(57)【要約】比較的簡単な処理にて穿刺針の穿刺を確実に行うことができる超音波画像表示装置を提供する。超音波画像表示装置としての血流撮影装置において、超音波プローブを用い、超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、輝度変調処理を行うことで反射波信号の信号強度に応じた輝度の画像データを生成するとともに、画像データを用いて断層画像８，９を表示する。本発明の血流撮影装置では、反射波信号に基づいて、断層画像８，９の画像データを時間的な間隔をおいて複数フレーム取得し、複数フレームの断層画像８，９について変化があった部位（穿刺針６の先端６ａ）の輝度を高めて表示するとともに、変化があった部位の画像の残像効果を強調して表示する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の断層画像を取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が配列されたプローブ本体と、前記プローブ本体に固定され、前記断層画像が示す断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントとを備えた超音波プローブを用い、前記超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、輝度変調処理を行うことで前記反射波信号の信号強度に応じた輝度の画像データを生成するとともに、前記画像データを用いて前記断層画像を表示する超音波画像表示装置であって、
前記反射波信号に基づいて、前記断層画像の画像データを時間的な間隔をおいて複数フレーム取得し、複数フレームの前記断層画像について変化があった部位の輝度を高めて表示するとともに、前記変化があった部位の画像の残像効果を強調して表示する画像処理手段を備えたことを特徴とする超音波画像表示装置。
【請求項２】
前記画像処理手段は、
過去の画像データを記憶する画像メモリと、
リアルタイムで取得した最新フレームの画像データと、前記画像メモリから読みだした前記過去の画像データとを用いた演算により複数フレームの画像データを平均化するとともに、その演算結果を前記過去の画像データとして前記画像メモリに出力する平均演算部と、
前記平均演算部から出力される平均化された画像データと、最新フレームの画像データとを比較して得た時間的な輝度の相違箇所について、輝度を高めた画像データを生成する輝度強調処理部と
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の超音波画像表示装置。
【請求項３】
前記平均演算部は、前記過去の画像データと前記最新フレームの画像データとに異なる重みを付けて演算する重み付き平均により、前記画像データを平均化する機能を有することを特徴とする請求項２に記載の超音波画像表示装置。
【請求項４】
前記画像処理手段は、前記輝度強調処理部が生成した輝度を高めた画像データを使用して前記断層画像を表示するか否かを切り替える切替部をさらに備えていることを特徴とする請求項２または３に記載の超音波画像表示装置。
【請求項５】
前記輝度強調処理部は、前記画像データの輝度の差分値が大きいものほど輝度を高める輝度強調を行うことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の超音波画像表示装置。
【請求項６】
前記断層画像の表示領域には、前記輝度強調の度合が異なる複数の強調設定範囲が設けられており、
前記画像処理手段は、前記画像データの座標情報を取得する座標取得部をさらに備え、
前記輝度強調処理部は、前記座標情報により判別される前記強調設定範囲に応じて、前記輝度を高めた画像データを生成する
ことを特徴とする請求項５に記載の超音波画像表示装置。
【請求項７】
前記画像処理手段における前記平均演算部は、前記強調設定範囲に応じて、各画像データの重みを変更して前記断層画像における残像効果の度合を変更する機能を有することを特徴とする請求項６に記載の超音波画像表示装置。
【請求項８】
前記画像処理手段は、前記断層画像における時間的な輝度の相違箇所について、前記輝度の差分値が予め設定された所定の閾値よりも大きい相違箇所を、その周辺箇所とは異なる色で表示する機能を有することを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の超音波画像表示装置。
【請求項９】
前記画像処理手段は、前記断層画像において、前記輝度の差分値が前記所定の閾値を超えた相違箇所について次フレーム以降の画像表示処理にて前記異なる色の画像データを設定することにより、前記相違箇所を前記穿刺針の軌跡として表示する機能を有することを特徴とする請求項８に記載の超音波画像表示装置。
【請求項１０】
前記プローブ本体には、前記被検体の横断面を示す第１断層画像と、前記横断面に交差する方向の縦断面を示す第２断層画像とを取得すべく前記複数の超音波振動子が略Ｔ字状となるように配列され、
前記画像データを用いて前記第１断層画像と前記第２断層画像とを同一画面上に同時に表示する
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の超音波画像表示装置。
【請求項１１】
前記第１断層画像上に、前記穿刺針の進む方向を示す第１のガイドラインを表示するとともに、前記第２断層画像上に、前記穿刺針の挿入角度での進路を示す第２のガイドラインを表示するガイドライン表示手段をさらに備え、
前記第２断層画像において、前記第２のガイドラインの近傍であってそのガイドラインに沿って設定された帯状の近傍領域とその近傍領域の外側に設定された外側領域とが、前記輝度強調の度合が異なる複数の強調設定範囲として設定されることを特徴とする請求項１０に記載の超音波画像表示装置。
【請求項１２】
前記穿刺針の挿入角度に基づいて、前記第１断層画像上に前記穿刺針の先端が見え始める位置を予測する位置予測手段をさらに備え、
前記第１断層画像において、前記穿刺針の先端が見え始める位置の近傍に設定された枠状の近傍領域とその近傍領域の外側に設定された外側領域とが、前記輝度強調の度合が異なる複数の強調設定範囲として設定される
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の超音波画像表示装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の超音波画像表示装置を用い、内部に管状構造体が存在する前記被検体に対して前記穿刺針の穿刺を行うときの超音波画像表示方法において、
前記被検体に対して前記超音波プローブを移動させながら前記超音波を送受信し、前記超音波画像表示装置に前記断層画像を表示して、穿刺対象となる前記管状構造体を見つける管状構造体検出ステップと、
前記管状構造体を見つけた後、前記超音波プローブを停止させて前記超音波を送受信し、前記超音波画像表示装置に前記断層画像を表示して、前記管状構造体に対する前記穿刺針の穿刺を行う穿刺ステップと
を含むことを特徴とする超音波画像表示方法。
【請求項１４】
前記画像処理手段において、前記輝度の差分値に応じた前記輝度強調の度合と、時間経過に応じた前記残像効果の度合とを、前記管状構造体検出ステップと前記穿刺ステップとで同じ度合に設定することを特徴とする請求項１３に記載の超音波画像表示方法。
【請求項１５】
前記画像処理手段において、前記輝度の差分値に応じた前記輝度強調の度合と、時間経過に応じた前記残像効果の度合との少なくとも一方を、前記管状構造体検出ステップと前記穿刺ステップとで異なる度合に設定することを特徴とする請求項１３に記載の超音波画像表示方法。
【請求項１６】
前記穿刺ステップにおける前記残像効果の度合を前記管状構造体検出ステップにおける前記残像効果の度合よりも高く設定することを特徴とする請求項１５に記載の超音波画像表示方法。
【請求項１７】
被検体の断層画像を取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が配列されたプローブ本体と、前記プローブ本体に固定され、前記断層画像が示す断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントとを備えた超音波プローブを用い、前記超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、輝度変調処理を行うことで前記反射波信号の信号強度に応じた輝度の画像データを生成するとともに、前記画像データを用いて前記断層画像を表示する超音波画像表示装置に内蔵されるコンピュータを、
前記反射波信号に基づいて、前記断層画像の画像データを時間的な間隔をおいて複数フレーム取得し、複数フレームの前記断層画像について変化があった部位の輝度を高めて表示するとともに、前記変化があった部位の画像の残像効果を強調して表示する画像処理手段として動作させるためのプログラムを格納した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波プローブを用いて被検体の断層画像を表示し、穿刺針の位置を確認しながら穿刺を行うための超音波画像表示装置及び方法、並びにプログラムを格納した記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
医療現場では、一般的な注射、神経ブロック注射、採血、カテーテルの挿入など、生体組織（被検体）に対して穿刺する行為が広く行われている。神経ブロック注射やカテーテルの挿入などの処置を行う場合、目的の部位に対して正確に穿刺しないと、生体組織を損傷させてしまう可能性がある。このような背景の中、近年では、超音波画像で目的の部位の状態を観察しながら穿刺を行うといった超音波ガイドの技術が用いられている。【０００３】
従来、超音波ガイドを用いた装置では、処置部の断層画像（Ｂモード画像）を表示して、穿刺針の位置を確認しつつ穿刺を行っている。一般に、穿刺針は比較的細く、かつ超音波の照射方向に対して穿刺針は斜めに穿刺されるため、穿刺針からの反射波信号の強度は弱くなる。このため、断層画像において穿刺針の位置が分かりづらくなるといった問題が生じる。この対策として、特許文献１に記載の超音波診断装置では、画像データ群の中から穿刺針に対応した高輝度領域を穿刺針領域として抽出し、穿刺針の画像データを生成している。そして、穿刺針の画像データを用いて画像を合成して断層画像において穿刺針の輝度を高めた強調表示を行うように構成している。また、特許文献２に記載の超音波画像診断装置では、複数フレームの画像データからフレーム間の動きの評価を示す情報を生成し、その情報に基づいて穿刺針の先端の位置を検出している。そして、超音波画像において穿刺針の先端の位置を強調して表示している。また、この超音波画像診断装置では、穿刺針の先端の位置の履歴に基づいて、先端の軌跡を表示する軌跡表示部が設けられている。このように穿刺針の強調表示や軌跡の表示を行うことにより、穿刺針の視認性が高められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２８１２８号公報
【特許文献２】特開２０１４−２１２９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１の超音波診断装置では、画像データ群の中から穿刺針に対応した穿刺針領域を抽出する処理や穿刺針の画像データを生成する処理が必要となる。また、特許文献２の超音波診断装置でも、穿刺針の先端位置を検出する処理が必要となる。この場合、画像表示処理が複雑になることに加え、穿刺針領域を誤って抽出したり、穿刺針の先端位置を誤って検出したりすると、穿刺針の穿刺を正確に行えなくなってしまう。さらに、穿刺針領域の抽出精度や先端位置の検出精度を高めるためには、より複雑な処理が必要となるため処理負荷が高まってしまうといった問題も生じる。【０００６】
また、例えば静脈等の血管に穿刺針を穿刺する場合、穿刺対象となる血管を素早く見つける必要があるが、特許文献１，２の診断装置では、穿刺針のみを強調して表示しており、穿刺対象である血管の強調表示は行われていない。このため、血管を見つけるまでに時間がかかってしまうといった問題が生じる。また、静脈の近くに動脈がある場合もあり、この場合には、静脈と動脈と判別し、穿刺対象となる静脈に穿刺針を正確に穿刺する必要がある。従来、Ｂモードの断層画像は白黒の濃淡で表示されるため、断層画像上に表示されている動静脈の判別は困難となる場合がある。この場合、カラードプラ法により血流をカラーで表示して動静脈の判別を行うようにしている。しかしながら、カラードプラ法による表示では、フーリエ変換等の処理が必要であり、フレームレートが低下するため、断層画像の表示をリアルタイムで行うことができなくなる。このため、動静脈の判別が必要となる場合、従来では、まずカラードプラ法による表示画像によって動静脈を判別した後、リアルタイム表示が可能なＢモードの断層画像に切り替えて穿刺針の穿刺を行っていた。この場合、表示画面を切り替えるためのボタン操作等が必要となり、処置時間が長くなってしまう。【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的簡単な処理にて穿刺針の穿刺を確実に行うことができる超音波画像表示装置を提供することにある。また、別の目的は、血管等の管状構造体に対する穿刺針の穿刺を迅速かつ確実に行うことができる超音波画像表示方法を提供することにある。さらに、別の目的は、上記超音波画像表示装置に内蔵されるコンピュータを動作させるためのプログラムを格納した記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、被検体の断層画像を取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が配列されたプローブ本体と、前記プローブ本体に固定され、前記断層画像が示す断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントとを備えた超音波プローブを用い、前記超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、輝度変調処理を行うことで前記反射波信号の信号強度に応じた輝度の画像データを生成するとともに、前記画像データを用いて前記断層画像を表示する超音波画像表示装置であって、前記反射波信号に基づいて、前記断層画像の画像データを時間的な間隔をおいて複数フレーム取得し、複数フレームの前記断層画像について変化があった部位の輝度を高めて表示するとともに、前記変化があった部位の画像の残像効果を強調して表示する画像処理手段を備えたことを特徴とする超音波画像表示装置をその要旨とする。【０００９】
従って、請求項１に記載の発明によると、被検体に穿刺針を穿刺する際に、動きのある穿刺針の先端は、複数フレームの断層画像において輝度の変化があった部位として輝度が高められるため、周辺部位よりも強調されて表示される。さらに、本発明では、輝度が高くなった穿刺針の先端の画像が残像として残るため、穿刺針の侵入経路を容易に確認することができる。この結果、穿刺針の位置がわかりやすくなり、穿刺針の穿刺を確実に行うことができる。また、被検体が生体組織である場合、血管は拍動するため、その血管が周辺組織よりも強調されて表示される。特に、動脈は静脈と比較して大きく拍動するため、静脈よりも動脈の輝度が高くなり動脈がより強調され表示される。このため、従来のカラードプラ法による診断画像を用いなくても、動脈と静脈とを容易に判別することができ、血管の挿し間違いを防止することができる。このように、本発明によれば、従来技術のように穿刺針の位置検出等を行うことなく、さらにカラードプラ法による画像への切り替え等を行う必要がないため、比較的簡単な処理にて穿刺針の穿刺を確実に行うことができる。【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記画像処理手段は、過去の画像データを記憶する画像メモリと、リアルタイムで取得した最新フレームの画像データと、前記画像メモリから読みだした前記過去の画像データとを用いた演算により複数フレームの画像データを平均化するとともに、その演算結果を前記過去の画像データとして前記画像メモリに出力する平均演算部と、前記平均演算部から出力される平均化された画像データと、最新フレームの画像データとを比較して得た時間的な輝度の相違箇所について、輝度を高めた画像データを生成する輝度強調処理部とを備えていることをその要旨とする。【００１１】
