JPWO2017037832A1 - 超音波画像表示装置及びその作動方法、並びにプログラムを格納した記録媒体 - Google Patents

Abstract

被検体に対する穿刺針の穿刺を簡単かつ確実に行うことができる超音波画像表示装置を提供する。穿刺ガイド用アタッチメントにおける穿刺針６の挿入角度が判定される。第１断層画像８上に、穿刺針６の進む方向を示す第１のガイドライン６５が表示されるとともに、第２断層画像９上に、穿刺針６の挿入角度での進路を示す第２のガイドライン６６が表示される。穿刺針６の挿入角度に基づいて、第１断層画像８と第２断層画像９とにおいて、穿刺針６の先端７１が見え始める深さ位置が予測されるとともに、作業者に対してその位置を事前に示す水平ライン６７及びガイドマーク６８が表示される。選択図:図３

Description

本発明は、超音波プローブを用いて被検体の断層画像を表示し、穿刺針の位置を確認しながら穿刺を行うための超音波画像表示装置及び方法、並びにプログラムを格納した記録媒体に関するものである。

医療現場では、一般的な注射、神経ブロック注射、採血、カテーテルの挿入など、生体組織（被検体）に対して穿刺する行為が広く行われている。神経ブロック注射やカテーテルの挿入などの処置を行う場合、目的の部位に対して正確に穿刺しないと、生体組織を損傷させてしまう可能性がある。このような背景の中、近年では、超音波画像で目的の部位の状態を観察しながら穿刺を行うといった超音波ガイドの技術が用いられている。

従来、超音波ガイドを用いた装置では、１つの断層画像を表示して穿刺を行っていた。この装置では、短軸像（横断面）または長軸像（縦断面）のいずれか一方しか確認することができない。そのため、穿刺針が血管内に正確に穿刺されていないような場合でも、作業者がそれに気付きにくいという問題があった。

この問題を解消するため、直交する２つの断面（横断面及び縦断面）を同時に走査して各断面の超音波画像（短軸像及び長軸像）を表示し、それら画像を観察しつつ穿刺を行うようにした血管撮影装置が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。

特許第５２９２５８１号公報

ところが、特許文献１の血管撮影装置を用いて穿刺を行う場合であっても、２つの断層画像（横断面及び縦断面の画像）を確認しながら穿刺針の挿入角度を調整し、目的の部位に確実に穿刺を行うためには、ある程度の技量（スキル）が必要となる。このため、血管撮影装置を用いた作業経験の少ない作業者が、生体組織を損傷させずに簡単かつ確実に穿刺を行えるようにするための技術が望まれている。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、被検体に対する穿刺針の穿刺を簡単かつ確実に行うことができる超音波画像表示装置及び超音波画像表示方法を提供することにある。また、別の目的は、上記超音波画像表示装置に内蔵されるコンピュータを動作させるためのプログラムを格納した記録媒体を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、被検体の横断面を示す第１断層画像と、前記横断面に交差する方向の縦断面を示す第２断層画像とを取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が直交するように配列されたプローブ本体と、前記プローブ本体に固定され、前記第２断層画像が示す前記縦断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントとを備え、前記穿刺ガイド用アタッチメントに前記穿刺針の挿入角度が多段階的に調整可能な角度調整機構が設けられた超音波プローブを用い、前記超音波の送受信を行うことにより前記第１断層画像と前記第２断層画像とを同一画面上に同時に表示する超音波画像表示装置であって、前記穿刺ガイド用アタッチメントにおける前記穿刺針の挿入角度を判定する挿入角度判定手段と、前記第１断層画像上に、前記穿刺針の進む方向を示す第１のガイドラインを表示するとともに、前記第２断層画像上に、前記穿刺針の挿入角度での進路を示す第２のガイドラインを表示するガイドライン表示手段と、前記挿入角度判定手段が判定した前記穿刺針の挿入角度に基づいて、前記第１断層画像と前記第２断層画像とにおいて、前記穿刺針の先端が見え始める深さ位置を予測するとともに、作業者に対してその位置を事前に示す位置表示部を表示する位置表示手段とを備えたことを特徴とする超音波画像表示装置をその要旨とする。

従って、請求項１に記載の発明によると、挿入角度判定手段により、穿刺ガイド用アタッチメントにおける穿刺針の挿入角度が判定される。また、ガイドライン表示手段により、被検体の横断面を示す第１断層画像上に、穿刺針の進む方向を示す第１のガイドラインが表示されるとともに、縦断面を示す第２断層画像上に、穿刺針の挿入角度での進路を示す第２のガイドラインが表示される。さらに、位置表示手段により、穿刺針の挿入角度に基づいて、第１断層画像と第２断層画像とにおいて、穿刺針の先端が見え始める深さ位置が予測されるとともに、作業者に対してその位置を事前に示す位置表示部が表示される。このようにすると、医師（作業者）は、位置表示部を確認することで、第１断層画像と第２断層画像とにおいて穿刺針が見え始める深さ位置を容易に予見することができる。この結果、穿刺針が被検体の処置部（静脈や神経などの組織）に到達する瞬間を各断層画像で捉えることができるか否かを穿刺開始前に判断することができる。そして、捉えられないと判断した場合には、穿刺針の挿入角度を再設定することが可能となる。また、本発明では、各ガイドラインによって穿刺針の進路や穿刺針の挿入角度を確認することができる。このため、作業者の心理的負担を軽減しつつ、被検体の処置部に対して穿刺針の穿刺を確実に行うことができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、位置表示手段は、前記位置表示部としての水平ラインを表示することをその要旨とする。

従って、請求項２に記載の発明によると、第１断層画像と第２断層画像とに表示された水平ラインを確認することで、穿刺針が見え始める深さ位置を容易に予見することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記位置表示手段は、前記第１断層画像及び前記第２断層画像のうちの少なくとも一方において、前記ガイドラインと前記水平ラインとの交差位置に、前記位置表示部としてのガイドマークを表示することをその要旨とする。

従って、請求項３に記載の発明によると、断層画像に表示されたガイドマークを確認することで、穿刺針が見え始める位置を容易にかつ正確に予見することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記ガイドマークは、前記交差位置となる枠内に断層画像を表示した枠状のマークであることをその要旨とする。

従って、請求項４に記載の発明によると、枠状のガイドマークの枠内に穿刺針が見え始めるまでは、断層画像が表示されるため、ガイドラインや水平ラインで画像が隠れることなく穿刺針が見え始める瞬間を確実に確認することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記ガイドマークは、前記穿刺針の先端に対応した画像の直径よりも大きなサイズを有することをその要旨とする。

従って、請求項５に記載の発明によると、穿刺針の先端に対応した画像の直径よりも大きなサイズを有する枠状のガイドマークが表示されるので、ガイドマークと針先端の画像とが重なり合わず、穿刺針が見え始める瞬間をより確実に確認することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項３乃至５のいずれか１項において、前記位置表示手段は、前記第１断層画像及び前記第２断層画像において、同一形状及び同一サイズの前記ガイドマークを表示することをその要旨とする。

従って、請求項６に記載の発明によると、位置表示手段により、第１断層画像及び第２断層画像において、同一形状及び同一サイズのガイドマークが表示されるので、各断層画像において同じ位置を示していることが感覚的にわかりやすい。それゆえ、各断層画像において穿刺針が見え始める位置を比較的容易に確認することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項３乃至６のいずれか１項において、前記ガイドマーク及び前記水平ラインが破線であることをその要旨とする。

従って、請求項７に記載の発明によると、ガイドマーク及び水平ラインが破線であり、破線の隙間から画像が部分的に表示されるので、ガイドマーク及び水平ラインが実線で表示される場合と比較して被検体やその周辺の構造が把握し易くなる。

