特許 6382031 超音波診断装置及びその制御プログラム

(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】6382031

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】超音波診断装置及びその制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/14 20060101AFI20180820BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/14

【請求項の数】12

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-173663(P2014-173663)

(22)【出願日】2014年8月28日

(65)【公開番号】特開2016-47190(P2016-47190A)

(43)【公開日】2016年4月7日

【審査請求日】2017年8月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】300019238

【氏名又は名称】ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(72)【発明者】

【氏名】橋本 浩

【審査官】 永田 浩司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０４０２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０５４６３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１６００１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２７１５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５８６９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０２０３４１４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ８／００ − ８／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

三次元空間における被検体に対する超音波の送受信を行なう超音波プローブと、
前記三次元空間における前記超音波プローブによる超音波の走査面の位置情報を検出する位置検出部と、
前記超音波プローブによって取得された超音波のエコー信号に基づいて作成された超音波画像において、該超音波画像の走査面内を移動する注目部分として、前記被検体に刺入された穿刺針の一部を指定する入力を操作者が行なう入力部と、
前記位置検出部によって検出された位置情報に基づいて特定される前記三次元空間における前記穿刺針の一部の位置情報と、前記超音波プローブによるリアルタイムの超音波の走査面についての位置情報であって前記位置検出部によって検出された位置情報とに基づいて、前記リアルタイムの超音波の走査面が、前記穿刺針の一部が指定された前記超音波画像の走査面内における前記穿刺針の移動方向に沿った直線を含むか否かを判定する判定部と、
該判定部により、前記リアルタイムの超音波の走査面が前記穿刺針の移動方向に沿った直線を含むと判定された場合、前記リアルタイムの超音波の走査面について取得され、時間的に異なるフレームに属する超音波画像に基づいて、前記穿刺針の一部の移動を検出する移動検出部と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。

【請求項2】

前記判定部は、前記リアルタイムの超音波の走査面が、前記穿刺針の一部と、該穿刺針の一部が指定された超音波画像の走査面における少なくとも二つの点を含むと判定した場合に、前記リアルタイムの超音波の走査面と前記穿刺針の一部が指定された超音波画像の走査面とが一致して、前記リアルタイムの超音波の走査面が、前記穿刺針の移動方向に沿った直線を含むと判定することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。

【請求項3】

前記穿刺針の一部と前記リアルタイムの超音波の走査面との距離と、前記穿刺針の一部が指定された超音波画像の走査面における少なくとも二つの点の各々と前記リアルタイムの超音波の走査面との距離とを算出する距離算出部と、
前記穿刺針の一部及び前記二つの点を示すインジケータであって、前記距離算出部によって算出された前記距離の各々に応じた表示形態を有するインジケータを、前記リアルタイムの超音波の走査面についての超音波画像に表示させるインジケータ表示制御部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。

【請求項4】

前記判定部は、前記リアルタイムの超音波の走査面が、前記入力部によって前記穿刺針の一部として指定された部分及び前記移動検出部によって検出された単数又は複数の穿刺針の一部のうち、少なくとも二つの部分を通る直線を含むと判定した場合に、前記リアルタイムの超音波の走査面が、前記穿刺針の移動方向に沿った直線を含むと判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。

【請求項5】

前記入力部によって前記穿刺針の一部として指定された部分及び前記移動検出部によって検出された単数又は複数の穿刺針の一部のうち、少なくとも二つの部分の各々と前記リアルタイムの超音波の走査面との距離を算出する距離算出部と、
前記二つの部分を示すインジケータであって、該二つの部分の各々と前記リアルタイムの超音波の走査面との前記三次元空間における距離に応じた表示形態を有するインジケータを、前記リアルタイムの超音波の走査面についての超音波画像に表示させるインジケータ表示制御部と、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の超音波診断装置。

【請求項6】

リアルタイムの超音波画像に、前記穿刺針の一部を示すインジケータを表示させるインジケータ表示制御部であって、前記移動検出部で検出された移動量に応じた位置に前記インジケータを表示させるインジケータ表示制御部を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の超音波診断装置。

【請求項7】

前記穿刺針の一部と前記リアルタイムの超音波の走査面との距離を算出する距離算出部を備え、
前記インジケータ表示制御部は、前記距離に応じた表示形態を有する前記インジケータを表示させる
ことを特徴とする請求項６に記載の超音波診断装置。

【請求項8】

前記入力部によって穿刺針の一部を指定する入力が行われた超音波画像の走査面について、前記位置検出部によって検出された位置情報に基づいて、前記三次元空間における前記穿刺針の一部の位置情報を特定する位置特定部を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の超音波診断装置。

【請求項9】

前記判定部によって前記穿刺針の移動方向に沿った直線を含むと判定された前記リアルタイムの走査面について、前記位置検出部によって検出された位置情報に基づいて、前記三次元空間における前記穿刺針の一部の位置情報を特定する位置特定部を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の超音波診断装置。

【請求項10】

前記穿刺針の一部の位置情報を記憶する記憶部を備え、
前記位置特定部は、前記移動検出部によって検出された移動量に応じて、前記記憶部に記憶された前記穿刺針の一部の位置情報を更新する
ことを特徴とする請求項８又は９に記載の超音波診断装置。

