JP6828575B2

JP6828575B2 - 医用画像表示装置及びプログラム

Info

Publication number: JP6828575B2
Application number: JP2017087031A
Authority: JP
Inventors: 友規子岡本
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2017-04-26
Filing date: 2017-04-26
Publication date: 2021-02-10
Anticipated expiration: 2037-04-26
Also published as: JP2018183414A; US10671274B2; US20180314415A1

Description

本発明は、医用画像表示装置及びプログラムに関する。

超音波画像やＸ線画像等の医用画像を表示する医用画像表示装置では、計測したい臓器や部位等の領域がユーザーによって指定されると、その領域の長さや面積等のサイズを計測することが行われている。タッチパネルを搭載した医用画像表示装置では、このような領域をタッチ操作で指定することができるが、ユーザーがタッチしたその位置にカーソル等のマーカーを表示すると、マーカーや計測したい領域上にユーザーの指が重なって、見えにくいということがあった。

そこで、タッチ位置から離れた位置にマーカーを表示することにより、マーカーや関心領域を確認しながらタッチ操作できる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１６−１２６４０７号公報

しかしながら、閉領域の輪郭等をトレースする場合、タッチ位置との離間距離を設けるだけでは、離間距離の長さや計測したい領域の形状によって、やはりマーカーや計測したい領域上に指が重なってしまうことがある。計測したい領域のサイズと同等の離間距離を設定すれば、指が重ならないが、計測したい領域の面積の２倍以上の広い表示画面が必要であり、計測したい臓器等の大きさによっては対応することができない。

本発明の課題は、タッチ操作でトレースするときの操作性を改善することである。

請求項１に記載の発明によれば、
医用画像を表示するとともに、ユーザーがタッチしたタッチ位置を検出するタッチパネルと、
前記医用画像上に、前記タッチパネルにおいて検出したタッチ位置から離間距離だけ離れた位置にマーカーを表示させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記医用画像上に基準点を設定し、前記基準点を中心とする前記タッチ位置の回転角度を算出し、前記タッチ位置から、前記回転角度に応じた方向において前記離間距離だけ離れた位置をトレース位置として設定し、当該トレース位置に前記マーカーを表示させることを特徴とする医用画像表示装置が提供される。

請求項２に記載の発明によれば、
前記制御部は、前記医用画像上にトレースの始点を設定し、当該始点とトレース開始時の最初のタッチ位置間の距離を、前記離間距離として設定することを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置が提供される。

請求項３に記載の発明によれば、
前記制御部は、ユーザーがタッチ位置を移動してトレースしている間、前記タッチパネルにおいて一定時間間隔で検出した各タッチ位置において前記マーカーを表示させる制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の医用画像表示装置が提供される。

請求項４に記載の発明によれば、
コンピューターに、
（ａ）タッチパネルにおいて医用画像を表示させるステップと、
（ｂ）前記医用画像上に、前記タッチパネルにおいて検出したタッチ位置から離間距離だけ離れた位置にマーカーを表示させるステップと、を実行させるためのプログラムであって、
前記ステップ（ｂ）は、
（ｂ１）前記医用画像上に基準点を設定するステップと、
（ｂ２）前記基準点を中心とする前記タッチ位置の回転角度を算出するステップと、
（ｂ３）前記タッチ位置から、前記算出した回転角度に応じた方向において前記離間距離だけ離れた位置をトレース位置として設定し、当該トレース位置に前記マーカーを表示させるステップと、
をさらに含むことを特徴とするプログラムが提供される。

本発明によれば、タッチ操作でトレースするときの操作性を改善することができる。

本発明の一実施の形態である超音波診断装置の主な構成を機能ごとに示すブロック図である。超音波診断装置において、トレースするときの処理手順を示すフローチャートである。基準点の設定例を示す図である。トレース開始時の最初のタッチ位置を示す図である。トレースを開始してから一定時間後のタッチ位置を示す図である。終点を設定したときのタッチ位置を示す図である。他のトレース位置の設定例を示す図である。トレースの比較例を示す図である。

以下、本発明の医用画像表示装置及びプログラムの実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の医用画像表示装置の実施の形態である、超音波診断装置の構成を機能ごとに示している。
図１に示すように、超音波診断装置１は、プローブ１０に接続可能に構成され、送受信部２１、画像生成部２２、画像メモリー２３、画像処理部２４、制御部３１、記憶部３２、操作部３３、表示部３４等を備えて構成されている。
プローブ１０と超音波診断装置１はケーブルを介して接続された構成が一般的であるが、無線通信によって接続された構成であってもよい。

