(57)【要約】アーチファクトの存在により音響波画像に含まれる被検体の組織等がユーザに視認されにくくなることを防止する音響波装置および音響波装置の制御方法を提供する。音響波装置（１）は、光音響波発生部（２１）を有する挿入物（１３）と、光音響波発生部（２１）による光音響波の受信信号から挿入物画像信号（ＳＡ）を生成する挿入物画像信号生成部（１０）と、挿入物画像信号（ＳＡ）のうち定められた信号強度の部分の第１信号幅（Ｗ１）を検出する第１信号幅検出部（１１）と、第１信号幅（Ｗ１）が第２信号幅（Ｗ２）よりも大きい場合に挿入物画像信号（ＳＡ）のピーク位置（Ｐ０）を中心とし且つ第２信号幅（Ｗ２）に相当する幅の挿入物表示画像信号（ＳＢ）を生成し、第１信号幅（Ｗ１）が第２信号幅（Ｗ２）より小さい場合に第２信号幅（Ｗ２）より小さい幅の挿入物表示画像信号（ＳＢ）を生成する挿入物表示画像信号生成部（１２）とを備える。
2019150791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に超音波ビームまたはレーザ光を照射することにより前記被検体の組織から音響波を出射させる被検体用ビーム照射部と、
前記被検体内に挿入可能であり且つ先端部に光音響波発生部を有する挿入物と、
前記挿入物の前記光音響波発生部にレーザ光を照射することにより前記光音響波発生部から光音響波を発生させる挿入物用レーザ光源と、
前記被検体の組織から出射される音響波を受信して断層画像生成用受信信号を生成し且つ前記光音響波発生部による光音響波を受信して挿入物画像生成用受信信号を生成する受信信号生成部と、
前記断層画像生成用受信信号から前記被検体の断層画像を表す断層画像信号を生成する断層画像信号生成部と、
前記挿入物画像生成用受信信号から前記挿入物の先端部の画像を表す挿入物画像信号を生成する挿入物画像信号生成部と、
前記挿入物画像信号における信号強度のピーク値に対して定められた割合の信号強度を有する前記挿入物画像信号の第１信号幅を検出する第１信号幅検出部と、
前記第１信号幅が定められた第２信号幅よりも大きい場合に、前記挿入物画像信号から、前記挿入物画像信号の信号強度が前記ピーク値となるピーク位置を中心とし且つ前記第２信号幅に相当する最大幅を有する挿入物表示画像信号を生成し、前記第１信号幅が前記第２信号幅よりも小さい場合に、前記挿入物画像信号から、前記ピーク位置を中心とし且つ前記第２信号幅よりも小さい最大幅を有する挿入物表示画像信号を生成する挿入物表示画像信号生成部と、
表示部と
を備え、
前記断層画像信号と前記挿入物表示画像信号に基づいて前記被検体の断層画像と前記挿入物の先端部の画像とを重畳させて前記表示部に表示させる音響波装置。
【請求項２】
前記挿入物表示画像信号生成部は、前記第１信号幅が前記第２信号幅よりも大きい場合に、前記挿入物画像信号のうち前記ピーク位置を中心とし且つ前記中心から前記第２信号幅までの部分からなる前記挿入物表示画像信号を生成する請求項１に記載の音響波装置。
【請求項３】
前記挿入物表示画像信号生成部は、前記第１信号幅が前記第２信号幅よりも小さい場合に、前記挿入物画像信号のうち前記ピーク位置を中心とし且つ前記中心から前記第１信号幅までの部分からなる前記挿入物表示画像信号を生成する請求項１に記載の音響波装置。
【請求項４】
前記挿入物表示画像信号生成部は、前記第１信号幅が前記第２信号幅よりも小さい値に定められた第３信号幅よりも小さい場合に、前記ピーク位置を中心とし且つ前記第３信号幅に相当する最大幅を有する前記挿入物表示画像信号を生成する請求項１に記載の音響波装置。
【請求項５】
前記挿入物表示画像信号生成部は、前記ピーク値に対して前記定められた割合の信号強度を有する信号幅が前記第３信号幅よりも大きくなるまで前記挿入物画像信号を拡大した拡大画像信号を生成し、前記拡大画像信号のうち、前記ピーク位置を中心とし且つ前記中心から前記第３信号幅までの部分を、前記挿入物表示画像信号として生成する請求項４に記載の音響波装置。
【請求項６】
前記拡大画像信号は、前記挿入物画像信号のうち少なくとも前記ピーク位置を中心とし且つ前記中心から前記第３信号幅までの部分の信号強度を定められた拡大率で増大させた画像信号である請求項５に記載の音響波装置。
【請求項７】
前記拡大画像信号は、前記挿入物画像信号のうち、少なくとも前記ピーク値に対して前記定められた割合の信号強度よりも大きい信号強度を含む部分の信号幅を定められた拡大率で拡大した画像信号である請求項５に記載の音響波装置。
【請求項８】
前記拡大画像信号は、前記挿入物画像信号のうち、少なくとも前記ピーク位置を中心とし且つ前記中心から前記第３信号幅までの部分の信号強度を定められたオフセット量だけ増大させた画像信号である請求項５に記載の音響波装置。
【請求項９】
前記拡大画像信号は、前記挿入物画像信号のうち、少なくとも前記ピーク位置を中心とし且つ前記中心から前記第３信号幅までの部分において、定められた信号強度よりも小さい部分の信号強度を、前記定められた信号強度にまで増大させた画像信号である請求項５に記載の音響波装置。
【請求項１０】
前記拡大画像信号は、前記挿入物画像信号のうち、少なくとも前記ピーク位置を中心とし且つ前記中心から前記第３信号幅までの部分の信号強度を、前記ピーク値にまで増大させた画像信号である請求項５に記載の音響波装置。
【請求項１１】
前記挿入物表示画像信号の最大幅が前記第１信号幅とは異なる場合に、前記挿入物の先端部の画像を前記表示部に強調して表示させる画像強調部をさらに有する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の音響波装置。
【請求項１２】
前記画像強調部は、前記ピーク位置を中心とし且つ前記第１信号幅を有する領域の輪郭線を、前記挿入物の先端部の画像に重畳して前記表示部に表示させる請求項１１に記載の音響波装置。
【請求項１３】
前記画像強調部は、前記挿入物表示画像信号の最大幅が前記第１信号幅よりも大きい場合と、前記挿入物表示画像信号の最大幅が前記第１信号幅よりも小さい場合とにおいて、前記挿入物の先端部の画像の外周部を互いに異なる色により前記表示部に表示させる請求項１１または１２に記載の音響波装置。
【請求項１４】
前記画像強調部は、前記挿入物表示画像信号の最大幅が前記第１信号幅である場合と、前記挿入物表示画像信号の最大幅が前記第１信号幅とは異なる場合とにおいて、前記挿入物の先端部の画像を互いに異なる色により前記表示部に表示させる請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の音響波装置。
【請求項１５】
前記画像強調部は、前記挿入物表示画像信号の最大幅が前記第１信号幅よりも大きい場合と、前記挿入物表示画像信号の最大幅が前記第１信号幅よりも小さい場合とにおいて、前記挿入物の先端部の画像を互いに異なる色により前記表示部に表示させる請求項１４に記載の音響波装置。
【請求項１６】
ユーザが入力操作を行うための操作部と、
前記第２信号幅を設定するための第２信号幅設定部をさらに有し、
前記第２信号幅設定部は、前記操作部を介してユーザにより設定された値を前記第２信号幅として設定する請求項１〜１５のいずれか一項に記載の音響波装置。
【請求項１７】
前記第２信号幅を設定する第２信号幅設定部と、
前記挿入物の先端部の直径を読み取るための先端径読取部をさらに有し、
前記第２信号幅設定部は、前記先端径読取部に読み取られた前記挿入物の先端部の直径に対して定められた係数を乗じて換算値を算出し、前記換算値を前記第２信号幅として設定する請求項１〜１５のいずれか一項に記載の音響波装置。
【請求項１８】
前記第２信号幅を設定する第２信号幅設定部をさらに有し、
前記第２信号幅設定部は、校正用の媒質中において検出された前記第１信号幅に基づいて前記第２信号幅を設定する請求項１〜１５のいずれか一項に記載の音響波装置。
【請求項１９】
前記被検体用ビーム照射部は、前記被検体内に超音波ビームを照射することにより前記被検体の組織から超音波エコーを出射させ、
前記受信信号生成部は、前記被検体の組織による超音波エコーを受信して前記断層画像生成用信号を生成する請求項１〜１８のいずれか一項に記載の音響波装置。
【請求項２０】
前記被検体用ビーム照射部は、前記被検体内にレーザ光を照射することにより前記被検体の組織から光音響波を出射させ、
前記受信信号生成部は、前記被検体の組織による光音響波を受信して前記断層画像生成用受信信号を生成する請求項１〜１８のいずれか一項に記載の音響波装置。
【請求項２１】
被検体内に超音波ビームまたはレーザ光を照射することにより前記被検体の組織から出射される音響波を受信して断層画像生成用受信信号を生成し、
前記被検体内に挿入可能であり且つ先端部に光音響波発生部を有する挿入物に対して、前記光音響波発生部にレーザ光を照射し、
前記光音響波発生部による光音響波を受信して挿入物画像生成用受信信号を生成し、
前記挿入物画像生成用受信信号から前記挿入物の先端部の画像を表す挿入物画像信号を生成し、
前記断層画像生成用受信信号から前記被検体の断層画像を表す断層画像信号を生成し、
前記挿入物画像信号における信号強度のピーク値に対して定められた割合の信号強度を有する前記挿入物画像信号の第１信号幅を検出し、
前記第１信号幅が定められた第２信号幅よりも大きい場合に、前記挿入物画像信号から、前記挿入物画像信号の信号強度が前記ピーク値となるピーク位置を中心とし且つ前記第２信号幅に相当する最大幅を有する挿入物表示画像信号を生成し、
前記第１信号幅が前記第２信号幅よりも小さい場合に、前記挿入物画像信号から、前記ピーク位置を中心とし且つ前記第２信号幅よりも小さい最大幅を有する挿入物表示画像信号を生成し、
前記断層画像信号と前記挿入物表示画像信号に基づいて前記被検体の断層画像と前記挿入物の先端部の画像を重畳させて表示部に表示させる音響波装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響波装置および音響波装置の制御方法に係り、特に、穿刺針等の挿入物を備える音響波装置および音響波装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、超音波および光音響波等の音響波を用いて被検体の断層画像を得る技術が知られている。例えば、超音波を用いて被検体の断層画像を得る超音波装置は、一般的に、複数の素子が配列されたアレイトランスデューサから被検体内に向けて超音波ビームを送信し、被検体からの超音波エコーをアレイトランスデューサにより受信して素子データを取得する。さらに、超音波装置は、取得した素子データを電気的に処理して、被検体の部位が写る超音波画像を生成することができる。また、例えば、光音響波を用いて被検体の断層画像を得る光音響装置は、一般的に、レーザ光源から発せられたレーザ光を被検体内に照射し、被検体の組織に含まれるヘモグロビン等の生体内物質から出射される光音響波をアレイトランスデューサにより受信して素子データを取得する。光音響装置は、この素子データを電気的に処理して、被検体の部位が写る光音響画像を生成することができる。【０００３】
