(57)【要約】      （修正有）【課題】安価な構成で、関心のある組織の分布を体表から確認できる超音波診断装置およびシステムを提供する。【解決手段】プローブを直線的に動かすことができるプローブガイド装置は、プローブの位置を検出するプローブ位置検出ユニット２３、プローブを直線的に動かすためのレールとしての役割を担いＬＥＤの発光を行うプローブ移動支持ユニット２１、プローブ移動支持ユニット２１の枠に並べて配置されるＬＥＤアレイ２５、および操作者により差し込まれるプローブを固定するプローブケース２４を備え、ボリュームデータから関心組織を抽出し、ＬＥＤアレイ２５の発光パタンにより、関心組織の分布を示す。【選択図】図９Ａ
2014087560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を送受信するプローブをガイドするプローブガイド装置であって、
略矩形状の枠と、
前記プローブの前記枠内での位置であるプローブ位置を検出するプローブ位置検出部と、
前記プローブ位置を送信するプローブ位置送信部と、
複数の発光素子で構成され、前記枠の少なくとも一辺に設けられた発光素子アレイと、
前記発光素子の発光パタンを受信する発光パタン受信部と、
前記発光パタンに基づいて、前記発光素子アレイを発光させる発光制御部と、を備える、
プローブガイド装置。
【請求項２】
超音波を送受信するプローブと、請求項１記載のプローブガイド装置と、超音波診断装置と、を備える超音波診断システムであって、
前記超音波診断装置は、
受信した超音波から画像を生成する画像生成部と、
前記プローブガイド装置から前記プローブ位置を受信するプローブ位置受信部と、
前記画像生成部が生成した関心画像を選択する外部入力を受け付ける関心画像入力部と、
選択された画像を取得した際のプローブ位置を特定する画像位置特定部と、
前記特定されたプローブ位置に基づいて前記発光パタンを作成する発光パタン作成部と、
前記発光パタンを送信する発光パタン送信部と、を備える、
超音波診断システム。
【請求項３】
超音波を送受信するプローブと、請求項１記載のプローブガイド装置と、超音波診断装置を備える超音波診断システムであって、
前記超音波診断装置は、
前記受信した超音波から画像を生成する画像生成部と、
前記プローブガイド装置からプローブ位置を受信するプローブ位置受信部と、
関心組織を前記画像から検出する関心組織設定部と、
検出された前記関心組織の前記枠内の位置に基づいて前記発光パタンを作成する発光パタン作成部と、
前記発光パタンを送信する発光パタン送信部と、を備える、
超音波診断システム。
【請求項４】
前記発光素子アレイは、前記枠の少なくとも二辺に設けられ、
前記発光パタン作成部は、前記二辺の発光素子を発光させる発光パタンを作成する、
請求項３記載の超音波診断システム。
【請求項５】
前記発光パタン作成部は、前記関心組織を前記二辺に投影させた領域の一部に含まれる発光素子を発光させる発光パタンを作成する、
請求項４記載の超音波診断システム。
【請求項６】
前記発光素子アレイは、前記枠の隣り合う二辺に設けられ、
前記発光パタン作成部は、前記関心組織の前記二辺に投影させた領域を包含している発光素子を全て発光させる発光パタンを作成する、
請求項５記載の超音波診断システム。
【請求項７】
前記発光パタン作成部は、前記二辺に関心組織を長さ方向に投影させた領域を包含している発光素子を全て発光させる発光パタンを作成する、
請求項５記載の超音波診断システム。
【請求項８】
前記発光素子は、発光強度、又は、発光色、を変更可能で、
前記発光パタン作成部は、前記関心組織の深さを前記発光素子の発光強度、又は、発光色、で区別する発光パタンを作成する、
請求項３記載の超音波診断システム。
【請求項９】
前記発光素子は、発光強度、又は、発光色、を変更可能で、
前記発光パタン作成部は、複数の前記関心組織を前記発光素子の発光強度、又は、発光色、で区別する発光パタンを作成する、
請求項３記載の超音波診断システム。
【請求項１０】
前記プローブガイド装置と前記超音波診断装置との間の通信は、無線でなされる、
請求項３記載の超音波診断システム。
【請求項１１】
前記プローブガイド装置と前記超音波診断装置との間の通信は、前記プローブを介してなされる、
請求項３記載の超音波診断システム。
【請求項１２】
電力供給は、前記プローブを介してなされる、
請求項１記載のプローブガイド装置。
【請求項１３】
発光状態の維持、または、消光、を制御する発光制御部を更に備える、
請求項１記載のプローブガイド装置。
【請求項１４】
前記発光制御部は、外部命令を受け付けて、前記発光状態の維持、または、消光、を制御する、
請求項１３記載のプローブガイド装置。
【請求項１５】
前記プローブを固定するプローブ固定部を更に備え、
前記発光制御部は、前記プローブ固定部に備えられ、
前記発光制御部は、前記プローブを前記プローブ固定部から解放した場合、発光状態を維持し、固定した場合、消光する、
請求項１３記載のプローブガイド装置。
【請求項１６】
前記プローブを固定するプローブ固定部を更に備え、
前記プローブ固定部は、前記プローブを周囲から固定するものであって、前記周囲の一部が開放されている形状である、
請求項１記載のプローブガイド装置。
【請求項１７】
超音波を送受信するプローブと、前記プローブをガイドするプローブガイド装置と、超音波診断装置と、を備える超音波診断システムであって、
前記プローブガイド装置は、
略矩形状の枠と、
前記プローブの前記枠内での位置であるプローブ位置を送信するプローブ位置送信部と、
前記プローブ位置を送信するプローブ位置送信部と、
前記枠の少なくとも一辺にシンボルを有し、
前記超音波診断装置は、
前記受信した超音波から画像を生成する画像生成部と、
前記プローブガイド装置から前記プローブ位置を受信するプローブ位置受信部と、
関心組織を前記画像から検出する関心組織設定部と、
前記シンボルを含むプローブガイド装置の外観を示す画像に前記検出した関心組織の分布を合成したガイド画像を作成するガイド画像作成部と、
前記作成したガイド画像を表示する表示部と、を備える、
超音波診断システム。
【請求項１８】
前記シンボルは、前記枠の隣り合う二辺に設けられる、
請求項１７記載の超音波診断システム。
【請求項１９】
前記シンボルは、文字、数字、記号、の序列、または、色のグラデーション、で表される、
請求項１７記載の超音波診断システム。
【請求項２０】
前記プローブガイド装置は、
前記プローブガイド装置の向きである姿勢情報を検出する姿勢検出部と、
前記姿勢情報を送信する姿勢情報送信部と、を更に備え、
前記超音波診断装置は、前記姿勢情報を受信する姿勢情報受信部を更に備え、
前記ガイド画像作成部は、前記プローブガイド装置の向きに合わせて、ガイド画像を作成する、
請求項１７記載の超音波診断システム。
【請求項２１】
前記表示部は、
前記表示部の向きである姿勢情報を検出する姿勢検出部と、
前記姿勢情報を送信する姿勢情報送信部とを備え、
前記ガイド画像作成部は、前記表示部の向きに関わらず、前記プローブガイド装置が所定の向きになるように、ガイド画像を作成する、
請求項１７記載の超音波診断システム。
【請求項２２】
前記表示部は、前記超音波診断装置と分離しており、前記プローブガイド装置と一体である、
請求項１７記載の超音波診断システム。
【請求項２３】
前記表示部は、前記超音波診断装置と分離しており、タッチ操作可能である、
請求項１７記載の超音波診断システム。
【請求項２４】
超音波を送受信する素子がマトリクス状に分布されている、または、前記素子アレイが機械的に所定範囲を往復する機構を有する超音波を送受信する３Ｄプローブであって、
前記プローブの周囲に複数の発光素子で構成される発光素子アレイと、
発光する前記発光素子を示す発光パタンを受信する発光パタン受信部と、
前記発光パタンに基づいて、前記発光素子アレイを発光させる発光制御部と、を備える、
３Ｄプローブ。
【請求項２５】
超音波を送受信するプローブと、表示部と、超音波診断装置とを備える超音波診断システムであって、
前記超音波診断装置は、
前記受信した超音波から画像を生成する画像生成部と、
前記画像から関心組織を検出する関心組織設定部と、を備え、
前記表示部は、前記表示部の向きである姿勢情報を検出する姿勢検出部と、姿勢情報を送信する姿勢情報送信部を備え、
前記表示部は、前記表示部の向きに関わらず、前記検出した関心組織の外観を実物の関心組織と同じ向きになるように表示する、
超音波診断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置および超音波診断システムに関し、特に、操作性の向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断は非侵襲的な画像診断として知られている。
【０００３】
超音波を送受信するプローブと呼ばれる装置を体表に当てると、体内から返ってくる超音波を得ることができ、超音波診断装置にて、体内の分布を可視化した画像を得ることができる。また、ドプラ効果を利用した血流の可視化、外的作用を与えた際に生じる組織の歪みから硬さの分布の可視化も可能である。
【０００４】
