(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査項目毎に超音波プローブを被検体にあてる位置を示す見本画像をその検査項目とともに予め記憶する記憶手段と、
入力された検査項目を基に、前記記憶手段から前記入力された検査項目に対応する前記見本画像を抽出する指示情報管理手段と、
前記見本画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
前記見本画像の表示後に、前記見本画像に示される位置にあてられた前記超音波プローブを介して前記被検体に向けて超音波を送受信することで前記被検体の観察部位を走査する送受信手段と、
前記走査によって受信された超音波を基に超音波画像を生成する超音波画像生成手段と、
前記超音波プローブの動作状態を前記超音波画像における輝度値に基づいて判断することで、前記検査項目に係る検査が終了したことを判断するプローブ動作判定手段と、
を備え、
前記表示制御手段は、前記生成された超音波画像を前記表示手段に表示させ、
前記指示情報管理手段は、複数の異なる前記検査項目を一連とした検査手順の実行命令を受けた場合、前記プローブ動作判定手段が１つの前記検査項目に係る検査が終了したと判断すると、指示された次の前記検査項目に対応する前記見本画像を抽出する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記記憶手段は、複数の異なる前記検査項目を一連とした検査手順における該検査項目の見本画像を記憶しており、
前記指示情報管理手段は、
前記検査手順の実行命令を受けた後に、１つの前記検査項目に係る検査が終了したとの判断をうけて、次の前記検査項目の情報を前記記憶手段から取得する検査フロー管理手段と、
前記検査フロー管理手段が取得した前記次の検査項目に対応する前記見本画像を抽出する観察指示提示手段と、
を備え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】
前記プローブ動作判定手段は、前記画像生成手段から前記生成された超音波画像の所定点の輝度値を取得し、最新に取得した輝度値の分布と所定時間前の超音波画像の輝度値の分布を比較し、
前記輝度値の分布の差が予め記憶している第一の閾値を超えているかを判定し、
前記判定された全ての所定点のうち、前記第一の閾値を超えている所定点が占める割合を算出し、
前記割合が予め記憶している第二の閾値を超えたことを含む所定の条件を満たした場合に、前記検査項目に係る検査が終了したと判断することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記観察部位が周期的な運動を行う場合に、
前記プローブ動作判定手段は、前記画像生成手段から前記生成された超音波画像の各点の輝度値を取得し、最新に取得した輝度値の分布と１周期前の超音波画像の輝度値の分布を比較し、
前記輝度値の分布の差が予め記憶している第一の閾値を超えているかを判定し、
前記判定された全ての所定点のうち、前記第一の閾値を超えている所定点が占める割合を算出し、
前記割合が予め記憶している第二の閾値を超えたことを含む所定の条件を満たした場合に、前記検査項目に係る検査が終了したと判断することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波プローブから被検体に対して超音波を送受信し、受信した超音波エコーを基に超音波画像を生成する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブから超音波を被検体に向けて送信し、被検体で反射した超音波（以下では、「超音波エコー」という。）を受信し、その受信した超音波エコーを電気信号に変化し、その電気信号を基に各点の輝度を求め被検体の断層像である超音波画像を生成する装置である。
【０００３】
超音波診断装置は、Ｘ線画像診断装置やＣＴ画像診断装置などＸ線を使用した画像診断装置に比べて、被検体にたいする侵襲性が低く、また装置自体も小型であるという利点がある。しかし、その一方で、超音波診断装置による診断は他の種別の検査装置に比べ高度な熟練度が必要である。そのため、所望する超音波画像が得られるかどうかについては、個人の技量に依存する割合が高いという問題もある。
【０００４】
そのため、超音波診断装置を用いて行われる超音波検査方法に関しては多くの研究がなされている。たとえば、非特許文献１に記載される「「の」の字の２回走査」などはその一例である。この検査方法によれば、予め定められた手順で複数の臓器を観察することで、見落としのない検査を確実に実行できるとしている。このように、超音波診断を確実・迅速に行うための検査方法が研究・開発されているが、それらを習得し、その検査方法通りに検査を行ったか否かについては、やはり操作者個人の技量に任せられている。
【０００５】
従来、手本となる超音波画像データ（以下では、「典型画像」という。）を予め記憶手段に格納し、この典型画像の読み出し制御を行ない、典型画像と現在生成している超音波画像とを並べて表示することにより、医師や検査技師などの操作者（以下では、単に「操作者」という。）は超音波プローブの位置や向きを調整して典型画像に現在の超音波画像を近づけることで、所望の超音波画像を生成することができる技術（例えば、特許文献１参照。）が提案されている。これにより、超音波診断のための時間を短縮し操作者の作業負担を軽減できる。
【０００６】
また、被検者に対して現時点で生成している超音波画像をモニタの画面内に半透明に表示するとともに、同一被験者に対する前回の検査で収集された超音波画像を参照画像として同一画面内に表示する技術（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。これにより、操作者は現在の超音波画像が参照画像とほぼ完全に重なるように超音波プローブの位置や向きを調整し、さらにマッチング度合いが最良になるように微調整を行うことで、所望の超音波画像を生成することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−１８７２４４号公報
【特許文献２】特開２００４−３０５３７７号公報
【非特許文献１】腹部エコーの実学
