(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平線からの角度である予定穿刺角度に対応するビーム偏向角度を決定する偏向角度決定部と、
組織画像化用の第１ビーム走査と前記ビーム偏向角度に従う穿刺針画像化用の第２ビーム走査とを制御する走査制御部と、
穿刺ガイドを有するグラフィック画像を形成するグラフィック画像形成部と、
前記第１ビーム走査により得られた第１フレームデータと前記第２ビーム走査により得られた第２フレームデータとを合成することにより合成フレームデータを生成する合成部と、
前記合成フレームデータに基づく超音波画像と前記グラフィック画像とを合成することにより表示画像を生成する表示処理部と、
を含み、
前記穿刺ガイドは、
前記予定穿刺角度から定まる基準穿刺経路を表すメインガイドラインと、
前記メインガイドラインに交差し、前記メインガイドラインよりも短いラインであって、前記第２ビーム走査によって形成される第２ビーム走査エリアの縁を表すサブガイドラインと、
を有し、
前記予定穿刺角度が小さくなって前記基準穿刺経路が前記水平線に近付くのに従って且つ前記ビーム偏向角度が小さくなるのに従って、前記サブガイドラインの位置が前記メインガイドラインに沿って深い方へ移動する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１記載の超音波診断装置において、
前記サブガイドラインは前記メインガイドラインに対して直交し、
前記メインガイドラインと前記サブガイドラインの組み合わせが十字架形状又はＴ字形状を構成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の超音波診断装置において、
前記サブガイドラインの両端の座標が、前記基準穿刺経路を基準として定まる推奨穿刺角度範囲の下限及び上限を表す、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項３記載の超音波診断装置において、
前記予定穿刺角度が小さくなって前記基準穿刺経路が水平線に近付くのに従って且つ前記ビーム偏向角度が小さくなるのに近付くに従って、前記サブガイドラインのライン長が大きくなる、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項４記載の超音波診断装置において、
前記予定穿刺角度に対する所定角度の加算及び減算により前記推奨穿刺角度範囲の下限及び上限が定められる、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記第２フレームデータに対して前記穿刺針の像を強調するための強調処理を適用する強調処理部を含み、
前記合成部は、前記強調処理後の第２フレームデータを前記第１フレームデータに合成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
請求項６記載の超音波診断装置において、
前記強調処理はエッジ強調処理を含む、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
超音波を送受波する複数の振動素子からなるアレイ振動子を内蔵した送受波端部を有し、生体表面に当接されるプローブと、
前記送受波端部の一方側で穿刺を行う一方側手技に適合する第１表示モードと前記送受波端部の他方側で穿刺を行う他方側手技に適合する第２表示モードの中から、表示モードを選択するモード選択部と、
を含み、
前記第１表示モードが選択された場合に、前記第１走査制御部が前記ビーム偏向角度として正の角度を設定し、且つ、前記穿刺ガイドとして、一方側上方から他方側下方へ傾斜したメインガイドラインを有する順傾斜型穿刺ガイドが表示され、
前記第２表示モードが選択された場合に、前記第１走査制御部が前記ビーム偏向角度として負の角度を設定し、且つ、前記穿刺ガイドとして、他方側上方から一方側下方へ傾斜したメインガイドラインを有する逆傾斜型穿刺ガイドが表示される、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記表示処理部は、反転指示が入力された場合に、前記超音波画像及び前記グラフィック画像を左右に反転させる、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記予定穿刺角度を可変するための入力部を含み、
前記超音波画像としてリアルタイム断層画像が表示され、
前記予定穿刺角度の変更に従って前記第２ビーム走査におけるビーム偏向角度及び前記穿刺ガイドの表示態様がリアルタイムで更新される、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
当該超音波診断装置は、穿刺針を機械的に案内する穿刺アダプタを用いずにフリーハンドで穿刺を行う場合に使用される装置である、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波診断装置に関し、特に、フリーハンド穿刺を支援するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
穿刺術あるいは穿刺手技（以下、単に「穿刺」という。）は、薬剤注入、組織採取等のために、体表を介して穿刺針を体内へ挿入するものである。腫瘍の焼灼等の目的で、そのような穿刺が実施されることもある。穿刺に際して、穿刺針の先端とターゲット組織との位置関係を確認するために、超音波診断が利用される。すなわち、断層画像上における穿刺針像を確認しながら穿刺針が差し込まれる。穿刺方式としては、プローブに対して針溝を有する穿刺アダプタを装着してその穿刺アダプタによって穿刺針を案内させる「機械的案内方式」と、そのような器具を利用せずに手で穿刺針を保持して自由に穿刺を行う「フリーハンド方式」と、がある。いずれの方式でも、ビーム走査面内に穿刺経路が属するように穿刺針の進行方向が定められる。
【０００３】
ところで、電子リニア走査には、非偏向走査と偏向走査とがある。非偏向走査においては、超音波ビームを偏向させず、つまりビーム偏向角度０度で（振動子の送受波面に直交する方位に）、超音波ビームが形成され、また、そのような垂直の超音波ビームが電子的に走査される。このような非偏向走査の場合、１走査ごとに矩形のビーム走査エリアが形成され、それに対応する断層画像（非偏向走査画像）が形成される。
【０００４】
