JP6313719B2 - 超音波観察システム、超音波プロセッサ装置、及び超音波観察システムの作動方法 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡システムと組み合わせて用いられる超音波観察システム、及び経内視鏡超音波観察システムの作動方法に関する。

医療分野においては、観察対象の内部構造等を、超音波を用いて非侵襲的に観察する超音波観察システムが広く普及している。超音波観察システムは、超音波振動子（超音波トランスデューサともいう）を搭載した超音波プローブと、超音波プロセッサ装置とを備える。超音波振動子は、観察対象に超音波を送信し、かつ、送信した超音波の反射波（以下、超音波エコーという）を受信するための素子である。超音波プロセッサ装置は、超音波振動子で得た超音波エコーを用いて、観察対象の内部構造を可視化した超音波画像を生成する装置である。

超音波プローブには様々な種類があるが、内視鏡のように単独で被検者の体内に挿入するタイプの超音波プローブ（いわゆる超音波内視鏡）の他、内視鏡の処置具チャンネル（鉗子等の処置具を挿通するための管路）に挿通して利用される極細径の超音波プローブが知られている。そして、内視鏡の処置具チャンネルを利用する超音波プローブには、メカニカルラジアル走査方式を採用したものが知られている（特許文献１，２）。メカニカルラジアル走査方式とは、超音波プローブの長手方向を中心軸とし、機械的に超音波振動子を回転させることによって、超音波振動子がある回転の中心から放射状に超音波を送受信して観察対象を走査する方式である。

メカニカルラジアル走査方式の超音波プローブは、回転機構に接続されるフレキシブルシャフトの先端に超音波振動子が設けられ、超音波振動子が取り付けられたフレキシブルシャフトの先端部分は外装（以下、シースという）で覆われ、保護される。また、フレキシブルシャフトの回転に合わせて、超音波振動子はフレキシブルシャフトの回転によってシース内で回転するので、超音波振動子とシースとの間には、超音波振動子が自在に回転可能な程度の空間が設けられる。

超音波は、材質が異なる物質の境界で反射され、隣接する物質の音響インピーダンスの差が大きいほど超音波の反射率が大きくなる。シースを形成する樹脂材料の音響インピーダンスは１．０×１０^６ｋｇ／ｍ^２ｓオーダであり、空気の音響インピーダンスは４．２８×１０^２ｋｇ／ｍ^２ｓ程度なので、超音波振動子とシースとの間の空間に空気があると、超音波はシースの内面等で反射され、観察対象との間で送受信し難くなってしまう。このため、超音波振動子とシースの間の空間には、音響インピーダンスを整合させるために、流動パラフィン（医療用パラフィンともいう）やグリセリン等の超音波伝達媒体が充填される。流動パラフィンの音響インピーダンスは、１．２×１０^６ｋｇ／ｍ^２ｓであり、グリセリンの音響インピーダンスは２．４×１０^６ｋｇ／ｍ^２ｓである。

特開２００３−３２５５２５号公報 特開２００５−２５３８１０号公報

上記のように、メカニカルラジアル走査方式の超音波プローブでは、インピーダンス整合のために、超音波振動子とシースとの間に超音波伝達媒体が充填されている。もちろんのことながら、超音波プローブの製造する際には、超音波伝達媒体は真空脱気によって内部に気泡を含まない状態にされている。しかしながら、メカニカルラジアル走査方式の超音波プローブを長期間使用していると、経時劣化によって、超音波伝達媒体に溶解していた空気が集合して、超音波伝達媒体内に気泡が発生する場合がある。

超音波伝達媒体の経時劣化によって発生する気泡は、概ね極微小な気泡（超音波振動子よりも小さい気泡）であり、殆どの場合には超音波の送受信を完全に妨げてしまう巨大な気泡（超音波振動子と同程度かそれ以上の大きさの気泡）には成長しない。しかし、極微小と言っても、気泡が全くない場合と比較すると超音波の伝達効率は低下するので、得られる超音波画像はノイズが多くなる。

