特許 6968576 超音波診断装置及び超音波診断支援装置

(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】6968576

(24)【登録日】2021年10月29日

(45)【発行日】2021年11月17日

(54)【発明の名称】超音波診断装置及び超音波診断支援装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/14 20060101AFI20211108BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/14

【請求項の数】9

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2017-105577(P2017-105577)

(22)【出願日】2017年5月29日

(65)【公開番号】特開2018-198856(P2018-198856A)

(43)【公開日】2018年12月20日

【審査請求日】2020年3月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】特許業務法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】武内 俊

【審査官】 門田 宏

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１７−５０２７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１０４０６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０４２９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１５９０２７（ＪＰ，Ａ）

(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】

超音波を送受信する超音波プローブと、
前記超音波プローブを保持し、被検体の体表面に沿って前記超音波プローブを移動させるロボットアームと、
前記ロボットアームによる前記超音波プローブの移動を制御するロボット制御部と、
前記ロボットアームによる前記超音波プローブの移動の手順に応じて設定された指示情報に基づいて、前記被検体に対する指示を出力するように制御する出力制御部と、
を備える、超音波診断装置。

【請求項2】

前記出力制御部は、診断プロトコルごとに対応付けられた前記指示情報に基づいて、前記被検体に対する指示を出力する、請求項１に記載の超音波診断装置。

【請求項3】

前記出力制御部は、前記被検体に対する前記ロボットアームの位置に応じた指示情報に基づいて、前記被検体に対する指示を出力する、請求項１又は２に記載の超音波診断装置。

【請求項4】

前記被検体及び前記ロボットアームを撮影した映像と、予め記憶された被検体とロボットアームとの位置関係を示す参照画像とを比較することで、前記被検体に対して指示を出力するか否かを解析する解析部をさらに備え、
前記出力制御部は、前記解析部による解析結果に基づいて、前記被検体に対する指示を出力する、請求項３に記載の超音波診断装置。

【請求項5】

前記ロボットアームに保持された前記超音波プローブによって前記被検体から収集された超音波画像と、被検体に対するロボットアームの位置ごとに予め対応付けて記憶された超音波画像とを比較することで、前記被検体に対して指示を出力するか否かを解析する解析部をさらに備え、
前記出力制御部は、前記解析部による解析結果に基づいて、前記被検体に対する指示を出力する、請求項１〜４のいずれか１つに記載の超音波診断装置。

【請求項6】

前記出力制御部は、音声又は表示情報によって、前記被検体に対して指示を出力する、請求項１〜５のいずれか１つに記載の超音波診断装置。

【請求項7】

前記被検体に対して動作するサポートアームをさらに備え、
前記ロボット制御部は、さらに、前記サポートアームによる前記被検体に対する動作を制御する、請求項１〜６のいずれか１つに記載の超音波診断装置。

【請求項8】

前記被検体からの入力を受け付ける入力部をさらに備え、
前記ロボット制御部は、前記入力部が前記被検体から入力を受け付けた場合に、前記ロボットアームの移動を停止させる、請求項１〜７のいずれか１つに記載の超音波診断装置。

【請求項9】

超音波を送受信する超音波プローブを保持し、被検体の体表面に沿って前記超音波プローブを移動させるロボットアームと、
前記ロボットアームによる前記超音波プローブの移動を制御するロボット制御部と、
前記ロボットアームによる前記超音波プローブの移動の手順に応じて設定された指示情報に基づいて、前記被検体に対する指示を出力する出力制御部と、
を備える、超音波診断支援装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、超音波診断装置及び超音波診断支援装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、超音波診断は、技師または医師が超音波プローブを被検体の体表上で操作して、人体内部の組織構造、血流等の情報を得ることによって実施される。例えば、技師や医師は、診断部位や診断内容に応じて、超音波を送受信する超音波プローブを体表上で操作することによって被検体内を超音波で走査して、組織構造を示す超音波画像や、血流等の情報を示す超音波画像を収集する。

【0003】

このような超音波診断において、近年、ロボットによる走査が提案されている。例えば、超音波プローブがロボットアームによって把持され、被検体の体表上で操作されることにより、組織構造を示す超音波画像や、血流等の情報を示す超音波画像が収集される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−８２３３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、ロボットによる走査において、安定した超音波診断を可能にする超音波診断装置及び超音波診断支援装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の超音波診断装置は、超音波プローブと、ロボットアームと、ロボット制御部と、出力制御部とを備える。超音波プローブは、超音波を送受信する。ロボットアームは、前記超音波プローブを保持し、被検体の体表面に沿って前記超音波プローブを移動させる。ロボット制御部は、前記ロボットアームによる前記超音波プローブの移動を制御する。出力制御部は、超音波診断に関する指示情報に基づいて、前記被検体に対する指示を出力する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の外観図である。

【図2】図２は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図3】図３は、第１の実施形態に係る対応情報の一例を示す図である。

【図4A】図４Ａは、第１の実施形態に係る出力制御機能によって出力される出力情報の一例を示す図である。

【図4B】図４Ｂは、第１の実施形態に係る出力制御機能によって出力される出力情報の一例を示す図である。

【図5】図５は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理の手順を説明するためのフローチャートである。

【図6】図６は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図7】図７は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理の手順を説明するためのフローチャートである。

【図8】図８は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図9】図９は、第４の実施形態に係る超音波診断支援装置の構成の一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付図面を参照して、本願に係る超音波診断装置及び超音波診断支援装置の実施形態を詳細に説明する。なお、本願に係る超音波診断装置及び超音波診断支援装置は、以下に示す実施形態によって限定されるものではない。また、以下の説明において、同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。

【0009】

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の外観図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波プローブ２と、モニタ３と、入力装置４と、装置本体５と、ロボットアーム６とを有する。

【0010】

超音波プローブ２は、プローブ本体及びケーブルを有し、ケーブルを介して装置本体５と接続される。そして、超音波プローブ２は、後述する送受信回路から供給される駆動信号に基づいて、プローブ本体に含まれる複数の圧電振動子から超音波を発生させて被検体内に送信し、送信した超音波が被検体内で反射された反射波を受信する。ここで、第１の実施形態に係る超音波プローブ２は、プローブ本体がロボットアーム６によって保持され、被検体の体表に沿って移動される。

