JP5829299B2 - 複合型診断装置、複合診断システム、超音波診断装置、ｘ線診断装置および複合型診断画像生成方法 - Google Patents

Description

この発明は、複合型診断装置、複合診断システム、超音波診断装置、Ｘ線診断装置および複合型診断画像生成方法に係り、特に、超音波画像を利用した超音波診断と放射線画像を利用した放射線診断とを複合した複合型診断装置、複合診断システム、超音波診断装置、Ｘ線診断装置および複合型診断画像生成方法に関する。

従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置と、Ｘ線などの放射線画像を利用した放射線診断装置とがそれぞれ実用化されている。
一般に、超音波診断装置は、振動子アレイを内蔵した超音波プローブと、この超音波プローブに接続された装置本体とを有しており、超音波プローブから被検体に向けて超音波を送信し、被検体からの超音波エコーを超音波プローブの各チャンネルで受信して、その受信信号を装置本体で電気的に処理することにより超音波画像が生成される。
また、放射線診断装置は、被検体を挟むように放射線源と放射線画像形成部とが配置されており、放射線源から照射された放射線が被検体を介して放射線画像形成部で検出され、その検出された放射線の線量に応じた放射線画像が放射線画像形成部において形成される。

近年、超音波診断装置と放射線診断装置を互いに複合させて生成される超音波画像と放射線画像が診断に利用されている。例えば、超音波画像と放射線画像からは互いに異なる情報を得ることができる。具体的には、超音波画像により被検体内の筋肉や軟骨などの軟部組織を明確化することができ、放射線画像により骨などの硬部組織を明確化することができる。このため、超音波診断装置と放射線診断装置を複合させて被検体内の同じ断面に対応する超音波画像と放射線画像を生成することにより、診断の正確性や効率化を図ることができる。
また、超音波画像を用いて被検体内に生じた病変部を探索し、この病変部に向かって放射線を照射することで病変部を含む放射線画像を得るように超音波診断装置と放射線診断装置を複合させることもできる。この時、超音波画像に対応する被検体内の断面に対して直行する断面のＸ線画像を生成することにより、病変部を確実に含むＸ線画像を得ることができる。
このように、診断に応じて被検体内の互いの断面の向きが正確に対応するように超音波画像とＸ線画像を生成することが求められている。

超音波画像と放射線画像の両者を利用した診断装置としては、被検体内の血管等に挿入されるカテーテルが知られている。例えば、特許文献１には、カテーテルを導くガイドワイヤを被検体内に挿入する際に、静止Ｘ線画像とリアルタイムの超音波画像を取得し、造影によって表された血管を表示するＸ線画像上に、超音波画像で検出されたガイドワイヤの移動を表示することが開示されている。このように、超音波画像とＸ線画像を用いてガイドワイヤの移動を追跡することでガイドワイヤをスムーズに血管内に挿入していくことができる。

特開２０１０−０５７９１０号公報

しかしながら、特許文献１で示されるガイドワイヤの移動を追跡する装置では、ガイドワイヤを被検体内に挿入する作業を効率化するために超音波画像とＸ線画像が用いられており、超音波画像とＸ線画像を正確に対応させるためのものではない。
ここで、被検体内の互いの断面の向きが正確に対応する超音波画像とＸ線画像を生成するためには、超音波プローブから送信される超音波ビームの送信方向と、放射線源から照射される放射線の照射方向とをほぼ平行にすることが求められる。しかしながら、超音波プローブは、被検体内の診断部位が明確に表示されるように、様々な方向に自在に移動させて使用されるものであり、超音波プローブの位置などから超音波ビームの送信方向を正確に認識することは困難である。このため、超音波ビームの送信方向と放射線の照射方向とを平行に調節することは難しく、生成された超音波画像と放射線画像を正確に対応させることができないといった問題があった。

この発明は、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、診断に応じて被検体内の互いの断面の向きが正確に対応するように超音波画像と放射線画像を生成することができる複合型診断装置および複合型診断画像生成方法を提供することを目的とする。

この発明に係る複合型診断装置は、被検体に向けて超音波ビームを送受信する超音波プローブと、
超音波プローブから出力される受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成部と、
角度自在に配置され、被検体に向けて放射線を照射する放射線源と、被検体を挟んで放射線源の反対側に角度自在に配置され、放射線源から照射された放射線を検出する平面状の検出面を有し、検出面で検出される放射線の線量に応じた放射線画像を形成する放射線画像形成部と、超音波プローブに設けられた第１の角度センサと、放射線源に設けられた第２の角度センサと、放射線画像形成部に設けられた第３の角度センサと、第１の角度センサから得られる角度情報に基づいて、超音波プローブから送信される超音波ビームの送信方向を算出すると共に、算出された超音波ビームの送信方向に対して、放射線源から照射される放射線の照射方向がほぼ平行となる放射線源の線源最適角度と、放射線画像形成部の検出面の法線がほぼ平行となる放射線画像形成部の検出最適角度をそれぞれ算出する最適値算出部とを備え、第２の角度センサから得られる角度情報に基づいて放射線源の角度を線源最適角度に調節して放射線を照射し、第３の角度センサから得られる角度情報に基づいて放射線画像形成部の検出面の角度を検出最適角度に調節して放射線源からの放射線を検出するものである。

ここで、超音波画像生成部が超音波ビームの走査面に沿う方向の超音波画像を生成すると共に、放射線画像形成部が超音波ビームの走査面に直交する方向の放射線画像を生成することが好ましい。また、放射線源は、超音波画像における関心領域に絞って放射線を照射することが好ましい。
また、超音波画像生成部が超音波ビームの走査面に直交する方向の超音波画像を生成すると共に、放射線画像形成部が超音波ビームの走査面に直交する方向の放射線画像を生成し、超音波画像は、走査面を順次ずらしながら超音波プローブから超音波ビームを送受信して得られた複数の超音波画像に基づいて生成することが好ましい。

また、線源最適角度に基づいて放射線源の角度を調節する線源駆動制御部、および、検出最適角度に基づいて放射線画像形成部の角度を調節する検出面駆動制御部のうち少なくとも１つをさらに有することができる。

また、線源最適角度および検出最適角度を表示する最適値表示部をさらに有することができる。

また、超音波プローブ、放射線源および放射線画像形成部にそれぞれ設けられた位置センサをさらに有し、放射線源および放射線画像形成部は、位置移動自在に配置され、最適値算出部は、位置センサから得られる位置情報に基づいて、超音波プローブから送信される超音波ビームの送信位置を算出すると共に、超音波ビームの送信方向に延びる送信軸に対して、放射線源の照射方向に延びる照射軸が重なる線源最適位置と、放射線画像形成部の検出面の法線が重なる検出最適位置とをそれぞれ算出することができる。

また、線源最適位置に基づいて放射線源の位置を調節する線源駆動制御部、および、検出最適位置に基づいて放射線画像形成部の位置を調節する検出面駆動制御部のうち少なくとも１つをさらに有することができる。

また、線源最適位置および検出最適位置を表示する最適値表示部をさらに有することもできる。

また、超音波画像生成部で生成された超音波画像と、放射線画像形成部で形成された放射線画像とを同時に表示する画像表示部をさらに有することが好ましい。
また、画像表示部は、超音波画像と放射線画像の縮尺を合わせて表示することができる。

この発明に係る複合型診断画像生成方法は、超音波プローブから被検体に向けて超音波ビームを送受信し、超音波プローブから出力される受信信号に基づいて、超音波画像生成部で超音波画像を生成し、超音波プローブに設けられた第１の角度センサから得られる角度情報に基づいて、最適値算出部が、超音波プローブから送信される超音波ビームの送信方向を算出すると共に、算出された超音波ビームの送信方向に対して、放射線源から照射される放射線の照射方向がほぼ平行となる放射線源の線源最適角度と、放射線画像形成部の検出面の法線がほぼ平行となる放射線画像形成部の検出最適角度をそれぞれ算出し、放射線源に設けられた第２の角度センサから得られる角度情報に基づいて、放射線源の角度を線源最適角度に調節して放射線を照射し、放射線画像形成部に設けられた第３の角度センサから得られる角度情報に基づいて、被検体を挟んで放射線源の反対側に配置された放射線画像形成部の検出面の角度を検出最適角度に調節して放射線源からの放射線を検出し、放射線画像形成部が検出面で検出された放射線の線量に応じた放射線画像を形成するものである。

