JP5653030B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、超音波診断装置に関し、特に操作者や被検体の負担を軽減することができる超音波診断装置に関する。

超音波診断装置は、被検体に対する超音波の送信を行なってそのエコー信号を取得し、エコー信号に基づく超音波画像を表示させる装置である。超音波画像としては、Ａモード、Ｂモード、Ｍモード、パルスドプラモード、連続波ドプラモード、カラードプラモードなど、様々な表示モードによる画像がある（例えば、特許文献1参照）。

また、検査対象となる臓器等に応じて、スキャン位置についても、例えば腹部や肋間など様々である。従って、スキャン位置等に応じて、検査対象となる臓器のスキャンを行ないやすいよう、操作者は被検体に対して体位の指示を行なって検査を行なっている。また、この他にも操作者は、例えば呼吸についての指示などを被検体に対して行なう。

特開２００８−１７８５１５号公報

ところで、検査を行なうにあたり、操作者は検査対象や体位、表示モード等に応じて超音波診断装置の制御パラメータの入力等の設定を行なう必要がある。特に、超音波診断装置においては、上述のように表示モードが複数あり、表示モード毎に設定を行なう必要があるので煩雑である。しかも、同一の検査対象や体位について、複数の表示モードでの検査を行なう場合のほか、複数の検査対象や体位について、複数の表示モードでの検査を行なう場合もあることから、操作者の負担は非常に大きい。なおかつ、このような煩雑な設定動作を行ないつつ、被検体への指示を行なう必要もあることから、操作者の負担が大きいものになっている。

しかも、指示内容を被検体に的確に伝えるのが困難なこともある。例えば、仰向けになり腕を耳の横に位置させた体勢で検査を行なう場合がある。被検体にこのような体勢をとってもらうべく、仰向けのまま手を上に上げるように操作者が指示した場合、被検体は、操作者の意図とは異なり、仰向けになったまま手を垂直に立てる体勢をとってしまうことがありうる。さらに、超音波診断装置を用いた検査では、仰向けになったり、横向きで横たわったり、座った状態で後ろに手をついたり、うつ伏せになったりと、様々な体位での検査がある。従ってこれらの体位を的確に指示することが操作者には要求されており、上述の煩雑な設定動作の必要性とも相俟って、操作者の負担が非常に大きいものとなっている。

また、被検体にとっても、例えば検査に慣れていない被検体等については、操作者の指示内容を理解することが困難であることも多い。特に、超音波診断装置を用いた検査においては、複数の表示モードの検査を行なう場合があり、しかも複数の検査対象や体位での検査を行なう場合には、なおさら被検体の負担が大きくなる。

本発明が解決しようとする課題は、検査時における操作者及び被検者の負担を軽減することができる超音波診断装置を提供することである。

この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、第１の観点の発明は、被検体における検査対象、体位及び表示モードのうち少なくとも一つが異なる複数の検査ステップからなる検査プロトコルが記憶された記憶部と、前記検査プロトコルに従って、前記検査ステップ毎に設定された検査対象、体位及び表示モードに応じて超音波診断装置を制御する制御部と、前記検査ステップに応じた被検体への指示内容を表す指示表示が表示される指示内容表示部と、を備えることを特徴とする超音波診断装置である。

第２の観点の発明によれば、第１の観点の発明において、前記検査プロトコルにおいては、前記検査ステップ毎に、検査対象、体位及び表示モードに応じた制御パラメータが設定されていることを特徴とする超音波診断装置である。

第３の観点の発明は、第１，２の観点の発明において、前記指示表示は、予め設定された所定のタイミングで表示されることを特徴とする超音波診断装置である。

第４の観点の発明は、第１，２の観点の発明において、前記指示表示は、操作部における指示入力があった時に表示されることを特徴とする超音波診断装置である。

第５の観点の発明によれば、第１，２の観点の発明において、音声による指示を認識する音声認識部を備え、前記指示内容表示部には、前記音声認識部によって認識された指示内容の指示表示が表示されることを特徴とする超音波診断装置である。

第６の観点の発明は、第１〜５のいずれか一の観点の発明において、前記指示表示は、被検体への指示内容を表す文字又は図形であることを特徴とする超音波診断装置である。

第７の観点の発明によれば、第１〜６のいずれか一の観点の発明において、指示表示は、被検者の体位及び被検者の呼吸の少なくとも一方に対する指示を表す表示であることを特徴とする超音波診断装置である。

第８の観点の発明は、第１〜７のいずれか一の観点の発明において、前記指示内容表示部は、超音波画像を表示する画像表示部とは別に設けられていることを特徴とする超音波診断装置である。

