(57)【要約】【課題】  ドプラ波形などの超音波画像を取得する手技をより簡便に行う。【解決手段】  実施形態によれば、スキャン領域を設定する入力手段と、前記設定されたスキャン領域へ超音波を送信し、その反射波を受信することによりエコー信号を得る超音波プローブと、前記エコー信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像取得手段と、前記超音波プローブの位置に基づいて定まるプローブ位置情報を検出する位置情報検出手段と、所定の時刻における前記プローブ位置情報を、基準位置情報として記憶する記憶手段と、前記位置情報検出手段が検出したプローブ位置情報と、前記基準位置情報とに基づいて、前記スキャン領域の位置を変更するスキャン領域制御手段と、前記スキャン位置及び前記超音波画像を表示する表示手段とを有する。【選択図】  図４
2013078396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキャン領域を設定する入力手段と、
前記設定されたスキャン領域へ超音波を送信し、その反射波を受信することによりエコ
ー信号を得る超音波プローブと、
前記エコー信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像取得手段と、
前記超音波プローブの位置に基づいて定まるプローブ位置情報を検出する位置情報検出
手段と、
所定の時刻における前記プローブ位置情報を、基準位置情報として記憶する記憶手段と
、
前記位置情報検出手段が検出したプローブ位置情報と、前記基準位置情報とに基づいて
、前記スキャン領域の位置を変更するスキャン領域制御手段と、
前記スキャン位置及び前記超音波画像を表示する表示手段と
を有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記超音波画像取得手段は、前記超音波画像としてドプラ波形を生成するものであって
、
前記入力手段は、前記表示手段に表示されたサンプルゲートの位置を変更することによ
り、前記スキャン領域の位置を設定する
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】
前記記憶手段は、
前記入力手段が前記スキャン領域の位置を設定したときの前記プローブ位置情報、ある
いは前記超音波画像取得手段が前記超音波画像の生成を開始するときの前記プローブ位置
情報を前記基準位置情報として記憶する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記超音波プローブが超音波を送信する対象物に関する位置情報を対象物位置情報とし
て検出する対象物位置情報検出手段を更に備え、
前記記憶手段は、前記所定の時刻における前記プローブ位置情報と、前記対象物位置情
報とに基づいて基準位置情報を記憶し、
前記スキャン領域制御手段は、前記位置情報検出手段が検出したプローブ位置情報と、
前記対象物位置情報検出手段が検出した前記対象物位置情報と、前記基準位置情報とに基
づいて、前記スキャン領域の位置を変更する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記記憶部は、前記スキャン領域の位置を変更する範囲である変更範囲を記憶するもの
であって、
前記スキャン領域制御手段は、前記プローブ位置情報と前記位置情報とに基づいて変更
する前記スキャン領域の位置が前記変更範囲に含まれる場合は前記スキャン領域の位置の
変更を行い、前記変更範囲に含まれない場合は前記表示手段に前記超音波プローブの移動
を促す表示を行う
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
コンピュータに、
スキャン領域を設定する入力機能と、
超音波プローブを用いて前記設定されたスキャン領域へ超音波を送信し、その反射波を
受信することによりエコー信号を得る送受信機能と、
前記エコー信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像取得機能と、
前記超音波プローブの位置に基づいて定まるプローブ位置情報を検出する位置情報検出
機能と、
所定の時刻における前記プローブ位置情報を、基準位置情報として記憶する記憶機能と
、
前記位置情報検出機能が検出したプローブ位置情報と、前記基準位置情報とに基づいて
、前記スキャン領域の位置を変更するスキャン領域制御機能と、
前記スキャン位置及び前記超音波画像を表示する表示機能と
を機能させることを特徴とする超音波診断装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、超音波画像を用いて診断を行う超音波診断装置、及び超音波診断装置の制御
プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された超音波振動子から超音波を被験体に対
して送信し、被検体内で生じた超音波（以下、単にエコー信号と記載する）を超音波振動
子で受信して、エコー信号に基づく超音波画像を生成する装置である。
【０００３】
近年、被検体の任意の位置における血流速度を計測する方法として、ドプラスペクトラ
ム法が普及している。このドプラスペクトラム法では、被検体の同一部位に対して一定間
隔で複数回の超音波送受波を行い、血球などの移動反射体において反射した超音波からド
プラ信号を検出する。そして、このドプラ信号にスペクトル解析を施すことにより、ドプ
ラ波形（ドプラスペクトラムの時間変化をグラフ化した画像データ）を生成する。このド
プラ波形の時間変化から、例えば任意の位置の血流速度の最大流速や平均流速といった血
流に関する情報を計測することができる（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２４０１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
先述したような超音波診断装置を用いてドプラスペクトラム法を用いた計測を行う場合