【0011】

モニタ３は、超音波診断装置１の操作者が入力装置４を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体５において生成された各種画像などを表示したりする。また、モニタ３は、装置本体５による制御に基づいて、被検体に対する指示情報を出力する。例えば、モニタ３は、被検体に対して文字やアニメーション等の指示情報を表示する。また、例えば、モニタ３は、内蔵するスピーカーから音声による指示情報を出力する。なお、被検体に対する指示情報については後に詳述する。

【0012】

入力装置４は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、トラックボール、ジョイスティック、マイク等を有し、超音波診断装置１の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体５に対して受け付けた各種設定要求を転送する。また、入力装置４は、被検体からの要求を受け付け、装置本体５に対して受け付けた要求を転送する。なお、被検体による要求については、後に詳述する。

【0013】

装置本体５は、超音波診断装置１の全体を制御する。例えば、装置本体５は、超音波プローブ２が受信した反射波信号に基づいて超音波画像を生成する。また、装置本体５は、入力装置４によって受け付けられた要求に対して各種処理を実行する。

【0014】

ロボットアーム６は、超音波プローブ２のプローブ本体を保持する保持部（プローブホルダー）と、超音波プローブ２（プローブ本体）を被検体の体表上の所望の位置に移動させるための機構部とを有する。すなわち、ロボットアーム６は、保持部によって保持した超音波プローブ２を、機構部の動きによって所望の位置に移動させる。例えば、ロボットアーム６は、図１に示すように、装置本体５の上面に取り付けられ、装置本体５の制御に応じて、超音波プローブ２を移動させる。ここで、装置本体５は、予め設定されたプログラムに基づいてロボットアーム６を移動させることにより、超音波プローブ２の被検体の体表に沿った移動を可能にする。

【0015】

上述したように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波プローブ２をロボットアーム６によって保持し、予め設定されたプログラムに応じてロボットアーム６を移動させることで、被検体における対象部位を走査して、超音波画像を生成する。以下、超音波診断装置１の詳細な構成について説明する。図２は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波プローブ２と、モニタ３と、入力装置４と、ロボットアーム６とが装置本体５に接続される。

【0016】

超音波プローブ２は、装置本体５に含まれる送受信回路５１に接続される。超音波プローブ２は、例えば、プローブ本体に複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、送受信回路５１から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ２は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ２は、プローブ本体において、圧電振動子に設けられる整合層と、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有する。なお、超音波プローブ２は、装置本体５と着脱自在に接続される。例えば、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の超音波プローブである。

【0017】

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等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。

【0018】

なお、本実施形態は、複数の圧電振動子が一列で配置された１次元超音波プローブである超音波プローブ２により、被検体Ｐを２次元でスキャンする場合であっても、１次元超音波プローブの複数の圧電振動子を機械的に揺動する超音波プローブ２や複数の圧電振動子が格子状に２次元で配置された２次元超音波プローブである超音波プローブ２により、被検体Ｐを３次元でスキャンする場合であっても、適用可能である。

【0019】

ロボットアーム６は、図２に示すように、機構部６１と、センサ６２とを有する。機構部６１は、例えば、図１に例示するように、複数のアーム部と複数の関節とを有し、アーム部間が関節によって連結される。ここで、機構部６１は、例えば、各関節にアクチュエータが備えられ、装置本体５による制御のもとアクチュエータが動作することで、超音波プローブ２を被検体の体表上の所望の位置に移動させる。なお、関節の数や、各関節に備えられるアクチュエータの種類や数は、任意である。すなわち、ロボットアーム６における関節の自由度は任意に設定することができる（例えば、６軸以上等）。一例を挙げると、機構部６１は、図１に示すように、３つの関節を有し、関節の屈曲、伸展、及び、アーム部の長手方向を軸とした回旋を行うためのアクチュエータが、各関節に備えられる。

【0020】

センサ６２は、超音波プローブ２に加わる３次元方向の力を検出する力センサと、ロボットアーム６の位置を検出する位置センサとを含む。力センサは、例えば、ひずみゲージ式や、圧電式等の力センサであり、被検体の体表面からの超音波プローブ２に対してかかる反力を検出する。また、位置センサは、例えば、磁気式、角度式、光学式、回転式等の位置センサであり、ロボットアーム６の位置を検出する。一例を挙げると、位置センサは、各関節の駆動状態を検知することで、ロボットアーム６における保持部の位置（超音波プローブ２の位置）を検出する。すなわち、位置センサは、ロボットアーム６の３次元の可動範囲における超音波プローブ２の位置を検出する。

【0021】

また、例えば、位置センサは、基準位置に対する位置センサの位置を検知することで、ロボットアーム６における保持部の位置（超音波プローブ２の位置）を検出する。一例を挙げると、位置センサがロボットアーム６の保持部に配置され、位置センサが、超音波診断を実施する空間において設けられた基準位置に対する位置センサの位置を検出することで、超音波診断を実施する空間における超音波プローブ２の位置を検出する。なお、上述したセンサはあくまでも一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。すなわち、ロボットアーム６の位置情報を取得することができるセンサであれば、どのようなセンサを用いる場合であってもよい。

【0022】

装置本体５は、図２に示すように、送受信回路５１と、Ｂモード処理回路５２と、ドプラ処理回路５３と、記憶回路５４と、処理回路５５とを有する。図２に示す超音波診断装置１においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路５４へ記憶されている。送受信回路５１、Ｂモード処理回路５２、ドプラ処理回路５３、及び、処理回路５５は、記憶回路５４からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の各回路は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。

【0023】

送受信回路５１は、パルス発生器、送信遅延回路、パルサ等を有し、超音波プローブ２に駆動信号を供給する。パルス発生器は、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。また、送信遅延回路は、超音波プローブ２から発生される超音波をビーム状に集束し、かつ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、パルス発生器が発生する各レートパルスに対し与える。また、パルサは、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）を印加する。すなわち、送信遅延回路は、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、圧電振動子面から送信される超音波の送信方向を任意に調整する。

【0024】

なお、送受信回路５１は、後述する処理回路５５の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、又は、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。

【0025】

また、送受信回路５１は、プリアンプ、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換器、受信遅延回路、加算器等を有し、超音波プローブ２が受信した反射波信号に対して各種処理を行って反射波データを生成する。プリアンプは、反射波信号をチャネル毎に増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅された反射波信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延回路は、受信指向性を決定するために必要な遅延時間を与える。加算器は、受信遅延回路によって処理された反射波信号の加算処理を行な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、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。

【0026】

Ｂモード処理回路５２は、送受信回路５１から反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理等を行なって、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。