この発明に係る複合診断システムは、被検体に向けて超音波ビームを送受信する超音波プローブと超音波プローブから出力される受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成部とを有する超音波診断装置と、角度自在に配置されて被検体に向けて放射線を照射する放射線源と被検体を挟んで放射線源の反対側に角度自在に配置されて放射線源から照射された放射線を検出する平面状の検出面を有し検出面で検出される放射線の線量に応じた放射線画像を形成する放射線画像形成部とを有する放射線診断装置とを複合させる複合診断システムであって、超音波プローブに取り付けるための第１の角度センサと、放射線源に取り付けるための第２の角度センサと、放射線画像形成部に取り付けるための第３の角度センサと、第１の角度センサから得られる角度情報に基づいて、超音波プローブから送信される超音波ビームの送信方向を算出すると共に、算出された超音波ビームの送信方向に対して、放射線源から照射される放射線の照射方向がほぼ平行となる放射線源の線源最適角度と、放射線画像形成部の検出面の法線がほぼ平行となる放射線画像形成部の検出最適角度をそれぞれ算出する最適値算出部とを備え、第２の角度センサから得られる角度情報に基づいて放射線源の角度を線源最適角度に調節して放射線を照射し、第３の角度センサから得られる角度情報に基づいて放射線画像形成部の検出面の角度を検出最適角度に調節して放射線源からの放射線を検出するものである。

この発明に係る超音波診断装置は、角度自在に配置されて被検体に向けて放射線を照射する放射線源と、被検体を挟んで放射線源の反対側に角度自在に配置されて放射線源から照射された放射線を検出する平面状の検出面を有し検出面で検出される放射線の線量に応じた放射線画像を形成する放射線画像形成部と、放射線源に設けられる第１の角度センサと、放射線画像形成部に設けられる第２の角度センサとを有する放射線診断装置と複合して動作する超音波診断装置であって、被検体に向けて超音波ビームを送受信する超音波プローブと、超音波プローブから出力される受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成部と、超音波プローブに設けられる第３の角度センサと、第３の角度センサから得られる角度情報に基づいて、超音波プローブから送信される超音波ビームの送信方向を算出すると共に、算出された超音波ビームの送信方向に対して、放射線源から照射される放射線の照射方向がほぼ平行となる放射線源の線源最適角度と、放射線画像形成部の検出面の法線がほぼ平行となる放射線画像形成部の検出最適角度をそれぞれ算出する最適値算出部と、最適値算出部で算出された線源最適角度と検出最適角度を放射線診断装置に送信する送信部とを備え、第１の角度センサから得られる角度情報に基づいて放射線源の角度を線源最適角度に調節して放射線を照射し、第２の角度センサから得られる角度情報に基づいて放射線画像形成部の検出面の角度を検出最適角度に調節して放射線源からの放射線を検出するためのものである。

この発明に係る放射線診断装置は、被検体に向けて超音波ビームを送受信する超音波プローブと、超音波プローブから出力される受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成部と、超音波プローブに設けられる第１の角度センサとを有する超音波診断装置と複合して動作する放射線診断装置であって、角度自在に配置され、被検体に向けて放射線を照射する放射線源と、被検体を挟んで放射線源の反対側に角度自在に配置され、放射線源から照射された放射線を検出する平面状の検出面を有し、検出面で検出される放射線の線量に応じた放射線画像を形成する放射線画像形成部と、放射線源に設けられる第２の角度センサと、放射線画像検出部に設けられる第３の角度センサと、超音波診断装置に接続されて第１の角度センサの角度情報を受信する受信部と、受信部で受信された第１の角度センサの角度情報に基づいて、超音波プローブから送信される超音波ビームの送信方向を算出すると共に、算出された超音波ビームの送信方向に対して、放射線源から照射される放射線の照射方向がほぼ平行となる放射線源の線源最適角度と、放射線画像形成部の検出面の法線がほぼ平行となる放射線画像形成部の検出最適角度をそれぞれ算出するための最適値算出部とを備え、第２の角度センサから得られる角度情報に基づいて放射線源の角度を線源最適角度に調節して放射線を照射し、第３の角度センサから得られる角度情報に基づいて放射線画像形成部の検出面の角度を検出最適角度に調節して放射線源からの放射線を検出するものである。

この発明によれば、超音波ビームの送信方向に対して、放射線源から照射される放射線の照射方向がほぼ平行となる放射線源の線源最適角度と、放射線画像形成部の検出面の法線がほぼ平行となる放射線画像形成部の検出最適角度をそれぞれ算出するので、診断に応じて被検体内の互いの断面の向きが正確に対応するように超音波画像と放射線画像を生成することが可能となる。

この発明の実施の形態１に係る複合型診断装置の構成を示すブロック図である。 超音波プローブの構成を示すブロック図である。 超音波ビームの走査面を示す図である。 画像表示部に画像を表示した様子を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る複合型診断装置の要部の構成を示すブロック図である。 Ｘ線画像上に超音波画像に対応する位置にマーカーを表示する様子を示す図である。 この発明の実施の形態３に係る複合型診断装置の要部の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態５に係る複合型診断装置の要部の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態６に係る複合型診断装置の要部の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態７に係る複合型診断装置の要部の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態８に係る複合診断システムの構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態９に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１０に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。

実施の形態１
以下、この発明の実施の形態１を添付図面に基づいて説明する。
図１に、この発明の実施の形態１に係る複合型診断装置の構成を示す。複合型診断装置は、被検体Ｈに向けて所定の方向に超音波ビームを送信する超音波プローブ１と、被検体Ｈに向けてＸ線を照射するＸ線源２と、被検体を挟んでＸ線源２の反対側に配置される放射線画像形成部３とを有する。この超音波プローブ１、Ｘ線源２および放射線画像形成部３には、それぞれ角度センサ４ａ〜４ｃが内蔵されている。

また、超音波プローブ１にはプローブ制御部５を介して超音波画像生成部６が接続され、Ｘ線源２にはＸ線照射制御部７を介して照射スイッチ８が接続され、放射線画像形成部３にはＸ線検出制御部９が接続されている。また、超音波画像生成部６には画像メモリ６ａが接続されている。そして、超音波画像生成部６とＸ線検出制御部９に表示制御部１０が接続され、この表示制御部１０に画像表示部１１が接続されている。また、Ｘ線照射制御部７とＸ線検出制御部９が互いに接続されている。

また、超音波プローブ１に内蔵された角度センサ４ａには最適値算出部１２が接続され、この最適値算出部１２に線源駆動制御部１３と検出面駆動制御部１４がそれぞれ接続されている。さらに、線源駆動制御部１３にはＸ線源２に内蔵された角度センサ４ｂが接続されると共に、検出面駆動制御部１４には放射線画像形成部３に内蔵された角度センサ４ｃが接続されている。
また、プローブ制御部５、超音波画像生成部６、Ｘ線検出制御部９および最適値算出部１２に制御部１５が接続され、制御部１５に操作部１６が接続されている。

超音波プローブ１は、図２に示すように、１次元又は２次元に配列された複数の超音波トランスデューサ１７を有し、複数のトランスデューサ１７にはそれぞれ対応して送信回路１８と受信回路１９が接続されている。また、超音波プローブ１の先端部には、超音波ビームが送受信される送受信面２０が複数のトランスデューサ１７の配列に応じた形状で形成されている。

送信回路１８は、プローブ制御部５によって選択された送信遅延パターンに基づいて、複数のトランスデューサ１７から送受信面２０を介して送信される超音波が超音波ビームを形成するように、それぞれの送信信号の遅延量を調節してそれぞれのトランスデューサ１７に供給する。
受信回路１９は、それぞれ対応するトランスデューサ１７から出力される受信信号を増幅してＡ／Ｄ変換することで受信データを生成し、この受信データをプローブ制御部５に出力する。

プローブ制御部５は、制御部１５から伝送される各種の制御信号に基づいて、超音波プローブ１の各部の制御を行う。具体的には、プローブ制御部５は、図３に示すように、超音波ビームの走査面Ｅが走査面Ｅに直交する方向Ｄに順次形成されるように送信回路１８および受信回路１９を制御する。例えば、２次元に配列された複数の超音波トランスデューサ１７を有する超音波プローブ１を用いる場合には、超音波ビームの走査面Ｅを走査面Ｅに直行する方向Ｄに順次ずらすように超音波ビームを送受信することにより、一方向Ｄに並ぶ複数の走査面Ｅを形成することができる。また、１次元に配列された複数の超音波トランスデューサ１７を有する超音波プローブ１を用いる場合には、例えばオペレータが方向Ｄに超音波プローブ１を順次ずらしつつ超音波ビームを送受信することにより、一方向Ｄに並ぶ複数の走査面Ｅを形成することができる。このようにして、被検体内の複数の横断面に沿って超音波ビームが順次送受信される。ここで、プローブ制御部５は、超音波ビームの走査面Ｅが互いに平行となるように制御することが好ましい。

超音波画像生成部６は、超音波プローブ１の受信回路１９で生成された受信データに基づいて、被検体内の複数の横断面の断面画像情報である複数の２次元画像データを生成し、画像メモリ６ａに格納する。そして、画像メモリ６ａに格納された複数の２次元画像データに基づいて、所定の２次元画像データの横断面に直行する縦断面、すなわち超音波ビームの所定の走査面Ｅに直行する方向の超音波画像データを生成する。例えば、図３に示すように、複数の走査面Ｅのうち中央に位置する走査面Ｅａに直交する方向の超音波画像データＧａを生成することが好ましい。超音波画像生成部６は、生成した超音波画像データを表示制御部１０に出力すると共に画像メモリ６ａに格納する。

