特開 2024-42416 超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024042416

(43)【公開日】2024-03-28

(54)【発明の名称】超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/14 20060101AFI20240321BHJP

【ＦＩ】

A61B8/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022147112

(22)【出願日】2022-09-15

(71)【出願人】

【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】100152984

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 秀明

(74)【代理人】

【識別番号】100148080

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 史生

(72)【発明者】

【氏名】坪田 圭司

【テーマコード（参考）】

4C601

【Ｆターム（参考）】

4C601EE11

4C601JC08

4C601JC15

4C601KK16

4C601KK31

(57)【要約】

【課題】ユーザが摘便のタイミングを容易に把握できる超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法を提供する。
【解決手段】超音波診断装置は、超音波プローブ（１）と、超音波プローブ（１）を走査することにより被検体に関する超音波信号を取得する超音波信号取得部（３１）と、超音波信号を解析することにより被検体内の便を検出する便検出部（２５）と、便検出部（２５）により検出された便の被検体の肛門入口に対する位置に応じてユーザに報知を行う報知部（２６）とを備える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波プローブと、
前記超音波プローブを走査することにより被検体に関する超音波信号を取得する超音波信号取得部と、
前記超音波信号を解析することにより前記被検体内の便を検出する便検出部と、
前記便検出部により検出された前記便の前記被検体の肛門入口に対する位置に応じてユーザに報知を行う報知部と
を備える超音波診断装置。

【請求項2】

前記超音波信号を解析することにより前記被検体の直腸を検出する直腸検出部を備え、
前記便検出部は、前記超音波信号を解析することにより、前記直腸検出部により検出された前記直腸内に存在する前記便を検出する請求項１に記載の超音波診断装置。

【請求項3】

前記報知部は、前記便検出部により検出された前記便の位置が定められた摘便推奨範囲にある場合に第１の報知態様により報知する請求項１または２に記載の超音波診断装置。

【請求項4】

前記摘便推奨範囲は、前記被検体の肛門入口から４～５ｃｍの範囲である請求項３に記載の超音波診断装置。

【請求項5】

前記報知部は、前記便検出部により検出された前記便の位置が前記肛門入口から５～１０ｃｍの範囲にある場合に、前記第１の報知態様とは異なる第２の報知態様により報知する請求項４に記載の超音波診断装置。

【請求項6】

前記報知部は、前記便検出部により検出された前記便の位置が前記肛門入口から１０～２０ｃｍの範囲にある場合に、前記第１の報知態様および前記第２の報知態様とは異なる第３の報知態様により報知する請求項５に記載の超音波診断装置。

【請求項7】

前記超音波信号に基づいて前記便検出部により検出された前記便の性状を判定する便性状判定部を備え、
前記報知部は、前記便性状判定部により判定された前記便の性状を前記ユーザに報知する請求項１または２に記載の超音波診断装置。

【請求項8】

モニタと、
前記便検出部により検出された前記便の前記直腸内の位置を模式図により前記モニタに表示する便位置表示部と
を備える請求項１または２に記載の超音波診断装置。

【請求項9】

前記超音波信号取得部は、前記超音波プローブを用いた経腹アプローチにより前記超音波信号を取得する請求項１または２に記載の超音波診断装置。

【請求項10】

前記超音波信号取得部は、前記超音波プローブを用いた経臀裂アプローチにより前記超音波信号を取得する請求項１または２に記載の超音波診断装置。

【請求項11】

前記超音波信号取得部は、前記超音波信号として超音波画像を取得する請求項１または２に記載の超音波診断装置。

【請求項12】

超音波プローブを走査することにより被検体に関する超音波信号を取得し、
前記超音波信号を解析することにより前記被検体の直腸を検出し、
前記超音波信号を解析することにより前記直腸内に存在する便を検出し、
検出された前記便の前記直腸内の位置に応じてユーザに報知を行う
超音波診断装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被検体の直腸の検査に使用される超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、いわゆる超音波診断装置を用いて被検体の大腸の断層を表す超音波画像を撮影することにより大腸内の便に関する診断が行われている。医師等のユーザは、通常、その経験または知識等に基づいて撮影された超音波画像を観察することにより、便の性状等を判断し、被検体に必要な処置を施すことが多い。そこで、医師等のユーザが便に関する診断を円滑に行うために、例えば特許文献１に開示されるような、超音波画像を解析して便の性状を自動的に評価する技術が開発されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１９５７４８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、一般的に、いわゆる自然排便ができない被検体、麻痺等の何らかの理由で腹圧がかけられないことにより排便が困難な被検体、および、脊髄損傷または直腸の機能に障害があることにより排便が困難な被検体等に対して便を排出させるために、術者の指により被検体の肛門から便を摘出する、いわゆる摘便と呼ばれる処置が行われている。摘便は、特に、肛門の近傍で硬い便が詰まることにより排便ができない症状である、いわゆる嵌入便が発生している場合に行われることが多い。

