(57)【要約】【課題】ラジアル走査型超音波プローブを体腔内で進退させることで、検査中にも管腔に沿って病変がどのように広がっているかわかりやすく、また検査中において管腔のどの部分を走査しているかを容易に認識する。【解決手段】超音波診断装置１は、超音波内視鏡２と、超音波観測部３と、位置検出部４と、モニタ５と、キーボード６と、マウス７とを設けて構成され、各ラジアル断層像の各々に対し、互いに平行な個々の切断平面を設定し、各ラジアル断層像と各切断平面との交線線分を求め、各交線線分を合成して経路断層像を生成する。【選択図】　図１
2004113630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジアル走査型超音波振動子を被検体の体腔内を進退させ、進退に伴って時系列の複数のラジアル断層像を生成する超音波診断装置において、
前記ラジアル断層像を取得時の前記ラジアル走査型超音波振動子の位置情報を検出する位置情報検出手段と、
前記位置情報検出手段により得られた前記位置情報と前記時系列の複数のラジアル断層像とに基づき、前記ラジアル走査型超音波振動子の進退の経路に沿った経路断層像を生成する経路断層像生成手段と
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
複数の前記ラジアル断層像の中心を通る平行な複数の平面の各々と、前記ラジアル断層像の各々との交線線分を求める交線線分抽出手段を設け、
前記経路断層像生成手段が前記交線線分抽出手段で求められた複数の前記交線線分を基にして前記進退の経路に沿った経路断層像を生成した
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記交線線分抽出手段が、新たな前記ラジアル断層像が得られる度に、前記交線線分を抽出し、
前記経路断層像生成手段が、新たな交線線分が抽出される度に、前記経路断層像を生成する
ことを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラジアル走査型超音波振動子を被検体の体腔内を進退させ、進退に伴って時系列の複数のラジアル断層像を生成する超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１１−１１３９１３号公報では先端に位置検出器等を設け、湾曲もしくは屈曲した管腔に沿って汎用のラジアル走査型超音波プローブ（光学観察窓を設けた超音波内視鏡を含む）を進退させ、複数の超音波断層像を取得することで経路に沿った空間の超音波画像データを簡単に取得する超音波診断装置が開示されている。空間の超音波画像データの表現方法は種々検討されており、特開平１１−１１３９１３号公報で開示されている装置では超音波３次元画像や、向きの異なる平面で切断した複数の断面像で表現をしている。
【０００３】
一方、特開平１１−３１８８８４号公報、特開２０００−２４３７６６号公報では空間の画像データから血管、腸などの観察対象に沿った曲面で縦切りにした断面像を簡単に作成したり、どの曲面で縦切りしたかを示すガイド像を表示する装置が開示されている。
【０００４】
この装置では原画像に含まれる観察対象の内部に、複数の視点を設定する視点設定手段を設け、この複数の視点を通る曲面で縦切りをした断層像を表示している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１１３９１３号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平１１−３１８８８４号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開２０００−２４３７６６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１１−１１３９１３号公報で開示されている装置のように空間の超音波画像データを或る平面で切断した断面像で表現をすると、管腔が図１４のような切れ切れの画像として表現されてしまい、管腔の全体像が画面に表示されないことが多い。これは、必ずしも生体の管腔が特定の平面内を走行していないことが原因である。図１４は管腔が一部で断面より奥側を走行している状態を示している。
【０００９】
そのため、この装置には以下の課題がある。
・第１の課題：管腔に沿って病変がどのように広がっているかがわかりにくい。
・第２の課題：検査中において管腔のどの部分を走査しているかわかりにくい。
【００１０】
一方、この特開平１１−３１８８８４号公報、特開２０００−２４３７６６号公報で開示されている装置は、曲面を描出する際の視点の設定を、検査後、すなわち管腔が管腔としてつながって見えるために必要な原画像を全て取得した後に行っている。
【００１１】
したがって検査後には上記第１の課題が果たすことができるが、検査中にリアルタイムに上記第１の課題を果たすことができないという欠点があった。また、この装置では、検査中（特に走査中）において管腔のどの部分を走査しているかわかりにくいという上記第２の課題を果たすことができないという欠点があった。
【００１２】
そもそも、特開平１１−３１８８８４号公報、特開２０００−２４３７６６号公報で開示されている装置では、体腔内管腔に挿入した超音波プローブを用いて検査を行うことを全く想定していない。
