JP5976472B2 - 超音波診断装置及び制御プログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、装置本体に接続された複数の超音波プローブの中から選択された所望の超音波プローブを用いて被検体に対する超音波検査を行なう超音波診断装置及び制御プログラムに関する。

超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された振動素子から発生する超音波パルスを被検体の体内に放射し、生体組織の音響インピーダンスの差異によって生ずる超音波反射波を前記振動素子により受信して種々の生体情報を収集するものである。複数の振動素子に供給する駆動信号や前記振動素子から得られる受信信号の遅延時間等を制御することにより超音波の送受信方向や集束点を電子的に制御することが可能な近年の超音波診断装置によれば、超音波プローブの先端部を体表面に接触させるだけの簡単な操作でリアルタイムの画像データを容易に観察することができるため、生体臓器の形態診断や機能診断に広く用いられている。

特に、近年では、複数の振動素子が１次元配列された超音波プローブを機械的に移動させる方法や複数の振動素子が２次元配列された超音波プローブを用いる方法によって被検体の診断対象部位に対する３次元走査を行ない、この３次元走査にて収集される３次元データ（ボリュームデータ）を用いて３次元画像データやＭＰＲ画像データを生成することにより更に高度な診断や治療が可能となっている。

このような超音波診断装置では、異なる走査方式に対応した複数の超音波プローブあるいは異なる性能を有した複数の超音波プローブが装置本体に予め接続され、表示部に表示されたプローブ選択画面上で超音波診断装置を操作する医師や検査師等の医療従事者（以下では、操作者と呼ぶ。）によって上記複数の超音波プローブの中から選択された当該超音波検査に好適な超音波プローブを動作状態にすることにより被検体に対する超音波検査が行なわれる。

特開２００４−３１３２９０号公報

装置本体のプローブホルダ等に保持された複数の超音波プローブの中からプローブ選択画面において選択した超音波プローブに対応する超音波プローブを取り出す場合、同一の走査方式に対応する超音波プローブのように形状や大きさに大きな差異を有さない複数の超音波プローブの中から所望の超音波プローブを正確に取り出すことは容易ではなく、誤って選択した超音波プローブを用いて超音波検査が行なわれる可能性を有している。又、プローブホルダ等の定位置とは異なる、例えば、寝台や手術台のような装置本体から離れた場所に所望の超音波プローブが置かれている場合には、その位置把握に多大の時間を要し超音波検査の効率を著しく低下させるという問題点を有している。

本開示は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置本体に接続された各種超音波プローブの中から所望の超音波プローブを選択して被検体に対する超音波検査を行なう際、超音波プローブの位置情報が示されたガイド画面を参照することにより超音波プローブの選択を正確かつ効率よく行なうことが可能な超音波診断装置及び制御プログラムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本開示の実施形態における超音波診断装置は、装置本体に接続された複数の超音波プローブの中から選択した所望の超音波プローブを用いて被検体に対する超音波送受信を行なう超音波診断装置であって、前記複数の超音波プローブあるいは前記所望の超音波プローブの位置情報を検出する位置情報検出手段と、前記装置本体あるいはこの装置本体が備える操作パネルの装置モデルに前記複数の超音波プローブあるいは前記所望の超音波プローブの位置情報を重畳することによりガイド画面を作成するガイド画面作成手段と、前記ガイド画面を表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。

本実施形態における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。 本実施形態の装置本体に接続される各種超音波プローブを説明するための図。 本実施形態の超音波診断装置が備える送受信部の具体的な構成を示すブロック図。 本実施形態の超音波診断装置が備える受信信号処理部の具体的な構成を示すブロック図。 本実施形態のモデル保管部に保管されるプローブモデルの具体例を示す図。 本実施形態のモデル保管部に保管される装置本体の装置モデルを示す図。 本実施形態のモデル保管部に保管される操作パネルの装置モデルを示す図。 本実施形態のガイド画面作成部によって作成される第１のガイド画面の具体例を示す図。 本実施形態のガイド画面作成部によって作成される第２のガイド画面の具体例を示す図。 本実施形態の表示部に表示されるプローブ選択画面の具体例を示す図。 本実施形態の表示部に表示される撮影条件設定画面の具体例を示す図。 本実施形態における画像データの生成／表示手順を示すフローチャート。 本実施形態のガイド画面作成部によって作成されるガイド画面の変形例を示す図。 本実施形態のガイド画面作成部によって作成されるガイド画面の他の変形例を示す図。

以下、図面を参照して本開示の実施形態を説明する。

（実施形態）
以下に述べる本実施形態の超音波診断装置では、装置本体の表示部に表示されるプローブ選択画面を用いて選択された所望超音波プローブの位置情報を検出し、得られた位置情報を当該超音波プローブのプローブ情報及びプローブモデルと共に予め作成された装置本体あるいは操作パネルの装置モデルに付加することによりガイド画面を作成する。そして、上述の表示部に表示されたガイド画面に基づいて操作パネルのプローブホルダに保持されている各種超音波プローブの中から取り出した所望超音波プローブを用いて被検体に対する超音波検査を行なう。

尚、以下の実施形態では、異なる口径サイズ、超音波周波数、振動素子数等を有した複数からなるセクタ走査方式の超音波プローブとこれらの超音波プローブに対応した送受信部を有する超音波診断装置について述べるが、コンベックス走査方式やリニア走査方式等に対応した複数の超音波プローブあるいは異なる走査方式に対応した複数の超音波プローブと、これらの超音波プローブに対応した送受信部を有する超音波診断装置であっても構わない。

又、以下では、説明を簡単にするために、超音波診断装置に接続されたセクタ走査方式に対応する３つの超音波プローブ２ａ乃至２ｃの中から当該超音波検査に好適な超音波プローブ２ａを選択する場合について述べるが、超音波診断装置に接続される超音波プローブや選択される超音波プローブは上述に限定されない。

（装置の構成及び機能）
本実施形態における超音波診断装置の構成と機能につき図１乃至図１１を用いて説明する。尚、図１は、超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図３及び図４は、この超音波診断装置が備える送受信部及び受信信号処理部の具体的な構成を示すブロック図である。

