(57)【要約】【課題】診断能の高い超音波画像を得る超音波診断装置を提供する。【解決手段】超音波診断装置２０であって、被検体１に対して送信超音波を出力するとともに、被検体１からの反射超音波を受信することにより受信信号を取得する超音波探触子２０ｂと、超音波探触子２０ｂにより取得された受信信号に基づいて超音波画像データを生成する画像生成部２０４と、超音波探触子２０ｂをＸＹ方向に移動する電動ステージ１０と、超音波探触子２０ｂにより出力される送信超音波の向きを変更するゴニオステージ１４０と、超音波探触子２０ｂにより取得された受信信号に基づいて、ゴニオステージ１４０に送信超音波の向きを変更させる制御部２０８と、を備える。【選択図】図１
2012235850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対して送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信することにより受信信号を取得する超音波探触子と、
前記超音波探触子により取得された受信信号に基づいて超音波画像データを生成する画像生成部と、
前記超音波探触子をＸＹ方向に移動する移動部と、
前記超音波探触子により出力される送信超音波の向きを変更する超音波出力方向変更部と、
前記超音波探触子により取得された受信信号に基づいて、前記超音波出力方向変更部に送信超音波の向きを変更させる制御部と、を備えることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記超音波探触子は、所定の箇所を支軸として揺動可能に構成され、
前記制御部は、前記超音波出力方向変更部に前記超音波探触子の向きをＸＹ方向に変更させることにより送信超音波の向きを変更させる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】
前記制御部は、前記超音波探触子により取得される受信信号に基づいて、前記超音波探触子から被検体表面の異なる２点までの各距離を検出し、各距離が等しくなるように、前記超音波出力方向変更部に送信超音波の向きを変更させることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記移動部は、前記超音波探触子をＺ方向に移動可能に構成され、
前記制御部は、前記超音波探触子により取得される受信信号に基づいて、前記超音波探触子から被検体表面までの距離が一定となるように、前記超音波出力方向変更部に送信超音波の向きを変更させることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記移動部は、前記超音波探触子をＺ方向に移動可能に構成され、
前記制御部は、フォーカス点が被検体表面から所定距離の位置となるように、前記超音波出力方向変更部に送信超音波の向きを変更させることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
超音波伝達媒体が収容された容器を更に備え、
前記超音波探触子及び前記移動部は、前記容器内に設けられることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記被検体は乳房であり、前記超音波探触子は、前記容器内に挿入された乳房に対して送信超音波を出力するとともに、当該乳房からの反射超音波を受信することにより受信信号を取得することを特徴とする請求項６に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、超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ピンクリボン活動に代表されるような啓蒙活動の成果もあって、乳癌検診に対する社会や個人の認識が高まり、それに合わせてＸ線を使用するマンモグラフィーのみならず、超音波の乳癌検診のニーズも増大し、一部の自治体ではマンモグラフィーと超音波の交互検診が既に導入されている。
【０００３】
しかしながら、超音波検診はマンモグラフィーに比較して術者の手技への依存性が高く、十分な技量を持った術者を確保できない等の理由から、術者に依らず安定して的確な画像が撮影可能な自動走査超音波診断装置が求められていた。
【０００４】
このような問題に対し、乳房を受け入れる水槽中に超音波探触子を設け、当該超音波探触子を、水槽中に設けられた駆動機構により水平方向に移動させながら走査を行う装置（例えば、特許文献１参照）や、乳房に平板を押し当てた状態で、超音波探触子を平板と平行な方向に移動させながら走査を行う装置が提供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３６２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前者の装置では、乳房に対する超音波ビーム（送信超音波）の入射方向が、乳房表面に対する垂線から大きくずれる場合があるため、面状脂肪組織、乳腺、筋膜等の反射指向性に影響を及ぼす構造体の安定した描出ができない場合がある。また、アーチファクトの影響も異なるため、ハローや音響陰影等も乳房の位置の影響を受けてしまい読影が困難となる等の問題もある。更に、超音波プローブと乳房表面までの距離が一定でないため、乳房の最突出部と辺縁部では表面からの深度が同じでも超音波ビームのアジマス方向やエレベーション方向のビーム径が異なるため、分解能が異なってしまい、これも読影を困難とする要因となる。
