JP6718520B2 - 超音波診断装置及び超音波診断装置の制御方法 - Google Patents

超音波診断装置及び超音波診断装置の制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、超音波診断装置及び超音波診断装置の制御方法に係り、特に、被検体の検査部位に対する超音波プローブの姿勢角をオペレータに通知する超音波診断装置及び、この超音波診断装置の制御方法に関する。
従来から、被検体の内部の画像を得るものとして、超音波診断装置が知られている。一般的に、超音波診断装置は、複数の素子が配列された振動子アレイが備えられた超音波プローブを備えている。この超音波プローブを被検体の体表に当接させた状態において、振動子アレイから被検体内に向けて超音波ビームが送信され、被検体からの超音波エコーを振動子アレイにおいて受信して素子データが取得される。更に、超音波診断装置は、得られた素子データを電気的に処理して、被検体の当該部位に対する超音波画像を生成する。
このような超音波診断装置において撮像された超音波画像内の撮像部位の明瞭さは、被検体の体表に当接する超音波プローブの姿勢角に応じて変化することが知られている。そのため、超音波診断装置を用いた被検体の部位の検査を行う際には、オペレータは、被検体の検査部位を明瞭に撮像するために、超音波プローブを被検体の体表に接触させ、かつ、その超音波プローブを傾動して、超音波プローブの最適な姿勢角を探す必要がある。
そこで、超音波プローブの適切な姿勢角を取得して被検体の検査部位を明瞭に撮像することができる超音波診断装置として、種々の提案がなされている。例えば、特許文献１に開示される超音波診断装置は、超音波画像を過去に撮像した場合の超音波プローブの角度又は現在の診断モードに応じて予め設定された姿勢角を表す参照プローブアイコンと、オペレータが移動させている超音波プローブの姿勢角を表す現在プローブアイコンとを超音波画像と同時に表示させる。オペレータは、参照プローブアイコンと現在プローブアイコンとを一致させるように超音波プローブを移動させることにより、現在の診断モードに応じて予め設定された姿勢角に超音波プローブを固定して被検体の検査部位を撮像することができる。
特許第５８４２８１０号公報
ところで、検査部位の構造及び位置は、被検体により個体差があるため、超音波プローブの適切な姿勢角が被検体毎に異なる。そのため、特許文献１に開示の技術を用いて、予め設定された基本となる姿勢角を参照して超音波プローブの姿勢角を決定したとしても、被検体の検査部位を明瞭に撮像することができない。
また、例えば、救急における外傷患者の初期診察のために複数の検査部位を連続的に診断するｅＦＡＳＴ（extended Focused Assessment with Sonography for Trauma）検査においては、複数の検査部位に対して超音波診断が迅速に行われることが要求される。このような検査の場合には、過去の超音波診断データが存在しない被検体に対して検査を行う場合が多く、更に、検査時間が短いため、特許文献１に開示の技術を用いても、被検体の検査部位を明瞭に撮像することは困難である。
本発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたものであり、被検体が異なっても検査部位を明瞭に撮像することができる超音波診断装置及び超音波診断装置の制御方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の超音波診断装置は、超音波プローブと、超音波プローブから被検体に向けて超音波ビームの送受信を行って超音波画像を生成する画像生成部と、超音波プローブの姿勢角を検出するプローブ姿勢角検出部と、画像生成部において生成された超音波画像を解析して検査部位に対する超音波画像内の撮像部位の尤度を算出する画像解析部と、オペレータが超音波プローブを被検体の体表に接触させ、かつ、超音波プローブを傾動することにより、プローブ姿勢角検出部において検出された姿勢角が、検査部位に対応して設定されている超音波プローブの基本姿勢角を含む定められた角度範囲を跨いで変化する間に、画像解析部において算出された尤度が最大となる場合のプローブ姿勢角検出部において検出された姿勢角を推奨姿勢角とする推奨姿勢角生成部と、推奨姿勢角生成部により生成された推奨姿勢角をオペレータに通知する推奨姿勢角通知部と、を有することを特徴とする。
また、推奨姿勢角生成部は、プローブ姿勢角検出部において検出された姿勢角が、角度範囲を跨いで１回変化する間に、画像解析部において算出された尤度が最大となる場合のプローブ姿勢角検出部において検出された姿勢角を推奨姿勢角とすることが好ましい。
もしくは、推奨姿勢角生成部は、プローブ姿勢角検出部において検出された姿勢角が、角度範囲を跨いで往復して変化する間に、画像解析部において算出された尤度が最大となる場合のプローブ姿勢角検出部において検出された姿勢角を推奨姿勢角としても良い。
また、超音波プローブの角速度を検出するプローブ角速度検出部と、プローブ姿勢角検出部において検出された姿勢角が角度範囲内にあり、かつ、プローブ角速度検出部により検出された角速度が定められた値以下となった場合に、超音波プローブを継続して傾動させる旨をオペレータに警告するプローブ傾動警告部を更に有することが好ましい。
また、画像生成部において生成された超音波画像を表示する表示部と、表示部における表示を制御する表示制御部と、を更に有することが好ましい。
更に、表示制御部は、画像解析部において算出された尤度と、プローブ姿勢角検出部において検出された姿勢角と、基本姿勢角と、推奨姿勢角生成部により生成された推奨姿勢角を、表示部に表示させることが好ましい。
更に、表示制御部は、プローブ姿勢角検出部において検出された姿勢角と、基本姿勢角と、推奨姿勢角生成部により生成された推奨姿勢角を、数値又はグラフ画像として表示部に表示させることが好ましい。
また、本発明の超音波診断装置の制御方法は、超音波プローブから被検体に向けて超音波ビームの送受信を行って超音波画像を生成し、超音波プローブの姿勢角を検出し、生成された超音波画像を解析して検査部位に対する超音波画像内の撮像部位の尤度を算出し、オペレータが超音波プローブを被検体の体表に接触させ、かつ超音波プローブを傾動することにより、検出された姿勢角が、検査部位に対応して設定されている超音波プローブの基本姿勢角を含む定められた角度範囲を跨いで変化する間に、算出された尤度が最大となる場合の姿勢角を推奨姿勢角とし、推奨姿勢角をオペレータに通知することを特徴とする。
本発明によれば、超音波診断装置は、超音波画像内の撮像部位の尤度が最大となる場合の超音波プローブの姿勢角を推奨姿勢角とする推奨姿勢角生成部を有し、この推奨姿勢角をオペレータに通知するため、被検体が異なっても検査部位を明瞭に撮像することができる。
本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 図１の受信回路の内部構成を示すブロック図である。 図１の画像生成部の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。 図１の表示部における超音波診断中の画面表示を表す一例の概念図である。 図１の表示部におけるレーダーチャートの表示を表す一例の概念図である。 本発明の実施の形態２に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態４に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に、本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示す。超音波診断装置１は、振動子アレイ２Ａを内蔵する超音波プローブ２を備え、超音波プローブ２に、画像取得部３を介して表示制御部７及び表示部８が順次接続されている。
