JP2024048793A - 超音波診断システムおよび超音波診断システムの制御方法 - Google Patents

超音波診断システムおよび超音波診断システムの制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ユーザが円滑に被検体の検査を行うことができる超音波診断システムおよび超音波診断システムの制御方法を提供する。【解決手段】超音波診断システムは、被検体の識別情報により被検体を特定する被検体特定部（３０）と、観察部位を選択する観察部位選択部（２５）と、第１表示領域および第２表示領域を有するモニタ（２３）と、撮影された超音波画像を第１表示領域に表示する表示制御部（２２）と、選択された観察部位に対する参考画像を第２表示領域に表示する参考画像表示部（２６）と、被検体の過去の超音波画像を保存する画像メモリ（２４）と、特定された被検体の観察部位の過去の超音波画像が画像メモリ（２４）に保存されている場合に画像メモリ（２４）から過去の超音波画像を読み出して参考画像に代えて第２表示領域に表示する過去画像表示部（２９）とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、被検体の観察部位の超音波画像を表示する超音波診断システムおよび超音波診断システムの制御方法に関する。
従来から、いわゆる超音波診断システムを用いて被検体内の断層を表す超音波画像を撮影することにより観察部位の検査が行われている。超音波診断システムのユーザは、通常、撮影された超音波画像を確認しながら目的とする部位の超音波画像を撮影できる位置にまで超音波プローブを移動させるが、ユーザの熟練度によっては、超音波画像を確認しても、現在撮影している被検体の部位を正確に把握できず、目的とする観察部位を容易に撮影できない等、検査を円滑に行うことが困難なことがあった。
そこで、ユーザが検査を円滑に行うことができるように、例えば、特許文献１に開示されるような技術が開発されている。特許文献１は、同一の被検体に対して過去に撮影された超音波画像と現在撮影している超音波画像とを並べて表示する超音波診断システムを開示している。ユーザは、過去の超音波画像を参考にしながら超音波プローブを移動できる。
特開２０１５－１３１０９９号公報
しかしながら特許文献１の技術では、過去に検査を受けていない等により過去の超音波画像が存在しない被検体を検査する場合に、ユーザは、現在の超音波画像を確認して検査を行うことになるため、その熟練度によっては目的とする観察部位を容易に撮影できない等、検査を円滑に行うことが困難なことがあった。
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たものであり、ユーザが円滑に被検体の検査を行うことができる超音波診断システムおよび超音波診断システムの制御方法を提供することを目的とする。
以下の構成によれば、上記目的を達成できる。
〔１〕 超音波プローブを走査することにより撮影された被検体の観察部位の超音波画像を表示する超音波診断システムであって、
被検体の識別情報を入力することにより被検体を特定する被検体特定部と、
観察部位を選択する観察部位選択部と、
第１表示領域および第２表示領域を有するモニタと、
撮影された超音波画像を第１表示領域に表示する表示制御部と、
観察部位選択部により選択された観察部位に対する参考画像を第２表示領域に表示する参考画像表示部と、
被検体の過去の超音波画像を保存する画像メモリと、
被検体特定部により特定された被検体の観察部位の過去の超音波画像が画像メモリに保存されているか否かを判定し且つ過去の超音波画像が保存されている場合に画像メモリから過去の超音波画像を読み出して参考画像に代えて第２表示領域に表示する過去画像表示部と
を備える超音波診断システム。
〔２〕 過去画像表示部は、複数の過去の超音波画像が画像メモリに保存されている場合に、複数の過去の超音波画像から第１表示領域に表示されている超音波画像に最も近い過去の超音波画像を選択して第２表示領域に表示する〔１〕に記載の超音波診断システム。
〔３〕 モニタは、第１表示領域および第２表示領域とは異なる第３表示領域を有し、
観察部位選択部により選択された観察部位に対する超音波プローブの走査をガイドする走査ガイドを第３表示領域に表示する走査ガイド表示部を備える〔１〕または〔２〕に記載の超音波診断システム。
〔４〕 走査ガイドは、動画である〔３〕に記載の超音波診断システム。
〔５〕 走査ガイドは、被検体と被検体の観察部位を走査中の超音波プローブとが撮影された光学画像である〔３〕に記載の超音波診断システム。
〔６〕 光学画像を取得する光学カメラを備える〔５〕に記載の超音波診断システム。
〔７〕 観察部位は、大腸全体、結腸および直腸のうちのいずれかである〔１〕～〔６〕のいずれかに記載の超音波診断システム。
〔８〕 超音波画像から便を検出する便検出部を備え、
表示制御部は、便検出部により検出された便の位置を超音波画像内に強調表示する〔７〕に記載の超音波診断システム。
〔９〕 便検出部は、多数の被検体の大腸の超音波画像により学習された学習済みモデルを用いることにより便を検出する〔８〕に記載の超音波診断システム。