また、後者の装置では、乳房表面に対する超音波ビームはほぼ垂線とずれがなく、乳房表面からの深度と超音波ビーム径の関係も一定である。しかし、乳房が圧迫を受けているため、乳房の変形により腫瘤の境界形状や短軸／長軸比（Ｄ／Ｗ比）が正確に描出されない、乳腺構造の構築の乱れ等を把握しにくい等、診断結果のカテゴリー分類に必要な情報が得にくいという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、診断能の高い超音波画像を得る超音波診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、超音波診断装置において、
被検体に対して送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信することにより受信信号を取得する超音波探触子と、
前記超音波探触子により取得された受信信号に基づいて超音波画像データを生成する画像生成部と、
前記超音波探触子をＸＹ方向に移動する移動部と、
前記超音波探触子により出力される送信超音波の向きを変更する超音波出力方向変更部と、
前記超音波探触子により取得された受信信号に基づいて、前記超音波出力方向変更部に送信超音波の向きを変更させる制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記超音波探触子は、所定の箇所を支軸として揺動可能に構成され、
前記制御部は、前記超音波出力方向変更部に前記超音波探触子の向きをＸＹ方向に変更させることにより送信超音波の向きを変更させることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の超音波診断装置において、
前記制御部は、前記超音波探触子により取得される受信信号に基づいて、前記超音波探触子から被検体表面の異なる２点までの各距離を検出し、各距離が等しくなるように、前記超音波出力方向変更部に送信超音波の向きを変更させることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れか一項に記載の超音波診断装置において、
前記移動部は、前記超音波探触子をＺ方向に移動可能に構成され、
前記制御部は、前記超音波探触子により取得される受信信号に基づいて、前記超音波探触子から被検体表面までの距離が一定となるように、前記超音波出力方向変更部に送信超音波の向きを変更させることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１から３の何れか一項に記載の超音波診断装置において、
前記移動部は、前記超音波探触子をＺ方向に移動可能に構成され、
前記制御部は、フォーカス点が被検体表面から所定距離の位置となるように、前記超音波出力方向変更部に送信超音波の向きを変更させることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５の何れか一項に記載の超音波診断装置において、
超音波伝達媒体が収容された容器を更に備え、
前記超音波探触子及び前記移動部は、前記容器内に設けられることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の超音波診断装置において、
前記被検体は乳房であり、前記超音波探触子は、前記容器内に挿入された乳房に対して送信超音波を出力するとともに、当該乳房からの反射超音波を受信することにより受信信号を取得することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、診断能の高い超音波画像を得る超音波診断装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】超音波診断装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図２】超音波探触子及び電動ステージの概略構成を示す斜視図である。
【図３】超音波探触子及び電動ステージの概略構成を示す側面図である。
【図４】超音波探触子及び電動ステージの一部の概略構成を示す拡大背面図である。
【図５】超音波診断装置の使用状態を説明する図である。
【図６】超音波画像の一例を示す図である。
【図７】画像記憶及びステージ移動制御処理について説明するフローチャートである。
【図８】画像記憶及びステージ移動制御処理について説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１８】
超音波診断装置２０は、患者（被検体）の生体内部組織の状態を超音波画像にして表示出力する装置である。即ち、超音波診断装置２０は、生体等の被検体内に対して超音波（送信超音波）を送信するとともに、この被検体内で反射した超音波の反射波（反射超音波：エコー）を受信する。超音波診断装置２０は、受信した反射波を電気信号に変換し、これに基づいて超音波画像データを生成する。超音波診断装置２０は、生成した超音波画像データに基づき、被検体内の内部状態を超音波画像として表示する。また、超音波診断装置２０は、撮影オーダ情報に基づいて、生成した超音波画像データに関する付帯情報を生成し、当該付帯情報を超音波画像データに付帯して所定の規格からなる画像ファイルを生成することが可能となっている。