【0005】

摘便は、一般的に、肛門から直腸に進入した術者の指が届く位置に便が存在していないと困難である。そこで、術者は、通常、その経験および技量に基づいて被検体の腹部の触診を行うことにより摘便が可能か否かを判断した上で摘便を行うことが多い。このように、摘便が可能か否かの判断は、術者の経験および技量に基づいて行われることが多いため、術者によっては摘便のタイミングを把握できない場合があった。また、例えば特許文献１の技術を用いることにより、嵌入便の原因となる硬い便の存在を把握できたとしても、直腸における便の位置を把握することは困難であるため、摘便のタイミングを把握できない場合があった。

【0006】

本発明はこのような従来の問題点を解消するためになされたものであり、ユーザが摘便のタイミングを容易に把握できる超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以下の構成によれば、上記目的を達成できる。
〔１〕 超音波プローブと、
超音波プローブを走査することにより被検体に関する超音波信号を取得する超音波信号取得部と、
超音波信号を解析することにより被検体内の便を検出する便検出部と、
便検出部により検出された便の被検体の肛門入口に対する位置に応じてユーザに報知を行う報知部と
を備える超音波診断装置。
〔２〕 超音波信号を解析することにより被検体の直腸を検出する直腸検出部を備え、
便検出部は、超音波信号を解析することにより、直腸検出部により検出された直腸内に存在する便を検出する〔１〕に記載の超音波診断装置。
〔３〕 報知部は、便検出部により検出された便の位置が定められた摘便推奨範囲にある場合に第１の報知態様により報知する〔１〕または〔２〕に記載の超音波診断装置。
〔４〕 摘便推奨範囲は、被検体の肛門入口から４～５ｃｍの範囲である〔３〕に記載の超音波診断装置。
〔５〕 報知部は、便検出部により検出された便の位置が肛門入口から５～１０ｃｍの範囲にある場合に、第１の報知態様とは異なる第２の報知態様により報知する〔４〕に記載の超音波診断装置。
〔６〕 報知部は、便検出部により検出された便の位置が肛門入口から１０～２０ｃｍの範囲にある場合に、第１の報知態様および第２の報知態様とは異なる第３の報知態様により報知する〔５〕に記載の超音波診断装置。
〔７〕 超音波信号に基づいて便検出部により検出された便の性状を判定する便性状判定部を備え、
報知部は、便性状判定部により判定された便の性状をユーザに報知する〔１〕～〔６〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
〔８〕 モニタと、
便検出部により検出された便の直腸内の位置を模式図によりモニタに表示する便位置表示部と
を備える〔１〕～〔７〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
〔９〕 超音波信号取得部は、超音波プローブを用いた経腹アプローチにより超音波信号を取得する〔１〕～〔８〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
〔１０〕 超音波信号取得部は、超音波プローブを用いた経臀裂アプローチにより超音波信号を取得する〔１〕～〔８〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
〔１１〕 超音波信号取得部は、超音波信号として超音波画像を取得する〔１〕～〔１０〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
〔１２〕 超音波プローブを走査することにより被検体に関する超音波信号を取得し、
超音波信号を解析することにより被検体の直腸を検出し、
超音波信号を解析することにより直腸内に存在する便を検出し、
検出された便の直腸内の位置に応じてユーザに報知を行う
超音波診断装置の制御方法。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、超音波診断装置が、超音波プローブと、超音波プローブを走査することにより被検体に関する超音波信号を取得する超音波信号取得部と、超音波信号を解析することにより被検体内の便を検出する便検出部と、便検出部により検出された便の被検体の肛門入口に対する位置に応じてユーザに報知を行う報知部とを備えるため、ユーザが摘便のタイミングを容易に把握できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の実施の形態１における送受信回路の構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の実施の形態１における画像生成部の構成を示すブロック図である。

【図4】経臀裂アプローチにより直腸内の便を撮影した超音波画像の例を示す図である。

【図5】本発明の実施の形態１における第１の報知態様による報知の例を示す図である。

【図6】本発明の実施の形態１における第２の報知態様による報知の例を示す図である。

【図7】本発明の実施の形態１における第３の報知態様による報知の例を示す図である。

【図8】本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。

【図9】本発明の実施の形態２に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。

【図10】本発明の実施の形態２における便の性状の報知の例を示す図である。

【図11】本発明の実施の形態３に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。

【図12】本発明の実施の形態３における便の位置の表示例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「同一」、「同じ」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。

【0011】

実施の形態１
図１に本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示す。超音波診断装置は、超音波プローブ１と、超音波プローブ１に接続される装置本体２を備えている。

