(57)【要約】【課題】診断画像装置で撮像したリファレンス像と超音波装置により撮像する超音波像の座標系の位置合わせ操作を簡単化する。【解決手段】被検体２の体表に３つの体表マーカ１０９を貼り付けてボリューム画像データを撮像して記憶媒体に格納し、超音波探触子３に取り付けたマーカ合せ部材１０７を体表マーカに個別に位置合わせして位置センサにより超音波座標系における体表マーカの位置を検出し、体表マーカの超音波座標系の位置とボリューム画像データ中の位置とに基づいて両座標系の位置合わせを行うことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の体表に少なくとも３つの体表マーカを貼り付けて画像診断装置で被検体の３次元のボリューム画像データを撮像して記憶媒体に格納し、超音波装置の超音波探触子に対応して設けられたマーカ合せ部材を前記３つの体表マーカに個別に位置合わせして、前記超音波探触子に取り付けられた位置センサにより超音波座標系における前記３つの体表マーカの位置を検出し、前記３つの体表マーカの前記超音波座標系の位置と前記ボリューム画像データ中の位置とに基づいて両座標系の位置合わせを行い、超音波診断時に前記位置センサにより検出される前記超音波探触子の位置と傾き角度に基づいて前記超音波探触子のスキャン面の位置と傾き角度を求め、該求めたスキャン面の位置と傾き角度に対応する前記リファレンス像を前記ボリューム画像データから抽出して表示する超音波治療等におけるリファレンス像表示方法。
【請求項２】
請求項１に記載のリファレンス像表示方法において、
前記体表マーカは、位置合せ用の凹部又は凸部が形成され、
前記超音波探触子に設けられたマーカ合せ部材は、前記体表マーカの凹部又は凸部に係合する係合部を有してなることを特徴とするリファレンス像表示方法。
【請求項３】
請求項２に記載のリファレンス像表示方法において、
前記マーカ合せ部材は、前記超音波探触子の超音波送受面に着脱可能に設けられてなることを特徴とするリファレンス像表示方法。
【請求項４】
被検体の体表に係合部を有する少なくとも１つの体表マーカを貼り付けて画像診断装置で被検体の３次元のボリューム画像データを撮像して記憶媒体に格納し、前記体表マーカの係合部に対して特定の位置で係合する形状に形成されたマーカ合せ部材を超音波探触子に設け、該マーカ合せ部材を前記体表マーカの係合部に係合させて、前記超音波探触子に取り付けられた位置センサにより前記体表マーカの直交３軸座標の超音波座標系における位置及び軸周り回転角を検出し、前記体表マーカの前記超音波座標系の位置及び軸周り回転角と前記ボリューム画像データ中の位置及び軸周り回転角に基づいて両座標系の位置合わせを行い、超音波診断時に前記位置センサにより検出される前記超音波探触子の位置と傾き角度に基づいて前記超音波探触子のスキャン面の位置と傾き角度を求め、該求めたスキャン面の位置と傾き角度に対応する前記リファレンス像を前記ボリューム画像データから抽出して表示する超音波治療等におけるリファレンス像表示方法。
【請求項５】
請求項４に記載のリファレンス像表示方法において、
前記体表マーカは、前記被検体の体表に貼り付ける接着部と該接着部の一面に起立して設けられた柱状部と該柱状部の頂面に形成された凹部又は凸部の係合部を有してなり、
前記超音波探触子に設けられたマーカ合せ部材は、前記体表マーカの係合部の特定の位置で係合する凸部又は凹部を有してなることを特徴とするリファレンス像表示方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のリファレンス像表示方法において、
前記マーカ合せ部材は、前記超音波探触子の超音波送受面に着脱自在に設けられてなることを特徴とするリファレンス像表示方法。
【請求項７】
請求項５に記載のリファレンス像表示方法において、
前記マーカ合せ部材は、前記超音波探触子に固定して又は着脱自在に設けられた前記位置センサであり、該位置センサの少なくとも一部の形状が前記体表マーカの係合部の凹部又は凸部に係合する形状に形成されてなることを特徴とするリファレンス像表示方法。
【請求項８】
請求項５に記載のリファレンス像表示方法において、
前記マーカ合せ部材は、前記超音波探触子の側面の一部に、前記体表マーカの係合部の凹部又は凸部に係合する形状に形成されてなることを特徴とするリファレンス像表示方法。
【請求項９】