【００１９】
超音波診断装置２０は、図１に示すように、超音波診断装置本体２０ａと超音波探触子２０ｂとを備えている。超音波探触子２０ｂは、上述したようにして超音波を送信するとともに、反射波を受信する。超音波診断装置本体２０ａは、ケーブル２０ｃを介して超音波探触子２０ｂと接続され、超音波探触子２０ｂに電気信号の駆動信号を送信することによって、超音波探触子２０ｂに送信超音波を送信させる。また、超音波診断装置本体２０ａは、超音波探触子２０ｂにて受信した被検体内からの反射超音波に応じて超音波探触子２０ｂで生成された電気信号である受信信号を受信し、上述のようにして超音波画像データを生成する。
【００２０】
超音波探触子２０ｂは、圧電素子からなる振動子（図示略）を備えており、この振動子は、例えば、方位方向（走査方向）に一次元アレイ状に複数配列されている。本実施の形態では、例えば、１９２個の振動子を備えた超音波探触子２０ｂを用いている。なお、振動子は、二次元アレイ状に配列されたものであっても良い。また、振動子の個数は、任意に設定することができる。また、超音波探触子２０ｂは、リニア型、セクタ型又はコンベックス型の何れであっても良い。
【００２１】
また、本発明における超音波探触子２０ｂは、電動ステージ（移動部）１０に取り付けられている。この電動ステージ１０の構成について、図２〜５を参照して以下説明する。
【００２２】
電動ステージ１０は、超音波探触子２０ｂが着脱自在に取り付けられるゴニオステージ１４０（超音波出力方向変更部）と、ゴニオステージ１４０をＸ軸方向に移動するＸ軸駆動機構１１０と、ゴニオステージ１４０をＹ軸方向に移動するＹ軸駆動機構１２０と、ゴニオステージ１４０をＺ軸方向に移動するＺ軸駆動機構１３０と、を備えている。ここで、Ｘ軸方向は、超音波探触子２０ｂを走査させる方向であって、患者（被検体）の頭から足にかけての方向とし、Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向に対して直交する方向であって、患者の左右方向とし、Ｚ軸方向は、ＸＹ平面に対して直交する方向であって、患者に対する接離方向とする。
【００２３】
Ｘ軸駆動機構１１０は、Ｘ軸方向に延在するＸ軸駆動機構本体１１１と、Ｘ軸駆動機構本体１１１に平行な向きに設けられ、Ｘ軸駆動機構本体１１１と所定間隔を空けて配置されるガイドレール１１２と、Ｘ軸駆動機構本体１１１の延在方向一端部に設けられるＸ軸駆動モータ１１３とから構成されている。
【００２４】
Ｙ軸駆動機構１２０は、Ｙ軸方向に延在するＹ軸駆動機構本体１２１と、Ｙ軸駆動機構本体１２１の延在方向一端部に設けられるＹ軸駆動モータ１２３とから構成されている。このＹ軸駆動機構１２０は、Ｘ軸駆動機構１１０のＸ軸駆動機構本体１１１及びガイドレール１１２に対して取り付けられ、Ｘ軸駆動モータ１１３が回転駆動することにより、ガイドレール１１２にガイドされながらＸ軸方向に移動可能となっている。
【００２５】
Ｚ軸駆動機構１３０は、Ｚ軸方向に延在するＺ軸駆動機構本体１３１と、Ｚ軸駆動機構本体１３１の延在方向一端部に設けられるＺ軸駆動モータ１３３とから構成されている。このＺ軸駆動機構１３０は、Ｙ軸駆動機構１２０のＹ軸駆動機構本体１２１に対して取り付けられ、Ｙ軸駆動モータ１２３が回転駆動することにより、Ｙ軸駆動機構本体１２１の延在方向に沿ってＹ軸方向に移動可能となっている。
【００２６】
ゴニオステージ１４０は、超音波探触子２０ｂを揺動可能な状態で支持し、超音波探触子２０ｂの姿勢を所定方向に傾けることにより、超音波探触子２０ｂの向く方向、即ち、超音波探触子２０ｂによる送信超音波の出力方向を変更することができるように構成されている。ここで、超音波探触子２０ｂの向く方向とは、超音波探触子２０ｂの送信超音波出力面の垂直方向であって、送信超音波の出力方向である。
【００２７】
具体的には、ゴニオステージ１４０は、超音波探触子２０ｂを直接支持するＸ軸ステージ１４１と、Ｘ軸ステージ１４１を支持するＹ軸ステージ１４２と、から構成されている。
Ｘ軸ステージ１４１は、超音波探触子２０ｂの姿勢をＸ軸方向に沿って傾斜させ、これにより、送信超音波の出力方向をＸ軸方向に沿う方向に変更させる。つまり、Ｘ軸ステージ１４１は、図３に示す角度θａを変更することが可能となっている。ここで、角度θａは、Ｙ軸方向から見て、超音波探触子２０ｂの向く方向とＺ軸方向とがなす角度とする。
Ｙ軸ステージ１４２は、超音波探触子２０ｂの姿勢をＹ軸方向に沿って傾斜させ、これにより、送信超音波の出力方向をＹ軸方向に沿う方向に変更させる。つまり、Ｙ軸ステージ１４２は、図４に示す角度θｂを変更することが可能となっている。ここで、角度θｂは、Ｘ軸方向から見て、超音波探触子２０ｂの向く方向とＺ軸方向とがなす角度とする。
【００２８】
ゴニオステージ１４０は、アーム１４４を介してＺ軸駆動機構１３０に取り付けられている。これにより、ゴニオステージ１４０及びアーム１４４は、Ｚ軸駆動機構１３０のＺ軸駆動モータ１３３が回転駆動することにより、Ｚ軸駆動機構本体１３１の延在方向に沿ってＺ軸方向に移動可能となっている。
【００２９】
このように、電動ステージ１０は、ゴニオステージ１４０により超音波探触子２０ｂの向く方向をＸ軸方向及びＹ軸方向に沿う方向に傾け、且つ、Ｘ軸駆動機構１１０、Ｙ軸駆動機構１２０及びＺ軸駆動機構１３０により超音波探触子２０ｂをＸＹＺ方向に移動することができるように構成されている。