【0012】

超音波プローブ１は、振動子アレイ１１を有している。振動子アレイ１１に送受信回路１２が接続されている。

【0013】

装置本体２は、超音波プローブ１の送受信回路１２に接続される画像生成部２１を有している。画像生成部２１に、表示制御部２２およびモニタ２３が、順次、接続されている。また、画像生成部２１に直腸検出部２４および便検出部２５が接続されている。また、直腸検出部２４に便検出部２５が接続されている。便検出部２５に報知部２６が接続されている。報知部２６は、表示制御部２２に接続している。また、送受信回路１２、画像生成部２１、表示制御部２２、直腸検出部２４、便検出部２５および報知部２６に、本体制御部２９が接続されている。本体制御部２９に入力装置３０が接続されている。

【0014】

また、送受信回路１２と画像生成部２１により、超音波信号取得部３１が構成されている。また、画像生成部２１、表示制御部２２、直腸検出部２４、便検出部２５、報知部２６および本体制御部２９により装置本体２用のプロセッサ３２が構成されている。

【0015】

超音波プローブ１の振動子アレイ１１は、１次元または２次元に配列された複数の超音波振動子を有している。これらの超音波振動子は、それぞれ送受信回路１２から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信して、超音波エコーに基づく信号を出力する。各超音波振動子は、例えば、ＰＺＴ（Lead Zirconate Titanate：チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック、ＰＶＤＦ（Poly Vinylidene Di Fluoride：ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子およびＰＭＮ－ＰＴ（Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate：マグネシウムニオブ酸鉛－チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成することにより構成される。

【0016】

送受信回路１２は、本体制御部２９による制御の下で、振動子アレイ１１から超音波を送信し且つ振動子アレイ１１により取得された受信信号に基づいて音線信号を生成する。送受信回路１２は、図２に示すように、振動子アレイ１１に接続されるパルサ４１と、振動子アレイ１１から順次直列に接続される増幅部４２、ＡＤ（Analog to Digital）変換部４３およびビームフォーマ４４を有している。

【0017】

パルサ４１は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、本体制御部２９からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、振動子アレイ１１の複数の超音波振動子から送信される超音波が超音波ビームを形成するようにそれぞれの駆動信号を、遅延量を調節して複数の超音波振動子に供給する。このように、振動子アレイ１１の超音波振動子の電極にパルス状または連続波状の電圧が印加されると、圧電体が伸縮し、それぞれの超音波振動子からパルス状または連続波状の超音波が発生して、それらの超音波の合成波から、超音波ビームが形成される。

【0018】

送信された超音波ビームは、例えば、被検体の部位等の対象において反射され、超音波プローブ１の振動子アレイ１１に向かって伝搬する。このように振動子アレイ１１に向かって伝搬する超音波エコーは、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの超音波振動子により受信される。この際に、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの超音波振動子は、伝搬する超音波エコーを受信することにより伸縮して、電気信号である受信信号を発生させ、これらの受信信号を増幅部４２に出力する。

【0019】

増幅部４２は、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの超音波振動子から入力された信号を増幅し、増幅した信号をＡＤ変換部４３に送信する。ＡＤ変換部４３は、増幅部４２から送信された信号をデジタルの受信データに変換する。ビームフォーマ４４は、ＡＤ変換部４３から受け取った各受信データに対してそれぞれの遅延を与えて加算することにより、いわゆる受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、ＡＤ変換部４３で変換された各受信データが整相加算され且つ超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号が取得される。

【0020】

画像生成部２１は、図３に示すように、信号処理部４５、ＤＳＣ（Digital Scan Converter：デジタルスキャンコンバータ）４６および画像処理部４７が順次直列に接続された構成を有している。

【0021】

信号処理部４５は、送受信回路１２から受信した音線信号に対し、本体制御部２９により設定される音速値を用いて超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施すことにより、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。

【0022】

ＤＳＣ４６は、信号処理部４５で生成されたＢモード画像信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換（ラスター変換）する。
画像処理部４７は、ＤＳＣ４６から入力されるＢモード画像信号に階調処理等の各種の必要な画像処理を施した後、Ｂモード画像信号を表示制御部２２、直腸検出部２４および便検出部２５に送出する。以降は、画像処理部４７により画像処理が施されたＢモード画像信号を、超音波画像と呼ぶ。

【0023】

表示制御部２２は、本体制御部２９の制御の下で、画像生成部２１により生成された超音波画像等に対して所定の処理を施して、モニタ２３に表示する。
モニタ２３は、表示制御部２２の制御の下で、種々の表示を行う。モニタ２３は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）、有機ＥＬディスプレイ（Organic Electroluminescence Display）等のディスプレイ装置を含むことができる。

