(57)【要約】【課題】固さの情報を直感的に捉えることが難しいという超音波診断装置による固さ計測における問題を解決し、触感により直感的に固さを捉え計測する直感的なインターフェースを提供する。【解決手段】被検体に対し加圧部１４により機械的な圧力をかけ、圧力を変化させたときの組織の移動状況から固さを算出する超音波診断装置において２次元的な固さ情報を触感的に提供できるインターへフェース１１を設け、組織の状況を触覚により直感的に理解できるようにする。【選択図】図１
2008301856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に超音波を送受信する探触子と、探触子を駆動する送信部と、探触子から得たエコー信号を処理する信号処理部と、前記信号処理部で処理された信号を出力する出力構成部と、前記探触子に接している被検体組織を加圧する加圧部と固さ出力インターフェースとを有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
固さ出力インターフェースは固さの違いを平らな緩衝体の下に２次元的に配置された上下移動する微小物体を用いて実現することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
固さ出力インターフェースは固さの違いを２次元平面に配置した液胞状の物体の内部圧力を調整することで実現することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項４】
固さ出力インターフェースは体腔のような中空の円筒状の組織を平面に投影した形で表示することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項５】
固さ出力インターフェースは組織の表面に並行な一定の深さ、もしくは、任意の平面における固さを触感的に表示することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項６】
探触子と固さ情報を提供する出力器が遠隔されており、検査者が被験者から離れた位置において診断を行うことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被検体の組織の固さを観測する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
体内の組織の形状や血流状態を表示する超音波診断装置の原理はすでに広く知られている。超音波診断装置の最近のアプリケーションとして、体内の組織の固さを表示するものがあり、例えば特許文献１に示されているように、被検体組織に機械的な力を加え、変位を見る方法が知られている。
【０００３】
固さ計測の方法については特許文献１に詳しいのでここでは詳細には述べないが、機械的な力を加え、被検体に変位が起こるようにした際に、部位により歪みが一様にならないことを利用している。力を加えたときに、固い部位では形状の変化が少なく、柔らかい部位では形状の変化が大きくなる。複数の観察点を設け、観察点間の距離変化が少ない場合、それらの観察点の間にある部位は固いということになる。
【０００４】
図１０には従来例における超音波診断装置のブロック図を示す。図示されない複数の振動子からなる探触子１と、探触子１の複数の振動子のうち使用するものを選択する開口選択部２、開口選択部２で選択された探触子１の振動子を駆動する送信部３、探触子１からの受信信号に対し増幅や受信ビーム集束を行なう受信部４、受信信号から位置変位を検出する信号処理部５、信号処理部で得た動き情報を表示できるフォーマットに置き換える画像構成部６、画像構成部で作成した画像を表示する表示部７、および、被検体に変位を加える加振部９、以上の各部分を制御する制御部８から構成される。
【０００５】
信号処理部での位置変位検出には、位相検波により反射体の微小な動きに伴う位相の変化を検出する方法や、相関によるおおまかな動き検出が組み合わされて用いられている。
【０００６】
さらに、従来の組織の固さを計測する装置における固さの表示方法は、例えば特許文献２のように超音波断層像の上にカラーで固さ分布を表示するものであった。
【特許文献１】特開２００４−０５７６５２号公報
【特許文献２】特開２００４−１３５９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の構成では固さの情報を直感的に捉えることが難しいという課題を有していた。
【０００８】
一方、はるか以前から組織の固さを捉える手法として手技による触診があり、産婦人科領域などで広く用いられている。非常に古典的な手法ではあるが、熟練者においては直感的で技法として確立しているものである。
【０００９】
本発明は超音波による固さ計測における問題を解決し、触感により直感的に固さを捉える装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、固さの情報を触覚でとらえるような装置を提供することで、課題を解決するものである。
