WO2014002870A1 - 超音波診断装置及びセンサ選定装置 - Google Patents

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WO2014002870A1
WO2014002870A1 PCT/JP2013/066974 JP2013066974W WO2014002870A1 WO 2014002870 A1 WO2014002870 A1 WO 2014002870A1 JP 2013066974 W JP2013066974 W JP 2013066974W WO 2014002870 A1 WO2014002870 A1 WO 2014002870A1
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ultrasonic
sensor
probe
switching
reception
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PCT/JP2013/066974
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English (en)
French (fr)
Inventor
米山　直樹
Original Assignee
株式会社 東芝
東芝メディカルシステムズ株式会社
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Publication date
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42—Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4245—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving determining the position of the probe, e.g. with respect to an external reference frame or to the patient
    • A61B8/4254—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving determining the position of the probe, e.g. with respect to an external reference frame or to the patient using sensors mounted on the probe
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/13—Tomography
    • A61B8/14—Echo-tomography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4444—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4477—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device using several separate ultrasound transducers or probes

Definitions

  • Embodiments described herein relate generally to an ultrasonic diagnostic apparatus and a sensor selection apparatus that image an inside of a subject with ultrasonic waves.
  • An ultrasound diagnostic apparatus is an apparatus that acquires and displays an ultrasound image of in-vivo information, and is less expensive and less exposed than other diagnostic imaging apparatuses such as an X-ray diagnostic apparatus and an X-ray CT (Computer Tomography) apparatus. It is used as a useful device for observing the inside of a subject in real time.
  • diagnostic imaging apparatuses such as an X-ray diagnostic apparatus and an X-ray CT (Computer Tomography) apparatus. It is used as a useful device for observing the inside of a subject in real time.
  • Ultrasonic diagnostic devices are in high demand for applications that make use of the real-time nature of ultrasonic diagnosis, such as biopsy for definitive diagnosis of cancer screening and puncture guides for RFA (Radiofrequency Ablation) treatment.
  • a sensor for detecting the position and orientation is attached to an ultrasonic probe, and a CT image or MRI (Magnetic Resonance I Imaging) image including a lesion is displayed as a reference image together with an ultrasonic image and detected by the sensor.
  • a technique for navigating the ultrasonic probe to the position of the lesion by switching the reference image so as to be linked with the ultrasonic image based on the position and the orientation is also developed.
  • the work may be performed while switching the ultrasonic probe to be used.
  • a general-purpose ultrasonic probe is used when observing the inside of a subject
  • a puncture-specific ultrasonic probe is used when performing a puncturing operation.
  • a problem to be solved by the present invention is to improve convenience in diagnosis, treatment, and the like performed by attaching a sensor for detecting the position and orientation to an ultrasonic probe.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus includes a probe switching unit and a sensor selection unit.
  • the probe switching unit switches an ultrasonic probe used for ultrasonic transmission / reception among a plurality of ultrasonic probes each equipped with a sensor that detects a physical quantity representing a position and orientation in a predetermined space.
  • the sensor selection unit performs the switching based on a change in at least one of the position and orientation specified from the detection result of each sensor.
  • the sensor mounted on the ultrasonic probe to be used for ultrasonic transmission / reception is selected from the above-mentioned sensors.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus (sensor selection apparatus) according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of the position information acquisition apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a mounting mode of the magnetic sensor to the ultrasonic probe in the same embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a navigation screen in the embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an operation flow of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the flow of sensor selection processing included in the flowchart of FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a navigation screen on which a histogram is arranged in the embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a navigation screen on which a histogram is arranged in the embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus 1 (sensor selection apparatus) according to the present embodiment.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 1 includes a plurality of ultrasonic probes 2, an apparatus main body 3, a monitor 4, an input apparatus 5, a position information acquisition apparatus 6, and the like.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 1 includes four ultrasonic probes 2a, 2b, 2c, and 2d.
  • the number of ultrasonic probes provided in the ultrasonic diagnostic apparatus 1 may be less than four or five or more.
  • the ultrasonic probes 2a, 2b, 2c, and 2d are not particularly distinguished, they are simply referred to as an ultrasonic probe 2.
  • the ultrasonic probe 2 includes a plurality of piezoelectric vibrators, a matching layer provided in each piezoelectric vibrator, a backing material that prevents propagation of ultrasonic waves backward from each piezoelectric vibrator, and the like.
  • Each piezoelectric vibrator generates an ultrasonic wave based on a drive signal supplied from the apparatus main body 3. Further, each piezoelectric vibrator receives a reflected wave from the subject P and outputs an electric signal corresponding to the received reflected wave.
  • the ultrasonic probe 2 may be any kind of probe such as a sector type, a linear type, or a convex type.
  • the transmitted ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic probe 2 to the subject P
  • the transmitted ultrasonic waves are reflected one after another at the discontinuous surface of the acoustic impedance in the body tissue of the subject P
  • the ultrasonic probe as a reflected wave signal 2 is received by a plurality of piezoelectric vibrators.
  • the amplitude of the received reflected wave signal depends on the difference in acoustic impedance at the discontinuous surface where the ultrasonic wave is reflected.
  • the reflected wave signal when the transmitted ultrasonic pulse is reflected by the moving blood flow or the surface of the heart wall depends on the velocity component of the moving body in the ultrasonic transmission direction due to the Doppler effect. Subject to frequency shift.
  • the input device 5 includes a mouse, a trackball, a keyboard, a touch panel, and the like for fetching various instructions from the operator, instructions for setting a region of interest (ROI), instructions for setting various image quality conditions, and the like into the apparatus body 3. .
  • ROI region of interest
  • the monitor 4 displays a GUI (Graphical User Interface) for the operator of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 to input various instructions using the input device 5, or displays an ultrasonic image generated in the apparatus main body 3. To do.
  • GUI Graphic User Interface
  • the position information acquisition device 6 acquires information regarding the position and orientation of the ultrasonic probe 2 in a predetermined space. The detailed configuration of the position information acquisition device 6 will be described later with reference to FIG.
  • the apparatus main body 3 includes a probe connector 10, a transmission / reception unit 11, a B-mode processing unit 12, a Doppler processing unit 13, an image generation unit 14, an image memory 15, an internal storage unit 16, an interface unit 17, a control unit 18, and the like.
  • the probe connector 10 includes a probe cable 20a extending from the ultrasound probe 2a, a probe cable 20b extending from the ultrasound probe 2b, a probe cable 20c extending from the ultrasound probe 2c, and an extension from the ultrasound probe 2d.
  • the probe cables 20d to be connected are respectively connected. In the following description, when the probe cables 20a, 20b, 20c, and 20d are not particularly distinguished, they are simply referred to as probe cables 20.
  • the probe cable 20 is responsible for power supply and information transmission between the apparatus main body 3 and the ultrasonic probe 2.
  • the transmission / reception unit 11 includes a trigger generation circuit, a delay circuit, a pulser circuit, and the like as a transmission system circuit.
  • the pulsar circuit repeatedly generates rate pulses for forming transmission ultrasonic waves at a predetermined rate frequency.
  • the delay circuit gives a delay time for each piezoelectric vibrator necessary for determining the transmission directivity to each ultrasonic pulse generated by the ultrasonic probe 2 for each rate pulse generated by the pulsar circuit. .
  • the trigger generation circuit supplies a drive signal (drive pulse) to the ultrasonic probe 2 at a timing based on the rate pulse. In other words, the delay circuit arbitrarily adjusts the transmission direction from the piezoelectric vibrator surface by changing the delay time given to each rate pulse.
  • the transmission / reception unit 11 includes an amplifier circuit, an A / D converter, an adder, and the like as a reception system circuit.
  • the amplifier circuit performs gain correction processing by amplifying the reflected wave signal received by the ultrasonic probe 2 for each channel.
  • the A / D converter provides a delay time necessary for A / D converting the gain-corrected reflected wave signal to determine the reception directivity.
  • the adder performs an addition process of the reflected wave signal processed by the A / D converter to generate reflected wave data. By the addition processing of the adder, the reflection component from the direction corresponding to the reception directivity of the reflected wave signal is emphasized.
  • the B-mode processing unit 12 receives the reflected wave data from the transmission / reception unit 11 and performs logarithmic amplification, envelope detection processing, etc. on the received reflected wave data, and the signal intensity is expressed by brightness (B-mode data) is generated.
  • the Doppler processing unit 13 performs frequency analysis on velocity information from the reflected wave data received by the transmission / reception unit 11, extracts blood flow and tissue due to the Doppler effect, and moves mobile information such as average velocity, dispersion, and power for multiple points. Extracted data (Doppler data) is generated.
