JPWO2019150770A1 - 音響波装置および音響波装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

アーチファクトの存在により音響波画像に含まれる被検体の組織等がユーザに視認されにくくなることを防止する音響波装置および音響波装置の制御方法を提供する。音響波装置（１）は、光音響波発生部（２１）を有する挿入物（１３）と、光音響波発生部（２１）に光を照射する光源（１４）と、光音響波発生部（２１）による光音響波の受信信号から挿入物画像信号（ＳＡ）を生成する挿入物画像信号生成部（１０）と、挿入物画像信号（ＳＡ）の信号強度Ｅがピーク値となるピーク位置（Ｐ０）を中心として定められた基準信号幅（Ｗ２）に相当する最大幅を有し且つ中心における信号強度（Ｅ）がピーク値である挿入物表示画像信号（ＳＢ）を生成する挿入物表示画像信号生成部（１２）とを備える。

Description

本発明は、音響波装置および音響波装置の制御方法に係り、特に、穿刺針等の挿入物を備える音響波装置および音響波装置の制御方法に関する。

従来から、超音波および光音響波等の音響波を用いて被検体の断層画像を得る技術が知られている。例えば、超音波を用いて被検体の断層画像を得る超音波装置は、一般的に、複数の素子が配列されたアレイトランスデューサから被検体内に向けて超音波ビームを送信し、被検体からの超音波エコーをアレイトランスデューサにより受信して素子データを取得する。さらに、超音波装置は、取得した素子データを電気的に処理して、被検体の部位が写る超音波画像を生成することができる。また、例えば、光音響波を用いて被検体の断層画像を得る光音響装置は、一般的に、レーザ光源から発せられたレーザ光を被検体内に照射し、被検体の組織に含まれるヘモグロビン等の生体内物質から出射される光音響波をアレイトランスデューサにより受信して素子データを取得する。光音響装置は、この素子データを電気的に処理して、被検体の部位が写る光音響画像を生成することができる。

また、従来、被検体に穿刺針等の挿入物を挿入することにより、試料採取および薬液注入等の処置が行われている。このように、挿入物を使用して試料採取および薬液注入等の処置を行う際に、被検体の安全のため、挿入物の先端部の位置が確認できるように種々の工夫がなされている。

例えば、特許文献１には、先端部に光音響波発生部を有する穿刺針を備え、この光音響波発生部にレーザ光を照射して、発生した光音響波を受信することにより、穿刺針の先端部の画像を生成することができる超音波装置が開示されている。特許文献１に開示されている超音波装置は、超音波を用いて生成した被検体の断層画像に穿刺針の先端部の画像を重畳した合成画像を、表示部に表示する。

特開２０１６−６４０１１号公報

しかしながら、本発明者らは、特許文献１に開示されているような、先端部に光音響波発生部を有する穿刺針等の挿入物が血管内に挿入された場合等に、挿入物の先端部の画像が膨張して表示される、いわゆるアーチファクトが発生するおそれがあることを発見した。このような場合には、アーチファクトの存在により、被検体の断層画像に含まれる組織等がユーザに視認されにくくなり、ユーザが挿入物の先端部の精確な位置を確認することが困難になるという問題がある。

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、アーチファクトの存在により音響波画像に含まれる被検体の組織等がユーザに視認されにくくなることを防止することができる音響波装置および音響波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、本発明の一態様に係る音響波装置は、被検体内に超音波ビームまたはレーザ光を照射することにより被検体の組織から音響波を出射させる被検体用ビーム照射部と、被検体内に挿入可能であり且つ先端部に光音響波発生部を有する挿入物と、挿入物の光音響波発生部にレーザ光を照射することにより光音響波発生部から光音響波を発生させる挿入物用レーザ光源と、被検体の組織から出射される音響波を受信して断層画像生成用受信信号を生成し且つ光音響波発生部による光音響波を受信して挿入物画像生成用受信信号を生成する受信信号生成部と、断層画像生成用受信信号から被検体の断層画像を表す断層画像信号を生成する断層画像信号生成部と、挿入物画像生成用受信信号から挿入物の先端部の画像を表す挿入物画像信号を生成する挿入物画像信号生成部と、挿入物画像信号の信号強度がピーク値となるピーク位置を中心として定められた基準信号幅に相当する最大幅を有し且つ中心における信号強度がピーク値である挿入物表示画像信号を生成する挿入物表示画像信号生成部と、表示部とを備え、断層画像信号と挿入物表示画像信号に基づいて被検体の断層画像と挿入物の先端部の画像とを重畳させて表示部に表示させることを特徴とする。

また、ピーク値に対して定められた割合の信号強度を有する挿入物画像信号の第１信号幅を検出する第１信号幅検出部をさらに備え、挿入物表示画像信号生成部は、第１信号幅が基準信号幅よりも大きい場合に、挿入物画像信号のうち、中心から基準信号幅までの部分からなる挿入物表示画像信号を生成し、第１信号幅が基準信号幅よりも小さい場合に、挿入物画像信号から、すべての部分が定められた下限信号強度よりも大きい信号強度を有する挿入物表示画像信号を生成することができる。

さらに、挿入物表示画像信号生成部は、第１信号幅が基準信号幅よりも小さい場合に、挿入物画像信号のうち、下限信号強度よりも小さい信号強度を含む部分の信号強度を下限信号強度にまで増大させた挿入物表示画像信号を生成することができる。
もしくは、挿入物表示画像信号生成部は、第１信号幅が基準信号幅よりも小さい場合に、挿入物画像信号のうち、下限信号強度よりも大きい信号強度を含む部分の信号幅を基準信号幅にまで拡大した挿入物表示画像信号を生成することもできる。

また、挿入物の先端部の画像を表示部に強調して表示させる画像強調部をさらに有することができる。
画像強調部は、ピーク位置を中心とし且つ第１信号幅を有する領域の輪郭線を、挿入物の先端部の画像に重畳して表示部に表示させることができる。
さらに、画像強調部は、第１信号幅が基準信号幅よりも大きい場合と、第１信号幅が基準信号幅よりも小さい場合とにおいて、挿入物の先端部の画像の外周部を互いに異なる色により表示部に表示させることができる。
さらに、画像強調部は、第１信号幅が基準信号幅よりも大きい場合と、第１信号幅が基準信号幅よりも小さい場合とにおいて、挿入物の先端部の画像を互いに異なる色により表示部に表示させることができる。

ユーザが入力操作を行うための操作部と、基準信号幅を設定するための基準信号幅設定部をさらに有し、基準信号幅設定部は、操作部を介してユーザにより設定された値を基準信号幅として設定することができる。

もしくは、基準信号幅を設定する基準信号幅設定部と、挿入物の先端部の直径を記録した先端径記録部をさらに有し、基準信号幅設定部は、先端径記録部に記録された挿入物の先端部の直径に対して定められた係数を乗じて換算値を算出し、換算値を基準信号幅として設定することもできる。

被検体用ビーム照射部は、被検体内に超音波ビームを照射することにより被検体の組織から超音波エコーを出射させ、受信信号生成部は、被検体の組織による超音波エコーを受信して断層画像生成用信号を生成することができる。
もしくは、前記被検体用ビーム照射部は、前記被検体内にレーザ光を照射することにより前記被検体の組織から光音響波を出射させ、
前記受信信号生成部は、前記被検体の組織による光音響波を受信して前記断層画像生成用受信信号を生成することもできる。

本発明の一態様に係る音響波装置の制御方法は、被検体内に超音波ビームまたはレーザ光を照射することにより被検体の組織から出射される音響波を受信して断層画像生成用受信信号を生成し、被検体内に挿入可能であり且つ先端部に光音響波発生部を有する挿入物に対して、光音響波発生部にレーザ光を照射し、光音響波発生部による光音響波を受信して挿入物画像生成用受信信号を生成し、挿入物画像生成用受信信号から挿入物の先端部の画像を表す挿入物画像信号を生成し、断層画像生成用受信信号から被検体の断層画像を表す断層画像信号を生成し、挿入物画像信号の信号強度がピーク値となるピーク位置を中心として定められた基準信号幅に相当する最大幅を有し且つ中心における信号強度がピーク値である挿入物表示画像信号を生成し、断層画像信号と挿入物表示画像信号に基づいて被検体の断層画像と挿入物の先端部の画像を重畳させて表示部に表示させることを特徴とする。