〔１０〕 超音波プローブを走査することにより撮影された被検体の観察部位の超音波画像を表示する超音波診断システムの制御方法であって、
被検体の識別情報を入力することにより被検体を特定し、
観察部位を選択し、
撮影された超音波画像をモニタの第１表示領域に表示し、
選択された観察部位に対する参考画像をモニタの第２表示領域に表示し、
被検体の過去の超音波画像を画像メモリに保存し、
特定された被検体の観察部位の過去の超音波画像が画像メモリに保存されているか否かを判定し且つ過去の超音波画像が保存されている場合に画像メモリから過去の超音波画像を読み出して参考画像に代えて第２表示領域に表示する
超音波診断システムの制御方法。
本発明によれば、超音波診断システムが、被検体の識別情報を入力することにより被検体を特定する被検体特定部と、観察部位を選択する観察部位選択部と、第１表示領域および第２表示領域を有するモニタと、撮影された超音波画像を第１表示領域に表示する表示制御部と、観察部位選択部により選択された観察部位に対する参考画像を第２表示領域に表示する参考画像表示部と、被検体の過去の超音波画像を保存する画像メモリと、被検体特定部により特定された被検体の観察部位の過去の超音波画像が画像メモリに保存されているか否かを判定し且つ過去の超音波画像が保存されている場合に画像メモリから過去の超音波画像を読み出して参考画像に代えて第２表示領域に表示する過去画像表示部とを備えるため、ユーザが円滑に被検体の検査を行うことができる。
本発明の実施の形態１に係る超音波診断システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における送受信回路の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における画像生成部の構成を示すブロック図である。 観察部位を選択するメニュー画面の例を示す図である。 第１表示領域、第２表示領域および第３表示領域の例を示す図である。 第１表示領域に現在の超音波画像が表示され、第２表示領域に参考画像が表示され、第３表示領域に走査ガイドの動画が表示される例を示す図である。 超音波画像に付与するアノテーションを選択するアイコンの例を示す図である。 第２表示領域に表示された過去の超音波画像の例を示す例である。 第１表示領域に現在の超音波画像が表示され、第２表示領域に過去の超音波画像が表示され、第３表示領域に走査ガイドの動画が表示される例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る超音波診断システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る超音波診断システムの構成を示すブロック図である。 第３表示領域に走査ガイドとして表示された光学画像の例を示す図である。 第１表示領域に現在の超音波画像が表示され、第２表示領域に過去の超音波画像が表示され、第３表示領域に光学画像が表示される例を示す図である。
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。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「同一」、「同じ」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。
実施の形態１
図１に本発明の実施の形態１に係る超音波診断システムの構成を示す。超音波診断システムは、超音波プローブ１と、超音波プローブ１に接続される装置本体２を備えている。
超音波プローブ１は、振動子アレイ１１を有している。振動子アレイ１１に送受信回路１２が接続されている。
装置本体２は、超音波プローブ１の送受信回路１２に接続される画像生成部２１を有している。画像生成部２１に、表示制御部２２およびモニタ２３が、順次、接続されている。また、画像生成部２１に画像メモリ２４が接続されている。画像メモリ２４に観察部位選択部２５が接続されている。観察部位選択部２５に、参考画像表示部２６、走査ガイド表示部２７および便検出部２８が接続されている。参考画像表示部２６および走査ガイド表示部２７は、表示制御部２２に接続している。また、装置本体２は、被検体特定部３０を備えている。画像メモリ２４、観察部位選択部２５、便検出部２８および被検体特定部３０に、過去画像表示部２９が接続されている。過去画像表示部２９は表示制御部２２に接続している。また、送受信回路１２、画像生成部２１、表示制御部２２、画像メモリ２４、観察部位選択部２５、参考画像表示部２６、走査ガイド表示部２７、便検出部２８、過去画像表示部２９および被検体特定部３０に、本体制御部３１が接続されている。本体制御部３１に入力装置３２が接続されている。
また、送受信回路１２と画像生成部２１により画像取得部３３が構成されている。また、画像生成部２１、表示制御部２２、観察部位選択部２５、参考画像表示部２６、走査ガイド表示部２７、便検出部２８、過去画像表示部２９、被検体特定部３０および本体制御部３１により、装置本体２用のプロセッサ３４が構成されている。
