(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
母体の腹部を図式化して表現する腹部画像を生成する腹部画像生成部と、
前記母体の腹部に置かれた超音波プローブによって受信された反射波信号に基づいて、超音波画像を生成する超音波画像生成部と、
前記腹部画像上における前記超音波プローブの位置を特定する特定部と、
前記腹部画像上の前記位置に、前記超音波画像を重畳表示する表示制御部と
を備える、超音波診断装置。
【請求項２】
前記表示制御部は、前記腹部画像上に重畳表示される前記超音波画像の向きに応じて、前記腹部画像を回転し、回転した腹部画像上の前記位置に、前記超音波画像を重畳表示する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記表示制御部は、前記超音波画像が２次元走査による２Ｄ画像の場合には、前記超音波プローブのエコー方向に対して垂直な方向から観察される向きに前記腹部画像を回転し、回転した腹部画像上の前記位置に、前記超音波画像を重畳表示する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記表示制御部は、前記腹部画像を表示する場合に、足方向又は背中方向が画面下部に位置付けられるように表示する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記超音波画像生成部は、前記超音波プローブの移動に連動して、超音波画像を順次生成し、
前記特定部は、前記超音波プローブの移動に連動して、前記腹部画像上における前記超音波プローブの位置を順次特定し、
前記表示制御部は、順次特定される前記腹部画像上の位置に、前記超音波プローブのエコー方向に従い、順次生成される超音波画像を重畳表示する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記表示制御部は、前記超音波画像が３次元走査による３Ｄ画像の場合には、前記３Ｄ画像を表示する視点方向として操作者から受け付けた向きに前記腹部画像を回転し、回転した腹部画像上の前記位置に、前記超音波画像を重畳表示する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記腹部画像生成部は、母体の腹部の測定情報に基づいて、前記腹部画像を生成する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記表示制御部は、超音波診断装置本体に備えられた第１表示部とは異なる第２表示部に、前記腹部画像と前記超音波画像とを重畳表示する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記表示制御部は、前記第１表示部に、前記超音波画像を表示し、前記第２表示部に、前記腹部画像と前記超音波画像とを重畳表示する、請求項８に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記表示制御部は、携帯型の前記第２表示部に、前記腹部画像と前記超音波画像とを重畳表示する、請求項８に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記超音波画像生成部は、超音波画像の静止画を生成し、
前記特定部は、前記超音波画像が撮影された際の前記超音波プローブの位置を特定し、
前記表示制御部は、前記超音波画像の表示指示を受け付けると、前記腹部画像上の位置に、前記超音波プローブのエコー方向に従い前記超音波画像を重畳表示する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記表示制御部は、前記超音波画像が３次元走査による３Ｄ画像の場合に、該３Ｄ画像に基づいて任意の断面を特定し、特定した断面を走査するために前記腹部に置かれる超音波プローブの位置情報を導出し、導出した位置情報を、前記腹部画像とともに表示する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記表示制御部は、前記超音波プローブの位置情報として、２次元走査用の超音波プローブの位置情報を導出する、請求項１２に記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記表示制御部は、前記超音波プローブの位置情報として、前記超音波プローブの位置及び角度のうち、少なくとも１つを算出する、請求項１２に記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
前記表示制御部は、前記超音波プローブの位置情報を前記腹部画像とともに表示する場合に、該超音波プローブを図式化して表現するプローブ画像を前記腹部画像上に配置して表示する、請求項１２に記載の超音波診断装置。
【請求項１６】
母体の腹部の測定情報に基づいて、該母体の腹部を図式化して表現する腹部画像を生成する腹部画像生成部と、
前記母体の腹部に置かれた超音波プローブによって受信された反射波信号に基づいて、該母体内の胎児が撮影された超音波画像を生成する超音波画像生成部と、
前記腹部画像上における前記超音波プローブの位置であって前記超音波画像が撮影された際の位置を特定する特定部と、
前記超音波画像を用いて測定された胎児の測定情報と、前記腹部画像上に特定された前記超音波プローブの位置とに基づいて、胎児を図式化して表現する胎児画像を前記腹部画像上に配置して表示する表示制御部と
を備える、超音波診断装置。
【請求項１７】
前記表示制御部は、更に、前記超音波プローブを図式化して表現するプローブ画像を前記腹部画像上に配置して表示する、請求項１６に記載の超音波診断装置。
【請求項１８】
前記表示制御部は、前記超音波画像を画像処理することによって、前記胎児の母体内における向きを特定し、特定した向きに従い、前記胎児画像を前記腹部画像上に配置して表示する、請求項１６に記載の超音波診断装置。
【請求項１９】
母体の腹部を図式化して表現する腹部画像を生成する腹部画像生成部と、
前記母体の腹部に置かれた超音波プローブによって受信された反射波信号に基づいて、３Ｄの超音波画像を生成する超音波画像生成部と、
前記３Ｄの超音波画像に基づいて任意の断面を特定し、特定した断面を走査するために前記腹部に置かれる超音波プローブの位置情報を導出し、導出した位置情報を、前記腹部画像とともに表示する表示制御部と
を備える、超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、生体に向けて超音波パルスを送信するとともにその反射波を受信し、受信した反射波にパルス反射法の原理を適用することで、生体内組織の画像を生成する。超音波診断装置は、無侵襲、リアルタイム表示などの特長を有し、妊婦健診においてもこの超音波診断装置が広く利用されている。
【０００３】
もっとも、読影経験の乏しい者にとっては、ディスプレイに表示される超音波画像（以下、適宜「エコー画像」）から母体内の胎児の位置や向きを把握することは困難である。また、妊娠後期になると胎児も大きくなり、エコー画像の１画面内には頭部や腹部などが部分的に表示されることになるので、読影経験の乏しい者が胎児の位置や向きを把握することは一層困難である。一方、妊婦側には、胎児の位置や向きを知りたいとのニーズがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１７５９１０号公報
【特許文献２】特開２０１１−０１１００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、腹部内における胎児の位置や向きを把握し易くすることができる超音波診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る超音波診断装置は、腹部画像生成部と、超音波画像生成部と、特定部と、表示制御部とを備える。前記腹部画像生成部は、母体の腹部を図式化して表現する腹部画像を生成する。前記超音波画像生成部は、前記母体の腹部に置かれた超音波プローブによって受信された反射波信号に基づいて、超音波画像を生成する。前記特定部は、前記腹部画像上における前記超音波プローブの位置を特定する。前記表示制御部は、前記腹部画像上の前記位置に、前記超音波プローブのエコー方向に従い前記超音波画像を重畳表示する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の機能ブロック図である。
【図２】図２は、第１の実施形態におけるエコー画像の表示を説明するための図である。
【図３】図３は、第１の実施形態における表示処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は、第１の実施形態における母体の腹部の測定情報を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態におけるエコー画像の表示を説明するための図である。
