特許 6026455 医用画像表示装置およびその作動方法並びにプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6026455

(24)【登録日】2016年10月21日

(45)【発行日】2016年11月16日

(54)【発明の名称】医用画像表示装置およびその作動方法並びにプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/14 20060101AFI20161107BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/14

【請求項の数】11

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-52887(P2014-52887)

(22)【出願日】2014年3月17日

(65)【公開番号】特開2015-173843(P2015-173843A)

(43)【公開日】2015年10月5日

【審査請求日】2015年7月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】306037311

【氏名又は名称】富士フイルム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100073184

【弁理士】

【氏名又は名称】柳田 征史

(74)【代理人】

【識別番号】100090468

【弁理士】

【氏名又は名称】佐久間 剛

(72)【発明者】

【氏名】桝本 潤

【審査官】 樋熊 政一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０４０２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２２０１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１３５３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０６１８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２２０７７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ８／１０−８／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波プローブによって被検体をスキャンすることにより、前記被検体の超音波画像を取得する超音波画像取得手段と、
穿刺針用の穿刺ラインが設定され、該穿刺ラインに中心軸線を有し、該中心軸線から離れるほど不透明度が小さくなる柱状の指標が重畳された３次元画像における、前記超音波画像に対応する断面の断面画像を前記３次元画像から取得する断面画像取得手段と、
前記断面画像を表示する表示制御手段とを備えたことを特徴とする医用画像表示装置。

【請求項2】

前記指標は、前記不透明度が前記中心軸線から離れるほど線形に小さいことを特徴とする請求項１記載の医用画像表示装置。

【請求項3】

前記指標は、前記不透明度が前記中心軸線から離れるほどガウス分布状に小さいことを特徴とする請求項１記載の医用画像表示装置。

【請求項4】

前記指標は、前記穿刺ラインを含む穿刺断面に平行な方向と該穿刺断面に直交する方向とで距離尺度が異なることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の医用画像表示装置。

【請求項5】

前記指標は、円柱形状であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の医用画像表示装置。

【請求項6】

前記指標が、前記３次元画像に書き込まれてなることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の医用画像表示装置。

【請求項7】

前記指標が前記３次元画像と別個に生成されてなり、前記断面画像取得手段は、前記３次元画像に前記指標を重畳して前記断面画像を取得する手段であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の医用画像表示装置。

【請求項8】

前記表示制御手段は、前記断面画像における前記指標の表示、非表示および半透明表示の少なくとも２つを切り替え可能な手段であることを特徴とする請求項７記載の医用画像表示装置。

【請求項9】

前記３次元画像に前記穿刺ラインを設定する穿刺ライン設定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の医用画像表示装置。

【請求項10】

超音波画像取得手段が、超音波プローブによって被検体をスキャンすることにより、前記被検体の超音波画像を取得し、
断面画像取得手段が、穿刺針用の穿刺ラインが設定され、該穿刺ラインに中心軸線を有し、該中心軸線から離れるほど不透明度が小さくなる柱状の指標が重畳された３次元画像における、前記超音波画像に対応する断面の断面画像を前記３次元画像から取得し、
表示制御手段が、前記断面画像を表示することを特徴とする医用画像表示装置の作動方法。

【請求項11】

超音波プローブによって被検体をスキャンすることにより、前記被検体の超音波画像を取得する手順と、
穿刺針用の穿刺ラインが設定され、該穿刺ラインに中心軸線を有し、該中心軸線から離れるほど不透明度が小さくなる柱状の指標が重畳された３次元画像における、前記超音波画像に対応する断面の断面画像を前記３次元画像から取得する手順と、
前記断面画像を表示する手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする医用画像表示プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被検体の超音波画像を取得する超音波診断装置において、超音波プローブの操作を支援可能な医用画像表示装置およびその作動方法並びにプログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置が実用化されている。一般に、この種の超音波診断装置は、超音波プローブと、超音波プローブに接続された装置本体とを有しており、超音波プローブから被検体に向けて超音波を送信して被検体をスキャンし、これによる被検体からの超音波エコーを超音波探触子で受信し、受信したエコー信号を装置本体で電気的に処理することにより超音波画像の生成を行う。