従って、請求項２に記載の発明によると、画像処理手段において、画像メモリに過去の画像データが記憶され、平均演算部により、過去の画像データと最新フレームの画像データとを用いた演算により複数フレームの画像データが平均化される。そして、輝度強調処理部により、平均化された画像データと最新フレームの画像データとが比較され、得られた時間的な輝度の相違箇所について輝度を高めた画像データが生成される。このように構成すると、複数フレームの断層画像について変化があった部位の輝度を高めて表示することができる。またこの場合、最新の画像データに過去の画像データを反映した画像データを生成できるため、輝度の変化があった部位の画像を残像として残して表示することができる。【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記平均演算部は、前記過去の画像データと前記最新フレームの画像データとに異なる重みを付けて演算する重み付き平均により、前記画像データを平均化する機能を有することをその要旨とする。【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、重み付き平均により、過去の画像データと最新の画像データとの反映割合を調整することができ、断層画像における残像効果の度合を容易に変更することができる。【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３において、前記画像処理手段は、前記輝度強調処理部が生成した輝度を高めた画像データを使用して前記断層画像を表示するか否かを切り替える切替部をさらに備えていることをその要旨とする。【００１５】
従って、請求項４に記載の発明によると、輝度の変化がある部位を強調した断層画像の表示（輝度強調表示）と、輝度の変化がある部位を強調しない断層画像の表示（通常表示）とを切替部によって容易に切り替えることができる。このため、穿刺針の穿刺時のように穿刺針の動きやその周辺の動き（動脈等の動き）を確認したいときには、通常表示から強調表示に切り替えることで、動きのある部位を確実に見分けることが可能となる。【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項２乃至４のいずれかにおいて、前記輝度強調処理部は、前記画像データの輝度の差分値が大きいものほど輝度を高める輝度強調を行うことをその要旨とする。【００１７】
従って、請求項５に記載の発明によると、輝度強調処理部により、画像データの輝度の差分値が大きいものほど輝度を高める輝度強調が行われる。この場合、穿刺針を早く刺すほど先端が明るく表示されるので、その先端に対する注意を促すことができるとともに、先端の位置を確実に把握することができる。また、静脈よりも動脈の輝度が高く表示されるため、動脈と静脈とを容易に判別することができる。【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項５において、前記断層画像の表示領域には、前記輝度強調の度合が異なる複数の強調設定範囲が設けられており、前記画像処理手段は、前記画像データの座標情報を取得する座標取得部をさらに備え、前記輝度強調処理部は、前記座標情報により判別される前記強調設定範囲に応じて、前記輝度を高めた画像データを生成することをその要旨とする。【００１９】
従って、請求項６に記載の発明によると、断層画像の表示領域には輝度強調の度合が異なる複数の強調設定範囲が設けられている。そして、画像処理手段において、座標取得部により画像データの座標情報が取得され、この座標情報に基づいて強調設定範囲が判別される。その後、輝度強調処理部により、強調設定範囲に応じた輝度強調の度合で輝度を高めた画像データが生成される。具体的には、例えば、穿刺針と生体組織とは反射信号の強度（反射輝度）が異なる。このため、穿刺針が存在しうる強調設定範囲と生体組織のみが存在する強調設定範囲とで輝度強調の度合をそれぞれに合ったものに調整することにより、穿刺針の穿刺に適した断層画像を表示させることが可能となる。【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項６において、前記画像処理手段における前記平均演算部は、前記強調設定範囲に応じて、各画像データの重みを変更して前記断層画像における残像効果の度合を変更する機能を有することをその要旨とする。【００２１】
従って、請求項７に記載の発明によると、平均演算部により、強調設定範囲に応じて各画像データの重みを変更することにより、断層画像における残像効果の度合が変更される。具体的には、例えば、穿刺針が存在しうる強調設定範囲において、過去の画像データの重みを高めて平均化すると、過去の画像が比較的に長い時間残り、残像効果の度合が高くなる。また、穿刺針が存在しない強調設定範囲において、最新の画像データの重みを高めて平均化すると、過去の画像が比較的短い時間で消え、残像効果の度合が低くなる。このようにすると、穿刺針の穿刺に適した断層画像を表示させることができる。【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項２乃至７のいずれかにおいて、前記画像処理手段は、前記断層画像における時間的な輝度の相違箇所について、前記輝度の差分値が予め設定された所定の閾値よりも大きい相違箇所を、その周辺箇所とは異なる色で表示する機能を有することをその要旨とする。【００２３】
従って、請求項８に記載の発明によると、断層画像において、穿刺針の針先や動脈の血管壁等の動きが比較的大きく、輝度の変化がある部位を周辺箇所とは異なる色で表示することができるため、針先の位置や血管壁の位置を容易に見分けることができる。【００２４】
請求項９に記載の発明は、請求項８において、前記画像処理手段は、前記断層画像において、前記輝度の差分値が前記所定の閾値を超えた相違箇所について次フレーム以降の画像表示処理にて前記異なる色の画像データを設定することにより、前記相違箇所を前記穿刺針の軌跡として表示する機能を有することをその要旨とする。【００２５】
従って、請求項９に記載の発明によると、断層画像において穿刺針の軌跡を表示することにより、穿刺針の侵入経路が分かり、穿刺針を止めた場合でも、今までにどこまで針を刺したかが分かるため、穿刺針の穿刺をより確実に行うことができる。【００２６】
請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれかにおいて、前記プローブ本体には、前記被検体の横断面を示す第１断層画像と、前記横断面に交差する方向の縦断面を示す第２断層画像とを取得すべく前記複数の超音波振動子が略Ｔ字状となるように配列され、前記画像データを用いて前記第１断層画像と前記第２断層画像とを同一画面上に同時に表示することをその要旨とする。【００２７】
従って、請求項１０に記載の発明によると、横断面を示す第１断層画像と縦断面を示す第２断層画像とが同一画面上に同時に表示されるので、各画像を確認しつつ穿刺針の穿刺を迅速かつ確実に行うことができる。【００２８】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０において、前記第１断層画像上に、前記穿刺針の進む方向を示す第１のガイドラインを表示するとともに、前記第２断層画像上に、前記穿刺針の挿入角度での進路を示す第２のガイドラインを表示するガイドライン表示手段をさらに備え、前記第２断層画像において、前記第２のガイドラインの近傍であってそのガイドラインに沿って設定された帯状の近傍領域とその近傍領域の外側に設定された外側領域とが、前記輝度強調の度合が異なる複数の強調設定範囲として設定されることをその要旨とする。【００２９】
従って、請求項１１に記載の発明によると、第２断層画像において、第２のガイドラインは穿刺針の穿刺ルートを示すものであるが、そのガイドラインの近傍領域とその外側領域とで輝度強調の度合をそれぞれ適した度合に設定することができる。具体的には、例えば、外側領域よりも近傍領域の輝度強調の度合を高めて画像データを生成することにより、穿刺針の先端をより強調して表示することができ、穿刺針の先端の位置を正確に把握することができる。また逆に、近傍領域よりも外側領域の輝度強調の度合を高めて画像データを生成することにより、外側領域にある血管等の構造体を強調して表示することができ、その位置を正確に把握することができる。【００３０】
請求項１２に記載の発明は、請求項１０または１１において、前記穿刺針の挿入角度に基づいて、前記第１断層画像上に前記穿刺針の先端が見え始める位置を予測する位置予測手段をさらに備え、前記第１断層画像において、前記穿刺針の先端が見え始める位置の近傍に設定された枠状の近傍領域とその近傍領域の外側に設定された外側領域とが、前記輝度強調の度合が異なる複数の強調設定範囲として設定されることをその要旨とする。【００３１】
従って、請求項１２に記載の発明によると、第１断層画像において、穿刺針の先端が見え始める位置の近傍領域とその外側領域とで輝度強調の度合をそれぞれ適した度合に設定することができる。この場合、請求項１１と同様に、外側領域よりも近傍領域の輝度強調の度合を高めて画像データを生成することにより、穿刺針をより強調して表示することができ、穿刺針の位置を正確に把握することができる。また逆に、近傍領域よりも外側領域の輝度強調の度合を高めて画像データを生成することにより、外側領域にある血管等を強調して表示することができ、その位置を正確に把握することができる。【００３２】
請求項１３に記載の発明は、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の超音波画像表示装置を用い、内部に管状構造体が存在する前記被検体に対して前記穿刺針の穿刺を行うときの超音波画像表示方法において、前記被検体に対して前記超音波プローブを移動させながら前記超音波を送受信し、前記超音波画像表示装置に前記断層画像を表示して、穿刺対象となる前記管状構造体を見つける管状構造体検出ステップと、前記管状構造体を見つけた後、前記超音波プローブを停止させて前記超音波を送受信し、前記超音波画像表示装置に前記断層画像を表示して、前記管状構造体に対する前記穿刺針の穿刺を行う穿刺ステップとを含むことを特徴とする超音波画像表示方法をその要旨とする。【００３３】
従って、請求項１３に記載の発明によると、管状構造体検出ステップにおいて、被検体の断層画像上に管状構造体が存在する場合、超音波プローブを移動させることで断層画像上にて管状構造体の部分が移動する。ここで、断層画像に表示される管状構造体の部分は周辺部位と比べて硬さが異なり反射波信号の強度（輝度）が異なるため、その管状構造体の部分が移動することにより、管状構造体の部分の輝度が高められて強調された形で断層画像上に表示される。この結果、穿刺対象の管状構造体の位置を素早く見つけることができる。そして、管状構造体を見つけた後に実施される穿刺ステップでは、超音波プローブが停止される。ここで、被検体が生体組織であり管状構造体が血管である場合、穿刺対象の血管は拍動するため、血管壁の部分が強調されて表示される。また、穿刺針の穿刺を行うと、穿刺針の針先が動きのある部位として強調して表示される。この結果、血管や穿刺針の位置がわかり易くなり、血管に対する穿刺針の穿刺を迅速かつ確実に行うことができる。さらに、血管の動脈は静脈と比較して大きく拍動するため、静脈よりも動脈の輝度が高くなり動脈が強調して表示される。このため、従来のカラードプラ法による診断画像を用いなくても、動脈と静脈とを容易に判別することができ、血管の挿し間違いを防止することができる。【００３４】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３において、前記画像処理手段は、前記輝度の差分値に応じた前記輝度強調の度合と、時間経過に応じた前記残像効果の度合とを、前記管状構造体検出ステップと前記穿刺ステップとで同じ度合に設定することをその要旨とする。【００３５】
従って、請求項１４に記載の発明によると、画像処理手段は管状構造体検出ステップと穿刺ステップとで同じ演算処理（重み付け平均等の演算処理）を行えばよいので、演算処理を切り替えるための設定操作が不要となり、装置の操作性が向上する。【００３６】
請求項１５に記載の発明は、請求項１３において、前記画像処理手段は、前記輝度の差分値に応じた前記輝度強調の度合と、時間経過に応じた前記残像効果の度合との少なくとも一方を、前記管状構造体検出ステップと前記穿刺ステップとで異なる度合に設定することをその要旨とする。【００３７】
従って、請求項１５に記載の発明によると、画像処理手段は管状構造体検出ステップと穿刺ステップとで演算処理を切り替えることで、それぞれ適した輝度強調や残像効果を得ることができる。この結果、管状構造体検出ステップでは管状構造体を素早く見つけることができ、穿刺ステップでは、穿刺針の針先の視認性を向上させることができる。【００３８】
請求項１６に記載の発明は、請求項１５において、前記穿刺ステップにおける前記残像効果の度合を前記管状構造体検出ステップにおける前記残像効果の度合よりも高く設定することをその要旨とする。【００３９】
従って、請求項１６に記載の発明によると、穿刺ステップにおいて、穿刺針の針先の画像が比較的長い時間残像として残るため、穿刺針の侵入経路をより確実に把握することができる。【００４０】
請求項１７に記載の発明は、被検体の断層画像を取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が配列されたプローブ本体と、前記プローブ本体に固定され、前記断層画像が示す断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントとを備えた超音波プローブを用い、前記超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、輝度変調処理を行うことで前記反射波信号の信号強度に応じた輝度の画像データを生成するとともに、前記画像データを用いて前記断層画像を表示する超音波画像表示装置に内蔵されるコンピュータを、前記反射波信号に基づいて、前記断層画像の画像データを時間的な間隔をおいて複数フレーム取得し、複数フレームの前記断層画像について変化があった部位の輝度を高めて表示するとともに、前記変化があった部位の画像の残像効果を強調して表示する画像処理手段として動作させるためのプログラムを格納した記録媒体をその要旨とする。【００４１】
従って、請求項１７に記載の発明によると、記録媒体に格納されたプログラムに従ってコンピュータを動作させることにより、請求項１に記載の超音波画像表示装置を実現することができる。そして、超音波画像表示装置を用いることにより、比較的簡単な処理にて穿刺針の穿刺を確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００４２】
以上詳述したように、請求項１〜１７に記載の発明によると、比較的簡単な処理にて穿刺針の穿刺を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１の実施の形態の血管撮影装置を示す正面図。
【図２】第１の実施の形態の血管撮影装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】第１の実施の形態の第１断層画像及び第２断層画像を示す説明図。
【図４】超音波プローブのプローブ本体を示す斜視図。
【図５】画像処理回路の電気的構成を示すブロック図。
【図６】超音波プローブの使用方法を示す説明図。
【図７】血管検出ステップでの第１断層画像及び第２断層画像を示す説明図。
【図８】血管検出ステップでの第１断層画像及び第２断層画像を示す説明図。
【図９】穿刺ステップでの第１断層画像及び第２断層画像を示す説明図。
【図１０】穿刺ステップでの第１断層画像及び第２断層画像を示す説明図。
【図１１】輝度強調表示の選択、非選択の比較結果を示す第１断層画像の拡大断面図。
【図１２】輝度強調表示の選択、非選択の比較結果を示す第２断層画像の拡大断面図。
【図１３】輝度強調表示の選択、非選択の比較結果を示す第１断層画像の拡大断面図。
【図１４】輝度強調表示の選択、非選択の比較結果を示す第２断層画像の拡大断面図。
【図１５】輝度強調表示の選択、非選択の比較結果を示す第２断層画像の拡大断面図。
【図１６】輝度強調表示の選択、非選択の比較結果を示す第２断層画像の拡大断面図。
【図１７】第２の実施の形態における第１断層画像及び第２断層画像の強調設定範囲を示す説明図。
【図１８】第２の実施の形態における画像処理回路の電気的構成を示すブロック図。
【図１９】第２の実施の形態における穿刺ステップでの輝度を高めた強調設定範囲を示す説明図。
【図２０】第３の実施の形態における画像処理回路の電気的構成を示すブロック図。
【図２１】第３の実施の形態における残像効果を高めた強調設定範囲を示す説明図。
【図２２】第３の実施の形態における穿刺ステップの断層画像を示す説明図。
【図２３】第３の実施の形態における穿刺ステップの断層画像を示す説明図。
【図２４】第３の実施の形態における穿刺ステップの断層画像を示す説明図。
【図２５】別の実施の形態における断層画像を示す説明図。
