JP6061570B2 - 医用画像表示装置及び医用画像診断システム - Google Patents

Description

本発明は、被検体内の断層像を表示する医用画像表示装置及び医用画像表示装置を含む医用画像診断システムに関する。

超音波診断装置等の医用画像診断装置では、被検体を傷つけることなく被検体内の臓器等の断層像を見ることができる。このような断層像は医用画像診断装置に付属される固定画面表示部に表示される。しかし、これらの断層像が被検体内のどの部位が表示されているのかが分かりにくい場合があった。

このような問題に対して、例えば特許文献１では、モニタ等の固定画面表示部に臓器等の断層像を表示すると共に、断層像が臓器等のどの位置に対応するかを、模式図を用いて固定画面表示部の画面上に表示させている。

特開２０１２−１００８１５号公報

しかし、特許文献１では、固定画面表示部をほぼ固定しており、任意の断面を見る際は固定画面表示部に表示されるイメージを画面上で回転させていた。そのため、操作者は、断層像が被検体に対してどの方向の断面かを頭の中でイメージするしかなく、特に初心者の操作者にとっては、断層像が被検体に対してどの方向の断面か理解できない場合があった。

本発明では、被検体の断層像が表示される画像表示装置の移動に従って断層像も移動させることにより、断層像が被検体に対してどの方向の断面かを容易に知ることができる医用画像表示装置及び医用画像診断システムを提供することを目的とする。

第１観点の医用画像表示装置は、画像表示部に画像を表示するとともに、操作者が任意の位置に移動させ及び傾けることが可能な携帯型の画像表示装置である。医用画像表示装置は、被検体内の三次元画像の画像データを保存する画像データ保存部と、携帯型の画像表示装置が移動した移動量及び傾いた傾き量を検出する位置検出部と、移動量及び傾き量に応じた断層像を画像再構成する画像再構成部と、を備える。また画像表示部は、画像再構成部で再構成された断層像を表示する。

第２観点の医用画像表示装置は、第１観点において、三次元画像の中心位置を携帯型の画像表示装置の初期位置に設定する初期座標設定部を有する。そして画像再構成部は、初期位置からの移動量及び傾き量に応じて断層像を画像再構成する。

第３観点の医用画像表示装置は、第２観点において、初期座標設定部で携帯型の画像表示部の前記初期位置が設定される前に、画像再構成部が被検体の体軸方向の垂直断面で且つ中心位置を通る断層像を画像再構成し、携帯型の画像表示部が中心位置を通る断層像を表示する。

第４観点の医用画像表示装置は、第１観点から第３観点において、画像表示部が、断層像を表示する第１表示画面と、三次元画像の全体輪郭枠及び輪郭枠に対する第１表示画面に表示される断層像の位置を表示する第２表示画面と、を含む。

第５観点の医用画像表示装置は、第１観点から第３観点において、画像表示部が、断層像を表示する第１表示画面と、三次元画像の被検体の体軸方向の始端部又は終端部と断層像の位置との距離を示す第２表示画面と、を含む。

第６観点の医用画像診断システムは、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置、核医学診断装置、超音波診断装置、又はＭＲＩ（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ）装置のいずれかである医用画像診断装置と、第１観点から第５観点に記載の医用画像表示装置と、を備え、画像データが医用画像診断装置により取得されたデータに基づいて生成される。

第７観点の医用画像診断システムは、第６観点において、医用画像診断装置が、被検体に超音波を送信し被検体からのエコー信号を受信するトランスデューサ及び座標位置を検出する座標位置センサを含む送受信プローブを有し、画像データ保存部に保存された画像データが、エコー信号及び送受信プローブの座標位置に基づいて生成される。

第８観点の医用画像診断システムは、第７観点において、送受信プローブが、トランスデューサと直交する方向に駆動させる駆動部及び駆動部がトランスデューサを駆動させた駆動量を検出する駆動量センサを備える。

第９観点の医用画像診断システムは、第７観点及び第８観点において、画像を表示するとともに所定位置に固定された固定画面表示部を備え、送受信プローブが被検体に穿刺ニードルをガイドするガイドを有する穿刺プローブを含み、固定画面表示部が、穿刺ニードルを含む断層像を表示する。

