(57)【要約】【課題】表面（凸凹）形状を計測する超音波診断装置において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表面形状（凸凹）を算出する超音波診断装置において２次元的な凸凹情報を触感的に提供できるインターフェース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。【選択図】図１
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【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、前記探触子を駆動する送信部と、前記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器とを有し、前記出力器は凸凹出力インターフェースを有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
凸凹出力インターフェースは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備え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】
凸凹出力インターフェースは２次元平面に配置した内部圧力を調整する機能を備えた液胞状の物体と加圧器とを有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】
中空の円筒状の組織を平面に投影する表示装置を有する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表面もしくは境界面の凸凹を観測する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
音響ビームを２次元に走査させ、３次元情報を得て、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。
【０００３】
体内を３次元に表示する場合、組織が密に詰まっているがために、光学カメラのように大部分を透明な大気が占めている空間における描写と異なり、表現が難しい。
【０００４】
一般的には境界面を抽出し、境界面のみをもとに３次元画像を構成する方法が良く用いられる。境界抽出に関しては、例えば特許文献１〜３に示されているような方法が用いられるので、ここでは触れない。
【０００５】
３次元走査による従来の超音波診断装置をブロック図で示すと、図８のようになる。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、探触子１の向きを機械的に変える探触子駆動部１３、以上の各部分を制御する制御部８から構成される。
【０００６】
この例においては、探触子１における開口の位置を電子的に走査し、別の方向については機械駆動部により機械的に走査するが、探触子１に２次元配列振動子を用い、すべての走査を電子的に行なうものも知られている。
【０００７】
さらに。従来の３次元表示は境界面を抽出し、胎児もしくは心臓といった塊の形状を表示するものであった。
【０００８】
また、はるか以前から組織の凸凹を捉える手法として手技による触診があり、診療分野の一時診断手段のひとつとして、産婦人科領域のみならず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。
【特許文献１】特開平３−２０５０４１号公報
【特許文献２】特開平４−２７９１５６号公報
【特許文献３】特開平７−０４７０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、この方法では、表面の凸凹の情報を表示すること、例えば経直腸走査における直腸の内側の表面の凸凹を表示することが難しいという課題がある。
【００１０】
本発明は超音波による凸凹の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】
【００１１】
本発明は、凸凹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。
【００１２】
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、前記探触子を駆動する送信部と、前記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器とを有し、前記出力器は凸凹出力インターフェース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、凸凹を手指で触れるように２次元的に再現することで、直感的に捉えるようにするものことができる。
【００１３】
請求項２の発明においては、
凸凹出力インターフェースは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備えることを特徴とする超音波診断装置となる。その結果、２次元的な凸凹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ことができる。
【００１４】
請求項３の発明においては、凸凹出力インターフェースは２次元平面に配置した内部圧力を調整する機能を備えた液胞状の物体と加圧器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、２次元的な凸凹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できる。
【００１５】
請求項４の発明においては、中空の円筒状の組織を平面に投影する表示装置を有することを特徴とする超音波診断装置である。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、平面に直すものとなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の超音波診断装置によれば、凸凹の情報を触覚でとらえるような装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施について、図１〜７を用いて説明する。
【００１８】
（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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、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次元の凸凹情報を計算、凸凹出力インターフェース１１に出力する。検査者は、凸凹出力インターフェース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に凸凹出力インターフェースの構成例を示す。破線で囲まれたものは凸凹出力インターフェース１１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。２２（ａ〜ｊ）は電磁石で制御部２３により通電される。
【００２７】
緩衝材２４は適度な剛性があり、上下方向の厚みが一定にな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するようになっている。
【００２８】
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の部分の緩衝材が突き上げられ、手指２５により触ったときにでっぱった触感があり、磁石２１ｈの部分は緩衝材がくぼみ、触ったときにへこんだ触感がもたらされる。
【００２９】
この図においては、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とともに用いて説明する。破線で囲まれたものは図５と同様に、凸凹出力インターフェース11を示す。
【００３１】
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の袋は伸縮性のあるものでできており、加圧器２７で加圧したときもしくは減圧したときに上下の長さが変化する。
【００３２】
制御部２８により凸の部分、凹の部分の圧力を制御することで、手指２５により緩衝材２９の表面を触るとでっぱった、もしくはへこんだ触感がもたらされる。
【００３３】
この図においても、実際には液袋２６、ポンプ２７は２次元に配置される。
【００３４】
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、凸凹出力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は凸凹のある部位）。
【００３５】
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り、たとえば腎臓の表面を境界抽出し、表出させることも可能である。
【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、超音波により得た凸凹情報を凸凹出力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示す図
【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示す図
【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】本発明の従来例における超音波診断装置の説明図
【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    磁石
２２    電磁石
２３    制御器
２４，２９    緩衝材
２５    手指
２６    液袋
２７    ポンプ
２８    制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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