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公開番号2025134210
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-17
出願番号2024031972
出願日2024-03-04
発明の名称超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法
出願人富士フイルム株式会社
代理人個人,個人
主分類A61B 8/14 20060101AFI20250909BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】ユーザが熟練度に関わらずに検査対象の臓器の適切な断面を容易に描出できる超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法を提供する。
【解決手段】超音波診断装置は、超音波プローブ(1)を用いて超音波ビームを送受信して三次元超音波画像を取得する三次元超音波画像取得部(31)と、三次元超音波画像から任意断面画像を切り出す任意断面画像生成部(26)と、推奨断面の画像パターンと任意断面画像の画像パターンとを比較して、任意断面画像が推奨断面を表しているかを判定する断面判定部(27)と、任意断面画像が推奨断面を表していると判定された場合に、検出された超音波プローブ(1)の位置および姿勢角を参照して、推奨断面を撮影するための超音波プローブの目標位置および目標姿勢角に向けて走査を誘導する走査誘導部(28)と備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
超音波プローブと、
前記超音波プローブの位置および姿勢角を検出する位置姿勢検出部と、
前記位置姿勢検出部により検出された前記超音波プローブの前記位置および前記姿勢角を参照して、前記超音波プローブを用いて超音波ビームを送受信することにより被検体内の三次元超音波画像を取得する三次元超音波画像取得部と、
前記三次元超音波画像取得部により取得された前記三次元超音波画像から二次元の任意断面画像を切り出して生成する任意断面画像生成部と、
被検体の部位に対する定められた推奨断面の画像パターンと、前記任意断面画像生成部により生成された前記任意断面画像の画像パターンとを比較することにより、前記任意断面画像が前記推奨断面を表しているかを判定する断面判定部と、
前記断面判定部により前記任意断面画像が前記推奨断面を表していると判定された場合に、前記位置姿勢検出部により検出された前記超音波プローブの前記位置および前記姿勢角を参照して、ユーザに対して、前記推奨断面を表す二次元超音波画像を撮影するための前記超音波プローブの目標位置および目標姿勢角に向けて、前記超音波プローブの走査を誘導する走査誘導部と
を備える超音波診断装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記断面判定部は、前記推奨断面の画像パターンと、前記任意断面画像生成部により生成された前記任意断面画像の画像パターンとの一致度を算出し、前記一致度が定められたしきい値を超えた前記任意断面画像が前記推奨断面を表すと判定する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記断面判定部により前記推奨断面を表すと判定された任意断面画像を保存する画像メモリを備える請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記断面判定部により前記推奨断面を表すと判定された任意断面画像の品質が良好であるか判定する画像品質判定部を備え、
前記画像メモリは、前記画像品質判定部により前記品質が良好であると判定された前記任意断面画像を保存する請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記超音波プローブの走査開始から定められた時間が経過しても前記断面判定部により前記任意断面画像が前記推奨断面を表していると判定されない場合に、前記ユーザに前記超音波プローブの走査を促す走査催促部を備える請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
モニタを備え、
前記走査誘導部は、前記モニタ上に、前記超音波プローブの前記目標位置および前記目標姿勢角と、現在の前記超音波プローブの位置および姿勢角が重畳されたシェーマ画像を表示する請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記断面判定部は、複数の互いに異なる前記推奨断面を記憶し、
モニタと、
前記複数の互いに異なる前記推奨断面のうち、前記断面判定部により前記任意断面画像が表すと判定された前記推奨断面を特定する断面特定情報を前記モニタに表示する断面特定情報表示部を備える請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記断面判定部は、
