情報処理装置、超音波撮影装置および情報処理方法
【課題】 超音波プローブを対象物体の表面に沿ってナビゲーションするためのガイド図形を表示する処理の仕組みを提供する。
【解決手段】 被検体の超音波画像を得る超音波プローブによる撮影を支援するための情報処理装置１００は、被検体の内部の位置を指定する注目位置指定部１０４と、指定された位置に基づく被検体の体表における位置を特定する体表点位置特定部１１２と、超音波プローブにより得られる超音波画像の撮影位置と特定された位置とを表示部１２４に表示させる表示制御部１２０と、を有する。
【解決手段】 被検体の超音波画像を得る超音波プローブによる撮影を支援するための情報処理装置１００は、被検体の内部の位置を指定する注目位置指定部１０４と、指定された位置に基づく被検体の体表における位置を特定する体表点位置特定部１１２と、超音波プローブにより得られる超音波画像の撮影位置と特定された位置とを表示部１２４に表示させる表示制御部１２０と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の超音波画像を得る超音波プローブによる撮影を支援するための情報処理装置、超音波撮影装置、情報処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波画像診断装置（超音波撮影装置）は非侵襲かつ簡易に被検体内部の画像が得られるため有用性が高いが、一方で撮影しにくい組織があり、また画質の問題もある。そこで、磁気共鳴映像装置（ＭＲＩ装置）、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）、核医学診断装置（ＰＥＴ装置やＳＰＥＣＴ装置）等で得られた画像と併用することで効率的かつ精度の高い診断を行うことができる。たとえば、あらかじめ体内の注目部位をＭＲＩ画像等から指定しておき、この注目部位を超音波でも撮影し確認するといった診断が行われる。
【０００３】
ここで、医師が超音波撮影装置を用いて注目部位を探し出す際の操作を適切に支援する技術は、医療現場における作業効率を向上させ、患者の負担を低減しあるいはコストの削減を実現しうるため有用である。医師や技師の熟練していなくとも効率的に診断できるよう、よりきめ細かい支援情報の提示が求められている。
【０００４】
例えば特許文献１には、病変部位を撮像するための超音波プローブの当て方を示すガイド画像をボディマーク上に表示する表示方法が開示されている。この方法では超音波プローブの当て方を示す多数のガイド画像の中から、病変部位に応じたガイド画像が読み出され、ボディマークと合成して表示される。また特許文献２には、３Ｄボディマーク上に、病変部の位置を表す図形と、超音波画像面を表す図形と、超音波画像面から病変部の中心位置に向かう方向を表す矢印図形とを表示する表示方法が開示されている。さらに特許文献３には、過去の診断時における超音波プローブの位置を示す登録プローブマークと、現在の超音波プローブの位置を示す現プローブマークと、登録プローブマークと現プローブマークとの座標のずれを示す図形と、を表示する表示方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−９７９８５号公報
【特許文献２】特開２００８−２７９２７２号公報
【特許文献３】特開２００５−１２４７１２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｍ． Ｋａｚｈｄａｎ， Ｍ． Ｂｏｌｉｔｈｏ， Ｈ． Ｈｏｐｐｅ，“Ｐｏｉｓｓｏｎ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，”Ｐｒｏｃ． Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ， ｐｐ．６１-７０， ２００６．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の従来例では、予め用意したガイド画像から１つを選んで表示しているに過ぎない。このガイド画像は病変を撮影するための正確な位置を示しているわけではないため、超音波プローブの目的位置が正確には分からない。
【０００８】
また、特許文献２に記載の従来例では、対象物体の内部の注目点位置に向かう方向を表す矢印図形を示しているに過ぎない。よって超音波プローブをどの位置に持っていけば対象物体の表面に沿ってのみしか動かすことのできない超音波プローブの操作を適切に支援することはできなかった。
【０００９】
また特許文献３に記載の従来例では予め登録されたプローブの位置しか表示することができない。超音波画像の参照画像としてＭＲＩ画像等の三次元画像を活用する前提では、直接病変等の注目部位の位置はＭＲＩ画像をみれば確認できる。よって撮像範囲が狭い超音波プローブによる撮影で病変を適切に撮影できる位置を特定し、登録するという処理はユーザに大きな作業負担をかけることとなる。
【００１０】
そこで本発明は、ＭＲＩ等の三次元画像を参照しながら超音波撮影を行う際に、ユーザの作業負担を減らしつつ超音波プローブの操作をガイドすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様に係る情報処理装置は、被検体の超音波画像を得る超音波プローブによる撮影を支援するための情報処理装置であって、前記被検体の内部の位置を指定する指定手段と、
前記指定された位置に基づく前記被検体の体表における位置を特定する特定手段と、前記超音波プローブにより得られる超音波画像の撮影位置と前記特定された位置とを表示部に表示させる表示制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
このように、三次元画像において指定された位置に基づく体表における位置と、超音波プローブによる撮影位置とを表示することができる。よってユーザは三次元画像で見たい位置を指定するだけで、どの位置に超音波プローブを移動させればよいかを容易に表示から確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１に係る情報処理装置の機器構成を説明する図である。
【図２】情報処理装置の各部をソフトウェアにより実現することのできるコンピュータの基本構成を示す図である。
【図３】実施例１における、全体の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】実施例２に係る情報処理装置の機器構成を説明する図である。
【図５】実施例２に係る情報処理装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】乳房の超音波断層画像を撮像する様子を示す図である。
【図７】超音波断層画像の例を示す図である。
【図８】３Ｄボディマークの例を示す図である。
【図９】ＭＲＩ画像の例を示す図である。
【図１０】３Ｄボディマーク上の矢印マークの例を示す図である。
【図１１】３Ｄボディマーク上の矢印マークのその他の表示例を示す図である。
【図１２】実施例４に係る情報処理装置の機器構成を説明する図である。
【図１３】実施例４に係る情報処理装置の処理手順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】
【００１４】
以下、本発明の実施形態の例である超音波撮影システムを例に説明する。
【実施例１】
【００１５】
（体表点マークをプローブマークと共に３Ｄボディマーク上に表示）
図１は、本実施例における超音波撮影システムの構成を示す。同図に示すように、本実施例における情報処理装置１００は、第２画像撮像装置１８２と位置姿勢計測装置１８４とデータサーバ１９０とに接続されている。
【００１６】
本実施例に係る情報処理装置は、対象物体を撮像した三次元医用画像中の注目点から当該対象物体の表面に伸ばした体表点の位置を算出する。そして、対象物体を表す３Ｄボディマーク上に、体表点の位置情報を表す図形（体表点マーク）を、超音波プローブの位置情報を表す図形（プローブマーク）と共に表示する。本実施例では人体の乳房を対象物体とし、病変の拡がりを表す三次元領域（以下、病変領域と呼ぶ）の中心を注目点とする場合を例として説明する。また、本実施例では、ＭＲＩ装置によって仰臥位の乳房を撮像して得られたＭＲＩ画像を三次元医用画像とする場合を例として説明する。
【００１７】
データサーバ１９０は、第１画像撮像装置１８０としてのＭＲＩ装置によって仰臥位の乳房を撮像して得られたＭＲＩ画像と、ＭＲＩ画像中における注目点の位置情報を保持しているものとする。図９は、ＭＲＩ画像の例を示す図である。データサーバ１９０が保持するＭＲＩ画像９００は、三次元医用画像取得部１０２を介して情報処理装置１００に入力される。また、データサーバ１９０が保持する病変領域９０３の中心（注目点９０４）の位置情報は、注目点位置指定部１０４を介して情報処理装置１００に入力される。
【００１８】
第２画像撮像装置１８２としての超音波装置は、超音波プローブから超音波信号を送受信することによって、仰臥位の乳房を撮像する。図６は、乳房の超音波断層画像を撮像する様子を示す図である。そして、図７は、超音波断層画像の例を示す図である。乳房の表面６０１に超音波プローブ６１１を当てて撮像することによって得られた超音波断層画像７００は、断層画像取得部１０６を介して情報処理装置１００に逐次的に入力される。
【００１９】
位置姿勢計測装置１８４は、第２画像撮像装置１８２としての超音波装置が備える超音波プローブ６１１の位置姿勢を計測する。位置姿勢計測装置１８４は、例えば、米国Ｐｏｌｈｅｍｕｓ社のＦＡＳＴＲＡＫ等によって構成され、センサ座標系６２０（位置姿勢計測装置１８４が基準として定める座標系）における超音波プローブ６１１の位置姿勢を計測する。なお、位置姿勢計測装置１８４は、超音波プローブ６１１の位置姿勢が計測できるのであれば、どのように構成されていてもよい。計測された超音波プローブ６１１の位置姿勢は、位置姿勢取得部１０８を介して情報処理装置１００に逐次的に入力される。
【００２０】
情報処理装置１００は、被検体の超音波画像を得る超音波プローブによる撮影を支援するための情報処理装置であって、以下に説明する構成要素により構成されている。
【００２１】
三次元医用画像取得部１０２は、仰臥位の被検体を撮影し得られたＭＲＩ画像９００を取得し、表面形状算出部１１０へと出力する。
【００２２】
注目点位置指定部１０４は、情報処理装置１００へと入力される被検体の内部の注目点９０４の位置情報に基づき、当該注目点９０４の座標をメモリに格納することにより、当該位置を指定する。体表点位置特定部１１２へと出力する。
【００２３】
断層画像取得部１０６は、情報処理装置１００へと入力される超音波断層画像７００を逐次的に取得し、表示制御部１２０へと出力する。
【００２４】
位置姿勢取得部１０８は、情報処理装置１００へと入力されるプローブ６１１の位置姿勢を逐次的に取得し、プローブマーク生成部１１８へと出力する。
【００２５】
表面形状算出部１１０は、ＭＲＩ画像９００に基づいて乳房の表面９０１の形状データを算出し、体表点位置特定部１１２および３Ｄボディマーク生成部１１４へと出力する。
【００２６】
体表点位置特定部１１２は、指定された注目点９０４に基づく被検体の体表における体表点９０５の位置を特定する。ここでは、注目点９０４の位置情報と乳房の表面９０１の形状データに基づいて、体表点９０５の位置を算出し、体表点マーク生成部１１６へと出力する。
【００２７】
３Ｄボディマーク生成部１１４は、乳房の表面９０１の形状データに基づいて３Ｄボディマークを生成する。図８は、乳房の３Ｄボディマークの例を示す図である。３Ｄボディマーク生成部１１４は、生成した３Ｄボディマーク８００を表示制御部１２０へと出力する。
【００２８】
体表点マーク生成部１１６は、体表点９０５の位置情報に基づいて、３Ｄボディマーク８００上における体表点９０５の位置を表す体表点マーク８０５を生成し、表示制御部１２０へと出力する。
【００２９】
プローブマーク生成部１１８は、超音波プローブ６１１の位置姿勢に基づいて、３Ｄボディマーク８００上における超音波プローブ６１１の位置姿勢を表すプローブマーク８１１を算出し、表示制御部１２０へと出力する。
【００３０】
表示制御部１２０は、超音波プローブにより得られる超音波画像の撮影位置と特定された体表点９０５の位置とを表示部１２４に表示させる。また、超音波画像の撮影位置と前記特定された前記被検体の体表面の位置とを、被検体のボディマークの画像または被検体を撮影して得られた画像の少なくともいずれかに重畳して表示させる。たとえば、３Ｄボディマーク８００と、体表点マーク８０５と、プローブマーク８１１とを位置情報にあわせて合成する。そしてさらに超音波断層画像７００と合成し、表示部１２４に表示させる。
【００３１】
なお、図１に示した情報処理装置１００の各部の少なくとも一部は、独立した装置として実現してもよい。または、夫々１つもしくは複数のコンピュータにインストールし、コンピュータのＣＰＵにより実行することで、その機能を実現するソフトウェアとして実現してもよい。本実施例では、各部は、それぞれソフトウェアにより実現され、同一のコンピュータにインストールされているものとする。
【００３２】
図２は、図１に示した各部の夫々の機能を、ソフトウェアを実行することで実現するためのコンピュータの基本構成を示す図である。
【００３３】
ＣＰＵ２０１は、ＲＡＭ２０２やＲＯＭ２０３に格納されたプログラムやデータを用いてコンピュータ全体の制御を行う。また、各部の夫々におけるソフトウェアの実行を制御して、各部の機能を実現する。
【００３４】
ＲＡＭ２０２は、外部記憶装置２０７や記憶媒体ドライブ２０８からロードされたプログラムやデータを一時的に記憶するエリアを備えると共に、ＣＰＵ２０１が各種の処理を行うために必要とするワークエリアを備える。
【００３５】
ＲＯＭ２０３は、一般にコンピュータのプログラムや設定データなどが格納されている。キーボード２０４、マウス２０５は入力デバイスであり、操作者はこれらを用いて、各種の指示をＣＰＵ２０１に入力することができる。このプログラムは図３に示す処理を実現するためのプログラムである。