一方、偏向走査においては、超音波ビームが所望の偏向角度をもって傾けられ、そのような傾斜した超音波ビームが電子的に走査される。そのような偏向走査の場合、１走査ごとに、通常、平行四辺形のビーム走査面が形成され、それに対応する断層画像（偏向走査画像）が形成される。画質改善のために、例えば、非偏向走査によって形成されるフレームデータと、正の偏向角度をもった偏向走査によって形成されるフレームデータと、負の偏向角度をもった偏向走査によって形成されるフレームデータと、を合成して合成フレームデータを生成し、それに基づいて断層画像を形成する技術（空間コンパウンド法）も知られている。その場合、通常、個々の偏向走査フレームデータの内で非偏向走査フレームデータからはみ出る三角形の部分が切り取られ、非偏向走査時の断層画像と同じ矩形の形状をもった断層画像が形成される。その断層画像は、非偏向走査エリアと２つの偏向走査エリアが重合された中央サブエリアと、非偏向走査エリアと１つの偏向走査エリアが重合された右側及び左側サブエリアと、からなるものである。なお、超音波ビームが扇状に走査されるコンベックス走査等においても上記空間コンパウンド法が適用される場合がある。
【０００５】
ところで、穿刺針の軸方向（穿刺方向）と超音波ビームとの間の交差角度によって断層画像上での穿刺針像の現れ方が大きく変化する。一般に、交差角度が直角になった場合に穿刺針からのエコーの強度がもっとも大きくなり、そのような場合に断層画像上で穿刺針像がもっとも良く現れる。よって、穿刺を行う場合、穿刺経路に対してビーム方向が直交するようにビーム偏向角度を設定した上で偏向走査を実行するのが望ましい。その一方、組織の画像化のためには、あるいは、通常通りの矩形の断層画像を形成するためには、非偏向走査を実行するのが望ましい。このような観点から、穿刺時において、非偏向走査と偏向走査とを交互に繰り返して、合成フレームデータに基づく断層画像を順次表示することが行われている。
【０００６】
特許文献１には、穿刺を行う場合に利用される超音波診断装置が開示されている。かかる超音波診断装置において、プローブには穿刺アダプタが装着され、その穿刺アダプタの種類から穿刺角度が特定されている。その穿刺角度に基づいて穿刺経路に直交するように超音波ビームの偏向角度が設定されている。すなわち、傾斜状態にある超音波ビームが電子的に走査されている。これにより組織像と穿刺針像とを含む断層画像が画面上に表示される。その画面上には穿刺経路を表すガイドラインも含まれている。しかし、この特許文献１に記載された超音波診断装置においては、穿刺時において偏向走査画像しか表示されない。特許文献１には、空間コンパウンド法に基づく合成画像の利用については開示されておらず、そのような合成画像上に穿刺針像を表す場合において生じる特有の問題及びそれを解決するための構成は認められない。
【０００７】
特許文献２の図５には、非偏向走査画像と偏向走査画像とを合成して合成画像を表示する超音波診断装置が開示されている。前者は組織を明確に表示するためのものであり、後者は穿刺針を明確に表示するためのものである。合成画像によれば、組織と穿刺針の両者を明確に表示することが可能となる。しかし、特許文献２においては、非偏向走査画像（非偏向走査エリア）の形状と偏向走査画像（偏向走査エリア）の形状が相違することにより生じる特有の問題やその問題に対処するための構成については開示されていない。具体的に説明すると、特許文献２において、合成画像は矩形の画像であり、それは両画像により構成される重合サブエリアと、非偏向走査画像だけで構成される非重合サブエリアと、からなる。非重合サブエリアにおいては、通常、穿刺針は明瞭に表示されない。よって、穿刺に先立って、ターゲット組織を重合サブエリア内に位置させて、非重合サブエリアにまで穿刺針を到達させないようにするのが望ましいが、重合サブエリアと非重合サブエリアの境界は合成画像上、必ずしも明確ではない。特許文献２においてはその境界を明示するための構成は記載されていない。
【０００８】
特許文献２の図５に示される構成においては、穿刺アダプタが利用されており（機械的案内方式が採用されており）、穿刺角度は穿刺前から定まっている。常に一定の穿刺経路が形成される。この場合、偏向角度は常に一定であるから、境界の位置も変動せず、境界の位置を検査ごとにユーザーに意識させる必要性は低い。あるいは、合成画像中においては重合サブエリアが支配的になるように、穿刺角度（つまり偏向角度）を定めておけば、ほとんどの場合にターゲット組織が重合サブエリア内に位置することになるので、上記のような問題が生じる可能性は低い。
【０００９】
これに対して、フリーハンド方式の場合、特に、偏向角度を自由に選択可能なフリーハンド方式の場合、境界の位置は検査ごとに変化し得るし、そもそも画面上で偏向角度を認識することが困難である。仮に穿刺ガイドラインが表示されても、穿刺方向の目安を得られるだけで、重合サブエリアの縁（上記の境界）を特定することは容易ではない。よって、重合サブエリア内にターゲット組織（あるいは穿刺針の先端の到達点）が入っているのか否かを画像上で認識することは困難である。フリーハンド方式の場合、一方の手でプローブを保持しながら、他方の手で穿刺針を保持する必要があり、穿刺を開始してから、偏向角度を事後的に指定又は選択することは困難である。偏向角度の指定は穿刺前に行っておく必要がある。
【００１０】
特許文献３には、空間コンパウンド法に基づく画像合成システムが示されている。そのシステムは、フリーハンド方式を前提としているようである。そのシステムでは、組織と穿刺針の両方を明瞭に画像化するために、偏向角度の異なる複数の断層画像が合成されている。その図８には、合成画像中の台形サブエリアを示すグラフィックが示されている。台形サブエリアは、非偏向走査画像と偏向走査画像が重合するエリアであると理解され、その周縁がグラフィックとして表現されている。しかし、その図８に示す構成では穿刺ガイドラインに相当するものは認められない。その図８において穿刺針の進行方向は台形サブエリアの斜辺に対して直交していないことから見て、特許文献３においては直交関係の確立が意識されていないと言える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平９−２８７０８号公報
【特許文献２】特開２００６−３２０３７８号公報
【特許文献３】米国出願公開２０１１／０２４９８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、穿刺に先立って、ビーム偏向角度に応じて変化する基準穿刺経路を確認でき且つビーム偏向角度に応じて変化する穿刺針画像化用サブエリアの境界を確認できるようにすることにある。あるいは、本発明の目的は、穿刺に先立って、ターゲット組織が穿刺針画像化用サブエリア内に入っていることを容易に確認できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る超音波診断装置は、予定穿刺角度に対応したビーム偏向角度を決定する偏向角度決定部と、組織画像化用の第１ビーム走査と前記ビーム偏向角度に従う穿刺針画像化用の第２ビーム走査とを制御する走査制御部と、穿刺ガイドを有するグラフィック画像を形成するグラフィック画像形成部と、前記第１ビーム走査により得られた第１フレームデータと前記第２ビーム走査により得られた第２フレームデータとを合成することにより合成フレームデータを生成する合成部と、前記合成フレームデータに基づく超音波画像と前記グラフィック画像とを合成することにより表示画像を生成する表示処理部と、を含み、 前記穿刺ガイドは、前記予定穿刺角度から定まる基準穿刺経路を表すメインガイドラインと、前記メインガイドラインに交差し、前記メインガイドラインよりも短いラインであって、前記第２ビーム走査エリアの縁を表すサブガイドラインと、を有する、ことを特徴とするものである。
