(57)【要約】【課題】検査／治療対象部位と穿刺針との位置関係を正確に把握する。【解決手段】超音波診断装置１００のＭＰＲ画像データ生成部６は、検査／治療対象部位を含む３次元領域において収集された穿刺針刺入時のボリュームデータに所定のターゲットＭＰＲ断面を設定してターゲット画像データを生成する。一方、穿刺データ生成部８は、前記ボリュームデータに基づいて穿刺針３２の位置や方向を示す穿刺針データを生成し、交叉角度検出部１０は、前記穿刺針データが含まれる穿刺針ＭＰＲ断面とターゲットＭＰＲ断面との交叉角度を検出する。そして、ＭＰＲ画像データ生成部６は、前記穿刺針ＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに設定して穿刺針画像データを生成し、穿刺支援データ生成部１１は、穿刺針データが重畳された穿刺針画像データとターゲット画像データとを前記交叉角度に基づいて合成し穿刺支援データを生成する。【選択図】図１
2010220770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査／治療対象部位を含んだ穿刺針刺入時の３次元領域から得られるボリュームデータに基づいて穿刺支援データを生成する超音波診断装置において、
前記ボリュームデータを処理して前記３次元領域に刺入されている穿刺針の位置や方向を示す穿刺針データを生成する穿刺針データ生成手段と、
前記穿刺針データを含む穿刺針ＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに対して設定する穿刺針ＭＰＲ断面設定手段と、
前記ボリュームデータに対して設定された前記検査／治療対象部位を含むターゲットＭＰＲ断面と前記穿刺針ＭＰＲ断面との交叉角度を検出する交叉角度検出手段と、
前記ボリュームデータの前記ターゲットＭＰＲ断面におけるターゲット画像データ及び前記穿刺針ＭＰＲ断面における穿刺針画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段と、
前記ターゲット画像データと前記穿刺針画像データとを前記交叉角度に基づいて合成することにより前記穿刺支援データを生成する穿刺支援データ生成手段と、前記穿刺支援データを表示する表示手段とを
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記穿刺支援データ生成手段は、前記穿刺針データが重畳された前記穿刺針画像データと前記ターゲット画像データとを前記交叉角度に基づいて合成することにより前記穿刺支援データを生成することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記表示手段は、前記穿刺支援データを構成する前記穿刺針画像データあるいは前記ターゲット画像データの何れかにおける透明度を前記交叉角度の大きさに基づいて設定することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記表示手段は、前記穿刺支援データを構成する前記穿刺針画像データの前記ターゲット画像データに対する位置関係に基づいてその色調を設定することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記穿刺針ＭＰＲ断面設定手段は、前記ボリュームデータに対して設定された前記検査／治療対象部位を含む複数のターゲットＭＰＲ断面の各々に対応した複数の穿刺針ＭＰＲ断面を設定することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項６】
検査／治療対象部位を含んだ穿刺針刺入時の３次元領域から得られるボリュームデータに基づいて穿刺支援データを生成する超音波診断装置において、
前記ボリュームデータに対して設定された前記検査／治療対象部位を含むターゲットＭＰＲ断面のターゲット画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段と、
前記ボリュームデータを処理して前記３次元領域に刺入されている穿刺針の位置や方向を示す穿刺針データを生成する穿刺針データ生成手段と、
前記穿刺針データを前記ターゲットＭＰＲ断面へ投影することによって穿刺針投影データを生成する投影データ生成手段と、
前記ターゲット画像データに前記穿刺針投影データを重畳することによって前記穿刺支援データを生成する穿刺支援データ生成手段と、
前記穿刺支援データを表示する表示手段とを
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
前記表示手段は、前記穿刺支援データを構成する前記穿刺針投影データの色調及び透明度の少なくとも何れかを前記ターゲットＭＰＲ断面に対する前記穿刺針データの位置関係に基づいて設定することを特徴とする請求項６記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記投影データ生成手段は、前記ボリュームデータに対して設定された前記検査／治療対象部位を含む複数のターゲットＭＰＲ断面に対して前記穿刺針データを投影することにより複数の穿刺針投影データを生成することを特徴とする請求項６記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記穿刺針データ生成手段は、前記ボリュームデータのボクセル値と所定の閾値との比較によって抽出した前記ボリュームデータのボクセルに基づいて前記穿刺針データを生成することを特徴とする請求項１又は請求項６に記載した超音波診断装置。
【請求項１０】
超音波診断装置に対し、
検査／治療対象部位を含んだ穿刺針刺入時の３次元領域から得られるボリュームデータを処理して前記３次元領域に刺入されている穿刺針の位置や方向を示す穿刺針データを生成する穿刺針データ生成機能と、
前記穿刺針データを含む穿刺針ＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに対して設定する穿刺針ＭＰＲ断面設定機能と、
前記ボリュームデータに対して設定された前記検査／治療対象部位を含むターゲットＭＰＲ断面と前記穿刺針ＭＰＲ断面との交叉角度を検出する交叉角度検出機能と、
前記ボリュームデータの前記ターゲットＭＰＲ断面におけるターゲット画像データ及び前記穿刺針ＭＰＲ断面における穿刺針画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成機能と、
前記ターゲット画像データと前記穿刺針画像データとを前記交叉角度に基づいて合成することにより前記穿刺支援データを生成する穿刺支援データ生成機能と、前記穿刺支援データを表示する表示機能を
実行させることを特徴とする穿刺支援用制御プログラム。
【請求項１１】
超音波診断装置に対し、
検査／治療対象部位を含む穿刺針刺入時の３次元領域から得られるボリュームデータに対して設定された前記検査／治療対象部位を含むターゲットＭＰＲ断面のターゲット画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成機能と、