本発明によれば、検査時において、前記検査プロトコルに従って、前記検査ステップ毎に設定された検査対象、体位及び表示モードに応じて超音波診断装置が制御されるので、操作者は、検査対象、体位及び表示モードに応じた設定を行なう必要がない。また、前記検査ステップに応じた被検体への指示内容を表す指示表示が、前記指示内容表示部に表示されるので、操作者は指示を行なう必要がなく、しかも被検体にとっても、指示内容を容易かつ確実に理解することができる。これにより、検査時における操作者及び被検者の負担を軽減することができる。

本発明に係る超音波診断装置の実施形態の概略構成の一例を示すブロック図である。 本発明に係る超音波診断装置の実施の形態における作用を示すフローチャートである。 仰向けになって寝るように指示する指示表示の一例を示す図である。 腹式呼吸でお腹を膨らませることを指示する指示表示の一例を示す図である。 息を止めた状態を維持することを指示する指示表示の一例を示す図である。 呼吸を再開して楽にしてよいことを指示する指示表示の一例を示す図である。 横を向いた状態で寝るように指示する指示表示の一例を示す図である。 第一変形例における超音波診断装置の概略構成の一例を示すブロック図である。 第二変形例において、手を後ろについた状態で座るように指示する指示表示の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。図１に示す超音波診断装置１は、超音波プローブ２、送受信部３、Ｂモード処理部４、カラードプラ処理部５、ドプラ処理部６、表示制御部７、画像表示部８、指示内容表示部９、制御部１０、記憶部１１、及び操作部１２を備える。

前記超音波プローブ２は、生体組織に対して超音波のスキャンを行ないそのエコーを受信する。前記送受信部３は、前記超音波プローブ２を所定のスキャンパラメータで駆動させて音線毎の超音波のスキャンを行なう。前記送受信部３は、検査対象、体位及び表示モードに応じて設定されたスキャンパラメータで前記超音波プローブ２を駆動させる。

ここで、検査対象とは、検査対象となる臓器を意味するほか、検査対象となる臓器における所定の部分も意味する。

また、送受信部３は、前記超音波プローブ２で受信したエコーについて、整相加算処理等の信号処理を行なう。前記送受信部３で信号処理されたエコーデータは、前記Ｂモード処理部４、前記カラードプラ処理部５及び前記ドプラ処理部６に出力される。

前記Ｂモード処理部４は、前記送受信部３から出力されたエコーデータに対し、対数圧縮処理、包絡線検波処理等のＢモード処理を行ない、Ｂモードデータを作成する。

前記カラードプラ処理部５は、前記送受信部３から出力されたエコーデータに対し、ＭＴＩ（ｍｏｖｉｎｇ ｔａｒｇｅｔ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ ｆｉｌｔｅｒ）フィルタによる処理と自己相関演算処理とを行ない、血流の平均流速、分散、パワーを算出して、これらのデータからなるカラードプラデータを作成する。

前記ドプラ処理部６は、前記送受信部３から出力されたエコーデータについて、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｊｆｏｒｍ）によって周波数解析を行ない、そのスペクトル成分を流速値に変換して流速スペクトルのデータからなるドプラデータを作成する。

前記表示制御部７は、Ｂモードデータに基づくＢモード画像データ、カラードプラデータに基づくカラードプラ画像データ及びドプラデータに基づくドプラ画像データを作成する。表示モードがＢモードである時には、前記表示制御部７は、前記Ｂモード画像データに基づくＢモード画像を前記画像表示部８に表示させる。また、表示モードがカラードプラモードである時には、前記表示制御部７は、Ｂモード画像データ及びカラードプラ画像データに基づいて、Ｂモード画像にカラードプラ画像を重畳した画像を作成し、これを前記画像表示部８に表示させる。さらに、表示モードがドプラモードである時には、前記表示制御部７は、Ｂモード画像とともに、ドプラ画像データに基づくドプラ画像を前記画像表示部８に表示させる。

また、前記表示制御部７は、後述の検査ステップに応じた被検体への指示内容を表す指示表示を前記指示内容表示部９に表示させる。指示表示は、前記検査ステップにおける所定の検査対象、所定の体位及び所定の表示モードに応じた指示内容になっている。指示表示の具体例については後述する。前記指示内容表示部９は、本発明における指示内容表示部の実施の形態の一例である。