超音波プローブ１の振動子アレイ１１は、１次元または２次元に配列された複数の超音波振動子を有している。これらの超音波振動子は、それぞれ送受信回路１２から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信して、超音波エコーに基づく信号を出力する。各超音波振動子は、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。
送受信回路１２は、本体制御部３１による制御の下で、振動子アレイ１１から超音波を送信し且つ振動子アレイ１１により取得された受信信号に基づいて音線信号を生成する。送受信回路１２は、図２に示すように、振動子アレイ１１に接続されるパルサ４１と、振動子アレイ１１から順次直列に接続される増幅部４２、ＡＤ（Analog to Digital）変換部４３およびビームフォーマ４４を有している。
パルサ４１は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、本体制御部３１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、振動子アレイ１１の複数の超音波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超音波振動子に供給する。このように、振動子アレイ１１の超音波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、それぞれの超音波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。
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、超音波プローブ１の振動子アレイ１１に向かって伝搬する。このように振動子アレイ１１に向かって伝搬する超音波エコーは、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの超音波振動子により受信される。この際に、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの超音波振動子は、伝搬する超音波エコーを受信することにより伸縮して、電気信号である受信信号を発生させ、これらの受信信号を増幅部４２に出力する。
増幅部４２は、振動子アレイ１１を構成するそれぞれの超音波振動子から入力された信号を増幅し、増幅した信号をＡＤ変換部４３に送信する。ＡＤ変換部４３は、増幅部４２から送信された信号をデジタルの受信データに変換する。ビームフォーマ４４は、ＡＤ変換部４３から受け取った各受信データに対してそれぞれの遅延を与えて加算することにより、いわゆる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、ＡＤ変換部４３で変換された各受信データが整相加算され且つ超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号が取得される。
画像生成部２１は、図３に示すように、信号処理部４５、ＤＳＣ（Digital Scan Converter：デジタルスキャンコンバータ）４６および画像処理部４７が順次直列に接続された構成を有している。
信号処理部４５は、送受信回路１２から受信した音線信号に対し、本体制御部３１により設定される音速値を用いて超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施すことにより、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。
ＤＳＣ４６は、信号処理部４５で生成された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変換（ラスター変換）する。
画像処理部４７は、ＤＳＣ４６から入力されるＢモード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、Ｂモード画像信号を表示制御部２２および画像メモリ２４に送出する。以降は、画像処理部４７により画像処理が施されたＢモード画像信号を、超音波画像と呼ぶ。
表示制御部２２は、本体制御部３１の制御の下で、画像生成部２１により生成された超音波画像等に対して所定の処理を施して、モニタ２３に表示する。
モニタ２３は、表示制御部２２の制御の下で、種々の表示を行う。モニタ２３は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）、有機ＥＬディスプレイ（Organic Electroluminescence Display）等のディスプレイ装置を含むことができる。
本体制御部３１は、予め記録されたプログラム等に従って装置本体２の各部および超音波プローブ１を制御する。
入力装置３２は、検査者による入力操作を受け付け、入力された情報を本体制御部３１に送出する。入力装置３２は、例えば、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッドおよびタッチパネル等の検査者が入力操作を行うための装置等により構成される。