  • the image generation unit 14 generates ultrasonic image data from the B mode data generated by the B mode processing unit 12 and the Doppler data generated by the Doppler processing unit 13. Specifically, the image generation unit 14 converts a scanning line signal sequence of ultrasonic scanning into a scanning line signal sequence of a video format typified by a television or the like, so that the B mode data or Doppler data can be displayed. Ultrasonic image data (B-mode image data or Doppler image data) is generated.
  • the image memory 15 stores the ultrasonic image data generated by the image generation unit 14.
  • the image memory 15 stores an output signal (RF: Radio Frequency) immediately after passing through the transmission / reception unit 11, an image luminance signal, various raw data, image data acquired via a network, and the like as necessary.
  • RF Radio Frequency
  • the internal storage unit 16 stores diagnostic data (for example, patient ID, doctor's findings, etc.), various data such as diagnostic protocols, database 160, volume data 161, and the like. Furthermore, the internal storage unit 16 is also used for storing image data stored in the image memory 15 as necessary. The use of the database 160 will be described later with reference to FIGS.
  • the volume data 161 relates to a predetermined part of the subject P generated by another modality such as an X-ray CT apparatus or an MRI apparatus.
  • the interface unit 17 controls transmission / reception of various types of information between the input device 5, the position information acquisition device 6, the network, and the device body 3.
  • the control unit 18 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like.
  • the control unit 18 controls the ultrasonic diagnostic apparatus 1 in an integrated manner. Specifically, the control unit 18 is based on various setting requests input by the operator via the input device 5, various control programs and various setting information read from the internal storage unit 16 or the ROM, etc.
  • the operation of the B mode processing unit 12, the Doppler processing unit 13, and the image generation unit 14 is controlled, and ultrasonic image data stored in the image memory 15 is displayed on the monitor 4.
  • control unit 18 causes the CPU to execute a control program stored in the ROM or the like, thereby causing the main processing unit 100, the display processing unit 101, the probe switching unit 102, the position recording unit 103, the histogram.
  • reporting part 106 is implement
  • FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of the position information acquisition device 6.
  • the position information acquisition device 6 includes a transmitter 7 (magnetic field generation source), a plurality of magnetic sensors 8, a device main body 9, and the like.
  • the position information acquisition device 6 includes four magnetic sensors 8a, 8b, 8c, and 8d.
  • the number of magnetic sensors 8 provided in the position information acquisition device 6 may be less than four or five or more.
  • the magnetic sensors 8a, 8b, 8c, and 8d are not particularly distinguished, they are simply referred to as magnetic sensors 8.
  • Transmitter 7 forms a magnetic field toward the outside centering on its own machine.
  • the magnetic sensor 8 detects the strength of the three-dimensional magnetic field formed by the transmitter 7 and the direction of the magnetic field, generates a signal corresponding to the detection result, and outputs the signal to the apparatus body 9.
  • the apparatus main body 9 of the position information acquisition apparatus 6 includes a connector 90, an interface unit 91, a control unit 92, and the like.
  • Transmitter 7 and connector 90 are connected by a transmitter cable 70.
  • the magnetic sensor 8a and the connector 90 are connected by a sensor cable 80a.
  • the magnetic sensor 8b and the connector 90 are connected by a sensor cable 80b.
  • the magnetic sensor 8c and the connector 90 are connected by a sensor cable 80c.
  • the magnetic sensor 8d and the connector 90 are connected by a sensor cable 80d.
  • the transmitter cable 70 carries information transmission between the apparatus main body 9 and the transmitter 7.
  • the sensor cable 80 is responsible for information transmission between the apparatus main body 9 and the magnetic sensor 8.
  • the interface unit 91 controls transmission / reception of various types of information between the apparatus main body 3 of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 and the apparatus main body 9 of the position information acquisition apparatus 6.
  • the control unit 92 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and comprehensively controls the position information acquisition device 6.
  • the magnetic sensor 8 is attached to and detached from the ultrasonic probe 2.
  • An example of a mode in which the magnetic sensor 8 is attached to the ultrasonic probe 2 is shown in FIG.
  • the magnetic sensor 8 is attached to the base portion of the probe cable 20 connected to the ultrasonic probe 2 via an attachment / detachment mechanism having an arbitrary shape.
  • the position where the magnetic sensor 8 is attached to the ultrasonic probe 2 may be another position.
  • the control unit 92 is a magnetic sensor in a three-dimensional coordinate space (X, Y, Z) defined by, for example, the X axis, the Y axis, and the Z axis with the transmitter 7 as the origin. 8 position (x, y, z) and direction ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z) are calculated.
  • ⁇ x is the rotation angle of the magnetic sensor 8 around the X axis
  • ⁇ y is the rotation angle of the magnetic sensor 8 around the Y axis
  • ⁇ z is the rotation of the magnetic sensor 8 around the Z axis. Is an angle.
  • control unit 92 calculates a QI (Quality Index) value that represents the strength of the magnetic field disturbance at the position of the magnetic sensor 8 (frequency of change of the magnetic field per unit time).
  • the control unit 92 calculates the QI value by substituting the number of changes and the amount of change of the position (x, y, z) and direction ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z) per unit time into a predetermined calculation formula, for example. To do.
  • the calculation formula is such that the larger the magnetic field disturbance, the larger the QI value, the smaller the magnetic field disturbance, the smaller the QI value, and further the position (x, y, z) and direction ( ⁇ x, ⁇ y, It is assumed that the high-frequency change is better reflected in the QI value than the low-frequency change in ⁇ z).
  • the low-frequency change is a change that occurs when the magnetic sensor 8 is moved by a human hand, for example.
  • the high-frequency change is a change caused by, for example, disturbance of a magnetic field due to a metal present in the vicinity.
  • the control unit 92 outputs the calculated position (x, y, z), direction ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z), and QI value to the apparatus main body 3 of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 via the interface unit 91.
  • the ultrasound diagnostic apparatus 1 displays the ultrasound image and the reference image on the same screen, and switches the reference image in conjunction with the change of the ultrasound image due to the operation of the ultrasound probe 2, whereby the volume data 161.
  • a navigation function is provided for guiding the position and orientation of the ultrasonic probe 2 to a target such as a tumor discovered by the diagnosis using the.
  • the ultrasonic image is a B-mode image obtained by transmitting / receiving ultrasonic waves using the ultrasonic probe 2.
  • the two-dimensional image is a two-dimensional image generated from volume data 161 obtained by another modality.
  • the main processing unit 100 executes main processing related to the navigation function. Further, the display processing unit 101, the probe switching unit 102, the position recording unit 103, the histogram generation unit 104, the sensor selection unit 105, and the notification unit 106 perform auxiliary processing.
  • the magnetic sensor 8 is attached to the ultrasonic probe 2 used for transmission / reception of ultrasonic waves (hereinafter referred to as the ultrasonic probe 2 to be used), and an accurate position (x, y, z) and the transmitter 7 are arranged in the vicinity of the use range of the ultrasonic probe 2 to ensure the detection of the orientation ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z). Further, as preparation operations for navigation, setting of a target such as a tumor, axis alignment for matching the axis (angle) of the volume data 161 and the ultrasound probe 2, and mark alignment for matching one point among the coordinates after the axis alignment are performed. . In the present embodiment, it is assumed that the combination of the ultrasonic probe 2 to be used and the magnetic sensor 8 attached to the ultrasonic probe 2 is known when performing this preparation work.
  • the operator designates the center position and range of the tumor included in the volume data 161 by operating the input device 5.
  • the main processing unit 100 performs processing for setting the designated center position and range coordinates as targets.
  • the operator places the ultrasonic probe 2 to be used in a direction perpendicular to the body axis of the subject P (Axial plane direction), and instructs the execution of the axis alignment by operating the input device 5.
  • the main processing unit 100 performs processing for aligning the three axes X, Y, Z of the magnetic sensor 8 attached to the ultrasonic probe 2 with the three axes of the volume data 161.
  • the operator inputs the characteristic portion depicted in both the ultrasonic image obtained by causing the ultrasonic probe 2 to be used to transmit and receive ultrasonic waves and the reference image generated from the volume data 161 to the input device 5. Specify by the operation. In response to this designation, the main processing unit 100 performs processing for associating the volume data 161 with the coordinates of the magnetic sensor 8.
  • a reference image having the same cross section as the ultrasound image obtained by the ultrasound probe 2 is generated from the volume data 161, and the ultrasound probe 2 to be used is navigated to the target. Is possible.
  • the display processing unit 101 causes the monitor 4 to display a navigation screen 200 including a real-time ultrasonic image 201 and a reference image 202 generated from the volume data 161 as shown in FIG. .