図１に示す本実施形態の超音波診断装置１００は、被検体の検査対象領域に対して送信超音波（超音波パルス）を放射し、この送信超音波により上述の検査対象領域から得られた受信超音波（超音波反射波）を電気的な受信信号に変換する複数個の振動素子を備えた超音波プローブ２ａ乃至２ｃと、後述の入力部１６から供給された選択情報に基づいて超音波プローブ２ａ乃至２ｃの中から所望の超音波プローブ２ａを選択するプローブ選択部２０と、前記検査対象領域の所定方向に対して送信超音波を放射するための駆動信号を選択された超音波プローブ２ａが備える振動素子へ供給し、これらの振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算する送受信部３と、整相加算後の受信信号を信号処理してＢモードデータ及びカラードプラデータを生成する受信信号処理部４と、超音波の送受信方向単位で得られた上述のＢモードデータ及びカラードプラデータに基づいてＢモード画像データ及びカラードプラ画像データを生成する画像データ生成部５と、超音波プローブ２ａ乃至２ｃに取り付けられたプローブ位置センサ２１ａ乃至２１ｃの出力信号に基づいて装置本体５０に対する超音波プローブ２ａ乃至２ｃの相対的な位置情報を検出する位置情報検出部６を備えている。

又、超音波診断装置１００は、超音波プローブ２ａ乃至２ｃをはじめとする各種超音波プローブの情報（例えば、超音波プローブの名称及び型番、超音波周波数、口径サイズ、振動素子数等）がプローブ識別情報を付帯情報として予め保管されているプローブ情報保管部７と、各種超音波プローブに対する２次元／３次元のプローブモデルや装置本体５０に対する２次元／３次元の装置モデルが予め保管されているモデル保管部８と、位置情報検出部６から供給された超音波プローブ２ａの位置情報、プローブ情報保管部７から読み出した超音波プローブ２ａのプローブ情報及びモデル保管部８から読み出した超音波プローブ２ａのプローブモデル及び装置本体５０の装置モデルに基づいてプローブ位置の表示を目的としたガイド画面を作成するガイド画面作成部９と、超音波プローブ２ａ乃至２ｃの中から超音波プローブ２ａを選択する際に用いるプローブ選択画面及び各種撮影条件の設定をする際に用いる撮影条件設定画面が予め保管されている選択／設定画面保管部１０と、上述のガイド画面に基づいて装置本体５０の入力部１６に設けられている図示しないプローブホルダから取り出された超音波プローブ２ａのプローブ位置情報変化量を計測する位置情報変化量計測部１１と、プローブホルダから取り出されることによりその位置情報が変化した超音波プローブ２ａのプローブ識別情報（プローブＩＤ）とプローブ選択画面において選択された超音波プローブ２ａのプローブＩＤとを比較することにより、選択された超音波プローブ２ａと取り出された超音波プローブ２ａとが一致しているか否かを判定するプローブ選択判定部１２とを備えている。

更に、超音波診断装置１００は、入力部１６から供給された指示信号あるいは位置情報変化量計測部１１から供給されたプローブ位置情報変化量の計測結果に基づいてプローブ選択画面表示モード、ガイド画面表示モード及び撮影条件設定画面表示モードの切り替えを制御する表示モード制御部１３と、画像データ生成部５において生成された画像データ、ガイド画面作成部９において作成されたガイド画面、選択／設定画面保管部１０から読み出したプローブ選択画面及び撮影条件設定画面、更には、プローブ選択判定部１２から供給されたプローブ選択の判定結果等を表示する表示部１４と、被検体に対する超音波走査の開始タイミングや超音波送受信方向を制御する走査制御部１５と、被検体情報の入力、超音波プローブ２ａの選択、撮影条件の設定、各種指示信号の入力等を行なう入力部１６と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１７を備えている。

尚、上述の超音波診断装置１００は、図２に示すように、当該被検体に対して超音波送受信を行なう複数個の振動素子が内蔵されたセクタ走査方式の超音波プローブ２ａ乃至２ｃと、超音波プローブ２ａ乃至２ｃの何れかによって収集された受信信号に基づいて画像データの生成と表示を行なう装置本体５０と、超音波プローブ２ａ乃至２ｃと装置本体５０とを接続するプローブコネクタ２５ａ乃至２５ｃを備えている。

そして、プローブコネクタ２５ａ乃至２５ｃは、超音波プローブ２ａ乃至２ｃのプローブケーブル２２ａ乃至２２ｃに接続されたプローブ側コネクタ２３ａ乃至２３ｃと装置本体５０のプローブ選択部２０に接続された装置本体側コネクタ２４ａ乃至２４ｃを有し、装置本体５０の入力部１６から供給された選択情報に基づいてプローブ選択部２０が超音波プローブ２ａ乃至２ｃの中から選択した超音波プローブ２ａがプローブ側コネクタ２３ａ及び装置本体側コネクタ２４ａを介して装置本体５０の送受信部３と接続される。

又、超音波検査が行なわれていない場合における超音波プローブ２ａ乃至２ｃの各々は、通常、装置本体５０の入力部１６を構成する操作パネルのプローブホルダに保持され、超音波検査時には、プローブ選択部２０により超音波プローブ２ａ乃至２ｃの中から選択された超音波プローブ２ａが上述のプローブホルダから取り出される。

以下、超音波診断装置１００が備える上記ユニットの具体的な構成とその機能につき更に詳しく説明する。

超音波プローブ２ａ乃至２ｃの各々は、１次元配列あるいは２次元配列されたＮ個の図示しない振動素子をその先端部に有し、この先端部を患者の体表に接触させて超音波送受信を行なう。そして、前記振動素子の各々は、多芯のプローブケーブル２２ａ乃至２２ｃ、プローブコネクタ２５ａ乃至２５ｃ（図２参照）及び装置本体５０のプローブ選択部２０を介して送受信部３に接続されている。これらの振動素子は電気音響変換素子であり、送信時には駆動信号（電気パルス）を送信超音波（超音波パルス）に変換し、受信時には受信超音波（超音波反射波）を電気的な受信信号に変換する機能を有している。