画像メモリ２４は、本体制御部３１の制御の下で、例えば入力装置３２を介して超音波診断システムのユーザによって入力された被検体の識別情報に関連付けて、画像生成部２１により生成された超音波画像を保存する。ここで、被検体の識別情報としては、例えば、被検体毎に設定されたＩＤ（Identifier：識別子）または被検体名等を用いることができる。画像メモリ２４は、現在の検査で生成された超音波画像の他に、過去の検査で生成された超音波画像を累積して保存できる。
画像メモリ２４としては、例えば、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk 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 Disk：フレキシブルディスク）、ＭＯディスク（Magneto-Optical disk：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）、または、ＵＳＢメモリ（Universal Serial Bus memory：ユニバーサルシリアルバスメモリ）等の記録メディア等を用いることができる。
被検体特定部３０は、例えば入力装置３２を介してユーザにより入力された被検体の識別情報に基づいて被検体を特定する。
観察部位選択部２５は、入力装置３２を介して入力されたユーザの指示に基づいて、予め設定されている複数の観察部位のうち、１つの観察部位を選択する。例えば、表示制御部２２により図４に示すようなメニュー画面Ｍ１がモニタ２３に表示された場合に、メニュー画面Ｍ１に含まれる複数のアイコンＡ１～Ａ８のうち観察部位に関連するアイコンが入力装置３２を介してユーザによって選択されると、観察部位選択部２５は、ユーザが選択したアイコンに基づいて観察部位を選択できる。
図４のメニュー画面Ｍ１は、血管への針の穿刺を行うモードを起動するためのアイコンＡ１、検査メニューのリストを設定するモードを起動するためのアイコンＡ２、被検体の膀胱を観察して膀胱内の尿量を計測するモードを起動するためのアイコンＡ３、大腸を観察するモードを起動するためのアイコンＡ４、肺エコーを観察するモードを起動するためのアイコンＡ５、超音波プローブ１の走査を開始するためのアイコンＡ６、検査履歴をモニタ２３に表示するためのアイコンＡ７、および、超音波診断システムの取り扱い説明書をモニタ２３に表示するためのアイコンＡ８を含んでいる。
観察部位選択部２５は、例えば、これらのアイコンＡ１～Ａ８のうち、アイコンＡ１が選択されると観察部位として血管を選択し、アイコンＡ３が選択されると観察部位として膀胱を選択し、アイコンＡ４が選択されると観察部位として大腸を選択し、アイコンＡ５が選択されると観察部位として肺を選択することができる。観察部位選択部２５は、特にアイコンＡ４が選択された場合に、観察部位として、大腸全体、結腸および直腸のうちのいずれかを選択できる。ここで、ユーザがアイコンＡ４を選択することによって観察部位選択部２５が大腸全体、結腸および直腸のうちのいずれを選択するかは、予め設定できる。
観察部位選択部２５により観察部位が選択されると、本体制御部３１は、モニタ２３の表示を例えば図５に示すような表示に遷移させる。この際に、モニタ２３は、第１表示領域Ｒ１、第２表示領域Ｒ２および第３表示領域Ｒ３を有する。
表示制御部２２は、画像生成部２１により生成された最新の超音波画像を、順次、モニタ２３の第１表示領域Ｒ１に表示する。
参考画像表示部２６は、定められた複数の観察部位毎に参考画像を記憶しており、例えば図５に示すように、観察部位選択部２５により選択された観察部位に対する参考画像ＵＲをモニタ２３の第２表示領域Ｒ２において表示する。ここで、参考画像ＵＲとは、観察部位を撮影した標準的な超音波画像のことを指す。ユーザは、第１表示領域Ｒ１に表示される現在の超音波画像と第２表示領域Ｒ２に表示される参考画像ＵＲを確認して、参考画像ＵＲに類似する超音波画像が得られるように超音波プローブ１を移動しながら走査を行うことにより、目的とする観察部位を容易に撮影できる。
走査ガイド表示部２７は、定められた複数の観察部位毎に、観察部位を撮影するために超音波プローブ１の走査をガイドする走査ガイドを記憶しており、例えば図５に示すように、観察部位選択部２５により選択された観察部位に対する走査ガイドＧ１をモニタ２３の第３表示領域Ｒ３に表示する。ここで、走査ガイド表示部２７は、走査ガイドＧ１として、例えば、超音波プローブ１の観察部位までの移動経路を示す動画または静止画を表示できる。ユーザは、第３表示領域Ｒ３に表示された走査ガイドＧ１を確認することにより、超音波プローブ１の移動経路を容易に把握して、目的とする観察部位を容易に撮影できる。
ここで、モニタ２３は、図５のように、第１表示領域Ｒ１、第２表示領域Ｒ２および第３表示領域Ｒ３を有する表示において、フリーズボタンＢ１と、便の有無の判別を行うための便有無ボタンＢ２を含むことができる。フリーズボタンＢ１は、第１表示領域Ｒ１における超音波画像の連続的な表示を一時停止する、すなわち、いわゆるフリーズさせるためのボタンである。便有無ボタンＢ２は、後述するように、便検出部２８により被検体の大腸に存在する便を検出する処理を実行するためのボタンである。