画像取得部３は、超音波プローブ２の振動子アレイ２Ａに接続された受信回路４及び送信回路５と、受信回路４に接続された画像生成部６とを有しており、画像生成部６に、表示制御部７が接続されている。また、超音波プローブ２には、プローブ姿勢角検出部９が備えられ、プローブ姿勢角検出部９に、推奨姿勢角生成部１１が接続されている。また、画像取得部３の画像生成部６に、画像解析部１０が接続され、画像解析部１０に、推奨姿勢角生成部１１が接続されている。また、推奨姿勢角生成部１１に、推奨姿勢角通知部１２が接続されており、推奨姿勢角通知部１２は、表示制御部７に接続している。
更に、画像取得部３、表示制御部７、プローブ姿勢角検出部９、画像解析部１０、推奨姿勢角生成部１１及び推奨姿勢角通知部１２に装置制御部１３が接続され、装置制御部１３には、操作部１４、格納部１５及びメモリ１６がそれぞれ接続されている。なお、装置制御部１３と格納部１５、及び、装置制御部１３とメモリ１６とは、それぞれ双方向に情報を受け渡し可能に接続される。
図１に示す超音波プローブ２の振動子アレイ２Ａは、１次元又は２次元に配列された複数の素子（超音波振動子）を有している。これらの素子は、それぞれ送信回路５から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に被検体からの超音波エコーを受信して受信信号を出力する。各素子は、例えば、ＰＺＴ（Lead Zirconate Titanate：チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック、ＰＶＤＦ（Poly Vinylidene Di Fluoride：ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子及びＰＭＮ−ＰＴ（Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate：マグネシウムニオブ酸鉛−チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成した振動子を用いて構成される。
そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波状の電圧を印加すると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状又は連続波状の超音波が発生して、それらの超音波の合成波から、超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することにより伸縮して電気信号を発生し、それらの電気信号は、超音波の受信信号として、それぞれの振動子から受信回路４に出力される。
画像取得部３の受信回路４は、図２に示すように、増幅部１７とＡ／Ｄ（Analog/Digital：アナログ／デジタル）変換部１８が直列接続された構成を有している。受信回路４は、振動子アレイ２Ａの各素子から出力される受信信号を増幅部１７において増幅し、Ａ／Ｄ変換部１８においてデジタル化して得られた素子データを画像生成部６に出力する。
画像取得部３の送信回路５は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、装置制御部１３からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、振動子アレイ２Ａの複数の素子から送信される超音波が超音波ビームを形成するようにそれぞれの駆動信号を、遅延量を調節して複数の素子に供給する。
画像取得部３の画像生成部６は、図３に示すように、Ｂモード（Brightness mode：輝度モード）処理部１９と画像処理部２０とが順次直列に接続された構成を有している。
Ｂモード処理部１９は、装置制御部１３からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づき、設定された音速に従う各素子データにそれぞれの遅延を与えて加算（整相加算）を施す、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号が生成される。更に、Ｂモード処理部１９は、音線信号に対し、超音波の反射位置の深度に応じて伝搬距離に起因する減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施して、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。Ｂモード処理部１９において生成されたＢモード画像信号は、表示制御部７及び画像解析部１０に出力される。
画像処理部２０は、Ｂモード処理部１９において生成されたＢモード画像信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換（ラスター変換）し、Ｂモード画像信号に諧調処理等の各種の必要な画像処理を施した後、Ｂモード画像信号を表示制御部７に出力する。
図１に示すように、超音波診断装置１の表示制御部７は、画像取得部３において取得されたＢモード画像信号に基づいて、表示部８に超音波診断画像を表示させる。
表示部８は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）等のディスプレイ装置を含んでおり、装置制御部１３の制御の下、超音波診断画像を表示する。
プローブ姿勢角検出部９は、超音波プローブ２に備えられ、超音波診断中においてオペレータが被検体の体表に接触させ、かつ、傾動した超音波プローブ２の姿勢角を検出するものである。この際に、プローブ姿勢角検出部９は、３次元空間において互いに直交する３軸に基づいてそれぞれ規定される３成分の角度を検出する。ここで、３次元空間において互いに直交する３軸を次のように規定する。すなわち、超音波プローブ２の超音波放出面に垂直な方向をｘ軸とし、超音波プローブ２の超音波放出面に沿った互いに直交する方向をそれぞれｙ軸及びｚ軸とする。この場合に、プローブ姿勢角検出部９は、ｘ軸が水平方向となす角をピッチ角、ｙ軸が水平方向となす角をロール角、ｚ軸が鉛直方向となす角をヨー角としてそれぞれ検出する。
また、プローブ姿勢角検出部９は、超音波プローブ２の姿勢角を検出できるものであれば特に制限されない。以下においては、図示しないが、プローブ姿勢角検出部９は、超音波プローブ２に取り付けられ、ピッチ角、ロール角及びヨー角を電気信号として検出する３つの角度センサが内蔵されており、それらの角度センサから得られた電気信号を角度情報に変換することにより、超音波プローブ２の姿勢角を角度情報として検出するものとして説明する。
画像解析部１０は、画像取得部３の画像生成部６のＢモード処理部１９において生成されたＢモード画像信号に対してパターン認識等の画像解析を行い、検査部位に対する超音波画像内の撮像部位の尤度を算出する。ここで、本発明における検査部位に対する超音波画像内の撮像部位の尤度とは、検査部位に対する超音波画像内の撮像部位の尤もらしさを表す数値であり、尤度が大きな数値であるほど、超音波画像内の撮像部位が検査部位である確率が高い、すなわち、超音波画像内の撮像部位が検査部位として明瞭に撮像されていると判断できる。例えば、超音波診断装置１を用いて心臓の超音波画像が撮像された場合には、検査部位である心臓に対する超音波画像内の撮像部位の尤度が大きな値であるほど、超音波画像内の撮像部位が検査部位である心臓として明瞭に撮像されていると判断できる。