また、従来、被検体に穿刺針等の挿入物を挿入することにより、試料採取および薬液注入等の処置が行われている。このように、挿入物を使用して試料採取および薬液注入等の処置を行う際に、被検体の安全のため、挿入物の先端部の位置が確認できるように種々の工夫がなされている。【０００４】
例えば、特許文献１には、先端部に光音響波発生部を有する穿刺針を備え、この光音響波発生部にレーザ光を照射して、発生した光音響波を受信することにより、穿刺針の先端部の画像を生成することができる超音波装置が開示されている。特許文献１に開示されている超音波装置は、超音波を用いて生成した被検体の断層画像に穿刺針の先端部の画像を重畳した合成画像を、表示部に表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−６４０１１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、本発明者らは、特許文献１に開示されているような、先端部に光音響波発生部を有する穿刺針等の挿入物が血管内に挿入された場合等に、挿入物の先端部の画像が膨張して表示される、いわゆるアーチファクトが発生するおそれがあることを発見した。このような場合には、アーチファクトの存在により、被検体の断層画像に含まれる組織等がユーザに視認されにくくなり、ユーザが挿入物の先端部の精確な位置を確認することが困難になるという問題がある。【０００７】
本発明は、このような従来の問題点を解消するためになされ、アーチファクトの存在により音響波画像に含まれる被検体の組織等がユーザに視認されにくくなることを防止することができる音響波装置および音響波装置の制御方法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】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る音響波装置は、被検体内に超音波ビームまたはレーザ光を照射することにより被検体の組織から音響波を出射させる被検体用ビーム照射部と、被検体内に挿入可能であり且つ先端部に光音響波発生部を有する挿入物と、挿入物の光音響波発生部にレーザ光を照射することにより光音響波発生部から光音響波を発生させる挿入物用レーザ光源と、被検体の組織から出射される音響波を受信して断層画像生成用受信信号を生成し且つ光音響波発生部による光音響波を受信して挿入物画像生成用受信信号を生成する受信信号生成部と、断層画像生成用受信信号から被検体の断層画像を表す断層画像信号を生成する断層画像信号生成部と、挿入物画像生成用受信信号から挿入物の先端部の画像を表す挿入物画像信号を生成する挿入物画像信号生成部と、挿入物画像信号における信号強度のピーク値に対して定められた割合の信号強度を有する挿入物画像信号の第１信号幅を検出する第１信号幅検出部と、第１信号幅が定められた第２信号幅よりも大きい場合に、挿入物画像信号から、挿入物画像信号の信号強度がピーク値となるピーク位置を中心とし且つ第２信号幅に相当する最大幅を有する挿入物表示画像信号を生成し、第１信号幅が第２信号幅よりも小さい場合に、挿入物画像信号から、ピーク位置を中心とし且つ第２信号幅よりも小さい最大幅を有する挿入物表示画像信号を生成する挿入物表示画像信号生成部と、表示部とを備え、断層画像信号と挿入物表示画像信号に基づいて被検体の断層画像と挿入物の先端部の画像とを重畳させて表示部に表示させることを特徴とする。【０００９】
また、挿入物表示画像信号生成部は、第１信号幅が第２信号幅よりも大きい場合に、挿入物画像信号のうちピーク位置を中心とし且つ中心から第２信号幅までの部分からなる挿入物表示画像信号を生成することができる。
また、挿入物表示画像信号生成部は、第１信号幅が第２信号幅よりも小さい場合に、挿入物画像信号のうちピーク位置を中心とし且つ中心から第１信号幅までの部分からなる挿入物表示画像信号を生成することもできる。【００１０】
また、挿入物表示画像信号生成部は、第１信号幅が第２信号幅よりも小さい値に定められた第３信号幅よりも小さい場合に、ピーク位置を中心とし且つ第３信号幅に相当する最大幅を有する挿入物表示画像信号を生成することもできる。
さらに、挿入物表示画像信号生成部は、ピーク値に対して定められた割合の信号強度を有する信号幅が第３信号幅よりも大きくなるまで挿入物画像信号を拡大した拡大画像信号を生成し、拡大画像信号のうち、ピーク位置を中心とし且つ中心から第３信号幅までの部分を、挿入物表示画像信号として生成することができる。【００１１】
さらに、拡大画像信号は、挿入物画像信号のうち少なくともピーク位置を中心とし且つ中心から第３信号幅までの部分の信号強度を定められた拡大率で増大させた画像信号であることが好ましい。
また、拡大画像信号は、挿入物画像信号のうち、少なくともピーク値に対して定められた割合の信号強度よりも大きい信号強度を含む部分の信号幅を定められた拡大率で拡大した画像信号であってもよい。【００１２】
また、拡大画像信号は、挿入物画像信号のうち、少なくともピーク位置を中心とし且つ中心から第３信号幅までの部分の信号強度を定められたオフセット量だけ増大させた画像信号であってもよい。
また、拡大画像信号は、挿入物画像信号のうち、少なくともピーク位置を中心とし且つ中心から第３信号幅までの部分において、定められた信号強度よりも小さい部分の信号強度を、定められた信号強度にまで増大させた画像信号であってもよい。
また、拡大画像信号は、挿入物画像信号のうち、少なくともピーク位置を中心とし且つ中心から第３信号幅までの部分の信号強度を、ピーク値にまで増大させた画像信号であってもよい。【００１３】
挿入物表示画像信号の最大幅が第１信号幅とは異なる場合に、挿入物の先端部の画像を表示部に強調して表示させる画像強調部をさらに有することができる。
画像強調部は、ピーク位置を中心とし且つ第１信号幅を有する領域の輪郭線を、挿入物の先端部の画像に重畳して表示部に表示させることができる。
さらに、画像強調部は、挿入物表示画像信号の最大幅が第１信号幅よりも大きい場合と、挿入物表示画像信号の最大幅が第１信号幅よりも小さい場合とにおいて、挿入物の先端部の画像の外周部を互いに異なる色により表示部に表示させることができる。【００１４】
また、画像強調部は、挿入物表示画像信号の最大幅が第１信号幅である場合と、挿入物表示画像信号の最大幅が第１信号幅とは異なる場合とにおいて、挿入物の先端部の画像を互いに異なる色により表示部に表示させることができる。
さらに、画像強調部は、挿入物表示画像信号の最大幅が第１信号幅よりも大きい場合と、挿入物表示画像信号の最大幅が第１信号幅よりも小さい場合とにおいて、挿入物の先端部の画像を互いに異なる色により表示部に表示させることができる。【００１５】
ユーザが入力操作を行うための操作部と、第２信号幅を設定するための第２信号幅設定部をさらに有し、第２信号幅設定部は、操作部を介してユーザにより設定された値を第２信号幅として設定することができる。
また、第２信号幅を設定する第２信号幅設定部と、挿入物の先端部の直径を読み取るための先端径読取部をさらに有し、第２信号幅設定部は、先端径読取部に読み取られた挿入物の先端部の直径に対して定められた係数を乗じて換算値を算出し、換算値を第２信号幅として設定することもできる。
また、第２信号幅を設定する第２信号幅設定部をさらに有し、第２信号幅設定部は、校正用の媒質中において検出された第１信号幅に基づいて第２信号幅を設定することもできる。【００１６】
また、被検体用ビーム照射部は、被検体内に超音波ビームを照射することにより被検体の組織から超音波エコーを出射させ、受信信号生成部は、被検体の組織による超音波エコーを受信して断層画像生成用信号を生成することができる。
もしくは、被検体用ビーム照射部は、被検体内にレーザ光を照射することにより被検体の組織から光音響波を出射させ、受信信号生成部は、被検体の組織による光音響波を受信して断層画像生成用受信信号を生成することもできる。【００１７】
本発明の一態様に係る音響波装置の制御方法は、被検体内に超音波ビームまたはレーザ光を照射することにより被検体の組織から出射される音響波を受信して断層画像生成用受信信号を生成し、被検体内に挿入可能であり且つ先端部に光音響波発生部を有する挿入物に対して、光音響波発生部にレーザ光を照射し、光音響波発生部による光音響波を受信して挿入物画像生成用受信信号を生成し、挿入物画像生成用受信信号から挿入物の先端部の画像を表す挿入物画像信号を生成し、断層画像生成用受信信号から被検体の断層画像を表す断層画像信号を生成し、挿入物画像信号における信号強度のピーク値に対して定められた割合の信号強度を有する挿入物画像信号の第１信号幅を検出し、第１信号幅が定められた第２信号幅よりも大きい場合に、挿入物画像信号から、挿入物画像信号の信号強度がピーク値となるピーク位置を中心とし且つ第２信号幅に相当する最大幅を有する挿入物表示画像信号を生成し、第１信号幅が第２信号幅よりも小さい場合に、挿入物画像信号から、ピーク位置を中心とし且つ第２信号幅よりも小さい最大幅を有する挿入物表示画像信号を生成し、断層画像信号と挿入物表示画像信号に基づいて被検体の断層画像と挿入物の先端部の画像を重畳させて表示部に表示させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、挿入物画像信号における信号強度のピーク値に対して定められた割合の信号強度を有する挿入物画像信号の第１信号幅を検出する第１信号幅検出部と、第１信号幅が定められた第２信号幅よりも大きい場合に、挿入物画像信号から、挿入物画像信号の信号強度がピーク値となるピーク位置を中心とし且つ第２信号幅に相当する最大幅を有する挿入物表示画像信号を生成し、第１信号幅が第２信号幅よりも小さい場合に、挿入物画像信号から、ピーク位置を中心とし且つ第２信号幅よりも小さい最大幅を有する挿入物表示画像信号を生成する挿入物表示画像信号生成部を備えているため、アーチファクトの存在により音響波画像が視認しにくくなることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る超音波装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１における被検体用ビーム照射部と受信信号生成部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１における挿入物の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１における挿入物用レーザ光源の内部構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態１における受信部の内部構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態１における断層画像信号生成部の内部構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る超音波装置の動作を表すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態１において、挿入物画像信号の第１信号幅が第２信号幅よりも大きい場合の挿入物表示画像信号を表す概念図である。