前記指示内容表示部９は、Ｂモード画像、Ｂモード画像にカラードプラ画像を重畳した画像、ドプラ画像等の超音波画像を表示する前記画像表示部８とは別に設けられており、例えば超音波診断装置１の本体とは別体のモニタで構成され、被検体が見やすい位置に置かれる。一方、前記画像表示部８は、超音波診断装置１の本体に設けられたモニタで構成される。

前記制御部１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で構成され、前記記憶部１１に記憶された制御プログラムを読み出し、前記超音波診断装置１の各部における機能を実行させる。例えば、前記記憶部１１には、制御プログラムの一つとして、被検体における検査対象、体位及び表示モードのうち少なくとも一つが異なる複数の検査ステップからなる検査プロトコルが記憶されている。前記制御部１０は、この検査プロトコルに従って前記超音波診断装置１を制御する。より詳細に説明すると、前記検査プロトコルの各検査ステップにおいては、所定の検査対象、所定の体位及び所定の表示モードに応じたスキャンパラメータなどの制御パラメータが設定されている。前記制御部１０は、この制御パラメータにより、検査対象、体位及び表示モードに応じて前記超音波診断装置を制御して、前記検査プロトコルを実行する。ここに、前記超音波診断装置の制御とは、所定のスキャンパラメータでの超音波のスキャンや前記超音波画像を作成してこれを表示することを含む。前記制御部１０は、本発明における制御部の実施の形態の一例であり、また前記記憶部１１は、本発明における記憶部の実施の形態の一例である。

ここで、検査プロトコルとは、検査対象、体位及び表示モードの少なくとも一つが異なる複数の検査ステップを所定の順番で実行する一連の検査工程をいい、診断目的などに応じて定まっているものである。前記記憶部１１には、このような検査プロトコルが複数種類記憶されていてもよい。

また、前記操作部１２は、操作者が指示や情報を入力するためのキーボード及びポインティングデバイス（図示省略）などを含んで構成されている。

さて、本例の超音波診断装置１の作用について図２のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ステップＳ１では、操作者は、前記操作部１２において所望の検査プロトコルを開始するための指示入力を行なう。複数種類の検査プロトコルが前記記憶部１１に記憶されている場合には、操作者は所望の検査プロトコルを選択する。

ステップＳ１において検査プロトコルを開始するための指示入力があると、ステップＳ２へ移行し、図３に示すように、仰向けになって寝るように指示する指示表示Ａが前記指示内容表示部９に表示される。そして、ステップＳ３〜Ｓ５において、操作者は、被検体をこのような体位にさせたまま、前記超音波プローブ２によって腹部のスキャンを行ない、例えば肝臓などの臓器を検査対象とした検査を行なう。

ここで、前記指示表示Ａについて説明すると、前記指示表示Ａとしては、手を上げて仰向けになって寝ている人間を体の横側から見た状態を示すイラストＡ１と、これを上から見た上半身を示すイラストＡ２とが表示される。被検体は、これらのイラストＡ１，Ａ２が表示されることにより、体の向きや手の位置などを一目で把握することができる。

ステップＳ３の表示モードはＢモードである。従って、ステップＳ３は、腹部のスキャンによるＢモード表示を行なう検査ステップである。このステップＳ３では、腹部についてのＢモード表示用に予め設定されたスキャンパラメータで、前記超音波プローブ２による超音波の送受信が行なわれる。そして、得られたエコー信号に基づいて、前記Ｂモード処理部４がＢモードデータを作成し、さらに前記表示制御部７がＢモード画像データを作成して、前記画像表示部８にＢモード画像を表示させる。

ステップＳ３のＢモード表示を行なうにあたり、被検体の呼吸についての指示を行なう必要がある場合、前記指示内容表示部９に、図４に示す指示表示Ｂと、図５に示す指示表示Ｃが表示される。ここで、呼吸についての指示とは、腹式呼吸でお腹を膨らませるように息を吸い、そのまま息を止めた状態を維持するようにする指示である。従って、図４に示すように、腹式呼吸でお腹を膨らませることを表す指示表示Ｂが先ず表示され、次に図５に示すように息を止めてその状態を維持することを表す指示表示Ｃが表示される。

ちなみに、本例では、前記指示表示Ｂは、お腹を膨らませて息を吸うことを表すイラストＢ１と、「息を吸ってください」の文字Ｂ２とからなっている。また、前記指示表示Ｃは、お腹を膨らませたまま息を止めた状態のイラストＣ１と、「そのまま維持」の文字Ｃ２とからなっている。