【請求項11】

三次元空間における被検体に対する超音波の送受信を行なう超音波プローブと、
前記超音波プローブによって取得された超音波のエコー信号に基づいて作成された超音波画像において、該超音波画像の走査面内を移動する注目部分として、前記被検体に刺入された穿刺針の一部を指定する入力を操作者が行なう入力部と、
プロセッサーと、
を備えることを特徴とし、
前記プロセッサーは、
前記三次元空間における前記超音波プローブによる超音波の走査面の位置情報を検出する位置検出機能と、
該位置検出機能によって検出された位置情報に基づいて特定される前記三次元空間における前記穿刺針の一部の位置情報と、前記超音波プローブによるリアルタイムの超音波の走査面についての位置情報であって前記位置検出機能によって検出された位置情報とに基づいて、前記リアルタイムの超音波の走査面が、前記穿刺針の一部が指定された前記超音波画像の走査面内における前記穿刺針の移動方向に沿った直線を含むか否かを判定する判定機能と、
該判定機能により、前記リアルタイムの超音波の走査面が前記穿刺針の移動方向に沿った直線を含むと判定された場合、前記リアルタイムの超音波の走査面について取得され、時間的に異なるフレームに属する超音波画像に基づいて、前記穿刺針の一部の移動を検出する移動検出機能と、
をプログラムによって実行することを特徴とする超音波診断装置。

【請求項12】

三次元空間における被検体に対する超音波の送受信を行なう超音波プローブと、
前記超音波プローブによって取得された超音波のエコー信号に基づいて作成された超音波画像において、該超音波画像の走査面内を移動する注目部分として、前記被検体に刺入された穿刺針の一部を指定する入力を操作者が行なう入力部と、
プロセッサーと、
を備えることを特徴とする超音波診断装置の制御プログラムであって、
前記プロセッサーに、
前記三次元空間における前記超音波プローブによる超音波の走査面の位置情報を検出する位置検出機能と、
該位置検出機能によって検出された位置情報に基づいて特定される前記三次元空間における前記穿刺針の一部の位置情報と、前記超音波プローブによるリアルタイムの超音波の走査面についての位置情報であって前記位置検出機能によって検出された位置情報とに基づいて、前記リアルタイムの超音波の走査面が、前記穿刺針の一部が指定された前記超音波画像の走査面内における前記穿刺針の移動方向に沿った直線を含むか否かを判定する判定機能と、
該判定機能により、前記リアルタイムの超音波の走査面が前記穿刺針の移動方向に沿った直線を含むと判定された場合、前記リアルタイムの超音波の走査面について取得され、時間的に異なるフレームに属する超音波画像に基づいて、前記穿刺針の一部の移動を検出する移動検出機能と、
を実行させることを特徴とする超音波診断装置の制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被検体に対して穿刺針が刺入される時に用いられる超音波診断装置及びその制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

超音波診断装置では、被検体の超音波画像をリアルタイム（ｒｅａｌ ｔｉｍｅ）で表示することができる。従って、被検体内における腫瘍等の病変部や病変部と疑われる部位などに穿刺針を刺入する時に、穿刺針の位置をリアルタイムの超音波画像によって確認することができる。例えば、特許文献１には、超音波画像において穿刺針を検出し、撮像時刻の異なる超音波画像間の相関から穿刺針の移動を検出する超音波診断装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−１１８９６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、穿刺針が被検体に刺入される時、超音波プローブに穿刺アタッチメントが取り付けられ、この穿刺アタッチメントによって穿刺針がガイドされる場合がある。この場合、超音波の走査面に穿刺針が含まれる。

【0005】

しかし、被検体に穿刺針を刺入した後に、穿刺アタッチメントを取り外す場合がある。この場合、超音波プローブの傾きや位置が変わるなどして、走査面が穿刺針を含まなくなり、超音波画像において穿刺針を確認することができなくなる場合がある。このように、超音波の走査面が穿刺針を含まなくなった場合に、超音波画像に基づいて穿刺針の移動を検出しようとすると、検出結果は実際の穿刺針の移動を反映したものにならない。従って、超音波画像における穿刺針など、超音波画像における注目部分の移動を検出する場合に、実際の移動を正確に反映した検出を行なうことができる超音波診断装置が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述の課題を解決するためになされた発明は、三次元空間における被検体に対する超音波の送受信を行なう超音波プローブと、前記三次元空間における前記超音波プローブによる超音波の走査面の位置情報を検出する位置検出部と、前記超音波プローブによって取得された超音波のエコー信号に基づいて作成された超音波画像において、該超音波画像の走査面内を移動する注目部分を指定する入力を操作者が行なう入力部と、前記位置検出部によって検出された位置情報に基づいて特定される前記三次元空間における前記注目部分の位置情報と、前記超音波プローブによるリアルタイムの超音波の走査面についての位置情報であって前記位置検出部によって検出された位置情報とに基づいて、前記リアルタイムの超音波の走査面が、前記注目部分が指定された前記超音波画像の走査面内における前記注目部分の移動方向を含むか否かを判定する判定部と、この判定部により、前記リアルタイムの超音波の走査面が前記注目部分の移動方向を含むと判定された場合、前記リアルタイムの超音波の走査面について取得され、時間的に異なるフレームに属する超音波画像に基づいて、前記注目部分の移動を検出する移動検出部と、を備えることを特徴とする超音波診断装置である。