複数の互いに異なる前記推奨断面を記憶し、
前記複数の互いに異なる前記推奨断面のうち撮影済みの前記推奨断面を判定の対象外に設定する請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記断面判定部は、複数の互いに異なる前記推奨断面と、前記複数の互いに異なる推奨断面のそれぞれを撮影するための目標位置および目標姿勢角とを記憶し、
前記走査誘導部は、前記断面判定部により前記任意断面画像が、前記複数の互いに異なる前記推奨断面のうち撮影済みの前記推奨断面を表していると判定された場合に、前記ユーザに対して、未撮影の前記推奨断面に対応する前記超音波プローブの目標位置および目標姿勢角に向けて、前記超音波プローブの走査を誘導する請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記断面判定部は、
複数の互いに異なる前記推奨断面と、前記複数の互いに異なる推奨断面とは異なる指標断面と、前記複数の互いに異なる推奨断面を撮影するための前記超音波プローブの目標位置および目標姿勢角と前記指標断面を撮影するための前記超音波プローブの位置および姿勢角との対応関係を記憶し、
前記複数の互いに異なる推奨断面の画像パターンと前記任意断面画像生成部により生成された前記任意断面画像の画像パターンとの一致度、および、前記指標断面の画像パターンと前記任意断面画像生成部により生成された前記任意断面画像の画像パターンとの一致度を算出し、
前記走査誘導部は、前記指標断面の画像パターンと前記任意断面画像の画像パターンとの一致度が定められたしきい値を超えた場合に、前記ユーザに対して、前記指標断面を表す二次元超音波画像を撮影するための前記超音波プローブの位置および姿勢角に向けて前記超音波プローブの走査を誘導した後に、前記対応関係に基づいて、前記複数の異なる推奨断面のいずれかに対応する目標位置および目標姿勢角に向けて、前記超音波プローブの走査を誘導する請求項１または２に記載の超音波診断装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザに対して超音波プローブの走査を誘導する超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法に関する。
続きを表示（約 5,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、いわゆる超音波診断装置を用いて被検体の断層を表す超音波画像を撮影することによって被検体内の検査が行われている。この際に超音波診断装置のユーザは、通常、撮影された超音波画像を確認しながら目的とする部位を撮影できる被検体上の位置まで超音波プローブを移動させるが、超音波診断装置を用いた検査の熟練度が低いユーザは、超音波画像を確認しても被検体のどの部分が撮影されているのかの判断が難しいことがある。
【０００３】
そこで、例えば特許文献１に開示されているように、撮影中の超音波画像が表す被検体内の断層に対応する、予め保存されているＣＴ（Computed Tomography：コンピュータ断層撮影）画像またはＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging：核磁気共鳴画像法）画像等の超音波診断装置以外のモダリティによって得られた医用画像を参照画像として表示することで、ユーザが現在どの部分を撮影しているかを容易に把握できる技術が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１４－０６１２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、被検体毎に臓器の形状、大きさ、配置位置等が異なるため、検査の目的とする臓器を明瞭に表す適切な断面の位置および角度も被検体毎に異なることがある。そのため、例えば特許文献１の技術を用いたとしても、特に超音波診断装置を用いた検査の熟練度が低いユーザが検査を行う場合に、臓器の適切な断面を超音波画像に描出するために多大な時間を要するか、そもそも臓器の適切な断面の描出が困難なことがあった。
【０００６】
本発明はこのような従来の問題点を解消するためになされたものであり、ユーザが熟練度に関わらずに検査対象の臓器の適切な断面を容易に描出できる超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下の構成によれば、上記目的を達成できる。
〔１〕超音波プローブと、
超音波プローブの位置および姿勢角を検出する位置姿勢検出部と、
位置姿勢検出部により検出された超音波プローブの位置および姿勢角を参照して、超音波プローブを用いて超音波ビームを送受信することにより被検体内の三次元超音波画像を取得する三次元超音波画像取得部と、
三次元超音波画像取得部により取得された三次元超音波画像から二次元の任意断面画像を切り出して生成する任意断面画像生成部と、