【0003】

また、測定対象となる被検体内の特定の部位の生検等を専用の穿刺針を用いて容易に行うことができるように、超音波プローブに穿刺針を取り付けることできる構造（穿刺アダプタ）を備えた超音波診断装置も知られている。このような装置においては、穿刺針が穿刺される際の進入経路を表すガイドライン（以下、穿刺ガイドラインとする）をディスプレイ上に表示させることができる。このような超音波プローブを使用して、ガイドラインにしたがって穿刺針を被検体内に穿刺しながら超音波診断装置を作動させると、操作者は、被検体内の画像と穿刺針の動きを同時にディスプレイ上で確認することができ、これにより安全な穿刺術（例えば生検（バイオプシー）、ドレナージ等）を行うことができる。

【0004】

一方、Ｘ線ＣＴ画像や、ＭＲＩ画像等、超音波画像以外の医用画像の方が、超音波画像よりも鮮明である。このため、リアルタイムの超音波画像を表示させるとともに、表示中の超音波画像と同一断面のＸ線ＣＴ画像やＭＲＩ画像等の断面画像を表示させる装置が提案されている（特許文献１参照）。また、このような装置において、腫瘍等の位置に基づいて、断面画像に穿刺針を穿刺すべきライン（以下、穿刺ラインとする）を設定しておき、超音波プローブによるスキャン面と穿刺ラインを含む断面（以下、穿刺断面とする）とが一致するように、すなわち超音波画像と断面画像とが一致するように超音波プローブを移動させ、一致した位置において穿刺を行うことにより、穿刺針の穿刺ガイドラインと設定した穿刺ラインとを一致させて、安全な穿刺を行うことができる。この場合、超音波画像に穿刺ガイドラインを表示しておけば、穿刺ガイドラインと、断面画像に含まれる穿刺ラインとが一致するように超音波プローブを移動させることにより、超音波プローブによるスキャン面と穿刺断面とを一致させることができる。

【0005】

しかしながら、超音波プローブによるスキャン面が穿刺断面と一致するまでには、体表面上において、超音波プローブの位置や方向を何度も変える必要があるため、その作業が非常に煩雑である。

【0006】

このため、穿刺ラインと穿刺ガイドラインとの距離を表す矩形の距離マークを、超音波画像の穿刺ガイドラインおよび断面画像の穿刺ライン上に２つ配置し、超音波プローブによるスキャン面と穿刺断面との距離に応じて、矩形の距離マークの大きさを変化させて表示する手法が提案されている（特許文献２参照）。特許文献２に記載された手法を用いることにより、穿刺ガイドラインを穿刺ラインと一致させることによる、超音波プローブによるスキャン面と穿刺断面とを一致させるための作業を容易に行うことが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００２−１１２９９８号公報

【特許文献2】特開２０１２−０４０２２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献２に記載された手法は、穿刺ガイドラインを穿刺ラインと一致させるためには、２つの距離マークの大きさの変化を常時確認する必要があるため、穿刺ガイドラインと穿刺ラインとの距離感が直感的に分かりにくい。

【0009】

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、超音波プローブによるスキャン面と穿刺ラインを含む断面とを一致させるための作業をより容易に行うことができるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明による医用画像表示装置は、超音波プローブによって被検体をスキャンすることにより、被検体の超音波画像を取得する超音波画像取得手段と、
穿刺針用の穿刺ラインが設定され、穿刺ラインに中心軸線を有し、中心軸線から離れるほど不透明度が小さくなる柱状の指標が重畳された３次元画像における、超音波画像に対応する断面の断面画像を３次元画像から取得する断面画像取得手段と、
断面画像を表示する表示制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

【0011】

「穿刺針用の穿刺ライン」とは、被検体の体表から病変部分に向けて、穿刺針を侵入させる経路を表すラインを意味する。

【0012】

なお、本発明による医用画像表示装置においては、指標の不透明度を中心軸線から離れるほど線形に小さくしてもよい。

【0013】

また、本発明による医用画像表示装置においては、指標の不透明度を中心軸線から離れるほどガウス分布状に小さくしてもよい。

【0014】

また、本発明による医用画像表示装置においては、指標を穿刺ラインを含む穿刺断面に平行な方向と穿刺断面に直交する方向とで距離尺度が異なるものとしてもよい。ここで、「距離尺度が異なる」とは、穿刺ラインを含む穿刺断面に平行な方向と穿刺断面に直交する方向とで、指標の中心軸から外縁までの距離が異なることを意味する。例えば、指標の断面形状を楕円形とし、楕円の長軸を穿刺ラインを含む穿刺断面に平行な方向に、短軸を穿刺断面に直交する方向に配置するように指標を重畳することにより、指標を、穿刺ラインを含む穿刺断面に平行な方向と穿刺断面に直交する方向とで距離尺度が異なるものとすることができる。