本発明によれば、挿入物画像生成用受信信号から挿入物の先端部の画像を表す挿入物画像信号を生成する挿入物画像信号生成部と、挿入物画像信号の信号強度がピーク値となるピーク位置を中心として定められた基準信号幅に相当する最大幅を有し且つ中心における信号強度がピーク値である挿入物表示画像信号を生成する挿入物表示画像信号生成部とを備えているため、アーチファクトの存在により音響波画像が視認しにくくなることを防止することができる。

本発明の実施の形態１に係る超音波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１における被検体用ビーム照射部と受信信号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における挿入物の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１における挿入物用レーザ光源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における受信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における断層画像信号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に係る超音波装置の動作を表すフローチャートである。 本発明の実施の形態１における挿入物表示画像信号の生成動作を表すフローチャートである。 本発明の実施の形態１において、挿入物画像信号の第１信号幅が基準信号幅よりも大きい場合の挿入物表示画像信号を表す概念図である。 本発明の実施の形態１において、挿入物画像信号の第１信号幅が基準信号幅よりも小さい場合の挿入物表示画像信号を表す概念図である。 従来の音響波装置において表示される挿入物の先端部の画像の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１の超音波装置において表示される挿入物の先端部の画像の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１の変形例において、挿入物画像信号の第１信号幅が基準信号幅よりも小さい場合の挿入物表示画像信号を表す概念図である。 本発明の実施の形態２における挿入物表示画像信号生成部の内部構成を表すブロック図である。 本発明の実施の形態２における、基準信号幅よりも大きい第１信号幅を有する領域の輪郭線を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態２における、基準信号幅よりも小さい第１信号幅を有する領域の輪郭線を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態２の変形例において第１信号幅が基準信号幅よりも大きい場合の、挿入物の先端部の画像の外周部を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態２の変形例において第１信号幅が基準信号幅よりも小さい場合の、挿入物の先端部の画像の外周部を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態２の他の変形例において第１信号幅が基準信号幅よりも大きい場合の、挿入物の先端部の画像を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態２の他の変形例において第１信号幅が基準信号幅よりも小さい場合の、挿入物の先端部の画像を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態３において、第１信号幅が基準信号幅よりも大きい場合の挿入物表示画像信号を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態３において、第１信号幅が基準信号幅よりも小さい場合の挿入物表示画像信号を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態４における挿入物画像信号を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態４の変形例において、第１信号幅が基準信号幅よりも大きい場合の挿入物表示画像信号を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態４の変形例において、第１信号幅が基準信号幅よりも小さい場合の挿入物表示画像信号を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態４の他の変形例において、第１信号幅が基準信号幅よりも大きい場合の挿入物表示画像信号を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態４の他の変形例において、第１信号幅が基準信号幅よりも小さい場合の挿入物表示画像信号を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態４のさらに他の変形例において、第１信号幅が基準信号幅よりも大きい場合の挿入物表示画像信号を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態４のさらに他の変形例において、第１信号幅が基準信号幅よりも小さい場合の挿入物表示画像信号を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態５に係る超音波装置の構成を表すブロック図である。 本発明の実施の形態５の変形例に係る超音波装置の構成を表すブロック図である。 本発明の実施の形態６に係る光音響装置の構成を表すブロック図である。

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に係る音響波装置である超音波装置１の構成を示す。図１に示すように、超音波装置１は、アレイトランスデューサ２を備えており、アレイトランスデューサ２に、送信部３および受信部４がそれぞれ接続されている。受信部４には、データ分離部５、断層画像信号生成部６、画像重畳部７、表示制御部８および表示部９が順次接続されている。また、データ分離部５に、挿入物画像信号生成部１０が接続されている。また、挿入物画像信号生成部１０に、第１信号幅検出部１１および挿入物表示画像信号生成部１２が順次接続されている。さらに、挿入物表示画像信号生成部１２は、画像重畳部７に接続されている。また、超音波装置１は、挿入物１３を備えており、挿入物１３は、挿入物用レーザ光源１４に接続されている。

さらに、送信部３、受信部４、断層画像信号生成部６、画像重畳部７、表示制御部８、挿入物画像信号生成部１０、第１信号幅検出部１１、挿入物表示画像信号生成部１２、および挿入物用レーザ光源１４に、装置制御部１５が接続されており、装置制御部１５に、操作部１６および格納部１７が接続されている。装置制御部１５と格納部１７とは、互いに、双方向の情報の受け渡しが可能に接続されている。
また、アレイトランスデューサ２は、プローブ１８に含まれている、さらに、送信部３、受信部４、データ分離部５、断層画像信号生成部６、画像重畳部７、表示制御部８、挿入物画像信号生成部１０、第１信号幅検出部１１、挿入物表示画像信号生成部１２および装置制御部１５により、プロセッサ１９が構成されている。

また、図２に示すように、アレイトランスデューサ２および送信部３により被検体用ビーム照射部Ｂ１が構成され、アレイトランスデューサ２および受信部４により受信信号生成部Ｂ２が構成されている。

図１に示す挿入物１３は、超音波診断の際に被検体内に挿入されて、試料採取および薬液注入等の処置をするために使用される。挿入物１３としては、例えば、穿刺針、カテーテル、鉗子等を用いることができ、例えば、図３に示すような穿刺針を用いることができる。図３に示す挿入物１３は、その内部において、外部に配置される挿入物用レーザ光源１４から挿入物１３の先端部ＦＥ近傍まで至るように、光ファイバー等の導光部材２０が設けられている。また、挿入物１３の内部において、挿入物１３の先端部ＦＥ近傍に、光音響波発生部２１が配置されており、光音響波発生部２１に、導光部材２０の先端部Ａが埋設されている。

この光音響波発生部２１は、光を吸収する材料、例えば、黒色顔料が混合されたエポキシ樹脂、フッ素樹脂またはポリウレタン樹脂等の合成樹脂からなり、光が照射されることにより、収縮および膨張し、光音響波を発生する。図３に示す挿入物１３では、挿入物用レーザ光源１４から出射された光が導光部材２０を介して光音響波発生部２１に照射されることにより、光音響波発生部２１から光音響波が発生する。

挿入物用レーザ光源１４は、図４に示すように、レーザロッド２２、励起光源２３、ミラー２４、ミラー２５、およびＱスイッチ２６を有している。レーザロッド２２は、レーザ媒質であり、レーザロッド２２に、例えば、アレキサンドライト結晶を用いることができる。励起光源２３は、レーザロッド２２に励起光を照射する光源であり、例えば、励起光源２３として、フラッシュランプおよびレーザダイオード等の光源を用いることができる。

ミラー２４および２５は、レーザロッド２２を挟んで互いに対向しており、ミラー２４および２５により光共振器が構成されている。この光共振器においては、ミラー２５が出力側である。光共振器内には、Ｑスイッチ２６が挿入されており、Ｑスイッチ２６により、光共振器内の挿入損失が大きい状態から挿入損失が小さい状態へと急速に変化させることにより、パルスレーザ光を得ることができる。挿入物用レーザ光源１４の出力側のミラー２５から出射されたパルスレーザ光は、導光部材２０を介して挿入物１３に導光される。

図１に示すプローブ１８のアレイトランスデューサ２は、１次元または２次元に配列された複数の振動子を有している。これらの振動子は、それぞれ送信部３から供給される駆動信号に従って超音波を送信し、且つ、被検体からの超音波エコーを受信して断層画像生成用受信信号を出力する。さらに、これらの素子は、挿入物用レーザ光源１４から挿入物１３の光音響波発生部２１に光が照射されることにより発生する光音響波を受信して、挿入物画像生成用受信信号を出力する。
各振動子は、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および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することにより構成される。

プロセッサ１９の送信部３は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、装置制御部１５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、アレイトランスデューサ２の複数の振動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振動子に供給する。このように、アレイトランスデューサ２の振動子の電極にパルス状または連続波状の電圧が印加されると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状また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。

送信された超音波ビームは、例えば、被検体の部位等の対象において反射され、プローブ１８のアレイトランスデューサ２に向かって伝搬する。このようにアレイトランスデューサ２に向かって伝搬する超音波エコーは、アレイトランスデューサ２を構成するそれぞれの振動子により受信される。この際に、アレイトランスデューサ２を構成するそれぞれの振動子は、伝搬する超音波エコーを受信することにより伸縮して電気信号を発生させ、これらの電気信号を断層画像生成用受信信号として受信部４に出力する。

また、挿入物用レーザ光源１４から出射された光が挿入物１３の光音響波発生部２１に照射されることにより発生した光音響波も、アレイトランスデューサ２を構成するそれぞれの振動子により受信される。この際に、アレイトランスデューサ２を構成するそれぞれの振動子は、超音波を受信した場合と同様に、光音響波を受信することにより伸縮して電気信号を発生させ、これらの電気信号を挿入物画像生成用受信信号として受信部４に出力する。