【図２６】別の実施の形態における断層画像を示す説明図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
［第１の実施の形態］
以下、本発明を超音波画像表示装置としての血管撮影装置に具体化した第１の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本実施の形態の血管撮影装置１を示す正面図であり、図２は、その血管撮影装置１の電気的構成を示すブロック図である。【００４５】
図１及び図２に示されるように、血管撮影装置１は、装置本体２と、その装置本体２に接続される超音波プローブ３とを備えている。本実施の形態の血管撮影装置１は、例えば生体組織４（被検体）内に存在する静脈５（管状構造体）にカテーテルなどの穿刺針６を挿入する際に使用される装置であり、静脈５の横断面を示す第１断層画像８（短軸像）と静脈５の縦断面を示す第２断層画像９（長軸像）とを同一画面１０上に同時に表示する（図３参照）。【００４６】
超音波プローブ３は、信号ケーブル１１と、信号ケーブル１１の先端に接続されるプローブ本体１２と、プローブ本体１２に対して着脱可能に固定される穿刺ガイド用アタッチメント１４と、信号ケーブル１１の基端に設けられるプローブ側コネクタ１５とを備える。装置本体２にはコネクタ１６が設けられ、そのコネクタ１６に超音波プローブ３のプローブ側コネクタ１５が接続されている。【００４７】
超音波プローブ３は、リニア式電子走査を行うためのリニアプローブであり、例えば、５ＭＨｚの超音波を直線的に走査する。プローブ本体１２の底面となる振動子設置面２０上には、配列方向が相互に直交して略Ｔ字状となるように複数の超音波振動子２３，２４（探触子）が配列している。【００４８】
より詳しくは、プローブ本体１２は、第１断層画像８を取得するための複数の第１の超音波振動子２３を収納する第１素子ユニット２５と、第２断層画像９を取得するための複数の第２の超音波振動子２４を収納する第２素子ユニット２６とを有する。第１素子ユニット２５における複数の第１の超音波振動子２３は、横断面に対応した短軸方向Ｘに沿って直線的に配列されている。また、第２素子ユニット２６における複数の第２の超音波振動子２４は、縦断面に対応した長軸方向Ｙに沿って直線的に配列されている。本実施の形態において、第１素子ユニット２５に収納される第１の超音波振動子２３の素子数は、例えば４８個であり、第２素子ユニット２６に収納される第２の超音波振動子２４の素子数は、例えば８０個である。従って、各超音波振動子２３，２４の配列方向の長さは、第１素子ユニット２５よりも第２素子ユニット２６の方が長くなっている。【００４９】
第２素子ユニット２６において、長軸方向Ｙに複数の超音波振動子２４が配列してなる超音波振動子列２７は、振動子設置面２０におけるプローブ本体１２の中心線Ｌ０上に沿って配置されている。つまり、本実施の形態では、振動子設置面２０において長軸方向Ｙの超音波振動子列２７の延長線Ｌ０とプローブ本体１２の中心線Ｌ０とが一致する。さらに、長軸方向Ｙの超音波振動子列２７は、その始端が短軸方向Ｘの超音波振動子列２８のほぼ中央に位置するように配列している。【００５０】
本実施の形態の超音波プローブ３において、略Ｔ字状の超音波振動子列２７，２８における超音波の走査は、例えば、短軸方向Ｘの超音波振動子列２８の一端（例えば図２の右端となる始端）の超音波振動子２３から開始される。そして、短軸方向Ｘの超音波振動子列２８の他端（例えば図２の左端となる終端）の超音波振動子２３に向けて１素子ずつ順番に行われる。その後、短軸方向Ｘの超音波振動子列２８のほぼ中央に位置する長軸方向Ｙの超音波振動子列２７の一端（図２では下端となる始端）の超音波振動子２４から他端（図２では上端となる終端）の超音波振動子２４に向けて１素子ずつ順番に超音波の走査が行われる。【００５１】
本実施の形態の超音波プローブ３では、プローブ本体１２において底面に位置する振動子設置面２０が生体組織４との接触面であり、超音波の送受信を行うための送受信面となる。この振動子設置面２０において、略Ｔ字状に超音波振動子列２７，２８が配置される部分には、図示しない音響整合層を介して略Ｔ字状の音響レンズ２９（図４参照）が配設されている。音響レンズ２９は、例えばシリコーン樹脂からなり、第１素子ユニット２５及び第２素子ユニット２６において超音波振動子２３，２４の超音波放射面３０側に設けられている。音響レンズ２９は、生体組織４と接触する外面が湾曲した凸面状に形成されており、超音波振動子２３，２４の超音波放射面３０からその法線方向に出力される超音波のビームを絞って所定の焦点位置にて収束させる。【００５２】
プローブ本体１２において、長軸方向Ｙの超音波振動子列２７の延長線（振動子設置面２０におけるプローブ本体１２の中心線Ｌ０）上かつ側面下端部（図４では左側面の下端部）には、位置決め部３１が設けられている。位置決め部３１は、生体組織４に対する穿刺針６の挿入位置を決めるための目印となる凸部である。さらに、生体組織４が接触するプローブ本体１２の振動子設置面２０において、短軸方向Ｘの両端部には、生体組織４の観察部位の圧迫を回避するための凸条部３２が長軸方向Ｙに沿って設けられている（図４参照）。プローブ本体１２の振動子設置面２０にて一対の凸条部３２を離間して設けることで、振動子設置面２０側における一対の凸条部３２間の領域があまり強く圧迫されなくなる。よって、観察部位にある静脈５が押し潰されることが防止され、静脈５への穿刺を確実に行うことが可能となる。【００５３】
穿刺ガイド用アタッチメント１４は、穿刺針６を案内するためのガイド溝３３が形成された穿刺針ガイド部３４と、穿刺針６の挿入角度を多段階的に調整可能な角度調整機構３５と、プローブ本体１２の側面下部に嵌め込んで固定する固定部３６とを備える。穿刺ガイド用アタッチメント１４は、第１断層画像８が示す横断面の中央部に穿刺針６が位置するとともに、第２断層画像９が示す縦断面に沿って穿刺針６を所定の角度で生体組織４に挿入するよう穿刺針６を案内する。本実施の形態の穿刺ガイド用アタッチメント１４は、可撓性を有する樹脂材料を用いて形成された樹脂成型部品である。【００５４】
プローブ本体１２の下部は、先端側に配置される第１素子ユニット２５が横方向に出っ張ったハンマーヘッド型の外形形状（略Ｔ字形状）を有する（図２及び図４参照）。穿刺ガイド用アタッチメント１４において、固定部３６は、そのハンマーヘッド型の外形形状に沿って環状に形成されている。固定部３６の内周側には、例えば係合凹部（図示略）が形成されており、プローブ本体１２に形成された係合凸部（図示略）に係合凹部が係合することによって、穿刺ガイド用アタッチメント１４がプローブ本体１２に固定されている。【００５５】
穿刺ガイド用アタッチメント１４において、固定部３６の一端に角度調整機構３５が設けられ、角度調整機構３５に穿刺針ガイド部３４が着脱可能に装着されている。穿刺針ガイド部３４は、振動子設置面２０から上方に離間した位置にて突出している。角度調整機構３５は、プローブ本体１２の位置決め部３１を中心とした周方向に穿刺針ガイド部３４を多段階的に移動させるとともに各位置にて固定可能に設けられた調整機構である。この角度調整機構３５には、例えば３段階の切り替え位置が設けられている。【００５６】
穿刺針ガイド部３４のガイド溝３３は、振動子設置面２０からの投影視にて超音波振動子列２７の延長線Ｌ０上に沿って延びるように形成されている。穿刺針ガイド部３４は、長軸方向Ｙの超音波振動子列２７の配列方向と平行な方向に延設されかつ基端部が互いに連結された２本の棒状部材４０により構成され、上方から見た形状が略Ｕ字状となるよう形成されている。そして、穿刺針ガイド部３４において２本の棒状部材４０間に設けられた隙間がガイド溝３３となっている。穿刺ガイド用アタッチメント１４をプローブ本体１２に装着した状態では、プローブ本体１２の中心線Ｌ０上にガイド溝３３が配置される。ガイド溝３３には、穿刺針６を導入するための開口４１と、導入した穿刺針６を当接させる底部４２とが設けられている。さらに、穿刺針ガイド部３４のガイド溝３３には、開口４１の側に行くに従って徐々に溝幅が広くなるよう形成された穿刺針導入部４３が設けられている。【００５７】
そして、ガイド溝３３の底部４２とプローブ本体１２の位置決め部３１との組み合わせにより穿刺針６の挿入角度が決定される。つまり、プローブ本体１２の位置決め部３１の下側に穿刺針６の針先側を当接させるとともに、ガイド溝３３の底部４２に穿刺針６の側面を当接させることによって、生体組織４に対する穿刺針６の挿入角度が決定される。また、穿刺ガイド用アタッチメント１４において、角度調整機構３５を操作し、穿刺針ガイド部３４を移動させてガイド溝３３の底部４２の位置を変更することにより、底部４２と位置決め部３１とにより決定される穿刺針６の挿入角度が多段階的に調整されるようになっている。【００５８】
次に、血管撮影装置１における電気的な構成について詳述する。【００５９】
図２に示されるように、血管撮影装置１の装置本体２は、コントローラ５０、パルス発生回路５１、送信回路５２、受信回路５３、信号処理回路５４、Ａ／Ｄ変換回路５５、画像処理回路５６、メモリ５７、記憶装置５８、入力装置５９、表示装置６０等を備える。コントローラ５０は、周知の中央処理装置（ＣＰＵ）を含んで構成されたコンピュータであり、メモリ５７を利用して制御プログラムを実行し、装置全体を統括的に制御する。【００６０】
パルス発生回路５１は、コントローラ５０からの制御信号に応答して動作し、所定周期のパルス信号を生成して出力する。送信回路５２は、超音波プローブ３における超音波振動子２３，２４の素子数に対応した複数の遅延回路（図示略）を含み、パルス発生回路５１から出力されるパルス信号に基づいて、各超音波振動子２３，２４に応じて遅延させた駆動パルスを出力する。各駆動パルスの遅延時間は、超音波プローブ３から出力される超音波が所定の照射点で焦点を結ぶように設定されている。【００６１】
受信回路５３は、図示しない信号増幅回路、遅延回路、整相加算回路を含む。この受信回路５３では、超音波プローブ３における各超音波振動子２３，２４で受信された各反射波信号（エコー信号）が増幅されるとともに、受信指向性を考慮した遅延時間が各反射波信号に付加された後、整相加算される。この加算によって、各超音波振動子２３，２４の受信信号の位相差が調整される。【００６２】
信号処理回路５４は、図示しない対数変換回路、包絡線検波回路などから構成されている。信号処理回路５４における対数変換回路は反射波信号を対数変換し、包絡線検波回路は対数変換回路の出力信号の包絡線を検波する。また、Ａ／Ｄ変換回路５５は、信号処理回路５４の包絡線検波回路から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。【００６３】
画像処理回路５６は、Ａ／Ｄ変換回路５５から出力される反射波信号に基づいて、輝度変調処理を行いＢモードの超音波画像（断層画像）の画像データを生成する。具体的には、画像処理回路５６は、反射波信号の振幅（信号強度）に応じた輝度の画像データを生成する。なおここでは、生体組織４の横断面を示す第１断層画像８及び生体組織４の縦断面を示す第２断層画像９の画像データが生成される。そして、画像処理回路５６から出力される画像データに基づいて、生体組織４の第１断層画像８及び第２断層画像９が白黒の濃淡で表示装置６０に表示される。【００６４】
入力装置５９は、キーボード６１やトラックボール６２などで構成されており、ユーザからの要求や指示等の入力に用いられる。表示装置６０は、例えば、ＬＣＤやＣＲＴなどのディスプレイであり、生体組織４の第１断層画像８及び第２断層画像９（図３参照）や、各種設定の入力画面を表示するために用いられる。【００６５】
本実施の形態の表示装置６０の表示画面１０には、図３に示すように、第１断層画像８及び第２断層画像９が左右に並べて同時に表示される。第１断層画像８上には、穿刺針６の進む方向を示す第１のガイドライン６５が、画面上下方向に沿って直線的に延びるように示される。また、第２断層画像９上に、穿刺針６の挿入角度での進路を示す第２のガイドライン６６が、画面右上から左下の方向に向かって直線的に延びるように表示される。第１断層画像８上及び第２断層画像９上の各ガイドライン６５，６６は、本実施の形態では同じ線種（具体的には点線）及び線色（具体的には黄色）で表示される。なお、図３の各断層画像８，９は、生体組織４の断面を模式的に示す断面図であり、実際の画像は白黒の濃淡で表示され、例えば各断層画像８，９において穿刺針６の先端６ａや静脈５の血管壁の部分は輝度が高く白色で表示される。【００６６】
記憶装置５８は、磁気ディスク装置や光ディスク装置などであり、制御プログラム及び各種のデータを記録媒体に格納している。コントローラ５０は、入力装置５９による指示に従い、プログラムやデータを記憶装置５８からメモリ５７へ転送し、それを逐次実行する。なお、コントローラ５０が実行するプログラムとしては、メモリカード、フレキシブルディスク、光ディスクなどの記憶媒体に記憶されたプログラムや、通信媒体を介してダウンロードしたプログラムでもよく、その実行時には記憶装置５８にインストールして利用する。【００６７】
本実施の形態における血管撮影装置１では、穿刺針や血管などの動きのある部分を他の部位よりも強調して表示するとともに、動きのある部位の画像の残像効果を強調して表示する機能を有している。図５には、その強調表示機能を実現するための画像処理回路５６の具体的な回路構成の一例を示している。本実施の形態では、図５に示される画像処理回路５６及びコントローラ５０によって、画像処理手段が構成されている。【００６８】
図５示されるように、本実施の形態の画像処理回路５６は、画像メモリ７１と、データ生成部７２と、平均演算部７３と、輝度強調処理部７４と、切替部７５とを備える。画像メモリ７１には、過去の画像データが記憶される。データ生成部７２は、Ａ／Ｄ変換回路５５から出力される反射波信号（デジタル信号）に基づいて、輝度変調処理を行い、反射波信号の信号強度に応じた輝度の画像データを生成する。平均演算部７３は、データ生成部７２においてリアルタイムで生成される最新フレームの画像データを取り込むとともに、画像メモリ７１から過去の画像データを読みだして、次式（１）に示すような重み付き平均の演算処理を行い、複数フレームの画像データｙ（ｎ）を平均化する。
【数１】
2017138086.tif 000003
【００６９】
ｘ（ｎ）は最新フレームの画像データであり、ｙ（ｎ−１）は過去の画像データである。また、αは、各画像データの重みを調整するための調整パラメータである。【００７０】
ここで、平均演算部７３は、１フレーム分の画像データについてそれぞれ平均化して出力する。そして、平均演算部７３から出力される１フレーム分の画像データが過去の画像データとして画像メモリ７１に記憶されるようになっている。本実施の形態における画像メモリ７１には、表示装置６０の表示画面１０の画素数に対応した個数の画像データを、各画素のＸＹ座標を示す座標情報とともに記憶している。【００７１】
輝度強調処理部７４は、平均演算部７３から出力される平均化した画像データと、データ生成部７２においてリアルタイムで生成される最新フレームの画像データとを比較して、画像データの輝度が異なる場合には時間的な輝度の相違箇所として判断する。そして、輝度強調処理部７４は、相違箇所について輝度の差分値が大きいものほど輝度を高める輝度強調を行い、輝度を高めた画像データを生成する。【００７２】
切替部７５は、コントローラ５０から出力される設定信号Ｓ１に基づいて、輝度強調をオンまたはオフに切り替える切替器である。切替部７５は、設定信号Ｓ１がオンのときに輝度強調処理部７４から入力される画像データを出力する一方、設定信号Ｓ１がオフのときには平均演算部７３から入力される画像データを出力することで、表示装置６０で使用される画像データを選択的に切り替えるようにしている。この結果、輝度強調表示を行う強調表示画像と輝度強調表示を行わない通常表示画像とで断層画像８，９の表示モードが切り替えられる。【００７３】
次に、本実施の形態の血管撮影装置１を用いてカテーテルの穿刺針６を生体組織４の静脈５に挿入する際の操作例について説明する。【００７４】
ここでは、先ず、医者などの作業者は、患者の処置部に適した穿刺針６の挿入角度を判断する。そして、作業者は、その挿入角度となるように角度調整機構３５を操作して穿刺針ガイド部３４の位置を設定した穿刺ガイド用アタッチメント１４をプローブ本体１２に装着する。その後、作業者は、入力装置５９のキーボード６１を操作し、角度調整機構３５で設定している穿刺針６の挿入角度の設定位置に応じた位置情報を入力する。このとき、コントローラ５０は、その位置情報をメモリ５７に一旦記憶する。さらに、作業者は、キーボード６１を操作して輝度強調表示を行うための表示選択ボタン（図示略）をオンする。コントローラ５０は、そのボタン操作の情報に基づいて、画像処理回路５６の切替部７５に入力する設定信号Ｓ１をオンする。この結果、断層画像８，９の表示モードが輝度強調表示に設定される。【００７５】
