(57)【要約】【課題】穿刺針の空間的な位置を容易に把握することができる医用画像診断装置、超音波診断装置及びプログラムを提供すること。【解決手段】３次元空間画像生成部は、３次元空間に２次元の医用画像を配置した３次元空間画像を生成する。そして、位置情報取得装置は、３次元空間における２次元の医用画像と医療デバイスとの３次元的な位置関係を取得する。重畳画像表示制御部は、位置関係に基づいて、３次元空間画像に医療デバイスの位置を示す情報を重畳させた重畳画像をモニタにて表示させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元空間に２次元の医用画像を配置した３次元空間画像を生成する画像生成手段と、
前記３次元空間における２次元の医用画像と医療デバイスとの３次元的な位置関係を取得する取得手段と、
前記位置関係に基づいて、前記３次元空間画像に前記医療デバイスの位置を示す情報を重畳させた重畳画像を所定の表示部にて表示させる表示制御手段と、
を備えたことを特徴とする医用画像診断装置。
【請求項２】
前記２次元の医用画像は、２次元的に収集されたデータ又は３次元的に収集されたデータを用いて生成されることを特徴とする請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項３】
前記表示制御手段は、前記医療デバイスの長手方向における延長線を示す情報を前記３次元空間画像に重畳させて前記所定の表示部にて表示させることを特徴とする請求項１又は２に記載の医用画像診断装置。
【請求項４】
前記表示制御手段は、前記３次元空間、前記２次元の医用画像又は前記医療デバイスのいずれかを基準とした拡大表示、縮小表示、回転表示及び平行移動表示を実行することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
【請求項５】
前記表示制御手段は、前記３次元空間における任意の基準位置に対する相対位置に前記２次元の医用画像及び前記医療デバイスを表示した重畳画像を所定の表示部にて表示させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
【請求項６】
前記取得手段は、超音波プローブの位置情報を取得し、
前記表示制御手段は、前記超音波プローブの位置情報に応じて、当該超音波プローブによって収集されたデータに基づいて生成された２次元の医用画像の表示方向を変化させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
【請求項７】
前記表示制御手段は、予め設定された表示方向の情報に基づいて、前記２次元の医用画像の表示方向を変化させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
【請求項８】
前記２次元の医用画像における任意の位置、前記医療デバイスの現時点での位置、前記３次元空間における任意の位置及び前記２次元の医用画像を３次元空間に投影する際の投影面における任意の位置のうち、少なくとも１つを指定するための操作を受付ける入力手段をさらに有し、
前記表示制御手段は、指定された位置を示す情報を前記３次元空間に重畳した重畳画像を前記所定の表示部にて表示させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
【請求項９】
前記取得手段は、前記医療デバイスとして、穿刺針の前記３次元空間における位置を取得し、
前記表示制御手段は、前記穿刺針のガイドラインを前記３次元空間に重畳した重畳画像を所定の表示部にて表示させることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
【請求項１０】
前記表示制御手段は、前記穿刺針の先端の位置と前記ガイドラインとの距離が所定の閾値を超えた場合に、警告を示す情報を前記所定の表示部にて表示することを特徴とする請求項９に記載の医用画像診断装置。
【請求項１１】
拡大表示、縮小表示、回転表示及び平行移動表示を実行した際の２次元の医用画像及び医療デバイスの座標の変化を記憶する記憶手段をさらに有し、
前記表示制御手段は、前記座標の変化に基づいて、２次元の医用画像及び医療デバイスの拡大表示、縮小表示、回転表示及び平行移動表示を実行することを特徴とする請求項４に記載の医用画像診断装置。
【請求項１２】
前記表示制御手段は、複数の前記重畳画像を所定の表示部にて同時に表示させることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
【請求項１３】
前記画像生成手段は、前記２次元の医用画像として、任意のモダリティにて生成された２次元画像を用いて前記３次元空間画像を生成することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の医用画像診断装置。
【請求項１４】
被検体を基準とした３次元空間に２次元の医用画像を配置した３次元空間画像を生成する画像生成手段と、
前記被検体に対する医療デバイスの位置情報を取得する取得手段と、
前記位置情報に基づいて、前記３次元空間画像に前記医療デバイスの位置を示す情報を重畳させた重畳画像を所定の表示部にて表示させる表示制御手段と、
を備えたことを特徴とする医用画像診断装置。
【請求項１５】
３次元空間に２次元の医用画像を配置した３次元空間画像を生成する画像生成手段と、
前記３次元空間における２次元の医用画像と医療デバイスとの位置関係を取得する取得手段と、
前記位置関係に基づいて、前記３次元空間画像に前記医療デバイスの位置を示す情報を重畳させた重畳画像を所定の表示部にて表示させる表示制御手段と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１６】
３次元空間に２次元の医用画像を配置した３次元空間画像を生成する画像生成手順と、
前記３次元空間における２次元の医用画像と医療デバイスとの位置関係を取得する取得手順と、
前記位置関係に基づいて、前記３次元空間画像に前記医療デバイスの位置を示す情報を重畳させた重畳画像を所定の表示部にて表示させる表示制御手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする表示制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、医用画像診断装置、超音波診断装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医用画像診断装置を用いた穿刺が行われている。特に、超音波診断装置は、超音波画像をリアルタイムで表示できることから、生体組織検査やラジオ波焼灼治療（ＲＦＡ：Radio Frequency Ablation）などの穿刺が行なわれる場合に多く用いられる。例えば、生体組織検査のために組織採取を行う場合には、医師は、ターゲットとなる病変をリアルタイムで超音波画像により確認しながら、穿刺針を体内に刺し、組織採取を行う。また、ＲＦＡを行う場合には、医師は、ターゲットとなる病変をリアルタイムで超音波画像により確認しながら、穿刺針を病変部位まで刺し、その後、穿刺針からラジオ波を照射する。
【０００３】