プローブ１０は、一次元又は二次元に配列された複数の振動子を備えて構成されている。振動子としては圧電変換素子を使用することができる。プローブ１０は、送受信部２１から駆動信号が出力されると、各振動子により当該駆動信号に応じた超音波を送信し、被検体の内部を超音波で走査する。また、プローブ１０は、超音波を送信した被検体からの反射波を受信し、当該反射波を電気信号に変換して出力する。

プローブ１０の構造は特に限定されず、コンベックス型、リニア型等を使用でき、一次元方向に配列された複数の振動子が揺動する構造であってもよい。また、プローブ１０のスキャン方式についても電子スキャン方式、機械スキャン方式等のいずれを採用してもよい。

送受信部２１は、駆動信号を生成してプローブ１０に出力し、プローブ１０において超音波を送信させる。例えば、断層像を生成する場合、送受信部２１は、制御部３１により指示された遅延パターンにしたがって、プローブ１０の各振動子に対する駆動信号を遅延させて送信し、順番に各振動子を駆動して超音波の送信を行わせる。

また、送受信部２１は、プローブ１０から出力された反射波の電気信号を増幅して、Ａ／Ｄ変換した後、各振動子に対応する遅延時間を与えて加算すること（整相加算）により、走査線データ（音線データ）を生成する。送受信部２１は、１つの遅延パターンにしたがって送信した超音波により、少なくとも１つの走査線データを生成することができる。

画像生成部２２は、送受信部２１において生成した各走査線データから超音波画像を生成する。
図１に示す画像生成部２２は、断層像であるＢモード画像を生成するＢモード画像生成部２２１と、カラードプラー画像を生成するカラードプラー画像生成部２２２を備えているが、画像生成部２２において生成する超音波画像の種類はこれに限定されない。例えば、画像生成部２２は、Ａモード画像、パルスドプラー画像、連続波ドプラー画像等を生成する構成であってもよい。

Ｂモード画像生成部２２１は、各走査線データに対数増幅、包絡線検波等の処理を施し、処理後の各走査線データの振幅強度を輝度に変換して、２次元の断層像であるＢモード画像を生成する。

カラードプラー画像生成部２２２は、反射波データの周波数解析を行って、血流や造影剤等の流体組織の信号成分を抽出し、流体組織の平均速度、分散、パワー等をカラーで表すカラードプラー画像を生成する。

画像メモリー２３は、画像生成部２２において生成した超音波画像を、患者情報に対応付けて保存するメモリーである。患者情報は、患者ＩＤや氏名等の患者の識別情報である。

画像処理部２４は、画像メモリー２３から超音波画像を読み出し、必要に応じて画像処理を施す。例えば、画像処理部２４は、関心領域（ＲＯＩ：Region Of Interest）を強調する画像処理や、Ｂモード画像生成部２２１において生成したＢモード画像上に、カラードプラー画像生成部２２２において生成したカラードプラー画像を重ねる画像処理を実施することができる。また、画像処理部２４は、複数のＢモード画像から３次元画像を生成し、ボリュームレンダリングやサーフェスレンダリング等を施して立体的に表現した２次元画像を生成することもできる。

制御部３１は、記憶部３２から制御用の各種プログラムを読み出して実行することにより、超音波診断装置１の各部を制御する。制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)等のプロセッサーやＲＡＭ(Random Access Memory)等により構成することができる。
例えば、制御部３１は、表示する超音波画像の種類に応じた駆動信号の遅延パターンを生成して送受信部２１に出力し、画像生成部２２により超音波画像を生成させて、画像メモリー２３に保存させる。また、制御部３１は、画像処理部２４により画像メモリー２３に保存した超音波画像の画像処理を実施させる。

また、制御部３１は、タッチパネル３５を使用してタッチ操作で臓器や部位等のユーザーがサイズを計測したい領域をトレースする際、タッチパネル３５に表示した超音波画像上に、タッチパネル３５において検出したタッチ位置から離間距離だけ離れた位置にマーカーを表示させる。具体的には、制御部３１は、超音波画像上に基準点を設定し、当該基準点を中心とするタッチ位置の回転角度を算出する。制御部３１は、タッチ位置から、算出した回転角度に応じた方向において、離間距離だけ離れた位置をトレース位置として設定し、当該トレース位置にマーカーを表示させる。