さらに、作業者は、処置部となる生体組織４の表面（例えば、図６に示すような静脈５がある前腕４ａの表面）に、音響媒体（無菌ゲルや滅菌ゲル）を塗った後、その音響媒体を介してプローブ本体１２の振動子設置面２０を接触させる。この後、作業者は、入力装置５９に設けられている走査開始ボタン（図示略）を操作する。すると、コントローラ５０は、そのボタン操作を判断し、生体組織４の断層画像８，９を表示するための処理を開始する。【００７６】
この処理において、コントローラ５０は、パルス発生回路５１を動作させ、超音波プローブ３による超音波の送受信を開始させる。具体的には、コントローラ５０から出力される制御信号に応答してパルス発生回路５１が動作し、所定周期のパルス信号が送信回路５２に供給される。そして、送信回路５２では、パルス信号に基づいて、各超音波振動子２３，２４に対応した遅延時間を有する駆動パルスが生成され、超音波プローブ３に供給される。これにより、超音波プローブ３の各超音波振動子２３，２４が振動して超音波が生体組織４に向けて照射される。生体組織４内を伝搬する超音波の一部は、生体組織４における組織境界面（例えば血管壁）などで反射して超音波プローブ３で受信される。このとき、超音波プローブ３の各超音波振動子２３，２４によって反射波が電気信号（反射波信号）に変換される。そして、その反射波信号は、受信回路５３で増幅等された後、信号処理回路５４に入力される。【００７７】
信号処理回路５４では、対数変換、包絡線検波といった信号処理が行われ、Ａ／Ｄ変換回路５５でデジタル信号に変換された反射波信号が画像処理回路５６に供給される。画像処理回路５６では、その反射波信号に基づいて、断層画像８，９の画像データを生成するための画像処理が行われる。コントローラ５０は、画像処理回路５６で生成された各画像データをメモリ５７に一旦記憶する。【００７８】
また、コントローラ５０は、メモリ５７に記憶された位置情報に基づいて穿刺針６の挿入角度を判断し、穿刺針６の挿入角度に応じたガイドライン６５，６６の表示データを生成する。【００７９】
その後、コントローラ５０は、生成された断層画像８，９の画像データを表示装置６０に出力するとともに、ガイドライン６５，６６の表示データを表示装置６０に出力する。この結果、図３に示されるように、表示装置６０の表示画面１０に第１断層画像８及び第２断層画像９が左右に並べて同時に表示されるとともに、各断層画像８，９上にガイドライン６５，６６が重ね合わせて表示される。【００８０】
このように各断層画像８，９を表示させた状態で、作業者が穿刺対象となる静脈４を見つけるための血管検出ステップ（管状構造体検出ステップ）を行う。具体的には、患者の処置部の表面に沿って超音波プローブ３を移動させながら超音波を送受信させて、表示装置６０の表示画面１０に各断層画像８，９を表示させる。ここで、断層画像８，９に表示される血管壁の部分は周辺組織と比べて硬さが異なり反射波信号の強度（輝度）が異なる。このため、断層画像８，９上において、静脈５の血管壁の部分が移動することにより、血管壁の部分の輝度が高められて強調された形で断層画像８，９上に表示される。【００８１】
このとき、作業者は、表示装置６０に表示された第１断層画像８及び第２断層画像９を確認し、超音波プローブ３の位置を調整する。具体的には、先ず、作業者は、図６及び図７に示されるように、第１断層画像８（短軸像）上に静脈５の横断面が撮影されるとともに第１断層画像８上の第１のガイドライン６５が静脈５の中心に位置するように超音波プローブ３の第１素子ユニット２５側を移動させる。さらに、図６及び図８に示されるように、第２断層画像９（長軸像）上に沿って静脈５の縦断面が撮影されるように、超音波プローブ３の第２素子ユニット２６側を移動させて、静脈５が延びる方向（軸方向）とプローブ本体１２の長軸方向Ｙとを一致させる。なおここでは、超音波プローブ３の第１素子ユニット２５側（短軸側）の位置をキープした状態で、後側となる第２素子ユニット２６側（長軸側）を左右に振るようにして位置合わせを行う。この位置合わせの際には、静脈５が延びる方向（軸方向）と長軸方向Ｙとが一致する前後のタイミングで、静脈５の血管壁の強さの変化が大きくなるため、血管壁の部分の輝度が最も高くなる。このため、作業者はその輝度の変化によって、静脈５が延びる方向（軸方向）と長軸方向Ｙとが一致したことを確認し、超音波プローブ３を停止させる。【００８２】
ここで、穿刺対象の静脈５は、動脈と比較して拍動が小さくなる。このため、プローブ停止時において、穿刺対象の静脈５は、動脈よりも輝度が低く表示される。また、各断層画像８，９上に動脈があればその動脈の輝度変化が大きくなるため、輝度変化に基づいて動脈の位置が把握される。そして、第２のガイドライン６６で示される穿刺針６の穿刺ルート上に動脈が存在する場合には、超音波プローブ３の位置が移動されて、動脈を避けるようにして穿刺ルートが再設定される。【００８３】
断層画像９において、第２のガイドライン６６で示される穿刺ルート上に動脈がなく、かつその穿刺ルートが静脈５に達することが確認された後、穿刺針６を穿刺するための穿刺ステップが行われる。具体的には、先ず、作業者は、穿刺ガイド用アタッチメント１４の穿刺針ガイド部３４において、ガイド溝３３の開口４１からカテーテルの穿刺針６を導入する。そして、作業者は、プローブ本体１２の位置決め部３１の下側の位置に穿刺針６の針先側を当接させるとともに、ガイド溝３３の底部４２に穿刺針６の側面を当接させた後、生体組織４（前腕４ａ）に対して穿刺針６を挿入していく。すると、図３に示されるように、第１断層画像８及び第２断層画像９に穿刺針６が表示される。ここでは、第１断層画像８において、穿刺針６が表示される瞬間に輝度が高まり、第２断層画像９において、穿刺針６が移動するとその先端６ａの輝度が高められ強調されて表示される。そして、作業者は、第２断層画像９における第２のガイドライン６６に沿って穿刺針６の挿入位置を確認しつつ、穿刺針６を挿入していく。【００８４】
その後、穿刺針６の先端６ａが静脈５の血管壁に達すると、先端６ａが血管壁を貫通せずに血管壁がテント状に凹んでいく（テンティング）。このとき、図９に示されるように、静脈５の血管壁の凹んだ部分５ａは動きのある部分として穿刺針６の先端６ａとともに強調表示される。作業者は、静脈５の血管壁の凹みに基づいて、テンティングが十分に進行した旨を判定したとき、穿刺針６の後端側をガイド溝３３に沿って開口４１の側に移動させる。これにより、静脈５の方向に対して穿刺針６を沿わせるように穿刺針６の挿入角度が変更されるため、静脈５の血管壁を穿刺針６の先端６ａが容易に貫通し、先端６ａが血管内に挿入される。このとき、穿刺針６の貫通時には血管壁が大きく動くので、貫通した部分の輝度が瞬間的に高められる。そして、図１０に示されるように、作業者は、第２断層画像９における先端６ａや血管壁の部分５ａの輝度変化に基づいて、穿刺針６の先端６ａが静脈５内に達したことを確認し、穿刺針６の穿刺動作を止める。【００８５】
その後、作業者は、入力装置５９に設けられている走査終了ボタン（図示略）を操作する。コントローラ５０は、そのボタン操作を判断し、生体組織４の断層画像８，９を表示するための処理を終了する。さらに、作業者は、穿刺針６の穿刺状態を維持したまま（穿刺ルートを残したまま）、ガイド溝３３に沿ってプローブ本体１２を移動させる。そして、作業者は、ガイド溝３３の開口４１を通して超音波プローブ３（穿刺ガイド用アタッチメント１４及びプローブ本体１２）を穿刺針６から取り外す。この後、作業者は、カテーテル操作を行い、静脈５内にカテーテルを挿入して所定の治療を行う。【００８６】
図１１〜図１６には、輝度強調表示を選択した強調表示画像（右側に示すＯＮの画像）と輝度強調表示を選択しない通常表示画像（左側に示すＯＦＦの画像）との比較結果を示している。なお、図１１は、第１断層画像８における静脈５の横断面を拡大して示し、図１２は、第２断層画像９における静脈５の縦断面を拡大して示している。また、図１３は、第１断層画像８における穿刺針６の挿入部位を拡大して示し、図１４は、第２断層画像９における穿刺針６の挿入時の状態を拡大して示している。さらに、図１５は、第２断層画像９において穿刺針６が静脈５を貫く直前（テンティング）の状態を拡大して示し、図１６は、第２断層画像９において穿刺針６が静脈５を貫いた後の状態を拡大して示している。【００８７】
図１１〜図１６に示されるように、輝度強調表示を選択した右側の画像では、静脈５の血管壁の部分の輝度が高められるとともに、動きのある穿刺針６の先端部分の輝度が高められて表示される。特に、穿刺針６が静脈５を貫く瞬間は血管への穿刺において特に注意が必要となるタイミングであるが、そのタイミング（図１５や図１６で示すタイミング）で穿刺針６の先端部分や静脈５の血管壁の輝度が強調して表示されることが確認された。【００８８】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。【００８９】
（１）本実施の形態の血管撮影装置１では、生体組織４の静脈５に穿刺針６を穿刺する際に、動きがある穿刺針６の先端６ａは、複数フレームの断層画像において輝度の変化があった部位として輝度が高められるため、周辺組織よりも強調されて表示される。また、生体組織４において静脈５は拍動するため、穿刺針６の先端６ａに加えて、静脈５の血管壁の部分も変化がある部分として強調され表示される。さらに、輝度が高くなった穿刺針６の先端画像が残像として残るため、穿刺針６の侵入経路を容易に確認することができる。この結果、静脈５に対する穿刺針６の位置がわかりやすくなり、穿刺針６の穿刺を確実に行うことができる。また、生体組織４では、例えば血管の動脈は静脈５と比較して大きく拍動するため、静脈５よりも動脈の輝度が高くなり動脈がより強調され表示される。このため、従来のカラードプラ法による診断画像を用いなくても、動脈と静脈５とを容易に判別することができ、血管の挿し間違いを防止することができる。このように、本実施の形態の血管撮影装置１によれば、従来技術のように穿刺針６の位置検出等を行うことなく、さらにカラードプラ法による画像への切り替え等を行う必要がないため、比較的簡単な処理にて穿刺針６の穿刺を確実に行うことができる。【００９０】
（２）本実施の形態の血管撮影装置１では、画像処理回路５６において、画像メモリ７１に過去の画像データが記憶され、平均演算部７３により、過去の画像データと最新フレームの画像データとを用いた演算により複数フレームの画像データが平均化される。そして、輝度強調処理部７４により、平均化された画像データと最新フレームの画像データとが比較され、得られた時間的な輝度の相違箇所について輝度を高めた画像データが生成される。このように構成すると、複数フレームの断層画像８，９について変化があった部位の輝度を高めて表示することができる。またこの場合、最新の画像データに過去の画像データを反映した画像データを生成できるため、輝度の変化があった部位の画像を残像として残して表示することができる。さらに、平均化した画像データを過去の画像データとして画像メモリ７１に記憶しているため、複数フレームの画像データを記憶する必要がなく、画像メモリ７１の記憶容量の増加を抑えることができる。【００９１】
（３）本実施の形態の血管撮影装置１において、画像処理回路５６の平均演算部７３は、上式（１）に示されるように過去の画像データと最新フレームの画像データとに異なる重みを付けて演算する重み付き平均により、画像データを平均化する機能を有している。この場合、重みの調整パラメータαを変更することで、過去の画像データと最新の画像データとの反映割合を調整することができ、断層画像８，９における残像効果の度合を容易に変更することができる。【００９２】
（４）本実施の形態の血管撮影装置１では、画像処理回路５６は、輝度強調処理部７４が生成した輝度を高めた画像データを使用して断層画像８，９を表示するか否かを切り替える切替部７５をさらに備えている。この場合、輝度の変化がある部位を強調した断層画像８，９の表示（輝度強調表示）と、輝度の変化がある部位を強調しない断層画像８，９の表示（通常表示）とを切替部７５によって容易に切り替えることができる。このため、穿刺針６の穿刺時のように穿刺針５の動きやその周辺の動き（動脈等の動き）を確認したいときには、通常表示から輝度強調表示に切り替えることで、動きのある部位を確実に見分けることが可能となる。【００９３】
（５）本実施の形態の血管撮影装置１において、輝度強調処理部７４は、画像データの輝度の差分値が大きいものほど輝度を高める輝度強調を行っている。この場合、穿刺針５を早く刺すほど先端６ａが明るく表示されるので、先端６ａに対する注意を促すことができるとともに、先端６ａの位置を確実に把握することができる。また、静脈５よりも動脈の輝度が高く表示されるため、動脈と静脈５とを容易に判別することができる。【００９４】
（６）本実施の形態の血管撮影装置１では、静脈５の横断面を示す第１断層画像８と静脈５の縦断面を示す第２断層画像９とが同一画面１０上に同時に表示されるので、各画像８，９を確認しつつ穿刺針６の穿刺を迅速かつ確実に行うことができる。【００９５】
（７）カラードプラ法により血流をカラー表示する場合、血管内が赤色または青色で表示されるため、穿刺針６の動きが確認し難くなるが、本実施の形態の血管撮影装置１では、カラードプラ法による表示を行わないため、穿刺針６の動きを確実に把握することができる。また、本実施の形態の血管撮影装置１では、カラードプラ法による表示処理のような処理負荷がかからないため、穿刺に適したフレームレートで各断層画像８，９の表示が可能となる。【００９６】
（８）本実施の形態の血管撮影装置１では、切替部７５の設定信号Ｓ１をオフにした場合には、複数フレームの画像データを平均化した画像データを用いて各断層画像８，９を表示しているので、ノイズ等によって輝度が生体組織４の反射波信号に由来する本来の値からずれた場合でも、平均化することでノイズの影響（画像のちらつき等）が抑制され、各断層画像８，９が見やすくなる。
［第２の実施の形態］【００９７】
次に、本発明を具体化した第２の実施の形態を図面に基づき説明する。【００９８】
輝度強調表示の対象となる穿刺針６や静脈５は、それぞれ反射信号の強度（反射輝度）が異なる。このため、本実施の形態の血管撮影装置１では、輝度強調の度合をそれぞれに合った度合に調整して各断層画像８，９を表示する機能を有している。【００９９】
本実施の形態では、図１７に示されるように、表示画面１０における各断層画像８，９の表示領域に、複数の強調設定範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が設けられている。具体的には、第１断層画像８の表示領域において、穿刺針６が見え始める位置Ｐ１の近傍に設定される枠状の近傍領域が第１の強調設定範囲Ｒ１として設定されるとともに、枠状の近傍領域の外側に設定される外側領域が第２の強調設定範囲Ｒ２として設定されている。なお、第１断層画像８において、枠状の近傍領域（第１の強調設定範囲Ｒ１）の幅は、穿刺針６の幅の２倍以上１０倍以下の幅（本実施の形態では、例えば５倍程度の幅）で設定されている。また、第２断層画像９の表示領域において、第２のガイドライン６６の近傍であってそのガイドライン６６に沿って設定された帯状の近傍領域が第３の強調設定範囲Ｒ３として設定されるとともに、帯状の近傍領域の外側に設定される外側領域が第４の強調設定範囲Ｒ４として設定されている。なお、第２断層画像９において、帯状の近傍領域（第３の強調設定範囲Ｒ３）の幅は、穿刺針６の幅の２倍以上１０倍以下の幅（本実施の形態では、例えば５倍程度の幅）で設定されている。【０１００】
本実施の形態では、角度調整機構３５を操作して穿刺針６の挿入角度を調整した場合、穿刺針６が見え始める位置Ｐ１やガイドライン６６の傾斜角度が変更される。このため、各強調設定範囲Ｒ１〜Ｒ４もその都度設定される。具体的には、作業者は、入力装置５９のキーボード６１を操作し、角度調整機構３５で設定した穿刺針６の挿入角度に応じた位置情報を再度入力する。ガイドライン表示手段としてのコントローラ５０は、その位置情報に基づいて、第２断層画像９における第２のガイドライン６６を所定の角度で表示する。またこのとき、位置予測手段としてのコントローラ５０は、穿刺針６の挿入角度に応じた位置情報に基づいて、穿刺針６が見え始める位置Ｐ１を予測する。そして、コントローラ５０は、ガイドライン６６や穿刺針６が見え始める位置Ｐ１に基づいて、各強調設定範囲Ｒ１〜Ｒ４の座標情報を設定している。【０１０１】
本実施の形態の血管撮影装置１において、画像処理回路５６Ａ（図１８参照）の構成が上記第１の実施の形態と異なっている。図１８に示されるように、本実施の形態の画像処理回路５６Ａには、画像メモリ７１、データ生成部７２、平均演算部７３、輝度強調処理部７４Ａ、及び切替部７５に加えて座標取得部７７を備える。画像処理回路５６Ａにおいて、画像メモリ７１、データ生成部７２、平均演算部７３、及び切替部７５の構成は、上記第１実施の形態の画像処理回路５６と同じである。以下、第１実施の形態との相違点を中心に説明する。【０１０２】