【００３６】
表示部２０６は、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどにより構成されており、３Ｄボディマーク８００や超音波断層画像７００等の表示を行う。また、表示すべきメッセージやＧＵＩ等を表示することができる。
【００３７】
外部記憶装置２０７は、ハードディスクドライブなどの大容量情報記憶装置として機能する装置であって、ここにＯＳ（オペレーティングシステム）やＣＰＵ２０１が実行するプログラム等を保存する。また本実施例の説明において、既知であると説明する情報はここに保存されており、必要に応じてＲＡＭ２０２にロードされる。
【００３８】
記憶媒体ドライブ２０８は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶されているプログラムやデータをＣＰＵ２０１からの指示に従って読み出して、ＲＡＭ２０２や外部記憶装置２０７に出力する。
【００３９】
Ｉ／Ｆ１００９は、アナログビデオポートあるいはＩＥＥＥ１３９４等のデジタル入出力ポートや、各種の情報を外部へ出力するためのイーサネット（登録商標）ポート等によって構成される。夫々が入力したデータはＩ／Ｆ２０９を介してＲＡＭ２０２に取り込まれる。三次元医用画像取得部１０２、注目点位置指定部１０４、断層画像取得部１０６、位置姿勢取得部１０８、およびプローブマーク生成部１１８の機能の一部は、Ｉ／Ｆ２０９によって実現される。
【００４０】
上述した各構成要素は、バス２１０によって相互に接続される。
【００４１】
図３は、情報処理装置１００が行う、超音波プローブ６１１による撮影を支援するための情報処理方法の処理手順を示すフローチャートである。なお、本実施例では、同フローチャートはＣＰＵ２０１が各部の機能を実現するプログラムを実行することにより実現される。なお、以下の処理を行う前段で、同フローチャートに従ったプログラムコードは、例えば外部記憶装置２０７からＲＡＭ２０２に既にロードされているものとする。
【００４２】
（Ｓ３０００） （ＭＲＩ画像の取得）
ステップＳ３０００で三次元医用画像取得部１０２の処理は、データサーバ１９０から情報処理装置１００へと入力される、仰臥位の乳房のＭＲＩ画像９００を取得する。
【００４３】
（Ｓ３０１０） （注目点位置の指定）
ステップＳ３０１０で注目点位置指定部１０４は、データサーバ１９０から情報処理装置１００へと入力される位置情報に基づいて、注目点９０４（病変領域９０３の中心）を指定する。
【００４４】
（Ｓ３０２０） （表面形状の算出）
ステップＳ３０２０で表面形状算出部１１０は、ＭＲＩ画像９００から乳房の表面９０１の形状データを抽出する。本実施例では、ＭＲＩ画像９００を適切な閾値で２値化して、乳房領域を含む体内領域を表すラベル画像を取得する。そして、ラベル画像のボクセル値が切り替わる境界面におけるボクセルの位置座標ベクトル群として、乳房の表面９０１の形状を表現する。
【００４５】
（Ｓ３０３０） （体表点位置の特定）
ステップＳ３０３０で体表点位置特定部１１２は、被検体の内部の注目点９０４の位置に基づく被検体の体表面の位置を特定する。ＭＲＩ画像９００中の注目点９０４から乳房の表面９０１に伸ばした体表点９０５の位置を算出することで当該体表点９０５の位置を特定する。本実施例では、乳房の表面９０１の形状を表現する位置座標ベクトル群を構成する各位置から注目点９０４の位置までの距離を夫々算出する。そして、距離が最小となる位置を選択し、選択された位置を体表点９０５の位置とする。
【００４６】
（Ｓ３０４０） （３Ｄボディマークの生成）
ステップＳ３０４０で３Ｄボディマーク生成部１１４の処理は、乳房の表面９０１の形状データに基づいて３Ｄボディマーク８００を生成する。具体的には、乳房の表面９０１の形状を表現する位置座標ベクトル群（点群）に基づいて、３Ｄボディマーク８００を生成する。例えば非特許文献１に開示されるような周知のポワソン方程式を利用してメッシュを生成する手法によって３角形メッシュを生成する。
【００４７】
（Ｓ３０５０） （体表点マークの生成）
ステップＳ３０５０で体表点マーク生成部１１６の処理は、体表点９０５の位置に体表点マーク８０５を生成する。例えば、体表点の位置に半径５ｍｍのメッシュ球を生成し、それを体表点マーク８０５として用いる。
【００４８】
（Ｓ３０６０） （超音波画像の取得）
ステップＳ３０６０で断層画像取得部１０６の処理は、第２画像撮像装置１８２から情報処理装置１００へと逐次入力される、超音波断層画像７００を取得する。
【００４９】
（Ｓ３０７０） （プローブ位置姿勢の取得）
ステップＳ３０７０で位置姿勢取得部１０８は、位置姿勢計測装置１８４から情報処理装置１００へと逐次入力される、センサ座標系６２０における超音波プローブ６１１の位置姿勢を取得する。
【００５０】
（Ｓ３０８０） （プローブマークの生成）
ステップＳ３０８０でプローブマーク生成部１１８は、超音波プローブ６１１の位置姿勢に応じたプローブマーク８１１を生成する。例えば、ステップＳ３０７０で取得された超音波プローブの位置姿勢に基づいて、予め作成しておいた、超音波プローブ６１１の形状を近似的に表す直方体モデルの位置姿勢を変換し、それをプローブマーク８１１として用いる。
【００５１】
（Ｓ３０９０） （画像の合成）
ステップＳ３０９０で表示制御部１２０は、３Ｄボディマーク８００上に、体表点マーク８０５とプローブマーク８１１を合成する。
【００５２】
（Ｓ３１００） （マーク、画像の表示）
ステップＳ３１００で表示制御部１２０は、超音波プローブ６１１により得られる超音波画像の撮影位置と特定された体表点９０５の位置とを表示部１２４に表示させる。表示制御部１２０はステップＳ３０９０にて合成された画像を表示部１２４に表示させる。ステップＳ３０６０で取得した超音波断層画像７００上の所定の位置に、当該３Ｄボディマーク８００を重畳表示する。かかるマーク、画像の表示は超音波プローブの位置が変更されることに応じて表示制御部１２０により動的に変更される。
【００５３】
（Ｓ３１１０） （終了判定）
ステップＳ３１１０で情報処理装置１００は、全体の処理を終了するか否かの判定を行う。例えば、表示部２０６上に配置された終了ボタンを操作者がマウス２０５でクリックするなどして、終了の判定を入力する。終了すると判定した場合には、情報処理装置１００の処理の全体を終了させる。一方、終了すると判定しなかった場合には、ステップＳ３０６０へと処理を戻し、新たに取得される超音波断層画像７００および超音波プローブの位置姿勢データに対して、ステップＳ３０６０からステップＳ３１００までの処理を再度実行する。
【００５４】
なお本実施例では人体の乳房を対象物体とする場合を例として説明したが、本発明の実施はこれに限らず任意の対象物体であってもよい。また本実施例ではＭＲＩ画像中で指摘された病変領域の中心を注目点とする場合を例として説明したが、本発明における注目点はこれに限らず、ＭＲＩ画像中の生検などの治療痕を表す領域の中心や、血腫を表す領域の中心など、どのような点であってもよい。さらに、注目点は複数あってもよい。
【００５５】
以上のとおり本実施例に係る情報処理装置は、第１の医用画像診断装置で対象物体を撮像した画像から、当該対象物体の表面の形状を取得し、第２の医用画像診断装置で対象物体を撮像する際のプローブの位置と姿勢を取得し、画像中の注目点の位置を取得する。そして、表面の形状に基づいて、注目点から前記表面に伸ばした体表点の位置を算出し、体表点の位置に関する情報と前記プローブの位置に関する情報を併せて表示する。
【００５６】
これにより、対象物体の内部の注目点から対象物体の表面に伸ばした体表点の位置に関する情報を、超音波プローブの位置に関する情報と共に表示する仕組みを提供できる。そのため、体表点と超音波プローブの位置に関する情報を参照しながらの超音波プローブの操作を支援することができる。
【００５７】
たとえば仰臥位の乳房のＭＲＩ画像中の注目点から乳房の表面に伸ばした体表点の位置を算出して、その位置を表す体表点マークをプローブマークと共に仰臥位の乳房を表す３Ｄボディマーク上に表示することができる。そのため、体表点と超音波プローブの位置に関する情報を参照しながらの超音波プローブの操作を支援することができる。
【００５８】
（実施例１の変形例１） （対象物体の表面から注目点までの距離を表示）
本実施例では、３Ｄボディマーク８００上の体表点の位置に体表点マーク８０５を表示する場合を、ステップＳ３０９０における表示制御部１２０の処理の例として説明したが、本発明の実施はこれに限らない。例えば、体表点の位置に体表点マーク８０５は表示せずに、体表点から注目点までの距離などの情報を表示してもよい。または、体表点マーク８０５上に体表点から注目点までの距離などの情報を重ねて表示してもよい。
【００５９】
（実施例１の変形例２） （体表点位置は注目点に最も近接する対象物体の表面の位置に限らない）
本実施例では、注目点９０４から乳房の表面９０１までの距離が最小となる点を体表点９０５の位置とする場合を、ステップＳ３０３０における体表点位置特定部１１２の処理の例として説明したが、本発明の実施はこれに限らない。例えば、注目点９０４からＭＲＩ座標系のＹ軸方向（重力軸方向）に伸ばした線分と乳房の表面９０１との交点を体表点９０５の位置としてもよい。この場合、超音波プローブ６１１の位置を体表点９０５の位置に合わせて、超音波プローブ６１１の姿勢をアキシャル断面またはサジタル断面に合わせれば、超音波断層画像７００が表す平面内に病変領域７０３が含まれることになる。
【００６０】
または、注目点９０４からＭＲＩ座標系のＸ軸方向に伸ばした線分と乳房の表面９０１との交点を体表点９０５の位置としてもよい。この場合、超音波プローブ６１１の位置を体表点９０５の位置に合わせて、超音波プローブ６１１の姿勢をアキシャル断面またはコロナル断面に合わせれば、超音波断層画像７００が表す平面内に病変領域７０３が含まれることになる。同様に、ＭＲＩ座標系のＺ軸方向の交点を体表点９０５の位置として、超音波プローブ６１１の姿勢をコロナル断面またはサジタル断面に合わせれば、超音波断層画像７００が表す平面内に病変領域７０３が含まれることになる。
【００６１】
または、乳房の表面９０１の形状を表現する位置座標ベクトル群を構成する各位置において法線を算出し、算出した夫々の法線から注目点９０４の位置までの距離を求めて、その距離が所定の距離よりも小さくなる位置を体表点９０５の位置としてもよい。ここで、複数の候補位置が得られた場合には、例えば、注目点９０４の位置との距離が最も近い候補位置を体表点９０５の位置として選択すればよい。
【００６２】
（実施例１の変形例３） （体表点位置がプローブを当てられない位置である場合には体表点位置をずらず）
本実施例では、注目点９０４から乳房の表面９０１までの距離が最小となる点を体表点９０５の位置とする場合を例として説明した。しかし、体表点９０５の位置が例えば乳頭９０２の位置と略一致する場合には、超音波プローブ６１１の位置を体表点９０５の位置に合わせて適切な超音波画像を取得することが困難となる。そこで本変形例では、体表点位置特定部１１２は、撮影部位または患者情報の少なくともいずれかに対応して記憶された被検体の所定領域の情報を取得する。そのうえで、体表点位置特定部１１２により特定される被検体の体表上の位置が該所定領域に含まれないように体表上の位置を特定する。
【００６３】
処理の一例としては、以下のとおりである。体表点位置特定部１１２が超音波撮像に適さない乳頭９０２等の位置と体表点９０５の位置が略一致するかどうかを判定する。略一致する場合には、体表点９０５の位置を例えばプローブマークの方向に所定の距離（例えば１０ｍｍ）だけ移動させる。
【００６４】
また別の処理の例としては、体表点位置特定部１１２が体表点９０５として特定する体表上の範囲から、先述の所定領域を除外し、除外後の残された範囲から最短となる経路を特定する。ここで除外領域となる所定領域とはたとえば乳房を撮影部位とした撮影の場合には乳頭であるが、超音波探触子の大きさや被検者の負担を考慮して乳頭を包含しかつ乳頭領域よりも十分大きな領域を除外領域としてもよい。
【００６５】
その際に、通常の体表点マークとは異なる態様で（色や形を変えて）移動させた体表点マークを表示させることで、避けるべき部位があることを明示的に示したガイド表示を行うことができる。なお、移動前の体表点マークと移動後の体表点マークを同時に表示させることとしてもよい。
【００６６】
（実施例１の変形例４） （ＭＲＩ以外）
本実施例では、第１画像撮像装置１８０としてＭＲＩ装置を用い、これにより得られるＭＲＩ画像を例として説明したが、本発明の実施はこれに限らない。例えば、ＣＴ画像を撮影するＸ線ＣＴ装置、光音響トモグラフィ装置、ＯＣＴ装置、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ、３次元超音波装置などを用いることができる。
【実施例２】
【００６７】
（対象物体の表面に沿ってプローブを動かすべき方向を表す矢印図形を表示）
本実施例では、実施例１の処理に加え、超音波プローブを対象物体の表面に沿って動かすべき方向に関する情報を、３Ｄボディマーク上に併せて表示する場合について説明する。以下、本実施例に係る情報処理装置について、実施例１との相違部分についてのみ説明する。
【００６８】
図４は、本実施例に係る情報処理装置の構成を示す。なお、図１と同じ部分については同じ番号、記号を付けており、その説明を省略する。
【００６９】
注目点選択部４０５は、注目点９０４が複数複数存在する場合に、プローブを誘導する対象となる注目点の選択情報を取得し、選択された注目点９０４の位置情報を体表点位置特定部１１２へと出力する。
【００７０】
誘導方向決定部４１３は、位置姿勢計測装置１８４により計測された超音波プローブ６１１の撮影位置と体表点９０５に基づいて、体表に沿って超音波プローブ６１１を動かすべき方向を決定する。誘導方向決定部４１３はたとえば、超音波プローブ６１１の位置姿勢と注目点９０４の位置情報と乳房の表面９０１の形状データに基づいて、超音波プローブを誘導する方向を表す３次元ベクトルを算出する。ユーザに対しては、この方向に沿って特定された位置へと超音波プローブ６１１の撮影位置を変えるよう促すため、矢印マーク生成部４１９へと出力する。
