JP2000185041A

JP2000185041A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JP2000185041A
Application number: JP11142102A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Yamazaki; 延夫山崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-10-14
Filing date: 1999-05-21
Publication date: 2000-07-04
Anticipated expiration: 2019-05-21
Also published as: US6336899B1; JP4443672B2

Abstract

(57)【要約】【課題】超音波穿刺を実施する際の穿刺針誘導を容易に
且つ確実に行う。【解決手段】超音波診断装置は、２次元状に配列された
複数個の超音波振動子を有し且つこの各超音波振動子か
ら送信される超音波ビームを被検体内で３次元状にスキ
ャンさせながらその超音波エコー信号を取得するデータ
取得手段（１、１０、１１）と、その超音波エコー信号
に基づいて被検体内の形態情報及びその血流情報の少な
くとも一方に関する３次元データを実時間で解析するデ
ータ解析手段（１２、１４、１５、１９）と、その３次
元データに基づいて被検体内の任意断面の２次元断層像
及び３次元投影像の少なくとも一方を含む画像を実時間
で生成する超音波画像生成手段（１６、１９）と、その
画像情報に基づいて穿刺針１００を被検体内のターゲッ
トに向けてナビゲーションするための情報を表示するナ
ビゲーション手段（４、５、１７、１９、２０）とを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、超音波ビームを
リアルタイムに３次元的に走査及びその３次元画像の表
示が可能な超音波診断装置に係り、とくに超音波画像を
見ながら穿刺針を被検体内の病巣等のターゲットにナビ
ゲーションするシステム構成の工夫に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、臨床応用における肝臓に対する肝
生検、すなわち肝実質の性状を診断するための生検及び
腫瘤の性状を診断するための生検等や、あるいは治療応
用における肝がん治療法、すなわち肝腫瘍内にエタノー
ルを注入して肝腫瘍細胞を壊死させる方法等では、一般
に穿刺針を患者の体内に挿入して行う診断及び治療（以
下「穿刺術」）が行われている。

【０００３】この穿刺術は、従来から各種の穿刺法が考
案され診断及び治療に供されていたが、穿刺針を盲目的
に穿刺してもよい場合を除き、リアルタイムにＸ線透視
像等の画像を見ながら病巣等の穿刺ターゲットを確認し
て行うモニタ法と併用されることが多い。とくに近年で
は、安全性及び確実性をより一層高める目的で、Ｘ線透
視に代わって超音波画像を用いて穿刺針の誘導を行う診
断的治療手技（以下「超音波穿刺術」）が主流になって
いる。

【０００４】この超音波穿刺術は、リアルタイム超音波
画像の同一断層面に穿刺ターゲットと穿刺針とを描出
し、その穿刺針の進入状況を見ながら行う映像下穿刺法
であり、例えば腹部の場合では拡張胆管や胆嚢と同時に
肝内外の主要な血管や周辺臓器を超音波断層像として容
易に描出できることから、穿刺ターゲットを任意に選択
して穿刺する、選択的穿刺も可能となり、その臨床及び
治療の応用範囲も広くなるといった利点がある。例え
ば、肝疾患における応用では、局限性病変において確実
な腫瘍穿刺が可能となり、さらに胆嚢や肺を避けて穿刺
ルートを選べるため、肝汁性腹膜炎、血気胸等の合併症
の減少に役立つといった利点がある。

【０００５】このような超音波穿刺術で使用される超音
波装置としては、機械走査式または電子走査式などのリ
アルタイム装置が採用されている。このリアルタイム装
置では、超音波探触子（超音波プローブ）として穿刺用
専用リニア探触子や、穿刺針を一定の方向にガイドする
穿刺用アダプタを装着可能なセクタまたはコンベックス
探触子等が使用されている。特に近年では、電子走査式
装置が普及し、それに合わせて電子リニアまたは電子セ
クタ探触子が多く使用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の超音波穿刺術で
使用される超音波診断装置では、たしかにＸ線透視法等
と比べて安全性及び確実性が高いといった利点があるも
のの、穿刺針は弾力性があるため、その針先の方向が穿
刺アダプタのガイド方向から外れる場合があった。この
場合には、リアルタイムに表示される２次元断層像内か
ら穿刺針の針先が消えてしまうため、針先の位置を超音
波プローブを動かしながら探索しなければならず、その
結果、２次元断層像を見ながら穿刺針の針先位置を追尾
したり、病巣等の穿刺ターゲットに向けた挿入方向を修
正したりする操作は困難となる場合が多く、熟練を要す
るといった問題があった。

【０００７】この発明は、このような従来の問題を考慮
してなされたもので、超音波穿刺を実施する際の穿刺針
誘導を容易に且つ確実に行うことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、超音波診断
装置と組み合わせた穿刺法において、より安全で正確な
穿刺針誘導手段について詳細に検討したところ、超音波
ビームを実時間（リアルタイム）に３次元的に走査及び
その３次元画像（３Ｄ画像）を表示可能な超音波診断装
置と組み合わせて穿刺針の位置を３Ｄ画像上で確認しな
がら穿刺ターゲットに向けてナビゲーションする方法に
着目した。

【０００９】この３Ｄ画像を用いた穿刺針のナビゲーシ
ョン方法は、１）：断層画像の表示法（針先が向かって
いく方向と穿刺ターゲットとする病巣との位置関係を認
識するのに最適な断層面の表示法）、２）：針の位置及
びその動いた軌跡の検出法、３）：３次元表示法（針先
が向かっていく方向を真上から見た表示法）、４）：３
Ｄ画像と生体の位置及び方向関係との認識法、の４点を
中心に構築されるものである。以下、これらの具体例を
順に説明する。

【００１０】１）：断層画像の表示法この表示法では、針先が穿刺アダプタのガイド方向から
外れていった場合や穿刺ガイドなしで針を刺す場合であ
っても、１ａ）：断層像内に常に針先が表示し、その針
先が向かっていく場所（領域）を常に断面内で捕らえ、
１ｂ）：最初に設定した断層面、すなわち穿刺ターゲッ
トとなる病巣を捕らえた画像を変えずに針の先端及び針
全体が断層面の手前か背面か、あるいはどの程度断層面
から外れているかを視認することを可能とする。

【００１１】例えば、１ａ）の断層面としては、１ａ−
１）：針の先端点と針の生体内への挿入点とを結ぶ直線
が接する面（面内に直線が入る）で、かつ超音波プロー
ブの振動子表面と直交する面、１ａ−２）：針の先端、
生体への挿入点、及び基準点（例えば振動子面の中心
点）を通る面、１ａ−３）：針の先端をサンプリング
し、直線回帰で得られた線が接する面（面内に直線が入
る）で、振動子表面と直交する面、１ａ−４）：針の先
端をサンプリングし、直線回帰で得られた線を１辺と
し、基準点（例えば振動子面の中心点）を通る面があ
る。