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１及び特許文献２の技術では、被検体のどの場所にどのような向きで超音波プローブをあてるのかといった大まかな位置が分からないため、典型画像又は参照画像（以下では、２つの画像をまとめて「参照画像」ということもある。）に近づけるためには超音波プローブをあてるおおよその位置を操作者が把握している必要がある。さらに、上述の様々な超音波検査方法を行うには、一連の検査において様々な位置に超音波プローブをあてる必要があり、その全てを操作者が把握しなくてはならない。そのため、上述の技術を用いても操作者の技術に依存する部分は大きく、未熟な操作者が適切な超音波画像を取得することは困難であり、時間がかかる作業になってしまう。
【０００９】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、検査の目的に対応する超音波プローブの被検体上の適切な位置を検査項目の種類及び検査の進捗に合わせて表示する超音波診断装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の超音波診断装置は、検査項目毎に超音波プローブを被検体にあてる位置を示す見本画像をその検査項目とともに予め記憶する記憶手段と、入力された検査項目を基に、前記記憶手段から前記入力された検査項目に対応する前記見本画像を抽出する指示情報管理手段と、前記見本画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、前記見本画像の表示後に、前記見本画像に示される位置にあてられた前記超音波プローブを介して前記被検体に向けて超音波を送受信することで前記被検体の観察部位を走査する送受信手段と、前記走査によって受信された超音波を基に超音波画像を生成する超音波画像生成手段と、前記超音波プローブの動作状態を前記超音波画像における輝度値に基づいて判断することで、前記検査項目に係る検査が終了したことを判断するプローブ動作判定手段と、を備え、前記表示制御手段は、前記生成された超音波画像を前記表示手段に表示させ、前記指示情報管理手段は、複数の異なる前記検査項目を一連とした検査手順の実行命令を受けた場合、前記プローブ動作判定手段が１つの前記検査項目に係る検査が終了したと判断すると、指示された次の前記検査項目に対応する前記見本画像を抽出する、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の超音波診断装置によると、特定の検査項目の検査を行う前に、該検査項目に対応する超音波プローブの被検体上の位置を示す見本画像を表示することができる。これにより、操作者は見本画像を参照することで、これから行う検査項目に係る検査において超音波プローブをあてる位置を確認することができる。そして、操作者は確認した位置に超音波プローブをあてることで、現在行っている検査における所望の超音波画像を容易に生成することが可能となる。
【００１３】
また、所望の超音波画像を生成するための超音波プローブの大まかな位置を探す手間が省けるため、超音波診断に費やす時間を短縮することができる。これにより、患者の検査における負担も軽減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
〔第１の実施形態〕
以下、この発明の第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は本実施形態に係る超音波診断装置の機能を表すブロック図である。
【００１５】
操作者は、表示部１０６及び入力部１０７を備えたユーザインタフェース１０５を使用して、検査種別を入力する。ここで、検査種別とは超音波診断装置で行なう１つ又は複数の観察部位に対する検査を含む一連の検査を指す。この検査種別は本発明における「検査手順」にあたる。検査種別には、例えば、上部腹部スクリーニングなどがある。そして、上部スクリーニングは肝左葉の検査、胃／腹部大動脈の検査、膵頭部の検査、肝右葉の検査、及び総胆管の検査、といった複数の検査項目を含む一連の検査である。そのような検査種別の場合、各検査項目に係る観察部位に対する検査において超音波画像の生成を行うことになる。ここで、観察部位とは患部を発見したり患部を観察したりするなどの検査の対象となっている被検体の一部の部位であり、たとえば肝臓、胃、及び腹部などを指す。以下では、検査種別に含まれる各検査項目に係る検査、すなわち観察部位毎に行われる検査を「個別検査」という。この個別検査は具体的には対象となる観察部位を走査することで超音波画像を生成するものである。操作者は、被検体の観察部位を走査しその観察部位における超音波画像を生成するため、超音波プローブ１０１を被検体の所望の位置にあてる。操作者は、超音波プローブ１０１をあてる位置、超音波プローブ１０１を押す力、及び超音波プローブ１０１をあてる角度などを変更することで生成する超音波画像を変更することができる。そして、超音波の放出には各観察部位を走査するための適切な超音波プローブ１０１をあてる場所、押す力、あてる角度などが存在する。そこで、操作者は、観察部位の所望の方向に超音波が放出されるよう超音波プローブ１０１をあてる場所、押す力、あてる角度などを調整する必要がある。
【００１６】
超音波プローブ１０１は超音波振動子（不図示）を有する。超音波プローブ１０１は、送受信部１０２から送られてきたパルス電流を超音波振動子で超音波に変換する。超音波プローブ１０１は、該超音波を被検体の観察部位に向けて送信する。さらに、超音波プローブ１０１は、被検体内の臓器などの組織で反射した超音波（以下では、「超音波エコー」という。）を超音波振動子で受信する。超音波プローブ１０１は、超音波振動子で受信した超音波エコーを電気信号（以下では、「エコー信号」という。）に変換する。超音波プローブ１０１は超音波エコーを変換した電気信号を送受信部１０２へ出力する。
【００１７】
送受信部１０２は、送信部と受信部を備え、統括制御部１０８からの制御に基づき、各超音波振動子に所定の遅延を与えたタイミングでパルス電流を供給する。超音波の送信周波数は統括制御部１０８からの制御により変更が可能となっている。送受信部１０２は、超音波振動子から入力されたエコー信号を増幅し所定の遅延などを与えた後、画像生成部１０３へ出力する。この送受信部１０２が本発明における「送受信手段」にあたる。
【００１８】