超音波診断の適応分野としては、例えば、産婦人科における胎児の診断、心機能を診断する心エコー、肝がんや乳がんといったがん診断、頚動脈エコーにおける動脈硬化の診断など広い。近年では、整形外科における関節や筋肉の診断等の拡がりを見せている。
【０００５】
その一方で、超音波診断の操作は容易とは言い難く、相応のトレーニングが必要である。例えば、頚動脈エコーでは、血管を輪切りにした血管の短軸と、血管に沿った長軸、をそれぞれ画像で確認し、頚動脈における肥厚計測や狭窄部の有無を確認する。このとき、血管の短軸は、頚動脈に直交する形でプローブを当てれば、比較的容易に出画できるが、長軸は、血管に沿ってプローブを当てる必要があり、トレーニングが必要である。
【０００６】
また、がんの診断でも、腫瘍を見つけた後、プローブが体表から離れてしまうと、再度、同じ断面を見つけるのに、時間を要する場合がある。例えば、造影剤を用いて、腫瘍の鑑別を行う際、造影剤を投与する前に、腫瘍を確認するが、造影剤投与前から投与後において、プローブを固定しておくのは、現実的ではなく、一度体表から離さざるを得ない。
【０００７】
血管の長軸の出画については、特殊な形状のプローブを用いた方法が開示されている（例えば、特許文献１）。
【０００８】
特許文献１に開示される技術によれば、３つのプローブをＨ字型に配置した特殊形状のプローブを用いる。３つのプローブの内、平行に並んでいる２つのプローブは、血管の短軸を捉えるために使用される。操作者は、画面中の所定位置に短軸が入るようにプローブを操作する。短軸が所定位置に入ると、もう１つのプローブは自ずと血管の長軸を捉えることになる。このように、短軸の操作で長軸を出画できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第５０１４０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示される技術は、プローブの形状が特殊であり、汎用性（他部位でも使えるプローブかどうか）の観点では好ましくはない。また、可搬性の観点でも、プローブが大きくなり、好ましくない。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、特殊な形状を取らないプローブで、関心のある組織を比較的容易に出画できる超音波診断装置および超音波診断システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るプローブガイド装置は、超音波を送受信するプローブをガイドするプローブガイド装置であって、略矩形状の枠と、前記プローブの前記枠内での位置であるプローブ位置を検出するプローブ位置検出部と、前記プローブ位置を送信するプローブ位置送信部と、複数の発光素子で構成され、前記枠の少なくとも一辺に設けられた発光素子アレイと、前記発光素子の発光パタンを受信する発光パタン受信部と、前記発光パタンに基づいて、前記発光素子アレイを発光させる発光制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、特殊な形状を取らないプローブで、関心のある組織を比較的容易に出画できる超音波診断装置および超音波診断システムを実現することができる。例えば、本発明に係る超音波診断装置および超音波診断システムによれば、特殊形状のプローブを必要とせず、操作者は、体表で、関心組織の分布を確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施の形態１と２と３に係る超音波診断システムの概要図である。
【図２Ａ】図２Ａは、実施の形態１に係る超音波診断システムの構成図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、実施の形態１に係る超音波診断システムの構成図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、実施の形態１の変形例に係る超音波診断システムの構成図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、実施の形態１の変形例に係る超音波診断システムの構成図である。
【図３Ａ】図３Ａは、実施の形態２に係る超音波診断システムの構成図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、実施の形態２に係る超音波診断システムの構成図である。
【図４Ａ】図４Ａは、実施の形態３に係る超音波診断システムの構成図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、実施の形態３に係る超音波診断システムの構成図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、実施の形態３の変形例に係る超音波診断システムの構成図である。
【図５Ａ】図５Ａは、実施の形態１のＬＥＤ発光パタンの一例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施の形態１のＬＥＤ発光パタンの一例を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、実施の形態１のＬＥＤ発光パタンの一例を示す図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、実施の形態１のＬＥＤ発光パタンの一例を示す図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、実施の形態１のＬＥＤ発光パタンの一例を示す図である。
【図５Ｆ】図５Ｆは、実施の形態１のＬＥＤ発光パタンの一例を示す図である。
【図５Ｇ】図５Ｇは、実施の形態１のＬＥＤ発光パタンの一例を示す図である。
【図５Ｈ】図５Ｈは、実施の形態１のＬＥＤ発光パタンの一例を示す図である。
【図５Ｉ】図５Ｉは、実施の形態１のＬＥＤ発光パタンの一例を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態１のプローブ移動とＬＥＤ発光動作の一例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施の形態１のプローブ移動とＬＥＤ発光動作の一例を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、実施の形態１のプローブ移動とＬＥＤ発光動作の一例を示した図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、実施の形態１のプローブ移動とＬＥＤ発光動作の一例を示す図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、実施の形態１のプローブ移動とＬＥＤ発光動作の一例を示す図である。
【図６Ｆ】図６Ｆは、実施の形態１のプローブ移動とＬＥＤ発光動作の一例を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、実施の形態３の表示画面の一例を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、実施の形態３の表示画面の一例を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、実施の形態３の表示画面の一例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態２のＬＥＤ発光パタンの一例を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、プローブガイド装置の外観図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、プローブガイド装置の上面図と側面図である。
【図１０】図１０は、片側が開放されているプローブケースを示す図である。
【図１１】図１１は、表示部と一体型のプローブガイド装置を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態１に係る超音波診断システムの状態遷移図である。
【図１３】図１３は、実施の形態１の変形例の動作を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、実施の形態２の動作を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、実施の形態３の動作を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、実施の形態３の変形例の動作を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、実施の形態１の変形例の３ＤプローブにＬＥＤアレイを配置した図である。
【図１８】図１８は、プローブ位置の取得に用いるパタンシートの一例を示す図である。
【図１９】図１９は、実施の形態３の表示画面の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した関心のある組織を検出する方法に関し、以下の問題が生じることを見出した。
【００１６】
特許文献１に開示される技術によれば、３つのプローブをＨ字型に配置した特殊形状のプローブを用いる。