【００１４】
上記構成によれば、超音波画像と共にグラフィック画像が表示され、そのグラフィック画像には穿刺ガイドが含まれる。穿刺ガイドは穿刺を支援するためのものである。本発明においては、穿刺ガイドがメインガイドラインとサブガイドラインとを含み、メインガイドラインによって基準穿刺経路を視覚的に認識できる。基準穿刺経路は明瞭な穿刺針像を得るための目安として機能するものである。基準穿刺経路上から穿刺針が外れても、ターゲット組織に対して実際の穿刺経路が外れていなければ、穿刺目的を達成できる。もっとも、基準穿刺経路と穿刺針の進行方向との間における角度ずれが大きくなると、穿刺針像の明瞭性が低下するので、実際の穿刺経路ができるだけ基準穿刺経路に近くなるようにあるいはそれに平行になるように、穿刺を行うのが望ましい。穿刺目標座標を丁度通過するように基準穿刺経路を定めた場合には、実際の穿刺経路が基準穿刺経路にできるだけ近くなるように穿刺を行うのが望ましい。望ましくは、基準穿刺経路は基準点と予定穿刺角度とによって決定される。基準点は、例えば、プローブの一方端又は他方端（あるいはアレイ振動子の一方端又は他方端）に対応する、超音波画像の右上隅又は左上隅の点である。基準点を固定点とせずに、実際の穿刺位置に応じて可変設定するようにしてもよい。
【００１５】
サブガイドラインは、第２ビーム走査エリアの縁を表すものである。つまり、サブガイドラインによって、明瞭な穿刺針像を表示できるサブエリア（第２ビーム走査が行われるエリア、重合サブエリア）を視覚的に容易に特定することが可能である。つまり、そのサブエリア内にターゲット組織あるいは穿刺針先端が到達する穿刺目標座標が含まれるように、予定穿刺角度を定めるのが望ましく、また、プローブの位置や姿勢を定めるのが望ましい。そのような設定によれば穿刺過程において穿刺針像（特にその先端部）を常に明瞭に表示し続けることが可能である。すなわち、上記サブエリアから穿刺針先端が外れて穿刺針先端が突然に画像化されなくなってしまうあるいは不明瞭になってしまう問題を解消できる。
【００１６】
上記構成において、マニュアル入力によりあるいは自動判定により、予定穿刺角度が定められると、それに従って第２ビーム走査におけるビーム偏向角度が自動的に決定され、また、穿刺ガイドが自動的に生成される。その場合、基準穿刺経路に対して超音波ビームが交差するように、望ましくは直交に近い角度で交差するように、特に望ましくは直交するように、ビーム偏向角度が決定される。それと共に、メインガイドラインの角度及び位置と、サブガイドラインの角度及び位置と、が決定される。予定穿刺角度を変更すれば、それに応じて、メインガイドラインの角度及び位置と、サブガイドラインの角度及び位置が変化する。望ましくは、基準穿刺経路が水平線に近付くように予定穿刺角度（水平線に対して基準穿刺経路がなす角度）を小さくすると、メインガイドライン上においてサブガイドラインが奥方向へスライド運動する。その際にサブガイドラインの表示態様を変化させてもよい。例えば、サブガイドラインの長さを増大させてもよい。予定穿刺角度とビーム偏向角度は対応関係にあり、つまり、いずれか一方が特定されると他方が規定されるので、前者の指定に代えて後者を指定するようにしてもよい。そのような態様は予定穿刺角度の間接的な指定として観念できる。
【００１７】
なお、第１ビーム走査においては、望ましくは、非偏向ビームが走査されるが、偏向ビームが走査されてもよい。第１ビーム走査において、非偏向ビームの走査と偏向ビームの走査（例えば第２ビーム走査とは左右対称関係にあるビーム走査）とが順次実行されもよい。上記構成は特にフリーハンド穿刺において有用なものであるが、上記構成を他の穿刺において利用してもよい。
【００１８】
望ましくは、前記サブガイドラインは前記メインガイドラインに対して直交し、前記メインガイドラインと前記サブガイドラインの組み合わせが十字架形状又はＴ字形状を構成する。この構成によれば、基準穿刺経路とそれに直交する偏向ビームの関係を視覚的に瞬時に認識できる。十字架形状を採用すれば、メインガイドラインを表示フレームの全体にわたって表示できるから、基準穿刺経路を認識し易い。Ｔ字形状を採用すれば、第２ビーム走査エリアの縁をより意識し易い。
【００１９】
望ましくは、前記サブガイドラインの両端の座標が、前記基準穿刺経路を基準として定まる推奨穿刺角度範囲の下限及び上限を表す。この構成によれば、穿刺針の挿入過程において、サブガイドラインの広がりを目安として、穿刺針の挿入角度や挿入位置の適正度合いを認識できる。基準穿刺経路の起点とサブガイドラインの両端点とを結ぶ三角形の領域を表すマーカーを表示することも可能である。基準穿刺経路の途中に推奨穿刺角度範囲を表すマーカーを表示するようにしてもよい。
【００２０】
望ましくは、前記予定穿刺角度が小さくなって前記基準穿刺経路が水平線に近付くのに従って、前記サブガイドラインの位置が前記メインガイドラインに沿って深い方へ移動し、且つ、前記サブガイドラインのライン長が大きくなる。望ましくは、前記予定穿刺角度に対する所定角度の加算及び減算により前記推奨穿刺角度範囲の下限及び上限が定められる。
【００２１】
望ましくは、前記第２フレームデータに対して前記穿刺針の像を強調するための強調処理を適用する強調処理部を含み、前記合成部は、前記強調処理後の第２フレームデータを前記第１フレームデータに合成する。望ましくは、前記強調処理はエッジ強調処理を含む。
【００２２】
望ましくは、超音波を送受波する複数の振動素子からなるアレイ振動子を内蔵した送受波端部を有し、生体表面に当接されるプローブと、前記送受波端部の一方側で穿刺を行う一方側手技に適合する第１表示モードと前記送受波端部の他方側で穿刺を行う他方側手技に適合する第２表示モードの中から、表示モードを選択するモード選択部と、を含み、前記第１表示モードが選択された場合に、前記第１走査制御部が前記ビーム偏向角度として正の角度を設定し、且つ、前記穿刺ガイドとして、一方側上方から他方側下方へ傾斜したメインガイドラインを有する順傾斜型穿刺ガイドが表示され、前記第２表示モードが選択された場合に、前記第１走査制御部が前記ビーム偏向角度として負の角度を設定し、且つ、前記穿刺ガイドとして、他方側上方から一方側下方へ傾斜したメインガイドラインを有する逆傾斜型穿刺ガイドが表示される。この構成によれば、一方側手技と他方側手技の両方に対応した表示を提供できる。よって、利き腕やターゲット組織の状態等に応じて手技を選択することが可能である。
【００２３】
望ましくは、前記表示処理部は、反転指示が入力された場合に、前記超音波画像及び前記グラフィック画像を左右に反転させる。例えば、プローブの向きによっては画面上に表示される断層画像と実空間とが整合しなくなることもあるが、上記構成によれば、そのような不整合を解消できる。
