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WO2010007860A1 - 超音波診断装置とその探触子操作ガイド表示方法 - Google Patents

超音波診断装置とその探触子操作ガイド表示方法 Download PDF

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WO2010007860A1
WO2010007860A1 PCT/JP2009/061439 JP2009061439W WO2010007860A1 WO 2010007860 A1 WO2010007860 A1 WO 2010007860A1 JP 2009061439 W JP2009061439 W JP 2009061439W WO 2010007860 A1 WO2010007860 A1 WO 2010007860A1
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WO
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ultrasonic
image
tomographic image
body mark
mark
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2009/061439
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English (en)
French (fr)
Inventor
正尚 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Hitachi Medical Corp filed Critical Hitachi Medical Corp
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Priority to CN2009801276891A priority patent/CN102159138B/zh
Priority to EP09797788.8A priority patent/EP2314223A4/en
Priority to JP2010520811A priority patent/JP5586465B2/ja
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    • A61B8/523—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for generating planar views from image data in a user selectable plane not corresponding to the acquisition plane

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus and a probe operation guide display method thereof, and more particularly to an ultrasonic diagnostic apparatus that inserts an ultrasonic probe into a body cavity of a subject and performs ultrasonic scanning in the body cavity.
  • the present invention relates to a probe operation guide display method.
  • Diagnosis using an ultrasonic diagnostic apparatus has an advantage that a tomographic image of a diagnostic site can be obtained easily and non-invasively in real time when an operator such as a doctor scans the diagnostic site with an ultrasonic probe.
  • an ultrasonic tomogram is obtained from the whole body of a subject rather than a tomogram obtained by a magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as an MRI apparatus) or an X-ray computed tomography apparatus (hereinafter referred to as an X-ray CT apparatus). It is difficult to see as morphological information.
  • an ultrasonic tomographic image not only an ultrasonic tomographic image but also an image captured by an MRI apparatus (hereinafter referred to as an MRI image), an image captured by an X-ray CT apparatus (hereinafter referred to as a CT image), and a subject in advance by an ultrasonic diagnostic apparatus.
  • MRI image an image captured by an MRI apparatus
  • CT image an image captured by an X-ray CT apparatus
  • US3D volume data ultrasonic images
  • Patent Document 1 by detecting the position and orientation of the probe based on a sensor attached to the side surface of the ultrasonic probe, the same cross section as the ultrasonic image is obtained. It is known that an image is reconstructed from volume data of MRI images and CT images captured in advance. As a result, not only the ultrasound image but also the MRI image and CT image of the same tomographic plane can be synchronized and displayed on the monitor, and diagnosis can be performed while grasping the correspondence between both images in real time. It is said that.
  • Patent Document 1 generates a 3D body mark of a subject from volume data of an MRI image or CT image, and displays the 3D body mark and an ultrasonic scan surface in association with each other, thereby displaying the positional relationship between the two. It describes that it is easy to grasp.
  • Patent Document 1 only shows the ultrasonic scanning position in the subject, and provides the operator with multifaceted information that cannot be obtained from the ultrasonic tomogram in addition to the ultrasonic scanning position. Therefore, it is not considered to improve the diagnostic ability.
  • the present invention provides multifaceted information that cannot be obtained from an ultrasonic scanning position and an ultrasonic tomographic image in a subject when the probe is inserted into the body cavity of the subject and ultrasonic scanning is performed from within the body cavity. The problem is to improve the diagnostic ability by providing the surgeon.
  • An ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention that solves the above-described problems includes a storage unit that stores reference three-dimensional volume data of a subject acquired by an image capturing device, and an ultrasonic wave that is inserted into the body cavity of the subject and that is inserted in a radial direction.
  • An ultrasonic probe capable of scanning, an ultrasonic image generation unit that generates an ultrasonic tomographic image based on a reflected echo signal from the ultrasonic probe, and a sensor attached to the ultrasonic probe
  • a position detector for detecting the position and orientation of the ultrasonic probe based on the tomographic plane parallel to the traveling direction of the ultrasonic probe from the reference three-dimensional volume data of the storage unit based on the output of the position detector
  • An image generation unit that generates a scanning position mark indicating an ultrasonic scanning position, and a display unit that displays the ultrasonic tomographic image and the scanning position mark.
  • the probe operation guide display method of the ultrasonic diagnostic apparatus includes a first step of storing reference three-dimensional volume data of a subject acquired by the image capturing apparatus by the storage unit, and an ultrasonic probe.
  • the scanning position mark is an image formed by extracting image data of parallel tomographic planes so as to include the traveling direction of the probe from reference three-dimensional volume data such as an MRI image or a CT image, and It is the image on which the mark which shows an ultrasonic scanning position (ultrasonic transmission / reception direction) was piled up. Therefore, by displaying this together with the ultrasonic tomographic image, the operator can grasp the position in the subject where the ultrasonic tomographic image is captured.
  • the scanning position mark is a tomographic image cut out from the reference three-dimensional volume data, for example, useful information such as a tumor to be observed can be provided to the operator from a different angle from the ultrasonic tomographic image. Performance can be improved.
  • the multifaceted that cannot be obtained from the ultrasound scanning position and the ultrasound tomogram in the subject Diagnostic information can be improved by providing the information to the surgeon.
  • the display mode of the first embodiment is shown.
  • the display mode of the first embodiment is shown.
  • the display mode of the first embodiment is shown.
  • the display aspect of 2nd Example is shown.
  • the display aspect of 3rd Example is shown.
  • the display aspect of 3rd Example is shown.
  • the display aspect of 3rd Example is shown.
  • the display aspect of 3rd Example is shown.
  • the display aspect of 3rd Example is shown.
  • the display aspect of 3rd Example is shown.
  • the display aspect of 3rd Example is shown.
  • the display aspect of 3rd Example is shown.
  • the display aspect of 4th Example is shown.
  • the display aspect of 4th Example is shown.
  • the display aspect of 4th Example is shown.
  • the display aspect of 5th Example is shown.
  • the display aspect of 5th Example is shown.
  • the display aspect of 5th Example is shown.
  • the figure which shows the example of the display area of a monitor, and an operation button. The figure which shows one example of the display of a monitor.
  • the figure which shows one example of the display of a monitor is shown.
  • the figure which shows one example of the display of a monitor. The figure which shows one example of the display of a monitor.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall schematic configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 40 includes an ultrasonic diagnostic apparatus main body 1 and an ultrasonic endoscope 2.
  • the ultrasonic endoscope 2 is inserted into the body cavity of the subject and transmits / receives ultrasonic waves in the radial direction within the body cavity.
  • an ultrasonic endoscope is used as an example, but a probe such as a transesophageal probe is used as long as it is inserted into a body cavity of a subject and transmits and receives ultrasound in the body cavity.
  • the ultrasonic endoscope 2 of the present embodiment is a radial scan (electronic, mechanical) type, but is not limited to this, and may be a convex type or a linear type.
  • a position sensor 4 such as a magnetic sensor used to detect the position and posture of the ultrasonic endoscope 2 is fixed by a position sensor fixing mechanism 3 that is a fixing portion.
  • a source generation source 5 that generates a source such as a magnetic field in a coordinate system including the subject is installed, for example, beside the bed on which the subject lies. The position and posture of the mirror 2 are detected.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus main body 1 is divided into a system for generating an ultrasonic tomographic image and a system for generating a reference tomographic image.
  • the system that generates the ultrasonic image includes an ultrasonic image generation unit 8 that generates an ultrasonic tomographic image based on the reflected echo signal of the ultrasonic wave measured by the ultrasonic endoscope 2, and the generated ultrasonic tomographic image.