推奨姿勢角生成部１１は、本発明の特徴となる要素であって、プローブ姿勢角検出部９により検出された超音波プローブ２の姿勢角が、超音波プローブ２の基本姿勢角を含む定められた角度範囲を跨いで変化する間に、画像解析部１０により算出された超音波画像内の撮像部位の尤度が最大となる場合の姿勢角を推奨姿勢角とする。ここで、角度範囲とは、互いに異なる２つの角度をそれぞれ上限及び下限とする角度の範囲のことをいう。また、基本姿勢角とは、検査部位に対応して予め設定されている超音波プローブ２の姿勢角であり、検査部位の一般的な構造及び位置に対して、超音波画像内の撮像部位が明瞭となるように被検体の検査部位を撮像することができる超音波プローブ２の姿勢角である。この基本姿勢角に対し、推奨姿勢角は、超音波診断中の超音波プローブ２の姿勢角及び撮像された超音波画像の画像解析結果に基づいて生成されたものである。そのため、推奨姿勢角は、超音波診断の対象である被検体の検査部位に係る固有の構造及び位置に対して、超音波画像内の撮像部位が明瞭となるように被検体の検査部位を撮像することができる超音波プローブ２の姿勢角である。
推奨姿勢角通知部１２は、推奨姿勢角生成部１１において生成された推奨姿勢角をオペレータに通知する。推奨姿勢角通知部１２は、推奨姿勢角をオペレータに通知できれば、その通知方法を特に限定しないが、以下では、推奨姿勢角通知部１２は、推奨姿勢角を表示部８に表示する旨の指示情報を表示制御部７に送信するものとして説明する。
装置制御部１３は、オペレータにより操作部１４を介して入力された指令に基づいて超音波診断装置１の各部の制御を行う。
操作部１４は、オペレータが入力操作を行うためのものであり、キーボード、マウス、トラックボール及びタッチパネル等を備えて構成することができる。
格納部１５は、超音波診断装置１の動作プログラム等を格納するもので、ＨＤＤ（Hard Disc Drive：ハードディスクドライブ）、ＳＳＤ（Solid State Drive：ソリッドステートドライブ）、ＦＤ（Flexible Disc：フレキシブルディスク）、ＭＯディスク（Magneto-Optical disc：光磁気ディスク）、ＭＴ（Magnetic Tape：磁気テープ）、ＲＡＭ（Random Access Memory：ランダムアクセスメモリ）、ＣＤ（Compact Disc：コンパクトディスク）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc：デジタルバーサタイルディスク）、ＳＤカード（Secure Digital card：セキュアデジタルカード）、ＵＳＢメモリ（Universal Serial Bus memory：ユニバーサルシリアルバスメモリ）等の記録メディア、又はサーバ等を用いることができる。
メモリ１６は、検査部位を指定するための検査部位ラベル、超音波プローブ２の基本姿勢角、超音波プローブ２の推奨姿勢角、プローブ姿勢角検出部９において検出された超音波プローブ２の姿勢角、及び、画像解析部１０において算出された撮像部位の尤度等を記憶するものである。メモリ１６としては、格納部１５と同様に、ＨＤＤ、ＳＳＤ、ＦＤ、ＭＯディスク、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＳＤカード、ＵＳＢメモリ等の記録メディア又はサーバ等を用いることができる。
なお、画像取得部３の画像生成部６、表示制御部７、画像解析部１０、推奨姿勢角生成部１１、推奨姿勢角通知部１２及び装置制御部１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）及び、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための動作プログラムから構成されるが、それらを、デジタル回路及びコンピュータを用いて構成しても良い。また、これらの画像生成部６、表示制御部７、画像解析部１０、推奨姿勢角生成部１１及び装置制御部１３を、部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵに統合させて構成することもできる。また、プローブ姿勢角検出部９は、ＣＰＵ及び、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための動作プログラムを含んで構成される場合があるが、それらもデジタル回路及びコンピュータを用いて構成しても良く、画像生成部６、表示制御部７、画像解析部１０、推奨姿勢角生成部１１及び装置制御部１３と共に、部分的に１つのＣＰＵに統合させて構成することもできる。
次に、図４に示すフローチャートを用いて、実施の形態１における超音波診断装置１の動作について説明する。ここで、メモリ１６には、検査部位ラベル及び基本姿勢角が予め記憶されているものとする。
まず、ステップＳ１において、装置制御部１３は、以下のステップにおいて撮像する被検体の部位を指定するための検査部位ラベルをメモリ１６から取得する。これにより、以下のステップにおいて、超音波診断装置１の各部は、検査部位ラベルにより指定された検査部位に対応した処理を行う。
ここで、いわゆるｅＦＡＳＴ検査等の連続診断においては、検査施設等により超音波診断を行う検査部位の順番である検査プロトコルが予め定められていることが多い。そこで、以下において説明する超音波診断装置１の動作においては、検査部位ラベルは、予め定められた検査プロトコルに沿って順次遷移していくものとして説明する。
ステップＳ２において、装置制御部１３は、ステップＳ１において取得した検査部位ラベルにより指定される検査部位に対応する基本姿勢角をメモリ１６から更に取得する。
続くステップＳ３において、装置制御部１３は、ステップＳ２において取得した基本姿勢角を表示部８に表示させる旨の指示情報を表示制御部７に対して送信し、表示制御部７は、基本姿勢角を表示部８に表示させる。オペレータは以下のステップにおいて、表示部８に表示された基本姿勢角を参照しながら、超音波プローブ２を被検体の体表に接触させ、かつ、超音波プローブ２を傾動し、超音波画像を撮像することができる。
ステップＳ４において、オペレータが超音波プローブ２を被検体の体表に接触させ、かつ、超音波プローブ２を傾動している間に、プローブ姿勢角検出部９により超音波プローブ２の姿勢角、すなわち、超音波プローブ２のピッチ角、ロール角及びヨー角がそれぞれ検出される。
また、ステップＳ５において、超音波プローブ２の振動子アレイ２Ａの複数の超音波振動子を用いた超音波ビームの送受信及び走査、すなわち、超音波画像の撮像が画像取得部３の受信回路４及び送信回路５により行われる。この際に、被検体からの超音波エコーを受信した各超音波振動子から受信信号が受信回路４に出力され、受信回路４の増幅部１７及びＡ／Ｄ変換部１８において受信信号の増幅及びＡ／Ｄ変換が行われて受信信号が生成される。
続くステップＳ６において受信信号が画像生成部６に入力され、画像生成部６のＢモード処理部１９においてＢモード画像、すなわち、超音波画像が生成される。
更に、ステップＳ６において生成された超音波画像が画像解析部１０に入力されると、ステップＳ７において、画像解析部１０により超音波画像に対する画像解析が行われ、その結果として検査部位に対する超音波画像内の撮像部位の尤度が算出される。この際に、画像解析部１０は、例えば、テンプレートマッチング等のパターン認識を行い、超音波画像に含まれる部位及び複数の部位のテンプレートとの類似度をスコアとして算出し、これを超音波画像内の撮像部位の尤度とすることができる。
なお、以上のステップＳ４と、ステップＳ５〜ステップＳ７とは、互いに同期並列処理がなされる。すなわち、ステップＳ４〜ステップＳ７の処理により、画像生成部６において超音波画像を生成する際の超音波プローブ２の姿勢角及び生成された超音波画像内の撮像部位の尤度を並列して得ることができる。