【発明の効果】

【0007】

上記観点の発明によれば、判定部により、前記リアルタイムの超音波の走査面が前記注目部分の移動方向を含むと判定された場合、前記リアルタイムの超音波の走査面について取得され、時間的に異なるフレームに属する超音波画像に基づいて、前記移動検出部が前記注目部分の移動を検出するので、実際の注目部分の移動を正確に反映した検出を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態における超音波診断装置の概略構成の一例を示すブロック図である。

【図2】図１に示された超音波診断装置における表示処理部の構成を示すブロック図である。

【図3】第一実施形態の超音波診断装置における作用を示すフローチャートである。

【図4】Ｂモード画像が表示された表示部を示す図である。

【図5】穿刺針が刺入された状態のＢモード画像が表示された表示部を示す図である。

【図6】Ｂモード画像において穿刺針の先端部がカーソルによって指示された状態の表示部を示す図である。

【図7】カーソルによって指示された穿刺針の先端部と、カーソルが設定された超音波画像の走査面における二つの点を示す図である。

【図8】インジケータが表示された表示部を示す図である。

【図9】インジケータが表示された表示部を示す図である。

【図10】穿刺針の先端部を指示する入力が行われたＢモード画像の走査面を示す説明図である。

【図11】移動検出部による先端部の移動を検出するための領域の設定を説明する図である。

【図12】移動検出部によって検出された先端部の位置にインジケータが表示された表示部を示す図である。

【図13】第二実施形態の超音波診断装置における作用を示すフローチャートである。

【図14】第二実施形態においてインジケータが表示された表示部を示す図である。

【図15】穿刺針の先端部を指示する入力が行われたＢモード画像の走査面と、先端部として指示された部分及び位置情報が更新された先端部を通る直線を示す図である。

【図16】穿刺針の先端部を指示する入力が行われたＢモード画像の走査面と、先端部として指示された部分及び位置情報が更新された先端部を通る直線を含むリアルタイムのＢモード画像の走査面とを示す図である。

【図17】リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面が、図１６に示す状態である場合において、インジケータが表示された表示部を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について説明する。
（第一実施形態）
先ず、第一実施形態について説明する。図１に示す超音波診断装置１は、超音波プローブ２、送受信ビームフォーマ３、エコーデータ処理部４、表示処理部５、表示部６、操作部７、制御部８、記憶部９を備える。前記超音波診断装置１は、コンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）としての構成を備えている。

【0010】

送受信ビームフォーマ３、エコーデータ処理部４、表示処理部５、表示部６、操作部７、制御部８、記憶部９は超音波診断装置１の装置本体（図示省略）に設けられている。また、この装置本体と前記超音波プローブ２がケーブルを介して接続されている。

【0011】

前記超音波プローブ２は、アレイ状に配置された複数の超音波振動子（図示省略）を有して構成され、この超音波振動子によって被検体に対して超音波を送信し、そのエコー信号を受信する。前記超音波プローブ２は、本発明における超音波プローブの実施の形態の一例である。

【0012】

前記超音波プローブ２には、例えばホール素子で構成される磁気センサ１０が設けられている。この磁気センサ１０により、例えば磁気発生コイルで構成される磁気発生部１１から発生する磁気が検出されるようになっている。前記磁気センサ１０における検出信号は、前記表示処理部５へ入力されるようになっている。前記磁気センサ１０における検出信号は、図示しないケーブルを介して前記表示処理部５へ入力されてもよいし、無線で前記表示処理部５へ入力されてもよい。前記磁気発生部１１及び前記磁気センサ１０は、後述のように前記超音波プローブ２の位置及び傾きを検出するために設けられている。

【0013】

前記送受信ビームフォーマ３は、前記超音波プローブ２から所定の走査条件で超音波を送信するための電気信号を、前記制御部８からの制御信号に基づいて前記超音波プローブ２に供給する。また、前記送受信ビームフォーマ３は、前記超音波プローブ２で受信したエコー信号について、整相加算処理等の信号処理を行ない、信号処理後のエコーデータを前記エコーデータ処理部４へ出力する。

【0014】

前記エコーデータ処理部４は、前記送受信ビームフォーマ３から出力されたエコーデータに対し、超音波画像を作成するための処理を行なう。例えば、前記エコーデータ処理部４は、対数圧縮処理、包絡線検波処理等のＢモード処理を行ってＢモードデータを作成する。

【0015】

前記表示処理部５は、図２に示すように、位置算出部５１、距離算出部５２、判定部５３、画像表示制御部５４、インジケータ表示制御部５５、位置特定部５６、移動検出部５７を有する。前記位置算出部５１は、前記磁気センサ１０からの磁気検出信号に基づいて、前記磁気発生部１１を原点とする三次元空間の座標系における前記超音波プローブ２の位置及び傾きの情報（以下、「プローブ位置情報」と云う）を算出する。さらに、前記位置算出部５１は、前記プローブ位置情報に基づいてエコー信号の前記三次元空間の座標系における位置情報を算出する。この位置情報の算出により、前記超音波プローブ２による超音波の走査面の前記三次元空間の座標系における位置情報が特定される。

