JP-2026077270-A - 超音波画像処理装置、超音波診断装置および超音波画像処理プログラム

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Abstract

【課題】本開示の目的は、複数の超音波プローブを用いた超音波診断装置による被検体の観測を容易にすることである。【解決手段】超音波画像処理装置が備えるプロセッサは、超音波プローブ１４ａおよび１４ｂのそれぞれから出力された受信信号に基づいて、各超音波プローブ１４ａ，１４ｂに対応する超音波画像データを生成し、超音波プローブ１４ａおよび１４ｂのそれぞれの位置姿勢情報を取得し、各超音波プローブ１４ａ，１４ｂに対応する超音波画像データおよび各超音波プローブ１４ａ，１４ｂの位置姿勢情報に基づいて、超音波プローブ１４ａおよび１４ｂのうちの１つによる超音波画像と、他の超音波プローブの超音波送信範囲を表すプローブインジケータとを示す表示画像データを生成する。【選択図】図１

Inventors

石黒俊

Assignees

富士フイルム株式会社

Dates

Publication Date: 20260513
Application Date: 20241025

Claims (7)

プロセッサを備える超音波画像処理装置であって、前記プロセッサは、複数の超音波プローブのそれぞれから出力された受信信号に基づいて、各前記超音波プローブに対応する超音波画像データを生成し、複数の前記超音波プローブのそれぞれの位置姿勢情報を取得し、各前記超音波プローブに対応する前記超音波画像データおよび前記位置姿勢情報に基づいて、複数の前記超音波プローブのうちの１つによる超音波画像と、他の前記超音波プローブの超音波送信範囲を表すプローブインジケータと、を示す表示画像データを生成することを特徴とする超音波画像処理装置。
請求項１に記載の超音波画像処理装置であって、前記プローブインジケータは、複数の前記超音波プローブのうちの１つである第１超音波プローブが形成する超音波ビームの走査範囲と、他の前記超音波プローブである第２超音波プローブが形成する超音波ビームの走査範囲とが交差する領域を示すことを特徴とする超音波画像処理装置。
請求項２に記載の超音波画像処理装置であって、前記プローブインジケータは、前記第１超音波プローブが形成する超音波ビームの走査範囲と、前記第２超音波プローブが形成する超音波ビームの走査範囲との交線および前記交線が引き延ばされた継ぎ足し線を含み、前記継ぎ足し線は、前記第２超音波プローブが形成する超音波ビームの走査範囲の、前記第１超音波プローブによる超音波画像への投影像であって、前記第２超音波プローブが形成する超音波ビームの方向への投影像に応じて延びることを特徴とする超音波画像処理装置。
請求項２に記載の超音波画像処理装置であって、前記表示画像データは、前記第１超音波プローブによる超音波画像、および前記第２超音波プローブによる超音波画像のいずれかに、前記プローブインジケータを重ねて表示する画像データであることを特徴とする超音波画像処理装置。
請求項１に記載の超音波画像処理装置であって、前記表示画像データは、複数の前記超音波プローブのうちの１つである第１超音波プローブが形成する超音波ビームの走査範囲と、他の前記超音波プローブである第２超音波プローブが形成する超音波ビームの走査範囲と、前記第１超音波プローブおよび前記第２超音波プローブの位置関係と、を示すプローブ位置関係画像を示すことを特徴とする超音波画像処理装置。
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の超音波画像処理装置と、各前記超音波プローブと、各前記超音波プローブに設けられた位置姿勢センサと、を備え、前記プロセッサは、各前記超音波プローブに設けられた前記位置姿勢センサの出力値に基づいて、各前記超音波プローブの前記位置姿勢情報を生成し、複数の前記超音波プローブのうちの１つの前記位置姿勢情報、および他の前記超音波プローブの前記位置姿勢情報に基づいて、前記表示画像データを生成することを特徴とする超音波診断装置。
超音波画像処理装置に読み込まれる超音波画像処理プログラムであって、複数の超音波プローブのそれぞれから出力された受信信号に基づいて、各前記超音波プローブに対応する超音波画像データを生成し、複数の前記超音波プローブのそれぞれの位置姿勢情報を取得し、各前記超音波プローブに対応する前記超音波画像データおよび前記位置姿勢情報に基づいて、複数の前記超音波プローブのうちの１つによる超音波画像と、他の前記超音波プローブの超音波送信範囲を表すプローブインジケータと、を示す表示画像データを生成する処理を、前記超音波画像処理装置が備えるプロセッサに実行させることを特徴とする超音波画像処理プログラム。