また、ステップＳ４〜ステップＳ７の処理が完了すると、ステップＳ６において生成された超音波画像と共に、ステップＳ４において検出された超音波プローブ２の姿勢角及びステップＳ７において算出された尤度が、例えば、図５に示すように表示部８において表示される。図５は、心臓を撮像した場合の表示部８における表示例を示したものであり、超音波画像２１と共に、心臓に対する撮像部位の尤度が部位尤度として表示され、また、検査部位が心臓であることが表示され、基本姿勢角及び超音波プローブ２の現在の姿勢角が、ピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｇとして数値及びレーダーチャート２２を用いて表示されている。レーダーチャート２２は、例えば、図６に示すように、ピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｇを３つの軸として、基本姿勢角に対するグラフ２２ａと現在の超音波プローブ２の姿勢角に対するグラフ２２ｂとを表示する。また、レーダーチャート２２内に表示される２つのグラフ２２ａ及び２２ｂを説明するための注釈画像２２ｃをレーダーチャート２２に表示することもできる。
このように、オペレータは、超音波プローブ２の現在の姿勢角の数値及びレーダーチャートが基本姿勢角の数値及びレーダーチャートに一致するように超音波プローブ２を傾動することにより、基本姿勢角にしたがって被検体の検査部位を明瞭に撮像することができる。
ステップＳ４〜ステップＳ７に続くステップＳ８において、装置制御部１３は、現在検査を行っている被検体の検査部位が別の部位に遷移したか否かを判定する。例えば、検査部位が心臓から肺に移行すると、装置制御部１３は、検査部位が変更されたと判定する。一般に検査部位が変更される場合には超音波プローブ２が被検体の体表から離れて空中放射となる。この空中放射状態、すなわち、振動子アレイ２Ａからの反射信号が受信回路４において得られない状態を検出することにより、検査部位の遷移の有無を判定することができる。ステップＳ８において、検査部位が遷移したと判定された場合には、ステップＳ１に戻り、定められた検査プロトコルにしたがって新たな検査部位ラベルが取得され、以下、ステップＳ２〜ステップＳ７の処理が新たに行われる。
ステップＳ８において、検査部位が変更されていない、すなわち、同一の検査部位を検査していると判定された場合には、ステップＳ９に進む。
ステップＳ９において、装置制御部１３は、現在行われている検査を終了するか否かの判断を行う。例えば、検査を終了する旨の指示情報がオペレータにより操作部１４を介して装置制御部１３に入力されると、装置制御部１３は、現在行われている検査を終了すると判断する。このように、装置制御部１３が、検査を終了すると判断した場合には、超音波診断装置１における現在の検査を終了する。
また、例えば、検査を終了する旨の指示情報がオペレータにより操作部１４を介して入力されなければ、装置制御部１３は、現在行われている検査を終了しないと判断する。このように、装置制御部１３が、検査を終了しないと判断した場合には、ステップＳ１０に進む。
ステップＳ１０において、装置制御部１３は、ステップＳ４において検出された超音波プローブ２の姿勢角、及び、ステップＳ７において算出された撮像部位の尤度をメモリ１６に記憶させる。
続くステップＳ１１において、装置制御部１３は、ステップＳ４において検出された超音波プローブ２の姿勢角が、ステップＳ３において表示された基本姿勢角を含む定められた角度範囲を跨いで１回変化したか否かを判定する。ここで、超音波プローブ２の姿勢角が定められた角度範囲を跨いで１回変化するとは、超音波プローブ２の姿勢角が、定められた角度範囲の上限を超える値からその角度範囲内の値に変化し、角度範囲内の値から角度範囲の下限未満の値に変化するという一連の変化が１回なされることである。また、超音波プローブ２の姿勢角が定められた角度範囲を跨いで１回変化するとは、上記と同様に、角度範囲の下限未満の値から上限を超える値まで１回変化することである。
このステップＳ１１において、超音波プローブ２の姿勢角がステップＳ３において表示された基本姿勢角を含む定められた角度範囲を跨いで上記のように一方向に変化していないと装置制御部１３により判定された場合には、ステップＳ４及びステップＳ５に戻る。この場合には、超音波画像の生成、超音波プローブ２の姿勢角の検出及び撮像部位の尤度の算出が新たになされ、新たに検出された超音波プローブ２の姿勢角及び新たに算出された撮像部位の尤度がメモリ１６に新たに記憶される。このように、ステップＳ４〜ステップＳ１０を繰り返しながらオペレータにより超音波プローブ２が傾動された結果、超音波プローブ２の姿勢角が定められた角度範囲を跨いで上記のように一方向に変化したと装置制御部１３により判定された場合に、ステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２において、装置制御部１３は、ステップＳ４〜ステップＳ１１の処理が繰り返された際にメモリ１６に記憶された複数の尤度のうち最大の尤度を取得し、この最大の尤度に対応する超音波プローブ２の姿勢角、すなわち、最大の尤度と同期して検出された超音波プローブ２の姿勢角を取得する。
続くステップＳ１３において、推奨姿勢角生成部１１は、ステップＳ１２において取得された超音波プローブ２の姿勢角を、現在の検査部位に対する推奨姿勢角とする。
続くステップＳ１４において、推奨姿勢角通知部１２は、基本姿勢角に替わってステップＳ１３において得られた推奨姿勢角を表示部８に表示させる旨の指示情報を表示制御部７に送信する。その結果、表示部８において、基本姿勢角が表示されていた箇所に推奨姿勢角が表示される。
ステップＳ１４が完了すると、ステップＳ４及びステップＳ５に戻る。これ以降の処理においては、ステップＳ８において検査部位が遷移しない限り、あるいは、ステップＳ９において検査終了の判断がなされない限り、ステップＳ４〜ステップＳ１４の処理が繰り返される。また、この際、ステップＳ１３において得られた推奨姿勢角に対応する撮像部位の尤度よりも大きな尤度が算出された場合には、ステップＳ１２において、最大の尤度が更新されて、ステップＳ１３において更新後の尤度に対応した超音波プローブ２の姿勢角が新たに推奨姿勢角とされ、ステップＳ１４においてこの新たな推奨姿勢角が表示部８に表示される。
以上のように、本発明の実施の形態１によれば、被検体の部位の構造及び位置等に適応して、被検体の検査部位を明瞭に撮像することができる超音波プローブ２の最適な姿勢角である推奨姿勢角を得ることができ、この推奨姿勢角を、表示部８において表示させ、オペレータに通知することができる。そのため、オペレータは、表示部８に表示された推奨角度を参照しながら超音波画像の撮像を行うことにより、被検体が異なっても部位を明瞭に撮像することができる。
なお、プローブ姿勢角検出部９として、角度センサを用いることを例示したが、超音波プローブ２の姿勢角を求めることができれば、特に制限されない。例えば、プローブ姿勢角検出部９には、加速度センサ、ジャイロセンサ、磁気センサ及びＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）センサ等を用いることができる。その場合には、各センサから得られた電気信号を変換、及び、周知の計算方法を用いて超音波プローブ２の姿勢角に換算する装置を設けることができる。また、これらのセンサは、超音波プローブ２に装着されていてもよく、超音波プローブ２に内蔵されていても良い。
また、図４のステップＳ１において、検査プロトコルにしたがって検査部位ラベルを取得すると説明したが、検査部位ラベルの取得方法は特に限定されない。すなわち、検査部位ラベルは、操作部１４を介してオペレータに入力されることもでき、超音波診断装置１により部位判別が行われることにより決定されることもできる。