前記ボリュームデータを処理して前記３次元領域に刺入されている穿刺針の位置や方向を示す穿刺針データを生成する穿刺針データ生成機能と、
前記穿刺針データを前記ターゲットＭＰＲ断面へ投影することによって穿刺針投影データを生成する投影データ生成機能と、
前記ターゲット画像データに前記穿刺針投影データを重畳して前記穿刺支援データを生成する穿刺支援データ生成機能と、
前記穿刺支援データを表示する表示機能を
実行させることを特徴とする穿刺支援用制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置及び穿刺支援用制御プログラムに係り、特に、超音波画像データの観察下で患者の検査／治療対象部位に対して穿刺針を刺入する際に用いる超音波診断装置及び穿刺支援用制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブに設けられた振動素子から発生する超音波パルスを患者の体内に放射し、患者組織の音響インピーダンスの差異によって生ずる超音波反射波を前記振動素子により受信することによって生体情報を収集するものであり、超音波プローブを体表に接触させるだけの簡単な操作で体内の２次元超音波画像データや３次元超音波画像データをリアルタイムで観測することができるため各種臓器の形態診断や機能診断に広く用いられている。
【０００３】
又、穿刺針を用いた侵襲的な検査や治療をリアルタイム表示される超音波画像データ（以下では、画像データと呼ぶ。）の観測下で行なう方法も開発され、検査あるいは治療の対象部位（以下では、検査／治療対象部位と呼ぶ。）に対する薬物の注入や細胞／組織の摘出等を目的とした穿刺手技を２次元画像データあるいは３次元画像データの観測下にて行なうことにより検査や治療における安全性と効率を飛躍的に向上させることができる。
【０００４】
画像データの観測下にて検査／治療対象部位に対する穿刺を行なう場合、穿刺針を超音波プローブと一体化して設けられた穿刺アダプタに装着することにより体内に刺入した穿刺針と検査／治療対象部位とが同時に示された２次元画像データを生成し、この２次元画像データの観察下にて穿刺針の位置や刺入方向を確認しながら検査／治療対象部位に対する刺入を行なう方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
又、検査／治療対象部位を含む当該患者の３次元領域から収集されるボリュームデータに基づいて生成した前記検査／治療対象部位を含む第１の画像データと穿刺アダプタの位置センサによって検出される穿刺針の予定刺入経路を含む第２の画像データとを合成して表示する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２０５７７６号公報
【特許文献２】特開２００５−３２３６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献１や特許文献２等に記載された方法によれば、穿刺針が予め設定された経路（予定刺入経路）に沿って体内に進行する場合には検査／治療対象部位に対して穿刺針の先端部を確実に到達させることが可能となる。しかしながら、予定刺入経路にある生体組織の硬度が著しく不均一な場合等においては、穿刺針は想定外の方向に向って刺入される。このような場合、特許文献１の方法によれば、穿刺針は画像データ上から消失し、又、特許文献２の方法によれば、穿刺針は第２の画像データに示された予定刺入経路とは異なる方向に刺入されるため、体内に刺入された穿刺針の位置や方向を正確に把握することが不可能になるという問題点を有していた。
【０００８】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、患者の体内に刺入した穿刺針が組織硬度の不均一性等に起因して想定外の方向へ進入した場合においても検査／治療対象部位に対する穿刺針の相対的な位置関係を正確かつ容易に把握することが可能な超音波診断装置及び穿刺支援用制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の超音波診断装置は、検査／治療対象部位を含んだ穿刺針刺入時の３次元領域から得られるボリュームデータに基づいて穿刺支援データを生成する超音波診断装置において、前記ボリュームデータを処理して前記３次元領域に刺入されている穿刺針の位置や方向を示す穿刺針データを生成する穿刺針データ生成手段と、前記穿刺針データを含む穿刺針ＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに対して設定する穿刺針ＭＰＲ断面設定手段と、前記ボリュームデータに対して設定された前記検査／治療対象部位を含むターゲットＭＰＲ断面と前記穿刺針ＭＰＲ断面との交叉角度を検出する交叉角度検出手段と、前記ボリュームデータの前記ターゲットＭＰＲ断面におけるターゲット画像データ及び前記穿刺針ＭＰＲ断面における穿刺針画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段と、前記ターゲット画像データと前記穿刺針画像データとを前記交叉角度に基づいて合成することにより前記穿刺支援データを生成する穿刺支援データ生成手段と、前記穿刺支援データを表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
又、請求項６に係る本発明の超音波診断装置は、検査／治療対象部位を含んだ穿刺針刺入時の３次元領域から得られるボリュームデータに基づいて穿刺支援データを生成する超音波診断装置において、前記ボリュームデータに対して設定された前記検査／治療対象部位を含むターゲットＭＰＲ断面のターゲット画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成手段と、前記ボリュームデータを処理して前記３次元領域に刺入されている穿刺針の位置や方向を示す穿刺針データを生成する穿刺針データ生成手段と、前記穿刺針データを前記ターゲットＭＰＲ断面へ投影することによって穿刺針投影データを生成する投影データ生成手段と、前記ターゲット画像データに前記穿刺針投影データを重畳することによって前記穿刺支援データを生成する穿刺支援データ生成手段と、前記穿刺支援データを表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
一方、請求項１０に係る本発明の穿刺支援用制御プログラムは、超音波診断装置に対し、検査／治療対象部位を含んだ穿刺針刺入時の３次元領域から得られるボリュームデータを処理して前記３次元領域に刺入されている穿刺針の位置や方向を示す穿刺針データを生成する穿刺針データ生成機能と、前記穿刺針データを含む穿刺針ＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに対して設定する穿刺針ＭＰＲ断面設定機能と、前記ボリュームデータに対して設定された前記検査／治療対象部位を含むターゲットＭＰＲ断面と前記穿刺針ＭＰＲ断面との交叉角度を検出する交叉角度検出機能と、前記ボリュームデータの前記ターゲットＭＰＲ断面におけるターゲット画像データ及び前記穿刺針ＭＰＲ断面における穿刺針画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成機能と、前記ターゲット画像データと前記穿刺針画像データとを前記交叉角度に基づいて合成することにより前記穿刺支援データを生成する穿刺支援データ生成機能と、前記穿刺支援データを表示する表示機能を実行させることを特徴としている。