プロセッサ１９の受信部４は、装置制御部１５からの制御信号に従って、アレイトランスデューサ２から出力される断層画像生成用受信信号の処理および挿入物画像生成用受信信号の処理を行う。図５に示すように、受信部４は、増幅部２９およびＡＤ（Analog Digital）変換部３０が直列接続された構成を有している。増幅部２９は、アレイトランスデューサ２を構成するそれぞれの素子から入力された断層画像生成用受信信号および挿入物画像生成用受信信号を増幅し、増幅した受信信号をＡＤ変換部３０に送信する。ＡＤ変換部３０は、増幅部２９から送信された断層画像生成用受信信号および挿入物画像生成用受信信号を、それぞれ、デジタル化されたデータに変換し、これらのデータをプロセッサ１９のデータ分離部５に送出する。

プロセッサ１９のデータ分離部５は、受信部４から出力された断層画像生成用受信信号のデータと挿入物画像生成用受信信号のデータとを分離し、断層画像生成用受信信号のデータを断層画像信号生成部６に出力し、挿入物画像生成用受信信号のデータを挿入物画像信号生成部１０に出力する。

プロセッサ１９の断層画像信号生成部６は、図６に示すように、信号処理部３１、ＤＳＣ（Digital Scan Converter：デジタルスキャンコンバータ）３２および画像処理部３３が直列接続された構成を有している。信号処理部３１は、装置制御部１５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、断層画像生成用受信信号の各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１つの走査ラインに絞り込まれた音線信号が生成される。また、信号処理部３１は、生成された音線信号に対して、超音波が反射した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。このように生成されたＢモード画像信号は、ＤＳＣ３２に出力される。

断層画像信号生成部６のＤＳＣ３２は、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ラスター変換する。断層画像信号生成部６の画像処理部３３は、ＤＳＣ３２において得られた画像データに対して、明るさ補正、諧調補正、シャープネス補正および色補正等の各種の必要な画像処理を施した後、Ｂモード画像信号を画像重畳部７に出力する。

プロセッサ１９の挿入物画像信号生成部１０は、挿入物画像生成用受信信号から挿入物１３の先端部ＦＥの画像を表す挿入物画像信号を生成する。挿入物画像信号生成部１０は、図示しないが、断層画像信号生成部６と同様の内部構成を有している。データ分離部５から挿入物画像信号生成部１０に挿入物画像生成用受信信号が入力されると、挿入物画像信号生成部１０は、断層画像信号生成部６が行う処理と同様の処理を挿入物画像生成用受信信号に対して施して、挿入物１３の先端部ＦＥの画像を表す挿入物画像信号を生成する。

プロセッサ１９の第１信号幅検出部１１は、挿入物画像信号生成部１０により生成された挿入物画像信号における信号強度のピーク値に対して定められた割合の信号強度を有する挿入物画像信号の第１信号幅を検出する。第１信号幅とは、挿入物画像信号生成部１０により生成された挿入物画像信号における、信号強度のピーク値に対して定められた割合の信号強度を有する信号群の幅をいう。例えば、定められた割合を２０％とした場合に、第１信号幅検出部１１は、挿入部物画像信号の信号強度のピーク値の２０％の値を有する挿入物画像信号の信号幅を、第１信号幅として検出する。

ところで、挿入物１３の先端部ＦＥが血管に挿入された場合等に、挿入物１３の先端部ＦＥ周辺を伝搬する光音響波が減衰しにくくなることがある。そのため、挿入物１３の先端部ＦＥが血管に挿入された場合等に、挿入物１３の先端部ＦＥが血管に挿入されていない場合等の典型的な挿入物画像信号と比較して、ピーク値を中心とした広い範囲において高い信号強度を有する挿入物画像信号が得られることがある。このような挿入物画像信号が表示部９に表示された場合には、挿入物１３の先端部ＦＥの画像が膨張して表示される、いわゆるアーチファクトが発生する。プロセッサ１９の挿入物表示画像信号生成部１２は、このようなアーチファクトを表示部９に表示させないために、挿入物画像信号の信号幅を、定められた基準信号幅に相当する最大幅となるように調節した挿入物表示画像信号を生成する。

この際に、挿入物表示画像信号生成部１２は、第１信号幅検出部１１により検出された挿入物画像信号の第１信号幅と、定められた基準信号幅に基づいて、挿入物表示画像信号を生成する。
ここで、基準信号幅は、挿入物１３の先端部ＦＥの画像の表示幅として設定される信号幅である。基準信号幅は、挿入物１３の先端部ＦＥの画像が重畳される被検体の断層画像が視認しにくくならないように、且つ、挿入物１３の先端部ＦＥの画像がユーザに十分明確に視認されるように設定されることが望ましい。

プロセッサ１９の画像重畳部７は、断層画像信号生成部６により生成された断層画像信号と、挿入物表示画像信号生成部１２により生成された挿入物表示画像信号に基づいて、被検体の断層画像と挿入物１３の先端部ＦＥの画像を重畳させて表示制御部８に出力する。ここで、「被検体の断層画像と挿入物１３の先端部ＦＥの画像を重畳させる」とは、断層画像信号に基づいて生成された被検体の断層画像と挿入物表示画像信号に基づいて生成された挿入物１３の先端部ＦＥの画像を単に重ね合わせること、または、断層画像信号と挿入物表示画像信号を合成した合成信号を形成することにより被検体の断層画像と挿入物１３の先端部ＦＥの画像が重畳された１枚の画像を生成することをいう。

プロセッサ１９の装置制御部１５は、格納部１７等に予め記憶されているプログラムおよび操作部１６を介したユーザの操作に基づいて、超音波装置１の各部の制御を行う。
プロセッサ１９の表示制御部８は、装置制御部１５の制御の下、画像重畳部７から出力された画像に所定の処理を施して、表示部９に表示可能な画像を生成する。

超音波装置１の表示部９は、表示制御部８により生成された画像を表示し、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む。
超音波装置１の操作部１６は、ユーザ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、タッチパッドおよ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１７は、超音波装置１の動作プログラム等を格納する。格納部１７は、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、またはネットワークに接続されたサーバ等を用いることができる。

なお、送信部３、受信部４、データ分離部５、断層画像信号生成部６、画像重畳部７、表示制御部８、挿入物画像信号生成部１０、第１信号幅検出部１１、挿入物表示画像信号生成部１２および装置制御部１５を有するプロセッサ１９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）、および、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための制御プログラムから構成されるが、デジタル回路を用いて構成されてもよい。また、これらの送信部３、受信部４、データ分離部５、断層画像信号生成部６、画像重畳部７、表示制御部８、挿入物画像信号生成部１０、第１信号幅検出部１１、挿入物表示画像信号生成部１２および装置制御部１５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。

次に、図７に示すフローチャートを用いて、実施の形態１における超音波装置１の動作について詳細に説明する。
まず、ステップＳ１において、被検体の断層画像を表す断層画像信号が生成される。この際に、まず、アレイトランスデューサ２から被検体内に超音波ビームを照射することにより被検体の組織から超音波エコーを出射させ、超音波エコーがアレイトランスデューサ２により受信されることにより、断層画像生成用受信信号が生成される。このようにして得られた断層画像生成用受信信号に基づいて、断層画像信号生成部６により、断層画像信号が生成される。

次に、ステップＳ２において、挿入物用レーザ光源１４から挿入物１３の光音響波発生部２１にレーザ光が照射される。これにより、光音響波発生部２１から光音響波が発生する。
続くステップＳ３において、アレイトランスデューサ２は、光音響波発生部２１から光音響波を受信して、挿入物画像生成用受信信号を生成する。
ステップＳ４では、挿入物画像生成用受信信号がデータ分離部５を介して挿入物画像信号生成部１０に出力されて、挿入物画像信号生成部１０により挿入物画像信号が生成される。

続くステップＳ５では、ステップＳ４において生成された挿入物画像信号の信号強度がピーク値となるピーク位置を中心として定められた基準信号幅Ｗ２に相当する最大幅を有し且つピーク位置における信号強度が挿入物画像信号のピーク値である挿入物表示画像信号が生成される。より詳細には、ステップＳ５において、図８のフローチャートに示す処理が行われる。図８に示すように、ステップＳ５は、ステップＳ７〜ステップＳ１０により構成されている。