【００７１】
矢印マーク生成部４１９は、超音波プローブ６１１を誘導する方向を表す３次元ベクトルに基づいて、矢印マークを生成する。図１０は、矢印マークの表示例を示す図であり、図８と同じ部分については同じ番号、記号を付けている。矢印マーク生成部４１９は、生成した矢印マーク１００６を表示制御部４２０へと出力する。
【００７２】
表示制御部４２０は、３Ｄボディマーク８００と体表点マーク８０５とプローブマーク８１１と矢印マーク１００６とを合成する。そして、さらに超音波断層画像７００と合成するとともに、表示部１２４に表示させる。
【００７３】
図５は、情報処理装置４００が行う全体の処理手順を示すフローチャートである。実施例１と比べて、ステップＳ５０１５とステップＳ５０７５とステップＳ５０８５の処理が追加されている点と、ステップＳ３０９０の処理の代わりにステップＳ５０９０の処理が行われる点のみが異なっている。以下、これらの各ステップの処理のみを説明する。同フローチャートは、本実施形態ではＣＰＵ２０１が各部の機能を実現するプログラムを実行することにより実現される。なお、以下の処理を行う前段で、同フローチャートに従ったプログラムコードは、例えば外部記憶装置２０７からＲＡＭ２０２に既にロードされているものとする。
【００７４】
（Ｓ５０１５） （注目点の選択）
ステップＳ５０１５で注目点選択部４０５は、注目点９０４が複数複数存在する場合に、プローブを誘導する対象となる注目点の選択情報を取得する。例えば、表示部２０６上に注目点の数だけ配置された選択ボタンを操作者がマウス２０５でクリックするなどして、注目点の選択情報を入力する。
【００７５】
（Ｓ５０７５） （誘導方向の算出）
ステップＳ５０７５で誘導方向決定部４１３は、超音波プローブ６１１を誘導するための、乳房の表面９０１に沿った方向を表す３次元ベクトルを算出する。具体的には、まず、超音波プローブの先端の中央部６１２のＭＲＩ座標系９１０における位置Ｘｃから体表点９０５の位置Ｘｓに向かう３次元ベクトルＶｃｓを算出する。そして、Ｘｃにおける乳房の表面９０１の法線ベクトルＶｃとベクトルＶｃｓとのなす角が９０度となるように、プローブ座標系６１０のＸ軸周りにベクトルＶｃｓを回転させて、乳房の表面９０１に沿った方向を表す３次元ベクトルＶｃｓ’を算出する。
【００７６】
（Ｓ５０８５） （矢印マークの生成）
ステップＳ５０８５で矢印マーク生成部４１９は、超音波プローブ６１１を誘導する方向を表す３次元ベクトルＶｃｓ’に基づいて、矢印マーク１００６を生成する。例えば、ベクトルＶｃｓ’の方向に合わせて、予め作成しておいた３次元矢印モデルの位置姿勢を変換し、それを矢印マーク１００６として用いる。
【００７７】
（Ｓ５０９０） （画像の合成）
ステップＳ５０９０で表示制御部４２０は、３Ｄボディマーク８００上に体表点マーク８０５とプローブマーク８１１と矢印マーク１００６とを合成する。そして、ステップＳ５０６０で取得した超音波断層画像７００上の所定の位置に、当該３Ｄボディマーク８００を重畳する。
【００７８】
（Ｓ５１００） （マーク、画像の表示）
ステップＳ５１００で表示制御部４２０は上述の処理で合成された画像を表示部１２４に表示させる。かかるマーク、画像の表示は超音波プローブの位置が変更されることに応じて表示制御部４２０により動的に変更される。
【００７９】
以上のように、本実施例では、誘導方向決定部４１３が体表点の位置とプローブの位置とに基づいて、プローブを動かすべき方向を決定する。そして表示制御部４２０は、決定された方向を前記撮影位置と前記体表における前記特定の位置とともに表示させる。
【００８０】
これにより、超音波プローブを対象物体の表面に沿って動かすべき方向を表示する仕組みを提供できる。そのため、体表点と超音波プローブの位置に関する情報および超音波プローブを動かすべき方向に関する情報を参照しながらの超音波プローブの操作を支援することができる。
【００８１】
たとえば、超音波プローブを対象物体の表面に沿って動かすべき方向に関する情報を、３Ｄボディマーク上に併せて表示する仕組みを提供できる。そのため、体表点と超音波プローブの位置に関する情報および超音波プローブを動かすべき方向に関する情報を参照しながらの超音波プローブの操作を支援することができる。
【００８２】
さらに本実施例では、所定のフレームレートで撮影される超音波画像を表示部に順次表示させつつ、超音波プローブを体表に沿って動かす方向が表示部に表示される。これにより超音波プローブが体表に接触し被検体の断層画像を撮影したままでプローブを動かす方向をユーザに提示できる。ユーザはこれを確認しながら被検体の画像を連続的に観察し続けながら超音波プローブを適切に動かすことができるため、より被検体を観察しやすくなるという効果がある。
【００８３】
（実施例２の変形例１） （乳頭を迂回）
本実施例では、超音波プローブ６１１の位置姿勢と注目点９０４の位置情報と乳房の表面９０１の形状データに基づいて超音波プローブの誘導方向を表すベクトルを算出する場合を、ステップＳ５０７５における誘導方向決定部４１３の処理の例として説明した。しかし、超音波プローブ６１１の位置からベクトルの方向に伸ばした直線の上に、例えば乳頭９０２が存在する場合には、ベクトルに沿って超音波プローブ６１１を操作しつつ適切な超音波画像を取得することが困難となる。そこで本変形例では、超音波撮像に適さない乳頭９０２等の位置と上述の直線との距離が所定の距離（例えば２０ｍｍ）よりも短いかどうかを判定し、所定の距離よりも短い場合には、３次元ベクトルを算出し直す。具体的には、超音波撮像に適さない乳頭９０２等の位置から超音波プローブ６１１の位置までの距離が前記所定の距離よりも常に大きくなるような経由点を乳房の表面９０１の上に設定し、その経由点に向かう３次元ベクトルを算出し直す。
【００８４】
本変形例では乳房における乳頭領域を例に示したが、これに限らず乳房、腹部等の撮影部位や、性別等の患者情報に対応して所定の除外領域（所定領域）を設定できるようにしておき、情報処理装置内の不図示の記憶部またはデータサーバ１９０に記憶しておく。誘導方向決定部４１３はかかる除外領域の情報を取得し、当該除外領域（所定領域）を迂回するように超音波プローブ６１１を動かすべき方向を決定する。これにより、体表に超音波プローブを当てるべきでない所定領域が存在する場合にも、超音波プローブを体表に沿って動かす方向をユーザに適切に指示することができる。
【００８５】
（実施例２の変形例２） （最後に体表位置でプローブを回転（適切な姿勢になるように姿勢だけ変更するガイド表示））
本実施例では、超音波プローブ６１１を対象物体の表面に沿って動かすべき方向に関する情報を、３Ｄボディマーク上に併せて表示する場合を例として説明した。本変形例ではこれに限らず、指定された注目点９０４を適切に撮影するために超音波プローブ６１１の姿勢を変更させる指示を表示させる。
【００８６】
この場合、体表点位置特定部１１２はさらに、指定された注目点９０４の位置を超音波プローブ６１１の撮像画像範囲７１２におさめるための超音波プローブの姿勢を特定する。
【００８７】
また、誘導方向決定部４１３は特定された姿勢へと超音波プローブ６１１の姿勢を変えるために超音波プローブ６１１を動かすべき方向を決定する。超音波プローブ６１１を回転すべき方向は、撮像画像領域８１２を表す平面と注目点９０４との距離が小さくなるように算出する。ここで表示制御部４２０により表示される、回転すべき方向を表す矢印図形は、体表点９０５に向けて超音波プローブ６１１を誘導する方向を表す矢印図形とは異なる態様で（色や形を変えて）表示させる。
【００８８】
このようにすることで、超音波プローブを押し当てるべき体表の位置のみならず、超音波プローブの体表に対する姿勢についてもガイド表示することとなり、よりユーザの利便性を向上させることができる。
【００８９】
これに加えて、超音波プローブ６１１が体表位置の付近に到達した後に、適切な姿勢とするために超音波プローブを動かすべき方向を表す矢印図形を表示する。この場合表示制御部４２０は計測された超音波プローブの撮影位置と前記特定された体表点９０５の位置との間の距離が所定以下になったか否かを判定する判定部として機能する。また表示制御部４２０はこの判定の結果に応じて姿勢を変えるために超音波プローブを動かす方向を表示させる。たとえば表示制御部４２０は、プローブと体表点９０５との距離が所定の閾値よりも大きい場合には姿勢に関する方向指示は表示させず、所定の閾値以下となった場合には姿勢に関する方向指示を表示させることとする。このようにすることで、ユーザに位置と姿勢の複数の指示を同時に与えることが無くなり、ユーザにとって表示の分かりやすさや利便性が向上する。
【００９０】
さらに、誘導方向決定部４１３は、超音波プローブ６１１が体表位置の付近に到達した後に初めて超音波プローブ６１１が適切な姿勢となるように回転すべき方向を決定することとすれば、姿勢についての誘導方向を決定する処理の負荷を削減することができる。
【００９１】
（実施例２の変形例３）
実施例２の矢印マーク（第１の矢印マーク１００６）に加えて、表示制御部１２０は図１１に示すように、体表点９０５から注目点９０４へと向かう方向を示す第二の矢印マーク１１０６を表示部１２４に表示させる。
【００９２】
第二の矢印マーク１１０６の方向は誘導方向決定部４１３により演算され求められる。誘導方向決定部４１３は注目点９０４の位置と体表点９０５の位置の関係に基づいて、体表点９０５から注目点９０４に向かう方向を演算で求める。求めた方向を、超音波プローブ６１１の撮像面を向けるべき方向として決定する。表示制御部１２０は超音波プローブ６１１の撮影位置を示すプローブマーク８１１と、体表点９０５の位置を示す体表点マーク８０５と、第１の矢印マーク１００６と、第二の矢印マーク１１０６とを３Ｄボディマーク８００上に重畳表示する。重畳する対象は三次元のＭＲＩ画像やＣＴ画像であってもよい。また、２次元のボディマークやＭＲＩ画像に重畳する場合には、誘導方向決定部４１３で得られた方向を当該ボディマークの平面やＭＲＩ画像の断面に射影した方向を演算し表示することとすればよい。
【００９３】
これにより、ユーザは超音波プローブの目標位置とその目標位置へのプローブの動かし方、および目標位置において撮像面を向ける方向を表示画面から容易に把握することができる。
【実施例３】
【００９４】
実施例１または２における体表点位置は注目点と体表の形状から一意に定まる点（静止点）であった。これに代えて本実施例では、指定された注目点９０４の位置と、位置姿勢計測装置１８４により計測された超音波プローブ６１１の姿勢とに基づいて現在の超音波プローブの姿勢に適した体表点位置を動的に求め、表示部１２４に表示する。以下、本実施例に係る情報処理装置について、実施例１または２との相違部分についてのみ説明する。
【００９５】
本実施例に係る情報処理装置の構成は、図１と同様である。ただし、位置姿勢取得部１０８が取得した超音波プローブ６１１の姿勢が体表点位置特定部１１２に入力される点と、体表点位置特定部１１２が体表点位置を算出する際に超音波プローブ６１１の姿勢を利用する点が異なっている。体表点位置特定部１１２は、超音波プローブ６１１と体表との目標接触位置として体表点９０５の位置を特定する。この際に、位置姿勢計測装置１８４により計測された超音波プローブ６１１の姿勢を維持したままで指定された注目点９０４の位置が超音波プローブ６１１の撮像範囲に含まれるように、体表点９０５の位置を特定する。
【００９６】
本実施例に係る情報処理装置が行う全体の処理手順を示すフローチャートは、図３と同様である。ただし、ステップＳ３０３０およびステップＳ３０５０の処理は実行されず、ステップＳ３０７０とステップＳ３０８０の処理の間に以下の処理（ステップＳ３０７３およびステップＳ３０７７）が実行される点が異なっている。
【００９７】
ステップＳ３０７３で体表点位置特定部１１２は、ステップＳ３０７０で取得した超音波プローブ６１１の姿勢を利用することで、現在の超音波プローブの姿勢に適した体表位置を算出する。まず、超音波プローブ６１１の姿勢の情報に基づいて、プローブ座標系６１０の−Ｙ軸方向を算出する。次に、注目点９０４の位置からプローブ座標系６１０の−Ｙ軸に沿って伸ばした直線を求める。そして、当該直線と乳房の表面９０１との交点を、体表点９０５の位置とする。
【００９８】
ステップＳ３０７７で体表点マーク生成部１１６は、実施例１におけるステップＳ３０５０と同様に体表点９０５の位置に体表点マーク８０５を生成する。
【００９９】
このように本実施例では、超音波プローブの姿勢に基づいて、前記注目点から前記表面に伸ばした体表点の位置を算出する。
【０１００】
これにより、現在の超音波プローブの姿勢に応じて向かうべき体表点の位置が変化するので、表示される体表点位置に超音波プローブが達した際に、その撮影画像内に注目点が描出されやすいというさらなる効果がある。
【実施例４】
【０１０１】
実施例１または２における体表点位置は一意に定まる点であった。また、実施例３では、現在の超音波プローブ６１１の姿勢に適した体表点位置を動的に求めていた。これに対し、本実施例では、現在の超音波プローブ６１１の位置に応じて体表点９０５の位置を複数の候補位置から動的に選択し、表示部１２４に表示する。以下、本実施例に係る情報処理装置について、実施例１乃至３との相違部分についてのみ説明する。
【０１０２】
図１２は、本実施例に係る情報処理装置１２００の構成を示す。なお、図１と同じ部分については同じ番号、記号を付けており、その説明を省略する。
【０１０３】
体表点候補位置算出部１２１１は、指定された注目点９０４に基づく被検体の体表における体表点９０５の候補位置を算出する。ここでは、注目点９０４の位置情報と乳房の表面９０１の形状データに基づいて、体表点９０５の一つ以上の候補位置を算出し、体表点位置特定部１２１２へと出力する。
【０１０４】
