超音波診断装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波を利用して被検体の診断部位について断層像を得ると共に時系列的に連続する複数枚の断層像から３次元画像を構成して表示する超音波診断装置に関し、特に表示された３次元画像上で断層像を見たいとして設定した位置に探触子を走査する際に、両者を対応付けしてその設定位置に容易に合致させることができる超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の３次元画像表示の超音波診断装置は、被検体に超音波を送受信する探触子と、この探触子で受信した反射波の信号を入力して増幅し診断部位の断層像の再生処理を行う信号処理回路と、この信号処理回路からの画像信号を表示のために処理する画像表示回路と、上記信号処理回路からの時系列的に連続する画像信号を入力して３次元画像の再生処理を行う３次元画像再構成回路と、上記画像表示回路及び３次元画像再構成回路からの画像信号を入力して診断部位の断層像又は３次元画像を表示するモニタと、上記各構成要素を制御する制御回路部とを有して成っていた。
【０００３】上記超音波診断装置における走査方式は、例えばメカニカルセクタ走査方式、リニア電子走査方式、コンベックス電子走査方式、フェーズドアレイセクタ電子走査方式などがあるが、それぞれ探触子から扇形又は矩形に超音波ビームを被検体内に向けて発射し、診断部位からの反射波を計測して断層像を得ると共に、上記扇形又は矩形の超音波ビームの面と直交する方向にそのビーム面を振ることにより複数の断層像を得て、これらの断層像を基にして３次元画像を再構成して表示する。
【０００４】すなわち、図６に示すように、超音波診断装置１の探触子２を被検体３の診断部位の体表面に接触させて、例えばＸ−Ｚ平面内で扇形の超音波ビーム４を発射すると共に、上記探触子２をＸ−Ｚ平面に直交するＹ−Ｚ平面内で振れ角が扇形５のようになるように動かすことにより、複数の断層像を得る。そして、図６において振れ角がθ1のとき、図７に示すような断層像Ｉ1が得られ、振れ角がθ2のとき、図８に示すような断層像Ｉ2が得られるとする。このとき、断層像Ｉ1にてドプラ血流計測機能で血流像Ｂ1が得られ、断層像Ｉ2にて同じく血流像Ｂ2が得られたとする。そして、このようにして各振れ角において得られた複数の断層像を用いて、Ｘ線ＣＴ装置などで行われているボクセル法、ボリュームレンダリング法などにより３次元画像を再構成する。その結果、例えば図９に示すように、血管の３次元画像Ｉ3が得られる。
【０００５】上記のようにして得られた血管の３次元画像Ｉ3は、例えば超音波診断装置とは別個の３次元画像処理装置のモニタに表示されるが、上記モニタに表示された３次元画像Ｉ3を観察しながら、狭窄部位などの注目すべき点の断層像を見ようとするときは、操作者は、上記３次元画像Ｉ3上で矢印や直線などのカーソルにより設定位置６を決め、探触子を被検体の体表面上で移動しながら超音波診断装置のモニタに断層像を表示し、上記設定位置６に該当する断層像を探すこととなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従来の超音波診断装置においては、３次元画像Ｉ3上で決めた設定位置６と、操作者が探触子を移動して表示した断層像との間には、何の対応付けもされておらず、操作者は、上記３次元画像Ｉ3上の設定位置６の血管の形状と、断層像の血流像の形状とを比較しながら、主観的に判断して該当するであろう断層像を決めていた。従って、上記設定位置６に該当する断層像を探すのに、試行錯誤的に何回も繰り返すことがあり操作性が悪いと共に、探し出した断層像が実際には設定位置６に対応しておらず正確さに欠けることがあった。
【０００７】そこで、本発明は、このような問題点に対処し、表示された３次元画像上で断層像を見たいとして設定した位置に探触子を走査する際に、両者を対応付けしてその設定位置に容易に合致させることができる超音波診断装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明による超音波診断装置は、被検体に超音波を送受信する探触子と、この探触子で受信した反射波の信号を入力して診断部位の画像信号を生成する信号処理回路と、上記画像信号を表示のために処理する画像表示回路と、上記信号処理回路からの時系列的に連続する画像信号を入力して３次元画像の再生処理を行う３次元画像再構成回路と、上記画像表示回路及び３次元画像再構成回路からの画像信号を入力して診断部位の断層像又は３次元画像を表示するモニタと、上記各構成要素を制御する制御回路部とを有する超音波診断装置において、上記制御回路部に対してモニタに表示された３次元画像上で断層像を見たい位置を設定する位置設定器と、上記探触子の現在位置を検出する位置検出回路と、上記位置設定器及び位置検出回路からの位置信号により可聴音を発生する音発生手段とを備えたものである。