まず、ステップＳ７において、第１信号幅検出部１１は、ステップＳ４で生成された挿入物画像信号の第１信号幅Ｗ１を検出する。この際に、第１信号幅検出部１１は、挿入物画像信号のピーク値に対して定められた割合の信号強度を有する挿入物画像信号の信号幅を、第１信号幅として検出する。例えば、挿入物画像信号のピーク値に対して定められた割合の信号強度が、挿入物画像信号のピーク値に対して２０％の信号強度である場合には、第１信号幅検出部１１は、図９に示すように、挿入物画像信号ＳＡの信号強度Ｅのピーク値である１．０の２０％である０．２を信号強度として有する挿入物画像信号ＳＡの信号幅Ｗ１を、第１信号幅Ｗ１として検出する。ここで、図９に示される挿入物画像信号ＳＡは、信号強度Ｅのピーク値が１．０となるように規格化されており、以降において挿入物画像信号ＳＡを示す際も、ピーク値が１．０となるように規格化した画像信号を示すこととする。

ステップＳ８において、挿入物表示画像信号生成部１２は、ステップＳ７で検出された第１信号幅Ｗ１が、定められた基準信号幅Ｗ２よりも大きいか否かを判定する。第１信号幅Ｗ１が基準信号幅Ｗ２よりも大きい場合には、挿入物表示画像信号生成部１２は、ステップＳ９において、挿入物画像信号ＳＡのうち、挿入物画像信号ＳＡの信号強度Ｅがピーク値となるピーク位置を中心とし、中心から基準信号幅Ｗ２までの部分からなる挿入物表示画像信号を生成する。

例えば、図９に示すように、挿入物表示画像信号生成部１２は、挿入物画像信号ＳＡのうち、信号強度Ｅがピーク値である１．０となるピーク位置Ｐ０を中心として、この中心から定められた基準信号幅Ｗ２までの部分を挿入物表示画像信号ＳＢとする。ここで、図９における細線ＦＬは、信号強度Ｅが一定の値、例えば０．９である信号強度の等強度線を表している。図９に示される挿入物表示画像信号ＳＢは、ピーク位置Ｐ０を中心とした広い範囲において、信号強度Ｅの減衰が少なく、大きい信号強度Ｅを有していることがわかる。

また、ステップＳ８において、第１信号幅Ｗ１が定められた基準信号幅Ｗ２よりも小さいと判定した場合には、挿入物表示画像信号生成部１２は、ステップＳ１０に進み、挿入物画像信号ＳＡから、すべての部分が定められた下限信号強度ＥＬよりも大きい信号強度を有する挿入物表示画像信号ＳＢを生成する。

例えば、図１０に示すように、挿入物表示画像信号生成部１２は、挿入物画像信号ＳＡのピーク位置Ｐ０を中心とした、ピーク位置Ｐ０から基準信号幅Ｗ２までの領域において、挿入物画像信号ＳＡのうち、下限信号強度ＥＬである０．８よりも小さい信号強度を有する部分の信号強度を、一律に０．８にまで増大させた画像信号を挿入物表示画像信号ＳＢとする。ここで、図１０における２本の細線ＦＬは、それぞれ信号強度Ｅが０．９、および０．８である信号強度Ｅの等強度線を表している。これらの等強度線からもわかるように、図１０に示される挿入物表示画像信号ＳＢは、ピーク位置Ｐ０を中心とする狭い範囲において０．８よりも大きい信号強度を有し、それ以外の部分は一律に０．８の信号強度を有している。このように、挿入物表示画像信号ＳＢのすべての部分の信号強度Ｅを下限信号強度ＥＬよりも大きくすることにより、挿入物１３の先端部ＦＥの画像を表示部９に明確に表示することができる。

以上のように、ステップＳ９またはステップＳ１０において挿入物表示画像信号ＳＢが生成されることにより、ステップＳ５の処理が完了する。
ステップＳ５において挿入物表示画像信号ＳＢが生成されると、ステップＳ６において、画像重畳部７は、この挿入物表示画像信号ＳＢとステップＳ１において生成された断層画像信号に基づいて、被検体の断層画像と挿入物１３の先端部ＦＥの画像を重畳させて表示部９に表示させる。被検体の断層画像と挿入物１３の先端部ＦＥの画像が重畳されて表示部９に表示されると、実施の形態１に係る超音波装置１の動作は終了する。

ここで、先端部に光音響波発生部を有する挿入物を備え、被検体の断層画像を生成する従来の超音波装置等の音響波装置において、例えば挿入物の先端部が血管内に挿入されている場合等には、光音響波発生部からの光音響波に対応する挿入物画像生成用受信信号の最大の信号強度が大きいほど挿入物の先端部近傍における光音響波が減衰しにくくなるため、挿入物の先端部の画像の表示幅が大きくなる傾向がある。そのため、従来の音響波装置では、例えば、図１１に示すように、アーチファクトが発生した挿入物の先端部の画像Ｔ１が被検体の断層画像Ｕに重畳されて表示部に表示される。これにより、断層画像Ｕに含まれる被検体の組織等がユーザに視認されにくくなり、ユーザが挿入物の先端部の精確な位置を確認することが困難になることがあった。

一方、本発明の実施の形態１に係る超音波装置１によれば、定められた基準信号幅Ｗ２に相当する表示幅を有する挿入物表示画像信号ＳＢが生成される。そのため、光音響波発生部２１からの光音響波に対応する挿入物画像生成用受信信号の最大の信号強度が大きくなったとしても、挿入物１３の先端部ＦＥの画像の最大幅を、常に一定の基準信号幅Ｗ２に相当する幅とすることができる。よって、超音波装置１によれば、例えば、図１２に示すように、アーチファクトの影響を抑制した挿入物１３の先端部ＦＥの画像Ｔ２を被検体の断層画像Ｕに重畳して表示部９に表示できる。これにより、断層画像Ｕに含まれる被検体の組織がユーザに視認されにくくなることを防止し、ユーザが挿入物１３の先端部ＦＥの位置をより精確に確認することができる。

また、先端部に光音響波発生部を有する挿入物を備えた従来の音響波装置では、例えば、挿入物の位置および傾き、被検体に対するプローブの接触状態、音響波装置の状態、挿入物の経年変化および光音響波発生部の状態等に起因して、表示部に表示される挿入物の先端部の画像のサイズが変化する場合がある。このように挿入物の先端部の画像のサイズが変化すると、挿入物の先端部の画像を視認しているユーザが違和感を有し、挿入物を操作する際の手技に支障が生じる可能性があった。

しかしながら、本発明の実施の形態１に係る超音波装置１によれば、挿入物１３の先端部ＦＥの画像の最大幅を、常に基準信号幅Ｗ２に相当する表示幅とするため、ユーザが挿入物１３の先端部ＦＥの画像を視認する際に違和感を有することを抑制し、挿入物１３を操作する際の手技に支障が生じることを防止することができる。

また、実施の形態１において生成される挿入物表示画像信号ＳＢは、図９および図１０に示すように、少なくともピーク位置Ｐ０を中心とするピーク位置Ｐ０の近傍の領域において、ピーク位置Ｐ０から離れるに従って信号強度Ｅが減衰する信号波形を有しており、特に、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が基準信号幅Ｗ２よりも小さい場合には、ピーク位置Ｐ０を中心とする一定の領域よりも外側の領域において一律に定められた下限信号強度ＥＬを有している。そのため、実施の形態１の超音波装置１によれば、挿入物表示画像信号ＳＢに対応する挿入物１３の先端部ＦＥの画像をユーザが明確に視認することができるだけでなく、容易にピーク位置Ｐ０を把握することもできる。

なお、実施の形態１において、ステップＳ１において断層画像信号を生成した後に、ステップＳ２〜ステップＳ４において挿入物画像信号ＳＡを生成しているが、挿入物画像信号ＳＡを生成した後に断層画像信号を生成してもよい。

また、挿入物表示画像信号ＳＢの生成動作におけるステップＳ１０では、図１０に示すような挿入物表示画像信号ＳＢが生成されているが、挿入物１３の先端部ＦＥの画像を表示部９に明確に表示させることができれば、図１０に示す挿入物表示画像信号ＳＢの信号波形とは異なる信号波形を有する挿入物表示画像信号ＳＢが生成されてもよい。