又、超音波プローブ２ａ乃至２ｃの内部あるいは周辺部には、装置本体５０に対する相対的な位置情報（位置及び方向）を検出するためのプローブ位置センサ２１ａ乃至２１ｃが備えられている。

次に、図３に示す送受信部３は、被検体内の所定方向に対し各種撮影モード（Ｂモード及びカラードプラモード）に対応した送信超音波を放射するための駆動信号を選択された超音波プローブ２ａの振動素子へ供給する送信部３１と、これらの振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算する受信部３２を備え、送信部３１は、レートパルス発生器３１１、送信遅延回路３１２及び駆動回路３１３を備えている。

レートパルス発生器３１１は、被検体内に放射する送信超音波の繰り返し周期を決定するレートパルスを、システム制御部１７から供給された基準信号を分周することによって生成し、得られたレートパルスを送信遅延回路３１２へ供給する。送信遅延回路３１２は、例えば、超音波プローブ２ａに内蔵されたＮ個の振動素子の中から選択されたＮｔ個の送信用振動素子と同数の独立な遅延回路から構成され、送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに送信超音波を集束するための集束用遅延時間と所定方向に対して前記送信超音波を放射するための偏向用遅延時間をレートパルス発生器３１１から供給された上述のレートパルスに与える。駆動回路３１３は、超音波プローブ２に内蔵されたＮｔ個の送信用振動素子を駆動する機能を有し、送信遅延回路３１２から供給されたレートパルスに基づいて上述の集束用遅延時間及び偏向用遅延時間を有する駆動信号を生成する。

一方、受信部３２は、超音波プローブ２に内蔵されたＮ個の振動素子の中から選択されたＮｒ個の受信用振動素子に対応するＮｒチャンネルのプリアンプ３２１、Ａ／Ｄ変換器３２２及び受信遅延回路３２３と加算器３２４を備え、Ｂモード及びカラードプラモードにおいて受信用振動素子からプリアンプ３２１を介して供給されたＮｒチャンネルの受信信号はＡ／Ｄ変換器３２２にてデジタル信号に変換されて受信遅延回路３２３へ送られる。受信遅延回路３２３は、所定の深さからの受信超音波を集束するための集束用遅延時間と所定方向に対して強い受信指向性を設定するための偏向用遅延時間をＡ／Ｄ変換器３２２から出力されたＮｒチャンネルの受信信号の各々に与え、加算器３２４は、受信遅延回路３２３から出力されたＮｒチャンネルの受信信号を加算合成する。即ち、受信遅延回路３２３と加算器３２４により、所定方向からの受信超音波に対応した受信信号は整相加算される。

次に、図１に示した受信信号処理部４の具体的な構成につき図４のブロック図を用いて説明する。この受信信号処理部４は、受信部３２の加算部３２４から出力された整相加算後の受信信号を処理してＢモードデータを生成するＢモードデータ生成部４１とカラードプラデータを生成するカラードプラデータ生成部４２を備えている。

Ｂモードデータ生成部４１は、加算部３２４から出力された整相加算後の受信信号に対して包絡線検波を行なう包絡線検波器４１１と、包絡線検波後の受信信号に対し対数変換処理を行なうことにより小さな信号振幅が相対的に強調されたＢモードデータを生成する対数変換器４１２を備えている。

カラードプラデータ生成部４２は、π／２移相器４２１、ミキサ４２２−１及び４２２−２、ＬＰＦ（低域通過フィルタ）４２３−１及び４２３−２を備え、受信部３２の加算部３２４から出力された受信信号を直交位相検波して複素信号（Ｉ信号及びＱ信号）を生成する。

更に、カラードプラデータ生成部４２は、ドプラ信号記憶部４２４、ＭＴＩフィルタ４２５及び自己相関演算器４２６を備え、直交位相検波によって得られた複素信号は、ドプラ信号記憶部４２４に一旦保存される。一方、高域通過用デジタルフィルタであるＭＴＩフィルタ４２５は、ドプラ信号記憶部４２４に保存された上述の複素信号を読み出し、この複素信号に含まれた臓器の固定反射体あるいは臓器の呼吸性移動や拍動性移動等に起因するドプラ成分（クラッタ成分）を除去する。そして、自己相関演算器４２６は、ＭＴＩフィルタ４２５によって抽出された血流情報のドプラ成分に対して自己相関値を算出し、更に、この自己相関値に基づいて血流の平均流速値、分散値、パワー値等を算出してカラードプラデータを生成する。

図１へ戻って、画像データ生成部５は、図示しない超音波データ記憶部と画像処理部を備え、受信信号処理部４から供給されたＢモードデータ及びカラードプラデータは、超音波送受信方向に対応させて超音波データ記憶部に保存することにより画像データ（Ｂモード画像データ及びカラードプラ画像データ）を生成する。そして、上述の画像処理部は、超音波データ記憶部において生成された画像データに対しフィルタリング処理等の画像処理を必要に応じて行なう。

次に、位置情報検出部６は、装置本体５０に対する超音波プローブ２ａ乃至２ｃの相対的な位置情報を検出する機能を有し、超音波プローブ２ａ乃至２ｃの内部あるいは周辺部に設けられたプローブ位置センサ２１ａ乃至２１ｃの出力信号に基づいて入力部１６のプローブホルダに置かれた超音波プローブ２ａ乃至２ｃの位置情報を検出する。

超音波プローブの位置検出法として各種の方法が既に考案されているが、検出精度や検出ユニットのコスト及び大きさを考慮した場合、超音波センサあるいは磁気センサを位置センサとして用いる方法が好適である。磁気センサを用いた超音波プローブの位置情報検出部６は、例えば、特開２０００−５１６８号公報等に記載されているように磁気を発生するトランスミッタ（磁気発生部）と、この磁気を検出したプローブ位置センサ２１ａ乃至２１ｃにおける磁気センサの出力信号を処理して超音波プローブ２ａの位置情報を算出する位置情報算出部（何れも図示せず）を備えている。