なお、超音波画像生成部６は、各２次元画像データを空間コンパウンドにより生成することもできる。すなわち、超音波画像生成部６は、超音波プローブ１の各超音波トランスデューサ１７から超音波ビームを複数方向に送受信することにより得られた受信データに基づいて一部が互いに重なる複数の画像データを生成し、この複数の画像データの空間座標をそれぞれ変換して合成することにより１つの２次元画像データを生成する。これにより、各２次元画像データの画質を向上させると共に超音波画像データの画質を向上させることができる。

一方、Ｘ線源２は、角度自在に配置され、Ｘ線を発生するＸ線管とＸ線の照射野を限定するコリメータ等を備えて、被検体に向けてＸ線の照射を行う。なお、Ｘ線源２は、位置移動自在に配置されるのが好ましい。
照射スイッチ８は、オペレータによって操作される例えば二段階押しのスイッチであり、一段階押しでＸ線源２のウォームアップを開始させるためのウォームアップ開始信号を発生し、二段階押しでＸ線源２に照射を開始させるための照射開始信号を発生する。これらの信号はＸ線照射制御部７に入力される。
Ｘ線照射制御部７は、Ｘ線源２に対して電力を供給する高電圧発生部が設けられており、照射スイッチ８から照射開始信号が入力されると、高電圧発生部からＸ線源２に電力供給を開始して、Ｘ線源２からＸ線を照射させる。また、Ｘ線検出制御部９を介してＸ線画像形成部３に到達するＸ線が充分な線量に到達したことが通知されると、高圧電圧発生部からＸ線源２への電力供給を停止させ、Ｘ線源２からのＸ線の照射を停止させる。

Ｘ線画像形成部３は、被検体Ｈを挟んでＸ線源２の反対側に角度自在に配置され、Ｘ線源２から照射されたＸ線を検出する平面状の検出面２１を有し、検出面２１で検出されるＸ線の線量に応じたＸ線画像を形成する。
具体的には、Ｘ線画像形成部３は、ＤＲ方式のフラットパネル検出器を有する。フラットパネル検出器は、ＴＦＴアクティブマトリクス基板を有し、この基板上にＸ線の到達線量に応じた電荷を蓄積する複数の画素をマトリクス状に配列してなる検出面２１を備えている。検出面２１に到達したＸ線は、図示しないシンチレータにより可視光に変換され、変換された可視光が複数の画素で光電変換されることにより、Ｘ線の到達線量に応じた電荷がそれぞれの画素で蓄積される。そして、それぞれの画素で蓄積された電荷は、Ｘ線画像形成部３の信号処理回路に入力されて、Ｘ線画像を表すＸ線画像データが形成される。
Ｘ線画像形成部３は、形成したＸ線画像データをＸ線検出制御部９に出力する。なお、Ｘ線画像形成部３は、位置移動自在に配置されるのが好ましい。

Ｘ線検出制御部９は、制御部１５から伝送される各種の制御信号に基づいて、Ｘ線画像形成部３の各部の制御を行う。また、Ｘ線検出制御部９は、Ｘ線画像形成部３から入力されたＸ線画像データを表示制御部１０に出力すると共に図示しない画像メモリに格納する。
表示制御部１０は、超音波画像生成部６から入力された超音波画像データに基づいて、画像表示部１１に超音波画像を表示させる。また、表示制御部１０は、Ｘ線検出制御部９から入力されたＸ線画像データに基づいて、画像表示部１１にＸ線画像を表示させる。
画像表示部１１は、例えば、ＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部１０の制御の下で、超音波画像とＸ線画像を表示する。

また、最適値算出部１２は、角度センサ４ａ〜４ｃのうち少なくとも角度センサ４ａから得られる角度情報に基づいて、超音波プローブ１から送信される超音波ビームの送信方向Ｓを算出すると共に、算出された超音波ビームの送信方向Ｓに対して、Ｘ線源２から照射されるＸ線の照射方向Ｒがほぼ平行となるＸ線源２の線源最適角度αと、Ｘ線画像形成部３の検出面２１の法線Ｎ（検出面２１の中心軸）がほぼ平行となるＸ線画像形成部３の検出最適角度βをそれぞれ算出する。ここで、検出面２１の法線Ｎは、検出面２１の中心軸上に設定することが好ましい。最適値算出部１２は、算出した線源最適角度αを線源駆動制御部１３に出力すると共に、算出した検出最適角度βを検出面駆動制御部１４に出力する。

ここで、超音波ビームの送信方向Ｓは、超音波プローブ１から被検体Ｈに向けて送信される超音波ビームのいずれか１つの走査線の方向に設定することができる。例えば、２次元に配列された複数の超音波トランスデューサ１７から超音波ビームを送信する場合には、超音波ビームの送信方向Ｓは、図２に示すように、超音波プローブ１の筐体の中心軸Ｌ上（中央の走査線に沿って設定される送信軸Ｌ上）に設定するのが好ましい。すなわち、超音波ビームの送信方向Ｓは、図３に示すように、超音波ビームの複数の走査面Ｅのうち中央に位置する走査面Ｅａにおいて、その中心を通る走査線上に設定することが好ましい。なお、走査面Ｅａに対応する２次元画像データを空間コンパウンドにより生成する場合には、一部が互いに重なる複数の走査面Ｅａが方向Ｄに直交する方向に沿って形成されるが、この複数の走査面Ｅａのうち中央に位置する走査面Ｅａの中心を通る走査線上に超音波ビームの送信方向Ｓを設定することができる。
また、Ｘ線の照射方向Ｒは、Ｘ線源２から被検体Ｈに向けて照射されるＸ線のいずれかの光軸Ｍ上に設定することができ、例えば図１に示すように、Ｘ線の照射範囲の中央に位置する光軸Ｍ上に設定するのが好ましい。

ここで、超音波ビームの送信方向Ｓに対してＸ線源２から照射されるＸ線の照射方向Ｒがほぼ平行とは、超音波ビームの送信方向Ｓに対して±１０度の角度範囲にＸ線源２の線源最適角度αを設定することを示す。また、超音波ビームの送信方向Ｓに対してＸ線画像形成部３の検出面２１の法線Ｎがほぼ平行とは、超音波ビームの送信方向Ｓに対して±１０度の角度範囲にＸ線画像形成部３の検出最適角度βを設定することを示す。
なお、線源最適角度αは、Ｘ線源２の角度調節が可能な最少単位の範囲内、例えばＸ線源２の角度を１度毎に調節可能である場合には±１度の角度範囲内で、超音波ビームの送信方向Ｓに対してほぼ平行となるように設定することが好ましい。同様に、検出最適角度βは、Ｘ線画像形成部３の角度調節が可能な最少単位の範囲内で、超音波ビームの送信方向Ｓに対してほぼ平行となるように設定することが好ましい。

また、超音波画像生成部６およびＸ線画像形成部３で生成される超音波画像およびＸ線画像において対応する被検体内の断面が所定の角度以上にずれている場合には、制御部１５が、超音波画像およびＸ線画像に対応する断面の角度のずれを算出し、超音波画像生成部６が、算出された角度のずれと角度センサ４ａ〜４ｃの角度情報とに基づいて、Ｘ線画像に対応する断面に平行な断面の超音波画像を複数の２次元画像データから再度生成することが好ましい。これにより、例えば上記のＸ線源２およびＸ線画像形成部３の角度調節が可能な最小単位が大きいために超音波ビームの送信方向Ｓに対する細かい角度調節ができない場合でも、超音波画像およびＸ線画像に対応する断面が互いに平行になるように画像処理により高精度に調節することができる。

線源駆動制御部１３は、最適値算出部１２で算出された線源最適角度αに基づいて、角度センサ４ｂを参照しつつＸ線源２の角度を線源最適角度αに調節する。また、検出面駆動制御部１４は、最適値算出部１２で算出された検出最適角度βに基づいて、角度センサ４ｃを参照しつつＸ線画像形成部３の角度を検出最適角度βに調節する。

操作部１６は、オペレータが撮像条件等の情報を入力操作するためのもので、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパネル等から形成することができる。
制御部１５は、オペレータにより操作部１６から入力された各種の指令信号等に基づいて、複合型診断装置内の各部の制御を行うものである。
なお、プローブ制御部５、超音波画像生成部６、Ｘ線照射制御部７、Ｘ線検出制御部９、表示制御部１０、線源駆動制御部１３、検出面駆動制御部１４および制御部１５は、ＣＰＵと、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための動作プログラムから構成されるが、それらをデジタル回路で構成してもよい。上記の動作プログラムを格納する記録媒体としては、内蔵のハードディスクの他に、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いることができる。

次に、実施の形態１の動作について説明する。
まず、図１に示すように、被検体Ｈの表面上に超音波プローブ１を配置し、例えば２次元に配列された複数のトランスデューサ１７から超音波ビームが被検体に向けて走査面Ｅを順次平行にずらしながら送受信され、トランスデューサ１７からの受信信号がプローブ制御部５を介して超音波画像生成部６に入力される。