の、手技の流れについて述べる。まず操作者は被検体の計測部位へ向けて超音波を送受信
する超音波プローブを当接させる。超音波診断装置はBモード送受信を行い、計測部位周
辺のBモード画像を取得し表示する。操作者は超音波のスキャン範囲中に正しく計測部位
が含まれていることをBモード画像により確認すると、Bモード送受信を停止してBモード
画像の更新を停止させたフリーズ表示に切り替える。更に操作者はフリーズ表示したBモ
ード画像中にサンプルゲートと呼ばれるマーカを配置し、ドプラスペクトラムを計測する
部位を指定する。例えばサンプルゲートは、図２に示されるようなパルスドプラ計測の方
向を示す長い直線と、計測部位を指定する短い直線の組によって示される。
【０００６】
操作者がBモード画像中にサンプルゲートを指定すると、超音波診断装置はサンプルゲ
ートによって指定された計測部位に向けてドプラ送受信を行い、計測部位から反射された
ドプラ信号を収集する。超音波診断装置は収集されたドプラ信号にスペクトル解析を施し
てドプラ波形を生成し、Bモード画像と並べてドプラ波形を表示する。操作者は表示され
たドプラ波形が所望の値になっていることを確認すると、ドプラ送受信を停止させてドプ
ラ波形の更新を停止されたフリーズ表示に切り替える。更に操作者はフリーズ表示したド
プラ波形に対し、計測値取得用のマーカを配置する。超音波診断装置は配置されたマーカ
の位置に基づいて、例えば流速の最大値と最小値の比率などの指標値を計測し表示する。
操作者は表示した指標値に基づいて、計測部位に関連する疾患の有無などを判断すること
ができる。
【０００７】
以上の一連の手技において、操作者は超音波プローブを被検体に対して固定した状態で
Bモード画像をフリーズ表示した以降の操作を行わなければならない。超音波プローブあ
るいは被検体が移動してしまった場合にはサンプルゲートによって設定した計測部位と計
測を行う部位との位置関係がずれてしまい、所望の部位からのドプラ信号が得られないた
めである。しかし、操作者が超音波診断装置を操作する際に生じる体の動きや、被検体自
身の呼吸などが原因で生じる体動により、超音波プローブと被検体との位置関係を固定し
続けるのは難しく、また位置関係がずれてしまった場合であっても、画面上に表示される
フリーズ表示したBモード画像とサンプルゲートからでは操作者がずれを検知できないと
いう課題があった。
【０００８】
そこで本願においては、ドプラ波形などの超音波画像を取得する手技をより簡便に行う
ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため実施形態の超音波診断装置においては、スキャン領域を設定す
る入力手段と、前記設定されたスキャン領域へ超音波を送信し、その反射波を受信するこ
とによりエコー信号を得る超音波プローブと、前記エコー信号に基づいて超音波画像を生
成する超音波画像取得手段と、前記超音波プローブの位置に基づいて定まるプローブ位置
情報を検出する位置情報検出手段と、所定の時刻における前記プローブ位置情報を、基準
位置情報として記憶する記憶手段と、前記位置情報検出手段が検出したプローブ位置情報
と、前記基準位置情報とに基づいて、前記スキャン領域の位置を変更するスキャン領域制
御手段と、前記スキャン位置及び前記超音波画像を表示する表示手段とを有する。
【００１０】
また、上記課題を解決するための実施形態の超音波診断装置の制御プログラムにおいて
は、コンピュータに、スキャン領域を設定する入力機能と、超音波プローブを用いて前記
設定されたスキャン領域へ超音波を送信し、その反射波を受信することによりエコー信号
を得る送受信機能と、前記エコー信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像取得機
能と、前記超音波プローブの位置に基づいて定まるプローブ位置情報を検出する位置情報
検出機能と、所定の時刻における前記プローブ位置情報を、基準位置情報として記憶する
記憶機能と、前記位置情報検出機能が検出したプローブ位置情報と、前記基準位置情報と
に基づいて、前記スキャン領域の位置を変更するスキャン領域制御機能と、前記スキャン
位置及び前記超音波画像を表示する表示機能とを機能させる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る超音波診断装置の内部構成を示すブロック図。
【図２】実施形態に係る、サンプルゲートにより指定した計測位置のドプラ波形を示す図。
【図３】実施形態に係る、Mモード画像の取得位置をマーカ指定を示す図。
【図４】実施形態に係る、超音波プローブの移動あるいは被検体の体動によりスキャン面がずれる様子を示す図。
【図５】実施形態に係る、超音波プローブの移動によってずれたサンプルゲート位置を補正する動作を示す図。
【図６】実施形態に係る、被検体の体動によってずれたサンプルゲート位置を補正する動作を示す図。
【図７】実施形態に係る、サンプルゲート位置を補正する際の画面表示を示す図。
【図８】実施形態に係る、再撮影指示の画面表示を示す図。
【図９】実施形態に係る、サンプルゲート位置の補正処理を示すフローチャート。
【図１０】実施形態に係る、サンプルゲート位置と撮像範囲とを補正する動作を示す図。
【図１１】実施形態に係る、２Dアレイ型の超音波プローブにおいてサンプルゲートによりドプラ計測位置を指定する動作を示す図。
【図１２】実施形態に係る、２Dアレイ型の超音波プローブにおいてサンプルゲート位置と撮像範囲とを補正する動作を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、各実施形態に係る
超音波診断装置１の構成を示したブロック図である。超音波診断装置１は、システム制御
部１０、入力部２１、表示部２３、ECG検出部２４、超音波プローブ３０、及び基準磁場
発生器４１、被検体位置センサ４２をそれぞれ組み合わせることにより構成される。なお
、本発明における超音波診断装置１の構成はこれに限られるものではなく、適宣構成要素
を追加しても構わないし、超音波診断装置１の構成要素の幾つかを省略して、超音波診断