また、ノイズが多い超音波画像が得られた場合、ノイズの発生要因は多岐にわたるため、超音波観察システムのどの部分に劣化や故障が発生しているのか、修理が可能であるか、交換が必要なのか等を判断するのに多大な時間がかかっていた。特に、上記のような超音波伝達媒体の経時劣化は、得られた超音波画像のノイズから判断するしかないので、ノイズの原因を超音波伝達媒体の経時劣化と特定することは難しい。このため、例えば、超音波観察システムの各部を検査等しても劣化や故障が見つからない場合にはじめて超音波伝達媒体の経時劣化によるノイズと判断される。

本発明は、超音波伝達媒体の経時劣化を検査する超音波観察システム、超音波プロセッサ装置、及び超音波観察システムの作動方法を提供することを目的とする。

本発明の超音波観察システムは、超音波伝達媒体が充填されたシース内に回転自在に設けられ、超音波伝達媒体及びシースを介して超音波を送受信する超音波振動子と、超音波振動子が超音波エコーを受信して出力する受信信号を用いて超音波画像を生成する超音波画像生成部と、超音波画像を用いて超音波伝達媒体内に発生した気泡を異常として検出する際に、複数の超音波画像に対して、超音波振動子からシースまでの領域において異常の疑いがある部分を検出し、複数の超音波画像間で比較して、異常の疑いがある部分の位置が遷移している場合に、異常の疑いがある部分を、気泡として検出する検査部と、を備える。

超音波振動子からシースまでの領域に異常がない状態で取得された基準超音波画像を記憶する基準超音波画像記憶部を備え、検査部は、超音波画像と基準超音波画像との比較することで超音波振動子からシースまでの領域の検査をすることが好ましい。

基準超音波画像は、気中で取得した気中超音波画像、水中で取得した水中超音波画像、またはファントムの超音波画像のいずれかであることが好ましい。

検査部が異常を検出した場合に警告をするための警告部を備えることが好ましい。

超音波画像を表示するモニタと、超音波画像の表示を、連続して生成される複数の超音波画像からなる動画と、１つの超音波画像の静止画とで切り替える表示制御部と、を備え、検査部は、表示制御部によって超音波画像の表示が静止画から動画に切り替えられた場合、または、表示制御部によって超音波画像の表示が動画から静止画に切り替えられた場合に検査をすることが好ましい。

検査部は、超音波画像の静止画を表示している間に生成された超音波画像を用いて検査をすることが好ましい。

本発明の超音波プロセッサ装置は、超音波伝達媒体が充填されたシース内に回転自在に設けられ、超音波伝達媒体及びシースを介して超音波を送受信する超音波振動子が、超音波エコーを受信して出力する受信信号を用いて超音波画像を生成する超音波画像生成部と、超音波画像を用いて超音波伝達媒体内に発生した気泡を異常として検出する際に、複数の超音波画像に対して、超音波振動子からシースまでの領域において異常の疑いがある部分を検出し、複数の超音波画像間で比較して、異常の疑いがある部分の位置が遷移している場合に、異常の疑いがある部分を、気泡として検出する検査部と、を備える。

本発明の超音波観察システムの作動方法は、超音波伝達媒体が充填されたシース内に回転自在に設けられた超音波振動子が、超音波伝達媒体及びシースを介して超音波を送受信するステップと、超音波画像生成部が、超音波振動子が超音波エコーを受信して出力する受信信号を用いて超音波画像を生成するステップと、検査部が、超音波画像を用いて超音波伝達媒体内に発生した気泡を異常として検出する際に、複数の超音波画像に対して、超音波振動子からシースまでの領域において異常の疑いがある部分を検出し、複数の超音波画像間で比較して、異常の疑いがある部分の位置が遷移している場合に、異常の疑いがある部分を、気泡として検出するステップと、を備える。

本発明の超音波観察システム、超音波プロセッサ装置、及び超音波観察システムの作動方法は、超音波画像を用いて、超音波振動子からシースまでの領域の検査をすることにより、超音波振動子とシースとの間に充填された超音波伝達媒体の経時劣化を検査することができる。