  • a cine memory 9 for storing a plurality of frames.
  • a system for generating a reference image includes a volume image data storage unit 7 that stores reference three-dimensional volume data of a subject acquired by a medical image diagnostic apparatus 6 such as an X-ray CT apparatus, an MRI apparatus, or an ultrasonic diagnostic apparatus.
  • the position and posture of the ultrasonic endoscope 2 are detected based on the output signals of the position sensor 4 and the source generation source 5 fixed to the ultrasonic endoscope 2, and based on this, the position of the ultrasonic endoscope 2 is detected.
  • the same as the ultrasonic tomographic image from the reference 3D volume data of the volume image data storage unit 7 based on the ultrasonic tomographic surface calculated by the scan plane acquisition unit 14 and the scan plane acquisition unit 14 that calculates the ultrasonic slice plane etc.
  • a reference image generator 10 that generates the same cross-sectional reference tomogram (second reference tomogram) of the tomographic plane and the probe traveling direction reference tomogram (first reference tomogram) Yes.
  • a 3D body mark generation unit 11 that generates a three-dimensional visualization image
  • an image processing unit 12 that associates the ultrasonic tomogram stored in the cine memory 9 and the reference tomogram generated by the reference image generation unit 10
  • an image A monitor 13 that is a display unit for displaying the ultrasonic tomographic image and the reference tomographic image associated with each other by the processing unit 12 is provided.
  • the ultrasound diagnostic device body 1 has a mechanism that allows easy input of the reference 3D volume data of the subject imaged by an X-ray CT device or an MRI device, US3D volume data imaged by another ultrasound diagnostic device, etc.
  • volume data is input to the ultrasonic diagnostic apparatus main body 1, the volume data is stored in the volume image data storage unit 7 in the apparatus.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus body 1 is directly connected to an X-ray CT apparatus, an MRI apparatus, or another ultrasonic diagnostic apparatus, receives volume data, and enters the ultrasonic diagnostic apparatus.
  • the image data may be stored in the volume image data storage unit 7. It is also possible to save the volume data in the volume image data storage unit 7 in the ultrasonic diagnostic apparatus via a network or via a portable recording medium such as a USB memory.
  • a network or via a portable recording medium such as a USB memory.
  • the reference image generation unit 10 extracts the image data of the subject corresponding to the position information processed by the scan plane acquisition unit 14 from the volume image data storage unit 7, and generates a reference tomogram.
  • the generated reference tomographic image is processed by the image processing unit 12 to be displayed on the monitor 13 on the ultrasonic diagnostic apparatus, and is displayed on the monitor 13 on the ultrasonic diagnostic apparatus.
  • Fig. 2 shows the concept of extracting a reference image having the same cross section as that of an ultrasonic tomogram from 3D volume data.
  • the three-dimensional volume data is data composed of a plurality of pieces of image data, and image data of the same cross section (for example, ABCD plane) as the ultrasonic tomographic image is extracted from the three-dimensional volume data.
  • the reference image generation unit 10 enlarges / reduces the reference image according to the magnification (magnification) of the ultrasonic tomographic image generated by the ultrasonic image generation unit 8 and displays it at the same magnification as the ultrasonic tomographic image. It has a function to do.
  • FIG. 2 shows the concept of enlarging and displaying only the region of interest (ABCD surface) in the ABCD surface of the reference image.
  • an out-of-field region is extracted according to the field of the ultrasonic tomographic image obtained from the ultrasonic endoscope 2, and a reference tomographic image corresponding to that region (same as the ultrasonic tomographic image). It has a function of reducing the brightness of the same cross-sectional reference tomographic image 15) of the tomographic plane. With such a function, the correspondence between the ultrasonic tomogram and the reference tomogram becomes clear, and the operator can easily grasp the correspondence between the two tomograms.
  • the reference image generation unit 10 can change the reconstruction speed of the reference tomographic image by changing the image size and frame rate of the reference tomographic image according to the movement of the ultrasonic endoscope 2. is there. That is, when the motion of the ultrasonic endoscope is fast, the frame rate is prioritized over the image quality, and the reference tomographic image is drawn at high speed. Conversely, when the speed of the ultrasonic endoscope is slow, the image quality is prioritized over the frame rate, and the reference image is reconstructed and drawn. As a result, the ultrasonic tomographic image follows the movement of the ultrasonic endoscope 2 and the reference tomographic image can be drawn.
  • the 3D body mark generation unit 11 has a function of drawing a 3D visualized image of the imaged area using the reference 3D volume data.
  • the scan plane acquisition unit 14 calculates the position of the portion scanned by the ultrasonic endoscope 2, and has a function of displaying and superimposing the scan plane obtained based on the calculation result in a translucent color. ing.
  • the image processing unit 12 performs processing for displaying the reference tomographic image generated by the reference image generating unit 10 and the ultrasonic tomographic image generated by the ultrasonic image generating unit 8 on the monitor 13 on the ultrasonic diagnostic apparatus.
  • the ultrasonic tomographic image and the reference tomographic image may be displayed side by side, or the reference tomographic image may be translucent and superimposed on the ultrasonic image. When superimposed, it is easy to compare the ultrasonic tomographic image and the reference tomographic image with one image.
  • images generated by the cine memory 9, the reference image generation unit 10, and the 3D body mark generation unit 11 can be appropriately combined and displayed.
  • the ultrasonic tomographic plane is a position sensor 4 such as a magnetic sensor fixed in the ultrasonic endoscope 2 and coordinates including the subject installed next to the bed on which the subject lies, etc.
  • a source generation source 5 for generating a source such as a magnetic field in the system
  • a scan plane acquisition unit 14 provided in the ultrasonic diagnostic apparatus main body 1, and the like.
  • the position sensor 4 and the source generation source 5 are electrically connected to the scan plane acquisition unit 14.
  • the scan plane acquisition unit 14 includes a scan plane coordinate storage unit 14A and a scan plane coordinate calculation unit 14B, and the position / tilt angle of the ultrasonic endoscope 2 obtained by the position sensor 4 and the source generation source 5 And the like, and the three-dimensional position and inclination angle of the ultrasonic endoscope 2 are calculated to calculate the scan plane of the ultrasonic endoscope.
  • the calculated scan section is processed by the image processing unit 12 and associated with the ultrasonic image generated by the ultrasonic image generation unit 8.
  • position detection by a magnetic field was illustrated as an example of a position detection, it is not limited to this, A various well-known position detection method can be used if it can be used.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus main body 1 can generate a reference tomographic image having the same cross section, magnification, and field of view corresponding to the ultrasonic tomographic image obtained by the ultrasonic endoscope 2, A composite image can be generated.
  • the composite image and the 3D body mark are displayed on the same monitor 13 on the ultrasonic diagnostic apparatus. Therefore, the operator can easily grasp the correspondence relationship between the ultrasonic tomogram and the reference tomogram, and by comparing these images, a comprehensive diagnosis can be effectively performed on the subject. It becomes possible.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus operates multi-faceted information that cannot be obtained from an ultrasonic tomogram, a reference image having the same cross section as this, and other conventional three-dimensional body marks. To improve the diagnostic ability.
  • the characteristic part of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment will be described using specific examples.
  • the reference image generation unit 10 generates a tomographic image of a parallel tomographic plane including the traveling direction of the ultrasonic endoscope 2 from the reference three-dimensional volume data, and sets the ultrasonic scanning position on the tomographic image.
  • the scanning position mark shown is overlapped to generate a traveling direction reference tomographic image.