尚、磁気を発生するトランスミッタは、装置本体５０の所定部位に取り付けられ、この磁気を検出するプローブ位置センサ２１ａ乃至２１ｃは、既に述べたように超音波プローブ２ａ乃至２ｃの内部や周辺部に取り付けられる。そして、上述の位置情報算出部は、プローブ位置センサ２１ａ乃至２１ｃの各々が有する複数個の磁気センサの各々とトランスミッタとの距離を磁気センサの出力信号に基づいて算出し、更に、この算出結果を用いて装置本体５０に対する超音波プローブ２ａ乃至２ｃの相対的な位置情報を算出する。

プローブ情報保管部７には、超音波プローブ２ａ乃至２ｃをはじめとする装置本体５０に接続可能な各種超音波プローブのプローブ情報がプローブＩＤ等のプローブ識別情報を付帯情報として予め保管されている。この場合のプローブ情報として、例えば、超音波プローブの名称や型番、超音波周波数、口径サイズ、振動素子数等があり、又、超音波プローブに対応する画質調整機能の名称であってもよい。

モデル保管部８は、図示しないプローブモデル保管部と装置モデル保管部を有し、プローブモデル保管部には、上述のプローブ情報に対応した各種超音波プローブのプローブモデルがプローブ識別情報を付帯情報として予め保管されている。そして、装置本体５０に接続されている超音波プローブ２ａ乃至２ｃの中から選択された超音波プローブ２ａのプローブ識別情報と同一のプローブ識別情報を有するプローブモデルがプローブモデル保管部から読み出されてガイド画面の作成において用いられる。

図５は、モデル保管部８のプローブモデル保管部に保管されている各種プローブモデルの具体例を示したものであり、例えば、セクタ走査に適用可能な超音波プローブ２ａ乃至２ｃの３次元プローブモデルがプローブＩＤとしての「ＰＳＥ−０１」、「ＰＳＥ−０２」及び「ＰＳＥ−０３」を付帯情報として保管されている。

一方、モデル保管部８の装置モデル保管部には、装置本体５０を示す装置モデルや装置本体５０の入力部１６に設けられた操作パネルを示す装置モデルが保管されている。特に、装置本体５０を示す２次元あるいは３次元の装置モデルは、異なる複数の視線方向に対して作成され、装置モデル保管部に保管されたこれら複数の装置モデルの中から好適な装置モデルが超音波プローブ２ａの位置情報に基づいて読み出されガイド画面の作成において用いられる。

図６及び図７は、装置モデル保管部に保管されている装置モデルの具体例を示したものであり、装置本体５０の外観を示す図６の３次元装置モデルでは、超音波プローブ２ａの選択、撮影条件の設定、各種指示信号の入力等を行なう入力部１６の操作パネル５１、画像データを表示する表示部１４の第１の表示部１４ａ及びプローブ選択画面、ガイド画面、撮影条件設定画面等を表示する表示部１４の第２の表示部１４ｂ等が示されている。

一方、入力部１６の操作パネル５１を示す図７の２次元装置モデルでは、超音波プローブ２ａ乃至２ｃを保持するプローブホルダ５３−１乃至５３−６や超音波プローブの選択、撮影条件の設定、各種指示信号の入力等を行なうトラックボール、選択／入力ボタン、設定レバー等の入力デバイスが示されている。そして、図７に示すように複数のプローブホルダ５３−１乃至５３−６が操作パネル５１の右端部及び左端部に設けられ、これらのプローブホルダの中から任意に選択されたプローブホルダにおいて超音波プローブ２ａ乃至２ｃは保持される。

次に、図１のガイド画面作成部９は、装置本体５０あるいは操作パネル５１と超音波プローブ２ａとの位置関係を示すガイド画面を作成する機能を有し、モデル保管部８から読み出した装置本体５０の装置モデルあるいは操作パネル５１の装置モデルに位置情報検出部６から供給された超音波プローブ２ａの位置情報を重畳する図示しないデータ合成部を備えている。

即ち、ガイド画面作成部９のデータ合成部は、位置情報検出部６からシステム制御部１７を介して供給された超音波プローブ２ａの位置情報を、モデル保管部８の装置モデル保管部から読み出した装置本体５０あるいは装置本体５０の入力部１６が備える操作パネル５１の装置モデルに重畳し、更に、上述のプローブモデル保管部から読み出した超音波プローブ２ａのプローブモデルやプローブ情報保管部７から読み出した超音波プローブ２ａのプローブ情報を必要に応じて付加することによりガイド画面を作成する。

図８は、ガイド画面作成部９によって作成された第１のガイド画面Ｄｂ−１の具体例を示したものであり、この第１のガイド画面Ｄｂ−１では、矢印（⇒）で示す装置本体５０の左前方から収集した３次元装置モデルに位置情報検出部６において検出された超音波プローブ２ａ（ＰＳＥ−０１）の位置情報を示す位置マーカ（★）が重畳され、更に、モデル保管部８のプローブモデル保管部から読み出した超音波プローブ２ａの３次元プローブモデルやプローブ情報保管部７から読み出した超音波プローブ２ａのプローブ情報が必要に応じて付加される。

尚、超音波プローブ２ａが操作パネル５１の右端部に設けられたプローブホルダ５３−１乃至５３−３の何れかにおいて保持される場合には、図８に示すような装置本体５０の左前方から収集した装置モデルに対して超音波プローブ２ａの位置情報が重畳されるが、操作パネル５１の左端部に設けられたプローブホルダ５３−４乃至５３−６の何れかにおいて保持される場合には、装置本体５０の右前方から収集した装置モデルに対して超音波プローブ２ａの位置情報が重畳される。

一方、図９は、ガイド画面作成部９によって作成された第２のガイド画面Ｄｂ−２の具体例を示したものであり、この第２のガイド画面Ｄｂ−２では、操作パネル５１を示す２次元装置モデルに位置情報検出部６において検出された超音波プローブ２ａ（ＰＳＥ−０１）の位置情報を示す位置マーカ（★）が重畳され、更に、モデル保管部８のプローブモデル保管部から読み出した超音波プローブ２ａの３次元プローブモデルやプローブ情報保管部７から読み出した超音波プローブ２ａのプローブ情報が付加される。