  • the display processing unit 101 generates the ultrasonic image 201 each time the ultrasonic image data related to the ultrasonic probe 2 to be used is generated by the image generation unit 14 and the ultrasonic image data is stored in the image memory 15. Replace with an image based on ultrasound image data. Thereby, the ultrasonic image 201 depicting the inside of the subject P is displayed live. Further, the display processing unit 101 uses the ultrasonic image from the volume data 161 based on the position (x, y, z) and orientation ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z) of the magnetic sensor 8 attached to the ultrasonic probe 2 to be used. Two-dimensional image data of a cross section corresponding to 201 is generated, and the reference image 202 is replaced with an image based on the two-dimensional image data.
  • the ultrasonic image 201 and the reference image 202 are interlocked. Further, when the target set in the ultrasonic image 201 and the reference image 202 is drawn, the display processing unit 101 emphasizes the target by attaching a marker on both the images 201 and 202.
  • the operator When switching the ultrasonic probe 2 to be used, the operator operates the input device 5 and designates the probe to be used after switching from the ultrasonic probes 2a to 2d. This designation may be performed by, for example, providing buttons corresponding to the connection terminals of the probe connector 10 on the input device 5 and operating these buttons.
  • the probe switching unit 102 sets the ultrasonic probe 2 that is the input / output destination of the drive pulse and the reflected wave signal to the designated ultrasonic probe 2.
  • the transmission / reception unit 11 sequentially supplies drive pulses to the designated ultrasonic probe 2 to generate ultrasonic waves, and sequentially receives reflected wave signals from the ultrasonic probe 2.
  • Ultrasonic image data based on the reflected wave data is generated through the B-mode processing unit 12 and the image generation unit 14 and stored in the image memory 15. Therefore, the ultrasonic image 201 displayed on the navigation screen 200 is also an image obtained using the ultrasonic probe 2 after the switching.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 1 When the ultrasonic probe 2 to be used is switched, it is necessary for the ultrasonic diagnostic apparatus 1 to recognize the magnetic sensor 8 attached to the ultrasonic probe 2 after switching.
  • the processing shown in the flowcharts of FIGS. 5 and 6 is performed by the control unit 18, particularly the position recording unit 103, the histogram generation unit 104, the sensor selection unit 105, and the notification.
  • the procedure related to this recognition is automated by the unit 106.
  • the position information acquisition device 6 periodically calculates the positions (x, y, z), orientations ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z), and QI values of all the magnetic sensors 8a to 8d, and performs ultrasonic diagnosis. Assume that the data is transmitted to the device body 3 of the device 1.
  • the position recording unit 103 receives the position (x, y, z) and orientation ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z) of each of the magnetic sensors 8a to 8d received from the position information acquisition device 6 by the interface unit 17. And the QI value are written into the database 160 (step S1).
  • the histogram generation unit 104 generates histogram data of pixels included in a predetermined area defined in the currently displayed ultrasonic image 201 (step S2).
  • This histogram data is data representing the distribution of the number of pixels for each luminance.
  • the predetermined area is, for example, an area defined in advance near the focus point of ultrasonic transmission or near the center of the display image, or an area such as ROI arbitrarily set by the operator.
  • the histogram based on the histogram data generated in step S2 may be displayed on the navigation screen 200.
  • 7 and 8 show an example of the navigation screen 200 displaying the histogram 203 based on the histogram data.
  • a rectangular broken line 204 in FIGS. 7 and 8 indicates the predetermined area.
  • the horizontal axis of the histogram 203 is luminance, and the vertical axis is the number of pixels.
  • the navigation screen 200 shown in FIG. 7 is an example of a screen displayed in a state where the ultrasound probe 2 to be used is not brought close to the body surface of the subject P. In this case, since the reflected wave from the visual field is hardly obtained, the ultrasonic image 201 is an image having the lowest luminance as a whole.
  • the histogram 203 shows almost no distribution of the number of pixels.
  • the navigation screen 200 shown in FIG. 8 is an example of a screen displayed in a state in which the ultrasound probe 2 to be used is in contact with the surface of the subject P.
  • the ultrasonic image 201 is an overall high-brightness image. Therefore, a clear distribution of the number of pixels appears in the histogram 203.
  • the histogram generation unit 104 is in a state where it is not in contact with the body surface of the subject P based on the histogram data generated in the current step S2 and the histogram data generated in the previous step S2. It is determined whether or not the ultrasonic probe 2 to be used has been moved until it comes into contact with the body surface of the subject P (step S3). Note that there is no previous histogram data at the beginning of the processing shown in the flowchart of FIG. In this case, the histogram generation unit 104 determines that the ultrasound probe 2 to be used has not been moved until it comes into contact with the body surface of the subject P (No in step S3), and steps S1 and S2 are executed again. .
  • the threshold value Bs separates between the case where it can be determined that the ultrasound probe 2 to be used that has not been in contact with the body surface of the subject P is in contact with or close to the body surface of the subject P and the case where it is not. It is.
  • a specific value of the threshold value Bs may be determined experimentally, empirically, or theoretically.
  • the histogram generation unit 104 determines that the ultrasonic probe 2 to be used is not moved until it comes into contact with the body surface of the subject P (No in step S3). ). In this case, steps S1 and S2 are executed again.
  • the histogram generation unit 104 determines that the ultrasound probe 2 to be used has been moved until it contacts the body surface of the subject P (Yes in step S3). In this case, the sensor selection unit 105 executes a sensor selection process (step S4).
  • the sensor selection unit 105 operates according to the flowchart of FIG. That is, first, when the ultrasonic probe 2 to be used comes into contact with the body surface of the subject P, the sensor selection unit 105 has at least one of the position (x, y, z) and the direction ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z). The changed magnetic sensor 8 is specified (step S41).
  • the sensor selection unit 105 refers to the database 160, and in the vicinity of the time of ultrasonic transmission / reception for obtaining the ultrasonic image data that is the generation source of the histogram data in the immediately preceding step S2, the position (x, y, The magnetic sensor 8 in which z) has changed by a predetermined distance Ds or at least one of the angles ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z has changed by a predetermined angle ⁇ s is specified.
  • the distance Ds and the angle ⁇ s are threshold values that separate the case where it can be determined that the magnetic sensor 8 has moved together with the ultrasonic probe 2 to be used from the case where it is not. Specific values of the distance Ds and the angle ⁇ s may be determined experimentally, empirically, or theoretically.
  • the sensor selection unit 105 determines whether or not even one magnetic sensor 8 has been specified in step S41 (step S42). If even one can be identified (Yes in step S42), the sensor selection unit 105 determines whether only one magnetic sensor 8 has been identified (step S43). If only one magnetic sensor 8 has been identified (Yes in step S43), the sensor selection unit 105 selects the magnetic sensor 8 as a magnetic sensor attached to the ultrasonic probe 2 to be used (step S44). ).
  • the sensor selection unit 105 selects one of these magnetic sensors 8 (step S45). Specifically, the sensor selection unit 105 refers to the database 160 and has the lowest QI value in the vicinity of the time of ultrasonic transmission / reception for obtaining the ultrasonic image data that is the generation source of the histogram data in the immediately preceding step S2 (the lowest). A good magnetic sensor 8 is selected as a magnetic sensor attached to the ultrasonic probe 2 to be used. As the QI value, a value at a specific time point may be used, or an average value of values within a predetermined time may be used.
  • step S44 The sensor selection process is completed by step S44 or step S45. If no magnetic sensor 8 can be specified in step S41 (No in step S42), the sensor selection process ends without selecting the magnetic sensor 8.
  • the main processing unit 100 determines whether or not the magnetic sensor 8 attached to the ultrasonic probe 2 to be used has been selected in the sensor selection process (step). S5). If the sensor selection process has been completed through step S44 or step S45, the main processing unit 100 determines that the magnetic sensor 8 has been selected (Yes in step S5), and uses the selected magnetic sensor 8 for subsequent navigation. (Step S6). The process shown in the flowchart of FIG. 5 is completed by step S6.
  • the display processing unit 101 corresponds to the ultrasonic image 201 from the volume data 161 based on the position (x, y, z) and orientation ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z) of the magnetic sensor 8 set in step S6.
  • Two-dimensional image data of the cross section to be generated is generated, and the reference image 202 is replaced with an image based on the two-dimensional image data.
  • step S7 the notification unit 106 notifies an error.
  • This notification may be performed, for example, by displaying a message on the monitor 4 that the magnetic sensor 8 is not properly attached to the ultrasonic probe 2 to be used. After this notification, the process returns to step S1.