部位判別により検査部位ラベルが決定される場合には、例えば、画像解析を用いて部位判別を行うことができる。その場合には、例えば、検査部位ラベルの取得に先立って、ステップＳ５及びステップＳ６と同一の処理により超音波画像を生成し、生成された超音波画像を解析して複数の検査部位に対する撮像部位の尤度をそれぞれ算出し、そのうちの最大の尤度に対応する検査部位を部位ラベルとすることができる。その場合には、例えば、図５の表示例において、表示部８に表示される部位尤度の欄に、複数の検査部位に対する撮像部位の尤度を表示してもよく、検査部位の欄を判定結果の欄として表示して、その欄において検査ラベルとして決定された検査部位を表示しても良い。また、部位判別は、上記の方法に限定されず、例えば、装置制御部１３は、複数枚撮像した超音波画像内の撮像部位に対する動き解析等の結果を用いた周知の方法により部位判別を行うことができる。
また、図５の表示例において、超音波プローブ２とｘ軸、ｙ軸及びｚ軸との関係、並びに、超音波プローブ２とピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｇとの関係を図示する画像を加えることもできる。この場合には、オペレータは、表示部８に表示されているピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｇがどのように規定された角度であるかを容易に確認することができる。そのため、超音波診断装置１に対して不慣れなオペレータであっても、表示部８の表示を参照しながら超音波プローブ２を傾動することにより、比較的容易に、被検体の検査部位を明瞭に撮像することができる。
また、ステップＳ３及びステップＳ１４において、装置制御部１３及び推奨姿勢角通知部１２は、基本姿勢角及び推奨姿勢角をオペレータに通知するために、表示制御部７に対して、表示部８に基本姿勢角及び推奨姿勢角をそれぞれ表示する旨の指示情報を送信したが、基本姿勢角及び推奨姿勢角の通知方法は特にこの方法に限定されない。例えば、推奨姿勢角通知部１２及び装置制御部１３は、オペレータに対して音声により基本姿勢角及び推奨姿勢角を通知することもできる。また、推奨姿勢角通知部１２及び装置制御部１３とは別に、音声を用いて基本姿勢角及び推奨姿勢角をオペレータに通知する装置を設けることもできる。
また、図５及び図６の表示例において、基本姿勢角及び超音波プローブ２の現在の姿勢角を、レーダーチャート２２を用いて表示することを説明したが、もちろん、その他の表示方法を用いて基本姿勢角及び超音波プローブ２の現在の姿勢角を表示することもできる。例えば、棒グラフ等のレーダーチャート２２以外のグラフ画像を用いて基本姿勢角及び超音波プローブ２の姿勢角を表示することもできる。
また、人体の模型を２次元表示したものであるシェーマ上に超音波プローブの模型を重畳表示させ、超音波プローブ２の現在の姿勢角に対して基本姿勢角を目標とした回転方向を示すガイド表示を行うこともできる。このガイド表示は、矢印等の画像を用いて表示してもよく、音声を伴っていても良い。
また、超音波プローブ２の姿勢角はピッチ角、ロール角及びヨー角からなるが、これらの３成分のうち１成分毎に画面表示及び音声等を用いてガイドを行うこともでき、複数の成分について同時にガイドを行うこともできる。
もちろん、推奨姿勢角に対しても、基本姿勢角と同一の表示方法及びガイド方法を適用させることができる。
また、ステップＳ５における超音波ビームの走査により得られた素子データを用いて、ステップＳ６においてＢモード画像を生成することを説明したが、このＢモード画像に撮像部位のドプラ情報及び弾性率情報等の計測情報を重畳表示することもできる。例えば、超音波診断装置１にドプラ画像生成部を設け、ステップＳ５における超音波ビーム走査の際に、カラードプラ計測及びパワードプラ計測等のドプラ計測を行い、ドプラ計測により得られた色付き画像をＢモード画像に重畳表示して、カラードプラ画像又はパワードプラ画像等のドプラ画像を生成することができる。また、例えば、ステップＳ５における超音波ビーム走査の際に、撮像部位の弾性率を計測することもできる。その場合には、例えば超音波診断装置１に弾性率画像生成部を設け、弾性計測により得られた弾性率マップをＢモード画像に重畳表示して、弾性率画像を生成することができる。
また、ステップＳ６において生成されたＢモード画像に対して、パターン認識を行うことにより撮像部位の尤度を算出することを説明したが、撮像部位の尤度を算出できれば、パターン認識に限定されない。例えば、ステップＳ５において超音波ビームの走査が行われた際に、撮像部位に対してドプラ計測及び弾性率計測等の計測も行われた場合には、これらの計測結果を解析することにより撮像部位の尤度を算出することもできる。例えば、撮像部位に対してカラードプラ計測及びパワードプラ計測等のドプラ計測が行われた場合には、撮像部位における血流の分布及び血流の速度等のドプラ情報を解析して、格納部１５又はメモリ１６に予め記憶されたルックアップテーブル等を参照することにより、撮像部位の尤度を算出することができる。
また、ステップＳ４とステップＳ５〜ステップＳ７とは、互いに同期並列処理がなされることを説明したが、ステップＳ４において検出される超音波プローブ２の姿勢角とステップＳ７において算出される撮像部位の尤度とを関連付けることができれば、ステップＳ４とステップＳ５〜ステップＳ７とは、同期並列処理がなされなくても良い。すなわち、ステップＳ４において検出される姿勢角とステップＳ７において算出される尤度とが、ステップＳ１０において互いに関連付けて記憶されれば、ステップＳ４が完了した直後にステップＳ５〜ステップＳ７が行われても良く、ステップＳ７が完了した直後にステップＳ４が行われても良い。
また、ステップＳ４において検出された超音波プローブ２の姿勢角及びステップＳ７において算出された撮像部位の尤度を、ステップＳ１０においてメモリ１６に記憶すると説明したが、ステップＳ４及びステップＳ７の完了時点からステップＳ１１の直前までであれば、検出された超音波プローブ２の姿勢角及び算出された撮像部位の尤度を記憶するタイミングはいつでも良い。例えば、ステップＳ４の完了直後に検出された超音波プローブ２の姿勢角をメモリ１６に記憶し、ステップＳ７の完了直後に撮像部位の尤度をメモリ１６に記憶することもできる。
また、ステップＳ１１において使用した角度範囲は、基本姿勢角を含むものであれば、特に制限されるものではないが、基本姿勢角を基準として超音波プローブ２の姿勢角を変化させる場合には、定められた角度範囲として、基本姿勢角を中心とし、上限側及び下限側に一定の範囲を有するものを用いることが好ましい。この場合、ステップＳ１３により推奨姿勢角が得られた後、検査部位が遷移せずに再びステップＳ１１が行われる際には、定められた角度範囲として、基本姿勢角に替わって推奨姿勢角を中心とするものを用いることが好ましい。このように、より適切な推奨姿勢角を中心として超音波プローブ２の姿勢角を変化させていくことにより、ステップＳ４〜ステップＳ１４の処理を繰り返す毎に、より明瞭に被検体の検査部位を撮像することができる推奨姿勢角を得ることができる。
ところで、ステップＳ１１において、装置制御部１３は、ステップＳ４において検出された超音波プローブ２の姿勢角が、基本姿勢角を含む、互いに異なる定められた上限及び下限を有する角度範囲を跨いで１回変化したか否かの判定を行う代わりに、定められた１つの角度、すなわち、ステップＳ２において取得された基本姿勢角を使用した判定を行うこともできる。
ここで、ステップＳ１１に代わって、装置制御部１３が基本姿勢角を使用した判定を行う際に、装置制御部１３は、ステップＳ４において検出された超音波プローブ２の姿勢角が基本姿勢角を跨いで一方向に変化したか否かを判定する。すなわち、装置制御部１３は、超音波プローブ２の姿勢角が、基本姿勢角未満の角度から基本姿勢角を超える角度まで変化したか否か、又は、基本姿勢角を超える角度から基本姿勢角未満の角度まで変化したか否かを判定する。