画像生成部１０３は、送受信部１０２から入力されたエコー信号にＢモード処理などを施し超音波画像を生成する。この画像生成部１０３が本発明における「超音波画像生成手段」にあたる。Ｂモード処理とは以下の処理である。画像生成部１０３は、送受信部１０２から入力されたエコー信号を対数増幅する。さらに、画像生成部１０３は、対数増幅されたエコー信号について包絡線を検波する。包絡線検波とは、超音波周波数成分を除去して振幅のみを検出するものである。さらに、画像生成部１０３は、検波されたエコー信号の信号強度が輝度の明るさで表現されるデータを生成する。さらに、画像生成部１０３が有するＤＳＣ（Ｄｅｇｉｔａｌ  Ｓｃａｎ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）によりラスタデータであるエコー信号を通常のモニタ上で表示できるように、直交座標系のデータに変換する。これにより、エコー信号の強度を輝度により表したＢモード画像が生成される。そして、画像生成部１０３は、生成したＢモード画像（超音波画像）のデータを表示制御部１０４へ出力する。また、画像生成部１０３は、生成した画像を記憶部（不図示）に記憶させておく。
【００１９】
さらに、画像生成部１０３は、生成した超音波画像の各点（例えば、各画素毎）における輝度値を、統括制御部１０８を介してプローブ動作判定部１０９へ出力する。
【００２０】
統括制御部１０８は、各機能部の動作及びその動作のタイミングなどを統括制御する。また、各機能部間の情報のやり取りは統括制御部１０８を介して行われることがあるが、説明の都合上機能部間で直接情報のやり取りを行っているよう説明する場合がある。
【００２１】
観察指示記憶部１１３は、ハードディスクやメモリなどの記憶装置である。この観察指示記憶部１１３が本発明における「記憶手段」にあたる。観察指示記憶部１１３は、予め図２に示すような検査種別とその検査種別に含まれる個別検査の順番を記載した検査種別テーブル２００を記憶している。この検査種別テーブル２００には、例えば一連の検査である検査種別（例えば、「上部腹部スクリーニング２０１」）に対して、複数の個別検査２１０が対応している。そして、検査種別テーブル２００には、各検査種別で行われる個別検査の順番に、各検査種別に対応する各個別検査２１０の識別情報が記載させられている。具体的には、例えば検査種別が「上部腹部スクリーニング」２０１（検査種別の名称）の場合、図２に示すように、肝左葉を観察部位とする個別検査が１番目であり識別情報が「＃１」、胃／腹部大動脈を観察部位とする個別検査が２番目であり識別情報が「＃２」、膵頭部を対象部位とする個別検査が３番目であり識別情報が「＃３」、肝右葉を観察部位とする個別検査が４番目であり識別情報が「＃４」、総胆管を観察部位とする個別検査が５番目であり識別情報が「＃５」、といったように、順番に各個別検査の識別情報が記載されている。ここで、観察する観察部位がわかりやすいように各個別検査のとこに観察部位も記載してもよい。また、本実施形態では、わかりやすいように個別検査の識別情報を個別検査が行われる順番と一致させているが、この識別情報は他のものと区別できるものであれば文字でも記号でもよい。
【００２２】
また、観察指示記憶部１１３は、各個別検査において被検体にあてる超音波プローブ１０１の適切な位置を表わす見本画像を記憶している。具体的には、見本画像は、後述するようにモデルの被検体の画像上に超音波プローブ１０１をあてる位置を示した画像である。各個別検査におけるさらに、観察指示記憶部１１３は、各個別検査において生成される典型的な超音波画像である典型画像を記憶している。
【００２３】
さらに、観察指示記憶部１１３は、図３に示すような検査種別毎の各個別検査における、観察部位３０１、見本画像３０２、典型画像３０３、及び留意事項３０４、の対応が記載された指示情報対応テーブル３００を記憶している。図３は、上部腹部スクリーニングに対応する指示情報対応テーブルを表す一例の図である。留意事項とは、各個別検査において、検査の対象とする観察部位の観察において留意すべき事項やなどのデータである。
【００２４】
指示情報管理部１１０は、検査フロー管理部１１１及び観察指示提示部１１２で構成されている。指示情報管理部１１０は、これから行う検査に対応した各種情報、見本画像、典型画像、及び留意事項を抽出する機能部である。この指示情報管理部１１０が本発明における「指示情報管理手段」にあたる。
【００２５】
観察指示提示部１１２は、検査フロー管理部１１１から、入力された検査種別である「上部腹部スクリーニング」の識別情報及び個別検査の識別情報（本実施形態では上述の番号）の入力を受ける。観察指示提示部１１２は、入力された検査種別である「上部腹部スクリーニング」の識別情報を基に、観察指示記憶部１１３を検索し入力された検査種別に対応する指示情報対応テーブル３００を抽出する。
【００２６】
さらに、観察指示提示部１１２は、入力された個別検査の識別情報を基に、抽出した指示情報対応テーブル３００を検索し、入力された個別検査に対応する、観察部位３０１の名前、見本画像３０２の識別情報、典型画像３０３の識別情報、及び留意事項３０４を抽出する。例えば１つの個別検査である「肝左葉を観察部位とした検査」を表す識別情報の「＃１」が入力されると、観察指示提示部１１２は、観察部位３０１として「肝左葉」、見本画像３０２の識別情報として「Ａ１」、典型画像３０３の識別情報として「Ｂ１」、留意事項３０４として「肝の萎縮の有無、肝の凹凸の有無、胆嚢壁の肥厚」を抽出する。
【００２７】
観察指示提示部１１２は、抽出した見本画像３０２の識別情報「Ａ１」を基に観察指示記憶部１１３を検索し、入力された個別検査に対応する見本画像を抽出する。
【００２８】
観察指示提示部１１２は、抽出した典型画像３０３の識別情報「Ｂ１」を基に観察指示記憶部１１３を検索し、入力された個別検査に対応する典型画像を抽出する。
【００２９】
観察指示提示部１１２は、抽出した、観察部位の名前「肝左葉」、識別情報「Ａ１」の見本画像、識別情報「Ｂ１」の典型画像、及び留意事項「肝の萎縮の有無、肝の凹凸の有無、胆嚢壁の肥厚」を表示制御部１０４へ出力する。以下ではこれらの情報をまとめて「指示情報」という。
【００３０】