Description

本開示は、超音波画像処理装置、超音波診断装置および超音波画像処理プログラムに関し、特に、複数の超音波プローブを用いて各超音波プローブに対応する超音波画像データを生成する装置およびプログラムに関する。２つ以上の超音波プローブを利用して、異なる方向から被検体を観測可能とした超音波診断装置がある。このような超音波診断装置を用いて、例えば、経直腸プローブと術中プローブによって、直腸および体表面から得られた２つのＢモード画像を観測しながら前立腺の手術を行うことが提案されている。なお、以下の特許文献１には、後述の本開示に関連する装置として、超音波プローブの位置を検出する超音波診断装置が示されている。特開２０１８－２０１０９号公報本開示の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す図である。超音波診断装置を用いて行われる診断の例を示す図である。各超音波プローブの位置および姿勢の例を模式的に示したプローブ位置関係図を示す図である。表示部に表示された交線・コンベックス走査画像の例を示す図である。第１観測面の法線に垂直な方向であり、かつ、第２観測面が広がる面を眺める方向から、第１観測面および第２観測面を見た図である。図３に示されたプローブ位置関係図に、継ぎ足し線が追加された図である。交線・コンベックス走査画像の例を示す図である。交線・リニア走査画像の例を示す図である。３次元・プローブ位置関係画像の例を示す図である。表示部に並べて表示された交線・コンベックス走査画像、交線・リニア走査画像、および３次元・プローブ位置関係画像を示す図である。表示部に並べて表示された交線・コンベックス走査画像および交線・リニア走査画像、交線・コンベックス走査画像に重ねて表示された３次元・プローブ位置関係画像を示す図である。表示部に並べて表示された交線・コンベックス走査画像、２次元交差領域・リニア走査画像、および３次元・プローブ位置関係画像を示す図である。各図を参照して本開示の実施形態について説明する。複数の図面に示された同一の構成要素については同一の符号を付して、その説明を簡略化する。図１には、本開示の実施形態に係る超音波診断装置１００の構成が示されている。超音波診断装置１００は、情報処理部１０、送受信部１２、超音波プローブ１４ａ、超音波プローブ１４ｂ、操作デバイス４２、表示部４４および測位信号発生源５８を備えている。超音波診断装置１００と共に図１に示された記憶部４６は、超音波診断装置１００に搭載されたハードディスク等のストレージ（記憶媒体）であってもよい。また、記憶部４６は、ローカルエリアネットワーク上のコンピュータのメモリ（記憶媒体）や、インターネット等の電気通信回線上のコンピュータのメモリであってもよい。情報処理部１０の一部または全部は、例えば、記憶部４６に記憶されたプログラムを実行する１つまたは複数のコンピュータによって構成されてよい。情報処理部１０は、プログラムを実行することで、制御部３０、信号処理部３２、画像合成部３４、表示処理部３６、プローブ位置姿勢情報生成部３８、３次元画像データ取得部４０および位置姿勢測定部４８を構成し、超音波画像処理装置として動作する。制御部３０は、超音波診断装置１００の全体的な制御を実行する。制御部３０は、送受信部１２、信号処理部３２、画像合成部３４、表示処理部３６、プローブ位置姿勢情報生成部３８および３次元画像データ取得部４０のそれぞれで得られたデータを取得してよい。制御部３０は、その取得したデータに対する情報処理を実行し、情報処理後のデータを送受信部１２、信号処理部３２、画像合成部３４、表示処理部３６、プローブ位置姿勢情報生成部３８および３次元画像データ取得部４０のそれぞれに出力してよい。これによって制御部３０は、送受信部１２、信号処理部３２、画像合成部３４および表示処理部３６のそれぞれと協働して情報処理を実行してよい。操作デバイス４２は、ボタン、レバー、キーボード、マウス等を備えてもよい。操作デバイス４２は、表示部４４に設けられるタッチパネルであってもよい。制御部３０は、ユーザによる操作に基づいて、超音波診断装置１００の制御を実行してもよい。表示部４４は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のディスプレイであってよい。本実施形態において、各処理は任意のコンピュータで実行される。また、任意のコンピュータは、ハードウェアとしてのプロセッサ、ソフトウェアとしてのプログラム、またはそれらの組み合わせによって、これらの処理を実行してもよい。その場合、プロセッサは、プログラムと協働して、本実施形態における各種の処理を実行するよう構成され、また本実施形態における各部（Ｕｎｉｔ）、または各手段（Ｍｅａｎｓ）として機能し得る。また、プロセッサによる処理の実行順序は記載した順序に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。任意のコンピュータは、汎用コンピュータ、特定の用途向けコンピュータ、ワークステーション、または各処理を実行可能なその他のシステムであってもよい。プロセッサは、１または複数のハードウェアによって構成してもよく、ハードウェアの種類は限定されない。例えば、プロセッサは、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＭＰＵ（ＭｉｃｒｏＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）等のプログラマブルロジックデバイス、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるための専用回路、ＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、またはＮＰＵ（ＮｅｕｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等のハードウェアによって構成され得る。