記憶部３２は、制御部３１により読み取り可能なプログラム、プログラムの実行時に用いられるファイル等を記憶している。記憶部３２としては、ハードディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の大容量メモリーを用いることができる。

操作部３３は、ユーザーの指示を入力するデバイスであり、ユーザーの操作に応じた操作信号を生成して制御部３１に出力する。操作部３３は、図１に示すように、表示部３４と一体に構成されるタッチパネル３５を備えているが、一般的な入力デバイス、例えばマウス、キーボード、トラックボール、フットスイッチ、ジョイスティック、クリックホイール等を、タッチパネル３５と併用できる。

表示部３４は、制御部３１の表示制御にしたがって超音波画像を表示する。表示部３４としては、上述したタッチパネル３５の他、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＯＥＬＤ（Organic Electro Luminescence Display）等を併用できる。

上記超音波診断装置１では、タッチパネル３５に表示した超音波画像上で、サイズを計測したい領域の輪郭等をタッチ操作でトレースするときの操作性を改善することができる。
図２は、上記超音波診断装置１において、タッチ操作でトレースするときの処理手順を示している。

図２に示すように、超音波診断装置１では、制御部３１の表示制御により、タッチパネル３５上に超音波画像を表示する。このタッチパネル３５におけるユーザーのタッチ操作に応じて、制御部３１は、超音波画像上に基準点を設定する（ステップＳ１）。

図３は、基準点の設定例を示している。
図３に示すように、タッチパネル３５においてユーザーがタッチしたタッチ位置Ｈを検出すると、制御部３１は、表示画面の垂直方向上方においてタッチ位置Ｈから一定距離ｄ１だけ離れた位置に基準点Ｃを示すマーカーｍ１を表示させる。ユーザーのタッチ位置Ｈが移動すると、制御部３１は、タッチ位置Ｈとマーカーｍ１の位置関係を維持しながら、移動したタッチ位置Ｈに追従してマーカーｍ１も移動させる。その後、操作部３３により基準点Ｃの位置を確定する指示を入力すると、制御部３１は、その時のマーカーｍ１の位置を基準点Ｃの位置として設定する。

上述のように、タッチ位置Ｈとマーカーｍ１を一定距離ｄ１だけ離間させると、設定したい基準点Ｃの位置にタッチ操作するユーザーの指が重ならず、ユーザーが基準点Ｃの位置を指示しやすいが、ユーザーのタッチ位置Ｈをそのまま基準点Ｃとして設定する構成であってもよい。

基準点と同様にして、制御部３１は、トレースの始点を超音波画像上に設定する（ステップＳ２）。次に、制御部３１は、タッチ位置とトレース位置の離間距離を設定する（ステップＳ３）。例えば、始点から離間距離として設定したい距離だけ離れた位置をユーザーがタッチし、制御部３１が、始点とこの最初のタッチ位置間の距離を離間距離として設定することができる。

離間距離を設定後、ユーザーがタッチ位置を移動してトレースを開始すると、開始から一定時間後、例えば３ミリ秒後のタッチ位置において、制御部３１は、基準点を中心とする当該タッチ位置の回転角度を算出する（ステップＳ４）。具体的には、制御部３１は、基準点を通る回転角度０度の基準線を設定し、この基準線からのタッチ位置の回転角度を算出する。基準線は、基準点を通るのであれば、基準点とトレースを開始した最初のタッチ位置を通る線であってもよいし、基準点を通る表示画面の垂直方向や水平方向の線等であってもよい。

制御部３１は、タッチ位置から、算出した回転角度に応じた方向において、設定した離間距離だけ離れた位置を、一定時間後のトレース位置として設定する（ステップＳ５）。制御部３１は、設定したトレース位置にトレース位置を示すマーカーを表示させるとともに、直前に設定したトレース位置から今回設定したトレース位置までの間のトレースの軌跡を示すマーカーを表示させる（ステップＳ６）。

制御部３１は、ユーザーがタッチ位置を移動してトレースしている間、タッチパネル３５において一定時間間隔で検出した各タッチ位置において、上述したステップＳ４〜Ｓ６の処理を繰り返す（ステップＳ７：Ｎ、Ｓ４〜Ｓ６）。ユーザーが目的の位置までトレースを完了し、操作部３３により終点を設定する指示を入力すると（ステップＳ７：Ｙ）、本処理を終了する。