【００１２】
又、請求項１１に係る本発明の穿刺支援用制御プログラムは、超音波診断装置に対し、検査／治療対象部位を含む穿刺針刺入時の３次元領域から得られるボリュームデータに対して設定された前記検査／治療対象部位を含むターゲットＭＰＲ断面のターゲット画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成機能と、前記ボリュームデータを処理して前記３次元領域に刺入されている穿刺針の位置や方向を示す穿刺針データを生成する穿刺針データ生成機能と、前記穿刺針データを前記ターゲットＭＰＲ断面へ投影することによって穿刺針投影データを生成する投影データ生成機能と、前記ターゲット画像データに前記穿刺針投影データを重畳して前記穿刺支援データを生成する穿刺支援データ生成機能と、前記穿刺支援データを表示する表示機能を実行させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、患者の体内に刺入した穿刺針が組織硬度の不均一性等に起因して想定外の方向へ進入した場合においても検査／治療対象部位に対する穿刺針の相対的な位置関係を正確かつ容易に把握することができる。このため、安全性の高い検査や治療を効率よく行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施例の超音波診断装置が備える送受信部及び受信信号処理部の具体的な構成を示すブロック図。
【図３】同実施例の３次元走査における超音波送受信方向を説明するための図。
【図４】同実施例の超音波診断装置が備えるボリュームデータ生成部の具体的な構成を示すブロック図。
【図５】同実施例のボリュームデータに対して設定されるターゲットＭＰＲ断面と、このターゲットＭＰＲ断面にて生成されるターゲット画像データを説明するための図。
【図６】同実施例の表示部に表示される穿刺支援データの具体例を示す図。
【図７】同実施例の表示部に表示される穿刺支援データの変形例を示す図。
【図８】同実施例における穿刺支援データの表示手順を示すフローチャート。
【図９】本発明の第２の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図１０】同実施例における穿刺針投影データの生成方法を示す図。
【図１１】同実施例における穿刺支援データの生成を説明するための図。
【図１２】同実施例における穿刺支援データの表示手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１６】
以下に述べる本実施例の超音波診断装置は、先ず、検査／治療対象部位を含んだ３次元領域に対する穿刺針刺入前の３次元走査によって得られるボリュームデータに対して前記検査／治療対象部位を含む第１のＭＰＲ断面（ターゲットＭＰＲ断面）を設定する。次いで、穿刺針刺入時の３次元走査によって得られるボリュームデータの前記ターゲットＭＰＲ断面において第１のＭＰＲ画像データ（ターゲット画像データ）を生成し、前記ボリュームデータに基づいて穿刺針の位置や方向を示す穿刺針データを生成する。そして、穿刺針データを含む第２のＭＰＲ断面（穿刺針ＭＰＲ断面）とターゲットＭＰＲ断面との交叉角度を検出すると共にこの穿刺針ＭＰＲ断面を穿刺針刺入時のボリュームデータに設定して第２のＭＰＲ画像データ（穿刺針画像データ）を生成し、ターゲット画像データと穿刺針データが重畳された穿刺針画像データとを前記交叉角度に基づいて合成し穿刺支援データを生成する。
【００１７】
尚、以下に述べる本発明の第１の実施例では、振動素子が２次元配列された所謂２次元アレイ超音波プローブを用いて得られたボリュームデータを用いてターゲット画像データ及び穿刺針画像データを生成する場合について述べるが、これに限定されるものではなく、例えば、複数の振動素子が１次元配列された超音波プローブを機械的に移動あるいは回動させて得られたボリュームデータに基づいて上述のＭＰＲ画像データを生成しても構わない。
【００１８】
（装置の構成）
本実施例における超音波診断装置の構成につき図１乃至図７を用いて説明する。尚、図１は、前記超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図２及び図４は、この超音波診断装置が備える送受信部／受信信号処理部及びボリュームデータ生成部の具体的な構成を示すブロック図である。
【００１９】
図１に示す本実施例の超音波診断装置１００は、検査／治療対象部位に対する穿刺針の刺入前及び刺入時において前記検査／治療対象部位を含む３次元領域に対し超音波パルス（送信超音波）を送信し、この送信によって得られる超音波反射波（受信超音波）を電気信号（受信信号）に変換する複数個の振動素子を備えた超音波プローブ３と、前記３次元領域の所定方向に対し超音波パルスを送信するための駆動信号を前記振動素子に供給し、これらの振動素子から得られる複数チャンネルの受信信号を整相加算する送受信部２と、整相加算後の受信信号を信号処理してＢモードデータを生成する受信信号処理部４と、前記３次元領域に対する超音波送受信によって得られたＢモードデータを順次保存してボリュームデータを生成するボリュームデータ生成部５と、後述の入力部１３あるいは穿刺針ＭＰＲ断面設定部９において設定されたＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータのボクセルを抽出してターゲット画像データ及び穿刺針画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成部６を備えている。
【００２０】
又、超音波診断装置１００は、穿刺針刺入時に収集したボリュームデータを処理して穿刺針の位置や方向を示す穿刺針データを生成する穿刺針データ生成部８と、この穿刺針データが含まれる穿刺針ＭＰＲ断面を設定する穿刺針ＭＰＲ断面設定部９と、入力部１３によってその位置が設定あるいは更新された検査／治療対象部位を含むターゲットＭＰＲ断面と上述の穿刺針ＭＰＲ断面との交叉角度を検出する交叉角度検出部１０と、交叉角度の検出結果に基づいてターゲット画像データと穿刺針画像データとを組み合わせ穿刺支援データを生成する穿刺支援データ生成部１１と、穿刺針刺入前にＭＰＲ画像データ生成部６が生成したターゲット画像データ及び穿刺針刺入時に穿刺支援データ生成部１１が生成した穿刺支援データを表示する表示部１２を備え、更に、患者情報の入力、ボリュームデータ収集条件の設定、ターゲットＭＰＲ断面の更新、表示モードの選択、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部１３と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１５を備えている。