装置１の外部に接続した装置が省略された構成要素の役割を果たすものであっても構わな
い。また例えば超音波プローブ３０や超音波画像生成部１５、ドプラ波形処理部１６、送
受信部１７、Ｂモード処理部１８、及びドプラ処理部１９といった超音波画像の生成に用
いる構成要素を超音波診断装置１の外部に接続した超音波画像取得装置に行わせる構成と
しても構わない。あるいは本実施形態に述べる位置情報の対応付け機能を実行するための
プログラムを任意のコンピュータにインストールして実行することで、コンピュータを実
質的に超音波診断装置１として動作させるものであっても構わない。なお、本実施形態に
おいては後述するドプラ波形、Ｂモード画像、カラードプラ画像、投影画像、断層画像、
及びＭモード画像などの、超音波診断装置１に表示される臨床画像を総称して超音波画像
と記載する。
【００１３】
超音波プローブ３０はシステム制御部１０に接続される。超音波プローブ３０は超音波
振動子３１を内蔵し、送受信部１７から出力された駆動信号に基づいて超音波振動子３１
を駆動する。また、超音波プローブ３０はプローブプローブ位置センサ３２を内蔵し、プ
ローブ位置センサ３２は後述する基準磁場発生器４１から出力される基準磁場に基づいて
超音波プローブ３０の位置情報を検出し、位置情報検出部１３へと出力する。
【００１４】
超音波振動子３１は、送受信部１７を介して入力された駆動信号に基づいて超音波を発
生し、また被検体から反射された超音波を受信して電気信号へ変換する。超音波振動子３
１は超音波を受信することにより生じた電気信号（以下、単にエコー信号と記載する）を
送受信部１７へと出力する。また、本実施形態における超音波振動子３１は、リニア形、
コンベックス形、セクタ形などの2次元平面をスキャンする種々の形状によって構成され
ていても構わないし、あるいはメカ４Ｄプローブ（機械式３次元プローブ）あるいは２Ｄ
アレイプローブ（マトリクスアレイプローブ）などの3次元空間をスキャンする種々の形
状により構成されるものであっても構わない。
【００１５】
プローブ位置センサ３２は超音波プローブ３０に取り付けられ、超音波プローブ３０の
位置情報を検出するセンサである。プローブ位置センサ３２は例えば複数のコイルを３つ
のそれぞれ直交する平面上に配置し、各コイルに電流を検出する電流計を接続することに
より構成される。コイルは後述する基準磁場発生器４１から発生する基準磁場が入力され
ると電磁誘導により電流を発し、電流計がこの電流値を検出する。プローブ位置センサ３
２は３つの平面に対応するコイルから出力された電流値の大きさを位置情報検出部１３へ
と出力する。後述する位置情報検出部１３はこの電流値の大きさや、電流値の変異を比較
することにより、基準磁場発生器４１から発生した基準磁場中心に対するプローブ位置セ
ンサ３２の相対的な位置を算出する。また、プローブ位置センサ３２は異なる位置にある
コイルから出力された電流値の大きさを比較し、それぞれの基準磁場中心からの相対的な
位置を算出する。更に位置情報検出部１３は異なる位置にあるコイルの位置を比較するこ
とにより、超音波プローブ３０が基準磁場中心に対してどれだけ傾いているかを算出する
。以降の実施形態では、プローブ位置センサ３２が検出した基準磁場中心に対する相対的
な位置に関する情報と、超音波プローブ３０の傾きに関する情報とを総称して、単に超音
波プローブ３０の位置情報と記載する。なお、本実施形態においてはプローブ位置センサ
３２の構成例としてコイルを用いて磁場を検出するものを挙げたが、プローブ位置センサ
３２の構成はこれに限られるものではない。例えばコイル以外にホール素子などの他の磁
気検出素子を用いてプローブ位置センサ３２を構成しても構わない。あるいはプローブ位
置センサ３２をジャイロセンサを用いて構成しても構わない。ジャイロセンサは、例えば
微小な金属板や金属棒からなる検出子を回転させ、回転によって検出子に加えられる力（
コリオリ力）を電気信号に変換して検出するセンサである。ジャイロセンサが傾くことに
よって、検出子に加えられるコリオリ力が変化するため、ジャイロセンサは該変化に基づ
いてプローブの傾き情報を検出する。
【００１６】
被検体位置センサ４２は被検体に取り付けられ、被検体の位置情報を検出するセンサで
ある。被検体位置センサ４２は例えば被検体の肩など、被検体の体動を反映しやすい部位
に取り付けられ、被検体の基準磁場中心からの相対的な位置と、傾きに関する情報を位置
情報として位置情報検出部１３へと出力する。被検体位置センサ４２はプローブ位置セン
サ３２と同様に例えば複数のコイルを組み合わせることによって構成されるが、ホール素
子、ジャイロセンサ、あるいは加速度センサなど任意の素子を用いて被検体位置センサ４
２を構成するものであっても構わない。また、検査中の被検体は例えば寝台に寝ていたり
、椅子に座っているなど、傾き方向に関しては安定した状態で検査を受けることがある。
このような場合には被検体位置センサ４２のうち傾きを検出する構成を省略し、被検体の
位置情報のみを出力する構成としても構わない。またあるいは、被検体の動きが十分小さ
い場合には、被検体位置センサ４２の構成自体を省略し、プローブ位置センサ３２が検出
する超音波プローブ３０の位置情報に基づいて後述する補正処理を行っても構わない。
【００１７】
基準磁場発生器４１は基準磁場を発生する装置である。基準磁場発生器４１は例えばコ
イルをそれぞれ直交する平面上に配置し、各コイルに電気信号を供給する電流源を接続す
ることにより構成される。コイルは接続された電流源から電気信号が入力されると、その
中心から基準磁場を発生させる。基準磁場発生器４１は例えば１０ｍｓごとなどの等間隔
で、電気信号を供給するコイルを切り替えながら基準磁場を発生させる。これにより、基
準磁場発生器４１が発生する基準磁場の方向が等間隔で切り替わることとなる。基準磁場
発生器４１は基準磁場を発生させるとともに、現在どの方向に向いた基準磁場を発生させ
ているかを示す情報を位置情報検出部１３へと出力する。なお、基準磁場発生器４１の構
成はこれに限られるものではなく、基準磁場の方向を切り替える時間間隔は任意の時間間