【００１７】
しかしながら、前述の通り、プローブの形状が特殊であり、汎用性の観点では好ましくない。また、可搬性の観点でも、プローブが大きくなり、好ましくない。
【００１８】
そこで、本発明の目的は、通常、使っているプローブで関心のある組織を比較的容易に見つけられる超音波診断装置および超音波診断システムを提供することにある。
【００１９】
このような問題を解決するために、本発明の一態様に係る超音波診断システムは、体表で操作者をガイドするプローブガイド装置を用いる。ここで、このプローブガイド装置の一態様は、超音波を送受信するプローブをガイドするプローブガイド装置であって、略矩形状の枠と、前記プローブの前記枠内での位置であるプローブ位置を検出するプローブ位置検出部と、前記プローブ位置を送信するプローブ位置送信部と、複数の発光素子で構成され、前記枠の少なくとも一辺に設けられた発光素子アレイと、前記発光素子の発光パタンを受信する発光パタン受信部と、前記発光パタンに基づいて、前記発光素子アレイを発光させる発光制御部と、を備える。
【００２０】
これにより、体表で操作者をガイドできる。
【００２１】
また、上記問題を解決するために、本発明の超音波診断システムの一態様は、超音波を送受信するプローブと、上記態様記載のプローブガイド装置と、超音波診断装置と、を備える超音波診断システムであって、前記超音波診断装置は、受信した超音波から画像を生成する画像生成部と、前記プローブガイド装置から前記プローブ位置を受信するプローブ位置受信部と、前記画像生成部が生成した関心画像を選択する外部入力を受け付ける関心画像入力部と、選択された画像を取得した際のプローブ位置を特定する画像位置特定部と、前記特定されたプローブ位置に基づいて前記発光パタンを作成する発光パタン作成部と、前記発光パタンを送信する発光パタン送信部と、を備えるとしてもよい。
【００２２】
これにより、操作者は、前に取得した画像のプローブ位置を体表で確認できる。
【００２３】
また、上記問題を解決するために、本発明の超音波診断システムの一態様は、超音波を送受信するプローブと、上記態様記載のプローブガイド装置と、超音波診断装置を備える超音波診断システムであって、前記超音波診断装置は、前記受信した超音波から画像を生成する画像生成部と、前記プローブガイド装置からプローブ位置を受信するプローブ位置受信部と、関心組織を前記画像から検出する関心組織設定部と、検出された前記関心組織の前記枠内の位置に基づいて前記発光パタンを作成する発光パタン作成部と、前記発光パタンを送信する発光パタン送信部と、を備えるとしてもよい。
【００２４】
ここで、例えば、前記発光素子アレイは、前記枠の少なくとも二辺に設けられ、前記発光パタン作成部は、前記二辺の発光素子を発光させる発光パタンを作成するとしてもよい。
【００２５】
さらに、例えば、前記発光パタン作成部は、前記関心組織を前記二辺に投影させた領域の一部に含まれる発光素子を発光させる発光パタンを作成するとしてもよい。
【００２６】
ここで、例えば、前記発光素子アレイは、前記枠の隣り合う二辺に設けられ、前記発光パタン作成部は、前記関心組織の前記二辺に投影させた領域を包含している発光素子を全て発光させる発光パタンを作成するとしてもよい。
【００２７】
また、例えば、前記発光パタン作成部は、前記二辺に関心組織を長さ方向に投影させた領域を包含している発光素子を全て発光させる発光パタンを作成するとしてもよい。
【００２８】
これらにより、操作者は、管状の関心組織の分布を体表で確認できる。
【００２９】
また、例えば、発光素子は、発光強度、又は、発光色、を変更可能で、発光パタン作成部は、関心組織の深さを発光素子の発光強度、又は、発光色、で区別する発光パタンを作成するとしてもよい。
【００３０】
これにより、操作者は、関心組織の深さの違いを体表で確認できる。
【００３１】
また、例えば、発光素子は、発光強度、又は、発光色、を変更可能で、発光パタン作成部は、複数の前記関心組織を発光素子の発光強度、又は、発光色、で区別する発光パタンを作成するとしてもよい。
【００３２】
これにより、操作者は、複数の関心組織を体表で確認できる。
【００３３】
また、例えば、前記プローブガイド装置と前記超音波診断装置との間の通信は、無線でなされるとしてもよい。
【００３４】
これにより、ケーブルが減り、診断がしやすい。
【００３５】
また、例えば、前記プローブガイド装置と前記超音波診断装置との間の通信は、プローブを介してなされるとしてもよい。
【００３６】
これにより、ケーブルが減り、診断がしやすい。また、近距離通信が可能となり、外部に電波が漏れない。
【００３７】
また、例えば、前記プローブガイド装置の電力供給は、プローブを介してなされるとしてもよい。
【００３８】
これにより、プローブを差し込むと、充電が可能になる。
【００３９】
また、例えば、前記プローブガイド装置は、発光状態の維持、または、消光、を制御する発光制御部を更に備えるとしてもよい。
【００４０】
ここで、例えば、前記発光制御部は、外部命令を受け付けて、発光状態の維持、または、消光、を制御するとしてもよい。
【００４１】
これにより、操作者が、発光状態の維持と消光を制御できる。
【００４２】
また、例えば、前記プローブガイド装置は、プローブを固定するプローブ固定部を更に備え、前記発光制御部は、前記プローブ固定部に備えられ、前記発光制御部は、前記プローブを前記プローブ固定部から解放した場合、発光状態を維持し、固定した場合、消光するとしてもよい。
【００４３】
これより、操作者は、プローブの抜き差しで、発光状態の維持と消光を制御できる。
【００４４】
また、例えば、前記プローブガイド装置は、前記プローブを固定するプローブ固定部を更に備え、前記プローブ固定部は、前記プローブを周囲から固定するものであって、周囲の一部が開放されている形状であるとしてもよい。
【００４５】
これより、プローブガイド装置の中のプローブを置ける範囲を広くできる。
【００４６】
また、上記問題を解決するために、本発明の超音波診断システムの一態様は、超音波を送受信するプローブと、前記プローブをガイドするプローブガイド装置と、超音波診断装置と、を備える超音波診断システムであって、前記プローブガイド装置は、略矩形状の枠と、前記プローブの前記枠内での位置であるプローブ位置を送信するプローブ位置送信部と、前記プローブ位置を送信するプローブ位置送信部と、前記枠の少なくとも一辺にシンボルを有し、前記超音波診断装置は、前記受信した超音波から画像を生成する画像生成部と、前記プローブガイド装置から前記プローブ位置を受信するプローブ位置受信部と、関心組織を前記画像から検出する関心組織設定部と、前記シンボルを含むプローブガイド装置の外観を示す画像に前記検出した関心組織の分布を合成したガイド画像を作成するガイド画像作成部と、前記作成したガイド画像を表示する表示部と、を備えるとしてもよい。
【００４７】
これにより、操作者は、画面で、プローブガイド装置の内部における関心組織の分布を確認できる。
【００４８】
ここで、例えば、前記シンボルは、枠の隣り合う二辺に設けられるとしてもよい。
【００４９】
これにより、画面中と実物のプローブガイド装置の向きの理解が容易になる。
【００５０】
また、例えば、前記シンボルは、文字、数字、記号、の序列、または、色のグラデーション、で表されるとしてもよい。
【００５１】
これにより、画面中と実物のプローブガイド装置の長さの理解が容易になる。
【００５２】
また、例えば、前記プローブガイド装置は、前記プローブガイド装置の向きである姿勢情報を検出する姿勢検出部と、前記姿勢情報を送信する姿勢情報送信部を更に備え、前記超音波診断装置は、姿勢情報を受信する姿勢情報受信部を更に備え、前記ガイド画像作成部は、プローブガイド装置の向きに合わせて、ガイド画像を作成するとしてもよい。
【００５３】
これにより、プローブガイド装置の向きが実物と画面中とで一致するため、向きの理解が容易になる。
【００５４】
また、例えば、前記表示部は、前記表示部の向きである姿勢情報を検出する姿勢検出部と、前記姿勢情報を送信する姿勢情報送信部とを備え、前記ガイド画像作成部は、前記表示部の向きに関わらず、前記プローブガイド装置が所定の向きになるように、ガイド画像を作成するとしてもよい。
【００５５】
これにより、例えば、ガイド表示、表示部の向きに依存したいため、表示部の置き方について、制限が緩和される。
【００５６】
また、例えば、前記表示部は、前記超音波診断装置と分離しており、前記プローブガイド装置と一体であるとしてもよい。
【００５７】
これにより、視線の移動が減る。
【００５８】
また、例えば、前記表示部は、前記超音波診断装置と分離しており、タッチ操作可能であるとしてもよい。
【００５９】
これにより、操作が手元で完結する。
【００６０】
また、上記問題を解決するために、本発明の３Ｄプローブ一態様は、超音波を送受信する素子がマトリクス状に分布されている、または、素子アレイが機械的に所定範囲を往復する機構を有する超音波を送受信する３Ｄプローブであって、前記プローブの周囲に複数の発光素子で構成される発光素子アレイと、発光する前記発光素子を示す発光パタンを受信する発光パタン受信部と、前記発光パタンに基づいて、前記発光素子アレイを発光させる発光制御部と、を備えるとしてもよい。
【００６１】