【００２４】
望ましくは、前記予定穿刺角度を可変するための入力部を含み、前記超音波画像としてリアルタイム断層画像が表示され、前記予定穿刺角度の変更に従って前記第２ビーム走査におけるビーム偏向角度及び前記穿刺ガイドの表示態様がリアルタイムで更新される。望ましくは、当該超音波診断装置は、穿刺針を機械的に案内する穿刺アダプタを用いずにフリーハンドで穿刺を行う場合に使用される装置である。なお、プローブの一方端部及び他方端部に穿刺針が当接される溝あるいは窪みを形成してもよい。そのような構成によれば挿入時において穿刺針の姿勢を安定させることができる。また穿刺針が最初から走査面から外れてしまう問題を回避できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、穿刺に先立って、ビーム偏向角度に応じて変化する基準穿刺経路を確認でき且つビーム偏向角度に応じて変化する穿刺針画像化用サブエリアの境界を確認できる。あるいは、穿刺に先立って、ターゲット組織が穿刺針画像化用サブエリア内に入っていることを容易に確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示した超音波装置の動作例を示す図である。
【図３】穿刺ガイドの第１例を示す図である。
【図４】穿刺ガイドにおけるサブガイドラインの意義を説明するための図である。
【図５】穿刺開始直後の表示画像を示す図である。
【図６】ターゲット組織に到達した穿刺針を表す表示画像を示す図である。
【図７】穿刺針画像エリアからターゲット組織が外れている状態を示す図である。
【図８】基準穿刺経路から穿刺針像が外れている状態を示す図である。
【図９】推奨角度範囲から穿刺針像の先端が外れている状態を示す図である。
【図１０】穿刺角度の可変に伴う穿刺ガイドの変化を説明するための図である。
【図１１】第２表示モードにおける穿刺ガイドを示す図である。
【図１２】反転表示モードにおける穿刺ガイドを示す図である。
【図１３】穿刺ガイドの第２例を示す図である。
【図１４】穿刺ガイドの第３例を示す図である。
【図１５】穿刺ガイドの第４例を示す図である。
【図１６】穿刺ガイドの第５例を示す図である。
【図１７】穿刺ガイドの第６例を示す図である。
【図１８】フリーハンド穿刺を行う場合における手順を説明するためのフローチャートである。
【図１９】コンベックス走査を示す図である。
【図２０】コンベックスプローブにおける偏向走査を示す図である。
【図２１】コンベックスプローブを利用して形成された画像上に表示される穿刺ガイドを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示すブロック図である。図１に示す超音波診断装置は、病院等の医療機関に設けられ、生体に対する超音波の送受波により、生体の内部を表す超音波画像を形成する装置である。本実施形態における超音波診断装置は、特にフリーハンド穿刺に対応した動作モードを備えている。
【００２９】
プローブ１０は、図１に示す例において、リニアプローブである。プローブ１０は送受波端部を有し、その送受波端部内には複数の振動素子からなるアレイ振動子が設けられている。複数の振動素子は直線状に配列されている。アレイ振動子により超音波ビームが形成され、その超音波ビームが電子的に走査される。本実施形態においては、電子リニア走査方式が適用されている。超音波ビームの電子走査にあたって、超音波ビーム偏向角度を可変設定することが可能である。
【００３０】
本実施形態においては、第１ビーム走査と第２ビーム走査とが交互に実行されている。第１ビーム走査は、組織を画像化するための超音波ビームの電子走査であり、本実施形態においては、非偏向走査面１２が形成される。非偏向走査面１２は、超音波ビームの偏向角度として０度を設定した上で、超音波ビームを直線走査することにより形成されるものである。第２ビーム走査においては偏向走査面１４が構成される。この偏向走査面１４は、超音波ビームを一定角度傾けた状態とし、その偏向角度を保ったまま超音波ビームを直線走査することにより形成されるものである。非偏向走査面１２は矩形の形状を有し、一方、偏向走査面１４は平行四辺形の形状を有する。第２ビーム走査は、穿刺針を明瞭に画像化するために実行されるものであり、本実施形態においては、穿刺針の穿刺経路に対して直交するように超音波ビームの偏向角度が定められている。すなわち、そのような条件をもって超音波ビームの走査を行えば、穿刺針に対して超音波が直角に送波されることになるため、穿刺針表面から強い反射波を得ることが可能である。なお、組織画像化のために、偏向走査面１４とは逆の方向に傾斜した偏向走査面を更に形成するようにしてもよい。
【００３１】
後に説明するように、第１ビーム走査により非偏向走査面１２に対応する第１フレームデータが取得される。その第１フレームデータは、電子走査方向に並ぶ複数のビームデータにより構成されるものである。各ビームデータは深さ方向に並ぶ複数のエコーデータにより構成される。一方、第２ビーム走査により偏向走査面１４に対応する第２フレームデータが取得される。その第２フレームデータも電子走査方向に並ぶ複数のビームデータにより構成されるものである。なお、組織画像化用の走査面として非偏向走査面１２ではなく偏向走査面１４が形成されてもよい。
【００３２】
送受信部１６は送信ビームフォーマー及び受信ビームフォーマーとして機能するものである。送信時において、送受信部１６は、送信開口を構成する複数の振動素子に対して並列的に複数の送信信号を供給する。これにより、アレイ振動子において送信ビームが形成される。受信時において、生体内からの反射波が受信開口を構成する複数の振動素子で受波されると、それらから複数の受信信号が並列的に送受信部１６へ出力される。送受信部１６においては、複数の受信信号に対して整相加算処理を実行し、これにより整相加算後の受信信号すなわちビームデータを生成する。そのビームデータはビームデータ処理部１８へ出力される。以上のような送受信処理が送受信開口の位置を変更しながら繰り返し実行されて、上述した第１フレームデータ及び第２フレームデータが得られる。ちなみに、本実施形態においては、第１フレームデータと第２フレームデータとが交互に取得されている。
【００３３】
ビームデータ処理部１８は、検波器、対数圧縮器、等の公知の回路を有し、入力されるビームデータに対して所定の処理を段階的に実行する。これにより、ビームデータ処理部１８から、処理後の第１フレームデータ２０及び処理後の第２フレームデータが交互に出力されることになる。第１フレームデータ２０はフレーム合成部２６へ送られている。第２フレームデータは強調処理部２２へ送られている。
【００３４】