【０００９】
【作用】このように構成された超音波診断装置は、制御回路部に接続された位置設定器によりモニタに表示された３次元画像上で断層像を見たい位置を設定し、探触子に接続された位置検出回路で該探触子の現在位置を検出し、音発生手段により上記位置設定器及び位置検出回路からの位置信号を入力して可聴音を発生するように動作する。これにより、操作者は、３次元画像上の設定位置に対する探触子の位置関係を、上記可聴音を聞きながら判断することができ、断層像を見たいとして設定した位置に探触子を容易に合致させることができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による超音波診断装置の実施例を示すブロック図である。この超音波診断装置は、超音波を利用して被検体の診断部位について断層像を得ると共に時系列に連続する複数枚の断層像から３次元画像を再構成して表示するもので、図に示すように、探触子１１と、信号処理回路１２と、画像表示回路１３と、３次元画像再構成回路１４と、モニタ１５と、制御回路部１６とを有し、さらに位置設定器１７と、位置検出回路１８と、誤差計算回路１９と、変調手段（２０，２１）と、音発生手段（２２，２３）とを備えて成る。
【００１１】上記探触子１１は、機械的又は電子的にビーム走査を行って被検体に超音波を送信及び受信するもので、図示省略したが、その中には超音波の発生源であると共に反射エコーを受信する振動子が内蔵されている。信号処理回路１２は、上記探触子１１で受信した反射エコーの信号を入力して診断部位の画像信号を生成するもので、その内部には、探触子１１を駆動して超音波を発生させるための送波パルスを生成する送波回路と、上記探触子１１で受信した反射エコーの信号について所定のゲインで増幅する受信回路と、受信信号の位相を制御して一つの収束点に対して超音波ビームを形成する整相回路と、この整相回路からの受信信号についてゲイン補正、ログ圧縮、検波、フィルタ処理等を行う信号処理部などを有している。そして、上記探触子１１及び信号処理回路１２で超音波ビームを被検体の体内で一定方向に走査させることにより、１枚の断層像を得るようになっている。
【００１２】画像表示回路１３は、上記信号処理回路１２から出力される画像信号を入力して表示のために処理するもので、画像データを一時的に記憶する画像メモリや、この画像メモリから出力された画像データをアナログビデオ信号に変換するＤ／Ａ変換器などを有している。３次元画像再構成回路１４は、上記信号処理回路１２からの時系列的に連続する画像信号を入力して３次元画像の再生処理を行うもので、前述の従来例と同様に、図６〜図９に示すような動作により、３次元画像Ｉ3を再構成するようになっている。そして、モニタ１５は、上記画像表示回路１３及び３次元画像再構成回路１４から出力される画像信号を入力して診断部位の断層像又は３次元画像を表示するもので、例えばＣＲＴから成る。
【００１３】また、制御回路部１６は、上記各構成要素の動作を制御するもので、例えばＣＰＵ（中央処理装置）から成る。そして、この制御回路部１６には、装置の操作指令等を入力する操作卓２４が接続されている。
【００１４】ここで、本発明においては、図１に示すように、上記制御回路部１６に位置設定器１７が接続されると共に、上記探触子１１には位置検出回路１８が接続され、さらに誤差計算回路１９と、Ｄ／Ａ変換器２０と、電圧制御発信器２１と、増幅器２２と、スピーカ２３とが設けられている。
【００１５】上記位置設定器１７は、前記モニタ１５に表示された３次元画像Ｉ3（図９参照）上で断層像を見たい位置を設定するもので、例えばトラックボールから成り、このトラックボールを操作することによりモニタ１５の画面上で設定位置６を示す矢印などのカーソルが動き、その信号が制御回路部１６へ送られるようになっている。また、位置検出回路１８は、前記探触子１１の現在位置を検出するもので、例えば上記探触子１１に取り付けられた１関節結合の２本のアームから成る操作用アームの各アームの長さ、及び各端部に取り付けられた回動角度検出器からの角度信号を入力して、上記操作用アームの動きに応じて探触子１１の位置を計測し、ディジタル信号で出力するようになっている。そして、誤差計算回路１９は、上記位置設定器１７から制御回路部１６を介して出力される設定位置６の位置信号Ｓ1及び位置検出回路１８から出力される探触子１１の位置信号Ｓ2を入力して、該両者間の位置の誤差を求めるものである。
【００１６】Ｄ／Ａ変換器２０は、上記誤差計算回路１９で求めた誤差信号Ｓ3を入力してアナログ信号に変換するものである。また、電圧制御発信器２１は、上記Ｄ／Ａ変換器２０からのアナログ信号を入力してそのアナログ信号の大きさに応じた電圧信号を発生するものである。そして、このＤ／Ａ変換器２０と電圧制御発信器２１とで、上記位置設定器１７による設定位置６と探触子１１の現在位置との距離に応じた電圧信号を発生する変調手段を構成している。