請求項８に記載の発明は、請求項２乃至７のいずれか１項において、前記位置表示手段は、前記ガイドラインと異なる色で前記水平ラインを表示することをその要旨とする。

従って、請求項８に記載の発明によると、ガイドラインと異なる色で水平ラインが表示されるため、水平ラインで示される穿刺針の深さ位置を容易に判断することができる。

請求項９に記載の発明は、請求項２乃至８のいずれか１項において、前記位置表示手段は、前記ガイドラインと異なる線種で前記水平ラインを表示することをその要旨とする。

従って、請求項９に記載の発明によると、ガイドラインと異なる線種で水平ラインが表示されるため、水平ラインで示される穿刺針の深さ位置を容易に判断することができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか１項において、前記穿刺ガイド用アタッチメントにおける前記穿刺針の挿入角度の設定位置に応じた位置情報を入力する位置情報入力手段をさらに備え、前記挿入角度判定手段は、前記位置情報入力手段により入力された前記位置情報に基づいて、前記穿刺針の挿入角度を判断することをその要旨とする。

従って、請求項１０に記載の発明によると、位置情報入力手段によって現時点での穿刺針の挿入角度の設定位置に応じた位置情報を入力することにより、穿刺針の挿入角度が判断される。そして、第２断層画像上に、その挿入角度での進路を示す第２のガイドラインが表示される。また、穿刺針の挿入角度に基づいて、穿刺針の先端が見え始める位置が予測され、その位置を示す位置表示部が各断層画像に表示される。この場合、作業者は、各断層画像に表示された位置表示部を確認することで、穿刺針が見え始める深さ位置を容易に予見することができ、第２断層画像上において第２のガイドラインが示す挿入角度で被検体に穿刺針を確実に挿入することができる。

請求項１１に記載の発明は、被検体の横断面を示す第１断層画像と、前記横断面に交差する方向の縦断面を示す第２断層画像とを取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が直交するように配列されたプローブ本体と、前記プローブ本体に固定され、前記第２断層画像が示す前記縦断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントとを備え、前記穿刺ガイド用アタッチメントに前記穿刺針の挿入角度が多段階的に調整可能な角度調整機構が設けられた超音波プローブを用い、前記超音波の送受信を行うことにより前記第１断層画像と前記第２断層画像とを同一画面上に同時に表示する方法において、前記穿刺ガイド用アタッチメントにおける前記穿刺針の挿入角度を判定する挿入角度判定ステップと、前記第１断層画像上に、前記穿刺針の進む方向を示す第１のガイドラインを表示するとともに、前記第２断層画像上に、前記穿刺針の挿入角度での進路を示す第２のガイドラインを表示するガイドライン表示ステップと、前記挿入角度判定手段が判定した前記穿刺針の挿入角度に基づいて、前記第１断層画像と前記第２断層画像とにおいて、前記穿刺針の先端が見え始める深さ位置を予測するとともに、作業者に対してその位置を事前に示す位置表示部を表示する位置表示ステップとを含むことを特徴とする超音波画像表示方法をその要旨とする。

従って、請求項１１に記載の発明によると、挿入角度判定ステップにおいて、穿刺ガイド用アタッチメントにおける穿刺針の挿入角度が判定される。また、ガイドライン表示ステップにおいて、第１断層画像上に、穿刺針の進む方向を示す第１のガイドラインが表示されるとともに、第２断層画像上に、穿刺針の挿入角度での進路を示す第２のガイドラインが表示される。さらに、位置表示ステップにおいて、挿入角度判定手段が判定した穿刺針の挿入角度に基づいて、第１断層画像と第２断層画像とにおいて、穿刺針の先端が見え始める深さ位置が予測されるとともに、作業者に対してその位置を事前に示す位置表示部が表示される。このようにすると、作業者は、位置表示部を確認することで、第１断層画像と第２断層画像とにおいて穿刺針が見え始める深さ位置を容易に予見することができる。この結果、穿刺針が被検体の処置部に到達する瞬間を各断層画像で捉えることができるか否かを穿刺開始前に判断することができる。そして、捉えられないと判断した場合には、穿刺針の挿入角度を再設定することが可能となる。また、本発明では、各ガイドラインによって穿刺針の進路や穿刺針の挿入角度を確認することができる。このため、作業者の心理的負担を軽減しつつ、被検体の処置部に対して穿刺針の穿刺を確実に行うことができる。

請求項１２に記載の発明は、被検体の横断面を示す第１断層画像と、前記横断面に交差する方向の縦断面を示す第２断層画像とを取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が直交するように配列されたプローブ本体と、前記プローブ本体に固定され、前記第２断層画像が示す前記縦断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントとを備え、前記穿刺ガイド用アタッチメントに前記穿刺針の挿入角度が多段階的に調整可能な角度調整機構が設けられた超音波プローブを用い、前記超音波の送受信を行うことにより前記第１断層画像と前記第２断層画像とを同一画面上に同時に表示する超音波画像表示装置に内蔵されるコンピュータを、前記穿刺ガイド用アタッチメントにおける穿刺針の挿入角度を判定する挿入角度判定手段と、前記第１断層画像上に、前記穿刺針の進む方向を示す第１のガイドラインを表示するとともに、前記第２断層画像上に、前記穿刺針の挿入角度での進路を示す第２のガイドラインを表示するガイドライン表示手段と、前記挿入角度判定手段が判定した前記穿刺針の挿入角度に基づいて、前記第１断層画像と前記第２断層画像とにおいて、前記穿刺針の先端が見え始める深さ位置を予測するとともに、作業者に対してその位置を事前に示す位置表示部を表示する位置表示手段として動作させるためのプログラムを格納した記録媒体をその要旨とする。

従って、請求項１２に記載の発明によると、記録媒体に格納されたプログラムに従ってコンピュータを動作させることにより、請求項１に記載の超音波画像表示装置を実現することができる。そして、超音波画像表示装置を用いることにより、作業者の心理的負担を軽減しつつ、被検体の処置部に対して穿刺針の穿刺を確実に行うことができる。

以上詳述したように、請求項１〜１２に記載の発明によると、被検体に対する穿刺針の穿刺を簡単かつ確実に行うことができる。

一実施の形態の血管撮影装置を示す正面図。 一実施の形態の血管撮影装置の電気的構成を示すブロック図。 一実施の形態の第１断層画像及び第２断層画像を示す説明図。 超音波プローブのプローブ本体を示す斜視図。 超音波プローブの使用方法を示す説明図。 第１断層画像及び第２断層画像を示す説明図。 第１断層画像及び第２断層画像を示す説明図。 第１断層画像及び第２断層画像を示す説明図。 第１断層画像及び第２断層画像を示す説明図。 第１断層画像及び第２断層画像を示す説明図。 第１断層画像及び第２断層画像を示す説明図。 第１断層画像及び第２断層画像を示す説明図。

以下、本発明を超音波画像表示装置としての血管撮影装置に具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本実施の形態の血管撮影装置１を示す正面図であり、図２は、その血管撮影装置１の電気的構成を示すブロック図である。

図１及び図２に示されるように、血管撮影装置１は、装置本体２と、その装置本体２に接続される超音波プローブ３とを備えている。本実施の形態の血管撮影装置１は、例えば生体組織４（被検体）内の静脈５にカテーテルなどの穿刺針６を挿入する際に使用される装置であり、静脈５の横断面を示す第１断層画像８（短軸像）と静脈５の縦断面を示す第２断層画像９（長軸像）とを同一画面１０上に同時に表示する（図３参照）。

超音波プローブ３は、信号ケーブル１１と、信号ケーブル１１の先端に接続されるプローブ本体１２と、プローブ本体１２に対して着脱可能に固定される穿刺ガイド用アタッチメント１４と、信号ケーブル１１の基端に設けられるプローブ側コネクタ１５とを備える。装置本体２にはコネクタ１６が設けられ、そのコネクタ１６に超音波プローブ３のプローブ側コネクタ１５が接続されている。

超音波プローブ３は、リニア式電子走査を行うためのリニアプローブであり、例えば、５ＭＨｚの超音波を直線的に走査する。プローブ本体１２の底面となる振動子設置面２０上には、配列方向が相互に直交して略Ｔ字状となるように複数の超音波振動子２３，２４（探触子）が配列している。