強調処理部２２は、穿刺針像が強調表示されるように表示フレームデータに対して強調処理を施すものである。強調処理には、エッジ抽出処理が含まれ、更に、高輝度部分を抽出する閾値処理、フレーム相関処理等が含まれてもよい。それらの処理を適用することにより、穿刺針像の部分だけが抽出されたような、その部分だけが強調されたようなフレームデータを得ることが可能である。そのようなフレームデータが図１において第２フレームデータ２４として示されている。
【００３５】
なお、本実施形態においては、ビームデータ処理部１８から出力された第１フレームデータ２０が直接的にフレーム合成部２６へ送られているが、第１フレームデータ２０に対して組織画像を明瞭化するための所定の処理を施した上でそれをフレーム合成部２６へ出力するようにしてもよい。
【００３６】
フレーム合成部２６は、第１フレームデータ２０と第２フレームデータ２４とを合成し、合成フレームデータ２８を生成するものである。第２フレームデータ２４は第１フレームデータ２０からはみ出る部分を有しており、その部分については本実施形態において削除されている。すなわち、フレーム合成部２６は整形機能を有している。もちろん、そのような部分を削除せずに、画像化するようにしてもよい。ちなみに、本実施形態において、矩形の形状として観念される合成フレームデータ２８は、第１フレームデータと第２フレームデータとが重合された重合サブエリアと、第１フレームデータだけからなる非重合サブエリアと、を有するものである。重合サブエリアにおいては穿刺針像を明瞭に表示することができるが、非重合サブエリアにおいては穿刺針像は不鮮明になりがちである。
【００３７】
断層画像形成部３０は、本実施形態においてデジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）で構成され、入力される合成フレームデータ２８に基づいて断層画像（Ｂモード断層画像）３２を形成するものである。断層画像形成部３０は、座標変換機能、補間処理機能等を備えている。またフレームレート調整機能等も有している。形成された断層画像３２は表示フレーム単位で表示処理部３４へ送られる。
【００３８】
一方、グラフィック画像形成部３６は、制御部４６の制御の下、穿刺ガイドを含むグラフィック画像３８を生成する。後に説明するように、穿刺ガイドは複数のグラフィック要素からなり、より具体的には、メインガイドライン及びサブガイドラインを含むものである。メインガイドラインは基準穿刺経路を表すものであり、サブガイドラインは第２ビーム走査により形成される偏向走査面１４の縁、すなわち穿刺針画像化エリアの外縁を表すものである。
【００３９】
表示処理部３４は、画像合成機能、カラー処理機能等を備え、断層画像３０に対してグラフィック画像３８を合成し、これにより表示画像４０を生成している。その表示画像４０がフラットパネルディスプレイ等で構成されるメイン表示器４２に表示される。また、必要に応じて表示画像４０がサブディスプレイを含むタッチパネル４４に表示される。タッチパネル４４上において後に説明する穿刺角度の指定やモード選択等を行うことが可能である。
【００４０】
制御部４６は、本実施形態において、偏向角度決定部４８及び走査制御部５０を備えている。偏向角度決定部４８は、ユーザーにより指定された穿刺角度に基づいて第２ビーム走査における偏向角度を決定するものである。走査制御部５０は、第１ビーム走査及び第２走査の制御を行うものであり、第２ビーム走査にあたっては偏向角度決定部４８で決定された偏向角度にしたがって超音波ビームが偏向走査される。制御部４６は、例えばＣＰＵ及び動作プログラムにより構成されるものである。制御部４６からグラフィック画像形成部３６に対してグラフィック画像の形成にあたって必要な情報、特に穿刺角度及び偏向角度の情報が送られている。ちなみに、穿刺角度と偏向角度は互いに対応する関係にあり、一方を特定することにより他方を特定することが可能である。よって、制御部４６からグラフィック画像形成部３６に対して穿刺角度及び偏向角度の内で一方の情報だけを送るようにしてもよい。
【００４１】
制御部４６には入力部５２が接続されている。この入力部５２は例えば操作パネルである。入力部５２は、本実施形態において、穿刺角度入力器５４、モード選択器５６及び反転指示器５８を備えている。穿刺角度入力器５４は、フリーハンド穿刺に先立って、ユーザーにより所望の穿刺角度を入力するためのユニットである。ユーザーは、断層画像上に表示される穿刺ガイドを参照し、組織との関係で適切な穿刺角度を可変設定する。
【００４２】
ちなみに、ユーザーが穿刺角度を可変すると、リアルタイムで穿刺ガイドの内容が変更される。また、穿刺角度が可変されると、それに応じて偏向角度も可変され、第２ビーム走査における走査条件が変更されることになる。ユーザーは、穿刺角度入力器５４を操作して、適切な穿刺角度を選択した上で、フリーハンド穿刺を行う。
【００４３】
モード選択器５６は、第１表示モード及び第２表示モードのいずれかの表示モードを選択するためのユニットである。第１表示モードは、プローブ１０における電子走査の開始端側において穿刺を行う場合（一方側手技を行う場合）に選択される表示モードである。第２表示モードは、プローブ１０において電子走査の終了端側で穿刺を行う場合（他方側手技を行う場合）に選択される表示モードである。例えば利き腕に応じて、プローブ１０から見て穿刺を行う側を選択できるように２つの表示モードが設けられている。第１表示モードが選択された場合、例えば偏向角度として正の角度が設定されることになり、画像上において右上から左下へ順傾斜するガイドラインが表示されることになる。一方、第２表示モードが選択された場合、偏向角度として負の角度が設定され、表示画面上において左上から右下へ傾斜したメインガイドラインが表示されることになる。
【００４４】
反転指示器５８は、必要に応じて、断層画像及びグラフィック画像を左右に反転させるためのユニットである。画像の反転は表示処理部３４において行うこともできるし、断層画像形成部３０及びグラフィック画像形成部３６において行うことも可能である。
【００４５】
図２には図１に示した超音波診断装置の動作例が模式的に示されている。プローブ１０は送受波端部を備え、その送受波端部内にはアレイ振動子６０が設けられている。このアレイ振動子６０は電子走査方向に配列された複数の振動素子により構成される。送受波端部の一方側には突起１０Ａが設けられている。この突起１０Ａは電子走査の開始端側を示すマーカーであり、ディレクションマークと称されている。
【００４６】
プローブ１０の送受波面が生体の表面上に当接された状態において超音波の送受波が実行される。非偏向走査面１２は上述したように第１走査により構成されるものであり、すなわち偏向角度０度の条件をもって形成された超音波ビーム６２を電子走査方向（ｘ方向）に電子走査することにより構成される。ただし、組織を画像化するために、偏向された超音波ビームが電子的に走査されてもよい。ちなみに、ｙ方向は深さ方向である。偏向走査面１４は、第２ビーム走査により構成されるものであり、具体的には、所定角度を偏向した超音波ビーム６８を電子走査方向に電子的に走査することにより構成されるものである。本実施形態において、超音波ビーム６８の偏向角度がθ１で示されている。図２において、θ１は直下方向に対する角度として定義されており、それは正の角度である。本実施形態においては、フリーハンド穿刺に先立ってユーザー指定される穿刺角度φ１にしたがって偏向角度θ１が決定されている。図２に示す穿刺角度φ１は水平線に対する角度として定義されている。φ１は正の角度であり、これはプローブ１０の一方側における穿刺及び他方側における穿刺のいずれにおいても変わらない。