続いて、超音波画像生成部６が、受信信号に基づいて互いに平行な複数の走査面Ｅに対応する複数の２次元画像データ、すなわち被検体内の互いに平行な複数の横断面に対応する複数の２次元画像データを生成し、この複数の２次元画像データが画像メモリ６ａに格納される。続いて、超音波画像生成部６は、画像メモリ６ａに格納された複数の２次画像データから超音波ビームの複数の走査面Ｅに直行する方向の超音波画像Ｇａを生成する。例えば、超音波画像生成部６は、画像メモリ６ａに格納された複数の２次画像データから３次元画像データを生成し、この３次元画像データに基づいて超音波ビームの複数の走査面Ｅに直行する方向の超音波画像Ｇａを生成することができる。そして、この生成された超音波画像が、表示制御部１０により画像表示部１１に表示されると共に画像メモリ６ａに順次格納される。

オペレータは、画像表示部１１に表示される超音波画像を確認しながら超音波プローブ１を様々な方向に移動させ、所望の超音波画像が得られた時点で操作部１６を介してフリーズ操作などを行い、診断に用いる超音波画像を決定する。一般的に、オペレータは、被検体内の診断部位が明確に表示された超音波画像を得るために、超音波プローブ１を傾斜させた状態で超音波ビームを送信させることがあり、その超音波プローブ１の位置から超音波ビームの送信方向を判断することは困難である。このため、超音波プローブ１の位置に基づいてＸ線源２からＸ線を照射してもＸ線の照射方向が超音波ビームの送信方向と平行にならず、被検体内において向きが異なる断面の超音波画像とＸ線画像が生成されることになる。

そこで、所望の超音波画像が得られた時の超音波プローブ１の角度、例えばフリーズ操作を実行した時の超音波プローブ１の角度を、最適値算出部１２が超音波プローブ１に設けられた角度センサ４ａから取得する。続いて、最適値算出部１２は、角度センサ４ａから取得された角度情報に基づいて、所望の超音波画像が得られた時の超音波ビームの送信方向Ｓを算出する。
ここで、超音波ビームの送信方向Ｓは、図２に示すように、超音波プローブ１の中心軸Ｌ上に設定されるものとする。
そして、最適値算出部１２は、超音波ビームの送信方向Ｓに対してＸ線源２から照射されるＸ線の照射方向Ｒがほぼ平行となるＸ線源２の線源最適角度αを算出すると共に、超音波ビームの送信方向Ｓに対してＸ線画像形成部３の検出面２１の法線Ｎがほぼ平行となるＸ線画像形成部３の検出最適角度βを算出する。

最適値算出部１２は、算出した線源最適角度αを線源駆動制御部１３に出力し、算出した検出最適角度βを検出面駆動制御部１４に出力する。
そして、線源駆動制御部１３が、Ｘ線源２に設けられた角度センサ４ｂを参照しつつＸ線源２の角度を線源最適角度αに調節し、検出面駆動制御部１４が、Ｘ線画像形成部３に設けられた角度センサ４ｃを参照しつつＸ線画像形成部３の角度を検出最適角度βに調節する。

これにより、Ｘ線源２から照射されるＸ線の照射方向Ｒが、超音波ビームの送信方向Ｓとほぼ平行となり、先に得られた超音波ビームの走査面Ｅに直交する方向の超音波画像に対して、同じく超音波ビームの走査面Ｅに直交する方向のＸ線画像を生成することができ、被検体内において互いに平行な断面に対応する超音波画像とＸ線画像を生成することができる。さらに、Ｘ線画像形成部３の検出面２１の法線Ｎが、Ｘ線の照射方向Ｒとほぼ平行となり、Ｘ線源２から照射されたＸ線を検出面２１に対して直交する方向から受信して、検出面２１に到達したＸ線をＸ線画像に確実に反映させることができる。

なお、線源駆動制御部１３は、超音波プローブ１の送信位置に基づいて、超音波ビームの送信方向Ｓに延びる送信軸Ｌに対して、Ｘ線源の照射方向Ｒに延びる照射軸Ｍが重なるようにＸ線源２の位置を移動させることが好ましい。これにより、被検体内における超音波ビームとＸ線の進路を一致させることができ、被検体内において互いに平行で且つ同じ位置の断面に対応する超音波画像とＸ線画像を生成することができる。
また、検出面駆動制御部１４は、超音波プローブ１の送信位置に基づいて、超音波ビームの送信方向Ｓに延びる送信軸Ｌに対して、Ｘ線画像形成部３の検出面２１の法線Ｎが重なるようにＸ線画像形成部３の位置を移動することが好ましい。これにより、被検体内を透過したＸ線を検出面２１の中央部で検出することができ、検出面２１に到達したＸ線をより確実にＸ線画像に反映させることができる。

続いて、照射スイッチ８が押圧されると、Ｘ線源２のウォームアップ終了後に、Ｘ線照射制御部７から撮影条件に応じた電力がＸ線源２に供給され、線源最適角度αに調節されたＸ線源２からＸ線が照射方向Ｒに照射される。
Ｘ線源２から照射されたＸ線は、被検体内を超音波ビームと同じ進路を通って透過し、検出最適角度βに調節されたＸ線画像形成部３の検出面２１に対して垂直方向から入射する。このようにして、被検体を透過したＸ線がＸ線画像形成部３で検出されると、Ｘ線画像形成部３が、検出されたＸ線量に応じた信号電荷を蓄積してＸ線画像を形成する。

Ｘ線画像形成部３で形成されたＸ線画像は、Ｘ線検出制御部９を介して表示制御部１０に出力され、表示制御部１０により画像表示部１１に表示される。
これにより、先に得られた超音波画像に対して位置ずれなどが抑制されたＸ線画像が得られ、被検体内の軟部組織を明確化することに優れた超音波画像と、被検体内の硬部組織を明確化することに優れたＸ線画像とを詳細に比較することができる。

例えば、被検体内の心臓周辺部を画像化して、心臓および血管などを明確化した超音波画像と、心臓周辺に存在する肋骨などを明確化したＸ線画像とを比較することにより、心臓の不具合が骨折による血管の圧迫により生じているなどの複合的な現象を詳細に捉えることができる。
また、超音波画像およびＸ線画像の一方のみで観察可能な肉離れや骨折などの症状を一度に観察することができ、症状の原因を正確に判断することができる。

なお、表示制御部１０は、図４に示すように、超音波画像生成部６で生成された超音波画像Ｇａと、Ｘ線画像形成部３で形成されたＸ線画像Ｇｂとを同時に並べて画像表示部１１に表示させることが好ましい。このように、超音波画像ＧａとＸ線画像Ｇｂを同時に表示することにより、より詳細な診断を行うことができる。
また、表示制御部１０は、超音波画像ＧａとＸ線画像Ｇｂの縮尺を合わせて画像表示部１１に表示させることが好ましい。これにより、超音波画像ＧａとＸ線画像Ｇｂをより正確に比較することができ、さらに詳細な診断を行うことができる。

本実施の形態によれば、超音波ビームの送信方向Ｓに対してＸ線の照射方向をほぼ平行とすると共にＸ線画像形成部３の検出面の法線をほぼ平行とすることにより、被検体内において互いに平行な断面に対応する超音波画像とＸ線画像を生成することができる。これにより、超音波画像とＸ線画像に対応する被検体内の断面の方向にずれが生じることを抑制するため、互いに異なる情報を有する超音波画像とＸ線画像を詳細に比較して、診断の正確性を高めることができる。

実施の形態２
実施の形態１では、超音波ビームの送信方向に対してＸ線の照射方向をほぼ平行とすると共にＸ線画像形成部の検出面の法線をほぼ平行とすることにより、超音波画像とＸ線画像に対応する被検体内の断面の向きが互いに平行となるように位置合わせしたが、診断に応じて被検体内の互いの断面の向きが正確に対応するように超音波画像とＸ線画像を生成することができればよく、これに限られるものではない。例えば、超音波画像とＸ線画像に対応する被検体内の断面の向きが互いに直行するように位置合わせすることもできる。

例えば、図５に示すように、実施の形態１に係る複合型診断装置において、プローブ制御部５に換えてプローブ制御部２２を配置すると共に超音波画像生成部６に換えて超音波画像生成部２３を配置することができる。
プローブ制御部２２は、被検体内に超音波を送受信するように送信回路１８および受信回路１９を制御する。
超音波画像生成部２３は、超音波プローブ１の受信回路１９で生成された受信データに基づいて、被検体内の横断面の断面画像情報である２次元画像データ、すなわち超音波ビームの走査面Ｅに沿う方向の超音波画像データを生成する。そして、超音波画像生成部２３は、生成した超音波画像データを表示制御部１０に出力すると共に画像メモリ６ａに格納する。