例えば、ステップＳ１０において、挿入物表示画像信号生成部１２は、挿入物画像信号ＳＡのうち、下限信号強度ＥＬよりも大きい信号強度を含む部分の信号幅を基準信号幅Ｗ２にまで拡大した挿入物表示画像信号ＳＢを生成することができる。より具体的には、挿入物表示画像信号生成部１２は、図１３に示すように、例えば下限信号強度ＥＬを０．８として、挿入物画像信号ＳＡのうち、０．８よりも大きい信号強度を有する部分の信号幅Ｗ３を基準信号幅Ｗ２にまで拡大した画像信号を挿入物表示画像信号ＳＢとする。このような信号波形を有する挿入物表示画像信号ＳＢが生成されることにより、ユーザは、挿入物表示画像信号ＳＢに対応する挿入物１３の先端部ＦＥの画像を明確に視認することができ、ピーク位置Ｐ０についても容易に把握することができる。
なお、ステップＳ８において挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が基準信号幅Ｗ２に等しい場合には、ステップＳ９に進んで、挿入物画像信号ＳＡのうち挿入物画像信号ＳＡの信号強度Ｅがピーク値となるピーク位置を中心とし、中心から基準信号幅Ｗ２までの部分からなる挿入物表示画像信号を生成してもよく、あるいは、ステップＳ１０に進んで、挿入物画像信号ＳＡから、すべての部分が定められた下限信号強度ＥＬより大きい信号強度を有する挿入物表示画像信号ＳＢを生成してもよい。

実施の形態２
実施の形態１によれば、最大幅が基準信号幅Ｗ２に等しくなるように調節された挿入物表示画像信号ＳＢが生成されるため、結果的に、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅は、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１に対して拡大または縮小された画像信号となることがある。そこで、挿入物１３の先端部ＦＥの画像に対応する挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から拡大されたか縮小されたかをユーザに認識させることにより、被検体内における挿入物１３の先端部ＦＥの位置関係についてユーザの注意を促すことができる。

実施の形態２に係る音響波装置である超音波装置は、図１に示す実施の形態１の超音波装置１において、挿入物表示画像信号生成部１２の代わりに図１４に示す挿入物表示画像信号生成部３６を用いる。その他は、実施の形態１の超音波装置１と同一の構成を有している。実施の形態２における挿入物表示画像信号生成部３６は、挿入物表示画像信号特定部３７と画像強調部３８が直列接続された構成を有している。

挿入物表示画像信号生成部３６の挿入物表示画像信号特定部３７は、挿入物画像信号ＳＡに基づいて生成された挿入物表示画像信号ＳＢを特定する。挿入物表示画像信号特定部３７は、実施の形態１における挿入物表示画像信号生成部１２が行う処理と同様の処理を挿入物画像信号ＳＡに対して施す。

挿入物表示画像信号生成部３６の画像強調部３８は、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１とは異なる場合、すなわち挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から拡大された画像信号または縮小された画像信号である場合に、挿入物１３の先端部ＦＥの画像を表示部９に強調して表示させる。

例えば、画像強調部３８は、挿入物画像信号ＳＡのピーク位置Ｐ０を中心として、第１信号幅Ｗ１を有する領域の輪郭線を挿入物１３の先端部ＦＥの画像に重畳して表示部９に表示させることができる。例えば、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が定められた基準信号幅Ｗ２よりも大きい場合には、画像強調部３８は、図１５に示すように、ピーク位置Ｐ０を中心として、挿入物表示画像信号ＳＢを囲むような、第１信号幅Ｗ１の領域の輪郭線に対応する輪郭線画像信号Ｃを生成し、この輪郭線画像信号Ｃを、挿入物表示画像信号ＳＢに対して付与する。ユーザは、挿入物１３の先端部ＦＥの画像を囲むように位置する輪郭線の画像を認識することにより、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から縮小された画像信号であることを把握することができる。

また、例えば、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が、定められた基準信号幅Ｗ２よりも小さい場合には、画像強調部３８は、図１６に示すように、ピーク位置Ｐ０を中心として、挿入物表示画像信号ＳＢに含まれるような、第１信号幅Ｗ１の領域の輪郭線に対応する輪郭線画像信号Ｃを生成し、この輪郭線画像信号Ｃを、挿入物表示画像信号ＳＢに対して付与する。ユーザは、挿入物１３の先端部ＦＥの画像を囲むように位置する輪郭線の画像を認識することにより、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から拡大された画像信号であることを把握することができる。

以上のように、実施の形態２に係る超音波装置によれば、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から拡大されているか、または縮小されているかに対応して、挿入物１３の先端部ＦＥの画像を強調して表示する。そのため、挿入物１３の先端部ＦＥの画像の最大幅が、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から拡大されたか縮小されたかをユーザに認識させ、被検体内における挿入物１３の先端部ＦＥの位置関係についてユーザの注意を促すことができる。

なお、挿入物表示画像信号生成部３６の画像強調部３８は、挿入物表示画像信号ＳＢに輪郭線を表す輪郭線画像信号Ｃを付与することにより、挿入物１３の先端部ＦＥの画像を強調して表示しているが、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が第１信号幅Ｗ１から縮小されている場合と拡大されている場合とで、輪郭線画像信号Ｃに対応する輪郭線を互いに異なる表示態様により表示部９に表示させることができる。例えば、画像強調部３８は、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が第１信号幅Ｗ１から縮小されている場合と拡大されている場合とで、輪郭線画像信号Ｃに対応する輪郭線を互いに異なる色により表示することができる。また、例えば、画像強調部３８は、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が第１信号幅Ｗ１から縮小されている場合と拡大されている場合とで、輪郭線画像信号Ｃに対応する輪郭線を、実線および破線等の異なる種類の線により構成することもできる。これにより、ユーザは、挿入物１３の先端部ＦＥの画像の最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から拡大されたか縮小されたかを、より明確に認識することができる。

また、挿入物１３の先端部ＦＥの画像の強調表示は、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から拡大されているか、または縮小されているかをユーザに認識させることができれば、挿入物表示画像信号ＳＢに輪郭線画像信号Ｃを付与することに限定されない。

例えば、画像強調部３８は、図１７および図１８に示すように、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から縮小されている場合と、拡大されている場合とで、挿入物表示画像信号ＳＢの外周部ＣＴ１およびＣＴ２を互いに異なる色とすることができる。ここで、図１７は、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から基準信号幅Ｗ２に縮小されている場合を示しており、図１８は、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から基準信号幅Ｗ２に拡大されている場合を示している。また、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から縮小されている場合と、拡大されている場合とで、挿入物表示画像信号ＳＢの外周部ＣＴ１およびＣＴ２の色を互いに異なる色にする代わりに、挿入物表示画像信号ＳＢの外周部ＣＴ１およびＣＴ２を実線および破線等の互いに異なる種類の線により構成することもできる。

また、例えば、画像強調部３８は、図１９および図２０に示すように、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から縮小されている場合と、拡大されている場合とで、互いに異なる色を有する挿入物表示画像信号ＳＢにすることができる。ここで、図１９は、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から基準信号幅Ｗ２に縮小されている場合を示しており、挿入物表示画像信号ＳＢが第１の表示色ＤＣ１を有することを示している。また、図２０は、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から基準信号幅Ｗ２に拡大されている場合を示しており、挿入物表示画像信号ＳＢが第２の表示色ＤＣ２を有することを示している。

実施の形態３
実施の形態１における挿入物表示画像信号生成部１２は、少なくともピーク位置Ｐ０を中心とするピーク位置Ｐ０の近傍の領域において、ピーク位置Ｐ０から離れるに従って信号強度Ｅが減衰するような信号波形を有する挿入物表示画像信号ＳＢを生成しているが、挿入物１３の先端部ＦＥの画像をユーザが明確に視認できれば、挿入物表示画像信号ＳＢがこのような信号波形を有していることに限定されない。

図示しないが、実施の形態３の音響波装置である超音波装置は、図１に示す実施の形態１の超音波装置１と同一の構成を有している。
実施の形態３における挿入物表示画像信号生成部は、挿入物画像信号ＳＡのピーク位置Ｐ０を中心として基準信号幅Ｗ２に相当する最大幅を有し、すべての部分が挿入物画像信号ＳＡのピーク値に相当する信号強度を有する挿入物表示画像信号ＳＢを生成することができる。

例えば、図２１および図２２に示すように、挿入物表示画像信号生成部は、挿入物画像信号ＳＡのうち、挿入物画像信号ＳＡのピーク位置Ｐ０を中心とした、ピーク位置Ｐ０から定められた基準信号幅Ｗ２までの領域において、すべての信号強度Ｅを一律に挿入物画像信号ＳＡのピーク値である１．０とした画像信号を、挿入物表示画像信号ＳＢとする。ここで、図２１は、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が基準信号幅Ｗ２よりも大きい場合の挿入物表示画像信号ＳＢを表しており、図２２は、第１信号幅Ｗ１が基準信号幅Ｗ２よりも小さい場合の挿入物表示画像信号ＳＢを表している。