より詳しくは、プローブ本体１２は、第１断層画像８を取得するための複数の第１の超音波振動子２３を収納する第１素子ユニット２５と、第２断層画像９を取得するための複数の第２の超音波振動子２４を収納する第２素子ユニット２６とを有する。第１素子ユニット２５における複数の第１の超音波振動子２３は、横断面に対応した短軸方向Ｘに沿って直線的に配列されている。また、第２素子ユニット２６における複数の第２の超音波振動子２４は、縦断面に対応した長軸方向Ｙに沿って直線的に配列されている。本実施の形態において、第１素子ユニット２５に収納される第１の超音波振動子２３の素子数は、例えば４８個であり、第２素子ユニット２６に収納される第２の超音波振動子２４の素子数は、例えば８０個である。従って、各超音波振動子２３，２４の配列方向の長さは、第１素子ユニット２５よりも第２素子ユニット２６の方が長くなっている。

第２素子ユニット２６において、長軸方向Ｙに複数の超音波振動子２４が配列してなる超音波振動子列２７は、振動子設置面２０におけるプローブ本体１２の中心線Ｌ０上に沿って配置されている。つまり、本実施の形態では、振動子設置面２０において長軸方向Ｙの超音波振動子列２７の延長線Ｌ０とプローブ本体１２の中心線Ｌ０とが一致する。さらに、長軸方向Ｙの超音波振動子列２７は、その始端が短軸方向Ｘの超音波振動子列２８のほぼ中央に位置するように配列している。

本実施の形態の超音波プローブ３において、略Ｔ字状の超音波振動子列２７，２８における超音波の走査は、例えば、短軸方向Ｘの超音波振動子列２８の一端（例えば図２の右端となる始端）の超音波振動子２３から開始される。そして、短軸方向Ｘの超音波振動子列２８の他端（例えば図２の左端となる終端）の超音波振動子２３に向けて１素子ずつ順番に行われる。その後、短軸方向Ｘの超音波振動子列２８のほぼ中央に位置する長軸方向Ｙの超音波振動子列２７の一端（図２では下端となる始端）の超音波振動子２４から他端（図２では上端となる終端）の超音波振動子２４に向けて１素子ずつ順番に超音波の走査が行われる。

本実施の形態の超音波プローブ３では、プローブ本体１２において底面に位置する振動子設置面２０が生体組織４との接触面であり、超音波の送受信を行うための送受信面となる。この振動子設置面２０において、略Ｔ字状に超音波振動子列２７，２８が配置される部分には、図示しない音響整合層を介して略Ｔ字状の音響レンズ２９が配設されている。音響レンズ２９は、例えばシリコーン樹脂からなり、第１素子ユニット２５及び第２素子ユニット２６において超音波振動子２３，２４の超音波放射面３０側に設けられている。音響レンズ２９は、生体組織４と接触する外面が湾曲した凸面状に形成されており、超音波振動子２３，２４の超音波放射面３０からその法線方向に出力される超音波のビームを絞って所定の焦点位置にて収束させる。

プローブ本体１２において、長軸方向Ｙの超音波振動子列２７の延長線（振動子設置面２０におけるプローブ本体１２の中心線Ｌ０）上かつ振動子設置面２０の端縁部（図２では下側、図４では左側の端縁部）には、位置決め部３１が設けられている。位置決め部３１は、穿刺針６の先端側が当接して生体組織４に対する穿刺針６の挿入位置を決めるための凹部である。さらに、生体組織４が接触するプローブ本体１２の振動子設置面２０において、短軸方向Ｘの両端部には、生体組織４の観察部位の圧迫を回避するための凸条部３２が長軸方向Ｙに沿って設けられている（図４参照）。プローブ本体１２の振動子設置面２０にて一対の凸条部３２を離間して設けることで、振動子設置面２０側における一対の凸条部３２間の領域があまり強く圧迫されなくなる。よって、観察部位にある静脈５が押し潰されることが防止され、静脈５への穿刺を確実に行うことが可能となる。

穿刺ガイド用アタッチメント１４は、穿刺針６を案内するためのガイド溝３３が形成された穿刺針ガイド部３４と、穿刺針６の挿入角度を多段階的に調整可能な角度調整機構３５と、プローブ本体１２の側面下部に嵌め込んで固定する固定部３６とを備える。穿刺ガイド用アタッチメント１４は、第１断層画像８が示す横断面の中央部に穿刺針６が位置するとともに、第２断層画像９が示す縦断面に沿って穿刺針６を所定の角度で生体組織４に挿入するよう穿刺針６を案内する。本実施の形態の穿刺ガイド用アタッチメント１４は、可撓性を有する樹脂材料を用いて形成された樹脂成型部品である。

プローブ本体１２の下部は、先端側に配置される第１素子ユニット２５が横方向に出っ張ったハンマーヘッド型の外形形状（略Ｔ字形状）を有する（図２及び図４参照）。穿刺ガイド用アタッチメント１４において、固定部３６は、そのハンマーヘッド型の外形形状に沿って環状に形成されている。固定部３６の内周側には、例えば係合凹部（図示略）が形成されており、プローブ本体１２に形成された係合凸部（図示略）に係合凹部が係合することによって、穿刺ガイド用アタッチメント１４がプローブ本体１２に固定されている。

穿刺ガイド用アタッチメント１４において、固定部３６の一端に角度調整機構３５が設けられ、角度調整機構３５に穿刺針ガイド部３４が着脱可能に装着されている。穿刺針ガイド部３４は、振動子設置面２０から上方に離間した位置にて突出している。角度調整機構３５は、プローブ本体１２の位置決め部３１を中心とした周方向に穿刺針ガイド部３４を多段階的に移動させるとともに各位置にて固定可能に設けられた調整機構である。この角度調整機構３５には、例えば３段階の切り替え位置が設けられている。

穿刺針ガイド部３４のガイド溝３３は、振動子設置面２０からの投影視にて超音波振動子列２７の延長線Ｌ０上に沿って延びるように形成されている。穿刺針ガイド部３４は、長軸方向Ｙの超音波振動子列２７の配列方向と平行な方向に延設されかつ基端部が互いに連結された２本の棒状部材４０により構成され、上方から見た形状が略Ｕ字状となるよう形成されている。そして、穿刺針ガイド部３４において２本の棒状部材４０間に設けられた隙間がガイド溝３３となっている。穿刺ガイド用アタッチメント１４をプローブ本体１２に装着した状態では、プローブ本体１２の中心線Ｌ０上にガイド溝３３が配置される。ガイド溝３３には、穿刺針６を導入するための開口４１と、導入した穿刺針６を当接させる底部４２とが設けられている。さらに、穿刺針ガイド部３４のガイド溝３３には、開口４１の側に行くに従って徐々に溝幅が広くなるよう形成された穿刺針導入部４３が設けられている。

そして、ガイド溝３３の底部４２とプローブ本体１２の位置決め部３１との組み合わせにより穿刺針６の挿入角度が決定される。つまり、プローブ本体１２の位置決め部３１に穿刺針６の針先を当接させるとともに、ガイド溝３３の底部４２に穿刺針６の側面を当接させることによって、生体組織４に対する穿刺針６の挿入角度が決定される。また、穿刺ガイド用アタッチメント１４において、角度調整機構３５を操作し、穿刺針ガイド部３４を移動させてガイド溝３３の底部４２の位置を変更することにより、底部４２と位置決め部３１とにより決定される穿刺針６の挿入角度が多段階的に調整されるようになっている。

次に、血管撮影装置１における電気的な構成について詳述する。

図２に示されるように、血管撮影装置１の装置本体２は、コントローラ５０、パルス発生回路５１、送信回路５２、受信回路５３、信号処理回路５４、画像処理回路５５、メモリ５６、記憶装置５７、入力装置５８、表示装置５９等を備える。コントローラ５０は、周知の中央処理装置（ＣＰＵ）を含んで構成されたコンピュータであり、メモリ５６を利用して制御プログラムを実行し、装置全体を統括的に制御する。

パルス発生回路５１は、コントローラ５０からの制御信号に応答して動作し、所定周期のパルス信号を生成して出力する。送信回路５２は、超音波プローブ３における超音波振動子２３，２４の素子数に対応した複数の遅延回路（図示略）を含み、パルス発生回路５１から出力されるパルス信号に基づいて、各超音波振動子２３，２４に応じて遅延させた駆動パルスを出力する。各駆動パルスの遅延時間は、超音波プローブ３から出力される超音波が所定の照射点で焦点を結ぶように設定されている。