  • the operator separates the ultrasonic probe 2 to be used from the body surface of the subject P, attaches one of the magnetic sensors 8, and brings the ultrasonic probe 2 into contact with the body surface of the subject P again, The magnetic sensor 8 is selected in the sensor selection process. Then, the selected magnetic sensor 8 is set for navigation, and the process shown in the flowchart of FIG. 5 ends.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 1 specifies from the outputs of the magnetic sensors 8a to 8d when the ultrasonic probe 2 to be used is switched between the ultrasonic probes 2a to 2d.
  • Select from the magnetic sensors 8a to 8d With such a configuration, it is not necessary for the operator to designate the magnetic sensor 8 attached to the ultrasonic probe 2 when the ultrasonic probe 2 to be used is switched.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 1 a change in at least one of the position (x, y, z) and the direction ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z) specified from the output among the magnetic sensors 8a to 8d is previously detected. A sensor exceeding a predetermined threshold is selected as a sensor attached to the ultrasonic probe 2 to be used. Furthermore, if there are a plurality of sensors in which at least one change in the position (x, y, z) and the direction ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z) exceeds the threshold value, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 calculates from the outputs of these sensors. The sensor having the smallest QI value is selected as the sensor attached to the ultrasonic probe 2 to be used.
  • the transmitter 7 and the surrounding area are set so that the magnetic field detection sensitivity of the magnetic sensor 8 attached to the ultrasonic probe 2 is good.
  • Equipment is placed. Therefore, it is assumed that the QI value related to the magnetic sensor 8 attached to the ultrasonic probe 2 shows a good value (low value) in a state where the ultrasonic probe 2 to be used is in contact with the body surface of the subject P. Is done. Therefore, the magnetic sensor 8 attached to the ultrasonic probe 2 to be used can be accurately selected by considering the QI value as in the present embodiment.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 1 also detects the position (x, y) when a predetermined change (change in average luminance value exceeding the threshold value Bs) occurs in the histogram relating to the luminance of pixels included in a predetermined region in the ultrasonic image 201. , Z) and at least one of the orientations ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z) is selected as a sensor attached to the ultrasonic probe 2 to be used.
  • a predetermined change change in average luminance value exceeding the threshold value Bs
  • the magnetic sensor 8 attached to the ultrasonic probe 2 should also move, so the positions (x, y, z) and orientations ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z) of the magnetic sensors 8a to 8d at the same timing. ), The accuracy of selection of the magnetic sensor 8 is improved.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 1 notifies an error when the magnetic sensor 8 attached to the ultrasonic probe 2 to be used cannot be selected. By this notification, the operator can be made aware of forgetting to attach the magnetic sensor 8 to the ultrasonic probe 2 to be used.
  • the convenience in diagnosis, treatment, and the like performed by attaching the magnetic sensor 8 to the ultrasonic probe 2 can be remarkably enhanced.
  • the configuration disclosed in the above embodiment can be variously modified.
  • the case where the magnetic sensor 8 is used as a sensor for detecting the position (x, y, z) and the direction ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z) is illustrated.
  • a sensor that detects a physical quantity other than the magnetic field representing the position (x, y, z) and the direction ( ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z) may be used.
  • an optical sensor that outputs a signal corresponding to received light can be used.
  • the case where the average luminance value obtained from the histogram data is used in the determination in step S3 is exemplified.
  • parameters other than the average luminance value may be used in the determination in step S3.
  • a dispersion value obtained from histogram data can be used.
  • the image data of the reference image 202 is generated from the volume data 161 based on the position (x, y, z) of the magnetic sensor 8 attached to the ultrasonic probe 2 to be used.
  • the mounting position of the magnetic sensor 8 with respect to the ultrasonic probe 2 may be different depending on the shape of the ultrasonic probe 2, the mounting position of the magnetic sensor 8 in the ultrasonic probe 2 before and after switching may be different.
  • the position (x, y, z) is shifted before and after switching. In this case, it is necessary to perform preparatory work such as mark alignment again.