被検体の部位に対する定められた推奨断面の画像パターンと、任意断面画像生成部により生成された任意断面画像の画像パターンとを比較することにより、任意断面画像が推奨断面を表しているかを判定する断面判定部と、
断面判定部により任意断面画像が推奨断面を表していると判定された場合に、位置姿勢検出部により検出された超音波プローブの位置および姿勢角を参照して、ユーザに対して、推奨断面を表す二次元超音波画像を撮影するための超音波プローブの目標位置および目標姿勢角に向けて、超音波プローブの走査を誘導する走査誘導部と
を備える超音波診断装置。
〔２〕断面判定部は、推奨断面の画像パターンと、任意断面画像生成部により生成された任意断面画像の画像パターンとの一致度を算出し、一致度が定められたしきい値を超えた任意断面画像が推奨断面を表すと判定する〔１〕に記載の超音波診断装置。
〔３〕断面判定部により推奨断面を表すと判定された任意断面画像を保存する画像メモリを備える〔１〕または〔２〕に記載の超音波診断装置。
〔４〕断面判定部により推奨断面を表すと判定された任意断面画像の品質が良好であるか判定する画像品質判定部を備え、
画像メモリは、画像品質判定部により品質が良好であると判定された任意断面画像を保存する〔３〕に記載の超音波診断装置。
〔５〕超音波プローブの走査開始から定められた時間が経過しても断面判定部により任意断面画像が推奨断面を表していると判定されない場合に、ユーザに超音波プローブの走査を促す走査催促部を備える〔１〕～〔４〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
〔６〕モニタを備え、
走査誘導部は、モニタ上に、超音波プローブの目標位置および目標姿勢角と、現在の超音波プローブの位置および姿勢角が重畳されたシェーマ画像を表示する〔１〕～〔５〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
〔７〕断面判定部は、複数の互いに異なる推奨断面を記憶し、
複数の互いに異なる推奨断面のうち、断面判定部により任意断面画像が表すと判定された推奨断面を特定する断面特定情報をモニタに表示する断面特定情報表示部を備える〔１〕～〔６〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
〔８〕断面判定部は、
複数の互いに異なる推奨断面を記憶し、
複数の互いに異なる推奨断面のうち撮影済みの推奨断面を判定の対象外に設定する〔１〕～〔６〕に記載の超音波診断装置。
〔９〕断面判定部は、複数の互いに異なる推奨断面と、複数の互いに異なる推奨断面のそれぞれを撮影するための目標位置および目標姿勢角とを記憶し、
走査誘導部は、断面判定部により任意断面画像が、複数の互いに異なる推奨断面のうち撮影済みの推奨断面を表していると判定された場合に、ユーザに対して、未撮影の推奨断面に対応する超音波プローブの目標位置および目標姿勢角に向けて、超音波プローブの走査を誘導する〔１〕～〔６〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
〔１０〕断面判定部は、
複数の互いに異なる推奨断面と、複数の互いに異なる推奨断面とは異なる指標断面と、複数の互いに異なる推奨断面を撮影するための超音波プローブの目標位置および目標姿勢角と指標断面を撮影するための超音波プローブの位置および姿勢角との対応関係を記憶し、
複数の互いに異なる推奨断面の画像パターンと任意断面画像生成部により生成された任意断面画像の画像パターンとの一致度、および、指標断面の画像パターンと任意断面画像生成部により生成された任意断面画像の画像パターンとの一致度を算出し、
走査誘導部は、指標断面の画像パターンと任意断面画像の画像パターンとの一致度が定められたしきい値を超えた場合に、ユーザに対して、指標断面を表す二次元超音波画像を撮影するための超音波プローブの位置および姿勢角に向けて超音波プローブの走査を誘導した後に、対応関係に基づいて、複数の異なる推奨断面のいずれかに対応する目標位置および目標姿勢角に向けて、超音波プローブの走査を誘導する〔１〕～〔６〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
〔１１〕任意断面画像生成部は、三次元超音波画像生成部により取得された三次元超音波画像から、定められた第１位置間隔および定められた第１角度間隔により、複数の第１任意断面画像を切り出して生成し、
断面判定部は、推奨断面の画像パターンと、複数の第１任意断面画像の画像パターンとの第１一致度を算出し、第１一致度が定められた第１しきい値よりも大きく且つ定められた第２しきい値以下であるかを判定し、
任意断面画像生成部は、断面判定部により第１一致度が第１しきい値よりも大きく且つ第２しきい値以下であると判定された場合に、三次元超音波画像における第１一致度に対応する第１任意断面画像を含む部分領域から、第１位置間隔よりも小さい第２位置間隔および第１角度間隔よりも小さい第２角度間隔により、複数の第２任意断面画像を切り出して生成し、