これにより、３Ｄプローブで操作者をガイドできる。
【００６２】
また、上記問題を解決するために、本発明の超音波診断システム一態様は、超音波を送受信するプローブと、表示部と、超音波診断装置とを備える超音波診断システムであって、前記超音波診断装置は、前記受信した超音波から画像を生成する画像生成部と、前記画像から関心組織を検出する関心組織設定部と、を備え、前記表示部は、前記表示部の向きである姿勢情報を検出する姿勢検出部と、姿勢情報を送信する姿勢情報送信部を備え、前記表示部は、前記表示部の向きに関わらず、前記検出した関心組織の外観を実物の関心組織と同じ向きになるように表示するとしてもよい。
【００６３】
これにより、操作者は、関心組織の分布を取得時と同じ向きで確認できる。
【００６４】
以下、本発明の一態様に係る超音波診断システムについて、図面を参照して説明する。
【００６５】
以降、システムの構成と動作について説明する。
【００６６】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００６７】
（実施の形態１）
本実施の形態では、ＬＥＤで関心組織の分布を体表にて示す場合の例について説明する。
【００６８】
図１は、本実施の形態に係る超音波診断システムの概要図である。
【００６９】
図１に示される通り、本実施の形態の超音波診断システムは、超音波診断装置１、プローブガイド装置２およびプローブ３、を備える。
【００７０】
超音波診断装置１は、プローブ３を介して超音波を送受信し、体内から返ってくる反射エコーから画像を生成する。
【００７１】
操作者は、プローブ３をプローブガイド装置２に差し込み、直線的に動かす。プローブガイド装置２からプローブ３のプローブガイド装置２に対する相対位置（以降、プローブ位置）が超音波診断装置１へ逐一送信され、超音波診断装置１には、ボリュームデータが保存される。ボリュームデータ保存後、超音波診断装置１は、ボリュームデータから関心組織を自動的に抽出し、プローブガイド装置２に備えられているＬＥＤの発光パタンで関心組織の分布を示す。
【００７２】
図９Ａは、プローブガイド装置２の外観図である。
【００７３】
図９Ａに示される通り、プローブガイド装置２は、プローブ位置検出ユニット２３、プローブ移動支持ユニット２１、ＬＥＤアレイ２５およびプローブケース２４を備える。
【００７４】
プローブケース２４は、操作者により差し込まれるプローブ３を固定する。
【００７５】
プローブ位置検出ユニット２３は、プローブ３の位置を検出するユニットである。
【００７６】
ユニットの内部には、後述するパタンシートを読み込むセンサと、読み込んだパタンからプローブ位置を算出するプローブ位置検出回路と、算出したプローブ位置を超音波診断装置へ送信するプローブ位置送信回路と、を備える。
【００７７】
プローブ移動支持ユニット２１は、プローブを直線的に動かすためのレールとしての役割を担い、同時に、ＬＥＤの発光を行うユニットである。
【００７８】
ユニットの内部には、ＬＥＤの発光パタンを受け付ける受信回路、発光パタンを保存する記憶回路、および、電源を備える。
【００７９】
ＬＥＤアレイ２５は、プローブ移動支持ユニット２１の枠に並べて配置され、発光パタンを変えて、関心組織の分布をプ示す。詳細は、後ほど説明する。
【００８０】
なお、プローブ移動支持ユニット２１の電源は、充電形式であり、プローブを差し込むと、充電される形態でも良い。
【００８１】
また、超音波診断装置１とプローブガイド装置２との間における通信は、無線で行うものとする。
【００８２】
図９Ｂは、プローブガイド装置２の上面図と側面図である。
【００８３】
プローブ移動支持ユニット２１は、リセットボタン２６を備え、操作者による発光パタンの初期化を受け付ける。プローブガイド装置２は、初期化を受け付けると、ＬＥＤアレイ２５のＬＥＤを全て消す。一方、超音波診断装置１では、ボリュームデータを全て消去する。
【００８４】
パタンシート２２は、前述の数値がコード化されたパタンシートに相当し、プローブ移動支持ユニット２１の側面に備えられる。
【００８５】
図１８は、パタンシート２２の一例図である。パタンシート２２は、プローブ移動支持ユニット２１の側面に設けられ、図１８のように垂直ラインのパタン４４は、プローブ３のスキャン方向に対して異なる。ここで、垂直ラインのパタン４４はコード化されており、操作者がプローブ３を動かすとプローブケース２４と一体となったプローブ位置検出ユニット２３が、パタンシート２２の上をスキャンする形になる。そして、パタンシート２２から読み込んだコード化された数値４５をプローブ位置とすることで、プローブ３の位置検出を実現する。ここで、プローブ位置検出部２０６はパタンと数値との対応テーブルを有しており、そのテーブルによってプローブ位置を特定する。
【００８６】
＜構成＞
以下、本実施の形態に係る超音波診断装置１の構成について説明する。
【００８７】
図２Ａと図２Ｂは、本実施の形態に係る超音波診断システムの構成図である。
【００８８】
図２Ａに示される通り、超音波診断装置１は、超音波送受信部１０１、画像生成部１０２、プローブ位置受信部１０３、画像記憶部１０４、関心組織設定部１０５、発光パタン送信部１０６、初期化命令受信部１０７、ガイド制御部１０８、プローブ３、および表示部４、を備える。
【００８９】
また、図２Ｂに示される通り、プローブガイド装置２は、発光パタン受信部２０１、発光パタン記憶部２０２、発光部２０３、初期化命令受付部２０４、初期化命令送信部２０５、プローブ位置検出部２０６、プローブ位置送信部２０７、プローブ固定部２０８およびプローブ移動支持部２０９、を備える。
【００９０】
まず、超音波診断装置１の構成について説明する。
【００９１】
プローブ３は、超音波送受信部１０１より出力される電気信号を超音波に変換し、その超音波を被検体に送信する。そして、被検体から反射して返ってくるエコー信号を電気信号に変換して超音波送受信部１０１へ出力する。
【００９２】
超音波送受信部１０１は、送信処理として、超音波信号の元となる電気信号を生成し、プローブ３へ出力する。一方、受信処理として、プローブ３より出力される電気信号をデジタル信号に変換し、画像生成部１０２へ出力する。
【００９３】
画像生成部１０２は、超音波送受信部１０１より入力されるデジタル信号を輝度値に変換して、画像を生成する。生成後、画像を画像記憶部１０４と表示部４へ出力する。
【００９４】
画像記憶部１０４は、画像生成部１０２より入力される画像を保存する。このとき、プローブ位置受信部１０３より入力されるプローブ位置と対応付けて保存する。対応付けにより、体内の三次元分布を示すボリュームデータが得られる。
【００９５】
プローブ位置受信部１０３は、プローブガイド装置２のプローブ位置送信部１１２より送信されるプローブ位置を受信し、プローブ位置をガイド制御部１０８と画像記憶部１０４へ出力する。
【００９６】
初期化命令受信部１０７は、プローブガイド装置２の初期化命令送信部２０５より送信される「初期化」命令を受信し、「初期化」命令をガイド制御部１０８へ出力する。
【００９７】
ガイド制御部１０８は、初期化命令受信部１０７より「初期化」命令が入力される場合、画像記憶部１０４のボリュームデータを消去する。また、プローブ位置受信部１０３より入力されるプローブ位置から、後述する状態を管理し、関心組織設定部１０５へ動作を指示する。
【００９８】
関心組織設定部１０５は、ガイド制御部１０８より「休止」が指示される場合、関心組織の検出を実行しない。一方、「実行」が指示される場合、公知の画像認識技術により、画像記憶部１０４のボリュームデータから関心組織を検出する。関心組織検出後、プローブガイド装置２の内部における関心組織の分布を示すように、ＬＥＤ発光パタンを作成する。発光パタンの具体例は、後述する。発光パタン作成後、発光パタンを発光パタン送信部１０６へ出力する。
【００９９】
発光パタン送信部１０６は、関心組織設定部１０５より入力される発光パタンをプローブガイド装置２の発光パタン受信部２０１へ送信する。
【０１００】
表示部４は、画像生成部１０２において生成される画像を表示する。
【０１０１】
以上のように、超音波診断装置１は構成される。
【０１０２】
次に、プローブガイド装置２の構成について説明する。
【０１０３】
発光パタン受信部２０１は、超音波診断装置１より送信される発光パタンを受信し、発光パタン記憶部２０２へ保存する。
【０１０４】
初期化命令受付部２０４は、操作者による発光パタンの初期化を受け付ける。初期化を受け付けると、初期化命令受付部２０４は、発光パタン記憶部２０２に保存されている発光パタンを初期化する。また、初期化命令受付部２０４は、「初期化」命令を超音波診断装置１の初期化命令受信部１０７へ送信する。
【０１０５】
発光部２０３は、複数のＬＥＤで構成されるＬＥＤアレイであり、発光パタン記憶部２０２に保存されている発光パタンに対応したＬＥＤを発光させる。
【０１０６】
プローブ位置検出部２０６は、プローブ３の位置を検出する。プローブ位置は、前述の通り、パタンシート２２から取得する。検出後、プローブ位置をプローブ位置送信部２０７へ出力する。
【０１０７】
プローブ位置送信部２０７は、プローブ位置検出部２０６より入力されるプローブ位置を超音波診断装置１のプローブ位置受信部１０３へ送信する。
【０１０８】