画像診断装置で撮像された被検体のボリューム画像データから、超音波探触子のスキャン面に対応した断層像データを抽出してリファレンス像として表示画面に描出する超音波装置において、
前記被検体の体表に少なくとも３つの体表マーカを貼り付けて画像診断装置で撮像してなる前記被検体の３次元のボリューム画像データを格納する記憶媒体と、超音波探触子を前記被検体の体表に当接させて取得される超音波像を表示画面に表示する超音波像描画手段と、前記超音波探触子に取り付けられた位置センサと、前記超音波探触子に対応して設けられた位置合せ部位を前記３つの体表マーカにそれぞれ位置合わせしたときに、前記位置センサにより検出された超音波座標系における前記３つの体表マーカの位置を記憶する体表マーカ位置記憶手段と、該体表マーカ位置記憶手段に記憶された前記３つの体表マーカの位置と前記ボリューム画像データ中の前記３つの体表マーカの位置とに基づいて両座標系の位置合わせを行う座標系位置合せ手段と、前記位置センサにより検出される前記超音波探触子の位置と傾き角度を求めて前記スキャン面の位置と傾き角度を求めるスキャン面座標算出手段と、該求めたスキャン面の位置と傾き角度に対応する前記リファレンス像を前記ボリューム画像データから抽出するリファレンス像算出手段と、リファレンス像算出手段により抽出されたリファレンス画像を表示画面に表示するリファレンス像描画手段とを備えてなることを特徴とする超音波装置。
【請求項１０】
画像診断装置で撮像された被検体のボリューム画像データから、超音波探触子のスキャン面に対応した断層像データを抽出してリファレンス像として表示画面に描出する超音波装置において、
前記被検体の体表に係合部を有する少なくとも１つの体表マーカを貼り付けて前記画像診断装置で撮像してなる被検体の３次元のボリューム画像データを格納する記憶媒体と、超音波探触子を前記被検体の体表に当接させて取得される超音波像を表示画面に表示する超音波像描画手段と、前記超音波探触子に取り付けられた位置センサと、前記体表マーカの係合部に対して特定の位置で係合する形状に形成され前記超音波探触子に対応して設けられたマーカ合せ部材と、該マーカ合せ部材を前記体表マーカの係合部に係合させて前記位置センサにより直交３軸座標の超音波座標系における前記体表マーカの位置及び軸周り回転角を検出する体表マーカ位置検出手段と、該体表マーカ位置検出手段により検出された超音波座標系における前記３つの体表マーカの位置を記憶する体表マーカ位置記憶手段と、該体表マーカ位置記憶手段に記憶された前記３つの体表マーカの位置及び軸周り回転角と前記ボリューム画像データ中の前記３つの体表マーカの位置及び軸周り回転角とに基づいて両座標系の位置合わせを行う座標系位置合せ手段と、超音波診断時に前記位置センサにより検出される前記超音波探触子の位置と傾き角度に基づいて前記超音波探触子のスキャン面の位置と傾き角度を求めるスキャン面座標算出手段と、該求めたスキャン面の位置と傾き角度に対応する前記リファレンス像を前記ボリューム画像データから抽出するリファレンス像算出手段と、リファレンス像算出手段により抽出されたリファレンス画像を表示画面に表示するリファレンス像描画手段とを有してなることを特徴とする超音波装置。
【請求項１１】
被検体の体表に貼り付ける接着部と該接着部の一面に起立して設けられた柱状部を有してなる体表マーカと、超音波探触子に対応して設けられ前記体表マーカの柱状部に係合するマーカ合せ部材とからなる位置合せ具。
【請求項１２】
請求項１１に記載の位置合せ具において、
前記体表マーカの柱状部は、頂面に矩形の穴部が形成され、
前記マーカ合せ部材は、前記柱状部の矩形の穴部に嵌合する矩形の突起部を有することを特徴とする位置合せ具。
【請求項１３】
請求項１１に記載の位置合せ具において、
前記体表マーカの柱状部は、角柱状に形成され、
前記マーカ合せ部材は、前記柱状部の角柱に嵌合する矩形の穴部を有することを特徴とする位置合せ具。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の位置合せ具において、
前記マーカ合せ部材は、前記超音波探触子の超音波送受信面に着脱可能に形成されてなる位置決めアタッチメントであることを特徴とする位置合せ具。
【請求項１５】
請求項１２又は１３に記載の位置合せ具において、
前記マーカ合せ部材は、前記超音波探触子の側面に設けられてなることを特徴とする位置合せ具。
【請求項１６】
請求項１２又は１３に記載の位置合せ具において、
