JP6707363B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、超音波診断装置に関する。

最近、超音波診断装置には、経食道心エコー法（ＴＥＥ:TransEsophageal Echocardiography）超音波プローブを利用するものがある。このＴＥＥプローブは、食道や胃等の上部消化管に経口で挿入されて、たとえば心臓などを超音波撮像するために用いられる。たとえば、ＴＥＥプローブには、２次元の超音波画像データを撮像するために、複数の超音波振動子が一列で配置されたものがある。また、たとえば、ＴＥＥプローブには、３次元の超音波画像データを撮像するために、複数の超音波振動子が格子状に２次元で配置されたものがある。

ＴＥＥプローブを用いた検査では、たとえば、食道内の所定の位置に位置決めされたＴＥＥプローブによる受信信号にもとづいて、検査対象部位の複数の断面に対応する複数の２次元超音波画像が生成される。ユーザは、たとえば所望の断面に対応する２次元超音波画像を表示させることにより、検査対象部位を観察する。

検査対象部位が観察しやすい断面は、検査対象部位の形状や食道の形状などに応じて異なるため、被検体に応じて異なる。このため、ユーザは、所望の断面に対応すると考える２次元超音波画像を表示させた後、検査対象部位がより観察しやすいように、断面位置を調整することがある。

しかし、調整された断面位置の情報は、表示画像を他の断面に対応する２次元超音波画像に切り替えると、失われてしまう。このため、他の断面に対応する２次元超音波画像を表示させてから、もう一度自らが先ほど調整した断面位置の２次元超音波画像を表示させたい場合、ユーザは、断面位置の調整を再度行わなければならず煩雑である。

また、複数の超音波振動子が格子状に２次元で配置されたＴＥＥプローブを用いる場合は、検査対象部位の３次元超音波画像が生成される。この場合、ユーザは、ディスプレイに表示させる画像を２次元超音波画像と３次元超音波画像との間で切り替えながら検査対象部位を観察することができる。しかし、この場合も、調整された断面位置の情報は、表示画像を３次元超音波画像に切り替えると、失われてしまう。このため、３次元超音波画像を表示させてから、もう一度自らが先ほど調整した断面位置の２次元超音波画像を表示させたい場合もやはり、ユーザは、断面位置の調整を再度行わなければならない。

特開２０１４−３９８８６号公報

本発明が解決しようとする課題は、ユーザにより調整された断面位置に対応する２次元超音波画像を容易に再表示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。

本発明の一実施形態に係る超音波診断装置は、上述した課題を解決するために、経食道心エコー法により、被検体からのエコー信号にもとづいて超音波画像を生成する超音波診断装置であって、あらかじめ前記被検体の複数の断面位置の情報を記憶した記憶回路と、前記被検体の複数の断面位置の１つを設定され、設定された断面位置に対応する前記エコー信号にもとづく２次元超音波画像をディスプレイに表示させる画像出力部と、前記ディスプレイに表示された前記２次元超音波画像に対応する断面位置が修正されると、前記修正された断面位置の情報と前記被検体の情報とを関連付けて前記記憶回路に記憶させる更新部と、前記ディスプレイに表示させる超音波画像を、前記２次元超音波画像を含む複数の２次元超音波画像間で切り替えるよう、前記画像出力部を制御する切替部と、前記切替部による切り替え先の画像が前記被検体の前記２次元超音波画像であると、前記被検体に関連付けられて前記記憶回路に記憶された前記修正された断面位置を前記画像出力部に設定する設定部と、を備えたものである。

本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の一構成例を示す外観図。 超音波診断装置の一構成例を示すブロック図。 処理回路のプロセッサによる実現機能例を示す概略的なブロック図。 本実施形態に係る超音波プローブがＴＥＥ法により被検体の心臓の超音波画像を生成する際の様子の一例を示す説明図。 図４のＡ部の拡大図。 （ａ）は、僧帽弁の典型的なビューと各ビューに対応する角度との関係の一例を示す説明図、（ｂ）は、食道、心臓、超音波プローブおよび４腔断面の位置関係の一例を示す説明図。 ２Ｄモードと４Ｄモードとを切り替えるモード切り替えについて説明するための図。 （ａ）は、２ｃｈビューの角度が７０度に修正された場合におけるディスプレイの表示例を示す説明図、（ｂ）は、２ｃｈビューの角度が７０度に修正された場合における断面位置を示す概念図。 検査の行われるタイミングの一例を示す説明図。 （ａ）は、ビューの角度が修正された場合における表示画像の選択用画像の表示例を示す説明図、（ｂ）は、ビューの角度が修正された場合における表示画像の選択用画像の他の表示例を示す説明図。 記憶回路に記憶された角度設定情報の一例を示す説明。 ４Ｄモードを表示中のディスプレイの部分領域に表示するビュー候補の第１例を示す図。 ４Ｄモードを表示中のディスプレイの部分領域に表示するビュー候補の第２例を示す図。 ４Ｄモードを表示中のディスプレイの部分領域に表示するビュー候補の第３例を示す図。 図３に示す処理回路のプロセッサにより、ユーザにより調整された断面位置に対応する２次元超音波画像を容易に再表示する際の手順の一例を示すフローチャート。 図１５のステップＳ１１で更新機能により実行される、表示中のビューの角度設定情報の更新処理の一例を示すサブルーチンフローチャート。

本発明に係る超音波診断装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る超音波診断装置１０の一構成例を示す外観図である。また、図２は、超音波診断装置１０の一構成例を示すブロック図である。