次に、実施の形態２の動作について説明する。
まず、被検体Ｈの表面上に配置された超音波プローブ１の複数のトランスデューサ１７から超音波ビームが被検体内に送受信され、トランスデューサ１７からの受信信号に基づいて、超音波画像生成部２３が、超音波ビームの走査面Ｅに沿う方向の超音波画像を生成する。

オペレータは、画像表示部１１に表示される超音波画像を確認しながら超音波プローブ１を様々な方向に移動させ、所望の超音波画像が得られた時点で操作部１６を介してフリーズ操作などを行い、診断に用いる超音波画像を決定する。例えば、オペレータは、病変部が発見された画像を診断に用いる超音波画像として決定することができる。

続いて、最適値算出部１２が、実施の形態１と同様にして、所望の超音波画像が得られた時の超音波プローブ１の角度を超音波プローブ１に設けられた角度センサ４ａから取得し、その時の超音波ビームの送信方向Ｓを算出する。
ここで、超音波ビームの送信方向Ｓは、超音波プローブ１から被検体Ｈに向けて送信される超音波ビームのいずれかの走査線の方向に設定することができ、例えば図２に示すように、超音波プローブ１の筐体の中心軸Ｌ上（中央の走査線に沿って設定される送信軸Ｌ上）に設定するのが好ましい。なお、２次元画像データを空間コンパウンドにより生成する場合には、一部が互いに重なる複数の走査面が形成されるが、この複数の走査面のうち中央に位置する走査面の中心を通る走査線上に超音波ビームの送信方向Ｓを設定することができる。

最適値算出部１２は、超音波ビームの送信方向Ｓに対してＸ線源２から照射されるＸ線の照射方向Ｒがほぼ平行となるＸ線源２の線源最適角度αを算出すると共に、超音波ビームの送信方向Ｓに対してＸ線画像形成部３の検出面２１の法線Ｎがほぼ平行となるＸ線画像形成部３の検出最適角度βを算出する。
算出された線源最適角度αが線源駆動制御部１３に入力されて、線源駆動制御部１３がＸ線源２の角度を線源最適角度αに調節する。また、検出最適角度βが検出面駆動制御部１４に入力されて、検出面駆動制御部１４がＸ線画像形成部３の角度を検出最適角度βに調節する。

これにより、Ｘ線源２から照射されるＸ線の照射方向Ｒが、超音波ビームの送信方向Ｓとほぼ平行となり、超音波ビームの走査面Ｅに直交する方向のＸ線画像が生成されて、超音波画像とＸ線画像に対応する被検体内の断面の向きが互いに直行するように位置合わせすることができる。さらに、Ｘ線画像形成部３の検出面２１の法線Ｎが、Ｘ線の照射方向Ｒとほぼ平行となり、Ｘ線源２から照射されたＸ線を検出面２１に対して直交する方向から受信して、検出面２１に到達したＸ線をＸ線画像に確実に反映させることができる。

本実施の形態によれば、超音波ビームの送信方向Ｓに対してＸ線の照射方向をほぼ平行とすると共にＸ線画像形成部の検出面の法線をほぼ平行とすることにより、超音波画像とＸ線画像に対応する被検体内の断面の向きが互いに直行するように位置合わせすることができる。これにより、超音波画像で撮影された病変部が確実に含まれるようなＸ線画像を生成することができ、病変部が存在しない方向にＸ線が照射されて被検体の浴びる線量が増加することを抑制することができる。

本実施の形態に係る複合型診断装置は、例えば、妊婦、新生児または幼児などのＸ線の照射量を極力低減したい被験者に対して好適に用いることができる。
また、本実施の形態では、超音波画像で病変部を確認した後にその病変部が確実に含まれるようにＸ線画像を生成するため、Ｘ線画像のみを生成して病変部を探索する場合と比較してＸ線の照射回数を抑制することができる。このため、例えば、災害現場および仮設診療施設などで診察する際に、診察場所の周囲に存在する人に対するＸ線の影響を抑制することができる。また、Ｘ線画像を生成するために携帯型Ｘ線装置を用いる場合には、そのバッテリを節約することもできる。

また、本実施の形態では、超音波画像を用いて被検体の横断面の情報が得られると共にＸ線画像を用いて被検体の縦断面の情報が得られるため、コンピュータ断層撮影（Computed Tomography; CT）および磁気共鳴映像（Magnetic Resonance Imaging; MR）などを用いて３次元画像を生成することなく、超音波画像とＸ線画像の複合診断が可能となる。このため、例えば動物病院および小規模クリニックなど、診察に低いコストが求められる場合に好適に用いることができる。

さらに、本実施の形態では、超音波プローブ１の角度情報に基づいてＸ線が病変部に的確に照射されるようにＸ線源の角度が調節されるため、例えば、斜位撮影される患者およびＩＣＵの患者など、Ｘ線の照射方向と患者との位置合わせが困難な場合においてもＸ線を病変部に的確に照射することができる。この時、角度センサ４ａ〜４ｃの基準となる基準角度センサを被検体に貼付けることが好ましい。この基準角度センサから得られる被験体の角度情報に基づいて、超音波プローブ１、Ｘ線源２および検出面２１の向きを精度よく調節することができる。

なお、Ｘ線源２は、超音波画像における関心領域に絞ってＸ線を照射することが好ましい。例えば、超音波画像において発見された病変部にオペレータが関心領域を設定し、設定された関心領域の情報を制御部１５がＸ線照射制御部７とＸ線検出制御部９に出力する。続いて、Ｘ線照射制御部７が関心領域の範囲に絞られたＸ線を照射するようにＸ線源２を制御し、被検体内の病変部を透過したＸ線が、Ｘ線検出制御部９に制御されたＸ線画像形成部３の検出面２１で検出される。
このように、被検体内の病変部に絞ってＸ線を照射することにより、被検体が浴びる線量をさらに低減することができる。

また、制御部１５は、図６に示すように、最適値算出部１２から得られる超音波プローブ１の角度情報に基づいて、画像表示部１１に表示されるＸ線画像Ｇｂ上に、先に得られた超音波画像に対応する被検体内の横断面を示すマーカーＫを表示することが好ましい。これにより、超音波画像において発見された病変部の位置を容易に把握することができ、Ｘ線画像を用いて詳細な診断を行うことができる。また、Ｘ線画像とマーカーＫの情報は、複合情報として図示しないコンソールなどに残し、その後の診断に活用することが好ましい。

実施の形態３
上記の実施の形態１および２では、最適値算出部１２は、超音波プローブ１の中心軸上に超音波ビームの送信方向Ｓを設定したが、例えば、図７に示すように、超音波プローブ１の送受信面２０に対して斜め方向にステアされた超音波ビームを送信する場合には、超音波ビームの送信方向Ｓは、そのステアされた超音波ビームの送信方向に設定することが好ましい。

最適値算出部１２は、超音波プローブ１に設けられた角度センサ４ａからの角度情報と、制御部１５で設定された超音波ビームのステア方向に基づいて、ステアされた超音波ビームの送信方向Ｓを算出する。続いて、最適値算出部１２は、ステアされた超音波ビームの送信方向Ｓに対して、Ｘ線源２から照射されるＸ線の照射方向Ｒがほぼ平行となるＸ線源２の線源最適角度αを算出すると共にＸ線画像形成部３の検出面２１の法線Ｎがほぼ平行となるＸ線画像形成部３の検出最適角度βを算出する。そして、線源駆動制御部１３がＸ線源２の角度を線源最適角度αに調節すると共に、検出面駆動制御部１４がＸ線画像形成部３の角度を検出最適角度βに調節する。
これにより、ステアされた超音波ビームの送信方向Ｓと、Ｘ線源２から照射されるＸ線の照射方向Ｒと、Ｘ線画像形成部３の検出面２１の法線Ｎとをほぼ平行とすることができ、診断に応じて被検体内の互いの断面の向きが正確に対応するように超音波画像とＸ線画像を生成することができる。

実施の形態４
上記の実施の形態１〜３では、線源駆動制御部１３と検出面駆動制御部１４によりＸ線源２とＸ線画像形成部３の角度を調節したが、線源駆動制御部１３および検出面駆動制御部１４のどちらか一方を備えるように複合型診断装置を構成することもできる。
また、最適値算出部１２で算出される線源最適角度αおよび検出最適角度βを表示する最適値表示部を備えることが好ましい。
例えば、検出面駆動制御部１４を除くと共に検出最適角度βを表示する最適値表示部を備えることにより、Ｘ線画像形成部３の角度は、オペレータが最適値表示部で検出最適角度βを確認して調節することができる。

実施の形態５
図８に、実施の形態５に係る複合型診断装置の構成の要部を示す。この複合型診断装置は、実施の形態１〜４の複合型診断装置において、線源駆動制御部１３に換えて線源最適値表示部３１を備えると共に、検出面駆動制御部１４に換えて検出面最適値表示部３２を備えるものである。なお、この線源最適値表示部３１と検出面最適値表示部３２は、本発明における最適値表示部を構成している。