【図９】本発明の実施の形態１において、挿入物画像信号の第１信号幅が第２信号幅よりも小さい場合の挿入物表示画像信号を表す概念図である。
【図１０】従来の音響波装置において表示される挿入物の先端部の画像の大きさと本発明の実施の形態１において表示される挿入物の先端部の画像の大きさとを概念的に示す図である。
【図１１】従来の音響波装置において表示される挿入物の先端部の画像の一例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態１の超音波装置において表示される挿入物の先端部の画像の一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態２の超音波装置の動作を表すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態２において、挿入物画像信号の第１信号幅が第３信号幅よりも小さい場合の挿入物表示画像信号を表す概念図である。
【図１５】本発明の実施の形態２において、挿入物画像信号の第１信号幅が第２信号幅よりも小さく且つ第３信号幅よりも大きい場合の挿入物表示画像信号を表す概念図である。
【図１６】本発明の実施の形態３における挿入物表示画像信号生成部の内部構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の実施の形態３における拡大画像信号および挿入物表示画像信号を表す概念図である。
【図１８】本発明の実施の形態３の変形例にける拡大画像信号および挿入物表示画像信号を表す概念図である。
【図１９】本発明の実施の形態３の他の変形例にける拡大画像信号および挿入物表示画像信号を表す概念図である。
【図２０】本発明の実施の形態３のさらに他の変形例にける拡大画像信号および挿入物表示画像信号を表す概念図である。
【図２１】本発明の実施の形態３のさらに他の変形例にける拡大画像信号および挿入物表示画像信号を表す概念図である。
【図２２】本発明の実施の形態４における挿入物表示画像信号生成部の内部構成を示す図である。
【図２３】本発明の実施の形態４における、第２信号幅よりも大きい第１信号幅を有する領域の輪郭線を模式的に示す図である。
【図２４】本発明の実施の形態４における、第３信号幅よりも小さい第１信号幅を有する領域の輪郭線を模式的に示す図である。
【図２５】本発明の実施の形態４の変形例において第１信号幅が第２信号幅よりも大きい場合の、挿入物の先端部の画像の外周部を模式的に示す図である。
【図２６】本発明の実施の形態４の変形例において第１信号幅が第３信号幅よりも小さい場合の、挿入物の先端部の画像の外周部を模式的に示す図である。
【図２７】本発明の実施の形態４の他の変形例において第１信号幅が第２信号幅よりも大きい場合の、挿入物の先端部の画像を模式的に示す図である。
【図２８】本発明の実施の形態４の他の変形例において第１信号幅が第３信号幅よりも小さい場合の、挿入物の先端部の画像を模式的に示す図である。
【図２９】本発明の実施の形態５に係る超音波装置の構成を示すブロック図である。
【図３０】本発明の実施の形態５の変形例に係る超音波装置の構成を示すブロック図である。
【図３１】本発明の実施の形態６に係る光音響装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に、本発明の実施の形態１に係る音響波装置である超音波装置１の構成を示す。図１に示すように、超音波装置１は、アレイトランスデューサ２を備えており、アレイトランスデューサ２に、送信部３および受信部４がそれぞれ接続されている。受信部４には、データ分離部５、断層画像信号生成部６、画像重畳部７、表示制御部８および表示部９が順次接続されている。また、データ分離部５に、挿入物画像信号生成部１０が接続されている。また、挿入物画像信号生成部１０に、第１信号幅検出部１１および挿入物表示画像信号生成部１２が順次接続されている。また、挿入物表示画像信号生成部１２は、画像重畳部７に接続されている。また、超音波装置１は、挿入物１３を備えており、挿入物１３は、挿入物用レーザ光源１４に接続されている。
【００２１】
さらに、送信部３、受信部４、断層画像信号生成部６、画像重畳部７、表示制御部８、挿入物画像信号生成部１０、第１信号幅検出部１１、挿入物表示画像信号生成部１２、挿入物用レーザ光源１４に、装置制御部１５が接続されており、装置制御部１５に、操作部１６および格納部１７が接続されている。装置制御部１５と格納部１７とは、互いに、双方向の情報の受け渡しが可能に接続されている。
また、アレイトランスデューサ２は、プローブ１８に含まれており、送信部３、受信部４、データ分離部５、断層画像信号生成部６、画像重畳部７、表示制御部８、挿入物画像信号生成部１０、第１信号幅検出部１１、挿入物表示画像信号生成部１２および装置制御部１５により、プロセッサ１９が構成されている。
【００２２】
また、図２に示すように、アレイトランスデューサ２および送信部３により被検体用ビーム照射部Ｂ１が構成され、アレイトランスデューサ２および受信部４により受信信号生成部Ｂ２が構成されている。
【００２３】
図１に示す挿入物１３は、超音波診断の際に被検体内に挿入されて、試料採取および薬液注入等の処置をするために使用される。挿入物１３としては、例えば、穿刺針、カテーテル、鉗子等を用いることができるが、例えば、図３に示すような穿刺針を用いることができる。図３に示す挿入物１３は、その内部において、外部に配置される挿入物用レーザ光源１４から挿入物１３の先端部ＦＥ近傍まで至るように、光ファイバー等の導光部材２０が設けられている。また、挿入物１３の内部において、挿入物１３の先端部ＦＥ近傍に、光音響波発生部２１が配置されており、光音響波発生部２１に、導光部材２０の先端部Ａが埋設されている。
【００２４】
この光音響波発生部２１は、光を吸収する材料、例えば、黒色顔料が混合されたエポキシ樹脂、フッ素樹脂またはポリウレタン樹脂等の合成樹脂からなり、光が照射されることにより、収縮および膨張し、光音響波を発生する。図３に示す挿入物１３では、挿入物用レーザ光源１４から出射された光が導光部材２０を介して光音響波発生部２１に照射されることにより、光音響波発生部２１から光音響波が発生する。
【００２５】
挿入物用レーザ光源１４は、図４に示すように、レーザロッド２２、励起光源２３、ミラー２４、ミラー２５、およびＱスイッチ２６を有している。レーザロッド２２は、レーザ媒質であり、レーザロッド２２として、例えば、アレキサンドライト結晶を用いることができる。励起光源２３は、レーザロッド２２に励起光を照射する光源であり、例えば、励起光源２３として、フラッシュランプおよびレーザダイオード等の光源を用いることができる。
【００２６】
ミラー２４および２５は、レーザロッド２２を挟んで互いに対向しており、ミラー２４および２５により光共振器が構成されている。この光共振器においては、ミラー２５が出力側である。光共振器内には、Ｑスイッチ２６が挿入されており、Ｑスイッチ２６により、光共振器内の挿入損失が大きい状態から挿入損失が小さい状態へと急速に変化させることにより、パルスレーザ光を得ることができる。挿入物用レーザ光源１４の出力側のミラー２５から出射されたパルスレーザ光は、導光部材２０を介して挿入物１３に導光される。
【００２７】
図１に示すプローブ１８のアレイトランスデューサ２は、１次元または２次元に配列された複数の振動子を有している。これらの振動子は、それぞれ送信部３から供給される駆動信号に従って超音波を送信し、且つ、被検体からの超音波エコーを受信して断層画像生成用受信信号を出力する。さらに、これらの素子は、挿入物用レーザ光源１４から挿入物１３の光音響波発生部２１に光が照射されることにより発生する光音響波を受信して、挿入物画像生成用受信信号を出力する。
各振動子は、例えば、ＰＺＴ（Lead Zirconate Titanate：チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック、ＰＶＤＦ（Poly Vinylidene Di Fluoride：ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子およびＰＭＮ−ＰＴ（Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate：マグネシウムニオブ酸鉛−チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成することにより構成される。
【００２８】
プロセッサ１９の送信部３は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、装置制御部１５からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、アレイトランスデューサ２の複数の振動子から送信される超音波が超音波ビームを形成するように、それぞれの駆動信号を、遅延量を調節して複数の振動子に供給する。このように、アレイトランスデューサ２の振動子の電極にパルス状または連続波状の電圧が印加されると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状または連続波状の超音波が発生して、それらの超音波の合成波から、超音波ビームが形成される。
【００２９】