【００１１】
請求項１の発明においては、被検体内に超音波を送受信する探触子と、探触子を駆動する送信部と、探触子から得たエコー信号を処理する信号処理部と、前記信号処理部で処理された信号を出力する出力構成部と、前記探触子に接している被検体組織を加圧する加圧部と固さ出力インターフェースとを有することを特徴とする超音波診断装置となる。その結果、固さを２次元的に再現することで、直感的に捉えるようにすることができる。
【００１２】
請求項２の発明においては、固さ出力インターフェースは固さの違いを平らな緩衝体の下に２次元的に配置された上下移動する微小物体を用いて実現することを特徴とする超音波診断装置となる。その結果、２次元的な固さ表現を実現する方法として、平らな緩衝体の下に２次元的に配置された上下移動する微小物体を用いる。
【００１３】
請求項３の発明においては、固さ出力インターフェースは固さの違いを２次元平面に配置した液胞状の物体の内部圧力を調整することで実現することを特徴とする超音波診断装置となる。その結果、２次元的な固さ表現を実現する方法として、２次元平面に配置した液胞状の物体のそれぞれについて内部圧力を調整することで実現させることができる。
【００１４】
請求項４の発明においては、固さ出力インターフェースは体腔のような中空の円筒状の組織を平面に投影した形で表示することを特徴とする超音波診断装置となる。その結果、体腔のような中空の円筒状の組織を表現しやすくするため、平面に直すものである。
【００１５】
請求項５の発明においては、固さ出力インターフェースは組織の表面に並行な一定の深さ、もしくは、任意の平面における固さを触感的に表示することを特徴とする超音波診断装置となる。その結果、固いもしくは柔らかい部分が、組織表面より深層にある場合に触感での診断を容易にすることができる。
【００１６】
請求項６の発明においては、探触子と固さ情報を提供する出力器が遠隔されており、検査者が被験者から離れた位置において診断を行うことを特徴とする超音波診断装置となる。その結果、被検者から得た固さ情報を伝送し、検査者が遠隔地にいる場合にも固さ情報を得ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の超音波診断装置によれば、超音波により得た固さ情報を固さインターフェースにより、触覚として与えることができ、従来の触診スキルを生かした診断を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施について、図１〜７を用いて説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における超音波診断装置において固さ情報を提供するシステムのブロック図である。図１においては、体腔内を走査する診断装置を想定している。
【００２０】
図１に送信部３でつくられた電気送信パルスが探触子１を駆動する。探触子１は図示されない複数の振動子により構成されており、使用する振動子（通常は隣接する複数の振動子）を開口切替部２において選択することで、開口位置の移動を行なう。探触子１から送信された超音波パルスは図示されない被検体により反射し、探触子１に戻ってくる。探触子１により電気信号に変換されたエコー信号は受信部４で増幅やビーム形成が行なわれる。
【００２１】
本実施の形態において探触子１は、回転子１２に接合されており、回転子１２が回転することによりその向きを変えることができる。この部分の図解を図２に示す。前述したように探触子１は開口位置を変えることが可能であるから、開口の移動と回転動作により３次元的に情報を収集できる。
【００２２】
このような探触子は一般に図３に示すように、回転子１２および探触子１は筐体１６に内包され、筐体１６と回転子１２もしくは探触子１の隙間は、音響的に良好な液体で満たされている。また、回転子の駆動のため、シャフト１７が設けられており、図示されない動力装置（図１における探触子駆動部１３）と結合している。
【００２３】
また、感染防止などのため、筐体は薄く音響的に妨げにならないような袋（シース）に入れて使用されるのが通常である。
【００２４】
本実施の形態においては、図４に示すように体腔内に挿入してから、シース１５と筐体１６の間を音響特性の良好な液体で満たし、加圧部１４で液体の圧力を高め体腔壁１９に密着させ、送受信および計測を行ないながら圧力を変え、体腔部分の超音波データを取得する。
【００２５】
取得したデータを（図１の）信号処理部５で計算し、出力構成部１０で２次元の固さ情報を計算、固さインターフェース１１に出力する。検査者は、固さインターフェース１１を触ることで、触覚的に組織の状態を把握することができる。
【００２６】
図５に固さ出力インターフェースの構成例を示す。図５において２１（ａ〜ｊ）は磁石であり、図示されないバネにより通常は上下方向における中位に固定されている。電磁石２２（ａ〜ｊ）は制御器２３により通電される。