【0027】

ドプラ処理回路５３は、送受信回路５１から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や組織、造影剤エコー成分を抽出し、速度、分散、パワー等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。本実施形態の移動体は、血管内を流動する血液や、リンパ管内を流動するリンパ液等の流体である。

【0028】

なお、Ｂモード処理回路５２及びドプラ処理回路５３は、２次元の反射波データ及び３次元の反射波データの両方について処理可能である。すなわち、Ｂモード処理回路５２は、２次元の反射波データから２次元のＢモードデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のＢモードデータを生成する。また、ドプラ処理回路５３は、２次元の反射波データから２次元のドプラデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のドプラデータを生成する。３次元のＢモードデータは、３次元走査範囲の各走査線上で設定された複数の点（サンプル点）それぞれに位置する反射源の反射強度に応じた輝度値が割り当てられたデータとなる。また、３次元のドプラデータは、３次元走査範囲の各走査線上で設定された複数の点（サンプル点）それぞれに、血流情報（速度、分散、パワー）の値に応じた輝度値が割り当てられたデータとなる。

【0029】

記憶回路５４は、処理回路５５が生成した表示用の画像データを記憶する。また、記憶回路５４は、Ｂモード処理回路５２やドプラ処理回路５３が生成したデータを記憶することも可能である。また、記憶回路５４は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。また、記憶回路５４は、診断部位ごとに走査プロトコルを対応付けた対応情報を記憶する。なお、対応情報については、後に詳述する。

【0030】

処理回路５５は、超音波診断装置１の処理全体を制御する。具体的には、処理回路５５は、図２に示す制御機能５５１、画像生成機能５５２、ロボット制御機能５５３、解析機能５５４及び出力制御機能５５５に対応するプログラムを記憶回路５４から読み出して実行することで、種々の処理を行う。ここで、ロボット制御機能５５３は、特許請求の範囲に記載したロボット制御部の一例である。また、解析機能５５４は、特許請求の範囲に記載した解析部の一例である。また、出力制御機能５５５は、特許請求の範囲に記載した出力制御部の一例である。

【0031】

例えば、処理回路５５は、入力装置４を介して操作者から入力された各種設定要求や、記憶回路５４から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送受信回路５１、Ｂモード処理回路５２、ドプラ処理回路５３の処理を制御する。また、処理回路５５は、記憶回路５４が記憶する表示用の超音波画像データをモニタ３にて表示するように制御する。また、処理回路５５は、処理結果をモニタ３にて表示するように制御する。例えば、処理回路５５が制御機能５５１に対応するプログラムを読み出して実行することで、装置全体の制御を行い、上述したような処置を制御する。

【0032】

画像生成機能５５２は、Ｂモード処理回路５２及びドプラ処理回路５３が生成したデータから超音波画像データを生成する。すなわち、画像生成機能５５２は、Ｂモード処理回路５２が生成した２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度にて表したＢモード画像データを生成する。Ｂモード画像データは、超音波走査された領域内の組織形状が描出されたデータとなる。また、画像生成機能５５２は、ドプラ処理回路５３が生成した２次元のドプラデータから移動体情報を表すドプラ画像データを生成する。ドプラ画像データは、速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又は、これらを組み合わせた画像データである。ドプラ画像データは、超音波走査された領域内を流動する流体に関する流体情報を示すデータとなる。

【0033】

ここで、画像生成機能５５２は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、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（スキャンコンバート）し、表示用の超音波画像データを生成する。具体的には、画像生成機能５５２は、超音波プローブ２による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像生成機能５５２は、スキャンコンバート以外に種々の画像処理として、例えば、スキャンコンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理（平滑化処理）や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理（エッジ強調処理）等を行なう。また、画像生成機能５５２は、超音波画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等を合成する。

【0034】

すなわち、Ｂモードデータ及びドプラデータは、スキャンコンバート処理前の超音波画像データであり、画像生成機能５５２が生成するデータは、スキャンコンバート処理後の表示用の超音波画像データである。なお、Ｂモードデータ及びドプラデータは、生データ（Raw Data）とも呼ばれる。

【0035】

更に、画像生成機能５５２は、Ｂモード処理回路５２が生成した３次元のＢモードデータに対して座標変換を行なうことで、３次元のＢモード画像データを生成する。また、画像生成機能５５２は、ドプラ処理回路５３が生成した３次元のドプラデータに対して座標変換を行なうことで、３次元のドプラ画像データを生成する。３次元のＢモードデータ及び３次元のドプラデータは、スキャンコンバート処理前のボリュームデータとなる。すなわち、画像生成機能５５２は、「３次元のＢモード画像データや３次元のドプラ画像データ」を「３次元の超音波画像データであるボリュームデータ」として生成する。

【0036】

更に、画像生成機能５５２は、ボリュームデータをモニタ３にて表示するための各種の２次元画像データを生成するために、ボリュームデータに対してレンダリング処理を行なうことができる。

【0037】

以上、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、ロボットによる走査において、安定した超音波診断を可能にする。具体的には、超音波診断装置１は、ロボットアーム６によって被検体を走査する際に、被検体に対して種々の指示を出力することで、安定した超音波診断を可能にする。

【0038】

超音波診断においては、診断内容や、被検体の状況により、被検体に対して体位や呼吸に関する指示を行う場合がある。例えば、腹部診断において、肋弓下から超音波プローブ２をアプローチして肝左葉を観察する場合には、技師や医師は、横隔膜を下げるために吸気するように被検体に指示する。また、例えば、超音波画像データにガスや骨によるアーチファクトが含まれる場合には、技師や医師は、体位や呼吸について被検体に指示する。第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、ロボットアーム６によって被検体を走査する場合でも、上述した状況で被検体に対して的確に指示を行うことで、安定した超音波診断を可能にする。以下、第１の実施形態に係る超音波診断装置１による処理の詳細について説明する。

【0039】

ロボット制御機能５５３は、ロボットアーム６を動作させるための情報及びロボットアーム６に備えらえたセンサ６２による検出結果に基づいて機構部６１を駆動させることで、超音波プローブ２を保持するロボットアーム６を動作させる。具体的には、ロボット制御機能５５３は、超音波プローブ２によって走査する走査手順を示す走査プロトコルに基づいて超音波プローブ２が移動するように、超音波プローブ２を保持するロボットアーム６を動作させる。ここで、走査プロトコルは、診断部位に応じて予め定められており、記憶回路５４によって記憶される。すなわち、ロボット制御機能５５３は、診断部位に対応する走査プロトコルを記憶回路５４から読み出して、読み出した走査プロトコルに基づいてロボットアーム６を動作させる。