送信された超音波ビームは、例えば、被検体の部位等の対象において反射され、プローブ１８のアレイトランスデューサ２に向かって伝搬する。このようにアレイトランスデューサ２に向かって伝搬する超音波エコーは、アレイトランスデューサ２を構成するそれぞれの振動子により受信される。この際に、アレイトランスデューサ２を構成するそれぞれの振動子は、伝搬する超音波エコーを受信することにより伸縮して電気信号を発生させ、これらの電気信号を断層画像生成用受信信号として受信部４に出力する。
【００３０】
また、挿入物用レーザ光源１４から出射された光が挿入物１３の光音響波発生部２１に照射されることにより発生した光音響波も、アレイトランスデューサ２を構成するそれぞれの振動子により受信される。この際に、アレイトランスデューサ２を構成するそれぞれの振動子は、超音波を受信した場合と同様に、光音響波を受信することにより伸縮して電気信号を発生させ、これらの電気信号を挿入物画像生成用受信信号として受信部４に出力する。
【００３１】
プロセッサ１９の受信部４は、装置制御部１５からの制御信号に従って、アレイトランスデューサ２から出力される断層画像生成用受信信号の処理および挿入物画像生成用受信信号の処理を行う。図５に示すように、受信部４は、増幅部２９およびＡＤ（Analog Digital）変換部３０が直列接続された構成を有している。増幅部２９は、アレイトランスデューサ２を構成するそれぞれの素子から入力された断層画像生成用受信信号および挿入物画像生成用受信信号を増幅し、増幅した受信信号をＡＤ変換部３０に送信する。ＡＤ変換部３０は、増幅部２９から送信された断層画像生成用受信信号および挿入物画像生成用受信信号を、それぞれ、デジタル化されたデータに変換し、これらのデータをプロセッサ１９のデータ分離部５に送出する。
【００３２】
プロセッサ１９のデータ分離部５は、受信部４から出力された断層画像生成用受信信号のデータと挿入物画像生成用受信信号のデータとを分離し、断層画像生成用受信信号のデータを断層画像信号生成部６に出力し、挿入物画像生成用受信信号のデータを挿入物画像信号生成部１０に出力する。
【００３３】
プロセッサ１９の断層画像信号生成部６は、図６に示すように、信号処理部３１、ＤＳＣ（Digital Scan Converter：デジタルスキャンコンバータ）３２および画像処理部３３が直列接続された構成を有している。信号処理部３１は、装置制御部１５からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づき、断層画像生成用受信信号の各データにそれぞれの遅延を与えて加算（整相加算）を施す、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が１つの走査ラインに絞り込まれた音線信号が生成される。また、信号処理部３１は、生成された音線信号に対して、超音波が反射した位置の深度に応じて伝搬距離に起因する減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施して、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。このように生成されたＢモード画像信号は、ＤＳＣ３２に出力される。
【００３４】
断層画像信号生成部６のＤＳＣ３２は、Ｂモード画像信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号にラスター変換する。断層画像信号生成部６の画像処理部３３は、ＤＳＣ３２において得られた画像データに対して、明るさ補正、諧調補正、シャープネス補正および色補正等の各種の必要な画像処理を施した後、Ｂモード画像信号を画像重畳部７に出力する。
【００３５】
プロセッサ１９の挿入物画像信号生成部１０は、挿入物画像生成用受信信号から挿入物１３の先端部ＦＥの画像を表す挿入物画像信号を生成する。挿入物画像信号生成部１０は、図示しないが、断層画像信号生成部６と同様の内部構成を有している。データ分離部５から挿入物画像信号生成部１０に挿入物画像生成用受信信号が入力されると、挿入物画像信号生成部１０は、断層画像信号生成部６が行う処理と同様の処理を挿入物画像生成用受信信号に対して施して、挿入物１３の先端部ＦＥの画像を表す挿入物画像信号を生成する。
【００３６】
プロセッサ１９の第１信号幅検出部１１は、挿入物画像信号生成部１０により生成された挿入物画像信号における信号強度のピーク値に対して定められた割合の信号強度を有する挿入物画像信号の第１信号幅を検出する。第１信号幅とは、挿入物画像信号生成部１０により生成された挿入物画像信号における、信号強度のピーク値に対して定められた割合の信号強度を有する信号群の幅をいう。例えば、定められた割合を２０％とした場合に、第１信号幅検出部１１は、挿入部物画像信号の信号強度のピーク値の２０％の値を有する挿入物画像信号の信号幅を、第１信号幅として検出する。
【００３７】
ところで、挿入物１３の先端部ＦＥが血管に挿入された場合等に、挿入物１３の先端部ＦＥ周辺を伝搬する光音響波が減衰しにくくなることがある。そのため、挿入物１３の先端部ＦＥが血管に挿入された場合等に、挿入物１３の先端部ＦＥが血管に挿入されていない場合等の典型的な挿入物画像信号と比較して、ピーク値を中心とした広い範囲において高い信号強度を有する挿入物画像信号が得られることがある。このような挿入物画像信号が表示部９に表示された場合には、挿入物１３の先端部ＦＥの画像が膨張して表示される、いわゆるアーチファクトが発生する。プロセッサ１９の挿入物表示画像信号生成部１２は、このようなアーチファクトを表示部９に表示させないために、挿入物画像信号の信号幅を、定められた第２信号幅以下となるように調節した挿入物表示画像信号を生成する。
【００３８】
この際に、挿入物表示画像信号生成部１２は、第１信号幅検出部１１により検出された挿入物画像信号の第１信号幅と、定められた第２信号幅に基づいて、挿入物画像信号の信号幅を調節する。
ここで、第２信号幅は、挿入物１３の先端部ＦＥの画像の最大幅に対する上限値として設定される信号幅であり、挿入物１３の先端部ＦＥの画像が重畳される被検体の断層画像が視認しにくくならないように設定されることが望ましい。
【００３９】
プロセッサ１９の画像重畳部７は、断層画像信号生成部６により生成された断層画像信号と、挿入物表示画像信号生成部１２により生成された挿入物表示画像信号に基づいて、被検体の断層画像と挿入物１３の先端部ＦＥの画像を重畳させて表示制御部８に出力する。ここで、「被検体の断層画像と挿入物１３の先端部ＦＥの画像を重畳させる」とは、断層画像信号に基づいて生成された被検体の断層画像と挿入物表示画像信号に基づいて生成された挿入物１３の先端部ＦＥの画像を単に重ね合わせること、または、断層画像信号と挿入物表示画像信号を合成した合成信号を形成することにより被検体の断層画像と挿入物１３の先端部ＦＥの画像が重畳された１枚の画像を生成することをいう。
【００４０】
プロセッサ１９の装置制御部１５は、格納部１７等に予め記憶されているプログラムおよび操作部１６を介したユーザの操作に基づいて、超音波装置１の各部の制御を行う。
プロセッサ１９の表示制御部８は、装置制御部１５の制御の下、画像重畳部７から出力された画像に所定の処理を施して、表示部９に表示可能な画像を生成する。
【００４１】
超音波装置１の表示部９は、表示制御部８により生成された画像を表示し、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）等のディスプレイ装置を含む。
超音波装置１の操作部１６は、ユーザが入力操作を行うためのものであり、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッドおよびタッチパネル等を備えて構成することができる。
【００４２】
格納部１７は、超音波装置１の動作プログラム等を格納するもので、ＨＤＤ（Hard Disc Drive：ハードディスクドライブ）、ＳＳＤ（Solid State Drive：ソリッドステートドライブ）、ＦＤ（Flexible Disc：フレキシブルディスク）、ＭＯディスク（Magneto-Optical disc：光磁気ディスク）、ＭＴ（Magnetic Tape：磁気テープ）、ＲＡＭ（Random Access Memory：ランダムアクセスメモリ）、ＣＤ（Compact Disc：コンパクトディスク）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc：デジタルバーサタイルディスク）、ＳＤカード（Secure Digital card：セキュアデジタルカード）、ＵＳＢメモリ（Universal Serial Bus memory：ユニバーサルシリアルバスメモリ）等の記録メディア、またはネットワークに接続されたサーバ等を用いることができる。
【００４３】
なお、送信部３、受信部４、データ分離部５、断層画像信号生成部６、画像重畳部７、表示制御部８、挿入物画像信号生成部１０、第１信号幅検出部１１、挿入物表示画像信号生成部１２および装置制御部１５を有するプロセッサ１９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）、および、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための制御プログラムから構成されるが、デジタル回路を用いて構成されてもよい。また、これらの送信部３、受信部４、データ分離部５、断層画像信号生成部６、画像重畳部７、表示制御部８、挿入物画像信号生成部１０、第１信号幅検出部１１、挿入物表示画像信号生成部１２および装置制御部１５を部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵに統合させて構成することもできる。
【００４４】
次に、図７に示すフローチャートを用いて、実施の形態１における超音波装置１の動作について詳細に説明する。
まず、ステップＳ１において、被検体の断層画像を表す断層画像信号が生成される。この際に、まず、アレイトランスデューサ２から被検体内に超音波ビームを照射することにより被検体の組織から超音波エコーを出射させ、超音波エコーがアレイトランスデューサ２により受信されることにより、断層画像生成用受信信号が生成される。このようにして得られた断層画像生成用受信信号に基づいて、断層画像信号生成部６により、断層画像信号が生成される。
【００４５】
次に、ステップＳ２において、挿入物用レーザ光源１４から挿入物１３の光音響波発生部２１にレーザ光が照射される。これにより、光音響波発生部２１から光音響波が発生する。
続くステップＳ３において、アレイトランスデューサ２は、光音響波発生部２１から光音響波を受信して、挿入物画像生成用受信信号を生成する。