【００３０】
以上のように構成される電動ステージ１０は、図５に示すように設置される。即ち、超音波探触子２０ｂが取り付けられた電動ステージ１０は、被検体１の乳房を受け入れる検査用水槽（容器）３０の底部に設置される。検査用水槽３０には、音響伝達媒体（例えば、水等）が収容されている。被検体１は、検査用水槽３０の上部開口部にシート４０を介して乳房が挿入されるように、うつ伏せ状態となって超音波診断を受ける。電動ステージ１０は、検査用水槽３０内において、超音波探触子２０ｂの向く方向を変更させながら、超音波探触子２０ｂの位置をＸＹＺ軸方向に移動させる。
【００３１】
次に、超音波診断装置本体２０ａの構成について、図１を参照して以下説明する。
超音波診断装置本体２０ａは、図１に示すように、例えば、操作入力部２０１と、送信部２０２と、受信部２０３と、画像生成部２０４と、表示部２０７と、制御部２０８と、記憶部２０９と、受信データ記憶部２１１と、アドレスデータ生成部２１０と、を備えて構成されている。
【００３２】
操作入力部２０１は、例えば、診断開始を指示するコマンドや被検体の個人情報等のデータの入力等を行うための各種スイッチ、ボタン、トラックボール、マウス、キーボード等を備えており、操作信号を制御部２０８に出力する。
【００３３】
送信部２０２は、制御部２０８の制御に従って、超音波探触子２０ｂにケーブル２０ｃを介して電気信号である駆動信号を供給して超音波探触子２０ｂに送信超音波を発生させる回路である。また、送信部２０２は、例えば、クロック発生回路、遅延回路、パルス発生回路を備えている。クロック発生回路は、駆動信号の送信タイミングや送信周波数を決定するクロック信号を発生させる回路である。遅延回路は、駆動信号の送信タイミングを振動子毎に対応した個別経路毎に遅延時間を設定し、設定された遅延時間だけ駆動信号の送信を遅延させて送信超音波によって構成される送信ビームの集束を行うための回路である。パルス発生回路は、所定の周期で駆動信号としてのパルス信号を発生させるための回路である。上述のように構成された送信部２０２は、例えば、超音波探触子２０ｂに配列された複数（例えば、１９２個）の振動子のうちの連続する一部（例えば、６４個）を駆動して送信超音波を発生させる。そして、送信部２０２は、送信超音波を発生させる毎に駆動する振動子を方位方向にずらすことで走査（スキャン）を行う。
【００３４】
受信部２０３は、制御部２０８の制御に従って、超音波探触子２０ｂからケーブル２０ｃを介して電気信号である受信信号を受信する回路である。受信部２０３は、例えば、増幅器、Ａ／Ｄ変換回路、整相加算回路を備えている。増幅器は、受信信号を、振動子毎に対応した個別経路毎に、予め設定された増幅率で増幅させるための回路である。Ａ／Ｄ変換回路は、増幅された受信信号をＡ／Ｄ変換するための回路である。整相加算回路は、Ａ／Ｄ変換された受信信号に対して、振動子毎に対応した個別経路毎に遅延時間を与えて時相を整え、これらを加算（整相加算）して音線データを生成するための回路である。
【００３５】
画像生成部２０４は、受信部２０３からの音線データに対して包絡線検波処理や対数増幅などを実施し、ダイナミックレンジやゲインの調整を行って輝度変換することにより、Ｂモード画像データを生成する。すなわち、Ｂモード画像データは、受信信号の強さを輝度によって表したものである。画像生成部２０４は、Ｂモード画像データの他、Ａモード画像データ、Ｍモード画像データ及びドプラ法による画像データが生成できるものであっても良い。また、画像生成部２０４は、図示しないＤＳＣを備え、画像データをテレビジョン信号の走査方式による画像信号に変換し、表示部２０７に出力する。
【００３６】
表示部２０７は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）ディスプレイ、有機ＥＬ（Electronic Luminescence）ディスプレイ、無機ＥＬティスプレイ及びプラズマディスプレイ等の表示装置が適用可能である。表示部２０７は、画像生成部２０４から出力された画像信号に従って表示画面上に画像の表示を行う。なお、表示装置に代えてプリンタ等の印刷装置等を適用し、プリント出力可能に構成しても良い。
【００３７】
制御部２０８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備えて構成され、ＲＯＭに記憶されているシステムプログラム等の各種処理プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムに従って超音波診断装置２０の各部の動作を集中制御する。
ＲＯＭは、半導体等の不揮発メモリ等により構成され、超音波診断装置２０に対応するシステムプログラム及び該システムプログラム上で実行可能な、例えば、後述する画像記憶及びステージ移動制御処理等を実行する各種処理プログラムや、ガンマテーブル等の各種データ等を記憶する。これらのプログラムは、コンピュータが読み取り可能なプログラムコードの形態で格納され、ＣＰＵは、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。
ＲＡＭは、ＣＰＵにより実行される各種プログラム及びこれらプログラムに係るデータを一時的に記憶するワークエリアを形成する。
【００３８】