【0015】

また、本発明による医用画像表示装置においては、指標は円柱形状であってもよい。

【0016】

また、本発明による医用画像表示装置においては、指標は３次元画像に書き込まれてなるものであっててもよい。

【0017】

また、本発明による医用画像表示装置においては、指標を３次元画像と別個に生成されてなるものとし、断面画像取得手段を、３次元画像に指標を重畳して断面画像を取得する手段としてもよい。

【0018】

また、本発明による医用画像表示装置においては、表示制御手段を、断面画像における指標の表示、非表示および半透明表示の少なくとも２つを切り替え可能な手段としてもよい。

【0019】

また、本発明による医用画像表示装置においては、３次元画像に穿刺ラインを設定する穿刺ライン設定手段をさらに備えるものとしてもよい。

【0020】

本発明による医用画像表示方法は、超音波プローブによって被検体をスキャンすることにより、被検体の超音波画像を取得し、
穿刺針用の穿刺ラインが設定され、穿刺ラインに中心軸線を有し、中心軸線から離れるほど不透明度が小さくなる柱状の指標が重畳された３次元画像における、超音波画像に対応する断面の断面画像を３次元画像から取得し、
断面画像を表示することを特徴とするものである。

【0021】

なお、本発明による医用画像表示方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、穿刺ラインに中心軸線を有し、中心軸線から離れるほど不透明度が小さくなる柱状の指標が３次元画像に重畳されてなり、超音波画像と、指標が重畳された３次元画像における超音波画像に対応する断面の断面画像とが表示される。このため、超音波プローブによるスキャン面が穿刺ラインが設定された穿刺断面から離れている場合は、指標は細くかつ薄く見え、近づくほど太くかつその中心付近が濃く見えるようになる。したがって、超音波プローブによるスキャン面と穿刺断面との距離を、指標の太さおよび不透明度により直感的に認識することができる。また、超音波プローブによるスキャン面が穿刺ラインが設定された断面に対して傾斜している場合は、指標の断面が見えるため、超音波プローブによるスキャン面が穿刺断面に対して傾斜していることも容易に認識することができる。よって、超音波プローブによるスキャン面と穿刺ラインを含む断面とを一致させるための作業をより容易行うことができる。

【0023】

また、指標の不透明度を中心軸線から離れるほどガウス分布状に小さくすることにより、超音波プローブによるスキャン面が穿刺ラインに近づいたことをより容易に認識することができる。

【0024】

また、穿刺断面に平行な方向とこの断面に直交する方向とで、指標の距離尺度を異なるものとすることにより、３次元画像における穿刺ラインが存在する断面と、超音波プローブによるスキャン面との回転の量および方向の相違が、指標の太さの相違として認識できるようになる。このため、３次元画像における穿刺ラインが存在する面と、超音波プローブによるスキャン面との回転の量および方向の関係も、直感的に認識することが可能となる。

【0025】

また、指標が３次元画像と別個に生成されてなる場合には、断面画像における指標の表示、非表示および半透明表示の少なくとも２つを切り替え可能とすることにより、穿刺を行う際に指標が邪魔にならないように、指標を非表示にしたり、半透明表示にしたりすることができるため、断面画像における穿刺の対象となる位置の確認を正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の第１の実施形態による医用画像表示装置を適用した超音波診断装置の構成を示す概略ブロック図

【図2】穿刺ラインの設定を説明するための図

【図3】制御部の構成を示す概略ブロック図

【図4】指標の重畳を説明するための図

【図5】指標の不透明度を説明するための図

【図6】第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャート

【図7】表示部に表示される超音波画像および超音波画像と同一断面の断面画像を示す図

【図8】超音波画像のスキャン面と穿刺ラインが設定された断面とが平行である場合において、指標が表示される断面画像を示す図

【図9】穿刺ラインが設定された断面に対して、超音波画像のスキャン面が傾斜している状態を示す図

【図10】スキャン面により切断された指標が断面画像に表示される状態を示す図

【図11】スキャン面が穿刺断面と直交している状態を示す図

【図12】太い指標が断面画像に表示される状態を示す図

【図13】スキャン面が穿刺断面と略一致している状態を示す図

【図14】細い指標が断面画像に表示される状態を示す図

【図15】本発明の第２の実施形態による医用画像表示装置を適用した超音波診断装置の構成を示す概略ブロック図

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による医用画像表示装置を適用した超音波診断装置の構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態による超音波診断装置１は、超音波プローブ２、超音波画像取得部３、記憶部４、制御部５、入力部６および表示部７を備える。なお、超音波画像取得部３および制御部５が、本発明の医用画像表示装置を構成する。