【図６】図６は、第１の実施形態における視点方向の決定を説明するための図である。
【図７】図７は、第１の実施形態におけるエコー画像の表示を説明するための図である。
【図８】図８は、第１の実施形態におけるエコー画像の表示の他の例を説明するための図である。
【図９】図９は、第２の実施形態におけるエコー画像の表示を説明するための図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態における表示処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、第２の実施形態における胎児方向の決定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、第２の実施形態における胎児方向の決定を説明するための図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態におけるエコー画像の表示を説明するための図である。
【図１４】図１４は、第２の実施形態におけるＢＰＤ（biparietal  diameter）の測定を説明するための図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態における胎児の位置の特定を説明するための図である。
【図１６】図１６は、第２の実施形態におけるエコー画像の表示を説明するための図である。
【図１７】図１７は、第２の実施形態におけるプローブ画像を説明するための図である。
【図１８】図１８は、第２の実施形態における重畳表示処理を説明するための図である。
【図１９】図１９は、第２の実施形態におけるエコー画像の表示を説明するための図である。
【図２０】図２０は、第３の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。
【図２１】図２１は、第３の実施形態における直交３断面を説明するための図である。
【図２２】図２２は、第３の実施形態におけるＲＯＩ（Region  Of  Interest）設定画面を説明するための図である。
【図２３】図２３は、第３の実施形態における３Ｄ胎児画像を示す図である。
【図２４】図２４は、第３の実施形態における視点方向の決定を説明するための図である。
【図２５】図２５は、第３の実施形態における表示画像を説明するための図である。
【図２６】図２６は、第４の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。
【図２７】図２７は、第４の実施形態における直交３断面の表示画面を説明するための図である。
【図２８】図２８は、第４の実施形態における３Ｄ胎児画像と断面位置との位置合せを説明するための図である。
【図２９】図２９は、第４の実施形態における超音波プローブの位置・角度の算出を説明するための図である。
【図３０】図３０は、第４の実施形態におけるプローブ画像を説明するための図である。
【図３１】図３１は、第４の実施形態における表示画像を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら実施形態に係る超音波診断装置を説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、各実施形態において説明する内容は、原則として、他の実施形態においても同様に適用することができる。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００の機能ブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００は、装置本体１１と、超音波プローブ１２と、入力部１３と、メインディスプレイ１４ａと、超音波プローブ検出部４０とを備える。なお、図１に示すように、サブディスプレイ１４ｂは、超音波診断装置１００とは別に備えられてもよいし、超音波診断装置１００の一部として備えられてもよい。
【００１０】
超音波プローブ１２は、複数の圧電振動子を有する。複数の圧電振動子は、後述する超音波送信部２１から供給される駆動信号に基づき超音波パルスを発生し、また、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１２は、圧電振動子に設けられる整合層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材などを有する。
【００１１】
超音波プローブ１２から被検体Ｐに超音波パルスが送信されると、送信された超音波パルスは、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、エコー信号として超音波プローブ１２が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信されるエコー信号の振幅は、超音波パルスが反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁などの表面で反射された場合のエコー信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。
【００１２】
入力部１３は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボールなどであり、装置本体１１に接続される。また、入力部１３は、超音波診断装置１００の操作者からの各種指示や設定要求を受け付け、受け付けた各種指示や設定要求を装置本体１１に転送する。
【００１３】
メインディスプレイ１４ａは、超音波診断装置１００の操作者が入力部１３を用いて各種指示や設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示する。また、メインディスプレイ１４ａは、後述する画像生成部２５によって生成されたエコー画像を表示する。なお、エコー画像は、Ｂモード画像、Ｍモード画像、ドプラ画像（カラードプラ画像、パルスドプラ画像など）であり、被検体の形態学的情報や血流情報などを表す。
【００１４】
装置本体１１は、超音波送信部２１と、超音波受信部２２と、Ｂモード処理部２３と、ドプラ処理部２４と、画像生成部２５と、画像メモリ２６と、表示処理部２７と、制御プロセッサ（ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）２８と、記憶部２９と、インタフェース部３０とを備える。なお、装置本体１１が備える超音波送信部２１及び超音波受信部２２などは、集積回路などのハードウェアで構成される場合とプログラムで構成される場合とがある。
【００１５】
超音波送信部２１は、被検体Ｐに超音波パルスを送信する。具体的には、超音波送信部２１は、パルス発生器、送信遅延部、及びパルサなどを有し、超音波プローブ１２に駆動信号を供給する。パルス発生器は、所定の繰り返し周波数（ＰＲＦ（Pulse  Repetition  Frequency））の超音波パルスを形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。なお、ＰＲＦは、レート周波数（ｆｒＨｚ）とも呼ばれる。また、送信遅延部は、超音波プローブ１２から発生される超音波パルスをビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子毎の送信遅延時間を、パルス発生器が発生する各レートパルスに対して与える。また、パルサは、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１２に駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、送信遅延部は、各レートパルスに対し与える送信遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向を任意に調整する。
【００１６】
超音波受信部２２は、被検体Ｐからエコー信号を受信する。具体的には、超音波受信部２２は、プリアンプ、Ａ（Analog）／Ｄ（Digital）変換器、受信遅延部、及び加算器などを有し、超音波プローブ１２が受信したエコー信号に対して各種処理を行う。プリアンプは、エコー信号をチャンネル毎に増幅してゲイン補正処理を行う。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正されたエコー信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延部は、エコー信号に受信指向性を決定するのに必要な受信遅延時間を与える。加算器は、受信遅延部により受信遅延時間が与えられたエコー信号の加算処理を行う。加算器の加算処理により、エコー信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調され、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的な受信ビームが形成される。なお、超音波受信部２２から出力されるエコー信号は、ＲＦ（Radio  Frequency）信号と呼ばれる位相情報が含まれる信号である場合や、包絡線検波処理後の振幅情報である場合など、種々の形態を選択可能である。