以上のように、実施の形態３の超音波装置によれば、挿入物画像信号ＳＡのピーク位置Ｐ０を中心として基準信号幅Ｗ２に相当する幅を有する領域において、すべての部分が挿入物画像信号ＳＡの信号強度Ｅのピーク値に相当する信号強度を有しているため、挿入物表示画像信号ＳＢに対応する挿入物１３の先端部ＦＥの画像を、表示部９に明確に表示することができる。これにより、ユーザは、挿入物１３の先端部ＦＥの画像を明確に視認することができる。

実施の形態４
実施の形態３において生成された挿入物表示画像信号ＳＢに対応する挿入物１３の先端部ＦＥの画像に対してさらに、挿入物画像信号ＳＡのピーク位置Ｐ０に相当する位置を中心とする中心マーカを付与することにより、挿入物１３の先端部ＦＥの画像の中心位置をユーザに明確に把握させることができる。

図示しないが、実施の形態４の音響波装置である超音波装置は、図１に示す実施の形態１の超音波装置１と同一の構成を有している。
実施の形態４における挿入物表示画像信号生成部は、図２３に示すように、挿入物画像信号ＳＡのピーク位置Ｐ０を表す中心マーカ画像信号Ｍを挿入物表示画像信号ＳＢに付与することができる。これにより、挿入物表示画像信号ＳＢに対応する挿入物１３の先端部ＦＥの画像に対して、中心マーカ画像信号Ｍに対応する中心マーカを重畳して表示部９に表示させることができる。

以上から、実施の形態４の超音波装置によれば、挿入物１３の先端部ＦＥの画像に中心マーカを付与させるため、挿入物１３の先端部ＦＥの画像の中心位置をユーザに明確に把握させることができる。

なお、例えば、実施の形態４における挿入物表示画像信号生成部が図１４に示す実施の形態２における画像強調部３８を有することにより、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が基準信号幅Ｗ２と比較して縮小されたか拡大されたかにより、挿入物１３の先端部ＦＥの画像を適宜、強調表示してもよい。

挿入物表示画像信号生成部は、例えば、図２４および図２５に示すように、中心マーカ画像信号Ｍが付与された挿入物表示画像信号ＳＢに対してさらに輪郭線画像信号Ｃを付与することができる。ここで、図２４は、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が基準信号幅Ｗ２よりも大きい場合の挿入物表示画像信号ＳＢを表しており、図２５は、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が基準信号幅Ｗ２よりも小さい場合の挿入物表示画像信号ＳＢを表している。

また、挿入物表示画像信号生成部は、例えば、図２６および図２７に示すように、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が基準信号幅Ｗ２と比較して縮小されたか拡大されたかにより、中心マーカ画像信号Ｍが付与された挿入物表示画像信号ＳＢの外周部ＣＴ１およびＣＴ２の表示色を互いに異ならせることもできる。ここで、図２６は、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が基準信号幅Ｗ２よりも大きい場合の挿入物表示画像信号ＳＢを表しており、図２７は、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が基準信号幅Ｗ２よりも小さい場合の挿入物表示画像信号ＳＢを表している。

また、挿入物表示画像信号生成部は、例えば、図２８および図２９に示すように、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が基準信号幅Ｗ２と比較して縮小されたか拡大されたかにより、中心マーカ画像信号Ｍが付与された挿入物表示画像信号ＳＢに対して異なる表示色を付与することもできる。ここで、図２８は、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が基準信号幅Ｗ２よりも大きい場合の挿入物表示画像信号ＳＢを表しており、図２９は、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が基準信号幅Ｗ２よりも小さい場合の挿入物表示画像信号ＳＢを表している。

実施の形態５
実施の形態１〜実施の形態４において、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅として用いられる基準信号幅Ｗ２は、ユーザにより設定されることができる。

図３０に、実施の形態５に係る音響波装置である超音波装置４１の構成を表すブロック図を示す。実施の形態５の超音波装置４１は、図１に示した実施の形態１の超音波装置１において、挿入物表示画像信号生成部１２に接続された基準信号幅設定部４２をさらに備え、基準信号幅設定部４２に、装置制御部１５を接続したものである。送信部３、受信部４、データ分離部５、断層画像信号生成部６、画像重畳部７、表示制御部８、挿入物画像信号生成部１０、第１信号幅検出部１１、挿入物表示画像信号生成部１２、装置制御部１５および基準信号幅設定部４２により、プロセッサ４３が構成されている。

プロセッサ４３の基準信号幅設定部４２は、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅である基準信号幅Ｗ２を設定する。例えば、基準信号幅設定部４２は、操作部１６を介してユーザから入力された値を基準信号幅Ｗ２として設定することができる。

このようにして、実施の形態５に係る超音波装置４１によれば、ユーザが予め基準信号幅Ｗ２を設定するため、挿入物１３の先端部ＦＥの画像を表示部９に明確に表示させながら、被検体の断層画像に含まれる組織等がより視認されやすくなるように挿入物１３の先端部ＦＥの画像のサイズを調節することができる。

なお、図示しないが、例えば、第１信号幅検出部１１を基準信号幅設定部４２に接続させることにより、基準信号幅設定部４２は、被検体とは異なる水および超音波ゼリー等の校正用の媒質中において検出された第１信号幅Ｗ１に基づいて基準信号幅Ｗ２を設定することができる。例えば、より具体的には、挿入物１３の先端部ＦＥを校正用の媒質中に位置させたまま挿入物用レーザ光源１４から挿入物１３の光音響波発生部２１にレーザ光を照射して挿入物画像信号ＳＡを生成することにより、基準信号幅設定部４２は、この挿入物画像信号ＳＡの信号強度Ｅに対して定められた割合の信号強度を有する信号幅を、基準信号幅Ｗ２として設定することができる。

また、実施の形態５において、基準信号幅設定部４２は、ユーザにより設定された値を基準信号幅Ｗ２として設定しているが、挿入物１３の情報を自動的に読み込むことにより基準信号幅Ｗ２を設定することもできる。図３１に、実施の形態５の変形例に係る超音波装置４４の構成を表すブロック図を示す。この超音波装置４４は、図３０に示す実施の形態５の超音波装置４１において、基準信号幅設定部４２を有するプロセッサ４３の代わりに基準信号幅設定部４２Ａを有するプロセッサ４３Ａを備え、装置制御部１５に接続された先端径読取部４５をさらに追加したものである。

例えば、挿入物１３の根本部分、挿入物１３に接続されているケーブル１３Ａ、ケーブル１３Ａの一端を挿入物用レーザ光源１４に接続するためのコネクタ１３Ｂ等に、挿入物１３の先端部ＦＥの直径が記録されたＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）タグおよびバーコード等からなる先端径記録部が付随されており、先端径読取部４５は、この先端径記録部から自動的に挿入物１３の先端部ＦＥの直径を読み取る。

基準信号幅設定部４２Ａは、先端径読取部４５により読み取られた直径の値に対して定められた係数を乗じて換算値を算出し、この換算値を基準信号幅Ｗ２として設定する。
そのため、実施の形態５の変形例に係る超音波装置４４によれば、ユーザが基準信号幅Ｗ２の値を入力する手間を省きながら、表示部９に表示される挿入物１３の先端部ＦＥの画像に対して挿入物１３の先端部ＦＥの実際のサイズをより精確に反映させることができる。

実施の形態６
実施の形態１〜実施の形態５においては、光音響波発生部２１を有する挿入物１３を備えた超音波装置に対して本発明が適用されることを示しているが、本発明は、光音響波発生部２１を有する挿入物１３を備え、被検体内の組織等から出射される光音響波に基づいて被検体の断層画像を生成する光音響装置に対しても適用されることができる。

図３２に、実施の形態６に係る音響波装置である光音響装置４６の構成を表すブロック図を示す。光音響装置４６は、図１に示した実施の形態１の超音波装置１において、プローブ１８の代わりにプローブ４７を備え、送信部３の代わりにプローブ４７に接続された被検体用レーザ光源４８を備え、断層画像信号生成部６の代わりに断層画像信号生成部４９を備え、それ以外は、実施の形態１の超音波装置１と同一の構成を有している。プローブ４７は、アレイトランスデューサ４７Ａと、アレイトランスデューサ４７Ａの両端に隣接して配置された被検体用レーザ光照射部４７Ｂを有して構成されている。プローブ４７のアレイトランスデューサ４７Ａには、受信部４が接続されており、プローブ４７の２つの被検体用レーザ光照射部４７Ｂには、被検体用レーザ光源４８が接続されている。また、被検体用レーザ光源４８に、装置制御部１５が接続されている。