【0028】

超音波プローブ２は、被検体内の診断部位に向けて超音波を送信するとともに体内で反射した超音波を受信するものである。本実施形態の超音波プローブ２は、１次元の超音波トランスデューサアレイを構成する複数の超音波トランスデューサを備えており、この超音波トランスデューサから被検体に対して超音波を送信し、反射してきた超音波を受信してエコー信号を出力するように構成されている。なお、超音波プローブ２には、被検体に対して穿刺を行うための穿刺針１０を取り付けて案内するための穿刺アダプタ１１が設けられている。また、本実施形態においては、超音波プローブ２の位置および方向を検出する位置検出部１２が設けられている。位置検出部１２は、例えば磁気発生部１２ａおよび超音波プローブ２に取り付けられた磁気センサ１２ｂからなる。なお、位置検出部１２はこれに限定されるものではなく、光学センサおよびカメラ等であってもよい。

【0029】

超音波画像取得部３は、超音波プローブ２を駆動しつつ、超音波プローブ２が出力したエコー信号を受信し、エコー信号に対して増幅およびＡ／Ｄ変換等の各種信号処理を施して、被検体内の組織に関するＢモード画像（受信信号の振幅を点の明るさ（輝度）により表した画像）を超音波画像Ｇ１として生成する。

【0030】

記憶部４は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ＲＡＭおよびキャッシュメモリ（不図示）等の各種記憶媒体からなる。ＨＤＤは大容量の記憶媒体であり、後述する３次元画像Ｖ０の画像データおよび制御部５の処理を実現するためにプログラム等が記憶される。ＲＡＭは制御部５がプログラムを実行する際の作業領域となる。

【0031】

ここで、本実施形態による超音波診断装置１は、ネットワーク３０を介して、画像データベース３１と接続されている。画像データベース３１には、マルチスライスＣＴ装置またはＭＲＩ装置等のモダリティ３２において、被検体を撮影して得られた３次元画像Ｖ０の画像データが記憶されている。なお、本実施形態においては、モダリティ３２はマルチスライスＣＴ装置であるものとする。

【0032】

ここで、３次元画像Ｖ０は、診断対象となる腹部を断層面に垂直な方向に沿って順に得られる２次元の断層画像を積層することによって取得されるものであり、本実施形態においては、モダリティ３２において撮影された複数の断層画像を重ね合わせることにより生成される。なお、ＣＴ装置を用いて取得した３次元画像は、３次元空間上での格子点を構成するボクセル（すなわち画素位置）毎にＸ線の吸収量を蓄えたデータとなり、各画素位置に対して１つの信号値（ＣＴ装置で撮影した場合は、Ｘ線の吸収量を示す値）が与えられたデータとなる。

【0033】

なお、本実施形態においては、３次元画像Ｖ０には、穿刺針１０による穿刺を支援するための穿刺ラインが予め設定される。穿刺ラインの設定は穿刺ライン設定部３３により行われる。なお、穿刺ライン設定部３３は、例えば医師の端末に設けられたコンピュータであり、穿刺ラインを設定するためのプログラムをコンピュータにおいて実行することにより、３次元画像Ｖ０に穿刺ラインが設定される。