【００１２】また、上記の１ｂ）では、１ｂ−１）：針
の各部分において、その位置を表示している断層面より
も手前の存在する場合と背面に存在する場合とで画像上
で針の色を変えて表示させる（例えば、手前の場合は
赤、背面の場合は青に設定して針を写す白黒画像に重畳
させ、断層面に一致した場合は白黒画像のみをそのまま
表示させる）、１ｂ−２）：さらに針が断層面からどれ
くらい離れているかを色相を変えて表示させることも可
能である。

【００１３】２）：針の位置及びその動いた軌跡の検出
・追尾法この検出法では、２ａ）：針先に信号発生源を取り付
け、この発生源から発生される信号を３素子以上の素子
（超音波振動子等）で受信させ、その受信信号の時間差
に基づいて針先の３次元的な位置を推定する、２ｂ）：
針先だけでなく、針の異なる位置に複数の信号発生源を
取り付け、この複数の発生源からの信号に基づいて針全
体の３次元的な位置を推定する、２ｃ）：針が留置され
ている近傍で超音波ビームを振ることにより、針からの
エコー信号強度の最も高くなる条件を探し、その条件に
基づいて針の位置を推定する、２ｄ）：針を微小振動さ
せると共に、その針が留置されている近傍で超音波ビー
ムを振ることにより、針からのドプラ信号の強度（パワ
ー）が最も高くなる条件を探し、この条件に基づいて針
の位置を推定する、２ｅ）：信号処理または画像処理
（例えば相互相関法）によって針の先端が動いた軌跡を
追尾する。

【００１４】３）：３次元表示法この３次元表示法では、針先が向かっていく方向を真上
から見た３次元投影像、例えば、３ａ）：血管の３Ｄ投
影像＋針の３Ｄ投影像＋ターゲットとする病巣のＢモー
ド断層像、３ｂ）：血管の３Ｄ投影像＋針の３Ｄ投影像
＋ターゲットとする病巣のＢモード３Ｄ像（境界表
面）、３ｃ）：血管の３Ｄ投影像＋針の３Ｄ投影像＋タ
ーゲットとする病巣のＢモード３Ｄ像＋針の先端部のＢ
モード断層像、を表示する。

【００１５】４）：３Ｄ画像と生体の位置及び方向関係
との認識法この認識法では、４ａ）：穿刺針の挿入操作側の先端部
に方向の目印となる部品、例えば十字型部材を取り付
け、画像上でその部品の目印との位置関係の対応づけが
可能となるマーカーを表示する、４ｂ）：上述１）の断
層像が上述３）の三次元画像上のどこを切ったものであ
るかが認識可能なマーカーを表示する。

【００１６】この発明に係る超音波診断装置は、以上の
着想に基づいて完成されたもので、２次元状に配列され
た複数個の超音波振動子を有し且つこの各超音波振動子
から送信される超音波ビームを被検体内で３次元状にス
キャンさせながらその超音波エコー信号を取得するデー
タ取得手段と、このデータ取得手段により取得された超
音波エコー信号に基づいて前記被検体内の形態情報及び
その血流情報の少なくとも一方に関する３次元データを
実時間で解析するデータ解析手段と、このデータ解析手
段により解析された３次元データに基づいて前記被検体
内の任意断面の２次元断層像及び３次元投影像の少なく
とも一方を含む画像を実時間で生成する超音波画像生成
手段と、この超音波画像生成手段の生成した画像情報に
基づいて医用挿入体を前記被検体内のターゲットに向け
てナビゲーションするための情報を表示するナビゲーシ
ョン手段とを備えたことを特徴とする。前記医用挿入体
は、例えば前記被検体の体表部から体内に挿入される穿
刺針である。

【００１７】この発明で好ましくは、前記ナビゲーショ
ン手段は、前記被検体内に挿入された穿刺針の瞬時毎の
移動位置を検出してその軌跡を追尾する追尾手段と、こ
の追尾手段による追尾結果に基づいて前記被検体内のタ
ーゲットへの穿刺針の進行状態が前記画像中で常に認識
できるように画像表示条件を実時間で制御する画像表示
制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる超音波診
断装置の実施の形態を図面を参照して説明する。

【００１９】図１及び図２に示す超音波診断装置は、被
検体ＯＢの体表部から体内の腫瘍等の病巣部をターゲッ
トＴＡとして進退自在に挿入される穿刺針１００及びそ
のガイド用の穿刺アダプタ１０１を有する穿刺針装置Ｄ
Ｂを用いて超音波穿刺法を実施するもので、穿刺アダプ
タ１０１が取り外し可能に取り付け固定される２次元ア
レイプローブ（超音波プローブ）１と、このプローブ１
が接続されるシステム本体２及びそのモニタ３とを備え
ている。

【００２０】ここで、穿刺針１００の先端部には、本発
明の追尾手段の一部を成す発信器（信号発生器）４が設
けられ、この発信器４からの信号を２次元アレイプロー
ブ１で受信可能となっている。また、本発明の追尾手段
の他の例として、穿刺アダプタ１０１には挿入状態にあ
る穿刺針１００に微小振動を与える励振器５が設置さ
れ、この励振器５により振動される穿刺針１００のドプ
ラ効果の影響を受けたエコー信号を２次元アレイプロー
ブ１で受信可能となっている。

【００２１】２次元アレイプローブ１は、例えば複数の
超音波振動子を２次元状に配列してなり、この各超音波
振動子をシステム本体２により所定の３次元スキャン条
件で駆動させることにより、図２に示すように振動子面
（振動子配列面）１ａから被検体ＯＢ内のターゲットＴ
Ａに対して超音波ビームＢＥを３次元的に走査、すなわ
ち３次元ボリュームスキャンさせ、その超音波のエコー
信号をその強弱に応じた微弱な電圧量のエコー信号に変
換して検出し、そのエコー信号をシステム本体２に送
る。

【００２２】システム本体２は、２次元アレイプローブ
１による３次元ボリュームスキャンを制御する３次元ス
キャンコントローラ１０と、このコントローラ１０の制
御の元で２次元アレイプローブ１を電子的に駆動させる
超音波送受信系を成すパルサ／プリアンプ・ユニット
（送信／受信切替スイッチ１１ａ、トランスミッター１
１ｂ、及びプリアンプ１１ｃ）１１とを含む。パルサ／
プリアンプ・ユニット１１は、３次元スキャンコントロ
ーラ１０により予め設定された３次元スキャン用の駆動
条件に基づいてトランスミッター１１ｂにて駆動パルス
を生成し、このパルスを送信／受信切替スイッチ１１ａ
を介して２次元アレイプローブ１に送ると共に、このプ
ローブ１にて受信されたエコー信号を送信／受信切替ス
イッチ１１ａを介してプリアンプ１１ｃで受ける。