本発明の医用画像表示装置及び医用画像診断システムによれば、断層像が被検体に対してどの方向の断面かを容易に知ることができる。

操作者１０が医用画像表示装置１００を用いて被検者２０の断層像を観察している様子が示された図である。 医用画像表示装置１００の平面図である。 （ａ）は、三次元画像１５１及び断層平面１５２の斜視図である。 （ｂ）は、図３（ａ）の断層像１５３の平面図である。 （ｃ）は、三次元画像１５１及び断層平面１５２の斜視図である。 （ｄ）は、図３（ｃ）の断層像１５３の平面図である。 医用画像表示装置１００と、三次元画像１５１と、断層平面１５２との関係を示すための図である。 （ａ）は、座標設定を行う操作者１０、医用画像表示装置１００、三次元画像１５１、及び断層平面１５２が示された図である。 （ｂ）は、座標設定後に奥又は手前に移動される医用画像表示装置１００と第１表示画面１３１に表示される断層平面１５２との関係が示された図である。 （ｃ）は、座標設定後に回転される医用画像表示装置１００と第１表示画面１３１に表示される断層平面１５２との関係が示された図である。 座標設定を行う操作者１０、医用画像表示装置１００、三次元画像１５１、及び断層平面１５２が示された図である。 超音波診断装置２００及び医用画像表示装置１００の関係を表した図である。 超音波診断装置２００を用いて被検者２０よりデータを取得し、医用画像診断装置１００に表示するまでの一連の流れが示されたフローチャートを示した図である。 超音波診断装置３００及び医用画像表示装置１００の関係を表した図である。 （ａ）は、三次元送受信プローブ３２０ａの概略斜視図である。 （ｂ）は、三次元送受信プローブ３２０ｂの概略斜視図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

（第１実施形態）
＜医用画像表示装置１００の構成＞
図１は、操作者１０が医用画像表示装置１００を用いて被検者２０の断層像を観察している様子が示された図である。また、図１の右側には医用画像表示装置１００の構成図が示されている。図１では、ベッド３０に被検者２０が寝ており、操作者１０が医用画像表示装置１００により被検者２０の臓器等の断層像を観察している。以降の説明では、被検者２０の体軸方向をＺ軸方向、被検者２０の鉛直上方をＹ軸方向、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に垂直な方向をＸ軸方向として説明する。

医用画像表示装置１００は操作者１０が携帯することができ、画像データ保存部１１０、画像再構成部１２０、画像表示部１３０、及び位置検出部１４０を有している。画像データ保存部１１０には、超音波診断装置等の医用画像診断装置により取得された三次元画像の画像データが収納されている。また、位置検出部１４０は医用画像表示装置１００の三次元座標位置及び傾きを検出する。位置検出部１４０は、例えば磁気センサであり、医用画像表示装置１００が使用される部屋内に設置され磁界を発生させる磁場ソース４０の磁界を受けて医用画像表示装置１００の三次元座標位置及び傾きを計測する。画像再構成部１２０は、画像データ保存部１１０に記憶された三次元画像の画像データに基づいて、任意の断面の断層像、すなわち二次元画像の画像データを画像表示部１３０に表示させる。画像表示部１３０には、医用画像表示装置１００が移動した移動量及び医用画像表示装置１００の初期位置から傾いた傾き量に応じた断層像が表示される。

位置検出部１４０の例として磁気センサを挙げたが、位置検出部１４０は磁気センサと加速度センサとを組み合わせることにより形成されても良い。また、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の加速度センサを形成し、磁場ソース４０が無い状態で用いても良い。さらに、図１では被検者２０が居る場合を示したが、医用画像表示装置１００は、画像データ保存部１１０に被検者２０の三次元画像の画像データを記憶しておくことにより、被検者２０が居ない場所で使用することができる。このような医用画像表示装置１００のみの使用は、被検体のどのような断面でどのような画像になるかを物理的に把握することができるため、例えば新人医師及び技師の教育用として使用することができる。

図２は、医用画像表示装置１００の平面図である。医用画像表示装置１００の画像表示部１３０は、例えば第１表示画面１３１と第２表示画面１３２との２つの画面により構成されることができる。図２では、第１表示画面１３１内に第２表示画面１３２が重ねて表示されている例が示されている。第１表示画面１３１には被検者２０の断層像１５３が表示されている。また、第２表示画面１３２には、医用画像診断装置により取得された三次元画像１５１の輪郭枠及び三次元画像１５１を切断するように表示された断層平面１５２が示されている。断層平面１５２は、三次元画像１５１のどの断面を、第１表示画面１３１に表示しているかを理解させるための平面である。
つまり、第１表示画面１３１に表示される断層像１５３は断層平面１５２が切断する三次元画像１５１の断面であり、第２表示画面１３２は第１表示画面１３１に表示される断層像１５３が三次元画像１５１のどの断面かを示すための画面となっている。

また、第１表示画面１３１の右下には、断層像１５３が示す座標軸、及び断層像１５３から三次元画像１５１の＋Ｚ軸側及び−Ｚ軸側の端までの距離等の情報が示されている。図２では、三次元画像１５１の体軸方向が２００ｍｍであり、且つ断層平面１５２が三次元画像１５１の体軸方向の中央にあるため、“−Ｚ：１００ｍｍ”及び“＋Ｚ：１００ｍｍ”と表示されている。被検者２０の体軸方向（Ｚ軸方向）の始端部又は終端部と断層像１５３の位置との距離を示しておくことにより、医用画像表示装置１００を体軸方向に移動させた場合に、操作者１０が意図しない状態で画面上から突然断層像１５３が消えることを防いでいる。これらの情報は第２表示画面１３２に示されていても良い。