体表点位置特定部１２１２は、位置姿勢取得部１０８が取得した超音波プローブ６１１の位置に基づいて、体表点９０５の位置を候補位置の中から特定する。
【０１０５】
図１３は、情報処理装置１２００が行う全体の処理手順を示すフローチャートである。実施例１と比べて、ステップＳ３０３０およびステップＳ３０５０に相当する処理が実行されない点が異なっている。また、ステップＳ３０２０に相当する処理の後に、ステップＳ１３０２５の処理が実行される点が異なっている。また、ステップＳ３０７０に相当する処理の後に、以下の処理（ステップＳ１３０７３およびステップＳ１３０７７）が実行される点が異なっている。以下、これらの各ステップの処理のみを説明する。
【０１０６】
ステップＳ１３０２５で体表点候補位置算出部１２１１は、被検体の内部の注目点９０４の位置に基づいて、被検体の体表点の候補位置として複数の候補位置を算出する。本実施例では、乳房の表面９０１の形状を表現する位置座標ベクトル群を構成する各位置において法線を算出し、算出した夫々の法線から注目点９０４の位置までの距離を求めて、その距離が所定の距離よりも小さくなる位置を体表点９０５の候補位置とする。すなわち、注目点９０４の撮影に適したプローブ位置として、体表からみて略垂直の方向に注目点９０４が位置するような体表上の複数の点を、体表点９０５の候補位置として算出する。ただし、注目点９０４からの距離が所定の値（例えば、超音波の奥行き方向の撮像範囲）以上の点は候補から除外する。また、条件を満たす体表上の点同士が近すぎる（すなわち、同じような点が複数選ばれている）場合には、注目点９０４からの距離が小さいほうの点のみを候補位置とするようにしてもよい。また、体表点９０５の候補位置の数が所定数となるように、注目点９０４からの距離が小さい順に体表上の点を選択してもよい。
【０１０７】
ここでいう略垂直あるいは略法線方向については、超音波プローブを体表に対して略垂直に当てて撮影するのが通常の撮影方法であるためであり、厳密な垂直或いは法線方向であることを要しない。撮影者がほぼ法線方向と認識する程度の誤差、少なくともプラスマイナス数度は許容される。
【０１０８】
ステップＳ１３０７３で体表点位置特定部１２１２は、ステップＳ１３０７０で取得した超音波プローブ６１１の位置を利用することで、現在の超音波プローブの位置に適した体表位置を候補位置の中から特定する。具体的には、超音波プローブ６１１の位置との距離が最も近い候補位置を選択して、体表点９０５の位置とする。ここで、超音波プローブ６１１の位置と候補位置との間の距離は、体表面に沿った測地線距離とすればよい。あるいは、簡単に２点間の直線距離（ユークリッド距離）としてもよい。このようにすれば、撮影者の操作時間を減らしつつ適切な撮影が実現できる。
【０１０９】
ここで別の例として、体表点位置特定部１２１２は、超音波プローブ６１１の姿勢に基づいて、超音波プローブ６１１の傾き具合をなるべく変更させずに撮影可能となる候補位置を体表点９０５の位置とする。具体的には、各候補位置について、注目点９０４の位置を撮影するための超音波プローブ６１１の姿勢を関連付けて記憶させておき、超音波プローブ６１１の姿勢と、記憶された姿勢とを体表点位置特定部１２１２が比較する。比較の結果最も姿勢の変更が少なくて済む候補位置が特定され、体表点９０５の位置とされる。このようにすることで、超音波プローブ６１１の姿勢の変更を少なくさせることができ、撮影者の操作を容易にすることができる。
【０１１０】
ステップＳ１３０７７で体表点マーク生成部１２１６は、実施例１におけるステップＳ３０５０と同様に体表点９０５の位置に体表点マーク８０５を生成する。その際に、体表点位置特定部１２１２で特定した体表点９０５の位置のみならず、体表点候補位置算出部１２１１で算出した候補位置にも、体表点マーク８０５とは異なる表示態様で体表点候補マークを生成してもよい。ここで、３Ｄボディマーク８００の代わりに２次元のボディマークを用いる場合には、体表点９０５の位置（および候補位置）を当該ボディマークの平面上に投影した位置を演算し、その位置に体表点マーク８０５（および体表点候補マーク）を生成すればよい。
【０１１１】
このように本実施例では、超音波プローブの位置に基づいて、前記注目点から前記表面に伸ばした体表点の位置を算出する。これにより、現在の超音波プローブの位置に最も近い体表点の位置が選択されるので、ユーザの作業負担をより減らすことができる。
【０１１２】
（実施例４の変形例１） （複数の候補位置から最初に選択）
本実施例では、現在の超音波プローブ６１１の位置に応じて体表点９０５の位置を複数の候補位置から動的に選択する場合を例として説明した。本変形例ではこれに限らず、所定のタイミングの超音波プローブ６１１の位置に基づいて、体表点９０５の位置を複数の候補位置から一意に定める。この所定のタイミングは、例えば、表示部２０６上に配置されたボタンを操作者がマウス２０５でクリックしたタイミングとすればよい。または、超音波プローブ６１１が被検体に接触して被検体内部の超音波画像が取得され始めたタイミングとしてもよい。該タイミングは、例えば、超音波プローブ６１１が被検体に接触していない状態の超音波画像と現在の超音波画像との差分が一定以上か否かで判定すればよい。
【０１１３】
（その他の実施例）
上述の実施例では、注目点９０４及び体表点９０５を特定することとしていたが、これに限らず、注目する領域、及びこれに基づく体表の領域を指定することとしても良い。
【０１１４】
また上述の実施例では、体表点９０５は体表上における点として特定されているが、これはあくまで体表に接触させて撮影する超音波プローブの接触位置を分かりやすく示すためであり、必ずしも体表上にて特定する必要はなく、体表付近の位置であればよい。
【０１１５】
本発明は、上述の超音波撮影システムを、複数の機器から構成されるシステムで複数の機器で処理を分散して実現することとしてもよいし、当然一つの機器からなる装置に適用してもよい。たとえば、超音波プローブ６１１と、位置姿勢計測装置１８４と、表示部１２４と、上述の実施例のいずれかの情報処理装置とを備える超音波装置であってもよい。
【０１１６】
尚、本発明は、ソフトウェアのプログラムをシステム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによって前述した実施形態の機能が達成される場合を含む。この場合、供給されるプログラムは実施形態で図に示したフローチャートに対応したコンピュータプログラムである。
【０１１７】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【０１１８】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどとの協働で実施形態の機能が実現されてもよい。この場合、ＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。
【０１１９】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれて前述の実施形態の機能の一部或いは全てが実現されてもよい。この場合、機能拡張ボードや機能拡張ユニットにプログラムが書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行う。
【符号の説明】
【０１２０】
１００ 情報処理装置
１０４ 注目点位置指定部
１０６ 断層画像取得部
１０８ 位置姿勢取得部
１１０ 表面形状算出部
１１２ 体表点位置特定部
１１４ ３Ｄボディマーク生成部
１１６ 体表点マーク生成部
１１８ プローブマーク生成部
１２０ 表示制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の超音波画像を得る超音波プローブによる撮影を支援するための情報処理装置、超音波撮影装置、情報処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波画像診断装置（超音波撮影装置）は非侵襲かつ簡易に被検体内部の画像が得られるため有用性が高いが、一方で撮影しにくい組織があり、また画質の問題もある。そこで、磁気共鳴映像装置（ＭＲＩ装置）、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）、核医学診断装置（ＰＥＴ装置やＳＰＥＣＴ装置）等で得られた画像と併用することで効率的かつ精度の高い診断を行うことができる。たとえば、あらかじめ体内の注目部位をＭＲＩ画像等から指定しておき、この注目部位を超音波でも撮影し確認するといった診断が行われる。
【０００３】
ここで、医師が超音波撮影装置を用いて注目部位を探し出す際の操作を適切に支援する技術は、医療現場における作業効率を向上させ、患者の負担を低減しあるいはコストの削減を実現しうるため有用である。医師や技師の熟練していなくとも効率的に診断できるよう、よりきめ細かい支援情報の提示が求められている。
【０００４】
例えば特許文献１には、病変部位を撮像するための超音波プローブの当て方を示すガイド画像をボディマーク上に表示する表示方法が開示されている。この方法では超音波プローブの当て方を示す多数のガイド画像の中から、病変部位に応じたガイド画像が読み出され、ボディマークと合成して表示される。また特許文献２には、３Ｄボディマーク上に、病変部の位置を表す図形と、超音波画像面を表す図形と、超音波画像面から病変部の中心位置に向かう方向を表す矢印図形とを表示する表示方法が開示されている。さらに特許文献３には、過去の診断時における超音波プローブの位置を示す登録プローブマークと、現在の超音波プローブの位置を示す現プローブマークと、登録プローブマークと現プローブマークとの座標のずれを示す図形と、を表示する表示方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−９７９８５号公報
【特許文献２】特開２００８−２７９２７２号公報
【特許文献３】特開２００５−１２４７１２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｍ． Ｋａｚｈｄａｎ， Ｍ． Ｂｏｌｉｔｈｏ， Ｈ． Ｈｏｐｐｅ，“Ｐｏｉｓｓｏｎ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，”Ｐｒｏｃ． Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ， ｐｐ．６１-７０， ２００６．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の従来例では、予め用意したガイド画像から１つを選んで表示しているに過ぎない。このガイド画像は病変を撮影するための正確な位置を示しているわけではないため、超音波プローブの目的位置が正確には分からない。
【０００８】
また、特許文献２に記載の従来例では、対象物体の内部の注目点位置に向かう方向を表す矢印図形を示しているに過ぎない。よって超音波プローブをどの位置に持っていけば対象物体の表面に沿ってのみしか動かすことのできない超音波プローブの操作を適切に支援することはできなかった。
【０００９】
また特許文献３に記載の従来例では予め登録されたプローブの位置しか表示することができない。超音波画像の参照画像としてＭＲＩ画像等の三次元画像を活用する前提では、直接病変等の注目部位の位置はＭＲＩ画像をみれば確認できる。よって撮像範囲が狭い超音波プローブによる撮影で病変を適切に撮影できる位置を特定し、登録するという処理はユーザに大きな作業負担をかけることとなる。
【００１０】
そこで本発明は、ＭＲＩ等の三次元画像を参照しながら超音波撮影を行う際に、ユーザの作業負担を減らしつつ超音波プローブの操作をガイドすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様に係る情報処理装置は、被検体の超音波画像を得る超音波プローブによる撮影を支援するための情報処理装置であって、前記被検体の内部の位置を指定する指定手段と、
前記指定された位置に基づく前記被検体の体表における位置を特定する特定手段と、前記超音波プローブにより得られる超音波画像の撮影位置と前記特定された位置とを表示部に表示させる表示制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
このように、三次元画像において指定された位置に基づく体表における位置と、超音波プローブによる撮影位置とを表示することができる。よってユーザは三次元画像で見たい位置を指定するだけで、どの位置に超音波プローブを移動させればよいかを容易に表示から確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１に係る情報処理装置の機器構成を説明する図である。
【図２】情報処理装置の各部をソフトウェアにより実現することのできるコンピュータの基本構成を示す図である。
【図３】実施例１における、全体の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】実施例２に係る情報処理装置の機器構成を説明する図である。
【図５】実施例２に係る情報処理装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】乳房の超音波断層画像を撮像する様子を示す図である。
【図７】超音波断層画像の例を示す図である。
【図８】３Ｄボディマークの例を示す図である。
【図９】ＭＲＩ画像の例を示す図である。
【図１０】３Ｄボディマーク上の矢印マークの例を示す図である。
【図１１】３Ｄボディマーク上の矢印マークのその他の表示例を示す図である。
【図１２】実施例４に係る情報処理装置の機器構成を説明する図である。
【図１３】実施例４に係る情報処理装置の処理手順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】
【００１４】
以下、本発明の実施形態の例である超音波撮影システムを例に説明する。
【実施例１】
【００１５】
（体表点マークをプローブマークと共に３Ｄボディマーク上に表示）