超音波観察システム及び内視鏡システムの外観図である。 超音波プローブの断面図である。 超音波観察システムのブロック図である。 観察対象の超音波画像とマスクエリアを示す図である。 超音波伝達媒体の経時劣化を検査する際のフローチャートである。 基準超音波画像とそのマスクエリアの模式図である。 超音波伝達媒体に気泡がある超音波プローブの断面図である。 超音波伝達媒体に気泡がある超音波プローブで取得した基準超音波画像とそのマスクエリアの模式図である。 マスクエリア内の輝線が欠けた例を示す説明図である。 マスクエリア内の輝線の欠損部分が移動する様子を示す説明図である。 マスクエリア内に輝線がほとんど表れない例を示す説明図である。

図１に示すように、超音波観察システム１０は、超音波プローブ１１と、中継器１２と、超音波プロセッサ装置１３と、モニタ１８と、コンソール１９と、を備える。超音波観察システム１０は、内視鏡システム２１と組み合わせて使用されるので、モニタ１８及びコンソール１９は、内視鏡システム２１と共用になっている。内視鏡システム２１は、内視鏡２２と、観察対象に照射する光を発する内視鏡光源装置２４と、内視鏡画像を生成する内視鏡プロセッサ装置２６と、を備え、超音波観察システム１０と共用のモニタ１８及びコンソール１９を含む。

超音波プローブ１１は、メカニカルラジアル走査方式で超音波を送受信するプローブであり、中継器１２を介して超音波プロセッサ装置１３と接続される。超音波プローブ１１は細長形状であり、内視鏡２２内に設けられた処置具チャンネル２２ａに挿通し、超音波振動子１５が設けられた先端部１１ａを内視鏡２２の先端から突出させ、先端部１１ａを観察対象に当接させて（あるいは近接させて）使用される。

内視鏡２２は、被検体内に挿入する挿入部２２ｂの先端付近に、アングルノブ２２ｃの操作によって自在に湾曲させることができる湾曲部２２ｄが設けられている。超音波プローブ１１は可撓性であるため、被検体内の形状に合わせて挿入部２２ｂに沿って湾曲する。また、アングルノブ２２ｃの操作によって挿入部２２ｂの先端の向きが変更されると、挿入部２２ｂの先端から突出する超音波プローブ１１の先端部１１ａの向きも変化する。すなわち、超音波プローブ１１の先端部１１ａの向きは、内視鏡２２のアングルノブ２２ｃの操作によって変更される。

超音波プロセッサ装置１３は、モニタ１８及びコンソール１９と電気的に接続される。モニタ１８は、超音波画像や内視鏡画像、及びその他の情報等を表示するための表示画面を有する。コンソール１９は、例えば、キーボードやマウス、またはトラックボール等であり、機能設定等の入力操作を受け付けるユーザインタフェースである。

図２に示すように、超音波プローブ１１は、スリーブ３１と、フレキシブルシャフト３２と、基台３３と、シース３４と、超音波伝達媒体３５とを有する。フレキシブルシャフト３２は、スリーブ３１内に設けられている。また、フレキシブルシャフト３２は、コイルバネ状に形成されているので、可撓性を有しており、かつ、機械的な回転機構によって回転させることによって中心軸Ａ_Ｒの周りに回転自在である。基台３３は、超音波振動子１５を取り付けるための部材であり、フレキシブルシャフト３２の先端に連結され、スリーブ３１から突出して配置される。

超音波振動子１５は、観察対象との間で超音波を送受信するための素子であり、超音波を発生して観察対象に送信し、かつ、超音波を発生していない期間には観察対象からの超音波エコーを受信する。超音波振動子１５は、中心軸Ａ_Ｒ上に位置するように基台３３に取り付けられているので、機械的な回転機構によってフレキシブルシャフト３２を回転されると、基台３３とともに回転する。