【0034】

図２は穿刺ラインの設定を説明するための図である。まず、３次元画像Ｖ０における仮想的なスキャン面の２次元投影像をコンピュータのモニタに表示する。この仮想的なスキャン面は、３次元画像Ｖ０に含まれる被検体の体表を仮想的な超音波プローブによるスキャンした場合のスキャン面に相当する。なお、スキャン面は３次元画像Ｖ０の空間における任意の位置および方向に移動させることができる。この作業は、コンピュータにおけるキーボード、マウス等の入力部を用いて行われる。操作者は、３次元画像Ｖ０内においてスキャン面を移動させながら、穿刺の対象となる病変部位４０を特定する。そして、被検体の体表４１から穿刺針を最も安全に病変部位４０まで侵入させることができるスキャン面４４を特定し、そのスキャン面４４において体表４１と病変部位４０とを結ぶ直線を穿刺針１０を挿入すべき穿刺ライン４３に設定する。なお、３次元画像Ｖ０には、穿刺ライン４３の開始点および終点の座標の情報は、３次元画像Ｖ０と関連づけられて画像データベース３１に保存される。ここで、穿刺ライン４３が存在するスキャン面４４は、以降の説明において穿刺断面４４と称する。

【0035】

制御部５は、本実施形態に係る超音波診断装置が行う各種処理の制御を行う。図３は制御部５の構成を示す概略ブロック図である。図３に示すように制御部５は、位置算出部２１、断面画像取得部２２および表示制御部２３を備える。なお、制御部５はＣＰＵ等の処理装置であり、記憶部４のＨＤＤに記憶されたプログラムを読み出して、位置算出部２１、断面画像取得部２２および表示制御部２３の機能を実行する。

【0036】

位置算出部２１は位置検出部１２と接続されている。位置検出部１２は、上述したように磁気発生部１２ａおよび超音波プローブ２に取り付けられた磁気センサ１２ｂとからなり、磁気発生部１２ａから発生される磁気を磁気センサ１２ｂにより検出する。位置算出部２１は、この検出信号に基づいて、磁気発生部１２ａを原点とする３次元空間の座標系における超音波プローブ２の位置および方向を算出する。そして、超音波プローブ２の位置および方向に基づいて、超音波画像Ｇ１における磁気発生部１２ａを原点とする３次元空間の座標系（以下、超音波画像Ｇ１の座標系とする）における位置情報を算出する。この際、位置算出部２１は、超音波画像Ｇ１の各画素について位置情報を算出する。

【0037】

断面画像取得部２２は、超音波画像Ｇ１の位置情報に基づいて、記憶部４に保存された３次元画像Ｖ０における、超音波画像Ｇ１のスキャン面に対応する断面を特定し、この断面の断面画像Ｇ２を３次元画像Ｖ０から生成する。この際、断面画像取得部２２は、超音波画像Ｇ１の座標系と３次元画像Ｖ０の座標系との座標変換を行って、超音波画像Ｇ１のスキャン面に対応する３次元画像Ｖ０の断面を特定する。このため、本実施形態においては、まず、超音波画像Ｇ１の座標系と３次元画像Ｖ０の座標系との位置合わせ処理が行われる。位置合わせ処理については後述する。

【0038】

表示制御部２３は、３次元画像Ｖ０に指標を重畳する。図４は指標の重畳を説明するための図である。図４に示すように、指標４５は底面が楕円形の柱状の３次元の図形であり、表示制御部２３は、底面における重心を通る垂線と穿刺ライン４３とが一致し、かつ穿刺ライン４３の開始点が上面に、終点が底面に位置するように、指標４５の長さおよび位置を調整して、指標４５を３次元画像Ｖ０に重畳する。ここで、指標４５を表す画像データは記憶部４に記憶されている。なお、図５に示すように指標４５は、その底面の短軸が穿刺断面４４と一致し、長軸が穿刺断面４４と直交するように、３次元画像Ｖ０に重畳される。また、指標４５は任意の色を有するものであるが、図５に示すように、その不透明度は中心軸線、すなわち穿刺ライン４３から離れるほど小さくなる。具体的には、不透明度は中心軸線から離れるほどガウス分布状に小さくなる。なお、不透明度は線形に小さくなるものであってもよい。断面画像取得部２２は、このようにして指標４５が重畳された３次元画像Ｖ０から断面画像Ｇ２を生成する。そして、表示制御部２３は、超音波画像Ｇ１と断面画像Ｇ２とを並べて表示部７に表示する。