【００１３】
一般に体腔内でラジアル走査型超音波プローブを用いる際には、被検体への侵襲と検査効率の見地から、検査中に病変部を発見、画像を記録し、だいたいの診断をつけてできるだけ早く超音波プローブを抜去するという検査方法が通例である。
【００１４】
しかし、特開平１１−３１８８８４号公報、特開２０００−２４３７６６号公報で開示されている装置では、上述の第１、第２の課題が検査中に解決されていないため、必要な画像を記録できたか否かがはっきりせず、断面像をわかりやすく表現するという効果を発揮できていなかった。
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ラジアル走査型超音波プローブを体腔内で進退させることで、検査中にも管腔に沿って病変がどのように広がっているかわかりやすく、また検査中において管腔のどの部分を走査しているかを容易に認識することのできる超音波診断装置を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波診断装置は、ラジアル走査型超音波振動子を被検体の体腔内を進退させ、進退に伴って時系列の複数のラジアル断層像を生成する超音波診断装置において、前記ラジアル断層像を取得時の前記ラジアル走査型超音波振動子の位置情報を検出する位置情報検出手段と、前記位置情報検出手段により得られた前記位置情報と前記時系列の複数のラジアル断層像とに基づき、前記ラジアル走査型超音波振動子の進退の経路に沿った経路断層像を生成する経路断層像生成手段とを備えて構成される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【００１８】
第１の実施の形態：
図１ないし図１０は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は超音波診断装置の構成を示す構成図、図２は図１の超音波内視鏡の先端の構成を示す図、図３は図１の超音波診断装置の処理の流れを説明するフローチャート、図４は図１の超音波診断装置の作用を説明する第１の図、図５は図１の超音波診断装置の作用を説明する第２の図、図６は図１の超音波診断装置の作用を説明する第３の図、図７は図１の超音波診断装置の作用を説明する第４の図、図８は図１の超音波診断装置の作用を説明する第５の図、図９は図１の超音波診断装置の作用を説明する第６の図、図１０は図１の超音波診断装置の作用を説明する第７の図である。
【００１９】
以下、図１から図１０を用いて、本実施の形態の超音波診断装置の構成と作用とを説明する。
【００２０】
（構成）
図１に示すとおり、本実施の形態の超音波診断装置１は、超音波内視鏡２と、超音波観測部３と、位置検出部４と、モニタ５と、キーボード６と、マウス７とを設けて構成されている。
【００２１】
超音波内視鏡２は、可撓性のある材質で構成された被検体体腔内への挿入部１１と、挿入部先端の超音波振動子（後述）を駆動するモータ１３を備えた駆動部１４とを設けている。
【００２２】
このうち、挿入部１１先端の様子を図２を用いて説明する。図２に示す通り、挿入部１１先端には超音波を透過する材質で生成された音響的に半透明な先端キャップ１５が設けられている。先端キャップ１５の内部には超音波振動子１２が設けられており、先端キャップ１５内にはいわゆる音響媒体（図示せず）が充填されている。超音波振動子１２はやはり可撓性のある材質で作られたフレキシブルシャフト１６に接続されている。フレキシブルシャフト１６は駆動部１４内のモータ１３へ接続されている。
【００２３】
超音波振動子１２はフレキシブルシャフト１６内の信号線（図示せず）を介して駆動部１４経由で超音波観測部３内の画像構築回路（後述）と接続している。挿入部１１先端には空間に磁場を張る送信コイル１７が設けられており、信号線を介して位置検出部４内のコイル駆動回路（後述）と接続している。この送信コイル１７は直交する２方向（図２のｙとｚ）を軸として巻かれており、このｚ軸は超音波内視鏡２の挿入方向、ｙ軸はｚ軸に垂直でラジアル走査平面（後述）に平行な方向である。
【００２４】
図１に戻り、超音波観測部３は、超音波振動子１２にパルス電圧状の励起信号を出力するとともに超音波振動子１２からのエコー信号に各種の受信信号処理を施して超音波の画像データを構築する画像構築回路２１と、複数枚の画像データを記憶する画像メモリ２２と、画像データに各種の画像処理を施す画像処理回路２３と、画像データにＤ／Ａ変換処理を施しアナログビデオ信号に変換する表示回路２４と、ハードディスクあるいは大容量のメモリで構成された３次元データ記録部２５と、位置検出部４との通信を行い位置方向データをバス２６へ供給する通信回路２７と、キーボード６やマウス７からの入力をコントローラ２８に伝える外部入力制御回路２９とを設け、バス２６は、これらの各回路、各部に制御命令やデータの授受を行い、またコントローラ２８はこのバス２６を経出して各回路に制御命令を出すようになっている。
【００２５】
位置検出部４は、送信コイル１７にコイル励振信号を出力するコイル駆動回路３１と、所定の配置方法で特定の位置に固定され、送信コイル１７が張る磁場を逐次検知して電気的な受信信号を出力する複数の受信コイル（以下、受信コイル群と記す）３２と、受信コイル群３２が出力する受信信号から位置方向データを出力する位置算出回路３３とを設けている。