また、受信部４、データ分離部５、画像重畳部７、表示制御部８、挿入物画像信号生成部１０、第１信号幅検出部１１、挿入物表示画像信号生成部１２、装置制御部１５および断層画像信号生成部４９により、プロセッサ５０が構成されている。
また、図示しないが、プローブ４７の被検体用レーザ光照射部４７Ｂと被検体用レーザ光源４８により被検体用ビーム照射部が構成されており、プローブ４７のアレイトランスデューサ４７Ａと受信部４により受信信号生成部が構成されている。

図３２に示す被検体用レーザ光源４８は、挿入物用レーザ光源１４と同様の内部構成を有しており、装置制御部１５の制御の下、パルスレーザ光を発する。
プローブ４７の２つの被検体用レーザ光照射部４７Ｂは、光ファイバー等の図示しない導光部材により、それぞれ被検体用レーザ光源４８に接続されており、被検体用レーザ光源４８からのパルスレーザ光を被検体内に照射する。

被検体用レーザ光照射部４７Ｂから被検体の組織にパルスレーザ光が照射されると、被検体の組織に含まれるグルコースおよびヘモグロビン等の生体内物質は、パルスレーザ光を吸収して膨張および収縮を行い、いわゆる光音響波と呼ばれる音響波を発する。
プローブ４７のアレイトランスデューサ４７Ａは、図１に示す実施の形態１におけるアレイトランスデューサ２と同一の構成を有しており、被検体の組織から出射された光音響波に基づいて断層画像生成用受信信号を生成し、且つ、挿入物１３の光音響波発生部２１から発せられた光音響波に基づいて挿入物画像生成用受信信号を生成する。

アレイトランスデューサ４７Ａにより生成された断層画像生成用受信信号は、データ分離部５を介して断層画像信号生成部４９に出力される。断層画像信号生成部４９は、図１に示す実施の形態１における断層画像信号生成部６と同一の構成を有しており、光音響波に基づいて生成された断層画像生成用受信信号から、被検体の断層画像を表す断層画像信号を生成する。

この断層画像信号と、挿入物表示画像信号生成部１２により生成された挿入物表示画像信号ＳＢに基づいて、画像重畳部７は、被検体の断層画像と挿入物１３の先端部ＦＥの画像を重畳させて表示部９に表示させる。

以上のように、実施の形態６の光音響装置４６によれば、図１に示す実施の形態１の超音波装置１と同様に、挿入物画像信号生成部１０、第１信号幅検出部１１および挿入物表示画像信号生成部１２を備えているため、挿入物１３の先端部ＦＥの画像の最大幅を、常に、定められた基準信号幅Ｗ２に相当する幅とすることができる。これにより、光音響装置４６によれば、被検体の断層画像に含まれる被検体の組織がユーザに視認されにくくなることを防止し、ユーザが挿入物１３の先端部ＦＥの位置をより精確に確認することができる。また、光音響装置４６によれば、ユーザが挿入物１３の先端部ＦＥの画像を視認する際に違和感を有することを抑制し、ユーザが挿入物１３を扱う際の手技に支障が生じることを防止することができる。

なお、実施の形態６の光音響装置４６に対しても、実施の形態２〜実施の形態５に示した各種の態様を、同様にして適宜、適用することができる。

以上、本発明の実施の形態１〜６によれば、以下の付記で示す技術的思想が開示されている。
（付記１） 被検体内に超音波ビームまたはレーザ光を照射することにより前記被検体の組織から音響波を出射させる被検体用ビーム照射部と、
前記被検体内に挿入可能であり且つ先端部に光音響波発生部を有する挿入物と、
前記挿入物の前記光音響波発生部にレーザ光を照射することにより前記光音響波発生部から光音響波を発生させる挿入物用レーザ光源と、
前記被検体の組織から出射される音響波を受信して断層画像生成用受信信号を生成し且つ前記光音響波発生部による光音響波を受信して挿入物画像生成用受信信号を生成する受信信号生成部と、
前記断層画像生成用受信信号から前記被検体の断層画像を表す断層画像信号を生成する断層画像信号生成部と、
前記挿入物画像生成用受信信号から前記挿入物の先端部の画像を表す挿入物画像信号を生成する挿入物画像信号生成部と、
前記挿入物画像信号の信号強度がピーク値となるピーク位置を中心として定められた基準信号幅に相当する最大幅を有し且つ前記中心における信号強度が前記ピーク値である挿入物表示画像信号を生成する挿入物表示画像信号生成部と、
表示部と
を備え、
前記断層画像信号と前記挿入物表示画像信号に基づいて前記被検体の断層画像と前記挿入物の先端部の画像とを重畳させて前記表示部に表示させる音響波装置。
（付記２） 前記挿入物表示画像信号生成部は、前記ピーク位置を中心とし且つ前記基準信号幅に相当する最大幅を有するすべての部分が、前記ピーク値に相当する信号強度を有する前記挿入物表示画像信号を生成する付記１に記載の音響波装置。
（付記３） 前記挿入物表示画像信号生成部は、前記挿入物表示画像信号の前記ピーク位置を示す中心マーカを生成し、前記中心マーカを前記挿入物の先端部の画像に重畳して前記表示部に表示させる付記２に記載の音響波装置。
（付記４） 前記ピーク値に対して定められた割合の信号強度を有する前記挿入物画像信号の第１信号幅を検出する第１信号幅検出部と、
前記挿入物の先端部の画像を前記表示部に強調して表示させる画像強調部と
をさらに有する付記２または３に記載の音響波装置。
（付記５） 前記画像強調部は、前記ピーク位置を中心とし且つ前記第１信号幅を有する領域の輪郭線を、前記挿入物の先端部の画像に重畳して前記表示部に表示させる付記４に記載の音響波装置。
（付記６） 前記画像強調部は、前記第１信号幅が前記基準信号幅よりも大きい場合と、前記第１信号幅が前記基準信号幅よりも小さい場合とにおいて、前記挿入物の先端部の画像の外周部を互いに異なる色により前記表示部に表示させる付記５に記載の音響波装置。（付記７） 前記画像強調部は、前記第１信号幅が前記基準信号幅よりも大きい場合と、前記第１信号幅が前記基準信号幅よりも小さい場合とにおいて、前記挿入物の先端部の画像を互いに異なる色により前記表示部に表示させる付記４〜６のいずれか一つに記載の音響波装置。
（付記８） ユーザが入力操作を行うための操作部と、
前記基準信号幅を設定するための基準信号幅設定部をさらに有し、
前記基準信号幅設定部は、前記操作部を介してユーザにより設定された値を前記基準信号幅として設定する付記２〜７のいずれか一つに記載の音響波装置。
（付記９） 前記基準信号幅を設定する基準信号幅設定部と、
前記挿入物の先端部の直径を記録した先端径記録部をさらに有し、
前記基準信号幅設定部は、前記先端径記録部に記録された前記挿入物の先端部の直径に対して定められた係数を乗じて換算値を算出し、前記換算値を前記基準信号幅として設定する付記２〜７のいずれか一つに記載の音響波装置。
（付記１０） 前記被検体用ビーム照射部は、前記被検体内に超音波ビームを照射することにより前記被検体の組織から超音波エコーを出射させ、
前記受信信号生成部は、前記被検体の組織による超音波エコーを受信して前記断層画像生成用信号を生成する付記２〜９のいずれか一つに記載の音響波装置。
（付記１１） 前記被検体用ビーム照射部は、前記被検体内にレーザ光を照射することにより前記被検体の組織から光音響波を出射させ、
前記受信信号生成部は、前記被検体の組織による光音響波を受信して前記断層画像生成用受信信号を生成する付記２〜９のいずれか一つに記載の音響波装置。
（付記１２） 被検体内に超音波ビームまたはレーザ光を照射するプローブと、
前記被検体内に挿入可能であり且つ先端部に光音響波発生部を有する挿入物と、
前記挿入物の前記光音響波発生部にレーザ光を照射することにより前記光音響波発生部から光音響波を発生させる挿入物用レーザ光源と、
前記被検体用ビーム照射部から前記被検体内に前記超音波ビームまたは前記レーザ光を照射することにより前記被検体の組織から出射される音響波を受信して断層画像生成用受信信号を生成し且つ前記光音響波発生部による光音響波を受信して挿入物画像生成用受信信号を生成するプロセッサと、
表示部と、
を備え、
前記プロセッサは、
前記断層画像生成用受信信号から前記被検体の断層画像を表す断層画像信号を生成し、
前記挿入物画像生成用受信信号から前記挿入物の先端部の画像を表す挿入物画像信号を生成し、
前記挿入物画像信号の信号強度がピーク値となるピーク位置を中心として定められた基準信号幅に相当する最大幅を有し且つ前記中心における信号強度が前記ピーク値である挿入物表示画像信号を生成し、
前記断層画像信号と前記挿入物表示画像信号に基づいて前記被検体の断層画像と前記挿入物の先端部の画像とを重畳させて前記表示部に表示させる音響波装置。

