(57)【要約】【課題】検査セッションの間、プローブ位置と患者位置と操作者位置との組合せをトラッキングするための改善された方法と装置とを提供すること。【解決手段】超音波プローブを介して被検体を超音波走査することで超音波データを取得し、当該超音波データに基づいて超音波画像を生成し表示する超音波診断装置であって、光学的ユニットを用いて、前記超音波プローブの空間的情報及び前記被検体の空間的情報を検出する検出ユニットと、を具備するものである。【選択図】図１
2013192944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波プローブを介して被検体を超音波走査することで超音波データを取得し、当該超音波データに基づいて超音波画像を生成し表示する超音波診断装置であって、
電磁的或いは光学的ユニットを用いて、前記超音波プローブの空間的情報及び前記被検体の空間的情報を測定する測定ユニットと、
を具備することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記被検体に関する複数の第1の画像を記憶する記憶ユニットと、
前記超音波プローブの現在の空間的情報に基づいて、前記複数の第1の画像の中から選択された第1の画像上における前記超音波プローブの現在の位置を決定する決定ユニットと、
前記決定された前記超音波プローブの位置を示す情報と共に、前記選択された第1の画像を表示する画像表示ユニットと、
をさらに具備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３】
前記画像表示ユニットは、前記決定された前記超音波プローブの現在の位置を示す情報及び前記選択された第1の画像と共に、前記超音波プローブの現在の位置に対応する超音波画像を表示することを特徴とする請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記複数の第1の画像は、前記被検体の関心領域に関するＸ線ＣＴ画像、ＭＲＩ画像、超音波画像のいずれかであることを特徴とする請求項１又は２記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記複数の第1の画像は、二次元領域又は三次元領域に関する複数の画像、或いは二次元領域又は三次元領域に関し異なる時間において撮像された複数の画像であることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記選択された第1の画像は、前記超音波プローブの過去の位置を示す情報を含み、
前記画像表示ユニットは、前記選択された第1の画像上における前記超音波プローブの現在の位置を示す情報、前記超音波プローブの過去の位置を示す情報、前記選択された第1の画像を同時に表示すること、
を特徴とする請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記画像表示ユニットは、前記超音波プローブの過去の位置に対応する超音波画像をさらに表示することを特徴とする請求項６記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記決定ユニットは、前記超音波プローブが移動した場合には、移動前の前記超音波プローブの空間的情報と移動後の前記超音波プローブの空間的情報とに基づいて、前記複数の第1の画像の中から選択されつなぎ合わされた複数の第1の画像上において、少なくとも前記超音波プローブの移動後の位置を決定し、
前記画像表示ユニットは、前記決定された超音波プローブの移動後の位置と共に、前記選択されつなぎ合わされた複数の第1の画像上を表示すること、
を特徴とする請求項２乃至７のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記画像表示ユニットは、前記選択された第1の画像上における前記超音波プローブの移動前の位置を示す情報、前記超音波プローブの移動後の位置を示す情報、前記選択された第1の画像、前記超音波プローブの移動前の位置に対応する超音波画像、前記超音波プローブの移動後の位置に対応する超音波画像を表示することを特徴とする請求項８記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記画像表示ユニットは、前記選択された第1の画像上における前記超音波プローブの現在の位置は、前記選択された第1の画像上における前記超音波プローブのアイコンとして表示することを特徴とする請求項２乃至９のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記空間的情報は、絶対座標、相対座標、絶対移動距離、相対移動距離、角度、速度、加速度、及びこれらの変化、これらの任意の組合せのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記測定ユニットは、前記被検体の頭部又は眼球の空間的情報を測定することを特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
超音波プローブを介して被検体を超音波走査することで超音波データを取得し、当該超音波データに基づいて超音波画像を生成し表示する超音波診断装置に用いられるトラッキングシステムであって、
電磁的或いは光学的ユニットを用いて、前記超音波プローブの現在の空間的情報及び前記被検体の空間的情報を測定する測定ユニットと、
を具備することを特徴とするトラッキングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で説明される実施形態は、一般には、プローブ位置と患者位置と操作者位置との組合せをトラッキングするための超音波診断装置及び超音波診断装置に用いられるトラッキングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診療の分野では、超音波診断装置と操作者との間のユーザーインターフェースを向上させるためのいくつかの試みがなされてきた。一般に、超音波スキャナの操作者は、プローブを保持し、画像をスキャンするために、患者の上の関心領域の中にそれを設置する。
【０００３】
プローブ位置は、超音波診断装置の特定の目的のためにトラッキングされる。１つの例示的な目的は、相対的なプローブ位置に関して、２Ｄ画像および／または３Ｄ画像を空間的に登録することである。空間的に登録された画像は、超音波診断装置、または、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）および磁気共鳴撮影（ＭＲＩ）などのようなモーダリティベースの医療診断撮影システムを使用した、以前にスキャンされた画像またはライブ画像である。融合された画像またはスティッチングされた画像は、病気および／または治療の進行を監視するための経過観察において、診断上有用であり得る。
【０００４】