【００２６】
図１の太破線はラジアル断層像（後述）、経路断層像（後述）に関連する信号／画像データの流れ、細破線は位置方向データの流れである。
【００２７】
（作用）
以下、本実施の形態の作用を説明する。
ラジアル断層像を構築する作用について説明する。
【００２８】
超音波振動子１２は、超音波観測部３内の画像構築回路２１からのパルス電圧状の励起信号を受け取って媒体の疎密波である超音波のビームに変換する。超音波ビームは音響媒体と先端キャップ１５とを伝わり超音波内視鏡２外部へと照射され、被検体内からの反射エコーが超音波ビームとは逆の経路を辿って超音波振動子１２へ戻る。超音波振動子１２は反射エコーを電気的なエコー信号に変換して励起信号とは逆の経路で画像構築回路２１へ伝達する。
【００２９】
さらに、この作用を反復的に繰り返す一方で、駆動部１４内のモータ１３が回転することによりフレキシブルシャフト１６と超音波振動子１２がそれぞれ図２のブロック矢印１８の方向へ回転する。このため超音波ビームが超音波内視鏡２の挿入部１１に垂直な図２の平面（以下、ラジアル走査平面）１９内を順次放射状に照射され、いわゆるメカニカルラジアル走査が実現する（以下、単にラジアル走査とする）。
【００３０】
画像構築回路２１は、超音波振動１２からのエコー信号に包絡線検波・対数増幅・Ａ／Ｄ変換・スキャンコンバート（ラジアルスキャンで生成された極座標系のデータを直交座標系の画像データに変換する処理）等の公知の処理を施して超音波の画像データ（以下、ラジアル断層像）を構築する。このラジアル断層像はバス２６を介して画像メモリ２２に出力され記憶される。
【００３１】
次に、位置方向データに関わる作用について説明する。
コイル駆動回路３１は、送信コイル１７にコイル励振信号を逐次出力する。送信コイル１７は、空間に磁場を張る。受信コイル群３２は、磁場を逐次検知して位置算出回路３３に電気的な受信信号を出力する。位置算出回路３３は、受信信号を基に位置方向データを算出し、超音波観測部３内の通信回路２７へ出力する。
【００３２】
この位置方向データは送信コイル１７の受信コイル群３２に対する位置と方向とを含んだデータである。具体的には、位置方向データは送信コイルの位置だけでなく、超音波内視鏡の挿入方向（図２のｚ軸）と、ラジアル断層像に平行な特定の方向（図２のｙ軸）とを含んでいる。ここで図２のｙ軸がラジアル断層像の１２時方向（モニタに表示されたときの上方向）になるよう送信コイル１７を取り付けると、位置方向データはラジアル断層像の法線方向（図２のｚ軸）と１２時方向（図２のｙ軸）とを含むことになる。
【００３３】
通信回路２７は、位置方向データをバス２６に出力する。位置方向データはバス２６を介して画像メモリ２２に出力され記憶される。
【００３４】
なお、コントローラ２８はラジアル断層像と位置方向データとを同期、関連づけて記憶させる。
【００３５】
次に、主に経路断層像を生成する作用について説明する。
最初に切断平面の方向を設定する。この切断平面とは、術者は通常、（ラジアル走査型）超音波内視鏡２を体腔内で進退させることで順次複数のラジアル断層像を取得した後、空間の画像データとして特定の平面で切断し断面像として観察するが、その際の特定の平面のこと意味する。
【００３６】
本実施の形態の特徴は各ラジアル断層像の各々に対し、互いに平行な個々の切断平面を設定し、各ラジアル断層像と各切断平面との交線線分を求め、各交線線分を合成して断面像（以下、経路断層像）を生成することにある。
【００３７】
以下、図３の本超音波診断装置の実際の使われ方のフローチャートに基づき詳細を説明する。
【００３８】
図３に示すように、まずステップＳ１において、術者が切断平面の方向を設定する。設定方法は種々考えられるが、切断平面の法線方向を表現する矢印状の指標や、切断平面を模式的に表現した板状の指標等を、モニタ５上に立体的に表示させて、これらの指標の方向をキーボード６やマウス７で変更できるようにすると、切断平面の方向が感覚的にわかりやすく望ましい。
【００３９】
この際、設定する瞬間の超音波内視鏡２の位置や方向を基にした座標系や、固定された受信コイル群３２の位置や方向を基にした座標系の上で、これらの指標を立体的に表示させると超音波内視鏡２や受信コイル群３２との位置関係が術者には一層わかりやすく、設定しやすいため好適である。
【００４０】
一方、具体的な作用は次の通りである。術者がキーボード６やマウス７から切断平面の方向を入力する。この方向に関わる情報は外部入力制御回路２９を経由してコントローラ２８に伝えられ、コントローラ２８からの命令として画像処理回路２３に入力する。画像処理回路２３は指標を立体的に表示できるよう位置方向データを用いて画像処理を施し、表示回路２４を経てモニタ５に表示させることで、これら切断平面の方向設定を実現させる。
【００４１】
ステップＳ２において、術者がラジアル走査開始を指示する。
【００４２】
具体的には、術者がキーボード６上のボタン（図示せず）やマウス７で各種のメニューを選択すると、コントローラ２８からの命令に基づき画像構築回路２１は励起信号を出力し、モータ１３が回転することでラジアル走査を開始する。