前記マーカ合せ部材は、前記超音波探触子に着脱可能に取り付けられる位置センサに形成されてなることを特徴とする位置合せ具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波治療等におけるリファレンス像表示方法及びその方法を用いた超音波装置に係り、具体的には、超音波診断装置、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置又はＸ線コンピュータ断層（Ｘ線ＣＴ）装置などの画像診断装置で撮像された被検体のマルチスライス画像データ（ボリューム画像データ）を用い、超音波スキャン面と同一断面のリファレンス像をリアルタイムに再構成して超音波像と同一画面に表示するのに好適な超音波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、超音波診断装置、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置又はＸ線コンピュータ断層（Ｘ線ＣＴ）装置、その他の画像診断装置が知られている。超音波診断装置は、取り扱い操作が容易で、被検体の任意の断面をリアルタイムで観察できることから、診断に広く用いられている。
【０００３】
しかし、超音波診断装置で撮像される断層像（以下、超音波像と称する。）は、一般にＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置などで撮像される断層像（以下、ＣＴ像やＭＲ像と称する。）に比べて解像度が劣る。そこで、ＣＴ像やＭＲ像などの他の画像診断装置で事前に撮像された断層像をリファレンス像として、超音波像と対比しながら総合的に診断することがある。また、例えば、超音波像によるガイドの下に、ラジオ波焼灼療法による肝腫瘍や超音波による脳血栓溶解療法等の治療を行う場合、事前にＣＴ像やＭＲ像によって治療部位を特定し、そのＣＴ像やＭＲ像をリファレンス像として超音波像による治療ガイドを行うことが考えられている。
【０００４】
しかし、ＣＴ像やＭＲ像は、一般に、体軸に垂直な断層像であるのに対し、超音波像は操作者が指定した任意断面の断層像であるから、単にＣＴ像やＭＲ像をリファレンス像として描出しても、両者の対応関係を把握することは操作者にとって大きな負担となる。
【０００５】
そこで、特許文献１に、センサを用いて超音波探触子の位置及び角度情報を検出して超音波像のスキャン面を算出し、超音波診断装置以外で事前に撮像したＣＴ像やＭＲ像などの３次元のボリューム画像データから、超音波像のスキャン面に対応する同一断面の画像を切り出して、リファレンス像として超音波像に対比可能に表示することが提案されている。
【０００６】
また、特許文献２に、穿刺用の超音波探触子のガイドの下で被検体内に穿刺針を刺し入れる際に、穿刺用の超音波探触子の位置及び角度情報に応じて超音波像のスキャン面を算出し、ＣＴ像やＭＲ像などの超音波診断装置以外で事前に撮像したボリューム画像データから、超音波像のスキャン面に対応する同一断面の画像を切り出して、リファレンス像として超音波像に対比可能に表示することが提案されている。
【０００７】
ここで、ボリューム画像データから超音波像のスキャン面に対応するリファレンス像を切り出すには、超音波診断装置以外で撮像したボリューム画像データの座標系と超音波像の座標系とを位置合わせする必要がある。
【０００８】
この座標系の位置合わせに関し、特許文献１では、ボリューム画像データが取得された例えば直交３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標系の基準画像上において、被検体の体表の特徴的な部位（例えば、剣状突起等）に１又は３点の基準点を設定し、その基準点に対応する被検体の体表に超音波探触子を当接し、そのときの超音波探触子の位置及び傾き角度を超音波探触子に取り付けた磁気センサにより検出し、超音波像の直交３軸（ｘ，ｙ，ｚ）座標系を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標系に位置合わせする初期処理を行うようにしている。
【０００９】