また、基台３３及びフレキシブルシャフト３２は中空に形成されている。このため、超音波振動子１５を駆動するための配線３６は基台３３及びフレキシブルシャフト３２の中に設けられる。なお、超音波振動子１５は、送信用の超音波を発生させ、かつ、超音波エコーを受信した際には受信した超音波エコーに対応する受信信号を発生する圧電素子の他、後方（超音波振動子１５に対して基台３３の方向）への超音波の送受信を制限して、距離分解能を向上させるためのバッキング材（図示しない）や、前方（超音波振動子１５に対して基台３３の反対側）に送信する超音波を収束させるための音響レンズ（図示しない）を含む。

基台３３に取り付けられた超音波振動子１５は、シース３４によって被覆されるが、シース３４との間には空間が設けられるので、超音波振動子１５はシース３４で回転自在である。この超音波振動子１５とシース３４との間に形成される空間には、超音波伝達媒体３５が充填される。したがって、超音波振動子は、超音波伝達媒体３５及びシース３４を介して観察対象との間で超音波を送受信する。超音波伝達媒体３５は、シース３４との音響インピーダンスを整合させるための媒体である。本実施形態では、シース３４は樹脂材料で形成され、超音波伝達媒体３５には流動パラフィンを用いている。

図３に示すように、超音波プローブ１１と超音波プロセッサ装置１３とを繋ぐ中継器１２には、フレキシブルシャフト３２を機械的に回転させるための回転機構４１と、回転機構４１を駆動するためのモータ４２と、回転機構４１の回転位置、回転速度、及び回転数等を計数するための回転エンコーダ４３と、超音波振動子１５から超音波を送信させるための送信回路４６と、超音波振動子１５が超音波エコーを受信した際に発生する受信信号からノイズを除去して超音波プロセッサ装置１３の受信回路５２に伝送するための超音波ビデオトランス４７と、を備える。送信回路４６及び超音波ビデオトランス４７は、回転機構４１を介して超音波振動子１５につながる配線３６と接続される。

超音波プロセッサ装置１３は、送受信制御部５１と、受信回路５２と、超音波画像生成部５３と、検査部５４と、基準超音波画像記憶部５５と、警告部５６と、表示制御部５７と、を備える。送受信制御部５１は、送信回路４６と、モータ４２と、回転エンコーダ４３と、受信回路５２と接続される。送受信制御部５１は、送信回路４６を制御することにより、超音波振動子１５から観察対象に送信する超音波の発生タイミング等を制御する。また、送受信制御部５１は、回転エンコーダ４３から入力される計測信号を用いてモータ４２を制御することにより、超音波振動子１５の向きや回転速度等を制御する。

受信回路５２は、超音波ビデオトランス４７を介して、超音波振動子１５が超音波エコーを受信したした際に出力する受信信号を受信する。受信回路５２が受信信号を受信するタイミングは、送受信制御部５１によって超音波の送信タイミングに合わせて適切なタイミングに制御される。

超音波画像生成部５３は、受信回路５２が受信した受信信号を用いて、観察対象の超音波画像を生成する。超音波画像は、複数の受信信号を用いて生成される。本実施形態では、超音波画像生成部５３は、超音波振動子１５が１回転する間に観察対象から受信する複数の受信信号を用いて、超音波エコーの振幅を輝度に変換した超音波画像（いわゆるＢモード画像）を生成する。超音波画像生成部５３は、異なる時刻に特定の方向から受信した複数の受信信号を用いて、超音波の反射強度を時系列に表す超音波画像（いわゆるＭモード画像）を生成することもできる。

検査部５４は、超音波画像生成部５３が生成した超音波画像と、基準超音波画像記憶部５５に予め記憶されている基準超音波画像とを比較して、超音波振動子１５からシース３４までの間の領域の検査をする。すなわち、検査部５４は、超音波振動子１５とシース３４との間に充填された超音波伝達媒体３５に、経時劣化によって気泡が発生しているか、または、その他の原因によって超音波の送受信を妨げる状態になっているか等、超音波伝達媒体３５に異常が発生していないかを検査する。本実施形態では、検査部５４は、経時劣化によって発生する気泡を異常として検出する検査をするが、その他の超音波伝達媒体３５に関する異常も検査可能である。