【００４３】
ステップＳ３において、術者が被検体の体腔内に挿入された超音波内視鏡２をラジアル走査させながら管腔に沿って挿抜（以下、手引き）を始める。
【００４４】
この後のステップで、手引きをしながらラジアル走査を繰り返すことで、順次ラジアル断層像が構築されていく。この走査方法を以下、「手引き走査」とする。この様子を図４に示す。なお、図４では各ラジアル断層像に対し、構築しはじめた順番に１番から番号がつけられている。
【００４５】
ステップＳ４において、画像処理回路２１がカウンタとして用意された変数ｎに１を代入する。
【００４６】
ステップＳ５において、画像構築回路２１が第ｎ番のラジアル断層像を構築し、コントローラ２８が画像メモリ２２にラジアル断層像と位置方向データとを同期、関連づけて記憶させる。
【００４７】
ステップＳ６において、画像処理回路２３が第ｎ番の切断平面を求める。具体的には、画像処理回路２３は画像メモリ２２から第ｎ番のラジアル断層像とそれに関連づけされた位置方向データとを読み出し、送信コイル１７が超音波振動子１２の近傍に配されていることから、送信コイル１７の位置を第ｎ番のラジアル断層像内の超音波振動子１２の回転中心の位置とみなし、そこから第ｎ番の切断平面を求める。
【００４８】
以下に、第ｎ番の切断平面の求め方を詳細に説明する。第ｎ番の切断平面を図５に示す。第ｎ番の切断平面はステップＳ１で設定された方向を向き、かつ、第ｎ番のラジアル断層像の回転中心を通る平面とする。この平面は第ｎ番のラジアル断層像に対し、１枚の平面に定まる。従ってｎを変えてこのステップを繰り返すと、第１番、第２番、・、・、・の各ラジアル断層像に対し、各１枚の切断平面が求められる。このように求められた第１番、第２番、・、・、・の切断平面は全てステップＳ１で設定された方向を向いており、図４に示すように互いに平行である。
【００４９】
ステップＳ７において、画像処理回路２３が第ｎ番のラジアル断層像と第ｎ番の切断平面との交線線分（第ｎ番の交線線分）を求める。この第ｎ番の交線線分を図５に示す。
【００５０】
ステップＳ８において、ｎ＝１の場合には処理をステップＳ１４にジャンプする。
【００５１】
ステップＳ９において、画像処理回路２３が第ｎ−１番の交線線分上の画像情報と第ｎ番の交線線分上の画像情報との間を補間して第ｎ番の断片を作成する。この第ｎ番の断片を図６に示す。補間は交線間を線形に補間する方法や、手引きする経路に沿って非線形に補間する方法など種々考えられる。
【００５２】
なお、図６では説明の都合上、交線線分が間引かれて描かれており、本来は図７のように交線線分間は密になっている。
【００５３】
ステップＳ１０において、画像処理回路２３が第ｎ番の断片をそれまでの経路断層像に上書きして更新する。すなわち新たな経路断層像を作成する。この更新された経路断層像を図６に示す。
【００５４】
ステップＳ１１において、表示回路２４が第ｎ番のラジアル断層像と経路断層像とを並べた画像信号を生成する。この画像を図８に示す。図８の左は第ｎ番のラジアル断層像、右は経路断層像である。第ｎ番のラジアル断層像上と経路断層像上のそれぞれの太線は経路断層像を作成するために求めた交線線分をあらわすマーカ（以下、交線マーカ）である。つまり、図８の交線マーカは第ｎ番の交線線分を表し、背景の画像が白黒の画像であるときには緑色など背景とは異なる色で表示される。
【００５５】
ステップＳ１２において、モニタ５が第ｎ番のラジアル断層像と経路断層像とを並べて表示する。
【００５６】
モニタ５が、このステップまでに第ｎ−１番のラジアル断層像と第ｎ−１番の断片までを重畳してきた経路断層像とを表示していた場合には、画面が更新されることになる。
【００５７】
ステップＳ１３において、術者がキーボード６やマウス７を介して手引き走査の終了を指示するとラジアル走査が終了する。それ以外の場合は処理をステップＳ１４にジャンプする。
【００５８】
具体的には、術者がキーボード６上のボタン（図示せず）やマウス７で各種のメニューを選択して手引き走査の終了を指示すると、コントローラ２８からの命令に基づき画像構築回路２１は励起信号の出力を停止し、モータ１３が回転を停止することでラジアル走査を終了する。
【００５９】
ステップＳ１４において、画像処理回路２３がカウンタとして用意された変数ｎに１を加える。その後、画像処理回路２３は処理をステップＳ５ヘジャンプする。
【００６０】
このようにして術者が手引き走査の終了を指示しない限り、ステップＳ５からステップＳ１４までの処理を繰り返すことになる。
【００６１】
ステップＳ５からステップＳ１４までの処理を繰り返すことで、経路断層像は手引き走査に併せて図８に示すように順次延びていくことになる。
【００６２】
なお、本実施の形態は、複数のラジアル断層像からなる画像データを特定の平面で切断して平面の断層像を生成するのではなく、複数のラジアル断層像に対し、複数の切断平面を求め、各ラジアル断層像を各切断平面で切断することで複数の交線線分を求め、その交線線分上の画像データを補間した上で、２次元の画面上に表現した経路断層像を生成したところに特徴がある。
【００６３】
以上は経路断層像を生成する作用を、検査中、特に手引き走査中について説明した。以下では手引き走査後の作用について説明する。