【００４７】
図２に示す座標系において、φ１＝θ１であり、すなわち穿刺角度φ１が指定されると、θ１が決定される。ちなみに、第２表示モードにおいて、プローブ１０における電子走査の終了端側で穿刺を行う場合、φ１＝−θ１という関係となる。以下に詳述するように、穿刺ガイドを参照しながら穿刺角度φ１が設定され、その上で、穿刺針６６が穿刺角度φ１を実現するように生体内へ差し込まれる。図２においては、穿刺針６６の先端部がターゲット組織６４の中心に到達した状態が示されている。
【００４８】
図３には、穿刺ガイドの第１例が示されている。表示画像７０は、断層画像７２とグラフィック画像７４とを合成することにより生成された画像である。断層画像７２は、第１フレームデータと第２フレームデータを重合したサブエリア７２Ａと、そのような重合がなされていないサブエリア７２Ｂとからなるものである。サブエリア７２Ａにおいては穿刺針像を比較的明瞭に表示することが可能である。一方、サブエリア７２Ｂにおいてはその中に穿刺針が進入してきても、その穿刺針をあまり明瞭に表示することはできない。断層画像７２上において、サブエリア７２Ａの縁（境界）８２を認識できる場合があるが、一般にその縁８２は画像上明確に特定し難いものである。
【００４９】
グラフィック画像７４は、本実施形態において穿刺ガイド７６を有している。穿刺ガイド７６は、図３に示す第１例において、十字架のような形態を有している。具体的には、穿刺ガイド７６は、メインガイドライン７８とサブガイドライン８０とを有する。メインガイドライン７８は、基準穿刺経路を表すラインであり、それは表示画像７０における右上隅の地点７０Ａから左下の方向へ傾斜しており、それは表示画像７０の全体に亘って描かれている。ここで基準穿刺経路は地点７０Ａと穿刺角度φ１とにより規定されるものである。
【００５０】
サブガイドライン８０は、サブエリア７２Ａの縁８２を表す線分として構成されており、ここで縁８２の傾斜角度はθ１である。サブガイドライン８０も偏向角度θ１にしたがって傾斜している。サブガイドライン８０はメインガイドライン７８よりも短いラインとして構成され、サブガイドライン８０の中点をメインガイドライン７８が直交方向から通過している。ちなみに、穿刺ガイド７６は、穿刺針像や組織の観察を妨げないような形態で表示されるのが望ましい。図３においては、穿刺ガイド７６が強調して表現されている。
【００５１】
上述したように、穿刺針像を明瞭に表示するためには、サブエリア７２Ａ内に穿刺針を留めておくのが望ましく、すなわち穿刺針の先端がサブエリア７２Ｂまで達しないように、その挿入量や穿刺角度を定めるのが望ましい。しかしながら、縁８２は不鮮明であり、どこまでがサブエリア７２Ａであるのかをユーザーにおいて直ちに認識することは困難である。これに対し、本実施形態によれば、メインガイドライン７８によって基準穿刺経路を画面上において明確に特定した上で、サブガイドライン８０によって縁８２の位置を明確に特定することが可能であるから、フリーハンド穿刺に先立って合成エリア７２Ａの形状あるいは大きさを認識することができ、特に任意の穿刺角度が選択された場合において、穿刺針の先端を挿入してもよい範囲を直感的に認識することが可能である。
【００５２】
したがって、穿刺ガイド７６を参照しつつ、例えばサブエリア７２Ａ内にターゲット組織像６４Ａが含まれるように、あるいはその中心位置であるターゲット座標８４がサブエリア７２Ａ内に含まれるように事前に穿刺角度φ１を設定することが可能である。あるいは、そのような条件が満たされるように、プローブの位置や姿勢を事前に変更することが可能である。
【００５３】
穿刺角度φ１は本実施形態においてユーザーにより指定されている。例えば操作パネル上のつまみを回すことによりそれが指定され、あるいはサブディスプレイ上においてターゲット座標８４をタッチすることによりそれを指定することが可能である。あるいは、そのような座標を自動的に検出し、穿刺角度φ１を自動的に設定することも可能である。ちなみに、穿刺角度φ１と偏向角度θ１との間には上記のような対応関係があるので、穿刺角度φ１を指定するのではなく偏向角度θ１を指定することにより、間接的に穿刺角度φ１が決定されるようにしてもよい。
【００５４】
本実施形態においては、フリーハンド穿刺に先立って、図３に示すような表示画像が表示され、その表示画像を観察しながら穿刺角度φ１を可変設定することにより、基準穿刺経路を適切な位置及び角度に設定することが可能であり、同時に、適切な偏向角度θ１を設定することが可能である。適切な位置関係が形成されたことが確認された上で、実際にフリーハンド穿刺が実施される。
【００５５】
図４には、図３に示した穿刺ガイド７６が示されている。上述したように、サブガイドライン８０は合成エリアの縁に沿って伸張した線分として構成され、それは端点８０Ａ及び端点８０Ｂを有する。それらの中間点をメインガイドライン７８が直交方向から通過している。本実施形態において、サブガイドライン８０は推奨角度範囲８５を表している。すなわち、基準穿刺経路に対する上側及び下側の一定の角度差Δφを２つの端点８０Ａ，８０Ｂによって表している。推奨角度範囲８５に含まれるように穿刺針を進行させれば、穿刺針像として比較的明瞭な像を得ることが可能である。推奨角度範囲８５から穿刺針が外れてしまうような場合、穿刺針像の表示が不明瞭になる可能性が大きくなる。挿入過程での目安として２つの端点８０Ａ，８０Ｂを利用することが可能である。ちなみに、Δφは例えば５度である。もちろんそれをユーザーにより可変設定できるよう構成してもよい。なお、図４においては、表示画像の右上隅の地点と２つの端点８０Ａ，８０Ｂとを結ぶ２つの仮想ライン８４Ａ，８４Ｂが示されている。そのようなラインは実際には表示されないものであるが、それらが表示されてもよい。メインガイドライン７８の途中に推奨角度範囲８５の大きさを表すマーカー等を表示することも可能である。
【００５６】
端点８０Ａは穿刺角度φ１からΔφを減算して計算することができ、端点８０Ｂは穿刺角度φ１にΔφを加えた角度として決定することが可能である。サブガイドライン８０が有する２つの端点８０Ａ，８０Ｂの座標は上述したグラフィック画像形成部が演算している。
【００５７】