【0024】

本体制御部２９は、予め記録されたプログラム等に従って装置本体２の各部および超音波プローブ１を制御する。
入力装置３０は、検査者による入力操作を受け付け、入力された情報を本体制御部２９に送出する。入力装置３０は、例えば、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッドおよびタッチパネル等の検査者が入力操作を行うための装置等により構成される。

【0025】

直腸検出部２４は、画像生成部２１により生成された超音波画像を解析することにより、超音波画像に撮像された被検体の直腸を検出する。ここで、本発明では、超音波プローブ１を被検体の腹部に接触させた状態で直腸の超音波画像を撮影するいわゆる経腹アプローチの方法、または、超音波プローブ１を被検体の肛門と尾骨の間、すなわち臀裂に接触させた状態で直腸の超音波画像を撮影するいわゆる経臀裂アプローチの方法により、被検体の直腸を撮影した超音波画像を得ることができる。

【0026】

直腸検出部２４は、例えば、被検体の直腸に対する複数のテンプレート画像を記憶しており、これらの複数のテンプレート画像を用いた、いわゆるテンプレートマッチングの方法により超音波画像内をサーチして、直腸を検出できる。また、直腸検出部２４は、例えば、被検体の直腸が写る大量の超音波画像を学習した機械学習モデルを有し、この機械学習モデルを用いて超音波画像に写る被検体の直腸を検出することもできる。

【0027】

便検出部２５は、直腸検出部２４による直腸の検出結果に基づいて画像生成部２１により生成された超音波画像を解析することにより、直腸内に存在する便を検出する。便検出部２５は、例えば、便に対する複数のテンプレート画像を記憶しており、これらの複数のテンプレート画像を用いたテンプレートマッチングの方法により、超音波画像において直腸検出部２４によって検出された直腸の領域内をサーチして、直腸に存在する便を検出できる。また、直腸検出部２４は、例えば、被検体の直腸が写る大量の超音波画像を学習した機械学習モデルを有し、この機械学習モデルを用いて超音波画像において直腸検出部２４によって検出された直腸の領域内をサーチすることにより、直腸に存在する便を検出することもできる。

【0028】

また、便検出部２５は、超音波画像を解析することにより、検出された便の直腸内における位置を検出できる。便検出部２５は、例えば超音波プローブ１を被検体の臀裂に接触させた状態で超音波画像を撮影する経臀裂アプローチにより、例えば図４に示すような超音波画像Ｕを撮影した場合に、超音波画像Ｕに写る肛門Ｅを検出し、検出された肛門Ｅの位置から直腸Ａ内の便Ｂの先端までの距離Ｌを計測することにより、便Ｂの位置として、肛門入口からの便Ｂの先端の位置を検出できる。この際に、便検出部２５は、例えば、テンプレートマッチングの方法、または、被検体の肛門Ｅが写った大量の超音波画像Ｕを学習した機械学習モデルを用いた方法等により被検体の肛門Ｅを検出できる。

【0029】

また、例えば、超音波プローブ１を被検体の腹部に接触させた状態で超音波画像Ｕを撮影する経腹アプローチにより超音波プローブ１を肛門側に傾けながら連続的に複数フレームの超音波画像Ｕが撮影される場合に、便検出部２５は、便Ｂの先端が検出されるフレームから肛門が検出されるフレームまでの複数フレームの超音波画像Ｕと肛門からの便Ｂの先端の位置の組み合わせを大量に学習した機械学習モデルを用いることにより、便の位置として、肛門入口からの便Ｂの先端の位置を検出できる。

【0030】

ところで、一般的に、いわゆる自然排便ができない被検体、麻痺等の何らかの理由で腹圧がかけられないことにより排便が困難な被検体、および、脊髄損傷または直腸Ａの機能に障害があることにより排便が困難な被検体等に対して便Ｂを排出させるために、術者の指により被検体の肛門から便Ｂを摘出する、いわゆる摘便と呼ばれる処置が行われている。摘便は、一般的に、肛門から直腸Ａに進入した術者の指が届く位置に便Ｂが存在していないと困難である。

【0031】

報知部２６は、便検出部２５により検出された便Ｂの、被検体の肛門入口に対する位置に応じて超音波診断装置のユーザに対して報知を行う。報知部２６は、便検出部２５により検出された便Ｂの位置が定められた摘便推奨範囲にある場合に、例えば図５に示すように、第１の報知態様によりユーザに報知できる。図５には、報知部２６が、「摘便推奨範囲です」というメッセージＭ１を超音波画像Ｕに重ねてモニタ２３に表示することにより、第１の報知態様に従ってユーザに対して報知する例が示されている。