【００２３】そこで、システム本体２は、上記のプリア
ンプ１１ｃの出力側に整相加算用の複数個（ｎ個）のビ
ームフォーマー（ＢＦ１…ＢＦｎ）１２ａ…１２ｎから
成るユニット１２と、このユニット１２の出力側にバス
１３を介して接続されるプロセッサ群、すなわちエコー
信号中の音響インピーダンスに関する情報から被検体内
の臓器や血管走行等の形態を把握可能なＢモード像に関
する３Ｄデータを解析するエコープロセッサ１４、エコ
ー信号からドプラ信号を抽出しその周波数分析により被
検体の血流速等の血流情報に関する３Ｄデータを取得す
るドプラプロセッサ１５、これらの３Ｄデータに基づい
て３Ｄ像（任意断面の２次元断層像及び３次元投影画像
の少なくとも一方を含む）を構築する３Ｄプロセッサ１
６、及び穿刺針１００のナビゲーション支援用の画像処
理を制御するアプリケーションプロセッサ（本発明のナ
ビゲーション手段の要部を成す）１７と、これらプロセ
ッサ群にバス１８を介して接続される全体制御用のホス
トＣＰＵ１９及び画像表示に関するディスプレイユニッ
ト２０とを備えている。ディスプレイユニット２０の出
力側にモニタ３が接続される。

【００２４】ここで、アプリケーションプロセッサ１７
による処理を中心に全体の動作を図３〜図７に基づいて
説明する。

【００２５】まず、装置起動に際し、システム本体２内
の３次元スキャンコントローラ１０の制御の元でトラン
スミッター１１ｂからの駆動パルスが送信／受信切替ス
イッチ１１ａを介して二次元アレイプローブ１に送ら
れ、その各超音波振動子からの超音波ビームＢＥが被検
体ＯＢ内のターゲットＴＡをカバーする領域で３次元状
にスキャンされる。

【００２６】次いで、その超音波のエコー信号が二次元
アレイプローブ１にて微弱な電圧エコー信号に変換・検
出され、そのエコー信号が送信／受信切替スイッチ１１
ａを介してプリアンプにて増幅され、ビームフォーマー
・ユニット１２にて整相加算され、ホストＣＰＵ１９の
制御の元でエコープロセッサ１４にてＢモード像及びド
プラプロセッサ１５にて血流情報の少なくとも一方の３
Ｄデータが解析され、３Ｄプロセッサ１６にてそれらの
３Ｄデータに基づいて３Ｄ像が作成され、ディスプレイ
ユニット２０を介してモニタ３に表示される。

【００２７】このモニタ３を見ながら、オペレータによ
る超音波穿刺術が開始される。この穿刺術開始に際し、
穿刺針１００が穿刺アダプタ１０１を介して被検体ＯＢ
の体表部から体内のターゲットＴＡに向けて挿入され
る。この穿刺針１００が被検体ＯＢ内に挿入される間、
穿刺針１００の先端位置に取り付けられた発信器４から
所定のタイミングで発信された信号が２次元アレイプロ
ーブ１にて受信されると共に、アプリケーションプロセ
ッサ１７にてナビゲーション支援用アルゴリズムが実時
間で実行される。このアルゴリズムは、本発明の追尾手
段の要部を成す穿刺針１００の追尾処理（図３及び図４
参照）と、本発明の画像表示制御手段の要部を成す３Ｄ
像の表示制御処理（図５〜図７参照）と含む。

【００２８】まず、アプリケーションプロセッサ１７に
より、図３に示すステップＳ１１〜Ｓ１３の処理が実行
される。すなわち、ステップＳ１１にて２次元アレイプ
ローブ１内の互いの位置の異なる３つの振動子における
位置座標Ｅ１（ｘ１、ｙ１、０）、Ｅ２（ｘ２、ｙ２、
０）、Ｅ３（ｘ３、ｙ３、０）が初期設定される（この
場合、振動子面１ａはｘｙ面に相当する）。この３つの
振動子Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の位置関係を図４（ａ）の概念
図に示す。

【００２９】次いで、ステップＳ１２にて穿刺針１０１
の先端位置Ｐ（ｘ、ｙ、ｚ）にある発信器４からの発信
信号の３つの振動子Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３までのそれぞれの
信号到達時間ｔ１、ｔ２、ｔ３が計測される。この信号
到達時間ｔ１、ｔ２、ｔ３は、各振動子Ｅ１、Ｅ２、Ｅ
３の位置の違いを反映して互いに異なる。この様子を図
４（ｂ）のタイミングチャートに示す。

【００３０】次いで、ステップＳ１３にて生体内の音速
ｃ、時間差のある各信号到達時間時間ｔ１、ｔ２、ｔ
３、プローブ振動子の位置座標の固定数ｘ１〜ｘ３、ｙ
１〜ｙ３、ｚ１〜ｚ３、穿刺針１０１の先端位置Ｐの位
置座標の未知数ｘ、ｙ、ｚの間で成立する連立方程式、

【数１】を解くことにより、未知数ｘ、ｙ、ｚ、すなわち穿刺針
１０１の先端位置Ｐ（ｘ、ｙ、ｚ）が求まる。このよう
にＰ（ｘ、ｙ、ｚ）を決定するステップＳ１１〜Ｓ１３
の処理は繰り返し実行され、これにより、穿刺針１０１
の移動位置が常に検出及び追尾可能となる。

【００３１】これと並行して、アプリケーションプロセ
ッサ１７により、図５に示すステップＳ２１〜２３の３
Ｄ像表示制御処理が実行される。すなわち、ステップＳ
２１にて穿刺針１０１の体表挿入点Ｐ０と、２次元アレ
イプローブ１の振動子面１ａ（ｘｙ面）に直交する法線
（ｚ軸）とが初期設定され、ステップＳ２２にて上述の
ステップＳ１１〜Ｓ１３にて求まる穿刺針の先端位置Ｐ
が入力され、ステップＳ２３にて穿刺針１０１の体表挿
入点Ｐ０及びその先端位置Ｐとを結ぶ直線Ｌ１と、振動
子面１ａに直交する法線とを通る断層面（断面）ＣＳが
決定される。この位置関係を図６（ａ）〜（ｄ）に示
す。

【００３２】このように決定された断層面ＣＳには、仮
に穿刺針１００が途中で曲がって挿入された場合（図６
（ｂ）、（ｃ）参照）でも、その針先はもちろんのこ
と、その針先が向かっていく場所も常に捕らえることが
できる。

【００３３】上記のアプリケーションプロセッサ１７に
より設定された断層面ＣＳの位置情報はホストＣＰＵ１
９の制御の元で３Ｄ像表示条件のパラメータとしてディ
スプレイプロセッサ２０に入力され、これにより、例え
ば図７に示すように、断層面ＣＳに沿った２次元断層像
ＩＭ１がモニタ７に実時間で表示される。

