電圧を高くすると当然反射波も強くなり信号対雑音比が向上して良好な画質が得られる。また、近年普及している高調波を用いて画像化する組織ハーモニックイメージングにおいては、高調波の発生効率が高くなりやはり高画質の画像が得られる。プローブが移動している間も常に高電圧パルスを印加することは、回路素子の規格、振動素子から発生する熱によるプローブの温度上昇、生体へのパワーなどの問題から制限され、停止した場合のごく短時間の撮影にのみ限定して使用することが可能である。

技師がノブ４１を押してプローブ２４を停止させたときに、プローブの停止位置が必ずしも適切な位置とは限らないので、レバー４０によって断面位置を微調整する。すなわち、レバー４０を中央より上に傾けるとプローブ２４が反時計回りにゆっくり回転し、中央より下に傾けると時計回りにゆっくり回転してはじめに停止した位置の前後の断面像を観測しながら回転角度の微調節により最適断面を選び、その位置でレバー４０を中央の位置に戻してプローブの移動を停止する。ここで、フリーズボタン５３を押すと画像がフリーズされ、記録ボタン５４を押してこの断層像を記録する。また、例えば一つの腫瘍について１枚の断層像だけでなく、その前後の複数枚の画像を撮影、記録したい場合には、レバー４０を中央位置より下に下げて腫瘍の一端を含む画像が表示されたところでレバー４０を中央に戻してプローブ２４を停止させ複数枚撮影ボタン５１を押し、ノブ４１を押すとプローブ２４が回転し腫瘍の他端が表示されたところでもう一度ノブ４１を押すとプローブ２４は回転を停止し、同じ走査方法または処理方法でのこの範囲の複数枚の画像が自動的に記録される。

レバー４０にはさらにプローブの傾斜角度とプローブの上下位置を変える機能がある。傾斜角度、位置設定ボタン５２を押し、レバー４０を右回転すると図３（ｂ）のプローブ２４が軸２６を中心に右回転し水平方向からの傾斜角度が大きくなり、左回転するとプローブ２４が逆に回転して傾斜角度が小さくなる。レバー４０を左に傾けると図３（ｂ）の矢印のようにプローブ２４が回転軸２７とともに下方に移動し、右に傾けると上方に移動する。必要に応じて、プローブ２４の傾斜角度あるいは上下位置を変えて断層像を表示し、フリーズボタン５３を押してフリーズし、記録ボタン５４を押して画像を記録する。記録された画像には、停止位置の回転角度、操作方法の種類、プローブの傾斜角度、上下位置などのすべての情報が付加されている。

一つの停止位置での記録が終了したら、撮影ボタン５０を押すとプローブ２４はいったんはじめの停止位置に戻り、ノブ４１を押すとそこから再び反時計回りの回転が開始する。同様に、異常部位を含むと思われる断面が再び表示されたところでプローブ２４の停止、回転角度の微調節、必要に応じて傾斜角度あるいは上下位置を変化させ、フリーズ、記録を繰り返す。このようにして、プローブ２４が１回転して片方の乳房の検査を終了し、その後プローブ２４は自動的にスタート位置３７に戻る。つぎに、他方の乳房の検査を行い全検査を終了する。検査が終了した時には、異常部位を含む断層像が全て選択的に記録されている。

