超音波診断装置

【課題】頚動脈診断において、被験者と超音探触子の姿勢決めすることができる超音波診断装置を提供する。
【解決手段】本発明の超音波診断装置は、体表から超音波を送受信する超音波振動子と前記超音波振動子を有する超音波探触子と受信された超音波から断面画像を構築する超音波診断装置であって、被検者の胴体姿勢を基準と定める姿勢基準手段と、前記被検者の頭部に設置する角度センサと、前記超音波探触子にする角度センサと、前記角度センサからの取得角度情報から姿勢角度を演算する制御手段と、その姿勢角度を表示する表示手段を有している。
この構成により、被検者と超音波探触子の姿勢決めすることができ、かつ、設置場所の制約を少なくすることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
生体内に超音波探触子から超音波を照射して受け取ったエコー信号から断面画像を構築し表示する超音波診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
頚動脈における動脈硬化診断に超音波診断装置が使われる。このとき、超音波探触子を首に当接させ頚動脈の血管壁を超音波のエコー信号で作った画像を取得し、血管壁の厚さやプラークなどの症状について診断することになる。症状の経過観察を行う場合は、過去と同じ場所を調べる必要があり、そのためには、首も同じ姿勢をとり、それに対して、超音波探触子も同じ位置で同じ姿勢に姿勢決めして診断することが必要となる。
【０００３】
従来の超音波診断装置において、過去の診断と首と超音波探触子を同じ姿勢に姿勢決めするには、診断する者の感覚に依るものであった。よって、過去の診断と同じ姿勢にするため、首と超音波探触子を姿勢決めできる手段を備えた超音波診断装置は有効である。
【０００４】
特許文献１には、磁場を発生させ、電磁気的なセンサにより位置と角度を取得し、観察部位のロケーションを把握するためのナビゲーション表示する超音波診断装置が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−４７１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
磁場を発生させ、電磁気的なセンサにより位置と角度を取得し、観察部位のロケーションを把握するためのナビゲーション表示する超音波診断装置については、電磁気的なセンサを用いているため、他の電子機器や設備による外的な磁場の影響を受けやすく、また、磁場を発生させているので他の電子機器に影響を及ぼす可能があるため、設置場所の制約を多く受ける問題があった。
【０００６】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、体表から超音波を送受信する超音波振動子と前記超音波振動子を有する超音波探触子と受信された超音波から断面画像を構築する超音波診断装置であって、被検者の胴体姿勢を基準と定める姿勢基準手段と、前記被検者の頭部に設置する角度センサと、前記超音波探触子に設置された角度センサと、前記角度センサからの取得角度情報から姿勢角度を演算する制御手段と、その姿勢角度を表示する表示手段を有することで、被検者と超音波探触子の姿勢決めすることができ、設置場所の制約が少ない超音波診断装置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】
本発明の超音波診断装置は、体表から超音波を送受信する超音波振動子と前記超音波振動子を有する超音波探触子と受信された超音波から断面画像を構築する超音波診断装置であって、被検者の胴体姿勢を基準と定める姿勢基準手段と、前記被検者の頭部に設置する第一の角度センサと、前記超音波探触子に設置された第二の角度センサと、第一の角度センサと第２の角度センサからの取得角度情報から姿勢角度を演算する制御手段と、その姿勢角度を表示する表示手段を有している。
【０００８】
この構成により、被検者と超音波探触子の姿勢決めすることができ、かつ、設置場所の制約を少なくすることができる。
【０００９】
また、本発明の超音波診断装置は、前記姿勢基準手段が、前記第一の角度センサと前記第２の角度センサとを取り付ける勘合部を有している特徴を有している。
【００１０】
この構成により、前記姿勢基準手段に、角度センサを正確に合わせて、角度センサの原点キャリブレーションを行うことができる。