【００２１】
超音波プローブ３は、２次元配列されたＮ個の図示しない振動素子をその先端部に有し、この先端部を患者の体表に接触させて超音波の送受信を行なう。又、前記振動素子の各々は、図示しないＮチャンネルの多芯ケーブルを介して送受信部２に接続されている。振動素子は電気音響変換素子であり、送信時には電気パルス（駆動信号）を超音波パルス（送信超音波）に変換し、受信時には超音波反射波（受信超音波）を電気的な受信信号に変換する機能を有している。この超音波プローブ３の側面には、別途備えられた穿刺針３２を当該患者の体内へ刺入するための図示しないニードルガイドを有した穿刺アダプタ３１が装着され、この穿刺アダプタ３１により、上述のボリュームデータに対する穿刺針３２の予定刺入経路が一義的に決定される。
【００２２】
尚、超音波プローブには、セクタ走査対応、リニア走査対応、コンベックス走査対応等があり、操作者は診断部位に応じて任意に選択することが可能であるが、本実施例では、Ｎ本の振動素子が２次元配列されているセクタ走査用の超音波プローブ３を用いた場合について述べる。
【００２３】
次に、図２に示す送受信部２は、超音波プローブ３の振動素子に対して駆動信号を供給する送信部２１と、振動素子から得られたＮチャンネルの受信信号に対して整相加算を行なう受信部２２を備えている。
【００２４】
送信部２１は、レートパルス発生器２１１と、送信遅延回路２１２と、駆動回路２１３を備え、レートパルス発生器２１１は、送信超音波の繰り返し周期を決定するレートパルスを、システム制御部１５から供給される基準信号を分周することによって生成する。送信遅延回路２１２は、Ｎチャンネルの独立な遅延回路から構成され、送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに送信超音波を集束するための遅延時間（集束用遅延時間）と所定の送受信方向（θｐ、φｑ）に送信超音波を放射するための遅延時間（偏向用遅延時間）を前記レートパルスに与える。そして、Ｎチャンネルの独立な駆動回路２１３は、超音波プローブ３に内蔵されたＮ個の振動素子を駆動するための駆動パルスを前記レートパルスに基づいて生成する。
【００２５】
一方、受信部２２は、Ｎチャンネルから構成されるＡ／Ｄ変換器２２１及び受信遅延回路２２２と加算器２２３を備え、振動素子から供給されたＮチャンネルの受信信号はＡ／Ｄ変換器２２１にてデジタル信号に変換される。受信遅延回路２２２は、所定の深さからの超音波反射波を集束するための集束用遅延時間と所定の送受信方向（θｐ、φｑ）に対して強い受信指向性を設定するための偏向用遅延時間をＡ／Ｄ変換器２２１から出力されるＮチャンネルの受信信号の各々に与え、加算器２２３は、これら受信遅延回路２２２から供給される受信信号を加算合成する。即ち、受信遅延回路２２２と加算器２２３により、所定方向から得られた受信信号は整相加算（位相合わせして加算）される。
【００２６】
図３は、超音波プローブ３の中心軸をＺｏ軸とした直交座標（Ｘｏ−Ｙｏ−Ｚｏ）に対する超音波の送受信方向（θｐ、φｑ）の関係を示す。例えば、Ｎ個の振動素子はＸｏ軸方向及びＹｏ軸方向に２次元配列され、θｐ及びφｑは、Ｘｏ−Ｚｏ平面及びＹｏ−Ｚｏ平面に投影された送受信方向を示している。
【００２７】
図２へ戻って、受信信号処理部４は、包絡線検波器４１と対数変換器４２を備えている。包絡線検波器４１は、受信部２２の加算器２２３から供給される整相加算後の受信信号を包絡線検波し、包絡線検波された受信信号は対数変換器４２においてその振幅が対数変換されてＢモードデータが生成される。尚、包絡線検波器４１と対数変換器４２は順序を入れ替えて構成してもよい。
【００２８】
次に、図１に示したボリュームデータ生成部５の具体的な構成につき図４を用いて説明する。このボリュームデータ生成部５は、図４に示すように超音波データ記憶部５１、補間処理部５２及びボリュームデータ記憶部５３を備え、超音波データ記憶部５１には、当該患者に対する３次元走査によって得られた受信信号に基づいて受信信号処理部４が生成したＢモードデータが超音波の送受信方向を付帯情報として順次保存される。
【００２９】
一方、補間処理部５２は、超音波データ記憶部５１から読み出した複数のＢモードデータを送受信方向に対応させて配列することにより３次元Ｂモードデータを形成し、更に、この３次元Ｂモードデータを構成する不等間隔のボクセルを補間処理して等方的なボクセルで構成されるボリュームデータを生成する。そして、得られたボリュームデータは、ボリュームデータ記憶部５３に保存される。
【００３０】
図１に戻って、ＭＰＲ画像データ生成部６は、ボリュームデータ生成部５のボリュームデータ記憶部５３に保存されている穿刺針刺入前のボリュームデータを読み出し、予め設定されたターゲットＭＰＲ断面あるいは入力部１３において更新されたターゲットＭＰＲ断面に対応する前記ボリュームデータのボクセルを抽出してターゲット画像データを生成する。同様にして、ボリュームデータ記憶部５３に保存された穿刺針刺入時のボリュームデータを読み出し、前記ターゲットＭＰＲ断面及び穿刺針ＭＰＲ断面設定部９において設定された穿刺針ＭＰＲ断面に対応する前記ボリュームデータのボクセルを抽出してターゲット画像データ及び穿刺針画像データを生成する。
【００３１】
尚、上述のターゲットＭＰＲ断面は、例えば、図３に示すＸｏ−Ｚｏ平面において初期設定され、このとき得られるターゲット画像データの観測により前記ターゲットＭＰＲ断面の位置が適当でない場合には、入力部１３が有する後述のターゲットＭＰＲ断面更新機能１３１によって好適な位置へ更新される。
【００３２】
図５（ａ）は、検査／治療対象部位Ｃｐを含む３次元領域にて収集されたボリュームデータＶｏを模式的に示したものであり、この３次元領域のＸｏ−Ｚｏ平面（図３参照）においてターゲットＭＰＲ断面Ｍｔが初期設定される。一方、図５（ｂ）は、上述のターゲットＭＰＲ断面Ｍｔにおいて生成され表示部１２に表示されるターゲット画像データＤｍｔの具体例であり、ターゲットＭＰＲ断面Ｍｔの面内に自動設定される穿刺針３２の予定刺入経路を示す刺入マーカＧｎがターゲット画像データＤｍｔに重畳されて表示部１２のモニタに表示される。そして、操作者は、表示部１２において時系列的に表示されるターゲット画像データＤｍｔの観測下で穿刺針３２の刺入マーカＧｎと検査／治療対象部位Ｃｐとが交叉するように患者の体表面上に配置された超音波プローブ３の位置や方向を調整する。
【００３３】
図１へ戻って、穿刺針データ生成部８は、図示しない比較回路を備え、ボリュームデータ生成部５から供給された穿刺針刺入時におけるボリュームデータのボクセル値と所定の閾値αとを比較する。そして、この比較結果に基づいて穿刺針３２の表面から得られる比較的大きな振幅を有した受信超音波を抽出することにより穿刺針３２の位置及び方向を示す線状の穿刺針データを生成する。
【００３４】