  • an image that passes through the central axis of the ultrasonic endoscope 2 and is orthogonal to the radial scan plane is generated from the reference three-dimensional volume data.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram of the traveling direction reference tomogram generated by this embodiment.
  • the traveling direction reference tomographic image 16 (ghij plane) includes an illustration 17 showing the ultrasonic endoscope 2 being inserted and a scanning position mark 18 indicating the ultrasonic scanning position (a straight line EF indicating the position of the same sectional reference tomographic image 15). ) Is displayed.
  • the tomographic plane of the subject viewed from the traveling direction (insertion direction) of the ultrasonic endoscope 2 by displaying the same sectional reference tomographic image 15 and the traveling direction reference tomographic image 16 in combination.
  • information on the subject can be provided to the surgeon from a different angle.
  • This embodiment is similar to the first embodiment in that the traveling direction reference tomographic image 16 is generated, but this traveling direction reference tomographic image 16 and the ultrasonic tomographic image are displayed in combination.
  • the ultrasonic tomographic image obtained by the ultrasonic endoscope 2 and the traveling direction reference tomographic image 16 are displayed in association with each other. Thereby, the operator can grasp the position in the subject where the ultrasonic tomographic image and the ultrasonic tomographic image are captured.
  • the traveling direction reference tomographic image 16 is a tomographic image cut out from the reference three-dimensional volume data, for example, to provide the operator with useful information such as a tumor to be observed from an angle different from the ultrasonic tomographic image. As a result, the diagnostic ability can be improved.
  • the traveling direction reference tomographic image 16 is displayed in advance with respect to the traveling direction of the endoscope with respect to the ultrasonic tomographic image being displayed.
  • the direction of the endoscope can be grasped, and it is easy for the operator to insert and remove the ultrasonic endoscope, and the subject can reduce the risk of damaging the body cavity by inserting and removing the ultrasonic endoscope. .
  • the ultrasonic tomographic image obtained by the ultrasonic endoscope 2 may be displayed in association with each other at the same time.
  • a viewpoint may be provided in the body cavity, and a virtual optical image as if seen from the ultrasonic endoscope 2 may be created from the reference three-dimensional volume data and displayed.
  • a 3D body mark is generated based on the reference 3D volume data of the subject, and the 3D body mark is parallel to the traveling direction of the ultrasonic endoscope 2 and includes a traveling direction.
  • the half body mark is generated by superposing the scanning position mark indicating the ultrasonic scanning position on the cut three-dimensional body mark.
  • FIG. 6A is a diagram showing a concept of generating a half body mark, and is a conceptual diagram of the three-dimensional body mark 19 and the ultrasonic scanning surface 22 (ABCD surface).
  • FIG. 6B is a conceptual diagram in which the three-dimensional body mark 19 is cut at a tomographic plane passing through the traveling direction of the ultrasonic endoscope 2. By cutting in this way and dividing the body mark into two, as shown in FIG. 6C, for example, one half body mark 20 including the AD line is generated.
  • the other half body mark including the BC line may display the outline portion with a dotted line or the like, or may not display it at all.
  • the half body mark 20 is constructed by volume rendering instead of surface rendering.
  • the half body mark 20 may be enlarged or reduced.
  • the half body mark 21 shown in FIG. 6D is an enlarged display of the area where the tumor is located in the half body mark 20.
  • FIG. 6E is a diagram showing a half body mark 24 generated by superimposing an illustration 23 showing the ultrasonic endoscope 2.
  • FIG. 6F is a diagram showing a case where, for example, the distal end of the ultrasonic endoscope 2 is directed leftward with respect to the traveling direction in the body cavity.
  • the display of the illustration 23 showing the ultrasonic scanning surface 22 and the ultrasonic endoscope 2 changes as shown in FIG. 6F.
  • the half body mark generated in this way is displayed together with the ultrasonic tomographic image.
  • the operator can grasp the position in the subject where the ultrasonic tomographic image is captured.
  • the diagnostic ability can be improved by displaying this information.
  • the diagnostic ability can be improved by providing a viewpoint in the half body mark, creating a virtual optical image as if it is visible from the ultrasonic endoscope 2, and displaying the virtual optical image.
  • This embodiment displays the other half body mark in addition to the third embodiment. That is, the third embodiment displays one of the cut half body marks, but superimposes a scanning position mark indicating an ultrasonic scanning position on the other three-dimensional body mark that is paired with one three-dimensional body mark.
  • the other half body mark can be generated and displayed.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of displaying one body mark and the other body mark.
  • FIG. 7A is a conceptual diagram showing a state in which the three-dimensional body mark is cut.
  • FIG. 7B is a diagram showing one half body mark including an AD line.
  • FIG. 7C is a diagram showing the other half body mark including the BC line.
  • the other half body mark 25 is displayed upside down so that the cut surface faces the front.
  • the other half body mark 25 is also displayed inverted in the vertical direction, but the vertical direction may not be reversed.
  • These half body marks are displayed together with at least an ultrasonic tomographic image.
  • each body mark for example, one half body mark 24.
  • the tumor 1 contained in the tumor, the tumor 2 contained in the other half body mark 25, etc. can be provided to the operator in a multifaceted manner.
  • a plane (hereinafter referred to as a reference cut plane 26) indicating the position of the display cross section of the reference image and an illustration 23 indicating the ultrasonic endoscope are superimposed on the half body mark.
  • the reference cut plane 26 and the position of the ultrasonic image as shown in FIG. 8A are shown.
  • the ultrasonic scanning surface 22 can be displayed so that it can be identified by changing the color (FIG. 8B).
  • the reference scanning plane 26 and the ultrasonic scanning surface 22 indicating the position of the ultrasonic image may be displayed on the other half body mark 25 so that they can be identified by changing colors. Good.
  • the cross section displayed by the reference cut plane 26 can also be displayed as an ultrasonic image.
  • the reference cut plane 26 Can be displayed with the same color as the scan plane indicating the position of the ultrasonic image.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the display area of the monitor and operation buttons. As shown in FIG. 9, the monitor 13 is provided with display areas 1 to 4 for displaying various images.
  • the Bi-Plane display ON / OFF (reference image) button 29 for switching the display / non-display of the biplane display on the reference tomographic image composed of the same cross-sectional reference image 15 and the traveling direction reference tomographic image 16 is provided.
  • a body mark display switching button 30 and a button 31 for switching the enlargement / reduction of the body mark are provided.
  • the screen shown in FIG. 10A is displayed as the initial screen.
  • the initial screen displays an ultrasonic tomographic image, the same cross-sectional reference tomographic image 15, and one half body mark 24. Thereby, the ultrasonic scanning position in the subject can be confirmed with one half body mark 24 while comparing the ultrasonic tomographic image with the same cross-sectional reference tomographic image 15.
  • the display ON / OFF button 28 is pressed, the display is switched to the screen shown in FIG. 10B.
  • this screen an ultrasonic tomographic image, the same cross-sectional reference tomographic image 15, a traveling direction reference tomographic image 16, and one half body mark 24 are displayed.
  • the ultrasonic tomographic image while comparing the ultrasonic tomographic image with the same cross-sectional reference image and making a diagnosis, etc., the position within the subject where these images were taken and the tomographic plane information viewed from an angle different from these images are grasped. Therefore, the diagnostic ability can be further improved.
  • FIG. 1 shows an ultrasonic tomogram in the radial direction, an ultrasonic tomogram in the direction orthogonal to the radial direction, the same cross-sectional reference tomographic image 15, the traveling direction reference tomographic image 16, and one half body mark 24. It is what is displayed.