【００１１】
また、本発明の超音波診断装置は、姿勢基準手段が、前記第一の角度センサと前記第二の角度センサとである特徴を有している。
【００１２】
この構成により、頭部に設置した角度センサと超音波探触子に設置した角度センサを、姿勢基準手段に合わせて原点合わせすることなく、原点を設定することができる。
【００１３】
また、本発明の超音波診断装置は、姿勢基準手段が、ベッドに設置されている特徴を有している。
【００１４】
この構成により、ベッドを介して被検者の胴体に、簡単に基準を設置することができる。
【００１５】
また、本発明の超音波診断装置は、前記姿勢基準手段が、枕に設置されている特徴を有している。
【００１６】
この構成により、枕を介して被検者の胴体に、簡単に基準を設置することができる。
【００１７】
また、本発明の超音波診断装置は、前記表示手段が、前記制御手段から演算された姿勢角度から人体の形状モデルを表示する特徴を有している。
【００１８】
この構成により、診断する者は、被検者と超音波探触子の姿勢の表示を確認することができる。
【００１９】
また、本発明の超音波診断装置は、前記第一の角度センサと前記第２角度センサとの角度情報から、姿勢角度の変動を検知して、前記表示手段に表示する特徴を有している。
【００２０】
この構成により、手ぶれや位置ずれを検出して、安定した計測ができるようになる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の超音波診断装置は、体表から超音波を送受信する超音波振動子と前記超音波振動子を有する超音波探触子と受信された超音波から断面画像を構築する超音波診断装置であって、被検者の胴体姿勢を基準と定める姿勢基準手段と前記被検者の頭部に設置する角度センサと前記超音波探触子に角度センサと、前記被検者の頭部に設置する角度センサと前記超音波探触子に角度センサからの取得角度情報を表示する表示手段を有している。
【００２２】
この構成により、被検者と超音波探触子の姿勢決めすることができ、かつ、設置場所の制約を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態の超音波診断装置について、図面を用いて説明する。
【００２４】
本発明の実施の形態の超音波診断装置を図１から８に示す。図１において、被検者の胴体部５の姿勢を基準と定める姿勢基準手段１と、前記被検者の頭部７に設置する角度センサ２（第一の角度センサ）と、超音波探触子４に設置された角度センサ３（第２の角度センサ）と、前記角度センサ２、３からの取得角度情報から被検者の姿勢角度と超音波探触子４の姿勢角度を算出する制御手段１０１と、その値を表示する表示手段１０２を有している。前記超音波探触子４からの信号から断層画像を構築する超音波診断装置１００を有している。また、被検者は、ベッド８の上で枕９に頭部をのせて仰向けになっている。図２において、姿勢基準手段１は、その一部に、角度センサ２、３を勘合するための勘合部２０を有している。なお、勘合部の向きは、図中に示されたもの以外でも良く、形状は、角度センサ２、３を勘合できる形状である。
【００２５】
また、図３において、姿勢基準手段１は、その一部に、角度センサ２、３に設置された穴部２２を勘合する突起部２１を有している。なお、穴部２２と突起部２１は、円筒形に限らなく、個数は複数あっても構わない。なお、姿勢基準手段１は、樹脂材などのブロック材でもよい。なお、姿勢基準手段１は、角度センサでも構わない。
【００２６】
図６において、姿勢基準手段１ａ、１ｂはベッドまたは枕９に設置された場合である。図７において、表示手段１０２は、姿勢基準手段１と角度センサ２、３からの角度情報をもとに制御手段１０１で演算され構築された人体の形状モデル１０３を示した場合である。なお、人体の形状モデル１０３は、３次元グラフィックモデルや、ワイヤーフレームモデルで構わない。なお、角度センサ２、３は、３軸まわりの角度を検出できることが望ましい。なお、角度センサ２、３は、角速度センサや加速度センサを複数組み合わせて構成されているものでも構わない。
【００２７】
以上のように構成された超音波診断装置について、図１から図８を用いてその動作を説明する。
【００２８】