超音波診断装置１０は、図１および図２に示すように、超音波プローブ１１、ケーブル１２、操作パネル２０、ディスプレイ３０および装置本体４０を有する。

超音波プローブ１１は、複数の超音波振動子（圧電振動子）を有する。これら複数の超音波振動子は、装置本体４０から供給される駆動信号にもとづいて超音波を発生させる。超音波プローブ１１は、複数の超音波振動子から発生する超音波を集束させることでビーム状の超音波（超音波ビーム）を被検体Ｐの体内へ送信し、さらに、被検体Ｐからのエコー信号を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１１は、圧電振動子に設けられる整合層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材などを有する。

超音波プローブ１１から被検体Ｐに超音波ビームが送信されると、送信された超音波ビームは、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波がエコー信号として複数の超音波振動子にて受信される。受信されるエコー信号の振幅は、超音波ビームが反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが移動している血流や心臓壁などの表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。

なお、本実施形態は、複数の圧電振動子が格子状に２次元で配置された２次元超音波プローブである超音波プローブ１１により、被検体Ｐを３次元でスキャンする場合であっても、複数の圧電振動子が一列で配置された１次元超音波プローブである超音波プローブ１１により、被検体Ｐを２次元でスキャンする又はこれら複数の超音波振動子を回転させることで被検体Ｐを３次元でスキャンする場合であっても、１次元超音波プローブの複数の圧電振動子を機械的に揺動する超音波プローブ１１であっても、適用可能である。以下の説明では、超音波プローブ１１が、たとえば４８個×５０個など、複数の圧電振動子が格子状に２次元で配置された２次元超音波プローブである場合の例について示す。

本実施形態に係る超音波プローブ１１は、ＴＥＥプローブである。ＴＥＥプローブである超音波プローブ１１は、被検体Ｐの体内に経口で挿入される。そして、超音波プローブ１１は、被検体Ｐの食道や胃等の上部消化管に当接されて所定の位置に位置決めされ、検査対象部位の任意の断面および３次元の超音波画像データ（ボリュームデータ）を撮像する。

操作パネル２０は、タッチパネル２１およびハードキー２２を有する。タッチパネル２１は、タッチコマンドスクリーンとして機能し、ディスプレイ２３と、ディスプレイ２３の近傍に設けられたタッチ入力回路２４とを有する。タッチパネル２１のディスプレイ２３は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成される。タッチ入力回路２４は、ユーザによるタッチ入力回路上の指示位置の情報を装置本体４０に与える。たとえば投影型の静電容量方式のパネルにより構成される場合、タッチセンサは、縦横に配置した電極列を有する。この場合、タッチセンサは、接触物の接触位置付近の静電容量の変化に応じた電極列の出力変化にもとづいて接触位置を取得することができる。ハードキー２２は、キーボード、マウス、フットスイッチ、トラックボール、各種ボタン等である。

タッチパネル２１のタッチ入力回路２４およびハードキー２２は入力回路を構成し、それぞれ、超音波診断装置１０のユーザからの各種指示を受け付け、装置本体４０に対して受け付けた各種指示を転送する。具体的には、タッチ入力回路２４およびハードキー２２は、たとえばユーザからモード切り替え指示やビュー切り替え指示、表示中のビューの角度調整の指示などを受け付け、ユーザの操作に対応した操作入力信号を装置本体４０に出力する。

ここで、モード切り替え指示とは、複数の２次元超音波画像のいずれかをリアルタイムな動画として又は静止画として表示させる２Ｄモードと、リアルタイムに取得されている３次元超音波画像を動画として表示させる４Ｄモードと、のいずれか一方から他方のモードに切り替えるべき旨の指示をいう。また、ビュー切り替え指示とは、複数の２次元超音波画像の間でいずれかの画像から他の画像へと画像を切り替えるべき旨の指示をいう。複数の２次元超音波画像のそれぞれは、互いに異なる断面位置に対応する画像である。以下の説明では、複数の２次元超音波画像のそれぞれをビューというものとする。

ディスプレイ３０は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、装置本体４０において生成された超音波画像を表示する。また、ディスプレイ３０は、たとえば超音波診断装置１０のユーザが操作パネル２０を用いて各種指示を入力するための画像を表示する。

装置本体４０は、ＴＥＥ法により、超音波プローブ１１が受信した被検体からのエコー信号にもとづいて超音波画像を生成する。装置本体４０は、２次元の信号にもとづいて２次元の超音波画像を生成可能であり、また３次元のエコー信号にもとづいて３次元の超音波画像を生成可能である。

装置本体４０は、図２に示すように、送受信回路５０、Ｂモード処理回路５１、ドプラ処理回路５２、画像生成回路５３、画像メモリ５４、タイマ５５、記憶回路５６、処理回路５７および表示処理回路５８を有する。

送受信回路５０は、送信回路５０ａおよび受信回路５０ｂを有し、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。

送信回路５０ａは、トリガ発生回路、送信遅延回路およびパルサ回路などを有し、ケーブル１２を介して超音波プローブ１１に駆動信号を供給する。パルサ回路は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。送信遅延回路は、超音波プローブ１１から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルサ回路が発生する各レートパルスに対し与える。また、トリガ発生回路は、レートパルスにもとづくタイミングで、超音波プローブ１１に駆動パルス信号を印加する。遅延回路は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向を任意に調整する。