【0032】

ここで、摘便推奨範囲とは、摘便の術者であるユーザの指が被検体の肛門入口に進入した場合に、直腸Ａ内においてユーザの指が届く範囲のことをいう。摘便推奨範囲として、例えば、被検体の肛門入口から４～５ｃｍ（４ｃｍ以上５ｃｍ未満）の範囲を設定できる。なお、摘便推奨範囲は、超音波診断装置において固定値として予め設定することができ、変更可能なデフォルト値として設定することもでき、入力装置３０を介してユーザにより設定することもできる。

【0033】

また、報知部２６は、摘便推奨範囲として４～５ｃｍの範囲が設定され、且つ、便検出部２５により検出された便Ｂの位置が肛門入口から５～１０ｃｍ（５ｃｍ以上１０ｃｍ未満）の範囲にある場合に、例えば図６に示すように、第１の報知態様とは異なる第２の報知態様によりユーザに報知できる。図６には、報知部２６が、「もう少しで摘便推奨範囲です 摘便の準備をして下さい」というメッセージＭ２を超音波画像Ｕに重ねてモニタ２３に表示することにより、第２の報知態様に従ってユーザに対して報知する例が示されている。

【0034】

また、報知部２６は、さらに、便検出部２５により検出された便Ｂの位置が肛門入口から１０～２０ｃｍ（１０ｃｍ以上２０ｃｍ未満）の範囲にある場合に、例えば図７に示すように、第１の報知態様および第２の報知態様とは異なる第３の報知態様によりユーザに報知できる。図７には、報知部２６が、「便意を感じる範囲まで便が来ています 摘便の準備をして下さい」というメッセージＭ３を超音波画像Ｕに重ねてモニタ２３に表示することにより、第３の報知態様に従ってユーザに対して報知する例が示されている。

【0035】

一般的に、摘便タイミングに関する判断は、術者の経験および技量に基づいて行われることが多く、術者によっては摘便のタイミングを把握できない場合があった。しかしながら、報知部２６は、例えば図５～図７に示す第１の報知態様、第２の報知態様および第３の報知態様のように、便検出部２５により検出された便Ｂの直腸Ａ内の位置に応じて超音波診断装置のユーザに対して報知を行うため、ユーザは、摘便のタイミングを容易に把握できる。

【0036】

なお、画像生成部２１、表示制御部２２、直腸検出部２４、便検出部２５、報知部２６および本体制御部２９を有するプロセッサ３２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）、および、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための制御プログラムから構成されるが、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array：フィードプログラマブルゲートアレイ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor：デジタルシグナルプロセッサ）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：アプリケーションスペシフィックインテグレイテッドサーキット）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit：グラフィックスプロセッシングユニット）、または、その他のＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）を用いて構成されてもよく、もしくはそれらを組み合わせて構成されてもよい。

【0037】

また、プロセッサ３２の画像生成部２１、表示制御部２２、直腸検出部２４、便検出部２５、報知部２６および本体制御部２９は、部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵ等に統合させて構成することもできる。

【0038】

次に、図８のフローチャートを用いて実施の形態１に係る超音波診断装置の動作の例を説明する。

【0039】

まず、ステップＳ１において、超音波信号取得部３１により被検体の直腸Ａを撮影した超音波画像Ｕが取得される。この際に、超音波プローブ１の振動子アレイ１１により被検体内に超音波ビームが送信され且つ被検体内から超音波エコーが受信され、受信信号が生成される。超音波信号取得部３１の送受信回路１２は、受信信号に対して、本体制御部２９の制御の下でいわゆる受信フォーカス処理を行って音線信号を生成する。送受信回路１２により生成された音線信号は、画像生成部２１に送出される。画像生成部２１は、送受信回路１２から送出された音線信号を用いて超音波画像Ｕを生成する。

【0040】

次に、ステップＳ２において、直腸検出部２４は、ステップＳ１で取得された超音波画像Ｕを解析することにより、被検体の直腸Ａを検出する。直腸検出部２４は、例えばテンプレートマッチングにより直腸Ａを検出することができ、直腸Ａが撮影された大量の超音波画像Ｕを学習した機械学習モデルにより直腸Ａを検出することもできる。

【0041】

ステップＳ３において、便検出部２５は、ステップＳ１で取得された超音波画像Ｕを解析することにより、ステップＳ３で検出された直腸Ａ内に存在する便Ｂを検出する。便検出部２５は、例えばテンプレートマッチングにより便Ｂを検出することができ、直腸Ａに存在する便Ｂが撮影された大量の超音波画像Ｕを学習した機械学習モデルにより直腸Ａ内に存在する便Ｂを検出することもできる。