  • the display mode is not limited to that shown in FIGS. 10A to 10C, and for example, the display shown in FIG. That is, an ultrasonic tomographic image, a traveling direction reference tomographic image 16, and one half body mark 20 may be displayed.
  • the display positional relationship between the ultrasonic tomogram and the reference tomogram is not limited to FIGS. 10A to 10D.
  • the ultrasonic tomographic image and the reference tomographic image can be set to be displayed at an arbitrary location in the display areas 1 to 4.
  • FIG. 11 shows a display screen when the body mark display switching button 30 is pressed in FIG. 10A. In this case, not only one half body mark 24 but also the other half body mark 25 is displayed together.
  • a second reference tomographic image having the same tomographic plane as the ultrasonic tomographic image is generated from the reference three-dimensional volume data of the storage unit based on the output of the position detector, and the ultrasonic tomographic image is obtained.
  • the first reference tomographic image and the second reference tomographic image are preferably displayed.
  • the tomographic position viewed from a different angle from the position in the subject where these images were captured and these images Since the surface information can be grasped, the diagnostic ability can be further improved.
  • the ultrasonic probe is a biplane ultrasonic probe that also performs ultrasonic scanning in a direction orthogonal to the radial direction, an ultrasonic tomographic image in the radial direction, an ultrasonic tomogram in the direction orthogonal to the radial direction, By displaying the image, the first reference tomogram, and the second reference tomogram, it is possible to provide the operator with more multifaceted information. Further, the ultrasonic diagnostic apparatus according to a different aspect of the present invention that solves the above problems is acquired by an image pickup apparatus. That is, it is known that a three-dimensional body mark is generated based on reference three-dimensional volume data in the prior art.
  • the three-dimensional body mark is cut along a parallel tomographic plane so as to include the traveling direction of the ultrasonic probe, and information on this tomographic plane is presented, and the ultrasonic scanning position is displayed on this.
  • a half body mark is generated by overlapping the scanning position marks shown.
  • the image generation unit generates the other half body mark by superimposing the scanning position mark indicating the ultrasonic scanning position on the other three-dimensional body mark that is paired with the one three-dimensional body mark.
  • a tomographic image, one half body mark, and the other half body mark can be displayed. That is, when the three-dimensional body mark is cut, two half body marks are formed. For example, by displaying both cut surfaces so that the operator can see them, more multifaceted information can be provided.
  • an ultrasonic tomographic image, a first reference tomographic image, and a half body mark may be displayed.
  • 1 ultrasonic diagnostic device main body 2 ultrasonic endoscope, 4 position sensor, 5 source generation source, 6 medical image diagnostic device, 7 volume image data storage unit, 8 ultrasonic image generation unit, 10 reference image generation unit, 11 3D body mark generation unit, 12 image processing unit, 13 monitor, 14 scan plane acquisition unit, 15 same section reference tomogram, 16 traveling direction reference tomogram, 18 scan position mark, 19 3D body mark, 20, 21, 24 half body mark, 25 half body mark, 40 ultrasonic diagnostic equipment

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Abstract