このステップにおいて、超音波プローブ２の姿勢角が、基本姿勢角を跨いで一方向に変化していないと装置制御部１３により判定された場合には、ステップＳ４及びステップＳ５に戻る。一方、超音波プローブ２の姿勢角が、基本姿勢角を跨いで一方向に変化したと装置制御部１３により判定された場合には、ステップＳ１２に進む。
続くステップＳ１３及びステップＳ１４において推奨姿勢角の生成及び表示が行われ、再び超音波プローブ２の姿勢角が定められた１つの角度を跨いで一方向に変化したか否かを判定するステップが行われる際には、定められた１つの角度として、ステップＳ１３において生成された推奨姿勢角が使用される。
このように、超音波プローブ２の姿勢角が基本姿勢角を含む定められた角度範囲を跨いで１回変化したか否かを判定するステップＳ１１に代わって、超音波プローブ２の姿勢角が定められた１つの角度を跨いで１回変化したか否かを判定するステップを行う場合にも、被検体の部位の構造及び位置等に適応して被検体の検査部位を明瞭に撮像することができる超音波プローブ２の最適な姿勢角である推奨姿勢角を得ることができる。
なお、以上において説明した超音波診断装置１は、小型のため、容易に携帯されて用いられる携帯型の超音波診断装置であっても良く、診察室等に備え付けて用いられる据置型の超音波診断装置であっても良い。
また、超音波プローブ２は、被検体に向けて超音波ビームを送受信できるものであれば特に限定されず、セクタ型、コンベックス型、リニア型及びラジアル型等の形態であっても良い。
実施の形態２
実施の形態１においては、図４に示したように、プローブ姿勢角検出部９により検出された超音波プローブ２の姿勢角が定められた角度範囲を跨いで一方向に変化した際に撮像部位の尤度が最大となる超音波プローブ２の姿勢角を推奨姿勢角としたが、超音波画像内の撮像部位の明瞭さを向上するために、すなわち、被検体に対してより適切な姿勢角を取得するために、プローブ姿勢角検出部９により検出された超音波プローブ２の姿勢角を定められた角度範囲を跨いで往復して変化させることもできる。
図７のフローチャートに、本発明の実施の形態２に係る超音波診断装置の動作を示す。実施の形態２の超音波診断装置は、図１〜図３に示す実施の形態１の超音波診断装置１と同一であるため、以下の説明においては、超音波診断装置１の各要素と同一の参照番号を用い、各要素の詳細な説明は省略する。
図７に示す実施の形態２のステップＳ１〜ステップＳ１０は、図４に示す実施の形態１のステップＳ１〜ステップＳ１０と同一であり、検査部位ラベルの取得、基本姿勢角の取得及び表示、超音波プローブ２の姿勢角の検出、超音波画像の生成、及び、撮像部位の尤度の算出がなされた後、検査部位が遷移したか否かの判定及び検査を終了するか否かの判定がなされる。また、ステップＳ４において検出された超音波プローブ２の姿勢角とステップＳ７において算出された撮像部位の尤度が、ステップＳ１０においてメモリ１６に記憶されると、ステップＳ１５に進む。
ステップＳ１５において装置制御部１３は、ステップＳ４において検出された超音波プローブ２の姿勢角が、ステップＳ３において表示された基本姿勢角を含む定められた角度範囲を跨いで往復して変化したか否かを判定する。ここで、超音波プローブ２の姿勢角が定められた角度範囲を跨いで往復して変化するとは、超音波プローブ２の姿勢角が定められた角度範囲の上限を超える値から下限未満の値まで変化した直後に定められた角度範囲の下限未満の値から上限を超える値まで変化すること、又は反対に、超音波プローブ２の姿勢角が定められた角度範囲の下限未満の値から、上限を超える値を経由して、下限未満の値まで戻るように変化することである。
このステップＳ１５において、超音波プローブ２の姿勢角がステップＳ３において表示された基本姿勢角を含む定められた角度範囲を跨いで往復して変化していないと装置制御部１３により判定された場合には、ステップＳ４及びステップＳ５に戻る。この場合には、実施の形態１と同様に、超音波画像の生成、超音波プローブ２の姿勢角の検出及び撮像部位の尤度の算出が新たになされ、新たに検出された超音波プローブ２の姿勢角及び新たに算出された撮像部位の尤度がメモリ１６に新たに記憶される。このように、ステップＳ４〜ステップＳ１０を繰り返しながらオペレータにより超音波プローブ２が傾動された結果、超音波プローブ２の姿勢角が定められた角度範囲を跨いで往復して変化したと装置制御部１３により判定された場合に、ステップＳ１２に進む。
続くステップＳ１２〜ステップＳ１４は、図４に示す実施の形態１のステップＳ１２〜ステップＳ１４と同一である。すなわち、メモリ１６に記憶された複数の尤度のうち最大の尤度に対応する超音波プローブ２の姿勢角を推奨姿勢角として、この推奨姿勢角が表示部８に表示され、ステップＳ４及びステップＳ５に戻る。
以上のように、超音波プローブ２の姿勢角を定められた角度範囲を跨いで往復して変化させることにより、超音波プローブ２の姿勢角を定められた角度範囲を跨いで一方向に変化させるよりも、定められた角度範囲内における超音波プローブ２の姿勢角及び撮像部位の尤度のサンプリング数を増やすことができる。したがって、本発明の実施の形態２によれば、被検体に対してより適切な推奨姿勢角を取得する確率を増加させることができるため、オペレータは、被検体の検査部位をより明瞭に撮像することができる。
なお、以上において説明した実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、ステップＳ１５のような互いに異なる定められた上限及び下限を有する角度範囲を使用した判定を行う代わりに、定められた１つの角度を使用した判定を行うこともできる。この定められた角度がステップＳ２において取得された基本姿勢角である場合には、ステップＳ１５に代わる図示しないステップにおいて、装置制御部１３は、ステップＳ４において検出された超音波プローブ２の姿勢角が基本姿勢角を跨いで往復して変化したか否かを判定する。すなわち、装置制御部１３は、超音波プローブ２の姿勢角が、基本姿勢角未満の角度から基本姿勢角を超える角度まで変化し、かつ、基本姿勢角を超える角度から基本姿勢角未満の角度まで変化したか否かを判定する。
このステップにおいて、超音波プローブ２の姿勢角が、基本姿勢角を跨いで往復して変化していないと装置制御部１３により判定された場合には、ステップＳ４及びステップＳ５に戻る。一方、超音波プローブ２の姿勢角が、基本姿勢角を跨いで往復して変化したと装置制御部１３により判定された場合には、ステップＳ１２に進む。
実施の形態３
図８に本発明の実施の形態３に係る超音波診断装置の構成を示す。図８の超音波診断装置２３は、プローブ角速度検出部２４とプローブ傾動警告部２５とを有することを除いて、図１〜図３に示す超音波診断装置１と同一である。そのため、超音波診断装置２３において、超音波診断装置１と同一の要素については、同一の参照番号を用い、詳細な説明は省略する。
図８に示すように、超音波プローブ２には、プローブ角速度検出部２４が備えられ、プローブ角速度検出部２４に、装置制御部１３が接続されている。また、装置制御部１３に、プローブ傾動警告部２５が接続されており、プローブ傾動警告部２５は、表示制御部７に接続している。
プローブ角速度検出部２４は、オペレータにより被検体の体表に接触させられ、かつ、傾動されている超音波プローブ２の角速度を検出する。この際に、プローブ角速度検出部２４は、３次元空間において互いに直交する３軸を中心とする３成分の角速度を検出する。例えば、超音波プローブ２に対する上述したｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を中心とする３つの角速度を検出することができる。以下の説明においては、プローブ角速度検出部２４は、これらのｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を中心とする３成分の角速度を検出するものとして説明する。