図１へ戻って、選択／設定画面保管部１０は、図示しないプローブ選択画面保管部と撮影条件設定画面保管部を備えている。そして、プローブ選択画面保管部には、装置本体５０に接続されている超音波プローブ２ａ乃至２ｃの中から当該超音波検査に好適な超音波プローブとして超音波プローブ２ａを選択する際に用いるプローブ選択画面が予め保管され、撮影条件設定画面保管部には、各種撮影条件の設定をする際に用いる撮影条件設定画面が予め保管されている。

図１０は、プローブ選択画面の具体例を、又、図１１は、撮影条件設定画面の具体例を示したものであり、図１０のプローブ選択画面Ｄａには、装置本体５０に接続されている超音波プローブ２ａ乃至２ｃのプローブＩＤ「ＰＳＥ−０１」乃至「ＰＳＥ−０３」と、超音波プローブ２ａ乃至２ｃの３次元プローブモデルと、超音波プローブ２ａ乃至２ｃの中から所望の超音波プローブ２ａを選択するための選択ボタンＢｏ−１乃至Ｂｏ−３が示されている。

尚、プローブ選択画面Ｄａに示される超音波プローブ２ａ乃至２ｃのプローブモデルは、モデル保管部８のプローブモデル保管部に予め保管されている２次元あるいは３次元のプローブモデルであってもよいが特に限定されない。又、プローブ情報保管部７から読み出した超音波プローブ２ａ乃至２ｃのプローブ情報をプローブ選択画面Ｄａに付加しても構わない。

一方、図１１は、撮影モードとしてＢモードが選択された場合に用いられる撮影条件設定画面Ｄｃの具体例を示したものであり、この撮影条件設定画面Ｄｃの上段領域には、撮影モードとしてのＢモード、カラードプラモード、Ｍモード及びスペクトラムドプラモードの選択に用いる撮影モード選択用アイコン「２Ｄ」、「ＣＤＩ」、「Ｍ」及び「ＰＷ／ＣＷ」が配置され、中段領域には、画像データのサイズや走査範囲の設定に用いるアイコン「２Ｄ−Ｓｉｚｅ」及び「２Ｄ−Ｓｃａｎ Ｒａｎｇｅ」や画像データの左右／上下反転に用いるアイコン「Ｕｐ／Ｄｏｗｎ」及び「Ｌｅｆｔ／Ｒｉｇｈｔ」、更には、複数の撮影条件が予め設定された各種プリセット条件の選択に用いるプリセット条件選択用アイコン「Ｐｒｅｓｅｔ Ａ」乃至「Ｐｒｅｓｅｔ Ｄ」が配置されている。

又、撮影条件設定画面Ｄｃの下段領域には、表示部１４のガンマ特性、ＡＧＣ（自動利得制御）特性、平滑化特性、輪郭強調特性、ダイナミックレンジ等の調整に用いる調整用アイコン「Ｐｏｓｔ Ｐｒｏｃｅｓｓ」、「ＡＧＣ」、「Ｔｉｍｅ Ｓｍｏｏｔｈ」、「Ｅｄｇｅ Ｅｎｈａｎｃｅ」、「ＤＲ」等が配置されている。

次に、図１の位置情報変化量計測部１１は、操作パネル５１の端部に設けられたプローブホルダ５３に保持されている超音波プローブ２ａの位置情報とこのプローブホルダ５３から取り出された前記超音波プローブ２ａの位置情報の変化量を、位置情報検出部６からシステム制御部１７を介して供給された位置情報の検出結果に基づいて計測する。

一方、プローブ選択判定部１２は、図示しない警告信号発生部を備え、操作パネル５１のプローブホルダ５３から取り出されることによりその位置情報が変化した超音波プローブ２ａのプローブＩＤとプローブ選択画面において選択された超音波プローブ２ａのプローブＩＤとを比較することにより、プローブホルダ５３から実際に取り出された超音波プローブ２ａとプローブ選択画面Ｄａにおいて選択された超音波プローブ２ａとが一致しているか否かを判定する。そして、これらの超音波プローブ２ａが一致していない場合、上述の警告信号発生部は、その旨を示す文言や音声／光等を用いた警告信号を発生する。

次いで、表示モード制御部１３は、入力部１６から供給された指示信号あるいは位置情報変化量計測部１１から供給された位置情報変化量の計測結果に基づいて、表示部１４の第２の表示部における表示モードの切り替えを制御する。尚、本実施形態の第２の表示部における表示モードとしてプローブ選択画面表示モード、ガイド画面表示モード、撮影条件設定画面表示モードがあり、これらの表示モードは、上述の指示信号や計測結果に基づいて切り替えられる。

即ち、表示モード制御部１３は、先ず、入力部１６からシステム制御部１７を介して供給されたプローブ選択画面表示指示信号に基づいて選択／設定画面保管部１０から読み出したプローブ選択画面（図１０参照）を第２の表示部に表示し、このプローブ選択画面に示された超音波プローブ２ａ乃至２ｃの中から超音波プローブ２ａが選択された場合、ガイド画面作成部９が作成した装置本体５０の装置モデルに超音波プローブ２ａの位置情報等が付加された第１のガイド画面（図８参照）あるいは操作パネル５１の装置モデルに超音波プローブ２ａの位置情報等が付加された第２のガイド画面（図９参照）を上述のプローブ選択画面に替わって第２の表示部に表示する。

次いで、位置情報変化量計測部１１において計測されたプローブホルダ５３における超音波プローブ２ａの位置情報とこのプローブホルダ５３から取り出された超音波プローブ２ａの位置情報との変化量が所定の閾値αより大きくなった場合、選択／設定画面保管部１０から読み出した撮影条件設定画面（図１１参照）を上述のガイド画面に替わって第２の表示部に表示する。そして、この撮影条件設定画面を用いた当該超音波検査における各種撮影条件の設定／更新が表示部１４の第１の表示部に表示された画像データの観察下で行なわれる。