特に、図示しないが、第２表示画面１３２の位置を変更したり、その第２表示画面１３２の拡大、縮小、消去を可能にしたりしてもよい。さらに、新たな第３表示画面等をできるようにしてもよい。

また、画像表示部１３０の下方には、初期座標設定部１３３が配置されている。初期座標設定部１３３は、三次元画像１５１の座標系と断層平面１５２の座標系とを整合させる場合に使用される押しボタンである。初期座標設定部１３３は、画像表示部１３０に表示されるボタンであってもよい。初期座標設定部１３３の詳細は図５において説明される。

図３（ａ）は、三次元画像１５１及び断層平面１５２の斜視図である。図３（ａ）に示される三次元画像１５１は、例えば超音波診断装置により取得された三次元画像であり、四方を扇形で囲まれる錐台形状である。また図３（ａ）では、三次元画像１５１を切断する長方形の断層平面１５２が示されている。以降の説明では、断層平面１５２の座標系を、断層平面１５２の長辺に平行な方向をＸ’軸方向、短辺に平行な方向をＹ’軸方向、Ｘ’軸方向及びＹ’軸方向に垂直である方向をＺ’軸方向として説明する。

図３（ａ）では、三次元画像１５１の座標系であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸と、断層平面１５２の座標系であるＸ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸とがそれぞれ平行である。また、断層平面１５２は三次元画像１５１の中心位置１５４を含んでいる。中心位置１５４は三次元画像１５１の中心となる点であり、例えば、三次元画像１５１のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の各幅の中間値となる座標位置として定義することができる。また図３（ａ）では、三次元画像１５１の中にＺ軸方向に伸びた形状（楕円体）の被検体１５５が示されており、断層平面１５２が被検体１５５を切断するように配置されている。被検体１５５は、例えば被検者２０の臓器である。

図３（ｂ）は、図３（ａ）の断層像１５３の平面図である。図３（ｂ）は、例えば第１表示画面１３１に示される図である。図３（ａ）の断層像１５３が第１表示画面１３１に表示される場合には、操作者１０が第１表示画面１３１に示されている断層像１５３が被検者２０のどの方向の断層像かを容易に把握することができるように、画像再構成部１２０は、図３（ｂ）のように断層平面１５２の座標系から三次元画像１５１の座標系に変換する。図３（ｂ）では、三次元画像１５１のＸＹ平面の断面が示されるため、被検体１５５が円形に表示されている。

図３（ｃ）は、三次元画像１５１及び断層平面１５２の斜視図である。図３（ｃ）では、断層平面１５２が三次元画像１５１及び被検体１５５をＸＺ平面で切断するように配置されている。図３（ｃ）では、＋Ｘ’軸方向が＋Ｘ軸方向、＋Ｙ’軸方向が＋Ｚ軸方向、＋Ｚ’軸方向が−Ｙ軸方向に一致している。

図３（ｄ）は、図３（ｃ）の断層像１５３の平面図である。画像再構成部１２０は、図３（ｄ）のように断層平面１５２の座標系から三次元画像１５１の座標系に変換する。図３（ｄ）では、三次元画像１５１のＸＺ平面における断面が示されるため、断層像１５３が長方形であり、被検体１５５がＺ軸方向に伸びた楕円形に示される。

＜医用画像表示装置１００による断層像の表示＞
図４は、医用画像表示装置１００と三次元画像１５１と断層平面１５２との関係を示すための図である。図４は、操作者１０が医用画像表示装置１００を操作して三次元画像１５１の断層像１５３を観察しようとしている状態が示されている。また、図４に示される三次元画像１５１及び断層平面１５２は、説明のために仮想的に表した図である。図４に示される三次元画像１５１及び断層平面１５２は、図３（ａ）と同じ状態が示されている。すなわち、断層平面１５２は中心位置１５４を含み、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向がＸ’、Ｙ’、Ｚ’軸方向にそれぞれ一致している。

医用画像表示装置１００の第１表示画面１３１に、三次元画像１５１の任意の断面が表示される。この場合、第１表示画面１３１に表示される画像の座標は、常に第１表示画面１３１の上方が＋Ｙ’軸方向、左側が＋Ｘ’軸方向、第１表示画面１３１の垂直方向が＋Ｚ’軸方向に設定される。ここで、第１表示画面１３１に断層像１５３を表示させる場合には、画像再構成部１２０は、図３（ｂ）及び図３（ｄ）に示されるように座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に変換する。また、医用画像表示装置１００の移動に連動して、固定された三次元画像１５１に対して断層平面１５２が移動する。そのため、第１表示画面１３１に表示される断層像１５３は医用画像表示装置１００の移動に連動して変化する。