記憶部２０９は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の大容量記録媒体によって構成されており、生成された画像データを記憶する。
【００３９】
アドレスデータ生成部２１０は、超音波探触子２０ｂにより取得された受信信号に基づいて、超音波探触子２０ｂと被検体表面上の異なる２点との間の各距離をそれぞれ算出する。そして、アドレスデータ生成部２１０は、算出した二つの距離から、超音波探触子２０ｂの向く方向と、被検体表面の垂線方向とのずれの程度を算出する。アドレスデータ生成部２１０は、算出したずれの程度に基づいて、超音波探触子２０ｂの向く方向を変更させる角度や超音波探触子２０ｂを移動させる方向及びその距離を示すアドレスデータを生成する。また、アドレスデータ生成部２１０は、生成したアドレスデータを制御部２０８に出力する。
【００４０】
受信データ記憶部２１１は、各フレーム単位で、アドレスデータ生成部２１０により算出された、超音波探触子２０ｂと被検体表面上の異なる２点との間の各距離のデータを記憶する。
【００４１】
次に、以上のようにして構成された超音波診断装置２０の制御部２０８にて実行される画像記憶及びステージ移動制御処理について図７及び図８を参照しながら説明する。この画像記憶及びステージ移動制御処理は、超音波診断装置２０による１回の超音波診断検査の実施に応じて実行される処理である。例えば、画像記憶及びステージ移動制御処理は、医師や技師等の術者（操作者）による所定の検査実施操作に応じて実行される。
【００４２】
先ず、制御部２０８は、電動ステージ１０により、超音波探触子２０ｂをＺ軸方向に所定量移動させる（ステップＳ１）。
次に、制御部２０８は、超音波探触子２０ｂにより被検体に向けて超音波の送受信を行う（ステップＳ２）。制御部２０８は、アドレスデータ生成部２１０により、超音波探触子２０ｂが受信した受信信号に基づいて、超音波探触子２０ｂと被検体表面上の異なる２点との間の各距離をそれぞれ算出する（ステップＳ３）。
【００４３】
次に、制御部２０８は、算出された二つの距離のうち、少なくとも何れか一方が所定距離範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ４）。
二つの距離のうち少なくとも一方が所定距離範囲内であると判定されると（ステップＳ４：ＹＥＳ）、制御部２０８は、アドレスデータ生成部２１０により、算出された二つの距離に基づいて、被検体表面の垂線方向に対する超音波探触子２０ｂの向く方向の傾斜度を算出する（ステップＳ５）。一方、算出された二つの距離のうち何れも所定距離範囲内でないと判定されると（ステップＳ４；ＮＯ）、制御部２０８は、再度ステップＳ１の処理を行う。制御部２０８は、ステップＳ４にて、算出された二つの距離のうち少なくとも一方が所定距離範囲内であると判定されるまで（ステップＳ４；ＹＥＳ）、ステップＳ１〜Ｓ４の処理を繰り返す。
【００４４】
次に、制御部２０８は、アドレスデータ生成部２１０により、ステップＳ５にて算出された傾斜度に基づいてアドレスデータを生成する（ステップＳ６）。ここで、ステップＳ６にて生成されるアドレスデータは、超音波探触子２０ｂをＹ軸方向に沿って傾斜させる角度、超音波探触子２０ｂをＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させる距離を示すデータである。
具体的には、例えば、超音波探触子２０ｂにより取得された受信信号に基づいて画像生成部２０４により図６に示すような超音波画像データＰが生成される場合、アドレスデータ生成部２１０は、超音波探触子２０ｂと被検体表面１ａ上の位置１ｂとの間の距離Ｌ１、及び超音波探触子２０ｂと被検体表面１ａ上の位置１ｃとの間の距離Ｌ２をそれぞれ算出する。アドレスデータ生成部２１０は、算出した距離Ｌ１，Ｌ２に基づいて、被検体表面１ａの位置１ｂと位置１ｃを結ぶ直線と、超音波画像データＰの横方向における直線とがなす角度θｃを算出する。更に、アドレスデータ生成部２１０は、算出された角度θｃに基づいてアドレスデータを生成する。
【００４５】
次に、制御部２０８は、生成されたアドレスデータに基づいて、電動ステージ１０に超音波探触子２０ｂの姿勢及び位置を補正させる（ステップＳ７）。
具体的には、ステップＳ６において、上記のように角度θｃ（図６参照）に基づいてアドレスデータが生成された場合、制御部２０８は、電動ステージ１０のＹ軸ステージ１４２により、超音波探触子２０ｂの向く方向をＹ軸方向に沿って角度θｃと等しい角度θｂ０分だけ傾ける。同時に、制御部２０８は、電動ステージ１０のＹ軸駆動機構１２０及びＺ軸駆動機構１３０により、超音波探触子２０ｂの姿勢が変更されることにより超音波探触子２０ｂが被検体表面を強く押圧したり、被検体表面から離れすぎたりしないように、超音波探触子２０ｂをＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させる。このとき制御部２０８は、フォーカス点が被検体表面から所定距離の位置となるように、超音波探触子２０ｂの姿勢及び位置の補正を行う。
これにより、超音波探触子２０ｂと被検体表面１ａ上の位置１ｂとの間の距離Ｌ１と、超音波探触子２０ｂと被検体表面１ａ上の位置１ｃとの間の距離Ｌ２とが等しくなり、超音波探触子２０ｂの向く方向が、被検体表面の垂線方向と一致する。
【００４６】