ところで、このような超音波診断装置を用いた穿刺術では、超音波画像上で穿刺針が明瞭に描出されず、穿刺針がどこまで進入しているのかを把握することが困難になる場合があった。そこで、近年、穿刺針の視認性を向上させるためのいくつかの技術が開発されている。かかる場合では、専用のハードウェアを用いて穿刺針の視認性を向上させている。しかしながら、従来技術においては、穿刺針の空間的な位置を把握しがたい場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７８５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、穿刺針の空間的な位置を容易に把握することができる医用画像診断装置、超音波診断装置及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施の形態の医用画像診断装置は、画像生成手段と、取得手段と、表示制御手段とを備える。画像生成手段は、３次元空間に２次元の医用画像を配置した３次元空間画像を生成する。取得手段は、前記３次元空間における２次元の医用画像と医療デバイスとの位置関係を取得する。表示制御手段は、前記位置関係に基づいて、前記３次元空間画像に前記医療デバイスの位置を示す情報を重畳させた重畳画像を所定の表示部にて表示させる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成を説明するための図である。
【図２】図２は、穿刺アダプタを用いてガイドラインを表示させた超音波画像の一例を示す図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る位置情報取得装置、画像生成部及び制御部の構成の一例を説明するための図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１の実施形態に係る３次元空間画像生成部による処理の第１の例を説明するための図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第１の実施形態に係る３次元空間画像生成部による処理の第２の例を説明するための図である。
【図５Ａ】図５Ａは、第１の実施形態に係る座標変換部による第１の処理の一例を説明するための図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第１の実施形態に係る座標変換部による第２の処理の一例を説明するための図である。
【図６Ａ】図６Ａは、第１の実施形態に係る重畳画像表示制御部による処理の一例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第１の実施形態に係る重畳画像表示制御部による処理の一例を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、第１の実施形態に係る重畳画像表示制御部による処理の一例を示す図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る超音波プローブの位置を基準にした場合の穿刺針の動きを示す図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係る穿刺針の位置を基準にした場合の穿刺針の動きを示す図である。
【図９】図９は、第１の実施形態に係る超音波プローブの位置に応じた超音波画像の位置の変化の一例を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、第１の実施形態に係る回転軸の一例を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、第１の実施形態に係る回転軸の一例を示す図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、第１の実施形態に係る回転軸の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態に係る超音波画像上のマーカを説明するための図である。
【図１２】図１２は、第１の実施形態に係る穿刺針の先端のマーカを説明するための図である。
【図１３】図１３は、第１の実施形態に係る穿刺針が複数ある場合の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、第１の実施形態にかかるモニタによる表示の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、第１の実施形態に係る超音波診断装置による処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、第２の実施形態に係る位置情報取得装置、画像生成部及び制御部の構成の一例を説明するための図である。
【図１７】図１７は、第２の実施形態に係る位置特定部による処理の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について、図１を用いて説明する。図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の全体構成を説明するための図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波プローブ１１と、穿刺針１１ａと、入力装置１２と、モニタ１３と、位置情報取得装置１４と、装置本体１００とを有し、ネットワークに接続されている。
【０００９】
超音波プローブ１１は、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体１００が有する送受信部１１０から供給される駆動信号に基づき超音波を発生し、さらに、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１１は、圧電振動子に設けられる整合層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材などを有する。
【００１０】
超音波プローブ１１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ１１が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが移動している血流や心臓壁などの表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。
【００１１】
なお、本実施形態は、複数の圧電振動子が一列で配置された１次元超音波プローブである超音波プローブ１１により、被検体Ｐを２次元でスキャンする場合であっても、１次元超音波プローブの複数の圧電振動子を機械的に揺動する超音波プローブ１１（メカ４Ｄプローブ）や複数の圧電振動子が格子状に２次元で配置された２次元超音波プローブである超音波プローブ１１（２Ｄアレイプローブ）により、被検体Ｐを３次元でスキャンする場合であっても、適用可能である。
【００１２】
穿刺針１１ａは、医師によって被検体Ｐのターゲット部位まで挿入される。入力装置１２は、トラックボール１２ａ、スイッチ１２ｂ、ボタン１２ｃ、タッチコマンドスクリーン１２ｄなどを有し、超音波診断装置１の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１００に対して受け付けた各種設定要求を転送する。例えば、トラックボール１２ａは、操作者が所望する位置にマーカを表示させるための操作を受付ける。
【００１３】