図１において、仰向けに寝た被検者の首部６に超音波探触子４を当接させ、前記超音波探触子４から超音波を送受信して、超音波診断装置１００で断層画像を構築し表示する。観測する部位である総頚動脈の断面が表示されるように、超音波探触子４を首部６に当接させることになる。このとき、経過診断の際に、頚動脈に対する超音波探触子４の位置・姿勢を同じにして診断する必要がある。頚動脈の位置は超音波診断装置１００の断面画像が表示される位置となるが、その姿勢は、胴体部５に対する首部６の姿勢に依存するものである。よって、まず被検者の頭部７の姿勢により胴体部５に対する首部６の姿勢決めができ、また、その首部６の姿勢に対して超音波探触子４を同じ姿勢にすることで、頚動脈に対する超音波探触子４の当てる姿勢を同じに姿勢決めすることができる。
【００２９】
具体的には、図４（ａ）において、まず、姿勢基準手段１を被験者の胴体部５に設置する。このとき、設置場所は、左右の鎖骨の間が望ましい。次に、図４（ｂ）において、姿勢基準手段１に角度センサ２（第一の角度センサ）を取り付けて、制御手段１０１にて、このときの角度センサ２の角度をキャリブレーションして原点とする。これは、姿勢基準手段１の角度を（ＲＸ０，ＲＹ０，ＲＺ０）とし、角度センサ２の角度（ＲＸ１，ＲＹ１，ＲＺ１）とし、この取り付け時の角度を（ＲＸ１０，ＲＹ１０，ＲＺ１０）とすれば、
（ＲＸ１０，ＲＹ１０，ＲＺ１０）＝（ＲＸ０，ＲＹ０，ＲＺ０）＝（０，０，０）
となる。次に、図４（ｃ）において、角度センサ２を頭部７に設置する。これにより、これ以降、角度センサ２の角度（ＲＸ１，ＲＹ１，ＲＺ１）が、姿勢基準手段１に対する首部の姿勢角度として表わすことができる。ここで、姿勢基準手段１に角度センサ２を取り付けるときに、図２、３に示すように、姿勢基準手段１と角度センサ２を勘合させることで、双方のずれを防ぐことができる。
【００３０】
同様に、角度センサ３（第２の角度センサ）においては、図５に示される。図５（ａ）において、まず、姿勢基準手段１を被験者の胴体部５に設置する。次に、図５（ｂ）において、姿勢基準手段１に角度センサ３を取り付けて、制御手段１０１にて、このときの角度センサ３の角度をキャリブレーションして原点とする。これは、姿勢基準手段１の角度を（ＲＸ０，ＲＹ０，ＲＺ０）とし、角度センサ３の角度（ＲＸ２，ＲＹ２，ＲＺ２）とし、この取り付け時の角度を（ＲＸ２０，ＲＹ２０，ＲＺ２０）とすれば、
（ＲＸ２０，ＲＹ２０，ＲＺ２０）＝（ＲＸ０，ＲＹ０，ＲＺ０）＝（０，０，０）
となる。次に、図５（ｃ）において、角度センサ３を超音波探触子４に取り付ける。これにより、これ以降、図５（ｄ）に示すように、角度センサ３の角度（ＲＸ２，ＲＹ２，ＲＺ２）が、姿勢基準手段１に対する超音波探触子の姿勢角度として表わすことができる。これらの角度の演算は、制御手段１０１によって行われるものである。
【００３１】
また、姿勢基準手段１が角度センサの場合は、角度センサ２、３の角度（ＲＸ１，ＲＹ１，ＲＺ１）、（ＲＸ２，ＲＹ２，ＲＺ２）から、胴体部５に設置された姿勢基準手段１の角度（ＲＸ０，ＲＹ０，ＲＺ０）を、差し引いた値を首部６と超音波探触子４の姿勢角度とすればよい。
【００３２】
このように求められた首部と超音波探触子の姿勢角度は、表示手段１０２に表示され、制御手段１０１に設置した記録再生手段に記録される。また、この首部６の姿勢角度と超音波探触子４の姿勢角度は、胴体部５を基準としたものであるため、ベッド８の向きなどが変わっても、基準に対して同じ角度に保つことが可能である。また、磁場・電磁気を用いていないため周りの環境の影響を受けにくく、設置場所の制約が少ないものになる。
【００３３】
また、胴体部５がベッド８に対して、常に同じ姿勢、例えば仰向けになっていれば、胴体部５の姿勢は同一なものとなるため、ベッド８に角度センサ１ａを設置しても良く、枕９がベッド８に対して同じ姿勢に設置すれば姿勢基準１ｃを枕９に設置することも同様になる。
【００３４】
図７において、人体の形状モデル１０３は、胴体部と頭部と首部の形状モデルのパーツを、制御手段１０１で演算された人体の姿勢角度をもとに構築される。なお、各形状モデルのパーツは、標準的な寸法が与えられていてもよい。なお、性別や年齢になどによって、各形状モデルのパーツの寸法を変えてもよい。なお、形状モデルのパーツは、球や円筒などの簡易的な形状でも構わない。
【００３５】
角度センサ２、３の角度は、常に制御手段１０１で監視されているため、角度ぶれや角度ずれを検視することができる。
【００３６】