【００３４】このモニタ７上に表示される２次元断層像
ＩＭ１には、被検体内の臓器、主要血管と共に、ターゲ
ット（図７の例では腫瘍）ＴＡに向かって進入している
穿刺針１００の針先やその進行方向の様子が最適断面Ｃ
Ｓで表示されている。この断面ＣＳは、仮に穿刺針１０
０が途中で湾曲してその進路を変えた場合でも、上記の
追尾及び断面設定処理によりその針先と挿入点とを結ぶ
直線を含むように実時間で可変設定されるため、オペレ
ータは、モニタ３上の２次元断層像ＩＭ１上で穿刺針１
００を見失うことなく、その針先とその進行方向を確認
しながら、ターゲットＴＡに向けてナビゲーション可能
となる。

【００３５】従って、この実施の形態によれば、針先の
位置と、穿刺ターゲットである病巣の３次元的な位置関
係をリアルタイム３Ｄ画像で確かめながら針の挿入を進
めていくことが可能になり、より安全で正確な穿刺を行
うことができる。

【００３６】なお、上記構成においては、この発明のデ
ータ取得手段が符号１、１０、１１、データ解析手段が
符号１２、１４、１５、１９、超音波画像生成手段が符
号１６、１９及びナビゲーション手段（追尾手段及び画
像表示制御手段）が符号４、５、１７、１９、２０の各
要素を含む。

【００３７】次に、アプリケーションプロセッサ１７に
よる穿刺針１００の追尾処理のその他の例を図８〜図１
１に示す。

【００３８】図８（ａ）及び（ｂ）は、穿刺針１００の
先端位置Ｐのみではなく、その少なくとも一部（全体を
含む）をカバーする位置を追尾する処理を説明するもの
である。

【００３９】この追尾処理では、図８（ａ）に示すよう
に穿刺針１００の少なくとも一部で互いに位置の異なる
複数箇所Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、…、Ｐｎに上記と同様の発
信器４を個別に設置し、この各発信器４…４から互いに
識別可能な異なる信号波形又は互いに異なるタイミング
で発信された発信信号を上記と同様の互いに位置の異な
る３以上の２次元アレイプローブ振動子Ｅ１、Ｅ２、Ｅ
３で受信することにより、その各素子Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３
への信号到達時刻の時間差から上述と同様のアルゴリズ
ムを実行して各発信器の３次元的位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３
を推定する。

【００４０】例えば、Ｐ１（ｘＰ１、ｙＰ１、ｚＰ１）
の場合、振動子Ｅ１（ｘ１、ｙ１、０）、Ｅ２（ｘ２、
ｙ２、０）、Ｅ３（ｘ３、ｙ３、０）までの信号到達時
間ｔ１１、ｔ１２、ｔ１３を計測して上述の［数１］と
同様の連立方程式を解けば求まる。同様にＰ２（ｘＰ
２、ｙＰ２、ｚＰ２）の場合はｔ２１、ｔ２２、ｔ２３
を、またＰ３（ｘＰ３、ｙＰ３、ｚＰ３）の場合はｔ３
１、ｔ３２、ｔ３３をそれぞれ計測することで位置座標
は求まる。同様にＰ４以降の位置座標も求め、これらの
各点Ｐ１、Ｐ２、…、Ｐｎ間を例えばスプライン関数を
用いて補間することにより、針の先端だけではなく、そ
の少なくとも一部をカバーする３次元位置を推定可能と
なる。

【００４１】図９（ａ）及び（ｂ）は、穿刺針１００の
位置を針からのエコー信号強度に基づいて推定する処理
を説明するものである。この針位置の推定処理では、図
９（ａ）に示すように被検体内の少なくとも穿刺針１０
０が挿入されている範囲をカバー可能な領域に対して２
次元アレイプローブ１からの超音波ビームＢＥを３次元
ボリュームスキャンさせ、その超音波エコー信号の内の
穿刺針１００からのエコー信号強度が最も高くなる条
件、例えば図９（ｂ）に示すように３次元ボリュームス
キャンを構成する複数枚の断面Ａ〜Ｅ毎にエコー信号強
度を順次調べることにより、穿刺針の位置が推定可能と
なる。図９（ｂ）の場合では、エコー信号強度が最も高
くなる条件を満たす断面はＣであるため、この断面Ｃ上
に穿刺針１００が存在すると推定可能である。

【００４２】図１０（ａ）及び（ｂ）は、穿刺針１００
の位置を針からのドプラー信号パワーに基づいて推定す
る処理を説明するものである。この針位置の推定処理で
は、図１０（ａ）に示すように穿刺針１００に微小振動
を与える機構として図１に示す励振器５を取り付け、こ
の励振器５の駆動により穿刺針１００に微小振動を与え
ながら、被検体内の少なくとも穿刺針１００が挿入され
ている範囲をカバー可能な領域に対して２次元アレイプ
ローブ１からの超音波ビームＢＥを３次元ボリュームス
キャンさせ、その超音波エコー信号の内の穿刺針１００
からのドプラ信号パワーが最も高くなる条件、例えば図
１０（ｂ）に示すように３次元ボリュームスキャンを構
成する複数枚の断面Ａ〜Ｅ毎にドプラ信号パワーを順次
調べることにより、穿刺針の位置が推定可能となる。図
１０（ｂ）の場合では、ドプラ信号パワーが最も高くな
る条件を満たす断面はＣであるため、この断面Ｃ上に穿
刺針１００が存在すると推定可能である。

【００４３】図１１は、相互相関法を用いて穿刺針の先
端の動きを追尾する方法を説明するものである。この方
法では、まず、２次元アレイプローブ１に穿刺アダプタ
１０１を装着し、穿刺針の生体への挿入点とプローブ１
の位置関係を固定すれば、超音波ビームＢＥの３次元ボ
リュームスキャン内に最初に穿刺針１００の先端が現れ
る位置が一義的に定まる。この位置をＰ０、その時刻を
ｔ０とする。次いで、時刻ｔ０における点Ｐ０からのエ
コー信号に基づいて、時刻ｔ１＝ｔ０＋Δｔにおける針
１００の先端位置を相互相関法により推定し、その点を
Ｐ１とする。以下同様にして、順次、時刻ｔ２、ｔ３、
…、ｔｎにおける針１００の先端位置Ｐ２、Ｐ３、…、
Ｐｎを推定する。このような相互相関法を用いたアルゴ
リズムをアプリケーションプロセッサ１７が実行するこ
とにより、穿刺針１００の針先が動いた軌跡の追尾が可
能となる。

【００４４】なお、相互相関法に限らず、その他の信号
処理法または画像処理法であっても、被検体内の少なく
とも穿刺針１００が挿入されている範囲をカバーする領
域を３次元ボリュームスキャンさせ、その穿刺針１００
からのエコー信号を用いて針の先端が動いた軌跡を追尾
可能なものであれば適用可能である。