前記指示表示Ｂ，Ｃが表示されるタイミングは、指示表示Ａが表示されてから予め設定された所定時間経過後に前記指示表示Ｂを表示し、さらにこの指示表示Ｂが表示されてから予め設定された所定時間経過後に前記指示表示Ｃを表示するようにしてもよい。また、前記操作部１２における指示入力があった時に前記指示表示Ｂ，Ｃを表示するようにしてもよい。

ここで、指示表示Ｃが表示されてからの時間を計測し、この時間が予め設定された長さを超えた時に、図６に示すように、呼吸を再開して楽にしてよいことを表す指示表示Ｄを前記指示内容表示部９に表示させてもよい。本例では、前記指示表示Ｄは、「楽にして下さい」の文字からなる。

ステップＳ３の検査ステップが終了すると、ステップＳ４の検査ステップへ移行する。移行のタイミングとしては、例えばステップＳ３において表示されるＢモード画像をフリーズした後、フリーズ状態を解除した時に、ステップＳ４の検査ステップへ移行するようにしてもよい。

ステップＳ４の表示モードはカラードプラモードである。従って、ステップＳ４は、腹部のスキャンによるカラードプラモード表示を行なう検査ステップである。このステップＳ４では、腹部についてのカラードプラモード表示用に予め設定されたスキャンパラメータで、前記超音波プローブ２による超音波の送受信が行なわれる。そして、得られたエコー信号に基づいて、前記カラードプラ処理部５がカラードプラデータを作成するとともに前記Ｂモード処理部４がＢモードデータを作成し、さらに前記表示制御部７がカラードプラ画像データ及びＢモード画像データを作成して、Ｂモード画像上にカラードプラ画像が重畳された重畳画像を前記画像表示部８に表示させる。

前記ステップＳ４においても、前記ステップＳ３と同様に、前記指示表示Ｂ，Ｃ，Ｄを表示することにより、被検体の呼吸についての指示を行なってもよい。

ステップＳ４の検査ステップが終了すると、ステップＳ５の検査ステップへ移行する。上述と同様に、例えばステップＳ４において表示される重畳画像をフリーズした後、フリーズ状態を解除した時に、ステップＳ５の検査ステップへ移行する。

ステップＳ５の表示モードはパルスドプラモードである。従って、ステップＳ５は、腹部のスキャンによるパルスドプラモード表示を行なう検査ステップである。このステップＳ５では、腹部についてのパルスドプラモード表示用に予め設定されたスキャンパラメータで、前記超音波プローブ２による超音波の送受信が行なわれる。そして、得られたエコー信号に基づいて、前記ドプラ処理部６がドプラデータを作成するとともに前記Ｂモード処理部４がＢモードデータを作成し、さらに前記表示制御部７がドプラ画像データ及びＢモード画像データを作成して、ドプラ画像とＢモード画像とを並べて前記画像表示部８に表示させる。

前記ステップＳ５においても、前記ステップＳ３と同様に、前記指示表示Ｂ，Ｃ，Ｄを表示することにより、被検体の呼吸についての指示を行なってもよい。

ステップＳ５の検査ステップが終了すると、ステップＳ６へ移行する。上述と同様に、例えばステップＳ５において表示される画像をフリーズした後、フリーズ状態を解除した時に、ステップＳ６へ移行する。ステップＳ６では、図７に示すように、横を向いた状態で寝るように指示する指示表示Ｅが前記指示内容表示部９に表示される。本例では、前記指示表示Ｅは、横を向いて寝ている状態のイラストＥ１と、「横を向いて寝てください」の文字Ｅ２とからなる。

そして、ステップＳ７〜Ｓ９において、操作者は、被検体をこのような体位にさせたまま、前記超音波プローブ２によって肋間からのスキャンを行ない、例えば腎臓などの臓器の検査を行なう。被検体は、前記指示表示Ｅが表示されることにより、どのような体位をとればよいか一目で把握することができる。

ステップＳ７〜Ｓ９の表示モードは、ステップＳ３〜Ｓ５と同様の表示モードになっている。従って、ステップＳ７は、肋間からのスキャンによるＢモード表示を行なう検査ステップ、ステップＳ８は、肋間からのスキャンによるカラードプラモード表示を行なう検査ステップ、ステップＳ９は、肋間からのスキャンによるドプラモード表示を行なう検査ステップである。