【0016】

前記磁気センサ１０、前記磁気発生部１１及び前記位置算出部５１は、本発明における位置検出部の実施の形態の一例である。また、前記磁気センサ１０、前記磁気発生部１１及び前記位置算出部５１による位置検出機能は、本発明における位置検出機能の実施の形態の一例である。

【0017】

前記距離算出部５２は、後述するように、操作者が、前記操作部７を用いて超音波画像において指定した前記穿刺針１２の先端部と、リアルタイムの超音波の走査面との距離を算出する。また、前記距離算出部５２は、前記穿刺針１２の先端部が指定された超音波画像の走査面における少なくとも二つの点Ｐ１，Ｐ２の各々と、リアルタイムの超音波の走査面との距離を算出する。詳細は後述する。前記距離算出部５２は、本発明における距離算出部の実施の形態の一例である。また、前記距離算出部５２による距離算出機能は、本発明における距離算出機能の実施の形態の一例である。

【0018】

前記判定部５３は、前記リアルタイムの超音波の走査面が、前記前記穿刺針１２の先端部が指定された前記超音波画像の走査面内における前記穿刺針１２の先端部の移動方向を含むか否かを判定する。詳細は後述する。前記判定部５３は、本発明における判定部の実施の形態の一例である。また、前記判定部５３による判定機能は、本発明における判定機能の実施の形態の一例である。

【0019】

前記画像表示制御部５４は、前記エコーデータ処理部４から入力されたデータを、スキャンコンバータ（Ｓｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）によって走査変換して超音波画像データを作成する。例えば、前記画像表示制御部５４は、Ｂモードデータを走査変換してＢモード画像データを作成する。前記スキャンコンバータによる走査変換前のデータは、ローデータ（ｒａｗ ｄａｔａ）と云われる。

【0020】

また、前記画像表示制御部５４は、前記超音波画像データに基づいて前記表示部６に超音波画像を表示させる。超音波画像は、例えば前記Ｂモード画像データに基づくＢモード画像である。

【0021】

ここで、前記ローデータ及び前記超音波画像データを、超音波画像のデータと云うものとする。従って、前記画像表示制御部５４は、超音波画像のデータに基づいて前記表示部６に超音波画像を表示させると云うことができる。

【0022】

前記インジケータ表示制御部５５は、前記穿刺針１２の先端部及び前記点Ｐ１，Ｐ２を示すインジケータＩｎを超音波画像に表示させる。前記インジケータ表示制御部５５は、前記距離算出部５２によって算出された距離に応じた表示形態を有するインジケータを表示させる。詳細は後述する。前記インジケータ表示制御部５５は、本発明におけるインジケータ表示制御部の実施の形態の一例である。

【0023】

前記位置特定部５６は、前記位置算出部５１によって得られた位置情報に基づいて、前記三次元空間における穿刺針１２の先端部等の位置情報を特定する。詳細は後述する。前記位置特定部５６は、本発明における位置特定部の実施の形態の一例である。

【0024】

前記移動検出部５７は、リアルタイムの超音波の走査面について取得され、時間的に異なるフレームに属する超音波画像に基づいて、前記穿刺針１２の先端部の移動を検出する。詳細は後述する。前記移動検出部５７は、本発明における移動検出部の実施の形態の一例である。また、前記移動検出部５７による移動検出機能は、本発明における移動検出機能の実施の形態の一例である。

【0025】

前記表示部６は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどである。

【0026】

前記操作部７は、特に図示しないが、操作者が指示や情報を入力するためのキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）や、トラックボール（ｔｒａｃｋｂａｌｌ）等のポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）などを含んで構成されている。前記操作部７は、本発明における入力部の実施の形態の一例である。

【0027】

前記制御部８は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサーである。この制御部８は、前記記憶部９に記憶されたプログラムを読み出し、前記超音波診断装置１の各部における機能を実行させる。例えば、前記制御部８は、前記記憶部９に記憶されたプログラムを読み出し、読み出されたプログラムにより、前記送受信ビームフォーマ３、前記エコーデータ処理部４及び前記表示処理部５の機能を実行させる。

【0028】

前記制御部８は、前記送受信ビームフォーマ３の機能のうちの全て、前記エコーデータ処理部４の機能のうちの全て及び前記表示処理部５の機能のうちの全ての機能をプログラムによって実行してもよいし、一部の機能のみをプログラムによって実行してもよい。前記制御部８が一部の機能のみを実行する場合、残りの機能は回路等のハードウェアによって実行されてもよい。

【0029】

なお、前記送受信ビームフォーマ３、前記エコーデータ処理部４及び前記表示処理部５の機能は、回路等のハードウェアによって実現されてもよい。

【0030】

前記記憶部９は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ：ハードディスクドライブ）や、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリ（Ｍｅｍｏｒｙ）などである。前記記憶部９は、本発明における記憶部の実施の形態の一例である。

【0031】

前記超音波診断装置１は、前記記憶部９として、前記ＨＤＤ、前記ＲＡＭ及び前記ＲＯＭの全てを有していてもよい。また、前記記憶部９は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）などの可搬性の記憶媒体であってもよい。

【0032】

前記制御部８によって実行されるプログラムは、ＨＤＤやＲＯＭなどの非一過性の記憶媒体に記憶されている。また、前記プログラムは、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）などの可搬性を有し非一過性の記憶媒体に記憶されていてもよい。