【0040】

ここで、走査プロトコルは、例えば、診断部位ごとに対応付けられた対応情報として記憶回路５４に記憶される。図３は、第１の実施形態に係る対応情報の一例を示す図である。図３に示すように、対応情報は、診断部位ごとに初期位置と走査プロトコルが対応付けられて記憶される。ここで、「診断部位」とは、超音波診断において、診断対象となる部位を示す。また、「初期位置」とは、ロボットアーム６による走査において、超音波プローブ２のスタート位置（すなわち、超音波プローブ２を保持したロボットアーム６の最初の位置）を示す。また、「走査プロトコル」とは、走査の手順を示す。すなわち、図３に示す対応情報は、「診断部位」ごとに、超音波プローブ２のスタート位置と、スタート位置からの超音波プローブ２の移動の手順とが対応付けられた情報である。ロボット制御機能５５３は、例えば、検査オーダーや、入力装置４から入力された診断プロトコルから、診断部位の情報を取得し、図３に示すような対応情報に基づいて、超音波プローブ２を移動させる。すなわち、ロボット制御機能５５３は、「初期位置」を開始位置として、走査プロトコルに沿って超音波プローブ２を移動させる。

【0041】

ここで、「初期位置」は、例えば、被検体に対する超音波プローブ２の位置によって定義される。一例を挙げると、診断部位における特定の位置（例えば、腹部を対象とした超音波検査において、肝臓の下端など）が、「初期位置」として定義される。「初期位置」への超音波プローブ２の配置は、超音波画像を解析することによって自動で実行される場合であってもよく、技師や医師によって手動で実行される場合であってもよい。例えば、自動で実行される場合、まず、技師や医師が、ロボットアーム６に保持された超音波プローブ２を肝臓近傍の位置に配置する。制御機能５５１及び画像生成機能５５２は、走査開始の指示に基づいて超音波画像を収集する。

【0042】

ここで、ロボット制御機能５５３は、ロボットアーム６を動作させることで、最初に配置された位置から超音波プローブ２を任意の方向に移動させる。制御機能５５１及び画像生成機能５５２は、ロボット制御機能５５３によって超音波プローブ２が移動されている間も超音波画像を収集して、ロボット制御機能５５３に送信する。ロボット制御機能５５３は、超音波プローブ２が最初に配置された時の位置と、その際に収集された超音波画像とを対応付ける。同様に、ロボット制御機能５５３は、超音波プローブ２を移動させた位置と、そこで収集された超音波画像とを順次対応付ける。そして、ロボット制御機能５５３は、順次収集された超音波画像から部位を抽出し、抽出した部位と超音波プローブ２の位置とを対応付ける。これにより、ロボット制御機能５５３は、被検体内の部位の位置と、超音波プローブ２を移動させる空間との位置関係を関連づけることができる。なお、超音波画像からの部位の抽出は、種々の既存のアルゴリズムを用いることができる。

【0043】

そして、ロボット制御機能５５３は、「初期位置」として設定された特定の位置が走査可能となる位置に超音波プローブ２が配置されるように、ロボットアーム６を駆動させる。具体的には、ロボット制御機能５５３は、上述したように関連付けた位置関係を用いて、超音波プローブ２を移動させる空間内での特定の位置に対応する位置を決定し、決定した位置が走査されるように超音波プローブ２を配置させる。或いは、ロボット制御機能５５３は、ロボットアーム６をさらに動作させながら収集された超音波画像から部位を抽出することで、現時点でどの位置を走査しているかを判定して、判定結果と解剖学的な部位の位置情報とから「初期位置」として設定された特定の位置の方向を決定する。そして、ロボット制御機能５５３は、決定した方向に超音波プローブ２を移動させるようにロボットアーム６を動作させることにより、「初期位置」として設定された特定の位置が走査されるように超音波プローブ２を配置させる。なお、超音波プローブ２を移動させる空間内での超音波プローブ２の位置は、上述したように、ロボットアーム６に備えられたセンサ６２によって取得され、ロボット制御機能５５３に通知される。

【0044】

また、「初期位置」への超音波プローブ２の配置が手動で実行される場合、技師や医師が、ロボットアーム６に保持された超音波プローブ２により肝臓近傍を走査させ、収集された超音波画像で確認しながら、超音波プローブ２を「初期位置」に配置する。このとき、ロボット制御機能５５３は、順次収集された超音波画像から部位を検出し、センサ６２によって検出される超音波プローブ２の位置と対応付けることで、被検体内の部位の位置と、超音波プローブ２を移動させる空間との位置関係を関連づける。

【0045】

上述したように、超音波プローブ２が「初期位置」に配置されると、ロボット制御機能５５３は、図３に示すような対応情報に含まれる走査プロトコルに基づく方向に超音波プローブ２を移動させる。例えば、ロボット制御機能５５３は、肝臓の下端から上端側に向かって超音波プローブ２が移動するように、ロボットアーム６を動作させる。ここで、ロボット制御機能５５３は、被検体の体表面からの超音波プローブ２に対してかかる反力をセンサ６２から取得し、取得される反力が略一定となるようにロボットアーム６を制御する。すなわち、ロボット制御機能５３３は、被検体に対して超音波プローブ２が過度に押し付けられないように、被検体の体表面からの超音波プローブ２に対してかかる反力を監視しながら、ロボットアーム６を動作させる。

【0046】

このように、超音波診断装置１では、ロボットアーム６によって保持された超音波プローブ２によって、診断部位に応じた被検体の走査が実行される。ここで、第１の実施形態に係る超音波診断装置１では、診断内容や、被検体の状況により、被検体に対して種々の指示を出力する。具体的には、出力制御機能５５５は、超音波診断に関する指示情報に基づいて、被検体に対する指示を出力するように制御する。

【0047】

例えば、出力制御機能５５５は、診断プロトコルに応じた指示情報に基づいて、被検体に対する指示を出力するように制御する。超音波診断では、被検体が体位を変化させたり、呼吸を停止させたりしながら超音波プローブ２による走査が実施される場合がある。かかる場合には、通常、技師や医師が、超音波プローブ２を保持して被検体の体表に沿って移動させながら超音波画像を収集しつつ、超音波画像を収集し易い体位に変更するように被検体に対して指示したり、呼吸を停止するように指示したりする。すなわち、技師や医師は、所望の超音波画像を収集することができるように、被検体に体の向きや呼吸状態を変更するように指示する。