一方、穿刺針ＭＰＲ断面設定部９は、穿刺針データの位置情報を検出し、得られた位置情報に基づいて前記穿刺針データが含まれる穿刺針ＭＰＲ断面を前記ボリュームデータに対して設定する。尚、上述の穿刺針データが同一平面上に存在しない場合には、例えば、この穿刺針データを形成する各ボクセルからの距離の２乗和が最小となるような平面を穿刺針ＭＰＲ断面として設定する。
【００３５】
そして、交叉角度検出部１０は、予め設定されたターゲットＭＰＲ断面あるいは入力部１３にて更新されたターゲットＭＰＲ断面の位置情報と上述の穿刺針ＭＰＲ断面設定部９によって設定された穿刺針ＭＰＲ断面の位置情報に基づいてターゲットＭＰＲ断面と穿刺針ＭＰＲ断面との交叉角度を検出する。
【００３６】
次に、穿刺支援データ生成部１１は、穿刺針刺入時おいてＭＰＲ画像データ生成部６から供給されるターゲット画像データ及び穿刺針画像データと交叉角度検出部１０から供給されるターゲットＭＰＲ断面と穿刺針ＭＰＲ断面との交叉角度情報を受信する。そして、この交叉角度情報に基づいてターゲット画像データと穿刺針画像データを合成し穿刺支援データを生成する。この場合、穿刺針データ生成部８が生成した線状の穿刺針データが重畳された穿刺針画像データと上述のターゲット画像データとを前記交叉角度情報に基づいて合成してもよい。この方法によれば、検査／治療対象部位に対する穿刺針の相対的な位置関係の把握が更に容易となる。
【００３７】
次に、図１に示した表示部１２は、図示しない表示データ生成部、データ変換部及びモニタを備え、穿刺針刺入前にＭＰＲ画像データ生成部６が生成するターゲット画像データや穿刺針刺入時に穿刺支援データ生成部１１が生成する穿刺支援データを所定の表示フォーマットに変換して前記モニタに表示する機能を有している。
【００３８】
即ち、表示部１２の表示データ生成部は、ＭＰＲ画像データ生成部６から供給されるターゲット画像データ及び穿刺支援データ生成部１１から供給される穿刺支援データに患者情報等の付帯情報を付加して表示データを生成し、前記データ変換部は、表示データ生成部が生成した表示データに対しＤ／Ａ変換やテレビフォーマット変換等の変換処理を行なって前記モニタに表示する。
【００３９】
図６は、穿刺針刺入時の検査／治療対象部位に対して設定されるターゲットＭＰＲ断面及び穿刺針ＭＰＲ断面（図６（ａ））と、このとき表示部１２に表示される穿刺支援データの具体例（図６（ｂ））を示している。即ち、図６（ａ）に示すように、穿刺針刺入時に収集されたボリュームデータの検査／治療対象部位Ｃｐと交わるＸｏ−Ｚｏ平面においてターゲットＭＰＲ断面Ｍｔが設定され、前記ボリュームデータを処理して得られる穿刺針３２の穿刺針データに基づいて穿刺針ＭＰＲ断面Ｍｎが設定される。
【００４０】
このような場合、表示部１２のモニタには、図６（ｂ）に示すように、ターゲットＭＰＲ断面Ｍｔにおいて生成されたターゲット画像データＤｍｔと穿刺針ＭＰＲ断面Ｍｎにおいて生成された穿刺針画像データＤｍｎとをこれらＭＰＲ断面の交叉角度情報βに基づいて合成することにより得られた穿刺支援データＤｘが表示される。
【００４１】
尚、ターゲット画像データＤｍｔと穿刺針画像データＤｍｎとの合成によって得られた穿刺支援データＤｘを表示する場合、表示部１２の表示データ生成部は、例えば、ターゲット画像データＤｍｔの前方に位置する穿刺針画像データＤｍｎに対し交叉角度に対応した透明度を有する暖色系の色調を設定し、ターゲット画像データＤｍｔの後方に位置する穿刺針画像データＤｍｎに対し前記交叉角度に対応した透明度を有する寒色系の色調を設定する。
【００４２】
具体的には、ターゲットＭＰＲ断面Ｍｔと穿刺針ＭＰＲ断面Ｍｎとの交叉角度が大きい程大きな透明度を設定することが望ましいが特に限定されない。又、ターゲット画像データＤｍｔの前方に位置する穿刺針画像データＤｍｎに対し寒色系の色調を設定し、ターゲット画像データＤｍｔの後方に位置する穿刺針画像データＤｍｎに対し暖色系の色調を設定しても構わない。
【００４３】
一方、図７は、穿刺針刺入時の表示部１２に表示される穿刺支援データの変形例を示したものであり、図７（ａ）に示すように、上述のターゲットＭＰＲ断面Ｍｔ及び穿刺針ＭＰＲ断面Ｍｎの他に、例えば、ターゲットＭＰＲ断面Ｍｔに直交するターゲットＭＰＲ断面Ｍｔａと穿刺針ＭＰＲ断面Ｍｎに直交する穿刺針ＭＰＲ断面Ｍｎａを穿刺針刺入時において収集されたボリュームデータに対して設定する。
【００４４】
そして、図６（ｂ）と同様にして、ターゲットＭＰＲ断面Ｍｔにおいて生成されたターゲット画像データＤｍｔと穿刺針ＭＰＲ断面Ｍｎにおいて生成された穿刺針画像データＤｍｎとの合成による穿刺支援データＤｘ（図７（ｂ））とターゲットＭＰＲ断面Ｍｔａにおいて生成されたターゲット画像データＤｍｔａと穿刺針ＭＰＲ断面Ｍｎａにおいて生成された穿刺針画像データＤｍｎａとの合成による穿刺支援データＤｘａ（図７（ｃ））が表示部１２に表示される。この場合も、図６（ｂ）と同様にして穿刺針画像データＤｍｎ及び穿刺針画像データＤｍｎａに対して透明度と色調が設定される。
【００４５】
尚、図６（ｂ）に示すような１つのターゲット画像データと穿刺針画像データとを合成して得られた穿刺支援データを表示する表示モード、あるいは、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示すような複数のターゲット画像データと穿刺針画像データとを合成して得られた穿刺支援データを表示する表示モードの選択は入力部１３が備える後述の表示モード選択機能１３２によって行なわれる。
【００４６】
次に、図１に示す入力部１３は、操作パネル上に表示パネルやキーボード、トラックボール、マウス等の入力デバイスを備え、ターゲットＭＰＲ断面の更新を行なうターゲットＭＰＲ断面更新機能１３１や表示モードの選択を行なう表示モード選択機能１３２を有している。更に、患者情報の入力、ボリュームデータ収集条件の設定、穿刺針データの生成に必要な閾値αの設定、各種コマンド信号の入力等も上述の表示パネルや入力デバイスを用いて行なわれる。
【００４７】
一方、システム制御部１５は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、前記記憶回路には、入力部１３にて入力／設定／選択された上述の各種情報が保存される。そして、前記ＣＰＵは、上述の入力情報、設定情報及び選択情報に基づいて超音波診断装置１００の各ユニットを制御し、当該検査／治療対象部位に対する穿刺支援データの生成と表示を行なう。
【００４８】
（穿刺支援データの表示手順）
次に、本実施例における穿刺支援データの表示手順につき図８のフローチャートを用いて説明する。
【００４９】
当該検査／治療対象部位を含んだ３次元領域に対するボリュームデータの収集に先立ち、超音波診断装置１００の操作者は入力部１３において患者情報を入力し、更に、ボリュームデータ収集条件の設定、ターゲットＭＰＲ断面の設定、表示モードの選択、穿刺針データの生成に用いる閾値αの設定等を行なう。尚、本実施例では、図３に示したＸｏ−Ｚｏ平面を最初のターゲットＭＰＲ断面として設定し、表示モードとして、図６（ｂ）に示すような１つのターゲット画像データと穿刺針画像データとの合成によって得られた穿刺支援データを表示する表示モードを選択する。そして、入力部１３における上述の入力情報、選択情報及び設定情報は、システム制御部１５の記憶回路に保存される（図８のステップＳ１）。