１つの先行技術の試みが、プローブ位置と共に２Ｄ超音波画像を登録するための複数の磁気センサーを提供している。比較的長い歴史にもかかわらず、磁気センサーは、部屋の中の金属対象物に起因して磁場感度は干渉されるので、超音波プローブをトラッキングするために幅広く受け入れられてはいない。別の理由は、磁場トランスデューサは、１つまたは複数のセンサーを収容するために、内部的または外部的のいずれかに変化させられなければならないということである。
【０００５】
別の先行技術の試みは、画像登録の光学システムを提供している。光学システムは、背の高いスタンドおよび大きいターゲットプローブ取り付け具の上のステレオ光学カメラを含む。機器のこれらの追加的な部品は、そのサイズおよびコストに起因して、超音波診断装置には実用的でない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の例示的な先行技術の試みを考慮して、検査セッションの間、プローブ位置と患者位置と操作者位置との組合せをトラッキングするための改善された超音波診断装置及び超音波診断装置に用いられるトラッキングシステム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】
【０００７】
一実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブを介して被検体を超音波走査することで超音波データを取得し、当該超音波データに基づいて超音波画像を生成し表示する超音波診断装置であって、光学的ユニットを用いて、前記超音波プローブの空間的情報及び前記被検体の空間的情報を検出する検出ユニットと、を具備するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明による超音波診断装置の実施形態を図示する概略図。
【図２Ａ】本発明による超音波診断装置の中のプローブトラッキングデバイスの第一実施形態を図示する略図。
【図２Ｂ】本発明による超音波診断装置の中のプローブトラッキングデバイスの第二実施形態を図示する略図。
【図２Ｃ】本発明による超音波診断装置の中のプローブトラッキングデバイスの第三実施形態を図示する略図。
【図３Ａ】表示ユニットの天板の上に搭載されているプローブトラッキングデバイスの第一実施形態を図示する略図。
【図３Ｂ】表示ユニットの天板の中に一体化されているプローブトラッキングデバイスの第二実施形態を図示する略図。
【図４】本実施形態に係る超音波診断装置及びこれに用いられるトラッキングシステムの中のプローブトラッキングデバイスの一実施形態の例示的な動作を図示する略図。
【図５】本実施形態に係る超音波診断装置及びこれに用いられるトラッキングシステムの中のプローブトラッキングデバイスの別の実施形態の例示的な動作を図示する略図。
【図６】本実施形態に係る超音波診断装置及びこれに用いられるトラッキングシステムの中でプローブをトラッキングする１つのプロセスに伴うステップを図示するフロー図。
【図７】プローブ位置をトラッキングし、本実施形態に係る超音波診断装置及びこれに用いられるトラッキングシステムの中の位置情報を利用する１つのプロセスに伴うステップを図示する略図。
【図８】本実施形態に係る超音波診断装置及びこれに用いられるトラッキングシステムの中でプローブと患者との組合せをトラッキングすることの例示的な表示を図示する略図。
【図９】本発明による画像表示システムの中で操作者位置のトラッキングの例示的な用途として３Ｄ画像表示を図示する略図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
一実施形態によれば、超音波診断装置は、画像生成ユニットと、計算ユニットと、修正画像生成ユニットと、プローブをトラッキングするためのプローブトラッキングユニットと、表示制御ユニットとを含む。画像生成ユニットは、超音波プローブから被検体の上に送信された超音波の反射波に基づいて、時系列的に複数の超音波画像を生成する。計算ユニットは、画像生成ユニットによって生成された超音波画像の中の、時系列的に連続する２つの超音波画像である第１の画像と第２の画像との間の局所的な領域の運動ベクトルを計算する。修正画像生成ユニットは、計算ユニットによって計算された運動ベクトルの中の超音波のスキャニングライン方向の成分に基づいて、第２の画像から、修正画像を生成する。表示制御ユニットは、特定の表示ユニットに、修正画像生成ユニットによって生成された修正画像を表示させるように制御を実行する。
【００１０】
超音波診断装置の例示的な実施形態を、図面を参照して以下に詳細に説明する。ここで図１を参照すると、概略図が、本実施形態に係る超音波診断装置を図示している。第一実施形態は、超音波プローブ１００と、モニタ１２０と、タッチ入力デバイス１３０と、トラッキングデバイス２００と、装置本体１０００とを含む。超音波プローブ１００の一実施形態は、複数の圧電振動子を含み、圧電振動子は、装置本体１０００の中に収納されている送信ユニット１１１から供給される駆動信号に基づいて超音波を発生させる。また、超音波プローブ１００は、被検体Ｐｔから反射波を受信し、それを電気信号へ変換する。そのうえ、超音波プローブ１００は、圧電振動子に設けられたマッチング層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を回避するバッキング材とを含む。
【００１１】
超音波プローブ１００から被検体Ｐｔへ超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐｔの内部身体組織の中の音響インピーダンスの不連続プレーンによって連続的に反射され、また、超音波プローブ１００の圧電振動子によって、反射波信号として受信される。受信された反射波信号の振幅は、超音波を反射する不連続プレーンの音響インピーダンスの差に依存する。例えば、送信された超音波パルスが、移動する血流または心臓壁の表面によって反射されると、反射波信号は、周波数偏差の影響を受ける。すなわち、ドプラ効果に起因して、反射波信号は、移動する対象物の、超音波が伝わる方向の速度成分に依存する。
【００１２】
装置本体１０００は、最終的に、超音波画像を表す信号を発生させる。装置本体１０００は、プローブ１００から患者の中の関心領域へ向けた超音波の送信と、超音波プローブ１００における反射波の受信とを制御する。装置本体１０００は、送信ユニット１１１と、受信ユニット１１２と、Ｂモード処理ユニット１１３と、ドプラ処理ユニット１１４と、画像処理ユニット１１５と、画像メモリ１１６と、制御ユニット１１７と、内部記憶ユニット１１８とを含み、それらの全てが、内部バスを介して接続されている。また、装置本体１０００は、随意的に、カラー処理ユニットも含む。
【００１３】
送信ユニット１１１は、トリガ発生回路と、遅延回路と、パルサ回路などを含み、駆動信号を超音波プローブ１００へ供給する。パルサ回路は、特定のレート周波数の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させる。遅延回路は、圧電振動子のそれぞれを利用するために、パルサ回路からのレートパルスの中の遅延時間を制御し、超音波プローブ１００からの超音波をビームへ集中させて、送信指向性を決定するようになっている。トリガ発生回路は、レートパルスに基づいて、駆動信号（駆動パルス）を超音波プローブ１００に適用する。