【００１７】増幅器２２は、上記電圧制御発信器２１から出力される電圧信号を入力して適宜の増幅率で増幅するものである。また、スピーカ２３は、上記増幅器２２からの電圧信号を入力してその電圧信号の大きさに応じた可変周波数の可聴音を発生するものである。そして、この増幅器２２とスピーカ２３とで、音発生手段を構成している。
【００１８】次に、このように構成された超音波診断装置の動作について説明する。まず、操作者は、図１において探触子１１を被検体の体表面上で操作し、前述の図６R>６に示すと同様にして被検体の診断部位について超音波ビーム４を走査し、図７及び図８に示すと同様に複数の断層像Ｉ1，Ｉ2，…を計測する。このとき、各断層像Ｉ1，Ｉ2，…にてドプラ血流計測機能により血流像Ｂ1，Ｂ2，…が得られる。次に、このようにして得られた複数の断層像を用いて、図１に示す３次元画像再構成回路１４によりボクセル法又はボリュームレンダリング法などで、図９に示すように血管の３次元画像Ｉ3を再構成する。そして、この３次元画像Ｉ3は、画像表示回路１３を介してモニタ１５に表示される。
【００１９】この状態で操作者は、図１に示す位置設定器１７を操作して、図９に示す３次元画像Ｉ3上で血管の狭窄部位などの注目すべき点の断層像を見るために、矢印などのカーソルを移動して設定位置６を決める。このとき、上記位置設定器１７からの信号は制御回路部１６へ入力され、位置信号Ｓ1として誤差計算回路１９へ送出される。その後、操作卓２４からの操作指示により、画像表示回路１３を断層像の表示モードに切り換える。
【００２０】次に、再度探触子１１を被検体の体表面上で操作し、上記３次元画像Ｉ3上で設定位置６により指定した位置の断層像を得るべく、超音波ビームを走査する。このとき、刻々と変化する探触子１１の現在位置は、位置検出回路１８で検出され、位置信号Ｓ2として誤差計算回路１９へ送出される。すると、この誤差計算回路１９は、上記二つの位置信号Ｓ1，Ｓ2を入力して両者間の誤差を求め、誤差信号Ｓ3として出力する。そして、この誤差信号Ｓ3は、次のＤ／Ａ変換器２０及び電圧制御発信器２１を介して変調され、さらにスピーカ２３から設定位置６と探触子１１の現在位置とのずれ量に応じた可変周波数の可聴音が発生される。
【００２１】このとき、上記位置のずれ量と可聴音との関係は、例えば図２に示すように設定しておく。すなわち、上記３次元画像Ｉ3上の設定位置６を横軸上のＰ点で示すと共に、探触子１１の現在位置を同じくＱ点で示し、探触子１１を体表面上で操作して移動させると、Ｑ点は横軸上で左右方向に移動する。そして、上記スピーカ２３から発生される可変周波数の可聴音の周波数特性を、Ｐ点に谷を有する折れ線Ｌ1のように設定しておくと、可聴音の周波数は線形に変化し、Ｐ点より最も遠い位置では例えば２ＫHzの高い音が発生し、Ｐ点に一致したときは例えば400Hzの低い音になる。従って、操作者は、モニタ１５に表示される断層像を見ながら探触子１１を操作し、可聴音の周波数が最も低くなる位置を探すことにより、図９に示すように決めた設定位置６に探触子１１をセットすることができる。
【００２２】図３はスピーカ２３から発生される可聴音の周波数特性の他の例を示すグラフである。この例では、周波数特性をＰ点に谷を有する曲線Ｌ2のように設定している。この場合は、Ｐ点に向けて可聴音の周波数が非線形に変化するので、Ｐ点からのずれに対する周波数の変化が大きくなり、設定位置６に対する探触子１１のセットが容易となる。
【００２３】図４はスピーカ２３から発生される可聴音の周波数特性の更に他の例を示すグラフである。この例では、周波数特性をＰ点だけで音を発生し、他の領域では無音とする直線Ｌ3のように設定している。この場合は、Ｐ点に一致したときだけ例えば１ＫHzの可聴音が発生するので、設定位置６との合致した状態が明確になる。ただし、それに至る間では、設定位置６とのずれ具合が全くわからないという欠点を含んでいる。
【００２４】図５はスピーカ２３から発生される可聴音の周波数特性の更に他の例を示すグラフである。この例では、周波数特性を図２の場合と図４の場合とを組み合わせた状態となるように、Ｐ点に谷を有する折れ線Ｌ4のように設定している。この場合は、Ｐ点に向けて可聴音の周波数が線形に変化すると共に、Ｐ点との一致により特定周波数（例えば１ＫHz）の音が発生するので、設定位置６とのずれ具合がわかると共に、合致した状態が明確にわかり、探触子１１のセットがより容易となる。
【００２５】以上のようにして、図９に示す３次元画像Ｉ3上で決められた設定位置６に対して探触子１１がセットされると、その位置の断層像がモニタ１５の画面に表示される。これにより、注目部位の断層像を詳細に観察することができる。