便検出部２８は、画像生成部２１により生成された超音波画像を解析することにより、図６に示すように、超音波画像Ｕ１から便Ｋを検出する。便検出部２８は、例えば、便Ｋに関する複数のテンプレート画像を記憶しており、複数のテンプレート画像を用いて超音波画像Ｕ１内をサーチする、いわゆるテンプレートマッチングの方法により便Ｋを検出できる。便検出部２８は、例えば、便Ｋが写った多数の被検体の大腸の超音波画像により学習されたいわゆる機械学習における、学習済みモデルを用いて超音波画像Ｕ１から便Ｋを検出することもできる。
便検出部２８は、例えば、モニタ２３に表示された便有無ボタンＢ２が入力装置３２を介してユーザにより選択されることをトリガとして、第１表示領域Ｒ１において連続的に表示される超音波画像Ｕ１に対して便Ｋを検出する処理を実行できる。
表示制御部２２は、便検出部２８により便Ｋが検出された場合に、例えば図６に示す関心領域示唆線Ｌ１を表示する等により便Ｋの位置を強調表示できる。関心領域示唆線Ｌ１は、検出された便Ｋを含む領域の存在を示唆する線であり、任意の形態を有することができるが、例えば、便Ｋを囲む矩形の四隅を表す４つの屈曲線からなることができる。表示制御部２２は、関心領域示唆線Ｌ１を表示する他に、例えば、便Ｋの画像の色を周囲とは異なる色で表示する、便Ｋの輪郭線を表示する、便Ｋを点滅させる等、便Ｋを周囲とは異なる表示態様により強調表示することもできる。
便検出部２８により便Ｋが検出された状態で、入力装置３２を介してユーザによりフリーズボタンＢ１が選択されると、本体制御部３１は、モニタ２３の表示を、例えば図７に示すような表示に遷移できる。この表示では、例えば、便Ｋが検出された最新の超音波画像Ｕ１がモニタ２３に表示され、超音波画像Ｕ１に対して便Ｋの性状に関するアノテーションを付与するためのアノテーションアイコンＣ１、Ｃ２およびＣ３が表示される。ユーザは、入力装置３２を介してアノテーションアイコンＣ１、Ｃ２およびＣ３のうちいずれかを選択することにより、選択されたアノテーションアイコンに対応するアノテーションを超音波画像Ｕ１に付与できる。このようにして超音波画像Ｕ１に付与されたアノテーションは、超音波画像Ｕ１に関連付けて画像メモリ２４に保存される。また、図７の表示において、モニタ２３は、検出された便Ｋの性状がアノテーションアイコンＣ１、Ｃ２およびＣ３に対応する便Ｋの性状に該当しないことから超音波画像Ｕ１に対してアノテーションを付与しない指示を行うための該当なしボタンＢ３と、フリーズを解除して走査を再開する再スキャンボタンＢ４を含むこともできる。
過去画像表示部２９は、被検体特定部３０により特定された被検体の観察部位の過去の超音波画像が画像メモリ２４に保存されているか否かを判定する。過去画像表示部２９は、その被検体の過去の超音波画像が画像メモリ２４に保存されている場合に、画像メモリ２４から過去の超音波画像を読み出して、図８に示すように、参考画像ＵＲに代えて第２表示領域Ｒ２に過去の超音波画像Ｕ２を表示する。
観察部位の形状、サイズおよび位置等は、被検体毎に異なるため、標準的な超音波画像である参考画像ＵＲを走査の参考とするよりも、同一の被検体の過去の超音波画像Ｕ２を走査の参考とすることで、より容易に観察部位を撮影できる。
ここで、過去画像表示部２９は、複数の過去の超音波画像Ｕ２が画像メモリ２４に保存されている場合に、複数の過去の超音波画像Ｕ２から第１表示領域Ｒ１に表示されている超音波画像Ｕ１に最も近いすなわち最も類似する超音波画像Ｕ２を選択して、選択された超音波画像Ｕ２を第２表示領域Ｒ２に表示できる。この際に、過去画像表示部２９は、第１表示領域Ｒ１に表示されている超音波画像Ｕ１と、複数の過去の超音波画像Ｕ２との間の複数の類似度を算出し、超音波画像Ｕ１に対して最も大きい類似度を有する過去の超音波画像Ｕ２を、超音波画像Ｕ１に最も近い超音波画像Ｕ２として選択できる。ユーザは、このようにして表示された過去の超音波画像Ｕ２と現在の超音波画像Ｕ１を比較することにより、現在撮影している被検体の部位が、目的とする観察部位であるか否かを容易に把握できる。
また、図９に示すように、便検出部２８による便Ｋの検出処理が現在の超音波画像Ｕ１に対して実行され且つ便Ｋが検出されている場合には、過去画像表示部２９は、複数の過去の超音波画像Ｕ２のうち、便Ｋが検出されている超音波画像Ｕ２を選択し、第２表示領域Ｒ２に表示できる。
また、過去画像表示部２９は、読み出した過去の超音波画像Ｕ２において便Ｋが検出されている場合に、第２表示領域Ｒ２において、検出された便Ｋの位置を中心として超音波画像Ｕ２を拡大して表示することもできる。これにより、ユーザが便Ｋを含む領域を明確に確認できる。