【００１７】
Ｂモード処理部２３は、超音波受信部２２からエコー信号を受け取り、対数増幅、包絡線検波処理などを行って、Ｂモードデータを生成する。Ｂモードデータは、エコー信号の強度を輝度の明るさで示す各走査線のデータである。Ｂモード処理部２３は、生成したＢモードデータを画像生成部２５に送る。
【００１８】
ドプラ処理部２４は、超音波受信部２２からからエコー信号を受け取り、血流の速度の周波数解析などを行って、ドプラデータを生成する。ドプラデータは、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワーなどの移動体情報を多点について抽出したデータである。ドプラ処理部２４は、生成したドプラデータを画像生成部２５に送る。
【００１９】
画像生成部２５は、Ｂモード処理部２３によって生成されたＢモードデータや、ドプラ処理部２４によって生成されたドプラデータから、エコー画像を生成する。具体的には、画像生成部２５は、Ｂモードデータに含まれる複数の走査線のデータを、テレビなどに代表されるビデオフォーマットの走査線のデータに変換（スキャンコンバート）し、表示画像としてのエコー画像を生成する。
【００２０】
例えば、画像生成部２５は、ＢモードデータからＢモード画像を生成する。また、例えば、画像生成部２５は、ドプラデータから、ドプラ画像として、平均速度画像、分散画像、パワー画像、及びこれらの組み合わせ画像などを生成する。なお、画像生成部２５に入力される前のデータを「生データ」と呼ぶことがある。
【００２１】
画像メモリ２６は、Ｂモード処理部２３によって生成されたＢモードデータ、ドプラ処理部２４によって生成されたドプラデータ、画像生成部２５によって生成されたエコー画像などを記憶する。例えば、診断の後に、操作者が検査中に記録された画像を呼び出すことが可能となっており、静止画像的に、あるいは複数枚を使って動画的に再生することが可能である。
【００２２】
表示処理部２７は、画像生成部２５によって生成されたエコー画像に対して、ダイナミックレンジ、輝度、コントラスト、γカーブ補正、ＲＧＢ変換などの各種処理を実行し、実行後のエコー画像をメインディスプレイ１４ａに表示する。例えば、表示処理部２７は、画像生成部２５によって生成されたＢモード画像をメインディスプレイ１４ａに表示する。また、例えば、表示処理部２７は、画像生成部２５によって生成されたドプラ画像をメインディスプレイ１４ａにカラー表示する。また、本実施形態に係る表示処理部２７は、ベース画像生成部２７ａ、位置特定部２７ｂ、及び表示制御部２７ｃを備える。なお、表示処理部２７の詳細は、後述する。
【００２３】
制御プロセッサ２８は、情報処理装置（計算機）としての機能を有し、超音波診断装置１００における処理全体を制御する。具体的には、制御プロセッサ２８は、入力部１３を介して操作者から入力された各種指示や設定要求、記憶部２９から読み込んだ各種プログラム及び各種設定情報に基づき、超音波送信部２１、超音波受信部２２、Ｂモード処理部２３、ドプラ処理部２４、画像生成部２５、及び表示処理部２７の処理を制御する。
【００２４】
記憶部２９は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行うための装置制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見など）、診断プロトコルや各種設定情報などの各種データなどを記憶する。また、記憶部２９は、必要に応じて、画像メモリ２６が記憶する画像の保管などにも使用される。記憶部２９のデータは、インタフェース部３０を経由して外部周辺装置に転送することが可能である。
【００２５】
インタフェース部３０は、入力部１３、図示しない外部記憶装置に関するインタフェースである。超音波診断装置１００によって取得されたエコー画像などのデータや解析結果は、インタフェース部３０によって、ネットワークを介して他の装置に転送することが可能である。
【００２６】
超音波プローブ検出部４０は、超音波プローブ１２の位置及び角度を検出する。なお、超音波プローブ検出部４０の詳細は、後述する。サブディスプレイ１４ｂは、超音波診断装置１００のメインディスプレイ１４ａとは別に設けられたディスプレイであり、例えば、タブレット端末などのディスプレイである。
【００２７】
さて、図２は、第１の実施形態におけるエコー画像の表示を説明するための図である。図２に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００は、母体の腹部にあてられた超音波プローブ１２によって収集されたエコー画像を表示する場合に、母体の腹部を図式化して表現する腹部画像（以下、適宜「ベース画像」）上に、エコー画像を重畳表示（合成表示）する。例えば、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００は、図２に示すように、サブディスプレイ１４ｂと連動し、サブディスプレイ１４ｂにて、ベース画像Ｐ１上にエコー画像Ｐ２を重畳表示する。このような表示により、読影経験の乏しい者であっても、腹部内における胎児の位置や向きを容易に把握することが可能になる。なお、超音波診断装置１００は、メインディスプレイ１４ａには通常のエコー画像を表示すればよい。例えば、超音波診断装置１００の操作者は、メインディスプレイ１４ａに表示された通常のエコー画像を観察すればよい。また、実施形態はこれに限られるものではなく、例えば、サブディスプレイ１４ｂを利用せずに、メインディスプレイ１４ａにてベース画像Ｐ１上にエコー画像Ｐ２を重畳表示してもよいし、あるいは、両方のディスプレイで重畳表示してもよい。
【００２８】
このような表示は、表示処理部２７によって実行される。図１に戻り、表示処理部２７は、ベース画像生成部２７ａ、位置特定部２７ｂ、及び表示制御部２７ｃを備える。ベース画像生成部２７ａは、母体の腹部の測定情報に基づいて、この母体の腹部を図式化して表現するベース画像を生成する。位置特定部２７ｂは、ベース画像上における超音波プローブ１２の位置を特定する。表示制御部２７ｃは、位置特定部２７ｂによって特定されたベース画像上の位置に、超音波プローブ１２のエコー方向に従い、エコー画像を重畳表示する。
【００２９】
図３は、第１の実施形態における表示処理の処理手順を示すフローチャートである。まず、ベース画像生成部２７ａは、母体の腹部の測定情報の入力を受け付ける（ステップＳ１０１）。図４は、第１の実施形態における母体の腹部の測定情報を示す図である。母体の腹部の測定情報は、図４に示すように、腹囲や子宮底長であり、一般に、妊婦検診などで測定される。例えば、ベース画像生成部２７ａは、入力部１３やネットワークを介して、妊婦検診などで測定された腹囲や子宮底長の入力を受け付ける。
【００３０】
続いて、ベース画像生成部２７ａは、ステップＳ１０１において入力を受け付けた腹部の測定情報に基づいて、母体の腹部を図式化して表現するベース画像を生成する（ステップＳ１０２）。例えば、ベース画像生成部２７ａは、ベース画像の基準となる３Ｄのベース画像モデルを予め記憶しておき、検査対象の母体固有の測定情報として入力を受け付けた腹囲や子宮底長に基づきこのベース画像モデルの腹囲や子宮底長を調整する。すると、実際の腹部に類似するベース画像が生成される。なお、ベース画像や、後述する胎児画像のように図式化して表現された画像は、「シェーマ」とも称される。
【００３１】
次に、操作者の操作に従って、超音波診断装置１００によるエコー検査が開始される（ステップＳ１０３）。図２を用いて説明したように、例えば、操作者は、超音波プローブ１２を検査対象の母体の腹部にあてながらエコー検査を開始する。すると、画像生成部２５が、リアルタイムにエコー画像を生成し、表示制御部２７ｃが、画像生成部２５によって生成されたエコー画像を、メインディスプレイ１４ａにリアルタイムに表示する（ステップＳ１０４）。図５は、第１の実施形態におけるエコー画像の表示を説明するための図である。この場合のステップＳ１０４において、表示制御部２７ｃは、メインディスプレイ１４ａにエコー画像をリアルタイムに表示する一方で、サブディスプレイ１４ｂには何も表示しない。
【００３２】
一方、超音波プローブ検出部４０は、母体の腹部にあてられた超音波プローブ１２の位置及び角度を検出する（ステップＳ１０５）。超音波プローブ検出部４０は、公知の技術を用いて超音波プローブ１２の位置及び角度を検出すればよい。一例を説明すると、例えば、超音波プローブ検出部４０は、トランスミッターと、位置センサーと、信号処理部とを有する。トランスミッターは、任意の位置に配置され、自装置を中心として外側に向かって３次元の磁場を形成する。位置センサーは、超音波プローブ１２の表面に装着され、トランスミッターによって形成された３次元の磁場を検出し、検出した磁場の情報を信号に変換して、信号処理部に出力する。信号処理部は、位置センサーから受信した信号に基づいて、トランスミッターを原点とする空間における位置センサーの座標（位置）及び向き（角度）を算出する。