また、送信回路５０ａは、処理回路５７に制御されて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧などを瞬時に変更可能な機能を有する。送信駆動電圧の変更機能は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、または、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。

受信回路５０ｂは、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器などを有し、超音波プローブ１１が受信したエコー信号をケーブル１２を介して受け、このエコー信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。アンプ回路は、エコー信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換し、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算器は、Ａ／Ｄ変換器によって処理されたエコー信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、エコー信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。

本実施形態では、超音波プローブ１１は３次元走査可能に構成される。このため、送信回路５０ａは、超音波プローブ１１から被検体Ｐに対して３次元の超音波ビームを送信させることができる。また、受信回路５０ｂは、超音波プローブ１１が受信した３次元の反射波信号から３次元の反射波データを生成することができる。

Ｂモード処理回路５１は、受信回路５０ｂから反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理などを行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。

ドプラ処理回路５２は、受信回路５０ｂから受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワーなどの移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。

なお、本実施形態に係るＢモード処理回路５１およびドプラ処理回路５２は、２次元の反射波データおよび３次元の反射波データの両方について処理可能である。すなわち、Ｂモード処理回路５１は、２次元の反射波データから２次元のＢモードデータを生成可能であるとともに、３次元の反射波データから３次元のＢモードデータを生成することも可能である。また、ドプラ処理回路５２は、２次元の反射波データから２次元のドプラデータを生成することも可能であるし、３次元の反射波データから３次元のドプラデータを生成することも可能である。

画像生成回路５３は、たとえば被検体Ｐの食道Ｅの内部の所定位置に位置決めされた超音波プローブ１１が受信した反射波にもとづいて超音波画像を生成する。すなわち、画像生成回路５３は、Ｂモード処理回路５１およびドプラ処理回路５２が生成したデータから超音波画像を生成する。具体的には、画像生成回路５３は、Ｂモード処理回路５１が生成した２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度にて表したＢモード画像データを生成する。また、画像生成回路５３は、ドプラ処理回路５２が生成した２次元のドプラデータから移動体情報を表す平均速度画像、分散画像、パワー画像、または、これらの組み合わせ画像としてのカラードプラ画像データを生成する。

ここで、画像生成回路５３は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビなどに代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用の超音波画像を生成する。具体的には、画像生成回路５３は、超音波プローブ１１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、表示用の超音波画像を生成する。また、画像生成回路５３は、超音波画像に対し、種々のパラメータの文字情報などを合成する。

さらに、本実施形態に係る画像生成回路５３は、３次元の超音波画像データを生成する。すなわち、画像生成回路５３は、Ｂモード処理回路５１が生成した３次元のＢモードデータに対して座標変換を行なうことで、３次元のＢモード画像データを生成することも可能である。また、画像生成回路５３は、ドプラ処理回路５２が生成した３次元のドプラデータに対して座標変換を行なうことで、３次元のカラードプラ画像データを生成することも可能である。

画像メモリ５４は、画像生成回路５３が生成した画像データを記憶する記憶回路である。また、画像メモリ５４は、Ｂモード処理回路５１やドプラ処理回路５２が生成したデータを記憶してもよい。

タイマ５５は、処理回路５７により制御され、所定の時間をセットされて起動される。たとえば、タイマ５５は、タイマ閾値Ｔｔｈをセットされて起動されて計時開始後にタイマ閾値Ｔｔｈだけ時間が経過すると、処理回路５７に対してタイムアウト信号を出力し計時を停止する。

記憶回路５６は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。これら記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介した通信によりダウンロードされるように構成してもよい。

記憶回路５６は、あらかじめ被検体Ｐの複数の断面位置の情報を記憶する。また、断面位置の情報が修正されると、あらかじめ記憶されていた断面位置の情報を修正後の断面位置の情報で更新し、この修正後の断面位置の情報を被検体Ｐの情報と関連付けて記憶する。僧帽弁を観察する場合には、断面位置の情報は、少なくとも僧帽弁を観察するための典型的なビューに対応する複数の角度（たとえば４つ）の設定情報（以下、角度設定情報という）を含む。以下の説明では、僧帽弁を観察するための典型的なビューに対応する角度設定情報が記憶回路５６にあらかじめ記憶されている場合の例について示す。僧帽弁を観察するための典型的なビューに対応する４つの角度については、図６を用いて後述する。

また、記憶回路５６は、タイマ閾値Ｔｔｈを記憶しておいてもよい。また、記憶回路５６は、超音波診断装置１０を用いた検査が開始された際に最初にディスプレイ３０に表示すべき画像の情報としての初期表示態様を記憶しておいてもよい。初期表示態様は、たとえば、複数の２次元超音波画像のそれぞれ、および４Ｄ超音波画像のいずれかから選択された１つの画像である。

処理回路５７は、記憶回路５６に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、ユーザにより調整された断面位置に対応する２次元超音波画像を容易に再表示するための処理を実行するプロセッサである。

表示処理回路５８は、処理回路５７により制御されて、ディスプレイ３０および操作パネル２０のディスプレイ２３のそれぞれの表示領域を必要に応じて分割し、処理回路５７から表示出力要求のあった画像を表示させる。

図３は、処理回路５７のプロセッサによる実現機能例を示す概略的なブロック図である。図３に示すように、処理回路５７のプロセッサは、設定機能６１、画像出力機能６２、更新機能６３および切替機能６４を実現する。これらの各機能６１−６４は、それぞれプログラムの形態で記憶回路５６に記憶されている。