また、プローブ角速度検出部２４は、超音波プローブ２の角速度を検出できるものであれば特に制限されない。以下においては、図示しないが、プローブ角速度検出部２４は、超音波プローブ２に取り付けられ、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を中心とする３成分の角速度を電気信号として検出するジャイロセンサが内蔵されており、そのジャイロセンサから得られた電気信号を角速度情報に変換することにより、超音波プローブ２の角速度情報を検出するものとして説明する。
プローブ傾動警告部２５は、プローブ角速度検出部２４において検出された超音波プローブ２の角速度が定められた値以下となった場合に、超音波プローブ２を継続して傾動させる旨をオペレータに警告する。プローブ傾動警告部２５は、種々の方法を用いて超音波プローブ２を継続して傾動させる旨をオペレータに警告することができるが、以下においては、プローブ傾動警告部２５は、表示部８において超音波プローブ２を継続して傾動させる旨のテキストを表示させるための指示情報を表示制御部７に送信するものとして説明する。
次に、図９に示すフローチャートを用いて実施の形態３に係る超音波診断装置２３の動作について説明する。
ステップＳ１〜ステップＳ１１は、図４に示す実施の形態１に係るフローチャートのステップＳ１〜ステップＳ１１と同一であり、検査部位ラベルの取得、基本姿勢角の取得、基本姿勢角の表示部８への表示、超音波プローブ２の姿勢角の検出、及び、超音波画像の生成、検査部位の尤度の算出がなされ、検査部位が遷移したか否かの判定及び検査を終了するか否かの判定がなされる。更に、ステップＳ４において検出された姿勢角及びステップＳ７において算出された撮像部位の尤度がメモリ１６に記憶され、検出された超音波プローブ２の姿勢角が定められた角度範囲を跨いで一方向に変化したか否かの判定がなされる。
この際に、ステップＳ１１において、装置制御部１３が、ステップＳ４において検出された超音波プローブ２の姿勢角が定められた角度範囲を跨いで一方向に変化していないと判定した場合には、ステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６において、オペレータが超音波プローブ２を被検体の体表に接触させ、かつ、超音波プローブ２を傾動させている間に、プローブ角速度検出部２４により超音波プローブ２の角速度が検出される。
続くステップＳ１７において、装置制御部１３は、超音波プローブ２の姿勢角が定められた角度範囲内にあり、かつ、ステップＳ２４において検出された超音波プローブ２の角速度の絶対値が定められた値Ｖ以下となったか否かを判定する。なお、値Ｖは、例えば、「０」に近い正の値に定められる。そして、超音波プローブ２の角速度が定められた値Ｖを超えていると装置制御部１３により判定された場合には、超音波プローブ２が被検体の体表に接触し、かつ、継続して傾動していると判断され、ステップＳ４及びステップＳ５に戻る。一方、超音波プローブ２の角速度の絶対値が定められた値Ｖ以下であると判定された場合には、オペレータによる超音波プローブ２の傾動が停止しそうになったと判断されて、ステップＳ１８に進む。
ステップＳ１８において、プローブ傾動警告部２５は、装置制御部１３の制御にしたがって、超音波プローブ２を停止させずに継続して傾動させる旨の警告を表示部８に表示させるための指示情報を表示制御部７に送信する。その結果、表示部８において、超音波プローブ２を継続して傾動させる旨の警告が表示される。
このステップＳ１８が完了すると、ステップＳ４及びステップＳ５に戻る。
このように、ステップＳ１１において、超音波プローブ２の姿勢角が定められた角度範囲を跨いで一方向に変化したと判定されない限り、ステップＳ４〜ステップＳ１１、及び、ステップＳ１６〜ステップＳ１８を繰り返す。ステップＳ１１において、超音波プローブ２の姿勢角が定められた角度範囲を跨いで一方向に変化したと判定された場合には、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２〜ステップＳ１４は、図４に示す実施の形態１に係るフローチャートのステップＳ１２〜ステップＳ１４と同一であり、撮像部位の尤度が最大となる超音波プローブ２の姿勢角を推奨姿勢角とし、この推奨姿勢角が、基本姿勢角に替わって表示部８に表示される。
以上のように、本発明の実施の形態３によれば、オペレータにより超音波プローブ２が傾動されている間に、超音波プローブ２の傾動が停止しそうになった際に、オペレータに対して超音波プローブ２を継続して傾動するように警告する。これにより、超音波プローブ２の姿勢角の変化を促進する、すなわち、推奨姿勢角の生成を促進することができる。
なお、プローブ角速度検出部２４は、超音波プローブ２におけるｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を中心とした３成分の角速度を検出するジャイロセンサを用いると説明したが、少なくとも３成分の超音波プローブ２の角速度を検出できれば、特に限定されない。例えば、プローブ角速度検出部２４として、それぞれ１成分の角速度のみを検出する複数のジャイロセンサを用いることができ、それぞれ２成分の角速度を検出する複数のジャイロセンサを用いることもでき、それらのジャイロセンサの組み合わせを用いることもできる。また、ジャイロセンサに替わって、加速度センサ、磁気センサ及びＧＰＳセンサ等を用いることもできる。その場合には、各センサから得られた電気信号を変換、及び、周知の計算方法を用いて超音波プローブ２の角速度に換算する装置を設けることができる。また、これらのセンサは、超音波プローブ２に装着されていても良く、超音波プローブ２に内蔵されていても良い。
更に、超音波プローブ２の姿勢角を算出するためのセンサと、超音波プローブ２の角速度を算出するためのセンサとを同一のセンサとすることもできる。その場合には、このセンサから得られた電気信号を、超音波プローブ２の姿勢角に変換する変換装置と、超音波プローブ２の角速度に変換する変換装置とを、それぞれプローブ姿勢角検出部９とプローブ角速度検出部２４とに設けることができる。
また、プローブ傾動警告部２５は、表示制御部７に対して、表示部８において超音波プローブ２を継続して傾動させる旨のテキストを表示させるための指示情報を表示制御部７に送信すると説明したが、オペレータに対して超音波プローブ２の傾動を継続するように警告できれば、プローブ傾動警告部２５の警告方法は、これに限定されない。例えば、プローブ傾動警告部２５は、表示部８において超音波プローブ２を継続して傾動させる旨の画像を表示させるための指示情報を表示制御部７に送信することもできる。
また、プローブ傾動警告部２５によるオペレータへの警告は、表示部８に表示されるものに限定されない。例えば、超音波診断装置２３にスピーカ等の音声を発生する装置を設けることもでき、その場合には、プローブ傾動警告部２５は、超音波プローブ２を継続して傾動させる旨の音声を、音声を発生する装置において発生させることもできる。また、例えば、超音波診断装置２３にランプ等の光源を設けることもでき、その場合には、プローブ傾動警告部２５は、超音波プローブ２を継続して傾動させる旨の警告として、ランプ等を点灯させることもできる。
また、プローブ傾動警告部２５による警告は、超音波プローブ２の傾動方向を示すガイド情報を含むこともできる。ここで、ガイド情報とは、例えば、超音波プローブ２の姿勢角が定められた角度範囲の上限を超える値からその角度範囲内に変化した場合には、超音波プローブ２の姿勢角を角度範囲の下限未満の値に変化させるように指示するテキスト、矢印等の画像及び音声等のことをいう。また、例えば、これとは反対に、超音波プローブ２の姿勢角が定められた角度範囲の下限未満の値からその角度範囲内に変化した場合には、ガイド情報とは、超音波プローブ２の姿勢角を角度範囲の上限を超える値に変化させるように指示するテキスト、矢印等の画像及び音声等のことをいう。