モニタ１３は、超音波診断装置１の操作者が入力装置１２を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示したり、装置本体１００において生成された３次元空間画像などを表示したりする。なお、３次元空間画像については、後述する。
【００１４】
位置情報取得装置１４は、超音波プローブ１１及び穿刺針１１ａの位置情報を取得する。具体的には、位置情報取得装置１４は、超音波プローブ１１及び穿刺針１１ａがどこに位置するかを示す位置情報を取得する。位置情報取得装置１４としては、例えば、磁気センサーや、赤外線センサー、光学センサー、カメラなどである。
【００１５】
装置本体１００は、超音波プローブ１１が受信した反射波に基づいて超音波画像を生成する装置であり、図１に示すように、送受信部１１０と、Ｂモード処理部１２０と、ドプラ処理部１３０と、画像生成部１４０と、画像メモリ１５０と、制御部１６０と、内部記憶部１７０と、インターフェース部１８０とを有する。
【００１６】
送受信部１１０は、トリガ発生回路、遅延回路およびパルサ回路などを有し、超音波プローブ１１に駆動信号を供給する。パルサ回路は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、遅延回路は、超音波プローブ１１から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルサ回路が発生する各レートパルスに対し与える。また、トリガ発生回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、遅延回路は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向を任意に調整する。
【００１７】
また、送受信部１１０は、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器などを有し、超音波プローブ１１が受信した反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。アンプ回路は、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行ない、Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換して受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与え、加算器は、Ａ／Ｄ変換器によって処理された反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。
【００１８】
このように、送受信部１１０は、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。なお、送受信部１１０は、後述する制御部１６０の制御により、遅延情報、送信周波数、送信駆動電圧、開口素子数などを瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更においては、瞬時に値を切り替えることが可能であるリニアアンプ型の発振回路、又は、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。また、送受信部１１０は、１フレームもしくはレートごとに、異なる波形を送信して受信することも可能である。
【００１９】
Ｂモード処理部１２０は、送受信部１１０からゲイン補正処理、Ａ／Ｄ変換処理および加算処理が行なわれた処理済み反射波信号である反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理などを行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。 
【００２０】
ドプラ処理部１３０は、送受信部１１０から受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワーなどの移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。
【００２１】
画像生成部１４０は、Ｂモード処理部１２０が生成したＢモードデータや、ドプラ処理部１３０が生成したドプラデータから、超音波画像を生成する。具体的には、画像生成部１４０は、超音波スキャンの走査線信号列を、テレビなどに代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）することで、Ｂモードデータやドプラデータから表示用の超音波画像（Ｂモード画像やドプラ画像）を生成する。また、画像生成部１４０は、３次元空間に２次元の医用画像を配置した３次元空間画像を生成する。なお、３次元空間画像については、後述する。
【００２２】
画像メモリ１５０は、画像生成部１４０によって生成された造影像や組織像などの画像データを記憶する。また、画像メモリ１５０は、後述する画像生成部１４０による処理結果を記憶する。さらに、画像メモリ１５０は、送受信部１１０を経た直後の出力信号（ＲＦ：Radio Frequency）や画像の輝度信号、種々の生データ、ネットワークを介して取得した画像データなどを必要に応じて記憶する。画像メモリ１５０が記憶する画像データのデータ形式は、後述する制御部１６０によりモニタ１３に表示されるビデオフォーマット変換後のデータ形式であっても、Ｂモード処理部１２０及びドプラ処理部１３０によって生成されたＲａｗデータである座標変換前のデータ形式でもよい。
【００２３】
制御部１６０は、超音波診断装置１における処理全体を制御する。具体的には、制御部１６０は、入力装置１２を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部１７０から読込んだ各種制御プログラムおよび各種設定情報に基づき、送受信部１１０、Ｂモード処理部１２０、ドプラ処理部１３０および画像生成部１４０の処理を制御したり、画像メモリ１５０が記憶する超音波画像などをモニタ１３にて表示するように制御したりする。
【００２４】
内部記憶部１７０は、超音波送受信、画像処理および表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見など）や、診断プロトコルなどの各種データを記憶する。さらに、内部記憶部１７０は、必要に応じて、画像メモリ１５０が記憶する画像の保管などにも使用される。
【００２５】
インターフェース部１８０は、入力装置１２、位置情報取得装置１４、ネットワークと装置本体１００との間での各種情報のやり取りを制御するインターフェースである。例えば、インターフェース部１８０は、制御部１６０に対する位置情報取得装置１４が取得した位置情報の転送を制御する。
【００２６】
以上、第１の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、以下、詳細に説明する位置情報取得装置１４、画像生成部１４０及び制御部１６０の処理により、穿刺針の空間的な位置を容易に把握することが可能となるように構成されている。
【００２７】
ここで、まず、専用のハードウェアを用いて穿刺針の視認性を向上させる技術について説明する。例えば、上述した技術においては、超音波プローブに穿刺針をガイドするための穿刺アダプタを装着して、装着した穿刺アダプタを用いて穿刺が行われる。ここで、穿刺アダプタを用いて穿刺を行う場合に、穿刺針の経路をガイドラインとして超音波画像に重畳させて表示することで、穿刺針の経路を医師に示す技術が知られている。