【００６４】
ただし、その前準備として検査中に種々のデータを３次元データ記録部２５へ書き込んでおくことが必要である。以下にその詳細を説明する。
【００６５】
ステップＳ１で術者が切断平面の方向を設定したときに、コントローラ２８はこの切断平面の法線方向の方向ベクトルを３次元データ記録部２５へ書き込むことにする。
【００６６】
ステップＳ６で画像処理回路２３が第ｎ番のラジアル断層像とそれに関連づけられた位置方向データとを画像メモリ２２から読み出すときに、コントローラ２８はこの第ｎ番のラジアル断層像と位置方向データとを関連づけて３次元データ記録部２５へ書き込む。
【００６７】
このように構成・作用することで、手引き走査中には図３のフローチャートで説明する作用が得られるだけでなく、手引き走査後にも切断平面や連続した複数のラジアル断層像を利用することができる。
【００６８】
次に、手引き走査後の作用について説明する。
まず、コントローラ２８はラジアル断層像と位置方向データとを３次元データ記録部２５より第１番から順次画像メモリに読み出していく。
【００６９】
その際、術者がステップＳ１と同様に切断平面を設定し、各要素がステップＳ４からステップＳ１４までの作用を行うことで、図８に示すように、位置方向データを得る際の手引きの経路に沿って経路断層像を得ることができる。
【００７０】
さらに、図９に示す通り、コントローラ２８はキーボード６上の矢印キー（図示せず）やマウス７を介して得られる術者の指示に基づき、経路断層像上の交線マーカとラジアル断層像上の交線マーカの位置や方向を変更できる。
【００７１】
ここで経路断層像上の交線マーカは、各交線線分の位置に選択的に移動させることができる。例えば図９では矢印の方向である。
【００７２】
術者がこの交線マーカを移動させるとそれに応じて・・・第ｎ−１番、第ｎ番、第ｎ＋１番・・・のラジアル断層像が順次モニタ５の左側に更新されつつ表示される。
【００７３】
一方、第ｎ番のラジアル断層像上の交線マーカはラジアル断層像上の超音波振動子１２の回転中心を中心にして回転することができる。例えば図９では矢印の方向である。
【００７４】
術者がこの交線マーカを回転させるとそれに応じて切断平面が設定し直される。新しい切断平面の設定方法は種々考えられる。以下に詳細を説明する。
【００７５】
例えば、第１の方法は、新しい切断平面を第ｎ番のラジアル断層像に垂直でかつ、第ｎ番のラジアル断層像上の交線マーカを通る平面とするものである。この際、もともとの切断平面が第ｎ番のラジアル断層像に垂直であったとは限らないが、ここではキーボード６やマウス７の操作でラジアル断層像上の交線マーカが回転を始めた瞬間に切断平面がラジアル断層像に垂直に設定し直される。
【００７６】
例えば、第２の方法は、新しい切断平面を第ｎ番のラジアル断層像ともともとの切断平面とのなす角（すなわち第ｎ番のラジアル断層像の法線と、もともとの切断平面の法線とのなす角）を保ち、第ｎ番のラジアル断層像上の交線マーカを通る平面とするものである。
【００７７】
第１の方法では切断平面が瞬間に垂直に設定し直されることにより経路断層像に急激な変化が生じることがあるが、第２の方法のように構成・作用することにより、この急激な変化を回避することができる。
【００７８】
術者がこの交線マーカを回転させるとそれに応じて新しい経路断層像が順次モニタ５の右側に更新されつつ表示される。
【００７９】
これら手引き走査後の一連の作用は、主にコントローラ２８の命令と画像処理回路２３の作用によって実現する。
【００８０】
以上は経路断層像を生成する作用を、手引き走査後について説明した。以下では手引き走査後に、新たにラジアル走査を行うときの作用について説明する。
【００８１】
まず、術者は、経路断層像を構築し、一旦ラジアル走査を停止した後、被検体から超音波内視鏡２を抜去せず新たなラジアル走査を行う。ただし、新たなラジアル走査では経路断層像は更新されない。
【００８２】
画像処理回路２３は、現在のラジアル走査平面と既に得られた経路断層像の交線線分を求め、この交線線分の位置を基に交線マーカを生成し、交線マーカを既に得られた経路断層像上に重畳して表示する。この様子を図１０に示す。なお、この際、モニタ５画面の左側には現在走査中のラジアル断層像を表示させる。
【００８３】
（効果）
本実施の形態の構成・作用により、（ラジアル走査型）超音波内視鏡２を体腔内で進退させることで、（１）検査中にも管腔に沿って病変がどのように広がっているかわかりやすく、（２）検査中において管腔のどの部分を走査しているかわかりやすい。
【００８４】
また、ラジアル断層像が構築される度に、順次、切断平面、交線線分を求め、経路断層像を更新して表示させていったので、２次元画像の座標変換等は不要で、画像処理の規模が小さくなり、検査中、検査後に関わらず経路断層像を高速に生成、更新することが可能である。
【００８５】
また、交線マーカを設け、ラジアル断層像と経路断層像との間の交線を表現させるよう構成したため、検査中／検査後に関わらず互いの位置関係がわかりやすい。
【００８６】
また、交線マーカをキーボードやマウスのような入力手段により経路断層像上の交線マーカを移動させ、これに連動してラジアル断層像を更新するよう構成したため、経路断層像をラジアル断層像を探す際のカ゛イト゛にすることができ、湾曲もしくは屈曲した管腔のどの部分を走査して得たラジアル断層像なのかわかりやすい。従って、所望のラジアル断層像を得やすく、病変等関心領域の描出、発見がしやすい。