受信回路５３は、図示しない信号増幅回路、遅延回路、整相加算回路を含む。この受信回路５３では、超音波プローブ３における各超音波振動子２３，２４で受信された各反射波信号（エコー信号）が増幅されるとともに、受信指向性を考慮した遅延時間が各反射波信号に付加された後、整相加算される。この加算によって、各超音波振動子２３，２４の受信信号の位相差が調整される。

信号処理回路５４は、図示しない対数変換回路、包絡線検波回路、Ａ／Ｄ変換回路などから構成されている。信号処理回路５４における対数変換回路は反射波信号を対数変換し、包絡線検波回路は対数変換回路の出力信号の包絡線を検波する。また、Ａ／Ｄ変換回路は、包絡線検波回路から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。

画像処理回路５５は、信号処理回路５４から出力される反射波信号に基づいて、画像処理を行いＢモードの超音波画像（断層画像）の画像データを生成する。具体的には、画像処理回路５５は、反射波信号の振幅（信号強度）に応じた輝度の画像データを生成する。画像処理回路５５で生成された画像データは逐次メモリ５６に記憶される。なおここでは、生体組織４の横断面を示す第１断層画像８及び生体組織４の縦断面を示す第２断層画像９の画像データが生成され、メモリ５６に記憶される。そして、メモリ５６に記憶された１フレーム分の画像データに基づいて、生体組織４の第１断層画像８及び第２断層画像９が白黒の濃淡で表示装置５９に表示される。

入力装置５８は、キーボード６１やトラックボール６２などで構成されており、ユーザからの要求や指示等の入力に用いられる。表示装置５９は、例えば、ＬＣＤやＣＲＴなどのディスプレイであり、生体組織４の第１断層画像８及び第２断層画像９（図３参照）や、各種設定の入力画面を表示するために用いられる。

本実施の形態の表示装置５９の表示画面１０には、図３に示すように、第１断層画像８及び第２断層画像９が左右に並べて同時に表示される。第１断層画像８上には、穿刺針６の進む方向を示す第１のガイドライン６５が、画面上下方向に沿って直線的に延びるように示される。また、第２断層画像９上に、穿刺針６の挿入角度での進路を示す第２のガイドライン６６が、画面左上から右下の方向に向かって直線的に延びるように表示される。第１断層画像８上及び第２断層画像９上の各ガイドライン６５，６６は、本実施の形態では同じ線種（具体的には点線）及び線色（具体的には黄色）で表示される。

さらに、第１断層画像８上及び第２断層画像９上には、穿刺針６の先端が見え始める深さ位置を作業者に事前に示す位置表示部が表示される。本実施の形態では、位置表示部として、水平ライン６７及びガイドマーク６８が表示される。本実施の形態のガイドマーク６８は、ガイドライン６５，６６と水平ライン６７との交差位置において、枠内に断層画像を表示した四角形の枠状のマークであり、穿刺針６の先端７１に対応した画像の直径よりも大きなサイズ（例えば１．５倍〜３倍程度大きなサイズ）を有する。また、ガイドマーク６８は、第１断層画像８上及び第２断層画像９上において、互いに同じ高さ位置に、かつ、同一形状及び同一サイズで表示される。なお、第２断層画像９上において、ガイドマーク６８は、画面左端であって第２のガイドライン６６の始端となる位置に表示されている。

水平ライン６７は、プローブ本体１２における振動子設置面２０に対して水平なラインである。水平ライン６７は、ガイドライン６５，６６と異なる線種（具体的には１点鎖線）及び異なる線色（具体的には赤色）で表示される。一方、ガイドマーク６８は、ガイドライン６５，６６と同じ線種（具体的には点線）及び線色（具体的には黄色）で表示される。

記憶装置５７は、磁気ディスク装置や光ディスク装置などであり、制御プログラム及び各種のデータを記録媒体に格納している。コントローラ５０は、入力装置５８による指示に従い、プログラムやデータを記憶装置５７からメモリ５６へ転送し、それを逐次実行する。なお、コントローラ５０が実行するプログラムとしては、メモリカード、フレキシブルディスク、光ディスクなどの記憶媒体に記憶されたプログラムや、通信媒体を介してダウンロードしたプログラムでもよく、その実行時には記憶装置５７にインストールして利用する。

次に、本実施の形態の血管撮影装置１を用いてカテーテルの穿刺針６を生体組織４の静脈５に挿入する際の操作例について説明する。

ここでは、先ず、医者などの作業者は、患者の処置部に適した穿刺針６の挿入角度を判断する。そして、作業者は、その挿入角度となるように角度調整機構３５を操作して穿刺針ガイド部３４の位置を設定した穿刺ガイド用アタッチメント１４をプローブ本体１２に装着する。その後、作業者は、位置情報入力手段としての入力装置５８のキーボード６１を操作し、角度調整機構３５で設定している穿刺針６の挿入角度の設定位置に応じた位置情報を入力する。このとき、コントローラ５０は、その位置情報をメモリ５６に一旦記憶する。

さらに、作業者は、処置部となる生体組織４の表面（例えば、図５に示すような静脈５がある前腕４ａの表面）に、音響媒体（無菌ゲルや滅菌ゲル）を塗った後、その音響媒体を介してプローブ本体１２の振動子設置面２０を接触させる。この後、作業者は、入力装置５８に設けられている走査開始ボタン（図示略）を操作する。すると、コントローラ５０は、そのボタン操作を判断し、生体組織４の断層画像８，９を表示するための処理を開始する。

この処理において、コントローラ５０は、パルス発生回路５１を動作させ、超音波プローブ３による超音波の送受信を開始させる。具体的には、コントローラ５０から出力される制御信号に応答してパルス発生回路５１が動作し、所定周期のパルス信号が送信回路５２に供給される。そして、送信回路５２では、パルス信号に基づいて、各超音波振動子２３，２４に対応した遅延時間を有する駆動パルスが生成され、超音波プローブ３に供給される。これにより、超音波プローブ３の各超音波振動子２３，２４が振動して超音波が生体組織４に向けて照射される。生体組織４内を伝搬する超音波の一部は、生体組織４における組織境界面（例えば血管壁）などで反射して超音波プローブ３で受信される。このとき、超音波プローブ３の各超音波振動子２３，２４によって反射波が電気信号（反射波信号）に変換される。そして、その反射波信号は、受信回路５３で増幅等された後、信号処理回路５４に入力される。

信号処理回路５４では、対数変換、包絡線検波、Ａ／Ｄ変換といった信号処理が行われ、デジタル信号に変換された反射波信号が画像処理回路５５に供給される。画像処理回路５５では、その反射波信号に基づいて、断層画像８，９の画像データを生成するための画像処理が行われる。そして、コントローラ５０は、画像処理回路５５で生成された各画像データをメモリ５６に一旦記憶する。

コントローラ５０は、メモリ５６に記憶された各画像データを読み出し、第１断層画像８及び第２断層画像９の１フレーム分のデータを生成する。また、挿入角度判定手段としてのコントローラ５０は、メモリ５６に記憶された位置情報を読み出し、その位置情報に基づいて穿刺針６の挿入角度を判断する（挿入角度判定ステップ）。そして、ガイドライン表示手段としてのコントローラ５０は、穿刺針６の挿入角度に応じたガイドライン６５，６６の表示データを生成する（ガイドライン表示ステップ）。さらに、位置表示手段としてのコントローラ５０は、穿刺針６の挿入角度に基づいて、第１断層画像８と第２断層画像９とにおいて、穿刺針６の先端が見え始める深さ位置を予測するとともに、作業者に対してその深さ位置を事前に示す位置表示部（水平ライン６７及びガイドマーク６８）の表示データを生成する（位置表示ステップ）。