【００２８】
図２は、穿刺アダプタを用いてガイドラインを表示させた超音波画像の一例を示す図である。図２に示すように、穿刺アダプタを用いて穿刺を行う場合には、ガイドライン２１が、２次元の超音波画像に重畳されて表示される。医師は、表示されたガイドラインを参照して、穿刺針の位置を確認しながら穿刺を行う。例えば刺入先の組織が固いときに穿刺針がスキャン面の手前あるいは奥側へ逸れてしまう場合や、穿刺の手技に誤りがあったときに穿刺針がガイドライン上から外れて刺入されてしまう場合がある。かかる場合には、医師は、超音波画像上に重畳したガイドライン２１によっては穿刺針の位置を把握しがたくなってしまう。そこで、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、穿刺針の空間的な位置を容易に把握することが可能となるように構成されている。
【００２９】
以下、第１の実施形態に係る位置情報取得装置１４、画像生成部１４０及び制御部１６０の処理について、図３などを用いて詳細に説明する。図３は、第１の実施形態に係る位置情報取得装置１４、画像生成部１４０及び制御部１６０の構成の一例を説明するための図である。第１の実施形態に係る位置情報取得装置１４は、図３に示すように、トランスミッター１４ａと、位置センサー１４ｂと、位置センサー１４ｃと、信号処理装置１４ｄとを有し、図示しないインターフェース部１８０を介して制御部１６０に接続される。
【００３０】
トランスミッター１４ａは、任意の位置に配置され、自装置を中心として外側に向かって磁場を形成する。位置センサー１４ｂは、超音波プローブ１１の表面に装着され、トランスミッター１４ａによって形成された３次元の磁場を検出して、検出した磁場の情報を信号に変換して、信号処理装置１４ｄに出力する。位置センサー１４ｃは、穿刺針１１ａの先端に内蔵され、トランスミッター１４ａによって形成された３次元の磁場を検出して、検出した磁場の情報を信号に変換して、信号処理装置１４ｄに出力する。
【００３１】
信号処理装置１４ｄは、位置センサー１４ｂから受信した信号に基づいて、トランスミッター１４ａを原点とする空間における位置センサー１４ｂの座標及び向きを算出し、算出した座標及び向きを制御部１６０に出力する。また、信号処理装置１４ｄは、位置センサー１４ｃから受信した信号に基づいて、トランスミッター１４ａを原点とする空間における位置センサー１４ｃの座標及び向きを算出し、算出した座標を制御部１６０に出力する。なお、被検体Ｐの診断は、超音波プローブ１１に装着された位置センサー１４ｂと、穿刺針１１ａに内蔵された位置センサー１４ｃが、トランスミッター１４ａの磁場を正確に検出することが可能な磁場エリア内で行われる。
【００３２】
画像生成部１４０は、図３に示すように、３次元空間画像生成部１４１を有する。３次元空間画像生成部１４１は、２次元の超音波画像を３次元空間に配置した３次元空間画像を生成する。具体的には、３次元空間画像生成部１４１は、後述する制御部１６０の処理結果に基づいて、３次元空間に２次元の超音波画像を配置し、所定の視点から２次元の超音波画像が配置された３次元空間を投影した３次元空間画像を生成する。すなわち、３次元空間画像生成部１４１は、２次元の超音波画像そのものを３次元で示した３次元空間画像を生成する。なお、ここで用いられる２次元の超音波画像は、２次元データから生成されたものであってもよく、或いは、３次元データから生成された２次元画像（例えば、ＭＰＲ画像など）であってもよい。
【００３３】
図４Ａは、第１の実施形態に係る３次元空間画像生成部１４１による処理の第１の例を説明するための図である。例えば、３次元空間画像生成部１４１は、図４Ａに示すように、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸からなる３次元空間４１に２次元の超音波画像３１を配置する。そして、３次元空間画像生成部１４１は、所定の視点から３次元空間４１を投影した３次元空間画像を生成する。
【００３４】
また、３次元空間画像生成部１４１は、後述する制御部１６０の処理よって決定された穿刺針の位置に基づいて、３次元空間に穿刺針を示す穿刺針画像を配置し、所定の視点から穿刺針画像が配置された３次元空間を投影した３次元空間画像を生成する。ここで、穿刺針画像の配置は、実際に超音波が走査された位置と、実際の穿刺針との位置関係が反映されたものとなる。この点については、後に詳述する。
【００３５】
図４Ｂは、第１の実施形態に係る３次元空間画像生成部１４１による処理の第２の例を説明するための図である。例えば、３次元空間画像生成部１４１は、図４Ｂに示すように、３次元空間４１に穿刺針画像３２を配置する。このとき、３次元空間画像生成部１４１は、図４Ｂに示すように、穿刺針の先端を示す先端画像３３と、穿刺針の延長線を示す画像３４とを３次元空間４１に配置することが可能である。そして、３次元空間画像生成部１４１は、所定の視点から３次元空間４１を投影した３次元空間画像を生成する。
【００３６】
図３に戻って、制御部１６０は、座標変換部１６１と、重畳画像表示制御部１６２とを有し、図示しないバス又はインターフェース部１８０を介して、位置情報取得装置１４と接続される。
【００３７】
座標変換部１６１は、位置情報取得装置１４によって取得された情報を用いて、２次元の超音波画像と穿刺針１１ａとの位置関係を決定する。具体的には、座標変換部１６１は、まず、信号処理装置１４ｄから受付けたトランスミッター１４ａを原点とする空間における位置センサー１４ｂの座標及び向きを用いて、任意の３次元空間における２次元の超音波画像の座標を決定する。より具体的には、座標変換部１６１は、トランスミッター１４ａを原点とする３次元空間における２次元の超音波画像上の任意の点の座標を決定する。
【００３８】
そして、座標変換部１６１は、決定した２次元の超音波画像上の任意の点の座標と、信号処理装置１４ｄから受付けたトランスミッター１４ａを原点とする空間における位置センサー１４ｃの座標とから、２次元の超音波画像に対する位置センサー１４ｃの座標を算出する。すなわち、座標変換部１６１は、２次元の超音波画像に対する穿刺針１１ａの相対位置を算出する。
【００３９】
図５Ａは、第１の実施形態に係る座標変換部１６１による第１の処理の一例を説明するための図である。例えば、座標変換部１６１は、図５Ａに示すように、被検体Ｐに対して超音波プローブ１１を走査することによって取得される２次元の超音波画像３１上の点２２の座標（ｘ1,  ｙ1,  ｚ1）と同一座標上での、穿刺針１１ａの先端２３の座標（ｘ2,  ｙ2,  ｚ2）を算出する。そして、座標変換部１６１は、点２２の座標（ｘ1,  ｙ1,  ｚ1）及び先端２３の座標（ｘ2,  ｙ2,  ｚ2）の情報を３次元空間画像生成部１４１に出力する。すなわち、座標変換部１６１は、２次元の超音波画像３１に対する穿刺針１１ａの相対位置の情報を３次元空間画像生成部１４１に出力する。
【００４０】