　本発明の超音波診断装置は、本発明の超音波診断装置は、画像撮像装置で取得される被検体のリファレンス3次元ボリュームデータを記憶する記憶部と、前記被検体の体腔内に挿入されラジアル方向に超音波走査可能な超音波探触子と、該超音波探触子からの反射エコー信号に基づいて超音波断層像を生成する超音波画像生成部と、前記超音波探触子に取り付けられたセンサに基づき超音波探触子の位置及び姿勢を検出する位置検出器と、該位置検出器の出力に基づき前記記憶部のリファレンス3次元ボリュームデータから前記超音波探触子の進行方向に平行な断層面に超音波走査位置を示す走査位置マークを生成する画像生成部と、前記超音波断層像及び走査位置マークを表示する表示部と、を備える。

Description

超音波診断装置とその探触子操作ガイド表示方法
　本発明は、超音波診断装置とその探触子操作ガイド表示方法に係り、特に、被検体の体腔内に超音波探触子を挿入して体腔内で超音波走査を行なう超音波診断装置とその探触子操作ガイド表示方法に関する。
　超音波診断装置による診断は、医師等の術者が超音波探触子で診断部位を走査することによって、容易かつ無侵襲でリアルタイムに診断部位の断層像が得られるという利点がある。その一方で、超音波断層像は、磁気共鳴撮像装置(以下、MRI装置という。)やX線コンピュータ断層装置(以下、X線CT装置という。)で得られる断層像よりも被検体の全身からの形態的情報として見え難い。
　そこで、超音波断層像だけではなく、MRI装置で撮像した画像(以下、MRI画像という。)、X線CT装置で撮像した画像(以下、CT画像という。)、超音波診断装置で前もって被検体の患部を撮像した複数枚からなる超音波画像(以下、US3Dボリュームデータという。)等を併せて表示させ、これらの画像を対比しながら総合的な診断を行いたいという要請がある。
　このため、例えば特許文献1に記載されているように、超音波探触子の側面に貼り付けたセンサに基づいて探触子の位置及び姿勢を検出することにより、超音波画像と同一断面の画像を予め撮像されたMRI画像やCT画像のボリュームデータから再構成することが知られている。これにより、超音波画像だけでなく、これと同一断層面のMRI画像やCT画像を同期させてモニタに表示することができ、両画像の対応関係をリアルタイムに把握しながら診断を行うことができるとされている。
国際公開WO2004/098414号公報
　ところで、例えば超音波内視鏡のように、被検体の体腔内(例えば消化管領域等)に探触子を挿入して体腔内で超音波走査を行なうことが知られている。この場合、術者は体腔内の探触子位置を視認できないため、超音波走査により得られた超音波断層像が被検体内のどの位置で撮像されたものであるかを認識するのに困難が伴う場合がある。
　この点、特許文献1では、MRI画像やCT画像のボリュームデータから被検体の3Dボディマークを生成し、3Dボディマークと超音波スキャン面とを対応づけて表示することにより、両者の位置関係の把握を容易にさせることが記載されている。
　しかしながら、特許文献1の技術は、被検体内の超音波走査位置を示すのみであって、超音波走査位置に加えて超音波断層像からは得られない多面的な情報を術者に提供して診断能を向上させることには配慮されていない。
本発明は、被検体の体腔内に探触子を挿入して体腔内から超音波走査を行なう際に、被検体内の超音波走査位置及び超音波断層像からは得られない多面的な情報を術者に提供して診断能を向上させることを課題とする。
　上記課題を解決する本発明の超音波診断装置は、画像撮像装置で取得される被検体のリファレンス3次元ボリュームデータを記憶する記憶部と、前記被検体の体腔内に挿入されラジアル方向に超音波走査可能な超音波探触子と、該超音波探触子からの反射エコー信号に基づいて超音波断層像を生成する超音波画像生成部と、前記超音波探触子に取り付けられたセンサに基づき超音波探触子の位置及び姿勢を検出する位置検出器と、該位置検出器の出力に基づき前記記憶部のリファレンス3次元ボリュームデータから前記超音波探触子の進行方向に平行な断層面に超音波走査位置を示す走査位置マークを生成する画像生成部と、前記超音波断層像及び走査位置マークを表示する表示部と、を備えて構成される。
　また、本発明の超音波診断装置の探触子操作ガイド表示方法は、記憶部によって画像撮像装置で取得される被検体のリファレンス3次元ボリュームデータを記憶する第1工程と、超音波探触子によって前記被検体の体腔内に挿入されラジアル方向に超音波走査して、超音波画像生成部によって該超音波探触子からの反射エコー信号に基づいて超音波断層像を生成する第2工程と、位置検出器により前記超音波探触子に取り付けられたセンサに基づき超音波探触子の位置及び姿勢を検出する第3工程と、画像生成部によって該位置検出器の出力に基づき前記記憶部のリファレンス3次元ボリュームデータから前記超音波探触子の進行方向に平行な断層面に超音波走査位置を示す走査位置マークを生成する第4工程と、表示部により前記超音波断層像及び走査位置マークを表示する第5工程を含んで構成される。
　すなわち、走査位置マークは、例えばMRI画像やCT画像などのリファレンス3次元ボリュームデータから探触子の進行方向を含むように平行する断層面の画像データを抽出して形成される画像であり、かつ超音波走査位置(超音波送受信方向)を示すマークが重ねられた画像である。したがって、これを超音波断層像とともに表示することにより、術者は超音波断層像が撮像されている被検体内の位置を把握することができる。また、走査位置マークはリファレンス3次元ボリュームデータから切り出した断層面の画像であるため、例えば観察したい腫瘍などの有用な情報を超音波断層像とは異なる角度から術者に提供することができ診断能の向上を図ることができる。
　本発明によれば、被検体の体腔内に探触子を挿入して体腔内から超音波走査を行なう際に、被検体内の超音波走査位置及び超音波断層像からは得られない多面的な情報を術者に提供して診断能を向上させることができる。
本実施形態の超音波診断装置の全体概略構成を示す図。 3次元ボリュームデータから超音波断層像と同一断面のリファレンス画像を抽出する概念を示す図。 第1実施例により生成される進行方向リファレンス断層像の概念図。 第1実施例の表示態様を示すもの。 第1実施例の表示態様を示すもの。 第1実施例の表示態様を示すもの。 第2実施例の表示態様を示すもの。 第3実施例の表示態様を示すもの。 第3実施例の表示態様を示すもの。 第3実施例の表示態様を示すもの。 第3実施例の表示態様を示すもの。 第3実施例の表示態様を示すもの。 第3実施例の表示態様を示すもの。 第4実施例の表示態様を示すもの。 第4実施例の表示態様を示すもの。 第4実施例の表示態様を示すもの。 第5実施例の表示態様を示すもの。 第5実施例の表示態様を示すもの。 第5実施例の表示態様を示すもの。 モニタの表示領域及び操作ボタンの例を示す図。 モニタの表示の1例を示す図。 モニタの表示の1例を示す図。 モニタの表示の1例を示す図。 モニタの表示の1例を示す図。 モニタの表示の1例を示す図。
　以下、本発明を適用してなる超音波診断装置の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一機能部品については同一符号を付して重複説明を省略する。
　図1は、本実施形態の超音波診断装置の全体概略構成を示す図である。超音波診断装置40は、超音波診断装置本体1と超音波内視鏡2を有して構成されている。
　超音波内視鏡2は、被検体の体腔内に挿入されて体腔内でラジアル方向に超音波を送受信するものである。なお、本実施形態では超音波内視鏡を例に挙げているが、被検体の体腔内に挿入されて体腔内で超音波を送受信するものであれば例えば経食道プローブなどの探触子などを適宜用いることができる。また、本実施形態の超音波内視鏡2はラジアルスキャン(電子、メカニカル)タイプであるが、これに限らずコンベックスタイプ、リニアタイプを用いてもよい。
　超音波内視鏡2には、超音波内視鏡2の位置及び姿勢を検出するのに用いる磁気センサ等の位置センサ4が、固定部である位置センサ固定機構3によって固定されている。また、被検体を含む座標系に磁界等のソースを発生させるソース発生源5が、例えば被検体の横たわるベッドの傍ら等に設置されており、位置センサ4とソース発生源5により超音波内視鏡2の位置及び姿勢を検出するようになっている。
　一方、超音波診断装置本体1は、超音波断層像を生成する系統とリファレンス断層像を生成する系統に分けられる。超音波画像を生成する系統は、超音波内視鏡2により計測された超音波の反射エコー信号に基づいて超音波断層像を生成する超音波画像生成部8と、生成された超音波断層像の複数フレーム分を記憶するシネメモリ9などを備えて構成されている。