  • the position (x, y, z) used for navigation may be corrected in consideration of the mounting position of the magnetic sensor 8 in the ultrasonic probe 2 before and after switching, and the preparation work again may be unnecessary.
  • the main processing unit 100, the display processing unit 101, the probe switching unit 102, the position recording unit 103, the histogram generation unit 104, the sensor selection unit 105 which is realized by the control unit 18 included in the apparatus main body 3 of the ultrasonic diagnostic apparatus 1,
  • a part or all of the notification unit 106 may be realized by the control unit 92 included in the apparatus main body 9 of the position information acquisition apparatus 6.
  • the position information acquisition device 6 functions as a sensor selection device.

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Abstract

　位置及び向きを検出するためのセンサを超音波プローブに装着して実施する診断や治療等における利便性を高める。　一実施形態に係る超音波診断装置は、プローブ切替部と、センサ選定部とを備える。上記プローブ切替部は、所定空間内における位置及び向きを表す物理量を検出するセンサがそれぞれ装着された複数の超音波プローブの間で、超音波送受信に使用する超音波プローブを切り替える。上記センサ選定部は、上記プローブ切替部により超音波送受信に使用する超音波プローブが切り替えられたとき、上記各センサの検出結果から特定される位置及び向きの少なくとも一方の変化に基づいて、当該切り替えにより超音波送受信に使用することとなった超音波プローブに装着されたセンサを上記各センサの中から選定する。

Description

超音波診断装置及びセンサ選定装置
　本発明の実施形態は、超音波により被検体の体内を画像化する超音波診断装置及びセンサ選定装置に関する。
　超音波診断装置は、生体内情報の超音波画像を取得し表示する装置であり、Ｘ線診断装置やＸ線ＣＴ（Computer Tomography）装置などの他の画像診断装置に比べ、安価で被曝が無く、被検体の体内をリアルタイムで観測するための有用な装置として利用されている。
　超音波診断装置は、癌検診の確定診断のための生検や、ＲＦＡ（Radiofrequency Ablation）治療のための穿刺のガイドなど、超音波診断のリアルタイム性を活かした用途への需要が高い。特に近年では、超音波プローブに位置及び向きを検出するためのセンサを装着し、病巣部分を含むＣＴ画像或いはＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）画像を参照画像として超音波画像とともに表示し、上記センサによって検出される位置及び向きに基づいて参照画像を超音波画像と連動するように切り替えることにより、超音波プローブを病巣の位置にナビゲートする技術も開発されている。
特開平１０－１５１１３１号公報 米国特許第６７７５４０４号明細書
　超音波診断装置を用いた診療に際しては、使用する超音波プローブを切り替えつつ作業を進めることがある。例えば被検体の体内を観察する際には汎用の超音波プローブが使用され、穿刺作業を行う際には穿刺専用の超音波プローブが使用される。
　上述のセンサが１つのみ用意されている場合、超音波プローブの切り替えに際し、当該センサを切り替え元のプローブから切り替え先のプローブに付け替えなければならない。この作業は手間である。一方で、超音波プローブごとに上述のセンサを用意する場合には、センサと超音波プローブとの対応関係の誤認を生じる虞があり、誤診に繋がる危険性が有る。
　このように、超音波プローブに位置及び向きを検出するためのセンサを装着して実施する診断や治療等においては、種々の問題が存在する。
　そこで、本発明が解決しようとする課題は、位置及び向きを検出するためのセンサを超音波プローブに装着して実施する診断や治療等における利便性を高めることである。
　一実施形態に係る超音波診断装置は、プローブ切替部と、センサ選定部とを備える。上記プローブ切替部は、所定空間内における位置及び向きを表す物理量を検出するセンサがそれぞれ装着された複数の超音波プローブの間で、超音波送受信に使用する超音波プローブを切り替える。上記センサ選定部は、上記プローブ切替部により超音波送受信に使用する超音波プローブが切り替えられたとき、上記各センサの検出結果から特定される位置及び向きの少なくとも一方の変化に基づいて、当該切り替えにより超音波送受信に使用することとなった超音波プローブに装着されたセンサを上記各センサの中から選定する。
　位置及び向きを検出するためのセンサを超音波プローブに装着して実施する診断や治療等における利便性が高まる。
図１は、一実施形態における超音波診断装置（センサ選定装置）の要部構成を示すブロック図である。 図２は、同実施形態における位置情報取得装置の要部構成を示すブロック図である。 図３は、同実施形態における磁気センサの超音波プローブへの装着態様の一例を示す図である。 図４は、同実施形態におけるナビゲーション画面の一例を示す図である。 図５は、同実施形態における超音波診断装置の動作の流れを示すフローチャートである。 図６は、図５のフローチャートに含まれるセンサ選定処理の流れを示すフローチャートである。 図７は、同実施形態においてヒストグラムが配置されたナビゲーション画面の一例を示す図である。 図８は、同実施形態においてヒストグラムが配置されたナビゲーション画面の一例を示す図である。
　一実施形態について、図面を参照しながら説明する。　
［超音波診断装置］
　図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１（センサ選定装置）の要部構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置１は、複数の超音波プローブ２、装置本体３、モニタ４、入力装置５、及び位置情報取得装置６等を備える。特に本実施形態においては、超音波診断装置１が４つの超音波プローブ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを備えるものとする。但し、超音波診断装置１が備える超音波プローブの数は、４つ未満或いは５つ以上であってもよい。以下の説明において、各超音波プローブ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを特に区別しない場合には、単に超音波プローブ２と称す。
　超音波プローブ２は、複数の圧電振動子、各圧電振動子に設けられる整合層、及び各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等を備える。各圧電振動子は、装置本体３から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。さらに、各圧電振動子は、被検体Ｐからの反射波を受信して、受信した反射波に応じた電気信号を出力する。超音波プローブ２は、セクタ型、リニア型又はコンベックス型など如何なる種類のプローブであってもよい。
　超音波プローブ２から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、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、反射波信号として超音波プローブ２が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波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。
　入力装置５は、オペレータからの各種指示、関心領域（ＲＯＩ）の設定指示、及び種々の画質条件設定に係る指示等を装置本体３に取り込むためのマウス、トラックボール、キーボード、及びタッチパネル等を含む。
　モニタ４は、超音波診断装置１のオペレータが入力装置５を用いて各種指示を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体３において生成された超音波画像を表示したりする。
　位置情報取得装置６は、所定空間内における超音波プローブ２の位置及び向きに関する情報を取得する。位置情報取得装置６の詳細な構成については、図２の説明にて後述する。
　装置本体３は、プローブコネクタ１０、送受信部１１、Ｂモード処理部１２、ドプラ処理部１３、画像生成部１４、画像メモリ１５、内部記憶部１６、インターフェース部１７、及び制御部１８等を備える。
　プローブコネクタ１０は、超音波プローブ２ａから延出するプローブケーブル２０ａ、超音波プローブ２ｂから延出するプローブケーブル２０ｂ、超音波プローブ２ｃから延出するプローブケーブル２０ｃ、及び、超音波プローブ２ｄから延出するプローブケーブル２０ｄをそれぞれ接続する。以下の説明において、各プローブケーブル２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを特に区別しない場合には、単にプローブケーブル２０と称す。プローブケーブル２０は、装置本体３と超音波プローブ２との間における電力供給及び情報伝達を担う。
　送受信部１１は、送信系の回路として、トリガ発生回路、遅延回路及びパルサ回路等を備える。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。遅延回路は、超音波プローブ２が発生す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。トリガ発生回路は、レートパルスに基づくタイミングで超音波プローブ２に駆動信号（駆動パルス）を供給する。すなわち、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、送受信部１１は、受信系の回路として、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、及び加算器等を備える。アンプ回路は、超音波プローブ２が受信した反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行う。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換して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反射波信号の加算処理を行って反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波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。