つぎに、プローブ２４を停止したときに表示される断層像について説明する。プローブが回転しているときに表示される断層像は、図５（ａ）に示すリニア走査の断層像で、１枚の断層像の画像は３８４本の平行な走査線６１で構成され、毎秒２６フレームのリアタイム断層像が表示される。正常か異常かを判断するにはこの画像で十分であるが、医師が画像を見てさらに詳しい診断を下すためには走査線数を増やして空間的な解像度を上げるとともにノイズやアーチファクトの少ない鮮明な画像を提供することが好ましい。図５（ｂ）は同じリニア走査で走査線数を２倍に増やした例である。走査線数を２倍にする方法としては、同時に駆動し受信する振動子数を変えたり、送受信方向をごく僅か変える微小角セクタ法などの従来の方法を使用することができる。この場合、走査線間隔は１／２となり細かい画像が得られるが１枚の断層像を得るための時間は２倍になる。しかし、プローブは停止しており、１枚の断層像を得るための時間は７６．８ミリ秒とごく短くあまり問題ない。図５（ｃ）は複合走査の例である。この場合は操作卓１４の複合走査ボタン４３で走査線の方向の数を選択する。選択した走査線数は表示部４６に表示される。リニア走査では走査線は平行であるが、複合走査では超音波ビームの送受信方向を僅かに変えて複数方向からの反射波を検出する。図５（ｃ）は７方向の場合である。このようにすると超音波特有の位相干渉によるスペックルパターンが軽減され、また超音波ビームの入射方向が変わるので多重反射アーチファクトも軽減される。図５（ａ）〜（ｃ）の上部にある図は、対応する走査線の構造を示しており、通常のリニア走査方式で１本の走査線が図５（ｂ）の走査方式では２本の平行な走査線になり、図（ｃ）の走査方法では複数方向の走査線で構成されることを示している。図５（ｃ）の複合走査では、１枚の画像の完像時間は図（ａ）の７倍の２６９ミリ秒で１秒以下であり、胸郭の動きが少ない呼吸のタイミングに合わせてフリーズすれば呼吸性移動に対する影響を避けることができる。

また、これらの画像を複数枚加算することにより信号対雑音比（以下、ＳＮＲという）を増加させることができノイズの少ない画像を提供できる。加算枚数をｎ枚とすればＳＮＲを√ｎ倍にできる。例えば９枚加算すればＳＮＲは３倍になる。加算枚数は加算枚数設定ボタン４５で設定し加算枚数は表示部４８に表示される。超音波検査では解像度を上げるためにできるだけ高い周波数を用いることが好ましいが、周波数を高くすると減衰が増加しＳＮＲが低下し画質が劣化する。したがって、ＳＮＲの向上は鮮明な画像を得るためにはきわめて重要である。９枚加算した場合の完像時間は、図５（ａ）の走査線数が３８４本のリニア走査では０．３５秒、図５（ｂ）の走査線数が７６８本のリニア走査では０．６９秒、図５（ｃ）の複合走査では２．４秒となる。完像時間があまり長いと心臓の動きや呼吸による乳房組織の動きがボケの原因になるので、適当な完像時間になるように条件を設定する。もちろん、走査線数３８４本のリニア走査で加算枚数１を設定してもよい。この場合の画像はプローブが回転しながら撮影した画像とほとんど同じ画像であり、動きに対するぶれが最小になる。

停止位置でプローブ２４の傾斜角度あるいはプローブ２４の上下位置を変えて画像を撮影すると、水浸法で問題となる多重反射アーチファクトの影響を除くことができる。多重反射アーチファクトはプローブ２４と体表との間で反射が繰り返されるために生じ、乳房組織中にこの多重反射による偽の画像（アーチファクト）が表示されるものである。多重反射は超音波ビームが体表に垂直に入射した場合に最も強く起こる。したがって、プローブの傾斜角度を変えると超音波ビームの入射角度が変わり多重反射が減少するか、乳房組織中の別の場所に表示される。これにより多重反射を軽減したり、識別したりすることができる。傾斜角度を変えたときに別の箇所に多重反射像が表示された場合は、傾斜角度の異なる２枚の画像の位置を合わせて一方から他方を差し引き絶対値をとると多重反射の像だけが残る。これをもとの２枚の加算平均画像、すなわち真の画像と多重反射の和の画像から多重反射だけの画像を差し引くと多重反射の像が消去されて真の画像が得られる。プローブの上下位置を移動させた画像についても、真の像に対して多重反射の像が出る位置が異なるため、同様の方法で多重反射を除去した画像が得られる。