【0039】

入力部６は、キーボード、マウスおよびタッチパネル等の公知の入力装置からなる。

【0040】

表示部７は、液晶モニタおよびＣＲＴ等の公知の表示装置からなる。

【0041】

次いで、第１の実施形態において行われる処理について説明する。図６は第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。第１の実施形態においては、超音波プローブ２により取得された、リアルタイムで変更される超音波画像Ｇ１のスキャン面に対応する断面画像Ｇ２を３次元画像から取得し、超音波画像Ｇ１と断面画像Ｇ２とを並べて表示部７に表示するものである。このため、まず、超音波画像Ｇ１の座標系と３次元画像Ｖ０の座標系との位置合わせ処理が行われる（ステップＳＴ１）。なお、３次元画像Ｖ０には、表示制御部２３により指標４５が重畳されているものとする。

【0042】

位置合わせ処理においては、操作者は超音波プローブ２により被検体をスキャンして、任意のスキャン面の超音波画像Ｇ１を表示部７に表示する。また、入力部６からの操作により、３次元画像Ｖ０における任意の断面の断面画像Ｇ２を表示部７に表示する。そして、超音波画像Ｇ１および断面画像Ｇ２を見比べながら、超音波プローブ２によるスキャン面および３次元画像Ｖ０の断面の少なくとも一方を移動させ、超音波プローブ２によるスキャン面および３次元画像Ｖ０の断面とを一致させて、被検体における同一断面の超音波画像Ｇ１および断面画像Ｇ２を表示部７に表示する。

【0043】

同一断面についての超音波画像Ｇ１および断面画像Ｇ２が表示されると、操作者は同一断面の表示がなされたことの指示を入力部６から制御部５に対して行う。これにより、超音波画像Ｇ１の座標系と３次元画像Ｖ０の座標系との間の対応関係が算出されて記憶部４に記憶され、位置合わせ処理を終了する。この対応関係を参照することにより、超音波画像Ｇ１の座標系の３次元画像Ｖ０の座標系への変換が可能となる。

【0044】

位置合わせ処理後は、操作者は超音波プローブ２により被検体をスキャンする（ステップＳＴ２）。スキャンの都度、位置検出部１２により超音波プローブ２の位置および方向を表す信号が位置算出部２１に入力され、位置算出部２１が、超音波画像Ｇ１の各画素についての位置情報を算出する（ステップＳＴ３）。そして、断面画像取得部２２が、記憶部４に記憶された対応関係を参照して、超音波画像Ｇ１の各画素の位置情報を３次元画像Ｖ０の座標系に変換し、これに基づいて、超音波画像Ｇ１のスキャン面に対応する断面を特定し、その断面の断面画像Ｇ２を取得する（ステップＳＴ４）。そして、表示制御部２３は、超音波画像Ｇ１と断面画像Ｇ２とを表示部７に表示し（ステップＳＴ５）、ステップＳＴ２にリターンする。これにより、リアルタイムで表示される超音波画像Ｇ１に追従するようにして、図７に示すように、超音波画像Ｇ１と同一断面の断面画像Ｇ２が表示部７に表示される。なお、超音波画像Ｇ１には、穿刺アダプタ１１によりガイドされる穿刺針１０のガイドライン４７が表示される。

【0045】

ここで、本実施形態においては、３次元画像Ｖ０には指標４５が重畳されている。指標４５は中心軸線から離れるほど不透明度が小さくなるため、超音波画像Ｇ１のスキャン面が、穿刺ライン４３が設定された穿刺断面４４から、指標４５の径よりも大きく離れている場合は、断面画像Ｇ２には指標４５は表示されないが、超音波画像Ｇ１のスキャン面が穿刺断面４４に近づくにつれて、徐々に指標４５が断面画像Ｇ２に表示される。

【0046】

図８は、超音波画像Ｇ１のスキャン面と穿刺断面４４とが平行である場合において、指標４５が表示される断面画像Ｇ２を示す図である。図８に示すように、超音波画像Ｇ１のスキャン面、すなわち表示すべき断面画像Ｇ２の断面が指標４５の長軸の端部近傍の位置５０ａに到達した場合、断面画像Ｇ２には細くかつ薄い色の指標４５ａが表示される。そして、超音波プローブ２の方向をこの状態に保ちつつ、超音波画像Ｇ１のスキャン面を穿刺断面４４に近づけると、徐々に指標４５が太くなりかつ中心軸付近の色が濃くなっていく。すなわち、図８に示すように、超音波画像Ｇ１のスキャン面が指標４５の中心軸線の近傍の位置５０ｂに到達した場合、断面画像Ｇ２には、指標４５ａよりも太くかつ中心軸付近の色が濃い指標４５ｂが表示される。そして、超音波画像Ｇ１のスキャン面と穿刺断面４４とが一致すると、指標４５は最も太くかつ中心軸線付近の色は最も濃くなる。