隔であっても構わないし、あるいは任意の時間間隔で基準磁場の発生と遮断とを切り替え
る構成としても構わない。
【００１８】
システム制御部１０は、記憶部１２、位置情報検出部１３、位置情報比較部１４、ドプ
ラ波形処理部１６、送受信部１７、Bモード処理部１８、及びドプラ処理部１９から構成
される。システム制御部１０は各構成要素に制御命令を出力し、超音波診断装置１を統括
的に制御する。
【００１９】
送受信部１７は、超音波プローブ３０が受信したエコー信号を処理するアンプ回路、Ａ
／Ｄ変換器、加算器などを備える。アンプ回路は、超音波プローブ３０が受信したエコー
信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器へ出力する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅されたエコー信号の受信
指向性を決定するために必要な遅延時間をエコー信号に与え、加算器へと出力する。加算
器は遅延時間を与えられたエコー信号を加算することで、超音波を送信するスキャンライ
ンに対応したエコー信号を得る。送受信部１７はスキャンラインに対応したエコー信号を
Ｂモード処理部１８あるいはドプラ処理部１９へと出力する。また送受信部１７は、超音
波振動子３１を駆動し超音波を送信するための駆動信号を超音波プローブ３０へと出力す
る。
【００２０】
Ｂモード処理部１８は、送受信部１７が出力したエコー信号の振幅強度に応じて、Ｂモ
ード画像における輝度値を定めたＢモード信号を生成する。Ｂモード信号は、例えばＢモ
ード画像における画素の座標と、その画素の輝度値とを組み合わせた信号として生成され
る。Ｂモード処理部１８は生成したＢモード信号を超音波画像生成部１５へ出力する。
【００２１】
ドプラ処理部１９は、送受信部１７が出力したエコー信号の周波数遷移を検出して、組
織や血流などスキャン領域中の移動体の移動速度を抽出したドプラ信号を生成する。ドプ
ラ処理部１９は、送受信部１７が行うドプラ計測の手法に応じて出力するドプラ信号の抽
出方法及び信号の出力先を切り替える。具体的には送受信部１７は、カラードプラによる
ドプラ計測と、パルスドプラによるドプラ計測の２種類のドプラ計測を行う。カラードプ
ラによるドプラ計測を行う場合は、ドプラ処理部１９はスキャン面全体に対してドプラ送
受信を行い、周波数遷移によって抽出された移動速度を色相に割り当てたカラードプラ信
号を生成する。カラードプラ信号は、例えばカラードプラ画像における画素の座標と、そ
の画素の色相とを組み合わせた信号として生成される。ドプラ処理部１９はカラードプラ
信号を生成すると、これを超音波画像生成部１５へと出力する。一方パルスドプラによる
ドプラ計測を行う場合は、ドプラ処理部１９は後述するサンプルゲートが設定された位置
に対してドプラ送受信を行い、周波数遷移によって抽出された移動速度に基づいてパルス
ドプラ信号を生成する。パルスドプラ信号とは、サンプルゲートが設定された位置におけ
る、移動速度の変化を時系列に沿って並べた信号である。ドプラ処理部１９はパルスドプ
ラ信号を生成すると、これをドプラ波形処理部１６へと出力する。
【００２２】
超音波画像生成部１５は、Ｂモード処理部１８あるいはドプラ処理部１９から出力され
たＢモード信号やカラードプラ信号に基づいて、超音波画像を生成する。例えば超音波画
像生成部１５がＢモードの超音波画像を生成する場合には、超音波画像生成部１５はＢモ
ード信号により定まる画素値を超音波の送受信方向に対応した２次元平面にマッピングし
てＢモード画像を生成する。また例えば超音波画像生成部１５がカラードプラモードの超
音波画像を生成する場合には、超音波画像生成部１５はカラードプラ信号により定まる色
相を２次元平面にマッピングしてカラードプラ画像を生成する。あるいは、超音波プロー
ブ３０が３次元空間のスキャンを行った場合には、超音波画像生成部１５はＢモード信号
やカラードプラ信号から定まる画素値を３次元空間にマッピングしたボリュームデータを
生成する。そして、超音波画像生成部１５はボリュームデータを任意の視点から投影した
投影画像や、あるいはボリュームデータの任意の断面における画素値を２次元平面にマッ
ピングした断層画像を生成する。超音波画像生成部１５はＢモード画像、カラードプラ画
像、投影画像、断層画像などを生成すると、これを表示部２３へと出力する。
【００２３】
ドプラ波形処理部１６は、ドプラ処理部１９から出力されたパルスドプラ信号に基づい
てドプラ波形を生成する。ドプラ波形とはサンプルゲートが設定された被検体の特定の位
置における、周波数偏移（もしくは物体の移動速度）の時間的な変化をプロットした波形
である。ドプラ波形処理部１６は、例えば移動速度が正の方向（プローブに対して近づく
方向）に速い場合には波形の高さが高く、移動速度が負の方向（プローブに対して離れる
方向）に早い場合には波形の高さが低くなるようにドプラ波形を生成する。ドプラ波形処
理部１６はドプラ波形を生成すると、これを表示部２３へと出力する。
【００２４】
位置情報検出部１３は、プローブ位置センサ３２が出力した位置情報、サンプルゲート
の位置情報、及び被検体位置センサ４２が出力した位置情報とに基づいて、サンプルゲー
トと、被検体との相対的な位置関係（以下、単に相対的位置情報と記載する）を算出する
。
【００２５】
位置情報比較部１４は、位置情報検出部１３が出力した相対的位置情報に基づいて、ド
プラ計測を開始した時点の相対的位置（以下、単に初期位置と記載する）と現在の相対的
位置（以下、単に現在位置と記載する）とを比較する。また位置情報比較部１４は、初期
位置と現在位置との差の大きさを評価して、初期位置と現在位置の差によって生じるドプ
ラ計測の誤差がサンプルゲート位置の変更によって補正し得る範囲にあるか否かを判断す
る。位置情報比較部１４は、初期位置と現在位置との差が後述する記憶部１２に記録され
た閾値を超えるか否かを判定することにより、この差が補正し得る範囲にあるか否かを判
断する。
【００２６】
入力部２１は、例えば機械的なボタン、ダイヤル、トラックボール、ジョイスティック