【００１４】
受信ユニット１１２は、増幅回路と、アナログディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータと、加算器などを含み、超音波プローブ１００で受信された反射波信号について様々な処理を実行することによって、反射波データを生成する。増幅回路は、反射波信号を増幅させることによってゲイン補正を実行する。Ａ／Ｄコンバータは、ゲイン補正された反射波信号を、アナログフォーマットからディジタルフォーマットに変換し、受信指向性を決定するのに必要とされる遅延時間を提供する。加算器は、Ａ／Ｄコンバータからのディジタル変換された反射波信号を加算することによって、反射波データを生成する。加算処理を通して、加算器は、反射波信号の受信指向性に従って、方向から反射成分を強調する。上述の方法では、送信ユニット１１１および受信ユニット１１２は、それぞれ、超音波送信の間に送信指向性を制御し、超音波受信の間に受信指向性を制御する。
【００１５】
装置本体１０００は、Ｂモード処理ユニット１１３とドプラ処理ユニット１１４とをさらに含む。Ｂモード処理ユニット１１３は、受信ユニット１１２から反射波データを受信し、対数増幅を実行し、包絡線検波処理などを行い、輝度によって信号強度を表すためにＢモードデータを生成するようになっている。ドプラ処理ユニット１１４は、受信ユニット１１２から受信された反射波データからの速度情報について、周波数分析を実行する。ドプラ処理ユニット１１４は、血流、組織、および造影剤エコーの成分をドプラ効果によって取り出す。ドプラ処理ユニット１１４は、多数のポイントに対する平均速度、分布、および出力などの、移動する対象物の情報について、ドプラデータを発生させる。
【００１６】
装置本体１０００は、超音波画像データの画像処理に関する追加的なユニットをさらに含む。画像処理ユニット１１５は、Ｂモード処理ユニット１１３からのＢモードデータから、または、ドプラ処理ユニット１１４からのドプラデータから、超音波画像を発生させる。具体的には、画像処理ユニット１１５は、ＢモードデータからＢモード画像を、そして、ドプラデータからドプラ画像を、それぞれ発生させる。そのうえ、画像処理ユニット１１５は、超音波スキャンのスキャニングライン信号シーケンスを、テレビフォーマットなどのような所定のビデオフォーマットに変換またはスキャン変換する。画像処理ユニット１１５は、最終的に、表示デバイスのために、Ｂモード画像またはドプラ画像などのような超音波表示画像を発生させる。画像メモリ１１６は、画像処理ユニット１１５によって発生させられた超音波画像データを記憶する。
【００１７】
制御ユニット１１７は、超音波診断装置の中の全体的な処理を制御する。具体的には、制御ユニット１１７は、操作者によって入力デバイスを介して入力された様々な設定要求に基づいて、送信ユニット１１１と、受信ユニット１１２と、Ｂモード処理ユニット１１３と、ドプラ処理ユニット１１４と、画像処理ユニット１１５との中の処理を制御し、プログラムと、内部記憶ユニット１１８から読み出された設定情報とを制御する。例えば、制御プログラムは、超音波と、処理画像データを送信および受信し、画像データを表示するための命令の、特定のプログラムされたシーケンスを実行する。設定情報は、患者ＩＤおよび医師見解などのような診断情報と、診断プロトコルと、他の情報とを含む。そのうえ、内部記憶ユニット１１８は、随意的に、画像メモリ１１６の中に記憶された画像を記憶するために使用される。内部記憶ユニット１１８の中に記憶された特定のデータは、随意的に、インターフェース回路を介して、外部周辺デバイスに伝達される。最後に、制御ユニット１１７は、画像メモリ１１６の中に記憶されている超音波画像を表示するために、モニタ１２０も制御する。
【００１８】
複数の入力デバイスが、本実施形態に係る超音波診断装置の中に存在する。モニタまたは表示ユニット１２０は、一般的に、上述のような超音波画像を表示するが、表示ユニット１２０の特定の実施形態は、追加的に、単独で、または、超音波診断装置の第一実施形態のためのシステムユーザーインターフェースのための他の入力デバイスと組み合わせられて、タッチパネルなどの入力デバイスとしての機能を果たす。表示ユニット１２０は、超音波診断装置の操作者が入力デバイス１３０と組み合わせて様々な設定要求を入力するためのグラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）を提供する。入力デバイス１３０は、マウスと、キーボードと、ボタンと、パネルスイッチと、タッチコマンドスクリーンと、フットスイッチと、トラックボールなどを含む。表示ユニット１２０と入力デバイス１３０との組合せは、随意的に、超音波診断装置の操作者からの所定の設定要求と操作コマンドとを受信する。次いで、表示ユニット１２０と入力デバイス１３０との組合せは、受信された設定要求および／またはコマンドのそれぞれが装置本体１０００へ送られるように、信号または命令を発生させる。例えば、要求は、マウスとモニタとを使用して、これから起こるスキャンセッションの間の関心領域を設定するようになされる。別の例では、操作者は、処理実行スイッチを介して、画像処理ユニット１１５によって画像の上で実行されるよう、画像処理の開始および終了を特定する。
【００１９】
さらに図１を参照すると、本実施形態に係る超音波診断装置の中の複数の入力デバイスは、追加的に、トラッキングデバイス２００を含む。トラッキングデバイス２００の一実施形態は、超音波診断装置の中のプローブ１００の位置データまたは情報を送るために、所定の有線接続またはワイヤレス接続を介して装置本体１０００に接続されている。例えば、プローブ位置データは、所定の領域または空間に対する、または所定の領域または空間の中の、プローブ１００の絶対的または相対的な位置情報の少なくとも所定のセットを含む。しかし、プローブ位置データは、位置データに限定されず、随意的に、所定の座標に関するプローブの角度などのような他の情報を含む。さらに、トラッキングデバイス２００は、所定の領域または空間に対する、または所定の領域または空間の中の、プローブ１００と、患者と、操作者との任意の組合せの位置情報を取得する。
【００２０】
トラッキングデバイス２００の第一実施形態は、プローブに向かって放出された放出電磁放射線とプローブから反射された反射電磁放射線とに基づいて、プローブの少なくとも距離と角度とを測定するための空間測定デバイス（すなわち、電磁的測定デバイス或いは光学的測定デバイス）、および、放出電磁放射線と反射電磁放射線とに基づいて、空間の中のプローブの距離と角度との変化を決定するための、空間測定デバイスに接続された処理デバイスなどのような他のデバイスを含む。
【００２１】