断面判定部は、推奨断面の画像パターンと、複数の第２任意断面画像の画像パターンとを比較することにより、複数の第２任意断面画像のいずれかが推奨断面を表しているかを判定し、
走査誘導部は、断面判定部により複数の第２任意断面画像のいずれかが推奨断面を表していると判定された場合に、ユーザに対して、推奨断面を表す二次元超音波画像を撮影するための超音波プローブの目標位置および目標姿勢角に向けて、超音波プローブの走査を誘導する〔１〕～〔１０〕のいずれかに記載の超音波診断装置。
〔１２〕超音波プローブの位置および姿勢角を検出し、
検出された超音波プローブの位置および姿勢角を参照して、超音波プローブを用いて超音波ビームを送受信することにより被検体内の複数の二次元超音波画像を生成し、
検出された超音波プローブの位置および姿勢角と、複数の二次元超音波画像に基づいて被検体内の三次元超音波画像を生成し、
三次元超音波画像から二次元の任意断面画像を切り出して生成し、
被検体の部位に対する定められた推奨断面の画像パターンと、任意断面画像の画像パターンとを比較することにより、任意断面画像が推奨断面を表しているかを判定し、
任意断面画像が推奨断面を表していると判定された場合に、ユーザに対して、推奨断面を表す二次元超音波画像を撮影するための超音波プローブの目標位置および目標姿勢角に向けて、超音波プローブの走査を誘導する超音波診断装置の制御方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、超音波診断装置が、超音波プローブと、超音波プローブの位置および姿勢角を検出する位置姿勢検出部と、位置姿勢検出部により検出された超音波プローブの位置および姿勢角を参照して、超音波プローブを用いて超音波ビームを送受信することにより被検体内の三次元超音波画像を取得する三次元超音波画像取得部と、三次元超音波画像取得部により取得された三次元超音波画像から二次元の任意断面画像を切り出して生成する任意断面画像生成部と、被検体の部位に対する定められた推奨断面の画像パターンと、任意断面画像生成部により生成された任意断面画像の画像パターンとを比較することにより、任意断面画像が推奨断面を表しているかを判定する断面判定部と、断面判定部により任意断面画像が推奨断面を表していると判定された場合に、位置姿勢検出部により検出された超音波プローブの位置および姿勢角を参照して、ユーザに対して、推奨断面を表す二次元超音波画像を撮影するための超音波プローブの目標位置および目標姿勢角に向けて、超音波プローブの走査を誘導する走査誘導部とを備えるため、ユーザが熟練度に関わらずに検査対象の臓器の適切な断面を容易に描出できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
本発明の実施の形態１における送受信回路の構成を示すブロック図である。
本発明の実施の形態１における二次元超音波画像生成部の構成を示すブロック図である。
任意断面画像の切り出し方法の第１の例を示す図である。
任意断面画像の切り出し方法の第２の例を示す図である。
任意断面画像の切り出し方法の第３の例を示す図である。
任意断面画像の切り出し方法の第４の例を示す図である。
現在撮影されている断面と推奨断面の例を示す模式図である。
超音波プローブの走査を誘導するメッセージの第１の例を示す図である。
超音波プローブの走査を誘導するメッセージの第２の例を示す図である。
超音波プローブの走査を誘導するメッセージの第３の例を示す図である。
本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。
本発明の実施の形態２に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
本発明の実施の形態３に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
本発明の実施の形態４に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
本発明の実施の形態５に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
推奨断面特定情報の表示例を模式的に示す図である。
本発明の実施の形態６に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
本発明の実施の形態６に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「同一」、「同じ」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。
（【００１１】以降は省略されています）

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