、スライダやホイールなどの種々の操作デバイスを用いて構成され、オペレータの入力操
作を受け付けて、入力操作を電気信号に変換してシステム制御部１０へ出力する部材であ
る。入力部２１は受け付けた入力操作に応じて、例えば送受信部１７にスキャンの開始・
停止を指示する指示信号を出力する。あるいはスキャンを行うモードをＢモード、カラー
ドプラモード、あるいはパルスドプラモードのうちいずれかから選択する指示信号を出力
する。あるいはＢモード画像上に表示されたサンプルゲートの位置を移動させて、パルス
ドプラモードにおけるドプラ波形の計測位置を変更する指示信号を出力する。
【００２７】
表示部２３は、例えばＬＣＤ（Ｌｕｃｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）ディス
プレイや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、あるい
はブラウン管ディスプレイなどの任意のディスプレイにより構成される。表示部２３は、
超音波画像生成部１５が生成したＢモード画像、パルスドプラ画像を表示する。あるいは
ドプラ波形処理部１６が生成したドプラ波形を表示する。
【００２８】
ＥＣＧ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｃａｒｄｉｏ  Ｇｒａｐｈ：心電波形）検出部２４は、被検
体に取り付けられ、被検体から発せられる電気信号を検出して制御部１０へ出力する部材
である。ＥＣＧ検出部２４は被検体に取り付けた電極から心拍に同期して発せられる電気
信号を検出して、ＥＣＧ波形として制御部１０へ出力する。ドプラ処理部１９は、ＥＣＧ
検出部２４から出力される電気信号に基づいて被検体の心時相を検出して、ドプラ波形の
生成や計測処理を行う。なお、本実施形態においては生体信号を検出する構成の例として
ＥＣＧ検出部２４を用いるが、超音波診断装置１の構成はこれに限られるものではない。
例えば生体信号検出ユニット４０は心音計によって構成され、被検体に取り付けた小型の
スピーカから心拍に同期して発せられる心音信号を検出して、ＰＣＧ（心音波形）として
制御部１０へ出力するものであっても構わない。なお、ドプラ処理部１９がドプラ信号の
変化に基づいて心時相を検出する場合には、ＥＣＧ検出部２４を省略して超音波診断装置
１を構成しても構わない。
【００２９】
記憶部１２は、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎ
ｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリ、及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄ
ｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）などから構成される記憶媒体である。記憶部１２は超音波画像生成
部１５が生成するＢモード画像、カラードプラ画像や、ドプラ波形処理部１６が生成した
ドプラ波形が記憶される。また記憶部１２には、ドプラ計測を開始した時点における相対
的位置情報と、現在の相対的位置情報が補正可能な範囲にあるか否かの判定に用いる補正
可能範囲の情報が記憶される。また記憶部１２には、後述する相対的位置情報に基づいて
サンプルゲートの位置を補正する動作を行うためのプログラムを記憶する。
【００３０】
（サンプルゲート位置の補正）
先に述べた各構成要素に基づいて、超音波診断装置１はドプラ波形を用いた診断を行う
。図２はドプラ計測を行って取得したドプラ波形を表示する際の、表示部２３における画
面表示の例である。図２に示すようにドプラ波形２００は、例えばＢモード画像１００と
並べて表示される。Ｂモード画像１００には、ドプラ波形２００を計測する計測部位を指
定するためのサンプルゲート１０１が重畳されて表示される。例えばサンプルゲート１０
１は、計測部位がどの走査線上に位置しているかを示す点線１０２と、点線１０２上のど
の深さに計測部位があるかを示す短い直線の組によって表示される。操作者は入力部２１
を用いてサンプルゲート１０１をＢモード画像１００中で移動させ、計測部位の位置を調
節する。
【００３１】
ドプラ波形２００は先述したように、ドプラ周波数偏移から算出した物体の移動速度を
縦軸にとり、時間経過を横軸にとったグラフとして表示される。ドプラ波形２００中には
現在の時相を示す直線２０１が重畳表示される。またＥＣＧ検出部２４がＥＣＧ波形２０
２を計測している場合には、ドプラ波形２００と時間軸を合わせたＥＣＧ波形２０２が並
べて表示される。操作者はドプラ波形２００とＥＣＧ波形２０２とを比較することにより
、心時相とドプラ波形２００の相関に基づいた診断を行うことができる。
【００３２】
ところで、操作者はドプラ波形２００の計測を行っている間、サンプルゲート１０１に
より設定した計測部位と被検体内の組織との位置関係が変化しないように留意する必要が
ある。計測部位と被検体内の組織とがずれた場合には、ドプラ波形２００が本来想定しな
い位置にある被検体組織から取得されていることとなり、臨床的に有用なデータとならな
いためである。また計測部位が同一組織内に収まっていたとしても、本来測定を行うべき
位置から計測部位がずれてしまったことにより、取得されるドプラ波形２００に誤差を生
じる可能性がある。例えば被検体の血管の中心部を計測部位として設定してドプラ波形２
００を取得していたとしても、血管の端部へ計測部位がずれてしまうと、血管の中心部に
比べ端部の血流速度は遅いために本来よりも遅い速度でドプラ波形２００が取得されてし
まうこととなる。
【００３３】
図３は、計測部位と被検体Ｐの組織との位置関係が変化した場合を示す模式図である。
図３（ａ）はサンプルゲート１０１を設定し被検体Ｐのある組織を計測部位として定めた
初期状態を示す。計測部位と被検体内の組織とがずれる事態の例として、例えば次の２通
りが考えられる。１つは操作者により超音波プローブ３０が移動してしまった場合、そし
