JP2020156730A - 超音波観測装置及び超音波内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＲＯＩの設定を簡便に行える超音波観測装置及び超音波内視鏡システムを提供する。【解決手段】超音波内視鏡システム１０は、超音波内視鏡１２と、超音波観測装置１４とを備え、超音波観測装置１４は、超音波内視鏡１２によって取得される超音波信号に基づき、超音波信号の振幅を輝度に変換したＢモード画像を生成するＢモード画像生成部１６２と、Ｂモード画像における関心領域ＲＯＩを設定する関心領域設定部１５２と、超音波信号に基づき、関心領域ＲＯＩの血流画像を生成する血流画像生成部１６６と、Ｂモード画像、又はＢモード画像と血流画像との合成画像を表示可能な画像表示部１５４と、を備え、関心領域設定部１５２は、超音波内視鏡１２を用いて行われる手技を認識し、認識した手技に応じて関心領域ＲＯＩを設定する。【選択図】図４

Description

本発明は、超音波観測装置及び超音波内視鏡システムに関する。

医療分野において検査、診断等に用いられる超音波画像は、一般的には、超音波信号の振幅に応じた輝度値を画像化したＢモード画像であるが、超音波のドプラ現象を利用して検出される血流の所在、強さ、方向、速度等を画像化した血流画像も用いられている。

血流画像は、Ｂモード画像に比較すると、画像を生成するために処理や時間を要する。このため、Ｂモード画像における一部の領域が関心領域（ＲＯＩ：Region of Interest）に設定され、ＲＯＩについてだけ血流画像が生成される（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された超音波観測装置では、血流画像を生成するカラーフローモードにおけるＲＯＩが術者によって予め設定されており、設定情報はメモリに記憶されている。Ｂモードからカラーフローモードへの切り替えが行われた場合に、メモリに記憶された設定情報に基づいてＲＯＩが自動的に設定される。

特開２０１５−１７１４２５号公報

超音波検査の手技として、超音波内視鏡を用いた膵臓観察、超音波内視鏡下穿刺吸引術（ＥＵＳ−ＦＮＡ：Endoscopic UltraSound-guided Fine Needle Aspiration）等が例示される。膵臓観察も、ＥＵＳ−ＦＮＡも、カラーフローモードにおいて行われ得るが、各手技の好ましいＲＯＩは異なる。術者が、手技に応じてＲＯＩを設定し直すのでは、設定に要する操作負担が大きい。

本発明は、ＲＯＩの設定を簡便に行える超音波観測装置及び超音波内視鏡システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様の超音波観測装置は、超音波内視鏡によって取得される超音波信号に基づき、前記超音波信号の振幅を輝度に変換したＢモード画像を生成するＢモード画像生成部と、前記Ｂモード画像における関心領域を設定する関心領域設定部と、前記超音波信号に基づき、前記関心領域の血流画像を生成する血流画像生成部と、前記Ｂモード画像、又は前記Ｂモード画像と前記血流画像との合成画像を表示可能な画像表示部と、を備え、前記関心領域設定部は、前記超音波内視鏡を用いて行われる手技を認識し、認識した手技に応じて前記関心領域を設定する。

また、本発明の一態様の超音波内視鏡システムは、超音波内視鏡と、上記超音波観測装置と、を備える。

本発明によれば、ＲＯＩの設定を簡便に行える超音波観測装置及び超音波内視鏡システムを提供できる。

本発明の実施形態を説明するための、超音波内視鏡システムの一例の模式図である。 図１の超音波内視鏡の挿入部の先端部の平面図である。 図２の超音波内視鏡の挿入部の先端部の断面図である。 図１の超音波観測装置のブロック図である。 ＲＯＩの設定例の模式図である。 ＲＯＩの他の設定例の模式図である。

図１は、本発明の実施形態を説明するための、超音波内視鏡システムの一例を示す。

超音波内視鏡システム１０は、超音波を用いて、被検体である患者の体内の観察対象部位の状態を診断するために用いられる。ここで、観察対象部位は、患者の体表側（外側）からは検査が困難な部位であり、例えば胆嚢又は膵臓である。超音波内視鏡システム１０を用いることにより、患者の体腔である食道、胃、十二指腸等の消化管を経由して、観察対象部位の状態及び異常の有無を超音波診断することが可能である。