また、特許文献２では、穿刺用超音波探触子を当てる位置の体表の近傍に２つのマーカを貼り付けて、超音波診断装置以外の画像診断装置で撮像して、リファレンス像用のボリューム画像データを画像診断装置の（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標系で取得する。そして、そのボリューム画像データに基づいて穿刺対象のターゲット画像を再構成して描画し、その画像上において穿刺用超音波探触子の位置及び角度を仮想する。穿刺を行うときは、穿刺用超音波探触子に貼り付けた磁石の磁場を多方向で検出して、穿刺用超音波探触子の位置と角度情報を検出し、ターゲット画像上の仮想の穿刺用超音波探触子の位置と角度に合わせて実際の穿刺用超音波探触子の位置と角度を操作して、リファレンス画像の（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標系に超音波像の（ｘ、ｙ、ｚ）座標系を位置合わせするようにしている。
【００１０】
【特許文献１】ＷＯ ０４／０９８４１４号公報
【特許文献２】特開２００２−１１２９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１に記載の座標系の位置合わせによれば、剣状突起等の特徴的な部位に基準点を設定しなければならないことから、診断対象の近くに適当な特徴的な部位がない場合は、座標系の位置合わせが困難な場合が生ずる。
【００１２】
また、特許文献２に記載の座標系の位置合わせは、ターゲット画像上での操作が煩雑であることから、操作者の習熟度に依存してしまうなど、正確な初期位置合わせを行うことが困難である。
【００１３】
そこで、本発明は、診断画像装置で撮像したリファレンス像と超音波装置により撮像する超音波像の座標系の位置合わせ操作を簡単化して、誰にでも容易に、正確な初期位置合わせを可能とすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため、本発明は、被検体の体表に少なくとも３つの体表マーカを貼り付けて画像診断装置で被検体の３次元のボリューム画像データを撮像して記憶媒体に格納し、超音波装置の超音波探触子に対応して設けられたマーカ合せ部材を前記３つの体表マーカに個別に位置合わせして、前記超音波探触子に取り付けられた位置センサにより超音波座標系における前記３つの体表マーカの位置を検出し、前記３つの体表マーカの前記超音波座標系の位置と前記ボリューム画像データ中の位置とに基づいて両座標系の位置合わせを行い、超音波診断時に前記位置センサにより検出される前記超音波探触子の位置と傾き角度に基づいて前記超音波探触子のスキャン面の位置と傾き角度を求め、該求めたスキャン面の位置と傾き角度に対応する前記リファレンス像を前記ボリューム画像データから抽出して表示することを特徴とする。
【００１５】
すなわち、３つの体表マーカを貼付して撮像したボリューム画像データの体表マーカの位置は、撮像した画像診断装置の直交３軸の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に対応付けられている。一方、超音波探触子に対応して設けられたマーカ合せ部材を体表マーカに位置合せして超音波探触子に取り付けられた位置センサにより検出した体表マーカの位置は、直交３軸の超音波座標（ｘ、ｙ、ｚ）で得られる。そこで、３つの体表マーカの座標を基準にして両座標系を位置合せすることにより、両座標系の軸方向及び軸周りの回転角を一致させることができる。
【００１６】
このように本発明によれば、被検体の体表に貼付した３つの体表マーカに超音波探触子のマーカ合せ部材を位置合せするという簡単な操作により、超音波座標系とリファレンス像のボリューム画像データの座標系との位置合せを行うことができる。また、少なくとも３つの体表マーカを用いて位置合せしていることから、習熟度などの経験にかかわらず、誰にでも容易に、正確な初期位置合わせを行うことができる。
【００１７】
この場合において、前記体表マーカに位置合せ用の凹部又は凸部を形成し、前記超音波探触子に設けられたマーカ合せ部材に前記体表マーカの凹部又は凸部に係合する係合部を有するものとすることが好ましい。これにより、初期位置合せの操作が一層簡単になるとともに、初期位置合せの精度を向上させることができる。
【００１８】
また、前記マーカ合せ部材は、前記超音波探触子の超音波送受面に着脱可能に設けることができる。これによれば、超音波探触子のスキャン面の位置に近い位置で初期位置合せを行えるから、初期位置合せの精度を一層向上させることができ、しかも、マーカ合せ部材を取り外すことにより超音波診断等のスキャンに影響を及ぼすことがない。
【００１９】