【００８７】
さらに、交線マーカを少しずつ移動させながらラジアル断層像を更新させていくことで臓器のつながりや脈管の走行がわかりやすく、病変と周囲臓器との互いの空間的な位置関係もわかりやすい。
【００８８】
また、交線マーカをキーボード６やマウス７のような入力手段によりラジアル断層像上の交線マーカを回転させ、これに連動して経路断層像を更新するよう構成したため、所望の経路断層像を得やすく、管腔に沿って病変がどのように広がっているかわかりやすく、正確である。
【００８９】
また、画像処理回路２３は、既に得られた現在のラジアル走査平面と経路断層像との交線線分を求め、この交線線分の位置を基に交線マーカを生成し、交線マーカを既に得られた経路断層像上に重畳して表示するよう構成したため、術者は経路断層像と交線マーカとを現在のラジアル走査平面のガイドとして使うことができ、病変を簡単に描出することができる。
【００９０】
（変形例）
本実施の形態では、図８で経路断層像上の交線マーカが移動し、ラジアル断層像を更新させたが、交線マーカを固定し経路断層像をスクロールさせても良い。
【００９１】
手引き走査中に、経路断層像がモニタ画面からはみだす場合には、最新の交線線分が常に画面に表示されるよう経路断層像をスクロールさせても良い。このように構成・作用することで、術者は画面を確認することで体腔内のどこを走査しているかわかりやすい。
【００９２】
本実施の形態では、ラジアル断層像上の交線マーカが回転し、経路断層像を更新させたが、交線マーカを固定しラジアル断層像を回転させても良い。
【００９３】
本実施の形態では、手引き走査を超音波内視鏡を手引きすることで行ったが、逆に体腔内深部に挿入する方向に移動させてもよく、進退どちらでも差し支えない。
【００９４】
本実施の形態では、ラジアル断層像と経路断層像とを並べて同時にモニタ上に表示させたが、別体のモニタに表示させても良く、交線マーカを付したまま切り替えて表示させても良い。
【００９５】
本実施の形態では、超音波内視鏡２の挿入部１１の先端に送信コイル１７を設け、受信コイル群３２は空間中に固定する構成としたが、この送受は逆でも良い。
【００９６】
本実施の形態では、磁場を用いてラジアル断層像の位置と方向とを検出したが、これは加速度を用いてもよく、他の手段でも良い。
【００９７】
第２の実施の形態：
図１１及び図１２は本発明の第２の実施の形態に係わり、図１１は超音波診断装置の構成を示す構成図、図１２は図１１の超音波内視鏡の先端の構成を示す図である。
【００９８】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００９９】
以下、図１１及び図１２を用いて、本実施の形態の超音波診断装置の構成と作用とを説明する。
【０１００】
（構成）
図１１に示すとおり、本実施の形態の駆動部１４にはモータが存在しない。しかし、図１２に示すとおり、本実施の形態の超音波内視鏡２ａの挿入部先端には超音波振動子を短冊状に切断し、挿入軸の周囲に環状のアレイ（以下、超音波振動子アレイ）５１として配列させている。超音波振動子アレイ５１を構成する各超音波振動子はそれぞれ信号線を介して駆動部１４経由で超音波観測部３内の画像構築回路２１と接続している。その他の構成は第１の実施の形態と同じである。
【０１０１】
（作用）
第１の実施の形態とはラジアル断層像を構築する作用が異なる。
超音波振動子アレイ５１を構成する超音波振動子のうち、一部かつ複数の超音波振動子は、超音波観測部３内の画像構築回路２１からのパルス電圧状の励起信号を受け取って媒体の疎密波である超音波に変換する。この際、各励起信号が各超音波振動子に到着する時刻が異なるよう、画像構築回路２１が各励起信号に遅延をかけている。この遅延は、各超音波振動子が励起する超音波が被検体内で重ね合わせられたときに一本の超音波ビームを形成するようにかけられる。
【０１０２】
超音波ビームは超音波内視鏡２ａ外部へと照射され、複検体内からの反射エコーが超音波ビームとは逆の経路を辿って各超音波振動子へ戻る。各超音波振動子は反射エコーを電気的なエコー信号に変換して励起信号とは逆の経路で画像構築回路２１へ伝達する。
【０１０３】
次に超音波ビームが図１２の矢印で示すラジアル走査をするよう、画像構築回路２１は、超音波ビームの形成に関与する複数の超音波振動子を選択し直し、再び励起信号を送信する。このようにして超音波ビームの角度が変わっていく。これを反復的に繰り返すことにより、いわゆる電子ラジアル走査が実現する。
【０１０４】
その他の作用は第１の実施の形態と同じである。
【０１０５】
（効果）
第１の実施の形態では、メカニカルラジアル走査を採用しているため、フレキシブルシャフト１６のねじれが生じ、このねじれが複数のラジアル断層像間で一様にならないことが原因になって、経路断層像上の歪みとなって現れる懸念がある。これは通常のメカニカルラジアル走査では、モータ１３の回転角度位置はモータ１３に隣接しロータリエンコーダによって検出する構成であるためである。
【０１０６】