　Ｂモード処理部１２は、送受信部１１から反射波データを受信し、受信した反射波データに対して対数増幅や包絡線検波処理等を施して、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。 
　ドプラ処理部１３は、送受信部１１が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、組織を抽出し、平均速度、分散、及び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。
　画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２が生成したＢモードデータや、ドプラ処理部１３が生成したドプラデータから、超音波画像データを生成する。具体的には、画像生成部１４は、超音波スキャンの走査線信号列を、テレビ等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することにより、Ｂモードデータやドプラデータから表示用の超音波画像データ（Ｂモード画像データやドプラ画像データ）を生成する。
　画像メモリ１５は、画像生成部１４によって生成された超音波画像データを記憶する。また、画像メモリ１５は、送受信部１１を経た直後の出力信号（ＲＦ：Radio Frequency）や画像の輝度信号、種々の生データ、及びネットワークを介して取得した画像データ等を必要に応じて記憶する。画像メモリ１５が記憶する画像データのデータ形式は、モニタ４に表示されるビデオフォーマット変換後のデータ形式であっても、Ｂモード処理部１２及びドプラ処理部１３によって生成された生データである座標変換前のデータ形式であってもよい。
　内部記憶部１６は、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や診断プロトコル等の各種データ、データベース１６０、ボリュームデータ１６１等を記憶する。さらに、内部記憶部１６は、必要に応じて、画像メモリ１５が記憶する画像データの保管等にも使用される。データベース１６０の用途については、図５，図６の説明にて後述する。ボリュームデータ１６１は、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置等の他のモダリティによって生成された被検体Ｐの所定部位に関するものである。
　インターフェース部１７は、入力装置５、位置情報取得装置６、及びネットワーク等と装置本体３との間での各種情報の送受信を制御する。
　制御部１８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及び、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備える。制御部１８は、超音波診断装置１を統括的に制御する。具体的には、制御部１８は、入力装置５を介してオペレータが入力した各種設定要求や、内部記憶部１６或いは上記ＲＯＭ等から読み込んだ各種制御プログラム及び各種設定情報に基づき、送受信部１１、Ｂモード処理部１２、ドプラ処理部１３および画像生成部１４の動作を制御したり、画像メモリ１５が記憶する超音波画像データ等をモニタ４に表示させたりする。
　特に本実施形態において、制御部１８は、上記ＲＯＭ等に記憶された制御プログラムを上記ＣＰＵに実行させることにより、主処理部１００、表示処理部１０１、プローブ切替部１０２、位置記録部１０３、ヒストグラム生成部１０４、センサ選定部１０５、及び報知部１０６としての機能を実現する。これら各部の詳細については、以降の説明にて明らかにする。
［位置情報取得装置］
　続いて、位置情報取得装置６の詳細について述べる。　
　図２は、位置情報取得装置６の要部構成を示すブロック図である。位置情報取得装置６は、トランスミッター７（磁場発生源）、複数の磁気センサ８、及び装置本体９等を備える。特に本実施形態においては、位置情報取得装置６が４つの磁気センサ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを備えるものとする。但し、位置情報取得装置６が備える磁気センサ８の数は、４つ未満或いは５つ以上であってもよい。以下の説明において、各磁気センサ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを特に区別しない場合には、単に磁気センサ８と称する。
　トランスミッター７は、自機を中心として外側に向かって磁場を形成する。
　磁気センサ８は、トランスミッター７によって形成された３次元の磁場の強さ及び当該磁場の方向を検出し、検出結果に応じた信号を生成して、装置本体９に出力する。
　位置情報取得装置６の装置本体９は、コネクタ９０、インターフェース部９１、及び制御部９２等を備える。
　トランスミッター７とコネクタ９０は、トランスミッターケーブル７０によって接続される。磁気センサ８ａとコネクタ９０は、センサケーブル８０ａによって接続される。磁気センサ８ｂとコネクタ９０は、センサケーブル８０ｂによって接続される。磁気センサ８ｃとコネクタ９０は、センサケーブル８０ｃによって接続される。磁気センサ８ｄとコネクタ９０は、センサケーブル８０ｄによって接続される。以下の説明において、各センサケーブル８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄを特に区別しない場合には、単にセンサケーブル８０と称す。トランスミッターケーブル７０は、装置本体９とトランスミッター７との間の情報伝達を担う。センサケーブル８０は、装置本体９と磁気センサ８との間における情報伝達を担う。
　インターフェース部９１は、超音波診断装置１の装置本体３と位置情報取得装置６の装置本体９との間で各種情報の送受信を制御する。
　制御部９２は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、位置情報取得装置６を統括的に制御する。
　磁気センサ８は、超音波プローブ２に着脱される。磁気センサ８を超音波プローブ２に装着する態様の一例を、図３に示す。この例においては、磁気センサ８が超音波プローブ２に接続されたプローブケーブル２０の付け根部分に任意の形体の着脱機構を介して装着されている。但し、磁気センサ８が超音波プローブ２に対して装着される位置は、他の位置であってもよい。
　制御部９２は、磁気センサ８から受信した信号に基づいて、例えばトランスミッター７を原点とするＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸にて定義される３次元座標空間（Ｘ，Ｙ，Ｚ）における磁気センサ８の位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び向き（θｘ，θｙ，θｚ）を算出する。ここに、θｘはＸ軸を中心とした磁気センサ８の回転角度であり、θｙはＹ軸を中心とした磁気センサ８の回転角度であり、θｚはＺ軸を中心とした磁気センサ８の回転角度である。
　また、制御部９２は、磁気センサ８の位置における磁場の乱れの強さ（磁場の単位時間当りの変化頻度）を表すＱＩ（Quality Index）値を算出する。制御部９２は、このＱＩ値を、例えば単位時間当りにおける位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び向き（θｘ，θｙ，θｚ）の変化回数や変化量を予め定めた計算式に代入することで算出する。本実施形態において、この計算式は、磁場の乱れが大きいほどＱＩ値が大きく、磁場の乱れが小さいほどＱＩ値が小さくなり、さらには位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び向き（θｘ，θｙ，θｚ）の低周波な変化よりも高周波な変化がＱＩ値に良く反映されるように定義されているものとする。上記低周波な変化は、例えば人の手による磁気センサ８の移動時等に生じる変化である。上記高周波な変化は、例えば周辺に存在する金属による磁場の乱れ等に起因した変化である。
　制御部９２は、算出した位置（ｘ，ｙ，ｚ）、向き（θｘ，θｙ，θｚ）、及びＱＩ値を、インターフェース部９１を介して超音波診断装置１の装置本体３に出力する。
［ナビゲーション機能］
　以上のような構成の超音波診断装置１を用いて実施される診断・治療の一態様について説明する。
　超音波診断装置１は、超音波画像と、参照画像とを同一の画面内に表示し、超音波プローブ２の操作による超音波画像の変化に連動して参照画像を切り替えることにより、ボリュームデータ１６１を用いた診断にて発見された腫瘍等のターゲットに超音波プローブ２の位置及び向きを案内するナビゲーション機能を備える。本実施形態において、上記超音波画像は、超音波プローブ２を用いた超音波の送受信により得られるＢモード画像である。上記２次元画像は、他のモダリティにより得られたボリュームデータ１６１から生成される２次元画像である。
　ナビゲーション機能に係る主な処理は、主処理部１００が実行する。さらに、表示処理部１０１、プローブ切替部１０２、位置記録部１０３、ヒストグラム生成部１０４、センサ選定部１０５、及び報知部１０６が補助的な処理を実行する。
　ナビゲーション機能を利用する際には、磁気センサ８を超音波の送受信に使用する超音波プローブ２（以下、使用対象の超音波プローブ２と称す）に装着するとともに、正確な位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び向き（θｘ，θｙ，θｚ）の検出を担保すべく当該超音波プローブ２の使用範囲の近くにトランスミッター７を配置する。さらに、ナビゲーションの準備作業として、腫瘍等のターゲットの設定、ボリュームデータ１６１と超音波プローブ２の軸（角度）を合わせる軸合わせ、軸合わせ後の座標の中の１点同士を合わせる目印合わせを行う。なお、本実施形態においては、この準備作業を行う際に、使用対象の超音波プローブ２と、当該超音波プローブ２に装着された磁気センサ８の組み合わせが既知であるとする。
　ターゲットの設定において、オペレータは、ボリュームデータ１６１に含まれる腫瘍等の中心位置及び範囲を入力装置５の操作によって指定する。この操作がなされると、主処理部１００は、当該指定された中心位置及び範囲の座標をターゲットに設定するための処理を行う。
　軸合わせにおいて、オペレータは、使用対象の超音波プローブ２を被検体Ｐの体軸と垂直（Axial面方向）に置き、入力装置５の操作によって軸合わせの実施を指示する。この指示に応じて、主処理部１００は、当該超音波プローブ２に装着された磁気センサ８の３軸Ｘ，Ｙ，Ｚと、ボリュームデータ１６１の３軸とを合わせるための処理を行う。
　目印合わせにおいて、オペレータは、使用対象の超音波プローブ２に超音波を送受信させることによって得られる超音波画像及びボリュームデータ１６１から生成される参照画像の双方に描出された特徴的部分を入力装置５の操作によって指定する。この指定がなされたことに応じて、主処理部１００は、ボリュームデータ１６１と磁気センサ８の座標とを関連付けるための処理を行う。