本発明は、１つの体表マーカでも実施することができる。この場合、体表マーカの係合部に対して特定の位置で係合する係合する形状に形成されたマーカ合せ部材を超音波探触子に設け、該マーカ合せ部材を前記体表マーカの係合部に係合させて、前記超音波探触子に取り付けられた位置センサにより前記体表マーカの直交３軸座標の超音波座標系における位置及び軸周り回転角を検出し、前記体表マーカの前記超音波座標系の位置及び軸周り回転角と前記ボリューム画像データ中の位置及び軸周り回転角に基づいて両座標系の位置合わせを行うことになる。
【００２０】
体表マーカとマーカ合せ部材とが特定の位置で係合するようにするために、次のようにすることが好ましい。体表マーカを被検体の体表に貼り付ける接着部と、この接着部の一面に起立して設けられた柱状部と、この柱状部の頂面に形成された凹部又は凸部の係合部を有して形成する。そして、体表マーカの係合部の特定の位置で係合する凸部又は凹部を有してマーカ合せ部材を形成する。例えば、係合部を矩形の凹凸部、あるいは半円形の凹凸部で形成する。これによれば、特定の位置関係でなければ体表マーカとマーカ合せ部材が係合しないことから、矩形の辺部又は半円の弦部の延在方向をボリューム画像データで検出することにより、体表マーカの直交３軸座標の位置及び軸周り回転角を検出することができる。
【００２１】
本発明において、マーカ合せ部材として、超音波探触子に固定して又は着脱自在に設けられた位置センサを用いることができる。この場合、位置センサの少なくとも一部の形状が体表マーカの係合部の凹部又は凸部に係合する形状に形成する。また、これに代えて、マーカ合せ部材は、超音波探触子の側面の一部に、体表マーカの係合部の凹部又は凸部に係合する形状の位置合せ部を形成することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、超音波診断装置以外の診断画像装置で撮像したリファレンス像と超音波診断装置により撮像する超音波像の座標系の位置合わせ操作を簡単化して、誰にでも容易に、正確な初期位置合わせを可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明を適用してなる超音波診断装置の実施形態について図を用いて説明する。図１に、本発明の一実施形態の超音波診断装置のブロック構成図を示す。図示のように、超音波診断装置１は、被検体２に超音波を照射し、反射エコー信号を受信する複数の振動子素子を備えた超音波探触子３と、超音波信号を送受信する超音波送受信部４と、受信した反射エコー信号に基づいて２次元超音波画像（Ｂモード画像）或いは３次元超音波画像を構成する超音波画像構成部５と、超音波画像構成部５において構成された超音波画像を表示画面に表示する表示部６と、各構成要素を制御する制御部７と、制御部７に指示を与えるコントロールパネル８とを有している。
【００２４】
また、超音波探触子３に取り付けられた位置センサ１０８と、超音波探触子３の位置情報を取得する位置センサ演算部１１１と、超音波診断装置１以外のＸ線ＣＴやＭＲＩなどの医療画像診断装置１１０により得られた３次元ボリューム画像データを蓄えるボリュームデータ記憶部１１と、ボリューム画像データから超音波探触子３のスキャン面と同一断面のリファレンス像を切り出すリファレンス像算出部１０とを有する。
【００２５】
位置センサ１０８は、例えば、超音波探触子３の超音波送受信面の中心に直交する中心軸と、中心軸に直交しかつ超音波送受信面の延在方向のスキャン軸と、中心軸とスキャン軸に直交する軸とにそれぞれコイル軸を有する３つの磁気検出コイルを有して構成されている。３つの磁気検出コイルは、図示していない磁場発生器から被検体２が置かれた空間に発生される磁場を検知して、超音波座標系における超音波探触子３の位置及び傾き角度を検出可能になっている。なお、位置センサ１０８は、本実施例の方式に限定されるものではなく、周知の位置センサを適用できる。例えば、位置センサ１０８から磁場を発生して、被検体２が置かれた空間に複数の磁場検知器を配置し、それらの磁場検知器により検出された磁場の強さなどに基づいて、超音波座標系における超音波探触子３の位置及び傾き角度を検出するようにすることができる。
【００２６】
また、超音波探触子３には、被検体２の体表に貼付された体表マーカ１０９の係合部に対して、特定の位置関係で係合する形状の位置合せ部を有するマーカ合せ部材（アタッチメント）１０７が着脱可能に取り付けられている。次に、本発明の特徴である体表マーカとマーカ合せ部材からなる位置合せ具について、実施例に分けて説明する。