操作者が検査開始の入力を行ったときに、検査フロー管理部１１１は、統括制御部１０８から検査種別として「上部腹部スクリーニング２０１」の識別情報の入力を受ける。検査フロー管理部１１１は、入力された検査種別の識別情報を基に、観察指示記憶部１１３に記憶されている検査種別テーブル２００を検索する。検査フロー管理部１１１は、検査種別テーブル２００に記載されている上部腹部スクリーニング２０１に対応する個別検査２１０の中で１番目の個別検査２１０である肝左葉を観察部位とする個別検査２１０の識別情報を抽出する。ここでは、識別情報は順番を表す「＃１」である。検査フロー管理部１１１は、抽出した識別情報「＃１」を観察指示提示部１１２へ出力する。そして、検査フロー管理部１１１は、観察指示提示部１１２に出力した観察部位を肝左葉とする個別検査２１０の識別情報「＃１」を記憶しておく。
【００３１】
識別情報が「＃１」の個別検査である肝左葉の検査の見本画像が表示され、実際に操作者が被検体に超音波プローブ１０１をあて、画像が生成された後、検査フロー管理部１１１は、プローブ動作判定部１０９から入力された「＃１」の肝左葉の検査終了の通知を受ける（ここで個別検査終了とは、特定の観察部位に対する検査が終わり次の観察部位に対する走査に移っていることを意味する。）と、検査種別テーブル２００を検索し上部腹部スクリーニングの次の個別検査２１０の識別情報を抽出する。例えば、一つ前に観察指示提示部１１２へ観察部位を肝左葉とする個別検査２１０の識別情報「＃１」を入力している場合、検査フロー管理部１１１は次の個別検査である観察部位を胃／腹部大動脈とする個別検査２１０の識別情報「＃２」を抽出する。検査フロー管理部１１１は、抽出した識別情報「＃２」を観察指示提示部１１２に出力する。ここで、本実施形態では、検査種別テーブル２００に個別検査が行われる順に記載されているため、検査フロー管理部１１１は、現在記憶している個別検査２１０の識別情報を基に検査種別テーブル２００を参照し記憶している個別検査２１０の一つ下の個別検査２１０を次の個別検査２１０と判断している。こうすることで、例えば途中の個別検査２１０が削除された場合にも、その削除された個別検査２１０を飛ばして次の個別検査２１０を抽出することができる。ただし、これは、他の方法でも良く、例えば識別情報が連番になっており途中の走査が削除されることがない場合などは、単に記憶している番号に１を加えた番号を次の番号としてもよい。
【００３２】
プローブ動作判定部１０９はメモリなどの記憶部を有する。プローブ動作判定部１０９は、検査項目毎に取得された超音波のデータに基づいて画像生成部１０３が生成した超音波画像の所定点（例えば、ドット毎）における輝度値の入力を受ける。本実施形態では超音波画像上のすべての点について輝度値を取得する。これは、比較可能な部分であれば超音波画像の一部でもよい。プローブ動作判定部１０９は１フレーム毎に各点の輝度値を記憶する。ここで、１フレームとは１回の走査によって生成される超音波画像のことを指し、画像生成部１０３は数十枚の超音波画像、即ち数十フレームの超音波画像を生成することができる。この一秒間に生成されるフレーム数をフレームレートという。本実施形態では２０フレーム／秒のフレームレートとする。
【００３３】
プローブ動作判定部１０９は、記憶したフレームの超音波画像の各点の数を輝度値毎に集計し、図４（Ａ）に示すグラフ４０１のような、縦軸を画素頻度（集計した画素の数）とし、横軸を最大輝度が１となるように規格化した輝度値とした輝度情報グラフを作成する。この画素頻度が本発明における「輝度値の分布」にあたる。図４（Ａ）は輝度情報グラフの一例の図であり、図４（Ｂ）は輝度情報グラフの他の例の図である。プローブ動作判定部１０９は作成した輝度情報グラフを記憶していく。
【００３４】
プローブ動作判定部１０９は、現在のフレームに対応する輝度情報グラフと１０フレーム前の輝度情報グラフを比較する。ここで、比較とは現在のフレームに対応する輝度情報グラフの各輝度値での画素頻度と対応する１０フレーム前の輝度情報グラフの各輝度値での画素頻度との差を計算することを指す。プローブ動作判定部１０９は、まだ１０フレーム前の超音波画像が存在しない場合、すなわち超音波画像の生成が開始されてから１フレームから１０フレームまでの間は比較を行わない。ここで、近接する時間のフレームを比較した場合差が小さいため違いを判定することが困難となり、また、乖離した時間のフレームを比較した場合当然に違ってしまうことが多くなり類似を判定することが困難になってしまう。そこで、超音波プローブ１０１が大きく移動した場合、１０フレームの時間があれば輝度情報グラフの違いが十分に現れると考えられるため。本実施形態では１０フレーム前としているが、このフレーム数は使用環境に合わせて設定することが好ましい。次に輝度情報グラフの比較方法を具体的に説明する。
【００３５】
プローブ動作判定部１０９は、現在のフレームに対応する輝度情報グラフと１０フレーム前の輝度情報グラフとの各輝度における画像頻度の閾値として３０（単位は画素の数）を記憶している。さらに、プローブ動作判定部１０９は、輝度情報グラフにおける輝度値のうちの閾値を超えた輝度値が占める割合の閾値として３０％を記憶している。プローブ動作判定部１０９はこの画像頻度の閾値及び割合の閾値により超音波プローブ１０１が特定の観察部位を走査中か次の観察部位に向けて移動しているかを判断する。さらに、プローブ動作判定部１０９は、内部にタイマーを持っている。そして、プローブ動作判定部１０９は、時間の閾値として１０秒を記憶している。プローブ動作判定部１０９は、この時間の閾値により特定の観察部位の走査、すなわち特定の個別検査を開始したか否かを判断する。
【００３６】
プローブ動作判定部１０９は、現在のフレームに対応する輝度情報グラフと１０フレーム前の輝度情報グラフとの各輝度における画像頻度を比較していく。そして、プローブ動作判定部１０９は、各輝度値において記憶している画像頻度の閾値である３０を超えているか否かを判定する。そして、それぞれの輝度における判断を終えた後、プローブ動作判定部１０９は、閾値を超えた輝度値が全体に占める割合を算出する。
【００３７】