【００２６】なお、図２，図３及び図５においては、Ｐ点に谷を有するカーブの周波数特性としたが、本発明はこれに限らず、逆にＰ点に山を有するカーブの周波数特性としてもよい。
【００２７】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、制御回路部に接続された位置設定器によりモニタに表示された３次元画像上で断層像を見たい位置を設定し、探触子に接続された位置検出回路で該探触子の現在位置を検出し、音発生手段により上記位置設定器及び位置検出回路からの位置信号を入力して可聴音を発生させることができる。これにより、操作者は、３次元画像上の設定位置に対する探触子の位置関係を、上記可聴音を聞きながら判断することができ、断層像を見たいとして設定した位置に探触子を容易に合致させることができる。従って、従来のように、試行錯誤的に何回も繰り返しながら該当するであろう断層像を主観的な判断により探すことなく、操作性を向上できると共に、設定位置に該当する正しい断層像を容易に得て観察することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による超音波診断装置の実施例を示すブロック図、
【図２】 スピーカから発生される可聴音の周波数特性の一例を示すグラフ、
【図３】 スピーカから発生される可聴音の周波数特性の他の例を示すグラフ、
【図４】 スピーカから発生される可聴音の周波数特性の更に他の例を示すグラフ、
【図５】 スピーカから発生される可聴音の周波数特性の更に他の例を示すグラフ、
【図６】 超音波診断装置において複数の断層像を得てこれらから３次元画像を再構成する状態を示す説明図、
【図７】 図６において振れ角θ1における断層像を示す説明図、
【図８】 図６において振れ角θ2における断層像を示す説明図、
【図９】 複数の断層像から再構成した血管の３次元画像を示す説明図。
【符号の説明】
６…３次元画像上の設定位置、 １１…探触子、 １２…信号処理回路、１３…画像表示回路、 １４…３次元画像再構成回路、 １５…モニタ、 １６…制御回路部、 １７…位置設定器、 １８…位置検出回路、 １９…誤差計算回路、 ２０…Ｄ／Ａ変換器、 ２１…電圧制御発信器、 ２２…増幅器、 ２３…スピーカ、 Ｉ1，Ｉ2…断層像、 Ｉ3…血管の３次元画像、 Ｓ1，Ｓ2…位置信号、 Ｓ3…誤差信号。
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波を利用して被検体の診断部位について断層像を得ると共に時系列的に連続する複数枚の断層像から３次元画像を構成して表示する超音波診断装置に関し、特に表示された３次元画像上で断層像を見たいとして設定した位置に探触子を走査する際に、両者を対応付けしてその設定位置に容易に合致させることができる超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の３次元画像表示の超音波診断装置は、被検体に超音波を送受信する探触子と、この探触子で受信した反射波の信号を入力して増幅し診断部位の断層像の再生処理を行う信号処理回路と、この信号処理回路からの画像信号を表示のために処理する画像表示回路と、上記信号処理回路からの時系列的に連続する画像信号を入力して３次元画像の再生処理を行う３次元画像再構成回路と、上記画像表示回路及び３次元画像再構成回路からの画像信号を入力して診断部位の断層像又は３次元画像を表示するモニタと、上記各構成要素を制御する制御回路部とを有して成っていた。
【０００３】上記超音波診断装置における走査方式は、例えばメカニカルセクタ走査方式、リニア電子走査方式、コンベックス電子走査方式、フェーズドアレイセクタ電子走査方式などがあるが、それぞれ探触子から扇形又は矩形に超音波ビームを被検体内に向けて発射し、診断部位からの反射波を計測して断層像を得ると共に、上記扇形又は矩形の超音波ビームの面と直交する方向にそのビーム面を振ることにより複数の断層像を得て、これらの断層像を基にして３次元画像を再構成して表示する。
【０００４】すなわち、図６に示すように、超音波診断装置１の探触子２を被検体３の診断部位の体表面に接触させて、例えばＸ−Ｚ平面内で扇形の超音波ビーム４を発射すると共に、上記探触子２をＸ−Ｚ平面に直交するＹ−Ｚ平面内で振れ角が扇形５のようになるように動かすことにより、複数の断層像を得る。そして、図６において振れ角がθ1のとき、図７に示すような断層像Ｉ1が得られ、振れ角がθ2のとき、図８に示すような断層像Ｉ2が得られるとする。このとき、断層像Ｉ1にてドプラ血流計測機能で血流像Ｂ1が得られ、断層像Ｉ2にて同じく血流像Ｂ2が得られたとする。そして、このようにして各振れ角において得られた複数の断層像を用いて、Ｘ線ＣＴ装置などで行われているボクセル法、ボリュームレンダリング法などにより３次元画像を再構成する。その結果、例えば図９に示すように、血管の３次元画像Ｉ3が得られる。