座標取得部７７には、コントローラ５０から各強調設定範囲Ｒ１〜Ｒ４の座標情報が入力される。また、座標取得部７７は、データ生成部７２にて生成される画像データの座標情報（表示画素のＸＹ座標を示すアドレス情報）を取り込む。そして、座標取得部７７は、その座標情報に基づいて画像データが第１の強調設定範囲Ｒ１〜第４の強調設定範囲Ｒ４のうちのどの範囲に存在する画像データなのかを判定し、その判定結果（範囲Ｒ１〜Ｒ４を示す信号）を輝度強調処理部７４Ａに出力する。また、輝度強調処理部７４Ａには、強調設定範囲Ｒ１〜Ｒ４毎に輝度強調の度合を調整するための強調パラメータβ（β１〜β４）がコントローラ５０から入力される。そして、輝度強調処理部７４Ａは、画像データの座標情報により判定された強調設定範囲Ｒ１〜Ｒ４や強調パラメータβ（β１〜β４）に基づいて、輝度を高めた画像データを生成する。【０１０３】
具体的には、例えば、穿刺対象の静脈５を見つけるための血管検出ステップの場合、輝度強調処理部７４Ａは、強調設定範囲Ｒ１〜Ｒ４のエリア毎に輝度強調の度合を変化させず、全ての範囲Ｒ１〜Ｒ４で一様の輝度強調の度合となるよう画像データを生成する。【０１０４】
一方、穿刺針６を静脈５に穿刺するための穿刺ステップの場合、輝度強調処理部７４Ａは、第１断層画像８において外側領域の強調設定範囲Ｒ２よりも近傍領域の強調設定範囲Ｒ１の輝度強調の度合を高めて画像データを生成する。また、輝度強調処理部７４Ａは、第２断層画像９において外側領域の強調設定範囲Ｒ４よりも近傍領域の強調設定範囲Ｒ３の輝度強調の度合を高めて画像データを生成する。なお、図１９に示す断層画像８，９では、輝度強調の度合を高めた強調設定範囲Ｒ１，Ｒ３にハッチングをかけて示している。【０１０５】
血管検出ステップから穿刺ステップへの切り替えは、例えば、輝度調整手段としての入力装置５９のキーボード６１を操作して行ってもよいし、プローブ本体１２に輝度調整手段としての切替スイッチ（図示略）を設け、その切替スイッチを操作して行ってもよい。また、穿刺針６の反射波信号の強度は、生体組織４と比較して大きい。このため、例えば第１断層画像８の近傍領域（強調設定範囲Ｒ１）に穿刺針６が見え始めたとき、輝度調整手段としてのコントローラ５０がそのタイミングを反射波信号の強度によって判定し、血管検出ステップから穿刺ステップへ自動で切り替えるように構成してもよい。【０１０６】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。【０１０７】
（１）本実施の形態の血管撮影装置１では、第１断層画像８において、穿刺針６の先端６ａが見え始める位置Ｐ１の近傍領域に第１の強調設定範囲Ｒ１が設定されるとともに、その外側領域に第２の強調設定範囲Ｒ２が設定される。また、第２断層画像９において、第２のガイドライン６６の近傍領域に第３の強調設定範囲Ｒ３が設定されるとともに、その外側領域に第４の強調設定範囲Ｒ４が設定される。そして、穿刺針６が存在しうる強調設定範囲Ｒ１，Ｒ３と生体組織４のみが存在する強調設定範囲Ｒ２，Ｒ４とで輝度強調の度合をそれぞれに合ったものに調整することにより、穿刺針６の穿刺に適した断層画像８，９を表示させることが可能となる。【０１０８】
（２）本実施の形態の血管撮影装置１において、血管検出ステップでは、全ての強調設定範囲Ｒ１〜Ｒ４で一様に輝度強調が行われるため、静脈５を素早く見つけることができる。また、穿刺ステップでは、穿刺針６が存在しうる強調設定範囲Ｒ１，Ｒ３の輝度強調の度合が高められるため、穿刺針６の先端６ａの視認性を向上させることができる。この結果、穿刺針６の穿刺を確実に行うことができる。
［第３の実施の形態］【０１０９】
次に、本発明を具体化した第３の実施の形態を図面に基づき説明する。本実施の形態の血管撮影装置１は、時間経過に応じた穿刺針６の残像効果の度合を調整する機能を有している。本実施の形態の血管撮影装置１において、画像処理回路５６Ｂ（図２０参照）の構成が上記第２の実施の形態と異なっている。【０１１０】
図２０に示されるように、画像処理回路５６Ｂにおいて、平均演算部７３Ａには、画像データが存在する強調設定範囲Ｒ１〜Ｒ４の判定結果を示す判定信号が座標取得部７７から入力される。また、本実施の形態では、残像調整手段としてのホールドスイッチ７９が、例えばプローブ本体１２の側面に設けられており、ホールドスイッチ７９のオン・オフのスイッチ操作に応じたスイッチ信号がコントローラ５０に入力される。そして、ホールドスイッチ７９がオンのときに、コントローラ５０は、演算切替信号Ｓ２を平均演算部７３Ａに入力する。【０１１１】
ホールドスイッチ７９がオフのとき、平均演算部７３Ａは、各強調設定範囲Ｒ１〜Ｒ４において、すべての範囲で同じ値の調整パラメータαを用いて上式（１）の重み付き平均の演算を行い、画像データを平均化する。一方、ホールドスイッチ７９がオンとなり、コントローラ５０から演算切替信号Ｓ２が入力されたとき、各強調設定範囲Ｒ１〜Ｒ４のうちの強調設定範囲Ｒ３の演算を行う場合、調整パラメータαの値を他の強調設定範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４の演算を行う場合よりも小さくして、上式（１）の重み付き平均の演算を行う。この場合、第２断層画像９において第２のガイドライン６６の近傍領域である強調設定範囲Ｒ３では、最新の画像データの重みが低められるとともに過去の画像データの重みが高められて画像データが平均化される。この結果、図２１においてハッチングで示す強調設定範囲Ｒ３では、過去の画像が比較的に長い時間残り、穿刺針６の残像効果の度合が高くなる。【０１１２】
このように構成した本実施の形態の血管撮影装置１を用いて穿刺針６の穿刺を行う場合、ホールドスイッチ７９をオフした状態で血管検出ステップを行う。この血管検出ステップでは、図２１に示されるように、第１断層画像８上の第１のガイドライン６５が穿刺対象となる静脈５の中心に位置するとともに、第２断層画像９（長軸像）上に沿って静脈５の縦断面が撮影されるように、超音波プローブ３を移動させる。その後、作業者は、穿刺ステップを行い、穿刺針６を生体組織４に対して穿刺針６を挿入していく。このとき、図２２に示されるように、第２断層画像９において、動きのある穿刺針６の先端６ａの輝度が強調されて表示される。そして、作業者は、穿刺針６の先端６ａが所望の位置に達したときに、穿刺針６の挿入を一旦止める。図２３に示されるように、穿刺針６を停止させると、動きがなくなるため、穿刺針６の先端６ａが強調表示されなくなる。【０１１３】
その後、ホールドスイッチ７９をオンした後、穿刺針６をさらに挿入していく。このとき、穿刺針６が存在する強調設定範囲Ｒ３では、残像効果の度合が高く設定される。従って、図２４に示されるように、穿刺針６の移動によって強調表示される先端６ａの画像が残像８０として残る。また、この状態で穿刺針６の挿入を停止させた場合でも、穿刺針６の先端６ａの軌跡が残像８０として残っているため、作業者によって、その軌跡が確認されることにより穿刺針６の先端６ａの位置が把握される。そして、作業者は、静脈５への穿刺針６の穿刺を行った後、ホールドスイッチ７９をオフする。この結果、穿刺針６の残像８０が残る時間が短くなる。このため、作業者によって生体組織４から穿刺針６が抜かれたときには、ガイドライン６６上の穿刺ルートに沿って穿刺針６の先端６ａが移動していくことをリアルタイムで確認することができる。【０１１４】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。【０１１５】
（１）本実施の形態の血管撮影装置１では、強調設定範囲Ｒ１〜Ｒ４に応じて、各画像データの重みを変更して断層画像８，９における残像効果の度合を変更する機能を有している。具体的には、穿刺ステップにおいて、第２断層画像９における第２のガイドライン６６の近傍領域である強調設定範囲Ｒ３の残像効果の度合が他の強調設定範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４よりも高められている。この場合、穿刺ステップにおいて、穿刺針６の先端６ａの軌跡をより確実に把握することができる。また、第２のガイドライン６６で示される穿刺ルートに対して穿刺針６の侵入経路が外れた場合には、穿刺針６の移動が残像として確実に残るため、穿刺針６の位置が穿刺ルートから外れたことを容易に認識することができる。【０１１６】
なお、本発明の各実施の形態は以下のように変更してもよい。【０１１７】
・上記各実施の形態の血管撮影装置１では、各断層画像８，９において変化があった部位の輝度を高めて表示するものであったが、変化が大きい部位の色を異なる色で表示するようにしてもよい。具体的には、画像処理回路５６において、輝度強調処理部７４は、相違箇所について輝度の差分値が予め設定された所定の閾値よりも大きい相違箇所を、その周辺箇所とは異なる色（例えば、赤色）の画像データを生成する。また、閾値未満の相違箇所については、上記実施の形態と同様に輝度を高めた画像データを生成する。この場合、図２５に示されるように、断層画像９Ａにおいて、静脈５の血管壁は、輝度強調によって明るく表示される。さらに、動脈８１は、静脈５より大きく動くため、輝度強調に加えて血管壁の大きく動く部位８２が赤色で表示される。このように断層画像９Ａを表示することにより、動静脈の判別を容易に行うことができる。【０１１８】
さらに、画像処理回路５６において、輝度強調処理部７４は、輝度の差分値が一度でも所定の閾値を超えた相違箇所について次フレーム以降の画像表示処理にて異なる色（例えば、赤色）の画像データを設定してもよい。この場合、図２６に示すように、断層画像９Ｂにおいて、閾値を超えた相違箇所、具体的には輝度の変化が大きな穿刺針６の先端６ａの挿入経路が、例えば赤色の軌跡８３として表示される。このように、断層画像９Ｂにおいて穿刺針６の軌跡８３を表示することにより、穿刺針６の侵入経路が分かり、穿刺針６を止めた場合でも、今までにどこまで穿刺針６を刺したかが分かるため、穿刺針６の穿刺をより確実に行うことができる。なおこの場合、第３の実施の形態のように、ホールドスイッチ７９を用い、ホールドスイッチ７９がオンのとき軌跡８３を表示するとともに、ホールドスイッチ７９がオフのときに軌跡８３を消すように構成する。【０１１９】
・上記各実施の形態では、画像処理回路５６，５６Ａ，５６Ｂにおいて１フレーム分の画像データを記憶する画像メモリ７１を備え、最新フレームの画像データと画像メモリ７１に記憶した過去の画像データとを用いた重み付き平均により、画像データを平均化していたがこれに限定されるものではない。例えば、過去の複数フレーム分の画像データを記憶する画像メモリを備え、それら複数フレームの画像データと最新の画像データとを用いて画像データを平均化してもよい。【０１２０】
・上記各実施の形態では、プローブ本体１２において略Ｔ字状となるように複数の超音波振動子２３，２４が配列した超音波プローブ３に具体化したが、これに限定されるものではない。プローブ本体において直線的に配列した複数の超音波振動子を有する一般的なリニア走査型の超音波プローブに本発明を具体化してもよい。【０１２１】
・上記各実施の形態の血管撮影装置１では、キーボード６１を操作して入力した位置情報に基づいて穿刺針６の挿入角度を判定するものであったが、これに限定されるものではない。具体的には、例えば、角度調整機構３５において、穿刺針６の挿入角度を検出するための位置検出手段（センサやスイッチ）を設ける。そして、コントローラ５０は、位置検出手段により検出された穿刺針６の挿入角度に基づいて第２のガイドライン６６を第２断層画像９上に表示するよう構成してもよい。このようにすると、角度調整機構３５の操作位置に応じた穿刺針６の挿入角を自動で判定することができるため、穿刺針６の穿刺を迅速に行うことができる。【０１２２】
・上記第３の実施の形態の血管撮影装置１において、ホールドスイッチ７９は、プローブ本体１２に設けられるものであったが、装置本体２におけるキーボード６１等に設けられていてもよい。また、足で操作するフットスイッチをホールドスイッチとして用いてもよい。【０１２３】
・上記各実施の形態の血管撮影装置１では、静脈５の断層画像８，９を表示してカテーテルを用いた治療を行うものであったが、採血などの他の処置を行う場合に血管撮影装置１を用いてもよい。また、血管撮影装置１に限定されるものではなく、血管以外に神経の断層画像を表示して神経ブロック注射の処置を行う超音波画像表示装置や、腱の断層画像を表示して腱鞘内へのステロイド注射の処置などを行う超音波画像表示装置に本発明を具体化してもよい。【０１２４】
・上記各実施の形態において、被検体として生体組織４に適用したが、これに限定されるものではなく、建築物などの構造体を被検体としてもよい。また、管状構造体は、静脈５等の血管に限定するものではなく、被検体の外部から不可視であるもの、例えば壁などの構造体内部に存在する配管などであってもよい。【０１２５】
・上記各実施の形態では、カラードプラ法による表示を行わない血管撮影装置１に具体化していたが、カラードプラ法による表示機能を搭載した超音波画像表示装置に本発明を具体化してもよい。【０１２６】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した各実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。【０１２７】
（１）請求項１１または１２において、前記平均演算部は、前記近傍領域と前記外側領域とで各画像データの重みを変更し、前記近傍領域における前記穿刺針の残像効果の度合を前記外側領域よりも高めるように前記画像データを平均化することを特徴とする超音波画像表示装置。【０１２８】
（２）請求項１１において、前記第２断層画像における前記帯状の近傍領域の幅は、前記穿刺針の幅の２倍以上１０倍以下であることを特徴とする超音波画像表示装置。【０１２９】
（３）請求項１２において、前記第１断層画像における前記枠状の近傍領域の幅は、前記穿刺針の幅の２倍以上１０倍以下であることを特徴とする超音波画像表示装置。【０１３０】
（４）請求項６において、前記輝度強調の度合を変更するための輝度調整手段をさらに備えることを特徴とする超音波画像表示装置。【０１３１】
（５）請求項７において、前記残像効果の度合を変更するための残像調整手段をさらに備えることを特徴とする超音波画像表示装置。【０１３２】
（６）請求項１３において、前記管状構造体検出ステップにおける前記輝度強調処理部は、前記近傍領域よりも前記外側領域の輝度強調の度合を高めて前記画像データを生成することを特徴とする超音波画像表示方法。【０１３３】
（７）請求項１３において、前記穿刺ステップにおける前記輝度強調処理部は、前記外側領域よりも前記近傍領域の輝度強調の度合を高めて前記画像データを生成することを特徴とする超音波画像表示方法。【０１３４】
（８）請求項１３において、前記被検体における前記管状構造体は、前記被検体の外部から不可視であることを特徴とする超音波画像表示方法。【０１３５】
（９）請求項１３において、前記被検体における前記管状構造体には、液体が流れていることを特徴とする超音波画像表示方法。【０１３６】
（１０）請求項１３において、前記被検体は生体組織であることを特徴とする超音波画像表示方法。【０１３７】
（１１）請求項１３において、前記管状構造体は生体組織の内部に存在する血管であることを特徴とする超音波画像表示方法。
【符号の説明】
【０１３８】
１…超音波画像表示装置としての血管撮影装置
３…超音波プローブ
４…被検体としての生体組織
４ａ…被検体としての前腕
５…被検体の内部に存在する静脈
６…穿刺針
６ａ…穿刺針の先端
８…第１断層画像
９…第２断層画像
９Ａ，９Ｂ…断層画像
１０…画面
１２…プローブ本体
１４…穿刺ガイド用アタッチメント
２３，２４…超音波振動子
５０…画像処理手段、ガイドライン表示手段及び位置予測手段としてのコントローラ
５６，５６Ａ，５６Ｂ…画像処理手段を構成する画像処理回路
５８…記録媒体を備える記憶装置
６５…第１のガイドライン
６６…第２のガイドライン
７１…画像メモリ
７３，７３Ａ…平均演算部
７４，７４Ａ…輝度強調処理部
７５…切替部
７７…座標取得部
８３…穿刺針の軌跡
【図１】
2017138086.tif 000004
【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】
2017138086.tif 000010
【図８】
2017138086.tif 000011
【図９】
2017138086.tif 000012
【図１０】
2017138086.tif 000013
【図１１】