超音波内視鏡システム１０は、図１に示すように、超音波内視鏡１２と、超音波観測装置１４と、内視鏡プロセッサ１６と、光源装置１８と、モニタ２０と、操作卓１００とを有する。また、図１に示すように、超音波内視鏡システム１０の付属機器として、送水タンク２１ａ、吸引ポンプ２１ｂ及び送気ポンプ２１ｃが設けられている。さらに、超音波内視鏡１２内には、水及び気体の流路となる管路（不図示）が形成されている。

超音波内視鏡１２は、内視鏡スコープであり、図１に示すように、患者の体腔内に挿入される挿入部２２と、医師又は技師等の術者（ユーザ）によって操作される操作部２４とを有する。また、図２及び図３に示すように、挿入部２２の先端部４０には、複数の超音波振動子４８を備えた超音波振動子ユニット４６が取り付けられている。

超音波内視鏡１２の機能により、術者は、患者の体腔内壁の内視鏡画像と、観察対象部位の超音波画像とを取得することができる。内視鏡画像は、患者の体腔内壁を光学的手法によって撮影することで得られる画像である。超音波画像は、患者の体腔内から観察対象部位に向かって送信された超音波の反射波（エコー）を受信し、その受信信号を画像化することで得られる画像である。

超音波観測装置１４は、図１に示すように、ユニバーサルコード２６及びその端部に設けられた超音波用コネクタ３２ａを介して超音波内視鏡１２に接続される。超音波観測装置１４は、超音波内視鏡１２の超音波振動子ユニット４６を制御して超音波振動子ユニット４６に超音波を送信させる。また、超音波観測装置１４は、超音波の反射波（エコー）を超音波振動子ユニット４６が受信したときの受信信号を画像化して超音波画像を生成する。

内視鏡プロセッサ１６は、図１に示すように、ユニバーサルコード２６及びその端部に設けられた内視鏡用コネクタ３２ｂを介して超音波内視鏡１２に接続される。内視鏡プロセッサ１６は、超音波内視鏡１２（詳しくは、後述する固体撮像素子８６）によって撮像された観察対象隣接部位の画像データを取得し、取得した画像データに対して所定の画像処理を施して内視鏡画像を生成する。なお、観察対象隣接部位とは、患者の体腔内壁のうち、観察対象部位と隣り合う位置にある部分である。

なお、超音波観測装置１４及び内視鏡プロセッサ１６が、別々に設けられた二台の装置（コンピュータ）によって構成されている。ただし、これに限定されるものではなく、一台の装置によって超音波観測装置１４及び内視鏡プロセッサ１６の双方が構成されてもよい。

光源装置１８は、図１に示すように、ユニバーサルコード２６及びその端部に設けられた光源用コネクタ３２ｃを介して超音波内視鏡１２に接続される。光源装置１８は、超音波内視鏡１２を用いて観察対象隣接部位を撮像する際に、赤光、緑光及び青光の三原色光からなる白色光又は特定波長光を照射する。光源装置１８が照射した光は、ユニバーサルコード２６に内包されたライトガイド（不図示）を通じて超音波内視鏡１２内を伝搬し、超音波内視鏡１２（詳しくは、後述する照明窓８８）から出射される。これにより、観察対象隣接部位が光源装置１８からの光によって照らされる。

モニタ２０は、図１に示すように、超音波観測装置１４及び内視鏡プロセッサ１６に接続されており、超音波観測装置１４により生成された超音波画像、及び内視鏡プロセッサ１６により生成された内視鏡画像を表示する。超音波画像及び内視鏡画像の表示に関して言うと、いずれか一方の画像を切り替えてモニタ２０に表示してもよく、両方の画像を同時に表示してもよい。また、これらの表示方式を任意に選択及び変更できる構成であってもよい。なお、本実施形態では、一台のモニタ２０に超音波画像及び内視鏡画像を表示するが、超音波画像表示用のモニタと、内視鏡画像表示用のモニタとが別々に設けられてもよい。また、モニタ２０以外の表示形態、例えば、術者が携帯する個人用端末のディスプレイに超音波画像及び内視鏡画像を表示する形態であってもよい。