プローブ固定部２０８は、プローブケース２４に相当し、プローブ３を固定する。
【０１０９】
プローブ移動支持部２０９は、プローブ移動支持ユニット２１に相当し、操作者がプローブ３を直線的に動かすためのもので、プローブ固定部２０８に対してレールの役割を担う。
【０１１０】
以上のように、プローブガイド装置２は構成される。
【０１１１】
＜動作＞
以下、本実施の形態に係る超音波診断システムの動作について説明する。
【０１１２】
図１２は、本実施の形態に係る超音波診断システムの状態遷移図である。
【０１１３】
［状態ＳＴ０１］
状態ＳＴ０１は、ＬＥＤの発光が無い初期状態である。この状態からプローブ移動支持部２０９の端部へプローブ移動があると、状態ＳＴ０２へ遷移する。移動が無い場合は、そのままである。
【０１１４】
このとき、プローブガイド装置２の内部では、プローブ位置検出部２０６がプローブ位置を検出し、プローブ位置送信部２０７から超音波診断装置１へ送信している。
【０１１５】
受信側の超音波診断装置１では、ガイド制御部１０８にて、プローブのプローブ移動支持部２０９の端部への移動を監視する。ガイド制御部１０８は、端部へのプローブ移動を確認した場合、ボリュームデータの保存を開始する。
【０１１６】
［状態ＳＴ０２］
状態ＳＴ０２は、ボリュームデータを保存している状態である。この状態で、状態ＳＴ０１とは異なる端部へのプローブが移動すると、状態Ｓ０２へ遷移する。ＬＥＤは発光しない。
【０１１７】
このときの内部処理について説明する。
【０１１８】
超音波診断装置１では、ガイド制御部１０８が、プローブ位置受信部１０３より入力されるプローブ位置を参照し、状態ＳＴ０１で検出した端部とは異なる端部へのプローブ移動を監視する。ガイド制御部１０８は、端部へのプローブ移動を確認した場合、ボリュームデータの保存を停止させ、関心組織設定部１０５に対して、関心組織の検出を指示する。
【０１１９】
関心組織設定部１０５は、公知の画像認識技術により、画像記憶部１０４に保存されているボリュームデータから関心組織を検出し、プローブガイド装置２の内部における関心組織の分布を示すＬＥＤパタンを作成する。その後、発光パタン送信部１０６は、関心組織設定部１０５において作成されたＬＥＤパタンをプローブガイド装置２へ送信する。
【０１２０】
一方、受信側のプローブガイド装置２では、発光パタン受信部２０１より発光パタンを受信し、発光パタン記憶部２０２へ保存する。発光部２０３は、発光パタン記憶部２０２に保存されている発光パタンに基づいて、ＬＥＤを発光する。
【０１２１】
［状態ＳＴ０３］
状態ＳＴ０３は、発光パタンが維持されているホールド状態である。この状態で、操作者がリセットボタン２６を押下すると、状態ＳＴ０１へ戻り、発光パタンが初期化される。
【０１２２】
このときの内部処理について説明する。
【０１２３】
プローブガイド装置２では、初期化命令受付部２０４にてリセットボタン２６の押下を確認すると、発光パタン記憶部２０２の発光パタンを初期化すると同時に、発光パタンの「初期化」命令を、超音波診断装置１へ送信する。
【０１２４】
一方、受信側の超音波診断装置１では、初期化命令受信部１０７において「初期化」命令を受信し、ガイド制御部１０８へ出力する。ガイド制御部１０８は、「初期化」命令を受け、画像記憶部１０４のボリュームデータを消去する。
【０１２５】
なお、上記説明では、操作者がリセットボタンを押下して、発光パタンを初期化する形態であったが、リセットボタン２６をプローブケースに備え、操作者がプローブケースからプローブを抜くと、発光パタンを保持でき、プローブを差すと、発光パタンを初期化できる形態でも良い。
【０１２６】
例えば、操作者が血管の短軸をスキャンして、血管の分布をＬＥＤの発光パタンで確認した後、長軸を出画する際、一度、プローブを抜く必要があるが、長軸を出画するまで、発光パタンは保持されることが好ましい。
【０１２７】
このような場合、上述した形態が好ましい。
【０１２８】
図６Ａと図６Ｂは、プローブ移動とＬＥＤ発光動作の一例を示す図である。
【０１２９】
図６Ａは、関心組織として血管を検出する場合を示している。
【０１３０】
状態Ａ０１は、状態ＳＴ０１に対応し、ＬＥＤは発光しない。
【０１３１】
状態Ａ０２と状態Ａ０３は、状態ＳＴ０２に対応し、超音波診断装置は、ボリュームデータの保存を開始する。
【０１３２】
状態Ａ０４と状態Ａ０５は、状態ＳＴ０３に対応し、超音波診断装置は、ボリュームデータから関心組織を検出し、プローブガイド装置２は、ＬＥＤの発光パタンにより血管の分布を示す。ここで、Ａ０４、Ａ０５の左端の発光ＬＥＤと右端の発光ＬＥＤの位置が、関連組織である血管５１の両端位置を示す。
【０１３３】
図６Ｂは、関心組織として腫瘍を検出する場合を示している。
【０１３４】
状態Ｂ０１は、状態Ｓ０１に対応し、ＬＥＤは発光しない。
【０１３５】
状態Ｂ０２と状態Ｂ０３は、状態Ｓ０２に対応し、超音波診断装置１は、ボリュームデータの保存を開始する。
【０１３６】
状態Ｂ０３と状態Ｂ０４は、状態Ｓ０３に対応し、超音波診断装置１は、ボリュームデータから関心組織を検出し、プローブガイド装置２は、ＬＥＤの発光パタンにより腫瘍の分布を示す。ここで、Ｂ０４、Ｂ０５の上端発光ＬＥＤの位置が、プローブ移動方向における関心組織（腫瘍）の位置を示す。
【０１３７】
なお、上記説明では、ボリュームデータから関心組織を検出したが、一枚の画像から検出して、都度、ＬＥＤを発光させても良い。
【０１３８】
図６Ｃと図６Ｄは、一枚の画像から検出する場合のプローブ移動とＬＥＤ発光動作の一例を示す図である。
【０１３９】
図６Ｃは、関心組織として血管を検出する場合を示している。
【０１４０】
図６Ｃに示される通り、状態Ｃ０２と状態Ｃ０３は、ボリュームデータから血管を検出する場合には、ＬＥＤは発光しないが、一枚の画像から検出する場合は、発光する。このとき、プローブがプローブガイド装置の端部に移動するまでは、発光しない。
【０１４１】
状態Ｃ０４と状態Ｃ０５は、状態Ｃ０２と状態Ｃ０３２の端部とは反対の端部にプローブが移動している状態であり、ＬＥＤが追加で発光する。ここで、Ｃ０４、Ｃ０５の左端の発光ＬＥＤと右端の発光ＬＥＤの位置が、関連組織（血管）の両端位置を示す。
【０１４２】
図６Ｄは、関心組織として腫瘍を検出する場合を示している。
【０１４３】
図６Ｄに示される通り、腫瘍をプローブが通過した場合に発光し、例えば、腫瘍５３が図６Ｄの位置にある場合、状態Ｄ０１からＤ０２の間と、状態Ｄ０１から状態Ｄ０２３の間に、発光する。ここで、Ｄ０４、Ｄ０５の上端発光ＬＥＤの位置が、プローブ移動方向における関心組織である腫瘍５３の位置を示す。
【０１４４】
一枚の画像から関心組織の分布をＬＥＤで示すことにより、操作者は、ＬＥＤ発光動作の確からしさをスキャン中に確認できる。
【０１４５】
一般的に、一枚の画像から関心組織を検出すると、検出性能が悪い。そこで、プローブスキャン中は、一枚の画像から検出した結果を仮に示し、ボリュームデータ取得後、改めて、検出した結果を用いて修正しても良い。
【０１４６】
また、画像一枚から関心組織を自動的に検出せずに、操作者に画面から領域を選択させて、ＬＥＤを発光させても良い。
【０１４７】
なお、上記説明では、操作者がリセットボタンを押すと発光パタンを初期化できる仕様であったが、発光後、操作者がプローブを再度、プローブガイド装置の反対の端部へ移動させると、発光パタンを初期化できる仕様でも良い。
【０１４８】
図６Ｅと図６Ｆは、プローブ移動で発光パタンを初期化する場合の一例を示す図である。
【０１４９】
図６Ｅは、関心組織として血管を検出する場合である。
【０１５０】
図６Ｅに示される通り、状態Ｅ０４またはＥ０５の発光後、操作者がプローブを再度、プローブガイド装置２の反対の端部に移動させると、状態Ｅ０２またはＥ０３に戻る。
【０１５１】
図６Ｆは、関心組織として腫瘍を検出する場合を示している。
【０１５２】
図６Ｆに示される通り、状態Ｆ０４またはＦ０５の発光後、操作者がプローブを再度、プローブガイド装置２の反対の端部に移動させると、状態Ｆ０２またはＦ０３に戻る。
【０１５３】
このように、発光パタンの初期化をプローブ移動と連動させることで、リセットボタンを備える必要が無い。
【０１５４】
図５Ａ〜図５Ｉは、ＬＥＤ発光パタンの例を示している。
【０１５５】
図５Ａには、関心組織として血管５１の一例が示されている。
【０１５６】
向かい合う二辺の発光ＬＥＤ２５Ａ（ＬＥＤアレイ２５）を用いて、血管５１を示している。二点の発光ＬＥＤ２５Ａを結ぶ直線が血管５１である。
【０１５７】
図５Ｂには、関心組織として分岐前の血管５１の一例が示されている。
【０１５８】
図５Ａと同様、向かい合う二辺のＬＥＤアレイを用いて、分岐前の血管５１を示している。二点の発光ＬＥＤを結ぶ直線が分岐前の血管５１である。
【０１５９】
図５Ｃには、関心組織として分岐も含めた血管５１の一例が示されている。
【０１６０】
この場合三辺のＬＥＤアレイを用いる。向かい合う二辺のＬＥＤアレイを用いて、分岐前の血管５１を示し、もう一辺のＬＥＤアレイを用いて、分岐点を示している。分岐点のＬＥＤの発光色を変える、発光強度を変える、等により、発光の意味を区別しても良い。
【０１６１】
図５Ｄには、関心組織として血管５１の狭窄部５２の一例が示されている。