ステップＳ４では、挿入物画像生成用受信信号がデータ分離部５を介して挿入物画像信号生成部１０に出力されて、挿入物画像信号生成部１０により挿入物画像信号が生成される。
【００４６】
続くステップＳ５において、第１信号幅検出部１１は、ステップＳ４で生成された挿入物画像信号の第１信号幅を検出する。この際に、第１信号幅検出部１１は、挿入物画像信号のピーク値に対して定められた割合の信号強度を有する挿入物画像信号の信号幅を、第１信号幅として検出する。例えば、挿入物画像信号のピーク値に対して定められた割合の信号強度が、挿入物画像信号のピーク値に対して２０％の信号強度である場合には、第１信号幅検出部１１は、図８に示すように、挿入物画像信号ＳＡの信号強度Ｅのピーク値である１．０の２０％である０．２を信号強度として有する挿入物画像信号ＳＡの信号幅Ｗ１を、第１信号幅Ｗ１として検出する。ここで、図８に示される挿入物画像信号ＳＡは、信号強度Ｅのピーク値が１．０となるように規格化されており、以降において挿入物画像信号ＳＡを示す際も、ピーク値が１．０となるように規格化した信号を示すこととする。
【００４７】
ステップＳ６において、挿入物表示画像信号生成部１２は、ステップＳ５で検出された第１信号幅Ｗ１が、定められた第２信号幅Ｗ２よりも大きいか否かを判定する。第１信号幅Ｗ１が第２信号幅Ｗ２よりも大きい場合には、挿入物表示画像信号生成部１２は、ステップＳ７において、第２信号幅Ｗ２に相当する最大幅を有する挿入物表示画像信号を生成する。
この際に、挿入物表示画像信号生成部１２は、例えば図８に示すように、挿入物画像信号ＳＡのうち、信号強度Ｅがピーク値である１．０となるピーク位置Ｐ０を中心として、この中心から定められた第２信号幅Ｗ２までの部分を挿入物表示画像信号ＳＢとする。ここで、図８における細線ＦＬは、信号強度Ｅが一定の値、例えば０．８である信号強度の等強度線を表している。図８に示される挿入物表示画像信号ＳＢは、ピーク位置Ｐ０を中心とした広い範囲において、信号強度Ｅの減衰が少なく、大きい信号強度Ｅを有していることがわかる。
【００４８】
ステップＳ７において挿入物表示画像信号ＳＢが生成されると、ステップＳ８において画像重畳部７は、挿入物表示画像信号ＳＢとステップＳ１において生成された断層画像信号に基づいて、被検体の断層画像と挿入物１３の先端部ＦＥの画像を重畳させて表示部９に表示させる。被検体の断層画像と挿入物１３の先端部ＦＥの画像が重畳されて表示部９に表示されると、実施の形態１に係る超音波装置１の動作は終了する。
【００４９】
また、ステップＳ６において、第１信号幅Ｗ１が定められた第２信号幅Ｗ２よりも小さいと判定した場合には、挿入物表示画像信号生成部１２は、ステップＳ９に進み、第２信号幅Ｗ２よりも小さい最大幅を有する挿入物表示画像信号を生成する。
この際に、挿入物表示画像信号生成部１２は、例えば図９に示すように、挿入物画像信号ＳＡのうち、信号強度Ｅがピーク値である１．０となるピーク位置Ｐ０を中心とし、この中心から第２信号幅Ｗ２よりも小さい第１信号幅Ｗ１までの部分を挿入物表示画像信号ＳＢとする。ここで、図９における３本の細線ＦＬは、それぞれ信号強度Ｅが０．８、０．６、および０．４である信号強度Ｅの等強度線を表している。図９に示される挿入物表示画像信号ＳＢは、ピーク位置Ｐ０から離れるに従って信号強度Ｅが急激に減衰していることがわかる。
【００５０】
図９に示されるように、第１信号幅Ｗ１が定められた第２信号幅Ｗ２よりも小さい場合には、第１信号幅Ｗ１が、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅である。このため、挿入物１３の先端部ＦＥの画像を表示部９に明確に表示させるために、第１信号幅Ｗ１は、挿入物画像信号ＳＡのうち、挿入物画像生成用受信信号のバックグラウンドノイズよりも大きい信号強度を有する部分の信号幅であることが望ましい。すなわち、挿入物画像信号ＳＡの信号強度Ｅのピーク値に対する定められた割合の信号強度が、挿入物画像生成用受信信号のバックグラウンドノイズよりも大きい信号強度を有するように、定められた割合が設定されていることが望ましい。
【００５１】
ステップＳ９において挿入物表示画像信号ＳＢが生成されると、ステップＳ８において被検体の断層画像と挿入物１３の先端部ＦＥの画像が重畳されて表示部９に表示され、実施の形態１に係る超音波装置１の動作は終了する。
【００５２】
ここで、先端部に光音響波発生部を有する挿入物を備え、被検体の断層画像を生成する従来の超音波装置等の音響波装置において、例えば挿入物の先端部が血管内に挿入されている場合等には、図１０の表示領域ＤＲ１に示すように、光音響波発生部からの光音響波に対応する挿入物画像生成用受信信号の最大の信号強度ＰＥが大きいほど挿入物の先端部近傍における光音響波が減衰しにくくなる。これにより、挿入物の先端部に対応する表示領域ＤＲ１の表示幅ＤＷが大きくなる。そのため、従来の音響波装置では、例えば、図１１に示すように、アーチファクトが発生した挿入物の先端部の画像Ｔ１が被検体の断層画像Ｕに重畳されて表示部に表示される。これにより、断層画像Ｕに含まれる被検体の組織等がユーザに視認されにくくなり、ユーザが挿入物の先端部の精確な位置を確認することが困難になることがあった。
【００５３】
一方、本発明の実施の形態１に係る超音波装置１によれば、第１信号幅Ｗ１が定められた第２信号幅Ｗ２よりも大きい場合には、第２信号幅Ｗ２に相当する最大幅を有する挿入物表示画像信号ＳＢが生成され、第１信号幅Ｗ１が第２信号幅Ｗ２よりも小さい場合には、第２信号幅Ｗ２よりも小さい最大幅を有する挿入物表示画像信号ＳＢが生成される。これにより、図１０の表示領域ＤＲ２に示すように、光音響波発生部２１からの光音響波に対応する挿入物画像生成用受信信号の最大の信号強度ＰＥが大きくなったとしても、挿入物１３の先端部ＦＥの表示領域ＤＲ２に対応する表示幅ＤＷを、第２信号幅Ｗ２以下とすることができる。そのため、超音波装置１によれば、例えば、図１２に示すように、アーチファクトの影響を抑制した挿入物１３の先端部ＦＥの画像Ｔ２を被検体の断層画像Ｕに重畳して表示部９に表示する。これにより、断層画像Ｕに含まれる被検体の組織がユーザに視認されにくくなることを防止し、ユーザが挿入物１３の先端部ＦＥの位置をより精確に確認することができる。
なお、第１信号幅Ｗ１が第２信号幅Ｗ２に等しい場合には、第２信号幅Ｗ２に相当する最大幅を有する挿入物表示画像信号ＳＢを生成すればよい。
【００５４】
なお、実施の形態１において、ステップＳ１において断層画像信号を生成した後に、ステップＳ２〜ステップＳ４において挿入物画像信号ＳＡを生成しているが、挿入物画像信号ＳＡを生成した後に断層画像信号を生成してもよい。
【００５５】
また、実施の形態１において、挿入物表示画像信号生成部１２は、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が定められた第２信号幅Ｗ２よりも大きいか否かにより、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅を調節しているが、第１信号幅Ｗ１が第２信号幅Ｗ２に等しい場合には、挿入物画像信号ＳＡのピーク位置Ｐ０を中心として、第２信号幅Ｗ２までの部分を挿入物表示画像信号ＳＢとする処理を行ってもよく、ピーク位置Ｐ０から第１信号幅Ｗ１までの部分を挿入物表示画像信号ＳＢとする処理を行ってもよい。
【００５６】
実施の形態２
実施の形態１では、挿入物表示画像信号生成部１２は、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が定められた第２信号幅Ｗ２よりも小さい場合に、第１信号幅Ｗ１に相当する最大幅を有する挿入物表示画像信号ＳＢを生成しているが、挿入物１３の先端部ＦＥの画像が視認されにくくなることを防止するために、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅に対して下限値を設定することもできる。
【００５７】
実施の形態２に係る音響波装置である超音波装置１は、図１に示す実施の形態１に係る超音波装置１と同一の構成を有しており、実施の形態２に係る超音波装置１の構成についての詳細な説明は省略する。
【００５８】
ここで、図１３に示すフローチャートを用いて、実施の形態２に係る超音波装置１の動作を説明する。図１３に示すフローチャートにおけるステップＳ１〜ステップＳ８は、図７に示す実施の形態１におけるステップＳ１〜ステップＳ８と同一である。すなわち、ステップＳ１において被検体の断層画像が生成され、ステップＳ２において挿入物用レーザ光源１４から挿入物１３の光音響波発生部２１にレーザ光が照射されると、ステップＳ３においてアレイトランスデューサ２が光音響波発生部２１から発生した光音響波を受信して挿入物画像生成用受信信号を生成し、ステップＳ４において挿入物画像生成用受信信号から挿入物画像信号ＳＡが生成される。
【００５９】
続くステップＳ５において挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が検出されると、挿入物表示画像信号生成部１２は、第１信号幅Ｗ１が定められた第２信号幅Ｗ２よりも大きいか否かを判定する。第１信号幅Ｗ１が第２信号幅Ｗ２よりも大きい場合には、ステップＳ７において挿入物表示画像信号生成部１２は、挿入物画像信号ＳＡのうち、挿入物画像信号ＳＡのピーク位置Ｐ０を中心とし、第２信号幅Ｗ２に相当する最大幅を有する部分を挿入物表示画像信号ＳＢとする。続くステップＳ８において画像重畳部７は、ステップＳ１において生成された断層画像信号と、ステップＳ７において生成された挿入物表示画像信号ＳＢとに基づいて、被検体の断層画像と挿入物１３の先端部ＦＥの画像を重畳させて表示部９に表示させる。
【００６０】
ステップＳ６において挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が定められた第２信号幅Ｗ２よりも小さいと判定された場合には、ステップＳ１０として、挿入物表示画像信号生成部１２は、第１信号幅Ｗ１が定められた第３信号幅Ｗ３よりも小さいか否かを判定する。ここで、第３信号幅Ｗ３とは、第２信号幅Ｗ２よりも小さく、挿入物１３の先端部ＦＥの画像に対する最大幅の下限値として定められた信号幅である。挿入物１３の先端部ＦＥの画像をユーザが容易に視認することができれば、第３信号幅Ｗ３のサイズは特に限定されない。例えば、第３信号幅Ｗ３は、表示部９の最小ピクセルのサイズおよび被検体内を伝搬する音響波の波長程度のサイズに設定されることができ、より具体的には、例えば、０．３ｍｍ程度に設定されることができる。