設定機能６１は、被検体Ｐの複数の断面位置の１つを画像出力機能６２に設定する。

画像出力機能６２は、設定機能６１により被検体Ｐの複数の断面位置の１つを設定され、設定された断面位置に対応するエコー信号にもとづく２次元超音波画像をディスプレイ３０や操作パネル２０のディスプレイ２３に表示させる。以下の説明では、超音波画像がディスプレイ３０に表示される場合の例について示す。

更新機能６３は、ディスプレイ３０に表示された２次元超音波画像に対応する断面位置がユーザにより操作パネル２０を介して修正されると、修正された断面位置の情報と被検体Ｐの情報とを関連付けて記憶回路５６に記憶させる。

切替機能６４は、ディスプレイ３０に表示させる超音波画像を、２次元超音波画像を含む複数の２次元超音波画像間で切り替えるよう、画像出力機能６２を制御する

設定機能６１は、切替部による切り替え先の画像が被検体Ｐの２次元超音波画像であると、被検体Ｐに関連付けられて記憶回路５６に記憶された修正された断面位置を画像出力機能６２に設定する。

次に、本実施形態に係る超音波診断装置１０の動作の一例について説明する。

図４は、本実施形態に係る超音波プローブ１１がＴＥＥ法により被検体Ｐの心臓Ｈの超音波画像を生成する際の様子の一例を示す説明図である。また、図５は図４のＡ部の拡大図である。

たとえば被検体Ｐの検査対象部位をＴＥＥ法で撮像する場合、ユーザは、超音波プローブ１１を被検体Ｐの食道Ｅに挿入し、超音波プローブ１１を食道Ｅや胃などの所定の位置に位置決めし、検査対象部位の２次元走査や３次元走査を行なう。以下の説明では、検査対象部位が心臓Ｈの僧帽弁である場合の例について示す（図５参照）。

図６（ａ）は、僧帽弁の典型的なビューと各ビューに対応する角度との関係の一例を示す説明図であり、（ｂ）は、食道Ｅ、心臓Ｈ、超音波プローブ１１および４腔断面の位置関係の一例を示す説明図である。

図６（ａ）に示すように、僧帽弁を観察するための典型的なビューとして、４腔断面の２次元超音波画像（以下、４ｃｈビューという）、交連の２次元超音波画像（以下、ｃｏｍｍｉｓｓｕｒａｌビューという）、２腔断面の２次元超音波画像（以下、２ｃｈビューという）、長軸断面の２次元超音波画像（以下、ＬＡＸビューという）などがある。これらのビューは、食道Ｅ内の所定の位置に位置決めされた超音波プローブ１１と僧帽弁とを通る軸で互いに交差している。また、これらのビューは、４ｃｈビューの断面位置の角度をゼロ度とし、交差軸中心の回転角度で表わされることがある。たとえば、ｃｏｍｍｉｓｓｕｒａｌビューは４５度、２ｃｈビューは９０度、ＬＡＸビューは１３５度にそれぞれ対応する（図６（ａ）参照）。すなわち、角度調整が行われる前の初期角度は、４ｃｈビューがゼロ度、ｃｏｍｍｉｓｓｕｒａｌビューは４５度、２ｃｈビューは９０度、ＬＡＸビューは１３５度である。記憶回路５６には、あらかじめこれらの初期角度設定情報が記憶される。

僧帽弁を観察する場合には、ビュー切り替え指示は、たとえばこれらの４つのビューのいずれかからから他のビューへとビューを切り替えるべき旨の指示である。たとえば、ユーザは、操作パネル２０を介してこれらの４つのビューの１つを選択することにより、選択した１つのビューをディスプレイ３０に表示させることができる。

図７は、２Ｄモードと４Ｄモードとを切り替えるモード切り替えについて説明するための図である。図７には、２Ｄモードにおいて２つのビューが表示される場合の例を示した。この例において、左側の２次元超音波画像は、ユーザにより選択された典型的なビューのいずれか１つであり、右側の２次元超音波画像は、左側のビューに付随して自動的に表示されるビューであって、たとえば左側のビューの角度に９０度を加えたビューである。

超音波プローブ１１として複数の超音波振動子が格子状に２次元で配置されたＴＥＥプローブを用いる場合は、検査対象部位の３次元超音波画像が生成される。この場合、ユーザは、ビュー切り替えに加え、２Ｄモードと４Ｄモードとを切り替えるモード切り替えを行なうことができる。

４Ｄモードは、たとえば検査対象部位が僧帽弁である場合は、一般に大動脈が画面１２時の方向にくるように表示される（図７の４Ｄモードの上部左寄りの切り欠き参照）。この４Ｄモードで表示される画像は、被検体Ｐに対して施術を行う外科医にとって直感的に理解しやすい画像である。このため、４Ｄモードは、Ｓｕｒｇｅｏｎビューと呼ばれることがある。一方、外科医とともに検査に立ち会う内科医は、超音波プローブ１１の位置決めを正確に行うために、２Ｄモードで表示される画像を繰り返し確認する。また、２Ｄモードは、施術の効果を確認する際に、たとえば血流の逆流を確認するためにカラードップラ画像などを表示するために利用される。また、２Ｄモードのほうが４Ｄモードよりもフレームレートが高い場合には、たとえば検査対象部位の小さな穴がふさがっているか否かを確認するためには、２Ｄモードで表示される画像が好適である。