【実施例１】
【００２７】
図２、３に本発明の位置合せ具の実施例１を示す。図２に示すように、体表マーカ１０９は、被検体２の体表に貼り付ける円板状の接着部１２１と、接着部１２１の一面に起立して設けられた柱状部１２０を有して形成されている。接着部１２１は、例えば、０．３ｍｍ厚のアクリルなどの比較的硬い材料で、例えば直径１５ｍｍに形成されている。これにより、体表マーカ１０９と被検体２との接着面積を大きくとることができる。柱状部１２０は、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置で撮像した場合に、画像上でコントラスト良く表示可能な材料又はその材料を封じ込んで、例えば５ｍｍ角の立方体に形成されている。例えば、ＭＲＩ装置の場合は、水、ミネラルオイル、サラダオイル、糊等を立方体の容器内に充填して柱状部１２０を形成する。一方、Ｘ線ＣＴ装置の場合は、カルシウムなどで柱状部１２０を形成したり、カルシウムなどを立方体の容器内に充填して柱状部１２０を形成する。柱状部１２０は、図２（ａ）のような立方体、あるいは図２（ｂ）のような半円形状、図示しないが球形又は半球形などであってもよい。
【００２８】
これに対し、超音波探触子３に対応して設けられるマーカ合せ部材（アタッチメント）１０７は、図３に示すように、超音波探触子３の超音波送受面に対して着脱可能に薄板材により形成されている。そして、超音波送受面の中央に対応する位置に、柱状部１２０に係合する例えば５ｍｍ×５ｍｍの矩形の穴のマーカ合せ部１２２を有して形成されている。この穴部の位置及び辺は、超音波探触子３の側面に取り付けられた位置センサ１０８の座標系に合わせて形成されている。
【００２９】
なお、柱状部１２０の大きさは５ｍｍ角でなくても、マーカ合せ部１２２の大きさに丁度当て嵌る大きさであれば任意の大きさでよい。また、半円柱状などであってもよく、３つ以上の体表マーカを用いる場合は、球形又は半球形などであってもよい。
【００３０】
次に、本実施例の位置合せ具を用いて本実施形態の超音波診断装置の動作を図４のフローチャートを参照して説明する。まず、被検体２の体表の３箇所に体表マーカ１０９を貼って、Ｘ線ＣＴ装置あるいはＭＲＩ装置などの医療画像診断装置を用いて被検体２の３次元のボリューム画像データを取得する（Ｓ１）。この際、本実施例の体表マーカ１０９の場合は、被検体２の体表に貼る箇所は１箇所でもよいが、この場合の例については、後述する。
【００３１】
医療画像診断装置１１０にて取得したボリューム画像データは、ボリュームデータ記憶部１１にて記憶される。ボリューム画像データ上に表示されたマーカ位置（柱状部１２０）を基準点として予め抽出し、医療画像診断装置の座標系における３つの基準点の座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）〜（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）を求めておく。さらに、抽出された基準点をボリューム画像データ上に記憶しておき、表示画面に表示可能にしておく（Ｓ２）。
【００３２】
ボリューム画像データに基づいて、基準点を含む２次元又は３次元画像を表示部６に表示させて、表示された画像上で３つの基準点のうちの１点を入力手段で選択する（Ｓ３）。
【００３３】
次いで、ステップＳ４にて、超音波探触子３を把持してマーカ合せ部材１０７のマーカ合せ部１２２の穴を、被検体２に貼付された体表マーカ１０９の柱状部１２０に嵌め合わせる。これにより、位置センサ演算部１１１は位置センサ１０８から出力される位置検出信号に基づいて、体表マーカ１０９の位置を演算により求める。この操作を３箇所の体表マーカ１０９について順番に行うことにより、３つの基準点の超音波座標系の座標（ｘ１、ｙ１、ｚ１）〜（ｘ３、ｙ３、ｚ３）を求めることができる。そして、３つの基準点の超音波座標系の座標（ｘ１、ｙ１、ｚ１）〜（ｘ３、ｙ３、ｚ３）を、医療画像診断装置の座標系の座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）〜（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）に対応付けることにより、両座標系の初期位置あわせを行う。例えば、３つの基準点を結んで形成される三角形が両座標系で重なり合うように、両座標系の例えば原点位置のずれ及び３軸周りの回転角（θｘ、θｙ、θｚ）のずれを求める。そして、両座標系の原点及び座標軸を合わせるように、両座標系の座標をずらすとともに回転させて両座標系の位置合せを行う。ここで、超音波座標系の座標（ｘ、ｙ、ｚ）を、医療画像診断装置の座標系の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に対応付ける変換式又は変換テーブルを作成しておくことが好ましい。