３次元空間画像生成部１４１は、座標変換部１６１から受付けた２次元の超音波画像３１に対する穿刺針１１ａの相対位置の情報に基づいて、２次元の超音波画像を描出した３次元空間画像と、穿刺針画像を描出した３次元空間画像とを生成する。例えば、３次元空間画像生成部１４１は、２次元の超音波画像３１を図４Ａに示す３次元空間４１に配置した場合の３次元空間４１における穿刺針画像の座標を、点２２の座標（ｘ1,  ｙ1,  ｚ1）、穿刺針１１ａの先端２３の座標（ｘ2,  ｙ2,  ｚ2）及び穿刺針１１ａの向きを用いて算出する。そして、３次元空間画像生成部１４１は、算出した座標に基づいて、穿刺針画像３２を生成する。さらに、３次元空間画像生成部１４１は、穿刺針の先端画像３３と、延長線を示す画像３４とを生成する。そして、３次元空間画像生成部１４１は、生成した穿刺針画像３２、先端画像３３及び延長線３４を３次元空間４１に配置する。これにより、穿刺針画像の配置は、実際に超音波が走査された位置と、実際の穿刺針との位置関係が反映されたものとなる。
【００４１】
図３に戻って、座標変換部１６１は、さらに、３次元空間画像に対する各種処理が実行された場合に、３次元空間画像に描出された２次元の超音波画像又は穿刺針などの座標変換を行う。具体的には、座標変換部１６１は、３次元空間画像に描出された２次元の超音波画像又は穿刺針などに対する拡大処理、縮小処理、回転処理及び平行移動処理などに伴う座標変換を行う。
【００４２】
図５Ｂは、第１の実施形態に係る座標変換部１６１による第２の処理の一例を説明するための図である。図５Ｂにおいては、２次元の超音波画像に対する回転処理を行う場合の座標変換を模式的に示す。例えば、座標変換部１６１は、２次元の超音波画像３１を矢印２４の方向に回転させた場合に、超音波画像３１を構成する各点の座標を回転後の座標に変換する。一例を挙げると、座標変換部１６１は、点２５の座標を点２６の座標に変換する。ここで、座標変換部１６１は、例えば、線形変換、アフィン変換、ユークリット変換など任意の変換を行ことができる。そして、座標変換部１６１は、操作者の要求に応じて、実行した座標変換に関する情報（例えば、パラメータ）を内部記憶部１７０に格納しておき、適宜、読み出して、同一の座標変換を実行することができる。なお、読み出しのタイミングとしては、操作者からの読み出し要求を受付けた場合などが挙げられる。
【００４３】
図３に戻って、重畳画像表示制御部１６２は、３次元空間画像生成部１４１によって生成された３次元空間画像を重畳した重畳画像をモニタ１３に表示させる。具体的には、重畳画像表示制御部１６２は、２次元の超音波画像が描出された３次元空間画像に、穿刺針を示す画像である穿刺針画像、穿刺針の先端を示す先端画像又は穿刺針の延長線のうち少なくとも１つが描出された３次元空間画像を重畳した重畳画像をモニタ１３に表示させる。例えば、重畳画像表示制御部１６２は、２次元の超音波画像が描出された３次元空間画像と、穿刺針の先端を示す先端画像又は穿刺針の延長線のうち少なくとも１つが描出された３次元空間画像とを異なるレイヤーで表示することで、２つの３次元空間画像を重畳させる。
【００４４】
以下、重畳画像表示制御部１６２の制御によって表示される重畳画像の例を、図６Ａ〜図６Ｃを用いて説明する。図６Ａ〜図６Ｃは、第１の実施形態に係る重畳画像表示制御部１６２による処理の一例を示す図である。
【００４５】
例えば、重畳画像表示制御部１６２は、図６Ａに示すように、２次元の超音波画像３１が描出された３次元空間画像に、穿刺針画像３２、先端画像３３及び延長線３４が描出された３次元空間画像を重畳させた重畳画像をモニタ１３に表示させる。ここで、図６Ａにおいては、２次元の超音波画像３１が描出された３次元空間画像及び穿刺針画像３２、先端画像３３及び延長線３４が描出された３次元空間画像は、任意の座標変換が実行されたものである。
【００４６】
また、例えば、重畳画像表示制御部１６２は、図６Ｂに示すように、超音波画像３１を側面から見た重畳画像をモニタ１３に表示させる。かかる場合には、座標変換部１６１は、３次元空間に対する視線方向に超音波画像３１の側面がくるように、座標変換を行う。また、座標変換部１６１は、その際の穿刺針の先端の位置を決定する。そして、３次元空間画像生成部１４１は、座標変換部１６１によって決定された座標に２次元の超音波画像３１を配置した３次元空間画像と、穿刺針画像３２、先端画像３３及び延長線３４を配置した３次元空間画像とを生成する。
【００４７】
また、例えば、重畳画像表示制御部１６２は、図６Ｃに示すように、超音波画像３１を上部から見た重畳画像をモニタ１３に表示させる。かかる場合、座標変換部１６１及び３次元空間画像生成部１４１は、側面からの場合と同様の処理を実行する。上述した重畳画像の表示は、操作者によって任意に切り替えることが可能である。すなわち、入力装置１２を介して座標変換を実行させるための入力操作を受付けることにより、表示の切替えが可能である。
【００４８】
第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、図６Ａ〜図６Ｃに示すように、超音波画像と穿刺針との位置関係を３次元空間で表示することができる。したがって、医師は、図６Ａ〜図６Ｃに示すような重畳画像を参照することで、穿刺針の空間的な位置を容易に把握することが可能である。
【００４９】
第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、上述した以外にも種々の表示を行うことが可能である。以下、重畳画像の表示について、いくつかの例を挙げて説明する。まず、穿刺針１１ａを動かした場合の表示例について説明する。図７は、第１の実施形態に係る超音波プローブ１１の位置を基準にした場合の穿刺針１１ａの動きを示す図である。
【００５０】
例えば、図７の（Ａ）の矢印に示すように、穿刺針１１ａを示す穿刺針画像３２が超音波画像３１の方向に移動されると、重畳画像表示制御部１６２は、図７の（Ｂ）に示すように、超音波画像３１の位置は変化せずに穿刺針画像３２が移動する重畳画像を表示させる。かかる場合、位置情報取得装置１４が、移動後の穿刺針１１ａの位置を取得する。そして、座標変換部１６１が２次元の超音波画像３１に対する移動後の穿刺針１１ａの位置を決定する。３次元空間画像生成部１４１が、決定された穿刺針１１ａの位置に基づいて、穿刺針画像３２、先端３３及び延長線３４を３次元空間に配置して、３次元空間画像を生成する。そして、重畳画像表示制御部１６２が、超音波画像３１が描出された３次元空間画像に、新たに生成された３次元空間画像を重畳した重畳画像をモニタ１３に表示させる。
【００５１】
図８は、第１の実施形態に係る穿刺針１１ａの位置を基準にした場合の穿刺針１１ａの動きを示す図である。例えば、図８の（Ａ）に示す位置から穿刺針１１ａが矢印の方向に移動されると、重畳画像表示制御部１６２は、図８の（Ｂ）に示すように、穿刺針画像３２の位置は変化せずに超音波画像３１が移動する重畳画像を表示させる。かかる場合、位置情報取得装置１４が、移動後の穿刺針１１ａの位置を取得する。そして、座標変換部１６１が移動後の穿刺針１１ａに対する超音波画像３１の位置を決定する。３次元空間画像生成部１４１が、決定された超音波画像３１の位置に基づいて、超音波画像３１を３次元空間に配置して、３次元空間画像を生成する。そして、重畳画像表示制御部１６２が、新たに生成された３次元空間画像に、穿刺針画像３２などが描出された３次元空間画像を重畳した重畳画像をモニタ１３に表示させる。
【００５２】
次に、超音波プローブ１１の位置に応じて超音波画像の位置が変化する場合について説明する。図９は、第１の実施形態に係る超音波プローブ１１の位置に応じた超音波画像の位置の変化の一例を示す図である。例えば、超音波プローブ１１が移動すると、第１の実施形態に係る超音波診断装置１においては、図９に示すように、超音波画像３１の位置が変化した重畳画像を表示する。