このため、検査中には、モード切り替えによるモード遷移が頻繁に行われる。

図８（ａ）は、２ｃｈビューの角度が７０度に修正された場合におけるディスプレイ３０の表示例を示す説明図であり、（ｂ）は、２ｃｈビューの角度が７０度に修正された場合における断面位置を示す概念図である。

ここで、検査対象部位が観察しやすい断面は、検査対象部位の形状や食道の形状などに応じて異なるため、被検体Ｐに応じて異なる。このため、ユーザは、たとえば２ｃｈビューを表示させた後、検査対象部位がより観察しやすい画像となるように、２ｃｈビューの角度をたとえば９０度から７０度などに調整することがある。なお、図８（ａ）に示されたビューの角度の情報は、記憶回路５６を参照して表示されるものでなくともよく、たとえば画像生成回路５３が生成した現在の断面の角度の情報がそのまま表示されるものである。

しかし、調整された断面位置の情報は、表示画像を他のビューに切り替えると、失われてしまう場合がある。この場合、他のビューを表示させてから、もう一度自らが先ほど調整した７０度のビューを表示させたい場合、ユーザは、また９０度のビューを表示させてから角度調整を行わなければならず煩雑である。

また、モード切り替え可能な場合には、調整された断面位置の情報は、４Ｄモードに切り替えてもまた、失われてしまう場合がある。この場合、上記例でいえば、４Ｄモードからもう一度自らが先ほど調整した７０度のビューを表示させたい場合もやはり、ユーザは、また９０度のビューを表示させてから角度調整を行わなければならない。検査中には、モード切り替えによるモード遷移が頻繁に行われるため、モード切り替えするたびにビューの角度調整を行わなければならないのでは、ユーザの利便性を著しくそこなってしまう。

図９は、検査の行われるタイミングの一例を示す説明図である。図９に示すように、検査は術中に限られず、さまざまなタイミングで行われる。このすべてのタイミングにおいて、被検体Ｐにあわせて毎回ビューの角度調整を行なうことは煩雑にすぎる。

そこで、本実施形態に係る超音波診断装置１０は、ディスプレイ３０に表示された２次元超音波画像に対応する断面位置が修正されると、修正された断面位置の情報と被検体Ｐの情報とを関連付けて記憶回路５６に記憶させておく。このため、ビュー切り替えやモード切り替えを経て、再度先ほどの２次元超音波画像を表示するための指示を受けた場合に、被検体Ｐに関連付けられた修正後の断面位置を記憶回路５６から読み出して用いることができ、断面位置の再度の調整を必要としない。

図１０（ａ）は、ビューの角度が修正された場合における表示画像の選択用画像の表示例を示す説明図であり、（ｂ）は、ビューの角度が修正された場合における表示画像の選択用画像の他の表示例を示す説明図である。

また、図１１は、記憶回路５６に記憶された角度設定情報の一例を示す説明図である。図１１において、数字の後ろの「Ｕ」はユーザにより修正された角度であることを示し、「Ａ」はユーザにより修正された角度に応じて自動修正された角度であることを示す。

画像出力機能６２は、切替機能６４による切り替え対象となる複数の２次元超音波画像のそれぞれに対応する断面位置の情報を示す画像を、当該２次元超音波画像を表示させる選択を入力するためのソフトキーとともに、ディスプレイ３０およびディスプレイ２３の少なくとも一方に表示させる。たとえば、画像出力機能６２は、検査対象部位が僧帽弁である場合は、４つの典型的なビューを表示させるためのソフトキーに各ビューに対応する角度を示す文字列を重畳してディスプレイ２３に表示させる。切替機能６４は、ソフトキーの１つが押下されると、当該ソフトキーに対応するビューをディスプレイ３０に表示させる。

更新機能６３は、１つのビューの角度がユーザにより修正されると、この修正された角度のみと被検体Ｐの情報とを関連付けて記憶回路５６に記憶させてもよい。たとえば、図１１の患者ＩＤ「ｙｙｙ」の検査中に、４ｃｈのビューがユーザによりマイナス２０度に修正された場合には、更新機能６３は、この４ｃｈのビューの角度のみを更新してもよい（図１１の患者ＩＤ「ｙｙｙ」の「−２０Ｕ」、患者ＩＤ「ｚｚｚ」の「５０Ｕ」、「９５Ｕ」参照）。また、この場合、画像出力機能６２は、表示画像の選択用画像に表示する角度を修正するとよい（図１０（ａ）参照）。

また、更新機能６３は、１つのビューの角度がユーザにより修正されると、さらに、この修正の程度に応じて、他のビューの角度をも自動修正して更新し、被検体Ｐの情報と関連付けて記憶回路５６に記憶させてもよい。たとえば、図１１の患者ＩＤ「ｘｘｘ」の検査中に、４ｃｈのビューがユーザによりゼロ度から１０度に修正された場合には、更新機能６３は、この４ｃｈのビューの角度に加え、他のビューの角度を全てプラス１０度するよう自動修正して更新してもよい（図１１の患者ＩＤ「ｘｘｘ」の「５５Ａ」等参照）。また、この場合も、画像出力機能６２は、表示画像の選択用画像に表示する角度を修正するとよい（図１０（ｂ）参照）。

図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、表示画像の選択用画像に表示する角度が更新されていれば、ユーザは、自らが修正した角度がしっかりと反映されていること確認できるとともに、ソフトキーの押下により、極めて容易に修正した角度のビューを再度表示することができる。