【００４５】次に、アプリケーションプロセッサ１７に
よる２次元断層像ＩＭ１の断面ＣＳの設定処理のその他
の例を図１２〜図１５にそれぞれ示す。

【００４６】図１２（ａ）〜（ｄ）に示す断面設定処理
は、穿刺針１００の体表挿入点Ｐ０、その先端位置Ｐ、
及び予め規定された基準点すなわち２次元アレイプロー
ブ１の振動子面１ａの重心（中心）Ｍの３点を含む面を
２次元断層像の断面ＣＳに設定するものである。この場
合も、上記と同様に穿刺針１００の針先が向かっていく
方向と穿刺ターゲットＴＡとの位置関係を認識するのに
最適な断面で２次元断層像を表示できる。なお、基準点
は振動子面の重心に限らず、その他の場所であってもよ
い。

【００４７】図１３（ａ）〜（ｄ）に示す断面設定処理
は、上記の穿刺針１００の追尾処理により、針先端位置
Ｐを一定の時間間隔でサンプリングし、その位置座標点
を求め、その位置座標点から得られる直線回帰線Ｌ２
と、２次元アレイプローブ１の振動子面１ａに直交する
法線（図中のｚ軸）とを通る面を２次元断層像の断面Ｃ
Ｓに設定するものである。この場合も、上記と同様に穿
刺針１００の針先が向かっていく方向と穿刺ターゲット
ＴＡとの位置関係を認識するのに最適な断面で２次元断
層像ＩＭ１を表示できる。

【００４８】図１４（ａ）〜（ｄ）に示す断面設定処理
は、上記の穿刺針１００の追尾処理により、針先端位置
Ｐを一定の時間間隔でサンプリングし、その位置座標点
を求め、その位置座標点から得られる直線回帰線Ｌ２
と、予め規定された基準点すなわち２次元アレイプロー
ブ１の振動子面１ａの重心（中心）Ｍとを通る面を２次
元断層像の断面ＣＳに設定するものである。この場合
も、上記と同様に穿刺針１００の針先が向かっていく方
向と穿刺ターゲットＴＡとの位置関係を認識するのに最
適な断面で２次元断層像ＩＭ１を表示できる。なお、基
準点は振動子面の重心に限らず、その他の場所であって
もよい。

【００４９】図１５（ａ）及び（ｂ）は、被検体内のタ
ーゲットＴＡである病巣を捕らえるように予め設定され
た２次元断層像ＩＭ１の断面ＣＳを上記のように実時間
で変更させないで、湾曲状態にある穿刺針１００の進入
状態を視認可能な画像表示処理を説明するものである。
この画像表示処理では、図１５（ａ）に示すように上述
のように追尾される穿刺針１００の位置（少なくとも一
部）が断面ＣＳの位置を挟んで手前側か背面側かのいず
れかに存在するかを画面上で視認可能に表示するもの
で、この例では２次元断層像上に表示される穿刺針１０
０の針の色及び輝度の少なくとも一方を変える方法を示
す。この場合には、特に図１５（ｂ）に示すように断面
からどれくらい離れているかが視認できるようにその離
間距離に応じた色相及び輝度の階調を予め設定すれば、
より一層効果的となる。

【００５０】次に、アプリケーションプロセッサ１７に
よるその他の画像表示制御処理として３次元投影画像の
表示制御に関する処理を図１６〜図２５に示す。

【００５１】図１６は、被検体ＯＢに対して穿刺針１０
０の体表挿入点Ｐからその針先が進んでいく方向を見た
３Ｄ像（３次元投影画像）ＩＭ２を説明するものであ
る。この場合、穿刺アダプタ１０１が２次元アレイプロ
ーブ１に装着固定され、その穿刺針１００のガイド方向
は２次元アレイプローブ１に対して一定である。従っ
て、アプリケーションプロセッサ１７が穿刺針１００の
ガイド方向に基づいて３Ｄボリュームデータを再構築す
るようにディスプレイプロセッサ２０を制御することに
より、モニタ上に３Ｄ像ＩＭ２が表示可能となる。

【００５２】図１７（ａ）及び（ｂ）は、図１６に示す
３Ｄ像ＩＭ２のほか、この３Ｄ像ＩＭ２中に穿刺針１０
０の進行方向に直交する面Ａの断層像ＩＭ３を組み合わ
せて表示させる方法の一例を説明するものである。図１
７（ａ）は、被検体内の血管及び穿刺針１００を含む領
域をカバーする３Ｄ像ＩＭ２と、この３Ｄ像ＩＭ２中に
組み合わせて表示される穿刺針１００の直交面Ａの断層
像ＩＭ３との例を示す。図１７（ｂ）は、上記の断面設
定処理で設定された断面の２次元断層像ＩＭ１上で見た
面Ａの断層像ＩＭ３の位置を示す。この２次元断層像Ｉ
Ｍ１を、３Ｄ像ＩＭ２を同時にモニタ３上に表示させる
ことも可能である。これにより、視認性により優れた画
像を見ながら穿刺針１００のナビゲーションが可能にな
る。

【００５３】図１８（ａ）及び（ｂ）は、図１７に示す
穿刺針１００の直交面Ａの断層像ＩＭ３の選定方法の一
例を説明するものである。この場合、図１８（ａ）に示
す２次元断層像ＩＭ１上で、穿刺針１００の進行する方
向軸に沿ってその軸に直交する複数の面Ａ、Ｂ、Ｃをオ
ペレータが任意に選択することにより、図１８（ｂ）に
示す３Ｄ像ＩＭ２中に選択された面の断層像ＩＭ３が組
み合わせて表示される。

【００５４】図１９（ａ）及び（ｂ）は、図１７及び図
１８の３Ｄ像ＩＭ２中の断層像ＩＭ３の位置を穿刺針の
進行方向に直交し且つターゲットＴＡを通る面に設定し
た場合の表示例を示す。この場合、３Ｄ像ＩＭ２中に常
にターゲットＴＡを捕らえた状態で穿刺針のナビゲーシ
ョンを実行可能となる。

【００５５】図２０（ａ）〜（ｄ）は、針の先端位置を
通る面Ａの断層像ＩＭ３を針の移動に追従させて表示さ
せる方法の一例を示す。この場合、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ
３における穿刺針の先端位置Ｐ（図２０（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）参照）を通る直交面Ａがその針先の移動
に追従して可変設定され、その面Ａの断層像ＩＭ３が表
示される（図２０（ｄ）参照）。