　リファレンス画像を生成する系統は、X線CT装置やMRI装置や超音波診断装置等の医療用画像診断装置6により取得される被検体のリファレンス3次元ボリュームデータを記憶するボリューム画像データ記憶部7と、超音波内視鏡2に固定された位置センサ4及びソース発生源5の出力信号に基づいて超音波内視鏡2の位置及び姿勢を検出し、これに基づいて超音波内視鏡2の超音波断層面などを算出するスキャン面取得部14と、スキャン面取得部14で算出された超音波断層面などに基づきボリューム画像データ記憶部7のリファレンス3次元ボリュームデータから超音波断層像と同一断層面の同一断面リファレンス断層像(第2のリファレンス断層像)や探触子進行方向リファレンス断層像(第1のリファレンス断層像)を生成するリファレンス画像生成部10を備えている。
　さらに、3次元可視化像を生成する3Dボディマーク生成部11と、シネメモリ9に格納された超音波断層像及びリファレンス画像生成部10で生成されたリファレンス断層像を対応づける画像処理部12と、画像処理部12で対応づけられた超音波断層像とリファレンス断層像を表示する表示部であるモニタ13などを備えて構成されている。
　なお、超音波診断装置本体1は、X線CT装置やMRI装置で撮像した被検体のリファレンス3次元ボリュームデータや別の超音波診断装置で撮像したUS3Dボリュームデータ等を容易に入力できる機構を具備しており、ボリュームデータが超音波診断装置本体1に入力されるとボリュームデータは装置内のボリューム画像データ記憶部7に保存される。
　もちろん、図示していない入出力インターフェイスを介して、直接、超音波診断装置本体1をX線CT装置やMRI装置、別の超音波診断装置に接続し、ボリュームデータを受け取り、超音波診断装置内のボリューム画像データ記憶部7に保存しても構わない。また、ネットワーク経由又はUSBメモリ等の持ち運び可能な記録媒体を経由してボリュームデータを超音波診断装置内のボリューム画像データ記憶部7に保存することも可能である。以下、超音波診断装置本体1の各構成要素について説明する。
　リファレンス画像生成部10は、スキャン面取得部14で処理した位置情報に対応する被検体の画像データをボリューム画像データ記憶部7より抽出し、リファレンス断層像を生成する。生成されたリファレンス断層像は、画像処理部12で超音波診断装置上のモニタ13に表示するために処理が行われ、超音波診断装置上のモニタ13に表示される。
　図2は、3次元ボリュームデータから超音波断層像と同一断面のリファレンス画像を抽出する概念を示すものである。3次元ボリュームデータは複数枚の画像データからなるデータであり、この3次元ボリュームデータから超音波断層像と同一断面(例えばABCD面)の画像データが抽出される。また、リファレンス画像生成部10は、超音波画像生成部8で生成された超音波断層像の拡大率(倍率)に応じて、リファレンス像を拡大・縮小し、超音波断層像と同一倍率で表示する機能を有している。例えば図2はリファレンス画像のABCD面のうち注目する領域(ABCD面)のみを拡大して表示する概念を示したものである。
　さらに、図2に示すように、超音波内視鏡2より得られた超音波断層像の視野に応じて視野外領域を抽出し、その領域に対応するリファレンス断層像(超音波断層像と同一断層面の同一断面リファレンス断層像15)の輝度を低下させる機能を有している。このような機能により、超音波断層像とリファレンス断層像の対応関係が明確になり、術者は、両断層像の対応関係を容易に把握することができる。
　また、リファレンス画像生成部10は、超音波内視鏡2の動きに応じて、リファレンス断層像の画像サイズ及びフレームレートを変更することでリファレン断層画像の再構成の速度を変更することが可能である。つまり、超音波内視鏡の動きが速い場合、画質よりもフレームレートを優先し、リファレンス断層像を高速に描画する。逆に超音波内視鏡の動きの速度が遅い場合は、フレームレートより画質を優先し、リファレンス画像を再構成して描画する。これによって、超音波内視鏡2の動きに超音波断層像が追従し、リファレンス断層像を描画することが可能となる。
　3Dボディマーク生成部11は、リファレンス3次元ボリュームデータを用いて、撮像されている領域の3次元可視化像を描画する機能を有している。また、スキャン面取得部14で超音波内視鏡2が走査した部分の位置等を算出して、算出結果に基づいて得られたスキャン面を半透明カラーで表示し、重ね合わせる機能を有している。
　これによって、術者は被検体と超音波内視鏡2のスキャン面の位置関係を3次元的に把握することができる。なお、上述の3次元可視化処理は、例えば、ボリュームレンダリングやサーフェスレンダリング等の周知の方法を適用できる。
　画像処理部12は、リファレンス画像生成部10で生成したリファレンス断層像と超音波画像生成部8で生成した超音波断層像に対して、超音波診断装置上のモニタ13に表示させるための処理を行う。例えば、超音波断層像とリファレンス断層像を並べて表示してもよいし、リファレンス断層像を半透明化し、超音波画像に重ね合わせてもよい。重ね合わせた場合、1つの画像で超音波断層像とリファレンス断層像との比較が容易にできる。その他、シネメモリ9、リファレンス画像生成部10、3Dボディマーク生成部11で生成される画像を適宜合成して表示させることができる。
　次に、本実施形態の超音波診断装置において、超音波内視鏡2で撮像される超音波断層像のスキャン面の位置を検出する態様について説明する。超音波断層面は、図1に示すように超音波内視鏡2内に固定された磁気センサ等の位置センサ4と、例えば被検体の横たわるベッド等の傍ら等に設置され被検体を含む座標系に磁界等のソースを発生させるソース発生源5と、超音波診断装置本体1に設けられたスキャン面取得部14などで実現される。
　位置センサ4及びソース発生源5は電気的にスキャン面取得部14と接続されている。スキャン面取得部14は、スキャン面座標記憶部14Aとスキャン面座標算出部14Bとを有しており、位置センサ4及びソース発生源5により得られた超音波内視鏡2の位置・傾斜角度等の位置情報を取得し、超音波内視鏡2の3次元的な位置及び傾斜角等を演算し、超音波内視鏡のスキャン面を算出する。算出されたスキャン断面は画像処理部12で処理され、超音波画像生成部8で生成された超音波画像に対応づけられる。
　なお、位置検出の例として磁界による位置検出を例示したが、これに限定されるものではなく、使用可能であれば、種々の公知の位置検出方法を用いることが可能である。
　上述の各処理によって、超音波診断装置本体1は、超音波内視鏡2で得られた超音波断層像に対応する同一の断面、倍率及び視野となるリファレンス断層像を生成することができ、そして合成画像を生成することができる。そして、この合成画像と3Dボディマークが超音波診断装置上の同一モニタ13に表示される。したがって、術者は、超音波断層像とリファレンス断層像の対応関係を容易に把握することが可能であり、それらの画像を対比することによって、被検体に対して効果的に総合的な診断が可能となる。
　なお、以上の画像処理工程については、特許文献1に示されており、本超音波診断装置においても、同様の画像処理を用いて消化管領域等での超音波診断における超音波断層像及びリファレンス断層像の表示を行うことができる。
　本実施形態の超音波診断装置は、このような従来技術に加えて、超音波断層像やこれと同一断面のリファレンス画像、その他従来の3次元ボディマークからは得られない多面的な情報を術者に提供して診断能を向上させるものである。以下、本実施形態の超音波診断装置の特徴部について具体的な実施例を用いて説明する。
　本実施例は、リファレンス画像生成部10によりリファレンス3次元ボリュームデータから超音波内視鏡2の進行方向を含んで平行する断層面の断層像を生成するとともにこの断層像上に超音波走査位置を示す走査位置マークを重ねて進行方向リファレンス断層像を生成するものである。言い換えれば、リファレンス3次元ボリュームデータから超音波内視鏡2の中心軸を通り、ラジアルスキャン面に対し直交する画像を抽出して生成するものである。
　図3は本実施例により生成される進行方向リファレンス断層像の概念図である。進行方向リファレンス断層像16(ghij面)には、挿入中の超音波内視鏡2を現すイラスト17及び超音波走査位置を示す走査位置マーク18(同一断面リファレンス断層像15の位置を示す直線EF)が表示される。
　例えば図4Aに示すように、同一断面リファレンス断層像15と進行方向リファレンス断層像16とを組み合わせて表示することにより、超音波内視鏡2の進行方向(挿入方向)からみた被検体の断層面のみならず、これとは異なる角度から被検体の情報を術者に提供することができる。
　また、図4B、図4Cに示すように、超音波内視鏡2を内視鏡の中心軸上で回転させると、その回転に伴い同一断面リファレンス断層像15と進行方向リファレンス断層像16とが更新されるようにすることができる。これによれば、超音波内視鏡2を回転させながら例えば腫瘍などの観察したい部位を両画像で確認することができるので腫瘍の位置がより明確となり、腫瘍を捕捉しやすくなる。