プローブ動作判定部１０９は、算出した閾値を超えた輝度値が全体に占める割合が記憶している割合の閾値である３０％を超えているか否かを判断する。操作者は、検査を開始して最初の観察部位の観察を始める場合及び現在観察している観察部位から次の観察部位の観察に移る場合、超音波プローブ１０１を目的の観察部位まで超音波プローブ１０１を移動させる必要がある。そして、超音波プローブ１０１が移動している場合は、超音波を放出する方向が現在のフレームと１０フレーム前とでは異なるため超音波が反射する位置が異なる。そのため、超音波プローブ１０１が移動している場合には、現在の輝度情報グラフと１０フレーム前の輝度情報グラフが大きく異なる。例えば、現在のフレームに対応する輝度情報グラフが図４（Ａ）で示されるグラフ４０１のようなグラフであり、１０フレーム前の輝度情報グラフが図４（Ｂ）で示されるグラフ４０２であるような場合である。そして、現在の輝度情報グラフがグラフ４０１であり、１０フレーム前の輝度情報グラフがグラフ４０２である場合のように、現在の輝度情報グラフと１０フレーム前の輝度情報グラフを比較して、画素頻度の閾値を超える輝度値が全体の３０％以上において発生している場合、超音波プローブ１０１が移動していると判断できる。
【００３８】
これに対し、操作者は、個別検査における所定の位置まで超音波プローブ１０１を移動させた後、観察部位の走査を行う場合には、超音波プローブ１０１の位置を固定させて所望の観察部位の走査を行う。そして、超音波プローブ１０１の位置が固定されている場合は、超音波を放出する方向が１０フレーム前とほぼ同じであり、現在のフレームに対応する輝度情報グラフと１０フレーム前の輝度情報グラフがほぼ同じものになる。具体的には、例えば、現在のフレームに対応する輝度情報グラフ及び１０フレーム前の輝度情報グラフがともにグラフ４０１に近似した輝度情報グラフになるような場合である。そして、現在のフレームに対応する輝度情報グラフと１０フレーム前の輝度情報グラフを比較して、閾値を超える輝度値が全体の３０％以内に収まる場合、超音波プローブ１０１の位置が固定されていると判断できる。
【００３９】
そして、現在のフレームに対応する輝度所法グラフと１０フレーム前の輝度情報グラフとを比較したときのプローブ動作判定部１０９の動作は以下のようになる。
【００４０】
プローブ動作判定部１０９は、算出した閾値を超えた輝度値が全体に占める割合が３０％以内と判定した場合、直前のフレームの比較結果における算出した割合が３０％を超えていたか否かを確認する。直前のフレームの比較結果における算出した割合が３０％を超えている場合には、プローブ動作判定部１０９は自己の有するタイマーによる時間の計測を開始させる。また、直前のフレームの比較結果における算出した割合が３０％以内の場合には、すでに開始しているタイマーによる時間の計測を継続する。そして、プローブ動作判定部１０９は、算出した割合が３０％以内のフレームが１０秒以上続くか否かを判断する。ここで、本実施形態では１０秒以上続いたか否かの判定は、プローブ動作判定部１０９の内部のタイマーによる計測時間を参照することで行える。ただしこれは他の方法でもよく例えば、フレーム数などを用いることもできる。例えばフレームレートが毎秒２０フレームの場合、２００フレーム連続して算出した割合が３０％以内のフレームが続くことで、プローブ動作判定部１０９は算出した割合が３０％以内のフレームが１０秒以上続いたと判断できる。プローブ動作判定部１０９は、算出した割合が３０％以内のフレームが１０秒以上続いた場合には走査開始のフラグを記憶する。
【００４１】
また、プローブ動作判定部１０９は、算出した割合が３０％を超えていると判定した場合、直前のフレームの比較結果における算出した割合が３０％を超えていたか否かを確認する。直前のフレームの比較結果が３０％以内の場合には、プローブ動作判定部１０９は自己の有するタイマーによる時間の計測を終了する。さらに、プローブ動作判定部１０９は、走査開始のフラグを記憶しているか否かを確認する。プローブ動作判定部１０９は、走査開始のフラグを記憶している場合、超音波プローブ１０１が次の観察部位に移動しているという通知、すなわち個別検査終了という通知を検査フロー管理部１１１へ出力する。そして、プローブ動作判定部１０９は、走査開始のフラグを消去する。また、直前のフレームの比較結果における算出した割合が３０％を超えている場合には、そのまま次のフレームの比較に移る。
【００４２】
さらに、プローブ動作判定部１０９は、画像生成部１０３からフレーム毎の超音波画像の各点の輝度情報を取得するので、現在のフレームのフレーム番号を取得できる。フレーム番号とは、その検査で最初に生成されたフレームから現在のフレームまで数えたときのフレームの数である。そこで、プローブ動作判定部１０９は、各個別検査が開始されたフレームのフレーム番号、及び各個別検査が終了したフレームのフレーム番号を超音波診断装置の記憶部におくり、画像生成部１０３が生成した超音波画像と共に記憶させておくという構成も可能である。これにより、操作者はフレーム番号を指定することで、各個別検査の頭出しなどを容易に行うことが可能となる。
【００４３】
以上で説明したプローブ動作判定部１０９が本発明における「プローブ動作判定手段」にあたる。
【００４４】
図５は上部腹部スクリーニングの１番目の個別検査を行っている時の表示画面の一例の図である。表示制御部１０４は、図５に示すような超音波診断用の表示画面のフォーマットを記憶している。表示制御部１０４はこの記憶しているフォーマットに基づいて、表示画面を表示部１０６に表示させる。この表示制御部１０４が本発明における「表示制御手段」にあたる。
【００４５】
そこで、具体的な表示画面の一例を説明する。以下では図５に表示されている各画像及び文字の位置に従って説明する。ただし、この配置は一例であり、実際にはどの位置にどの情報が表示されてもよい。表示制御部１０４は、表示画面の左上の部分に統括制御部１０８から入力された操作者名５０１、患者名５０２、性別５０３、及び年齢５０４を表示する。また、表示制御部１０４は、画像生成部１０３から入力された超音波画像５０５を表示画面の左下に表示する。上述のようにこの画像は、診察のために現在生成されている画像（リアルタイム画像）である。また、表示制御部１０４は、表示画面の右上に観察指示提示部１１２から入力された検査種別５０６、ここでは「上部腹部スクリーニング」、及び現在走査している観察部位である現観察部位５０７とその個別検査の番号、ここでは「１．肝左葉」表示する。さらにその下に、表示制御部１０４は、観察指示提示部１１２から入力された見本画像５１０を表示する。見本画像５１０は、上述のように、現在行っている個別検査において被検体上の超音波プローブ１０１をあてる位置を表す画像である。具体的には、見本画像５１０は図５に示すように、被検体のモデルの上に、現在行われている検査種別に含まれる各個別検査における超音波プローブ１０１をあてる位置５１１が表示されており、さらにその表示されている超音波プローブ１０１をあてる位置５１１の上に各個別検査の番号５１２が表示されている。さらに、見本画像５１０には、現在行われている個別検査における超音波プローブ１０１のあてる位置５１１をわかりやすくするために、矢印５１３でその位置が強調されている。さらに、表示制御部１０４は、該見本画像５１０の下に典型画像５０９を表示させる。上述のように典型画像５０９とは、現在の観察部位を走査した時に得られるべき画像の典型例の画像である。