図１は、本実施例における超音波撮影システムの構成を示す。同図に示すように、本実施例における情報処理装置１００は、第２画像撮像装置１８２と位置姿勢計測装置１８４とデータサーバ１９０とに接続されている。
【００１６】
本実施例に係る情報処理装置は、対象物体を撮像した三次元医用画像中の注目点から当該対象物体の表面に伸ばした体表点の位置を算出する。そして、対象物体を表す３Ｄボディマーク上に、体表点の位置情報を表す図形（体表点マーク）を、超音波プローブの位置情報を表す図形（プローブマーク）と共に表示する。本実施例では人体の乳房を対象物体とし、病変の拡がりを表す三次元領域（以下、病変領域と呼ぶ）の中心を注目点とする場合を例として説明する。また、本実施例では、ＭＲＩ装置によって仰臥位の乳房を撮像して得られたＭＲＩ画像を三次元医用画像とする場合を例として説明する。
【００１７】
データサーバ１９０は、第１画像撮像装置１８０としてのＭＲＩ装置によって仰臥位の乳房を撮像して得られたＭＲＩ画像と、ＭＲＩ画像中における注目点の位置情報を保持しているものとする。図９は、ＭＲＩ画像の例を示す図である。データサーバ１９０が保持するＭＲＩ画像９００は、三次元医用画像取得部１０２を介して情報処理装置１００に入力される。また、データサーバ１９０が保持する病変領域９０３の中心（注目点９０４）の位置情報は、注目点位置指定部１０４を介して情報処理装置１００に入力される。
【００１８】
第２画像撮像装置１８２としての超音波装置は、超音波プローブから超音波信号を送受信することによって、仰臥位の乳房を撮像する。図６は、乳房の超音波断層画像を撮像する様子を示す図である。そして、図７は、超音波断層画像の例を示す図である。乳房の表面６０１に超音波プローブ６１１を当てて撮像することによって得られた超音波断層画像７００は、断層画像取得部１０６を介して情報処理装置１００に逐次的に入力される。
【００１９】
位置姿勢計測装置１８４は、第２画像撮像装置１８２としての超音波装置が備える超音波プローブ６１１の位置姿勢を計測する。位置姿勢計測装置１８４は、例えば、米国Ｐｏｌｈｅｍｕｓ社のＦＡＳＴＲＡＫ等によって構成され、センサ座標系６２０（位置姿勢計測装置１８４が基準として定める座標系）における超音波プローブ６１１の位置姿勢を計測する。なお、位置姿勢計測装置１８４は、超音波プローブ６１１の位置姿勢が計測できるのであれば、どのように構成されていてもよい。計測された超音波プローブ６１１の位置姿勢は、位置姿勢取得部１０８を介して情報処理装置１００に逐次的に入力される。
【００２０】
情報処理装置１００は、被検体の超音波画像を得る超音波プローブによる撮影を支援するための情報処理装置であって、以下に説明する構成要素により構成されている。
【００２１】
三次元医用画像取得部１０２は、仰臥位の被検体を撮影し得られたＭＲＩ画像９００を取得し、表面形状算出部１１０へと出力する。
【００２２】
注目点位置指定部１０４は、情報処理装置１００へと入力される被検体の内部の注目点９０４の位置情報に基づき、当該注目点９０４の座標をメモリに格納することにより、当該位置を指定する。体表点位置特定部１１２へと出力する。
【００２３】
断層画像取得部１０６は、情報処理装置１００へと入力される超音波断層画像７００を逐次的に取得し、表示制御部１２０へと出力する。
【００２４】
位置姿勢取得部１０８は、情報処理装置１００へと入力されるプローブ６１１の位置姿勢を逐次的に取得し、プローブマーク生成部１１８へと出力する。
【００２５】
表面形状算出部１１０は、ＭＲＩ画像９００に基づいて乳房の表面９０１の形状データを算出し、体表点位置特定部１１２および３Ｄボディマーク生成部１１４へと出力する。
【００２６】
体表点位置特定部１１２は、指定された注目点９０４に基づく被検体の体表における体表点９０５の位置を特定する。ここでは、注目点９０４の位置情報と乳房の表面９０１の形状データに基づいて、体表点９０５の位置を算出し、体表点マーク生成部１１６へと出力する。
【００２７】
３Ｄボディマーク生成部１１４は、乳房の表面９０１の形状データに基づいて３Ｄボディマークを生成する。図８は、乳房の３Ｄボディマークの例を示す図である。３Ｄボディマーク生成部１１４は、生成した３Ｄボディマーク８００を表示制御部１２０へと出力する。
【００２８】
体表点マーク生成部１１６は、体表点９０５の位置情報に基づいて、３Ｄボディマーク８００上における体表点９０５の位置を表す体表点マーク８０５を生成し、表示制御部１２０へと出力する。
【００２９】
プローブマーク生成部１１８は、超音波プローブ６１１の位置姿勢に基づいて、３Ｄボディマーク８００上における超音波プローブ６１１の位置姿勢を表すプローブマーク８１１を算出し、表示制御部１２０へと出力する。
【００３０】
表示制御部１２０は、超音波プローブにより得られる超音波画像の撮影位置と特定された体表点９０５の位置とを表示部１２４に表示させる。また、超音波画像の撮影位置と前記特定された前記被検体の体表面の位置とを、被検体のボディマークの画像または被検体を撮影して得られた画像の少なくともいずれかに重畳して表示させる。たとえば、３Ｄボディマーク８００と、体表点マーク８０５と、プローブマーク８１１とを位置情報にあわせて合成する。そしてさらに超音波断層画像７００と合成し、表示部１２４に表示させる。
【００３１】
なお、図１に示した情報処理装置１００の各部の少なくとも一部は、独立した装置として実現してもよい。または、夫々１つもしくは複数のコンピュータにインストールし、コンピュータのＣＰＵにより実行することで、その機能を実現するソフトウェアとして実現してもよい。本実施例では、各部は、それぞれソフトウェアにより実現され、同一のコンピュータにインストールされているものとする。
【００３２】
図２は、図１に示した各部の夫々の機能を、ソフトウェアを実行することで実現するためのコンピュータの基本構成を示す図である。
【００３３】
ＣＰＵ２０１は、ＲＡＭ２０２やＲＯＭ２０３に格納されたプログラムやデータを用いてコンピュータ全体の制御を行う。また、各部の夫々におけるソフトウェアの実行を制御して、各部の機能を実現する。
【００３４】
ＲＡＭ２０２は、外部記憶装置２０７や記憶媒体ドライブ２０８からロードされたプログラムやデータを一時的に記憶するエリアを備えると共に、ＣＰＵ２０１が各種の処理を行うために必要とするワークエリアを備える。
【００３５】
ＲＯＭ２０３は、一般にコンピュータのプログラムや設定データなどが格納されている。キーボード２０４、マウス２０５は入力デバイスであり、操作者はこれらを用いて、各種の指示をＣＰＵ２０１に入力することができる。このプログラムは図３に示す処理を実現するためのプログラムである。
【００３６】
表示部２０６は、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどにより構成されており、３Ｄボディマーク８００や超音波断層画像７００等の表示を行う。また、表示すべきメッセージやＧＵＩ等を表示することができる。
【００３７】
外部記憶装置２０７は、ハードディスクドライブなどの大容量情報記憶装置として機能する装置であって、ここにＯＳ（オペレーティングシステム）やＣＰＵ２０１が実行するプログラム等を保存する。また本実施例の説明において、既知であると説明する情報はここに保存されており、必要に応じてＲＡＭ２０２にロードされる。
【００３８】
記憶媒体ドライブ２０８は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶されているプログラムやデータをＣＰＵ２０１からの指示に従って読み出して、ＲＡＭ２０２や外部記憶装置２０７に出力する。
【００３９】
Ｉ／Ｆ１００９は、アナログビデオポートあるいはＩＥＥＥ１３９４等のデジタル入出力ポートや、各種の情報を外部へ出力するためのイーサネット（登録商標）ポート等によって構成される。夫々が入力したデータはＩ／Ｆ２０９を介してＲＡＭ２０２に取り込まれる。三次元医用画像取得部１０２、注目点位置指定部１０４、断層画像取得部１０６、位置姿勢取得部１０８、およびプローブマーク生成部１１８の機能の一部は、Ｉ／Ｆ２０９によって実現される。
【００４０】
上述した各構成要素は、バス２１０によって相互に接続される。
【００４１】
図３は、情報処理装置１００が行う、超音波プローブ６１１による撮影を支援するための情報処理方法の処理手順を示すフローチャートである。なお、本実施例では、同フローチャートはＣＰＵ２０１が各部の機能を実現するプログラムを実行することにより実現される。なお、以下の処理を行う前段で、同フローチャートに従ったプログラムコードは、例えば外部記憶装置２０７からＲＡＭ２０２に既にロードされているものとする。
【００４２】
（Ｓ３０００） （ＭＲＩ画像の取得）
ステップＳ３０００で三次元医用画像取得部１０２の処理は、データサーバ１９０から情報処理装置１００へと入力される、仰臥位の乳房のＭＲＩ画像９００を取得する。
【００４３】
（Ｓ３０１０） （注目点位置の指定）
ステップＳ３０１０で注目点位置指定部１０４は、データサーバ１９０から情報処理装置１００へと入力される位置情報に基づいて、注目点９０４（病変領域９０３の中心）を指定する。
【００４４】
（Ｓ３０２０） （表面形状の算出）
ステップＳ３０２０で表面形状算出部１１０は、ＭＲＩ画像９００から乳房の表面９０１の形状データを抽出する。本実施例では、ＭＲＩ画像９００を適切な閾値で２値化して、乳房領域を含む体内領域を表すラベル画像を取得する。そして、ラベル画像のボクセル値が切り替わる境界面におけるボクセルの位置座標ベクトル群として、乳房の表面９０１の形状を表現する。
【００４５】
（Ｓ３０３０） （体表点位置の特定）
ステップＳ３０３０で体表点位置特定部１１２は、被検体の内部の注目点９０４の位置に基づく被検体の体表面の位置を特定する。ＭＲＩ画像９００中の注目点９０４から乳房の表面９０１に伸ばした体表点９０５の位置を算出することで当該体表点９０５の位置を特定する。本実施例では、乳房の表面９０１の形状を表現する位置座標ベクトル群を構成する各位置から注目点９０４の位置までの距離を夫々算出する。そして、距離が最小となる位置を選択し、選択された位置を体表点９０５の位置とする。
【００４６】
（Ｓ３０４０） （３Ｄボディマークの生成）
ステップＳ３０４０で３Ｄボディマーク生成部１１４の処理は、乳房の表面９０１の形状データに基づいて３Ｄボディマーク８００を生成する。具体的には、乳房の表面９０１の形状を表現する位置座標ベクトル群（点群）に基づいて、３Ｄボディマーク８００を生成する。例えば非特許文献１に開示されるような周知のポワソン方程式を利用してメッシュを生成する手法によって３角形メッシュを生成する。
【００４７】
（Ｓ３０５０） （体表点マークの生成）
ステップＳ３０５０で体表点マーク生成部１１６の処理は、体表点９０５の位置に体表点マーク８０５を生成する。例えば、体表点の位置に半径５ｍｍのメッシュ球を生成し、それを体表点マーク８０５として用いる。
【００４８】
（Ｓ３０６０） （超音波画像の取得）
ステップＳ３０６０で断層画像取得部１０６の処理は、第２画像撮像装置１８２から情報処理装置１００へと逐次入力される、超音波断層画像７００を取得する。
【００４９】
（Ｓ３０７０） （プローブ位置姿勢の取得）
ステップＳ３０７０で位置姿勢取得部１０８は、位置姿勢計測装置１８４から情報処理装置１００へと逐次入力される、センサ座標系６２０における超音波プローブ６１１の位置姿勢を取得する。
【００５０】
（Ｓ３０８０） （プローブマークの生成）
ステップＳ３０８０でプローブマーク生成部１１８は、超音波プローブ６１１の位置姿勢に応じたプローブマーク８１１を生成する。例えば、ステップＳ３０７０で取得された超音波プローブの位置姿勢に基づいて、予め作成しておいた、超音波プローブ６１１の形状を近似的に表す直方体モデルの位置姿勢を変換し、それをプローブマーク８１１として用いる。
【００５１】
（Ｓ３０９０） （画像の合成）
ステップＳ３０９０で表示制御部１２０は、３Ｄボディマーク８００上に、体表点マーク８０５とプローブマーク８１１を合成する。
【００５２】
（Ｓ３１００） （マーク、画像の表示）
ステップＳ３１００で表示制御部１２０は、超音波プローブ６１１により得られる超音波画像の撮影位置と特定された体表点９０５の位置とを表示部１２４に表示させる。表示制御部１２０はステップＳ３０９０にて合成された画像を表示部１２４に表示させる。ステップＳ３０６０で取得した超音波断層画像７００上の所定の位置に、当該３Ｄボディマーク８００を重畳表示する。かかるマーク、画像の表示は超音波プローブの位置が変更されることに応じて表示制御部１２０により動的に変更される。
【００５３】
（Ｓ３１１０） （終了判定）
ステップＳ３１１０で情報処理装置１００は、全体の処理を終了するか否かの判定を行う。例えば、表示部２０６上に配置された終了ボタンを操作者がマウス２０５でクリックするなどして、終了の判定を入力する。終了すると判定した場合には、情報処理装置１００の処理の全体を終了させる。一方、終了すると判定しなかった場合には、ステップＳ３０６０へと処理を戻し、新たに取得される超音波断層画像７００および超音波プローブの位置姿勢データに対して、ステップＳ３０６０からステップＳ３１００までの処理を再度実行する。
【００５４】
なお本実施例では人体の乳房を対象物体とする場合を例として説明したが、本発明の実施はこれに限らず任意の対象物体であってもよい。また本実施例ではＭＲＩ画像中で指摘された病変領域の中心を注目点とする場合を例として説明したが、本発明における注目点はこれに限らず、ＭＲＩ画像中の生検などの治療痕を表す領域の中心や、血腫を表す領域の中心など、どのような点であってもよい。さらに、注目点は複数あってもよい。
【００５５】
以上のとおり本実施例に係る情報処理装置は、第１の医用画像診断装置で対象物体を撮像した画像から、当該対象物体の表面の形状を取得し、第２の医用画像診断装置で対象物体を撮像する際のプローブの位置と姿勢を取得し、画像中の注目点の位置を取得する。そして、表面の形状に基づいて、注目点から前記表面に伸ばした体表点の位置を算出し、体表点の位置に関する情報と前記プローブの位置に関する情報を併せて表示する。