【００５３】
かかる場合には、位置情報取得装置１４が、移動後の超音波プローブ１１の位置を取得する。そして、座標変換部１６１が、移動前の超音波プローブ１１の位置と移動後の超音波プローブ１１の位置とから超音波画像３１の座標変換を実行する。そして、３次元空間画像生成部１４１が、座標変換後の位置に超音波画像３１を配置して、３次元空間画像を生成する。そして、重畳画像表示制御部１６２が、新たに生成された３次元空間画像に、穿刺針画像３２などが描出された３次元空間画像を重畳した重畳画像をモニタ１３に表示させる。
【００５４】
次に、画像の回転軸について説明する。上述したように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、重畳画像を回転させることができるが、回転させる際の回転軸を種々変更することが可能である。図１０Ａ〜図１０Ｃは、第１の実施形態に係る回転軸の一例を示す図である。
【００５５】
例えば、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、図１０Ａに示すように、３次元空間を基準として重畳画像を回転させることができる。例えば、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、３次元空間の中心を回転軸として、重畳画像を回転させることができる。かかる場合には、座標変換部１６１は、超音波画像３１、穿刺針画像３２、先端画像３３及び延長線３４をそれぞれ３次元空間の中心を回転軸として回転させた際の座標変換を経時的に行う。
【００５６】
そして、３次元空間画像生成部１４１は、経時的に実行された座標変換それぞれについて、超音波画像３１を配置した３次元空間画像を生成する。同様に、３次元空間画像生成部１４１は、経時的に実行された座標変換それぞれについて、穿刺針画像３２、先端画像３３及び延長線３４を配置した３次元空間画像を生成する。すなわち、３次元空間画像生成部１４１は、経時的な３次元空間画像を生成する。そして、重畳画像表示制御部１６２は、経時的に生成された３次元空間画像を重畳した重畳画像を順次モニタ１３に表示させることで、重畳画像を回転させる。
【００５７】
また、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、例えば、図１０Ｂに示すように、超音波画像３１を基準として重畳画像を回転させることができる。例えば、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波画像３１の中心を回転軸として、重畳画像を回転させることができる。
【００５８】
さらに、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、例えば、図１０Ｃに示すように、先端画像３３を基準として重畳画像を回転させることができる。例えば、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、先端画像３３の中心を通過する垂線を回転軸として、重畳画像を回転させることができる。
【００５９】
次に、重畳画像にマーカを付与する例について説明する。具体的には、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波画像上、現時点の穿刺針の先端、３次元空間の任意の点、或いは、３次元空間画像を生成する際の投影面にマーカを付与させることが可能である。このマーカは、例えば、入力装置１２を介して操作者から受付けた位置や、予め決められた位置に付与される。
【００６０】
図１１は、第１の実施形態に係る超音波画像上のマーカを説明するための図である。例えば、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、図１１に示すように、超音波画像３１上にマーカ３５を付与させることができる。一例を挙げると、医師が、入力装置１２を介して超音波画像上の関心領域を指定する。かかる場合、３次元空間画像生成部１４１は、指定された位置にマーカ３５を配置して、３次元空間画像を生成する。そして、重畳画像表示制御部１６２は、生成された３次元空間画像を異なるレイヤーで表示させることで、重畳画像にさらに重畳させて、モニタ１３に表示させる。このように関心領域にマーカ３５を付与することで、例えば、医師は、マーカ３５に延長線３４を合わせて穿刺を行うことができる。すなわち、医師は、関心領域に対する穿刺を容易に行うことができる。
【００６１】
図１２は、第１の実施形態に係る穿刺針の先端のマーカを説明するための図である。例えば、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、図１２の（Ａ）に示すように、入力操作によってマーカの配置が指定された時点の穿刺針の先端の位置にマーカ３６を付与することができる。上述したように、マーカは、穿刺針とは異なるレイヤーで表示されているため、マーカ３６の位置は固定させることができる。すなわち、例えば、超音波診断装置１は、焼灼治療を行う位置に穿刺針の先端が到達した際にマーカを付与させることで、焼灼治療を行う位置を明瞭に示すことができる。そして、仮に、穿刺針が動いてしまったとしても、図１２の（Ｂ）に示すように、重畳画像を回転させることで、医師は、穿刺針画像３２がマーカ３６から離れていることを容易に認識することができる。そして、医師は、マーカ３６の位置に穿刺針画像３６を移動させるだけで、焼灼治療を行う位置に容易に穿刺針を戻すことが可能である。なお、マーカ３６を配置するタイミングは、入力操作によってマーカ３６の配置が直接指示されたタイミングでも構わないし、あるいは穿刺針が焼灼治療を行った場合に、焼灼治療を開始したタイミング、もしくは終了したタイミングでも構わない。またあるいは予め３次元空間中に指定した穿刺目標部位に穿刺針が到達したタイミングでマーカ３６を配置しても構わない。
【００６２】
また、第１の実施形態に係る超音波診断装置１においては、図１２の（Ｂ）に示すように、警告メッセージ「ＡＬＥＲＴ」を表示させることが可能である。かかる場合には、超音波診断装置１は、超音波画像や穿刺針画像などとは重ならない位置に警告メッセージ「ＡＬＥＲＴ」を表示させる。
【００６３】
ここまで、穿刺針が一本である場合について説明したが、第１の実施形態に係る超音波診断装置１においては、複数の穿刺針を表示させることが可能である。図１３は、第１の実施形態に係る穿刺針が複数ある場合の一例を示す図である。例えば、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、図１３に示すように、穿刺針画像３２に加えて、穿刺針画像３７及び穿刺針画像３８を同時表示させることができる。
【００６４】
かかる場合には、穿刺針１１ａと同様に、先端に位置センサーが内蔵された穿刺針を用いることで、位置情報取得装置１４は、それぞれの穿刺針の位置情報を取得することができる。そして、座標変換部１６１及び３次元空間画像生成部１４１の処理により各穿刺針画像が配置された３次元空間画像が生成される。そして、重畳画像表示制御部１６２は、生成された３次元空間画像を異なるレイヤーで表示させることで、穿刺針画像３７及び３８をさらに重畳させた重畳画像を表示させることができる。
【００６５】