【００５６】図２１は、被検体内の血管走行と、ターゲ
ットＴＡである病巣と、穿刺針１００とを含む領域をカ
バーする境界表面の３Ｄ像ＩＭ２の表示例を示す。

【００５７】図２２は、３Ｄ像ＩＭ２と、前述の断面設
定処理で設定された断面の二次元断層像ＩＭ１と、同一
モニタ３上に並べて表示させる例を示す。

【００５８】次に、上記の３Ｄ像等の画像表示に適した
マーカ表示処理の例を図２３〜図２５に示す。

【００５９】図２３は、図２２に示す両画像ＩＭ１、Ｉ
Ｍ２の表示例において、互いの切断面の位置関係等が画
像上で認識可能なマーカ表示の例を説明するものであ
る。例えば、二次元断層像ＩＭ１中には、針の進行を示
すマーカＡのほか、３Ｄ像ＩＭ２中に組み込まれる断層
像ＩＭ１の切断面に対応する位置を示すマーカＢが、ま
た３Ｄ像ＩＭ２中には二次元断層像ＩＭ１の切断面に対
応する位置を示すマーカＣが表示可能となっている。

【００６０】図２４（ａ）〜（ｄ）は、３Ｄ像ＩＭ２の
上下左右の方向と、被検体を体表から見た位置関係とが
画像上で把握可能なマーカ表示の例を説明するものであ
る。この場合には、図２４（ａ）及び（ｃ）に示すプロ
ーブ１を真上から見たときのその振動子配置と穿刺アダ
プタ１０１との位置関係において、それぞれ図２４
（ｂ）及び（ｄ）に示すように３Ｄ像ＩＭ２中に穿刺針
１００の体表挿入点を示すマーカＤと、その体表挿入点
と予め決められたプローブ１上の基準点とを結ぶ直線
（例えば振動子の２次元配列方向の一方の軸に相当）を
示すマーカＥとが３Ｄ像ＩＭ２中に表示される。

【００６１】図２５（ａ）及び（ｂ）は、穿刺アダプタ
１０１における穿刺針１００の挿入操作側に上下左右
（東西南北）の方向認識が可能な器具、例えば方向の目
印となる回転自在の十字型の器具１０１ａを装着し、そ
の器具１０１ａの形態を模したマーカＦをその装着方向
と画像の位置関係とを対応させて表示する例を示す。こ
の場合は、十字型の器具１０１ａの回転位置情報が穿刺
アダプタ１０１を介してシステム本体内のアプリケーシ
ョンプロセッサ１７にて認識可能な構成で、十字型の器
具１０１ａを図２５（ａ）に示すように操作者が手で回
転させると、図２５（ｂ）に示すように画像及びマーカ
Ｆもその器具の回転量に応じて回転して表示可能となっ
ている。

【００６２】なお、上述した実施の形態における他の各
例は、本発明の範囲内で単独又は適宜に組み合わせて実
施できることは言うまでもない。以下、この一例を説明
する。

【００６３】まず、超音波穿刺術の開始に際し、超音波
診断装置による３次元ボリュームスキャンの実行により
Ｂモード情報及び血流情報を含む３Ｄデータが取得さ
れ、この３Ｄデータに基づいてアプリケーションプロセ
ッサ１７で穿刺針１００の追尾処理（図３、図４、図８
〜図１１参照）及びその追尾結果を用いた最適断面ＣＳ
の設定処理（図５、図６、図１２〜図１５参照）が行わ
れ、これにより設定された最適断面ＣＳ上のＢモード３
Ｄ情報に基づく２次元断層像ＩＭ１（図７、図１７
（ｂ）、図１８（ａ）、図１９（ａ）、図２０（ａ）〜
（ｃ）等参照）が例えばリアルタイムにモニタ上に表示
される。

【００６４】これと並行して、上述の３Ｄデータに基づ
くアプリケーションプロセッサ１７の別の３Ｄ画像処理
により穿刺針１００の穿刺方向からターゲット（腫瘍、
病巣など）ＴＡを見た場合（図１６参照）の血管、穿刺
針、ターゲット等の３次元投影像ＩＭ２（図１７
（ａ）、図２１等参照）が構築され、これが上述の２次
元断層像ＩＭ１と共に同時にモニタ上に並べて表示され
る（図２２参照）。

【００６５】この場合の３Ｄ画像処理は、上述の追尾処
理等で得られる穿刺針１００の３Ｄ像のほか、ドプラ情
報から得られる血管の３Ｄ像や、必要に応じてＢモード
情報から得られる病巣（腫瘍等）ＴＡの境界表面の３Ｄ
像等を合成する処理を含むものである（例えば、例えば
特願平１０−２７５３５４１号参照）。例えば、上述の
図２１に示す３次元投影像ＩＭ２は、穿刺針１００の３
Ｄ像、血管の３Ｄ像、および腫瘍ＴＡの境界表面の３Ｄ
像を合成処理して得たものである。

【００６６】さらに、ターゲットとする病巣ＴＡを通る
直交断面Ａ（図１９、図２２参照）上の２次元断層像Ｉ
Ｍ３、あるいは上述のモニタ上に並んで表示されている
２次元断層像ＩＭ１及び３次元投影像ＩＭ２の少なくと
も一方を見ながらオペレータの操作により手動で選定さ
れ、又は穿刺針１００の移動に追従して自動で設定され
た穿刺針１００の先端部を通る直交断面Ａ〜Ｃ（図１７
及び図１８参照）上の２次元断層像ＩＭ３がアプリケー
ションプロセッサ１７の上述とは別の３Ｄ画像処理によ
り３次元投影像ＩＭ２中に重畳表示される。

【００６７】この場合、図１９（ｂ）に示すように穿刺
針１００および血管の３Ｄ投影像ＩＭ２に病巣ＴＡを通
る直交断面Ａ上の２Ｄ断層像ＩＭ３を重畳表示させた
り、あるいは図１７及び図１８に示すように３Ｄ投影像
ＩＭ２中に穿刺針１００の先端部を通る直交断面Ａ上の
２Ｄ断層像ＩＭ３を重畳表示させたりできる。

【００６８】また、上記の実施の形態及びその他の例に
おいて、穿刺針１００をナビゲーションするための付加
情報として、図２６（ａ）及び（ｂ）に示すように穿刺
針１００の針先とその進行方向とを結ぶラインに沿った
マーカ２００を表示させることも可能である。このマー
カ２００を見れば、穿刺針１００が途中で曲がり、その
針先の向きがターゲットＴＡから外れた場合、そのまま
挿入させていくとどの場所に到達するのかが容易に理解
できる。

【００６９】なお、上記の実施の形態及びその他の例で
は、超音波プローブ１に穿刺針１００を挿入するための
穿刺アダプタ１０１が設置され、その穿刺針１００のガ
イド方向（角度）が固定される構成であったが、この発
明はこれに限定されるものではない。例えば、穿刺アダ
プタ１０１の角度を超音波プローブ１に対して自動又は
手動で任意に変更可能な回転機構等を付加し、これによ
り穿刺針１００の角度を必要に応じて変更する構成を採
用することもできる。この場合、穿刺針１００の角度に
関する情報は、上述の各種の画像表示に関する情報とし
て、穿刺アダプタ１０１側からシステム本体２側に入力
することが好ましい。