【００２７】
緩衝材２４は例えば上の表面に適度な剛性があり、内部にゲル状の物質が詰まっているような構成をしており、下に位置している磁石の上げ下げにより上面の表面が凸凹しないようになっている。
【００２８】
この図５の例においては、電磁石２２−ｄとｅが磁石２１−ｄとｅに対し反発する方向に通電され、電磁石２２−ｈが磁石２１−ｈに対し吸引する方向に通電されている。このため、磁石２１ｄとｅの部分の緩衝材は厚さが薄くなり、手指２５により触ったときに固い触感があり、磁石２１ｈの部分は緩衝材の厚さが厚くなり、触ったときに柔らかい触感がもたらされる。
【００２９】
この図５においては、図解の関係で磁石および電磁石が１次元にのみ配列されているが、実際には２次元に配列される。
【００３０】
固さインターフェースの別の構成例を、図６を用いて説明する。図６において、２６（ａ−ｊ）は液体で満たされた袋であり、チューブを介して加圧器２８（ａ−ｊ）に接続されている。液袋２６の袋は伸縮性の少ないものでできており、加圧器２７で加圧したときもしくは減圧したときに体積の変化はほとんどなく、固さが変化する。
【００３１】
制御器２８により固い部分、柔らかい部分の圧力を制御することで、手指２５により緩衝材２９の表面を触ると固い、柔らかいの触感がもたらされる。
【００３２】
この図においても、実際には液袋２６、加圧器２７は２次元に配置される。
【００３３】
ところで体腔は円筒形のチューブの形状をしているのが通常であり、固さインターフェースの表面形状も円筒形状、もしくは図７（ａ）に示すような八つ橋のような形状にするのが自然であるが、円筒を切り開いて伸ばした図７（ｂ）のような形状にしてもよい（図におけるａ〜ｅは固さの異なる部位）。
【００３４】
以上で述べてきた固さ情報の提供は体腔の表面を想定しているが、超音波による固さ情報は体腔表面だけでなく、表面下についても得ることが可能であるから、例えば図８に示したように切り出し線３１で切り出すことで、体腔表面に並行にある深さの固さ情報を表出させることも可能である。
【００３５】
この図においては、固さの異なる部位ａ〜ｅのうち、表面に位置していないａ，ｃ，ｄを表現でき、また、図９の切り出し線３１に示したように任意のスライス面に関して表出させることもできる。
【００３６】
さらに、上記実施の形態においては、被検者と検査者が近い場所にいる場合を想定してなされているが、たとえば遠隔診断のような手段をもちいることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は上記実施の形態より明らかなように、超音波により得た固さ情報を固さインターフェースにより、触覚として与えることができ、従来の触診スキルを生かした診断を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における超音波診断装置のブロック図
【図２】本発明の第１の実施の形態における回転する探触子の説明図
【図３】本発明の第１の実施の形態における回転する探触子の第２の説明図
【図４】本発明の第１の実施の形態における体腔内における回転する探触子の説明図
【図５】本発明の第１の実施の形態における固さインターフェースの実施の例を説明する図
【図６】本発明の第１の実施の形態における固さインターフェースの別の実施の例を説明する図
【図７】本発明の第１の実施の形態における固さインターフェースの説明図
【図８】本発明の第１の実施の形態における固さ表現方法の説明図
【図９】本発明の第１の実施の形態における固さ表現方法の別の説明図
【図１０】本発明の従来例における超音波診断装置のブロック図
【符号の説明】
【００３９】
１    探触子
２    開口切替部
３    送信部
４    受信部
５    信号処理部
６    画像構成部
７    表示部
８    制御部
９    加振部
１０    出力構成部
１１    固さ出力インターフェース
１２    回転子
１３    探触子駆動部
１４    加圧部
１５    シース
１６    筐体
１７    シャフト
１９    体腔壁
２１（ａ〜ｊ）    磁石
２２（ａ〜ｊ）    電磁石
２３    制御部
２４    緩衝材
２５    手指
２６（ａ〜ｊ）    液袋
２7（ａ〜ｊ）    ポンプ
２８    制御部
２９    体腔
３０    切り出し線
【図１】
2008301856.tif 000003
【図２】
2008301856.tif 000004
【図３】
2008301856.tif 000005
【図４】
2008301856.tif 000006
【図５】
2008301856.tif 000007
【図６】
2008301856.tif 000008
【図７】
2008301856.tif 000009
【図８】
2008301856.tif 000010
【図９】
2008301856.tif 000011
【図１０】
2008301856.tif 000012