医用画像表示装置１００の移動は、六自由度方向（Ｘ，Ｙ、Ｚ、θＸ、θＹ及びθＺ）である。例えば、医用画像表示装置１００を第１表示画面１３１のＸ’軸方向、Ｙ’軸方向、Ｚ’軸方向にそれぞれ移動させた場合、断層平面１５２も医用画像表示装置１００の動きに連動してＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向にそれぞれ移動する。例えば、医用画像表示装置１００を操作者１０の左方向（第１表示画面１３１のＸ’軸方向）に平行移動させた場合（矢印１６４ａ）、断層平面１５２もこれに連動して三次元画像１５１に対して＋Ｘ軸方向に平行移動する（矢印１６４ｂ）。このとき三次元画像１５１は移動しないため、結果的に断層像１５３が断層平面１５２に対して右方向に移動することになり、第１表示画面１３１に於いても断層像１５３が−Ｘ’軸方向に移動することになる。

また、医用画像表示装置１００を左右に回転させた場合（矢印１６２ａ）、断層平面１５２は中心位置１５４を通るＹ軸の周りに回転する（θＹ：矢印１６２ｂ）。これにより、第１表示画面１３１に表示される断層像１５３も医用画像表示装置１００の動きに連動して中心位置１５４を通るＹ軸の周りに回転した断層像１５３が表示される。また医用画像表示装置１００を、第１表示画面１３１のＸ’軸を中心として前後に回転させた場合（θＸ：矢印１６１ａ）及びＺ’軸を中心としてハンドルのように時計回り反時計回りに回転させた場合（矢印１６３ａ）は、断層平面１５２もそれぞれ中心位置１５４を通るＸ軸の周りに回転（矢印１６１ｂ）及び中心位置１５４を通るＺ軸の周りに回転する（矢印１６３ｂ）。そのため、第１表示画面１３１に表示される断層像１５３も医用画像表示装置１００の動きに連動して中心位置１５４を通るＸ軸及びＺ軸の周りに回転した断層像１５３が表示される。

＜画像再構成部１２０による座標設定＞
医用画像表示装置１００を使用する前に、三次元画像１５１の座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と、断層平面１５２の座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）と、を関連付けるように座標設定を行う。この座標は、例えば操作者１０が医用画像表示装置１００を保持した状態で初期座標設定部１３３（図２参照）を押すことにより設定できる。以下に、座標設定及び座標設定後の医用画像表示装置１００と断層平面１５２との関係について説明する。

図５（ａ）は、座標設定を行う操作者１０、医用画像表示装置１００、三次元画像１５１、及び断層平面１５２が示された図である。図５（ａ）の左側には医用画像表示装置１００を保持した操作者１０が示され、操作者１０の座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と第１表示画面１３１の座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）とが示されている。また、図５（ａ）の右側には三次元画像１５１及び断層平面１５２が示されており、三次元画像１５１の座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と断層平面１５２の座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）とが示されている。

図５（ａ）では、操作者１０は図１と同様に−Ｘ軸方向を向いており、医用画像表示装置１００を＋Ｙ軸方向から−Ｘ軸方向へθ°傾けた状態で保持している。そのため、第１表示画面１３１の座標系となる座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）と操作者１０の座標系となる座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）との関係は、＋Ｚ軸方向と＋Ｘ’軸方向とが一致し、＋Ｙ’軸方向が＋Ｙ軸方向からＺ軸を中心として−Ｘ軸方向にθ°回転した方向になっている。また、断層平面１５２は、図３（ａ）及び図４と同様に、中心位置１５４を断層平面１５２の中心とし、ＸＹ平面に平行に配置されている。画像再構成部１２０は、例えば、座標設定が行われる前の状態で第１表示画面１３１に図５（ａ）に示される断層平面１５２における断面が示されるように設定する。操作者１０がこの状態で初期座標設定部１３３を押すことにより第１表示画面１３１の座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）と操作者１０の座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とが図５（ａ）の左側に示された状態で定義され、このときの断層平面１５２における断面が第１表示画面１３１に表示される断層平面１５２の初期位置として設定される。

図５（ｂ）は、初期位置の設定後に、操作者１０が医用画像表示装置１００を手前又は後方に移動する際に、第１表示画面１３１の断層平面１５２がどのように移動するかを示した図である。操作者１０は、医用画像表示装置１００を第１表示画面１３１の−Ｚ’軸方向に移動させるように手前に引き寄せた場合（矢印１７１ａ）、画像再構成部１２０は、断層平面１５２を−Ｚ’軸方向に移動させる（矢印１７１ｂ）。このとき第１表示画面１３１には、中心位置１５４から−Ｚ軸方向に平行移動した断層像１５３（又は断層平面１５２）が表示される。また、操作者１０が医用画像表示装置１００を第１表示画面１３１の＋Ｚ’軸方向に移動させる場合（矢印１７２ａ）、画像再構成部１２０は断層平面１５２を＋Ｚ’軸方向に移動する（矢印１７２ｂ）。このとき第１表示画面１３１には、中心位置１５４から＋Ｚ軸方向に平行移動した断層平面１５２の断層像１５３（又は断層平面１５２）が表示される。