トラッキングデバイス２００の第二実施形態は、超音波診断装置に対して所定の空間の中の、プローブと操作者と患者との任意の組合せを識別し、位置決めするために、赤外線（ＩＲ）深度センサーと、光学カメラと、加速度計と、ジャイロスコープと、マイクロフォンとの任意の組合せを含む。例えば、マイクロフォンは、音声分析に基づいて、患者および／または操作者を識別するために利用されることが可能である。また、マイクロフォンは、音声分析に基づいて、マイクロフォンの位置に対する患者および／または操作者の近似方向を決定するために利用されることも可能である。別の例では、加速度計とジャイロスコープとの組合せが、随意的に、移動、角度、および／または方向の変化の量を決定するために、プローブの上に搭載されている。ＩＲ深度センサーおよび光学カメラなどのような他の例示的なセンサーが、随意的に、プローブ、操作者、および患者などのような所定の対象物の移動の量を検出するために使用される。
【００２２】
本実施形態に係る超音波診断装置では、トラッキングデバイス２００は、排他的な方法で上述の機能を実行することに必ずしも限定されるとは限らない。他の実施形態に係る超音波診断装置では、トラッキングデバイス２００は、プローブ１００の位置データと角度データとの決定を含む上述の機能を達成するために、画像処理ユニット１１５および制御ユニット１１７などのような他のデバイスと一緒に機能する。
【００２３】
ここで図２Ａを参照すると、略図は、本超音波診断装置の中のトラッキングデバイス２００Ａの一実施形態を図示している。トラッキングデバイス２００Ａは、一般的に、プローブ１００の画像を獲得するために、カメラまたは画像光学センサー２０２を含む。トラッキングデバイス２００Ａは、随意的に、自動焦点ユニットおよび光源などのような他のユニットを含む。トラッキングデバイス２００Ａの中の上記センサーは、単独で、または、他のセンサーと組み合わせられて、プローブ１００の形状、深度、および／または移動を検出し、プローブ１００の空間的情報（絶対座標、相対座標、絶対移動距離、相対移動距離、角度、速度、加速度、及びこれらの変化、これらの任意の組合せを含む。）またはデータの所定のセットを発生させるようになっている。上記のセンサーは、単に説明のためのものであり、本実施形態によるトラッキングデバイス２００Ａは、プローブ１００を検出するためのセンサーまたはセンシングモードの特定のセットに限定されない。検出を促進するために、プローブ１００は、随意的に、プローブ１００が可視的に強調されるように、所定の方法で印を付けられたり、色を付けられたりしている。
【００２４】
ここで図２Ｂを参照すると、略図は、本実施形態による超音波診断装置の中のトラッキングデバイス２００Ｂの別の実施形態を図示している。トラッキングデバイス２００Ｂは、赤外線（ＩＲ）光源２０４と、ＩＲ光センサー２０６などのような特定のセンサーとを含む。赤外線（ＩＲ）光源２０４は、プローブ１００に向かって赤外線を放出し、一方、ＩＲ光センサー２０６は、プローブ１００から反射された赤外線を受信する。トラッキングデバイス２００Ｂの図示された実施形態は、ＩＲ光源２０４およびＩＲ光センサー２０６について、分離された位置を有しているが、その位置は、同一であることも可能である。さらに、また、赤外線範囲は、限定されず、随意的に、電磁放射線のＩＲ範囲の外側である。トラッキングデバイス２００Ｂの中の上記のセンサーは、単独で、または、他のセンサーと組み合わせられて、プローブ１００の形状、深度、および／または移動を検出し、位置データおよび角度データなどのような情報またはデータの所定のセットを発生させるようになっている。上記のセンサーは、単に説明のためのものであり、本実施形態によるトラッキングデバイス２００Ｂは、プローブ１００を検出するためのセンサーまたはセンシングモードの特定のセットに限定されない。
【００２５】
ここで図２Ｃを参照すると、略図は、本実施形態による超音波診断装置の中のトラッキングデバイス２００Ｃのさらに別の実施形態を図示している。トラッキングデバイス２００Ｃは、プローブ１００の画像を獲得するために、カメラまたは画像光学センサー２０２を含む。また、トラッキングデバイス２００Ｃは、赤外線（ＩＲ）光源２０４と、ＩＲ光センサー２０６などのような特定のセンサーとを含む。赤外線（ＩＲ）光源２０４は、プローブ１００に向かって赤外線を放出し、一方、ＩＲ光センサー２０６は、プローブ１００から反射された赤外線を受信する。トラッキングデバイス２００Ｃの図示された実施形態は、ＩＲ光源２０４およびＩＲ光センサー２０６について、分離された位置を有しているが、その位置は、同一であることも可能である。さらに、また、赤外線範囲は、限定されず、随意的に、電磁放射線のＩＲ範囲の外側である。トラッキングデバイス２００Ｃの中の上記の多数のセンサーは、単独で、または、他のセンサーと組み合わせられて、プローブ１００の形状、深度、および／または移動を検出し、位置データおよび角度データなどのような情報またはデータの所定のセットを発生させるようになっている。上述の例示的な実施形態では、トラッキングデバイス２００Ｃは、不可視な電磁放射線を放出および受信し、一方、それは、可視的な光範囲を使用して、画像も獲得する。上記のセンサーは、単に説明のためのものであり、本実施形態によるトラッキングデバイス２００Ｃは、プローブ１００を検出するためのセンサーまたはセンシングモードの特定のセットに限定されない。
【００２６】
上述の実施形態は、単に、超音波診断撮影システムの中のプローブをトラッキングする本実施形態概念の説明のためのものである。一般に、センサーの分解能が、複数のセンサーによって、まだ満たされていないと仮定すれば、プローブトラッキングデバイスが有する上述のセンサーの数が大きくなるほど、プローブトラッキングデバイスは、より正確な所定の情報を発生させる。さらに、情報の精度は、センサーの分解能に依存する。
【００２７】
ここで図３Ａと図３Ｂとを参照すると、トラッキングデバイス２００が、本実施形態に係る超音波診断装置の中で様々な態様で実施されている。図３Ａは、トラッキングデバイス２００−１の第一実施形態を図示しており、トラッキングデバイス２００−１は、表示ユニット１２０−１の天板の上に搭載されている。搭載は、表示ユニット１２０−１の天板の上に限定されず、表示ユニット１２０−１の任意の他の表面、または本実施形態に係る超音波診断装置の中または外側の他のユニットまたはデバイスの任意の他の表面までもが含まれる。実施に応じて、トラッキングデバイス２００−１は、随意的に、既存の超音波診断装置システムの中に改造された態様で、表示ユニット１２０−１の上に搭載される。トラッキングデバイス２００−１の一実施形態は、ＩＲ光と深度画像検出器とを含む。
【００２８】
図３Ｂは、トラッキングデバイス２００−２の第二実施形態を図示しており、トラッキングデバイス２００−２は、点線で表されているように、表示ユニット１２０−２の天板部分の中に一体化されている。一体化は、表示ユニット１２０−２の天板部分に限定されず、表示ユニット１２０−２の任意の他の部分、または本実施形態に係る超音波診断装置の中の他のユニットまたはデバイスの任意の他の部分までもが含まれる。トラッキングデバイス２００−２の一実施形態は、ＩＲ光と深度画像検出器とを含む。