最適値算出部１２は、超音波プローブ１に設けられた角度センサ４ａの角度情報に基づいて、超音波ビームの送信方向Ｓを算出すると共に、Ｘ線源２の線源最適角度αとＸ線画像形成部３の検出最適角度βとをそれぞれ算出する。そして、最適値算出部１２は、線源最適角度αを線源最適値表示部３１に出力し、検出最適角度βを検出面最適値表示部３２に出力する。また、線源最適値表示部３１には、Ｘ線源２に設けられた角度センサ４ｂからの角度情報が入力され、検出面最適値表示部３２には、Ｘ線画像形成部３に設けられた角度センサ４ｃからの角度情報が入力される。

これにより、線源最適値表示部３１には、線源最適角度αとＸ線源２の角度とが表示され、この表示に基づいてオペレータがＸ線源の角度を線源最適角度αに調節することができる。同様にして、検出面最適値表示部３２には、検出最適角度βとＸ線画像形成部３の角度とが表示され、この表示に基づいてオペレータがＸ線画像形成部３の角度を検出最適角度βに調節することができる。

このように、線源駆動制御部１３と検出面駆動制御部１４を除くことで複合型診断装置を小型化することができ、例えば、Ｘ線源２とＸ線画像形成部３の角度および位置をフリーハンドで変更可能な可搬型の複合型診断装置とすることができる。
本実施の形態によれば、複合型診断装置を可搬型とした場合に、上記のように線源駆動制御部１３と検出面駆動制御部１４が除かれることで、超音波ビームの送信方向ＳとＸ線の照射方向Ｒを一致させることが困難となるが、最適値表示部を設けることでこれらの方向を容易に一致させることができ、診断に応じて被検体内の互いの断面の向きが正確に対応するように超音波画像とＸ線画像を生成することができる。

実施の形態６
図９に、実施の形態６に係る複合型診断装置の構成の要部を示す。この複合型診断装置は、実施の形態１〜４の複合型診断装置において、超音波プローブ１、Ｘ線源２およびＸ線画像形成部３にそれぞれ位置センサ４１ａ〜ｃを新たに設け、この位置センサ４１ａに最適値算出部４２が接続され、さらに位置センサ４１ｂに線源駆動制御部４３が接続されると共に位置センサ４１ｃに検出面駆動制御部４４が接続されている。ここで、Ｘ線源２とＸ線画像形成部３は、角度自在および位置移動自在に配置されているものとする。

最適値算出部４２は、超音波プローブ１に設けられた位置センサ４１ａの位置情報に基づいて、超音波プローブ１から送信される超音波ビームの送信位置を算出すると共に、超音波ビームの送信方向に延びる送信軸Ｌに対して、Ｘ線源２の照射方向Ｒに延びる照射軸Ｍが重なる線源最適位置と、Ｘ線画像形成部３の検出面２１の法線Ｎが重なる検出最適位置とをそれぞれ算出する。続いて、最適値算出部４２は、線源最適位置を線源駆動制御部４３に出力し、検出最適位置を検出面駆動制御部４４に出力する。

そして、線源駆動制御部４３が、Ｘ線源２に設けられた角度センサ４ｂと位置センサ４１ｂを参照しつつＸ線源２の角度を線源最適角度αに調節すると共にＸ線源２の位置を線源最適位置に調節する。また、検出面駆動制御部４４が、Ｘ線画像形成部３に設けられた角度センサ４ｃと位置センサ４１ｃを参照しつつＸ線画像形成部３の角度を検出最適角度βに調節すると共にＸ線画像形成部３の位置を検出最適位置に調節する。

本実施の形態によれば、超音波ビームの送信軸Ｌに対して、Ｘ線の照射軸ＭとＸ線画像形成部３の検出面２１の法線Ｎとを正確に一致させることができ、診断に応じて被検体内の互いの断面の向きが正確に対応するように超音波画像とＸ線画像を生成することができる。
なお、線源駆動制御部４３および検出面駆動制御部４４のどちらか一方を備えるように構成することもできる。

また、超音波画像生成部６およびＸ線画像形成部３で生成される超音波画像およびＸ線画像において対応する被検体内の断面の位置が所定の距離以上にずれている場合には、制御部１５が、超音波画像およびＸ線画像に対応する断面の位置のずれを算出し、超音波画像生成部６が、算出された位置のずれと位置センサ４１ａ〜４１ｃの位置情報とに基づいて、Ｘ線画像に対応する断面の位置に一致する断面の超音波画像を複数の２次元画像データから再度生成することが好ましい。

実施の形態７
図１０に、実施の形態７に係る複合型診断装置の構成の要部を示す。この複合型診断装置は、実施の形態６の複合型診断装置において、線源駆動制御部４３に換えて線源最適値表示部４５を備えると共に、検出面駆動制御部４４に換えて検出面最適値表示部４６を備えるものである。なお、この線源最適値表示部４５と検出面最適値表示部４６は、本発明における最適値表示部を構成している。
線源最適値表示部４５には、最適値算出部４２から出力された線源最適角度αと線源最適位置が表示されると共にＸ線源２に設けられた角度センサ４ｂおよび位置センサ４１ｂからの角度情報および位置情報が表示される。また、検出面最適値表示部４６には、最適値算出部４２から出力された検出最適角度βと検出最適位置が表示されると共にＸ線画像形成部３に設けられた角度センサ４ｃおよび位置センサ４１ｃからの角度情報および位置情報が表示される。

これにより、線源最適値表示部４５および検出面最適値表示部４６の表示に基づいて、オペレータがＸ線源２の角度と位置を調節すると共にＸ線画像形成部３の角度と位置を調節する。
本実施の形態によれば、上述した実施の形態５と同様に、線源駆動制御部４３と検出面駆動制御部４４を除くことで複合型診断装置を小型化することができ、例えば、Ｘ線源２とＸ線画像形成部３の角度および位置をフリーハンドで変更可能な可搬型の複合型診断装置とすることができる。

実施の形態８
実施の形態１〜７は、超音波プローブ１、超音波画像生成部６、Ｘ線源２およびＸ線画像形成部３を含む複合型診断装置から構成されたが、超音波プローブ１および超音波画像生成部６を含む超音波診断装置と、Ｘ線源２およびＸ線画像形成部３を含むＸ線診断装置とを複合させるための複合診断システムから本発明を構成することもできる。
すなわち、複合診断システムは、超音波プローブ、放射線源および放射線画像検出部にそれぞれ取り付けるための角度センサと、角度センサから得られる角度情報に基づいて、超音波プローブから送信される超音波ビームの送信方向を算出すると共に、算出された超音波ビームの送信方向に対して、放射線源から照射される放射線の照射方向がほぼ平行となる放射線源の線源最適角度と、放射線画像形成部の検出面の法線がほぼ平行となる放射線画像形成部の検出最適角度をそれぞれ算出するための最適値算出部とを備えるものである。

例えば、複合診断システムは、図１１に示すように、角度センサ５１ａ〜５１ｃと、角度センサ５１ｂに接続された線源最適値表示部５２と、角度センサ５１ｃに接続された検出面最適値表示部５３と、角度センサ５１ａ、線源最適値表示部５２および検出面最適値表示部５３に接続された最適値算出部５４とを有する。
複合診断システムを用いて超音波診断装置とＸ線診断装置を複合させる際には、角度センサ５１ａが超音波診断装置に備えられた超音波プローブＰに取り付けられると共に、角度センサ５１ｂおよび５１ｃがＸ線診断装置に備えられたＸ線源ＴａおよびＸ線画像検出部Ｔｂにそれぞれ取り付けられる。

最適値算出部５４は、角度センサ４ａから得られる角度情報に基づいて、超音波プローブＰから送信される超音波ビームの送信方向Ｓを算出すると共に、算出された超音波ビームの送信方向Ｓに対して、Ｘ線源Ｔａから照射されるＸ線の照射方向Ｒがほぼ平行となるＸ線源Ｔａの線源最適角度αと、Ｘ線画像形成部Ｔｂの検出面Ｔｃの法線がほぼ平行となるＸ線画像形成部Ｔｂの検出最適角度βをそれぞれ算出する。

線源最適値表示部５２は、線源最適角度αとＸ線源Ｔａの角度とが表示され、この表示に基づいてオペレータがＸ線源Ｔａの角度を線源最適角度αに調節する。同様にして、検出面最適値表示部５３には、検出最適角度βとＸ線画像形成部Ｔｂの角度とが表示され、この表示に基づいてオペレータがＸ線画像形成部Ｔｂの角度を検出最適角度βに調節する。
このように、複合診断システムを用いて超音波診断装置とＸ線診断装置を複合させることにより、実施の形態５に係る複合型診断装置と同様の診断を行うことができる。

本実施の形態によれば、診断に応じて被検体内の互いの断面の向きが正確に対応するように超音波画像とＸ線画像を生成させることができる。特に、可搬型の超音波診断装置と可搬型のＸ線診断装置を複合させる場合には、超音波ビームの送信方向ＳとＸ線の照射方向Ｒを一致させることが困難であるが、本発明の複合診断システムを用いることによりこれらの方向を容易に一致させることができる。