また、図１１に示すように、更新機能６３は、修正された角度設定情報を被検体Ｐの情報と関連付けて記憶回路５６に記憶させておく。このため、被検体Ｐの検査中にビューの角度調整を行い、検査が一度終了した後に、被検体Ｐの予後検査などの検査が開始された場合にも、設定機能６１は、被検体Ｐに関連付けられた修正された角度設定情報を記憶回路５６から読み出して利用することができる。したがって、ユーザは角度の再調整を行なう必要なく、被検体Ｐに応じて修正した角度のビューを容易に再度表示させることができる。

また、修正された角度の情報は、図１０に示したようにディスプレイ２３に提示するほか、４Ｄモードを表示中のディスプレイ３０に表示してもよい。

図１２−１４は、それぞれ４Ｄモードを表示中のディスプレイ３０の部分領域に表示するビュー候補の第１−３例を示す図である。

画像出力機能６２は、４Ｄモードにおいて、ディスプレイ３０の部分領域をビュー候補の表示領域として利用してもよい。検査対象部位が僧帽弁である場合には、たとえば図６（ａ）に示す４つの典型的なビューがビュー候補となる。この場合、ビュー候補表示領域には、４つのビュー全てを並べて表示してもよいし、初期設定またはユーザ設定によって４つのビューの一部のビューを表示してもよい。全てのビューを並べて表示する場合は、ユーザは１つの画面から全てのビュー候補を確認することができる。一方、一部のビュー候補を表示する場合は、ビュー候補表示領域を狭くして４Ｄモードの表示領域を大きく取ることができる。図１２、１３、１４には、それぞれ２つ、１つ、２つのビュー候補が表示される場合の例を示した。

また、ビュー候補として表示される画像は、３次元超音波画像を利用した画像でもよいし（図１２参照）、模式的な解剖図を利用した画像でもよいし（図１３参照）、２次元超音波画像を利用した画像でもよい。また、ビュー候補表示領域には、僧帽弁におけるビューの断面位置を示すマーカ（図１４の２点鎖線参照）を表示してもよい。このとき、各マーカの近傍に各マーカに対応するビューを示す情報として４ｃｈ、２ｃｈなどを表示し、またビューの角度を示す文字列を表示しておくとよい。また、ビューの角度が修正されている場合は、マーカの位置も修正された角度に対応する位置とするとともに、ビューの角度を示す文字列も修正するとよい。

図１５は、図３に示す処理回路５７のプロセッサにより、ユーザにより調整された断面位置に対応する２次元超音波画像を容易に再表示する際の手順の一例を示すフローチャートである。図１５において、Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。以下の説明では、検査対象部位が僧帽弁である患者が被検体Ｐである場合の例について示す。

まず、ステップＳ１において、設定機能６１は、検査対象となる患者情報を取得する。

次に、ステップＳ２において、設定機能６１は、記憶回路５６に患者情報に関連付けられた角度設定情報があるか否かを判定する。図１５に示す手順が過去に実行された場合は、すでに記憶回路５６に患者情報に関連付けられた角度設定情報がある可能性がある。

記憶回路５６に患者情報に関連付けられた角度設定情報がある場合には、設定機能６１は、ステップＳ３で患者に応じた角度設定情報を取得し、ステップＳ５に進む。一方、記憶回路５６に患者情報に関連付けられた角度設定情報がない場合は、設定機能６１は、ステップＳ４で記憶回路５６から初期角度設定情報を取得し、ステップＳ５に進む。

次に、ステップＳ５において、画像出力機能６２は、記憶回路５６に記憶された初期表示態様の情報を取得する。初期表示態様は、たとえば、４ｃｈなどの２Ｄビューのいずれか、および４Ｄビューのいずれかから選択された１つの画像である。そして、画像出力機能６２は、初期表示態様にもとづいてディスプレイ３０に超音波画像を表示する。

次に、ステップＳ６において、切替機能６４は、現在４Ｄモードで表示中か否かを判定する。４Ｄモードではなく２Ｄモードである場合は、ステップＳ７に進む。一方、現在４Ｄモードで表示中である場合はステップＳ８に進む。

次に、ステップＳ７において、切替機能６４は、４Ｄモードへの切り替え指示を受け付けたか否かを判定する。４Ｄモードへの切り替え指示を受け付けた場合は、ステップＳ８に進む。一方、４Ｄモードへの切り替え指示がなく２Ｄモードを継続すべき場合は、ステップＳ９に進む。

次に、ステップＳ８において、切替機能６４は、２Ｄモードへの切り替え指示を受け付けたか否かを判定する。２Ｄモードへの切り替え指示を受け付けた場合は、ステップＳ９に進む。一方、２Ｄモードへの切り替え指示がなく４Ｄモードを継続すべき場合は、ステップＳ１２に進む。

次に、ステップＳ９において、設定機能６１は、２Ｄモードで表示するビューの現在の角度設定情報を記憶回路５６から取得する。次に、ステップＳ１０において、設定機能６１は、取得した角度情報を用いて、ビューを表示する。

次に、ステップＳ１１において、更新機能６３は、表示中のビューの角度設定情報の更新処理を行なう。

次に、ステップＳ１２において、画像出力機能６２は、現在の角度設定情報に応じた各ビューの角度の情報を、操作パネル２０のディスプレイ２３に表示する（図１０（ａ）および（ｂ）参照）。また、ステップＳ８からこのステップＳ１２に遷移した場合、すなわち４Ｄモードの場合は、現在の角度設定情報に応じた各ビューの角度の情報を、さらにディスプレイ３０にも表示する（図１２−１４のビュー候補表示領域参照）。