【0033】

さて、本例の超音波診断装置１の作用について図３のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ステップＳ１では、操作者は、前記超音波プローブ２によって、被検体に対して超音波の送受信を開始する。これにより、図４に示すように、前記表示部６にＢモード画像ＢＩが表示される。図において、符号Ｘは穿刺対象を示している。操作者は、前記Ｂモード画像ＢＩが表示されると、Ｂモード画像ＢＩを確認しながら、図５に示すように、前記穿刺対象Ｘに向かって被検体に対する穿刺針１２の刺入を開始する。

【0034】

穿刺針１２は、前記超音波プローブ２に取り付けられた穿刺アタッチメント（図示省略）によってガイドされ、刺入される。前記穿刺針１２は、前記穿刺アタッチメントによってガイドされることにより、前記超音波プローブ２による超音波の走査面に沿って刺入される。ただし、操作者は、前記穿刺針１２が所定の深さに達すると、前記穿刺アタッチメントによってガイドされない状態で、前記穿刺針１２を刺入する。ただし、穿刺針１２は、前記穿刺アタッチメントによってガイドされない状態においても、前記所定の深さに達する前の超音波の走査面、すなわち前記穿刺アタッチメントによって前記穿刺針１２がガイドされている時の超音波の走査面に沿って刺入される。

【0035】

次に、ステップＳ２では、操作者は、図６に示すように、前記Ｂモード画像ＢＩにおいて、カーソルＣによって前記穿刺針１２の先端部を指示する入力を行なう。具体的には、前記操作部７を用いて、前記表示部６に表示されたカーソルＣを、前記穿刺針１２の先端部に移動させ、位置を確定する入力を行なう。図６において、移動前のカーソルＣは、破線で示されている。前記穿刺針１２の先端部は、本発明における注目部分の実施の形態の一例である。

【0036】

操作者は、前記カーソルＣによって前記穿刺針１２の先端部を指示する入力を行なう時には、前記穿刺針１２の刺入を止める。ただし、操作者は、前記カーソルＣによって前記穿刺針１２の先端部を指示する入力を行なった後、再び前記穿刺対象Ｘに対する前記穿刺針１２の刺入を再開する。

【0037】

このステップＳ２において、前記カーソルＣによって前記穿刺針１２の先端部を指示する入力を行なうＢモード画像ＢＩの走査面は、前記穿刺アタッチメントによって穿刺針１２がガイドされている時の走査面、すなわち穿刺針１２が刺入される面と一致している。

【0038】

前記カーソルＣによって前記穿刺針１２の先端部が指示されると、前記位置特定部５６は、図７に示すように、前記カーソルＣ（図７では図示省略）によって指示された前記穿刺針１２の先端部ＰＮの前記三次元空間における位置を特定する。前記位置特定部５６は、前記Ｂモード画像ＢＩにおける前記カーソルＣの位置と、このカーソルＣが設定されたＢモード画像ＢＩの走査面の前記三次元空間における位置とに基づいて、前記三次元空間における前記先端部ＰＮの位置を特定する。前記Ｂモード画像ＢＩの走査面の前記三次元空間における位置は、前記位置算出部５１によって得られる情報である。前記三次元空間における前記先端部ＰＮの位置は、前記記憶部９に記憶される。

【0039】

また、前記ステップＳ２において、前記位置特定部５６は、前記カーソルＣが設定されたＢモード画像ＢＩの走査面における二つの点Ｐ１，Ｐ２の前記三次元空間における位置を特定する。前記点Ｐ１，Ｐ２は、Ｂモード画像ＢＩの走査面において予め特定された点である。本例では、前記点Ｐ１，Ｐ２は、四角形で表示されるＢモード画像ＢＩの表示領域の体表側の二つの頂点である。前記位置特定部５６は、前記Ｂモード画像ＢＩにおける前記二つの点Ｐ１，Ｐ２の位置と、前記カーソルＣが設定されたＢモード画像ＢＩの走査面の前記三次元空間における位置とに基づいて、前記三次元空間における前記二つの点Ｐ１，Ｐ２の位置を特定する。三次元空間における二つの点Ｐ１，Ｐ２の位置は、前記記憶部９に記憶される。

【0040】

次に、ステップＳ３においては、前記距離算出部５２は、前記ステップＳ２において特定された前記先端部ＰＮ及び前記点Ｐ１，Ｐ２の各々の三次元空間における位置と、リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面との距離ＤＮ，Ｄ１，Ｄ２を算出する。例えば、前記距離ＤＮは、前記ステップＳ２において特定された前記先端部ＰＮをリアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面に対して垂直に投影した位置と、前記ステップＳ２において特定された前記先端部ＰＮとの距離である。また、前記距離Ｄ１，Ｄ２は、前記リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面において前記点Ｐ１，Ｐ２と対応する点（リアルタイムのＢモード画像ＢＩの表示領域の体表側の二つの頂点）の各々と、前記点Ｐ１，Ｐ２の各々との距離である。

【0041】

次に、ステップＳ４では、前記インジケータ表示制御部５５が、図８又は図９に示すように、前記距離ＤＮ，Ｄ１，Ｄ２に応じた表示形態を有するインジケータＩｎＮ，Ｉｎ１，Ｉｎ２を前記表示部６に表示させる。前記インジケータＩｎＮ，Ｉｎ１，Ｉｎ２は、前記表示部６に表示されたリアルタイムのＢモード画像ＢＩに表示される。