【００４６】
さらに、次の個別検査に移った場合に、はその個別検査に対応する指示情報が表示画面に表示される。例えば、上部腹部スクリーニングにおける２番目の個別検査を行っている場合には図６に示すような表示画面が表示される。図６は上部腹部スクリーニングの２番目の個別検査を行っている時の表示画面の一例の図である。図６に示すように、この２番目の個別検査に対応する見本画像５１０が表示される。この場合の見本画面では、２番目の個別検査で超音波プローブ１０１をあてる位置が、矢印５１３で強調されている。
【００４７】
次に、図７を参照して本実施形態にかかる超音波診断装置における表示画面の作成及び表示の流れを説明する。図７は、本実施形態にかかる超音波診断装置における表示画面の作成及び表示のフローチャートの図である。
【００４８】
ステップＳ００１：操作者は、ユーザインタフェース１０５を使用して検査種別を入力し、さらに、検査開始の命令を入力する。
【００４９】
ステップＳ００２：検査フロー管理部１１１は、統括制御部１０８を介して入力された検査種別を基に、観察指示記憶部１１３に記憶されている検査種別テーブルを検索し、入力された検索種別に含まれる個別検査のうち、最初の個別検査の識別情報を取得する。
【００５０】
ステップＳ００３：観察指示提示部１１２は、検査フロー管理部１１１から入力された個別検査の識別情報を基に、観察指示記憶部１１３に記憶されている指示情報対応テーブルを検索し、観察部位、見本画像のＩＤ、典型画像のＩＤ、及び留意事項を取得する。
【００５１】
ステップＳ００４：観察指示提示部１１２は、見本画像のＩＤ及び典型画像のＩＤを基に、観察指示記憶部１１３を検索し、見本画像及び典型画像を取得する。
【００５２】
ステップＳ００５：観察指示提示部１１２は、取得した観察部位、見本画像、典型画像、及び留意事項などの指示情報を、統括制御部１０８を介して表示制御部１０４に送信する。
【００５３】
ステップＳ００６：検査フロー管理部１１１は、プローブ動作判定部１０９から個別検査終了の通知を受信しているか否かを判断する。受信している場合にはステップＳ００７に進む。受信していない場合には、個別検査終了の通知を受信するまで待機する。
【００５４】
ステップＳ００７：検査フロー管理部１１１は、記憶している検査種別及び現在の所定部位検査の識別情報を基に、観察指示記憶部１１３に記憶されている検査種別テーブルを検索し、次の個別検査の有無を判断する。次の個別検査があればステップＳ００８に進む。次の個別検査がなければすべての個別検査が終了したとして、指示情報の取得および送信を終了する。
【００５５】
ステップＳ００８：検査フロー管理部１１１は、記憶している検査種別及び現在の所定部位検査の識別情報を基に、観察指示記憶部１１３に記憶されている検査種別テーブルを検索し、次の個別検査の識別情報を取得する。
【００５６】
ステップＳ００９：検査開始の入力を受けて、送受信部１０２は、超音波プローブ１０１を介して超音波の送受信を行う。
【００５７】
ステップＳ００１０：画像生成部１０３は、送受信部１０２から入力された超音波エコーのデータを基に、超音波画像を生成する。
【００５８】
ステップＳ００１１：表示制御部１０４は、記憶しているフォーマットに基づいて、画像生成部１０３で生成された超音波画像、及び観察指示提示部１１２から入力された指示情報を使用して表示画面を作成する。
【００５９】
ステップＳ０１２：表示制御部１０４は、作成した表示画面を表示部１０６に表示させる。
【００６０】
次に、図８を参照して本実施形態にかかる超音波診断装置におけるプローブ動作の判定の流れを説明する。ここで、図８は本実施形態にかかる超音波診断装置におけるプローブ動作の判定のフローチャートの図である。
【００６１】
ステップＳ１０１：画像生成部１０３は、送受信部１０２から入力された超音波エコーのデータを基に、超音波画像を生成する。（このステップは図７のステップＳ００１と同様のステップである。）
【００６２】
ステップＳ１０２：プローブ動作判定部１０９は、画像生成部１０３から生成した超音波画像の各点における輝度値の情報を取得する。
【００６３】
ステップＳ１０３：プローブ動作判定部１０９は、取得した超音波画像の各点における輝度値を基に、該超音波画像に対応する輝度情報グラフを作成し記憶する。
【００６４】
ステップＳ１０４：プローブ動作判定部１０９は、１０フレーム前の超音波画像の輝度情報グラフと現在の超音波画像の輝度情報グラフの輝度値毎の画素頻度を比較する。プローブ動作判定部１０９は、全部の輝度値のうち閾値を超えた輝度値の割合を算出する。
【００６５】
ステップＳ１０５：プローブ動作判定部１０９は、算出した割合が、割合の閾値を超えているか否かを判断する。割合の閾値以下の場合にはステップＳ１０６に進む。割合の閾値を超えている場合にはステップＳステップＳ１０８に進む。
【００６６】
ステップＳ１０６：プローブ動作判定部１０９は、直前のフレームで行われた比較において閾値を超えた輝度値の割合が、割合の閾値を超えていたか否かを確認する。割合の閾値を超えていた場合にはステップＳ１０７に進む。割合の閾値以下の場合にはステップＳ１０１に戻る。
【００６７】
ステップＳ１０７：プローブ動作判定部１０９は、自己が有するタイマーによって時間計測を開始する。ステップＳ１０１に戻る。
【００６８】
ステップＳ１０８：プローブ動作判定部１０９は、直前のフレームで行われた比較において閾値を超えた輝度値の割合が、割合の閾値を超えていたか否かを確認する。割合の閾値を超えていた場合にはステップＳ１０９に進む。割合の閾値以下の場合にはステップＳ１０１に戻る。
【００６９】
ステップＳ１０９：プローブ動作判定部１０９は、自己が有するタイマーによる時間の計測を終了する。
【００７０】