角度ぶれの場合、例えば、図８（ａ）のように角度ＲＸ２が時間とともに変化することになる。この変化がある基準より大きくなると、制御手段１０１で角度ぶれが発生したと判断し、表示手段１０２に表示する。例えば、角度ぶれを判断する基準は、±１°とすれば良い。また、図８（ｂ）のように、例えば角度ＲＸ２が大きく変化して、ある基準よりも大きくなった場合、制御手段１０１で角度ずれと判断して、表示手段１０２に表示する。例えば、角度ずれの基準は、±５°とすれば良い。
【００３７】
このような本発明の実施の形態によれば、この構成により、被検者と超音波探触子の姿勢決めすることができ、かつ、設置場所の制約を少なくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明の超音波診断装置は、体表から超音波を送受信する超音波振動子と前記超音波振動子を有する超音波探触子と受信された超音波から断面画像を構築する超音波診断装置であって、被検者の胴体姿勢を基準と定める姿勢基準手段と、前記被検者の頭部に設置する角度センサ（第一の角度センサ）と、前記超音波探触子に設置する角度センサ（第２の角度センサ）と、前記角度センサからの取得角度情報から姿勢角度を演算する制御手段と、その姿勢角度を表示する表示手段を有している。
【００３９】
この構成により、被検者と超音波探触子の姿勢決めすることができ、かつ、設置場所の制約を少なくすることができ、生体内に超音波探触子から超音波を照射して受け取ったエコー信号から断面画像を構築し表示する超音波診断装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態における超音波診断装置の概観図
【図２】本発明の実施の形態における超音波診断装置の動作説明の図
【図３】本発明の実施の形態における超音波診断装置の動作説明の図
【図４】本発明の実施の形態における超音波診断装置の動作説明の図
【図５】本発明の実施の形態における超音波診断装置の動作説明の図
【図６】本発明の実施の形態における超音波診断装置の動作説明の図
【図７】本発明の実施の形態における超音波診断装置の動作説明の図
【図８】本発明の実施の形態における超音波診断装置の動作説明の図
【符号の説明】
【００４１】
１，１ａ，１ｂ姿勢基準手段
２角度センサ（第一の角度センサ）
３角度センサ（第二の角度センサ）
４超音波探触子
５胴体部
６首部
７頭部
８ベッド
９枕
２０勘合部
２１突起部
２２穴部
３０ケーブル
１００超音波診断装置
１０１制御手段
１０２表示手段
１０３人体の形状モデル

【特許請求の範囲】
【請求項１】
体表から超音波を送受信する超音波振動子と前記超音波振動子を有する超音波探触子と受信された超音波から断面画像を構築する超音波診断装置であって、被検者の胴体姿勢を基準と定める姿勢基準手段と、前記被検者の頭部に設置する第一の角度センサと、前記超音波探触子に設置する第二の角度センサと、前記第一の角度センサと前記第２の角度センサとからの取得角度情報から姿勢角度を演算する制御手段と、その姿勢角度を表示する表示手段を有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記姿勢基準手段は、前記第一の角度センサと前記第２の角度センサとを取り付ける勘合部を有していることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記姿勢基準手段は、前記第一の角度センサと前記第２の角度センサとであることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記姿勢基準手段は、ベッドに設置されていることを特徴とする請求項１または３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記姿勢基準手段は、枕に設置されていることを特徴とする請求項１または３に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記表示手段は、前記制御手段から演算された姿勢角度から人体の形状モデルを表示することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記第一の角度センサと前記第２の角度センサとから、姿勢角度の変動を検知して、前記表示手段に表示することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。

【図１】