【００３３】
続いて、位置特定部２７ｂは、ステップＳ１０５において検出された超音波プローブ１２の位置に基づいて、ベース画像上における超音波プローブ１２の位置を特定する（ステップＳ１０６）。なお、ここでは、超音波プローブ検出部４０のトランスミッターを原点とする空間における座標系とベース画像上の座標系との位置合わせやスケール合わせは、公知の技術を用いた事前の調整によって終了しているものとする。
【００３４】
次に、表示制御部２７ｃは、ステップＳ１０５において検出された超音波プローブ１２の角度に基づいて、ベース画像の視点方向を決定する（ステップＳ１０７）。すなわち、表示制御部２７ｃは、扇状のエコー画像（断面像）が常に表示されるように、ベース画像の視点方向を変えて表示する。超音波プローブ１２の角度はエコー方向（エコー画像の画像面）を示すので、例えば、表示制御部２７ｃは、エコー方向に対して垂直な方向を算出し、算出した方向から観察される向きに、ステップＳ１０２において生成したベース画像を回転する。
【００３５】
図６は、第１の実施形態における視点方向の決定を説明するための図である。なお、図６において、「Ｈ」は頭方向を示し、「Ｆ」は足方向を示し、「Ａ」は腹側を示し、「Ｐ」は背中側を示し、「Ｒ」は右方向を示し、「Ｌ」は左方向を示す。例えば、図６の（Ａ）の場合、表示制御部２７ｃは、超音波プローブ検出部４０から受け取った超音波プローブ１２の角度情報に基づいて、超音波プローブ１２の接触面の長軸方向がＨ−Ｆ方向（又はＦ−Ｈ方向）であり、エコー方向はＬ−Ｒ方向（又はＲ−Ｌ方向）であることを特定する。この場合、表示制御部２７ｃは、図６の（Ａ）に示す方向にベース画像を回転するので、このベース画像に重畳表示される扇状のエコー画像は、その画像面がディスプレイの表示面と同じ表示角度になる。結果として、観察者は、エコー画像を観察し易い。
【００３６】
図６の（Ｂ）の場合、表示制御部２７ｃは、超音波プローブ検出部４０から受け取った超音波プローブ１２の角度情報に基づいて、超音波プローブ１２の接触面の長軸方向がＡ−Ｐ方向であり、エコー方向はＲ−Ｌ方向（又はＬ−Ｒ方向）であることを特定する。この場合、表示制御部２７ｃは、図６の（Ｂ）に示す方向にベース画像を回転するので、このベース画像に重畳表示される扇状のエコー画像は、やはり、その画像面がディスプレイの表示面と同じ表示角度になる。図６の（Ｃ）の場合、表示制御部２７ｃは、超音波プローブ検出部４０から受け取った超音波プローブ１２の角度情報に基づいて、超音波プローブ１２の接触面の長軸方向がＨ−Ｆ方向（又はＦ−Ｈ方向）であり、エコー方向はＡ−Ｐ方向であることを特定する。この場合、表示制御部２７ｃは、図６の（Ｃ）に示す方向にベース画像を回転するので、このベース画像に重畳表示される扇状のエコー画像は、やはり、その画像面がディスプレイの表示面と同じ表示角度になる。図６の（Ｄ）の場合、表示制御部２７ｃは、超音波プローブ検出部４０から受け取った超音波プローブ１２の角度情報に基づいて、超音波プローブ１２の接触面の長軸方向がＬ−Ｒ方向であり、エコー方向はＡ−Ｐ方向であることを特定する。この場合、表示制御部２７ｃは、図６の（Ｄ）に示す方向にベース画像を回転するので、このベース画像に重畳表示される扇状のエコー画像は、やはり、その画像面がディスプレイの表示面と同じ表示角度になる。
【００３７】
なお、第１の実施形態において、表示制御部２７ｃは、母体の腹部の向きを把握し易いように、ベース画像を表示する場合に、足方向や背中側を画面下部に位置付ける。また、表示制御部２７ｃは、母体の腹部の向きを把握し易いように、ベース画像に「足の裏」のマークを付加して表示する。例えば、図６の（Ｂ）や（Ｄ）では、「足の裏」のマークが表示されており、視線方向が、Ｆ→Ｈ、すなわち、足から頭を見上げる方向であることを示す。
【００３８】
そして、表示制御部２７ｃは、ステップＳ１０７において回転されたベース画像上であって、ステップＳ１０６において特定された超音波プローブ１２の位置に、ステップＳ１０７で特定されたエコー方向に従い、その向きでエコー画像を重畳表示する（ステップＳ１０８）。図７は、第１の実施形態におけるエコー画像の表示を説明するための図である。図７に示すように、表示制御部２７ｃは、メインディスプレイ１４ａでは、通常のエコー画像をリアルタイムに表示する一方、サブディスプレイ１４ｂでは、ベース画像Ｐ１上にエコー画像Ｐ２を重畳表示する。
【００３９】
その後、エコー検査が終了するまで（ステップＳ１０９，Ｎｏ）、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８の処理は繰り返し行われ、超音波プローブ１２による走査に連動して、メインディスプレイ１４ａ及びサブディスプレイ１４ｂの表示もリアルタイムに変化する。すなわち、画像生成部２５は、超音波プローブ１２の移動に連動してエコー画像を順次生成し、位置特定部２７ｂは、超音波プローブ１２の移動に連動してベース画像上における超音波プローブ１２の位置を順次特定する。そして、表示制御部２７ｃは、ベース画像上に順次特定された位置に、超音波プローブ１２のエコー方向に従い、その向きで、順次生成されたエコー画像を重畳表示する。
【００４０】
上述したように、第１の実施形態によれば、実際の位置に相当するベース画像上の位置にエコー画像が重畳表示されるので、読影経験の乏しい者であっても、腹部内における胎児の位置や向きを容易に把握することができる。
【００４１】
言い換えると、第１の実施形態に係る超音波診断装置１００は、妊婦向けに、腹部内における胎児の位置及び向きを、エコー画像とともにリアルタイムに提示し、直感的でわかりやすいものにする。この結果、操作者は、胎児の状態を妊婦に説明し易くなる。また、第１の実施形態においては、操作者の邪魔をしないようサブディスプレイ１４ｂを設け、ここに表示した。
【００４２】
なお、これまでは、表示制御部２７ｃが、ベース画像上にリアルタイムのエコー画像を重畳表示する手法を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。図８は、第１の実施形態におけるエコー画像の表示の他の例を説明するための図である。エコー検査中、超音波診断装置１００は、エコー画像の静止画を撮影することがある。例えば、図８に示すＰ３は、母体内の胎児の足部の静止画であり、Ｐ４は、胎児の顔の静止画であり、Ｐ５は、胎児の頭部の静止画であり、Ｐ６は、胎児の腹部の静止画である。
【００４３】
例えば、表示制御部２７ｃは、エコー検査中に撮影され、生成された複数枚の静止画をサブディスプレイ１４ｂに表示し、サブディスプレイ１４ｂの操作者が１枚の静止画を選択すると、ベース画像上に、選択された静止画を重畳表示する。例えば、図８に示すように、操作者がＰ５の静止画を選択すると（図８において、点線の枠が選択を示す）、表示制御部２７ｃは、ベース画像Ｐ７上にこの静止画Ｐ５を重畳表示する。
【００４４】
すなわち、画像生成部２５は、エコー画像の静止画を生成し、位置特定部２７ｂは、静止画が撮影された際の超音波プローブ１２の位置を特定し、表示制御部２７ｃは、エコー画像の表示指示を受け付けると、ベース画像上に特定された位置に静止画を重畳表示する。また、この静止画の表示の場合にも、表示制御部２７ｃは、リアルタイムのエコー画像を重畳表示する場合と同様に、扇状のエコー断面が常に表示されるように、ベース画像の視点方向を変えて表示すればよい。
【００４５】
複数枚の静止画としては、胎児の測定や観察に用いた画像を想定することができる。また、このような表示は、例えば、妊娠後期になって胎児が大きくなり、エコー画像の１画面内に全身が入りきらなくなった場合などに効果的である。
【００４６】
（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態を説明する。第１の実施形態においては、母体の腹部を図式化して表現するベース画像上にリアルタイムのエコー画像を重畳表示する例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。第２の実施形態においては、ベース画像上に胎児画像やプローブ画像を重畳表示し、これをエコー画像と並べて表示する例を説明する。なお、胎児画像は、胎児を図式化して表現する画像であり、プローブ画像は、超音波プローブを図式化して表現する画像である。例えば、妊娠後期になって胎児が大きくなり、エコー画像の１画面内に全身が入りきらなくなった場合などに、エコー検査中、複数枚の静止画が撮影されることがある。このような場合、腹部内における胎児の位置とエコー画像との関係を把握することは一層困難であるが、第２の実施形態に係る超音波診断装置１００は、このような場合に、腹部内における胎児の位置とエコー画像との関係を把握し易く表示する。