【０００５】上記のようにして得られた血管の３次元画像Ｉ3は、例えば超音波診断装置とは別個の３次元画像処理装置のモニタに表示されるが、上記モニタに表示された３次元画像Ｉ3を観察しながら、狭窄部位などの注目すべき点の断層像を見ようとするときは、操作者は、上記３次元画像Ｉ3上で矢印や直線などのカーソルにより設定位置６を決め、探触子を被検体の体表面上で移動しながら超音波診断装置のモニタに断層像を表示し、上記設定位置６に該当する断層像を探すこととなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従来の超音波診断装置においては、３次元画像Ｉ3上で決めた設定位置６と、操作者が探触子を移動して表示した断層像との間には、何の対応付けもされておらず、操作者は、上記３次元画像Ｉ3上の設定位置６の血管の形状と、断層像の血流像の形状とを比較しながら、主観的に判断して該当するであろう断層像を決めていた。従って、上記設定位置６に該当する断層像を探すのに、試行錯誤的に何回も繰り返すことがあり操作性が悪いと共に、探し出した断層像が実際には設定位置６に対応しておらず正確さに欠けることがあった。
【０００７】そこで、本発明は、このような問題点に対処し、表示された３次元画像上で断層像を見たいとして設定した位置に探触子を走査する際に、両者を対応付けしてその設定位置に容易に合致させることができる超音波診断装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明による超音波診断装置は、被検体に超音波を送受信する探触子と、この探触子で受信した反射波の信号を入力して診断部位の画像信号を生成する信号処理回路と、上記画像信号を表示のために処理する画像表示回路と、上記信号処理回路からの時系列的に連続する画像信号を入力して３次元画像の再生処理を行う３次元画像再構成回路と、上記画像表示回路及び３次元画像再構成回路からの画像信号を入力して診断部位の断層像又は３次元画像を表示するモニタと、上記各構成要素を制御する制御回路部とを有する超音波診断装置において、上記制御回路部に対してモニタに表示された３次元画像上で断層像を見たい位置を設定する位置設定器と、上記探触子の現在位置を検出する位置検出回路と、上記位置設定器及び位置検出回路からの位置信号により可聴音を発生する音発生手段とを備えたものである。
【０００９】
【作用】このように構成された超音波診断装置は、制御回路部に接続された位置設定器によりモニタに表示された３次元画像上で断層像を見たい位置を設定し、探触子に接続された位置検出回路で該探触子の現在位置を検出し、音発生手段により上記位置設定器及び位置検出回路からの位置信号を入力して可聴音を発生するように動作する。これにより、操作者は、３次元画像上の設定位置に対する探触子の位置関係を、上記可聴音を聞きながら判断することができ、断層像を見たいとして設定した位置に探触子を容易に合致させることができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による超音波診断装置の実施例を示すブロック図である。この超音波診断装置は、超音波を利用して被検体の診断部位について断層像を得ると共に時系列に連続する複数枚の断層像から３次元画像を再構成して表示するもので、図に示すように、探触子１１と、信号処理回路１２と、画像表示回路１３と、３次元画像再構成回路１４と、モニタ１５と、制御回路部１６とを有し、さらに位置設定器１７と、位置検出回路１８と、誤差計算回路１９と、変調手段（２０，２１）と、音発生手段（２２，２３）とを備えて成る。
【００１１】上記探触子１１は、機械的又は電子的にビーム走査を行って被検体に超音波を送信及び受信するもので、図示省略したが、その中には超音波の発生源であると共に反射エコーを受信する振動子が内蔵されている。信号処理回路１２は、上記探触子１１で受信した反射エコーの信号を入力して診断部位の画像信号を生成するもので、その内部には、探触子１１を駆動して超音波を発生させるための送波パルスを生成する送波回路と、上記探触子１１で受信した反射エコーの信号について所定のゲインで増幅する受信回路と、受信信号の位相を制御して一つの収束点に対して超音波ビームを形成する整相回路と、この整相回路からの受信信号についてゲイン補正、ログ圧縮、検波、フィルタ処理等を行う信号処理部などを有している。そして、上記探触子１１及び信号処理回路１２で超音波ビームを被検体の体内で一定方向に走査させることにより、１枚の断層像を得るようになっている。