図５（ｃ）は、初期位置の設定後に、操作者１０が医用画像表示装置１００をＸ’軸を中心に回転させた際に、第１表示画面１３１の断層平面１５２がどのように移動するかを示した図である。操作者１０は医用画像表示装置１００を第１表示画面１３１のＸ’軸に対してθ°回転させた場合（矢印１７３ａ）画像再構成部１２０は断層平面１５２をＸ’軸方向にθ°回転する（矢印１７３ｂ）。このとき第１表示画面１３１には、中心位置１５４を含みＸ’軸に対してθ°回転した断層像１５３（又は断層平面１５２）が表示される。

図５（ａ）では、初期位置の設定前に、三次元画像１５１の中心位置１５４を通りＸＹ平面に平行である断層平面１５２を第１表示画面１３１に表示させ、この断層平面１５２を初期位置として設定した。しかし、断層平面１５２がこれとは異なる初期位置に設定されても良い。例えば、初期位置に設定される断層平面１５２は、三次元画像１５１のＸＺ平面、ＹＺ平面等の平面に平行になるように設定されていても良い。また、断層平面１５２に平行になる平面が、平面上の複数の座標を入力することにより任意に定められても良い。さらに初期位置に設定される断層平面１５２は、中心位置１５４の代わりに任意の座標位置を通るように設定されても良い。あらかじめ、三次元画像１５１の中の観察したい部分が特定されている場合には、このように初期位置に設定される断層平面１５２を任意に設定することにより、素早く容易に観察したい部分を観察することができる。

また、初期位置に設定される断層平面１５２と三次元画像１５１との関係が、操作者１０と医用画像表示装置１００との関係に一致するように設定されても良い。以下に、この関係について説明する。

図６は、初期位置を設定する操作者１０、医用画像表示装置１００、三次元画像１５１、及び断層平面１５２が示された図である。図６の左側には医用画像表示装置１００を保持した操作者１０が示され、操作者１０の座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と第１表示画面１３１の座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）とが示されている。また、図６の右側には三次元画像１５１及び断層平面１５２が示されており、三次元画像１５１の座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と断層平面１５２の座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）とが示されている。

図６では、操作者１０は図１と同様に−Ｘ軸方向を向いており、医用画像表示装置１００を＋Ｙ軸方向から−Ｘ軸方向へθ°傾けた状態で保持している。そのため、第１表示画面１３１の座標系となる座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）と操作者１０の座標系となる座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）との関係は、＋Ｚ軸方向と＋Ｘ’軸方向とが一致し、＋Ｙ’軸方向が＋Ｙ軸方向からＺ軸を中心として−Ｘ軸方向にθ°回転した方向になっている。また、断層平面１５２の座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）及び三次元画像１５１の座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の関係も操作者１０の座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及び第１表示画面１３１の座標系（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）と同様の関係を有している。

操作者１０が図６の左側の状態で医用画像表示装置１００を起動し、ソフトウエアを立ち上げて第１表示画面１３１を表示させた場合、自動的に医用画像表示装置１００の三次元座標位置及び傾きが計算され、図６の右側に示された断層平面１５２が表示される。操作者１０はこの状態で医用画像表示装置１００を動かすことにより第１表示画面１３１に任意の画像を表示させて三次元画像１５１の最も観察したいと思われる断面を表示させる。このとき、断層平面１５２の中心が中心位置１５４に固定されるように設定することにより、操作者１０は断層平面１５２が三次元画像１５１から外れないようにすることができる。操作者１０が最も観察したいと思われる断面を表示させた状態で初期座標設定部１３３を押すことにより、操作者１０は最も観察したいと思われる断面を初期位置に設定される断層平面１５２として設定することができる。

上記に示された初期位置を設定する方法は、状況に応じて複数の方法を組み合わせて用いられても良い。

上記の第１実施形態に示されるように、医用画像表示装置１００は医用画像表示装置１００の移動に連動させて画像表示部１３０に表示される画像を自動的に切り替えることができる。これにより、操作者１０は被検体の様々な部分の断面を観察する場合でも、画像表示部１３０に表示される画像が被検体のどの部分かを感覚的に知ることができる。そのため、操作者１０は画像表示部１３０に表示された断層像が被検体のどの部分かを容易に素早く把握することができる。