操作卓１００は、術者が超音波診断に際して必要な情報を入力したり、術者が超音波観測装置１４に対して超音波診断の開始指示を行ったりするために設けられた入力装置である。操作卓１００は、例えば、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド及びタッチパネルによって構成されており、図４に示すように超音波観測装置１４のＣＰＵ１５２に接続されている。操作卓１００が操作されると、その操作内容に応じて超音波観測装置１４のＣＰＵ１５２が装置各部（例えば、後述の受信回路１４２及び送信回路１４４）を制御する。

具体的に説明すると、術者は、超音波診断を開始する前段階で、検査情報（例えば、年月日及びオーダ番号を含む検査オーダ情報、及び、患者ＩＤ及び患者名を含む患者情報）を操作卓１００にて入力する。検査情報の入力完了後、術者が操作卓１００を通じて超音波診断の開始を指示すると、超音波観測装置１４のＣＰＵ１５２が、入力された検査情報に基づいて超音波診断が実施されるように超音波観測装置１４各部を制御する。

また、術者は、超音波診断の実施に際して、各種の制御パラメータを操作卓１００にて設定することが可能である。制御パラメータとしては、例えば超音波画像生成モードの選択等が挙げられる。選択可能な超音波画像生成モードは、例えばＢ（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）モード、及びＣＦ（Ｃｏｌｏｒ Ｆｌｏｗ）モードである。Ｂモードは、超音波エコーの振幅を輝度に変換して断層画像を表示するモードである。ＣＦモードは、平均血流速度、フロー変動、フロー信号の強さ又はフローパワー等を様々な色にマッピングしてＢモード画像に重ねて表示するモードである。

次に、超音波内視鏡１２の構成について説明する。

超音波内視鏡１２は、図１に示すように挿入部２２及び操作部２４を有する。挿入部２２は、図１に示すように先端側（自由端側）から順に、先端部４０、湾曲部４２及び軟性部４３を備える。先端部４０には、図２に示すように超音波観察部３６及び内視鏡観察部３８が設けられている。

また、図２及び図３に示すように、先端部４０には処置具導出口４４が設けられている。処置具導出口４４は、鉗子、穿刺針、若しくは高周波メス等の処置具（不図示）の出口となり、且つ、血液及び体内汚物等の吸引物を吸引する際の吸引口にもなる。

また、図２に示すように先端部４０には観察窓８２及び照明窓８８の表面を洗浄するために形成された洗浄ノズル９０が設けられている。洗浄ノズル９０からは空気又は洗浄用液体が観察窓８２及び照明窓８８に向けて噴出される。

さらに、図１及び図２に示すように、先端部４０には、超音波振動子ユニット４６を覆う位置に、膨張及び収縮可能なバルーン３７が装着されている。バルーン３７は、超音波振動子ユニット４６とともに患者の体腔内に配置されている。そして、先端部４０において超音波振動子ユニット４６付近に形成された送水口４７から、超音波伝達媒体としての水（詳しくは、脱気水）がバルーン３７内に注水されることで、バルーン３７が膨張する。膨張したバルーン３７が体腔内壁（例えば、観察対象隣接部位の周辺）に当接すると、超音波振動子ユニット４６と体腔内壁との間から空気が排除される。これにより、空気中での超音波及びその反射波（エコー）の減衰を防止することが可能となる。

湾曲部４２は、図１に示すように、挿入部２２において先端部４０よりも基端側（超音波振動子ユニット４６が設けられている側とは反対側）に設けられた部分であり、湾曲自在である。軟性部４３は、図１に示すように、湾曲部４２と操作部２４との間を連結している部分であり、可撓性を有し、細長く延びた状態で設けられている。