【００５０】
上述の初期設定が終了したならば、操作者は、超音波プローブ３の先端部を当該患者の体表面に接触させた状態で入力部１３よりボリュームデータの収集開始コマンドを入力し、このコマンド信号がシステム制御部１５に供給されることにより、ボリュームデータの収集が開始される。
【００５１】
ボリュームデータの収集に際し、図２に示した送信部２１のレートパルス発生器２１１は、システム制御部１５から供給される制御信号に従ってレートパルスを生成し送信遅延回路２１２に供給する。送信遅延回路２１２は、送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに超音波を集束するための遅延時間と、最初の送受信方向（θ１、φ１）に超音波を送信するための遅延時間を前記レートパルスに与え、このレートパルスをＮチャンネルの駆動回路２１３に供給する。次いで、駆動回路２１３は、送信遅延回路２１２から供給されたレートパルスに基づいて所定の遅延時間を有した駆動信号を生成し、この駆動信号を超音波プローブ３におけるＮ個の振動素子に供給して患者体内の送受信方向（θ１、φ１）に対し送信超音波を放射する。
【００５２】
放射された送信超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる臓器境界面や組織にて反射し、前記振動素子によって受信されてＮチャンネルの電気的な受信信号に変換される。次いで、この受信信号は、受信部２２のＡ／Ｄ変換器２２１においてデジタル信号に変換された後、Ｎチャンネルの受信遅延回路２２２において所定の深さからの受信超音波を収束するための遅延時間と送受信方向（θ１、φ１）からの受信超音波に対し強い受信指向性を設定するための遅延時間が与えられ、加算器２２３にて整相加算される。
【００５３】
そして、整相加算後の受信信号が供給された受信信号処理部４の包絡線検波器４１及び対数変換器４２は、この受信信号に対して包絡線検波と対数変換を行なってＢモードデータを生成し、得られたＢモードデータは、ボリュームデータ生成部５の超音波データ記憶部５１に保存される。
【００５４】
送受信方向（θ１、φ１）に対するＢモードデータの生成と保存が終了したならば、超音波の送受信方向がφ方向にΔφずつ更新されたφｑ＝φ１＋（ｑ−１）Δφ（ｑ＝２乃至Ｑ）によって設定される送受信方向（θ１、φ２乃至φＱ）に対して同様の手順で超音波の送受信を行なう。このとき、システム制御部１５は、その制御信号によって送信遅延回路２１２及び受信遅延回路２２２の遅延時間を超音波送受信方向に対応させて更新する。
【００５５】
上述の手順によって送受信方向（θ１、φ１乃至φＱ）に対する超音波送受信が終了したならば、送受信方向がθ方向にΔθずつ更新されたθｐ＝θ１＋（ｐ−１）Δθ（ｐ＝２乃至Ｐ）を設定し、送受信方向θ２乃至θＰの各々に対し上述のφ１乃至φＱの超音波送受信を繰り返すことによって３次元走査が行なわれる。そして、各々の送受信方向に対する超音波送受信によって得られたＢモードデータは送受信方向に対応してボリュームデータ生成部５の超音波データ記憶部５１に保存される。一方、ボリュームデータ生成部５の補間処理部５２は、超音波データ記憶部５１に保存された超音波データに基づいてボリュームデータを生成し自己のボリュームデータ記憶部５３に保存する（図８のステップＳ２）。
【００５６】
次に、ＭＰＲ画像データ生成部６は、前記ボリュームデータ記憶部５３に保存されたボリュームデータの中から最初のターゲットＭＰＲ断面として初期設定されたＸｏ−Ｚｏ平面のボクセルを抽出してターゲット画像データを生成する。そして、このターゲット画像データに穿刺針の予定刺入経路を示す刺入マーカを重畳して表示部１２のモニタに表示する（図８のステップＳ３）。
【００５７】
一方、刺入マーカが重畳されたターゲット画像データを表示部１２において観測した操作者は、検査／治療対象部位に対するターゲットＭＰＲ断面の位置や刺入マーカの位置が不適当な場合、入力部１３のターゲットＭＰＲ断面更新機能１３１を用いてターゲットＭＰＲ断面の位置を更新すると共に超音波プローブ３の位置や方向を更新する（図８のステップＳ４）。
【００５８】
次いで、ボリュームデータ生成部５は、その位置が更新された超音波プローブ３によって得られる受信信号に基づいて新たなボリュームデータを生成し（図８のステップＳ２）、ＭＰＲ画像データ生成部６は、その位置が更新されたターゲットＭＰＲ断面におけるターゲット画像データを生成して刺入マーカと共に表示部１２に表示する（図８のステップＳ３）。そして、検査／治療対象部位の好適な位置に刺入マーカが設定されるまで上述のステップＳ２乃至Ｓ４を繰り返す。
【００５９】
次に、操作者は、超音波プローブ３の側面に取り付けられた穿刺アダプタ３１のニードルガイドに穿刺針３２を装着し当該患者の検査／治療対象部位に向けて刺入する（図８のステップＳ５）。更に、入力部１３においてボリュームデータの収集開始コマンドを再度入力し、ボリュームデータ生成部５は、上述のステップＳ２と同様の手順により穿刺針刺入時におけるボリュームデータを生成してボリュームデータ記憶部５３に保存する（図８のステップＳ６）。
【００６０】
次に、ＭＰＲ画像データ生成部６は、前記ボリュームデータ記憶部５３に保存された穿刺針刺入時のボリュームデータの中から上述のターゲットＭＰＲ断面におけるボクセルを抽出してターゲット画像データを生成する（図８のステップＳ７）。一方、穿刺針データ生成部８は、穿刺針刺入時において収集されたボリュームデータのボクセル値と所定の閾値αとを比較することによって穿刺針３２の表面から得られた超音波反射波に対応するボクセルを抽出し、これらのボクセルを処理して穿刺針３２の位置及び方向を示す線状の穿刺針データを生成する（図７のステップＳ８）。
【００６１】
次に、穿刺針ＭＰＲ断面設定部９は、穿刺針データ生成部８から供給された穿刺針データの位置情報を検出し、得られた位置情報に基づいて前記穿刺針データが含まれる平面を穿刺針ＭＰＲ断面として設定する（図７のステップＳ９）。そして、ＭＰＲ画像データ生成部６は、ボリュームデータ生成部５のボリュームデータ記憶部５３に保存された穿刺針刺入時のボリュームデータを読み出し、穿刺針ＭＰＲ断面設定部９にて設定された穿刺針ＭＰＲ断面に対応する前記ボリュームデータのボクセルを抽出して穿刺針画像データを生成する（図７のステップＳ１０）。
【００６２】