【0042】

前記インジケータＩｎＮは、前記先端部ＰＮを示し、この先端部ＰＮとリアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面との距離ＤＮに応じた表示形態を有する。前記インジケータＩｎ１は、前記点Ｐ１を示し、この点Ｐ１とリアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面との距離Ｄ１に応じた表示形態を有する。前記インジケータＩｎ２は、前記点Ｐ２を示し、この点Ｐ２とリアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面との距離Ｄ２に応じた表示形態を有する。

【0043】

前記先端部ＰＮ及び前記点Ｐ１，２の各々と前記リアルタイムのＢモード画像ＢＩとの距離ＤＮ，Ｄ１，Ｄ２が零であれば、前記インジケータＩｎＮ，Ｉｎ１，Ｉｎ２は、前記図８に示すように「＋」となる。一方、前記先端部ＰＮ及び前記点Ｐ１，２の各々と前記リアルタイムのＢモード画像ＢＩとの距離ＤＮ，Ｄ１，Ｄ２が零ではない場合、前記インジケータＩｎＮ，Ｉｎ１，Ｉｎ２は、前記図９に示すように、距離ＤＮ，Ｄ１，Ｄ２に応じた面積を有する四角形となる。より詳細には、前記距離ＤＮ，Ｄ１，Ｄ２が大きくなるほど、前記インジケータＩｎＮ，Ｉｎ１，Ｉｎ２を構成する四角形の面積が大きくなり、前記距離ＤＮ，Ｄ１，Ｄ２が小さくなるほど、前記インジケータＩｎＮ，Ｉｎ１，Ｉｎ２を構成する四角形の面積が小さくなる。

【0044】

また、このステップＳ４では、前記判定部５３が、リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面の位置と、前記先端部ＰＮ及び前記点Ｐ１，Ｐ２の三点の位置とを比較し、リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面が、前記先端部ＰＮ及び前記点Ｐ１，Ｐ２の三点全てを含むか否かを判定する。リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面の位置は、前記位置算出部５１によって得られる。また、前記先端部ＰＮ及び前記点Ｐ１，Ｐ２の位置は、前記記憶部９に記憶された情報である。

【0045】

ここで、図１０に示すように、前記穿刺針１２は、前記ステップＳ２において、前記穿刺針１２の先端部ＰＮを指示する入力が行われたＢモード画像ＢＩの走査面ＳＰ内において刺入される。図１０において、矢印Ａは、穿刺針の刺入方向（移動方向）を示す。

【0046】

前記先端部ＰＮ及び前記点Ｐ１，Ｐ２は、前記走査面ＳＰに存在する。従って、リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面が、前記先端部ＰＮ及び前記点Ｐ１，Ｐ２の三点全てを含めば、前記走査面ＳＰとリアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面とが一致していることになる。前記走査面ＳＰとリアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面とが一致している場合、前記リアルタイムの超音波の走査面が、前記走査面ＳＰ内における前記先端部ＰＮの移動方向を含むことになる。従って、前記判定部５３により、リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面が、前記先端部ＰＮ及び前記点Ｐ１，Ｐ２の三点全てを含むか否かが判定されることにより、前記リアルタイムの超音波の走査面が、前記走査面ＳＰ内における前記先端部ＰＮの移動方向を含むか否かが判定されることになる。

【0047】

前記判定部５３は、前記距離算出部５２によって算出された前記距離ＤＮ，Ｄ１，Ｄ２が零であるか否かにより、リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面が、前記先端部ＰＮ及び前記点Ｐ１，２の三点全てを含むか否かを判定してもよい。

【0048】

ちなみに、前記先端部ＰＮが前記リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面に含まれる場合、前記インジケータＩｎＮは、リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面における前記先端部ＰＮの位置に表示される。一方、前記先端部ＰＮが前記リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面に含まれない場合、前記インジケータＩｎＮは、前記先端部ＰＮをリアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面に対して垂直に投影した位置に表示される。

【0049】

また、前記点Ｐ１，Ｐ２が前記リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面に含まれる場合、前記インジケータＩｎ１，Ｉｎ２は、リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面における前記点Ｐ１，Ｐ２の位置に表示される。一方、前記点Ｐ１，Ｐ２が前記リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面に含まれない場合、前記距離Ｄ１，Ｄ２は、前記リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面において前記点Ｐ１，Ｐ２と対応する点の位置に表示される。

【0050】

前記ステップＳ４において、前記リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面が、前記走査面ＳＰ内における前記先端部ＰＮの移動方向を含まないと判定された場合（前記ステップＳ４において「ＮＯ」）、ステップＳ５の処理へ移行する。このステップＳ５では、操作者は、超音波プローブ２の傾きや位置を調節して、超音波の走査面を変更する。操作者は、前記インジケータＩｎＮ、Ｉｎ１，Ｉｎ２が、「＋」になるように、走査面を変更する。その後、再び前記ステップＳ３において前記距離ＤＮ，Ｄ１，Ｄ２が算出され、前記ステップＳ４による判定が行われる。