また、ステップＳ１７において、装置制御部１３は、ステップＳ１６において検出された超音波プローブ２の角速度の絶対値が定められた値Ｖ以下であるか否かを判定するが、この定められた値Ｖは、ステップＳ１８における警告が過多となることにより検査を妨げないように、小さい値であることが好ましい。
実施の形態４
実施の形態３においては、図９に示したように、プローブ姿勢角検出部９により検出された超音波プローブ２の姿勢角が定められた角度範囲を跨いで一方向に変化した際に撮像部位の尤度が最大となる超音波プローブ２の姿勢角を推奨角度としたが、図７のフローチャートを用いて説明した実施の形態２と同様に、プローブ姿勢角検出部９により検出された超音波プローブ２の姿勢角が定められた角度範囲を跨いで往復して変化する際に撮像部位の尤度が最大となる超音波プローブ２の姿勢角を推奨角度とすることもできる。
図１０のフローチャートに実施の形態４に係る超音波診断装置の動作を示す。実施の形態４の超音波診断装置は、図８に示す実施の形態３の超音波診断装置２３と同一であるため、以下の説明においては、超音波診断装置２３を構成する各要素と同一の参照番号を用い、各要素の詳細な説明は省略する。ここで、図１０のフローチャートは、図９に示す実施の形態３のフローチャートと、ステップＳ１１に替わってステップＳ１５を行うことを除いて同一である。また、図１０のフローチャートにおけるステップＳ１５は、図７に示す実施の形態２のフローチャートのステップＳ１５と同一である。
実施の形態４では、ステップＳ１５において、装置制御部１３が、ステップＳ４において検出された超音波プローブ２の姿勢角が定められた角度範囲を跨いで往復して変化していないと判定した場合に、ステップＳ１６に進む。続くステップＳ１６〜ステップＳ１８においては、超音波プローブ２の角速度が検出され、その角速度の絶対値が定められた値Ｖを超える場合にステップＳ４及びステップＳ５に戻る。一方、超音波プローブ２の角速度の絶対値が定められた値Ｖ以下である場合には超音波プローブ２を継続して傾動する旨の警告がプローブ傾動警告部２５によりなされた後に、ステップＳ４及びステップＳ５に戻る。
そのため、本発明の実施の形態４によれば、超音波プローブ２の姿勢角を定められた角度範囲を跨いで一方向に変化させるよりも、定められた角度範囲内における超音波プローブ２の姿勢角及び撮像部位の尤度のサンプリング数を増やすことができる。また、オペレータが超音波プローブ２の姿勢角を定められた角度範囲内を跨いで往復して変化させている間に、超音波プローブ２の傾動が停止しそうになった際に、オペレータに対して超音波プローブ２を継続して傾動するように警告することにより、推奨姿勢角の生成を促進することができる。
以上、本発明に係る超音波診断装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良及び変形を行っても良いのはもちろんである。また、以上において示した複数の例は、適宜組み合わせて用いることができる。
１，２３ 超音波診断装置、２ 超音波プローブ、２Ａ 振動子アレイ、３ 画像取得部、４ 受信回路、５ 送信回路、６ 画像生成部、７ 表示制御部、８ 表示部、９ プローブ姿勢角検出部、１０ 画像解析部、１１ 推奨姿勢角生成部、１２ 推奨姿勢角通知部、１３ 装置制御部、１４ 操作部、１５ 格納部、１６ メモリ、１７ 増幅部、１８ Ａ／Ｄ変換部、１９ Ｂモード処理部、２０ 画像処理部、２１ 超音波画像、２２ レーダーチャート、２２ａ，２２ｂ グラフ、２２ｃ 注釈画像、２４ プローブ角速度検出部、２５ プローブ傾動警告部。

Claims (8)

  1. 超音波プローブと、
    前記超音波プローブから被検体に向けて超音波ビームの送受信を行って超音波画像を生成する画像生成部と、
    前記超音波プローブの姿勢角を検出するプローブ姿勢角検出部と、
    前記画像生成部において生成された前記超音波画像を解析して検査部位に対する前記超音波画像内の撮像部位の尤度を算出する画像解析部と、
    オペレータが前記超音波プローブを前記被検体の体表に接触させ、かつ、前記超音波プローブを傾動することにより、前記プローブ姿勢角検出部において検出された前記姿勢角が、検査部位に対応して設定されている前記超音波プローブの基本姿勢角を含む定められた角度範囲又は定められた角度を跨いで変化する間に、前記画像解析部において算出された前記尤度が最大となる場合の前記プローブ姿勢角検出部において検出された前記姿勢角を推奨姿勢角とする推奨姿勢角生成部と、
    前記推奨姿勢角生成部により生成された前記推奨姿勢角を前記オペレータに通知する推奨姿勢角通知部と、を有することを特徴とする超音波診断装置。
  2. 前記推奨姿勢角生成部は、前記プローブ姿勢角検出部において検出された前記姿勢角が、前記角度範囲を跨いで１回変化する間に、前記画像解析部において算出された前記尤度が最大となる場合の前記プローブ姿勢角検出部において検出された前記姿勢角を前記推奨姿勢角とする請求項１に記載の超音波診断装置。
  3. 前記推奨姿勢角生成部は、前記プローブ姿勢角検出部において検出された前記姿勢角が、前記角度範囲を跨いで往復して変化する間に、前記画像解析部において算出された前記尤度が最大となる場合の前記プローブ姿勢角検出部において検出された前記姿勢角を前記推奨姿勢角とする請求項１に記載の超音波診断装置。
  4. 前記超音波プローブの角速度を検出するプローブ角速度検出部と、
    前記プローブ姿勢角検出部において検出された前記姿勢角が前記角度範囲内にあり、かつ、前記プローブ角速度検出部により検出された角速度が定められた値以下となった場合に、前記超音波プローブを継続して傾動させる旨を前記オペレータに警告するプローブ傾動警告部を更に有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  5. 前記画像生成部において生成された前記超音波画像を表示する表示部と、
    前記表示部における表示を制御する表示制御部と、を更に有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  6. 前記表示制御部は、前記画像解析部において算出された前記尤度と、前記プローブ姿勢角検出部において検出された前記姿勢角と、前記基本姿勢角と、前記推奨姿勢角生成部により生成された前記推奨姿勢角を、前記表示部に表示させる請求項５に記載の超音波診断装置。
  7. 前記表示制御部は、前記プローブ姿勢角検出部において検出された前記姿勢角と、前記基本姿勢角と、前記推奨姿勢角生成部により生成された前記推奨姿勢角を、数値又はグラフ画像として前記表示部に表示させる請求項６に記載の超音波診断装置。
  8. 超音波プローブから被検体に向けて超音波ビームの送受信を行って超音波画像を生成し、
    前記超音波プローブの姿勢角を検出し、
    生成された前記超音波画像を解析して検査部位に対する前記超音波画像内の撮像部位の尤度を算出し、
    オペレータが前記超音波プローブを前記被検体の体表に接触させ、かつ、前記超音波プローブを傾動することにより検出された前記姿勢角が、検査部位に対応して設定されている前記超音波プローブの基本姿勢角を含む定められた角度範囲を跨いで変化する間に、算出された前記尤度が最大となる場合の前記姿勢角を推奨姿勢角とし、
    前記推奨姿勢角を前記オペレータに通知することを特徴とする超音波診断装置の制御方法。
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