　以上のような準備処理を経れば、超音波プローブ２による超音波画像と同一の断面に係る参照画像をボリュームデータ１６１から生成し、使用対象の超音波プローブ２をターゲットへとナビゲートすることが可能となる。
　準備処理が完了した後、表示処理部１０１が、例えば図４に示すようにリアルタイムの超音波画像２０１と、ボリュームデータ１６１から生成された参照画像２０２とを含むナビゲーション画面２００をモニタ４に表示させる。
　表示処理部１０１は、画像生成部１４によって使用対象の超音波プローブ２に係る超音波画像データが生成され、当該超音波画像データが画像メモリ１５に記憶される度に、超音波画像２０１を当該超音波画像データに基づく画像で置き換える。これにより、被検体Ｐの体内を描出する超音波画像２０１がライブ表示される。また、表示処理部１０１は、使用対象の超音波プローブ２に装着された磁気センサ８の位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び向き（θｘ，θｙ，θｚ）に基づいてボリュームデータ１６１から超音波画像２０１に対応する断面の２次元画像データを生成し、参照画像２０２をこの２次元画像データに基づく画像で置き換える。これにより、超音波画像２０１と参照画像２０２とが連動する。さらに、表示処理部１０１は、超音波画像２０１及び参照画像２０２に設定したターゲットが描出された際には、両画像２０１，２０２上にマーカを付すなどして当該ターゲットを強調する。
［超音波プローブの切り替え及び磁気センサの選定］
　上記のようなナビゲーション機能を用いた診断や治療を行う最中に、使用対象の超音波プローブ２を超音波プローブ２ａ～２ｄの間で切り替える必要が生じる場合がある。例えば、ＲＦＡ療法の実施に際しては、上述の準備作業を浅部から深部までを良好な解像度及びコントラストで描出した画像を得られる大口径のコンベックス型プローブにて行い、その後の穿刺を小口径のコンベックス型プローブにて行うことが一般的である。
　使用対象の超音波プローブ２を切り替えるにあたり、オペレータは入力装置５を操作して、切り替え後に使用するプローブを超音波プローブ２ａ～２ｄの中から指定する。この指定は、例えばプローブコネクタ１０の各接続端子に対応するボタンを入力装置５に設け、これらのボタンを操作することによって行えるようにすればよい。
　切り替え後に使用する超音波プローブ２が指定されると、プローブ切替部１０２は、駆動パルス及び反射波信号の入出力先となる超音波プローブ２を、当該指定された超音波プローブ２に設定するように送受信部１１に指示する。この指示を受けた後、送受信部１１は、当該指定された超音波プローブ２に駆動パルスを順次供給して超音波を発生させるとともに、当該超音波プローブ２からの反射波信号を順次受信して反射波データを生成していく。この反射波データに基づく超音波画像データがＢモード処理部１２及び画像生成部１４を経て生成され、画像メモリ１５に記憶されていく。したがって、ナビゲーション画面２００に表示される超音波画像２０１も、当該切り替え後の超音波プローブ２を用いて得られた画像となる。
　使用対象の超音波プローブ２が切り替えられた際には、切り替え後の超音波プローブ２に装着された磁気センサ８を超音波診断装置１が認識する必要がある。本実施形態においては、使用対象の超音波プローブ２の切り替え時に、図５，図６のフローチャートに示す処理を制御部１８、特に位置記録部１０３、ヒストグラム生成部１０４、センサ選定部１０５、及び報知部１０６が実行することにより、この認識に係る手順を自動化する。
　以下、これらのフローチャートについて説明する。なお、前提として、位置情報取得装置６が各磁気センサ８ａ～８ｄすべての位置（ｘ，ｙ，ｚ）、向き（θｘ，θｙ，θｚ）、及びＱＩ値を周期的に算出し、超音波診断装置１の装置本体３に送信しているものとする。
　図５のフローチャートにおいて、先ず位置記録部１０３が、インターフェース部１７によって位置情報取得装置６から受信される各磁気センサ８ａ～８ｄの位置（ｘ，ｙ，ｚ）、向き（θｘ，θｙ，θｚ）、及びＱＩ値をデータベース１６０に書き込む（ステップＳ１）。
　続いて、ヒストグラム生成部１０４が、現在表示されている超音波画像２０１中に定義された所定領域に含まれる画素のヒストグラムデータを生成する（ステップＳ２）。このヒストグラムデータは、輝度ごとの画素数の分布を表すデータである。上記所定領域は、例えば超音波送信のフォーカス点近傍や表示画像の中心部近傍に予め定義された領域、或いはオペレータによって任意に設定されるＲＯＩ等の領域である。
　ステップＳ２にて生成されるヒストグラムデータに基づくヒストグラムを、ナビゲーション画面２００に表示させてもよい。図７，図８に、ヒストグラムデータに基づくヒストグラム２０３を表示したナビゲーション画面２００の一例を示す。図７，図８中の矩形破線２０４は、上記所定領域を示す。ヒストグラム２０３の横軸は輝度であり、縦軸は画素数である。図７に示したナビゲーション画面２００は、使用対象の超音波プローブ２を被検体Ｐの体表面に近づけていない状態で表示される画面の一例である。この場合、視野内からの反射波がほとんど得られないため、超音波画像２０１は全体的に最低輝度の画像となる。したがって、ヒストグラム２０３には画素数の分布がほとんど見られない。一方、図８に示したナビゲーション画面２００は、使用対象の超音波プローブ２を被検体Ｐの対表面に接触させた状態で表示される画面の一例である。この場合、視野内から良好な反射波が得られるため、超音波画像２０１は全体的に高輝度の画像となる。したがってヒストグラム２０３にも明確な画素数の分布が現れる。
　ステップＳ２の後、ヒストグラム生成部１０４は、今回のステップＳ２にて生成したヒストグラムデータと、前回のステップＳ２にて生成したヒストグラムデータとに基づき、被検体Ｐの体表面に接触していない状態にあった使用対象の超音波プローブ２が被検体Ｐの体表面に接触するまで動かされたか否かを判定する（ステップＳ３）。なお、図５のフローチャートに示す処理を開始した当初においては、前回のヒストグラムデータが存在しない。この場合、ヒストグラム生成部１０４は、使用対象の超音波プローブ２が被検体Ｐの体表面に接触するまで動かされていないと判定し（ステップＳ３のＮｏ）、ステップＳ１，Ｓ２が再度実行される。
　ステップＳ３における判定には、例えばヒストグラムデータから求まる平均輝度値を用いることができる。すなわち、ヒストグラム生成部１０４は、今回生成したヒストグラムデータの平均輝度値Ｂ１と前回生成したヒストグラムデータの平均輝度値Ｂ２を算出し、これらの差分ΔＢ（＝Ｂ１－Ｂ２）と予め定められた閾値Ｂsとを比較する。閾値Ｂsは、被検体Ｐの体表面に接触していない状態にあった使用対象の超音波プローブ２が被検体Ｐの体表面に接触或いは近接したと判定できる場合とそうでない場合とを隔てるものである。閾値Ｂｓの具体的な値は、実験的、経験的、或いは理論的に定めればよい。上記比較の結果、ΔＢ≦Ｂsが成立するならば、ヒストグラム生成部１０４は、使用対象の超音波プローブ２が被検体Ｐの体表面に接触するまで動かされていないと判定する（ステップＳ３のＮｏ）。この場合、ステップＳ１，Ｓ２が再度実行される。
　一方、ΔＢ＞Ｂsが成立するならば、ヒストグラム生成部１０４は、使用対象の超音波プローブ２が被検体Ｐの体表面に接触するまで動かされたと判定する（ステップＳ３のＹｅｓ）。この場合、センサ選定部１０５がセンサ選定処理を実行する（ステップＳ４）。
　センサ選定処理において、センサ選定部１０５は、図６のフローチャートに沿って動作する。すなわち、先ずセンサ選定部１０５は、使用対象の超音波プローブ２が被検体Ｐの体表面に接触した際に、位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び向き（θｘ，θｙ，θｚ）の少なくとも一方が変化した磁気センサ８を特定する（ステップＳ４１）。具体的には、センサ選定部１０５は、データベース１６０を参照し、直前のステップＳ２におけるヒストグラムデータの生成元である超音波画像データを得るための超音波送受信時付近において、位置（ｘ，ｙ，ｚ）が予め定められた距離Ｄs以上変化したか、或いは角度θｘ，θｙ，θｚの少なくとも１つが予め定められた角度θs以上変化した磁気センサ８を特定する。距離Ｄs及び角度θsは、磁気センサ８が使用対象の超音波プローブ２とともに移動したと判定できる場合とそうでない場合とを隔てる閾値である。距離Ｄs及び角度θsの具体的な値は、実験的、経験的、或いは理論的に定めればよい。
　続いて、センサ選定部１０５は、ステップＳ４１において磁気センサ８を１つでも特定できたか否かを判定する（ステップＳ４２）。１つでも特定できたならば（ステップＳ４２のＹｅｓ）、センサ選定部１０５は、特定できた磁気センサ８が１つのみであるか否かを判定する（ステップＳ４３）。特定できた磁気センサ８が１つのみである場合（ステップＳ４３のＹｅｓ）、センサ選定部１０５は、当該磁気センサ８を使用対象の超音波プローブ２に装着された磁気センサとして選定する（ステップＳ４４）。
　一方、ステップＳ４１において特定できた磁気センサ８が複数存在する場合（ステップＳ４３のＮｏ）、センサ選定部１０５は、これら磁気センサ８の中から１つを選定する（ステップＳ４５）。具体的には、センサ選定部１０５は、データベース１６０を参照し、直前のステップＳ２におけるヒストグラムデータの生成元である超音波画像データを得るための超音波送受信時付近においてＱＩ値が最も低い（最も良好な）磁気センサ８を、使用対象の超音波プローブ２に装着された磁気センサとして選定する。ＱＩ値は、特定の１時点の値を用いてもよいし、所定時間内の値の平均値を用いてもよい。
　ステップＳ４４或いはステップＳ４５を以って、センサ選定処理が終了する。また、ステップＳ４１において磁気センサ８を１つも特定できなかった場合には（ステップＳ４２のＮｏ）、磁気センサ８を選定することなくセンサ選定処理が終了する。
　センサ選定処理の後、図５のフローチャートに示すように、主処理部１００が、使用対象の超音波プローブ２に装着された磁気センサ８がセンサ選定処理において選定されたか否かを判定する（ステップＳ５）。ステップＳ４４或いはステップＳ４５を経てセンサ選定処理が終了している場合、主処理部１００は磁気センサ８が選定されたと判定し（ステップＳ５のＹｅｓ）、当該選定された磁気センサ８を以降のナビゲーション用に設定する（ステップＳ６）。ステップＳ６を以って図５のフローチャートに示す処理が終了となる。これ以降、表示処理部１０１は、ステップＳ６にて設定された磁気センサ８の位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び向き（θｘ，θｙ，θｚ）に基づいてボリュームデータ１６１から超音波画像２０１に対応する断面の２次元画像データを生成し、参照画像２０２をこの２次元画像データに基づく画像で置き換えていく。
　なお、センサ選定処理において磁気センサ８が選定さていない場合には（ステップＳ５のＮｏ）、報知部１０６がエラーを報知する（ステップＳ７）。この報知は、例えば磁気センサ８が使用対象の超音波プローブ２に正しく装着されていない旨のメッセージをモニタ４に表示することなどにより行えばよい。この報知の後、処理はステップＳ１に戻る。このとき、オペレータが使用対象の超音波プローブ２を被検体Ｐの体表面から離していずれかの磁気センサ８を装着し、当該超音波プローブ２を被検体Ｐの体表面に再度接触させると、センサ選定処理にて当該磁気センサ８が選定される。そして、選定された磁気センサ８がナビゲーション用に設定されて、図５のフローチャートに示す処理が終了する。