【００５６】
これにより、対象物体の内部の注目点から対象物体の表面に伸ばした体表点の位置に関する情報を、超音波プローブの位置に関する情報と共に表示する仕組みを提供できる。そのため、体表点と超音波プローブの位置に関する情報を参照しながらの超音波プローブの操作を支援することができる。
【００５７】
たとえば仰臥位の乳房のＭＲＩ画像中の注目点から乳房の表面に伸ばした体表点の位置を算出して、その位置を表す体表点マークをプローブマークと共に仰臥位の乳房を表す３Ｄボディマーク上に表示することができる。そのため、体表点と超音波プローブの位置に関する情報を参照しながらの超音波プローブの操作を支援することができる。
【００５８】
（実施例１の変形例１） （対象物体の表面から注目点までの距離を表示）
本実施例では、３Ｄボディマーク８００上の体表点の位置に体表点マーク８０５を表示する場合を、ステップＳ３０９０における表示制御部１２０の処理の例として説明したが、本発明の実施はこれに限らない。例えば、体表点の位置に体表点マーク８０５は表示せずに、体表点から注目点までの距離などの情報を表示してもよい。または、体表点マーク８０５上に体表点から注目点までの距離などの情報を重ねて表示してもよい。
【００５９】
（実施例１の変形例２） （体表点位置は注目点に最も近接する対象物体の表面の位置に限らない）
本実施例では、注目点９０４から乳房の表面９０１までの距離が最小となる点を体表点９０５の位置とする場合を、ステップＳ３０３０における体表点位置特定部１１２の処理の例として説明したが、本発明の実施はこれに限らない。例えば、注目点９０４からＭＲＩ座標系のＹ軸方向（重力軸方向）に伸ばした線分と乳房の表面９０１との交点を体表点９０５の位置としてもよい。この場合、超音波プローブ６１１の位置を体表点９０５の位置に合わせて、超音波プローブ６１１の姿勢をアキシャル断面またはサジタル断面に合わせれば、超音波断層画像７００が表す平面内に病変領域７０３が含まれることになる。
【００６０】
または、注目点９０４からＭＲＩ座標系のＸ軸方向に伸ばした線分と乳房の表面９０１との交点を体表点９０５の位置としてもよい。この場合、超音波プローブ６１１の位置を体表点９０５の位置に合わせて、超音波プローブ６１１の姿勢をアキシャル断面またはコロナル断面に合わせれば、超音波断層画像７００が表す平面内に病変領域７０３が含まれることになる。同様に、ＭＲＩ座標系のＺ軸方向の交点を体表点９０５の位置として、超音波プローブ６１１の姿勢をコロナル断面またはサジタル断面に合わせれば、超音波断層画像７００が表す平面内に病変領域７０３が含まれることになる。
【００６１】
または、乳房の表面９０１の形状を表現する位置座標ベクトル群を構成する各位置において法線を算出し、算出した夫々の法線から注目点９０４の位置までの距離を求めて、その距離が所定の距離よりも小さくなる位置を体表点９０５の位置としてもよい。ここで、複数の候補位置が得られた場合には、例えば、注目点９０４の位置との距離が最も近い候補位置を体表点９０５の位置として選択すればよい。
【００６２】
（実施例１の変形例３） （体表点位置がプローブを当てられない位置である場合には体表点位置をずらず）
本実施例では、注目点９０４から乳房の表面９０１までの距離が最小となる点を体表点９０５の位置とする場合を例として説明した。しかし、体表点９０５の位置が例えば乳頭９０２の位置と略一致する場合には、超音波プローブ６１１の位置を体表点９０５の位置に合わせて適切な超音波画像を取得することが困難となる。そこで本変形例では、体表点位置特定部１１２は、撮影部位または患者情報の少なくともいずれかに対応して記憶された被検体の所定領域の情報を取得する。そのうえで、体表点位置特定部１１２により特定される被検体の体表上の位置が該所定領域に含まれないように体表上の位置を特定する。
【００６３】
処理の一例としては、以下のとおりである。体表点位置特定部１１２が超音波撮像に適さない乳頭９０２等の位置と体表点９０５の位置が略一致するかどうかを判定する。略一致する場合には、体表点９０５の位置を例えばプローブマークの方向に所定の距離（例えば１０ｍｍ）だけ移動させる。
【００６４】
また別の処理の例としては、体表点位置特定部１１２が体表点９０５として特定する体表上の範囲から、先述の所定領域を除外し、除外後の残された範囲から最短となる経路を特定する。ここで除外領域となる所定領域とはたとえば乳房を撮影部位とした撮影の場合には乳頭であるが、超音波探触子の大きさや被検者の負担を考慮して乳頭を包含しかつ乳頭領域よりも十分大きな領域を除外領域としてもよい。
【００６５】
その際に、通常の体表点マークとは異なる態様で（色や形を変えて）移動させた体表点マークを表示させることで、避けるべき部位があることを明示的に示したガイド表示を行うことができる。なお、移動前の体表点マークと移動後の体表点マークを同時に表示させることとしてもよい。
【００６６】
（実施例１の変形例４） （ＭＲＩ以外）
本実施例では、第１画像撮像装置１８０としてＭＲＩ装置を用い、これにより得られるＭＲＩ画像を例として説明したが、本発明の実施はこれに限らない。例えば、ＣＴ画像を撮影するＸ線ＣＴ装置、光音響トモグラフィ装置、ＯＣＴ装置、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ、３次元超音波装置などを用いることができる。
【実施例２】
【００６７】
（対象物体の表面に沿ってプローブを動かすべき方向を表す矢印図形を表示）
本実施例では、実施例１の処理に加え、超音波プローブを対象物体の表面に沿って動かすべき方向に関する情報を、３Ｄボディマーク上に併せて表示する場合について説明する。以下、本実施例に係る情報処理装置について、実施例１との相違部分についてのみ説明する。
【００６８】
図４は、本実施例に係る情報処理装置の構成を示す。なお、図１と同じ部分については同じ番号、記号を付けており、その説明を省略する。
【００６９】
注目点選択部４０５は、注目点９０４が複数複数存在する場合に、プローブを誘導する対象となる注目点の選択情報を取得し、選択された注目点９０４の位置情報を体表点位置特定部１１２へと出力する。
【００７０】
誘導方向決定部４１３は、位置姿勢計測装置１８４により計測された超音波プローブ６１１の撮影位置と体表点９０５に基づいて、体表に沿って超音波プローブ６１１を動かすべき方向を決定する。誘導方向決定部４１３はたとえば、超音波プローブ６１１の位置姿勢と注目点９０４の位置情報と乳房の表面９０１の形状データに基づいて、超音波プローブを誘導する方向を表す３次元ベクトルを算出する。ユーザに対しては、この方向に沿って特定された位置へと超音波プローブ６１１の撮影位置を変えるよう促すため、矢印マーク生成部４１９へと出力する。
【００７１】
矢印マーク生成部４１９は、超音波プローブ６１１を誘導する方向を表す３次元ベクトルに基づいて、矢印マークを生成する。図１０は、矢印マークの表示例を示す図であり、図８と同じ部分については同じ番号、記号を付けている。矢印マーク生成部４１９は、生成した矢印マーク１００６を表示制御部４２０へと出力する。
【００７２】
表示制御部４２０は、３Ｄボディマーク８００と体表点マーク８０５とプローブマーク８１１と矢印マーク１００６とを合成する。そして、さらに超音波断層画像７００と合成するとともに、表示部１２４に表示させる。
【００７３】
図５は、情報処理装置４００が行う全体の処理手順を示すフローチャートである。実施例１と比べて、ステップＳ５０１５とステップＳ５０７５とステップＳ５０８５の処理が追加されている点と、ステップＳ３０９０の処理の代わりにステップＳ５０９０の処理が行われる点のみが異なっている。以下、これらの各ステップの処理のみを説明する。同フローチャートは、本実施形態ではＣＰＵ２０１が各部の機能を実現するプログラムを実行することにより実現される。なお、以下の処理を行う前段で、同フローチャートに従ったプログラムコードは、例えば外部記憶装置２０７からＲＡＭ２０２に既にロードされているものとする。
【００７４】
（Ｓ５０１５） （注目点の選択）
ステップＳ５０１５で注目点選択部４０５は、注目点９０４が複数複数存在する場合に、プローブを誘導する対象となる注目点の選択情報を取得する。例えば、表示部２０６上に注目点の数だけ配置された選択ボタンを操作者がマウス２０５でクリックするなどして、注目点の選択情報を入力する。
【００７５】
（Ｓ５０７５） （誘導方向の算出）
ステップＳ５０７５で誘導方向決定部４１３は、超音波プローブ６１１を誘導するための、乳房の表面９０１に沿った方向を表す３次元ベクトルを算出する。具体的には、まず、超音波プローブの先端の中央部６１２のＭＲＩ座標系９１０における位置Ｘｃから体表点９０５の位置Ｘｓに向かう３次元ベクトルＶｃｓを算出する。そして、Ｘｃにおける乳房の表面９０１の法線ベクトルＶｃとベクトルＶｃｓとのなす角が９０度となるように、プローブ座標系６１０のＸ軸周りにベクトルＶｃｓを回転させて、乳房の表面９０１に沿った方向を表す３次元ベクトルＶｃｓ’を算出する。
【００７６】
（Ｓ５０８５） （矢印マークの生成）
ステップＳ５０８５で矢印マーク生成部４１９は、超音波プローブ６１１を誘導する方向を表す３次元ベクトルＶｃｓ’に基づいて、矢印マーク１００６を生成する。例えば、ベクトルＶｃｓ’の方向に合わせて、予め作成しておいた３次元矢印モデルの位置姿勢を変換し、それを矢印マーク１００６として用いる。
【００７７】
（Ｓ５０９０） （画像の合成）
ステップＳ５０９０で表示制御部４２０は、３Ｄボディマーク８００上に体表点マーク８０５とプローブマーク８１１と矢印マーク１００６とを合成する。そして、ステップＳ５０６０で取得した超音波断層画像７００上の所定の位置に、当該３Ｄボディマーク８００を重畳する。
【００７８】
（Ｓ５１００） （マーク、画像の表示）
ステップＳ５１００で表示制御部４２０は上述の処理で合成された画像を表示部１２４に表示させる。かかるマーク、画像の表示は超音波プローブの位置が変更されることに応じて表示制御部４２０により動的に変更される。
【００７９】
以上のように、本実施例では、誘導方向決定部４１３が体表点の位置とプローブの位置とに基づいて、プローブを動かすべき方向を決定する。そして表示制御部４２０は、決定された方向を前記撮影位置と前記体表における前記特定の位置とともに表示させる。
【００８０】
これにより、超音波プローブを対象物体の表面に沿って動かすべき方向を表示する仕組みを提供できる。そのため、体表点と超音波プローブの位置に関する情報および超音波プローブを動かすべき方向に関する情報を参照しながらの超音波プローブの操作を支援することができる。
【００８１】
たとえば、超音波プローブを対象物体の表面に沿って動かすべき方向に関する情報を、３Ｄボディマーク上に併せて表示する仕組みを提供できる。そのため、体表点と超音波プローブの位置に関する情報および超音波プローブを動かすべき方向に関する情報を参照しながらの超音波プローブの操作を支援することができる。
【００８２】
さらに本実施例では、所定のフレームレートで撮影される超音波画像を表示部に順次表示させつつ、超音波プローブを体表に沿って動かす方向が表示部に表示される。これにより超音波プローブが体表に接触し被検体の断層画像を撮影したままでプローブを動かす方向をユーザに提示できる。ユーザはこれを確認しながら被検体の画像を連続的に観察し続けながら超音波プローブを適切に動かすことができるため、より被検体を観察しやすくなるという効果がある。
【００８３】
（実施例２の変形例１） （乳頭を迂回）
本実施例では、超音波プローブ６１１の位置姿勢と注目点９０４の位置情報と乳房の表面９０１の形状データに基づいて超音波プローブの誘導方向を表すベクトルを算出する場合を、ステップＳ５０７５における誘導方向決定部４１３の処理の例として説明した。しかし、超音波プローブ６１１の位置からベクトルの方向に伸ばした直線の上に、例えば乳頭９０２が存在する場合には、ベクトルに沿って超音波プローブ６１１を操作しつつ適切な超音波画像を取得することが困難となる。そこで本変形例では、超音波撮像に適さない乳頭９０２等の位置と上述の直線との距離が所定の距離（例えば２０ｍｍ）よりも短いかどうかを判定し、所定の距離よりも短い場合には、３次元ベクトルを算出し直す。具体的には、超音波撮像に適さない乳頭９０２等の位置から超音波プローブ６１１の位置までの距離が前記所定の距離よりも常に大きくなるような経由点を乳房の表面９０１の上に設定し、その経由点に向かう３次元ベクトルを算出し直す。
【００８４】
本変形例では乳房における乳頭領域を例に示したが、これに限らず乳房、腹部等の撮影部位や、性別等の患者情報に対応して所定の除外領域（所定領域）を設定できるようにしておき、情報処理装置内の不図示の記憶部またはデータサーバ１９０に記憶しておく。誘導方向決定部４１３はかかる除外領域の情報を取得し、当該除外領域（所定領域）を迂回するように超音波プローブ６１１を動かすべき方向を決定する。これにより、体表に超音波プローブを当てるべきでない所定領域が存在する場合にも、超音波プローブを体表に沿って動かす方向をユーザに適切に指示することができる。
【００８５】
（実施例２の変形例２） （最後に体表位置でプローブを回転（適切な姿勢になるように姿勢だけ変更するガイド表示））
本実施例では、超音波プローブ６１１を対象物体の表面に沿って動かすべき方向に関する情報を、３Ｄボディマーク上に併せて表示する場合を例として説明した。本変形例ではこれに限らず、指定された注目点９０４を適切に撮影するために超音波プローブ６１１の姿勢を変更させる指示を表示させる。
【００８６】
この場合、体表点位置特定部１１２はさらに、指定された注目点９０４の位置を超音波プローブ６１１の撮像画像範囲７１２におさめるための超音波プローブの姿勢を特定する。
【００８７】