なお、画像生成部２１、表示制御部２２、観察部位選択部２５、参考画像表示部２６、走査ガイド表示部２７、便検出部２８、過去画像表示部２９、被検体特定部３０および本体制御部３１を有するプロセッサ３４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、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array：フィードプログラマブルゲートアレイ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor：デジタルシグナルプロセッサ）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：アプリケーションスペシフィックインテグレイテッドサーキット）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit：グラフィックスプロセッシングユニット）、または、その他のＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）を用いて構成されてもよく、もしくはそれらを組み合わせて構成されてもよい。
また、プロセッサ３４の画像生成部２１、表示制御部２２、観察部位選択部２５、参考画像表示部２６、走査ガイド表示部２７、便検出部２８、過去画像表示部２９、被検体特定部３０および本体制御部３１は、部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵ等に統合させて構成されることもできる。
次に、図１０のフローチャートを用いて実施の形態１に係る超音波診断システムの動作の例を説明する。
まず、ステップＳ１において、被検体特定部３０は入力装置３２を介してユーザにより入力された、被検体のＩＤまたは名称等の識別情報に基づいて、検査対象の被検体を特定する。
次に、ステップＳ２において、観察部位選択部２５は、入力装置３２を介して入力されたユーザの指示に基づいて、予め設定されている複数の観察部位のうち、１つの観察部位を選択する。例えば、表示制御部２２により図４に示すようなメニュー画面Ｍ１がモニタ２３に表示された場合に、メニュー画面Ｍ１に含まれる複数のアイコンＡ１～Ａ８のうち観察部位に関連するアイコンが入力装置３２を介してユーザによって選択されると、観察部位選択部２５は、ユーザが選択したアイコンに基づいて観察部位を選択できる。
ステップＳ２で観察部位が選択されると、本体制御部３１は、モニタ２３の表示を図５に示すような、第１表示領域Ｒ１、第２表示領域Ｒ２および第３表示領域Ｒ３を含む表示に遷移させる。
ステップＳ３において、過去画像表示部２９は、画像メモリ２４を参照することにより、ステップＳ１で特定された被検体の過去の超音波画像Ｕ２が画像メモリ２４に保存されているか否かを判定する。
被検体の過去の超音波画像Ｕ２が画像メモリ２４に保存されていないと判定された場合に、ステップＳ４に進む。ステップＳ４において、参考画像表示部２６は、図５に示すように、観察部位選択部２５により選択された観察部位に対する参考画像ＵＲをモニタ２３の第２表示領域Ｒ２において表示する。
ステップＳ４に続くステップＳ６において、走査ガイド表示部２７は、図５に示すように、観察部位選択部２５により選択された観察部位に対する走査ガイドＧ１をモニタ２３の第３表示領域Ｒ３に表示する。
ステップＳ７において、ユーザが超音波プローブ１を被検体の体表上で移動させながら走査することで、複数フレームの超音波画像Ｕ１が連続的に撮影される。この際に、超音波プローブ１の振動子アレイ１１により被検体内に超音波ビームが送信され且つ被検体内から超音波エコーが受信され、受信信号が生成される。画像取得部３３の送受信回路１２は、受信信号に対して、本体制御部３１の制御の下でいわゆる受信フォーカス処理を行って音線信号を生成する。送受信回路１２により生成された音線信号は、画像生成部２１に送出される。画像生成部２１は、送受信回路１２から送出された音線信号を用いて超音波画像を生成する。
ステップＳ８において、表示制御部２２は、ステップＳ７で得られた複数フレームの超音波画像Ｕ１を、順次、モニタ２３の第１表示領域Ｒ１に表示する。ユーザは、第１表示領域Ｒ１に表示される現在の超音波画像と第２表示領域Ｒ２に表示される参考画像ＵＲを確認して、参考画像ＵＲに類似する超音波画像が得られるように超音波プローブ１を移動しながら走査を行うことにより、目的とする観察部位を容易に撮影できる。また、ユーザは、第３表示領域Ｒ３に表示された走査ガイドＧ１を確認することにより、超音波プローブ１の移動経路を容易に把握して、目的とする観察部位を容易に撮影できる。
被検体の過去の超音波画像Ｕ２が画像メモリ２４に保存されていると判定された場合に、ステップＳ５に進む。ステップＳ５において、過去画像表示部２９は、画像メモリ２４から過去の超音波画像を読み出して、図８に示すように、参考画像ＵＲに代えて第２表示領域Ｒ２に過去の超音波画像Ｕ２を表示する。過去画像表示部２９は、複数の過去の超音波画像Ｕ２が画像メモリ２４に保存されている場合に、複数の過去の超音波画像Ｕ２から第１表示領域Ｒ１に表示されている超音波画像Ｕ１に最も近いすなわち最も類似する超音波画像Ｕ２を選択して、選択された超音波画像Ｕ２を第２表示領域Ｒ２に表示できる。