【0048】

第１の実施形態に係る超音波診断装置１では、上述した指示を行うために、記憶回路５４が、診断プロトコルごとに指示情報を記憶する。例えば、記憶回路５４は、診断プロトコルごとに、被検体の体位や、呼吸状態を指示するための指示情報を対応付けて記憶する。一例を挙げると、記憶回路５４は、図３に示す対応情報にさらに指示情報を対応付けて記憶する場合であってもよい。

【0049】

出力制御機能５５５は、ロボットアーム６による走査中に、指示情報に基づく指示を被検体に対して出力するように制御する。例えば、記憶回路５４が、超音波プローブ２の移動の手順に対して、指示内容及び指示のタイミングを含む指示情報を対応付けて記憶する。出力制御機能５５５は、ロボット制御機能５５３によるロボットアーム６の動作中、指示情報に含まれる指示のタイミングで、記憶された内容の指示を出力するように制御する。一例を挙げると、出力制御機能５５５は、ロボット制御機能５５３による超音波プローブ２の移動が一旦停止したタイミングで、体位を変更する旨の指示を出力するように制御する。

【0050】

例えば、出力制御機能５５５は、音声又は表示情報によって、被検体に対して指示を出力するように制御する。図４Ａ及び図４Ｂは、第１の実施形態に係る出力制御機能５５５によって出力される出力情報の一例を示す図である。ここで、図４Ａ及び図４Ｂにおいては、出力制御機能５５５が表示情報によって指示を出力する場合の例を示す。例えば、出力制御機能５５５は、図４Ａに示すように、「呼吸を止めてください」と文字で指示する指示情報をモニタ３に表示させることができる。なお、呼吸に関する指示情報は、上記した内容だけではなく、例えば、「息を吸った状態で呼吸を止めてください」や、「息を吐いた状態で呼吸を止めてください」など、種々の指示が含まれる。

【0051】

また、例えば、出力制御機能５５５は、図４Ｂに示すように、「左を向いてください」との文字での指示に加えて、左の方向を向くように体位を変更するアニメーションを含む指示情報をモニタ３に表示させることもできる。さらに、出力制御機能５５５は、音声による指示を被検体に出力するように制御することもできる。一例を挙げると、出力制御機能５５５は、モニタ３に備えられたスピーカーから「左を向いてください」と音声で出力するように制御する。

【0052】

上述したように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、文字情報や、アニメーション、音声などにより被検体に指示を出力する。出力制御機能５５５は、文字情報や、アニメーション、音声などを適宜組み合わせて出力することもできる。すなわち、出力制御機能５５５は、文字情報、アニメーション及び音声のうち、いずれか１つで指示を出力することもできるが、図４Ｂに示すように、複数の手法（例えば、アニメーションと文字情報）を組み合わせて出力することもできる。

【0053】

上述した例では、診断プロトコルに対応付けられたタイミングで指示を出力する場合について説明した。しかしながら、出力制御機能５５５は、被検体に対するロボットアーム６の位置に応じた指示情報を出力することもできる。例えば、出力制御機能５５５は、ロボットアーム６に備えられたセンサ６２によって検出される被検体に対する超音波プローブ２の位置に基づいて、体位を変更するように被検体に指示を出力する。かかる場合には、例えば、記憶回路５４が、被検体に対する超音波プローブ２の位置に対して指示情報を対応付けて記憶する。出力制御機能５５５は、超音波プローブ２による走査の実施中にセンサ６２から通知される位置の情報と、記憶回路５４によって記憶された情報とを比較して、被検体に対する超音波プローブ２の位置が、記憶された位置に対応する場合、該当する指示を被検体に対して出力する。

【0054】

また、出力制御機能５５５は、収集された超音波画像を解析して、解析結果に基づいて指示情報を出力することもできる。具体的には、解析機能５５４が、ロボットアーム６に保持された超音波プローブ２によって被検体から収集された超音波画像と、被検体に対するロボットアーム６の位置ごとに予め対応付けて記憶された超音波画像とを比較することで、被検体に対して指示を出力するか否かを解析する。

【0055】

例えば、記憶回路５４は、ガスや骨が含まれる位置で収集された超音波画像を予め記憶する。解析機能５５４は、順次収集される超音波画像と、記憶回路５４によって記憶された超音波画像とを比較することで、収集された超音波画像にガスや骨が含まれているか否かを判定する。例えば、解析機能５５４は、収集された超音波画像と予め記憶された超音波画像との画素値のパターンマッチングなどにより、収集された超音波画像にガスや骨が含まれているか否かを判定する。

【0056】

出力制御機能５５５は、収集された超音波画像にガスや骨が含まれていると判定された場合に、被検体に対して指示を出力する。例えば、収集された超音波画像にガスが含まれる場合、出力制御機能５５５は、呼吸に関する指示を出力する。また、例えば、順次収集された超音波画像に骨が含まれる場合、出力制御機能５５５は、体位に関する指示を出力する。

【0057】

ここで、解析機能５５４による解析結果は、被検体に対して指示を出すか否かの判定だけではなく、超音波プローブ２の位置の制御にも用いることができる。すなわち、ロボット制御機能５５３は、収集された超音波画像にガスや骨が含まれていると判定された場合に、超音波画像からガスや骨が除かれるように、ロボットアーム６を動作させる。例えば、ロボット制御機能５５３は、超音波画像中のガスや骨の位置に応じて、それらが超音波画像に含まれないように、超音波プローブ２を移動させる。

【0058】

以上、超音波診断装置１による被検体への指示について説明した。ここで、超音波診断装置１では、被検体からの入力に応じて、ロボットアーム６の動作を停止させることもできる。例えば、入力装置４に含まれるマイクに対して被検体が異常を知らせる音声を発した場合に、ロボット制御機能５５３は、ロボットアーム６の動作を停止する。また、例えば、入力装置４に含まれるボタンなどを被検体が押下した場合に、ロボット制御機能５５３は、ロボットアーム６の動作を停止する。