次に、表示部１４は、画像データ生成部５が生成したＢモード画像データやカラードプラ画像データを表示する第１の表示部と、ガイド画面作成部９が作成したガイド画面、選択／設定画面保管部１０から読み出したプローブ選択画面及び撮影条件設定画面、更には、プローブ選択判定部１２から供給されたプローブ選択の判定結果や警告信号等を表示する第２の表示部を有し、夫々の表示部は、図示しない表示データ生成部、変換処理部及びモニタを備えている。

そして、第１の表示部が備える表示データ生成部は、画像データ生成部５から供給された上述の画像データを所定の表示フォーマットに変換することにより第１の表示データを生成する。一方、第２の表示部が備える表示データ生成部は、上述のガイド画面、プローブ選択画面、撮影条件設定画面、プローブ選択の判定結果及び警告信号を所定の表示フォーマットに変換することにより第２の表示データを生成する。

次いで、上述の変換処理部は、表示データ生成部によって生成された第１の表示データ及び第２の表示データに対してＤ／Ａ変換やＴＶフォーマット変換等の変換処理を行なってモニタに表示する。

走査制御部１５は、暫定的な撮影条件が予め設定された撮影条件設定画面の各種パラメータを更新することにより新たに設定された撮影条件に基づき、被検体に対して超音波走査を行なうための遅延時間制御を送信部３１の送信遅延回路３１２及び受信部３２の受信遅延回路３２３に対して行ない、更に、位置情報変化量計測部１１から供給された超音波プローブ２ａの位置情報変化量に基づき、被検体に対する超音波送受信の開始タイミング制御を送受信部３の送信部３１に対して行なう。

入力部１６は、操作パネル５１の上面に図７に示すようなトラックボール、選択／入力ボタン、設定レバー等の入力デバイスや図示しないキーボード、マウス等の入力デバイスを備え、被検体情報の入力、撮影モードの選択、プローブ選択画面における超音波プローブ２ａの選択、撮影条件設定画面における撮影条件の設定、閾値αの設定、画像データ生成／表示条件の設定、各種指示信号の入力等を行なう。

システム制御部１７は、図示しないＣＰＵと入力情報記憶部を備え、入力部１６において入力／選択／設定された上述の各種情報は入力情報記憶部に保存される。一方、ＣＰＵは、上述の各種情報を用いて超音波診断装置１００が備える各ユニットを統括的に制御することにより超音波プローブ２ａの選択に有効なガイド画面の作成／表示を実行させ、更に、このガイド画面に基づいて操作パネル５１のプローブホルダ５３から取り出した超音波プローブ２ａを用いて得られる受信信号に基づいて画像データの生成と表示を実行させる。

（画像データの生成／表示手順）
次に、本実施形態における画像データの生成／表示手順を図１２のフローチャートに沿って説明する。当該被検体に対する超音波検査に先立ち、超音波診断装置１００の操作者は、入力部１６において被検体情報の入力、撮影モードの選択、画像データ生成／表示条件及び閾値αの設定等を行なった後、プローブ選択画面表示指示信号を入力する。そして、システム制御部１７を介して上述の指示信号を受信した表示部１４は、選択／設定画面保管部１０に保管されているプローブ選択画面（図１０参照）を読み出して第２の表示部に表示する（図１２のステップＳ１）。

一方、操作者は、表示部１４の第２の表示部に表示されたプローブ選択画面に示されている選択ボタンＢｏ−１を入力部１６の入力デバイスを用いて押下することにより超音波プローブ２ａの選択を行ない（図１２のステップＳ２）、位置情報検出部６は、超音波プローブ２ａに設けられたプローブ位置センサ２１ａの出力信号を用いて装置本体５０に対する超音波プローブ２ａの相対的な位置情報を検出する（図１２のステップＳ３）。

次いで、ガイド画面作成部９は、位置情報検出部６からシステム制御部１７を介して供給された超音波プローブ２ａの識別情報と位置情報に基づき、モデル保管部８の装置モデル保管部から読み出した装置本体５０あるいは操作パネル５１の操作モデルに上述した超音波プローブ２ａの位置情報、プローブモデル保管部から読み出した超音波プローブ２ａのプローブモデル及びプローブ情報保管部７から読み出した超音波プローブ２ａのプローブ情報を付加してガイド画面（図８及び図９参照）を作成する。

一方、表示モード制御部１３は、入力部１６から供給された超音波プローブ２ａの選択情報に基づいて表示部１４を制御することにより、第２の表示部において既に表示されているプローブ選択画面に替わってガイド画面作成部９が作成した上述のガイド画面を表示する（図１２のステップＳ４）。

次に、操作者は、第２の表示部に表示されたガイド画面に示されている超音波プローブ２ａの位置情報に基づいて操作パネル５１のプローブホルダ５３に保持されている超音波プローブ２ａ乃至２ｃの中から超音波プローブ２ａを取り出し所望方向へ移動させる（図１２のステップＳ５）。

一方、位置情報変化量計測部１１は、このとき位置情報検出部６から時系列的に供給される位置情報に基づき、プローブホルダ５３−１に保持されていた超音波プローブ２ａの位置情報とプローブホルダ５３−１から取り出された超音波プローブ２ａの位置情報の変化量を検出し、その検出結果を表示モード制御部１３へ供給する（図１２のステップＳ６）。

そして、表示モード制御部１３は、位置情報変化量計測部１１から受信した超音波プローブ２ａの位置情報変化量が所定の閾値αより小さい場合、ステップＳ５のプローブ移動とステップＳ６の位置情報変化量の計測を繰り返し、位置情報変化量が閾値αより大きくなった場合、表示部１４を制御することにより、選択／設定画面保管部１０から読み出した撮影条件設定画面（図１１参照）を既に表示されているガイド画面に替わって第２の表示部に表示する（図１２のステップＳ７）。