ステップＳ５に続くステップＳ６において、走査ガイド表示部２７は、図５に示すように、観察部位選択部２５により選択された観察部位に対する走査ガイドＧ１をモニタ２３の第３表示領域Ｒ３に表示する。
続いて、ステップＳ７において、ユーザが超音波プローブ１を被検体の体表上で移動させながら走査することで、複数フレームの超音波画像Ｕ１が連続的に撮影される。
最後に、ステップＳ８において、表示制御部２２は、ステップＳ７で得られた複数フレームの超音波画像Ｕ１を、順次、モニタ２３の第１表示領域Ｒ１に表示する。観察部位の形状、サイズおよび位置等は、被検体毎に異なるため、標準的な超音波画像である参考画像ＵＲを走査の参考とするよりも、同一の被検体の過去の超音波画像Ｕ２を走査の参考とすることで、より容易に観察部位を撮影できる。
このようにしてステップＳ８の処理が完了すると、図１０のフローチャートに従う超音波診断システムの動作が完了する。
以上から、実施の形態１の超音波診断システムによれば、被検体特定部３０により特定された被検体の観察部位の過去の超音波画像Ｕ２が画像メモリ２４に保存されていない場合に、第１表示領域Ｒ１に表示される現在の超音波画像Ｕ１と一緒に、参考画像ＵＲが第２表示領域Ｒ２に表示され、被検体特定部３０により特定された被検体の観察部位の過去の超音波画像Ｕ２が画像メモリ２４に保存されている場合に、第１表示領域Ｒ１に表示される現在の超音波画像Ｕ１と一緒に、参考画像ＵＲに代えて、過去の超音波画像Ｕ２が第２表示領域Ｒ２に表示されるため、被検体の過去の超音波画像Ｕ２の有無に関わらず、ユーザは、参考画像ＵＲまたは過去の超音波画像Ｕ２を確認することにより、目的とする観察部位を容易に撮影して、検査を円滑に行うことができる。
なお、送受信回路１２が超音波プローブ１に備えられることが説明されているが、送受信回路１２は装置本体２に備えられていてもよい。
また、画像生成部２１が装置本体２に備えられることが説明されているが、画像生成部２１は超音波プローブ１に備えられていてもよい。
また、装置本体２は、いわゆる据え置き型でもよく、持ち運びが容易な携帯型でもよく、例えばスマートフォンまたはタブレット型のコンピュータにより構成される、いわゆるハンドヘルド型でもよい。このように、装置本体２を構成する機器の種類は特に限定されない。
また、装置本体２が画像メモリ２４を備えることが説明されているが、画像メモリ２４は、装置本体２に外付けされたメモリであってもよい。また、超音波診断装置は、例えば、装置本体２とネットワークを介して接続されるサーバを備えることができる。この場合に、画像メモリ２４は、装置本体２ではなくサーバに備えられていてもよい。
また、図１０のフローチャートでは、ステップＳ１で被検体を特定した後にステップＳ２で観察部位を選択するが、観察部位を選択した後に被検体を特定することもできる。
実施の形態２
実施の形態１において、走査ガイド表示部２７が、観察部位までの超音波プローブ１の移動経路を示す動画または静止画を走査ガイドＧ１として表示することが説明されているが、走査ガイドＧ１として被検体上に配置された超音波プローブ１が写った光学画像を使用することもできる。
図１１に、実施の形態２の超音波診断システムの構成を示す。実施の形態２の超音波診断システムは、図１に示す実施の形態１の超音波診断システムにおいて、装置本体２の代わりに装置本体２を備え、光学カメラ６１をさらに備えている。装置本体２Ａは、実施の形態１の装置本体２において、本体制御部３１の代わりに本体制御部３１Ａを備えている。
装置本体２Ａにおいて、光学カメラ６１に、画像メモリ２４および本体制御部３１Ａが接続されている。また、画像メモリ２４は走査ガイド表示部２７に接続している。また、画像生成部２１、表示制御部２２、観察部位選択部２５、参考画像表示部２６、走査ガイド表示部２７、便検出部２８、過去画像表示部２９、被検体特定部３０および本体制御部３１Ａにより、装置本体２Ａ用のプロセッサ３４Ａが構成されている。
光学カメラ６１は、例えばいわゆるＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）イメージセンサまたはいわゆるＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor：相補型金属酸化膜半導体）イメージセンサ等のイメージセンサを含み、本体制御部３１Ａの制御の下で、被検体と、被検体の体表上に配置され且つ被検体の観察部位を走査中の超音波プローブ１を光学的に撮影して光学画像を取得する。光学カメラ６１は、取得された光学画像を画像メモリ２４に送信する。
画像メモリ２４は、本体制御部３１Ａの制御の下で、画像取得部３３と光学カメラ６１により互いに同一のタイミングまたは最も近いタイミングで取得された超音波画像Ｕ１と光学画像を互いに関連付けて保存する。
走査ガイド表示部２７は、被検体特定部３０により特定された被検体の過去の超音波画像Ｕ２が画像メモリ２４に保存され、且つ、過去の超音波画像Ｕ２に対応して保存された光学画像が存在する場合に、図１２に示すように、過去の超音波画像Ｕ２に対応する光学画像を走査ガイドＧ２として、モニタ２３の第３表示領域Ｒ３に表示する。