【０１６２】
隣り合う二辺のＬＥＤアレイを用いて、狭窄部５２の位置を示している。
【０１６３】
図５Ｅには、関心組織として血管５１と狭窄部５２の両方の一例が示されている。
【０１６４】
この場合三辺のＬＥＤアレイを用いる。隣り合う二辺で狭窄部５２の位置を示し、更に、向かい合う二辺で血管５１を示している。
【０１６５】
図５Ｆには、関心組織として腫瘍５３の一例が示されている。これは、図５Ｄと同様である。
【０１６６】
図５Ｇには、関心組織として複数の腫瘍５３Ａ・腫瘍５３Ｂの一例が示されている。
【０１６７】
隣り合う二辺のＬＥＤアレイを用いて、それぞれの腫瘍の座標を示している。腫瘍を区別するために、ＬＥＤの発光強度、または、発光色、を変える。
【０１６８】
図５Ｈと図５Ｉには、関心組織である腫瘍５３の深さの一例が示されている。
【０１６９】
深さを区別するために、ＬＥＤの発光強度、または、発光色、を変える。
【０１７０】
なお、上記説明では、ボリュームデータから関心組織を自動的に検出したが、一部を操作者が手動で設定しても良い。
【０１７１】
また、図１０に示される通り、プローブケース２４の片側を開放しておいても良い。操作者が短軸をスキャンした後、長軸を出す際に、ケースの両側部材で埋まっていると、ガイド内にプローブを置くことができないため、これを回避する。
【０１７２】
＜効果＞
以上のように、本発明の一態様に係る超音波診断システムによれば、特殊なプローブを必要とせず、関心組織の分布を体表から知ることができる。これにより、例えば、血管の長軸の出画、腫瘍の出画、が容易になるとともに、再現性も向上する。
【０１７３】
（変形例）
次に、実施の形態１の変形例について説明する。
【０１７４】
上記説明では、操作者の手によりプローブを動かしてボリュームデータを保存していたが、プローブが機械的に揺動する３Ｄプローブ、または、超音波送受信素子がマトリクス状に並ぶ３Ｄプローブに対しても、実施の形態１で説明した関心組織の分布をＬＥＤで示す形態を適用できる。
【０１７５】
以下では、プローブが機械的に揺動する３Ｄプローブを例に挙げて説明する。
【０１７６】
＜構成＞
図２Ｃと図２Ｄは、本実施の形態の変形例に係る超音波診断システムの構成図である。
【０１７７】
図２Ｃに示される通り、超音波診断装置１は、超音波送受信部１０１、画像生成部１０２、画像記憶部１０４、関心組織設定部１０５、発光パタン送信部１０６、初期化命令受信部１０７、ガイド制御部１０８、プローブ位置生成部１１１、プローブ位置送信部１１２、プローブ３、表示部４、および３Ｄプローブ５、を備える。
【０１７８】
また、図２Ｄに示される通り、３Ｄプローブ５は、発光パタン受信部２０１、発光パタン記憶部２０２、発光部２０３、初期化命令受付部２０４、初期化命令送信部２０５、プローブ位置受信部２１１、およびプローブ位置制御部２１２、を備える。
【０１７９】
実施の形態１との差分は、プローブ位置を超音波診断装置１で生成する点である。すなわち、プローブ位置の情報の流れは、超音波診断装置１から３Ｄプローブ５、となる。
【０１８０】
処理ブロックで見ると、超音波診断装置１に、プローブ位置生成部１１１、プローブ位置送信部１１２、が加わり、プローブガイド装置２は３Ｄプローブ５となり、プローブ位置受信部２１１、プローブ位置制御部２１２、が加わる。
【０１８１】
以下、構成と動作について、実施の形態１との差分のみ説明する。
【０１８２】
まず、図２Ｃに示す超音波診断装置１の構成について説明する。
【０１８３】
プローブ位置生成部１１１は、３Ｄプローブ５の内部で揺動するプローブ３の位置を決定する。プローブ位置決定後、プローブ位置を、プローブ位置送信部１１２、ガイド制御部１０８、および画像記憶部１０４、へ出力する。
【０１８４】
プローブ位置送信部１１２は、プローブ位置生成部１１１より入力されるプローブ位置を３Ｄプローブへ送信する。
【０１８５】
以上のように、超音波診断装置１は構成される。
【０１８６】
次に、図２Ｄに示す３Ｄプローブ５の構成について説明する。
【０１８７】
プローブ位置受信部２１１は、超音波診断装置１より送信されるプローブ位置を受信する。受信後、プローブ位置制御部２１２へプローブ位置を出力する。
【０１８８】
プローブ位置制御部２１２は、プローブ位置受信部２１１より入力されるプローブ位置に基づいて、プローブ３の位置を機械的に制御する。
【０１８９】
以上のように、３Ｄプローブ５は構成される。
【０１９０】
＜動作＞
次に、本変形例の動作について説明する。
【０１９１】
図１３は、本実施の形態の変形例の動作を示すフローチャートである。
【０１９２】
ステップＳ０１において、最初に、操作者は、３Ｄプローブ５を使ってボリュームデータを保存する。
【０１９３】
具体的には、超音波診断装置１は、操作者によるボリュームデータの保存命令を受け付けると、プローブ位置生成部１１１は、プローブ３の揺動範囲を設定する。設定後、プローブ位置送信部１１２を介して、３Ｄプローブ５へプローブ位置を送信する。３Ｄプローブ５では、プローブ位置受信部２１１で受信し、プローブ位置制御部２１２へ出力する。プローブ位置制御部２１２では、入力されたプローブ位置にプローブ３を動かす。プローブ３移動後、画像生成部１０２では画像を生成し、プローブ位置生成部１１１より入力されるプローブ位置と共に、画像記憶部１０４に画像を保存する。以降、揺動範囲について、プローブ移動、画像の保存、を繰り返すことで、ボリュームデータが保存される。
【０１９４】
次に、ステップＳ０２において、関心組織設定部１０５は、画像記憶部１０４に保存されているボリュームデータから、公知の画像認識技術により、関心組織を抽出する。
【０１９５】
次に、ステップＳ０３において、関心組織設定部１０５は、関心組織を抽出後、プローブ３の揺動範囲内における関心組織の分布を示すＬＥＤパタンを作成する。そして、作成後、ＬＥＤパタンを発光パタン送信部１０６へ出力する。
【０１９６】
次に、ステップＳ０４において、発光パタン送信部１０６は、発光パタンを３Ｄプローブ５へ送信する。３Ｄプローブ５では、発光パタン受信部２０１が発光パタンを受信し、発光パタン記憶部２０２へ保存する。最後に、発光部２０３は、発光パタン記憶部２０２に保存されている発光パタンに従い、ＬＥＤを発光する。
【０１９７】
以上のように、本実施の形態の動作は行われる。
【０１９８】
＜表示例＞
図１７に表示の一例を示す。
【０１９９】
図１７は、本変形例の３Ｄプローブ５の上面図である。ＬＥＤアレイ２５は、３Ｄプローブ５の周囲に備えられ、実施の形態１と同様、関心組織の分布を示すように、発光する。
【０２００】
なお、上記説明では、３Ｄプローブ５に発光部２０３が組み込まれているように説明したが、発光パタン受信部２０１、発光パタン記憶部２０２、発光部２０３、初期化命令受付部２０４、初期化命令送信部２０５、は別ユニットとし、３Ｄプローブ５に装着しても良い。これにより、通常の３Ｄプローブをそのまま使うことができる。
【０２０１】
＜効果＞
以上のように、例えば、穿刺時に、主要血管（刺すと致命傷となる）を通らない穿刺アプローチを、画像を見ることなく（体表から）検討できる。
【０２０２】
（実施の形態２）
次に、画像を取得した際のプローブ位置を体表に取り付けたプローブガイド装置のＬＥＤで示す例について本実施の形態で説明する。
【０２０３】
本実施の形態の超音波診断システムは、実施の形態１と同様、超音波診断装置１、プローブガイド装置２、およびプローブ３、を備える。
【０２０４】
図３Ａと図３Ｂは、本実施の形態に係る超音波診断システムの構成図である。図２Ａおよび図２Ｂと同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０２０５】
図３Ａに示される通り、超音波診断装置１は、超音波送受信部１０１、画像生成部１０２、プローブ位置受信部１０３、画像記憶部１０４、関心画像取得位置設定部１２１、関心画像受付部１２２、発光パタン送信部１０６、プローブ３、および表示部４、を備える。
【０２０６】
また、図３Ｂに示される通り、プローブガイド装置２は、プローブガイド装置２は、発光パタン受信部２０１、発光パタン記憶部２０２、発光部２０３、初期化命令受付部２０４、プローブ位置検出部２０６、プローブ位置送信部２０７、プローブ固定部２０８、およびプローブ移動支持部２０９、を備える。
【０２０７】
実施の形態１との差分は、ＬＥＤ発光パタンは、関心組織を示すのではなく、前に取得した画像のプローブ位置を示す点である。
【０２０８】
処理ブロックレベルでの差異は、関心組織設定部１０５、初期化命令受信部１０７、ガイド制御部１０８、初期化命令送信部２０５、が無くなり、関心画像取得位置設定部１２１、関心画像受付部１２２、が加わっている。
【０２０９】
以下、実施の形態１との差分についてのみ説明する。
【０２１０】
＜構成＞
超音波診断装置１の構成について説明する。
【０２１１】
関心画像受付部１２２は、操作者による関心画像の選択を受け付ける。
【０２１２】
関心画像取得位置設定部１２１は、関心画像受付部１２２より設定された関心画像を取得した際のプローブ位置を検索する。検索後、プローブ位置を示すＬＥＤの発光パタンを作成し、発光パタン送信部１０６へ出力する。
【０２１３】
以上のように、超音波診断装置１は構成される。
【０２１４】