実施の形態９
実施の形態１〜７は、超音波プローブ１、超音波画像生成部６、Ｘ線源２およびＸ線画像形成部３を一体に含む複合型診断装置から構成されたが、Ｘ線源、Ｘ線画像形成部、Ｘ線源に設けられる第１の角度センサ、およびＸ線画像形成部に設けられる第２の角度センサを含むＸ線診断装置と複合して動作する超音波診断装置から本発明を構成することもできる。
すなわち、本実施の形態の超音波診断装置は、超音波プローブと、超音波画像生成部と、超音波プローブに設けられる第３の角度センサと、第３の角度センサから得られる角度情報に基づいて、超音波プローブから送信される超音波ビームの送信方向を算出すると共に、算出された超音波ビームの送信方向に対して、放射線源から照射される放射線の照射方向がほぼ平行となる放射線源の線源最適角度と、放射線画像形成部の検出面の法線がほぼ平行となる放射線画像形成部の検出最適角度をそれぞれ算出する最適値算出部と、最適値算出部で算出された線源最適角度と検出最適角度を放射線診断装置に送信する送信部とを備えるものである。

例えば、図１２に示すように、超音波診断装置は、超音波プローブ１と、図示しない超音波画像生成部と、超音波プローブ１に設けられる角度センサ６１と、角度センサ６１に接続された最適値算出部６２と、最適値算出部６２に接続された送信部６３とを有する。送信部６３はＸ線診断装置の受信部Ｖに接続されている。

この超音波診断装置をＸ線診断装置と複合させる際には、最適値算出部６２が、角度センサ６１から得られる角度情報に基づいて、超音波プローブ１から送信される超音波ビームの送信方向に対して、Ｘ線源Ｔａから照射されるＸ線の照射方向がほぼ平行となるＸ線源Ｔａの線源最適角度と、Ｘ線画像形成部Ｔｂの検出面Ｔｃの法線がほぼ平行となるＸ線画像形成部Ｔｂの検出最適角度をそれぞれ算出する。そして、算出された線源最適角度と検出最適角度を送信部６３を介してＸ線診断装置の受信部Ｖに送信する。

Ｘ線診断装置は、受信部Ｖａで線源最適角度と検出最適角度を受信すると、線源最適角度を線源最適値表示部Ｐａに出力すると共に検出最適角度を検出面最適値表示部Ｐｂに出力する。線源最適値表示部Ｐａは、受信部Ｖから入力された線源最適角度を表示すると共にＸ線源Ｔａに設けられた角度センサＡａから入力されるＸ線源Ｔａの角度を表示し、この表示に基づいてオペレータがＸ線源Ｔａの角度を線源最適角度に調節する。同様にして、検出面最適値表示部Ｐｂは、受信部Ｖから入力された検出最適角度を表示すると共にＸ線画像形成部Ｔｂに設けられた角度センサＡｂから入力されるＸ線画像形成部Ｔｂの検出面Ｔｃの角度を表示し、この表示に基づいて検出面Ｔｃの角度が検出最適角度に調節される。

本実施の形態によれば、診断に応じて被検体内の互いの断面の向きが正確に対応するように超音波画像とＸ線画像を生成させることができる。

実施の形態１０
実施の形態１〜７は、超音波プローブ１、超音波画像生成部６、Ｘ線源２およびＸ線画像形成部３を一体に含む複合型診断装置から構成されたが、超音波プローブ、超音波画像生成部、および超音波プローブに設けられる第１の角度センサを含む超音波診断装置と複合して動作するＸ線診断装置から本発明を構成することもできる。
すなわち、本実施の形態のＸ線診断装置は、放射線源と、放射線画像形成部と、放射線源に設けられる第２の角度センサと、放射線画像検出部に設けられる第３の角度センサと、超音波診断装置に接続されて第１の角度センサの角度情報を受信する受信部と、受信部で受信された第１の角度センサの角度情報に基づいて、超音波プローブから送信される超音波ビームの送信方向を算出すると共に、算出された超音波ビームの送信方向に対して、放射線源から照射される放射線の照射方向がほぼ平行となる放射線源の線源最適角度と、放射線画像形成部の検出面の法線がほぼ平行となる放射線画像形成部の検出最適角度をそれぞれ算出するための最適値算出部とを備えるものである。

例えば、図１３に示すように、Ｘ線超音波診断装置は、Ｘ線源７１と、検出面７２を有するＸ線画像形成部７３とを備え、Ｘ線源７１に角度センサ７４が設けられると共にＸ線画像形成部７３に角度センサ７５が設けられている。角度センサ７４には線源最適値表示部７６が接続され、角度センサ７５には検出面最適値表示部７７が接続されている。そして、線源最適値表示部７６と検出面最適値表示部７７が最適値算出部７８を介して受信部７９に接続されている。

このＸ線診断装置を超音波診断装置と複合させる際には、超音波診断装置の超音波プローブＰに設けられた角度センサＡから超音波プローブＰの角度情報が送信部Ｗを介してＸ線診断装置の受信部７９に送信される。Ｘ線診断装置は、受信部７９で受信された角度情報を最適値算出部７８に出力する。最適値算出部７８は、角度センサＡの角度情報に基づいて、超音波プローブＰから送信される超音波ビームの送信方向を算出すると共に、算出された超音波ビームの送信方向に対して、Ｘ線源７１から照射されるＸ線の照射方向がほぼ平行となるＸ線源７１の線源最適角度と、Ｘ線画像形成部７３の検出面７２の法線がほぼ平行となるＸ線画像形成部７３の検出最適角度をそれぞれ算出する。そして、算出された線源最適角度を線源最適値表示部７６に出力すると共に、検出最適角度を検出面最適値表示部７７に出力する。

線源最適値表示部７６は、最適値算出部７８から入力された線源最適角度を表示すると共に角度センサ７４から入力されるＸ線源７１の角度を表示し、この表示に基づいてオペレータがＸ線源７１の角度を線源最適角度に調節する。同様にして、検出面最適値表示部７７は、最適値算出部７８から入力された検出最適角度を表示すると共に角度センサ７５から入力されるＸ線画像形成部７３の検出面７２の角度を表示し、この表示に基づいて検出面７２の角度が検出最適角度に調節される。

本実施の形態によれば、診断に応じて被検体内の互いの断面の向きが正確に対応するように超音波画像とＸ線画像を生成させることができる。

１，Ｐ 超音波プローブ、２，７１，Ｔａ Ｘ線源、３，７３，Ｔｂ Ｘ線画像形成部、４ａ，４ｂ，４ｃ，５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，６１，７４，７５，Ａ，Ａａ，Ａｂ 角度センサ、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ 位置センサ、５，２２ プローブ制御部、６，２３ 超音波画像生成部、７ Ｘ線照射制御部、８ 照射スイッチ、９ Ｘ線検出制御部、１０ 表示制御部、１１ 画像表示部、１２，４２，６２，７８ 最適値算出部、１３，４３ 線源駆動制御部、１４，４４ 検出面駆動制御部、１５ 制御部、１６ 操作部、１７ トランスデューサ、１８ 送信回路、１９ 受信回路、２０ 送受信面、２１，７２ 検出面、３１，４５，７６，Ｐａ 線源最適値表示部、３２，４６，７７，Ｐｂ 検出面最適値表示部、６３，Ｗ 送信部、７９，Ｖ 受信部、Ｓ 超音波ビームの送信方向、Ｒ Ｘ線の照射方向、Ｌ 送信軸、Ｍ 光軸、Ｎ 検出面の法線、α 線源最適角度、β 検出最適角度、Ｇａ 超音波画像、Ｇｂ Ｘ線画像、Ｈ 被検体、Ｅ，Ｅａ 走査面、Ｄ 走査方向、Ｋ マーカー。

Claims (15)