次に、制御部２０８は、超音波探触子２０ｂにより被検体に向けて超音波の送受信を行う（ステップＳ８）。制御部２０８は、アドレスデータ生成部２１０により、超音波探触子２０ｂが受信した受信信号に基づいて、超音波探触子２０ｂと被検体表面上の異なる２点（例えば、図６に示す位置１ｂ，１ｃ）との間の各距離を算出する（ステップＳ９）。
【００４７】
次に、制御部２０８は、算出された二つの距離の両方が所定距離範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。
二つの距離の両方が所定距離範囲内であると判定されると（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、制御部２０８は、算出された二つの距離（例えば、図６に示す距離Ｌ１，Ｌ２）のデータを受信データ記憶部２１１に記憶させる（ステップＳ１２）。一方、算出された二つの距離の両方が所定距離範囲内でないと判定されると（ステップＳ１０；ＮＯ）、制御部２０８は、電動ステージ１０により、当該二つの距離の両方が当該所定距離範囲内となるように、超音波探触子２０ｂをＺ軸方向に所定量移動させる（ステップＳ１１）。制御部２０８は、ステップＳ１０にて、算出された二つの距離の両方が所定距離範囲内であると判定されるまで（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、ステップＳ８〜Ｓ１１の処理を繰り返す。
【００４８】
次に、制御部２０８は、送信部２０２及び受信部２０３によって超音波の送受を行い、受信信号に基づいて画像生成部２０４により超音波画像データを生成し、１フレーム分の超音波画像データを取得する（ステップＳ１３）。
【００４９】
次に、制御部２０８は、超音波探触子２０ｂが、スキャンラインの終点位置に到達したか否かを判定する（ステップＳ１４）。ここで、スキャンラインとは、超音波探触子２０ｂによる走査を行いながら、超音波探触子２０ｂを移動させる移動経路であって、Ｘ軸方向に対して平行な方向とする。超音波探触子２０ｂによる走査を行いながら、Ｙ軸方向に複数配列する各スキャンラインに沿って超音波探触子２０ｂを移動させることにより、被検体の検査部位に対して１回の超音波診断検査を行うことができる。
スキャンラインの終点位置に到達していないと判定されると（ステップＳ１４；ＮＯ）、制御部２０８は、電動ステージ１０により、超音波探触子２０ｂをＸ軸方向に所定量移動させる（ステップＳ１５）。
【００５０】
次に、制御部２０８は、超音波探触子２０ｂにより被検体に向けて超音波の送受信を行う（ステップＳ１６）。制御部２０８は、アドレスデータ生成部２１０により、超音波探触子２０ｂが受信した受信信号に基づいて、超音波探触子２０ｂと被検体表面の異なる２点との間の各距離を算出する（ステップＳ１７）。
【００５１】
次に、制御部２０８は、ステップＳ１２にて受信データ記憶部２１１に記憶させた１フレーム前の超音波画像データにおける距離データを取得する。制御部２０８は、アドレスデータ生成部２１０により、取得した距離データとステップＳ１７にて算出された距離データに基づいて、被検体表面の垂線方向に対する超音波探触子２０ｂの向く方向の傾斜度を算出する（ステップＳ１８）。
【００５２】
次に、制御部２０８は、アドレスデータ生成部２１０により、ステップＳ１８にて算出された傾斜度に基づいてアドレスデータを生成させる（ステップＳ１９）。ここで、ステップＳ１９にて生成されるアドレスデータは、超音波探触子２０ｂをＸ軸方向に沿って傾斜させる角度、超音波探触子２０ｂをＸ軸方向及びＺ軸方向に移動させる距離を示すデータである。
【００５３】
次に、制御部２０８は、生成されたアドレスデータに基づいて、電動ステージ１０に超音波探触子２０ｂの姿勢及び位置を補正させる（ステップＳ２０）。
具体的には、制御部２０８は、電動ステージ１０のＸ軸ステージ１４１により、超音波探触子２０ｂの向く方向をＸ軸方向に沿って所定角度分傾ける。同時に、制御部２０８は、電動ステージ１０のＸ軸駆動機構１１０及びＺ軸駆動機構１３０により、超音波探触子２０ｂの姿勢が変更されることにより超音波探触子２０ｂが被検体表面を強く押圧したり、被検体表面から離れすぎたりしないように、超音波探触子２０ｂをＸ軸方向及びＺ軸方向に移動させる。このとき制御部２０８は、超音波探触子２０ｂと被検体表面との距離が、ステップＳ１２にて受信データ記憶部２１１に記憶させた１フレーム前の超音波画像データにおける距離データの値に一致するように、超音波探触子２０ｂの姿勢及び位置の補正を行う。更に、制御部２０８は、フォーカス点が被検体表面から所定距離の位置となるように、超音波探触子２０ｂの姿勢及び位置の補正を行う。
これにより、超音波探触子２０ｂの向く方向が、被検体表面の垂線方向と一致する。制御部２０８は、ステップＳ２０の処理を終えると、再度ステップＳ８の処理を行う。制御部２０８は、ステップＳ１４にて、超音波探触子２０ｂがスキャンラインの終点位置に到達したと判定されるまで（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、ステップＳ８〜Ｓ２０の処理を繰り返す。
【００５４】
ステップＳ１４において、超音波探触子２０ｂがスキャンラインの終点位置に到達したと判定されると（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、制御部２０８は、当該スキャンラインが最終スキャンラインであるか否かを判定する（ステップＳ２１）。具体的には、制御部２０８は、被検体の検査部位を全てスキャンしたか否かを判定する。