【００７０】

【発明の効果】従来の超音波穿刺術で用いる２次元断層
法では、穿刺針の針先が穿刺アダプタによるガイド方法
から外れて、ひとたび超音波断層像から消えてしまう
と、その穿刺針の位置を超音波プローブを動かしながら
断層面を変えて探さなければならず、断層像を見ながら
の針先の追尾及びターゲットする病巣への挿入方向の修
正は容易ではなく、操作に熟練を要するといった問題が
あった。

【００７１】この発明によれば、針先の位置と、穿刺タ
ーゲットである病巣の３次元的な位置関係をリアルタイ
ム画像で確かめながら針の挿入を進めていくことが可能
になり、より安全で正確な穿刺の手技を実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る超音波診断装置の実施の形態を
説明する概略の構成ブロック図。

【図２】３次元ボリュームスキャン及び穿刺術の概念を
説明する斜視図。

【図３】アプリケーションプロセッサの追尾処理を示す
概略フローチャート。

【図４】発信器を用いた針先の追尾処理を説明する図
で、（ａ）は概念説明図、（ｂ）は信号到達時刻の時間
差を説明する概略タイミングチャート。

【図５】アプリケーションプロセッサの３Ｄ像表示制御
処理を示す概略フローチャート。

【図６】（ａ）〜（ｄ）は、２次元断層像の断面設定法
の説明図。

【図７】２次元断層像のモニタ表示例を説明する概要
図。

【図８】複数の発信器を用いた針全体の追尾処理を説明
する図で、（ａ）は複数の発信位置を示す概要図、
（ｂ）は複数の発信位置からの信号到達時刻の時間差を
説明する概略タイミングチャート。

【図９】エコー信号強度に基づく針位置の推定処理を説
明する図で、（ａ）は３次元ボリュームスキャン内の複
数の断面を示す概要図、（ｂ）は複数の断面毎のエコー
信号強度を示す概略タイミングチャート。

【図１０】ドプラ信号パワーに基づく針位置の推定処理
を説明する図で、（ａ）は３次元ボリュームスキャン内
の複数の断面を示す概要図、（ｂ）は複数の断面毎のド
プラ信号パワーを示す概略タイミングチャート。