その後、コントローラ５０は、生成した断層画像８，９のデータを表示装置５９に出力するとともに、ガイドライン６５，６６、水平ライン６７及びガイドマーク６８の表示データを表示装置５９に出力する。この結果、図３に示されるように、表示装置５９の表示画面１０に第１断層画像８及び第２断層画像９が左右に並べて同時に表示されるとともに、各断層画像８，９上にガイドライン６５，６６、水平ライン６７及びガイドマーク６８が重ね合わせて表示される。

作業者は、表示装置５９に表示された第１断層画像８及び第２断層画像９を確認し、超音波プローブ３の位置を調整する。具体的には、先ず、作業者は、図５及び図６に示されるように、第１断層画像８（短軸像）上に静脈５の横断面が撮影されるとともに第１断層画像８上の第１のガイドライン６５が静脈５の中心に位置するように超音波プローブ３の第１素子ユニット２５側を移動させる。さらに、図５及び図７に示されるように、第２断層画像９（長軸像）上に沿って静脈５の縦断面が撮影されるように、超音波プローブ３の第２素子ユニット２６側を移動させて、静脈５が延びる方向（軸方向）とプローブ本体１２の長軸方向Ｙとを一致させる。なおこのとき、超音波プローブ３の第１素子ユニット２５側（短軸側）の位置をキープした状態で、後側となる第２素子ユニット２６側（長軸側）を左右に振るようにして位置合わせを行う。

作業者は、第１断層画像８上及び第２断層画像９上の水平ライン６７及びガイドマーク６８、第２断層画像９上の第２のガイドライン６６に基づいて、穿刺針６の挿入角度が静脈５への穿刺に適した角度か否かを判定する。そして、図７に示されるように、静脈５への穿刺を行う処置部よりも水平ライン６７及びガイドマーク６８が上方にあり、穿刺針６の挿入角度が静脈５への穿刺に適した角度であると判定した場合、作業者は、穿刺ガイド用アタッチメント１４の穿刺針ガイド部３４において、ガイド溝３３の開口４１からカテーテルの穿刺針６を導入する。そして、作業者は、プローブ本体１２の位置決め部３１の位置に穿刺針６の針先を当接させるとともに、ガイド溝３３の底部４２に穿刺針６の側面を当接させた後、生体組織４（前腕４ａ）に対して穿刺針６を挿入していく。すると、図３に示されるように、第１断層画像８及び第２断層画像９に穿刺針６が表示される。なお、ここでは、第１断層画像８におけるガイドマーク６８の枠内に穿刺針６が表示された後、第２断層画像９におけるガイドマーク６８の枠内に穿刺針６が表示される。作業者は、第２断層画像９における第２のガイドライン６６に沿って穿刺針６の挿入位置を確認しつつ、穿刺針６を挿入していく。

そして、穿刺針６の先端７１が静脈５の血管壁に達すると、先端７１が血管壁を貫通せずに血管壁がテント状に凹んでいく（テンティング）。作業者は、血管壁の凹みに基づいて、テンティングが十分に進行した旨を判定したとき、穿刺針６の後端側をガイド溝３３に沿って開口４１の側に移動させる。これにより、静脈５の方向に対して穿刺針６を沿わせるように穿刺針６の挿入角度が変更されるため、静脈５の血管壁を穿刺針６の先端７１が容易に貫通し、先端７１が血管内に挿入される。図８に示されるように、作業者は、第２断層画像９に基づいて、穿刺針６の先端７１が静脈５内に達したことを確認し、穿刺針６の穿刺動作を止める。

一方、図９及び図１０に示されるように、穿刺を行う静脈５が比較的浅い位置にあると、静脈５への穿刺を行う処置部よりも水平ライン６７及びガイドマーク６８が下方になる場合がある。この場合、上記のように穿刺針６の穿刺を行うと、図１１に示されるように、第１断層画像８及び第２断層画像９に穿刺針６が見え始める際には、すでに静脈５の血管壁を先端７１が貫通した状態であり、静脈５内で穿刺針６の穿刺動作を止めることが困難となる。

従って、静脈５への穿刺を行う処置部よりも水平ライン６７及びガイドマーク６８が下方になる場合には、作業者は、穿刺針６の挿入角度に問題があると判断する。そして、適した挿入角度となるように角度調整機構３５を操作して穿刺針ガイド部３４の位置を再設定する。具体的には、作業者は、穿刺針６の傾斜角度が小さくなるよう角度調整機構３５を操作して穿刺針ガイド部３４の位置を調整する。その後、作業者は、入力装置５８のキーボード６１を操作し、角度調整機構３５で設定した穿刺針６の挿入角度に応じた位置情報を再度入力する。コントローラ５０は、その位置情報に基づいて位置表示部（水平ライン６７及びガイドマーク６８）の表示データを生成し、表示装置５９に出力する。この結果、図１２に示されるように、第１断層画像８及び第２断層画像９において、静脈５への穿刺を行う処置部よりも上側の位置に水平ライン６７及びガイドマーク６８が表示される。このため、第１断層画像８及び第２断層画像９において、穿刺針６の先端７１の位置を確認した後に、静脈５への穿刺を行うことが可能となる。つまり、作業者は、第１断層画像８及び第２断層画像９において、テンティングが十分に進行した旨を判定することができ、その判定後に、静脈５の血管壁内に穿刺針６を挿入する。そして、作業者は、第２断層画像９に基づいて、穿刺針６の先端７１が静脈５内に達したことを確認し、穿刺針６の穿刺動作を止める。

その後、作業者は、入力装置５８に設けられている走査終了ボタン（図示略）を操作する。コントローラ５０は、そのボタン操作を判断し、生体組織４の断層画像８，９を表示するための処理を終了する。さらに、作業者は、穿刺針６の穿刺状態を維持したまま（穿刺ルートを残したまま）、ガイド溝３３に沿ってプローブ本体１２を移動させる。そして、作業者は、ガイド溝３３の開口４１を通して超音波プローブ３（穿刺ガイド用アタッチメント１４及びプローブ本体１２）を穿刺針６から取り外す。この後、作業者は、カテーテル操作を行い、静脈５内にカテーテルを挿入して所定の治療を行う。

従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）本実施の形態の血管撮影装置１では、穿刺針６の挿入角度に基づいて、第１断層画像８と第２断層画像９とにおいて、穿刺針６の先端７１が見え始める深さ位置が予測されるとともに、作業者に対してその位置を事前に示す水平ライン６７及びガイドマーク６８が表示される。このようにすると、医師（作業者）は、水平ライン６７及びガイドマーク６８を確認することで、第１断層画像８と第２断層画像９とにおいて穿刺針６が見え始める深さ位置を容易に予見することができる。この結果、穿刺針６が生体組織４ａの処置部（具体的には、静脈５）に到達する瞬間を各断層画像８，９で捉えることができるか否かを穿刺開始前に判断することができる。そして、捉えられないと判断した場合には、穿刺針６の挿入角度を再設定することが可能となる。また、本実施の形態では、各ガイドライン６５，６６によって穿刺針６の進路や穿刺針６の挿入角度を確認することができる。このため、作業者の心理的負担を軽減しつつ、静脈５に対して穿刺針６の穿刺を確実に行うことができる。

（２）本実施の形態の血管撮影装置１において、ガイドマーク６８は、ガイドライン６５，６６と水平ライン６７との交差位置となる枠内に断層画像を表示した枠状のマークである。また、ガイドマーク６８は、穿刺針６の先端７１に対応した画像の直径よりも大きなサイズを有する。このようにすると、ガイドマーク６８の枠内に穿刺針６が見え始めるまでは、断層画像が表示されるため、ガイドライン６５，６６や水平ライン６７で画像が隠れることなく穿刺針６が見え始める瞬間をより確実に確認することができる。さらに、第１断層画像８及び第２断層画像９に表示されるガイドマーク６８が同一形状及び同一サイズであるので、各断層画像８，９において穿刺針６が見え始める位置を比較的容易に確認することができる。

（３）本実施の形態の血管撮影装置１では、水平ライン６７及びガイドマーク６８が一点鎖線及び点線であり、それら一点鎖線及び点線の隙間から画像が部分的に表示されるので、水平ライン６７及びガイドマーク６８が実線で表示される場合と比較して静脈５やその周辺の構造が把握し易くなる。