操作部２４には、図１に示すように、一対のアングルノブ２９、及び処置具挿入口３０が設けられている。各アングルノブ２９を回動すると、湾曲部４２が遠隔的に操作されて湾曲変形する。この変形操作により、超音波観察部３６及び内視鏡観察部３８が設けられた挿入部２２の先端部４０を所望の方向に向けることができる。処置具挿入口３０は、鉗子等の処置具を挿通するために形成された孔であり、処置具チャンネル４５（図３参照）を介して処置具導出口４４と連絡している。

操作部２４には、図１に示すように、送水タンク２１ａから延びた送気送水管路（図示せず）を開閉する送気送水ボタン２８ａ、及び吸引ポンプ２１ｂから延びた吸引管路（図示せず）を開閉する吸引ボタン２８ｂが設けられている。送気送水管路には、送気ポンプ２１ｃから送られてくる空気等の気体、及び送水タンク２１ａ内の水が流れる。送気送水ボタン２８ａを操作すると、送気送水管路のうち、開通する部分が切り替わり、これに対応する形で、気体及び水の噴出口も洗浄ノズル９０及び送水口４７の間で切り替わる。つまり、送気送水ボタン２８ａの操作を通じて、内視鏡観察部３８の洗浄及びバルーン３７の膨張を選択的に実施することができる。

吸引管路は、洗浄ノズル９０から吸引した体腔内の吸引物を吸引したり、送水口４７を通じてバルーン３７内の水を吸引したりするために設けられている。吸引ボタン２８ｂを操作すると、吸引管路のうち、開通する部分が切り替わり、これに対応する形で、吸引口も洗浄ノズル９０及び送水口４７の間で切り替わる。つまり、吸引ボタン２８ｂの操作を通じて、吸引ポンプ２１ｂによって吸引される対象物を切り替えることができる。

ユニバーサルコード２６の他端部には、図１に示すように、超音波観測装置１４に接続される超音波用コネクタ３２ａと、内視鏡プロセッサ１６に接続される内視鏡用コネクタ３２ｂと、光源装置１８に接続される光源用コネクタ３２ｃとが設けられている。超音波内視鏡１２は、これらの各コネクタ３２ａ、３２ｂ、及び３２ｃを介してそれぞれ超音波観測装置１４、内視鏡プロセッサ１６、及び光源装置１８に着脱自在に接続される。

次に、超音波内視鏡１２の構成要素のうち、超音波観察部３６及び内視鏡観察部３８に関して詳しく説明する。

（超音波観察部）
超音波観察部３６は、超音波画像を取得するために設けられた部分であり、図２及び図３に示すように、挿入部２２の先端部４０において先端側に配置されている。超音波観察部３６は、図３に示すように超音波振動子ユニット４６と、複数の同軸ケーブル５６と、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）６０とを備えている。

超音波振動子ユニット４６は、超音波探触子（プローブ）に相当し、患者の体腔内（被検体の内部）において超音波を送受信する。具体的に説明すると、超音波振動子ユニット４６は、患者の体腔内において、複数の超音波振動子４８のうちの駆動対象振動子が駆動することにより、超音波を送受信する。駆動対象振動子とは、超音波診断時に実際に駆動（振動）して超音波を発し、その反射波（エコー）を受信したときに電気信号である受信信号を出力する超音波振動子４８である。

本実施形態に係る超音波振動子ユニット４６は、図３に示すように複数の超音波振動子４８が円弧状に配置されたコンベックス型の探触子であり、放射状（円弧状）に超音波を送信する。ただし、超音波振動子ユニット４６の種類（型式）については特に限定されるものではなく、超音波を送受信できるものであれば他の種類でもよく、例えば、セクタ型、リニア型及びラジアル型等であってもよい。

各超音波振動子４８には、パルス状の駆動電圧が、入力信号として超音波観測装置１４から同軸ケーブル５６を通じて供給される。この駆動電圧が超音波振動子４８の電極に印加されると、圧電素子が伸縮して超音波振動子４８が駆動（振動）する。この結果、超音波振動子４８からパルス状の超音波が出力される。このとき、超音波振動子４８から出力される超音波の振幅は、その超音波振動子４８が超音波を出力した際の強度（出力強度）に応じた大きさとなっている。ここで、出力強度は、超音波振動子４８から出力された超音波の音圧の大きさとして定義される。