【００２９】
図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃに関して既に説明されたように、プローブトラッキングデバイスの一実施形態は、分離されたユニットであり、表示ユニットなどのような既存のデバイスの近くの所定の位置に近接して設置されている。設置は、表示ユニットの側部に限定されず、任意の他の位置、または本実施形態による超音波診断装置の中または外側の他のユニットまたはデバイスまでもが含まれる。実施に応じて、プローブトラッキングデバイスは、随意的に、表示ユニットの近くに、または、既存の超音波診断装置システムの中に改造された態様で組み込まれた他のデバイスの近くに設置される。
【００３０】
ここで図４を参照すると、略図は、本実施形態に係る超音波診断装置及びこれに用いられるトラッキングシステムの中のプローブトラッキングデバイスの一実施形態の例示的な動作を図示している。例えば、操作者ＯＰが、超音波画像をスキャンするためにプローブ１００を保持している間、トラッキングデバイス２００は、位置ＡにおいてＥ１として表されているように、所定の範囲の電磁放射線または光をプローブ１００に向かって放出する。単一のレイＥｌだけが図示されているが、トラッキングデバイス２００は、一般的に、静止した所定の位置から特定の幅広い方向へレイの群を放出する。所定の範囲の電磁放射線は、可視的な範囲と不可視な範囲の両方を含み、特定の狭い範囲に限定されない。トラッキングデバイス２００から放出された電磁放射線がプローブ１００に到達すると、放出された電磁放射線は、プローブ１００の表面で反射される。
【００３１】
プローブ１００は、位置ＡからＲ１として表されているように、放出された光を、トラッキングデバイス２００に向かって反射して戻す。トラッキングデバイス２００は、反射された電磁放射線を受信する。トラッキングデバイス２００は、放出された電磁放射線と反射された電磁放射線とに基づいて、所定の空間の中の、プローブ１００の距離および角度の変化を決定する。最後に、トラッキングデバイス２００は、超音波診断装置の中の変化を出力する。１つの例では、表示ユニットが、変化を表示する。別の例では、超音波診断装置は、さらに説明されるように、以前に記憶された画像をスティッチングするなどのような特定の用途に対して、プローブ位置の変化を使用する。
【００３２】
この例では、プローブ１００は、矢印および点線によって表されているように、静止していないと仮定されている。すなわち、プローブ１００は、位置Ａから位置Ｂを経由して位置Ｃへ移動する。プローブ１００が、１つの位置から別の位置へ移動すると、トラッキングデバイス２００は、所定の範囲の電磁放射線をプローブ１００に向かって繰り返し放出し、プローブ１００から反射された電磁放射線を受信することによって、プローブ１００の位置と角度とを連続的に監視する。位置Ｂにおいて、トラッキングデバイス２００は、プローブ１００へおよびプローブ１００から点線で表されているように、電磁放射線のレイＥ２およびＲ２を、それぞれ放出および受信する。同様に、位置Ｃにおいて、トラッキングデバイス２００は、プローブ１００へおよびプローブ１００から点線で表されているように、電磁放射線のレイＥ３およびＲ３を、それぞれ放出および受信する。トラッキングデバイス２００が、移動するプローブ１００を監視すると、トラッキングデバイス２００は、放出された電磁放射線のレイＥｌ、Ｅ２、Ｅ３と、反射された電磁放射線のレイＲ１、Ｒ２、Ｒ３とに基づいて、所定の空間の中の、プローブ１００の距離および角度の変化を決定する。
【００３３】
効率的および正確な動作の監視を有するために、電磁放射線が、プローブから反射される。プローブ１００の反射表面は任意の特定の表面に限定されないが、プローブ１００の一実施形態は、随意的に、特定の周波数範囲の光を反射するのに適切な所定の被膜を有するように製造される。別の実施形態では、プローブ１００は、随意的に、コーティング表面の代わりに、所定の反射体要素を有するように製造される。
【００３４】
ここで図５を参照すると、略図は、超音波診断装置及びこれに用いられるトラッキングシステムの中のプローブトラッキングデバイスの一実施形態の例示的な動作を図示している。例えば、操作者ＯＰが、超音波画像をスキャンするためにプローブ１００を保持している間、トラッキングデバイス２００−１は、位置ＡにおいてＥ１として表されているように、所定の範囲の電磁放射線または光をプローブ１００に向かって放出する。単一のレイＥｌだけが図示されているが、トラッキングデバイス２００−１は、一般的に、特定の幅広い方向へ複数のレイを放出する。所定の範囲の電磁放射線は、可視的な範囲と不可視な範囲の両方を含み、特定の範囲に限定されない。
【００３５】
上記の例示的な例では、プローブ１００は、矢印および点線によって表されているように、静止していないと仮定されている。すなわち、プローブ１００は、位置Ａから位置Ｂを経由して位置Ｃへ移動する。プローブ１００が、１つの位置から別の位置へ移動すると、トラッキングデバイス２００−１は、所定の範囲の電磁放射線をプローブ１００に向かって繰り返し放出し、プローブ１００から反射された電磁放射線を受信することによって、プローブ１００の位置と角度とを連続的に監視する。同時に、第２のトラッキングデバイス２００−２も、所定の範囲の電磁放射線をプローブ１００に向かって繰り返し放出し、プローブ１００から反射された電磁放射線を受信することによって、プローブ１００の位置と角度とを連続的に監視する。トラッキングデバイス２００−１は、位置Ｄに位置決めされており、一方、トラッキングデバイス２００−２は、プローブ１００を監視する進路の外側を通る位置Ｅに位置決めされている。
【００３６】
超音波診断装置及びこれに用いられるトラッキングシステムの上記の例示的な実施形態では、複数のプローブトラッキングデバイスが、所定の空間の中の、プローブ１００の位置変化および／または角度変化を同時に監視する。すなわち、プローブ１００が位置Ａにあるとき、位置Ｄにあるトラッキングデバイス２００−１が、単独で、プローブ１００へおよびプローブ１００から点線で表されているように、電磁放射線のレイＥ１およびＲ１を、それぞれ放出および受信する。プローブ１００が位置Ｂにあるとき、プローブトラッキングデバイス２００−１と２００−２の両方が、電磁放射線のレイＥ１’およびＥ２をそれぞれ放出する。また、プローブ１００が位置Ｂにあるとき、プローブトラッキングデバイス２００−１および２００−２は、電磁放射線のレイＲ１’およびＲ２をそれぞれ受信する。他方では、プローブ１００が位置Ｃにあるとき、位置Ｅにあるトラッキングデバイス２００−２は、単独で、プローブ１００へおよびプローブ１００から点線で表されているように、電磁放射線のレイＥ３およびＲ３を、それぞれ放出および受信する。
【００３７】