【0059】

次に、図５を用いて、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の処理について説明する。図５は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の処理の手順を説明するためのフローチャートである。図５に示すステップＳ１０１、ステップＳ１０７、ステップＳ１０９及びステップＳ１１０は、処理回路５５が記憶回路５４から制御機能５５１に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。ステップＳ１０２、ステップＳ１０３及びステップＳ１０６は、処理回路５５が記憶回路５４からロボット制御機能５５３に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。ステップＳ１０４及びステップＳ１０５は、処理回路５５が記憶回路５４から出力制御機能５５５に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。ステップＳ１０８は、処理回路５５が記憶回路５４から解析機能５５４に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。

【0060】

ステップＳ１０１では、処理回路５５は、ロボット走査モードであるか否かを判定する。ここで、ロボット走査モードではない場合（ステップＳ１０１否定）、処理回路５５は、操作者による走査に応じて超音波画像を収集する（ステップＳ１１０）。一方、ロボット走査モードである場合（ステップＳ１０１肯定）、処理回路５５は、診断部位に応じた走査プロトコルを取得し（ステップＳ１０２）、初期位置にロボットアーム６を移動させる（ステップＳ１０３）。

【0061】

続いて、ステップＳ１０４では、処理回路５５は、走査プロトコルに応じた指示があるか否かを判定する。ここで、走査プロトコルに応じた指示がある場合（ステップＳ１０４肯定）、処理回路５５は、被検体に対して指示を出力して（ステップＳ１０５）、走査プロトコルに応じてロボットアーム６を移動させながら、超音波プローブ２を走査する（ステップＳ１０６）。一方、走査プロトコルに応じた指示がない場合（ステップＳ１０４否定）、処理回路５５は、走査プロトコルに応じてロボットアーム６を移動させながら、超音波プローブ２を走査する（ステップＳ１０６）。

【0062】

さらに、処理回路５５は、超音波画像を収集して（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０８において、画像に基づく指示があるか否かを判定する。ここで、画像に基づく指示がある場合（ステップＳ１０８肯定）、処理回路５５は、ステップＳ１０５に戻って、被検体に対して指示を出力する。一方、画像に基づく指示がない場合（ステップＳ１０８否定）、処理回路５５は、ステップＳ１０９において、走査プロトコルが終了したか否かを判定する。

【0063】

ここで、走査プロトコルが終了したと判定された場合には（ステップＳ１０９肯定）、処理回路５５は、処理を終了する。一方、走査プロトコルが終了したと判定されていない場合には（ステップＳ１０９否定）、処理回路５５は、ステップＳ１０４に戻って、走査プロトコルに応じた指示があるか否かを判定する。

【0064】

上述したように、第１の実施形態によれば、超音波プローブ２が、超音波を送受信する。ロボットアーム６が、超音波プローブ２を保持し、被検体の体表面に沿って超音波プローブ２を移動させる。ロボット制御機能５５３が、ロボットアーム６による超音波プローブ２の移動を制御する。出力制御機能５５５が、指示情報に基づいて、被検体に対する指示を出力するように制御する。従って、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、被検体に対する指示を実施することができ、ロボットによる走査において、安定した超音波診断を可能にする。

【0065】

また、第１の実施形態によれば、出力制御機能５５５は、診断プロトコルに応じた指示情報に基づいて、被検体に対する指示を出力する。従って、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、被検体による動作が求められる超音波診断においても被検体に対して指示を出すことができ、より安定した超音波診断を可能にする。

【0066】

また、第１の実施形態によれば、出力制御機能５５５は、被検体に対するロボットアーム６の位置に応じた指示情報に基づいて、被検体に対する指示を出力する。従って、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、ロボットアーム６による走査における被検体とロボットアーム６との位置の状態に応じた指示を出すことができ、より安定した超音波診断を可能にする。

【0067】

また、第１の実施形態によれば、解析機能５５４が、ロボットアーム６に保持された超音波プローブ２によって被検体から収集された超音波画像と、被検体に対するロボットアーム６の位置ごとに予め対応付けて記憶された超音波画像とを比較することで、被検体に対して指示を出力するか否かを解析する。出力制御機能５５５は、解析機能５５４による解析結果に基づいて、被検体に対する指示を出力する。従って、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波画像に基づく指示を出すことができ、より安定した超音波診断を可能にする。

【0068】

また、第１の実施形態によれば、出力制御機能５５５は、音声又は表示情報によって、被検体に対して指示を出力する。従って、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、種々の状況において、明確に指示を出すことを可能にする。

【0069】

また、第１の実施形態によれば、入力装置４は、被検体からの入力を受け付ける。ロボット制御機能５５３は、入力装置４が被検体から入力を受け付けた場合に、ロボットアーム６の移動を停止させる。従って、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、ロボットによる走査をより安全に実施することを可能にする。

【0070】

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、被検体とロボットアーム６の状態をカメラで撮影した映像を用いて、被検体に指示を出力するか否かを判定する場合について説明する。図６は、第２の実施形態に係る超音波診断装置１の構成の一例を示すブロック図である。なお、第２の実施形態に係る超音波診断装置１は、第１の実施形態と比較して、カメラ７が接続される点と、解析機能５５４による処理、記憶回路５４によって記憶される情報が異なる。以下、これらを中心に説明する。

【0071】

第２の実施形態に係る超音波診断装置１においては、カメラ７が、被検体とロボットアーム６（超音波プローブ２）との位置関係を示す映像を収集し、収集した映像を解析機能５５４に送信する。例えば、カメラ７は、超音波診断が実施される部屋に配置され、超音波診断装置１に接続される。そして、カメラ７は、ロボットアーム６による被検体の走査の映像を収集して、超音波診断装置１に送信する。

【0072】

記憶回路５４は、被検体に対する超音波プローブ２の位置ごとに、その位置で収集された超音波画像を対応付けて記憶する。換言すると、記憶回路５４は、観察に適した超音波画像と、それを収集した際の被検体に対する超音波プローブ２の位置とを対応付けた情報を記憶する。ここで、この情報は、被検体ごとや、一般的な体型ごとに記憶させることができる。例えば、記憶回路５４は、被検体ごとに、観察に適した超音波画像とその画像を収集した際の被検体に対する超音波プローブ２の位置とを対応付けた参照情報を記憶する。