図５には、穿刺開始直後の表示画像７０が示されており、そこには穿刺ガイド７６が含まれ、またターゲット組織像６４Ａが含まれている。メインガイドライン７８は基準穿刺経路を表すものであり、その上に穿刺針像８６Ａが表れている。ちなみに基準穿刺経路は目安であり、必ずしもその上に穿刺針像８６Ａがのらなくてもよい。穿刺の目的を達成できる限りにおいて、穿刺経路から穿刺針像８６Ａが外れてもよい。図６には、更に穿刺を進行させて、穿刺針像８６Ｂの先端がターゲット組織像６４Ａの中心まで到達した状態が示されている。
【００５８】
以上のように、本実施形態の穿刺ガイドによれば、穿刺針画像化の限界を容易に認識することが可能である。よって、図７に示すような問題を回避することが可能である。図７においては、ターゲット組織像６４Ｂがサブエリア７２Ａ内にはなく、サブエリア７２Ｂ内に存在している。そのような場合、穿刺針をターゲット組織に対して近づけていくと、縁８２を超えた地点から穿刺針像の消失あるいは不鮮明化という問題が生じ得る。これに対し、本実施形態においては、穿刺ガイド７６が、サブガイドライン８０を有し、それが縁８２を表しているので、すなわち穿刺針の明瞭画像化の限界を表しているので、図７に示すような状態で穿刺を行ってしまう問題を未然に回避することが可能である。すなわち、ユーザーはフリーハンド穿刺に先立って、穿刺針の到達地点がサブエリア７２Ａ内に属することを確認した上で、例えばターゲット組織像６４Ｂの中心がサブエリア７２Ａ内に存在することを確認した上で、フリーハンド穿刺を実施することが可能である。
【００５９】
本実施形態においては、上述したようにサブガイドライン８０が推奨角度範囲も表している。したがって、図８に示すように、穿刺針像８６Ｃがサブガイドライン８０の２つの端点８０Ａ，８０Ｂで示される角度範囲に属している場合には、表示像について一定の明瞭な像を期待することが可能である。一方、図９に示すように、穿刺針像８６Ｄにおける先端等が推奨角度範囲８５を外れた場合、そのような事態を２つの端点８０Ａ，８０Ｂとの対比から容易に認識することが可能である。
【００６０】
図１０には、穿刺角度の可変に伴う穿刺ガイドの変化が示されている。（Ａ）において穿刺角度はφ２であり、（Ｂ）において穿刺角度はφ３であり、（Ｃ）において穿刺角度はφ４である。ここにおいて、φ２＜φ３＜φ４の関係が成立している。よって、θ２＜θ３＜θ４の関係も成立もしている。上述したように、サブガイドライン８０の両端点８０Ａ，８０Ｂは推奨角度範囲を表すものであり、例えば穿刺角度に対してΔφを加減算することにより特定される。（Ａ）から（Ｃ）までを参照すれば理解できるように、穿刺角度が増大すると、２つの端点８０Ａ，８０Ｂは互いに近づく方向に移動する。すなわち、穿刺角度の増大に伴いサブガイドライン８０のライン長Ｌが小さくなっており、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３の関係が成立している。逆に説明すると、メインガイドライン７８によって表される基準穿刺角度と水平線とが成す角度である穿刺角度が徐々に小さくなると、ビーム偏向角度が徐々に小さくなり、メインガイドライン７８上においてサブガイドライン８０が奥側すなわち深い方にスライド運動し、それに伴い、サブガイドライン８０のライン長が徐々に増大する。ターゲット組織の位置に応じて適切な穿刺角度を選択するのが望ましく、その場合においては穿刺ガイドを活用することが可能である。  
【００６１】
図１１には、第２表示モードが示されている。ちなみに、第１表示モードは図３において説明ずみである。
【００６２】
プローブ１０において、突起１０Ａが設けられた側が開始端側８８である。それとは反対側が終了端側９０である。本実施形態においては、開始端側８８において穿刺針を体内に挿入する場合において第１表示モードが選択され、一方、終了端側９０において穿刺針を体内に差し込む場合においては第２表示モードが選択される。
【００６３】
図１１に示す第２表示モードにおいては、第１表示モードでの第１ビーム走査と同じ第１ビーム走査が実行され、一方、第２ビーム走査においては負の偏向角度をもって超音波ビームが電子走査される。図１１においてその偏向角度がθ５で示されている。表示画像９２は、断層画像９４とグラフィック画像９６とを合成した画像であり、断層画像９４はサブエリア９４Ａとサブエリア９６Ｂとからなるものである。符号９８はサブエリア９４Ａの縁を表している。
【００６４】
グラフィック画像９６は、穿刺ガイド１００を有し、それはメインガイドライン１０２とサブガイドライン１０４とからなる。メインガイドライン１０２は、表示画像９２における左上隅の地点９２Ａから右下方向に逆傾斜している。その傾斜角度すなわち穿刺角度はφ５である。本実施形態においては、このφ５は正の角度として定義されている。サブガイドライン１０４は、縁９８を表す線分であり、メインガイドライン１０２に対して直交している。
【００６５】
以上のように、第２表示モードにおいては、超音波ビームが逆方向に傾斜された状態で走査され、また逆傾斜姿勢をもった穿刺ガイド１００が表示される。よって、利き腕に応じて、あるいはターゲット組織の位置等に応じて、手技及び表示モードを選択できる。これにより操作性を向上でき、あるいは、的確な穿刺を実現することが可能である。
【００６６】
ちなみに、図１１において、表示画像９２の近傍に表示されているマーカー１０６Ａは電子走査の開始端側を示すものである。そのようなマーカー１０６Ａを観察することにより、プローブ１０の向きと画像の向きとの関係を直感的に認識することができる。
【００６７】
図１２には反転表示モードが示されている。何らかの事情により、プローブ１０が前後反転状態にある場合に、実空間におけるプローブ１０の開始端側と画面上における開始端側とが不一致となってしまう。そのような場合には、反転表示を指示して反転表示モードを実行させることにより、表示画像１０８を左右に反転させることが可能である。すなわち、断層画像１１０が反転状態で表示されており、グラフィック画像１１２も反転状態で表示されている。すなわち、それらの裏面が表示されている。表示画像１０８においては通常の場合とは逆の側にマーカー１０６Ｂが表示されている。図１２においては、第１表示モードが選択された上で、反転表示モードが選択されているが、第２表示モードにおいて、反転表示モードが選択されてもよい。
【００６８】
次に、穿刺ガイドの他の例について説明する。図１３には、穿刺ガイドの第２例が示されている。穿刺ガイド１１０は、メインガイドライン１１２とサブガイドライン１１４とで構成され、それぞれのライン１１２，１１４は複数の点により表現されている。ちなみに符号１１０Ａは２つのラインのクロス位置に相当する点を示している。そのような点１１０Ａの表示を省略することも可能である。図１３に示すような穿刺ガイド１１０によれば、組織及び穿刺針像の観察にあたって各ラインがあまり邪魔にならないという利点を得られる。各点は塗りつぶされた円形の形状として構成でき、あるいは内部が塗りつぶされないリング状の形状として構成することが可能である。
【００６９】