　本実施例は、進行方向リファレンス断層像16を生成する点は第1実施例と同様であるが、この進行方向リファレンス断層像16と超音波断層像とを組み合わせて表示するものである。
　図5に示すように、超音波内視鏡2で得られた超音波断層像と進行方向リファレンス断層像16とを対応づけて表示する。これにより、術者は、超音波断層像と超音波断層像が撮像されている被検体内の位置を把握することができる。
　また、進行方向リファレンス断層像16はリファレンス3次元ボリュームデータから切り出した断層面の画像であるため、例えば観察したい腫瘍などの有用な情報を超音波断層像とは異なる角度から術者に提供することができ、その結果診断能の向上を図ることができる。
　また、本実施例によれば表示中の超音波断層像に対し、進行方向リファレンス断層像16が内視鏡の進行方向に対し、先行して表示されることになるので、被検体の体腔内での内視鏡の進行方向が把握でき、術者にとっては超音波内視鏡の抜差しが容易となり、被検体にとっては超音波内視鏡の抜差しで体腔内を傷つけるリスクを低減することができる。
　その他、超音波内視鏡2で得られた超音波断層像と、同一断面リファレンス断層像15と、進行方向リファレンス断層像16とを対応づけて同時に表示させてもよい。また、この他にも体腔内に視点を設け、あたかも超音波内視鏡2から見えるような仮想光学像をリファレンス3次元ボリュームデータから作成し、それを表示させてもよい。
　本実施例は、被検体のリファレンス3次元ボリュームデータに基づいて3次元ボディマークを生成するとともに、この3次元ボディマークを超音波内視鏡2の進行方向に平行し進行方向を含む断層面で切断し、切断した3次元ボディマーク上に超音波走査位置を示す走査位置マークを重ねてハーフボディマークを生成するものである。
　図6Aは、ハーフボディマークを生成する概念を示す図であって、3次元ボディマーク19及び超音波走査面22(ABCD面)の概念図である。図6Bは3次元ボディマーク19を超音波内視鏡2の進行方向を通る断層面で切断する概念図である。このように切断してボディマークを2つに分割することにより、図6Cに示すように、例えばAD線を含むほうの一方のハーフボディマーク20が生成される。この場合、BC線を含むほうの他方のハーフボディマークは、輪郭部分を点線などで表示してもよいし、全く表示させないようにすることもできる。
　ハーフボディマーク20はサーフェスレンダリングではなく、ボリュームレンダリングで構築される。ハーフボディマーク20は拡大・縮小表示を可能としても良い。例えば図6Dに示すハーフボディマーク21はハーフボディマーク20内の腫瘍がある領域を拡大表示したものである。
　これらのハーフボディマーク20、21には、また、超音波内視鏡2を示すイラスト23を生成し、ボディマーク20、21上に表示させてもよい。図6Eは、超音波内視鏡2を示すイラスト23を重ねて生成されたハーフボディマーク24を示す図である。
　超音波内視鏡2を動かすと、これに追従して超音波走査面22及び超音波内視鏡2を示すイラスト23の表示を移動させることができる。図6Fは、例えば、超音波内視鏡2の先端が体腔内で進行方向に対し左側に向いた場合を示す図である。このような場合は図6Fのように超音波走査面22及び超音波内視鏡2を示すイラスト23の表示が変化する。
　このようにして生成されたハーフボディマークは超音波断層像とともに表示される。本実施例によれば、術者は超音波断層像が撮像されている被検体内の位置を把握することができる。また、ハーフボディマークには超音波断層像とは異なる角度から見た例えば観察したい腫瘍などの有用な情報が含まれるため、これを表示することにより診断能の向上を図ることができる。この他にも、ハーフボディマーク内に視点を設け、あたかも超音波内視鏡2から見えるような仮想光学像を作成し、それを表示させることでも診断能の向上が図れる。
　本実施例は、第3実施例に加えて、他方のハーフボディマークを表示するものである。すなわち、第3実施例は切断した一方のハーフボディマークを表示するものだが、一方の3次元ボディマークと対をなす他方の3次元ボディマーク上に超音波走査位置を示す走査位置マークを重ねて他方のハーフボディマークを生成して表示することができる。
　図7は、一方のボディマークと他方のボディマークを表示する例を示す図である。図7Aは3次元ボディマークを切断した状態を示す概念図である。図7BはAD線を含む一方のハーフボディマークを示す図である。図7CはBC線を含む他方のハーフボディマークを示す図である。図7Cに示すように、他方のハーフボディマーク25は、切断面が表に向くように裏返して表示される。なお図7Cにおいて他方のハーフボディマーク25は上下方向にも反転して表示されているが上下方向に関しては裏返さなくてもよい。これらのハーフボディマークは少なくとも超音波断層像とともに表示されるものである。
　このように、両方のボディマークの切断面が術者に見えるよう(切断面を表にして)表示することにより、それぞれのボディマークに含まれる診断に有用な情報(例えば一方のハーフボディマーク24に含まれる腫瘍1、及び他方のハーフボディマーク25に含まれる腫瘍2など)を多面的に術者に提供することができる。
　本実施例は、ハーフボディマーク上にリファレンス画像の表示断面の位置を示す平面(以下、リファレンスカットプレーン26)と超音波内視鏡を示すイラスト23を重ねて表示するものである。
　具体的には、リファレンス画像上で直交断面表示を行う場合や超音波断層像と進行方向リファレンス断層像16を表示させる場合、図8Aに示すようなリファレンスカットプレーン26及び超音波画像の位置を示す超音波走査面22を、それぞれ色を変えて識別できるように表示することができる(図8B)。このほかにも、図8Cのように他方のハーフボディマーク25に、リファレンスカットプレーン26及び超音波画像の位置を示す超音波走査面22を、それぞれ色を変えて識別できるように表示してもよい。
　また、使用している超音波内視鏡がバイプレーン対応超音波内視鏡である場合、リファレンスカットプレーン26が表示する断面も超音波画像で表示可能なので、その場合には、リファレンスカットプレーン26の色を超音波画像の位置を示すスキャン面と同一にして表示することも可能である。
　以下、実施例1～5の各態様をモニタ13に表示する例を説明する。図9はモニタの表示領域及び操作ボタンの例を示す図である。図9に示すように、モニタ13には各種の画像を表示する表示領域1～4が設けられている。
　また、超音波装置上或いはモニタ上には、リファレンス画像表示ON/OFFボタン27と、押す毎に進行方向リファレンス断層像16の表示/非表示を切り換えるリニア表示ON/OFF(リファレンス画像)ボタン28と、押す毎に同一断面リファレンス画像15、進行方向リファレンス断層像16によって構成されるリファレンス断層像上でのバイプレーン表示の表示/非表示を切り換えるBi-Plane表示ON/OFF(リファレンス画像)ボタン29が設けられている。また、ボディマークの表示切り換えボタン30と、ボディマークの拡大・縮小の切り替えを行なうボタン31が設けられている。
　リファレンス画像表示ON/OFFボタン27が押されると、図10Aに示す画面が初期画面として表示される。初期画面は、超音波断層像と、同一断面リファレンス断層像15と、一方のハーフボディマーク24とが表示されるものである。これにより、超音波断層像と同一断面リファレンス断層像15とを対比しながら、かつ一方のハーフボディマーク24で被検体内の超音波走査位置を確認することができる。
　また、リニア表示ON/OFFボタン28が押されると、図10Bに示す画面に表示を切り換えられる。この画面は、超音波断層像と、同一断面リファレンス断層像15と、進行方向リファレンス断層像16と、一方のハーフボディマーク24とが表示されるものである。これにより、超音波断層像と同一断面リファレンス画像とを対比して診断等を行いながら、これらの画像が撮像された被検体内位置及びこれらの画像とは異なる角度から見た断層面情報を把握することができるのでより一層診断能を向上させることができる。
　また、超音波内視鏡2がラジアル方向に直交する方向にも超音波走査するBi-Plane対応の探触子の場合には、Bi-Plane表示ON/OFFボタン29が押されると、図10Cに示す画面に表示を切り替えられる。この画面は、ラジアル方向の超音波断層像と、ラジアル方向に直交する方向の超音波断層像と、同一断面リファレンス断層像15と、進行方向リファレンス断層像16と、一方のハーフボディマーク24とが表示されるものである。
　ラジアル方向の超音波断層像と同一断面リファレンス断層像15、及びラジアル方向に直交する方向の超音波断層像と進行方向リファレンス断層像16は、それぞれ同一断面を表示するものであるから、これらを対応させて観察することにより総合的な診断を図ることができる。