【0073】

ここで、記憶回路５４によって記憶されるこの参照情報は、学習機能によって適宜更新させることができる。例えば、解析機能５５４は、超音波診断中に撮影した映像と、超音波診断中のロボットアーム６の位置と、収集された超音波画像とを時系列で対応付ける。そして、解析機能５５４は、診断や解析に用いられた超音波画像とその超音波画像を撮影した際の被検体に対する超音波プローブ２の位置とを対応付けて記憶回路５４に格納する。このように、解析機能５５４は、超音波診断が行われるごとに、観察に適した超音波画像と、それを収集した際の被検体に対する超音波プローブ２の位置とを対応付けた参照情報を更新する。なお、参照画像の更新の詳細については後述する。

【0074】

解析機能５５４は、被検体に対する走査が実施されている現時点の映像をカメラ７から取得して、記憶回路５４に記憶された参照情報と比較することで、被検体に対して指示を出力するか否かを判定する。具体的には、解析機能５５４は、現時点の診断部位の超音波画像が対応付けられた参照情報を読み出し、読み出した参照情報に対応付けられた被検体に対する超音波プローブ２の位置と、現時点の被検体に対する超音波プローブ２の位置とを比較する。そして、解析機能５５４は、読み出した位置と現時点の位置とのずれが所定の閾値を超えた場合に、被検体に対して指示を出力すると判定する。そして、解析機能５５４は、読み出した位置と現時点の位置とのずれの情報を出力制御機能５５５に通知する。

【0075】

出力制御機能５５５は、解析機能５５４による判定結果に基づいて、被検体に対して指示を出力するように制御する。例えば、出力制御機能５５５は、解析機能５５４によって解析された位置のずれが所定の閾値以下となるように、被検体に対して体位の変更を指示する。一例を挙げると、出力制御機能５５５は、解析機能５５４から通知されたずれの情報に基づいて、位置のずれを解消する方向に体を動かすよう被検体に対して指示する。

【0076】

上述したように、第２の実施形態に係る超音波診断装置１は、カメラ７によって撮影された映像に基づいて被検体に対するロボットアーム６の位置を判定し、判定した位置と参照情報に基づいて、被検体に指示を出力する。ここで、上述したように、参照情報は学習機能によって適宜更新することができる。例えば、被検体ごとの参照情報を更新する場合、まず、超音波診断装置１は、記憶回路５４によって既に記憶された被検体ごとの参照情報に基づいて、ロボットアーム６による走査を実行する。

【0077】

ここで、解析機能５５４は、走査中に収集される各超音波画像についてそれぞれ診断部位の抽出を行い、参照情報に対応付けられた超音波画像と比較する。そして、解析機能５５４は、記憶された超音波画像よりも診断部位がより明瞭に示された超音波画像とその超音波画像を収集した際の映像（被検体に対する超音波プローブ２の位置）とを新たな参照情報として記憶回路５４に格納する。なお、診断部位がより明瞭に示されているか否かは、例えば、画像において診断部位が占める割合（画像内の診断部位の大きさ）や、画像コントラストなどから判定してもよい。

【0078】

また、例えば、体型ごとの参照情報を更新する場合、超音波診断装置１は、記憶回路５４によって既に記憶された体型ごとの参照情報に基づいて、ロボットアーム６による走査を実行する。そして、超音波診断装置１は、上述した処理と同様の処理により、記憶済みの体型ごとの参照情報を更新する。

【0079】

次に、図７を用いて、第２の実施形態に係る超音波診断装置１の処理について説明する。図７は、第２の実施形態に係る超音波診断装置１の処理の手順を説明するためのフローチャートである。ここで、図２に示すフローチャートは、図５に示すフローチャートにステップＳ２０１及びステップＳ２０２を追加したものである。以下、このステップを中心に説明する。図７に示すステップＳ２０１及びステップＳ２０２は、処理回路５５が記憶回路５４から解析機能５５４に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。

【0080】

ステップＳ１０１において、ロボット走査モードではない場合（ステップＳ１０１否定）、処理回路５５は、操作者による走査に応じて超音波画像を収集する（ステップＳ１１０）。一方、ロボット走査モードである場合（ステップＳ１０１肯定）、処理回路５５は、診断部位に応じた走査プロトコルを取得し（ステップＳ１０２）、初期位置にロボットアーム６を移動させる（ステップＳ１０３）。

【0081】

そして、ステップＳ１０４において、走査プロトコルに応じた指示がある場合（ステップＳ１０４肯定）、処理回路５５は、被検体に対して指示を出力する（ステップＳ１０５）。ここで、第２の実施形態に係る超音波診断装置１では、処理回路５５が、カメラ７から映像を取得して（ステップＳ２０１）、映像に基づく指示があるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。ここで、映像に基づく指示があると判定した場合には（ステップＳ２０２肯定）、処理回路５５は、ステップＳ１０５に戻って、被検体に対して指示を出力する。

【0082】

一方、映像に基づく指示がないと判定した場合には（ステップＳ２０２否定）、処理回路５５は、走査プロトコルに応じてロボットアーム６を移動させながら、超音波プローブ２を走査する（ステップＳ１０６）。そして、処理回路５５は、超音波画像を収集して（ステップＳ１０７）、画像に基づく指示があるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。ここで、画像に基づく指示がある場合（ステップＳ１０８肯定）、処理回路５５は、ステップＳ１０５に戻って、被検体に対して指示を出力する。一方、画像に基づく指示がない場合（ステップＳ１０８否定）、処理回路５５は、ステップＳ１０９において、走査プロトコルが終了したか否かを判定する。

【0083】

ここで、走査プロトコルが終了したと判定された場合には（ステップＳ１０９肯定）、処理回路５５は、処理を終了する。一方、走査プロトコルが終了したと判定されていない場合には（ステップＳ１０９否定）、処理回路５５は、ステップＳ１０４に戻って、走査プロトコルに応じた指示があるか否かを判定する。なお、ステップＳ１０４において、走査プロトコルに応じた指示がない場合（ステップＳ１０４否定）、処理回路５５は、ステップＳ２０１に進み、映像を取得する。

【0084】

上述したように、第２の実施形態によれば、解析機能５５４は、被検体及びロボットアーム６を撮影した映像と、予め記憶された被検体とロボットアーム６との位置関係を示す参照画像とを比較することで、被検体に対して指示を出力するか否かを解析する。出力制御機能５５５は、解析機能５５４による解析結果に基づいて、被検体に対する指示を出力する。従って、第２の実施形態に係る超音波診断装置１は、より正確な位置情報を用いて被検体に指示することができ、より安定した超音波診断を実施することを可能にする。