基準超音波画像は、超音波伝達媒体３５に異常が発生していない状態で生成された超音波画像であり、例えば、超音波プローブ１１の製造時に予め取得され、基準超音波画像記憶部５５に記憶される。基準超音波画像は、超音波プローブ１１の先端部１１ａを空気等の気体中（以下、気中という）にさらした状態で取得する気中超音波画像、超音波プローブ１１の先端部１１ａを、水中（あるいはその他の液体中）に入れて取得した水中超音波画像、または、観察対象を模したファントム（観察対象の模型）の超音波画像のいずれかが好適である。

検査部５４は、検査の際に取得する超音波画像と、基準超音波画像の全体を使用するわけではなく、これらの画像うち、超音波プローブ１１に対応する範囲（超音波プローブ１１の近傍の範囲を含む）に対応し、モニタ１８に表示する際にはマスク画像（例えば黒色画像等）によって置き換えられる領域（以下、マスクエリアという）の像を比較する。より具体的には、超音波画像と基準超音波画像の各マスクエリアの画像の差分を画素毎に算出し、その差分の平均値が予め設定される閾値以上の場合に、「異常」を検出する。本実施形態の場合、検査部５４は、マスクエリアの差分の平均値が閾値以上の場合、気泡があると判断して、異常を検出する。

図４に示す超音波画像６１は、実際の観察対象６２を走査して得た超音波画像であり、観察対象６２は概ね高輝度（白色）で表され、観察対象６２がない部分は概ね低輝度（黒色）で表される。そして、超音波画像６１の中央部分には、超音波プローブ１１自身の像が表れるので、マスクされる。すなわち、超音波プローブ１１に対応する中央部分がマスクエリア６３である。超音波画像６１では、マスクエリア６３は既に黒色にマスクされている。また、マスクエリア６３の外周に対応する領域（以下、外周領域という）６４は、超音波画像６１のように高輝度の輝線等が表れる場合があるが、これは観察対象６２と超音波プローブ１１との間の環境に依存するノイズであり、観察対象６２と超音波プローブ１１の間に隙間があるか否かによって変化する。また、隙間がある場合には観察対象６２と超音波プローブ１１の間に介在する物質の種類（例えば水）等によって変化する。

検査部５４による検査結果は、警告部５６に入力される。警告部５６は、検査部５４による検査結果を医師等のユーザに対して報知する。具体的には、警告部５６は、検査部５４が異常を検出した場合に警告を報知する。また、警告部５６は、検査部５４が異常を検出しない場合、超音波伝達媒体３５に異常が検出されなかったことを医師等のユーザに対して報知する。警告部５６の警告等の報知方法は、例えば、モニタ１８に表示する文字列のメッセージ、ランプ等の点灯や消灯による光によるメッセージ、警告音等の音によるメセージである。

表示制御部５７は、超音波画像生成部５３が生成した超音波画像のマスクエリアをマスク画像に置き換えた表示用の超音波画像を生成してモニタ１８に表示する。超音波伝達媒体３５を検査する場合には、表示制御部５７は、検査結果に応じて警告部５６から入力されるメッセージ等をモニタ１８に表示する。

また、表示制御部５７は、モニタ１８に表示する超音波画像の表示を、時間的に連続して生成される複数の超音波画像からなる動画の表示と、１つの超音波画像をモニタ１８に表示し続ける静止画の表示とで切り替える機能を有する。このような、超音波画像の動画と静止画の表示切り替え指示は、コンソール１９や内視鏡２２に設けられたボタンやフットスイッチ等の操作部（図示しない）によって入力される。

以下、上記のように構成される超音波観察システム１０の作用を説明する。図５に示すように、超音波観察システム１０は、超音波画像を取得する（Ｓ１１）。ここで取得する超音波画像は、例えば、中継器１２を介して超音波プローブ１１を超音波プロセッサ装置１３に接続した直後に自動的に取得する超音波画像、あるいはキャリブレーション時に、取得する超音波画像である。超音波画像を取得すると、超音波観察システム１０は検査部５４によって、取得した超音波画像と、基準超音波画像とを比較する（Ｓ１２）。