2017138086.tif 000014
【図１２】
2017138086.tif 000015
【図１３】
2017138086.tif 000016
【図１４】
2017138086.tif 000017
【図１５】
2017138086.tif 000018
【図１６】
2017138086.tif 000019
【図１７】
2017138086.tif 000020
【図１８】
2017138086.tif 000021
【図１９】
2017138086.tif 000022
【図２０】
2017138086.tif 000023
【図２１】
2017138086.tif 000024
【図２２】
2017138086.tif 000025
【図２３】
2017138086.tif 000026
【図２４】
2017138086.tif 000027
【図２５】
2017138086.tif 000028
【図２６】
2017138086.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月13日(2016.7.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の断層画像を取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が配列されたプローブ本体と、前記プローブ本体に固定され、前記断層画像が示す断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントとを備えた超音波プローブを用い、前記超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、輝度変調処理を行うことで前記反射波信号の信号強度に応じた輝度の画像データを生成するとともに、前記画像データを用いて前記断層画像を表示する超音波画像表示装置であって、
前記反射波信号に基づいて、前記断層画像の画像データを時間的な間隔をおいて複数フレーム取得し、複数フレームの前記断層画像について変化があった部位の輝度を高めて表示するとともに、前記変化があった部位の画像の残像効果を強調して表示する画像処理手段を備えるとともに、
前記画像処理手段は、
過去の画像データを記憶する画像メモリと、
リアルタイムで取得した最新フレームの画像データと、前記画像メモリから読みだした前記過去の画像データとを用いてそれらに異なる重みを付けて演算する重み付き平均により、複数フレームの画像データを平均化する機能を有するとともに、その演算結果を前記過去の画像データとして前記画像メモリに出力する平均演算部と、
前記平均演算部から出力される平均化された画像データと、前記最新フレームの画像データとを比較して得た時間的な輝度の相違箇所について、輝度を高めた画像データを生成する輝度強調処理部と
を備える
ことを特徴とする超音波画像表示装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
前記画像処理手段は、前記輝度強調処理部が生成した輝度を高めた画像データを使用して前記断層画像を表示するか否かを切り替える切替部をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の超音波画像表示装置。
【請求項５】
前記輝度強調処理部は、前記画像データの輝度の差分値が大きいものほど輝度を高める輝度強調を行うことを特徴とする請求項１に記載の超音波画像表示装置。
【請求項６】
前記断層画像の表示領域には、前記輝度強調の度合が異なる複数の強調設定範囲が設けられており、
前記画像処理手段は、前記画像データの座標情報を取得する座標取得部をさらに備え、
前記輝度強調処理部は、前記座標情報により判別される前記強調設定範囲に応じて、前記輝度を高めた画像データを生成する
ことを特徴とする請求項５に記載の超音波画像表示装置。
【請求項７】
前記画像処理手段における前記平均演算部は、前記強調設定範囲に応じて、各画像データの重みを変更して前記断層画像における残像効果の度合を変更する機能を有することを特徴とする請求項６に記載の超音波画像表示装置。
【請求項８】
前記画像処理手段は、前記断層画像における時間的な輝度の相違箇所について、前記輝度の差分値が予め設定された所定の閾値よりも大きい相違箇所を、その周辺箇所とは異なる色で表示する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の超音波画像表示装置。
【請求項９】
前記画像処理手段は、前記断層画像において、前記輝度の差分値が前記所定の閾値を超えた相違箇所について次フレーム以降の画像表示処理にて前記異なる色の画像データを設定することにより、前記相違箇所を前記穿刺針の軌跡として表示する機能を有することを特徴とする請求項８に記載の超音波画像表示装置。
【請求項１０】
前記プローブ本体には、前記被検体の横断面を示す第１断層画像と、前記横断面に交差する方向の縦断面を示す第２断層画像とを取得すべく前記複数の超音波振動子が略Ｔ字状となるように配列され、
前記画像データを用いて前記第１断層画像と前記第２断層画像とを同一画面上に同時に表示する
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波画像表示装置。
【請求項１１】
前記第１断層画像上に、前記穿刺針の進む方向を示す第１のガイドラインを表示するとともに、前記第２断層画像上に、前記穿刺針の挿入角度での進路を示す第２のガイドラインを表示するガイドライン表示手段をさらに備え、
前記第２断層画像において、前記第２のガイドラインの近傍であってそのガイドラインに沿って設定された帯状の近傍領域とその近傍領域の外側に設定された外側領域とが、前記輝度強調の度合が異なる複数の強調設定範囲として設定されることを特徴とする請求項１０に記載の超音波画像表示装置。
【請求項１２】
前記穿刺針の挿入角度に基づいて、前記第１断層画像上に前記穿刺針の先端が見え始める位置を予測する位置予測手段をさらに備え、
前記第１断層画像において、前記穿刺針の先端が見え始める位置の近傍に設定された枠状の近傍領域とその近傍領域の外側に設定された外側領域とが、前記輝度強調の度合が異なる複数の強調設定範囲として設定される
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の超音波画像表示装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の超音波画像表示装置を用い、内部に管状構造体が存在する前記被検体に対して前記穿刺針の穿刺を行うときの超音波画像表示方法において、
前記被検体に対して前記超音波プローブを移動させながら前記超音波を送受信し、前記超音波画像表示装置に前記断層画像を表示して、穿刺対象となる前記管状構造体を見つける管状構造体検出ステップと、
前記管状構造体を見つけた後、前記超音波プローブを停止させて前記超音波を送受信し、前記超音波画像表示装置に前記断層画像を表示して、前記管状構造体に対する前記穿刺針の穿刺を行う穿刺ステップと
を含むことを特徴とする超音波画像表示方法。
【請求項１４】
前記画像処理手段において、前記輝度の差分値に応じた前記輝度強調の度合と、時間経過に応じた前記残像効果の度合とを、前記管状構造体検出ステップと前記穿刺ステップとで同じ度合に設定することを特徴とする請求項１３に記載の超音波画像表示方法。
【請求項１５】
前記画像処理手段において、前記輝度の差分値に応じた前記輝度強調の度合と、時間経過に応じた前記残像効果の度合との少なくとも一方を、前記管状構造体検出ステップと前記穿刺ステップとで異なる度合に設定することを特徴とする請求項１３に記載の超音波画像表示方法。
【請求項１６】
前記穿刺ステップにおける前記残像効果の度合を前記管状構造体検出ステップにおける前記残像効果の度合よりも高く設定することを特徴とする請求項１５に記載の超音波画像表示方法。
【請求項１７】
被検体の断層画像を取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が配列されたプローブ本体と、前記プローブ本体に固定され、前記断層画像が示す断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントとを備えた超音波プローブを用い、前記超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、輝度変調処理を行うことで前記反射波信号の信号強度に応じた輝度の画像データを生成するとともに、前記画像データを用いて前記断層画像を表示する超音波画像表示装置に内蔵されるコンピュータを、
前記反射波信号に基づいて、前記断層画像の画像データを時間的な間隔をおいて複数フレーム取得し、複数フレームの前記断層画像について変化があった部位の輝度を高めて表示するとともに、前記変化があった部位の画像の残像効果を強調して表示する画像処理手段として動作させ、
リアルタイムで取得した最新フレームの画像データと、画像メモリから読みだした過去の画像データとを用いてそれらに異なる重みを付けて演算する重み付き平均により、複数フレームの画像データを平均化するとともに、その演算結果を前記過去の画像データとして前記画像メモリに出力する平均演算部として動作させ、かつ、
前記平均演算部から出力される平均化された画像データと、前記最新フレームの画像データとを比較して得た時間的な輝度の相違箇所について、強度を高めた画像データを生成する輝度強調処理部として動作させる
ためのプログラムを格納した記録媒体。
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月28日(2016.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の断層画像を取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が配列されたプローブ本体と、前記プローブ本体に固定され、前記断層画像が示す断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントとを備えた超音波プローブを用い、前記超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、輝度変調処理を行うことで前記反射波信号の信号強度に応じた輝度の画像データを生成するとともに、前記画像データを用いて前記断層画像を表示する超音波画像表示装置であって、
前記反射波信号に基づいて、前記断層画像の画像データを時間的な間隔をおいて複数フレーム取得し、複数フレームの前記断層画像について変化があった部位の輝度を高めて表示するとともに、前記変化があった部位の画像の残像効果を強調して表示する画像処理手段を備えるとともに、
前記画像処理手段は、
過去の画像データを記憶する画像メモリと、
リアルタイムで取得した最新フレームの画像データと、前記画像メモリから読みだした前記過去の画像データとを用いてそれらに異なる重みを付けて演算する重み付き平均により、複数フレームの画像データを平均化する機能を有するとともに、その演算結果を前記過去の画像データとして前記画像メモリに出力する平均演算部と、
前記平均演算部から出力される平均化された画像データと、前記最新フレームの画像データとを比較して得た時間的な輝度の相違箇所について、輝度を高めた画像データを生成する輝度強調処理部と
を備える
ことを特徴とする超音波画像表示装置。
【請求項２】
前記画像処理手段は、前記輝度強調処理部が生成した輝度を高めた画像データを使用して前記断層画像を表示するか否かを切り替える切替部をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の超音波画像表示装置。
【請求項３】
前記輝度強調処理部は、前記画像データの輝度の差分値が大きいものほど輝度を高める輝度強調を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波画像表示装置。
【請求項４】
前記断層画像の表示領域には、前記輝度強調の度合が異なる複数の強調設定範囲が設けられており、
前記画像処理手段は、前記画像データの座標情報を取得する座標取得部をさらに備え、
前記輝度強調処理部は、前記座標情報により判別される前記強調設定範囲に応じて、前記輝度を高めた画像データを生成する
ことを特徴とする請求項３に記載の超音波画像表示装置。
【請求項５】
前記画像処理手段における前記平均演算部は、前記強調設定範囲に応じて、各画像データの重みを変更して前記断層画像における残像効果の度合を変更する機能を有することを特徴とする請求項４に記載の超音波画像表示装置。
【請求項６】
前記画像処理手段は、前記断層画像における時間的な輝度の相違箇所について、前記輝度の差分値が予め設定された所定の閾値よりも大きい相違箇所を、その周辺箇所とは異なる色で表示する機能を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の超音波画像表示装置。
【請求項７】
前記画像処理手段は、前記断層画像において、前記輝度の差分値が前記所定の閾値を超えた相違箇所について次フレーム以降の画像表示処理にて前記異なる色の画像データを設定することにより、前記相違箇所を前記穿刺針の軌跡として表示する機能を有することを特徴とする請求項６に記載の超音波画像表示装置。
【請求項８】
前記プローブ本体には、前記被検体の横断面を示す第１断層画像と、前記横断面に交差する方向の縦断面を示す第２断層画像とを取得すべく前記複数の超音波振動子が略Ｔ字状となるように配列され、
前記画像データを用いて前記第１断層画像と前記第２断層画像とを同一画面上に同時に表示する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の超音波画像表示装置。
【請求項９】
前記第１断層画像上に、前記穿刺針の進む方向を示す第１のガイドラインを表示するとともに、前記第２断層画像上に、前記穿刺針の挿入角度での進路を示す第２のガイドラインを表示するガイドライン表示手段をさらに備え、
前記第２断層画像において、前記第２のガイドラインの近傍であってそのガイドラインに沿って設定された帯状の近傍領域とその近傍領域の外側に設定された外側領域とが、前記輝度強調の度合が異なる複数の強調設定範囲として設定されることを特徴とする請求項８に記載の超音波画像表示装置。
【請求項１０】
前記穿刺針の挿入角度に基づいて、前記第１断層画像上に前記穿刺針の先端が見え始める位置を予測する位置予測手段をさらに備え、
前記第１断層画像において、前記穿刺針の先端が見え始める位置の近傍に設定された枠状の近傍領域とその近傍領域の外側に設定された外側領域とが、前記輝度強調の度合が異なる複数の強調設定範囲として設定される
ことを特徴とする請求項８または９に記載の超音波画像表示装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の超音波画像表示装置を用い、内部に管状構造体が存在する前記被検体に対して前記穿刺針の穿刺を行うときの超音波画像表示方法において、
前記被検体に対して前記超音波プローブを移動させながら前記超音波を送受信し、前記超音波画像表示装置に前記断層画像を表示して、穿刺対象となる前記管状構造体を見つける管状構造体検出ステップと、
前記管状構造体を見つけた後、前記超音波プローブを停止させて前記超音波を送受信し、前記超音波画像表示装置に前記断層画像を表示して、前記管状構造体に対する前記穿刺針の穿刺を行う穿刺ステップと
を含むことを特徴とする超音波画像表示方法。
【請求項１２】
前記画像処理手段において、前記輝度の差分値に応じた前記輝度強調の度合と、時間経過に応じた前記残像効果の度合とを、前記管状構造体検出ステップと前記穿刺ステップとで同じ度合に設定することを特徴とする請求項１１に記載の超音波画像表示方法。
【請求項１３】
前記画像処理手段において、前記輝度の差分値に応じた前記輝度強調の度合と、時間経過に応じた前記残像効果の度合との少なくとも一方を、前記管状構造体検出ステップと前記穿刺ステップとで異なる度合に設定することを特徴とする請求項１１に記載の超音波画像表示方法。
【請求項１４】
前記穿刺ステップにおける前記残像効果の度合を前記管状構造体検出ステップにおける前記残像効果の度合よりも高く設定することを特徴とする請求項１３に記載の超音波画像表示方法。
【請求項１５】
被検体の断層画像を取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が配列されたプローブ本体と、前記プローブ本体に固定され、前記断層画像が示す断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントとを備えた超音波プローブを用い、前記超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、輝度変調処理を行うことで前記反射波信号の信号強度に応じた輝度の画像データを生成するとともに、前記画像データを用いて前記断層画像を表示する超音波画像表示装置に内蔵されるコンピュータを、