【００４７】
図９は、第２の実施形態におけるエコー画像の表示を説明するための図である。例えば、第２の実施形態に係る超音波診断装置１００は、図９に示すように、サブディスプレイ１４ｂの１画面内に、複数の静止画とベース画像とを並べて表示する。また、超音波診断装置１００は、図９に示すように、ベース画像上に、胎児画像やプローブ画像を重畳表示する。超音波診断装置１００は、母体の腹部内における実際の胎児の位置や向きとの整合性をとった状態で、胎児画像をベース画像上に配置する。また、超音波診断装置１００は、静止画の撮影位置や撮影方向を示すように、プローブ画像をベース画像上に配置する。なお、第２の実施形態においては、胎児画像及びプローブ画像の両方を配置する例を説明するが、実施形態はこれに限られるものではなく、どちらか一方でもよい。
【００４８】
また、図９において、（１）などの番号は、静止画とプローブ画像との対応関係を示す。また、（１）、（２）、及び（４）のプローブ画像は、腹部に対して垂直方向から超音波プローブ１２をあてていることを示し、（３）のプローブ画像は、腹部に対して横方向から超音波プローブ１２をあてていることを示す。矢印の違いや、扇型（図９において点線）の有無などで、超音波プローブ１２の向きの違いを表現する。また、図９において、右側の静止画は、いずれも同じ方向で表示されているが、例えば、エコー方向に応じて回転させた状態で表示してもよい（例えば、（３）の静止画は、左に９０°回転させた状態で表示するなど）。
【００４９】
一般に、妊娠後期においては、エコー検査中に複数の静止画が撮影され、この静止画を用いて胎児の測定が行われる。例えば、胎児の頭部の静止画（図９（１）参照）が撮影され、この静止画を用いて胎児の頭蓋骨の横幅（ＢＰＤ）の測定が行われる。また、例えば、胎児の腹部の静止画（図９（２）参照）が撮影され、この静止画を用いて胎児の腹囲の測定が行われる。また、例えば、胎児の足部の静止画（図９（３）参照）が撮影され、この静止画を用いて胎児の大腿骨の長さ（ＦＬ（fetal  femur  length））の測定が行われる。なお、例えば、胎児の顔の静止画（図９（４）参照）が撮影された場合、異常がないかどうかの確認が行われる。胎児の顔の他、脊髄や四肢などが撮影されて、異常がないかどうかの確認が行われる場合もある。
【００５０】
そこで、第２の実施形態に係る超音波診断装置１００においては、表示制御部２７ｃが、これらの測定情報と、ベース画像上に特定された超音波プローブ１２の位置とに基づいて、ベース画像上における胎児の部位の位置を特定し、ベース画像上に胎児画像及びプローブ画像を重畳表示する。
【００５１】
図１０は、第２の実施形態における表示処理の処理手順を示すフローチャートである。まず、ベース画像生成部２７ａは、第１の実施形態と同様、母体の腹部の測定情報の入力を受け付ける（ステップＳ２０１）。続いて、ベース画像生成部２７ａは、第１の実施形態と同様、ステップＳ２０１において入力を受け付けた腹部の測定情報に基づいて、母体の腹部を図式化して表現するベース画像を生成する（ステップＳ２０２）。
【００５２】
次に、操作者の操作に従って、超音波診断装置１００によるエコー検査が開始される（ステップＳ２０３）。すると、画像生成部２５が、リアルタイムにエコー画像を生成し、表示制御部２７ｃが、画像生成部２５によって生成されたエコー画像を、メインディスプレイ１４ａにリアルタイムに表示する（ステップＳ２０４）。
【００５３】
例えば、操作者は、超音波プローブ１２を検査対象の母体の腹部にあてながら、まず、胎児の頭部を観察する。例えば、操作者は、胎児のＢＰＤを測定するために頭部の静止画を撮影するが、この際に超音波プローブ１２を前後にスライドして撮影位置を調整する。このとき、超音波診断装置１００は、胎児の頭部のエコー画像をリアルタイムに生成するので、表示制御部２７ｃは、このエコー画像を画像処理することによって、腹部に対する胎児のＡ−Ｐ方向及びＬ−Ｒ方向を決定する（ステップＳ２０５）。なお、胎児のＡ−Ｐ方向及びＬ−Ｒ方向は、後に表示制御部２７ｃが胎児画像をベース画像上に配置する際に用いられる。
【００５４】
図１１は、第２の実施形態における胎児方向の決定処理の処理手順を示すフローチャートであり、図１２は、第２の実施形態における胎児方向の決定を説明するための図である。なお、第２の実施形態において、図１１に示す処理手順は、胎児の頭部が観察されている間、胎児のＡ−Ｐ方向及びＬ−Ｒ方向が特定されるまで、リアルタイムに撮影中のエコー画像に対してリアルタイムに実施される。
【００５５】
まず、表示制御部２７ｃは、胎児の頭部及び眼球を強調するためにエコー画像に対して平滑化処理や尖鋭化処理などの前処理を施す（ステップＳ３０１）。続いて、表示制御部２７ｃは、エコー画像から頭部輪郭を抽出する（ステップＳ３０２）。なお、頭部輪郭の抽出には、公知の技術を用いればよい。例えば、表示制御部２７ｃは、エコー画像に対して２値化を行う画像処理技術によって、頭部輪郭を抽出してもよい。また、例えば、表示制御部２７ｃは、頭部形状に設定された動的輪郭モデルに、大きさや円形度などの条件を組み合わせる画像処理技術によって、頭部輪郭を抽出してもよい。なお、ここで、エコー画像が頭部ではなく足部のエコー画像であった場合など、頭部輪郭を抽出できない場合には、表示制御部２７ｃは、ステップＳ３０３以降の処理を実行せずに、次のエコー画像に対してステップＳ３０１の処理から開始する。
【００５６】
次に、表示制御部２７ｃは、エコー画像から眼球輪郭を抽出する（ステップＳ３０３）。この眼球輪郭の抽出にも、頭部輪郭の抽出と同様に公知の技術を用いればよい。もっとも、眼球は２つであるので、表示制御部２７ｃは、２つ眼球輪郭を抽出する。また、ステップＳ３０２と同様、眼球輪郭を抽出できない場合には、表示制御部２７ｃは、ステップＳ３０４以降の処理を実行せずに、次のエコー画像に対してステップＳ３０１の処理から開始する。
【００５７】
こうして、頭部輪郭及び眼球輪郭が抽出されるので、表示制御部２７ｃは、胎児のＡ−Ｐ方向及びＬ−Ｒ方向を特定する（ステップＳ３０４）。例えば、表示制御部２７ｃは、図１２に示すように、頭部内で眼球２つが位置している方向をＡ（腹側）と特定し、眼球２つが位置していない方向をＰ（背側）と特定する。また、表示制御部２７ｃは、Ａ−Ｐ方向に従って、Ｒ−Ｌ方向を特定する。
【００５８】
図１０に戻り、操作者は、複数の静止画を順次撮影する。例えば、超音波診断装置１００は、胎児の部位のうち頭部を撮影し、静止画をキャプチャする（ステップＳ２０６）。図１３は、第２の実施形態におけるエコー画像の表示を説明するための図である。この場合のステップＳ２０６において、表示制御部２７ｃは、メインディスプレイ１４ａにキャプチャされたエコー画像を表示する一方で、サブディスプレイ１４ｂには何も表示しない。
【００５９】
すると、操作者によって、静止画を用いて、胎児の部位測定が行われる（ステップＳ２０７）。例えば、操作者が、超音波診断装置１００に対してパラメータ名（例えば、ＢＰＤ、腹囲、ＬＦなど）を入力すると、超音波診断装置１００は、パラメータ名に適合する計測ツール（例えば、ものさしや円など）をメインディスプレイ１４ａに表示する。すると、操作者は、この計測ツールを用いて胎児の部位を測定し、測定情報（例えば、ものさしの始点及び終点の値など）を超音波診断装置１００に対して入力する。図１４は、第２の実施形態におけるＢＰＤの測定を説明するための図である。図１４に示すように、例えば、操作者は、メインディスプレイ１４ａに表示された頭部の静止画上で、頭部の横幅の開始点と終点とを入力する。すると、超音波診断装置１００は、開始点と終点との距離を測定し、ＢＰＤとして出力する。なお、図１４に示すＡ−Ｐ方向及びＲ−Ｌ方向は一例に過ぎず、逆になる場合もある。
【００６０】
なお、例えば、頭部の場合はＢＰＤが測定され、腹部の場合は腹囲が測定され、足部の場合はＬＦが測定されるが、例えば、顔や脊髄のように、静止画がキャプチャされた場合であっても測定が行われない場合もある。このため、ステップＳ２０７は、括弧書きで示した。
【００６１】
また、超音波プローブ検出部４０は、第１の実施形態と同様、母体の腹部にあてられた超音波プローブ１２の位置及び角度を検出する（ステップＳ２０８）。また、位置特定部２７ｂは、第１の実施形態と同様、ステップＳ２０８において検出された超音波プローブ１２の位置に基づいて、ベース画像上における超音波プローブ１２の位置を特定する。そして、表示制御部２７ｃは、ステップＳ２０７において測定された測定情報（例えば、ステップＳ２０７において「ＢＰＤ」が測定されたこと）と、ベース画像上に特定された超音波プローブ１２の位置とに基づいて、ベース画像上における胎児の部位の位置（例えば、「頭部」の位置）を特定する（ステップＳ２０９）。
【００６２】