【0051】

一方、前記ステップＳ４において、前記リアルタイムの超音波の走査面が、前記走査面ＳＰ内における前記先端部ＰＮの移動方向を含むと判定された場合（前記ステップＳ４において「ＹＥＳ」）、ステップＳ６の処理へ移行する。このステップＳ６では、前記移動検出部５７が、リアルタイムのＢモード画像ＢＩに基づいて前記先端部ＰＮの移動を検出する。より詳細には、前記移動検出部５７は、図１１に示すように、前記Ｂモード画像ＢＩにおいて、前記先端部ＰＮを含む領域Ｒを設定する。次に、前記移動検出部５７は、時間的に異なる二つのフレームに属するＢモード画像ＢＩに基づいて、前記領域Ｒの移動を検出する。例えば、前記移動検出部５７は、時間的に異なる二つのフレームにおけるＢモード画像ＢＩの間の前記領域Ｒの画像相関に基づいて、前記領域Ｒの移動を検出する。

【0052】

次に、ステップＳ７では、前記インジケータ表示制御部５５は、図１２に示すように、前記ステップＳ６において前記移動検出部５７によって検出された前記先端部ＰＮの位置に、前記インジケータＩｎＮを表示させる。これにより、前記インジケータＩｎＮは、前記穿刺針１２の移動に伴って移動する。

【0053】

また、このステップＳ７では、前記位置特定部５６は、前記移動検出部５７によって検出された移動量に応じて、前記記憶部９に記憶された前記先端部ＰＮの位置情報を更新する。前記位置特定部５６は、リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面について前記位置算出部５１によって算出された位置情報に基づいて、前記移動検出部５７によって検出された前記先端部ＰＮの位置を前記三次元空間において特定し、位置情報を更新する。

【0054】

次に、ステップＳ８では、処理を終了するか否かが判定される。例えば、前記制御部８は、前記操作部７において処理を終了する入力がなければ、処理を終了しないと判定する（ステップＳ８において「ＮＯ」）。この場合、前記ステップＳ３の処理へ戻る。一方、前記制御部８は、前記操作部７において処理を終了する入力があると、処理を終了すると判定する（ステップＳ８において「ＹＥＳ」）。これにより、処理が終了となる。

【0055】

前記ステップＳ８から前記ステップＳ３の処理へ戻った場合の前記ステップＳ３では、前記距離ＤＮとして、前記ステップＳ７において位置情報が更新された先端部ＰＮとリアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面との距離が算出される。また、前記ステップＳ８から前記ステップＳ３の処理へ戻った後の前記ステップＳ４において、前記判定部５３は、前記ステップＳ７において更新された先端部ＰＮの位置情報を用いて判定してもよい。また、前記ステップＳ２において前記カーソルＣによって指定された先端部ＰＮの位置情報を前記記憶部９に保持しておき、この位置情報を用いて判定してもよい。

【0056】

本例によれば、リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面が、穿刺針１２の移動方向を含む場合に、前記Ｂモード画像ＢＩに基づく前記先端部ＰＮの移動が検出されるので、実際の前記先端部ＰＮの移動を正確に反映した検出を行なうことができる。

【0057】

また、操作者は、前記インジケータＩｎＮ，Ｉｎ１，Ｉｎ２が表示されることにより、前記超音波プローブ２によるＢモード画像ＢＩの走査面を、前記穿刺針１２が刺入される面、すなわち、前記カーソルＣによって前記穿刺針１２の先端部を指定する入力が行われたＢモード画像ＢＩの走査面と容易に一致させることができる。

【0058】

（第二実施形態）
次に、第二実施形態について説明する。本例の超音波診断装置１の構成も、第一実施形態と同一であるので、以下作用について、図１３のフローチャートに基づいて説明する。

【0059】

図１３において、ステップＳ１１〜Ｓ１４の処理については、前記ステップＳ１〜Ｓ４の処理と同一であり、前記ステップＳ１６〜Ｓ１９の処理については、前記ステップＳ５〜Ｓ８の処理と同一であるため、説明を省略する。

【0060】

ただし、前記ステップＳ１８において前記先端部ＰＮの位置情報が更新された後におけるステップＳ１３においては、前記距離Ｄ１，Ｄ２のほか、距離ＤＮ−１，ＤＮ−２が算出される。前記距離ＤＮ−１は、前記ステップＳ１２において前記カーソルＣによって前記先端部ＰＮとして指示された部分と、リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面との距離である。また、前記距離ＤＮ−２は、前記ステップＳ１８において位置情報が更新された前記先端部ＰＮと、リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面との距離である。

【0061】

より詳細には、例えば前記距離ＤＮ−１は、前記ステップＳ１２において前記カーソルＣによって前記先端部ＰＮとして指示された部分をリアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面に対して垂直に投影した位置と、前記カーソルＣによって前記先端部ＰＮとして指定された部分との距離である。また、前記距離ＤＮ−２は、前記ステップＳ１８において位置情報が更新された前記先端部ＰＮをリアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面に対して垂直に投影した位置と、前記位置情報が更新された前記先端部ＰＮとの距離である。