しかし、本実施の形態において、電子ラジアル走査を採用したことで、この懸念が解決される。その他の効果は第１の実施の形態と同じである。
【０１０７】
（変形例）
本実施の形態のラジアル走査は、３６０°全周のラジアル走査でも、それより欠ける例えば２７０°のラジアル走査でも良い。
【０１０８】
第３の実施の形態：
図１３は本発明の第３の実施の形態に係るカプセル超音波内視鏡の構成を示す構成図である。
【０１０９】
第３の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【０１１０】
（構成・作用）
以下、図１３を用いて、本実施の形態の超音波診断装置の構成と作用とを説明する。全体の構成図は図１１と同じである。
【０１１１】
図１３に示すとおり、本実施の形態ではラジアル走査型超音波プローブとしてカプセル型をした超音波内視鏡（以下、カプセル超音波内視鏡）１０１を採用している。
【０１１２】
カプセル超音波内視鏡１０１には、送信コイル１７、超音波振動子１２、剛性シャフト１０４、超小型モータ１０２、信号ケーブル１０３が設けられている。なお、第１の実施の形態と異なり、駆動部１４にはモータ１３が存在しない。その代わり、カプセル超音波内視鏡１０１内には超小型モータ１０２を設けている。
【０１１３】
超音波振動子１２は剛性のある棒状の剛性シャフト１０４に接続されている。剛性シャフト１０４は超小型モータ１０２へ接続されている。超音波振動子１２は剛性シャフト１０４、超小型モータ１０２、信号ケーブル１０３を経由する信号線１０５を介して駆動部１３経由で超音波観測部３内の画像構築回路２１と接続している。送信コイル１７は空間に磁場を張り、信号線１０５を介して位置検出部４内のコイル駆動回路３１と接続している。
【０１１４】
その他の構成・作用は第１の実施の形態と同じである。
【０１１５】
（効果）
第１の実施の形態では、フレキシブルシャフト１６のねじれが生じ、このねじれが複数のラジアル断層像間で一様にならないことが原因になって、経路断層像上の歪みとなって現れる懸念がある。これは通常のメカニカルラジアル走査では、モータの回転角度位置はモータに隣接したロータリエンコーダによって検出する構成であるためである。しかし、本実施形態において、フレキシブルシャフト１６ではなく超小型モータ１０２と剛性シャフト１０４とを超音波振動子１２の近傍に設けたことで、この懸念が解決される。
【０１１６】
また、本実施の形態ではカプセル超音波内視鏡１０１をもちいることにより、被験者がこのカプセルを飲みやすく負担が小さい。また、カプセル超音波内視鏡１０１は通常、術者がラジアル走査平面を操作しにくい分、被検体のどこを観察しているか大変わかりにくいが、本実施の形態の構成・作用を用いて経路断層像を観察することにより、術者はわかりやすく診断することができる。
【０１１７】
さらに、光学観察窓をつけなくとも被検体のどこを観察しているかわかりやすいため、光学観察窓、ＣＣＤカメラ、グラスファイバ、ビデオ信号ケーブル等の構成要素が不要で、カプセル超音波内視鏡１０１を小型にすることができる。
【０１１８】
さらに、通常カプセル超音波内視鏡１０１は人為的に進退させることが大変に難しい。しかし、カプセル超音波内視鏡１０１が自然に嚥下、落下、蠕動による進退の過程で経路断層像が作成され、術者は観察することができる。その他の効果は第１の実施の形態と同じである。
【０１１９】
［付記］
（付記項１）　ラジアル走査型超音波プローブが被検体体腔内を進退する経路で得られる複数のラジアル断層像を基に、新たな断層像を生成する超音波診断装置において、
前記複数のラジアル断層像の位置と方向とを検出する位置方向検出手段と、
前記位置と前記方向を基に前記進退の経路に沿った経路断層像を生成する経路断層像生成手段と
を設けたことを特徴とする超音波診断装置。
【０１２０】
（付記項２）　複数の前記ラジアル断層像の中心を通る平行な複数の平面の各々と、前記ラジアル断層像の各々との交線線分を求める交線線分抽出手段を設け、
前記経路断層像生成手段が前記交線線分抽出手段で求められた複数の前記交線線分を基にして前記進退の経路に沿った経路断層像を生成した
ことを特徴とする付記項１に記載の超音波診断装置。
【０１２１】
（付記項３）前記交線線分抽出手段が、新たな前記ラジアル断層像が得られる度に、前記交線線分を抽出し、
前記経路断層像生成手段が、新たな交緯線分か抽出される度に、前記経路断層像を生成する
ことを特徴とする付記項２に記載の超音波診断装置。
【０１２２】
付記項１ないし３の超音波診断装置では、複数のラジアル断層像の位置と方向とを検出する位置方向検出手段と、位置と方向を基に進退の経路に沿った経路断層像を生成する経路断層像生成手段とを設けたため、位置方向検出手段が検出した位置と方向を基に進退の経路に沿った経路断層像を生成することで、（１）検査中にも管腔に沿って病変がどのように広がっているかわかりやすく、（２）検査中において管腔のどの部分を走査しているかわかりやすい。また、２次元画像の座標変換等は不要で、画像処理の規模が小さくなり、検査中、検査後に関わらず経路断層像を高速に生成、更新することが可能である。
【０１２３】
（付記項４）　前記ラジアル断層像と前記経路断層像とを対比可能に表示する表示手段を設け、前記表示手段が、前記交線線分を示す交線マーカを前記ラジアル断層像と前記経路断層像のうち少なくとも一方の上に重畳して表示することを特徴とする付記項２または付記項３に記載の超音波診断装置。