てもう１つは被検体Ｐの体動により被検体の組織が移動してしまった場合である。図３（
ｂ）は超音波プローブ３０が移動した場合を示す。超音波プローブ３０が被検体Ｐの頭側
に移動したことにより、計測部位は図３（ａ）に示す初期状態に比べて被検体Ｐの頭側に
移動してしまうこととなる。一方図３（ｃ）は被検体Ｐが移動した場合を示す。被検体Ｐ
が超音波プローブ３０に対して足側に移動したことにより、計測部位は図３（ａ）に示す
初期状態に比べて被検体Ｐの足側に移動してしまうこととなる。
【００３４】
実施形態の超音波診断装置１においてはこうした計測部位と被検体内の組織との位置の
ずれに伴う計測誤差を防ぐため、位置情報比較部１４はプローブ位置センサ３２と被検体
位置センサ４２を用いて計測部位と被検体内の組織との位置ずれを検出する。そして検出
された位置ずれに基づいて、位置情報比較部１４はサンプルゲート１０１の位置を補正し
、ドプラ計測を開始した際の被検体Ｐの組織と対応する位置へサンプルゲート１０１を移
動させる。この動作により、計測部位は被検体内の組織の位置に追従するため、位置のず
れに伴う計測誤差を防ぐことができる。
【００３５】
図４は超音波プローブ３０が移動した際の、サンプルゲート１０１の位置補正の流れを
示す図である。図４（ａ）はサンプルゲート１０１を設定し被検体Ｐのある組織を計測部
位として定めた初期状態を示す。超音波プローブ３０が図上で右方向に移動したとすると
、図４（ｂ）に示すようにサンプルゲート１０１の位置も同様に、初期状態に比べて右方
向に移動する。位置情報比較部１４は、プローブ位置センサ３２が定期的に出力する超音
波プローブ３０の位置情報と、被検体位置センサ４２が定期的に出力する被検体Ｐの位置
情報とを比較した相対的位置情報を監視し、初期状態における相対的位置情報に比べて超
音波プローブ３０あるいは被検体Ｐがどの方向にどれだけの距離移動したかを検出する。
位置情報比較部１４は相対的位置情報が変化したことを検出すると、サンプルゲート１０
１の位置を変化させるための制御信号を送受信部１７へと出力する。例えば図４（ｂ）に
おいてはサンプルゲート１０１が図上で右方向にずれているため、位置情報比較部１４は
サンプルゲート１０１を図上で左方向に移動させる制御信号を送受信部１７へと出力する
。送受信部１７は図４（ｃ）に示されるようにサンプルゲート１０１を図上で左方向に移
動させることにより、初期状態における被検体Ｐの組織と対応する組織上にサンプルゲー
ト１０１を追従させる。この動作により、超音波プローブ３０の位置が移動した場合であ
ってもドプラ波形２００は被検体Ｐの対応する組織上で計測し続けることができる。
【００３６】
図５は被検体Ｐが移動した際の、サンプルゲート１０１の位置補正の流れを示す図であ
る。図５（ａ）はサンプルゲート１０１を設定し被検体Ｐのある組織Ｑを計測部位として
定めた初期状態を示す。被検体Ｐが図上で右斜め方向に傾いたとすると、図５（ｂ）に示
すように、組織Ｑは超音波プローブ３０に対して相対的に図上では左上方向に移動する。
位置情報比較部１４は、初期状態に置ける相対的位置情報と、図５（ｂ）の時点における
相対的位置情報とを比較し、サンプルゲート１０１の位置を変化させるための制御信号を
送受信部１７へと出力する。図５（ｂ）においては組織Ｑが図上で左上方向に移動してい
るため、位置情報比較部１４はサンプルゲート１０１を図上で左上方向に移動させる制御
信号を送受信部１７へと出力する。送受信部１７は図５（ｃ）に表示されるようにサンプ
ルゲート１０１を図上で左上方向に移動させることにより、初期状態における被検体Ｐの
組織と対応する組織上にサンプルゲート１０１を追従させる。この動作により、被検体Ｐ
が移動した場合であってもドプラ波形２００は組織Ｑに対する計測を続けることができる
。
【００３７】
（サンプルゲート位置の補正処理の流れ）
図６は、超音波診断装置１がドプラ波形２００を取得する際に、サンプルゲート１０１
位置を補正する処理を行う際の、一連の処理の流れを示したフローチャートである。以下
、図６に沿って処理の流れについて述べる。
【００３８】
まず、操作者が処理を開始する（ステップ１０００）と、操作者は超音波プローブ３０
を被検体Ｐに当接させ、送受信部１７を用いてＢモード信号の取得を行う。超音波画像生
成部１５はＢモード信号を用いてＢモード画像１００を生成し、これを表示部２３へ出力
する（ステップ１００１）。操作者は超音波プローブ３０を被検体Ｐ上で動かしながらＢ
モード画像１００を確認し、ドプラ波形２００の計測を行うべき組織ＱをＢモード画像１
００上で確認すると、超音波プローブ３０の移動を停止させる。操作者は送受信部１７に
よる超音波の送受信及び表示部２３に表示されるＢモード画像１００の更新を停止させ、
Ｂモード画像１００をフリーズ表示する（ステップ１００２）。Ｂモード画像１００をフ
リーズ表示すると、操作者は入力部２１を用いてＢモード画像１００中にサンプルゲート
１０１を表示させ、組織Ｑ上に計測部位が来るようにサンプルゲート１０１を設定する（
ステップ１００３）。サンプルゲート１０１の位置が設定されると、位置情報比較部１４
はサンプルゲート１０１が設定された時点を初期状態として、超音波プローブ３０の位置
と被検体Ｐの位置とに基づく相対的位置情報を記憶部１２に記録する（ステップ１００４
）。位置情報比較部１４が初期状態に置ける相対的位置情報を記憶部１２に記録すると、
送受信部１７は設定されたサンプルゲート１０１の位置におけるパルスドプラ計測を行う
。ドプラ波形処理部１６はパルスドプラ信号に基づいてドプラ波形を生成し、これを表示
部２３に表示する（ステップ１００５）。送受信部１７がパルスドプラ計測を行い一定時
間が経過すると、位置情報比較部１４は現時点における超音波プローブ３０の位置と被検
体Ｐの位置とに基づく相対的位置情報を算出する（ステップ１００６）。位置情報比較部
１４は現時点の相対的位置情報を算出すると、これが記憶部１２に記録された初期状態に
おける相対的位置情報に比べて変化しているか否かを判断する（ステップ１００７）。位