【００５５】
最終スキャンラインでないと判定されると（ステップＳ２１；ＮＯ）、制御部２０８は、電動ステージ１０により超音波探触子２０ｂを次のスキャンラインの原点位置へ移動させる。具体的には、制御部２０８は、電動ステージ１０のＹ軸駆動機構１２０により超音波探触子２０ｂをＹ軸方向に移動させて、超音波探触子２０ｂを次のスキャンラインの原点位置に配置させる。
【００５６】
最終スキャンラインであると判定されると（ステップＳ２１；ＹＥＳ）、制御部２０８は、電動ステージ１０により超音波探触子２０ｂを検査開始原点へ復帰移動させる（ステップＳ２２）。即ち、制御部２０８は、Ｘ軸駆動機構１１０、Ｙ軸駆動機構１２０及びＺ軸駆動機構１３０により超音波探触子２０ｂを検査開始原点へ移動させるとともに、Ｘ軸ステージ１４１及びＹ軸ステージ１４２により超音波探触子２０ｂの向く方向をＺ軸方向に対して平行となるように傾ける。
これにより、画像記憶及びステージ移動制御処理を終了する。
【００５７】
以上のように、本実施形態によれば、超音波探触子２０ｂをＸＹＺ軸方向に移動させ、超音波探触子２０ｂにより取得された受信信号に基づいて、超音波探触子２０ｂから出力される送信超音波の向きを変更させるので、被検体に何ら応力を加えることなく、被検体表面の垂線方向に沿って送信超音波を出力することができる。これにより、画像品質の劣化を伴うことなく、読影に適した超音波画像を安定して得ることができる。したがって、超音波診断検査において診断能の高い超音波画像を得ることができ、特徴量抽出によるＣＡＤ（Computer Aided Diagnosis）等の精度も向上させることができる。
また、超音波探触子２０ｂにより取得された受信信号に基づいて、超音波探触子２０ｂから出力される送信超音波の向きを変更させるので、超音波探触子２０ｂと被検体表面との間の距離を検出する距離センサ等が不要であり、装置構成を簡易にすることができる。
【００５８】
また、超音波探触子２０ｂから被検体表面の異なる２点までの各距離を検出し、各距離が等しくなるように、超音波探触子２０ｂから出力される送信超音波の向きを変更させるので、超音波診断検査を行っている間、送信超音波の向きを常に被検体表面の垂直方向に一致させることができる。これにより、診断能の高い超音波画像を連続して取得することができる。
【００５９】
また、超音波探触子２０ｂから被検体表面までの距離が一定となるように、超音波探触子２０ｂから出力される送信超音波の向きを変更させるので、超音波診断検査を行っている間、被検体表面に対する超音波探触子２０ｂの位置を一定に保つことができる。これにより、取得される複数の超音波画像データ間において、注目する深度位置の連続性が保たれ、診断能を更に高めることができる。
【００６０】
また、フォーカス点が被検体表面から所定距離の位置となるように、超音波探触子２０ｂから出力される送信超音波の向きを変更させるので、所望する診断部位について高い分解能を得ることができ、診断能の高い超音波画像を取得することができる。
【００６１】
なお、本実施の形態では、超音波診断装置において記憶された超音波画像データに基づく超音波画像を表示部に出力するようにしたが、超音波診断装置に外部接続された表示装置や印刷装置、あるいは、ネットワーク等に接続された外部機器に超音波画像データを出力するようにしても良い。
【００６２】
また、本実施の形態では、被検体の乳房に対して超音波診断検査を行うものとしたが、これに限られるものではなく、被検体の何れの検査部位に対して行うものとしても良い。
【００６３】
また、本実施の形態では、超音波診断検査を行いながら、超音波探触子により取得される受信信号に基づいて超音波探触子の姿勢及び位置を補正するものとしたが、これに限られるものではなく、予め超音波診断検査前に被検体の検査部位の表面形状を示す情報を取得しておき、超音波診断検査中には取得した表面形状情報に基づいて超音波探触子の姿勢及び位置を補正するものとしても良い。
【００６４】
また、本実施の形態では、１フレーム分の超音波画像データを取得する毎に、超音波探触子の姿勢及び位置を補正するものとしたが、これに限られるものではなく、複数フレーム分の超音波画像データを取得する毎に超音波探触子の姿勢及び位置を補正するものしても良い。
【００６５】
また、本実施の形態では、超音波探触子をＸＹＺ方向に移動させる移動部として、図２〜５に示すような電動ステージを用いるものとしたが、これに限られるものではなく、超音波探触子の位置をＸＹＺ方向に移動できる構成のものであれば良い。
【００６６】
また、本実施の形態では、電動ステージを検査用水槽中に設置した状態で超音波診断検査を行うものとしたが、これに限られるものではなく、超音波探触子が音響伝達媒体を介して被検体に送信超音波を出力できる構成であれば良い。
【００６７】
また、本実施の形態では、超音波探触子の姿勢をゴニオステージにより傾けることで、送信超音波の向きを変更するものとしたが、これに限られるものではなく、超音波探触子の姿勢を変化させることなく送信超音波の向きのみを変更させる構成であっても良い。例えば、超音波探触子内の各振動子毎に超音波の発射タイミングをずらすことにより、超音波探触子から出力される送信超音波の向きを変更させるような構成としても良い。
【００６８】