　以上説明したように、本実施形態に係る超音波診断装置１は、使用対象の超音波プローブ２が超音波プローブ２ａ～２ｄの間で切り替えられたとき、各磁気センサ８ａ～８ｄの出力から特定される位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び向き（θｘ，θｙ，θｚ）の少なくとも一方の変化に基づいて、当該切り替えにより新たに使用対象となった超音波プローブ２に装着された磁気センサを各磁気センサ８ａ～８ｄの中から選定する。このような構成であれば、使用対象の超音波プローブ２を切り替えた際に、オペレータが当該超音波プローブ２に装着された磁気センサ８を指定する必要がない。さらに、オペレータが磁気センサ８を指定する場合においては、オペレータが超音波プローブ２と磁気センサ８の対応関係を間違えて誤診に繋がる危険性が有るが、本実施形態の構成においてはそのような事態も生じない。
　具体的には、超音波診断装置１は、各磁気センサ８ａ～８ｄのうちその出力から特定される位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び向き（θｘ，θｙ，θｚ）の少なくとも一方の変化が予め定められた閾値を超えるセンサを使用対象の超音波プローブ２に装着されたセンサとして選定する。さらに、超音波診断装置１は、位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び向き（θｘ，θｙ，θｚ）の少なくとも一方の変化が上記閾値を超えるセンサが複数存在するならば、それらセンサの出力から算出されるＱＩ値が最も小さいセンサを使用対象の超音波プローブ２に装着されたセンサとして選定する。通常、使用対象の超音波プローブ２を被検体Ｐの体表面に接触させた状態において、当該超音波プローブ２に装着された磁気センサ８の磁場検出感度が良好になるように、トランスミッター７や周辺機器が配置される。そのため、使用対象の超音波プローブ２が被検体Ｐの体表面に接触した状態において、当該超音波プローブ２に装着された磁気センサ８に係るＱＩ値は良好な値（低い値）を示すと想定される。したがって、本実施形態のようにＱＩ値を考慮することにより、使用対象の超音波プローブ２に装着された磁気センサ８を正確に選定できるようになる。
　また、超音波診断装置１は、超音波画像２０１中の所定領域に含まれる画素の輝度に関するヒストグラムに所定の変化（閾値Ｂsを超える平均輝度値の変化）が生じた際に位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び向き（θｘ，θｙ，θｚ）の少なくとも一方が変化した磁気センサ８を、使用対象の超音波プローブ２に装着されたセンサとして選定する。このようにヒストグラムに変化が生じる際には、使用対象の超音波プローブ２がオペレータによって動かされて被検体Ｐの体表面に接触等したと想定される。このタイミングにおいては、当該超音波プローブ２に装着された磁気センサ８も動いているはずなので、同タイミングにおける各磁気センサ８ａ～８ｄの位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び向き（θｘ，θｙ，θｚ）の変化に着目することにより、磁気センサ８の選定の精度が向上する。
　さらに、超音波診断装置１は、使用対象の超音波プローブ２に装着された磁気センサ８を選定できない場合にエラーを報知する。この報知により、オペレータに対して使用対象の超音波プローブ２への磁気センサ８の装着忘れ等を気付かせることができる。
　このように、本実施形態に係る構成によれば、磁気センサ８を超音波プローブ２に装着して実施する診断や治療等における利便性を、格段に高めることができる。
［変形例］
　なお、上記実施形態にて開示した構成は、種々の変形実施が可能である。　
　例えば、上記実施形態では位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び向き（θｘ，θｙ，θｚ）を検出するセンサとして磁気センサ８を用いる場合を例示した。しかしながら、磁気センサ８に代えて、位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び向き（θｘ，θｙ，θｚ）を表す磁場以外の物理量を検出するセンサを用いてもよい。このようなセンサとしては、例えば受光した光に応じた信号を出力する光学センサを利用することができる。
　また、上記実施形態ではステップＳ３の判定においてヒストグラムデータから求まる平均輝度値を用いる場合を例示した。しかしながら、ステップＳ３の判定において平均輝度値以外のパラメータを用いてもよい。このようなパラメータとしては、例えばヒストグラムデータから求まる分散の値を利用することができる。
　また、上記実施形態では使用対象の超音波プローブ２に装着された磁気センサ８の位置（ｘ，ｙ，ｚ）に基づいてボリュームデータ１６１から参照画像２０２の画像データを生成するとした。しかしながら、超音波プローブ２に対する磁気センサ８の装着位置は、超音波プローブ２の形状等に依存して異なる場合も想定されるため、切り替え前後の超音波プローブ２において磁気センサ８の装着位置が異なれば、切り替え前後で位置（ｘ，ｙ，ｚ）にずれが生じてしまう。この場合、目印合わせ等の準備作業を再度実行する必要がある。この点に鑑み、切り替え前後の超音波プローブ２における磁気センサ８の装着位置等を考慮してナビゲーションに使用する位置（ｘ，ｙ，ｚ）を補正し、再度の準備作業を不要としてもよい。
　また、超音波診断装置１の装置本体３が備える制御部１８が実現するとした主処理部１００、表示処理部１０１、プローブ切替部１０２、位置記録部１０３、ヒストグラム生成部１０４、センサ選定部１０５、及び報知部１０６の一部或いは全てを、位置情報取得装置６の装置本体９が備える制御部９２に実現させてもよい。特にセンサ選定部１０５を含む要素を制御部９２に実現させた場合には、位置情報取得装置６がセンサ選定装置として機能することとなる。
　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。

Claims (10)

  1. 　所定空間内における位置及び向きを表す物理量を検出するセンサがそれぞれ装着された複数の超音波プローブの間で、超音波送受信に使用する超音波プローブを切り替えるプローブ切替部と、
    　前記プローブ切替部により超音波送受信に使用する超音波プローブが切り替えられたとき、前記各センサの検出結果から特定される位置及び向きの少なくとも一方の変化に基づいて、当該切り替えにより超音波送受信に使用することとなった超音波プローブに装着されたセンサを前記各センサの中から選定するセンサ選定部と、
    　を備える超音波診断装置。
  2. 　前記各センサは、前記物理量として磁場発生源が発生する磁場を検出し、
    　前記センサ選定部は、前記各センサのうちその検出結果から特定される位置及び向きの少なくとも一方の変化が予め定められた閾値を超えるセンサを、前記プローブ切替部による切り替えにより超音波送受信に使用することとなった超音波プローブに装着されたセンサとして選定し、前記位置及び向きの少なくとも一方の変化が前記閾値を超えるセンサが複数存在する場合、これらセンサの検出結果から導出される磁場の乱れを表す指標が最も良好なセンサを、当該切り替えにより超音波送受信に使用することとなった超音波プローブに装着されたセンサとして選定する、
    　請求項１に記載の超音波診断装置。
  3. 　前記プローブ切替部による切り替えにより超音波送受信に使用することとなった超音波プローブを用いて得られる超音波画像に含まれる画素の輝度に関するヒストグラムを生成するヒストグラム生成部をさらに備え、
    　前記センサ選定部は、前記ヒストグラム生成部が生成するヒストグラムに所定の変化が生じた際に、検出結果から特定される位置及び向きの少なくとも一方が変化したセンサを、前記プローブ切替部による切り替えにより超音波送受信に使用することとなった超音波プローブに装着されたセンサとして選定する、
    　請求項１に記載の超音波診断装置。
  4. 　前記ヒストグラム生成部は、前記プローブ切替部による切り替えにより超音波送受信に使用することとなった超音波プローブによる超音波送信のフォーカス点近傍に設定された領域、前記超音波画像の中心部近傍に設定された領域、或いは操作者により指定された任意領域のいずれかに含まれる画素の輝度に関するヒストグラムを生成する、
    　請求項３に記載の超音波診断装置。
  5. 　前記センサ選定部がセンサを選定できない場合にエラーを報知する報知部をさらに備える、
    　請求項１に記載の超音波診断装置。
  6. 　所定空間内における位置及び向きを表す物理量を検出するセンサがそれぞれ装着された複数の超音波プローブの間で超音波送受信に使用する超音波プローブが切り替えられたとき、前記各センサの検出結果から特定される位置及び向きの少なくとも一方の変化に基づいて、当該切り替えにより超音波送受信に使用することとなった超音波プローブに装着されたセンサを前記各センサの中から選定するセンサ選定部、
    　を備えるセンサ選定装置。
  7. 　前記各センサは、前記物理量として磁場発生源が発生する磁場を検出し、
    　前記センサ選定部は、前記各センサのうちその検出結果から特定される位置及び向きの少なくとも一方の変化が予め定められた閾値を超えるセンサを、前記切り替えにより超音波送受信に使用することとなった超音波プローブに装着されたセンサとして選定し、前記位置及び向きの少なくとも一方の変化が前記閾値を超えるセンサが複数存在する場合、これらセンサの検出結果から導出される磁場の乱れを表す指標が最も良好なセンサを、前記切り替えにより超音波送受信に使用することとなった超音波プローブに装着されたセンサとして選定する、
    　請求項６に記載のセンサ選定装置。
  8. 　前記切り替えにより超音波送受信に使用することとなった超音波プローブを用いて得られる超音波画像に含まれる画素の輝度に関するヒストグラムを生成するヒストグラム生成部をさらに備え、
    　前記センサ選定部は、前記ヒストグラム生成部が生成するヒストグラムに所定の変化が生じた際に、検出結果から特定される位置及び向きの少なくとも一方が変化したセンサを、前記切り替えにより超音波送受信に使用することとなった超音波プローブに装着されたセンサとして選定する、
    　請求項６に記載のセンサ選定装置。
  9. 　前記ヒストグラム生成部は、前記切り替えにより超音波送受信に使用することとなった超音波プローブによる超音波送信のフォーカス点近傍に設定された領域、前記超音波画像の中心部近傍に設定された領域、或いは操作者により指定された任意領域のいずれかに含まれる画素の輝度に関するヒストグラムを生成する、
    　請求項６に記載のセンサ選定装置。
  10. 　前記センサ選定部がセンサを選定できない場合にエラーを報知する報知部をさらに備える、
    　請求項６に記載のセンサ選定装置。
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