次に、ステップＳ１３において、切替機能６４は、ビュー切り替え指示を受け付けたか否かを判定する。ビュー切り替え指示は、たとえばユーザによりタッチパネル２１を介して行われる（図１０（ａ）および（ｂ）参照）。ビュー切り替え指示があった場合は、ステップＳ９に戻る。一方、ビュー切り替え指示がない場合は、終了判定を行い（ステップＳ１４）、検査を終了すべきでない場合は、ステップＳ６にもどる。一方、ユーザにより検査を終了すべき旨の指示があった場合など終了すべき場合は一連の手順は終了となる。

以上の手順により、ユーザにより調整された断面位置に対応する２次元超音波画像を容易に再表示することができる。たとえば、ステップＳ１３からステップＳ９に遷移した場合であって、ステップＳ１１において角度が更新されている場合には、ステップＳ１０では更新後の角度情報を用いてビューが表示されることになる。

図１６は、図１５のステップＳ１１で更新機能６３により実行される、表示中のビューの角度設定情報の更新処理の一例を示すサブルーチンフローチャートである。

ステップＳ２１において、更新機能６３は、表示中のビューの角度の修正指示をユーザから受け付け、画像出力機能６２に修正後の角度でビューを表示させる。

次に、ステップＳ２２において、更新機能６３は、角度が修正されてからタイマ閾値Ｔｔｈだけ時間が経過したか否かを判定する。この判定は、たとえばタイマ５５のタイムアウト信号を用いて行なうことができる。タイマ閾値Ｔｔｈ以上時間が経過した場合は、ステップＳ２３において更新機能６３は、表示中のビューの角度設定情報を修正後の角度設定情報で更新し、被検体Ｐの情報と関連付けて記憶回路５６に記憶させ（図１１参照）、図１５のステップＳ１２に進む。一方、角度が修正されてからの経過時間がタイマ閾値Ｔｔｈに満たない場合は、図１５のステップＳ１２に進む。

図１６に示す手順によれば、ユーザによりビューの角度が修正されてから所定のタイマ閾値Ｔｔｈの時間が経過した場合に、自動的に記憶回路５６に修正後の角度設定情報を被検体Ｐの情報と関連付けて記憶させることができる。

また、図１６に示す更新処理において、ユーザによる更新の確認ステップを追加してもよい。たとえば、角度が修正されてから所定のタイマ閾値Ｔｔｈの時間が経過した場合に、ディスプレイ３０やディスプレイ２３に角度設定情報を更新してもよいかを確認するための確認画像を表示し、ユーザにより操作パネル２０を介して更新してよい旨の許可指示があった場合にのみ、修正後の角度設定情報を被検体Ｐの情報と関連付けて記憶回路５６に記憶させるようにしてもよい。

また、ユーザによる更新の確認ステップは、図１６のステップＳ２２およびＳ２３にかえて実行されてもよい。すなわち、ユーザが手動で操作パネル２０を介して指示した場合にのみ、修正後の角度設定情報を被検体Ｐの情報と関連付けて記憶回路５６に記憶させるようにしてもよい。

本実施形態に係る超音波診断装置１０は、修正された角度設定情報を被検体Ｐの情報と関連付けて記憶回路５６に記憶させておく。このため、ユーザは、ビュー切り替えやモード切り替えによって、角度を修正したビューから他の画像に表示画像を切り替えたあとであっても、修正した角度のビュー、すなわちユーザが見たいと思う方向から見た画像を極めて容易かつ瞬時に再度表示することができる。このため、ユーザは、検査時間を大幅に短縮することができる。また、検査時間の短縮により、たとえば食道Ｅに超音波プローブ１１を挿入される被検体Ｐに与えてしまう苦痛を低減することができる。

また、本実施形態に係る超音波診断装置１０は、被検体Ｐの検査中にビューの角度調整を行い、検査が一度終了した後場合にも、修正された角度設定情報は被検体Ｐの情報と関連付けて記憶回路５６に記憶されている。このため、超音波診断装置１０によれば、被検体Ｐの予後検査などの検査が開始された場合にも、被検体Ｐに関連付けられた修正された角度設定情報を記憶回路５６から読み出して利用することができる。したがって、ユーザは角度の再調整を行なう必要なく、被検体Ｐに応じて修正した角度のビューを容易に再度表示させることができる。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、ユーザにより調整された断面位置に対応する２次元超音波画像を容易に再表示することができる。

なお、本実施形態における処理回路５７の設定機能６１、画像出力機能６２、更新機能６３および切替機能６４は、特許請求の範囲における設定部、画像出力部、更新部および切替部にそれぞれ対応する。また、本実施形態におけるタッチパネル２１のタッチ入力回路２４およびハードキー２２は、特許請求の範囲における入力回路に対応する。

また、上記実施形態に係る「プロセッサ」という文言は、たとえば、専用または汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、あるいは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（たとえば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは、記憶回路に保存されたプログラムを読み出して実行することにより、各種機能を実現する。

また、記憶回路にプログラムを保存するかわりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成してもよい。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで各種機能を実現する。また、上記実施形態では単一の処理回路が各機能を実現する場合の例について示したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能を実現してもよい。また、プロセッサが複数設けられる場合、プログラムを記憶する記憶媒体は、プロセッサごとに個別に設けられてもよいし、１つの記憶回路が全てのプロセッサの機能に対応するプログラムを一括して記憶してもよい。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