ステップＳ７〜Ｓ９においても、ステップＳ３〜Ｓ５と同様に、前記指示表示Ｂ，Ｃ，Ｄを表示することにより、被検体の呼吸についての指示を行なってもよい。

以上のように、本例の検査プロトコルは、腹部のスキャンによるＢモード表示、カラードプラモード表示及びドプラモード表示、肋間からのスキャンによるＢモード表示、カラードプラモード表示及びドプラモード表示の各検査ステップからなる。そして、このような前記検査プロトコルに従って前記超音波診断装置１が制御され、操作者が検査対象、体位及び表示モードに応じて制御パラメータの入力等の設定を行なわずとも検査を行なうことができる。また、検査ステップに応じて、体位や呼吸に対する指示内容を表す指示表示が表示されるので、操作者は指示を行なう必要がなく、しかも被検体にとっても指示内容を容易かつ確実に理解することができる。従って、検査時における操作者及び被検者の負担を軽減することができる。

次に、本実施形態の変形例について説明する。先ず、第一変形例について図８に基づいて説明する。この第一変形例の超音波診断装置１′では、図８に示すようにマイク２０及び音声認識部２１を備えている。前記マイク２０からの音声信号は、前記音声認識部２１へ入力され、この音声認識部２１が音声の内容を認識するようになっている。そして、認識された内容は、前記表示制御部７へ入力されるようになっている。

このような構成の第一変形例においては、操作者が被検体に対する指示を前記マイク２０に向かって音声によって行なってもよい。音声による指示内容は、前記音声認識部２１において認識され、前記表示制御部７へ入力される。そして、この表示制御部７は、指示内容に応じた指示表示を前記指示内容表示部９に表示させる。

次に、第二変形例について説明する。検査対象や体位は上述のものに限られるものではない。例えば、手を後ろについた状態でベッドの縁などに座った状態で腹部のスキャンを行ない、例えば肝臓などの臓器の検査を行なう場合がある。この場合には、前記表示制御部７は、図９に示すように手を後ろについた状態で座るように指示する指示表示Ｆを表示させる。本例では、この指示表示Ｆは、手を後ろについて座っている状態を示すイラストＦ１と、「手を後ろについて座って下さい」の文字Ｆ２とからなる。

この他にも、例えばうつぶせになった状態で腎臓を検査対象とするスキャンを行なう場合などもあり、前記表示制御部７は、体位に応じた指示表示を表示させる。

次に、第三変形例について説明する。表示モードについても上述のものに限られるものではない。例えば、造影剤を用いた造影モードでは、造影剤を注入してから数分後に息を止めて一回目のスキャンを行ない、注入してから十数分後に再び息を止めて二回目のスキャンを行なう場合がある。従って、このような場合には、一回目のスキャンを行なう際に、前記表示制御部７は前記指示表示Ｂ，Ｃを表示させ、スキャン終了時に前記指示表示Ｄを表示させる。そして、二回目のスキャンを行なう際に、前記表示制御部７は再び前記指示表示Ｂ，Ｃを表示させ、スキャン終了時に前記指示表示Ｄを表示させる。これにより、被検体に対し、息を吸って止めることや、一回目のスキャンと二回目のスキャンの間において、楽にしていてよいことを知らせることができる。

以上、本発明を前記各実施形態によって説明したが、本発明はその主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことはもちろんである。例えば、指示表示の形態は一例であり、上述のものに限られるものではない。

１，１′ 超音波診断装置
８ 画像表示部
９ 指示内容表示部
１０ 制御部
１１ 記憶部
１２ 操作部
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ 指示表示

Claims (9)

1. 被検者における検査対象、体位及び表示モードのうち少なくとも一つが異なる複数の検査ステップからなる検査プロトコルが記憶された記憶部と、
   前記検査プロトコルに従って、前記検査ステップ毎に設定された検査対象、体位及び表示モードに応じて超音波診断装置を制御する制御部と、
   前記検査ステップに応じた被検者への指示内容を表す指示表示が表示される指示内容表示部とを備えており、
   前記指示表示は、被検者が腹式呼吸で腹部を膨らませる指示を表す表示であることを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記指示表示は、腹部を膨らませた被検者が息を止めて腹部を膨らませた状態を維持する指示を表す表示であることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記検査プロトコルにおいては、前記検査ステップ毎に、検査対象、体位及び表示モードに応じた制御パラメータが設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
4. 前記指示表示は、予め設定された所定のタイミングで表示されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
5. 前記指示表示は、操作部における指示入力があった時に表示されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
6. 音声による指示を認識する音声認識部を備え、
   前記指示内容表示部には、前記音声認識部によって認識された指示内容の指示表示が表示されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
7. 前記指示表示は、被検者への指示内容を表す文字又は図形であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
8. 前記指示表示は、更に、被検者の体位に対する指示を表す表示を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
9. 前記指示内容表示部は、超音波画像を表示する画像表示部とは別に設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の超音波診断装置。

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