ここで、上述した例では、１つの重畳画像を表示する場合について説明した。しかしながら、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、視点の異なる複数の重畳画像を同時に表示させることができる。図１４は、第１の実施形態にかかるモニタ１３による表示の一例を示す図である。例えば、超音波診断装置１は、多画面表示機能を有し、操作者から機能を起動させるための操作を受付けると、図１４に示すように、異なる座標変換を行った２つの重畳画像を同時表示する。したがって、医師は、これらの画像を参照することで、穿刺針の空間的な位置をより容易に把握することが可能である。
【００６６】
上述したように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、３次元空間に２次元の超音波画像を配置した３次元空間画像を生成する。ここで、３次元空間に配置される２次元の超音波画像は、どのような超音波プローブを用いてスキャンされたものであってもよい。例えば、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、メカ４Ｄプローブや２Ｄアレイプローブのスキャン領域を２次元に絞ってスキャンさせ、得られた２次元の超音波画像を３次元空間に配置した３次元空間画像を生成することも可能である。
【００６７】
かかる場合には、操作者が、メカ４Ｄプローブや２Ｄアレイプローブによってスキャン可能な３次元領域から任意の断面（２次元画像）をスキャンさせる。すなわち、被検体の体表に超音波プローブを当てた状態でプローブを動かすことなく、２次元のスキャン領域を自在に変更することが可能である。言い換えると、３次元空間画像に表示される２次元画像のスキャン位置を任意の位置に移動させることができる。これにより、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、従来の３次元でスキャンする場合と比較して、超音波画像のフレームレート（時間応答性）を向上させることが可能である。
【００６８】
次に、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の処理について説明する。なお、図１５においては、被検体Ｐの診断が、位置センサー１４ｂ及び位置センサー１４ｃが、トランスミッター１４ａの磁場を正確に検出することが可能な磁場エリア内で行われている場合の処理について示す。
【００６９】
図１５は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１による処理の手順を示すフローチャートである。図１５に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１においては、位置情報取得機能が起動されると（ステップＳ１０１肯定）、位置情報取得装置１４は、超音波プローブ１１及び穿刺針１１ａの位置情報を取得する（ステップＳ１０２）。
【００７０】
そして、座標変換部１６１は、座標変換を実行する（ステップＳ１０３）。具体的には、座標変換部１６１は、２次元の超音波画像の座標に対する穿刺針の座標を決定する。そして、座標変換部１６１は、超音波画像及び穿刺針を示す画像などの座標変換を実行する。
【００７１】
その後、３次元空間画像生成部１４１は、座標変換部１６１によって決定された座標に超音波画像を配置した３次元空間画像と、穿刺針を示す画像などを配置した３次元空間画像とそれぞれ生成する（ステップＳ１０４）。そして、重畳画像表示制御部１６２は、生成された３次元空間画像を重畳させた重畳画像をモニタ１３に表示させる（ステップＳ１０５）。
【００７２】
そして、座標変換部１６１は、座標変換に係る入力を受付けたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ここで、座標変換に係る入力を受付けた場合には（ステップＳ１０６肯定）、座標変換部１６１は、座標変換を実行する（ステップＳ１０３）。一方、座標変換に係る入力を受付けなかった場合には（ステップＳ１０６否定）、超音波診断装置１は、処理を終了する。
【００７３】
上述したように、第１の実施形態によれば、３次元空間画像生成部１４１は、３次元空間に２次元の医用画像を配置した３次元空間画像を生成する。そして、位置情報取得装置１４は、３次元空間における２次元の医用画像と医療デバイスとの３次元的な位置関係を取得する。重畳画像表示制御部１６２は、位置関係に基づいて、３次元空間画像に医療デバイスの位置を示す情報を重畳させた重畳画像をモニタにて表示させる。従って、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、２次元画像と穿刺針とを３次元空間に表示させることができ、穿刺針の空間的な位置を容易に把握することが可能となる。
【００７４】
また、第１の実施形態によれば、２次元の医用画像は、２次元的に収集されたデータ又は３次元的に収集されたデータを用いて生成される。従って、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、３次元的に収集されたデータ全てをボリュームデータとして表示する場合に比べグラフィック上のデータ処理量が少なくなる。更に２次元的にデータを収集した場合はスキャンそのものに掛かる時間が短くなる。そのため、リアルタイムで表示を行う際に、より速く処理を実行することができ、表示される画像の時間応答性が良くなるため、精度の高い穿刺を実行することが可能となる。
【００７５】
また、第１の実施形態によれば、重畳画像表示制御部１６２は、穿刺針の長手方向における延長線を示す情報を３次元空間画像に重畳させてモニタにて表示させる。従って、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、３次元空間内に穿刺針が見えていない場合であっても、穿刺針の経路を明示することが可能となる。
【００７６】
また、第１の実施形態によれば、重畳画像表示制御部１６２は、３次元空間、２次元の医用画像又は医療デバイスのいずれかを基準とした拡大表示、縮小表示、回転表示及び平行移動表示を実行する。従って、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、種々の座標変換ができ、操作者が所望する重畳画像を提供することが可能となる。
【００７７】
また、第１の実施形態によれば、重畳画像表示制御部１６２は、３次元空間における任意の基準位置に対する相対位置に２次元の医用画像及び医療デバイスを表示した重畳画像をモニタ１３にて表示させる。従って、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、操作者が所望する視点からの重畳画像を表示することが可能となる。
【００７８】
また、第１の実施形態によれば、位置情報取得装置１４は、超音波プローブ１１の位置情報を取得する。そして、重畳画像表示制御部１６２は、超音波プローブ１１の位置情報に応じて、当該超音波プローブによって収集されたデータに基づいて生成された２次元の医用画像の表示方向を変化させる。従って、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波プローブの動きに追従した画像を表示させることが可能となる。
【００７９】
また、第１の実施形態によれば、重畳画像表示制御部１６２は、予め設定された表示方向の情報に基づいて、２次元の医用画像の表示方向を変化させる。従って、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、高頻度で用いられる表示方向について、予め設定することが可能となる。