ステップＳ１１０：プローブ動作判定部１０９は、計測した時間が、時間の閾値を超えているかを判断する。時間の閾値を超えている場合にはステップＳ１１１に進む。時間の閾値以下の場合にはステップＳ１０１に戻る。
【００７１】
ステップＳ１１１：プローブ動作判定部１０９は、検査フロー管理部１１１に個別検査終了の通知を行う。図７のステップＳ００６おいて、検査フロー管理部１１１はこのステップＳ１１１で発せられた通知を受信したか否かを判断する。
【００７２】
ここで、本実施形態ではより容易に所望の超音波画像を取得するため、典型画像を超音波画像と共に表示しているが、個別検査における超音波プローブをあてる大まかな位置を把握だけであれば典型画像を表示しなくてもよい。
【００７３】
また、本実施形態では、検査をより効率よく行うため、現在の観察部位、患者の情報、留意事項などを超音波画像と共に表示しているが、それらの情報は表示しなくてもよい。
【００７４】
以上で説明したように、本実施形態にかかる超音波診断装置においては、現在行っている個別検査に対応する見本画像を、現在生成されている超音波画像と共に表示画面に表示することができる。そのため、操作者は観察部位の走査を行うときに見本画像により被検体のどの位置に超音波プローブをあてればよいかという大まかな位置を把握できる。そして、操作者はその位置に超音波プローブをあてることで容易に典型画像に近い超音波画像を取得することができる。
【００７５】
さらに、本実施形態に係る超音波診断装置では超音波画像と共に典型画像が表示されているため、操作者は見本画像が示す位置で大まかな超音波プローブの大まかな位置を把握した後に、典型画像に近づけるように超音波プローブの位置の調整を行うことで、より一層典型画像に近い画像、すなわちその検査で必要とされる画像を取得することが可能となる。
【００７６】
〔第２の実施形態〕
以下、この発明の第２の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置は、個別検査終了の判断方法が第１の実施形態と異なるものである。そこで、以下ではプローブ動作判定部による個別検査終了の判断について主に説明する。本実施形態に係る超音波診断装置の構成も図１に示すブロック図と同様の構成である。
【００７７】
プローブ動作判定部１０９は、輝度値の閾値として３０、割合の閾値として３０％、時間の閾値として１０秒、を記憶している。
【００７８】
さらに、プローブ動作判定部１０９は、超音波画像の中で輝度重心が移動する画像領域の範囲の閾値として半径５ｃｍの円と記憶している。これは、後で説明するように輝度重心の移動領域を規定する閾値である。
【００７９】
プローブ動作判定部１０９は、画像生成部１０３から現在表示されている超音波画像の各点の輝度値の入力を受ける。プローブ動作判定部１０９は、入力された各点の輝度値の閾値を記憶する。
【００８０】
プローブ動作判定部１０９は、各点の輝度値を基に、入力された超音波画像に対応する輝度情報グラフを作成する。
【００８１】
さらに、プローブ動作判定部１０９は、各点の輝度値を基に、入力された超音波画像における輝度重心を算出する。
【００８２】
プローブ動作判定部１０９は、フレーム毎に超音波画像の輝度重心を算出し、記憶していく。
【００８３】
プローブ動作判定部１０９は、１０フレーム前の画素頻度と現在の画素頻度を比較して閾値を超える輝度値が全体の３０％以下のフレームが１０秒以上続くと、個別検査が開始されていると判断する。
【００８４】
プローブ動作判定部１０９は、個別検査が開始されたと判断した後、記憶している輝度重心を参照し、該個別検査で取得される超音波画像の輝度重心のうちいずれかを基準の輝度重心とする。本実施形態では、閾値を超える輝度値が全体の３０％以下のフレームが続く時間計測のタイマーが開始された時の超音波画像の輝度重心を基準の輝度重心とする。これは、例えばタイマーが開始されてから１０秒後、すなわち個別検査が開始されていると判断できるときのフレームの超音波画像の輝度重心を基準の輝度重心とするなどしてもよい。
【００８５】
そして、個別検査が開始されたと判断した後、１０フレーム前の画素頻度と現在の画素頻度を比較して閾値を超える輝度値が全体の３０％を超えた場合、プローブ動作判定部１０９は、現在の輝度重心を基準の輝度重心と比較する。そして、プローブ動作判定部１０９は、現在の輝度重心と基準の輝度重心との距離が上述の輝度重心が移動する画像領域の範囲の閾値である５ｃｍを超えている場合、個別検査の終了を検査フロー管理部１１１へ出力する。
【００８６】
次に、図９を参照して  、本実施形態に係るプローブ動作判定部１０９における個別検査終了の判断の流れを説明する。図９は本実施形態に係るプローブ動作判定部１０９における個別検査終了の判断のフローチャートの図である。
【００８７】
ステップＳ２０１：画像生成部１０３は、送受信部１０２から入力された超音波エコーのデータを基に、超音波画像を生成する。（このステップは図７のステップＳ００１と同様のステップである。）
【００８８】
ステップＳ２０２：プローブ動作判定部１０９は、画像生成部１０３から生成した超音波画像の各点における輝度値の情報を取得する。
【００８９】
ステップＳ２０３：プローブ動作判定部１０９は、取得した超音波画像の各点における輝度値を基に、該超音波画像に対応する輝度情報グラフを作成し記憶する。
【００９０】
ステップＳ２０４：プローブ動作判定部１０９は、取得した超音波画像の各点における輝度値を基に、該超音波画像に対応する輝度重心を算出し記憶する。
【００９１】
ステップＳ２０５：プローブ動作判定部１０９は、１０フレーム前の超音波画像の輝度情報グラフと現在の超音波画像の輝度情報グラフの輝度値毎の画素頻度を比較する。プローブ動作判定部１０９は、全部の輝度値のうち閾値を超えた輝度値の割合を算出する。
【００９２】
ステップＳ２０６：プローブ動作判定部１０９は、算出した割合が、割合の閾値を超えているか否かを判断する。割合の閾値以下の場合にはステップＳ２０７に進む。割合の閾値を超えている場合にはステップＳステップＳ２０９に進む。
【００９３】
ステップＳ２０７：プローブ動作判定部１０９は、直前のフレームで行われた比較において閾値を超えた輝度値の割合が、割合の閾値を超えていたか否かを確認する。割合の閾値を超えていた場合にはステップＳ２０８に進む。割合の閾値以下の場合にはステップＳ２０９に進む。
【００９４】
ステップＳ２０８：プローブ動作判定部１０９は、自己が有するタイマーによって時間の計測を開始する。このステップの後ステップＳ２０１に戻る。