置情報比較部１４は相対的位置情報が変化したと判断すると（ステップ１００７のＹｅｓ
）、相対的位置情報の変化が記憶部１２に記録された補正可能範囲を超えているか否かを
判断して、位置ずれがサンプルゲート１０１位置の移動により補正可能か否かを判断する
（ステップ１００８）。
【００３９】
サンプルゲート１０１位置の移動による補正が不可能と判断される位置としては、例え
ば以下の３つが挙げられる。１つ目は、超音波プローブ３０のスキャン範囲外へ組織Ｑが
移動してしまった場合である。例えば超音波プローブ３０がスキャン範囲に対して煽る方
向へ回転した場合などは、スキャン範囲外へ組織Ｑが移動してしまうこととなる。２つ目
は、超音波プローブ３０の中心軸と組織Ｑとのなす角度が大きくなるような位置へ組織Ｑ
が移動したために、ドプラ補正による補正角度が大きくなり臨床的に有用な値が得られな
い場合である。そして３つ目は、超音波プローブ３０の中心軸直下に組織Ｑが位置し、且
つ組織Ｑ内の血流などの物体の動きが中心軸に対して直交方向に移動するときに、パルス
ドプラが検出する移動方向が実際の組織Ｑの移動を反映しない場合である。位置情報比較
部１４が現時点における相対的位置情報が先のいずれの場合にも該当しないために、相対
的位置情報がサンプルゲート１０１位置の移動により補正可能な位置範囲にあると判断す
る（ステップ１００８）と、位置情報比較部１４はサンプルゲート１０１を移動後の組織
Ｑに一致させるための制御信号を送受信部１７へと出力し、サンプルゲート１０１位置を
移動させる（ステップ１００９）。位置情報比較部１４はサンプルゲート１０１位置を移
動させると、移動後の位置に合わせてスキャンパラメータを補正する（ステップ１０１０
）。補正するスキャンパラメータは具体的には、連続波ドプラ信号における速度情報を算
出する際の角度補正パラメータ、超音波の送受信を行う被検体内の深さを規定するデプス
パラメータ、あるいは超音波振動子３１から放射される超音波の収束位置を規定するフォ
ーカス位置などである。例えば超音波プローブ３０の中心軸とサンプルゲート１０１との
なす角度が変化した場合は、変化した角度に連動して角度補正パラメータが変更される。
また超音波プローブ３０が組織Ｑに対して上下動した場合などでサンプルゲート１０１の
深さが変化した場合などは、変化した深さに連動してデプスパラメータやフォーカス位置
などが変更される。これらのパラメータが変化したことを表示するために、変化したパラ
メータを表示部２３上で点滅させて表示したり、あるいは変化前のパラメータと並べて表
示しても構わない。位置情報比較部１４はスキャンパラメータを補正すると、サンプルゲ
ート１０１の位置及びスキャンパラメータを補正したことを表示部２３に表示する（ステ
ップ１０１１）。図７はステップ１０１１における補正表示の例である。図７に示すよう
に、表示部２３にサンプルゲート１０１の位置を補正したことを表示すると共に、移動し
たものが超音波プローブ３０であるか被検体Ｐであるかを表示しても構わない。ステップ
１０１１の処理が終了すると、ステップ１００５に戻り送受信部１７は補正されたサンプ
ルゲート１０１の位置におけるパルスドプラ計測を行う（ステップ１００５）。なお、パ
ルスドプラ計測を再開する際に、送受信部１７及び超音波画像生成部１５がＢモード画像
１００の再撮影を行って、表示部２３に表示されたＢモード画像１００を更新する動作を
行っても構わない。Ｂモード画像１００を更新することにより、操作者は超音波プローブ
３０あるいは被検体Ｐの移動後、被検体のどの位置でパルスドプラ計測を行っているかを
視認することができる。
【００４０】
一方ステップ１００８において位置情報比較部１４が、現時点の相対的位置情報が補正
可能範囲を超えていると判断すると（ステップ１００８のＮｏ）、位置情報比較部１４は
サンプルゲート１０１位置の補正が行えないため、Ｂモード画像１００の撮影及びサンプ
ルゲート１０１の設定のやり直しを促す内容のメッセージを表示部２３に表示する（ステ
ップ１０１２）。図８はステップ１０１２における再撮影メッセージ表示の例である。図
８に示すように、表示部２３に再撮影を促すメッセージを表示すると共に、移動したもの
が超音波プローブ３０であるか被検体Ｐであるかを表示しても構わない。ステップ１０１
２の処理が終了すると、ステップ１００１に戻り送受信部１７はＢモード信号の取得を行
う（ステップ１００１）。
【００４１】
ステップ１００７において位置情報比較部１４が、相対的位置情報の変化がないと判断
すると（ステップ１００７のＮｏ）、入力部２１は計測終了の指示がなされたか否かを判
断する（ステップ１０１３）。入力部２１が計測終了の指示がなされていないと判断する
と（ステップ１０１３のＮｏ）、ステップ１００５に戻り送受信部１７は設定されたサン
プルゲート１０１の位置におけるパルスドプラ計測を行う（ステップ１００５）。一方入
力部２１が計測終了の指示がなされたと判断すると（ステップ１０１３のＹｅｓ）、送受
信部１７はパルスドプラ計測を停止してすると共に、表示部２３に表示されるドプラ波形
２００の更新を停止してフリーズ表示して、パルスドプラ計測を終了する（ステップ１０
１４）。
【００４２】
以上の処理により、超音波診断装置１はパルスドプラ計測及びサンプルゲート１０１位
置の補正を行う。位置情報比較部１４が検出した相対的位置情報の変化に基づいてサンプ
ルゲート１０１位置を補正することにより、ドプラ波形２００を取得すべき組織Ｑの移動
にサンプルゲート１０１を追従させることができる。これにより、超音波プローブ３０あ
るいは被検体Ｐの移動によって生じる計測誤差の発生を防ぐことができる。
【００４３】
また、超音波診断装置１はサンプルゲート１０１位置の補正に連動してスキャンパラメ
ータの補正を行う。これにより、移動後のサンプルゲート１０１の位置に最適なスキャン
パラメータを用いてパルスドプラ計測を行うことができ、超音波プローブ３０あるいは被
検体Ｐの移動によって生じる計測誤差の発生を防ぐことができる。
【００４４】
また、超音波診断装置１は記憶部１２に記憶された補正可能範囲の情報を用いて、現時