【0042】

さらに、便検出部２５は、超音波画像Ｕを解析することにより、検出された便の直腸Ａ内における位置を検出できる。ステップＳ１において経臀裂アプローチにより超音波画像Ｕが撮影された場合に、便検出部２５は、例えば、超音波画像Ｕに写る肛門Ｅを検出し、検出された肛門Ｅの位置から便Ｂの先端までの距離Ｌを計測することにより、便Ｂの位置として、肛門入口からの便Ｂの先端の位置を検出できる。また、ステップＳ１において経腹アプローチにより超音波プローブ１を肛門側に傾けながら連続的に複数フレームの超音波画像Ｕが撮影された場合に、便検出部２５は、例えば、便Ｂの先端が検出されるフレームから肛門が検出されるフレームまでの複数フレームの超音波画像Ｕと肛門からの便Ｂの先端の位置の組み合わせを大量に学習した機械学習モデルを用いることにより、便Ｂの位置として、肛門入口からの便Ｂの先端の位置を検出できる。

【0043】

ステップＳ４において、報知部２６は、ステップＳ３で検出された便Ｂの位置が、肛門入口から４～５ｃｍの範囲にあるか、肛門入口から５～１０ｃｍの範囲にあるか、肛門入口から１０～２０ｃｍの範囲にあるかを判定する。

【0044】

便Ｂの位置が肛門入口から４～５ｃｍの範囲にあるとステップＳ４で判定された場合にステップＳ５に進む。ステップＳ５において、報知部２６は、便Ｂの位置が摘便推奨範囲にあると判断して、例えば図５に示すように、第１の報知態様によりユーザに報知する。図５では、第１の報知態様として、「摘便推奨範囲です」というメッセージＭ１がモニタ２３に表示される例が示されている。ユーザは、第１の報知態様による報知を確認することにより、現在が摘便の適切なタイミングであることを容易に把握できる。

【0045】

便Ｂの位置が肛門入口から５～１０ｃｍの範囲にあるとステップＳ４で判定された場合にステップＳ６に進む。ステップＳ６において、報知部２６は、便Ｂの位置がもう少しで摘便推奨範囲にまで進むと判断して、例えば図６に示すように、第１の報知態様とは異なる第２の報知態様によりユーザに報知する。図６では、第２の報知態様として、「もう少しで摘便推奨範囲です 摘便の準備をして下さい」というメッセージＭ２がモニタ２３に表示される例が示されている。ユーザは、第２の報知態様による報知を確認することにより、便Ｂの位置が間もなく摘便推奨範囲にまで進むことを把握して、摘便に備えて準備を行うことができる。

【0046】

便Ｂの位置が肛門入口から１０～２０ｃｍの範囲にあるとステップＳ４で判定された場合にステップＳ７に進む。ステップＳ６において、報知部２６は、被検体が便意を感じる範囲にまで便Ｂの位置が進行していると判断して、例えば図７に示すように、第１の報知態様および第２の報知態様とは異なる第３の報知態様によりユーザに報知する。図７では、第３の報知態様として、「便意を感じる範囲まで便が来ています 摘便の準備をして下さい」というメッセージＭ３がモニタ２３に表示される例が示されている。ユーザは、第３の報知態様による報知を確認することにより、便Ｂの位置が近いうちに摘便推奨範囲にまで進む可能性があることを把握して、摘便に備えて準備を行うことができる。

【0047】

このようにしてステップＳ４～ステップＳ７の処理が完了すると、図８のフローチャートに従う超音波診断装置の動作が完了する。

【0048】

以上から、本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置によれば、報知部２６が、便検出部２５により検出された便Ｂの直腸Ａ内の位置に応じてユーザに報知を行うため、ユーザは、報知内容を確認することにより、摘便のタイミングを容易に把握できる。

【0049】

なお、送受信回路１２が超音波プローブ１に備えられることが説明されているが、送受信回路１２は装置本体２に備えられていてもよい。
また、画像生成部２１が装置本体２に備えられることが説明されているが、画像生成部２１は超音波プローブ１に備えられていてもよい。

【0050】

また、装置本体２は、いわゆる据え置き型でもよく、持ち運びが容易な携帯型でもよく、例えばスマートフォンまたはタブレット型のコンピュータにより構成される、いわゆるハンドヘルド型でもよい。このように、装置本体２を構成する機器の種類は特に限定されない。

【0051】

また、直腸検出部２４および便検出部２５が、画像生成部２１により生成された超音波画像Ｕを解析することが説明されているが、超音波画像Ｕの代わりに、送受信回路１２により生成される音線信号が解析されてもよく、画像生成部２１の信号処理部４５により包絡線検波処理が行われることにより生成されるＢモード画像信号が解析されてもよい。この場合でも、直腸検出部２４は被検体の直腸Ａを検出でき、便検出部２５は直腸Ａ内に存在する便Ｂおよびその位置を検出できる。本発明では、音線信号、包絡線検波処理により生成されたＢモード画像信号および超音波画像Ｕ等の、直腸Ａおよび便Ｂに関する情報を含み且つ直腸検出部２４および便検出部２５における解析の対象となる信号をまとめて超音波信号と呼んでいる。