一方、上述の位置情報変化量が閾値αより大きくなった場合、その計測結果を受信した走査制御部１５は、送受信部３を制御することにより被検体に対する超音波送受信を開始し、画像データ生成部５は、予め設定された暫定的な撮影条件と被検体の体表面に移動した超音波プローブ２ａを用いて画像データを生成する。そして、得られた画像データは、表示部１４の第１の表示部が備えるモニタにリアルタイム表示される（図１２のステップＳ８）。

次いで、操作者は、入力部１６の入力デバイスと第２の表示部の撮影条件設定画面を用いた当該超音波検査に好適な撮影条件の設定／更新を第１の表示部にリアルタイム表示されている画像データの観察下で行ない（図１２のステップＳ９）、画像データ生成部５は、入力部１６からシステム制御部１７を介して供給される新たな撮影条件に基づいて診断用の画像データを生成する（図１２のステップ１０）。

一方、プローブ選択判定部１２は、上述のステップＳ５において操作パネル５１のプローブホルダ５３−１から取り出されることによりその位置情報が変化した超音波プローブ２ａのプローブＩＤとプローブ選択画面において選択された超音波プローブ２ａのプローブＩＤとを比較することにより、プローブホルダ５３−１から実際に取り出された超音波プローブ２ａとプローブ選択画面において選択された超音波プローブ２ａとが一致しているか否かを判定する（図１２のステップＳ１１）。そして、これらの超音波プローブ２ａが一致していない場合、その旨を示す文言や音声／光等を用いた警告信号を発生して第２の表示部等に表示する（図１２のステップＳ１２）。

以上述べた本実施形態によれば、装置本体に接続された各種超音波プローブの中から所望の超音波プローブを選択して被検体に対する超音波検査を行なう際、超音波プローブの位置情報が示されたガイド画面を参照することにより所望超音波プローブの選択を正確かつ効率よく行なうことができる。このため、超音波検査の効率が改善されるのみならず当該超音波検査を担当する操作者の負担が軽減される。

特に、超音波プローブが保持されている装置本体あるいは操作パネルの装置モデルに当該超音波プローブの位置情報を付加させることにより、装置本体あるいは操作パネルと所望超音波プローブとの位置関係を正確に把握することができるため、誤ったプローブ選択を防止することが可能となる。又、上述のガイド画面に当該超音波プローブのプローブ情報やプローブモデルを付加することによりプローブ選択の精度を更に向上させることができる。

一方、操作パネルのプローブホルダに保持されていた超音波プローブの位置情報とこのプローブホルダから取り出された超音波プローブの位置情報との変化量に基づいてガイド画面から撮影条件設定画面への表示モード制御が行なわれるため、撮影条件設定画面を好適なタイミングで得ることが可能となり、連続した超音波検査を行なうことができる。

又、上述した超音波プローブの位置情報変化量に基づいて被検体に対する超音波送受信が開始されるため、省エネルギーに優れ効率的な超音波送受信が可能となり、被検体に対する不要超音波の照射を低減することができる。

更に、上述のプローブホルダから取り出されることによりその位置情報が変化した超音波プローブの識別情報とプローブ選択画面において選択された超音波プローブの識別情報とを比較することにより、取り出された超音波プローブと選択された超音波プローブとが一致しているか否かを判定することが可能なため、誤って取り出した超音波プローブによる超音波検査を未然に防止することができる。

以上、本開示の実施形態について述べてきたが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施形態では、複数からなるセクタ走査方式の超音波プローブ２ａ乃至２ｃとこれらの超音波プローブに対応した送受信部３を有する超音波診断装置について述べたが、コンベックス走査方式やリニア走査方式に対応した複数の超音波プローブあるいは異なる走査方式に対応した複数の超音波プローブと、これらの超音波プローブに対応した送受信部を有する超音波診断装置であってもよく、又、装置本体と超音波プローブが無線により接続された超音波診断装置であっても構わない。

又、装置本体５０あるいは操作パネル５１の装置モデルにプローブ選択画面Ｄａにおいて選択された超音波プローブ２ａの位置情報を重畳し、更に、超音波プローブ２ａのプローブ情報及びプローブモデルを付加することによって第１のガイド画面Ｄｂ−１あるいは第２のガイド画面Ｄｂ−２を作成する場合について述べたが、例えば、図１３に示すように、プローブ選択画面Ｄａにおいて選択されなかった超音波プローブ２ｂ及び超音波プローブ２ｃの位置情報、プローブ情報及びプローブモデルを必要に応じて付加することによりガイド画面Ｄｂ−３を作成してもよい。この場合、超音波プローブ２ａの各種情報と超音波プローブ２ｂ及び超音波プローブ２ｃの各種情報は、異なる色調やサイズ等によって識別表示される。

更に、装置本体５０あるいは操作パネル５１の装置モデルに超音波プローブ２ａの位置情報を重畳することによって第１のガイド画面Ｄｂ−１あるいは第２のガイド画面Ｄｂ−２を作成する場合について述べたが、例えば、図１４に示すように、被検体１５０が載置された寝台や手術台等の位置情報を超音波プローブ２ａ乃至２ｃの位置情報と同様の手順によって検出し、予め作成された寝台モデル６０や図示しない手術台モデルを検出された上述の位置情報に基づいて装置モデル５０と共に配置することによりガイド画像Ｄｂ−４を作成してもよい。この方法によれば、寝台や手術台に置かれた超音波プローブ２ａの位置を、ガイド画面Ｄｂ−４を観察することによって容易に把握することができる。尚、この場合も寝台モデルや手術台モデルに対し超音波プローブ２ａ乃至２ｃの各種情報を付加してガイド画面Ｄｂ−４を作成してもよいが、超音波プローブ２ａの各種情報のみを付加しても構わない。

一方、上述の実施形態では、受信信号を処理して得られたＢモードデータ及びカラードプラデータに基づいて画像データを生成する場合について述べたが、画像データは、Ｂモードデータあるいはカラードプラデータの何れかに基づいて生成してもよく、又、Ｍモードデータやスペクトラムドプラデータ等の他の超音波データに基づいて生成することも可能である。