　また、図10A～図10Cの表示態様に限らず、例えば図10Dのような表示をすることもできる。すなわち、超音波断層像と、進行方向リファレンス断層像16と、一方のハーフボディマーク20とを表示してもよい。
　また、超音波断層像やリファレンス断層像の表示位置関係は図10A～図10Dに限られるものではない。つまり、超音波断層像やリファレンス断層像が表示領域1～4の任意の場所に表示されるように設定することができる。
　図11は図10Aにおいて、ボディマーク表示切り換えボタン30を押した場合の表示画面を示すものである。この場合、一方のハーフボディマーク24のみならず、他方のハーフボディマーク25もあわせて表示される。
　この場合において、画像生成部を用いて、位置検出器の出力に基づき記憶部のリファレンス3次元ボリュームデータから超音波断層像と同一断層面の第2のリファレンス断層像を生成し、超音波断層像、第1のリファレンス断層像、及び第2のリファレンス断層像を表示させるのが好ましい。
　これによれば、超音波断層像と第2のリファレンス断層像とを対比して診断等を行いながら、これらの画像が撮像された被検体内位置及びこれらの画像とは異なる角度から見た断層面情報を把握することができるのでより一層診断能を向上させることができる。
　また、超音波探触子がラジアル方向に直交する方向にも超音波走査するバイプレーン超音波探触子である場合は、ラジアル方向の超音波断層像、ラジアル方向に直交する方向の超音波断層像、第1のリファレンス断層像、及び第2のリファレンス断層像を表示することによって、より一層多面的な情報を術者に提供することができる。
また、上記課題を解決する本発明の異なる態様の超音波診断装置は、画像撮像装置で取得　すなわち、従来技術においてもリファレンス3次元ボリュームデータに基づいて3次元ボディマークを生成することは知られているが、本態様では、3次元ボディマークを超音波探触子の進行方向を含むように平行する断層面で切断してこの断層面上の情報を提示するとともに、これに超音波走査位置を示す走査位置マークを重ねてハーフボディマークを生成するものである。ハーフボディマークを超音波断層像とともに表示することにより、術者は超音波断層像が撮像されている被検体内の位置を把握することができる。また、ハーフボディマークには超音波断層像とは異なる角度から見た例えば観察したい腫瘍などの有用な情報が含まれるため、これを表示することにより診断能の向上を図ることができる。
　この場合において、画像生成部は、一方の3次元ボディマークと対をなす他方の3次元ボディマーク上に超音波走査位置を示す走査位置マークを重ねて他方のハーフボディマークを生成し、超音波断層像、一方のハーフボディマーク、及び他方のハーフボディマークを表示することができる。つまり、3次元ボディマークを切断すると2つのハーフボディマークができるが、例えば両方の切断面を術者に見せるように表示することによりさらに多面的な情報を提供することができる。
　本発明では、超音波断層像、第1のリファレンス断層像、及びハーフボディマークを表示するようにしてもよい。
　また、図面を参照して、本発明に係る超音波診断装置等の好適ないくつかの実施例について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
　1　超音波診断装置本体、2　超音波内視鏡、4　位置センサ、5　ソース発生源、6　医療用画像診断装置、7　ボリューム画像データ記憶部、8　超音波画像生成部、10　リファレンス画像生成部、11　3Dボディマーク生成部、12　画像処理部、13　モニタ、14　スキャン面取得部、15　同一断面リファレンス断層像、16　進行方向リファレンス断層像、18　走査位置マーク、19　3次元ボディマーク、20，21，24　一方のハーフボディマーク、25　他方のハーフボディマーク、40　超音波診断装置

Claims (10)

  1. 　画像撮像装置で取得される被検体のリファレンス3次元ボリュームデータを記憶する記憶部と、
    　前記被検体の体腔内に挿入されラジアル方向に超音波走査可能な超音波探触子と、
    　該超音波探触子からの反射エコー信号に基づいて超音波断層像を生成する超音波画像生成部と、
    　前記超音波探触子に取り付けられたセンサに基づき超音波探触子の位置及び姿勢を検出する位置検出器と、
    　該位置検出器の出力に基づき前記記憶部のリファレンス3次元ボリュームデータから前記超音波探触子の進行方向に平行な断層面に超音波走査位置を示す走査位置マークを生成する画像生成部と、
    　前記超音波断層像及び走査位置マークを表示する表示部と、を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
  2. 　前記画像生成部は、該位置検出器の出力に基づき前記記憶部のリファレンス3次元ボリュームデータから前記超音波探触子の進行方向に平行な断層面の断層像を生成するとともに該断層像上に超音波走査位置を示す走査位置マークを重ねた第1のリファレンス断層像を生成する請求項1に記載の超音波診断装置。
  3. 　前記画像生成部は、前記位置検出器の出力に基づき前記記憶部のリファレンス3次元ボリュームデータから前記超音波断層像と同一断層面の第2のリファレンス断層像を生成し、前記表示部は、前記超音波断層像、前記第1のリファレンス断層像、及び前記第2のリファレンス断層像を表示する請求項2に記載の超音波診断装置。
  4. 　前記超音波探触子は、前記ラジアル方向に直交する方向にも超音波走査するバイプレーン超音波探触子であり、前記表示部は、前記ラジアル方向の超音波断層像、前記ラジアル方向に直交する方向の超音波断層像、前記第1のリファレンス断層像、及び前記第2のリファレンス断層像を表示する請求項2の超音波診断装置。
  5. 　前記画像生成部は、被検体のリファレンス3次元ボリュームデータに基づいて3次元ボディマークを生成するとともに、該3次元ボディマークを前記位置検出器の出力に基づいて前記超音波探触子の進行方向に平行な断層面で切断し、切断した一方の3次元ボディマーク上に超音波走査位置を示す走査位置マークを重ねて一方のハーフボディマークを生成する請求項1の超音波診断装置。
  6. 　前記画像生成部は、前記一方の3次元ボディマークと対をなす他方の3次元ボディマーク上に超音波走査位置を示す走査位置マークを重ねて他方のハーフボディマークを生成し、前記表示部は、前記超音波断層像、前記一方のハーフボディマーク、及び前記他方のハーフボディマークを表示する請求項5の超音波診断装置。
  7. 　前記画像生成部は、前記被検体のリファレンス3次元ボリュームデータに基づいて3次元ボディマークを生成するとともに、該3次元ボディマークを前記位置検出器の出力に基づいて前記超音波探触子の進行方向に平行な断層面で切断し、切断した一方の3次元ボディマーク上に超音波走査位置を示す走査位置マークを重ねて一方のハーフボディマークを生成し、前記表示部は、前記超音波断層像、前記第1のリファレンス断層像、及び前記一方のハーフボディマークを表示する請求項5の超音波診断装置。
  8. 　前記画像生成部は、前記位置検出器の出力に基づき前記記憶部のリファレンス3次元ボリュームデータから前記超音波断層像と同一断層面の第2のリファレンス断層像を生成し、前記表示部は、前記超音波断層像、前記第1のリファレンス断層像、前記一方のハーフボディマーク、及び前記第2のリファレンス断層像を表示する請求項7の超音波診断装置。
  9. 　前記画像生成部は、前記一方の3次元ボディマークと対をなす他方の3次元ボディマーク上に超音波走査位置を示す走査位置マークを重ねて他方のハーフボディマークを生成し、前記表示部は、前記超音波断層像、前記第1のリファレンス断層像、前記一方のハーフボディマーク、及び前記他方のハーフボディマークを表示する請求項7の超音波診断装置。
  10. 　記憶部によって画像撮像装置で取得される被検体のリファレンス3次元ボリュームデータを記憶する第1工程と、
    　超音波探触子によって前記被検体の体腔内に挿入されラジアル方向に超音波走査して、超音波画像生成部によって該超音波探触子からの反射エコー信号に基づいて超音波断層像を生成する第2工程と、
    　位置検出器により前記超音波探触子に取り付けられたセンサに基づき超音波探触子の位置及び姿勢を検出する第3工程と、
    　画像生成部によって該位置検出器の出力に基づき前記記憶部のリファレンス3次元ボリュームデータから前記超音波探触子の進行方向に平行な断層面に超音波走査位置を示す走査位置マークを生成する第4工程と、
    　表示部により前記超音波断層像及び走査位置マークを表示する第5工程を含むことを特徴とする超音波診断装置の探触子操作ガイド表示方法。
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