また、各超音波振動子４８は、超音波の反射波（エコー）を受信すると、これに伴って振動（駆動）し、各超音波振動子４８の圧電素子が電気信号を発生する。この電気信号は、超音波の受信信号として各超音波振動子４８から超音波観測装置１４に向けて出力される。このとき、超音波振動子４８から出力される電気信号の大きさ（電圧値）は、その超音波振動子４８が超音波を受信した際の受信感度に応じた大きさとなっている。ここで、受信感度は、超音波振動子４８が送信する超音波の振幅に対する、その超音波振動子４８が超音波を受信して出力した電気信号の振幅の比として定義される。

（内視鏡観察部）
内視鏡観察部３８は、内視鏡画像を取得するために設けられた部分であり、図２及び図３に示すように、挿入部２２の先端部４０において超音波観察部３６よりも基端側に配置されている。内視鏡観察部３８は、図２及び図３に示すように観察窓８２、対物レンズ８４、固体撮像素子８６、照明窓８８、洗浄ノズル９０及び配線ケーブル９２等によって構成されている。

観察窓８２は、図３に示すように、挿入部２２の先端部４０において軸線方向（挿入部２２の長手軸方向）に対して斜めに傾けられた状態で取り付けられている。観察窓８２から入射されて観察対象隣接部位にて反射された光は、対物レンズ８４で固体撮像素子８６の撮像面に結像される。

固体撮像素子８６は、観察窓８２及び対物レンズ８４を透過して撮像面に結像された観察対象隣接部位の反射光を光電変換して、撮像信号を出力する。固体撮像素子８６としては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）、及びＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：相補形金属酸化膜半導体）等が利用可能である。固体撮像素子８６で出力された撮像画像信号は、挿入部２２から操作部２４まで延設された配線ケーブル９２を経由して、ユニバーサルコード２６により内視鏡プロセッサ１６に伝送される。

照明窓８８は、図２に示すように観察窓８２の両脇位置に設けられている。照明窓８８には、ライトガイド（不図示）の出射端が接続されている。ライトガイドは、挿入部２２から操作部２４まで延設され、その入射端は、ユニバーサルコード２６を介して接続された光源装置１８に接続されている。光源装置１８で発せられた照明光は、ライトガイドを伝わり、照明窓８８から観察対象隣接部位に向けて照射される。

次に、超音波観測装置１４の構成について説明する。

超音波観測装置１４は、超音波振動子ユニット４６に超音波を送受信させ、且つ、超音波受信時に駆動対象素子が出力した受信信号を画像化して超音波画像を生成する。また、超音波観測装置１４は、生成した超音波画像をモニタ２０に表示する。

超音波観測装置１４は、図４に示すように、受信回路１４２、送信回路１４４、Ａ／Ｄコンバータ１４６、ＡＳＩＣ１４８、メモリ１５０、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１５２、及びＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１５４を有する。

受信回路１４２及び送信回路１４４は、図４に示すように、超音波内視鏡１２の超音波振動子ユニット４６と電気的に接続する。送信回路１４４は、駆動電圧供給部を構成しており、超音波振動子ユニット４６から超音波を送信するために、駆動対象振動子に対して超音波送信用の駆動電圧を供給する回路である。駆動電圧は、パルス状の電圧信号であり、ユニバーサルコード２６及び同軸ケーブル５６を介して駆動対象振動子の電極に印加される。

受信回路１４２は、超音波（エコー）を受信した駆動対象振動子から出力される電気信号、すなわち受信信号を受信する回路である。また、受信回路１４２は、ＣＰＵ１５２から送られてくる制御信号に従って、超音波振動子４８から受信した受信信号を増幅し、増幅後の信号をＡ／Ｄコンバータ１４６に引き渡す。Ａ／Ｄコンバータ１４６は、図４に示すように受信回路１４２と接続しており、受信回路１４２から受け取った受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、変換後のデジタル信号をＡＳＩＣ１４８に出力する。