また、便検出部２８により便Ｋを検出する処理が実行されると、図１３に示すように、第２表示領域Ｒ２に表示された過去の超音波画像Ｕ２と第３表示領域Ｒ３に表示された光学画像と一緒に、便Ｋが強調表示された超音波画像Ｕ１が第１表示領域Ｒ１に表示される。
以上から、実施の形態２の超音波システムによれば、走査ガイド表示部２７が、過去の超音波画像Ｕ２に対応する過去の光学画像を走査ガイドＧ２として第３表示領域Ｒ３に表示するため、ユーザは、第３表示領域Ｒ３において、走査ガイドＧ２として表示された過去の光学画像を確認して、観察部位を明確に撮影できた過去の検査の手技と同様の手技を行うことにより、観察部位を容易に撮影できる。
１ 超音波プローブ、２，２Ａ 装置本体、１１ 振動子アレイ、１２ 送受信回路、２１ 画像生成部、２２ 表示制御部、２３ モニタ、２４ 画像メモリ、２５ 観察部位選択部、２６ 参考画像表示部、２７ 走査ガイド表示部、２８ 便検出部、２９ 過去画像表示部、３０ 被検体特定部、３１，３１Ａ 本体制御部、３２ 入力装置、３３ 画像取得部、３４，３４Ａ プロセッサ、４１ パルサ、４２ 増幅部、４３ ＡＤ変換部、４４ ビームフォーマ、４５ 信号処理部、４６ ＤＳＣ、４７ 画像処理部、６１ 光学カメラ、Ａ１～Ａ８ アイコン、Ｂ１ フリーズボタン、Ｂ２ 便有無ボタン、Ｂ３ 該当なしボタン、Ｂ４ 再スキャンボタン、Ｃ１～Ｃ３ アノテーションアイコン、Ｇ１，Ｇ２ 走査ガイド、Ｋ 便、Ｌ１ 関心領域示唆線、Ｍ１ メニュー画面、Ｒ１ 第１表示領域、Ｒ２ 第２表示領域、Ｒ３ 第３表示領域、Ｕ１，Ｕ２ 超音波画像、ＵＲ 参考画像。

Claims (10)

  1. 超音波プローブを走査することにより撮影された被検体の観察部位の超音波画像を表示する超音波診断システムであって、
    前記被検体の識別情報を入力することにより前記被検体を特定する被検体特定部と、
    前記観察部位を選択する観察部位選択部と、
    第１表示領域および第２表示領域を有するモニタと、
    撮影された前記超音波画像を前記第１表示領域に表示する表示制御部と、
    前記観察部位選択部により選択された前記観察部位に対する参考画像を前記第２表示領域に表示する参考画像表示部と、
    前記被検体の過去の超音波画像を保存する画像メモリと、
    前記被検体特定部により特定された前記被検体の前記観察部位の前記過去の超音波画像が前記画像メモリに保存されているか否かを判定し且つ前記過去の超音波画像が保存されている場合に前記画像メモリから前記過去の超音波画像を読み出して前記参考画像に代えて前記第２表示領域に表示する過去画像表示部と
    を備える超音波診断システム。
  2. 前記過去画像表示部は、複数の前記過去の超音波画像が前記画像メモリに保存されている場合に、前記複数の前記過去の超音波画像から前記第１表示領域に表示されている前記超音波画像に最も近い前記過去の超音波画像を選択して前記第２表示領域に表示する請求項１に記載の超音波診断システム。
  3. 前記モニタは、前記第１表示領域および前記第２表示領域とは異なる第３表示領域を有し、
    前記観察部位選択部により選択された前記観察部位に対する前記超音波プローブの走査をガイドする走査ガイドを前記第３表示領域に表示する走査ガイド表示部を備える請求項１に記載の超音波診断システム。
  4. 前記走査ガイドは、動画である請求項３に記載の超音波診断システム。
  5. 前記走査ガイドは、前記被検体と前記被検体の前記観察部位を走査中の前記超音波プローブとが撮影された光学画像である請求項３に記載の超音波診断システム。
  6. 前記光学画像を取得する光学カメラを備える請求項５に記載の超音波診断システム。
  7. 前記観察部位は、大腸全体、結腸および直腸のうちのいずれかである請求項１に記載の超音波診断システム。
  8. 前記超音波画像から便を検出する便検出部を備え、
    前記表示制御部は、前記便検出部により検出された便の位置を前記超音波画像内に強調表示する請求項７に記載の超音波診断システム。
  9. 前記便検出部は、多数の被検体の大腸の超音波画像により学習された学習済みモデルを用いることにより前記便を検出する請求項８に記載の超音波診断システム。
  10. 超音波プローブを走査することにより撮影された被検体の観察部位の超音波画像を表示する超音波診断システムの制御方法であって、
    前記被検体の識別情報を入力することにより前記被検体を特定し、
    前記観察部位を選択し、
    撮影された前記超音波画像をモニタの第１表示領域に表示し、
    選択された前記観察部位に対する参考画像を前記モニタの第２表示領域に表示し、
    前記被検体の過去の超音波画像を画像メモリに保存し、
    特定された前記被検体の前記観察部位の前記過去の超音波画像が前記画像メモリに保存されているか否かを判定し且つ前記過去の超音波画像が保存されている場合に前記画像メモリから前記過去の超音波画像を読み出して前記参考画像に代えて前記第２表示領域に表示する
    超音波診断システムの制御方法。
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