プローブを停止して異常部位を撮影するためには、最適断面の選択などが必要なため１断面当たり１０秒程度の時間が必要である。これに対して、複合走査や加算処理に必要な時間は、仮に５方向の複合走査と４枚の加算処理を行なったとして７６８ミリ秒である。片方の乳房の検査で異常部位を含む断面が３箇所あった場合、片方向の乳房の検査時間は、２０秒＋（１０＋０．６８７）×３＝５２秒である。もし、プローブの停止時だけでなく移動中も常に５方向の複合走査と４枚の加算処理を行うと、片方の乳房の検査時間は（２０×５×４）＋１０×３＝４３０秒（約７分）と長時間になり、プローブを停止した場合のみ複合走査や加算処理などを行うことの利点が明確である。

プローブ２４が移動中の断層像およびプローブを停止した状態で記録した画像は、回転角度その他の付加情報とともにすべてメモリ１１に蓄えられる。これらの断層像を医師が読影して診断を下すときは読影ボタン５５を押して読影モードに切り替える。つぎに、選択画像表示ボタン５６を押すと異常部位の断層像が選択され、複数の断層像の一覧がモニタ１３に表示される。撮影モードで複数枚撮影ボタン５１を押して撮影した複数の画像もここで表示される。一覧表示された画像をマウスなどでクリックすると画面いっぱいに拡大表示され、画像一覧はサムネールとして左端に小さく表示される。サムネールの一覧画像を順にモニタ１３上で拡大表示して読影を行い、所見を記録して診断を下す。技師が異常部位を含むと判断してプローブの停止位置で撮影した断層像の枚数はせいぜい１０数枚程度であり、医師が７６８枚の全画像を順に見ながら診断するよりは読影時間がはるかに短く医師の負担は非常に少なくなる。また、異常部位を含むと判断して選択表示される画像は、複合走査、加算処理などの処理が施された鮮明な画像であり、これにより正確な診断が可能になる。読影モードではレバー４０はプローブの制御ではなく画像表示の制御に切り替えられる。選択表示された断層像の前後の断層像も参考にしたいときは選択画像表示ボタン５６をもう一度押し、この状態でレバー４０を上に傾けるとメモリ１１に記録されている反時計回り方向の画像が順次表示され、レバー４０を下に傾けると時計回り方向の画像が表示されて前後の画像を参照することができる。

技師の訓練が十分ではなく、医師がすべての画像を見る必要がある場合は、全画像表示ボタン５７を押す。この状態でレバー４０を上に傾けると断層像は撮影したときと同じ反時計回り方向に順次表示され大きく傾けるほど画像の送り速度が早くなる。レバー４０が中央の位置では画像が停止し、下に傾けると時計回り方向に順次断層像が表示され傾きを大きくするほど送り速度が早くなる。このようにして医師は画像の送り速度と方向を自由に変えることができる。読影モードでは、フリーズボタン５３および記録ボタン５４は撮影中の画像ではなく表示画像のフリーズおよび記録に切り替えられている。このようにして送り速度を変えながら画像を順次観察し、異常部位が含まれると思われるところではレバー４０の位置を中央にして画像送りを停止し、その前後の断面を注意深く観測し必要な場合は図にはない入力装置により所見を記入し、フリーズボタン５３を押してフリーズし、記録ボタン５４を押して記録する。

図６は、超音波検査装置７０とは通常別の場所にある読影用ワークステーション７５で医師が読影する場合の説明図である。ここで、超音波検査装置７０は図１のＡ、Ｂ、Ｃで示される装置全体を意味している。超音波検査装置７０のメモリ１１に記録されたすべてのデータは、ＤＩＣＯＭなどの医用画像の標準のフォーマットで通信回線７１あるいは記録媒体７２を介して読影用ワークステーション７５に送られる。読影用ワークステーション７５には、読影用モニタ７３ａ、７３ｂおよび図４に相当する操作卓７４がある。操作卓７４には図４の操作卓１４と同じ機能をもつ読影用ボタン５５、５６、５７、フリーズボタン５３、記録ボタン５４ボタンがあり、図４のレバー４０に相当する機能をもつ前後の画像を表示する画像送りボタン７７がある。検診では検査室や検診バスなどで多数の被検者のデータが収集されるので、医師が超音波検査装置７０のモニター１３で読影することが困難な場合も多く、離れた場所にある読影用ワークステーション７５で読影し所見を記入してその記録を読影用ワークステーション７５に保管することができる。