1. 被検体に向けて超音波ビームを送受信する超音波プローブと、
   前記超音波プローブから出力される受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成部と、
   角度自在に配置され、前記被検体に向けて放射線を照射する放射線源と、
   前記被検体を挟んで前記放射線源の反対側に角度自在に配置され、前記放射線源から照射された放射線を検出する平面状の検出面を有し、前記検出面で検出される放射線の線量に応じた放射線画像を形成する放射線画像形成部と、
   前記超音波プローブに設けられた第１の角度センサと、
   前記放射線源に設けられた第２の角度センサと、
   前記放射線画像形成部に設けられた第３の角度センサと、
   前記第１の角度センサから得られる角度情報に基づいて、前記超音波プローブから送信される前記超音波ビームの送信方向を算出すると共に、算出された前記超音波ビームの送信方向に対して、前記放射線源から照射される放射線の照射方向がほぼ平行となる前記放射線源の線源最適角度と、前記放射線画像形成部の前記検出面の法線がほぼ平行となる前記放射線画像形成部の検出最適角度をそれぞれ算出する最適値算出部と
   を備え、
   前記第２の角度センサから得られる角度情報に基づいて前記放射線源の角度を前記線源最適角度に調節して放射線を照射し、前記第３の角度センサから得られる角度情報に基づいて前記放射線画像形成部の前記検出面の角度を前記検出最適角度に調節して前記放射線源からの放射線を検出する複合型診断装置。
2. 前記超音波画像生成部が前記超音波ビームの走査面に沿う方向の前記超音波画像を生成すると共に、前記放射線画像形成部が前記超音波ビームの前記走査面に直交する方向の前記放射線画像を生成する請求項１に記載の複合型診断装置。
3. 前記放射線源は、前記超音波画像における関心領域に絞って前記放射線を照射する請求項２に記載の複合型診断装置。
4. 前記超音波画像生成部が前記超音波ビームの前記走査面に直交する方向の前記超音波画像を生成すると共に、前記放射線画像形成部が前記超音波ビームの前記走査面に直交する方向の前記放射線画像を生成し、
   前記超音波画像は、前記走査面を順次ずらしながら前記超音波プローブから前記超音波ビームを送受信して得られた複数の超音波画像に基づいて生成される請求項１に記載の複合型診断装置。
5. 前記線源最適角度に基づいて前記放射線源の角度を調節する線源駆動制御部、および、前記検出最適角度に基づいて前記放射線画像形成部の角度を調節する検出面駆動制御部のうち少なくとも１つをさらに有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の複合型診断装置。
6. 前記線源最適角度および前記検出最適角度を表示する最適値表示部をさらに有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の複合型診断装置。
7. 前記超音波プローブ、前記放射線源および前記放射線画像形成部にそれぞれ設けられた位置センサをさらに有し、
   前記放射線源および放射線画像形成部は、位置移動自在に配置され、
   前記最適値算出部は、前記位置センサから得られる位置情報に基づいて、前記超音波プローブから送信される前記超音波ビームの送信位置を算出すると共に、前記超音波ビームの前記送信方向に延びる送信軸に対して、前記放射線源の前記照射方向に延びる照射軸が重なる線源最適位置と、前記放射線画像形成部の前記検出面の法線が重なる検出最適位置とをそれぞれ算出する請求項１〜６のいずれか一項に記載の複合型診断装置。
8. 前記線源最適位置に基づいて前記放射線源の位置を調節する線源駆動制御部、および、前記検出最適位置に基づいて前記放射線画像形成部の位置を調節する検出面駆動制御部のうち少なくとも１つをさらに有する請求項７に記載の複合型診断装置。
9. 前記線源最適位置および前記検出最適位置を表示する最適値表示部をさらに有する請求項７に記載の複合型診断装置。
10. 前記超音波画像生成部で生成された前記超音波画像と、前記放射線画像形成部で形成された前記放射線画像とを同時に表示する画像表示部をさらに有する請求項１〜９のいずれか一項に記載の複合型診断装置。
11. 前記画像表示部は、前記超音波画像と前記放射線画像の縮尺を合わせて表示する請求項１０に記載の複合型診断装置。
12. 超音波プローブから被検体に向けて超音波ビームを送受信し、
    前記超音波プローブから出力される受信信号に基づいて、超音波画像生成部で超音波画像を生成し、
    前記超音波プローブに設けられた第１の角度センサから得られる角度情報に基づいて、最適値算出部が、前記超音波プローブから送信される前記超音波ビームの送信方向を算出すると共に、算出された前記超音波ビームの送信方向に対して、前記放射線源から照射される放射線の照射方向がほぼ平行となる前記放射線源の線源最適角度と、前記放射線画像形成部の検出面の法線がほぼ平行となる前記放射線画像形成部の検出最適角度をそれぞれ算出し、
    前記放射線源に設けられた第２の角度センサから得られる角度情報に基づいて、前記放射線源の角度を前記線源最適角度に調節して放射線を照射し、
    前記放射線画像形成部に設けられた第３の角度センサから得られる角度情報に基づいて、前記被検体を挟んで前記放射線源の反対側に配置された前記放射線画像形成部の検出面の角度を前記検出最適角度に調節して前記放射線源からの放射線を検出し、
    前記放射線画像形成部が前記検出面で検出された放射線の線量に応じた放射線画像を形成する複合型診断画像生成方法。
13. 被検体に向けて超音波ビームを送受信する超音波プローブと前記超音波プローブから出力される受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成部とを有する超音波診断装置と、角度自在に配置されて前記被検体に向けて放射線を照射する放射線源と前記被検体を挟んで前記放射線源の反対側に角度自在に配置されて前記放射線源から照射された放射線を検出する平面状の検出面を有し前記検出面で検出される放射線の線量に応じた放射線画像を形成する放射線画像形成部とを有する放射線診断装置とを複合させる複合診断システムであって、
    前記超音波プローブに取り付けるための第１の角度センサと、
    前記放射線源に取り付けるための第２の角度センサと、
    前記放射線画像形成部に取り付けるための第３の角度センサと、
    前記第１の角度センサから得られる角度情報に基づいて、前記超音波プローブから送信される前記超音波ビームの送信方向を算出すると共に、算出された前記超音波ビームの送信方向に対して、前記放射線源から照射される放射線の照射方向がほぼ平行となる前記放射線源の線源最適角度と、前記放射線画像形成部の前記検出面の法線がほぼ平行となる前記放射線画像形成部の検出最適角度をそれぞれ算出する最適値算出部と
    を備え、
    前記第２の角度センサから得られる角度情報に基づいて前記放射線源の角度を前記線源最適角度に調節して放射線を照射し、前記第３の角度センサから得られる角度情報に基づいて前記放射線画像形成部の前記検出面の角度を前記検出最適角度に調節して前記放射線源からの放射線を検出するための複合診断システム。
14. 角度自在に配置されて前記被検体に向けて放射線を照射する放射線源と、前記被検体を挟んで前記放射線源の反対側に角度自在に配置されて前記放射線源から照射された放射線を検出する平面状の検出面を有し前記検出面で検出される放射線の線量に応じた放射線画像を形成する放射線画像形成部と、前記放射線源に設けられる第１の角度センサと、前記放射線画像形成部に設けられる第２の角度センサとを有する放射線診断装置と複合して動作する超音波診断装置であって、
    被検体に向けて超音波ビームを送受信する超音波プローブと、
    前記超音波プローブから出力される受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成部と、
    前記超音波プローブに設けられる第３の角度センサと、
    前記第３の角度センサから得られる角度情報に基づいて、前記超音波プローブから送信される前記超音波ビームの送信方向を算出すると共に、算出された前記超音波ビームの送信方向に対して、前記放射線源から照射される放射線の照射方向がほぼ平行となる前記放射線源の線源最適角度と、前記放射線画像形成部の前記検出面の法線がほぼ平行となる前記放射線画像形成部の検出最適角度をそれぞれ算出する最適値算出部と、
    前記最適値算出部で算出された前記線源最適角度と前記検出最適角度を前記放射線診断装置に送信する送信部と
    を備え、
    前記第１の角度センサから得られる角度情報に基づいて前記放射線源の角度を前記線源最適角度に調節して放射線を照射し、前記第２の角度センサから得られる角度情報に基づいて前記放射線画像形成部の検出面の角度を前記検出最適角度に調節して前記放射線源からの放射線を検出するための超音波診断装置。
15. 被検体に向けて超音波ビームを送受信する超音波プローブと、前記超音波プローブから出力される受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成部と、前記超音波プローブに設けられる第１の角度センサとを有する超音波診断装置と複合して動作する放射線診断装置であって、
    角度自在に配置され、前記被検体に向けて放射線を照射する放射線源と、
    前記被検体を挟んで前記放射線源の反対側に角度自在に配置され、前記放射線源から照射された放射線を検出する平面状の検出面を有し、前記検出面で検出される放射線の線量に応じた放射線画像を形成する放射線画像形成部と、
    前記放射線源に設けられる第２の角度センサと、
    前記放射線画像検出部に設けられる第３の角度センサと、
    前記超音波診断装置に接続されて前記第１の角度センサの角度情報を受信する受信部と、
    前記受信部で受信された前記第１の角度センサの角度情報に基づいて、前記超音波プローブから送信される前記超音波ビームの送信方向を算出すると共に、算出された前記超音波ビームの送信方向に対して、前記放射線源から照射される放射線の照射方向がほぼ平行となる前記放射線源の線源最適角度と、前記放射線画像形成部の前記検出面の法線がほぼ平行となる前記放射線画像形成部の検出最適角度をそれぞれ算出するための最適値算出部と
    を備え、
    前記第２の角度センサから得られる角度情報に基づいて前記放射線源の角度を前記線源最適角度に調節して放射線を照射し、前記第３の角度センサから得られる角度情報に基づいて前記放射線画像形成部の前記検出面の角度を前記検出最適角度に調節して前記放射線源からの放射線を検出する放射線診断装置。

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