【図１１】相互相関法を用いた針先軌跡の追尾処理を説
明する概要図。

【図１２】（ａ）〜（ｄ）は、振動子面の重心を含む面
の断面設定法の説明図。

【図１３】（ａ）〜（ｄ）は、穿刺針の進行軌跡の回帰
直線を含む面の断面設定法の説明図。

【図１４】（ａ）〜（ｄ）は、振動子面の重心と穿刺針
の進行軌跡の回帰直線とを含む面の断面設定法の説明
図。

【図１５】（ａ）及び（ｂ）は、２次元断層面の断面位
置に対する穿刺針の位置を視認可能な表示例を説明する
概要図。

【図１６】３次元投影画像の表示例を説明する概念図。

【図１７】（ａ）及び（ｂ）は、３次元投影画像中の断
層像の表示例を説明する概要図。

【図１８】（ａ）及び（ｂ）は、３次元投影画像中の断
層像の断面を任意に選定する表示例を説明する概要図。

【図１９】（ａ）及び（ｂ）は、ターゲットを通る断層
像の断面設定及びその表示例を説明する概要図。

【図２０】（ａ）〜（ｄ）は、瞬時毎に変化する針先先
端位置を通る断面設定及びその表示例を説明する概要
図。

【図２１】血管、ターゲット（腫瘍）、及び穿刺針をカ
バーする三次元投影画像の表示例を説明する概要図。

【図２２】二次元断層像と３次元投影画像とを同一画面
上に並べた表示例を説明する概要図。

【図２３】二次元断層像と３次元投影画像中の各種マー
カの表示例を示す概要図。

【図２４】（ａ）〜（ｄ）は、針挿入点及び振動子の配
置位置を示すマーカの表示例を示す概要図。

【図２５】（ａ）及び（ｂ）は、被検体の体表から見た
位置関係と画像の方向とを認識可能なマーカの表示例を
示す概要図。

【図２６】（ａ）及び（ｂ）は、針先の進行方向を示す
マーカの表示例を説明する概要図。

【符号の説明】１２次元アレイプローブ２システム本体３モニタ４発信器（信号発生器）５励振器１０３次元スキャンコントローラ１１パルサ／プリアンプユニット１１ａ送信／受信スイッチ１１ｂトランスミッター１１ｃプリアンプ１２ビームフォーマー１３バス１４エコープロセッサ１５ドプラプロセッサ１６３Ｄプロセッサ１７アプリケーションプロセッサ１８バス１９ホストＣＰＵ２０ディスプレイユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２次元状に配列された複数個の超音波振
動子を有し且つこの各超音波振動子から送信される超音
波ビームを被検体内で３次元状にスキャンさせながらそ
の超音波エコー信号を取得するデータ取得手段と、このデータ取得手段により取得された超音波エコー信号
に基づいて前記被検体内の形態情報及びその血流情報の
少なくとも一方に関する３次元データを実時間で解析す
るデータ解析手段と、このデータ解析手段により解析された３次元データに基
づいて前記被検体内の任意断面の２次元断層像及び３次
元投影像の少なくとも一方を含む画像を実時間で生成す
る超音波画像生成手段と、この超音波画像生成手段の生成した画像情報に基づいて
医用挿入体を前記被検体内のターゲットに向けてナビゲ
ーションするための情報を表示するナビゲーション情報
表示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２】請求項１記載の発明において、前記医用
挿入体は、前記被検体の体表部から体内に挿入される穿
刺針であることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】請求項２記載の発明において、前記ナビ
ゲーション情報表示手段は、前記被検体内に挿入された
穿刺針の瞬時毎の移動位置を検出してその軌跡を追尾す
る追尾手段と、この追尾手段による追尾結果に基づいて
前記被検体内のターゲットへの穿刺針の進行状態が前記
画像中で常に認識できるように画像表示条件を実時間で
制御する画像表示制御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４】請求項３記載の発明において、前記追尾
手段は、前記穿刺針の先端部に設置される信号発生器
と、この信号発生器からの発信信号を前記複数個の超音
波振動子の内の少なくとも３個の超音波振動子で個別に
受信させる受信手段と、この受信手段による各受信信号
の互いの信号到達時間の時間差に基づいて前記信号発生
器が設置される前記穿刺針の先端部位置を推定する手段
とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】請求項３記載の発明において、前記追尾
手段は、前記穿刺針の位置の異なる複数箇所に設置され
且つ互いに識別可能な異なる信号波形または互いに異な
る発信タイミングで信号を発生可能な複数個の信号発生
器と、この各信号発生器からの各発信信号を前記複数個
の超音波振動子の内の少なくとも３個の超音波振動子で
個別に受信させる受信手段と、この受信手段による各受
信信号の互いの信号到達時間の時間差に基づいて前記複
数個の信号発生器が設置される前記穿刺針の複数箇所の
位置を推定する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６】請求項３記載の発明において、前記追尾
手段は、前記データ取得手段により取得される超音波エ
コー信号から前記穿刺針のエコー信号の強度が最も高く
なる条件を探索することにより、前記穿刺針の位置を推
定する手段を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】請求項３記載の発明において、前記追尾
手段は、前記穿刺針に微小振動を与える振動付与手段
と、この振動付与手段により前記穿刺針に微小振動が与
えられる間、前記データ取得手段により取得される超音
波エコー信号から前記穿刺針のドプラ信号のパワーが最
も高くなる条件を探索することにより、前記穿刺針の位
置を推定する手段を備えたことを特徴とする超音波診断
装置。
【請求項８】請求項３記載の発明において、前記追尾
手段は、前記データ取得手段により取得される超音波エ
コー信号中の前記穿刺針からのエコー信号に基づいて前
記穿刺針の少なくとも先端部の動いた軌跡を追尾するデ
ータ処理手段を備えたことを特徴とする超音波診断装
置。
【請求項９】請求項８記載の発明において、前記デー
タ処理手段は、相互相関法を用いた手段であることを特
徴とする超音波診断装置。
【請求項１０】請求項３から９までのいずれか１項記
載の発明において、前記画像表示条件は、前記被検体内
の任意断面の２次元断層像を表示する条件を含むことを
特徴とする超音波診断装置。
【請求項１１】請求項１０記載の発明において、前記
２次元断層像は、前記穿刺針の針先の進行方向と前記タ
ーゲットとの互いの位置関係で定まる断面の２次元断層
像であることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１２】請求項１１記載の発明において、前記
断面は、前記穿刺針の針先位置とその進行方向に沿った
直線とを通る断面であることを特徴とする超音波診断装
置。
【請求項１３】請求項１１記載の発明において、前記
断面は、前記穿刺針の前記被検体の体表部の挿入点及び
その穿刺針の先端位置を結ぶ直線と、前記超音波振動子
の配列面に対する法線とを通る断面であることを特徴と
する超音波診断装置。
【請求項１４】請求項１１記載の発明において、前記
断面は、前記穿刺針の前記被検体内への挿入点、その穿
刺針の先端位置、及び予め規定された基準点を含む断面
であることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１５】請求項１４記載の発明において、前記
基準点は、前記超音波振動子の配列面の重心点であるこ
とを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１６】請求項１１記載の発明において、前記
断面は、前記穿刺針の先端位置の軌跡から得られる直線
回帰線と、前記超音波振動子の配列面に対する法線とを
通る断面であることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１７】請求項１１記載の発明において、前記
断面は、前記穿刺針の先端位置の軌跡から得られる直線
回帰線と、予め規定された基準点とを含む断面であるこ
とを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１８】請求項１７記載の発明において、前記
基準点は、前記超音波振動子の配列面の重心点であるを
特徴とする超音波診断装置。
【請求項１９】請求項１１から１８までのいずれか１
項記載の発明において、前記穿刺針の位置を前記断面を
挟む両側のいずれの側でどれ程の距離離れているかを前
記二次元画像上で視認可能な表示手段をさらに備えたこ
とを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２０】請求項１９記載の発明において、前記
表示手段は、前記二次元画像上で前記断面を挟む両側を
個別に認識するように色及び輝度の少なくとも一方を変
えて前記穿刺針を表示する手段であることを特徴とする
超音波診断装置。
【請求項２１】請求項２０記載の発明において、前記
表示手段は、前記二次元画像上で前記断面からの離間距
離を認識するように色及び輝度の少なくとも一方を変え
て前記穿刺針を表示する手段であることを特徴とする超
音波診断装置。
【請求項２２】請求項３から９までのいずれか１項記
載の発明において、前記画像表示条件は、前記被検体内
の前記穿刺針の挿入点からその針先の進行方向を見た３
次元投影像を表示する条件を含むことを特徴とする超音
波診断装置。
【請求項２３】請求項２２記載の発明において、前記
画像表示条件は、前記３次元投影像内に前記穿刺針の進
行方向に直交する断面の断層像を表示する条件を含むこ
とを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２４】請求項２３記載の発明において、前記
断層像は、前記穿刺針の進行方向に沿って任意に選定可
能に構成された互いの異なる複数箇所の断面の断層像で
あることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２５】請求項２３記載の発明において、前記
断層像は、前記ターゲットを通る断面の断層像であるこ
とを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２６】請求項２３記載の発明において、前記
断層像は、前記穿刺針の先端位置の動きに追従するよう
に構成された断面の断層像であることを特徴とする超音
波診断装置。
【請求項２７】請求項２２から２６までのいずれか１
項記載の発明において、前記３次元投影像は、前記被検
体内の血管走行、ターゲット、及び前記穿刺針の少なく
とも１つを表示するものであることを特徴とする超音波
診断装置。
【請求項２８】請求項３から９までのいずれか１項記
載の発明において、前記画像表示条件は、前記被検体内
の任意断面の二次元断層像と、前記被検体内の前記穿刺
針の挿入点からその針先の進行方向を見た３次元投影像
とを並べて表示する条件を含むことを特徴とする超音波
診断装置。
【請求項２９】請求項２８記載の発明において、前記
画像表示条件は、前記３次元投影像内に前記穿刺針の進
行方向に直交する断面の断層像を表示する条件を含むこ
とを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３０】請求項２９記載の発明において、前記
二次元断層像及び３次元投影像の少なくとも一方にマー
カを表示させる第１のマーカ表示手段をさらに備えたこ
とを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３１】請求項３０記載の発明において、前記
第１のマーカ表示手段は、前記二次元断層像中に前記３
次元投影像内の断層像の断面位置を示すマーカを表示さ
せる手段を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３２】請求項３０または３１記載の発明にお
いて、前記第１のマーカ表示手段は、前記３次元投影像
中に前記二次元断層像の断面位置を示すマーカを表示す
る手段を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３３】請求項２２から３２までのいずれか１
項記載の発明において、前記３次元投影像の２次元平面
を成す２軸の方向と、前記被検体をその体表から見た状
態との互いの位置関係の対応づけを示すマーカを前記３
次元投影像上に表示する第２のマーカ表示手段を備えた
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３４】請求項３３記載の発明において、前記
第２のマーカ表示手段は、前記穿刺針の体表挿入点と、
前記複数個の超音波振動子上の予め設定された基準点と
を結ぶマーカとを前記３次元投影像上に表示する手段で
あることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３５】請求項３３記載の発明において、前記
第２のマーカ表示手段は、前記穿刺針の挿入点付近に回
転自在に装着され且つその装着方向が認識可能な方向指
示用の器具と、この器具に応じて設定されたマーカを、
その器具装着方向と前記３次元投影像との互いの位置関
係を対応づけて表示する手段とを備えたことを特徴とす
る超音波診断装置。