読影用ワークステーション７５には過去に撮影したすべての画像が保管されており、得られたばかりの画像を読影用モニタ７３ａに表示し、同じ被検者の過去の画像を同時に読影用モニタ７３ｂに表示して比較読影をすることができる。過去の画像としては乳房全体の断層像と全ての付加情報が記録保存されており、同じ被検者の画像を検索するとともに、回転角度の情報をもとに同じ部位の断層像を短時間で容易に検索表示することができる。これはとくに水浸法で有効である。医師が現在の検査データを読影用モニタ７３ａに表示し、過去画像表示ボタン７６を押すと、最も近い時期に受けた検査データの同じ位置の断層像が読影用モニタ７３ｂに表示され、画像送りボタン７７でその前後の画像を表示し、現在の画像と過去の画像を比較できる。また、読影用ワークステーションの選択画像ボタンを押すと過去の検査で選択した画像を表示することができる。もう一度過去画像表示ボタン７６を押すと、その前の過去の検査データを同様に表示して比較することができる。過去画像表示ボタン７６を何度も押してそれ以前の過去画像がなくなると最初の過去画像に戻る。必要に応じて読影用ワークステーション７５に記録、保管されたデータを超音波検査装置７０に読み込んで、超音波検査装置７０で比較読影することも可能である。検診においては、同じ人の過去の画像と比較する比較読影が非常に重要であり、本システムでは比較読影が容易に行えることが大きな利点である。

上述の実施例ではプローブを温水中で移動する水浸法について記載したが、水浸法に限らず直接接触法でもかまわない。また、プローブの回転による機械走査の場合について説明したが、プローブの平行移動などの他の機械走査の方法でもよい。

本発明の装置全体のシステム構成図超音波検査ユニットの構造を示す断面図（ａ）超音波検査ユニットの主要部分の上面図（ｂ）超音波検査ユニットの主要部分の断面図超音波検査装置の操作卓とモニタ（ａ）通常のリニア走査の説明図（ｂ）走査線を２倍にしたリニア走査の説明図（ｃ）複合走査の説明図超音波検査装置と読影用ワークステーション

符号の説明

１超音波検査ユニット
２１液体容器
２２超音波透過膜
２３超音波リニアアレイプローブを構成する振動素子
２４超音波リニアアレイプローブ
２５温水
２７プローブの回転軸
３７スタート位置
４０プローブ制御レバー
４１プローブの移動、停止を制御するノブ
４３複合走査選択ボタン
４４リニア走査選択ボタン
４５加算枚数設定ボタン
４９高電圧ボタン
５０撮影ボタン
５１複数枚撮影ボタン
５２プローブ傾斜角度、位置設定ボタン
５３フリーズボタン
５４画像記録ボタン
５５読影ボタン
５６選択画像表示ボタン
５７全画像表示ボタン
６１通常のリニア走査の走査線
６２走査線数を２倍にしたリニア走査の走査線
６３複合走査の走査線
７３ａ読影用ワークステーションの現在画像表示用モニタ
７３ｂ読影用ワークステーションの過去画像表示用モニタ
７４読影用ワークステーションの操作卓
７５読影用ワークステーション
７６過去画像表示ボタン

Claims

電子走査を行う超音波プローブと、該超音波プローブを電子走査面と略直角方向に一定速度で回転させる第１のプローブ移動機構と、電子走査面内で該超音波プローブを回転させる第２のプローブ移動機構と、該超音波プローブの上下位置を変える第３のプローブ移動機構と、超音波送受信回路と、超音波画像を生成する超音波画像生成手段と、超音波画像を表示する表示手段と、超音波画像を記録する記録手段とを具備し、第１のプローブ移動機構は任意の位置で該超音波プローブの移動を停止することができ、移動を停止したときに該超音波プローブの傾斜角度あるいは上下位置を変えてデータを収集する機能を有することを特徴とする超音波検査装置。