又、プローブ選択判定部１２が発生する警告信号を表示部１４の第２の表示部に表示する場合について述べたが、第１の表示部や他の専用表示部において表示しても構わない。更に、プローブホルダ５３から取り出された超音波プローブ２ａの位置情報変化量と閾値αとの比較結果に基づいて撮影条件設定画面への表示切り替えと被検体に対する超音波送受信を制御する場合について述べたが、前記位置情報変化量と異なる閾値との比較によって撮影条件設定画面への表示切り替えと超音波送受信の開始タイミングを制御してもよい。

尚、本実施形態の超音波診断装置１００に含まれる各ユニットは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、磁気記憶装置、入力装置、表示装置等で構成されるコンピュータをハードウェアとして用いることでも実現することができる。例えば、超音波診断装置１００の各ユニットを制御するシステム制御部１７は、上記のコンピュータに搭載されたＣＰＵ等のプロセッサに所定の制御プログラムを実行させることにより各種機能を実現することができる。この場合、上述の制御プログラムをコンピュータに予めインストールしてもよく、又、コンピュータ読み取りが可能な記憶媒体への保存あるいはネットワークを介して配布された制御プログラムのコンピュータへのインストールであっても構わない。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

２ａ〜２ｃ…超音波プローブ
２１ａ〜２１ｃ…プローブ位置センサ
２０…プローブ選択部
３…送受信部
３１…送信部
３２…受信部
４…受信信号処理部
５…画像データ生成部
６…位置情報検出部
７…プローブ情報保管部
８…モデル保管部
９…ガイド画面作成部
１０…選択／設定画面保管部
１１…位置情報変化量計測部
１２…プローブ選択判定部
１３…表示モード制御部
１４…表示部
１５…走査制御部
１６…入力部
１７…システム制御部
１００…超音波診断装置

Claims (11)

1. 装置本体に接続された複数の超音波プローブの中から選択した所望の超音波プローブを用いて被検体に対する超音波送受信を行なう超音波診断装置において、
   前記複数の超音波プローブあるいは前記所望の超音波プローブの位置情報を検出する位置情報検出手段と、
   前記装置本体あるいはこの装置本体が備える操作パネルの装置モデルに前記複数の超音波プローブあるいは前記所望の超音波プローブの位置情報を重畳することによりガイド画面を作成するガイド画面作成手段と、
   前記ガイド画面を表示する表示手段とを
   備えたことを特徴とする超音波診断装置。
2. 予め作成された前記装置本体あるいは前記操作パネルの装置モデルを保管する装置モデル保管手段を備え、前記ガイド画面作成手段は、前記装置モデル保管手段から読み出した前記装置モデルに前記超音波プローブの位置情報を重畳することにより前記ガイド画面を作成することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
3. 前記超音波プローブのプローブ情報を保管するプローブ情報保管手段あるいは前記超音波プローブのプローブモデルを保管するプローブモデル保管手段の少なくとも何れかを備え、前記ガイド画面作成手段は、前記プローブ情報保管手段から読み出した前記プローブ情報あるいは前記プローブモデル保管手段から読み出した前記プローブモデルを前記ガイド画面に付加することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
4. 前記表示手段は、前記ガイド画面に示された前記複数の超音波プローブに関する各種情報と前記所望の超音波プローブに関する各種情報を識別表示することを特徴とする請求項１又は請求項３に記載した超音波診断装置。
5. プローブ選択手段を備え、前記プローブ選択手段は、予め作成された所定フォーマットのプローブ選択画面に示される前記複数の超音波プローブの中から前記所望の超音波プローブを選択することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
6. 前記ガイド画面に基づいて前記装置本体あるいは前記操作パネルの所定位置から取り出した超音波プローブの位置情報変化量を計測する位置情報変化量計測手段と、前記位置情報変化量の計測結果に基づいて前記ガイド画面から他の表示画面への切り替え制御を前記表示手段に対して行なう表示モード制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
7. 予め作成された所定フォーマットの撮影条件設定画面を保管する撮影条件設定画面保管手段を備え、前記表示モード制御手段は、前記位置情報変化量の計測結果に基づいて前記ガイド画面から前記撮影条件設定画面への切り替え制御を前記表示手段に対して行なうことを特徴とする請求項６記載の超音波診断装置。
8. 前記ガイド画面に基づいて前記装置本体あるいは前記操作パネルの所定位置から取り出した超音波プローブの位置情報変化量を計測する位置情報変化量計測手段と、前記位置情報変化量の計測結果に基づいて前記被検体に対する超音波送受信の開始タイミングを制御する走査制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
9. 前記ガイド画面に基づいて前記装置本体あるいは前記操作パネルの所定位置から取り出した超音波プローブの位置情報変化量を計測する位置情報変化量計測手段と、前記位置情報変化量の計測においてその位置情報が変化した前記超音波プローブの識別情報と前記プローブ選択画面において選択された前記所望の超音波プローブの識別情報とを比較することによりこれら２つの超音波プローブの一致／不一致を判定するプローブ選択判定手段を備えたことを特徴とする請求項５記載の超音波診断装置。
10. 前記プローブ選択判定手段は、前記所定位置から取り出した前記超音波プローブの識別情報と前記プローブ選択画面において選択された前記所望の超音波プローブの識別情報とが一致しない場合、その旨を示す警告信号を発生することを特徴とする請求項９記載の超音波診断装置。
11. 装置本体に接続された複数の超音波プローブの中から選択した所望の超音波プローブを用いて被検体に対する超音波送受信を行なう超音波診断装置に対し、
    前記複数の超音波プローブあるいは前記所望の超音波プローブの位置情報を検出する位置情報検出機能と、
    前記装置本体あるいはこの装置本体が備える操作パネルの装置モデルに前記複数の超音波プローブあるいは前記所望の超音波プローブの位置情報を重畳することによりガイド画面を作成するガイド画面作成機能と、
    前記ガイド画面を表示する表示機能を
    実行させることを特徴とする制御プログラム。

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