また、操作者１０が医用画像表示装置１００を移動させる距離に対する断層平面１５２が移動する距離を任意、例えば１／２倍に設定することもできる。図５（ｂ）において、操作者１０が医用画像表示装置１００を矢印１７１ａの方向に２０ｃｍ移動させたときに、画像再構成部１２０は、断層平面１５２が矢印１７１ｂの方向に１０ｃｍ移動させることができる。このように医用画像表示装置１００を移動させる距離に対する断層平面１５２が移動する距離を１／２倍に設定することで、操作者１０は細かな部分を詳細に観察することができ、また、医用画像表示装置１００を移動させる距離に対する断層平面１５２が移動する距離を２倍に設定することで、小さな手の動きで大きな変化を観察することができる。

また、画像再構成部１２０は、第１表示画面１３１に表示される断層像１５１の拡大・縮小も可能である。さらに画像再構成部１２０は断層像１５１を２倍に拡大した場合、医用画像表示装置１００を移動させる距離に対する断層平面１５２が移動する距離を１／２倍に設定することもできる。このような設定にすれば、操作者１０が医用画像表示装置１００を１ｃｍ移動させれば、断層像１５１が２ｃｍ動くことになり、拡大された断層像１５１を実際の移動量に応じて移動させることができる。

（第２実施形態）
医用画像表示装置１００へ送られる画像データは、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置、核医学診断装置、超音波診断装置、ＭＲＩ（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ）装置等の医用画像診断装置によって取得される。そのため、医用画像表示装置１００は医用画像診断装置と組み合わされて医用画像診断システムを構成する。以下に、医用画像診断装置に超音波診断装置２００が用いられた場合の医用画像診断システムについて図７及び図８を参照して説明する。

図７は、超音波診断装置２００及び医用画像表示装置１００の関係を表した図である。図７の右側には、超音波診断装置２００により被検者２０を診断している様子が図示されており、左側には超音波診断装置２００及び医用画像表示装置１００のブロック図が示されている。超音波診断装置２００は、主に本体２１０と送受信プローブ２２０とにより構成されている。本体２２０は所定位置に固定される固定画面表示部２１１、三次元画像形成部２１２、及びデータ保存部２１３を有している。送受信プローブ２２０は、位置座標センサ２２１及びトランスデューサ２２２を有している。

図８は、超音波診断装置２００を用いて被検者２０よりデータを取得し、医用画像診断装置１００に表示するまでの一連の流れが示されたフローチャートを示した図である。以下に図７を参照しながら図８のフローチャートに沿って、画像データ取得から医用画像診断装置１００に表示するまでを説明する。

図８のステップＳ１０１では、送受信プローブ２２０により被検者２０の画像データが取得され、本体２２０のデータ保存部２１３に保存される。検査者５０は、送受信プローブ２２０を被検者２０に当て、被検者２０の臓器等の部位に対し超音波の送信を行う。送受信プローブ２２０は被検者２０からのエコー信号を受信し、トランスデューサ―２２２により電気信号に変換して本体２１０に画像データを送る。また送受信プローブ２２０は、座標位置センサ２２１が室内に設置された磁場ソース４０からの磁界を受けることにより送受信プローブ２２０の三次元座標位置が特定される。これらの送受信プローブ２２０の位置データも本体２１０に送られ、画像データに関連付けられてデータ保存部２１３に保存される。また、超音波診断装置２００では、固定画面表示部２１１に送受信プローブ２２０から送られてくる画像データをリアルタイムで表示させることにより、被検者２０の画像診断を行うことができる。

ステップＳ１０２では、データ保存部２１３に保存された画像データ及び位置データ等のデータを基に三次元画像形成部２１２において、三次元画像１５１（図３（ａ）参照）が形成される。形成された三次元画像１５１の画像データはデータ保存部２１３に保存される。

ステップＳ１０３では、三次元画像１５１の画像データが医用画像診断装置１００に移される。データを移す方法は、有線、無線を問わない。移された画像データは、医用画像診断装置１００の画像データ保存部１１０に保存される。

ステップＳ１０４では、医用画像診断装置１００を用いて三次元画像１５１の断層像１５３を観察する。医用画像診断装置１００を用いた断層像１５３の観察の方法は、第１実施形態で示した通りである。

（第３実施形態）
医用画像診断システムでは、治療及び診断中にリアルタイムで画像データを取得し医用画像表示装置１００に表示させることで、医用画像表示装置１００を治療及び診断の補助として使用されることができる。以下に、医用画像診断システムが超音波診断装置３００及び医用画像表示装置１００を含んで構成され、医用画像診断システムが穿刺治療に用いられた場合の例を説明する。

図９は、超音波診断装置３００及び医用画像表示装置１００の関係を表した図である。図９の左側には、超音波診断装置３００と医用画像装置１００との関係を示すブロック図が示されている。超音波診断装置３００は、本体３１０及び三次元送受信プローブ３２０を含んで構成されている。また、図９の右側には、穿刺治療中の穿刺者６０と、穿刺治療の補助をしている操作者１０とが示されている。穿刺者６０は、超音波診断装置３００の固定画面表示部２１１を確認しながら穿刺を行っている。穿刺者６０は、穿刺ニードル３３０を被検者２０の体内に刺す。三次元画像形成部３１２で形成された穿刺ニードル３３０を含む断層像は固定画面表示部２１１に表示され、穿刺者６０は穿刺ニードル３３０の位置を確認しながら穿刺する。三次元送受信プローブ３２０は穿刺ニードル３３０を導くガイド（不図示）を含んでいる。操作者１０は、超音波診断装置３００から送られてくる三次元画像１５１を基に形成される断層像を、医用画像表示装置１００を用いてリアルタイムで観察しながら穿刺を補助している。