【００１２】画像表示回路１３は、上記信号処理回路１２から出力される画像信号を入力して表示のために処理するもので、画像データを一時的に記憶する画像メモリや、この画像メモリから出力された画像データをアナログビデオ信号に変換するＤ／Ａ変換器などを有している。３次元画像再構成回路１４は、上記信号処理回路１２からの時系列的に連続する画像信号を入力して３次元画像の再生処理を行うもので、前述の従来例と同様に、図６〜図９に示すような動作により、３次元画像Ｉ3を再構成するようになっている。そして、モニタ１５は、上記画像表示回路１３及び３次元画像再構成回路１４から出力される画像信号を入力して診断部位の断層像又は３次元画像を表示するもので、例えばＣＲＴから成る。
【００１３】また、制御回路部１６は、上記各構成要素の動作を制御するもので、例えばＣＰＵ（中央処理装置）から成る。そして、この制御回路部１６には、装置の操作指令等を入力する操作卓２４が接続されている。
【００１４】ここで、本発明においては、図１に示すように、上記制御回路部１６に位置設定器１７が接続されると共に、上記探触子１１には位置検出回路１８が接続され、さらに誤差計算回路１９と、Ｄ／Ａ変換器２０と、電圧制御発信器２１と、増幅器２２と、スピーカ２３とが設けられている。
【００１５】上記位置設定器１７は、前記モニタ１５に表示された３次元画像Ｉ3（図９参照）上で断層像を見たい位置を設定するもので、例えばトラックボールから成り、このトラックボールを操作することによりモニタ１５の画面上で設定位置６を示す矢印などのカーソルが動き、その信号が制御回路部１６へ送られるようになっている。また、位置検出回路１８は、前記探触子１１の現在位置を検出するもので、例えば上記探触子１１に取り付けられた１関節結合の２本のアームから成る操作用アームの各アームの長さ、及び各端部に取り付けられた回動角度検出器からの角度信号を入力して、上記操作用アームの動きに応じて探触子１１の位置を計測し、ディジタル信号で出力するようになっている。そして、誤差計算回路１９は、上記位置設定器１７から制御回路部１６を介して出力される設定位置６の位置信号Ｓ1及び位置検出回路１８から出力される探触子１１の位置信号Ｓ2を入力して、該両者間の位置の誤差を求めるものである。
【００１６】Ｄ／Ａ変換器２０は、上記誤差計算回路１９で求めた誤差信号Ｓ3を入力してアナログ信号に変換するものである。また、電圧制御発信器２１は、上記Ｄ／Ａ変換器２０からのアナログ信号を入力してそのアナログ信号の大きさに応じた電圧信号を発生するものである。そして、このＤ／Ａ変換器２０と電圧制御発信器２１とで、上記位置設定器１７による設定位置６と探触子１１の現在位置との距離に応じた電圧信号を発生する変調手段を構成している。
【００１７】増幅器２２は、上記電圧制御発信器２１から出力される電圧信号を入力して適宜の増幅率で増幅するものである。また、スピーカ２３は、上記増幅器２２からの電圧信号を入力してその電圧信号の大きさに応じた可変周波数の可聴音を発生するものである。そして、この増幅器２２とスピーカ２３とで、音発生手段を構成している。
【００１８】次に、このように構成された超音波診断装置の動作について説明する。まず、操作者は、図１において探触子１１を被検体の体表面上で操作し、前述の図６R>６に示すと同様にして被検体の診断部位について超音波ビーム４を走査し、図７及び図８に示すと同様に複数の断層像Ｉ1，Ｉ2，…を計測する。このとき、各断層像Ｉ1，Ｉ2，…にてドプラ血流計測機能により血流像Ｂ1，Ｂ2，…が得られる。次に、このようにして得られた複数の断層像を用いて、図１に示す３次元画像再構成回路１４によりボクセル法又はボリュームレンダリング法などで、図９に示すように血管の３次元画像Ｉ3を再構成する。そして、この３次元画像Ｉ3は、画像表示回路１３を介してモニタ１５に表示される。
【００１９】この状態で操作者は、図１に示す位置設定器１７を操作して、図９に示す３次元画像Ｉ3上で血管の狭窄部位などの注目すべき点の断層像を見るために、矢印などのカーソルを移動して設定位置６を決める。このとき、上記位置設定器１７からの信号は制御回路部１６へ入力され、位置信号Ｓ1として誤差計算回路１９へ送出される。その後、操作卓２４からの操作指示により、画像表示回路１３を断層像の表示モードに切り換える。
【００２０】次に、再度探触子１１を被検体の体表面上で操作し、上記３次元画像Ｉ3上で設定位置６により指定した位置の断層像を得るべく、超音波ビームを走査する。このとき、刻々と変化する探触子１１の現在位置は、位置検出回路１８で検出され、位置信号Ｓ2として誤差計算回路１９へ送出される。すると、この誤差計算回路１９は、上記二つの位置信号Ｓ1，Ｓ2を入力して両者間の誤差を求め、誤差信号Ｓ3として出力する。そして、この誤差信号Ｓ3は、次のＤ／Ａ変換器２０及び電圧制御発信器２１を介して変調され、さらにスピーカ２３から設定位置６と探触子１１の現在位置とのずれ量に応じた可変周波数の可聴音が発生される。