【0062】

また、前記ステップＳ１８において前記先端部ＰＮの位置情報が更新された後における前記ステップＳ１４においては、図１４に示すように、リアルタイムのＢモード画像ＢＩに、前記インジケータＩｎ１，Ｉｎ２のほか、インジケータＩｎＮ−１，ＩｎＮ−２が表示される。前記インジケータＩｎＮ−１は、前記ステップＳ１２において前記カーソルＣによって前記先端部ＰＮとして指示された部分を示す。この先端部ＰＮは、前記ステップＳ１８において位置情報が更新される前の先端部である。また、前記インジケータＩｎＮ−２は、前記ステップＳ１８において位置情報が更新された前記先端部ＰＮを示す。

【0063】

前記インジケータＩｎＮ−１は、前記距離ＤＮ−１に応じた表示形態を有する。また、前記インジケータＩｎＮ−２は、前記距離ＤＮ−２に応じた表示形態を有する。

【0064】

ちなみに、前記ステップＳ１２において前記カーソルＣによって前記先端部ＰＮとして指定された部分が、前記リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面に含まれる場合、前記インジケータＩｎＮ−１は、リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面における前記先端部ＰＮとして指定された部分の位置に表示される。一方、前記先端部ＰＮとして指定された部分が前記リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面に含まれない場合、前記インジケータＩｎＮ−１は、前記先端部ＰＮとして指定された部分をリアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面に対して垂直に投影した位置に表示される。

【0065】

また、前記ステップＳ１８において位置情報が更新された前記先端部ＰＮが、前記リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面に含まれる場合、前記インジケータＩｎＮ−２は、リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面における位置情報が更新された前記先端部ＰＮの位置に表示される。一方、位置情報が更新された前記先端部ＰＮが前記リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面に含まれない場合、前記インジケータＩｎＮ−２は、位置情報が更新された前記先端部ＰＮをリアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面に対して垂直に投影した位置に表示される。

【0066】

前記ステップＳ１４において、前記リアルタイムの超音波の走査面が、前記先端部ＰＮ及び前記点Ｐ１，Ｐ２の三点全てを含まないと判定された場合（ステップＳ１４において「ＮＯ」）、ステップＳ１５の処理へ移行する。このステップＳ１５では、前記判定部５３は、図１５に示すように、前記ステップＳ１２において前記カーソルＣによって前記先端部ＰＮとして指定された部分ｐｎ及び前記ステップＳ１８において位置情報が更新された先端部ＰＮを通る直線Ｌが、リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面に含まれるか否かを判定する。

【0067】

前記直線Ｌは、前記ステップＳ１２において、前記穿刺針１２の先端部ＰＮを指示する入力が行われたＢモード画像ＢＩの走査面ＳＰに存在する。前記判定部５３により、前記直線Ｌが、リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面ＳＰｒに含まれないと判定されると（ステップＳ１５において「ＮＯ」）、ステップＳ１６の処理へ移行する。一方、前記判定部５３により、図１６に示すように、前記直線Ｌが、リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面ＳＰｒに含まれると判定されると（ステップＳ１５において「ＹＥＳ」）、ステップＳ１７の処理へ移行する。

【0068】

ちなみに、図１６では、リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面ＳＰｒに、前記点Ｐ１，Ｐ２が含まれておらず、前記先端部ＰＮとして指定された部分ｐｎ及び前記先端部ＰＮが含まれる。従って、図１７に示すように、前記インジケータＩｎ１，Ｉｎ２は四角形で表示され、前記インジケータＩｎＮ−１，ＩｎＮ−２は「＋」で表示されている。

【0069】

前記直線Ｌが、リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面ＳＰｒに含まれると、前記穿刺針１２は前記走査面ＳＰｒ内を進行する。すなわち、前記リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面が、前記穿刺針１２の先端部ＰＮの移動方向を含む。この場合、Ｂモード画像ＢＩによって前記先端部ＰＮを捉えることができるので、前記移動検出部５７により、実際の前記先端部ＰＮの移動を正確に反映した検出を行なうことができる。

【0070】

以上、本発明を前記実施形態によって説明したが、本発明はその主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことはもちろんである。例えば、前記ステップＳ２，Ｓ１２において、前記カーソルＣによって指示されるのは、穿刺針１２の先端部ＰＮに限られるものではなく、本発明における注目部分は、前記先端部ＰＮに限られるものではない。穿刺針１２のうち、Ｂモード画像ＢＩにおいて他の部分よりも認識しやすい部分が前記カーソルＣによって指示されてもよい。

【0071】

また、前記第二実施形態において、前記移動検出部５７による検出によって、先端部ＰＮの位置情報が複数回更新されている場合、複数の先端部ＰＮ及び前記カーソルＣによって前記先端部ＰＮとして指定された部分のうち、少なくとも二点を通る直線Ｌが、リアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面に含まれるか否かが判定されてもよい。この場合、前記二点の各々を示すインジケータが表示される。また、前記二点の各々とリアルタイムのＢモード画像ＢＩの走査面との距離が算出される。

【符号の説明】

【0072】

１ 超音波診断装置
２ 超音波プローブ
７ 操作部
８ 制御部
９ 記憶部
１０ 磁気センサ
１１ 磁気発生部
１２ 穿刺針
５１ 位置算出部
５２ 距離算出部
５３ 判定部
５５ インジケータ表示制御部
５６ 位置特定部
５７ 移動検出部

【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】

【図16】

【図17】