図１５は、第２の実施形態における胎児の位置の特定を説明するための図である。例えば、超音波プローブ検出部４０は、図１５に示すように、超音波プローブ１２の位置として（ｘ，ｙ，ｚ）の座標を検出する。また、エコーの深度αは既知である。また、静止画の中央すなわち（ｘ，ｙ，ｚ+α）の位置に、胎児の頭部の中心点が位置付けられている。位置特定部２７ｂは、ベース画像上における（ｘ，ｙ，ｚ+α）の位置を特定する。これは、ＢＰＤを測定するために撮影された静止画の位置情報である。なお、位置特定部２７ｂは、このとき、超音波プローブ検出部４０によって検出された角度を用いてもよい。すると、表示制御部２７ｃは、ベース画像上において、（ｘ，ｙ，ｚ＋α）に対応する位置に頭部の中心点を置き、その中心点を通る直線がＢＰＤに対応するように、頭部の胎児画像を配置する位置を特定する。
【００６３】
図１０に戻り、そして、表示制御部２７ｃは、ベース画像上に部位毎の胎児画像を重畳表示し、また、この胎児画像に対応してキャプチャされた静止画（キャプチャ画像）を、ベース画像に並べて表示する（ステップＳ２１０）。図１６は、第２の実施形態におけるエコー画像の表示を説明するための図である。例えば、表示制御部２７ｃは、図１６に示すように、サブディスプレイ１４ｂにて、ベース画像上に頭部の胎児画像を重畳表示するとともに、頭部のキャプチャ画像をベース画像に並べて表示する。このとき、表示制御部２７ｃは、ステップＳ２０５において決定された胎児のＡ−Ｐ方向及びＲ−Ｌ方向に従って頭部の胎児画像を回転させてから、ベース画像上に重畳表示する。
【００６４】
なお、表示制御部２７ｃは、頭部、腹部、足部など、測定される部位毎に、胎児画像の基準となる３Ｄの胎児画像モデルを予め記憶しておき、この胎児画像モデルをそのまま該当する部位の胎児画像として用いる。この胎児画像モデルは、例えば、妊娠週数の平均の大きさ毎に用意されてもよい。また、例えば、この胎児画像モデルは、頭部及び腹部のみ（すなわち、足部を腹部に含めるなど）でもよい。また、表示制御部２７ｃは、例えば、測定情報として入力を受け付けたＢＰＤや腹囲、ＦＬに基づき、この胎児画像モデルのサイズを調整してもよい。
【００６５】
また、表示制御部２７ｃは、ベース画像上にプローブ画像を重畳表示する（ステップＳ２１１）。なお、表示制御部２７ｃは、３Ｄのプローブ画像モデルを予め記憶しておき、このプローブ画像モデルを用いればよい。図１７は、第２の実施形態におけるプローブ画像を説明するための図である。例えば、第２の実施形態において、プローブ画像は、超音波プローブ１２の接触面を示すＭ１と、エコー方向を示すＭ２と、スキャン範囲を示すＭ３とから形成される。表示制御部２７ｃは、ステップＳ２０８において特定された超音波プローブ１２の位置や角度、及びスキャン範囲に基づいて、実際の接触面、エコー方向、スキャン範囲になるように、Ｍ１、Ｍ２、及びＭ３を回転処理する。そして、表示制御部２７ｃは、回転処理後のプローブ画像を、ベース画像に特定された超音波プローブ１２の位置に、重畳表示する。なお、Ｍ１、Ｍ２、及びＭ３は、組み合わせて用いられる場合に限られるものではなく、単体で用いられてもよい。また、図１７においては、３Ｄのプローブ画像を例示するが、実施形態はこれに限られるものではなく、２Ｄでもよい。
【００６６】
こうして、エコー検査が終了するまで（ステップＳ２１２，Ｎｏ）、ステップＳ２０６〜Ｓ２１１の処理が胎児の部位毎に繰り返し行われる。図１８は、第２の実施形態における重畳表示処理を説明するための図である。このように、ステップＳ２０６〜Ｓ２１１の処理は、頭部（図１８（１）参照）、腹部（図１８（２）参照）、足部（図１８（３）参照）と、胎児の部位毎に繰り返される。これに伴い、表示制御部２７ｃは、胎児の頭部の位置を特定して、頭部の胎児画像をベース画像上に重畳表示し、続いて、胎児の腹部の位置を特定して、腹部の胎児画像を更に追加して重畳表示し、次に、胎児の足部の位置を特定して、足部の胎児画像を更に追加して重畳表示する。
【００６７】
例えば、静止画の中央すなわち（ｘ，ｙ，ｚ+α）の位置に、胎児の腹部の中心が位置付けられている場合、位置特定部２７ｂは、ベース画像上における（ｘ，ｙ，ｚ+α）の位置を特定する。これは、腹囲を測定するために撮影された静止画の位置情報である。すると、表示制御部２７ｃは、ベース画像上において、（ｘ，ｙ，ｚ＋α）に対応する位置に腹部の中心点を置き、その中心点を囲む円周が腹囲に対応するように、腹部の胎児画像を配置する位置を特定する。このように、表示制御部２７ｃは、部位毎の胎児画像の配置位置を決定する処理を、一般的に測定される他の部位にも順次実施することで、胎児全体について、配置位置を決定する。すなわち、胎児の測定が進むにつれて、胎児の部位パーツが追加され、最終的に胎児全体の胎児画像が構成される。なお、胎児の測定順序は上述の順序に限られるものではなく、任意の順序で測定すればよい。
【００６８】
なお、Ａ−Ｐ方向及びＲ−Ｌ方向はステップＳ２０５において既に決定されているので、各部位の胎児画像を表示する場合、表示制御部２７ｃは、ステップＳ２０５において決定されたＡ−Ｐ方向及びＲ−Ｌ方向に従い、各部位の胎児画像を回転する。例えば、腹部や足部の胎児画像の向きは、頭部の向きに従えばよい。また、頭部及び足部の位置を特定することで、胎児のＨ−Ｆ方向も特定される。
【００６９】
図１９は、第２の実施形態におけるエコー画像の表示を説明するための図である。図１９に示すように、表示制御部２７ｃは、サブディスプレイ１４ｂにて、ベース画像上に胎児画像（頭部、腹部、及び足部が組み合わされた胎児画像）を重畳表示するとともに、ベース画像に並べて静止画を表示する。
【００７０】
上述したように、第２の実施形態によれば、例えば、妊娠後期になって胎児が大きくなり、エコー画像の１画面内に全身が入りきらなくなった場合などにも、実際の位置に相当するベース画像上の位置に、実際の位置や向きに調整された胎児画像が重畳表示されるので、読影経験の乏しい者であっても、腹部内における胎児の位置や向きを容易に把握することができる。また、第２の実施形態によれば、ベース画像上にプローブ画像も併せて表示されるので、観察者は、静止画とプローブとの関係を直感的に理解することが容易になる。
【００７１】
（第３の実施形態）
続いて、第３の実施形態を説明する。第１の実施形態においては、主に、２次元走査による２Ｄのエコー画像を想定して説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。第３の実施形態においては、３次元走査による３Ｄのエコー画像を想定する。具体的には、母体の腹部を図式化して表現するベース画像上に、３Ｄデータから抽出された、胎児の３Ｄ像（以下、適宜「３Ｄ胎児画像」）を重畳表示する。なお、胎児の３Ｄ像は、典型的には、３Ｄデータに対してレンダリング処理を行うことで、３次元情報を反映した２次元画像として生成されたものである。レンダリング処理には、ボリュームレンダリング処理や、サーフェスレンダリング処理等がある。
【００７２】
なお、通常、超音波プローブ１２には、２次元走査用と３次元走査用とがある。２次元走査用としては、複数の圧電振動子が一列に配置された「１Ｄアレイプローブ」がある。一方、３次元走査用としては、「メカニカル４Ｄプローブ」や、「２Ｄアレイプローブ」がある。「メカニカル４Ｄプローブ」は、１Ｄアレイプローブのように一列に配置された複数の圧電振動子を用いることで２次元走査が可能であるとともに、複数の圧電振動子を所定の角度で振動させることで３次元走査が可能である。また、「２Ｄアレイプローブ」は、超音波を集束して送信することで２次元走査が可能であるとともに、マトリックス状に配置された複数の圧電振動子を用いることで３次元走査が可能である。
【００７３】
図２０は、第３の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。まず、ベース画像生成部２７ａは、第１の実施形態と同様、母体の腹部の測定情報の入力を受け付ける（ステップＳ４０１）。続いて、ベース画像生成部２７ａは、第１の実施形態と同様、ステップＳ４０１において入力を受け付けた腹部の測定情報に基づいて、母体の腹部を図式化して表現するベース画像を生成する（ステップＳ４０２）。なお、第３の実施形態においては、後述するように、ベース画像上に、レンダリング処理によって生成された３Ｄ胎児画像が重畳される。このため、第３の実施形態において、ベース画像生成部２７ａは、ベース画像についても、３次元情報を反映した２次元画像として生成する。以下、このように生成されたベース画像を、３Ｄベース画像と称する。
【００７４】
次に、操作者の操作に従って、超音波診断装置１００によるエコー検査が開始され（ステップＳ４０３）、胎児の全体像の３Ｄデータが収集される（ステップＳ４０４）。ここで、第３の実施形態において、操作者は、エコー検査に３次元走査用の超音波プローブ１２を用いる。制御プロセッサ２８は、超音波送信部２１や、超音波受信部２２を制御することで、３Ｄの生データを収集する。また、３Ｄの生データは、画像生成部２５の処理によって、３Ｄデータとなり、画像メモリ２６に格納される。なお、以下において、３Ｄデータに対して行われる処理として説明するものは、３Ｄの生データに対して行われてもよい。