【００８０】
また、第１の実施形態によれば、入力装置１２は、２次元の医用画像における任意の位置、医療デバイスの現時点での位置、３次元空間における任意の位置及び２次元の医用画像を３次元空間に投影する際の投影面における任意の位置のうち、少なくとも１つを指定するための操作を受付ける。そして、重畳画像表示制御部１６２は、指定された位置を示すマーカを３次元空間に重畳した重畳画像をモニタ１３にて表示させる。従って、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、関心領域や穿刺針のずれなどをマーカで判定することが可能となる。
【００８１】
また、第１の実施形態によれば、重畳画像表示制御部１６２は、穿刺針の先端のマーカと延長線との距離が所定の閾値を超えた場合に、警告メッセージをモニタ１３にて表示する。従って、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、穿刺針のずれなどを即座に通知することが可能となる。
【００８２】
また、第１の実施形態によれば、画像メモリ１５０は、拡大表示、縮小表示、回転表示及び平行移動表示を実行した際の２次元の医用画像及び医療デバイスの座標の変化を記憶する。そして、重畳画像表示制御部１６２は、座標の変化に基づいて、２次元の医用画像及び穿刺針画像の拡大表示、縮小表示、回転表示及び平行移動表示を実行する。従って、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、操作者が所望する座標変換を容易に再現することが可能となる。
【００８３】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、２次元の超音波画像に対する穿刺針の位置を用いる場合について説明した。第２の実施形態では、被検体に対する超音波プローブ及び穿刺針の位置を用いる場合について説明する。
【００８４】
図１６は、第２の実施形態に係る位置情報取得装置１４、画像生成部１４０及び制御部１６０の構成の一例を説明するための図である。図１６に示すように、第２の実施形態に係る位置情報取得装置１４、画像生成部１４０及び制御部１６０においては、第１の実施形態と比較して、制御部１６０に位置特定部１６３を新たに有する点が異なる。以下、これを中心に説明する。
【００８５】
位置特定部１６３は、被検体Ｐに対する超音波プローブ１１及び穿刺針１１ａの位置を特定する。具体的には、位置特定部１６３は、信号処理装置１４ｄから入力された位置センサー１４ｂの位置と、トランスミッター１４ａの位置（座標）と、被検体Ｐの任意の部位の位置（座標）とを用いて、被検体Ｐに対する超音波プローブ１１の位置（座標）を特定する。また、位置特定部１６３は、信号処理装置１４ｄから入力された位置センサー１４ｃの位置と、トランスミッター１４ａの位置（座標）と、被検体Ｐの任意の部位の位置（座標）とを用いて、被検体Ｐに対する穿刺針１１ａの位置（座標）を特定する。
【００８６】
図１７は、第２の実施形態に係る位置特定部１６３の処理の一例を説明するための図である。例えば、位置特定部１６３は、図１７に示すように、位置センサー１４ｂの位置と、トランスミッター１４ａの位置と、被検体Ｐの剣状突起４０の位置とを用いて、剣状突起４０に対する位置センサー１４ｂの位置を算出する。そして、位置特定部１６３は、剣状突起４０に対する２次元の超音波画像の位置を特定する。
【００８７】
同様に、位置特定部１６３は、図１７に示すように、位置センサー１４ｃの位置と、トランスミッター１４ａの位置と、被検体Ｐの剣状突起４０の位置とを用いて、剣状突起４０に対する位置センサー１４ｃの位置（穿刺針の位置）を特定する。
【００８８】
すなわち、位置特定部１６３は、被検体の任意の部位を基準とした絶対座標上における２次元の超音波画像の座標と穿刺針の座標とを特定する。そして、位置特定部１６３は、特定した２次元の超音波画像の座標及び穿刺針の座標を座標変換部１６１に出力する。座標変換部１６１は、受付けた座標に基づいて、座標変換を行う。そして、３次元空間画像生成部１４１は、被検体を基準とした３次元空間に２次元の医用画像を配置した３次元空間画像を生成する。
【００８９】
上述した第２の実施形態によれば、３次元空間画像生成部１４１は、被検体を基準とした３次元空間に２次元の医用画像を配置した３次元空間画像を生成する。そして、位置特定部１６３は、被検体に対する医療デバイスの位置情報を取得する。重畳画像表示制御部１６２は、位置情報に基づいて、３次元空間画像に穿刺針の位置を示す情報を重畳させた重畳画像を所定の表示部にて表示させる。従って、第２の実施形態に係る超音波診断装置１は、種々の２次元画像の利用を容易にすることが可能となる。
【００９０】
（第３の実施形態）
さて、これまで第１及び第２の実施形態について説明したが、上述した第１及び第２の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
【００９１】
（１）表示対象物
上述した第１及び第２の実施形態では、２次元の超音波画像と、穿刺針とを表示する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば超音波画像と、カテーテル、内視鏡及びアイバスなどの他の医療デバイスとを表示する場合であってもよい。
【００９２】
また、２次元の医用画像は、超音波画像のみに限られず、ＣＴ画像やＭＲＩ画像などが用いられてもよい。かかる場合には、例えば、絶対座標を用いて、医用画像と医療デバイスとの位置関係を決定し、決定した位置関係に基づいて、座標変換、３次元空間画像の生成が実行される。
【００９３】
（２）医用画像診断装置
上述した第１及び第２の実施形態では、超音波診断装置が重畳画像を生成して表示する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、Ｘ線ＣＴ装置や、ＭＲＩ装置が重畳画像を生成して表示する場合であってもよい。これにより、種々の診断に用いることが可能となる。
【００９４】
（３）ガイドライン
上述した第１及び第２の実施形態では、穿刺針の延長線を表示する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、ガイドラインを表示する場合であってもよい。これにより、超音波診断装置１は、精度の高いガイドラインを超音波画像に重畳させることが可能となる。
【００９５】
以上述べた少なくともひとつの実施形態の超音波診断装置によれば、２次元画像と穿刺針とを３次元空間に表示させることができ、穿刺針の空間的な位置を容易に把握することが可能となる。
【００９６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９７】
１  超音波診断装置
１１ａ  穿刺針
１３  モニタ
１４  位置情報取得装置
１４ａ  トランスミッター
１４ｂ、１４ｃ  位置センサー
１４ｄ  信号処理装置
１４１  ３次元空間画像生成部
１６１  座標変換部
１６２  重畳画像表示制御部
１６３  位置特定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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