図４Ａ〜図４Ｃは、トレースの一例を示している。
図４Ａに示すように、制御部３１は、基準点Ｃと始点Ｔ０を設定すると、始点Ｔ０は最初のトレース位置であるので、始点Ｔ０の位置に現在のトレース位置を示すマーカーｍ１を表示させる。図４Ａ中のマーカーｍ１は、矢印の形状であるが、始点Ｔ０の位置を示すことができるのであれば特に限定されず、カーソルやピン、バルーン等の形状であってもよい。また、基準点Ｃにおいても、基準点Ｃの位置を示すマーカーを表示してもよい。その後、基準点Ｃと始点Ｔ０を結ぶ線上で最初のタッチ位置Ｈ０を検出すると、制御部３１は、始点Ｔ０からタッチ位置Ｈ０までの距離ｄ２を離間距離として設定する。

最初のタッチ位置Ｈ０からユーザーがトレースを開始し、一定時間が経過すると、制御部３１は、図４Ｂに示すように、基準点Ｃと最初のタッチ位置Ｈ０を結ぶ線上の回転角度を０°として、一定時間後のタッチ位置Ｈ１が基準点Ｃを中心に回転した角度θを算出する。制御部３１は、タッチ位置Ｈ１を中心に角度θだけ回転した方向において、タッチ位置Ｈ１から設定した離間距離ｄ２だけ離れた位置をトレース位置Ｔ１に設定し、当該トレース位置Ｔ１にマーカーｍ１を移動して表示させる。また、制御部３１は、図４Ｂに示すように、最初のトレース位置である始点Ｔ０と一定時間後のトレース位置Ｔ１間に、トレースの軌跡を示すマーカーｍ２を表示させる。マーカーｍ２は、各トレース位置Ｔ０及びＴ１をつなぐ直線であってもよいし、各トレース位置Ｔ０及びＴ１間を補間した曲線であってもよい。

ユーザーがトレースを継続している間、制御部３１は、タッチパネル３５において一定時間間隔で検出した各タッチ位置において、上述したトレース位置の設定とマーカーｍ１及びｍ２を表示させる制御を繰り返す。そして、図４Ｃに示すように、ユーザーがタッチ位置Ｈｎまで円状にトレースを終え、始点Ｔ０と同じ位置のトレース位置Ｔｎを終点とする指示を操作部３３から入力すると、制御部３１は各トレース位置Ｔ０〜Ｔｎをつなぐ円状のマーカーｍ２を表示させる。このマーカーｍ２により、円状の閉領域を関心領域として指定することができる。

上述した例では、始点と基準点の間に最初のタッチ位置があり、タッチ位置の軌跡より外側のトレース位置にマーカーが表示されているが、始点を挟んで基準点と反対側に最初のタッチ位置があって、タッチ位置の軌跡より内側のトレース位置にマーカーが表示されることもある。
また、基準点を計測したい領域の内側中心に設定した例を挙げたが、計測したい領域の外側に基準点を設定することも可能である。この場合も、基準点を中心とする回転角度に応じてトレース位置を決定し、マーカーを表示することができる。

さらに、上述した例では、制御部３１は、タッチ位置Ｈ１からトレース位置Ｔ１を設定する方向を、回転角度０°の基準線からの回転角度θの方向に決定しているが、回転角度θに応じた方向とするのであれば、これに限定されない。

図５は、他のトレース位置の設定例を示している。
図５に示す例では、最初のタッチ位置Ｈ０は角度αだけ回転しており、最初のトレース位置である始点Ｔ０は角度γだけ逆回転している。なお、回転方向は時計回りであり、逆回転方向は反時計回りである。一定時間後のタッチ位置Ｈ１は、回転角度０°の基準線からは角度β、直前のタッチ位置Ｈ０からは角度（β−α）だけ回転している。制御部３１は、タッチ位置Ｈ１を中心に角度γだけ逆回転させ、さらにそこから角度（β−α）だけ回転させた方向において、タッチ位置Ｈ１から距離ｄ２だけ離れた位置にトレース位置Ｔ１を設定することができる。

以上のように、本実施の形態の超音波診断装置１は、超音波画像を表示するとともに、ユーザーがタッチしたタッチ位置を検出するタッチパネル３５と、超音波画像上に、タッチパネル３５において検出したタッチ位置から離間距離だけ離れた位置にマーカーを表示させる制御部３１と、を備えている。制御部３１は、超音波画像上に基準点を設定し、当該基準点を中心とするタッチ位置の回転角度を算出し、タッチ位置から、算出した回転角度に応じた方向において上記離間距離だけ離れた位置をトレース位置として設定し、当該トレース位置にマーカーを表示させる。