図１４には穿刺ガイドの第３例が示されている。穿刺ガイド１１６はＴ字型を有している。すなわちメインガイドライン１１８はサブガイドライン１２０を突き抜けておらず、メインガイドライン１１８は重合サブエリア内にとどまっている。このような穿刺ガイド１１６によっても、上記同様の作用効果を得ることができる。特に、このようなＴ字形状によれば、挿入限界をより直感的に認識できるという利点が得られる。
【００７０】
図１５には穿刺ガイドの第４例が示されている。穿刺ガイド１２２はメインガイドライン１２４とサブガイドライン１２６とで構成され、メインガイドライン１２４の端縁１２４Ａは表示画像の縁まで到達しておらず、途中でとどまっている。サブガイドライン１２６は右上隅の地点を中心とした円弧状の形態として構成されている。このような湾曲した形態によっても縁すなわち境界１３０を認識することが可能である。またサブガイドライン１２６が円弧状であれば、推奨角度範囲をより直感的に認識し易いという利点を得られる。
【００７１】
図１６には、穿刺ガイドの第５例が示されている。穿刺ガイド１３２は、メインガイドライン１３４とサブガイドライン１３６とで構成されている。メインガイドライン１３４は、具体的には、平行して伸びる２つのライン１３４Ａ，１３４Ｂからなり、それらは基準挿入経路の両側に描かれている。このような構成によれば、穿刺針像の上にメインガイドライン１３４がのってしまい、穿刺針像の観察の妨げになるという問題を軽減できる。サブガイドライン１３６は、分割されており、すなわち線分１３６Ａと線分１３６Ｂとにより構成されている。それらの線分１３６Ａ，１３６Ｂの間には隙間が存在し、それは２つのライン１３４Ａ，１３４Ｂの間の距離に相当している。
【００７２】
ちなみに、図１６に示した２つのライン１３４Ａ，１３４Ｂの内で一方のラインのみを表示し、それをメインガイドラインとしてもよい。すなわち、基準穿刺経路の上にのっているラインではなく、そこから一定距離だけオフセットされた平行なラインとしてメインガイドラインを構成することが可能である。同様に、サブガイドラインについても、縁から一定距離だけオフセットされた位置に表示することが可能である。
【００７３】
図１７には、穿刺ガイドの第６例が示されている。穿刺ガイド１３８は、図３に示した穿刺ガイドと同様の形態を有しているが、ｙ方向の位置が異なっている。すなわち、表示画像１４４の右上隅の地点１４４Ａから一定の距離Δｙだけ下がった地点１４０Ａからメインガイドライン１４０が出ている。例えば、プローブの形状によっては、地点１４４Ａを通過するように穿刺を行うのが困難な場合があり、そのような場合に図１７に示すような表示態様を採用することが可能である。その表示態様を採用する際には、穿刺ガイド１３８の形成にあたって、穿刺角度φ６と距離Δｙとを指定するようにすればよい。ここでΔｙはユーザーにより可変設定できるように構成してもよいし、例えばプローブの種別に応じて自動的に決定されるようにしてもよい。
【００７４】
図１８には図１に示した超音波診断装置の動作例が示されている。Ｓ１０においては、穿刺角度の初期設定が行われる。例えば穿刺角度として初期値が与えられることになる。このように指定された穿刺角度に基づき偏向角度が初期設定され、また穿刺ガイドが初期態様で表示される。この初期設定により、第１ビーム走査と第２ビーム走査とが交互に実行され、表示画面上に断層画像が表示されるとともに、上述した穿刺ガイドも表示される。もちろん、Ｓ１０の実行前から断層画像が表示されてもよい。
【００７５】
Ｓ１２においては、ユーザーによりつまみ等が操作され、穿刺角度が指定される。Ｓ１２で新しい穿刺角度が設定されると、それに伴いＳ１４において偏向角度が変更され、また穿刺ガイドの表示態様が変更される。
【００７６】
Ｓ１６において穿刺角度の指定の完了が判定されるまで、Ｓ１２及びＳ１４の工程が繰り返し実行される。これにより、ユーザーは穿刺ガイドを参照しながらターゲット組織との関係で適切な方向に基準穿刺方向を設定することができ、すなわち適切な穿刺角度を設定することが可能である。Ｓ１８においては、以上のような設定が完了した後に実際にフリーハンド穿刺が実行される。
【００７７】
本実施形態においては、リアルタイム表示される断層画像をみながら、穿刺角度を可変設定することができ、その場合においては穿刺角度に応じてリアルタイムで偏向角度が変更されまた穿刺ガイドの表示態様も変更されるので、速やかに適切な穿刺角度を指定することが可能である。また、穿刺前に、穿刺針を明瞭に表示できる範囲の外縁を確認することが可能である。
【００７８】
図１９乃至図２１にはコンベックスプローブにおける穿刺ガイド表示の例が示されている。図１９において、コンベックスプローブ１４６は円弧状に湾曲した送受波面１４６Ａを有している。コンベックスプローブ１４６において、偏向角度０度の条件をもってビーム走査を行うと、第１走査面１４８が構成される。一方、図２０に示されるように、生体内において所定の偏向角度が形成されるように、超音波ビームを順次形成すると、第２走査面１５０が構成される。この場合においては、上述したように各超音波ビームが穿刺針１５２に対して直交するように、それぞれの超音波ビームの形成条件が定められるのが望ましい。
【００７９】
図２１には表示画像１５４が示されている。表示画像１５４は、断層画像とグラフィック画像とを合成した画像である。超音波画像は、上記の第１走査面に対応する第１フレームデータと第２走査面に対応する第２フレームデータとを合成してなる合成フレームデータに基づいて形成された画像である。よって、リニアプローブを利用する場合と同様に、重合サブエリアの縁が生じることになる。それが符号１５６で示されている。穿刺ガイドライン１５８は、メインガイドライン１６０とそれに直交するサブガイドライン１６２とで構成される。サブガイドライン１６２は、ユーザーにより指定された穿刺角度に従う基準穿刺経路を表すものであり、サブガイドライン１６２は縁１５６を表すラインである。このように、コンベックスプローブを用いる場合においても穿刺ガイドを活用することが可能である。
【００８０】
以上説明した穿刺ガイドを構成する各ラインは任意の態様で表示することができ、任意の色相をもって表示することが可能である。穿刺針像や組織の観察の妨げとならないような態様で穿刺ガイドを表示するのが望ましい。                                      
【符号の説明】
【００８１】
１０  プローブ、１２  非偏向走査面、１４  偏向走査面、２２  強調処理部、２６  フレーム合成部、３０  断層画像形成部、３４  表示処理部、３６  グラフィック画像形成部、４８  偏向角度決定部、５０  走査制御部、５４  穿刺角度入力器、５６  モード選択器、５８  反転指示器。
【図１】
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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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