また、誘導方向決定部４１３は特定された姿勢へと超音波プローブ６１１の姿勢を変えるために超音波プローブ６１１を動かすべき方向を決定する。超音波プローブ６１１を回転すべき方向は、撮像画像領域８１２を表す平面と注目点９０４との距離が小さくなるように算出する。ここで表示制御部４２０により表示される、回転すべき方向を表す矢印図形は、体表点９０５に向けて超音波プローブ６１１を誘導する方向を表す矢印図形とは異なる態様で（色や形を変えて）表示させる。
【００８８】
このようにすることで、超音波プローブを押し当てるべき体表の位置のみならず、超音波プローブの体表に対する姿勢についてもガイド表示することとなり、よりユーザの利便性を向上させることができる。
【００８９】
これに加えて、超音波プローブ６１１が体表位置の付近に到達した後に、適切な姿勢とするために超音波プローブを動かすべき方向を表す矢印図形を表示する。この場合表示制御部４２０は計測された超音波プローブの撮影位置と前記特定された体表点９０５の位置との間の距離が所定以下になったか否かを判定する判定部として機能する。また表示制御部４２０はこの判定の結果に応じて姿勢を変えるために超音波プローブを動かす方向を表示させる。たとえば表示制御部４２０は、プローブと体表点９０５との距離が所定の閾値よりも大きい場合には姿勢に関する方向指示は表示させず、所定の閾値以下となった場合には姿勢に関する方向指示を表示させることとする。このようにすることで、ユーザに位置と姿勢の複数の指示を同時に与えることが無くなり、ユーザにとって表示の分かりやすさや利便性が向上する。
【００９０】
さらに、誘導方向決定部４１３は、超音波プローブ６１１が体表位置の付近に到達した後に初めて超音波プローブ６１１が適切な姿勢となるように回転すべき方向を決定することとすれば、姿勢についての誘導方向を決定する処理の負荷を削減することができる。
【００９１】
（実施例２の変形例３）
実施例２の矢印マーク（第１の矢印マーク１００６）に加えて、表示制御部１２０は図１１に示すように、体表点９０５から注目点９０４へと向かう方向を示す第二の矢印マーク１１０６を表示部１２４に表示させる。
【００９２】
第二の矢印マーク１１０６の方向は誘導方向決定部４１３により演算され求められる。誘導方向決定部４１３は注目点９０４の位置と体表点９０５の位置の関係に基づいて、体表点９０５から注目点９０４に向かう方向を演算で求める。求めた方向を、超音波プローブ６１１の撮像面を向けるべき方向として決定する。表示制御部１２０は超音波プローブ６１１の撮影位置を示すプローブマーク８１１と、体表点９０５の位置を示す体表点マーク８０５と、第１の矢印マーク１００６と、第二の矢印マーク１１０６とを３Ｄボディマーク８００上に重畳表示する。重畳する対象は三次元のＭＲＩ画像やＣＴ画像であってもよい。また、２次元のボディマークやＭＲＩ画像に重畳する場合には、誘導方向決定部４１３で得られた方向を当該ボディマークの平面やＭＲＩ画像の断面に射影した方向を演算し表示することとすればよい。
【００９３】
これにより、ユーザは超音波プローブの目標位置とその目標位置へのプローブの動かし方、および目標位置において撮像面を向ける方向を表示画面から容易に把握することができる。
【実施例３】
【００９４】
実施例１または２における体表点位置は注目点と体表の形状から一意に定まる点（静止点）であった。これに代えて本実施例では、指定された注目点９０４の位置と、位置姿勢計測装置１８４により計測された超音波プローブ６１１の姿勢とに基づいて現在の超音波プローブの姿勢に適した体表点位置を動的に求め、表示部１２４に表示する。以下、本実施例に係る情報処理装置について、実施例１または２との相違部分についてのみ説明する。
【００９５】
本実施例に係る情報処理装置の構成は、図１と同様である。ただし、位置姿勢取得部１０８が取得した超音波プローブ６１１の姿勢が体表点位置特定部１１２に入力される点と、体表点位置特定部１１２が体表点位置を算出する際に超音波プローブ６１１の姿勢を利用する点が異なっている。体表点位置特定部１１２は、超音波プローブ６１１と体表との目標接触位置として体表点９０５の位置を特定する。この際に、位置姿勢計測装置１８４により計測された超音波プローブ６１１の姿勢を維持したままで指定された注目点９０４の位置が超音波プローブ６１１の撮像範囲に含まれるように、体表点９０５の位置を特定する。
【００９６】
本実施例に係る情報処理装置が行う全体の処理手順を示すフローチャートは、図３と同様である。ただし、ステップＳ３０３０およびステップＳ３０５０の処理は実行されず、ステップＳ３０７０とステップＳ３０８０の処理の間に以下の処理（ステップＳ３０７３およびステップＳ３０７７）が実行される点が異なっている。
【００９７】
ステップＳ３０７３で体表点位置特定部１１２は、ステップＳ３０７０で取得した超音波プローブ６１１の姿勢を利用することで、現在の超音波プローブの姿勢に適した体表位置を算出する。まず、超音波プローブ６１１の姿勢の情報に基づいて、プローブ座標系６１０の−Ｙ軸方向を算出する。次に、注目点９０４の位置からプローブ座標系６１０の−Ｙ軸に沿って伸ばした直線を求める。そして、当該直線と乳房の表面９０１との交点を、体表点９０５の位置とする。
【００９８】
ステップＳ３０７７で体表点マーク生成部１１６は、実施例１におけるステップＳ３０５０と同様に体表点９０５の位置に体表点マーク８０５を生成する。
【００９９】
このように本実施例では、超音波プローブの姿勢に基づいて、前記注目点から前記表面に伸ばした体表点の位置を算出する。
【０１００】
これにより、現在の超音波プローブの姿勢に応じて向かうべき体表点の位置が変化するので、表示される体表点位置に超音波プローブが達した際に、その撮影画像内に注目点が描出されやすいというさらなる効果がある。
【実施例４】
【０１０１】
実施例１または２における体表点位置は一意に定まる点であった。また、実施例３では、現在の超音波プローブ６１１の姿勢に適した体表点位置を動的に求めていた。これに対し、本実施例では、現在の超音波プローブ６１１の位置に応じて体表点９０５の位置を複数の候補位置から動的に選択し、表示部１２４に表示する。以下、本実施例に係る情報処理装置について、実施例１乃至３との相違部分についてのみ説明する。
【０１０２】
図１２は、本実施例に係る情報処理装置１２００の構成を示す。なお、図１と同じ部分については同じ番号、記号を付けており、その説明を省略する。
【０１０３】
体表点候補位置算出部１２１１は、指定された注目点９０４に基づく被検体の体表における体表点９０５の候補位置を算出する。ここでは、注目点９０４の位置情報と乳房の表面９０１の形状データに基づいて、体表点９０５の一つ以上の候補位置を算出し、体表点位置特定部１２１２へと出力する。
【０１０４】
体表点位置特定部１２１２は、位置姿勢取得部１０８が取得した超音波プローブ６１１の位置に基づいて、体表点９０５の位置を候補位置の中から特定する。
【０１０５】
図１３は、情報処理装置１２００が行う全体の処理手順を示すフローチャートである。実施例１と比べて、ステップＳ３０３０およびステップＳ３０５０に相当する処理が実行されない点が異なっている。また、ステップＳ３０２０に相当する処理の後に、ステップＳ１３０２５の処理が実行される点が異なっている。また、ステップＳ３０７０に相当する処理の後に、以下の処理（ステップＳ１３０７３およびステップＳ１３０７７）が実行される点が異なっている。以下、これらの各ステップの処理のみを説明する。
【０１０６】
ステップＳ１３０２５で体表点候補位置算出部１２１１は、被検体の内部の注目点９０４の位置に基づいて、被検体の体表点の候補位置として複数の候補位置を算出する。本実施例では、乳房の表面９０１の形状を表現する位置座標ベクトル群を構成する各位置において法線を算出し、算出した夫々の法線から注目点９０４の位置までの距離を求めて、その距離が所定の距離よりも小さくなる位置を体表点９０５の候補位置とする。すなわち、注目点９０４の撮影に適したプローブ位置として、体表からみて略垂直の方向に注目点９０４が位置するような体表上の複数の点を、体表点９０５の候補位置として算出する。ただし、注目点９０４からの距離が所定の値（例えば、超音波の奥行き方向の撮像範囲）以上の点は候補から除外する。また、条件を満たす体表上の点同士が近すぎる（すなわち、同じような点が複数選ばれている）場合には、注目点９０４からの距離が小さいほうの点のみを候補位置とするようにしてもよい。また、体表点９０５の候補位置の数が所定数となるように、注目点９０４からの距離が小さい順に体表上の点を選択してもよい。
【０１０７】
ここでいう略垂直あるいは略法線方向については、超音波プローブを体表に対して略垂直に当てて撮影するのが通常の撮影方法であるためであり、厳密な垂直或いは法線方向であることを要しない。撮影者がほぼ法線方向と認識する程度の誤差、少なくともプラスマイナス数度は許容される。
【０１０８】
ステップＳ１３０７３で体表点位置特定部１２１２は、ステップＳ１３０７０で取得した超音波プローブ６１１の位置を利用することで、現在の超音波プローブの位置に適した体表位置を候補位置の中から特定する。具体的には、超音波プローブ６１１の位置との距離が最も近い候補位置を選択して、体表点９０５の位置とする。ここで、超音波プローブ６１１の位置と候補位置との間の距離は、体表面に沿った測地線距離とすればよい。あるいは、簡単に２点間の直線距離（ユークリッド距離）としてもよい。このようにすれば、撮影者の操作時間を減らしつつ適切な撮影が実現できる。
【０１０９】
ここで別の例として、体表点位置特定部１２１２は、超音波プローブ６１１の姿勢に基づいて、超音波プローブ６１１の傾き具合をなるべく変更させずに撮影可能となる候補位置を体表点９０５の位置とする。具体的には、各候補位置について、注目点９０４の位置を撮影するための超音波プローブ６１１の姿勢を関連付けて記憶させておき、超音波プローブ６１１の姿勢と、記憶された姿勢とを体表点位置特定部１２１２が比較する。比較の結果最も姿勢の変更が少なくて済む候補位置が特定され、体表点９０５の位置とされる。このようにすることで、超音波プローブ６１１の姿勢の変更を少なくさせることができ、撮影者の操作を容易にすることができる。
【０１１０】
ステップＳ１３０７７で体表点マーク生成部１２１６は、実施例１におけるステップＳ３０５０と同様に体表点９０５の位置に体表点マーク８０５を生成する。その際に、体表点位置特定部１２１２で特定した体表点９０５の位置のみならず、体表点候補位置算出部１２１１で算出した候補位置にも、体表点マーク８０５とは異なる表示態様で体表点候補マークを生成してもよい。ここで、３Ｄボディマーク８００の代わりに２次元のボディマークを用いる場合には、体表点９０５の位置（および候補位置）を当該ボディマークの平面上に投影した位置を演算し、その位置に体表点マーク８０５（および体表点候補マーク）を生成すればよい。
【０１１１】
このように本実施例では、超音波プローブの位置に基づいて、前記注目点から前記表面に伸ばした体表点の位置を算出する。これにより、現在の超音波プローブの位置に最も近い体表点の位置が選択されるので、ユーザの作業負担をより減らすことができる。
【０１１２】
（実施例４の変形例１） （複数の候補位置から最初に選択）
本実施例では、現在の超音波プローブ６１１の位置に応じて体表点９０５の位置を複数の候補位置から動的に選択する場合を例として説明した。本変形例ではこれに限らず、所定のタイミングの超音波プローブ６１１の位置に基づいて、体表点９０５の位置を複数の候補位置から一意に定める。この所定のタイミングは、例えば、表示部２０６上に配置されたボタンを操作者がマウス２０５でクリックしたタイミングとすればよい。または、超音波プローブ６１１が被検体に接触して被検体内部の超音波画像が取得され始めたタイミングとしてもよい。該タイミングは、例えば、超音波プローブ６１１が被検体に接触していない状態の超音波画像と現在の超音波画像との差分が一定以上か否かで判定すればよい。
【０１１３】
（その他の実施例）
上述の実施例では、注目点９０４及び体表点９０５を特定することとしていたが、これに限らず、注目する領域、及びこれに基づく体表の領域を指定することとしても良い。
【０１１４】
また上述の実施例では、体表点９０５は体表上における点として特定されているが、これはあくまで体表に接触させて撮影する超音波プローブの接触位置を分かりやすく示すためであり、必ずしも体表上にて特定する必要はなく、体表付近の位置であればよい。
【０１１５】
本発明は、上述の超音波撮影システムを、複数の機器から構成されるシステムで複数の機器で処理を分散して実現することとしてもよいし、当然一つの機器からなる装置に適用してもよい。たとえば、超音波プローブ６１１と、位置姿勢計測装置１８４と、表示部１２４と、上述の実施例のいずれかの情報処理装置とを備える超音波装置であってもよい。
【０１１６】
尚、本発明は、ソフトウェアのプログラムをシステム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによって前述した実施形態の機能が達成される場合を含む。この場合、供給されるプログラムは実施形態で図に示したフローチャートに対応したコンピュータプログラムである。
【０１１７】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【０１１８】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどとの協働で実施形態の機能が実現されてもよい。この場合、ＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。
【０１１９】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれて前述の実施形態の機能の一部或いは全てが実現されてもよい。この場合、機能拡張ボードや機能拡張ユニットにプログラムが書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行う。
【符号の説明】
【０１２０】
１００ 情報処理装置
１０４ 注目点位置指定部
１０６ 断層画像取得部
１０８ 位置姿勢取得部
１１０ 表面形状算出部
１１２ 体表点位置特定部
１１４ ３Ｄボディマーク生成部
１１６ 体表点マーク生成部