基準点を中心とするタッチ位置の回転角度に応じてトレース位置を設定するため、タッチ操作のための広い領域を必要とすることなく、タッチ位置とトレース位置を離間させることができる。これにより、サイズを計測したい臓器や部位等の領域をトレースしながら、トレースする領域を観察することができ、タッチ操作でトレースするときの操作性を改善することができる。

図６は、比較例として、従来のトレース例を示している。
図６に示すように、円形の領域５０をトレースする場合、従来は、タッチ位置Ｈｎとトレース位置Ｔｎを離間させるのみでそれぞれの位置関係が固定されているため、タッチ位置Ｈｎとトレース位置Ｔｎの離間距離が短い距離ｄ３であると、トレース位置Ｔｎとタッチ位置Ｈｎが近いため、タッチ操作時の指がマーカーｍ１や領域５０を覆って見えづらくなる。領域５０が観察できるように、離間距離を長い距離ｄ４としてトレース位置Ｔｎとタッチ位置Ｈｎを引き離すこともできるが、領域５０と重ならない位置に、領域５０と同じ面積のタッチ操作用の領域が必要であるため、領域５０のサイズが大きいとトレースしきれないことがある。

これに対し、本実施の形態によれば、基準点を中心とするタッチ位置の回転角度に応じてトレース位置を設定するので、離間距離を大きく広げることなく、トレース位置とタッチ位置を離間させることができるため、広い操作領域が不要である。

上記実施の形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、制御部３１は、始点設定後の最初のタッチ位置によって離間距離を設定するのではなく、ユーザーが操作部３３により入力した距離を離間距離として設定することもできる。また、制御部３１は、過去に設定した離間距離の平均値や中間値等の統計値を、今回の離間距離として設定することもできる。
この場合、ユーザーは始点をタッチしてその周辺へタッチ位置を移動すればよい。制御部３１は、始点から設定した離間距離だけ離れたタイミングをトレース開始のタイミングとして、また始点から離間距離離れた位置を最初のタッチ位置として、上記処理手順を実行すればよい。

また、超音波画像とともに現在のトレース位置を示すマーカー及びトレース位置の軌跡を示すマーカーを表示する超音波診断装置１の例を挙げたが、このようなトレースはＸ線画像やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）画像等の他の医用画像においても行われていることから、超音波診断装置に限らず、医用画像を表示する医用画像表示装置一般に本発明を適用することができる。

また、プログラムのコンピューター読み取り可能な媒体としては、ＲＯＭ、フラッシュメモリー等の不揮発性メモリー、ＣＤ-ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。プログラムのデータを、通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ(搬送波)も適用される。

１超音波診断装置
１０プローブ
２２画像生成部
３１制御部
３３操作部
３４表示部
３５タッチパネル

Claims

医用画像を表示するとともに、ユーザーがタッチしたタッチ位置を検出するタッチパネルと、
前記医用画像上に、前記タッチパネルにおいて検出したタッチ位置から離間距離だけ離れた位置にマーカーを表示させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記医用画像上に基準点を設定し、前記基準点を中心とする前記タッチ位置の回転角度を算出し、前記タッチ位置から、前記回転角度に応じた方向において前記離間距離だけ離れた位置をトレース位置として設定し、当該トレース位置に前記マーカーを表示させることを特徴とする医用画像表示装置。
前記制御部は、前記医用画像上にトレースの始点を設定し、当該始点とトレース開始時の最初のタッチ位置間の距離を、前記離間距離として設定することを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。
前記制御部は、ユーザーがタッチ位置を移動してトレースしている間、前記タッチパネルにおいて一定時間間隔で検出した各タッチ位置において前記マーカーを表示させる制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の医用画像表示装置。
コンピューターに、
（ａ）タッチパネルにおいて医用画像を表示させるステップと、
（ｂ）前記医用画像上に、前記タッチパネルにおいて検出したタッチ位置から離間距離だけ離れた位置にマーカーを表示させるステップと、を実行させるためのプログラムであって、
前記ステップ（ｂ）は、
（ｂ１）前記医用画像上に基準点を設定するステップと、
（ｂ２）前記基準点を中心とする前記タッチ位置の回転角度を算出するステップと、
（ｂ３）前記タッチ位置から、前記算出した回転角度に応じた方向において前記離間距離だけ離れた位置をトレース位置として設定し、当該トレース位置に前記マーカーを表示させるステップと、
をさらに含むことを特徴とするプログラム。