前記反射波信号に基づいて、前記断層画像の画像データを時間的な間隔をおいて複数フレーム取得し、複数フレームの前記断層画像について変化があった部位の輝度を高めて表示するとともに、前記変化があった部位の画像の残像効果を強調して表示する画像処理手段として動作させ、
リアルタイムで取得した最新フレームの画像データと、画像メモリから読みだした過去の画像データとを用いてそれらに異なる重みを付けて演算する重み付き平均により、複数フレームの画像データを平均化するとともに、その演算結果を前記過去の画像データとして前記画像メモリに出力する平均演算部として動作させ、かつ、
前記平均演算部から出力される平均化された画像データと、前記最新フレームの画像データとを比較して得た時間的な輝度の相違箇所について、輝度を高めた画像データを生成する輝度強調処理部として動作させる
ためのプログラムを格納した記録媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、被検体の断層画像を取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が配列されたプローブ本体と、前記プローブ本体に固定され、前記断層画像が示す断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントとを備えた超音波プローブを用い、前記超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、輝度変調処理を行うことで前記反射波信号の信号強度に応じた輝度の画像データを生成するとともに、前記画像データを用いて前記断層画像を表示する超音波画像表示装置であって、前記反射波信号に基づいて、前記断層画像の画像データを時間的な間隔をおいて複数フレーム取得し、複数フレームの前記断層画像について変化があった部位の輝度を高めて表示するとともに、前記変化があった部位の画像の残像効果を強調して表示する画像処理手段を備えるとともに、前記画像処理手段は、過去の画像データを記憶する画像メモリと、リアルタイムで取得した最新フレームの画像データと、前記画像メモリから読みだした前記過去の画像データとを用いてそれらに異なる重みを付けて演算する重み付き平均により、複数フレームの画像データを平均化する機能を有するとともに、その演算結果を前記過去の画像データとして前記画像メモリに出力する平均演算部と、前記平均演算部から出力される平均化された画像データと、前記最新フレームの画像データとを比較して得た時間的な輝度の相違箇所について、輝度を高めた画像データを生成する輝度強調処理部とを備えることを特徴とする超音波画像表示装置をその要旨とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、請求項１に記載の発明によると、画像処理手段において、画像メモリに過去の画像データが記憶され、平均演算部により、過去の画像データと最新フレームの画像データとを用いた演算により複数フレームの画像データが平均化される。そして、輝度強調処理部により、平均化された画像データと最新フレームの画像データとが比較され、得られた時間的な輝度の相違箇所について輝度を高めた画像データが生成される。このように構成すると、複数フレームの断層画像について変化があった部位の輝度を高めて表示することができる。またこの場合、最新の画像データに過去の画像データを反映した画像データを生成できるため、輝度の変化があった部位の画像を残像として残して表示することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、請求項１に記載の発明によると、前記平均演算部は、前記過去の画像データと前記最新フレームの画像データとに異なる重みを付けて演算する重み付き平均により、前記画像データを平均化する機能を有することから、過去の画像データと最新の画像データとの反映割合を調整することができ、断層画像における残像効果の度合を容易に変更することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記画像処理手段は、前記輝度強調処理部が生成した輝度を高めた画像データを使用して前記断層画像を表示するか否かを切り替える切替部をさらに備えていることをその要旨とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
従って、請求項２に記載の発明によると、輝度の変化がある部位を強調した断層画像の表示（輝度強調表示）と、輝度の変化がある部位を強調しない断層画像の表示（通常表示）とを切替部によって容易に切り替えることができる。このため、穿刺針の穿刺時のように穿刺針の動きやその周辺の動き（動脈等の動き）を確認したいときには、通常表示から強調表示に切り替えることで、動きのある部位を確実に見分けることが可能となる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記輝度強調処理部は、前記画像データの輝度の差分値が大きいものほど輝度を高める輝度強調を行うことをその要旨とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
従って、請求項３に記載の発明によると、輝度強調処理部により、画像データの輝度の差分値が大きいものほど輝度を高める輝度強調が行われる。この場合、穿刺針を早く刺すほど先端が明るく表示されるので、その先端に対する注意を促すことができるとともに、先端の位置を確実に把握することができる。また、静脈よりも動脈の輝度が高く表示されるため、動脈と静脈とを容易に判別することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記断層画像の表示領域には、前記輝度強調の度合が異なる複数の強調設定範囲が設けられており、前記画像処理手段は、前記画像データの座標情報を取得する座標取得部をさらに備え、前記輝度強調処理部は、前記座標情報により判別される前記強調設定範囲に応じて、前記輝度を高めた画像データを生成することをその要旨とする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
従って、請求項４に記載の発明によると、断層画像の表示領域には輝度強調の度合が異なる複数の強調設定範囲が設けられている。そして、画像処理手段において、座標取得部により画像データの座標情報が取得され、この座標情報に基づいて強調設定範囲が判別される。その後、輝度強調処理部により、強調設定範囲に応じた輝度強調の度合で輝度を高めた画像データが生成される。具体的には、例えば、穿刺針と生体組織とは反射信号の強度（反射輝度）が異なる。このため、穿刺針が存在しうる強調設定範囲と生体組織のみが存在する強調設定範囲とで輝度強調の度合をそれぞれに合ったものに調整することにより、穿刺針の穿刺に適した断層画像を表示させることが可能となる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記画像処理手段における前記平均演算部は、前記強調設定範囲に応じて、各画像データの重みを変更して前記断層画像における残像効果の度合を変更する機能を有することをその要旨とする。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
従って、請求項５に記載の発明によると、平均演算部により、強調設定範囲に応じて各画像データの重みを変更することにより、断層画像における残像効果の度合が変更される。具体的には、例えば、穿刺針が存在しうる強調設定範囲において、過去の画像データの重みを高めて平均化すると、過去の画像が比較的に長い時間残り、残像効果の度合が高くなる。また、穿刺針が存在しない強調設定範囲において、最新の画像データの重みを高めて平均化すると、過去の画像が比較的短い時間で消え、残像効果の度合が低くなる。このようにすると、穿刺針の穿刺に適した断層画像を表示させることができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記画像処理手段は、前記断層画像における時間的な輝度の相違箇所について、前記輝度の差分値が予め設定された所定の閾値よりも大きい相違箇所を、その周辺箇所とは異なる色で表示する機能を有することをその要旨とする。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
従って、請求項６に記載の発明によると、断層画像において、穿刺針の針先や動脈の血管壁等の動きが比較的大きく、輝度の変化がある部位を周辺箇所とは異なる色で表示することができるため、針先の位置や血管壁の位置を容易に見分けることができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
請求項７に記載の発明は、請求項６において、前記画像処理手段は、前記断層画像において、前記輝度の差分値が前記所定の閾値を超えた相違箇所について次フレーム以降の画像表示処理にて前記異なる色の画像データを設定することにより、前記相違箇所を前記穿刺針の軌跡として表示する機能を有することをその要旨とする。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
従って、請求項７に記載の発明によると、断層画像において穿刺針の軌跡を表示することにより、穿刺針の侵入経路が分かり、穿刺針を止めた場合でも、今までにどこまで針を刺したかが分かるため、穿刺針の穿刺をより確実に行うことができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかにおいて、前記プローブ本体には、前記被検体の横断面を示す第１断層画像と、前記横断面に交差する方向の縦断面を示す第２断層画像とを取得すべく前記複数の超音波振動子が略Ｔ字状となるように配列され、前記画像データを用いて前記第１断層画像と前記第２断層画像とを同一画面上に同時に表示することをその要旨とする。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
従って、請求項８に記載の発明によると、横断面を示す第１断層画像と縦断面を示す第２断層画像とが同一画面上に同時に表示されるので、各画像を確認しつつ穿刺針の穿刺を迅速かつ確実に行うことができる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
請求項９に記載の発明は、請求項８において、前記第１断層画像上に、前記穿刺針の進む方向を示す第１のガイドラインを表示するとともに、前記第２断層画像上に、前記穿刺針の挿入角度での進路を示す第２のガイドラインを表示するガイドライン表示手段をさらに備え、前記第２断層画像において、前記第２のガイドラインの近傍であってそのガイドラインに沿って設定された帯状の近傍領域とその近傍領域の外側に設定された外側領域とが、前記輝度強調の度合が異なる複数の強調設定範囲として設定されることをその要旨とする。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
従って、請求項９に記載の発明によると、第２断層画像において、第２のガイドラインは穿刺針の穿刺ルートを示すものであるが、そのガイドラインの近傍領域とその外側領域とで輝度強調の度合をそれぞれ適した度合に設定することができる。具体的には、例えば、外側領域よりも近傍領域の輝度強調の度合を高めて画像データを生成することにより、穿刺針の先端をより強調して表示することができ、穿刺針の先端の位置を正確に把握することができる。また逆に、近傍領域よりも外側領域の輝度強調の度合を高めて画像データを生成することにより、外側領域にある血管等の構造体を強調して表示することができ、その位置を正確に把握することができる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
請求項１０に記載の発明は、請求項８または９において、前記穿刺針の挿入角度に基づいて、前記第１断層画像上に前記穿刺針の先端が見え始める位置を予測する位置予測手段をさらに備え、前記第１断層画像において、前記穿刺針の先端が見え始める位置の近傍に設定された枠状の近傍領域とその近傍領域の外側に設定された外側領域とが、前記輝度強調の度合が異なる複数の強調設定範囲として設定されることをその要旨とする。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
従って、請求項１０に記載の発明によると、第１断層画像において、穿刺針の先端が見え始める位置の近傍領域とその外側領域とで輝度強調の度合をそれぞれ適した度合に設定することができる。この場合、請求項１１と同様に、外側領域よりも近傍領域の輝度強調の度合を高めて画像データを生成することにより、穿刺針をより強調して表示することができ、穿刺針の位置を正確に把握することができる。また逆に、近傍領域よりも外側領域の輝度強調の度合を高めて画像データを生成することにより、外側領域にある血管等を強調して表示することができ、その位置を正確に把握することができる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の超音波画像表示装置を用い、内部に管状構造体が存在する前記被検体に対して前記穿刺針の穿刺を行うときの超音波画像表示方法において、前記被検体に対して前記超音波プローブを移動させながら前記超音波を送受信し、前記超音波画像表示装置に前記断層画像を表示して、穿刺対象となる前記管状構造体を見つける管状構造体検出ステップと、前記管状構造体を見つけた後、前記超音波プローブを停止させて前記超音波を送受信し、前記超音波画像表示装置に前記断層画像を表示して、前記管状構造体に対する前記穿刺針の穿刺を行う穿刺ステップとを含むことを特徴とする超音波画像表示方法をその要旨とする。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
従って、請求項１１に記載の発明によると、管状構造体検出ステップにおいて、被検体の断層画像上に管状構造体が存在する場合、超音波プローブを移動させることで断層画像上にて管状構造体の部分が移動する。ここで、断層画像に表示される管状構造体の部分は周辺部位と比べて硬さが異なり反射波信号の強度（輝度）が異なるため、その管状構造体の部分が移動することにより、管状構造体の部分の輝度が高められて強調された形で断層画像上に表示される。この結果、穿刺対象の管状構造体の位置を素早く見つけることができる。そして、管状構造体を見つけた後に実施される穿刺ステップでは、超音波プローブが停止される。ここで、被検体が生体組織であり管状構造体が血管である場合、穿刺対象の血管は拍動するため、血管壁の部分が強調されて表示される。また、穿刺針の穿刺を行うと、穿刺針の針先が動きのある部位として強調して表示される。この結果、血管や穿刺針の位置がわかり易くなり、血管に対する穿刺針の穿刺を迅速かつ確実に行うことができる。さらに、血管の動脈は静脈と比較して大きく拍動するため、静脈よりも動脈の輝度が高くなり動脈が強調して表示される。このため、従来のカラードプラ法による診断画像を用いなくても、動脈と静脈とを容易に判別することができ、血管の挿し間違いを防止することができる。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１において、前記画像処理手段は、前記輝度の差分値に応じた前記輝度強調の度合と、時間経過に応じた前記残像効果の度合とを、前記管状構造体検出ステップと前記穿刺ステップとで同じ度合に設定することをその要旨とする。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
従って、請求項１２に記載の発明によると、画像処理手段は管状構造体検出ステップと穿刺ステップとで同じ演算処理（重み付け平均等の演算処理）を行えばよいので、演算処理を切り替えるための設定操作が不要となり、装置の操作性が向上する。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１において、前記画像処理手段は、前記輝度の差分値に応じた前記輝度強調の度合と、時間経過に応じた前記残像効果の度合との少なくとも一方を、前記管状構造体検出ステップと前記穿刺ステップとで異なる度合に設定することをその要旨とする。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