図６に示すように、基準超音波画像７１は、超音波伝達媒体３５に気泡がない状態で取得され、かつ、観察対象がない状態で取得される気中超音波画像等なので、マスクエリア６３とその近傍（マスクエリア６３の外周領域）以外の箇所には、細かいノイズが表れている程度でその他にはなにもない。インピーダンス整合のために超音波伝達媒体３５が充填されているとはいえ、シース３４での超音波の反射率は零ではないので、基準超音波画像７１のマスクエリア６３の内部には、シース３４の内面での反射に対応する超音波エコー、シース３４の外面での反射に対応する超音波エコー、及びシース３４内での多重反射に対応する超音波エコー等に対応する輝線７３がある。この輝線７３が超音波プローブ１１自身の像である。また、基準超音波画像７１の取得時には、超音波伝達媒体３５に気泡等のノイズを発生させる原因がないので、マスクエリア６３の内部にはノイズが殆どない。

一方、例えば図７に示す超音波プローブ８０のように、経時劣化によって超音波伝達媒体３５に気泡８１が発生したとする。この場合、図８に示すように、この超音波プローブ８０を用いて基準超音波画像７１と同様の条件で取得する超音波画像９１は、全体としては基準超音波画像７１と同様に、マスクエリア６３とマスクエリア６３の近傍以外にはノイズ以外には何もない画像になる。しかし、超音波プローブ８０は、超音波振動子１５とシース３４との間に気泡８１というノイズ発生要因があるので、超音波プローブ８０で取得した超音波画像９１のマスクエリア６３には、シース３４のよる超音波エコーに対応する輝線７３の他に、気泡８１による超音波エコーに対応したノイズ９５が表れる。

このため、検査部５４は、マスクエリア６３において、基準超音波画像７１と、ステップＳ１１で取得した超音波画像の差分を算出し、その平均値を閾値と比較する（Ｓ１３）。そして、マスクエリア６３の差分の平均値が閾値未満の場合（Ｓ１３，ＮＯ）、検査部５４は、基準超音波画像７１との差分が無く、異常が検出されなかったことを示す検査結果を警告部５６に入力する。この場合、警告部５６は、異常が検出されなかったことを示すメッセージを表示制御部５７に入力する。これにより、モニタ１８には、「異常なし」等のメッセージが表示される（Ｓ１４）。

一方、ステップＳ１１で取得した超音波画像が、気泡８１が発生した超音波プローブ８０で取得した超音波画像９１のように、基準超音波画像７１に対して、マスクエリア６３の差分の平均値が閾値以上である場合（Ｓ１３，ＹＥＳ）、検査部５４は、基準超音波画像７１との差があり、気泡８１が検出されたことを示す検査結果を警告部５６に入力する。この場合、警告部５６は、気泡８１が検出されたことを示すメッセージを表示制御部５７に入力するので、モニタ１８には、「気泡が検出されました」等の警告メッセージが表示される（Ｓ１５）。

なお、気泡８１は、超音波プローブ８０を振り回す等して遠心力を加えることで、超音波振動子１５が超音波を送受信するエリアの外に移動させることができる。このため、警告メッセージが表示された場合には、医師等は、超音波プローブ８０に遠心力を加えて、気泡８１を移動させることにより、正常に超音波画像を取得できるようにすることができる。

上記のように、超音波観察システム１０は、基準超音波画像７１を予め用意しておき、基準超音波画像７１と、検査時に取得する超音波画像９１のマスクエリア６３とを比較することで、従来は特定し難かった超音波伝達媒体３５の異常を検査することができる。

なお、上記実施形態では、気泡８１によってマスクエリア６３の全体に細かなノイズ９５が発生する場合を例にしているが、超音波伝達媒体３５の経時劣化等、超音波振動子１５からシース３４までの領域の異常によって、マスクエリア６３にはノイズ９５以外の変化が表れる場合もある。例えば、図９に示すように、マスクエリア６３には、ノイズ９５の他に（あるいはノイズ９５の代わりに）、輝線７３に欠損部分１０１が表れる場合がある。ノイズ９５のようなマスクエリア６３の広範囲に及ぶ細かなノイズは、超音波伝達媒体３５に極微小の気泡８１が発生した場合に表れやすい。これに対して、超音波伝達媒体にサイズが比較的大きい気泡が発生すると、超音波振動子１５からシース３４までの領域で既に超音波が伝達され難くなるので、上記のように、マスクエリア６３内の輝線７３に欠損部分１０１が表れやすい。