【００６１】
第１信号幅Ｗ１が第３信号幅Ｗ３よりも小さい場合には、挿入物表示画像信号生成部１２はステップＳ１１において、第３信号幅Ｗ３に相当する最大幅を有する挿入物表示画像信号ＳＢを生成する。
この際に、挿入物表示画像信号生成部１２は、例えば図１４に示すように、挿入物画像信号ＳＡのうち、信号強度Ｅがピーク値である１．０となるピーク位置Ｐ０を中心として、この中心から定められた第３信号幅Ｗ３までの部分を挿入物表示画像信号ＳＢとする。
【００６２】
ステップＳ１１において挿入物表示画像信号ＳＢが生成されると、ステップＳ８において画像重畳部７は、ステップＳ１で生成された被検体の断層画像信号と、ステップＳ１１で生成された挿入物表示画像信号ＳＢとに基づいて、被検体の断層画像と挿入物１３の先端部ＦＥの画像を重畳させて表示部９に表示させる。
【００６３】
また、ステップＳ１０において、挿入物表示画像信号生成部１２は、第１信号幅Ｗ１が第３信号幅Ｗ３よりも大きいと判定した場合には、ステップＳ１２において、第１信号幅Ｗ１に相当する最大幅を有する挿入物表示画像信号ＳＢを生成する。
この際に、挿入物表示画像信号生成部１２は、例えば図１５に示すように、挿入物画像信号ＳＡのうち、ピーク位置Ｐ０を中心とし、この中心から第１信号幅Ｗ１までの部分を挿入物表示画像信号ＳＢとする。
【００６４】
ステップＳ１２において挿入物表示画像信号ＳＢが生成されると、ステップＳ８において被検体の断層画像と挿入物１３の先端部ＦＥの画像が重畳されて表示部９に表示され、実施の形態２に係る超音波装置１の動作は終了する。
なお、ステップＳ６において挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が第２信号幅Ｗ２に等しい場合には、ステップＳ７に進んで、挿入物画像信号ＳＡのうち第２信号幅Ｗ２に相当する最大幅を有する部分を挿入物表示画像信号ＳＢとしてもよく、あるいは、ステップＳ１０に進んで、第１信号幅Ｗ１が第３信号幅Ｗ３よりも小さいか否かを判定してもよい。ただし、ステップＳ１０に進んだ場合には、第１信号幅Ｗ１が第２信号幅Ｗ２に等しくて第３信号幅Ｗ３よりも大きいため、さらに、ステップＳ１２に進んで、第１信号幅Ｗ１に相当する最大幅を有する挿入物表示画像信号ＳＢを生成することとなる。
また、ステップＳ１０において第１信号幅Ｗ１が第３信号幅Ｗ３に等しい場合には、ステップＳ１１に進んで、第３信号幅Ｗ３に相当する最大幅を有する挿入物表示画像信号ＳＢを生成してもよく、あるいは、ステップＳ１２に進んで、第１信号幅Ｗ１に相当する最大幅を有する挿入物表示画像信号ＳＢを生成してもよい。
【００６５】
以上により、実施の形態２に係る超音波装置１によれば、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が定められた第２信号幅Ｗ２よりも小さい第３信号幅Ｗ３よりも小さい場合に、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅を第３信号幅以上にすることができるため、挿入物１３の先端部ＦＥの画像の幅が小さく表示されることにより、挿入物１３の先端部ＦＥの画像がユーザにより視認されにくくなることを防止することができる。
【００６６】
なお、実施の形態２において、挿入物表示画像信号生成部１２は、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が定められた第２信号幅Ｗ２よりも小さい場合に、第１信号幅Ｗ１が第３信号幅Ｗ３よりも小さいか否かにより、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅を調節しているが、第１信号幅Ｗ１が第３信号幅Ｗ３に等しい場合には、挿入物画像信号ＳＡのピーク位置Ｐ０を中心として、ピーク位置Ｐ０から第３信号幅Ｗ３までの部分に基づいて挿入物表示画像信号ＳＢを生成する処理を行ってもよく、ピーク位置Ｐ０から第１信号幅Ｗ１までの部分を挿入物表示画像信号ＳＢとする処理を行ってもよい。
【００６７】
実施の形態３
実施の形態２においては、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が第３信号幅Ｗ３よりも小さい場合に、最大幅が第３信号幅Ｗ３となるような挿入物表示画像信号ＳＢが生成されるが、この際に、挿入物画像信号ＳＡを拡大した画像信号に基づいて挿入物表示画像信号ＳＢを生成することにより、挿入物１３の先端部ＦＥの画像をユーザにさらに視認されやすい状態にすることができる。
【００６８】
実施の形態３に係る音響波装置である超音波装置は、挿入物表示画像信号生成部１２の代わりに図１６に示す挿入物表示画像信号生成部３４を用いる他は、図１に示す実施の形態１の超音波装置１と同一の構成を有している。実施の形態３における挿入物表示画像信号生成部３４は、挿入物画像信号拡大部３５と挿入物表示画像信号特定部３６が直列接続された構成を有している。
【００６９】
挿入物表示画像信号生成部３４の挿入物画像信号拡大部３５は、挿入物画像信号生成部１０により生成された挿入物画像信号ＳＡの信号強度Ｅのピーク値に対して定められた割合の信号強度を有する信号幅が、第３信号幅Ｗ３よりも大きくなるまで挿入物画像信号ＳＡを拡大した拡大画像信号を生成する。例えば、挿入物画像信号拡大部３５は、挿入物画像信号ＳＡのうち少なくとも、挿入物画像信号ＳＡのピーク位置Ｐ０を中心として、この中心から第３信号幅Ｗ３までの部分の信号強度を定められた拡大率で増大させることができる。具体的な例として、例えば、挿入物画像信号ＳＡの信号強度Ｅのピーク値に対して定められた割合の信号強度が、挿入物画像信号ＳＡの信号強度Ｅのピーク値に対して２０％の信号強度である場合に、挿入物画像信号拡大部３５は、図１７に示すように、挿入物画像信号ＳＡの信号強度Ｅのピーク値に対して２０％の信号強度を有する信号幅が第３信号幅Ｗ３になるまで、挿入物画像信号ＳＡの全体の信号強度Ｅを定められた拡大率で増大させることにより、拡大画像信号ＳＣを生成することができる。
【００７０】
挿入物表示画像信号生成部３４の挿入物表示画像信号特定部３６は、挿入物画像信号拡大部３５により生成された拡大画像信号ＳＣのうち、挿入物表示画像信号ＳＢとして使用する部分を特定する。挿入物表示画像信号特定部３６は、実施の形態１および２における挿入物表示画像信号生成部１２が行う処理と同様の処理を拡大画像信号ＳＣに対して施す。例えば、挿入物表示画像信号特定部３６は、図１７に示すように、拡大画像信号ＳＣのうち、拡大画像信号ＳＣのピーク位置Ｐ０を中心として、この中心から第３信号幅Ｗ３までの部分を挿入物表示画像信号ＳＢとする。
なお、挿入物画像信号ＳＡの全体の信号強度Ｅを定められた拡大率で増大させることにより、拡大画像信号ＳＣのうち、信号強度Ｅが１．０を超えた部分は、飽和しており、挿入物表示画像信号ＳＢでは、信号強度Ｅ＝１．０として表されている。
【００７１】
以上のように、実施の形態３に係る超音波装置によれば、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が第３信号幅Ｗ３よりも小さい場合に、挿入物画像信号ＳＡを拡大した拡大画像信号ＳＣを生成し、拡大画像信号ＳＣから挿入物表示画像信号ＳＢを生成するため、挿入物１３の先端部ＦＥの画像をユーザにさらに視認されやすい状態にすることができる。
【００７２】
なお、挿入物画像信号拡大部３５により生成される拡大画像信号ＳＣの一例として、図１７に示すように、挿入物画像信号ＳＡの信号強度Ｅを定められた拡大率で増大させて生成された拡大画像信号ＳＣを示している。しかしながら、挿入物画像信号ＳＡのピーク値に対して定められた割合の信号強度を有する信号幅が第３信号幅Ｗ３よりも大きくなるまで挿入物画像信号ＳＡが拡大されれば、拡大画像信号ＳＣは、これに限定されない。
【００７３】
例えば、挿入物画像信号拡大部３５は、挿入物画像信号ＳＡのうち、少なくともピーク位置Ｐ０を中心として、この中心から第３信号幅Ｗ３までの部分の信号強度を定められたオフセット量だけ増大させることにより拡大画像信号ＳＣを生成することもできる。具体的な例として例えば、挿入物画像信号拡大部３５は、図１８に示すように、挿入物画像信号ＳＡの全体を定められたオフセット量である０．２だけ増大させることにより、拡大画像信号ＳＣを生成することができる。
この場合も、挿入物画像信号ＳＡの全体を定められたオフセット量だけ増大させることにより、拡大画像信号ＳＣのうち、信号強度Ｅが１．０を超えた部分は、飽和しており、挿入物表示画像信号ＳＢでは、信号強度Ｅ＝１．０として表示されている。
【００７４】
また、例えば、挿入物画像信号拡大部３５は、挿入物画像信号ＳＡのうち、少なくとも挿入物画像信号ＳＡの信号強度Ｅのピーク値に対して定められた割合の信号強度よりも大きい信号強度を含む部分の信号幅を、定められた拡大率で拡大することにより、拡大画像信号ＳＣを生成することもできる。具体的な例として例えば、図１９に示すように、挿入物画像信号ＳＡの信号強度Ｅのピーク値に対して定められた割合の信号強度が挿入物画像信号ＳＡの信号強度Ｅのピーク値に対して２０％の信号強度である場合に、挿入物画像信号拡大部３５は、挿入物画像信号ＳＡの信号強度Ｅのピーク値に対して２０％の信号強度を有する部分の信号幅が第３信号幅Ｗ３と等しくなるように、挿入物画像信号ＳＡの信号強度Ｅのピーク値に対して２０％〜１００％の信号強度を有する部分の信号幅を定められた拡大率で拡大することにより、拡大画像信号ＳＣを生成することができる。
【００７５】
また、例えば、挿入物画像信号拡大部３５は、挿入物画像信号ＳＡのうち、少なくともピーク位置Ｐ０を中心として中心から第３信号幅Ｗ３までの部分において、信号強度が定められた信号強度よりも小さい部分の信号強度を、この定められた信号強度にまで一律に増大させることにより、拡大画像信号ＳＣを生成することもできる。具体的な例として、例えば、図２０に示すように、定められた信号強度が０．８である場合に、挿入物画像信号拡大部３５は、ピーク位置Ｐ０を中心とする第３信号幅Ｗ３までの部分において、信号強度が０．８よりも小さい部分の信号強度を０．８にまで一律に増大させることにより拡大画像信号ＳＣを生成することができる。
【００７６】
また、例えば、挿入物画像信号拡大部３５は、挿入物画像信号ＳＡのうち、少なくともピーク位置Ｐ０を中心として、この中心から第３信号幅Ｗ３までの部分の信号強度を、挿入物画像信号ＳＡのピーク値にまで増大させることにより拡大画像信号ＳＣを生成することができる。具体的な例として例えば、図２１に示すように、挿入物画像信号拡大部３５は、ピーク位置Ｐ０を中心とする第３信号幅Ｗ３までの部分において、信号強度をピーク値である１．０にまで増大させることにより拡大画像信号ＳＣを生成することができる。