【００３４】
このような初期処理を行った後、超音波診断装置１を用いて治療などの支援を行う超音波像を撮像し、その超音波像に対応するリファレンス像をボリュームデータ記憶部１１から読み出して、表示部６の表示画面に超音波像とリファレンス像を表示することができる。
【００３５】
すなわち、ステップＳ５において、超音波探触子３を被検体２の体表に当てて超音波をスキャンしてスキャン面の断層像を撮影した際に、位置センサ１０８から出力される検出信号により、位置センサ演算部１１１において超音波探触子３の超音波送受信面の中心座標（ｘ０、ｙ０、ｚ０）と傾き角度（θｘ、θｙ、θｚ）が求められる。さらに、本実施例の位置センサ演算部１１１では、図５に示すように、スキャン面３０の面座標として、超音波送受信面の中心３１の座標位置（ｘ０、ｙ０、ｚ０）と、超音波探触子３の中心軸３２に対するスキャン面の傾き角度θαと、スキャン面３０の超音波探触子３の中心軸３２回りの回転角θβを計算する（Ｓ５）。
【００３６】
そして、リファレンス像算出部１０は、ボリュームデータ記憶部１１を参照して、位置センサ演算部１１１により求められたスキャン面３０の面座標（ｘ０、ｙ０、ｚ０）、θα、θβに対応するボリューム画像データ４０の面を切り出して、リファレンス像４１を再構成する（Ｓ６）。再構成されたリファレンス像４１は、超音波画像再構成部５で再構成されたスキャン面３０の超音波像とともに、表示部６の表示画面に対比して表示される（Ｓ７）。
【００３７】
このように本実施例によれば、被検体２の体表に貼付した３つの体表マーカ１０９に超音波探触子３のマーカ合せ部材１０７を位置合せするという簡単な操作により、超音波座標系とリファレンス像のボリューム画像データの座標系との位置合せを行うことがでる。また、少なくとも３つの体表マーカ１０９を用いて位置合せしていることから、習熟度などの経験にかかわらず、誰にでも容易に、正確な初期位置合わせを行うことができる。
【００３８】
また、体表マーカ１０９に位置合せ用の凸部である矩形の柱状部１２０を形成し、マーカ合せ部材１０７に柱状部１２０に係合する矩形の穴のマーカ合せ部１２２を形成したことから、初期位置合せの操作が一層簡単になるとともに、初期位置合せの精度を向上させることができる。
【００３９】
さらに、マーカ合せ部材１０７を超音波探触子３に着脱可能に形成していることから、超音波探触子３を体表に当てて行う超音波診断の際に、手技に影響を与えないという利点がある。
【００４０】
なお、本実施例では、３つの体表マーカ１０９を用いる例により本発明を説明したが、本実施例の体表マーカ１０９を１つ用いても、超音波座標系とボリューム画像データの座標系との位置合せを行うことがでる。すなわち、体表マーカ１０９は矩形の柱状部１２０を有し、マーカ合せ部材１０７は矩形の穴のマーカ合せ部１２２を有することから、予め特定の位置で係合するようにしておくことができる。つまり、１つの体表マーカ１０９にマーカ合せ部材１０７を係合することにより、体表マーカ１０９とマーカ合せ部材１０７の位置合せだけでなく、体表マーカ１０９とマーカ合せ部材１０７の直交３軸周りの回転角を対応付けることができる。すなわち、マーカ合せ部材１０７のマーカ合せ部１２２の矩形穴の辺の向きを超音波探触子３の超音波送受信面の延在方向とこれに直交する方向に合わせておく。また、超音波探触子３を体表マーカ１０９に位置合せする際に、マーカ合せ部１２２を柱状部１２０に対して垂直に嵌合させることにより、柱状部１２０の延在方向と超音波探触子３の中心軸とを対応付けることができる。その結果、ボリューム画像データから体表マーカ１０９の画像を抽出し、この画像に基づいて柱状部１２０の延在方向と２辺の延在方向を検出することにより、超音波座標系とボリューム画像データの座標系との位置合せを行うことができる。
【００４１】
言い換えれば、超音波探触子３に取り付けられた位置センサ１０８により体表マーカ１０９の直交３軸座標の超音波座標系における位置及び軸周り回転角を検出することができる。したがって、体表マーカ１０９の超音波座標系の位置及び軸周り回転角とボリューム画像データ中の位置及び軸周り回転角に基づいて両座標系の位置合わせを行うことができる。