ＡＳＩＣ１４８は、図４に示すように、位相整合部１６０、Ｂモード画像生成部１６２、及びＣＦモード画像生成部１６６を構成している。なお、ＡＳＩＣ１４８のようなハードウェア回路によって位相整合部１６０、Ｂモード画像生成部１６２、及びＣＦモード画像生成部１６６を実現しているが、これに限定されるものではない。中央演算装置（ＣＰＵ）と各種データ処理を実行させるためのソフトウェア（コンピュータプログラム）とを協働させることで上記の機能を実現させてもよい。

位相整合部１６０は、Ａ／Ｄコンバータ１４６によりデジタル信号化された受信信号（受信データ）に対して遅延時間を与えて整相加算する（受信データの位相を合わせてから加算する）処理を実行する。整相加算処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号が生成される。

Ｂモード画像生成部１６２、及びＣＦモード画像生成部１６６は、超音波振動子ユニット４６が超音波を受信した際に複数の超音波振動子４８のうちの駆動対象振動子が出力する電気信号（厳密には、受信データを整相加算することで生成された音声信号）に基づいて、超音波画像を生成する。

Ｂモード画像生成部１６２は、患者の内部（体腔内）の断層画像であるＢモード画像を生成する。Ｂモード画像生成部１６２は、順次生成される音線信号に対し、ＳＴＣ（Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ Ｔｉｍｅ ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）によって、超音波の反射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す。また、Ｂモード画像生成部１６２は、補正後の音線信号に対して包絡線検波処理及びＬｏｇ（対数）圧縮処理を施して、Ｂモード画像（画像信号）を生成する。

ＣＦモード画像生成部１６６は、所定方向における血流の情報を表示する血流画像を生成する。ＣＦモード画像生成部１６６は、位相整合部１６０によって順次生成される音線信号のうち、同一方向における複数の音線信号の自己相関を求めることで、血流に関する情報を示す血流画像（画像信号）を生成する。その後、ＣＦモード画像生成部１６６は、上記の血流画像をＢモード画像に合成することにより、血流に関する情報を重畳させたカラー画像としてのＣＦモード画像（画像信号）を生成する。

画像表示部として機能するＤＳＣ１５４は、ＡＳＩＣ１４８に接続されており、Ｂモード画像生成部１６２、又はＣＦモード画像生成部１６６が生成した画像の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変換（ラスター変換）し、画像信号に階調処理等の各種の必要な画像処理を施した後にモニタ２０に出力する。

ＣＰＵ１５２は、超音波観測装置１４の各部を制御する制御部として機能し、図４に示すように受信回路１４２、送信回路１４４、Ａ／Ｄコンバータ１４６、ＡＳＩＣ１４８、ＤＳＣ１５４と接続しており、これらの機器を制御する。具体的に説明すると、ＣＰＵ１５２は、図４に示すように操作卓１００と接続しており、超音波診断時には、操作卓１００にて入力された検査情報及び制御パラメータに従って超音波観測装置１４各部を制御する。これにより、術者によって指定された超音波画像生成モードに応じた超音波画像がモニタ２０に表示される。

ＣＦモード画像生成部１６６によって生成される血流画像は、Ｂモード画像におけるＲＯＩについてのみ生成される。ＣＰＵ１５２は、Ｂモード画像におけるＲＯＩを設定する関心領域設定部としても機能し、超音波内視鏡１２を用いて行われる手技を認識し、認識した手技に応じてＲＯＩを設定する。メモリ１５０には、手技毎のＲＯＩの設定情報が記憶されており、ＣＰＵ１５２は、メモリ１５０に記憶されている設定情報のうち、認識した手技に対応する設定情報に基づいてＲＯＩを設定する。

なお、術者は、ＣＰＵ１５２によって設定されたＲＯＩの位置及び大きさを、操作卓１００のキーボード等を用いて調整可能である。ＣＰＵ１５２によって設定されたＲＯＩが術者によって調整された場合に、好ましくは、メモリ１５０に記憶されている設定情報は、調整されたＲＯＩに基づいて更新される。これにより、以後、同じ手技に対し、ＣＰＵ１５２によって設定されるＲＯＩは、術者の好みが反映されたものとなる。