【００７７】
実施の形態４
実施の形態１〜３によれば、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１のサイズに応じて最大幅が調節された挿入物表示画像信号ＳＢが生成されるため、結果的に、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅は、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１に対して拡大または縮小されることがある。そこで、挿入物１３の先端部ＦＥの画像に対応する挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から拡大されたか縮小されたかをユーザに認識させることにより、被検体内における挿入物１３の先端部ＦＥの位置関係についてユーザの注意を促すことができる。
【００７８】
実施の形態４に係る音響波装置である超音波装置は、挿入物表示画像信号生成部１２の代わりに図２２に示す挿入物表示画像信号生成部３７を用いる他は、図１に示す実施の形態１の超音波装置１と同一の構成を有している。実施の形態４における挿入物表示画像信号生成部３７は、挿入物表示画像信号特定部３６と画像強調部３８が直列接続された構成を有している。ここで、実施の形態４における挿入物表示画像信号特定部３６は、実施の形態３における挿入物表示画像信号特定部３６と同一であり、挿入物画像信号生成部１０により生成された挿入物画像信号ＳＡのうち、挿入物表示画像信号ＳＢとして使用する部分を特定する。
【００７９】
挿入物表示画像信号生成部３７の画像強調部３８は、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１とは異なる場合、すなわち挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から拡大されたものまたは縮小されたものである場合に、挿入物１３の先端部ＦＥの画像を表示部９に強調して表示させる。
【００８０】
例えば、画像強調部３８は、挿入物画像信号ＳＡのピーク位置Ｐ０を中心として、第１信号幅Ｗ１を有する領域の輪郭線を挿入物１３の先端部ＦＥの画像に重畳して表示部９に表示させることができる。例えば、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が定められた第２信号幅Ｗ２よりも大きい場合には、画像強調部３８は、図２３に示すように、ピーク位置Ｐ０を中心として、挿入物表示画像信号ＳＢを囲むような、第１信号幅Ｗ１の領域の輪郭線に対応する輪郭線画像信号Ｃを生成し、この輪郭線画像信号Ｃを、挿入物表示画像信号ＳＢに対して付与する。ユーザは、挿入物１３の先端部ＦＥの画像を囲むように位置する輪郭線の画像を認識することにより、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から縮小されたものであることを把握することができる。
【００８１】
また、例えば、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が、定められた第３信号幅Ｗ３よりも小さい場合には、画像強調部３８は、図２４に示すように、ピーク位置Ｐ０を中心として、挿入物表示画像信号ＳＢに含まれるような、第１信号幅Ｗ１の領域の輪郭線に対応する輪郭線画像信号Ｃを生成し、この輪郭線画像信号Ｃを、挿入物表示画像信号ＳＢに対して付与する。ユーザは、挿入物１３の先端部ＦＥの画像を囲むように位置する輪郭線の画像を認識することにより、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から拡大されたものであることを把握することができる。
【００８２】
以上のように、実施の形態４に係る超音波装置によれば、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から拡大されているか、または縮小されているかに対応して、挿入物１３の先端部ＦＥの画像を強調して表示するため、挿入物１３の先端部ＦＥの画像の最大幅が、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から拡大されたか縮小されたかをユーザに認識させ、被検体内における挿入物１３の先端部ＦＥの位置関係についてユーザの注意を促すことができる。
【００８３】
なお、挿入物表示画像信号生成部３７の画像強調部３８は、挿入物表示画像信号ＳＢに輪郭線を表す輪郭線画像信号Ｃを付与することにより、挿入物１３の先端部ＦＥの画像を強調して表示しているが、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が第１信号幅Ｗ１から縮小されている場合と拡大されている場合とで、輪郭線画像信号Ｃに対応する輪郭線を互いに異なる表示態様により表示部９に表示させることができる。例えば、画像強調部３８は、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が第１信号幅Ｗ１から縮小されている場合と拡大されている場合とで、輪郭線画像信号Ｃに対応する輪郭線を互いに異なる色により表示することができる。また、例えば、画像強調部３８は、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が第１信号幅Ｗ１から縮小されている場合と拡大されている場合とで、輪郭線画像信号Ｃに対応する輪郭線を、実線および破線等の異なる種類の線により構成することもできる。これにより、ユーザは、挿入物１３の先端部ＦＥの画像の最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から拡大されたか縮小されたかを、より明確に認識することができる。
【００８４】
また、挿入物１３の先端部ＦＥの画像の強調表示は、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から拡大されているか、または縮小されているかをユーザに認識させることができれば、挿入物表示画像信号ＳＢに輪郭線画像信号Ｃを付与することに限定されない。
【００８５】
例えば、画像強調部３８は、図２５および図２６に示すように、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から縮小されている場合と、拡大されている場合とで、挿入物表示画像信号ＳＢの外周部ＣＴ１およびＣＴ２を互いに異なる色とすることができる。ここで、図２５は、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から第２信号幅Ｗ２に縮小されている場合を示しており、図２６は、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から第３信号幅Ｗ３に拡大されている場合を示している。また、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から縮小されている場合と、拡大されている場合とで、挿入物表示画像信号ＳＢの外周部ＣＴ１およびＣＴ２の色を互いに異なる色にする代わりに、挿入物表示画像信号ＳＢの外周部ＣＴ１およびＣＴ２を実線および破線等の互いに異なる種類の線により構成することもできる。
【００８６】
また、例えば、画像強調部３８は、図２７および図２８に示すように、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から縮小されている場合と、拡大されている場合とで、互いに異なる色を有する挿入物表示画像信号ＳＢにすることができる。ここで、図２７は、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から第２信号幅Ｗ２に縮小されている場合を示しており、挿入物表示画像信号ＳＢが第１の表示色ＤＣ１を有することを示している。また、図２８は、挿入物表示画像信号ＳＢの最大幅が挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１から第３信号幅Ｗ３に拡大されている場合を示しており、挿入物表示画像信号ＳＢが第２の表示色ＤＣ２を有することを示している。
【００８７】
また、実施の形態４における挿入物表示画像信号生成部３７は、実施の形態３における挿入物画像信号拡大部３５をさらに備えることもできる。このようにして、本発明の実施の形態３と実施の形態４とを互いに組み合わせて用いることができる。
【００８８】
実施の形態５
実施の形態１〜実施の形態４において、挿入物表示画像信号ＳＢが生成される際に、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１が定められた第２信号幅Ｗ２と比較されるが、この第２信号幅Ｗ２は、ユーザにより設定されることができる。
【００８９】
図２９に、実施の形態５に係る音響波装置である超音波装置４１の構成を表すブロック図を示す。実施の形態５の超音波装置４１は、図１に示した実施の形態１の超音波装置１において、挿入物表示画像信号生成部１２に接続された第２信号幅設定部４２をさらに備え、第２信号幅設定部４２に、装置制御部１５を接続している。送信部３、受信部４、データ分離部５、断層画像信号生成部６、画像重畳部７、表示制御部８、挿入物画像信号生成部１０、第１信号幅検出部１１、挿入物表示画像信号生成部１２、装置制御部１５および第２信号幅設定部４２により、プロセッサ４３が構成されている。
【００９０】
プロセッサ４３の第２信号幅設定部４２は、挿入物表示画像信号生成部１２が挿入物表示画像信号ＳＢを生成する際に、挿入物画像信号ＳＡの第１信号幅Ｗ１と比較される第２信号幅Ｗ２を設定する。例えば、第２信号幅設定部４２は、操作部１６を介してユーザから入力された値を第２信号幅Ｗ２として設定することができる。
【００９１】
このようにして、実施の形態５に係る超音波装置４１によれば、ユーザが予め第２信号幅Ｗ２を設定するため、被検体の断層画像に含まれる組織等がより視認されやすくなるように挿入物１３の先端部ＦＥの画像のサイズを調節することができる。
【００９２】