なお、プローブガイド装置２については、前述の通り、初期化命令送信部２０５を備えない点を除き、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【０２１５】
＜動作＞
次に、本実施の形態の動作について説明する。
【０２１６】
図１４は、本実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【０２１７】
最初、ステップＳ１１において、操作者は、プローブガイド装置２を用いて、ボリュームデータを保存する。
【０２１８】
具体的には、超音波診断装置１の内部では、画像生成部１０２で生成された画像をプローブ位置受信部１０３より入力されるプローブ位置と対応付けて、画像記憶部１０４に保存する。すなわち、ボリュームデータを保存する。保存範囲は、操作者が指定できるものとする。
【０２１９】
次に、ステップＳ１２において、関心画像受付部１２２は、操作者による関心画像の設定を監視する。設定が確認された場合、ステップＳ１３へ進む。
【０２２０】
次に、ステップＳ１３において、関心画像取得位置設定部１２１は、画像記憶部１０４に保存されているボリュームデータから選択された画像のプローブ位置を特定する。ボリュームデータは、画像とプローブ位置が関連付けられているため、プローブ位置の検索が可能である。
【０２２１】
次に、ステップＳ１４において、関心画像取得位置設定部１２１は、ステップＳ０３にて検索して得たプローブ位置を示す発光パタンを作成する。
【０２２２】
最後に、ステップＳ１５において、超音波診断装置１の発光パタン送信部１０６から発光パタンをプローブガイド装置２へ送信し、プローブガイド装置２では、発光パタン受信部２０１において発光パタンを受信し、発光パタン記憶部２０２に発光パタンを保存する。そして、発光部２０３は、発光パタン記憶部２０２の発光パタンに基づき、対応するＬＥＤを発光する。
【０２２３】
以上のように、本実施の形態の動作は行われる。
【０２２４】
＜表示例＞
図８は、本実施の形態の表示の一例である。
【０２２５】
表示部４には、関心画像を選択する画像選択バー８１と、選択された画像８２、が表示されている。
【０２２６】
操作者が選択した画像８２を取得した際のプローブ位置が８３の場合、プローブガイド装置は、ＬＥＤ２５Ａを発光させる。
【０２２７】
＜効果＞
以上のように、本発明の一態様に係る超音波診断システムによれば、操作者は、前に取得した画像のプローブ位置を体表で確認することができる。これにより、再び同じ断面の画面に出す操作が容易になり、結果として、再現性の向上につながる。
【０２２８】
（実施の形態３）
本実施の形態では、表示部にプローブガイド装置と関心組織を表示してプローブ操作をガイドする場合の例について説明する。
【０２２９】
＜構成＞
図４Ａと図４Ｂは、本実施の形態に係る超音波診断システムの構成図である。図２Ａおよび図２Ｂと同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０２３０】
図４Ａに示される通り、超音波診断装置１は、超音波送受信部１０１、画像生成部１０２、プローブ位置受信部１０３、画像記憶部１０４、関心組織設定部１０５、発光パタン送信部１０６、初期化命令受信部１０７、ガイド制御部１０８、ガイド画像作成部１３１、ガイド姿勢受信部１３２、プローブ３、および表示部４、を備える。
【０２３１】
また、プローブガイド装置２は、初期化命令受付部２０４、初期化命令送信部２０５、プローブ位置検出部２０６、プローブ位置送信部２０７、プローブ固定部２０８、プローブ移動支持部２０９、ガイド姿勢検出部２３１、およびガイド姿勢送信部２３２、を備える。
【０２３２】
実施の形態１との差分は、プローブガイド装置２にＬＥＤを設けない点である。
【０２３３】
処理ブロックレベルでの差分は、発光パタン送信部１０６、発光パタン受信部２０１、発光パタン記憶部２０２、発光部２０３、が無くなり、ガイド画像作成部１３１、ガイド姿勢受信部１３２、ガイド姿勢検出部２３１、ガイド姿勢送信部２３２、が加わっている点である。
【０２３４】
以下、差分についてのみ説明する。
【０２３５】
まず、図４Ａに示す超音波診断装置１の構成について説明する。
【０２３６】
関心組織設定部１０５は、実施の形態１と同様、ガイド制御部１０８より、「実行」が命令された場合、画像記憶部１０４のボリュームデータから関心組織を検出する。その後、本実施の形態では、プローブガイド装置２の内部における関心組織の分布を示す関心組織画像を作成する。作成後、関心組織画像をガイド画像作成部１３１へ出力する。
【０２３７】
ガイド姿勢受信部１３２は、プローブガイド装置２より送信されるプローブガイド装置２の姿勢情報を受信する。姿勢情報とは、プローブガイド装置２のガイド面の法線ベクトルである。受信後、ガイド姿勢受信部１３２は、姿勢情報をガイド画像作成部１３１へ出力する。
【０２３８】
ガイド画像作成部１３１は、関心組織設定部１０５より入力される関心組織画像とガイド画像作成部１３１より入力される姿勢情報を元に、関心組織の分布を示すガイド画像を作成する。ガイド画像の具体例は後述する。作成後、ガイド画像を表示部４へ出力する。
【０２３９】
表示部４は、本実施の形態では、ガイド画像作成部１３１より入力されるガイド画像を表示する。
【０２４０】
以上のように、超音波診断装置１は構成される。
【０２４１】
次に、プローブガイド装置２の構成について説明する。
【０２４２】
図４Ｂにおいてガイド姿勢検出部２３１は、ジャイロに相当する部分であり、姿勢情報としてプローブガイド装置２のガイド面の法線ベクトルを検出する。姿勢検出後、ガイド姿勢検出部２３１は、姿勢情報をガイド姿勢送信部２３２へ出力する。
【０２４３】
ガイド姿勢送信部２３２は、ガイド姿勢検出部２３１より入力される姿勢情報を超音波診断装置１のガイド姿勢受信部１３２へ送信する。
【０２４４】
以上のように、プローブガイド装置２は構成される。
【０２４５】
＜動作＞
次に、本実施の形態の動作について説明する。
【０２４６】
図１５は、本実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【０２４７】
最初、ステップＳ２１において、操作者は、ボリュームデータを保存する。なお、内部処理は、ステップＳ１１と同様であるため、説明を省略する。
【０２４８】
次に、ステップＳ２２において、超音波診断装置１は、ボリュームデータから関心組織を検出する。なお、内部処理は、ステップＳ１２と同様であるため、説明を省略する。
【０２４９】
次に、ステップＳ２３において、関心組織設定部１０５は、プローブガイド装置２の内部における関心組織の分布を示す関心組織の分布画像を作成する。関心組織は、三次元空間内のボリュームデータとして検出されるため、関心組織の分布画像は、関心組織のボリュームデータを体表へ投影することで得られる。
【０２５０】
次に、ステップＳ２４において、ガイド画像作成部１３１は、ガイド姿勢受信部１３２より入力されるプローブガイド装置２の姿勢情報を取得する。
【０２５１】
次に、ステップＳ２５において、ガイド画像作成部１３１は、プローブガイド装置２の外観を示すデザインを関心組織の分布画像と合成する。更に、プローブガイド装置２の姿勢情報を元に、実物と画面中のプローブガイド装置の向きが合うように補正する。これにより、画面中と実物の関心組織の対応理解が容易になる。ガイド画像の具体例は、後述する。
【０２５２】
最後に、ステップＳ２６において、表示部４は、ガイド画像作成部１３１で作成したガイド画像を表示する。
【０２５３】
以上のように、本実施の形態の動作は行われる。
【０２５４】
＜表示例＞
図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃは、表示画面（ガイド画像の表示）の一例を示す図である。図７Ａには、実物のプローブガイド装置２と画面中のプローブガイド装置４１の一例が示されている。
【０２５５】
実物のプローブガイド装置２の隣り合う二辺にスケールマーク２７を備え、画面中のプローブガイド装置４１にも、同じデザインのスケールマーク４３を備える。これにより、実物のプローブガイド装置２と画面中のプローブガイド装置４１の対応関係を示す。
【０２５６】
また、スケールマーク２７と画面中のスケールマーク４３に、記号（図７Ａの例では、１、２、３、４、５、６、Ａ、Ｂ、Ｃ）を付け、長さも分かるようにしておく。
【０２５７】
画面中のプローブガイド装置４１の内部には、関心組織の分布画像４２（前述の関心組織画像）が示される。
【０２５８】
操作者は、実物のプローブガイド装置２と画面中のプローブガイド装置４１を見比べることにより、関心組織の分布を大まかに把握することができる。
【０２５９】
図７Ｂには、長さを記号ではなく、色のグラデーションで表した一例が示されている。
【０２６０】
図７Ｃには、プローブガイド装置２の姿勢情報により、実物のプローブガイド装置２と画面中のプローブガイド装置４１の向きを合わせた一例が示されている。
【０２６１】
図７Ｃに示される通り、操作者がプローブガイド装置２を９０度右に傾けると、画面中のプローブガイド装置４１も９０度右に傾いて表示される。
【０２６２】
このように、実物と画面中とで向きを合わせて表示されるため、関心組織の分布の理解が容易になる。なお回転角度は９０度以外でも、同様の処理が実行される。