一方、交叉角度検出部１０は、予め設定されたターゲットＭＰＲ断面あるいは入力部１３にて更新されたターゲットＭＰＲ断面の位置情報と上述の穿刺針ＭＰＲ断面設定部９によって設定された穿刺針ＭＰＲ断面の位置情報に基づいてターゲットＭＰＲ断面と穿刺針ＭＰＲ断面との交叉角度を検出する（図７のステップＳ１１）。そして、穿刺支援データ生成部１１は、ＭＰＲ画像データ生成部６から供給される穿刺針刺入時のターゲット画像データ及び穿刺針画像データと交叉角度検出部１０から供給される交叉角度情報及び穿刺針データ生成部８から供給される穿刺針データを受信し、穿刺針データを重畳した穿刺針画像データとターゲット画像データとを前記交叉角度情報に基づいて合成することにより穿刺支援データを生成する。そして、表示部１２は、得られた穿刺支援データに対し所定の変換処理を行なって自己のモニタに表示する（図７のステップＳ１２）。
【００６３】
そして、上述のステップＳ５乃至Ｓ１２あるいはステップＳ２乃至Ｓ１２を繰り返すことにより、検査／治療対象部位に対する穿刺針の刺入が時系列的に生成／表示される穿刺支援データの観察下にて行なわれる。
【００６４】
尚、本実施例では、穿刺針データＤｎｄが重畳された穿刺針画像データＤｍｎとターゲット画像データＤｍｔを合成して穿刺支援データＤｘを生成する場合について述べたが、穿刺針データＤｎｄが重畳されていない穿刺針画像データＤｍｎとターゲット画像データＤｍｔとの合成であっても構わない。
【００６５】
又、穿刺針画像データＤｍｎに対して色調の設定と透明度の設定を行なう場合について述べたが、色調あるいは透明度の何れか一方のみを設定してもよい。更に、色調や透明度を穿刺針画像データＤｍｎに対して設定する場合について述べたが、穿刺針画像データＤｍｎの替わりにターゲット画像データＤｍｔに対して設定してもよい。
【００６６】
以上述べた本発明の第１の実施例によれば、患者の体内に刺入した穿刺針が組織硬度の不均一性等に起因して想定外の方向へ進入した場合においても検査／治療対象部位に対する穿刺針の相対的な位置関係を正確かつ容易に把握することができる。このため、安全性の高い検査や治療を効率よく行なうことが可能となる。
【００６７】
特に、本実施例では、検査／治療対象部位が含まれるターゲットＭＰＲ断面と穿刺針が含まれる穿刺針ＭＰＲ断面を夫々独立に設定し、ターゲットＭＰＲ断面におけるターゲット画像データと穿刺針ＭＰＲ断面における穿刺針画像データをターゲットＭＰＲ断面と穿刺針ＭＰＲ断面との交叉角度情報に基づいて合成することにより穿刺支援データを生成しているため、検査／治療対象部位に対する穿刺針の位置ズレを容易に把握することができ、更に、前記ターゲット画像データと合成する前記穿刺針画像データに穿刺針データを重畳することにより、穿刺針ＭＰＲ断面内における穿刺針の位置や方向を正確に観察することが可能となる。
【００６８】
又、ターゲット画像データの前方に位置する穿刺針画像データと後方に位置する穿刺針画像データとを色調によって識別し、更に、ターゲットＭＰＲ断面と穿刺針ＭＰＲ断面とがなす交叉角度の大きさに基づいて穿刺針画像データの透明度を設定することにより検査／治療対象部位に対する穿刺針の位置ズレ方向や位置ズレの大きさを直感的に把握することができる。このため、穿刺針を用いた検査や治療を安全かつ正確に行なうことが可能となる。
【実施例２】
【００６９】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。本実施例の超音波診断装置は、先ず、検査／治療対象部位を含んだ３次元領域に対する穿刺針刺入前の３次元走査によって得られるボリュームデータに対して前記検査／治療対象部位を含むターゲットＭＰＲ断面を設定する。次いで、穿刺針刺入時の３次元走査によって得られるボリュームデータの前記ターゲットＭＰＲ断面においてターゲット画像データを生成し、前記ボリュームデータに基づいて穿刺針の位置や方向を示す穿刺針データを生成する。そして、ターゲットＭＰＲ断面に穿刺針データを投影して穿刺針投影データを生成し、ターゲット画像データに穿刺針投影データを重畳させて穿刺支援データを生成する。
【００７０】
（装置の構成）
本実施例における超音波診断装置の全体構成につき図９のブロック図を用いて説明する。尚、図９において、図１に示した超音波診断装置１００のユニットと同一の構成及び機能を有するユニットは同一の符号を付加しその詳細な説明は省略する。
【００７１】
即ち、図９に示す本実施例の超音波診断装置２００は、検査／治療対象部位に対する穿刺針の刺入前及び刺入時において前記検査／治療対象部位を含む３次元領域に対し超音波パルス（送信超音波）を送信し、この送信によって得られた超音波反射波（受信超音波）を電気信号（受信信号）に変換する複数個の振動素子を備えた超音波プローブ３と、前記３次元領域の所定方向に対して超音波パルスを送信するための駆動信号を前記振動素子に供給し、これらの振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算する送受信部２と、整相加算後の受信信号を信号処理してＢモードデータを生成する受信信号処理部４と、３次元領域に対する超音波の送受信によって得られたＢモードデータを順次保存してボリュームデータを生成するボリュームデータ生成部５と、予め設定されたターゲットＭＰＲ断面あるいは後述の入力部１３ａにおいて更新されたターゲットＭＰＲ断面に対応した前記ボリュームデータのボクセルを抽出してターゲット画像データを生成するＭＰＲ画像データ生成部６を備えている。
【００７２】
又、超音波診断装置１００は、穿刺針刺入時に収集されたボリュームデータを処理して穿刺針の位置や方向を示す穿刺針データを生成する穿刺針データ生成部８と、この穿刺針データをターゲットＭＰＲ断面に投影することにより穿刺針投影データを生成する投影データ生成部１４と、得られた穿刺針投影データをターゲット画像データに重畳して穿刺支援データを生成する穿刺支援データ生成部１１ａと、ＭＰＲ画像データ生成部６が生成したターゲット画像データ及び穿刺支援データ生成部１１ａが生成した穿刺支援データを表示する表示部１２ａを備え、更に、患者情報の入力、ボリュームデータ収集条件の設定、ターゲットＭＰＲ断面の更新、表示モードの選択、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部１３ａと、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１５を備えている。
【００７３】
投影データ生成部１４は、図１０に示すように、穿刺針データ生成部８が穿刺針刺入時のボリュームデータに基づいて生成した線状の穿刺針データＤｎｄを、入力部１３ａにおいて設定された光源Ｌｓを基準としてターゲットＭＰＲ断面Ｍｔへ投影することにより穿刺針データＤｎｄの投影像Ｔｎｄを含む穿刺針投影データＤｏを生成する。
【００７４】
一方、穿刺支援データ生成部１１ａは、穿刺針刺入時のボリュームデータに基づいてＭＰＲ画像データ生成部６が生成したターゲットＭＰＲ断面のターゲット画像データに、投影データ生成部１４が上述の穿刺針データをターゲットＭＰＲ断面へ投影することによって生成した穿刺針投影データを重畳して穿刺支援データを生成する。
【００７５】
表示部１２ａは、図示しない表示データ生成部とデータ変換部とモニタを備え、ＭＰＲ画像データ生成部６が穿刺針刺入前のボリュームデータに基づいて生成したターゲット画像データ及び穿刺針刺入時において穿刺支援データ生成部１１ａが生成した穿刺支援データを所定の表示フォーマットに変換して前記モニタに表示する。