１１８ プローブマーク生成部
１２０ 表示制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の超音波画像を得る超音波プローブによる撮影を支援するための情報処理装置であって、
三次元画像における前記被検体の内部の位置を指定する指定手段と、
前記指定された位置に基づく前記被検体の体表における位置を特定する特定手段と、
前記超音波プローブにより得られる超音波画像の撮影位置と前記特定された位置とを表示部に表示させる表示制御手段と、
を有することを特徴とする超音波撮影支援装置。
【請求項２】
計測手段により計測された前記超音波プローブの撮影位置と前記特定された体表における位置との差に基づいて、前記特定された位置へと前記超音波プローブの撮影位置を変えるために前記体表に沿って前記超音波プローブを動かすべき方向を決定する決定手段をさらに有し、
前記表示制御手段は、前記決定された方向を前記撮影位置と前記体表における前記特定の位置とともに表示させる
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項３】
前記決定手段は、撮影部位または患者情報の少なくともいずれかに対応させて記憶された被検体の所定領域の情報を取得し、前記所定領域を迂回するように前記超音波プローブを動かすべき方向を決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項４】
前記特定手段はさらに、前記指定された位置を超音波プローブの撮像領域におさめるための超音波プローブの姿勢を特定し、
前記決定手段は、前記特定された姿勢へと前記超音波プローブの姿勢を変えるために前記超音波プローブを動かすべき方向を決定する
ことを特徴とする請求項３に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項５】
前記計測された超音波プローブの撮影位置と前記特定された体表における位置との間の距離が所定以下になったか否かを判定する判定手段をさらに有し、
前記表示制御手段は、前記判定の結果に応じて前記姿勢を変えるために超音波プローブを動かす方向を表示させる
ことを特徴とする請求項４に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項６】
前記表示制御手段は、前記体表に沿って前記超音波プローブを動かす方向を表示するとともに、前記超音波プローブにより所定のフレームレートで撮影される前記被検体の超音波画像を順次表示させる
ことを特徴とする請求項２に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項７】
前記特定手段は、撮影部位または患者情報の少なくともいずれかに対応して記憶された被検体の所定領域の情報を取得し、前記特定手段により特定される前記被検体の体表上の位置が該所定領域に含まれないように前記体表上の位置を特定する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項８】
前記撮影部位の１つは乳房であり、乳房に対応する前記所定領域は乳頭に基づく領域であることを特徴とする請求項３または７に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項９】
前記特定手段は、前記指定された位置と、計測手段により計測された前記超音波プローブの位置または姿勢とに基づいて前記体表における位置を特定する
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項１０】
前記特定手段は、前記計測された前記超音波プローブの姿勢を維持したままで前記指定された位置が前記超音波プローブの撮像範囲に含まれるような前記超音波プローブと前記体表との目標接触位置を特定する
ことを特徴とする請求項９に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項１１】
前記特定手段は、前記指定された位置と前記超音波プローブの状態とに基づいて前記被検体の体表における位置を複数の候補位置から選択することで特定する
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項１２】
前記特定手段は、前記指定された位置に対応する複数の体表面の候補位置を取得し、前記候補位置のうち、前記超音波プローブの位置に最も近い位置を前記表示対象とする体表面の位置として特定することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項１３】
前記特定手段は、前記指定された位置が体表面の略法線方向となるような複数の体表面の位置のうち、前記指定された位置までの距離が閾値よりも小さくなる位置を前記表示手段により表示対象とする体表面の位置の候補位置として特定することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項１４】
前記決定手段は、前記指定された位置と前記特定された位置との関係に基づいて、前記前記特定された位置から前記指定された位置へと向かう方向を決定し、
前記表示制御手段は、前記撮影位置と前記特定された位置と前記決定された方向とを表示させる
ことを特徴とする請求項２乃至１３のいずれか１項に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項１５】
前記表示制御手段は、前記超音波画像の撮影位置と前記特定された前記被検体の体表面の位置とを、被検体のボディマークの画像または被検体を撮影して得られた画像の少なくともいずれかに重畳して表示させる
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項１６】
前記被検体のＭＲＩ画像またはＣＴ画像のいずれかを、前記被検体を撮影して得られた画像として取得する取得手段
をさらに有することを特徴とする請求項１５に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の超音波撮影支援装置と、
前記超音波プローブと、
前記超音波プローブの位置姿勢を計測する計測手段と、
前記表示部と、
を有することを特徴とする超音波撮影装置。
【請求項１８】
被検体の超音波画像を得る超音波プローブによる撮影を支援するための情報処理方法であって、
前記被検体の内部の位置を指定するステップと、
前記被検体の内部の位置に基づく前記被検体の体表面の位置を特定するステップと、
前記超音波プローブにより得られる超音波画像の撮影位置と前記特定された位置とを表示部に表示させるステップと、
を有することを特徴とする情報処理方法。
【請求項１】
被検体の超音波画像を得る超音波プローブによる撮影を支援するための情報処理装置であって、
三次元画像における前記被検体の内部の位置を指定する指定手段と、
前記指定された位置に基づく前記被検体の体表における位置を特定する特定手段と、
前記超音波プローブにより得られる超音波画像の撮影位置と前記特定された位置とを表示部に表示させる表示制御手段と、
を有することを特徴とする超音波撮影支援装置。
【請求項２】
計測手段により計測された前記超音波プローブの撮影位置と前記特定された体表における位置との差に基づいて、前記特定された位置へと前記超音波プローブの撮影位置を変えるために前記体表に沿って前記超音波プローブを動かすべき方向を決定する決定手段をさらに有し、
前記表示制御手段は、前記決定された方向を前記撮影位置と前記体表における前記特定の位置とともに表示させる
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項３】
前記決定手段は、撮影部位または患者情報の少なくともいずれかに対応させて記憶された被検体の所定領域の情報を取得し、前記所定領域を迂回するように前記超音波プローブを動かすべき方向を決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項４】
前記特定手段はさらに、前記指定された位置を超音波プローブの撮像領域におさめるための超音波プローブの姿勢を特定し、
前記決定手段は、前記特定された姿勢へと前記超音波プローブの姿勢を変えるために前記超音波プローブを動かすべき方向を決定する
ことを特徴とする請求項３に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項５】
前記計測された超音波プローブの撮影位置と前記特定された体表における位置との間の距離が所定以下になったか否かを判定する判定手段をさらに有し、
前記表示制御手段は、前記判定の結果に応じて前記姿勢を変えるために超音波プローブを動かす方向を表示させる
ことを特徴とする請求項４に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項６】
前記表示制御手段は、前記体表に沿って前記超音波プローブを動かす方向を表示するとともに、前記超音波プローブにより所定のフレームレートで撮影される前記被検体の超音波画像を順次表示させる
ことを特徴とする請求項２に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項７】
前記特定手段は、撮影部位または患者情報の少なくともいずれかに対応して記憶された被検体の所定領域の情報を取得し、前記特定手段により特定される前記被検体の体表上の位置が該所定領域に含まれないように前記体表上の位置を特定する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項８】
前記撮影部位の１つは乳房であり、乳房に対応する前記所定領域は乳頭に基づく領域であることを特徴とする請求項３または７に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項９】
前記特定手段は、前記指定された位置と、計測手段により計測された前記超音波プローブの位置または姿勢とに基づいて前記体表における位置を特定する
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項１０】
前記特定手段は、前記計測された前記超音波プローブの姿勢を維持したままで前記指定された位置が前記超音波プローブの撮像範囲に含まれるような前記超音波プローブと前記体表との目標接触位置を特定する
ことを特徴とする請求項９に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項１１】
前記特定手段は、前記指定された位置と前記超音波プローブの状態とに基づいて前記被検体の体表における位置を複数の候補位置から選択することで特定する
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項１２】
前記特定手段は、前記指定された位置に対応する複数の体表面の候補位置を取得し、前記候補位置のうち、前記超音波プローブの位置に最も近い位置を前記表示対象とする体表面の位置として特定することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項１３】
前記特定手段は、前記指定された位置が体表面の略法線方向となるような複数の体表面の位置のうち、前記指定された位置までの距離が閾値よりも小さくなる位置を前記表示手段により表示対象とする体表面の位置の候補位置として特定することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項１４】
前記決定手段は、前記指定された位置と前記特定された位置との関係に基づいて、前記前記特定された位置から前記指定された位置へと向かう方向を決定し、
前記表示制御手段は、前記撮影位置と前記特定された位置と前記決定された方向とを表示させる
ことを特徴とする請求項２乃至１３のいずれか１項に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項１５】
前記表示制御手段は、前記超音波画像の撮影位置と前記特定された前記被検体の体表面の位置とを、被検体のボディマークの画像または被検体を撮影して得られた画像の少なくともいずれかに重畳して表示させる
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項１６】
前記被検体のＭＲＩ画像またはＣＴ画像のいずれかを、前記被検体を撮影して得られた画像として取得する取得手段
をさらに有することを特徴とする請求項１５に記載の超音波撮影支援装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の超音波撮影支援装置と、
前記超音波プローブと、
前記超音波プローブの位置姿勢を計測する計測手段と、
前記表示部と、
を有することを特徴とする超音波撮影装置。
【請求項１８】
被検体の超音波画像を得る超音波プローブによる撮影を支援するための情報処理方法であって、
前記被検体の内部の位置を指定するステップと、
前記被検体の内部の位置に基づく前記被検体の体表面の位置を特定するステップと、
前記超音波プローブにより得られる超音波画像の撮影位置と前記特定された位置とを表示部に表示させるステップと、
を有することを特徴とする情報処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−６３２５３（Ｐ２０１３−６３２５３Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５０４７２（Ｐ２０１２−１５０４７２）
【出願日】平成２４年７月４日（２０１２．７．４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月４日（２０１２．７．４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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