【０２６３】
なお、表示部４とプローブガイド装置２を一体化させても良い。
【０２６４】
図１１は、表示部４とプローブガイド装置２を一体化させたプローブガイド装置の一例を示す図である。
【０２６５】
図１１に示される通り、一体化させることで操作者の視線の移動が減る。
【０２６６】
また、表示部４にタッチして超音波診断装置１の操作をできるようにしても良い。これにより、操作が手元で完結する。なお、図１１における８２は、その時点でのＢモード画像を表している。プローブの移動に伴って都度その時点でのＢモード画像が表示されることになる。
【０２６７】
（変形例）
以下、実施の形態３の変形例について説明する。
【０２６８】
本変形例では、表示部４が超音波診断装置１と分離している場合に、関心組織の分布を表示部４の向きに依存せずに表示する。実施の形態３との差分は、表示部４である。
【０２６９】
以下、表示部４についてのみ説明する。
【０２７０】
＜構成＞
図４Ｃは、実施の形態３の変形例に係る超音波診断システムの構成図である。
【０２７１】
図４Ｃに示される通り、表示部４は、ガイド画像受信部１４１、ガイド画像補正部１４２、ガイド画像表示部１４３、および表示部姿勢検出部１４４、を備える。
【０２７２】
以下、表示部４の構成について説明する。
【０２７３】
ガイド画像受信部１４１は、超音波診断装置１において作成されたガイド画像を受信する。受信後、ガイド画像受信部１４１は、ガイド画像をガイド画像補正部１４２へ出力する。
【０２７４】
表示部姿勢検出部１４４は、表示部４の姿勢情報を検出する。姿勢情報は、表示部４の表示面の法線ベクトルであり、ジャイロにより取得する。取得後、表示部姿勢検出部１４４は、姿勢情報をガイド画像補正部１４２へ出力する。
【０２７５】
ガイド画像補正部１４２は、ガイド画像受信部１４１より入力されるガイド画像と表示部姿勢検出部１４４より入力される姿勢情報から、ガイド画像の向きが、表示部の姿勢に依存しないように補正する。表示例は後述する。補正後、ガイド画像補正部１４２は、補正したガイド画像をガイド画像表示部１４３へ出力する。
【０２７６】
ガイド画像表示部１４３は、ガイド画像補正部１４２より入力されるガイド画像を表示する。
【０２７７】
以上のように、表示部４は構成される。
【０２７８】
＜動作＞
次に、本実施の形態の動作について説明する。
【０２７９】
図１６は、本実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【０２８０】
最初、ステップＳ３１において、超音波診断装置１は、ガイド画像を作成する。なお、ここまでのステップは、ステップＳ２１〜Ｓ２５に対応する。
【０２８１】
次に、ステップＳ３２において、表示部４の表示部姿勢検出部１４４が、表示部４の姿勢の変化を監視する。姿勢は、前述の通り、ジャイロにて検出する。姿勢の変化を確認した場合、ステップＳ３３へ進む。
【０２８２】
次に、ステップＳ３３において、ガイド画像補正部１４２は、ステップＳ３１にて作成されたガイド画像を、表示部４の姿勢に依存しないように補正する。例えば、表示部姿勢検出部１４４が、表示部４の右９０度の姿勢変化を検出した場合、関心組織設定部１０５は、左９０度にガイド画像を変換したガイド画像を作成する。
【０２８３】
最後に、ステップＳ３４において、表示部４は、ガイド画像補正部１４２において補正されたガイド画像を表示する。
【０２８４】
以上のように、本実施の形態の動作は行われる。
【０２８５】
＜表示例＞
図１９は、本実施の形態の表示画面の一例を示す図である。
【０２８６】
ここで、表示部４は、超音波診断装置１と分離していることを想定している。
【０２８７】
図１９には、表示部４が９０度、傾いた場合の例が示されている。このとき、関心組織の分布を示す関心組織の分布画像４２の向きを変えない。
【０２８８】
これにより、被検体内の関心組織の向きと常に同じ向きを保ったまま表示されるので、表示画面の理解が容易になる。なお回転角度は９０度以外でも、同様の処理が実行される。
【０２８９】
＜効果＞
以上のように、本発明の一態様に係る超音波診断システムによれば、関心組織の分布を実物と画面中のプローブガイド装置を見比べることにより、実際の関心組織の分布を大まかに把握することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２９０】
本発明に係る超音波診断システムは、超音波診断の効率化と再現性向上の効果を有する。また、超音波診断における教育システムとしても利用可能性がある。
【符号の説明】
【０２９１】
１        超音波診断装置
２        プローブガイド装置
３        プローブ
４        表示部
５        ３Ｄプローブ
２１      プローブ移動支持ユニット
２２      パタンシート
２３      プローブ位置検出ユニット
２４      プローブケース
２５      ＬＥＤアレイ
２５Ａ    発光ＬＥＤ
２６      リセットボタン
２７、４３      スケールマーク
４１      画面中のプローブガイド装置
４２      関心組織の分布画像
４４      垂直ラインのパタン
４５      コード化された数値
５１      血管
５２      狭窄部
５３、５３Ａ、５３Ｂ      腫瘍
８１      画像選択バー
８２      画像
８３      画像８２を取得した際のプローブ位置
８４      プローブ位置を示すマーク
１０１    超音波送受信部
１０２    画像生成部
１０３    プローブ位置受信部
１０４    画像記憶部
１０５    関心組織設定部
１０６    発光パタン送信部
１０７    初期化命令受信部
１０８    ガイド制御部
１１１    プローブ位置生成部
１１２    プローブ位置送信部
１２１    関心画像取得位置設定部
１２２    関心画像受付部
１３１    ガイド画像作成部
１３２    ガイド姿勢受信部
１４１    ガイド画像受信部
１４２    ガイド画像補正部
１４３    ガイド画像表示部
１４４    表示部姿勢検出部
２０１    発光パタン受信部
２０２    発光パタン記憶部
２０３    発光部
２０４    初期化命令受付部
２０５    初期化命令送信部
２０６    プローブ位置検出部
２０７    プローブ位置送信部
２０８    プローブ固定部
２０９    プローブ移動支持部
２１１    プローブ位置受信部
２１２    プローブ位置制御部
２３１    ガイド姿勢検出部
２３２    ガイド姿勢送信部
【図１】
2014087560.tif 000003
【図２Ａ】
2014087560.tif 000004
【図２Ｂ】
2014087560.tif 000005
【図２Ｃ】
2014087560.tif 000006
【図２Ｄ】
2014087560.tif 000007
【図３Ａ】
2014087560.tif 000008
【図３Ｂ】
2014087560.tif 000009
【図４Ａ】
2014087560.tif 000010
【図４Ｂ】
2014087560.tif 000011
【図４Ｃ】
2014087560.tif 000012
【図５Ａ】
2014087560.tif 000013
【図５Ｂ】
2014087560.tif 000014
【図５Ｃ】
2014087560.tif 000015
【図５Ｄ】
2014087560.tif 000016
【図５Ｅ】
2014087560.tif 000017
【図５Ｆ】
2014087560.tif 000018
【図５Ｇ】
2014087560.tif 000019
【図５Ｈ】
2014087560.tif 000020
【図５Ｉ】
2014087560.tif 000021
【図６Ａ】
2014087560.tif 000022
【図６Ｂ】
2014087560.tif 000023
【図６Ｃ】
2014087560.tif 000024
【図６Ｄ】
2014087560.tif 000025
【図６Ｅ】
2014087560.tif 000026
【図６Ｆ】
2014087560.tif 000027
【図７Ａ】
2014087560.tif 000028
【図７Ｂ】
2014087560.tif 000029
【図７Ｃ】
2014087560.tif 000030
【図８】
2014087560.tif 000031
【図９Ａ】
2014087560.tif 000032
【図９Ｂ】
2014087560.tif 000033
【図１０】
2014087560.tif 000034
【図１１】
2014087560.tif 000035
【図１２】
2014087560.tif 000036
【図１３】
2014087560.tif 000037
【図１４】
2014087560.tif 000038
【図１５】
2014087560.tif 000039
【図１６】
2014087560.tif 000040
【図１７】
2014087560.tif 000041
【図１８】
2014087560.tif 000042
【図１９】
2014087560.tif 000043