（４）本実施の形態の血管撮影装置１では、ガイドライン６５，６６の色（黄色）と異なる色（赤色）で水平ライン６７が表示されるとともに、ガイドライン６５の線種（点線）と異なる線種（一点鎖線）で水平ライン６７が表示されている。このようにすると、水平ライン６７で示される穿刺針６の深さ位置を容易に判断することができる。

なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。

・上記実施の形態の血管撮影装置１では、第１断層画像８上及び第２断層画像９上に、位置表示部として水平ライン６７を表示するものであったがこれに限定されるものではない。具体的には、第１断層画像８上及び第２断層画像９上において、穿刺針６の先端７１が見え始める深さ位置よりも上側領域の画像をその下側領域とは異なる輝度または色の濃淡で表示することにより、各領域の画像間におけるライン状の境界が位置表示部として見えるように構成してもよい。

・上記実施の形態の血管撮影装置１では、位置表示部としての水平ライン６７及びガイドマーク６８を第１断層画像８上及び第２断層画像９上に表示させるものであったが、水平ライン６７のみを表示させるように構成してもよい。この場合、作業者は、各断層画像８，９に表示されているガイドライン６５，６６と水平ライン６７との交差位置を確認することで、穿刺針６の先端が見え始める位置を予測することができる。また、ガイドマーク６８は、第１断層画像８及び第２断層画像９の両画像上に表示されていたが、少なくとも一方の画像上に表示されるものであってもよい。例えば、第１断層画像８上のみにガイドマーク６８が表示される場合、穿刺針６が先に表示される第１断層画像８において、穿刺針６が見え始める位置をガイドマーク６８により確認することができる。そして、第２断層画像９にガイドマーク６８が表示されていなくても、第１断層画像８のガイドマーク６８内に表示された穿刺針６に基づいて、第２断層画像９において穿刺針６が見え始める深さ位置を予測することができる。また、第２断層画像９上のみにガイドマーク６８が表示される場合、第２断層画像９において穿刺針６が見え始める深さ位置を確実に予測することができる。

・上記実施の形態の血管撮影装置１において、水平ライン６７及びガイドマーク６８について、表示または非表示に設定する選択機能を設けてもよい。具体的には、コントローラ５０は、表示装置５９の設定画面において、水平ライン６７及びガイドマーク６８を表示または非表示に設定するための選択ボタンを表示させる。そして、コントローラ５０は、作業者のボタン操作に基づいて、第１断層画像８上及び第２断層画像９上に水平ライン６７及びガイドマーク６８を表示したり、消去したりする。例えば、血管撮影装置１の操作に慣れた熟練の作業者は、各断層画像８，９に表示されているガイドライン６５，６６の位置に基づいて、穿刺針６の先端が見え始める位置を予測することができる。このため、熟練の作業者が血管撮影装置１を使用する場合には、水平ライン６７及びガイドマーク６８を表示させない状態で穿刺針６の穿刺を行ってもよい。また、血管撮影装置１の操作に慣れていない作業者が使用する場合には、水平ライン６７及びガイドマーク６８を表示させることにより、穿刺針６の穿刺を安心して確実に行うことが可能となる。

・上記実施の形態において、位置表示部としてのガイドマーク６８は、四角形の枠状であったが、三角形や円形の枠状としてもよい。また、ガイドマーク６８は枠状のマークに限定されるものではなく、位置を認識できるマークであれば、例えば十字形状のマークや点状のマーク等であってもよい。

・上記実施の形態の血管撮影装置１では、キーボード６１を操作して入力した位置情報に基づいて穿刺針６の挿入角度を判定するものであったが、これに限定されるものではない。具体的には、例えば、角度調整機構３５において、穿刺針６の挿入角度を検出するための位置検出手段（センサやスイッチ）を設ける。そして、コントローラ５０は、位置検出手段により検出された穿刺針６の挿入角度に基づいて水平ライン６７やガイドマーク６８を各断層画像８，９上に表示するよう構成してもよい。このようにすると、角度調整機構３５の操作位置に応じた穿刺針６の挿入角を自動で判定することができるため、穿刺針６の穿刺を迅速に行うことができる。

・上記実施の形態の血管撮影装置１では、静脈５の断層画像８，９を表示してカテーテルを用いた治療を行うものであったが、採血などの他の処置を行う場合に血管撮影装置１を用いてもよい。また、血管撮影装置１に限定されるものではなく、血管以外に神経などの断層画像を表示して神経ブロック注射などの他の処置を行う超音波画像表示装置に本発明を具体化してもよい。

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）請求項２において、前記水平ラインは、前記プローブ本体における振動子設置面に対して平行なラインであることを特徴とする超音波画像表示装置。

（２）請求項１において、前記位置表示手段は、前記第１断層画像及び前記第２断層画像において、前記穿刺針の先端が見え始める深さ位置よりも上側領域の画像をその下側領域の画像とは異なる輝度または異なる色の濃淡で表示することにより、各領域の画像間におけるライン状の境界が前記位置表示部として見えるようにしたことを特徴とする超音波画像表示装置。

１…超音波画像表示装置としての血管撮影装置
３…超音波プローブ
４…被検体としての生体組織
４ａ…被検体としての前腕
５…被検体にある静脈
６…穿刺針
８…第１断層画像
９…第２断層画像
１０…画面
１２…プローブ本体
１４…穿刺ガイド用アタッチメント
２３…超音波振動子としての第１の超音波振動子
２４…超音波振動子としての第２の超音波振動子
３５…角度調整機構
５０…挿入角度判定手段、ガイドライン表示手段及び位置表示手段としてのコントローラ
５７…記録媒体を備える記憶装置
５８…位置情報入力手段としての入力装置
６５…第１のガイドライン
６６…第２のガイドライン
６７…水平ライン
６８…ガイドマーク
７１…穿刺針の先端

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、被検体の横断面を示す第１断層画像と、前記横断面に交差する方向の縦断面を示す第２断層画像とを取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が直交するように配列されたプローブ本体と、前記プローブ本体に固定され、前記第２断層画像が示す前記縦断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントとを備え、前記穿刺ガイド用アタッチメントに前記穿刺針の挿入角度が多段階的に調整可能な角度調整機構が設けられた超音波プローブを用い、前記超音波の送受信を行うことにより前記第１断層画像と前記第２断層画像とを同一画面上に同時に表示する超音波画像表示装置であって、前記穿刺ガイド用アタッチメントにおける前記穿刺針の挿入角度を判定する挿入角度判定手段と、前記第１断層画像上に、前記穿刺針の進む方向を示す第１のガイドラインを表示するとともに、前記第２断層画像上に、前記穿刺針の挿入角度での進路を示す第２のガイドラインを表示するガイドライン表示手段と、前記挿入角度判定手段が判定した前記穿刺針の挿入角度に基づいて、前記第１断層画像と前記第２断層画像とにおいて、前記穿刺針の先端が見え始める深さ位置を予測するとともに、作業者に対してその位置を事前に示す位置表示部としての水平ラインを表示する位置表示手段とを備えたことを特徴とする超音波画像表示装置をその要旨とする。

従って、請求項１に記載の発明によると、挿入角度判定手段により、穿刺ガイド用アタッチメントにおける穿刺針の挿入角度が判定される。また、ガイドライン表示手段により、被検体の横断面を示す第１断層画像上に、穿刺針の進む方向を示す第１のガイドラインが表示されるとともに、縦断面を示す第２断層画像上に、穿刺針の挿入角度での進路を示す第２のガイドラインが表示される。さらに、位置表示手段により、穿刺針の挿入角度に基づいて、第１断層画像と第２断層画像とにおいて、穿刺針の先端が見え始める深さ位置が予測されるとともに、作業者に対してその位置を事前に示す位置表示部が表示される。このようにすると、医師（作業者）は、位置表示部を確認することで、第１断層画像と第２断層画像とにおいて穿刺針が見え始める深さ位置を容易に予見することができる。この結果、穿刺針が被検体の処置部（静脈や神経などの組織）に到達する瞬間を各断層画像で捉えることができるか否かを穿刺開始前に判断することができる。そして、捉えられないと判断した場合には、穿刺針の挿入角度を再設定することが可能となる。また、本発明では、各ガイドラインによって穿刺針の進路や穿刺針の挿入角度を確認することができる。このため、作業者の心理的負担を軽減しつつ、被検体の処置部に対して穿刺針の穿刺を確実に行うことができる。また、位置表示手段が位置表示部としての水平ラインを表示することから、第１断層画像と第２断層画像とに表示された水平ラインを確認することで、穿刺針が見え始める深さ位置を容易に予見することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記位置表示手段は、前記第１断層画像及び前記第２断層画像のうちの少なくとも一方において、前記ガイドラインと前記水平ラインとの交差位置に、前記位置表示部としてのガイドマークを表示することをその要旨とする。