また、本実施の形態では、本発明に係るプログラムのコンピュータ読み取り可能な媒体としてハードディスクや半導体の不揮発性メモリ等を使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピュータ読み取り可能な媒体として、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウェーブ（搬送波）も適用される。
【実施例】
【００６９】
以下、本実施形態に係る超音波診断装置２０に対して行った評価について説明する。
【００７０】
表１は、本実施形態に係る超音波診断装置２０により取得された超音波画像を、従来の超音波診断装置により取得された超音波画像と比較した結果を示したものである。
表１における「実施例１」は、本実施形態に係る超音波診断装置２０を用いて取得された超音波画像に対する評価を示している。また、表１における「比較例１」は、従来の超音波診断装置を用いて、超音波診断に関して熟練した術者の手技により取得された超音波画像に対する評価を示している。また、表１における「比較例２」は、被検体の乳房を受け入れる水槽中に超音波探触子を設け、当該超音波探触子を駆動機構により水平方向に移動させながら走査を行う従来の超音波診断装置（例えば、特許文献１に記載の超音波診断装置）を用いて取得された超音波画像に対する評価を示している。また、表１における「比較例３」は、乳房に平板を押し当てた状態で、超音波探触子を平板と平行な方向に移動させながら走査を行う従来の超音波診断装置を用いて取得された超音波画像に対する評価を示している。
なお、何れの超音波画像も同一の超音波探触子を使用して取得されたものであって、同一被検体の同一部位に対して走査を行ったものである。
【００７１】
【表１】
2012235850.tif 000003
【００７２】
表１において、「腫瘤描出」の「内部エコー」を比較すると、比較例２では、超音波ビームの出力方向が被検体表面の垂線に対して傾斜していることにより、皮膚と脂肪組織の音速の違い等によって超音波ビームが屈折・拡散されて腫瘤外部で反射された超音波が混入してしまい、比較例１，３及び実施例１とは被検体内部全体の明るさが異なる超音波画像が得られている。
また、「形状」を比較すると、比較例３では、平板により被検体表面を押圧しているため、腫瘤の形状が正確でない超音波画像が得られている。
また、「境界」を比較すると、比較例２では、超音波ビームのビーム径が変化しているため、腫瘤の境界がぼやけた超音波画像が得られている。比較例１，３及び実施例１では、超音波ビームの出力方向が被検体表面の垂直方向に一致しているため、腫瘤の境界が明瞭な超音波画像が得られている。
また、「後方エコー」を比較すると、比較例２では、上記したように超音波ビームの出力方向が被検体表面の垂線に対して傾斜しているため、腫瘤に対する超音波ビームの入射方向が異なり、比較例１及び実施例１とは腫瘤後方の明るさが異なる超音波画像が得られている。また、比較例３では、被検体表面の押圧により腫瘤の形状が変化しているため、腫瘤後方のエコーが減弱されず、比較例１及び実施例１とは腫瘤後方の明るさが異なる超音波画像が得られている。
また、「Ｄ／Ｗ比」を比較すると、比較例３では、被検体表面の押圧により腫瘤の形状が変化しているため、Ｄ／Ｗ比が正確でない超音波画像が得られている。
【００７３】
「乳腺構造」の「構築判定性」を比較すると、比較例２では、超音波ビームの出力方向が被検体表面の垂線に対して傾斜しているため、乳腺構造が不明瞭な超音波画像が得られている。また、比較例３では、被検体表面を押圧しているため、乳腺構造が変形した超音波画像が得られている。
【００７４】
「術者依存性」を比較すると、比較例１では術者の手技に依存するが、比較例２，３及び実施例１では術者の手技に関わりなく一定の診断能を有する超音波画像が得られることが分かる。
【００７５】
以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置２０によれば、術者の熟練度に依存することなく、熟練した術者の手技により取得される超音波画像と同等の、診断能に優れた超音波画像を取得することが可能であることが示された。
【符号の説明】
【００７６】
１０  電動ステージ（移動部）
２０  超音波診断装置
２０ａ  超音波診断装置本体
２０ｂ  超音波探触子
２０ｃ  ケーブル
３０  検査用水槽（容器）
１１０  Ｘ軸駆動機構
１２０  Ｙ軸駆動機構
１３０  Ｚ軸駆動機構
１４０  ゴニオステージ（超音波出力方向変更部）
１４１  Ｘ軸ステージ
１４２  Ｙ軸ステージ
２０１  操作入力部
２０２  送信部
２０３  受信部
２０４  画像生成部
２０７  表示部
２０８  制御部
２０９  記憶部
２１０  アドレスデータ生成部
２１１  受信データ記憶部
【図１】
2012235850.tif 000004
【図２】
2012235850.tif 000005
【図３】
2012235850.tif 000006
【図４】
2012235850.tif 000007
【図５】
2012235850.tif 000008
【図６】
2012235850.tif 000009
【図７】
2012235850.tif 000010
【図８】
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