超音波伝達媒体３５の経時劣化で発生する気泡が原因の場合、輝線７３の欠損部分１０１は、検査を複数回行うと、図１０に示すように遷移する場合がある。細かなノイズ９５も同様に検査を複数回行うと移動する場合がある。このため、上記実施形態では、検査部５４は、超音波伝達媒体３５の検査をする際に、１つの超音波画像を取得し、この１つの超音波画像と、基準超音波画像７１のマスクエリア６３を比較しているが、複数の超音波画像を取得して超音波伝達媒体の検査をしてもよい。この場合、検査部５４は、まず、取得した複数の超音波画像の各マスクエリア６３と、基準超音波画像７１のマスクエリア６３と比較して、複数の超音波画像に対して異常の疑いがある部分を検出する。異常の疑いがある部分とは、マスクエリア６３内のノイズや輝線の欠損等がある部分である。そして、これらの複数の超音波画像間で比較して、異常の疑いがある部分が遷移している場合に、異常の疑いがある部分を、気泡として検出する。こうすると、経時劣化によって発生する超音波伝達媒体３５の気泡８１を、その他の異常と区別して、正確に検出することができる。

上記実施形態では、マスクエリア６３内に輝線７３が明瞭に表れているが、図１１に示すように、気泡やその他の異常によって輝線７３の欠損が大きい場合、輝線７３がほとんど観察できない場合もある。この他、例えば、超音波伝達媒体３５によって非常に正確に音響インピーダンスが整合されている場合、輝線７３はほとんど表れない。

上記実施形態では、検査部５４は、超音波画像と基準超音波画像７１のマスクエリア６３の画像の差分を画素毎に算出し、その差分の平均値を算出しているが、平均値の代わりに、中央値や最大値を算出して、超音波伝達媒体３５の検査をしてもよい。

上記実施形態では、基準超音波画像７１を予め記憶しているが、基準超音波画像７１は任意のタイミングで更新可能であることが好ましい。基準超音波画像７１を更新可能にしておくと、その他の部分の劣化や交換等によって基準とすべき超音波画像に変化しても、超音波伝達媒体３５の検査を正しく行うことができる。

なお、超音波伝達媒体３５の検査を行うタイミングは任意である。例えば、実際の観察対象の観察を開始してから超音波伝達媒体３５の検査を行ってもよい。観察対象の観察を開始してから超音波伝達媒体３５の検査を行う場合には、例えば数フレームおきに検査を実行するなど、一定のタイミングで繰り返し検査を行うことができる。また、表示制御部５７によってモニタ１８上の超音波画像の表示方法が静止画から動画に切り替えられた場合に、または、動画から静止画に切り替えられた場合に、超音波伝達媒体３５の検査を行うと良い。超音波画像の表示方法が、静止画から動画に切り替えられた場合に超音波伝達媒体３５の検査を行うようにする際には、静止画の表示中もバックグラウンドで超音波画像の取得を継続して行うようにすれば、静止画を表示している間に生成された超音波画像を用いて検査を行うことができる。このように、観察対象の観察を開始してからも、超音波伝達媒体３５の検査を行うようにすれば、観察対象の観察を開始した後に発生した異常も逃さず検査し、医師等に知らせることができる。

上記実施形態では、検査部５４は、基準超音波画像７１を用いて超音波伝達媒体３５の検査をしているが、基準超音波画像７１を用いずに、超音波画像９１のマスクエリア６３から、シース３４が原因でないノイズ９５を検出することで超音波伝達媒体３５の検査をしてもよい。

上記実施形態では、検査部５４によって超音波伝達媒体３５に異常が検出された場合に、警告部５６は、超音波伝達媒体３５に異常があることを示す警告を報知しているが、これに加え、検出された異常の種類や対処法を、医師等に知らせてもよい。