【0052】

また、便検出部２５が、直腸検出部２４による直腸の検出結果に基づいて超音波画像Ｕを解析することにより、直腸Ａ内に存在する便Ｂを検出することが説明されているが、直腸Ａの検出結果に関わらず、被検体内の便Ｂを検出することもできる。この場合に、便検出部２５は、例えば、テンプレートマッチングの方法、または、被検体内の便Ｂが写った大量の超音波画像Ｕを学習した機械学習モデルを用いた方法等により、被検体内の便Ｂを検出できる。

【0053】

また、第１の報知態様、第２の報知態様および第３の報知態様による報知は、メッセージＭ１、Ｍ２およびＭ３をモニタ２３に表示することに限定されない。例えば超音波診断装置が図示しないスピーカを備える場合に、報知部２６は、第１の報知態様、第２の報知態様および第３の報知態様による報知として、互いに異なる３種類の音による報知を行うこともできる。例えば超音波診断装置が図示しないランプを備える場合に、報知部２６は、第１の報知態様、第２の報知態様および第３の報知態様による報知として、互いに異なる３種類の光の色または光の３種類の点滅パターン等による放置を行うこともできる。

【0054】

このように、報知部２６がメッセージＭ１、Ｍ２およびＭ３をモニタ２３に表示する以外の方法によりユーザに対する報知を行う場合でも、報知部２６が、便検出部２５により検出された便Ｂの直腸Ａ内の位置に応じてユーザに報知を行うため、ユーザは、報知内容を確認することにより、摘便のタイミングを容易に把握できる。

【0055】

実施の形態２
直腸Ａに存在する便Ｂが硬便である場合には、一般的に、直腸Ａの粘膜が傷付いて、いわゆる裂肛が生じるリスクがある。例えば摘便におけるこのようなリスクを低減するために、超音波診断装置は、摘便に際して便Ｂの性状を自動的に把握することもできる。

【0056】

図９に、実施の形態２に係る超音波診断装置の構成を示す。実施の形態２の超音波診断装置は、図１に示す実施の形態１の超音波診断装置において、装置本体２の代わりに装置本体２Ａを備えている。装置本体２Ａは、実施の形態１における装置本体２において、便性状判定部５１を新たに備え、本体制御部２９の代わりに本体制御部２９Ａを備えている。

【0057】

装置本体２Ａにおいて、画像生成部２１、便検出部２５、報知部２６および本体制御部２９に便性状判定部５１が接続されている。また、画像生成部２１、表示制御部２２、直腸検出部２４、便検出部２５、報知部２６、本体制御部２９Ａおよび便性状判定部５１により、装置本体２Ａ用のプロセッサ３２Ａが構成されている。

【0058】

便性状判定部５１は、超音波信号取得部３１により生成された超音波信号に基づいて便検出部２５により検出された便Ｂの性状を判定する。

【0059】

ここで、一般的に、硬便の場合には超音波が便Ｂを通過しにくく、便Ｂの浅部でほとんどの超音波が反射するため、いわゆる三日月型の高輝度領域として超音波画像Ｕに写り、普通便では硬便よりも超音波が通過しやすいためにいわゆる半月型の高輝度領域として超音波画像Ｕに写り、軟便の場合には超音波が便Ｂを通過しやすいため、いわゆる全周性の低輝度領域として超音波画像Ｕに写ることが知られている。このように、便Ｂの性状に応じて超音波画像Ｕにおける便Ｂの写り方が異なる。便性状判定部５１は、例えば、テンプレートマッチングの方法により便Ｂの性状を取得できる。便性状判定部５１は、例えば、便Ｂが写る大量の超音波画像Ｕとそれらの便Ｂの性状に関する情報を学習した機械学習モデルを用いることにより、便性状判定部５１は、便Ｂの性状を取得することもできる。

【0060】

なお、便性状判定部５１は、便Ｂの性状としていわゆるブリストルスケールにおける性状を判定することもできる。ブリストルスケールは、便Ｂの性状を、硬くてコロコロの兎糞状の便である「コロコロの便」、ソーセージ状であるが硬い便である「硬い便」、表面にひび割れのあるソーセージ状の便である「やや硬い便」、表面がなめらかで柔らかいソーセージ状あるいは蛇のようなとぐろを巻く便である「普通便」、はっきりとした皺のある柔らかい半分固形の便である「やや柔らかい便」、境界がほぐれて不定形の小片便または泥状の便である「泥状便」および水様で固形物を含まない液体状の便である「水様便」の７つの状態に分類している。

【0061】

報知部２６は、便性状判定部５１により判定された便Ｂの性状を、例えば図１０に示すように、ユーザに報知できる。図１０では、図５に示す「摘便推奨範囲です」というメッセージにおいて「＊やや硬便」という便Ｂの性状に関する文言が追加されたメッセージＭ１Ａが、モニタ２３に表示される例が示されている。