さらに図５を参照すると、プローブトラッキングデバイス２００−１および２００−２が、移動するプローブ１００を監視すると、プローブトラッキングデバイス２００−１および２００−２は、共同で、放出された電磁放射線のレイＥｌ、Ｅ１’、Ｅ２、Ｅ３と、反射された電磁放射線のレイＲ１、Ｒ１’、Ｒ２、Ｒ３とに基づいて、所定の空間の中の、プローブ１００の距離および角度の変化を決定する。上記の例示的な実施形態では、プローブトラッキングデバイス２００−１および２００−２は、それぞれ位置Ｄおよび位置Ｅに固定された態様で位置決めされていると仮定されている。別の実施形態では、プローブ１００ならびにプローブトラッキングデバイス２００−１および２００−２の任意の組合せは、随意的に、所定の空間の中の、プローブ１００の位置および／または角度を監視する進路の間を移動する。さらに、プローブ１００、トラッキングデバイス２００−１、またはトラッキングデバイス２００−２の移動は、必ずしも、協調的または同期的であるとは限らない。
【００３８】
代替的な実施形態では、単一のプローブトラッキングデバイスが、空間的に分離された複数のセンサーを収納しており、移動するプローブ１００を監視し、電磁放射線のレイに基づいて、所定の空間の中の、プローブ１００の距離および角度の変化を決定する。
【００３９】
図４および図５に関して、電磁放射線の使用は、特定の範囲に限定されず、少なくとも赤外線放射線および／または可視的な放射線を含む。図４および図５の中の略図は、明示的に図示していないが、電磁放射線の使用は、本実施形態に従って、移動と角度とを検知するための複数のハードウェアとソフトウェアとを必要とする。可視光が使用されるとき、トラッキングデバイス２００の一実施形態は、少なくとも２つの空間的に分離されたカメラによって獲得された画像に基づいて深度寸法を推定するために、立体光学センサーなどのような所定のセンサーを含む。可視光の場合、周囲環境において十分な量の可視光が利用可能であれば、電磁放射線は、必ずしも、特定の線源から放出されるとは限らない。
【００４０】
さらに図４と図５とを参照すると、トラッキングデバイス２００の他の実施形態では、追加的な技術が使用される。一実施形態では、深度寸法を推定するために、赤外線が、所定の光符号化技術と共に使用される。観察されたボリュームは、赤外線によって符号化され、所定の単一のＣＭＯＳ深度画像センサーは、観察されたボリュームから、符号化された光を検出する。さらに、「飛行時間」技術が、随意的に、画像のそれぞれのポイントに対して、カメラと被検体との間の光信号の飛行時間を測定するための３Ｄカメラまたは飛行時間型カメラに基づいて深度を得るために、別の実施形態で使用される。飛行時間型カメラは、スキャニングＬＩＤＡＲシステムなどのようなものにおいてレーザービームを用いてポイント毎になされるのとは対照的に、全体画像が、それぞれのレーザーまたは光パルスを用いて獲得されるスキャナレスのＬｉｇｈｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ（ＬＩＤＡＲ）の種類である。光パルスは、紫外線、可視光、または近赤外線を含む。プローブトラッキングを実行するために、上述の技術の任意の組合せが、本実施形態による超音波診断装置及びこれに用いられるトラッキングシステムとの関連で、所定の空間の中のまたは所定の空間に対する、プローブの深度、移動、および／または角度を決定するために実施される。
【００４１】
図４および図５は、例として、トラッキングデバイス２００が、プローブ１００の移動を監視および決定するということを図示している。トラッキングデバイス２００は、プローブ１００の移動の追跡に限定されず、随意的に、同時的な方法で複数の所定の対象物を監視するのに使用される。一実施形態では、トラッキングデバイス２００は、プローブ１００と、プローブが設置されている患者と、上述されたように所定のセットのセンサーを使用してプローブ１００を患者の上に設置する操作者との任意の組合せの移動を監視する。この点で、トラッキングデバイス２００の一実施形態は、所定の対象物に対して、連続的な方法で、多数のセットの相対的または絶対的な位置データと角度データとを提供する。
【００４２】
ここで図６を参照すると、フロー図は、本実施形態に係る超音波診断装置及びこれに用いられるトラッキングシステムの中でプローブをトラッキングする１つのプロセスに伴うステップを図示している。フロー図は、例示的で一般的なものであり、本実施形態の特定のプローブトラッキングプロセスに限定されない。これらの理由により、電磁放射線（ＥＭＲ）は、電磁スペクトルの少なくとも可視光範囲と赤外線範囲とを含むように利用される。他方では、本実施形態によるプローブトラッキングプロセスは、電磁スペクトルの特定の範囲、および／または、センサーの特定の組合せを使用することに限定されない。ステップＳ１００において、１つまたは複数の所定の範囲のＥＭＲが、所定の位置から、トラッキングすべきプローブに向かって放出される。可視的な範囲が利用されるとすれば、プローブがトラッキングされる所定の空間の中で利用可能な十分な量の可視光が存在しないということでなければ、それは、必ずしも、特定の線源から放出されるとは限らない。この点で、可視光が周囲環境から利用可能であれば、放出するステップＳ１００は、随意的に、ＥＭＲを提供することに等しい。
【００４３】
ステップＳ２００において、プローブから実質的に反射されたＥＭＲは、本プロセスの一実施形態の中で受信される。別の実施形態では、ＥＭＲは、プローブによって部分的に吸収される可能性があるが、ＥＭＲは、依然としてプローブから部分的に反射され、また、ステップＳ２００において受信もされる。したがって、１つまたは複数の所定の範囲のＥＭＲが、所定の検出器またはセンサーによって、トラッキングすべきプローブから受信される。可視的な範囲が利用されるとすれば、画像が、光学カメラによって獲得される。他方では、所定のレーザービームが使用されるとすれば、ＬＩＤＡＲカメラが、レーザーデータを獲得する。いずれにしても、いくらかの反射されたＥＭＲが、ステップＳ２００において、ステップＳ１００の放出する位置に対する所定の位置において受信される。本プロセスの一実施形態では、受信された位置および放出する位置は実質的に同一である。本プロセスの別の実施形態では、受信された位置および放出する位置は、実質的に異なっている。この点で、ステップＳ１００とステップＳ２００との間の放出と受信との中に実質的な遅延が存在する可能性がある。
【００４４】
ステップＳ１００およびステップＳ２００は、本実施形態に従って、様々な態様で実行される。例えば、放出するステップおよび受信するステップＳ１００およびＳ２００は、本プロセスの一実施形態においてプローブが移動しているとき、自動的に作動され、連続的に実行される。本プロセスの別の実施形態では、プローブが静止している間に、ステップＳ１００およびステップＳ２００が実行される。本プロセスのさらに別の実施形態では、ステップＳ１００およびステップＳ２００は、手動で作動され実行される。
【００４５】