従って、請求項２に記載の発明によると、断層画像に表示されたガイドマークを確認することで、穿刺針が見え始める位置を容易にかつ正確に予見することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記ガイドマークは、前記交差位置となる枠内に断層画像を表示した枠状のマークであることをその要旨とする。

従って、請求項３に記載の発明によると、枠状のガイドマークの枠内に穿刺針が見え始めるまでは、断層画像が表示されるため、ガイドラインや水平ラインで画像が隠れることなく穿刺針が見え始める瞬間を確実に確認することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記ガイドマークは、前記穿刺針の先端に対応した画像の直径よりも大きなサイズを有することをその要旨とする。

従って、請求項４に記載の発明によると、穿刺針の先端に対応した画像の直径よりも大きなサイズを有する枠状のガイドマークが表示されるので、ガイドマークと針先端の画像とが重なり合わず、穿刺針が見え始める瞬間をより確実に確認することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項２乃至４のいずれか１項において、前記位置表示手段は、前記第１断層画像及び前記第２断層画像において、同一形状及び同一サイズの前記ガイドマークを表示することをその要旨とする。

従って、請求項５に記載の発明によると、位置表示手段により、第１断層画像及び第２断層画像において、同一形状及び同一サイズのガイドマークが表示されるので、各断層画像において同じ位置を示していることが感覚的にわかりやすい。それゆえ、各断層画像において穿刺針が見え始める位置を比較的容易に確認することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項２乃至５のいずれか１項において、前記ガイドマーク及び前記水平ラインが破線であることをその要旨とする。

従って、請求項６に記載の発明によると、ガイドマーク及び水平ラインが破線であり、破線の隙間から画像が部分的に表示されるので、ガイドマーク及び水平ラインが実線で表示される場合と比較して被検体やその周辺の構造が把握し易くなる。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項において、前記位置表示手段は、前記ガイドラインと異なる色で前記水平ラインを表示することをその要旨とする。

従って、請求項７に記載の発明によると、ガイドラインと異なる色で水平ラインが表示されるため、水平ラインで示される穿刺針の深さ位置を容易に判断することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項において、前記位置表示手段は、前記ガイドラインと異なる線種で前記水平ラインを表示することをその要旨とする。

従って、請求項８に記載の発明によると、ガイドラインと異なる線種で水平ラインが表示されるため、水平ラインで示される穿刺針の深さ位置を容易に判断することができる。

請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項において、前記穿刺ガイド用アタッチメントにおける前記穿刺針の挿入角度の設定位置に応じた位置情報を入力する位置情報入力手段をさらに備え、前記挿入角度判定手段は、前記位置情報入力手段により入力された前記位置情報に基づいて、前記穿刺針の挿入角度を判断することをその要旨とする。

従って、請求項９に記載の発明によると、位置情報入力手段によって現時点での穿刺針の挿入角度の設定位置に応じた位置情報を入力することにより、穿刺針の挿入角度が判断される。そして、第２断層画像上に、その挿入角度での進路を示す第２のガイドラインが表示される。また、穿刺針の挿入角度に基づいて、穿刺針の先端が見え始める位置が予測され、その位置を示す位置表示部が各断層画像に表示される。この場合、作業者は、各断層画像に表示された位置表示部を確認することで、穿刺針が見え始める深さ位置を容易に予見することができ、第２断層画像上において第２のガイドラインが示す挿入角度で被検体に穿刺針を確実に挿入することができる。

請求項１０に記載の発明は、被検体の横断面を示す第１断層画像と、前記横断面に交差する方向の縦断面を示す第２断層画像とを取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が直交するように配列されたプローブ本体と、前記プローブ本体に固定され、前記第２断層画像が示す前記縦断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントとを備え、前記穿刺ガイド用アタッチメントに前記穿刺針の挿入角度が多段階的に調整可能な角度調整機構が設けられた超音波プローブを用い、前記超音波の送受信を行うことにより前記第１断層画像と前記第２断層画像とを同一画面上に同時に表示する方法において、前記穿刺ガイド用アタッチメントにおける前記穿刺針の挿入角度を判定する挿入角度判定ステップと、前記第１断層画像上に、前記穿刺針の進む方向を示す第１のガイドラインを表示するとともに、前記第２断層画像上に、前記穿刺針の挿入角度での進路を示す第２のガイドラインを表示するガイドライン表示ステップと、前記挿入角度判定手段が判定した前記穿刺針の挿入角度に基づいて、前記第１断層画像と前記第２断層画像とにおいて、前記穿刺針の先端が見え始める深さ位置を予測するとともに、作業者に対してその位置を事前に示す位置表示部としての水平ラインを表示する位置表示ステップとを含むことを特徴とする超音波画像表示方法をその要旨とする。

従って、請求項１０に記載の発明によると、挿入角度判定ステップにおいて、穿刺ガイド用アタッチメントにおける穿刺針の挿入角度が判定される。また、ガイドライン表示ステップにおいて、第１断層画像上に、穿刺針の進む方向を示す第１のガイドラインが表示されるとともに、第２断層画像上に、穿刺針の挿入角度での進路を示す第２のガイドラインが表示される。さらに、位置表示ステップにおいて、挿入角度判定手段が判定した穿刺針の挿入角度に基づいて、第１断層画像と第２断層画像とにおいて、穿刺針の先端が見え始める深さ位置が予測されるとともに、作業者に対してその位置を事前に示す位置表示部が表示される。このようにすると、作業者は、位置表示部を確認することで、第１断層画像と第２断層画像とにおいて穿刺針が見え始める深さ位置を容易に予見することができる。この結果、穿刺針が被検体の処置部に到達する瞬間を各断層画像で捉えることができるか否かを穿刺開始前に判断することができる。そして、捉えられないと判断した場合には、穿刺針の挿入角度を再設定することが可能となる。また、本発明では、各ガイドラインによって穿刺針の進路や穿刺針の挿入角度を確認することができる。このため、作業者の心理的負担を軽減しつつ、被検体の処置部に対して穿刺針の穿刺を確実に行うことができる。また、位置表示ステップにて位置表示部としての水平ラインを表示することから、第１断層画像と第２断層画像とに表示された水平ラインを確認することで、穿刺針が見え始める深さ位置を容易に予見することができる。

請求項１１に記載の発明は、被検体の横断面を示す第１断層画像と、前記横断面に交差する方向の縦断面を示す第２断層画像とを取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が直交するように配列されたプローブ本体と、前記プローブ本体に固定され、前記第２断層画像が示す前記縦断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントとを備え、前記穿刺ガイド用アタッチメントに前記穿刺針の挿入角度が多段階的に調整可能な角度調整機構が設けられた超音波プローブを用い、前記超音波の送受信を行うことにより前記第１断層画像と前記第２断層画像とを同一画面上に同時に表示する超音波画像表示装置に内蔵されるコンピュータを、前記穿刺ガイド用アタッチメントにおける穿刺針の挿入角度を判定する挿入角度判定手段と、前記第１断層画像上に、前記穿刺針の進む方向を示す第１のガイドラインを表示するとともに、前記第２断層画像上に、前記穿刺針の挿入角度での進路を示す第２のガイドラインを表示するガイドライン表示手段と、前記挿入角度判定手段が判定した前記穿刺針の挿入角度に基づいて、前記第１断層画像と前記第２断層画像とにおいて、前記穿刺針の先端が見え始める深さ位置を予測するとともに、作業者に対してその位置を事前に示す位置表示部としての水平ラインを表示する位置表示手段として動作させるためのプログラムを格納した記録媒体をその要旨とする。