１，４１，４４ 超音波装置、２，４７Ａ アレイトランスデューサ、３ 送信部、４ 受信部、５ データ分離部、６，４９ 断層画像信号生成部、７ 画像重畳部、８ 表示制御部、９ 表示部、１０ 挿入物画像信号生成部、１１ 第１信号幅検出部、１２，３６ 挿入物表示画像信号生成部、１３ 挿入物、１３Ａ ケーブル、１３Ｂ コネクタ、１４ 挿入物用レーザ光源、１５ 装置制御部、１６ 操作部、１７ 格納部、１８ プローブ、１９，４３，４３Ａ，５０ プロセッサ、２０ 導光部材、２１ 光音響波発生部、２２ レーザロッド、２３ 励起光源、２４，２５ ミラー、２６ Ｑスイッチ、２９ 増幅部、３０ ＡＤ変換部、３１ 信号処理部、３２ ＤＳＣ、３３ 画像処理部、３７ 挿入物表示画像信号特定部、３８ 画像強調部、４２，４２Ａ 基準信号幅設定部、４５ 先端径読取部、４６ 光音響装置、４７ プローブ、４７Ｂ 被検体用レーザ光照射部、４８ 被検体用レーザ光源、Ａ，ＦＥ 先端部、Ｂ１ 被検体用ビーム照射部、Ｂ２ 受信信号生成部、Ｃ 輪郭線画像信号、ＣＴ１，ＣＴ２ 外周部、ＤＣ１，ＤＣ２ 表示色、Ｅ 信号強度、ＦＬ 細線、ＬＥ 下限信号強度、Ｍ 中心マーカ画像信号、Ｐ０ ピーク位置、ＳＡ 挿入物画像信号、ＳＢ 挿入物表示画像信号、Ｔ１，Ｔ２ 挿入物の先端部の画像、Ｕ 断層画像、Ｗ１ 第１信号幅、Ｗ２ 基準信号幅、Ｗ３ 信号幅。

Claims (13)

1. 被検体内に超音波ビームまたはレーザ光を照射することにより前記被検体の組織から音響波を出射させる被検体用ビーム照射部と、
   前記被検体内に挿入可能であり且つ先端部に光音響波発生部を有する挿入物と、
   前記挿入物の前記光音響波発生部にレーザ光を照射することにより前記光音響波発生部から光音響波を発生させる挿入物用レーザ光源と、
   前記被検体の組織から出射される音響波を受信して断層画像生成用受信信号を生成し且つ前記光音響波発生部による光音響波を受信して挿入物画像生成用受信信号を生成する受信信号生成部と、
   前記断層画像生成用受信信号から前記被検体の断層画像を表す断層画像信号を生成する断層画像信号生成部と、
   前記挿入物画像生成用受信信号から前記挿入物の先端部の画像を表す挿入物画像信号を生成する挿入物画像信号生成部と、
   前記挿入物画像信号の信号強度がピーク値となるピーク位置を中心として定められた基準信号幅に相当する最大幅を有し且つ前記中心における信号強度が前記ピーク値である挿入物表示画像信号を生成する挿入物表示画像信号生成部と、
   表示部と、
   を備え、
   前記断層画像信号と前記挿入物表示画像信号に基づいて前記被検体の断層画像と前記挿入物の先端部の画像とを重畳させて前記表示部に表示させる音響波装置。
2. 前記ピーク値に対して定められた割合の信号強度を有する前記挿入物画像信号の第１信号幅を検出する第１信号幅検出部をさらに備え、
   前記挿入物表示画像信号生成部は、前記第１信号幅が前記基準信号幅よりも大きい場合に、前記挿入物画像信号のうち、前記中心から前記基準信号幅までの部分からなる挿入物表示画像信号を生成し、前記第１信号幅が前記基準信号幅よりも小さい場合に、前記挿入物画像信号から、すべての部分が定められた下限信号強度よりも大きい信号強度を有する挿入物表示画像信号を生成する音響波装置。
3. 前記挿入物表示画像信号生成部は、前記第１信号幅が前記基準信号幅よりも小さい場合に、前記挿入物画像信号のうち、前記下限信号強度よりも小さい信号強度を含む部分の信号強度を前記下限信号強度にまで増大させた前記挿入物表示画像信号を生成する請求項２に記載の音響波装置。
4. 前記挿入物表示画像信号生成部は、前記第１信号幅が前記基準信号幅よりも小さい場合に、前記挿入物画像信号のうち、前記下限信号強度よりも大きい信号強度を含む部分の信号幅を前記基準信号幅にまで拡大した前記挿入物表示画像信号を生成する請求項２に記載の音響波装置。
5. 前記挿入物の先端部の画像を前記表示部に強調して表示させる画像強調部をさらに有する請求項２〜４のいずれか一項に記載の音響波装置。
6. 前記画像強調部は、前記ピーク位置を中心とし且つ前記第１信号幅を有する領域の輪郭線を、前記挿入物の先端部の画像に重畳して前記表示部に表示させる請求項５に記載の音響波装置。
7. 前記画像強調部は、前記第１信号幅が前記基準信号幅よりも大きい場合と、前記第１信号幅が前記基準信号幅よりも小さい場合とにおいて、前記挿入物の先端部の画像の外周部を互いに異なる色により前記表示部に表示させる請求項５または６に記載の音響波装置。
8. 前記画像強調部は、前記第１信号幅が前記基準信号幅よりも大きい場合と、前記第１信号幅が前記基準信号幅よりも小さい場合とにおいて、前記挿入物の先端部の画像を互いに異なる色により前記表示部に表示させる請求項５〜７のいずれか一項に記載の音響波装置。
9. ユーザが入力操作を行うための操作部と、
   前記基準信号幅を設定するための基準信号幅設定部をさらに有し、
   前記基準信号幅設定部は、前記操作部を介してユーザにより設定された値を前記基準信号幅として設定する請求項１〜８のいずれか一項に記載の音響波装置。
10. 前記基準信号幅を設定する基準信号幅設定部と、
    前記挿入物の先端部の直径を記録した先端径記録部をさらに有し、
    前記基準信号幅設定部は、前記先端径記録部に記録された前記挿入物の先端部の直径に対して定められた係数を乗じて換算値を算出し、前記換算値を前記基準信号幅として設定する請求項１〜８のいずれか一項に記載の音響波装置。
11. 前記被検体用ビーム照射部は、前記被検体内に超音波ビームを照射することにより前記被検体の組織から超音波エコーを出射させ、
    前記受信信号生成部は、前記被検体の組織による超音波エコーを受信して前記断層画像生成用信号を生成する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の音響波装置。
12. 前記被検体用ビーム照射部は、前記被検体内にレーザ光を照射することにより前記被検体の組織から光音響波を出射させ、
    前記受信信号生成部は、前記被検体の組織による光音響波を受信して前記断層画像生成用受信信号を生成する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の音響波装置。
13. 被検体内に超音波ビームまたはレーザ光を照射することにより前記被検体の組織から出射される音響波を受信して断層画像生成用受信信号を生成し、
    前記被検体内に挿入可能であり且つ先端部に光音響波発生部を有する挿入物に対して、前記光音響波発生部にレーザ光を照射し、
    前記光音響波発生部による光音響波を受信して挿入物画像生成用受信信号を生成し、
    前記挿入物画像生成用受信信号から前記挿入物の先端部の画像を表す挿入物画像信号を生成し、
    前記断層画像生成用受信信号から前記被検体の断層画像を表す断層画像信号を生成し、
    前記挿入物画像信号の信号強度がピーク値となるピーク位置を中心として定められた基準信号幅に相当する最大幅を有し且つ前記中心における信号強度が前記ピーク値である挿入物表示画像信号を生成し、
    前記断層画像信号と前記挿入物表示画像信号に基づいて前記被検体の断層画像と前記挿入物の先端部の画像を重畳させて表示部に表示させる音響波装置の制御方法。