【００２１】このとき、上記位置のずれ量と可聴音との関係は、例えば図２に示すように設定しておく。すなわち、上記３次元画像Ｉ3上の設定位置６を横軸上のＰ点で示すと共に、探触子１１の現在位置を同じくＱ点で示し、探触子１１を体表面上で操作して移動させると、Ｑ点は横軸上で左右方向に移動する。そして、上記スピーカ２３から発生される可変周波数の可聴音の周波数特性を、Ｐ点に谷を有する折れ線Ｌ1のように設定しておくと、可聴音の周波数は線形に変化し、Ｐ点より最も遠い位置では例えば２ＫHzの高い音が発生し、Ｐ点に一致したときは例えば400Hzの低い音になる。従って、操作者は、モニタ１５に表示される断層像を見ながら探触子１１を操作し、可聴音の周波数が最も低くなる位置を探すことにより、図９に示すように決めた設定位置６に探触子１１をセットすることができる。
【００２２】図３はスピーカ２３から発生される可聴音の周波数特性の他の例を示すグラフである。この例では、周波数特性をＰ点に谷を有する曲線Ｌ2のように設定している。この場合は、Ｐ点に向けて可聴音の周波数が非線形に変化するので、Ｐ点からのずれに対する周波数の変化が大きくなり、設定位置６に対する探触子１１のセットが容易となる。
【００２３】図４はスピーカ２３から発生される可聴音の周波数特性の更に他の例を示すグラフである。この例では、周波数特性をＰ点だけで音を発生し、他の領域では無音とする直線Ｌ3のように設定している。この場合は、Ｐ点に一致したときだけ例えば１ＫHzの可聴音が発生するので、設定位置６との合致した状態が明確になる。ただし、それに至る間では、設定位置６とのずれ具合が全くわからないという欠点を含んでいる。
【００２４】図５はスピーカ２３から発生される可聴音の周波数特性の更に他の例を示すグラフである。この例では、周波数特性を図２の場合と図４の場合とを組み合わせた状態となるように、Ｐ点に谷を有する折れ線Ｌ4のように設定している。この場合は、Ｐ点に向けて可聴音の周波数が線形に変化すると共に、Ｐ点との一致により特定周波数（例えば１ＫHz）の音が発生するので、設定位置６とのずれ具合がわかると共に、合致した状態が明確にわかり、探触子１１のセットがより容易となる。
【００２５】以上のようにして、図９に示す３次元画像Ｉ3上で決められた設定位置６に対して探触子１１がセットされると、その位置の断層像がモニタ１５の画面に表示される。これにより、注目部位の断層像を詳細に観察することができる。
【００２６】なお、図２，図３及び図５においては、Ｐ点に谷を有するカーブの周波数特性としたが、本発明はこれに限らず、逆にＰ点に山を有するカーブの周波数特性としてもよい。
【００２７】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、制御回路部に接続された位置設定器によりモニタに表示された３次元画像上で断層像を見たい位置を設定し、探触子に接続された位置検出回路で該探触子の現在位置を検出し、音発生手段により上記位置設定器及び位置検出回路からの位置信号を入力して可聴音を発生させることができる。これにより、操作者は、３次元画像上の設定位置に対する探触子の位置関係を、上記可聴音を聞きながら判断することができ、断層像を見たいとして設定した位置に探触子を容易に合致させることができる。従って、従来のように、試行錯誤的に何回も繰り返しながら該当するであろう断層像を主観的な判断により探すことなく、操作性を向上できると共に、設定位置に該当する正しい断層像を容易に得て観察することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による超音波診断装置の実施例を示すブロック図、
【図２】 スピーカから発生される可聴音の周波数特性の一例を示すグラフ、
【図３】 スピーカから発生される可聴音の周波数特性の他の例を示すグラフ、
【図４】 スピーカから発生される可聴音の周波数特性の更に他の例を示すグラフ、
【図５】 スピーカから発生される可聴音の周波数特性の更に他の例を示すグラフ、
【図６】 超音波診断装置において複数の断層像を得てこれらから３次元画像を再構成する状態を示す説明図、
【図７】 図６において振れ角θ1における断層像を示す説明図、
【図８】 図６において振れ角θ2における断層像を示す説明図、
【図９】 複数の断層像から再構成した血管の３次元画像を示す説明図。
【符号の説明】