【0047】

なお、図９に示すように、穿刺断面４４に対して超音波画像Ｇ１のスキャン面４６が傾斜している場合には、指標４５はスキャン面４６により切断されるため、断面画像Ｇ２には、図１０に示すように、スキャン面４６により切断された指標４５ｃが表示される。

【0048】

また、本実施形態による指標４５は、底面の短軸が穿刺断面４４と一致し、長軸が穿刺断面４４と直交するように、３次元画像Ｖ０に付与される。このため、図１１に示すように、スキャン面４６が穿刺断面４４と直交している場合、図１２に示すように、太い指標４５ｄが断面画像Ｇ２に表示される。一方、図１３に示すように、スキャン面４６が穿刺断面４４と略一致している場合、図１４に示すように、細い指標４５ｅが断面画像Ｇ２に表示される。

【0049】

このため、操作者は、柱状の指標４５が表示されるように、超音波プローブ２の方向を変更させる。その後、断面画像Ｇ２に表示される指標４５が最も太くかつ中心軸線の色が最も濃くなるように、超音波プローブ２を平行移動させる。そして、断面画像Ｇ２に表示される指標４５が最も細くなるように、超音波プローブ２を回転させ、さらに、超音波画像Ｇ１に表示された穿刺ガイドライン４７と指標４５中心軸とを一致させることにより、超音波画像Ｇ１のスキャン面４６と穿刺断面４４とを一致させることができる。

【0050】

この状態において、穿刺針１０を被検体に侵入させることにより、予め設定した穿刺ライン４３に沿って安全に穿刺針１０を被検体に侵入させることができる。

【0051】

なお、第１の実施形態においては、表示制御部２３により３次元画像Ｖ０に対して指標４５が重畳されているため、操作者の入力部６からの指示により、断面画像Ｇ２における指標４５の表示および非表示を切り替えることができる。この場合、指標４５の表示および非表示のみではなく、半透明表示もできるようにしてもよく、表示と半透明表示、非表示と半透明表示とを切り替えることができるようにしてもよい。これにより、穿刺を行う際に、指標４５を半透明表示にしたり、非表示にしたりすることができるため、断面画像Ｇ２における穿刺の対象となる病変位置の確認を正確に行うことができる。また、超音波プローブ２の移動中も、指標４５が邪魔な場合には、指標４５の非表示あるいは半透明表示の切り替えを行うこともできる。

【0052】

このように、本実施形態においては、穿刺ライン４３に中心軸線を有し、中心軸線から離れるほど不透明度が小さくなる柱状の指標４５を３次元画像Ｖ０に重畳し、超音波画像Ｇ１と、指標４５が重畳された３次元画像Ｖ０における超音波画像Ｇ１に対応する断面の断面画像Ｇ２とを表示するようにしたものである。このため、超音波プローブ２によるスキャン面が穿刺ライン４３から離れている場合は、指標４５は細くかつ薄く見え、近づくほど太くかつその中心軸付近が濃く見えるようになる。したがって、超音波プローブ２によるスキャン面４６と穿刺断面４４との距離を、指標４５の太さおよび不透明度により直感的に認識することができる。また、超音波プローブ２によるスキャン面４６が穿刺断面４４に対して傾斜している場合は、指標４５の断面が見えるため、超音波プローブ２によるスキャン面４６が穿刺断面４４に対して傾斜していることも容易に認識することができる。したがって、超音波プローブ２によるスキャン面４６と穿刺ライン４３を含む穿刺断面４４とを一致させるための作業をより容易行うことができる。

【0053】

また、指標４５の不透明度を中心軸線から離れるほど小さくしているため、超音波プローブ２によるスキャン面４６が穿刺ライン４３に近づいたことをより容易に認識することができる。

【0054】

また、指標４５を穿刺ライン４３を含む穿刺断面４４に平行な方向と穿刺断面４４面に直交する方向とで距離尺度が異なるものとする、例えば指標４５の底面を楕円形状とすることにより、穿刺断面４４と超音波プローブ２によるスキャン面４６との回転の量および方向の相違が、指標４５の太さの相違として認識できるようになる。このため、スキャン面４６と穿刺断面４４との回転の量および方向の関係も、直感的に認識することが可能となる。