【００７５】
続いて、超音波プローブ検出部４０は、第１の実施形態と同様、母体の腹部にあてられた超音波プローブ１２の位置及び角度を検出する（ステップＳ４０５）。この情報を用いて、超音波プローブ検出部４０のトランスミッターを原点とする空間における座標系と、ステップＳ４０４で収集された３Ｄデータの座標系との位置合わせやスケール合わせが行われる。なお、ここでは、超音波プローブ検出部４０のトランスミッターを原点とする空間における座標系と３Ｄベース画像上の座標系との位置合わせやスケール合わせも、公知の技術を用いた事前の調整によって終了しているものとする。すなわち、超音波プローブ検出部４０によって検出される空間の座標系と、３Ｄデータの座標系と、３Ｄベース画像上の座標系との位置合わせ及びスケール合わせは、終了している。
【００７６】
次に、表示制御部２７ｃは、ステップＳ４０４で収集された３Ｄデータを用いて、この３Ｄデータから胎児の領域を抽出するためのＲＯＩ設定画面を、例えばメインディスプレイ１４ａに表示する（ステップＳ４０６）。図２１は、第３の実施形態における直交３断面を説明するための図であり、図２２は、第３の実施形態におけるＲＯＩ設定画面を説明するための図である。
【００７７】
例えば、表示制御部２７ｃは、図２１に示すように、３Ｄデータに対する直交３断面Ａ、Ｂ、及びＣをＭＰＲ（Multi  Planar  Reconstruction）処理によって生成し、生成した直交３断面Ａ、Ｂ、及びＣを、例えば図２２に示すように表示する。ステップＳ４０４で収集された３Ｄデータには、通常、胎児の他に、子宮の壁等が含まれている。例えば「胎児」と「子宮の壁」との間では、輝度値に大差がなく、閾値処理等の画像処理が難しい場合がある。このため、第３の実施形態において、表示制御部２７ｃは、図２２に示すようなＭＰＲ画像上で、「胎児」の領域のＲＯＩ設定を、操作者から受け付ける。
【００７８】
続いて、表示制御部２７ｃは、ステップＳ４０６で設定されたＲＯＩの領域を対象に、３Ｄデータに対して、例えば、羊水と胎児とを分離する閾値処理や、レンダリング処理等の画像処理を行って、３Ｄ胎児画像を生成する（ステップＳ４０７）。図２３は、第３の実施形態における３Ｄ胎児画像を示す図である。
【００７９】
そして、表示制御部２７ｃは、生成した３Ｄ胎児画像を、例えば、図２４に示すように、直交３断面と並べて表示する。図２４は、第３の実施形態における視点方向の決定を説明するための図である。図２４に示すＲＯＩ設定画面上には、直交３断面Ａ、Ｂ、及びＣに加えて、３Ｄ胎児画像を表示する領域がある。例えば、操作者が、この３Ｄ胎児画像をマウスによって捕捉し、回転させると、表示制御部２７ｃは、その回転操作の結果定まる視点方向のレンダリング処理によって生成された３Ｄ胎児画像を、この領域に表示する。また、図２４に示すように、他のＭＰＲ画像上では、この３Ｄ胎児画像に対する視点方向や、この視点方向と垂直な位置関係にある表示面が、矢印や太線によって示される。なお、説明の便宜上、図２３に例示した３Ｄ胎児画像と、図２４に例示した３Ｄ胎児画像とが異なっているが、実際には、図２４に示すＲＯＩ設定画面上に、ステップＳ４０７で生成された３Ｄ胎児画像が、任意の向きで表示される。
【００８０】
ここで、操作者が、例えば、３Ｄ胎児画像を回転させ、所望の視点方向（視点位置、カメラ位置等とも称する）を決定すると、表示制御部２７ｃは、この視点方向を取得し（ステップＳ４０８）、取得した視点方向に一致するように、ステップＳ４０２で生成した３Ｄベース画像を回転する（ステップＳ４０９）。すなわち、３Ｄデータの座標系と３Ｄベース画像上の座標系との位置合わせ及びスケール合わせは終了しているので、表示制御部２７ｃは、３Ｄ胎児画像の視点方向と一致するように、３Ｄベース画像を回転させる。
【００８１】
そして、表示制御部２７ｃは、ステップＳ４０９において回転された３Ｄベース画像上であって、ステップＳ４０５において特定された超音波プローブ１２の位置に、ステップＳ４０８で決定された視点方向の３Ｄ胎児画像を重畳（若しくは合成）表示する（ステップＳ４１０）。図２５は、第３の実施形態における表示画像を説明するための図である。なお、表示制御部２７ｃは、３Ｄベース画像と３Ｄ胎児画像とが重畳されたこの表示画像を、メインディスプレイ１４ａに表示してもよいし（例えば、図２４に示した３Ｄ胎児画像を表示する領域、あるいは、メインディスプレイ１４ａ全体等）、サブディスプレイ１４ｂに表示してもよい。
【００８２】
その後、エコー検査が終了するまで（ステップＳ４１１，Ｎｏ）、ステップＳ４０８〜Ｓ４１０の処理は繰り返し行われる。すなわち、例えば、操作者が、３Ｄ胎児画像を回転させて所望の視点方向を決定すると、表示制御部２７ｃは、３Ｄ胎児画像の視点方向を取得するとともに３Ｄベース画像を回転させ、回転後の３Ｄベース画像上に、回転後の３Ｄ胎児画像を重畳表示する。なお、操作者による３Ｄ胎児画像の回転操作は、図２４に示したＲＯＩ設定画面上で行われてもよいし、図２５に示した表示画像上で行われてもよい。
【００８３】
上述したように、第３の実施形態によれば、３Ｄデータから抽出された胎児の３Ｄ像を、母体の腹部を図式化した３Ｄベース画像上に重畳して表示し、３Ｄ像の回転とともに、３Ｄベース画像も回転して表示する。よって、読影経験の乏しい者であっても、腹部内における胎児の位置や向きを容易に把握することができる。更に、例えば、３Ｄデータが、通常の妊婦エコー健診で撮影され、その後、胎児の臓器について詳細な検査が行われる場合のように、図２５のような表示画像が後段の検査等に用いられる場合には、読影経験の乏しい者であっても、次に検査対象となる臓器の位置を、特定し易くなる。結果として、通常の妊婦エコー健診内で、臓器の断面を効率良く描画することが可能になる。
【００８４】
なお、上述した第３の実施形態においては、３Ｄデータを収集し、収集した３Ｄデータに対する後段の処理として３Ｄ胎児画像の生成や表示等を行う処理を、一連の処理手順で実行する例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、３Ｄデータの収集は、予め（例えば、別の機会に）行われてもよい。また、例えば、収集された３Ｄデータに対する後段の処理は、超音波診断装置１００以外の別の装置（例えば、画像処理装置等）で行われてもよい。更に、３Ｄベース画像の生成や、超音波プローブ１２の位置や角度の検出も、図２０に示した処理手順とは異なるタイミングで実行されてもよい。図２０に示した処理手順は、運用の形態等に応じて任意に変更することができる。
【００８５】
（第４の実施形態）
続いて、第４の実施形態を説明する。第４の実施形態において、超音波診断装置１００は、先に収集された３Ｄデータから任意の断面を切り出し、切り出した断面について腹部内における断面位置を特定の上、この断面を表示するための超音波プローブ１２の位置情報を算出して、ベース画像とともに表示する。
【００８６】
胎児の心疾患罹患率が高いことから、近年、胎児心スクリーニングの普及が進んでいる。胎児心スクリーニングは、超音波プローブを操作してまず胎児の全体像を把握し、次に心臓の位置を特定して、四腔断面像等の心断面を撮影する、といった手順で行われるが、胎児であるが故の難しさもあり、心断面の撮影までに多くのステップを要してしまうことがある。例えば、操作者は、胎児の左右を特定すべくまず全身を撮影し、脊柱の長軸面を表示後、胎児の頭が右側にくるように超音波プローブを持ち換え、更に超音波プローブを反時計方向に回転させて横断面を表示し、横断面上で背骨を特定することで、胎児の左右を特定する（脊柱を１２時の方向とすると、３時の方向が『左』、９時の方向が『右』）。また、操作者は、胎児の左右を特定した後、腹部断面から撮影を始め、超音波プローブを頭部側に徐々に平行移動させながら、心断面の撮影に至る。このように、所望の心断面を表示するまでに多くの時間を要する。
【００８７】
胎児心スクリーニングは、通常の妊婦検診時に実行されることが望ましいが、産科医や助産師の中には、心臓に関してあまり専門的知識が高くない者も存在する上に、上述したような手順の難しさもある。この点、第４の実施形態に係る超音波診断装置１００によれば、先に収集された３Ｄデータを用いて、所望の断面を表示するための超音波プローブの位置情報を操作者に提示することができる。以下では、胎児の部位として心臓を想定し、心断面を撮影するための超音波プローブ１２の位置及び角度（エコーの照射角度）を、母体の腹部を図式化したベース画像とともに提示する例を説明する。もっとも、上述した課題は、心臓に限られず他の部位についても同様に生じ得る。以下に説明する実施形態は、心臓に限られず他の部位についても同様に適用可能である。
【００８８】
図２６は、第４の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。なお、以下では、図２６においてステップＳ５０１の処理が行われる前に、第３の実施形態において説明した、図２０のステップＳ４０１〜Ｓ４１０が実行されていることを前提として説明する。