【００７６】
図１１は、本実施例における穿刺支援データの生成を説明するための図であり、この穿刺支援データＤｙは、穿刺針刺入時のボリュームデータに設定されたターゲットＭＰＲ断面Ｍｔのターゲット画像データＤｍｔに、前記ターゲットＭＰＲ断面Ｍｔへの投影によって得られた穿刺針データＤｎｄの穿刺針投影データＤｏ（図１０参照）を重畳することによって生成される。この場合も、穿刺針投影データが有する色調や透明度はターゲットＭＰＲ断面Ｄｍｔと穿刺針データＤｎｄの位置関係によって設定される。
【００７７】
一方、図９に示した入力部１３ａは、操作パネル上に表示パネルやキーボード、トラックボール、マウス等の入力デバイスを備え、ターゲットＭＰＲ断面の更新を行なうターゲットＭＰＲ断面更新機能１３１、表示モードの選択を行なう表示モード選択機能１３２及び穿刺針投影データの生成に必要な光源の位置や方向を設定する光源設定機能１３３を有している。更に、患者情報の入力、ボリュームデータ収集条件の設定、穿刺針データの生成に必要な閾値αの設定、各種コマンド信号の入力等も上述の表示パネルや入力デバイスを用いて行なわれる。
【００７８】
（穿刺支援データの表示手順）
次に、本実施例における穿刺支援データの表示手順につき図１２のフローチャートを用いて説明する。但し、図１２において、図８に示した穿刺支援データの表示手順と同一の手順を示すステップは同一の符号を付加し詳細な説明は省略する。
【００７９】
即ち、図８のステップＳ１乃至Ｓ８と同様の手順によって穿刺針刺入前及び穿刺針刺入時におけるボリュームデータの生成、ターゲットＭＰＲ断面の設定、ターゲットＭＰＲ断面におけるターゲット画像データの生成、穿刺針の刺入及び穿刺針刺入時のボリュームデータに基づく穿刺針データの生成を行なう。（図１２のステップＳ１乃至Ｓ８）。
【００８０】
そして、穿刺針データの生成が終了したならば、投影データ生成部１４は、穿刺針データ生成部８が穿刺針刺入時のボリュームデータに基づいて生成した線状の穿刺針データを、入力部１３ａにおいて設定された光源を基準としてターゲットＭＰＲ断面へ投影することにより穿刺針投影データを生成する（図１２のステップＳ１９）。
【００８１】
一方、穿刺支援データ生成部１１ａは、穿刺針刺入時のボリュームデータに基づいてＭＰＲ画像データ生成部６が生成したターゲットＭＰＲ断面のターゲット画像データに、投影データ生成部１４が上述の穿刺針データをターゲットＭＰＲ断面へ投影することによって生成した穿刺針投影データを重畳して穿刺支援データを生成し、表示部１２ａのモニタに表示する（図１２のステップＳ２０）。
【００８２】
そして、上述のステップＳ５乃至Ｓ２０あるいはステップＳ２乃至Ｓ２０を繰り返すことにより、検査／治療対象部位に対する穿刺針の刺入が時系列的に生成／表示される穿刺支援データの観察下にて行なわれる。
【００８３】
尚、本実施例では、穿刺針データＤｎｄを投影して形成される線状の投影像Ｔｎｄが含まれた２次元的な穿刺針投影データＤｏをターゲット画像データＤｍｔに重畳して穿刺支援データＤｙを生成する場合について述べたが、投影像Ｔｎｄをそのまま穿刺針投影データＤｏとしてターゲット画像データＤｍｔに重畳してもよい。
【００８４】
又、穿刺針投影データＤｏに対して色調の設定と透明度の設定を行なう場合について述べたが色調あるいは透明度の何れか一方のみを設定してもよい。更に、色調や透明度は穿刺針投影データＤｏに対して設定する場合について述べたが、穿刺針投影データＤｏの替わりにターゲット画像データＤｍｔに対して設定してもよい。
【００８５】
以上述べた本発明の第２の実施例によれば、上述の第１の実施例と同様にして、患者の体内に刺入した穿刺針が組織硬度の不均一性等に起因して想定外の方向へ進入した場合においても検査／治療対象部位に対する穿刺針の相対的な位置関係を正確かつ容易に把握することができる。このため、安全性の高い検査や治療を効率よく行なうことが可能となる。
【００８６】
特に、本実施例では、穿刺針の位置や方向を示す穿刺針データを検査／治療対象部位が含まれるターゲットＭＰＲ断面に投影して得られた穿刺針投影データを前記ターゲットＭＰＲ断面において得られたターゲット画像データに重畳して穿刺支援データを生成する際、ターゲットＭＰＲ断面の前方に位置する穿刺針と後方に位置する穿刺針を穿刺針投影データの色調によって識別し、更に、ターゲットＭＰＲ断面と穿刺針とがなす交叉角度の大きさに基づいて穿刺針投影データの透明度を設定することにより検査／治療対象部位に対する穿刺針の位置ズレ方向や位置ズレの大きさを直感的に把握することができる。このため、穿刺針を用いた検査や治療を効率よく行なうことが可能となる。
【００８７】
以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例（第１の実施例及び第２の実施例）では、予定刺入経路を示す刺入マーカが重畳されたターゲット画像データと穿刺針画像データとを合成して穿刺支援データを生成する場合について述べたが、穿刺支援データの生成に用いるターゲット画像データでは刺入マーカを必ずしも必要としない。
【００８８】
又、上述の実施例では、振動素子が２次元配列された所謂２次元アレイ超音波プローブを用いて得られたボリュームデータを用いてターゲット画像データ及び穿刺針画像データを生成する場合について述べるが、これに限定されるものではなく、例えば、複数の振動素子が１次元配列された超音波プローブを機械的に移動あるいは回動して得られたボリュームデータに基づいて上述のＭＰＲ画像データを生成しても構わない。
【００８９】
更に、３次元走査によって収集したＢモードデータに基づいてボリュームデータを生成する場合について述べたがカラードプラデータ等の他の超音波データに基づいてボリュームデータを生成してもよく、これらのボリュームデータは、コンベックス走査やリニア走査、更にはラジアル走査等の走査法によって収集してもよい。
【００９０】
尚、本発明によれば、穿刺針の予定刺入経路にある生体組織の不均一性に起因した検査／治療対象部位と穿刺針との位置ズレのみならず穿刺針刺入時における超音波プローブ３の変動等に起因した位置ズレを正確かつ容易に把握することが可能となる。
【符号の説明】
【００９１】
２…送受信部
２１…送信部
２２…受信部
３…超音波プローブ
３１…穿刺アダプタ
３２…穿刺針
４…受信信号処理部
５…ボリュームデータ生成部
６…ＭＰＲ画像データ生成部
８…穿刺針データ生成部
９…穿刺針ＭＰＲ断面設定部
１０…交叉角度検出部
１１、１１ａ…穿刺支援データ生成部
１２、１２ａ…表示部
１３、１３ａ…入力部
１３１…ターゲットＭＰＲ断面更新機能
１３２…表示モード選択機能
１３３…光源設定機能
１４…投影データ生成部
１５…システム制御部
１００、２００…超音波診断装置
【図１】
2010220770.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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