１０ 超音波観察システム
１１，８０ 超音波プローブ
１２ 中継器
１３ 超音波プロセッサ装置
１５ 超音波振動子
１８ モニタ
３４ シース
３５ 超音波伝達媒体
５３ 超音波画像生成部
５４ 検査部
５５ 基準超音波画像記憶部
５６ 警告部
５７ 表示制御部
６１，９１ 超音波画像
６３ マスクエアリア
７１ 基準超音波画像
８１ 気泡

Claims (8)

1. 超音波伝達媒体が充填されたシース内に回転自在に設けられ、前記超音波伝達媒体及び前記シースを介して超音波を送受信する超音波振動子と、
   前記超音波振動子が超音波エコーを受信して出力する受信信号を用いて超音波画像を生成する超音波画像生成部と、
   前記超音波画像を用いて前記超音波伝達媒体内に発生した気泡を異常として検出する際に、複数の前記超音波画像に対して、前記超音波振動子から前記シースまでの領域において異常の疑いがある部分を検出し、複数の前記超音波画像間で比較して、前記異常の疑いがある部分の位置が遷移している場合に、前記異常の疑いがある部分を、前記気泡として検出する検査部と、
   を備える超音波観察システム。
2. 前記超音波振動子から前記シースまでの領域に異常がない状態で取得された基準超音波画像を記憶する基準超音波画像記憶部を備え、
   前記検査部は、前記超音波画像と前記基準超音波画像との比較することで前記超音波振動子から前記シースまでの領域の検査をする請求項１に記載の超音波観察システム。
3. 前記基準超音波画像は、気中で取得した気中超音波画像、水中で取得した水中超音波画像、またはファントムの超音波画像のいずれかである請求項２に記載の超音波観察システム。
4. 前記検査部が異常を検出した場合に警告をするための警告部を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波観察システム。
5. 前記超音波画像を表示するモニタと、
   前記超音波画像の表示を、連続して生成される複数の前記超音波画像からなる動画と、１つの前記超音波画像の静止画とで切り替える表示制御部と、を備え、
   前記検査部は、前記表示制御部によって前記超音波画像の表示が静止画から動画に切り替えられた場合に、または、前記表示制御部によって前記超音波画像の表示が動画から静止画に切り替えられた場合に検査をする請求項１〜４のいずれか１項に記載の超音波観察システム。
6. 前記検査部は、前記超音波画像の静止画を表示している間に生成された超音波画像を用いて検査をする請求項５に記載の超音波観察システム。
7. 超音波伝達媒体が充填されたシース内に回転自在に設けられ、前記超音波伝達媒体及び前記シースを介して超音波を送受信する超音波振動子が、超音波エコーを受信して出力する受信信号を用いて超音波画像を生成する超音波画像生成部と、
   前記超音波画像を用いて前記超音波伝達媒体内に発生した気泡を異常として検出する際に、複数の前記超音波画像に対して、前記超音波振動子から前記シースまでの領域において異常の疑いがある部分を検出し、複数の前記超音波画像間で比較して、前記異常の疑いがある部分の位置が遷移している場合に、前記異常の疑いがある部分を、前記気泡として検出する検査部と、
   を備える超音波プロセッサ装置。
8. 超音波伝達媒体が充填されたシース内に回転自在に設けられた超音波振動子が、前記超音波伝達媒体及び前記シースを介して超音波を送受信するステップと、
   超音波画像生成部が、前記超音波振動子が超音波エコーを受信して出力する受信信号を用いて超音波画像を生成するステップと、
   検査部が、前記超音波画像を用いて前記超音波伝達媒体内に発生した気泡を異常として検出する際に、複数の前記超音波画像に対して、前記超音波振動子から前記シースまでの領域において異常の疑いがある部分を検出し、複数の前記超音波画像間で比較して、前記異常の疑いがある部分の位置が遷移している場合に、前記異常の疑いがある部分を、前記気泡として検出するステップと、
   を備える超音波観察システムの作動方法。

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