【００８９】
表示制御部２７ｃは、例えば、図２０のステップＳ４０６でメインディスプレイ１４ａに表示された直交３断面の画面を用いて、操作者から所望の断面の指定を受け付け、所望の断面を決定する（ステップＳ５０１）。図２７は、第４の実施形態における直交３断面の表示画面を説明するための図である。例えば、操作者が、直交３断面の画面上で操作を行い、図２７に示すように、胎児の心臓のサジタル像（心臓Ｓｇ）、コロナル像（心臓Ｃｒ）、アキシャル像（心像Ａｘ）を表示する。また、表示制御部２７ｃは、その受け付けた操作に応じて、３ＤデータからＭＰＲ画像を生成し、生成したＭＰＲ画像をその都度画面上に表示する。操作者が所望のＭＰＲ画像が表示されたところで、例えば『決定』ボタンを押下する等の操作を行うと、表示制御部２７ｃは、このＭＰＲ画像が所望の断面であるものとして決定する。
【００９０】
次に、表示制御部２７ｃは、図２０のステップＳ４０４で収集された３Ｄデータ上で、ステップＳ５０１で決定された断面の断面位置を特定する（ステップＳ５０２）。また、表示制御部２７ｃは、３Ｄ胎児画像と断面位置との位置合わせを行う（ステップＳ５０３）。図２８は、第４の実施形態における３Ｄ胎児画像と断面位置との位置合せを説明するための図である。例えば、表示制御部２７ｃは、図２８に示すように、３Ｄ胎児画像と、所望の断面Ａｘ１との位置関係を特定する。
【００９１】
続いて、表示制御部２７ｃは、ステップＳ５０１で特定された所望の断面を表示するための超音波プローブ１２の位置及び角度を算出する（ステップＳ５０４）。もっとも、第４の実施形態においては、所望の断面を撮影する際には、２次元走査用の超音波プローブ１２（以下、適宜「２Ｄプローブ」）を用いることを想定するので、表示制御部２７ｃは、２Ｄプローブとしての超音波プローブ１２の位置及び角度を算出する。
【００９２】
図２９は、第４の実施形態における超音波プローブ１２の位置・角度の算出を説明するための図である。図２９においては、説明の便宜上、実際の母体腹部と、超音波プローブ１２による走査範囲との位置関係を図示して示す。母体腹部内の扇状の範囲が、走査範囲である。所望の断面の中心点の座標を（ｘ，ｙ，ｚ）とし、エコーの深度をαとすると、超音波プローブ１２の位置は、例えば、図２９に示すように、座標（ｘ＋β，ｙ，ｚ−α）、及び、座標（ｘ−β，ｙ，ｚ−α）で算出される。すなわち、表示制御部２７ｃは、超音波プローブ１２において、圧電振動子が１次元で配列される方向（横方向）の両端の座標を算出する。また、超音波プローブ１２の角度は、超音波プローブ１２の横方向に対して垂直な方向（図２９において矢印の方向）として、算出される。
【００９３】
そこで、表示制御部２７ｃは、ステップＳ５０４で算出した超音波プローブ１２の位置及び角度を用いて、ベース画像と３Ｄ胎児画像とが重畳された表示画像上に、更に、プローブ画像を表示する（ステップＳ５０５）。
【００９４】
図３０は、第４の実施形態におけるプローブ画像を説明するための図であり、図３１は、第４の実施形態における表示画像を説明するための図である。例えば、表示制御部２７ｃは、超音波プローブ１２の位置及び向きを図式的に表現するプローブ画像として、図３０のような立体的な矢印を用いる。なお、図３０においては、超音波プローブ１２とプローブ画像との関係を説明するために、プローブ画像を点線で示す。更に、表示制御部２７ｃは、超音波プローブ１２の高さ方向（圧電振動子が２次元で配列される方向、縦方向）を示すマークとして、例えば、図３０に示すような、黒色に塗りつぶされた矩形のマークを表示する。また、このマークは、超音波プローブ１２の横方向の中心を示す。
【００９５】
そして、表示制御部２７ｃは、図３１に示すように、ベース画像と３Ｄ胎児画像とが重畳された表示画像上に、超音波プローブ１２そのものを示すプローブ画像と、超音波プローブ１２の高さ方向を示すマークと、所望の断面の位置とを表示する。なお、例えば、表示制御部２７ｃは、この表示画像を、メインディスプレイ１４ａに表示してもよいし（例えば、図２７に示す右下の領域、あるいは、メインディスプレイ１４ａ全体等）、サブディスプレイ１４ｂに表示してもよい。
【００９６】
なお、例えば、制御プロセッサ２８は、この段階で、超音波プローブ１２から、所望の断面までの距離等を計算して、胎児の心臓の撮影においてより詳細に観察するための最適なプリセット条件（例えば、周波数等）を導出し、後段の処理で用いる超音波プローブ１２について、導出したプリセット条件となるように、自動で調節、設定してもよい。もちろん、この調整は、操作者によってマニュアルで行われてもよい。
【００９７】
その後、操作者は、超音波プローブ１２を２Ｄプローブに持ち替え、ステップＳ５０６で表示された表示画像を見ながら、実際の母体の腹部に超音波プローブ１２をあてて、エコー検査を開始する（ステップＳ５０６）。表示制御部２７ｃは、エコー画像を表示する（ステップＳ５０７）。
【００９８】
また、表示制御部２７ｃは、例えば、図２７に示す直交３断面上で、所望の断面位置が変更されたか否かを判定しており（ステップＳ５０８）、変更された場合には（ステップＳ５０８，Ｙｅｓ）、３Ｄデータ上で断面位置を特定するステップＳ５０２の処理に戻る。一方、断面位置が変更されず（ステップＳ５０８，Ｎｏ）、エコー検査が終了された場合には（ステップＳ５０９，Ｙｅｓ）、超音波診断装置１００は、処理を終了する。
【００９９】
上述したように、第４の実施形態によれば、例えば、３Ｄデータが、通常の妊婦エコー健診で撮影され、その後、胎児の臓器について詳細な検査が行われる場合に、次に検査対象となる臓器を撮影するための超音波プローブの位置までも、操作者に提示する。よって、専門的な知識や胎児スクリーニングの経験の乏しい者であっても、通常の妊婦エコー健診内で、臓器の断面を効率良く描画することが可能になる。
【０１００】
なお、上述した第４の実施形態においては、例えば、図２０に示した処理手順から、図２６に示した処理手順まで、一連の処理手順で実行する例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、ステップＳ５０６以降の検査、すなわち、２Ｄプローブに持ち替えてからの検査は、別の機会に行われてもよい。その他、図２６に示した処理手順は、運用の形態等に応じて任意に変更することができる。
【０１０１】
（その他の実施形態）
以上、各種実施形態を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、上述した第３及び第４の実施形態に限られず、例えば、第２の実施形態においても、エコー画像は、２Ｄのみならず３Ｄでもよい。また、ベース画像、胎児画像、及びプローブ画像も、２Ｄのみならず３Ｄでもよい。
【０１０２】
また、上述した実施形態においては、３Ｄ胎児画像や３Ｄベース画像、立体的なプローブ画像といった場合に、主に、３次元情報を反映した２次元画像として生成されたものを想定したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、メインディスプレイ１４ａやサブディスプレイ１４ｂが、立体視可能なディスプレイである場合には、立体視画像としての３Ｄ胎児画像や３Ｄベース画像、プローブ画像であってもよい。
【０１０３】
また、上述した実施形態においては、主に、ベース画像として、母体の腹部の測定情報に基づいて生成したものを想定したが、実施形態はこれに限られるものではない。単なるモデル画像として準備された画像等でもよい。
【０１０４】
また、上述した実施形態においては、超音波プローブの位置情報として、位置及び角度の両方を算出する場合を主に説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、表示制御部２７ｃは、位置情報として位置のみを算出してもよい。
【０１０５】
以上述べた少なくとも一つの実施形態の超音波診断装置によれば、腹部内における胎児の位置や向きを把握し易くすることができる。
【０１０６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０７】
１００  超音波診断装置
２７  表示処理部
２７ａ  ベース画像生成部
２７ｂ  位置特定部
２７ｃ  表示制御部
【図１】
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【図３】
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【図６】
0006037447.tif 000004
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１５】
0006037447.tif 000008
【図１８】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１９】
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