また、本発明の実施形態では、フローチャートの各ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理の例を示したが、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別実行される処理をも含むものである。

１０…超音波診断装置
１１…超音波プローブ
２０…操作パネル
２１…タッチパネル
２２…ハードキー
２３…ディスプレイ
２４…タッチ入力回路
３０…ディスプレイ
５６…記憶回路
５７…処理回路
６１…設定機能
６２…画像出力機能
６３…更新機能
６４…切替機能

Claims (10)

1. 経食道心エコー法により、被検体からのエコー信号にもとづいて超音波画像を生成する超音波診断装置であって、
   前記被検体の食道内の所定の位置に位置決めされた超音波プローブと検査対象部位とを通る軸を交差軸として互いに交差し前記検査対象部位に応じてあらかじめ定められた複数のビューのそれぞれに対応する角度の情報であって、所定のビューの角度をゼロ度とした前記交差軸中心の回転角度としてそれぞれのビューに関連付けられた前記被検体の複数の角度の情報をあらかじめ記憶した記憶回路と、
   前記被検体の複数の角度の１つを設定され、設定された角度に対応する前記エコー信号にもとづくビューをディスプレイに表示させる画像出力部と、
   前記ディスプレイに表示された前記ビューに対応する角度が修正されると、前記修正された角度の情報と前記被検体の情報とを関連付けて前記記憶回路に記憶させる更新部と、
   前記ディスプレイに表示させる超音波画像を、前記ビューを含む複数のビュー間で切り替えるよう、前記画像出力部を制御する切替部と、
   前記切替部による切り替え先の画像が前記被検体の前記ビューであると、前記被検体に関連付けられて前記記憶回路に記憶された前記修正された角度を前記画像出力部に設定する設定部と、
   を備え、
   前記設定部は、
   検査対象となる被検体の情報を取得し、ビューの表示を行なう際に、取得した当該被検体に関連付けられた角度の情報を前記記憶回路から読み出して前記画像出力部に設定し、
   前記画像出力部は、
   前記切替部による切り替え対象となる前記複数のビューのそれぞれに対応する角度の情報を示す画像を、当該ビューを表示させる選択を入力するためのソフトキーとともに、前記ディスプレイおよび操作パネルのディスプレイの少なくとも一方に表示させ、前記更新部により前記被検体の情報に関連付けられた角度の情報が更新されると、この更新に応じて前記角度の情報を示す画像を更新し、
   前記切替部は、
   前記複数のビューのそれぞれに対応するソフトキーの１つが押下されると、当該ソフトキーに対応するビューを前記ディスプレイに表示させる、
   超音波診断装置。
2. 前記更新部は、
   前記ディスプレイに表示された前記ビューに対応する角度がユーザにより入力回路を介して修正されるとともに修正後に所定時間経過すると、前記修正された角度の情報を前記被検体の情報と関連付けて前記記憶回路に記憶させる、
   請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記更新部は、
   前記修正された角度の情報を前記被検体の情報と関連付けて前記記憶回路に記憶させてもよいか否かの確認画像を前記ディスプレイに表示させ、前記確認画像を確認したユーザによる入力回路を介した許可指示があった場合にのみ、前記修正された角度の情報を前記被検体の情報と関連付けて前記記憶回路に記憶させる、
   請求項１または２に記載の超音波診断装置。
4. 前記更新部は、
   前記ディスプレイに表示された前記ビューに対応する角度がユーザにより修正されるとともに前記ユーザから前記修正された角度の情報を前記記憶回路に記憶させるよう入力回路を介して指示されると、前記修正された角度の情報を前記被検体の情報と関連付けて前記記憶回路に記憶させる、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
5. 前記更新部は、
   前記ディスプレイに表示された前記ビューに対応する角度が所定角度だけ修正されると、さらに、この修正された所定角度で、前記記憶回路に記憶された他のビューに対応する角度を自動修正して更新し、前記被検体の情報と関連付けて前記記憶回路に記憶させる、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
6. 前記画像出力部は、
   前記エコー信号にもとづく３次元超音波画像を前記ディスプレイに表示させ、
   前記切替部はさらに、
   前記ディスプレイに表示させる超音波画像を、前記複数のビューのいずれかと前記３次元超音波画像との間で切り替える、
   請求項１ないし５のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
7. 前記画像出力部は、
   前記切替部により前記３次元超音波画像を表示するよう指示されると、前記ディスプレイに前記３次元超音波画像を表示させるとともに、前記ディスプレイの所定の表示領域に前記複数のビューの少なくとも１つに対応する角度の情報を表示させる、
   請求項６記載の超音波診断装置。
8. 前記画像出力部は、
   前記所定の領域に、前記角度の情報とともにこの角度の検査対象部位内での位置を示す画像を表示させる、
   請求項７記載の超音波診断装置。
9. 前記交差軸は、
   前記超音波プローブと前記被検体の僧帽弁とを通る軸であり、
   前記記憶回路は、
   あらかじめ少なくとも４腔断面の角度としてゼロ度を記憶した、
   請求項１ないし８のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
10. 前記設定部は、
    前記被検体の検査が終了した後、前記被検体の検査が再度開始され、所定のビューの表示を行なう際に、前記被検体に関連付けられた角度の情報を前記記憶回路から読み出して前記画像出力部に設定する、
    請求項１ないし９のいずれか１項に記載の超音波診断装置。