次に、ＣＰＵ１５２が行う手技の認識方法について説明する。

超音波内視鏡１２を用いて行われる手技の一つに、超音波内視鏡下穿刺吸引術（ＥＵＳ−ＦＮＡ：Endoscopic UltraSound-guided Fine Needle Aspiration）がある。穿刺針は、超音波内視鏡１２の処置具導出口４４（図２及び図３参照）から突出され、超音波振動子ユニット４６に対して一定の軌道に沿って進む。ＥＵＳ−ＦＮＡにおいては、通常、穿刺軌道を示す穿刺ガイドラインがＢモード画像に重畳して表示され、穿刺軌道上に障害が存在するか否かが事前に確認される。

図４に示すように、操作卓１００には、穿刺ガイドラインを表示させるための操作を受け付ける操作ボタン１５６が設けられている。操作ボタン１５６が押された場合に、図５に示すように、穿刺ガイドラインＧＬがＢモード画像に重畳して表示される。そして、操作ボタン１５６が押された場合に、ＣＰＵ１５２は、手技がＥＵＳ−ＦＮＡであるものと認識し、ＥＵＳ−ＦＮＡに対応するＲＯＩを設定する。穿刺ガイドラインＧＬは、典型的にはＢモード画像の右上領域に位置しており、したがって、ＥＵＳ−ＦＮＡに対応するＲＯＩは、穿刺ガイドラインＧＬを包含するようにＢモード画像の右上領域に設定される。ここでは、スキャン方向には右端から中央までの５０％の範囲、且つデプス方向には超音波振動子ユニット直下から中央までの５０％の範囲に設定されている。なお、符号Ｔは穿刺ターゲットを示す。

また、超音波内視鏡１２を用いて行われる手技の一つに、臓器観察もある。胃内から観察される臓器として、肝臓、膵体部、膵尾部、膵頭部、胆のうを例示できる。また、十二指腸球部から観察される臓器として、総胆管、胆のうを例示でき、十二指腸下行部から観察される臓器として、膵鉤部、乳頭を例示できる。ＣＰＵ１５２は、Ｂモード画像に基づいて観察対象の臓器を検出し、検出した臓器に対応するＲＯＩを設定する。臓器の検出は、学習済みモデルを用いて行うことができ、学習済みモデルは、上記の臓器を超音波観察して得られた複数のＢモード画像からなるデータセットを用いて学習したモデルである。

図６は、膵臓観察の場合のＢモード画像を模式的に示しており、ＣＰＵ１５２は、このＢモード画像に対して学習済みモデルを適用することにより、このＢモード画像が膵臓ＰのＢモード画像であることを検出する。そして、ＣＰＵ１５２は、膵臓観察に対応するＲＯＩを設定する。ここでは、スキャン方向には右端から左端までの１００％の範囲、且つデプス方向には超音波振動子ユニット直下から中央までの５０％の範囲に設定されている。なお、検出された膵臓ＰがＲＯＩに包含されるように、ＣＰＵ１５２がＲＯＩの位置及び大きさを調整してもよい。

このように、ＣＰＵ１５２が、超音波内視鏡１２を用いて行われる手技を認識し、認識した手技に応じて自動的にＲＯＩを設定することにより、術者の操作負担が軽減される。

なお、上述した例では、超音波観測装置１４の各部を制御する制御部としての機能と、ＲＯＩを設定する関心領域設定部としての機能と、が一つのＣＰＵ１５２によって実現されているが、機能毎に異なる複数のハードウェア（プロセッサ）によって実現されてもよい。さらに、関心領域設定部としての機能が複数のハードウェア（プロセッサ）によって実現されてもよく、例えばＢモード画像に基づいて観察部位を検出する機能と、検出した観察部位に対応するＲＯＩを設定する機能と、が異なるハードウェア（プロセッサ）によって実現されてもよい。例えばＢモード画像に基づいて観察部位を検出する機能が、ＣＰＵ１５２とは異なるハードウェア（プロセッサ）によって実現される場合に、このハードウェア（プロセッサ）は、外部モジュールとして構成され、ネットワーク等を通じてＣＰＵ１５２と通信してもよい。