超音波診断装置３００の三次元送受信プローブ３２０は、三次元送受信プローブ３２０の座標位置を検出する座標位置センサ２２１とトランスデューサ３２２とを有している。三次元送受信プローブ３２０は、座標位置センサ２２１が室内に設置される磁場ソース４０からの磁界を受けて、三次元位置座標、傾き、及び方向等の位置データを測定する。また、三次元送受信プローブ３２０は、リアルタイムで三次元画像の画像データを取得することができる。以下に、三次元送受信プローブ３２０の例として、三次元送受信プローブ３２０ａ及び三次元送受信プローブ３２０ｂについて説明する。

図１０（ａ）は、三次元送受信プローブ３２０ａの概略斜視図である。三次元送受信プローブ３２０ａはＸＺ平面上に敷き詰められた複数のトランスデューサ３２２ａを含んで形成されている。三次元送受信プローブ３２０ａは、被検体２０に超音波を照射し、各トランスデューサ３２２ａにおいて被検体２０からのエコー信号３４０を収集する。

図１０（ｂ）は、三次元送受信プローブ３２０ｂの概略斜視図である。三次元送受信プローブ３２０ｂでは、トランスデューサ３２２ｂがＺ軸方向に長い弧状に形成されており、トランスデューサ３２２ｂが駆動部３５０の回転により＋Ｘ軸方向及び−Ｘ軸方向に駆動する。駆動部３５０にはステッピングモーター３５１からベルト３５２を介して動力が伝えられる。また、駆動部３５０にはトランスデューサ３２２ｂを駆動させた駆動量を検出する駆動量センサ（不図示）が備えられている。三次元送受信プローブ３２０ｂでは、このようにトランスデューサ３２２ｂをトランスデューサ３２２ｂと直交する方向に駆動させることにより複数のエコー信号３４０を収集する。

図９に戻って、超音波診断装置３００の本体３１０には、固定画面表示部２１１、三次元画像形成部３１２、及びデータ保存部３１３が含まれている。三次元画像形成部３１２は、収集された複数の断層像から三次元画像１５１を形成する。固定画面表示部２１１は、三次元画像形成部３１２で形成された三次元画像のうち、穿刺ニードル３３０を含む断層像を表示する。また、三次元画像形成部３１２で形成された三次元画像は、データ保存部３１３に送られ保存される。

医用画像表示装置１００では、医用画像表示装置１００では、三次元送受信プローブ３２０により取得される三次元画像の画像データを断続的に受け取り、画像再構成部１２０で医用画像表示装置１００の位置データを基に断層像を作成して画像表示部１３０に表示させる。

第３実施形態における医用画像表示装置１００の初期位置の設定では、例えば固定画面表示部２１１に表示される断層像が含まれる断層平面を初期位置としても良い。固定画面表示部２１１には穿刺プローブ３３０を含む断層像が表示されているため、医用画像表示装置１００においても穿刺プローブ３３０を容易に見つけることができる。

第３実施形態では、操作者１０は穿刺の状況をリアルタイムで観察しながら補助を行うことができる。操作者１０は、医用画像表示装置１００により穿刺者６０とは異なる断層像を観察することができ、また、操作者１０は医用画像表示装置１００を動かすことにより適切な断層像を観察することができ、断層像の状態を感覚的に把握し易い。そのため医用画像表示装置１００では補助に適した断層像を素早く見つけることができ、素早く適切な補助を行うことができる。また第３実施形態は、教育的観点で用いることができる。例えば、操作者１０を見習いの医師、穿刺者６０をベテランの医師とすることにより、見習いの医師である操作者１０はベテランの医師である穿刺者６０がどのような位置にどの方向から穿刺しているかをあらゆる角度の断層像で確認することができる。

以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。例えば、第３実施形態では、第１実施形態と同様に、画像再構成部１２０が医用画像表示装置１００に配置されている。医用画像診断システムとして使用する場合には、画像再構成部１２０が本体３１０に配置されていてもよい。この場合には、位置検出部１４０により医用画像表示装置１００の三次元座標位置及び傾きを検出し、その位置データを超音波診断装置３００に送る。本体３１０内の画像再構成部１２０は、送られた医用画像表示装置１００の位置データを基に断層像１５３を作成し、医用画像表示装置１００にその断層像１５３を送る。送られた断層像は画像表示部１３０に表示される。このような動作を断続的に行うことにより、画像表示部１３０には被検体のリアルタイムの断層像を表示させることができる。