【００４２】
この場合も、体表マーカ１０９の形状及びマーカ合せ部１２２の形状は矩形に限られるものではなく、例えば、半円形の柱状部と半円形の穴部で形成することができる。
【実施例２】
【００４３】
図６に、本発明の位置合せ具の実施例２を示す。本実施例が実施例１と異なる点は、同図に示すように、体表マーカ１０９の柱状部１２０の頂面に矩形の凹部１２０ａを形成し、マーカ合せ部材１０７に凹部１２０ａに嵌合される凸部１２２ａを形成したことにある。
【００４４】
本実施例２によっても、実施例１と同様に、習熟度などの経験にかかわらず、誰にでも容易に、正確な初期位置合わせを行うことができる。
【００４５】
また、実施例１、２に共通な事項であるが、マーカ合せ部材１０７を超音波が透過する材質の素材で構成することができる。これによれば、マーカ合せ部材１０７の着脱を行うことなく、初期位置合わせと超音波診断を行うことが可能となる。この場合、マーカ合せ部材１０７表面の凹凸による超音波像への影響は、超音波ゼリーを塗布することで軽減することができる。
【実施例３】
【００４６】
図７に、本発明の位置合せ具の実施例３を示す。本実施例が実施例１と異なる点は、同図に示すように、マーカ合せ部１２２の矩形穴を超音波探触子３の側面に設けたことにある。これにより、実施例１のようなマーカ合せ部材１０７が不要になり、初期位置合わせの際に着脱する必要がないから、操作者への負担を軽減することが可能となる。
【００４７】
なお、マーカ合せ部１２２は、超音波探触子３の側面に直接に形成することができる。なお、マーカ合せ部１２２は矩形穴に代えて、実施例２の体表マーカ１２０の矩形穴１２２ａに対応させて、凸部を超音波探触子３の側面に形成してしてもよい。
【実施例４】
【００４８】
図８に、本発明の位置合せ具の実施例３を示す。本実施例が、他の実施例と異なる点は、マーカ合せ部材１０７を位置センサ１０８に取り付ける構造としたことにある。この場合の体表マーカ１０９は、図６と同様の構成である。
【００４９】
本実施例は、位置センサ１０８が超音波探触子３に対して着脱可能に取り付けられている場合に好適な例であり、それらの位置関係が一意に決定されていれば、位置センサ１０８を一度分離させても、超音波探触子３に取り付けることで、超音波探触子３の位置合せを行うことができる。
【００５０】
本実施例によれば、位置センサ１０８を超音波探触子３から取外して、体表マーカ１０９との初期位置合わせを行うことが可能となるため、操作者にとって初期位置合わせにかかる負担を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態の超音波診断装置の全体を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の位置合せ具の実施例１に用いる体表マーカの構成図である。
【図３】実施例１のマーカ合せ部材の構成図である。
【図４】実施例１の位置合せ具を用いて実施する位置合せの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】超音波像のスキャン面とリファレンス像の切り出し方法を説明する図である。
【図６】本発明の位置合せ具の実施例２の体表マーカとマーカ合せ部材の構成図である。
【図７】本発明の位置合せ具の実施例３の体表マーカとマーカ合せ部材の構成図である。
【図８】本発明の位置合せ具の実施例４のマーカ合せ部材の構成図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  超音波診断装置
２  被検体
３  超音波探触子
４  超音波送受信部
５  超音波画像構成部
６  表示部
７  制御部
８  コントロールパネル
９  超音波像算出部
１０  リファレンス像算出部
１１  ボリュームデータ記憶部
１０７  マーカ合せ部材
１０８  位置センサ
１０９  体表マーカ
１１０  医療画像診断装置
１１１  位置センサ演算部
１２０  柱状部
１２１  接着部
１２２  マーカ合せ部
【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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