６…３次元画像上の設定位置、 １１…探触子、 １２…信号処理回路、１３…画像表示回路、 １４…３次元画像再構成回路、 １５…モニタ、 １６…制御回路部、 １７…位置設定器、 １８…位置検出回路、 １９…誤差計算回路、 ２０…Ｄ／Ａ変換器、 ２１…電圧制御発信器、 ２２…増幅器、 ２３…スピーカ、 Ｉ1，Ｉ2…断層像、 Ｉ3…血管の３次元画像、 Ｓ1，Ｓ2…位置信号、 Ｓ3…誤差信号。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 被検体に超音波を送受信する探触子と、この探触子で受信した反射波の信号を入力して診断部位の画像信号を生成する信号処理回路と、上記画像信号を表示のために処理する画像表示回路と、上記信号処理回路からの時系列的に連続する画像信号を入力して３次元画像の再生処理を行う３次元画像再構成回路と、上記画像表示回路及び３次元画像再構成回路からの画像信号を入力して診断部位の断層像又は３次元画像を表示するモニタと、上記各構成要素を制御する制御回路部とを有する超音波診断装置において、上記制御回路部に対してモニタに表示された３次元画像上で断層像を見たい位置を設定する位置設定器と、上記探触子の現在位置を検出する位置検出回路と、上記位置設定器及び位置検出回路からの位置信号により可聴音を発生する音発生手段とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１】 被検体に超音波を送受信する探触子と、この探触子で受信した反射波の信号を入力して診断部位の画像信号を生成する信号処理回路と、上記画像信号を表示のために処理する画像表示回路と、上記信号処理回路からの時系列的に連続する画像信号を入力して３次元画像の再生処理を行う３次元画像再構成回路と、上記画像表示回路及び３次元画像再構成回路からの画像信号を入力して診断部位の断層像又は３次元画像を表示するモニタと、上記各構成要素を制御する制御回路部とを有する超音波診断装置において、上記制御回路部に対してモニタに表示された３次元画像上で断層像を見たい位置を設定する位置設定器と、上記探触子の現在位置を検出する位置検出回路と、上記位置設定器及び位置検出回路からの位置信号により可聴音を発生する音発生手段とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図６】
【特許番号】特許第３２６５５１１号（Ｐ３２６５５１１）
【登録日】平成１４年１月１１日（２００２．１．１１）
【発行日】平成１４年３月１１日（２００２．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−１２９８８６
【出願日】平成４年４月２４日（１９９２．４．２４）
【公開番号】特開平５−３００９０７
【公開日】平成５年１１月１６日（１９９３．１１．１６）
【審査請求日】平成１１年４月１６日（１９９９．４．１６）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【参考文献】
【文献】特開 昭５５−１４６１４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５６−７０７５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５７−１６０４４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平２−１７２４５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平２−１９６３８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平２−３０５５６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開 平２−９９３７７（ＪＰ，Ｕ）
【登録日】平成１４年１月１１日（２００２．１．１１）
【発行日】平成１４年３月１１日（２００２．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成４年４月２４日（１９９２．４．２４）
【公開番号】特開平５−３００９０７
【公開日】平成５年１１月１６日（１９９３．１１．１６）
【審査請求日】平成１１年４月１６日（１９９９．４．１６）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【参考文献】
【文献】特開 昭５５−１４６１４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５６−７０７５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５７−１６０４４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平２−１７２４５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平２−１９６３８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平２−３０５５６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開 平２−９９３７７（ＪＰ，Ｕ）
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