【0055】

なお、上記第１の実施形態においては、図１５に示すように、穿刺ライン設定部３３を超音波診断装置１に設けるようにしてもよい。以下、この場合において行われる処理を第２の実施形態他として説明する。

【0056】

第２の実施形態においては、モダリティ３２において取得された３次元画像Ｖ０は、穿刺ライン４３の設定は行われずに、画像データベース３１に保存される。超音波診断装置１は、画像データベース３１に保存された３次元画像Ｖ０を取得して記憶部４に記憶する。そして、入力部７からの指示により、穿刺ライン設定部３３が、上記第１の実施形態と同様に、３次元画像Ｖ０に穿刺ライン４３を設定する。この場合、３次元画像Ｖ０の２次元投影像は表示部７に表示され、操作者は入力部６を操作して、穿刺ライン４３を３次元画像Ｖ０に設定する。なお、第２の実施形態においては、穿刺ライン設定部３３は、設定した穿刺ライン４３の開始点および終了点の座標位置を、記憶部４に記憶する。

【0057】

穿刺ライン設定部３３により穿刺ライン４３が設定されると、上記第１の実施形態と同様に、穿刺ライン４３が設定された３次元画像Ｖ０に対して、穿刺ライン４３の開始点および終了点の座標位置に基づいて、３次元画像Ｖ０に指標４５が重畳される。そして、第１の実施形態と同様に、超音波プローブ２の位置および方向を変更させることにより、断面画像Ｇ２に指標４５を表示させることができる。

【0058】

なお、上記第１の実施形態においては、穿刺ライン設定部３３において、３次元画像Ｖ０に指標４５を重畳させるようにしてもよい。この場合、超音波診断装置１においては、指標４５が重畳された３次元画像Ｖ０が取得されるため、断面画像Ｇ２における指標４５の非表示および半透明表示等ができなくなる。このため、穿刺ライン設定部３３において、３次元画像Ｖ０に指標４５を重畳させる場合には、指標４５を重畳した３次元画像Ｖ０と、指標４５の重畳前の３次元画像Ｖ０の双方を画像データベース３１に保存しておき、超音波診断装置１において双方の３次元画像Ｖ０を取得することが好ましい。これにより、断面画像Ｇ２の指標４５を非表示にしたい場合には、指標４５が重畳されていない３次元画像Ｖ０の対応する断面の断面画像Ｇ２を表示させるようにすれば、指標４５の表示および非表示を切り替えることができる。

【0059】

また、上記第１および第２の実施形態においては、指標４５の底面を楕円としているが、これに限定されるものではなく、長方形、一方向に潰れた多角形等、穿刺ライン４３を含む面に平行な方向とこの面に直交する方向とで距離尺度が異なる形状であれば、任意の形状を用いることができる。ここで、上記実施形態においては、長軸が穿刺断面４４と直交するように指標４５を３次元画像Ｖ０に重畳しているが、短軸が穿刺断面４４と直交するように指標４５を３次元画像Ｖ０に重畳してもよい。この場合、スキャン面４６と穿刺断面４４との回転の量および方向が一致すると、指標４５は最も太く断面画像Ｇ２に表示されることとなる。

【0060】

また、指標の底面の形状は、穿刺ラインを含む面に平行な方向とこの面に直交する方向とで距離尺度が異なる形状に限定されるものではなく、底面の形状を円形、正方形、正三角形および正多角形等として、指標を円柱形状あるいは角柱形状とすることにより、穿刺ラインを含む面に平行な方向とこの面に直交する方向とで距離尺度が同一の形状としてもよい。

【0061】

また、上記実施形態においては、指標４５の不透明度を中心軸線から離れるほど小さくしているが、指標４５を完全に不透明なものとしてもよい。

【符号の説明】

【0062】

１ 超音波診断装置
２ 超音波プローブ
３ 超音波画像取得部
４ 記憶部
５ 制御部
６ 入力部
７ 表示部
１０ 穿刺針
１１ 穿刺アダプタ
１２ 位置検出部
２１ 位置算出部
２２ 断面画像取得部
２３ 表示制御部
３０ ネットワーク
３１ 画像データベース
３２ モダリティ
３３ 穿刺ライン設定部
４１ 体表
４３ 穿刺ライン
４４ 穿刺断面
４５ 指標
４６ スキャン面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】