点の超音波プローブ３０あるいは被検体Ｐの位置がサンプルゲート１０１位置の移動によ
り補正可能な範囲にあるか否かの判断を行う。補正可能な範囲にない場合は表示部２３を
用いて再撮影の必要があることを報知することにより、操作者に素早く再撮影を促すこと
ができる。
【００４５】
なお、本実施形態における超音波診断装置１の構成はこれに限定されず、適宣構成や動
作を省略し、あるいは追加しても構わない。例えば図４や図５において超音波プローブ３
０あるいは被検体Ｐが移動した場合にサンプルゲート１０１位置を移動させる動作を述べ
たが、サンプルゲート１０１と併せてスキャン範囲を移動させても構わない。図９はサン
プルゲート１０１と併せてＢモード画像１００の撮像範囲を移動する動作を示す図である
。符号１１０はＢモード画像１００が撮像可能なスキャン範囲１１０を示す。図９（ａ）
はサンプルゲート１０１及びＢモード画像１００の撮像範囲を設定した初期状態を示す。
超音波プローブ３０が図上で右方向に移動したとすると、図９（ｂ）に示すようにサンプ
ルゲート１０１とＢモード画像１００の撮像範囲が右方向に移動する。位置情報比較部１
４は、相対的位置情報の変化を検出すると、サンプルゲート１０１に加えてＢモード画像
１００の撮像範囲を変化させるための制御信号を送受信部１７へと出力する。例えば図９
（ｂ）においては、位置情報比較部１４はＢモード画像１００の撮像範囲を、スキャン範
囲１１０の範囲内で左方向に移動させる制御信号を送受信部１７へと出力する。送受信部
１７は図９（ｃ）に示されるようにサンプルゲート１０１及びＢモード画像１００の撮像
範囲を図上で左方向に追従させる。サンプルゲート１０１の移動と共にＢモード画像１０
０の再撮影を更新された撮像範囲を用いて行うことにより、操作者は超音波プローブ３０
あるいは被検体Ｐの移動後にどのような位置関係でパルスドプラ計測が行われているかを
容易に視認することができる。
【００４６】
また、図４や図５においてパルスドプラ計測のサンプルゲート１０１の位置を補正する
動作について述べたが、パルスドプラ計測に替えて連続波ドプラ計測や、Ｍモード画像を
撮影する際のＲＯＩに対して本実施形態の位置補正を適用しても構わない。図１０にＭモ
ード画像を撮影する際に設定するＲＯＩ１０３を示す。Ｍモード画像は、被検体内のある
直線上におけるエコー強度の変化を時系列に並べた画像である。Ｍモード画像の撮像範囲
を設定するＲＯＩ１０３は、図１０に示すようにＢモード画像１００上に直線を配置する
ことにより設定される。位置情報比較部１４が相対的位置情報に基づいて超音波プローブ
３０あるいは被検体Ｐの移動を検出し、該移動に基づいてＲＯＩ１０３の位置を補正する
ことにより、被検体Ｐの移動前の組織と対応する組織上でＭモード画像の撮像を続けるこ
とができる。
【００４７】
また、超音波振動子３１は２次元平面をスキャン範囲とする場合について述べたが、先
述したメカ４Ｄプローブあるいは２Ｄアレイプローブによって超音波振動子３１を構成し
、３次元空間をスキャンする構成において本実施形態の位置補正を適用しても構わない。
図１１及び図１２は２Ｄアレイプローブによって超音波振動子３１を構成した場合の、サ
ンプルゲート１０１位置の補正について示す図である。図１１及び図１２において符号１
１１は３次元のスキャン範囲を示し、符号１００はサンプルゲート１０１を配置する際に
用いるＢモード画像１００の撮像範囲を示す。例えば図１１のように３次元のスキャン範
囲１１１中にサンプルゲート１０１が配置された状態で、超音波プローブ３０が図上の奥
方向（図１１中の＋ｘ方向）に移動したとする。位置情報比較部１４は相対的位置情報を
比較することにより超音波プローブ３０の該移動を検出し、サンプルゲート１０１及びＢ
モード画像１００の撮像範囲を移動させる。図１２に移動後のサンプルゲート１０１及び
Ｂモード画像１００の撮像範囲の位置を示す。３次元のスキャン範囲１１１内でサンプル
ゲート１０１及びＢモード画像１００の撮像範囲を移動させることにより、Ｂモード画像
１００の撮像範囲に対して手前方向や奥方向（図１２中のｘ方向）に超音波プローブ３０
あるいは被検体Ｐが移動した場合であっても、移動に追従してパルスドプラ計測を行うこ
とができる。
【００４８】
以上に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。これら新規な実施形態は
、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ともに、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。
【符号の説明】
【００４９】
Ｐ      被検体
Ｑ      組織
１      超音波診断装置
１０    システム制御部
１２    記憶部
１３    位置情報検出部
１４    位置情報比較部
１５    超音波画像生成部
１６    ドプラ波形処理部
１７    送受信部
１８    Ｂモード処理部
２１    入力部
２３    表示部
２４    ＥＣＧ検出部
３０    超音波プローブ
３１    超音波振動子
３２    プローブ位置センサ
４１    基準磁場発生器
４２    被検体位置センサ
【図１】
2013078396.tif 000003
【図２】
2013078396.tif 000004
【図３】
2013078396.tif 000005
【図４】
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【図５】
2013078396.tif 000007
【図６】
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【図７】
2013078396.tif 000009
【図８】
2013078396.tif 000010
【図９】
2013078396.tif 000011
【図１０】
2013078396.tif 000012
【図１１】
2013078396.tif 000013
【図１２】
2013078396.tif 000014