【0062】

以上から、本発明の実施の形態２の超音波診断装置によれば、便性状判定部５１が、便検出部２５により検出された便Ｂの性状を自動的に判定し、報知部２６が、便性状判定部５１により判定された便Ｂの性状をユーザに報知するため、ユーザは、便Ｂの性状に応じた適切な摘便を行うことができる。特に、便性状判定部５１により、直腸Ａ内に存在する便が硬便であると判定された場合に、ユーザは、直腸Ａを傷付けないように注意しながら硬便に適した摘便を行うことができる。

【0063】

実施の形態３
摘便のタイミングをより明確に把握させるために、超音波診断装置は、便検出部２５により検出された便Ｂの位置をモニタ２３に表示することもできる。

【0064】

図１１に、本発明の実施の形態３に係る超音波診断装置の構成を示す。実施の形態３の超音波診断装置は、図１に示す実施の形態１の超音波診断装置において、装置本体２の代わりに装置本体２Ｂを備えている。装置本体２Ｂは、実施の形態１における装置本体２において、便位置表示部５２を新たに備え、本体制御部２９の代わりに本体制御部２９Ｂを備えている。

【0065】

装置本体２Ｂにおいて、表示制御部２２、便検出部２５および本体制御部２９Ｂに、便位置表示部５２が接続されている。また、画像生成部２１、表示制御部２２、直腸検出部２４、便検出部２５、報知部２６、本体制御部２９Ｂおよび便位置表示部５２により、装置本体２Ｂ用のプロセッサ３２Ｂが構成されている。

【0066】

便位置表示部５２は、例えば図１２に示すように、便検出部２５により検出された便Ｂの直腸Ａ内の位置を模式図Ｆ１によりモニタ２３に表示する。図１２には、第２の表示態様に従うメッセージＭ２と、便Ｂの直腸Ａ内の位置を数値で示すメッセージＭ４と、便Ｂの直腸Ａ内の位置を示す模式図Ｆ１がモニタ２３に表示される例が示されている。

【0067】

以上から、本発明の実施の形態３の超音波診断装置によれば、便位置表示部５２が、便検出部２５により検出された便Ｂの直腸Ａ内の位置を模式図Ｆ１によりモニタ２３に表示するため、ユーザは、直腸Ａ内の便Ｂの位置を容易に把握して、摘便のタイミングをより正確に把握できる。

【0068】

なお、便位置表示部５２が便Ｂの直腸Ａ内の位置を模式図Ｆ１によりモニタ２３に表示することが説明されているが、例えば、模式図Ｆ１を表示する代わりに便Ｂの直腸Ａ内の位置を表すテキスト情報のみをモニタ２３に表示することもできる。このようにして、テキスト情報により直腸Ａ内の便Ｂの位置を表示することにより、例えば、装置本体２Ｂがスマートフォン等の小型の端末により構成される等により、モニタ２３が小型である場合でも、ユーザが明確に直腸Ａ内の便Ｂの位置を読み取ることができる。

【0069】

また、超音波診断装置が図示しないスピーカを備える場合に、便検出部２５により検出された便Ｂの直腸Ａ内の位置を、スピーカを介して音声でアナウンスすることもできる。直腸Ａ内の便Ｂの位置を音声でアナウンスすることにより、例えばユーザが老眼である等によりモニタ２３の表示が見えにくい場合でも、ユーザは、直腸Ａ内の便Ｂの位置を容易に把握できる。

【0070】

なお、実施の形態３の超音波診断装置は、実施の形態１の超音波診断装置に便位置表示部５２が追加された構成を有しているが、実施の形態２の超音波診断装置に便位置表示部５２が追加された構成を有することもできる。この場合でも、便位置表示部５２が、便検出部２５により検出された便Ｂの直腸Ａ内の位置を模式図Ｆ１によりモニタ２３に表示するため、ユーザは、直腸Ａ内の便Ｂの位置を容易に把握して、摘便のタイミングをより正確に把握できる。

【符号の説明】

【0071】

１ 超音波プローブ、２，２Ａ，２Ｂ 装置本体、１１ 振動子アレイ、１２ 送受信回路、２１ 画像生成部、２２ 表示制御部、２３ モニタ、２４ 直腸検出部、２５ 便検出部、２６ 報知部、２９，２９Ａ，２９Ｂ 本体制御部、３０ 入力装置、３１ 超音波信号取得部、３２，３２Ａ，３２Ｂ プロセッサ、Ａ 直腸、Ｂ 便、Ｅ 肛門、Ｌ 距離、Ｆ１ 模式図、Ｍ１，Ｍ１Ａ，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４ メッセージ、Ｕ 超音波画像。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】