また、ハードウェアの種類は、異なる種類のハードウェアを組み合わせたものであってもよい。複数のハードウェアが、あるプロセッサの１または複数の処理を実行するように構成される場合、当該複数のハードウェアは互いに物理的に離れた装置内に存在していてもよく、同じ装置内に存在していてもよい。また、いずれの実施形態においても、プロセッサによる各処理の順序は本願明細書に記載された順序に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。なおハードウェアは半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）等により構成される。さらに、プログラムは、ファームウェア、またはマイクロコード等のソフトウェアであってもよい。また、プログラムは、例えばプログラムモジュール群であってもよく、その各機能は、それぞれの機能を実行するように構成されたプロセッサによって実現してもよい。プログラムは、１または複数の非一時的コンピュータ可読媒体（例えば記憶媒体や他のストレージなど）に保存されたプログラムコードや複数のコードセグメントであってもよい。プログラムは、互いに物理的に離れた装置に存在する複数の非一時的コンピュータ可読媒体に分割して保存されていてもよい。プログラムコードまたはコードセグメントは、手順、関数、サブプログラム、ルーチン、サブルーチン、モジュール、ソフトウェアパッケージ、クラス、または命令、データ構造、またはプログラムステートメントの任意の組み合わせを表し得る。プログラムコードまたはコードセグメントは、情報、データ、引数、パラメータ、またはメモリの内容を送受信することで他のコードセグメントまたはハードウェア回路と接続されていてもよい。超音波プローブ１４ａおよび１４ｂのそれぞれは複数の超音波振動子を備えている。超音波プローブ１４ａおよび１４ｂの機能は同様であるため、ここでは、超音波プローブ１４ａに関する動作について説明する。送受信部１２は、超音波プローブ１４ａが備える複数の超音波振動子に電気信号である送信信号を出力する。各超音波振動子は送信信号を超音波に変換し、被検体に向けて送信する。送受信部１２が、各超音波振動子に出力する送信信号の遅延時間を調整することで、特定の方向に超音波ビームが形成される。各超音波振動子は、被検体内で反射した超音波を受信し、電気信号である受信信号に変換して信号処理部３２に出力する。信号処理部３２は、超音波ビームが向けられた方向から到来する超音波による受信信号が互いに強め合うように、各超音波振動子から出力された受信信号の遅延時間を調整し、遅延時間調整後の各受信信号を加算合計する。信号処理部３２は、このようにして生成された整相加算信号を、画像合成部３４に出力する。送受信部１２は、さらに、被検体における特定の観測断面内で超音波ビームが走査されるように、各超音波振動子に出力する送信信号の遅延時間を変化させる。また、信号処理部３２は、被検体内で走査された超音波ビームの方向に対応する整相加算信号を生成するように、各超音波振動子から出力された受信信号の遅延時間を変化させ、遅延時間調整後の各受信信号を加算合計する。画像合成部３４は、観測断面内の各方向について取得された整相加算信号に基づいて、表示画像データとしてＢモード画像データを生成し、表示処理部３６に出力する。送受信部１２、信号処理部３２および画像合成部３４は、所定のフレームレートで、時間経過と共に順次、表示画像データとしてＢモード画像データを生成し、表示処理部３６に出力する。ここで、フレームレートとは、単位時間当たりに生成される画像の枚数をいう。表示処理部３６は、時間経過と共に順次生成された表示画像データを映像信号に変換し、表示部４４に出力する。表示部４４は映像信号に基づいて、時間経過と共に順次生成された表示画像データに基づく画像、すなわち、Ｂモード画像のリアルタイム画像を表示する。上記では、超音波ビームを被検体内で走査し、各方向の超音波ビームに対応する整相加算信号に基づいてＢモード画像データを生成し、Ｂモード画像を表示する処理が示された。超音波診断装置１００は、送信信号の周波数に対する整相加算信号の周波数の相違（ドプラシフト）に基づいて、血流の速度を求めるドプラモードの動作を実行してもよい。画像合成部３４は、例えば、各方向の超音波ビーム上に定められた所定範囲における血流の速度を求め、観測断面での血流速度分布を表すカラードプラデータを生成する。カラードプラデータは、超音波プローブ１４ａに向かう方向に血液が流れる領域と、超音波プローブ１４ａから血液が離れる領域とを異なる色彩で示すことで、観測断面での血流速度分布を示す。画像合成部３４は、Ｂモード画像に血流速度分布を示す色彩を付したカラードプラＢモード画像データを表示画像データとして生成し、この表示画像データを表示処理部３６に出力する。表示処理部３６は、時間経過と共に順次生成された表示画像データを映像信号に変換し、表示部４４に出力する。表示部４４は映像信号に基づいて、時間経過と共に順次生成された表示画像データに基づく画像、すなわち、カラードプラＢモード画像のリアルタイム画像を表示する。上記では、送受信部１２が、超音波プローブ１４ａによって超音波を送信および受信して、信号処理部３２および画像合成部３４が、Ｂモード画像データ、カラードプラデータ、カラードプラＢモード画像データ等の超音波画像データを生成する処理が示された。同様の処理によって、送受信部１２が超音波プローブ１４ｂによって超音波を送信および受信して、信号処理部３２および画像合成部３４が、超音波画像データを生成してよい。また、送受信部１２、信号処理部３２および画像合成部３４は、超音波プローブ１４ａによる超音波画像データと、超音波プローブ１４ｂによる超音波画像データとを時分割によって、例えば時間経過と共に交互に生成してよい。この場合、表示処理部３６は、超音波プローブ１４ａによる超音波画像データに基づく画像と、超音波プローブ１４ｂによる超音波画像デ