【０１２４】
付記項４の超音波診断装置では、ラジアル断層像と経路断層像とを対比可能に表示する表示手段を設け、表示手段が、交線線分を示す交線マーカをラジアル断層像と経路断層像のうち少なくとも一方の上に重畳して表示したため、検査中／検査後に関わらず互いの位置関係がわかりやすい。
【０１２５】
（付記項５）　前記交線マーカの位置を設定する設定手段を設け、
前記表示手段が、前記交線マーカの位置の設定に連動して前記ラジアル断層像もしくは前記経路断層像を更新して表示する
ことを特徴とする付記項４に記載の超音波診断装置。
【０１２６】
付記項５の超音波診断装置では、マーカの位置を設定する設定手段を設け、表示手段が、マーカの位置の設定に連動してラジアル断層像もしくは経路断層像を更新して表示したため、経路断層像をラジアル断層像を探す際のガイドにすることができ、湾曲もしくは屈曲した管腔のどの部分を走査して得たラジアル断層像なのかわかりやすい。従って、所望のラジアル断層像を得やすく、病変等関心領域の描出、発見がしやすい。さらに、交線マーカを少しずつ移動させながらラジアル断層像を更新させていくことで臓器のつながりや脈管の走行がわかりやすく、病変と周囲臓器との互いの空間的な位置関係もわかりやすい。また、所望の経路断層像を得やすく、管腔に沿って病変がどのように広がっているかわかりやすく、診断が正確になる。
【０１２７】
（付記項６）　前記交線抽出手段が既成の経路断層像と走査中のラジアル走査平面との交線線分を抽出し、
前記表示手段が、前記交線線分を示す交線マーカを走査中のラジアル走査平面のガイドとして、前記既成の経路断層像の上に重畳して表示する
ことを特徴とする付記項４に記載の超音波診断装置。
【０１２８】
付記項６の超音波診断装置では、交線抽出手段が既成の経路断層像と走査中のラジアル走査平面との交線線分を抽出し、表示手段が、交線線分、を示す交線マーカを走査中のラジアル走査平面のカ゛イドとして、既成の経路断層像の上に重畳して表示したため、術者は経路断層像と交線マーカとを現在のラジアル走査平面のカ゛イト゛として使うことができ、病変を簡単に描出することができる。
【０１２９】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【０１３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ラジアル走査型超音波プローブを体腔内で進退させることで、検査中にも管腔に沿って病変がどのように広がっているかわかりやすく、また検査中において管腔のどの部分を走査しているかを容易に認識することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示す構成図
【図２】図１の超音波内視鏡の先端の構成を示す図
【図３】図１の超音波診断装置の処理の流れを説明するフローチャート
【図４】図１の超音波診断装置の作用を説明する第１の図
【図５】図１の超音波診断装置の作用を説明する第２の図
【図６】図１の超音波診断装置の作用を説明する第３の図
【図７】図１の超音波診断装置の作用を説明する第４の図
【図８】図１の超音波診断装置の作用を説明する第５の図
【図９】図１の超音波診断装置の作用を説明する第６の図
【図１０】図１の超音波診断装置の作用を説明する第７の図
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示す構成図
【図１２】図１１の超音波内視鏡の先端の構成を示す図
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係るカプセル超音波内視鏡の構成を示す構成図
【図１４】従来技術の課題を説明する図
【符号の説明】
１…超音波診断装置
２…超音波内視鏡
３…超音波観測部
４…位置検出部
５…モニタ
６…キーボード
７…マウス
１１…挿入部
１２…超音波振動子
１３…モータ
１４…駆動部
１５…先端キャップ
１６…フレキシブルシャフト
１７…送信コイル
２１…画像構築回路
２２…画像メモリ
２３…画像処理回路
２４…表示回路
２５…３次元データ記録部
２６…バス
２７…通信回路
２８…コントローラ
２９…外部入力制御回路
３１…コイル駆動回路
３２…受信コイル群
３３…位置算出回路
【図１】
2004113630.tif 000003
【図２】
2004113630.tif 000004
【図３】
2004113630.tif 000005
【図４】
2004113630.tif 000006
【図５】
2004113630.tif 000007
【図６】
2004113630.tif 000008
【図７】
2004113630.tif 000009
【図８】
2004113630.tif 000010
【図９】
2004113630.tif 000011
【図１０】
2004113630.tif 000012
【図１１】
2004113630.tif 000013
【図１２】
2004113630.tif 000014
【図１３】
2004113630.tif 000015
【図１４】
2004113630.tif 000016