【0085】

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、複数のロボットアームを有する場合について説明する。図８は、第３の実施形態に係る超音波診断装置１の構成の一例を示すブロック図である。なお、第３の実施形態に係る超音波診断装置１は、第１の実施形態と比較して、ロボットアームを複数有する点が異なる。以下、これらを中心に説明する。

【0086】

図８に示すように、第３の実施形態に係る超音波診断装置１は、ロボットアーム６ａとロボットアーム６ｂとを有する。ここで、ロボットアーム６ａ及びロボットアーム６ｂは、同一の動作を行うロボットアームであってもよく、或いは、異なる動作を行うロボットアームであってもよい。すなわち、ロボットアーム６ａ及びロボットアーム６ｂが、ともに、上述したロボットアーム６と同一のロボットアームの場合であってもよい。かかる場合には、例えば、ロボットアーム６ａ及びロボットアーム６ｂが、それぞれ同一の種類の超音波プローブ２を保持する。或いは、例えば、ロボットアーム６ａ及びロボットアーム６ｂが、それぞれ異なる種類の超音波プローブ２を保持する。或いは、例えば、ロボットアーム６ａとロボットアーム６ｂとで協働して１つの超音波プローブを保持する。

【0087】

また、ロボットアーム６ａ及びロボットアーム６ｂのうち、一方が上述したロボットアーム６と同一のロボットアームであり、他方が異なる種類のロボットアームであってもよい。かかる場合には、例えば、異なる種類のロボットアームとしてサポートアームを適用することができる。ここで、サポートアームは、例えば、血流を診断するためのサポートを行う。一例を挙げると、ロボットアーム６ａ及びロボットアーム６ｂのうち一方が、静脈圧迫法などによる血流診断において静脈を圧迫するサポートアームとして機能する。

【0088】

ロボット制御機能５５３は、サポートアームによる被検体に対する動作を制御する。例えば、ロボット制御機能５５３は、サポートアームによる静脈の圧迫を制御する。ここで、出力制御機能５５５は、サポートアームと被検体との相対的な位置などに基づいて、被検体に指示を出力することもできる。例えば、出力制御機能５５５は、被検体に対して「膝を伸ばす」ように指示することができる。

【0089】

上述したように、第３の実施形態によれば、ロボット制御機能５５３は、さらに、サポートアームによる被検体に対する動作を制御する。出力制御機能５５５は、サポートアームを用いた手技に関する指示情報に基づいて、被検体に指示を出力するように制御する。従って、第３の実施形態に係る超音波診断装置１は、複数のロボットアームを制御することができ、種々の手技に対してロボットによる走査を適用することを可能にする。

【0090】

（第４の実施形態）
さて、これまで第１〜第３の実施形態について説明したが、上述した第１〜第３の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。

【0091】

上述した実施形態では、超音波プローブ２が装置本体５にケーブルを介して接続される場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、超音波プローブによる超音波の送受信が無線で制御される場合であってもよい。かかる場合には、例えば、超音波プローブのプローブ本体に送受信回路が内蔵され、超音波プローブによる超音波の送受信は、無線によって他の装置から制御される。本実施形態に係る超音波診断装置は、このような無線式の超音波プローブのみを含む形態のものであってもよい。

【0092】

また、上述した実施形態では、超音波診断装置１が各種処理を実行する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、超音波診断支援装置において各種処理が実行される場合であってもよい。図９は、第４の実施形態に係る超音波診断支援装置１０の構成の一例を示す図である。図９に示すように、第４の実施形態に係る超音波診断支援装置１０は、モニタ１１と、入力装置１２と、記憶回路１３と、処理回路１４と、ロボットアーム１５とを有し、超音波診断装置１と接続される。

【0093】

モニタ１１は、超音波診断支援装置１０の操作者が入力装置１２を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、処理回路１４による処理結果などを表示したりする。また、モニタ１１は、処理回路１４による制御に基づいて、被検体に対する指示情報を出力する。例えば、モニタ１１は、被検体に対して上述した文字やアニメーション等の指示情報を表示する。また、例えば、モニタ１１は、内蔵するスピーカーから上述した音声による指示情報を出力する。

【0094】

入力装置１２は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、マイク等を有し、超音波診断支援装置１０の操作者からの各種設定要求を受け付け、処理回路１４に対して受け付けた各種設定要求を転送する。また、入力装置１２は、被検体からの要求を受け付け、処理回路１４に対して受け付けた要求を転送する。記憶回路１３は、上述した記憶回路５４と同様の各種情報を記憶する。

【0095】

処理回路１４は、超音波診断支援装置１０の処理全体を制御する。具体的には、処理回路１４は、図９に示す制御機能１４１、ロボット制御機能１４２、解析機能１４３及び出力制御機能１４４に対応するプログラムを記憶回路１３から読み出して実行することで、種々の処理を行う。すなわち、処理回路１４は、記憶回路１３からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１４は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。ここで、ロボット制御機能１４２は、特許請求の範囲に記載したロボット制御部の一例である。また、解析機能１４３は、特許請求の範囲に記載した解析部の一例である。また、出力制御機能１４４は、特許請求の範囲に記載した出力制御部の一例である。

【0096】

制御機能１４１は、超音波診断支援装置１０の各種処理を制御する。また、制御機能１４１は、超音波診断装置１から超音波画像を取得する。ロボット制御機能１４２、解析機能１４３及び出力制御機能１４４は、上述したロボット制御機能５５３、解析機能５５４及び出力制御機能５５５とそれぞれ同様の処理を実行する。ロボットアーム１５は、機構部１５１とセンサ１５２とを有する。そして、ロボットアーム１５は、超音波診断装置１に接続された超音波プローブ２を保持して、上述したロボットアーム６などと同様に制御される。

【0097】

なお、上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。

【0098】

なお、上記の実施形態の説明で図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

【0099】

また、上述した実施形態で説明した処理方法は、あらかじめ用意された処理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この処理プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この処理プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＵＳＢメモリ及びＳＤカードメモリ等のＦｌａｓｈメモリ等のコンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体に記録され、コンピュータによって非一時的な記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

【0100】

以上、説明したとおり、実施形態によれば、ロボットによる走査において、安定した超音波診断を可能にする。

【0101】

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同様に、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ものである。

【符号の説明】

【0102】

１ 超音波診断装置
１０ 超音波診断支援装置
１４１、５５１ 制御機能
１４２、５５３ ロボット制御機能
１４３、５５４ 解析機能
１４４、５５５ 出力制御機能

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】