【００９５】
ステップＳ２０９：プローブ動作判定部１０９は、自己が有するタイマーによって計測されている時間が時間の閾値を超えているかを判断する。時間の閾値を超えている場合にはステップＳ２１０に進む。時間の閾値以下の場合にはステップＳ２０１に戻る。
【００９６】
ステップＳ２１０：プローブ動作判定部１０９は、既に基準の輝度重心を設定しているか否かを判断する。未だ決定していない場合にはステップＳ２１１に進む。すでに設定している場合にはステップＳ２０１に戻る。
【００９７】
ステップＳ２１１：プローブ動作判定部１０９は、自己が記憶している輝度重心を参照し、タイマーが時間計測を開始した時の超音波画像における輝度重心を基準の輝度重心と設定する。
【００９８】
ステップＳ２１２：プローブ動作判定部１０９は、直前のフレームで行われた比較において閾値を超えた輝度値の割合が、割合の閾値を超えていたか否かを確認する。時間の閾値を超えていた場合にはステップＳ２１３に進む。時間の閾値以内の場合にはステップＳ２０１に戻る。
【００９９】
ステップＳ２１３：プローブ動作判定部１０９は、自己が有するタイマーによる時間計測を終了する。
【０１００】
ステップＳ２１４：プローブ動作判定部１０９は、計測した時間が、時間の閾値を超えているかを判断する。時間の閾値を超えている場合にはステップＳ２１５に進む。時間の閾値以下の場合にはステップＳ２０１に戻る。
【０１０１】
ステップＳ２１５：プローブ動作判定部１０９は、現在の輝度重心と基準の輝度重心との距離が閾値を超えているかを判断する。閾値を超えている場合にはステップＳ２１６に進む。時間の閾値以下の場合にはステップＳ２０１に戻る。
【０１０２】
ステップＳ２１６：プローブ動作判定部１０９は、検査フロー管理部１１１に個別検査終了の通知を行う。
【０１０３】
以上で説明したように、本実施形態に係る超音波診断装置においては、プローブ動作判定部は画素頻度が閾値を超える輝度値が全体の所定の割合を超えるとともに、その超音波画像における輝度重心が所定の閾値を超えた時に、個別検査が終了したと判断する。
【０１０４】
〔第３の実施形態〕
以下、この発明の第３の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置は、周期的な運動を行う心臓などの臓器を検査するためのものであり、輝度情報グラフの比較方法が第１及び第２の実施形態と異なるものである。そこで、以下ではプローブ動作判定部による輝度情報グラフの比較について主に説明する。本実施形態に係る超音波診断装置の構成も図１に示すブロック図と同様の構成である。
【０１０５】
心臓のような周期的な運動を行う臓器の場合、生成される超音波画像は刻々と変化し、同じ位置を走査していれば１周期の後、ほぼ同様の超音波画像が生成されることになる。そこで、本実施形態に係るプローブ動作判定部１０９では、現在のフレームに対応する輝度情報グラフと１周期前のフレームに対応する輝度情報グラフとを比較する。以下具体的に説明する。
【０１０６】
プローブ動作判定部１０９は、画像生成部１０３からフレーム毎に超音波画像の各点における輝度値の入力を受ける。
【０１０７】
プローブ動作判定部１０９は、外部の心電計などから心拍を受け取る。プローブ動作判定部１０９は、心電波形のＲ波から現在のフレームまでのフレーム数をカウントし該フレーム数を取得する。プローブ動作判定部１０９は、現在のフレームに対応する輝度情報グラフを記憶するとともに、取得したＲ波から現在のフレームまでのフレーム数を記憶する。
【０１０８】
プローブ動作判定部１０９は、記憶している１つ前の周期における各フレームのＲ波からのフレーム数を検索し、Ｒ波から現在のフレームまでのフレーム数と同じフレーム数を有する１周期前のフレームの輝度情報グラフ（以下では、「１周期前の輝度情報グラフ」という。）を取得する。
【０１０９】
プローブ動作判定部１０９は、現在のフレームに対応する輝度情報グラフと１周期前の輝度情報グラフを比較する。
【０１１０】
プローブ動作判定部１０９は、閾値を超える輝度値が占める割合が３０％以内のフレームが１０秒続くと個別検査が開始されていると判断する。
【０１１１】
プローブ動作判定部１０９は、閾値を超える輝度値が占める割合が３０％以内のフレームが１０秒以上続いた後、閾値を超える輝度値が占める割合が３０％を超えるフレームが現れると、個別検査が終了した通知を観察指示提示部１１２へ出力する。
【０１１２】
また、本実施形態に係るプローブ動作判定部１０９においても、第２の実施形態と同様に輝度重心を用いた判定を併用して超音波プローブ１０１の動作の判定を行ってもよい。
【０１１３】
以上で説明したように、本実施形態に係る超音波診断装置では、１周期前のフレームと現在のフレームとの輝度情報グラフを比較して所定部位走査の開始や終了を判断する。これにより、心臓のように周期的な動きを有する臓器に対する検査においても超音波プローブの動作を判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明に係る超音波診断装置のブロック図
【図２】検査種別テーブルの一例の図
【図３】指示情報対応テーブルの一例の図
【図４】（Ａ）輝度情報グラフの一例の図（Ｂ）輝度情報グラフの他の例の図
【図５】表示画面を説明するための一例の図
【図６】表示画面を説明するための他の例の図
【図７】表示画面作成及び表示のフローチャートの図
【図８】第１の実施形態に係る超音波プローブによるプローブ動作判定のフローチャートの図
【図９】第２の実施形態に係る超音波プローブによるプローブ動作判定のフローチャートの図
【符号の説明】
【０１１５】
１０１  超音波プローブ
１０２  送受信部
１０３  画像生成部
１０４  表示制御部
１０５  ユーザインタフェース
１０６  表示部
１０７  入力部
１０８  統括制御部
１０９  プローブ動作判定部
１１０  指示情報管理部
１１１  検査フロー管理部
１１２  観察指示提示部
１１３  観察指示記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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４】
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