ステップＳ３００において、プローブの空間情報は、ステップＳ１００において放出されたＥＭＲ、ステップＳ２００において受信されたＥＭＲに従って決定される。本プロセスの一実施形態では、ステップＳ１００において放出されたＥＭＲは可視的であり、ステップＳ２００において受信されたＥＭＲは、プローブの画像である。ステップＳ３００は、上記の可視的なＥＭＲの実施形態において、画像に基づいてプローブの空間情報を決定する。他方では、本プロセスの別の実施形態では、ステップＳ１００において放出されたＥＭＲは赤外線であり、ステップＳ２００において受信されたＥＭＲは、プローブの赤外線ＥＭＲデータである。ステップＳ３００は、上記の赤外線ＥＭＲの実施形態において、赤外線ＥＭＲデータに基づいて、プローブの空間情報を決定する。さらに別の実施形態では、ＥＭＲの可視的な範囲と赤外線範囲の両方が利用され、ステップＳ３００は、画像と赤外線ＥＭＲデータとの組合せに基づいて、プローブの空間情報を決定する。いずれにしても、空間情報は、絶対座標と、相対移動距離と、速度と、加速度と、所定の空間の中のプローブの角度変化との任意の組合せを含む。
【００４６】
ステップＳ３００において空間情報を決定した後、空間情報が、本実施形態に係る超音波診断装置及びこれに用いられるトラッキングシステムの中でプローブをトラッキングする本プロセスのステップＳ４００において出力される。本プロセスの一実施形態では、出力するステップＳ４００は、データを表示することを伴う。例えば、表示されるデータは、以前に記憶されたデータに基づき、プローブに対する空間情報の変化に対応する、２Ｄ画像、３Ｄ画像および４Ｄ画像のうちの１つである。別の例示的な表示されるデータは、以前に記憶された複数の３Ｄボリュームから一緒にスティッチングされた３Ｄボリュームである。さらに別の例示的な表示されるデータは、以前に記憶された複数の２Ｄ画像から一緒にスティッチングされた３Ｄボリュームである。追加的な例示的な表示される画像は、本実施形態のプロセスに従って、トラッキングのために監視されたプローブによって得られた撮影データに基づく画像である。
【００４７】
さらに図６を参照すると、上述のステップＳ１００からステップＳ４００までが、本プロセスの一実施形態において、ステップＳ５００において所定の条件が実現されるまで繰り返される。例えば、本プロセスの一実施形態において、ステップＳ５００においてプローブが移動していると決定されている間に、ステップＳ１００からステップＳ４００までが、自動的に作動され、連続的に実行される。本プロセスの別の実施形態では、ステップＳ１００からステップＳ４００までが、ステップＳ５００において手動で停止される。
【００４８】
ここで図７を参照すると、略図は、プローブ位置をトラッキングし、本実施形態による超音波診断装置及びこれに用いられるトラッキングシステムの中の位置情報を利用する、１つのプロセスに伴うステップを図示している。例示的なプロセスでは、プローブＰＢが、超音波撮影のための関心領域をスキャンするために、患者の身体表面の上を、第１の位置ｉから第２の位置ｉｉを通って第３の位置ｉｉｉへ移動させられる。プローブＰＢが進行すると、図６のフロー図の中で図示されているような上述のプロセスは、プローブＰＢに関して検出されるような電磁放射線に基づいて、方向および／または角度についてプローブ移動の量を決定する。
【００４９】
図６のフロー図の中で図示されているような上述のプロセスによって決定されたようなプローブトラッキング情報に基づいて、以前に記憶された画像のセットが、記憶デバイスＳＴから選択される。以前に記憶された画像は、プローブＰＢによって現在スキャンされた関心領域であって、一般的に超音波撮影よりも高い分解能を提供するＸ線ベースのコンピュータ断層撮影（ＣＴ）および磁気共鳴撮影（ＭＲＩ）などのようなモダリティの、実施形態に係る超音波診断装置及びこれに用いられるトラッキングシステムによって一般的に得られた関心領域を含む。高分解能画像の対応するセットが、矢印で示されているようなプローブトラッキング情報に基づいて、表示するために記憶デバイスＳＴから選択される。例えば、プローブＰＢが、第１の位置ｉから第２の位置ｉｉを通って第３の位置ｉｉｉへ進行すると、対応する画像Ａ、Ｂ、およびＣが、所定の態様で、モニタＤＰの上に随意的に表示される。画像Ａ、Ｂ、およびＣは、一実施モードでは、リアルタイムに連続的に表示され、一方、別の実施モードでは、それらは、一緒にスティッチングされることが可能である。以前に記憶された画像は、異なるモダリティに限定されず、また、随意的に超音波画像も含む。
【００５０】
さらに図７を参照すると、表示されるデータは、様々な以前に記憶された画像データから発生させられた他の画像を追加的に含む。例えば、表示される画像は、以前に記憶されたデータに基づき、プローブに対する空間情報の変化に対応する、２Ｄ画像、３Ｄ画像像および４Ｄ画像のうちの１つである。別の例示的な表示される画像は、以前に記憶された複数の３Ｄボリュームから一緒にスティッチングされた３Ｄボリュームである。さらに別の例示的な表示されるデータは、以前に記憶された複数の２Ｄ画像から一緒にスティッチングされた３Ｄボリュームである。追加的な例示的な表示される画像は、本実施形態のプロセスに従って、トラッキングのために監視されたプローブによって得られた撮影データに基づく画像である。
【００５１】
ここで図８を参照すると、略図は、本実施形態による超音波診断装置の中でプローブと患者との組合せをトラッキングすることの例示的な表示を図示している。この例示的な表示では、患者は、あおむけに横になっており、脚および腕は、患者画像ＰｔＢｄｙに示されているように広げられている。患者画像ＰｔＢｄｙは、所定のカメラまたは３Ｄキャプチャーデバイスによって獲得され、記憶される。同様に、患者の臓器画像ＰｔＯｒｇは、従来のＸ線、磁気共鳴撮影（ＭＲＩ）、またはコンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナによって、以前に獲得されている。１つの例示的な表示では、患者の臓器画像ＰｔＯｒｇは、患者画像ＰｔＢｄｙの上に重畳されている。身体画像と内部臓器画像は、両方とも、例示的な表示の中で広範囲に及ぶが、画像のいずれかまたは両方は、随意的に、表示のために、身体のより小さな部分または（１つまたは複数の）臓器に局所化される。特定の実施では、上記の画像は、随意的にズームされる。
【００５２】
例示的なプロセスでは、プローブＰＢは、超音波撮影のために関心領域をスキャンするために、患者の身体表面の上の現在のプローブ位置ｉへ移動させられる。プローブＰＢの現在の位置ｉが、患者身体ＰｔＢｄｙに対して決定されており、超音波画像Ａが、現在のプローブ位置ｉにおいて表示されている。現在の位置ｉが変化すると、操作者が随意的に画像Ａをフリーズさせなければ、超音波画像Ａも変化する。操作者が、特定の関心臓器について、所望の超音波画像を決定した後、関連の位置情報が、将来の使用のために、確定された位置Ｉにおいてスキャンされた超音波画像と共に記憶される。その後、超音波画像が、様々な目的のために、正確に、以前に確定されたプローブ位置Ｉにおいてスキャンされる。例えば、年代順にスキャンされた画像が比較され、正確に同一の位置において臓器のがん治療の効果が決定される。超音波画像Ｂが、所定の治療の前に、以前にスキャンされた画像であるとすれば、画像Ａと画像Ｂとの比較は、治療の効果を決定するのに効果的である。