１０ 超音波内視鏡システム
１２ 超音波内視鏡
１４ 超音波観測装置
１６ 内視鏡プロセッサ
１８ 光源装置
２０ モニタ
２１ａ 送水タンク
２１ｂ 吸引ポンプ
２１ｃ 送気ポンプ
２２ 挿入部
２４ 操作部
２６ ユニバーサルコード
２８ａ 送気送水ボタン
２８ｂ 吸引ボタン
２９ アングルノブ
３０ 処置具挿入口
３２ａ 超音波用コネクタ
３２ｂ 内視鏡用コネクタ
３２ｃ 光源用コネクタ
３６ 超音波観察部
３７ バルーン
３８ 内視鏡観察部
４０ 先端部
４２ 湾曲部
４３ 軟性部
４４ 処置具導出口
４５ 処置具チャンネル
４６ 超音波振動子ユニット
４７ 送水口
４８ 超音波振動子
５６ 同軸ケーブル
８２ 観察窓
８４ 対物レンズ
８６ 固体撮像素子
８８ 照明窓
９０ 洗浄ノズル
９２ 配線ケーブル
１００ 操作卓（入力部）
１４２ 受信回路
１４４ 送信回路
１４６ Ａ／Ｄコンバータ
１４８ ＡＳＩＣ
１５０ メモリ（記憶部）
１５２ ＣＰＵ（関心領域設定部）
１５４ ＤＳＣ（画像表示部）
１５６ 操作ボタン
１６０ 位相整合部
１６２ Ｂモード画像生成部
１６６ ＣＦモード画像生成部（血流画像生成部）
ＧＬ 穿刺ガイドライン
ＲＯＩ 関心領域
Ｔ 穿刺ターゲット
Ｐ 膵臓

Claims (6)

1. 超音波内視鏡によって取得される超音波信号に基づき、前記超音波信号の振幅を輝度に変換したＢモード画像を生成するＢモード画像生成部と、
   前記Ｂモード画像における関心領域を設定する関心領域設定部と、
   前記超音波信号に基づき、前記関心領域の血流画像を生成する血流画像生成部と、
   前記Ｂモード画像、又は前記Ｂモード画像と前記血流画像との合成画像を表示可能な画像表示部と、
   を備え、
   前記関心領域設定部は、前記超音波内視鏡を用いて行われる手技を認識し、認識した手技に応じて前記関心領域を設定する超音波観測装置。
2. 請求項１記載の超音波観測装置であって、
   前記超音波内視鏡から突出される穿刺針の穿刺軌道を示すガイドラインを前記画像表示部に表示させるためのガイドライン表示操作を受け付ける入力部を備え、
   前記入力部が前記ガイドライン表示操作を受け付けた場合に、前記関心領域設定部は、超音波内視鏡下穿刺術に対応する所定の関心領域を設定する超音波観測装置。
3. 請求項１記載の超音波観測装置であって、
   前記関心領域設定部は、前記Ｂモード画像に基づいて観察部位を検出し、検出した観察部位に対応する所定の関心領域を設定する超音波観測装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項記載の超音波観測装置であって、
   手技毎の前記関心領域の設定情報を記憶する記憶部を備え、
   前記関心領域設定部は、前記記憶部に記憶されている前記設定情報のうち認識した手技に対応する前記設定情報に基づいて前記関心領域を設定する超音波観測装置。
5. 請求項４記載の超音波観測装置であって、
   前記関心領域設定部によって設定された前記関心領域がユーザーによって調整された場合に、前記記憶部は、前記関心領域の設定情報を、調整された前記関心領域に基づいて更新する超音波観測装置。
6. 超音波内視鏡と、
   請求項１から５のいずれか一項記載の超音波観測装置と、
   を備える超音波内視鏡システム。

Images