１０ … 操作者
２０ … 被検者
３０ … ベッド
４０ … 磁場ソース
５０ … 検査者
６０ … 穿刺者
１００ … 医用画像表示装置
１１０ … 画像データ保存部
１２０ … 画像再構成部
１３０ … 画像表示部
１３１ … 第１表示画面
１３２ … 第２表示画面
１３３ … 初期座標設定部
１４０ … 位置検出部
１５１ … 三次元画像
１５２ … 断層平面
１５３、３４０ … 断層像
１５４ … 中心位置
１５５ … 被検体
２００、３００ … 超音波診断装置
２１０、３１０ … 本体
２１１ … 固定画面表示部
２１２、３１２ … 三次元画像形成部
２１３、３１３ … データ保存部
２２０ … 送受信プローブ
２２１ … 座標位置センサ
２２２、３２２ … トランスデューサ
３２０ … 三次元送受信プローブ
３３０ … 穿刺ニードル
３５０ … 駆動部
３５１ … ステッピングモーター
３５２ … ベルト

Claims (9)

1. 画像表示部に画像を表示するとともに、操作者が任意の位置に移動させ及び傾けることが可能な携帯型の画像表示装置であって、
   被検体内の三次元画像の画像データを保存する画像データ保存部と、
   前記携帯型の画像表示装置が移動した移動量及び傾いた傾き量を検出する位置検出部と、
   前記移動量及び前記傾き量に応じた断層像を前記三次元画像の画像データに基づいて画像再構成する画像再構成部と、
   前記三次元画像の中心位置を前記携帯型の画像表示装置の初期位置に設定する初期座標設定部と、
   を備え、
   前記画像表示部は、前記画像再構成部で再構成された前記断層像を表示し、
   前記画像再構成部は、前記初期位置からの前記移動量及び前記傾き量に応じて断層像を画像再構成する
   医用画像表示装置。
2. 画像表示部に画像を表示するとともに、操作者が任意の位置に移動させ及び傾けることが可能な携帯型の画像表示装置であって、
   被検体内の三次元画像の画像データを保存する画像データ保存部と、
   前記携帯型の画像表示装置が移動した移動量及び傾いた傾き量を検出する位置検出部と、
   前記移動量及び前記傾き量に応じた断層像を前記三次元画像の画像データに基づいて画像再構成する画像再構成部と、
   操作者が前記三次元画像の最も観察したい断面を前記携帯型の画像表示装置の初期位置に設定する初期座標設定部と、
   を備え、
   前記画像表示部は、前記画像再構成部で再構成された前記断層像を表示し、
   前記画像再構成部は、前記初期位置からの前記移動量及び前記傾き量に応じて断層像を画像再構成する
   医用画像表示装置。
3. 前記初期座標設定部で前記携帯型の画像表示部の前記初期位置が設定される前は、前記画像再構成部は前記被検体の体軸方向の垂直断面で且つ前記中心位置を通る断層像を画像再構成し、前記携帯型の画像表示部は前記中心位置を通る前記断層像を表示する請求項１に記載の医用画像表示装置。
4. 前記画像表示部は、前記断層像を表示する第１表示画面と、前記三次元画像の全体輪郭枠及び前記輪郭枠に対する前記第１表示画面に表示される前記断層像の位置を表示する第２表示画面と、を含む請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
5. 前記画像表示部は、前記断層像を表示する第１表示画面と、前記三次元画像の前記被検体の体軸方向の始端部又は終端部と前記断層像の位置との距離を示す第２表示画面と、を含む請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
6. Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置、核医学診断装置、超音波診断装置、又はＭＲＩ（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ）装置のいずれかである医用画像診断装置と、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の医用画像表示装置と、を備え、
   前記画像データは前記医用画像診断装置により取得されたデータに基づいて生成される医用画像診断システム。
7. 前記医用画像診断装置は、前記被検体に超音波を送信し前記被検体からのエコー信号を受信するトランスデューサ及び座標位置を検出する座標位置センサを含む送受信プローブを有し、
   前記画像データ保存部に保存された前記画像データは、前記エコー信号及び前記送受信プローブの座標位置に基づいて生成される請求項６に記載の医用画像診断システム。
8. 前記送受信プローブは、前記トランスデューサと直交する方向に駆動させる駆動部及び前記駆動部が前記トランスデューサを駆動させた駆動量を検出する駆動量センサを備える請求項７に記載の医用画像診断システム。
9. 画像を表示するとともに、所定位置に固定された固定画面表示部を備え、
   前記送受信プローブは、前記被検体に穿刺ニードルをガイドするガイドを有する穿刺プローブを含み、
   前記固定画面表示部は、前記穿刺ニードルを含む断層像を表示する請求項７又は請求項８に記載の医用画像診断システム。