【００５３】
さらに図８を参照すると、上記の例において効果的な比較を有するためには、超音波画像ＡおよびＢは、同じ臓器の正確に同一な位置において、スキャンされなければならない。上記の識別作業を促進するために、操作者は、本実施形態による超音波診断装置の視覚的支援によって、以前に確定されたプローブ位置Ｉを識別するために、患者身体ＰｔＢｄｙにわたってプローブＰＢを移動させる。例えば、所定のアイコンが、患者身体ＰｔＢｄｙの画像の上に現在のプローブ位置ｉを表し、以前に確定された位置Ｉを識別しようとしている操作者に視覚的フィードバックを提供しており、また、以前に確定された位置Ｉも、別の所定のアイコンによって表されている。プローブＰＢが移動すると、図６のフロー図に図示されているような上述のプロセスは、プローブＰＢから反射されるような電磁放射線に基づいて、方向および／または角度についてプローブ移動の量を決定する。また、検出されたプローブ移動に基づいて、現在のプローブ位置ｉの表示アイコンは、患者の身体画像ＰｔＢｄｙに対して決定される。位置アイコンがマッチングすると、追加的な視覚的フィードバックが、プローブＰＢの角度と以前に確定された角度とをマッチングするために、とりわけ随意的に提供される。
【００５４】
上述の視覚的支援がなければ、以前に確定された位置Ｉを識別するために、操作者は、スキャンされた超音波画像の解剖学的ランドマークだけに頼ることになる。他方では、特定の治療の経過にわたって、ランドマークは、関心領域の視覚的変化に起因して不明瞭になる可能性がある。本実施形態の例示的なプロセスによれば、以前に確定された位置Ｉは、解剖学的知識に頼ることがなくても、患者ＰｔＢｄｙに対するプローブＰＢ位置に基づく上述の視覚的支援に基づいて確認される。
【００５５】
上述のプロセスによって決定されたプローブトラッキング情報に基づいて、以前に記憶された画像のセットが、記憶デバイスＳＴから選択される。以前に記憶された画像は、プローブＰＢによって現在スキャンされた関心領域であって、一般的に超音波撮影よりも高い分解能を提供するＸ線ベースのコンピュータ断層撮影（ＣＴ）および磁気共鳴撮影（ＭＲＩ）などのようなモダリティの、実施形態に係る超音波診断装置及びこれに用いられるトラッキングシステムによって一般的に得られた関心領域を含む。高分解能画像の対応するセットが、プローブトラッキング情報に基づいて、表示するために記憶デバイスＳＴから選択される。さらに、表示されるデータは、様々な以前に記憶された画像データから発生させられた他の画像を追加的に含む。例えば、表示される画像は、以前に記憶されたデータに基づき、プローブに対する空間情報の変化に対応する、２Ｄ画像、３Ｄ画像および４Ｄ画像のうちの１つである。別の例示的な表示される画像は、以前に記憶された複数の３Ｄボリュームから一緒にスティッチングされた３Ｄボリュームである。さらに別の例示的な表示されるデータは、以前に記憶された複数の２Ｄ画像から一緒にスティッチングされた３Ｄボリュームである。追加的な例示的な表示される画像は、本実施形態のプロセスに従って、トラッキングのために監視されたプローブによって得られた撮影データに基づく画像である。
【００５６】
図９は、本実施形態による画像表示システムの中で、操作者位置のトラッキングの例示的な用途として、３Ｄ画像表示を図示する略図である。例えば、トラッキングデバイス２００は、所定の空間の中で、表示モニタ１２０のような所定の基準または対象物に対する操作者の頭部および／または目の位置をトラッキングする。操作者が、その頭部を、第１の位置Ａから第２の位置Ｂへ移動させると、目の位置も、モニタ１２０に対して変化させられる。モニタ１２０が３Ｄ画像を表示する場合、深度認識が、操作者の右視野および左視野の中の画像の差によって実現されるとすれば、モニタ１２０は、操作者の目の位置が変化するのにつれて、操作者の右視野および左視野の中の画像を更新しなければならない。これを達成するために、トラッキングデバイス２００は、深度認識を正しく維持するために、操作者の全身移動だけでなく、目および／または頭部の位置もトラッキングする。上記の画像表示システムは、実施形態に係る超音波診断装置及びこれに用いられるトラッキングシステムに関して図示されているが、本実施形態によれば、上記の画像表示システムは、特定の撮影モダリティに限定されない。
【００５７】
さらに図９を参照すると、上述の操作者トラッキングは、随意的に、追加的な技術を必要とする。１つの例示的な技術は、操作者の目の位置を正確にトラッキングする顔認識である。また、顔認識技術は、随意的に、多数の操作者の同一性をトラッキングし続けるために組み合わせられる。高価な撮影プローブの窃盗は、医療施設にとって重大な問題である。（１つまたは複数の）プローブが盗まれたとき、光学カメラ、ＩＲカメラ、およびマイクロフォンは、出来事を記録することが可能であるので、それは、その機器を取り戻す可能性を高めることが可能である。患者および操作者のプライバシーを保護するために、セキュリティー監視は、常に稼働させておくべきでなくとも、例えばプローブが取り外されたなどの、ある出来事によって、トリガされるべきである。
【００５８】
特定の実施形態が説明されてきたが、これらの実施形態は、例示のためだけに表されており、本発明の範囲を限定することが意図されているのではない。その代わり、本明細書で説明されている新規の方法およびシステムは、様々な他の形式で具現化されることが可能である。さらに、本明細書で説明されている方法およびシステムの形式の様々な省略、代用、および変更が、本発明の精神から逸脱することなくなされることが可能である。添付の特許請求の範囲およびその均等物は、本発明の範囲に該当するものとしてそのような形式または修正例をカバーすることを意図している。
【００５９】
さらに、上記の実施形態は、デバイス、装置、および方法などの例に関して説明されている。本発明を実行する別の実施形態は、超音波プローブと操作者と患者との所定の組合せをトラッキングするためのプログラムなどのような、超音波システムのためのコンピュータソフトウェアであって、それが記憶される記録媒体を形成するコンピュータの中に搭載されるコンピュータソフトウェアを含む。
【符号の説明】
【００６０】
１００…超音波プローブ、１１１…送信ユニット、１１２…受信ユニット、１１３…Ｂモード処理ユニット、１１４…ドプラ処理ユニット、１１５…画像処理ユニット、１１６…画像メモリ、１１７…制御ユニット、１１８…内部記憶ユニット、１２０…モニタ、１３０…タッチ入力デバイス、２００…トラッキングデバイス、１０００…装置本体
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【図９】
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