従って、請求項１１に記載の発明によると、記録媒体に格納されたプログラムに従ってコンピュータを動作させることにより、請求項１に記載の超音波画像表示装置を実現することができる。そして、超音波画像表示装置を用いることにより、作業者の心理的負担を軽減しつつ、被検体の処置部に対して穿刺針の穿刺を確実に行うことができる。

以上詳述したように、請求項１〜１１に記載の発明によると、被検体に対する穿刺針の穿刺を簡単かつ確実に行うことができる。

本発明は、超音波プローブを用いて被検体の断層画像を表示し、穿刺針の位置を確認しながら穿刺を行うための超音波画像表示装置及びその作動方法、並びにプログラムを格納した記録媒体に関するものである。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、被検体に対する穿刺針の穿刺を簡単かつ確実に行うことができる超音波画像表示装置及びその作動方法を提供することにある。また、別の目的は、上記超音波画像表示装置に内蔵されるコンピュータを動作させるためのプログラムを格納した記録媒体を提供することにある。

請求項１０に記載の発明は、被検体の横断面を示す第１断層画像と、前記横断面に交差する方向の縦断面を示す第２断層画像とを取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が直交するように配列されたプローブ本体と、前記プローブ本体に固定され、前記第２断層画像が示す前記縦断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントとを備え、前記穿刺ガイド用アタッチメントに前記穿刺針の挿入角度が多段階的に調整可能な角度調整機構が設けられた超音波プローブを用い、前記超音波の送受信を行うことにより前記第１断層画像と前記第２断層画像とを同一画面上に同時に表示する方法において、前記穿刺ガイド用アタッチメントにおける前記穿刺針の挿入角度を判定する挿入角度判定ステップと、前記第１断層画像上に、前記穿刺針の進む方向を示す第１のガイドラインを表示するとともに、前記第２断層画像上に、前記穿刺針の挿入角度での進路を示す第２のガイドラインを表示するガイドライン表示ステップと、前記挿入角度判定手段が判定した前記穿刺針の挿入角度に基づいて、前記第１断層画像と前記第２断層画像とにおいて、前記穿刺針の先端が見え始める深さ位置を予測するとともに、作業者に対してその位置を事前に示す位置表示部としての水平ラインを表示する位置表示ステップとを含むことを特徴とする超音波画像表示装置の作動方法をその要旨とする。

Claims (12)

1. 被検体の横断面を示す第１断層画像と、前記横断面に交差する方向の縦断面を示す第２断層画像とを取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が直交するように配列されたプローブ本体と、
   前記プローブ本体に固定され、前記第２断層画像が示す前記縦断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントと
   を備え、前記穿刺ガイド用アタッチメントに前記穿刺針の挿入角度が多段階的に調整可能な角度調整機構が設けられた超音波プローブを用い、前記超音波の送受信を行うことにより前記第１断層画像と前記第２断層画像とを同一画面上に同時に表示する超音波画像表示装置であって、
   前記穿刺ガイド用アタッチメントにおける前記穿刺針の挿入角度を判定する挿入角度判定手段と、
   前記第１断層画像上に、前記穿刺針の進む方向を示す第１のガイドラインを表示するとともに、前記第２断層画像上に、前記穿刺針の挿入角度での進路を示す第２のガイドラインを表示するガイドライン表示手段と、
   前記挿入角度判定手段が判定した前記穿刺針の挿入角度に基づいて、前記第１断層画像と前記第２断層画像とにおいて、前記穿刺針の先端が見え始める深さ位置を予測するとともに、作業者に対してその位置を事前に示す位置表示部を表示する位置表示手段と
   を備えたことを特徴とする超音波画像表示装置。
2. 前記位置表示手段は、前記位置表示部としての水平ラインを表示することを特徴とする請求項１に記載の超音波画像表示装置。
3. 前記位置表示手段は、前記第１断層画像及び前記第２断層画像のうちの少なくとも一方において、前記ガイドラインと前記水平ラインとの交差位置に、前記位置表示部としてのガイドマークを表示することを特徴とする請求項２に記載の超音波画像表示装置。
4. 前記ガイドマークは、前記交差位置となる枠内に断層画像を表示した枠状のマークであることを特徴とする請求項３に記載の超音波画像表示装置。
5. 前記ガイドマークは、前記穿刺針の先端に対応した画像の直径よりも大きなサイズを有することを特徴とする請求項４に記載の超音波画像表示装置。
6. 前記位置表示手段は、前記第１断層画像及び前記第２断層画像において、同一形状及び同一サイズの前記ガイドマークを表示することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の超音波画像表示装置。
7. 前記ガイドマーク及び前記水平ラインが破線であることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の超音波画像表示装置。
8. 前記位置表示手段は、前記ガイドラインと異なる色で前記水平ラインを表示することを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の超音波画像表示装置。
9. 前記位置表示手段は、前記ガイドラインと異なる線種で前記水平ラインを表示することを特徴とする請求項２乃至８のいずれか１項に記載の超音波画像表示装置。
10. 前記穿刺ガイド用アタッチメントにおける前記穿刺針の挿入角度の設定位置に応じた位置情報を入力する位置情報入力手段をさらに備え、
    前記挿入角度判定手段は、前記位置情報入力手段により入力された前記位置情報に基づいて、前記穿刺針の挿入角度を判断する
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の超音波画像表示装置。
11. 被検体の横断面を示す第１断層画像と、前記横断面に交差する方向の縦断面を示す第２断層画像とを取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が直交するように配列されたプローブ本体と、
    前記プローブ本体に固定され、前記第２断層画像が示す前記縦断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントと
    を備え、前記穿刺ガイド用アタッチメントに前記穿刺針の挿入角度が多段階的に調整可能な角度調整機構が設けられた超音波プローブを用い、前記超音波の送受信を行うことにより前記第１断層画像と前記第２断層画像とを同一画面上に同時に表示する方法において、
    前記穿刺ガイド用アタッチメントにおける前記穿刺針の挿入角度を判定する挿入角度判定ステップと、
    前記第１断層画像上に、前記穿刺針の進む方向を示す第１のガイドラインを表示するとともに、前記第２断層画像上に、前記穿刺針の挿入角度での進路を示す第２のガイドラインを表示するガイドライン表示ステップと、
    前記挿入角度判定手段が判定した前記穿刺針の挿入角度に基づいて、前記第１断層画像と前記第２断層画像とにおいて、前記穿刺針の先端が見え始める深さ位置を予測するとともに、作業者に対してその位置を事前に示す位置表示部を表示する位置表示ステップと
    を含むことを特徴とする超音波画像表示方法。
12. 被検体の横断面を示す第１断層画像と、前記横断面に交差する方向の縦断面を示す第２断層画像とを取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が直交するように配列されたプローブ本体と、
    前記プローブ本体に固定され、前記第２断層画像が示す前記縦断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントと
    を備え、前記穿刺ガイド用アタッチメントに前記穿刺針の挿入角度が多段階的に調整可能な角度調整機構が設けられた超音波プローブを用い、前記超音波の送受信を行うことにより前記第１断層画像と前記第２断層画像とを同一画面上に同時に表示する超音波画像表示装置に内蔵されるコンピュータを、
    前記穿刺ガイド用アタッチメントにおける穿刺針の挿入角度を判定する挿入角度判定手段と、
    前記第１断層画像上に、前記穿刺針の進む方向を示す第１のガイドラインを表示するとともに、前記第２断層画像上に、前記穿刺針の挿入角度での進路を示す第２のガイドラインを表示するガイドライン表示手段と、
    前記挿入角度判定手段が判定した前記穿刺針の挿入角度に基づいて、前記第１断層画像と前記第２断層画像とにおいて、前記穿刺針の先端が見え始める深さ位置を予測するとともに、作業者に対してその位置を事前に示す位置表示部を表示する位置表示手段と
    して動作させるためのプログラムを格納した記録媒体。

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