従って、請求項１３に記載の発明によると、画像処理手段は管状構造体検出ステップと穿刺ステップとで演算処理を切り替えることで、それぞれ適した輝度強調や残像効果を得ることができる。この結果、管状構造体検出ステップでは管状構造体を素早く見つけることができ、穿刺ステップでは、穿刺針の針先の視認性を向上させることができる。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３において、前記穿刺ステップにおける前記残像効果の度合を前記管状構造体検出ステップにおける前記残像効果の度合よりも高く設定することをその要旨とする。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
従って、請求項１４に記載の発明によると、穿刺ステップにおいて、穿刺針の針先の画像が比較的長い時間残像として残るため、穿刺針の侵入経路をより確実に把握することができる。
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
請求項１５に記載の発明は、被検体の断層画像を取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が配列されたプローブ本体と、前記プローブ本体に固定され、前記断層画像が示す断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントとを備えた超音波プローブを用い、前記超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、輝度変調処理を行うことで前記反射波信号の信号強度に応じた輝度の画像データを生成するとともに、前記画像データを用いて前記断層画像を表示する超音波画像表示装置に内蔵されるコンピュータを、前記反射波信号に基づいて、前記断層画像の画像データを時間的な間隔をおいて複数フレーム取得し、複数フレームの前記断層画像について変化があった部位の輝度を高めて表示するとともに、前記変化があった部位の画像の残像効果を強調して表示する画像処理手段として動作させるためのプログラムを格納した記録媒体をその要旨とする。
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
従って、請求項１５に記載の発明によると、記録媒体に格納されたプログラムに従ってコンピュータを動作させることにより、請求項１に記載の超音波画像表示装置を実現することができる。そして、超音波画像表示装置を用いることにより、比較的簡単な処理にて穿刺針の穿刺を確実に行うことができる。
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
以上詳述したように、請求項１〜１５に記載の発明によると、比較的簡単な処理にて穿刺針の穿刺を確実に行うことができる。
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月22日(2017.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の断層画像を取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が配列されたプローブ本体と、前記プローブ本体に固定され、前記断層画像が示す断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントとを備えた超音波プローブを用い、前記超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、輝度変調処理を行うことで前記反射波信号の信号強度に応じた輝度の画像データを生成するとともに、前記画像データを用いて前記断層画像を表示する超音波画像表示装置であって、
前記反射波信号に基づいて、前記断層画像の画像データを時間的な間隔をおいて複数フレーム取得し、複数フレームの前記断層画像について変化があった部位の輝度を高めて表示するとともに、前記変化があった部位の画像の残像効果を強調して表示する画像処理手段を備えるとともに、
前記画像処理手段は、
過去の画像データを記憶する画像メモリと、
リアルタイムで取得した最新フレームの画像データと、前記画像メモリから読みだした前記過去の画像データとを用いてそれらに異なる重みを付けて演算する重み付き平均により、複数フレームの画像データを平均化する機能を有するとともに、その演算結果を前記過去の画像データとして前記画像メモリに出力する平均演算部と、
前記平均演算部から出力される平均化された画像データと、前記最新フレームの画像データとを比較して得た時間的な輝度の相違箇所について、輝度を高めた画像データを生成する輝度強調処理部と
を備える
ことを特徴とする超音波画像表示装置。
【請求項２】
前記画像処理手段は、前記輝度強調処理部が生成した輝度を高めた画像データを使用して前記断層画像を表示するか否かを切り替える切替部をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の超音波画像表示装置。
【請求項３】
前記輝度強調処理部は、前記画像データの輝度の差分値が大きいものほど輝度を高める輝度強調を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波画像表示装置。
【請求項４】
前記断層画像の表示領域には、前記輝度強調の度合が異なる複数の強調設定範囲が設けられており、
前記画像処理手段は、前記画像データの座標情報を取得する座標取得部をさらに備え、
前記輝度強調処理部は、前記座標情報により判別される前記強調設定範囲に応じて、前記輝度を高めた画像データを生成する
ことを特徴とする請求項３に記載の超音波画像表示装置。
【請求項５】
前記画像処理手段における前記平均演算部は、前記強調設定範囲に応じて、各画像データの重みを変更して前記断層画像における残像効果の度合を変更する機能を有することを特徴とする請求項４に記載の超音波画像表示装置。
【請求項６】
前記画像処理手段は、前記断層画像における時間的な輝度の相違箇所について、前記輝度の差分値が予め設定された所定の閾値よりも大きい相違箇所を、その周辺箇所とは異なる色で表示する機能を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の超音波画像表示装置。
【請求項７】
前記画像処理手段は、前記断層画像において、前記輝度の差分値が前記所定の閾値を超えた相違箇所について次フレーム以降の画像表示処理にて前記異なる色の画像データを設定することにより、前記相違箇所を前記穿刺針の軌跡として表示する機能を有することを特徴とする請求項６に記載の超音波画像表示装置。
【請求項８】
前記プローブ本体には、前記被検体の横断面を示す第１断層画像と、前記横断面に交差する方向の縦断面を示す第２断層画像とを取得すべく前記複数の超音波振動子が略Ｔ字状となるように配列され、
前記画像データを用いて前記第１断層画像と前記第２断層画像とを同一画面上に同時に表示する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の超音波画像表示装置。
【請求項９】
前記第１断層画像上に、前記穿刺針の進む方向を示す第１のガイドラインを表示するとともに、前記第２断層画像上に、前記穿刺針の挿入角度での進路を示す第２のガイドラインを表示するガイドライン表示手段をさらに備え、
前記第２断層画像において、前記第２のガイドラインの近傍であってそのガイドラインに沿って設定された帯状の近傍領域とその近傍領域の外側に設定された外側領域とが、前記輝度強調の度合が異なる複数の強調設定範囲として設定されることを特徴とする請求項８に記載の超音波画像表示装置。
【請求項１０】
前記穿刺針の挿入角度に基づいて、前記第１断層画像上に前記穿刺針の先端が見え始める位置を予測する位置予測手段をさらに備え、
前記第１断層画像において、前記穿刺針の先端が見え始める位置の近傍に設定された枠状の近傍領域とその近傍領域の外側に設定された外側領域とが、前記輝度強調の度合が異なる複数の強調設定範囲として設定される
ことを特徴とする請求項８または９に記載の超音波画像表示装置。
【請求項１１】
被検体の断層画像を取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が配列されたプローブ本体と、前記プローブ本体に固定され、前記断層画像が示す断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントとを備えた超音波プローブを用い、前記超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、輝度変調処理を行うことで前記反射波信号の信号強度に応じた輝度の画像データを生成するとともに、前記画像データを用いて前記断層画像を表示する超音波画像表示装置に内蔵されるコンピュータを、
前記反射波信号に基づいて、前記断層画像の画像データを時間的な間隔をおいて複数フレーム取得し、複数フレームの前記断層画像について変化があった部位の輝度を高めて表示するとともに、前記変化があった部位の画像の残像効果を強調して表示する画像処理手段として動作させ、
リアルタイムで取得した最新フレームの画像データと、画像メモリから読みだした過去の画像データとを用いてそれらに異なる重みを付けて演算する重み付き平均により、複数フレームの画像データを平均化するとともに、その演算結果を前記過去の画像データとして前記画像メモリに出力する平均演算部として動作させ、かつ、
前記平均演算部から出力される平均化された画像データと、前記最新フレームの画像データとを比較して得た時間的な輝度の相違箇所について、輝度を高めた画像データを生成する輝度強調処理部として動作させる
ためのプログラムを格納した記録媒体。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、超音波プローブを用いて被検体の断層画像を表示し、穿刺針の位置を確認しながら穿刺を行うための超音波画像表示装置及びそのためのプログラムを格納した記録媒体に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的簡単な処理にて穿刺針の穿刺を確実に行うことができる超音波画像表示装置を提供することにある。さらに、別の目的は、上記超音波画像表示装置に内蔵されるコンピュータを動作させるためのプログラムを格納した記録媒体を提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
本発明の範囲には属さない参考例に記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の超音波画像表示装置を用い、内部に管状構造体が存在する前記被検体に対して前記穿刺針の穿刺を行うときの超音波画像表示方法において、前記被検体に対して前記超音波プローブを移動させながら前記超音波を送受信し、前記超音波画像表示装置に前記断層画像を表示して、穿刺対象となる前記管状構造体を見つける管状構造体検出ステップと、前記管状構造体を見つけた後、前記超音波プローブを停止させて前記超音波を送受信し、前記超音波画像表示装置に前記断層画像を表示して、前記管状構造体に対する前記穿刺針の穿刺を行う穿刺ステップとを含むことを特徴とする超音波画像表示方法をその要旨とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
従って、この発明によると、管状構造体検出ステップにおいて、被検体の断層画像上に管状構造体が存在する場合、超音波プローブを移動させることで断層画像上にて管状構造体の部分が移動する。ここで、断層画像に表示される管状構造体の部分は周辺部位と比べて硬さが異なり反射波信号の強度（輝度）が異なるため、その管状構造体の部分が移動することにより、管状構造体の部分の輝度が高められて強調された形で断層画像上に表示される。この結果、穿刺対象の管状構造体の位置を素早く見つけることができる。そして、管状構造体を見つけた後に実施される穿刺ステップでは、超音波プローブが停止される。ここで、被検体が生体組織であり管状構造体が血管である場合、穿刺対象の血管は拍動するため、血管壁の部分が強調されて表示される。また、穿刺針の穿刺を行うと、穿刺針の針先が動きのある部位として強調して表示される。この結果、血管や穿刺針の位置がわかり易くなり、血管に対する穿刺針の穿刺を迅速かつ確実に行うことができる。さらに、血管の動脈は静脈と比較して大きく拍動するため、静脈よりも動脈の輝度が高くなり動脈が強調して表示される。このため、従来のカラードプラ法による診断画像を用いなくても、動脈と静脈とを容易に判別することができ、血管の挿し間違いを防止することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
参考例の発明において、前記画像処理手段は、前記輝度の差分値に応じた前記輝度強調の度合と、時間経過に応じた前記残像効果の度合とを、前記管状構造体検出ステップと前記穿刺ステップとで同じ度合に設定してもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
従って、この発明によると、画像処理手段は管状構造体検出ステップと穿刺ステップとで同じ演算処理（重み付け平均等の演算処理）を行えばよいので、演算処理を切り替えるための設定操作が不要となり、装置の操作性が向上する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
参考例の発明において、前記画像処理手段は、前記輝度の差分値に応じた前記輝度強調の度合と、時間経過に応じた前記残像効果の度合との少なくとも一方を、前記管状構造体検出ステップと前記穿刺ステップとで異なる度合に設定してもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
従って、この発明によると、画像処理手段は管状構造体検出ステップと穿刺ステップとで演算処理を切り替えることで、それぞれ適した輝度強調や残像効果を得ることができる。この結果、管状構造体検出ステップでは管状構造体を素早く見つけることができ、穿刺ステップでは、穿刺針の針先の視認性を向上させることができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
参考例の発明において、前記穿刺ステップにおける前記残像効果の度合を前記管状構造体検出ステップにおける前記残像効果の度合よりも高く設定してもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
従って、この発明によると、穿刺ステップにおいて、穿刺針の針先の画像が比較的長い時間残像として残るため、穿刺針の侵入経路をより確実に把握することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
請求項１１に記載の発明は、被検体の断層画像を取得すべく超音波をリニア走査するための複数の超音波振動子が配列されたプローブ本体と、前記プローブ本体に固定され、前記断層画像が示す断面に沿って穿刺針を予め設定された所定の角度で前記被検体に挿入するよう前記穿刺針を案内する穿刺ガイド用アタッチメントとを備えた超音波プローブを用い、前記超音波を送受信して得た反射波信号に基づいて、輝度変調処理を行うことで前記反射波信号の信号強度に応じた輝度の画像データを生成するとともに、前記画像データを用いて前記断層画像を表示する超音波画像表示装置に内蔵されるコンピュータを、前記反射波信号に基づいて、前記断層画像の画像データを時間的な間隔をおいて複数フレーム取得し、複数フレームの前記断層画像について変化があった部位の輝度を高めて表示するとともに、前記変化があった部位の画像の残像効果を強調して表示する画像処理手段として動作させるためのプログラムを格納した記録媒体をその要旨とする。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
従って、請求項１１に記載の発明によると、記録媒体に格納されたプログラムに従ってコンピュータを動作させることにより、請求項１に記載の超音波画像表示装置を実現することができる。そして、超音波画像表示装置を用いることにより、比較的簡単な処理にて穿刺針の穿刺を確実に行うことができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
以上詳述したように、請求項１〜１１に記載の発明によると、比較的簡単な処理にて穿刺針の穿刺を確実に行うことができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2017138086.tif 000030
2017138086.tif 000031
2017138086.tif 000032
2017138086.tif 000033