なお、図示しないが、例えば、第１信号幅検出部１１を第２信号幅設定部４２に接続させることにより、第２信号幅設定部４２は、被検体とは異なる水および超音波ゼリー等の校正用の媒質中において検出された第１信号幅Ｗ１に基づいて第２信号幅Ｗ２を設定することができる。例えば、より具体的には、挿入物１３の先端部ＦＥを校正用の媒質中に位置させたまま挿入物用レーザ光源１４から挿入物１３の光音響波発生部２１にレーザ光を照射して挿入物画像信号ＳＡを生成することにより、第２信号幅設定部４２は、この挿入物画像信号ＳＡの信号強度Ｅに対して定められた割合の信号強度を有する信号幅を、第２信号幅Ｗ２として設定することができる。
【００９３】
また、実施の形態５において、第２信号幅設定部４２は、ユーザにより設定された値を第２信号幅Ｗ２として設定しているが、挿入物１３の情報を自動的に読み込むことにより第２信号幅Ｗ２を設定することもできる。図３０に、実施の形態５の変形例に係る超音波装置４４の構成を表すブロック図を示す。この超音波装置４４は、図２９に示す実施の形態５の超音波装置４１において、第２信号幅設定部４２を有するプロセッサ４３の代わりに第２信号幅設定部４２Ａを有するプロセッサ４３Ａを備え、装置制御部１５に接続された先端径読取部４５をさらに追加したものである。
【００９４】
例えば、挿入物１３の根本部分、挿入物１３に接続されているケーブル１３Ａ、ケーブル１３Ａの一端を挿入物用レーザ光源１４に接続するためのコネクタ１３Ｂ等に、挿入物１３の先端部ＦＥの直径が記録されたＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）タグおよびバーコード等からなる先端径記録部が付随されており、先端径読取部４５は、この先端径記録部から自動的に挿入物１３の先端部ＦＥの直径を読み取る。
【００９５】
第２信号幅設定部４２Ａは、先端径読取部４５により読み取られた直径の値に対して定められた係数を乗じて換算値を算出し、この換算値を第２信号幅Ｗ２として設定する。
そのため、実施の形態５の変形例に係る超音波装置４４によれば、ユーザが第２信号幅Ｗ２の値を入力する手間を省きながら、表示部９に表示される挿入物１３の先端部ＦＥの画像に対して挿入物１３の先端部ＦＥの実際のサイズをより精確に反映させることができる。
【００９６】
実施の形態６
実施の形態１〜実施の形態５においては、光音響波発生部２１を有する挿入物１３を備えた超音波装置に対して本発明が適用されることを示しているが、本発明は、光音響波発生部２１を有する挿入物１３を備え、被検体内の組織等から出射される光音響波に基づいて被検体の断層画像を生成する光音響装置に対しても適用されることができる。
【００９７】
図３１に、実施の形態６に係る音響波装置である光音響装置４６の構成を表すブロック図を示す。光音響装置４６は、図１に示した実施の形態１の超音波装置１において、プローブ１８の代わりにプローブ４７を備え、送信部３の代わりにプローブ４７に接続された被検体用レーザ光源４８を備え、プロセッサ１９の代わりにプロセッサ５０を備える。プロセッサ５０は、図１に示した実施の形態１のプロセッサ１９において、断層画像信号生成部６の代わりに断層画像信号生成部４９を備える。それ以外は、実施の形態１の超音波装置１と同一の構成を有している。プローブ４７は、アレイトランスデューサ４７Ａと、アレイトランスデューサ４７Ａの両端に隣接して配置された被検体用レーザ光照射部４７Ｂを有して構成されている。プローブ４７のアレイトランスデューサ４７Ａには、受信部４が接続されており、プローブ４７の２つの被検体用レーザ光照射部４７Ｂには、被検体用レーザ光源４８が接続されている。また、被検体用レーザ光源４８に、装置制御部１５が接続されている。
【００９８】
また、受信部４、データ分離部５、画像重畳部７、表示制御部８、挿入物画像信号生成部１０、第１信号幅検出部１１、挿入物表示画像信号生成部１２、装置制御部１５および断層画像信号生成部４９により、プロセッサ５０が構成されている。
また、図示しないが、プローブ４７の被検体用レーザ光照射部４７Ｂと被検体用レーザ光源４８により被検体用ビーム照射部が構成されており、プローブ４７のアレイトランスデューサ４７Ａと受信部４により受信信号生成部が構成されている。
【００９９】
図３１に示す被検体用レーザ光源４８は、挿入物用レーザ光源１４と同様の内部構成を有しており、装置制御部１５の制御の下、パルスレーザ光を発する。
プローブ４７の２つの被検体用レーザ光照射部４７Ｂは、光ファイバー等の図示しない導光部材により、それぞれ被検体用レーザ光源４８に接続されており、被検体用レーザ光源４８からのパルスレーザ光を被検体内に照射する。
【０１００】
被検体用レーザ光照射部４７Ｂから被検体の組織にパルスレーザ光が照射されると、被検体の組織に含まれるグルコースおよびヘモグロビン等の生体内物質は、パルスレーザ光を吸収して膨張および収縮を行い、いわゆる光音響波と呼ばれる音響波を発する。
プローブ４７のアレイトランスデューサ４７Ａは、図１に示す実施の形態１におけるアレイトランスデューサ２と同一の構成を有しており、被検体の組織から出射された光音響波に基づいて断層画像生成用受信信号を生成し、且つ、挿入物１３の光音響波発生部２１から発せられた光音響波に基づいて挿入物画像生成用受信信号を生成する。
【０１０１】
アレイトランスデューサ４７Ａにより生成された断層画像生成用受信信号は、データ分離部５を介して断層画像信号生成部４９に出力される。断層画像信号生成部４９は、図１に示す実施の形態１における断層画像信号生成部６と同一の構成を有しており、光音響波に基づいて生成された断層画像生成用受信信号から、被検体の断層画像を表す断層画像信号を生成する。
【０１０２】
この断層画像信号と、挿入物表示画像信号生成部１２により生成された挿入物表示画像信号ＳＢに基づいて、画像重畳部７は、被検体の断層画像と挿入物１３の先端部ＦＥの画像を重畳させて表示部９に表示させる。
【０１０３】
以上のように、実施の形態６の光音響装置４６によれば、図１に示す実施の形態１の超音波装置１と同様に、挿入物画像信号生成部１０、第１信号幅検出部１１および挿入物表示画像信号生成部１２を備えているため、図１０に示したように、光音響波発生部２１からの光音響波に対応する挿入物画像生成用受信信号の最大の信号強度ＰＥが大きくなったとしても、挿入物１３の先端部ＦＥの表示領域ＤＲ２に対応する表示幅ＤＷを、第２信号幅Ｗ２以下することができる。これにより、光音響装置４６によれば、断層画像Ｕに含まれる被検体の組織がユーザに視認されにくくなることを防止し、ユーザが挿入物１３の先端部ＦＥの位置をより精確に確認することができる。
【０１０４】
なお、実施の形態６の光音響装置４６に対しても、実施の形態２〜実施の形態５に示した各種の態様を、同様にして適宜、適用することができる。
【０１０５】
上記記載から、以下の付記項１に記載の音響波装置を把握することができる。
［付記項１］
プローブと、
被検体内に超音波ビームまたはレーザ光を前記プローブから照射させるプロセッサと、
前記被検体内に挿入可能であり且つ先端部に光音響波発生部を有する挿入物と、
前記挿入物の前記光音響波発生部にレーザ光を照射することにより前記光音響波発生部から光音響波を発生させる挿入物用レーザ光源と、
表示部と
を備え、
前記プロセッサは、
前記プローブから前記被検体内に前記超音波ビームまたは前記レーザ光を照射することにより被検体の組織から出射される音響波を受信して断層画像生成用受信信号を生成し且つ前記光音響波発生部による光音響波を受信して挿入物画像生成用受信信号を生成し、
前記断層画像生成用受信信号から前記被検体の断層画像を表す断層画像信号を生成し、
前記挿入物画像生成用受信信号から前記挿入物の先端部の画像を表す挿入物画像信号を生成し、
前記挿入物画像信号における信号強度のピーク値に対して定められた割合の信号強度を有する前記挿入物画像信号の第１信号幅を検出し、
前記第１信号幅が定められた第２信号幅よりも大きい場合に、前記挿入物画像信号から、前記挿入物画像信号の信号強度が前記ピーク値となるピーク位置を中心とし且つ前記第２信号幅に相当する最大幅を有する挿入物表示画像信号を生成し、前記第１信号幅が前記第２信号幅よりも小さい場合に、前記挿入物画像信号から、前記ピーク位置を中心とし且つ前記第２信号幅よりも小さい最大幅を有する挿入物表示画像信号を生成し、
前記断層画像信号と前記挿入物表示画像信号に基づいて前記被検体の断層画像と前記挿入物の先端部の画像とを重畳させて前記表示部に表示させる音響波装置。
【符号の説明】
【０１０６】
１，４１，４４  超音波装置、２，４７Ａ  アレイトランスデューサ、３  送信部、４  受信部、５  データ分離部、６，４９  断層画像信号生成部、７  画像重畳部、８  表示制御部、９  表示部、１０  挿入物画像信号生成部、１１  第１信号幅検出部、１２，３４，３７  挿入物表示画像信号生成部、１３  挿入物、１３Ａ  ケーブル、１３Ｂ  コネクタ、１４  挿入物用レーザ光源、１５  装置制御部、１６  操作部、１７  格納部、１８  プローブ、１９，４３，４３Ａ，５０  プロセッサ、２０  導光部材、２１  光音響波発生部、２２  レーザロッド、２３  励起光源、２４，２５  ミラー、２６  Ｑスイッチ、２９  増幅部、３０  ＡＤ変換部、３１  信号処理部、３２  ＤＳＣ、３３  画像処理部、３５  挿入物画像信号拡大部、３６  挿入物表示画像信号特定部、３８  画像強調部、４２，４２Ａ  第２信号幅設定部、４５  先端径読取部、４６  光音響装置、４７  プローブ、４７Ｂ  被検体用レーザ光照射部、４８  被検体用レーザ光源、Ａ，ＦＥ  先端部、Ｂ１  被検体用ビーム照射部、Ｂ２  受信信号生成部、Ｃ  輪郭線画像信号、ＣＴ１，ＣＴ２  外周部、ＤＣ１，ＤＣ２  表示色、ＤＲ１，ＤＲ２  表示領域、ＤＷ  表示幅、Ｅ，ＰＥ  信号強度、ＦＬ  細線、Ｐ０  ピーク位置、ＳＡ  挿入物画像信号、ＳＢ  挿入物表示画像信号、ＳＣ  拡大画像信号、Ｔ１，Ｔ２  挿入物の先端部の画像、Ｕ  断層画像、Ｗ１  第１信号幅、Ｗ２  第２信号幅、Ｗ３  第３信号幅。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図１０】
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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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【国際調査報告】
2019150791.tif 000034
2019150791.tif 000035