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JP7013777B2 - 超音波診断システム - Google Patents

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Description

本発明は、超音波診断システムに関する。
近年の人工透析治療では、患者側に、患者と透析装置との間で血液を循環させるために、血液を抜き出し、戻す出入り口となるバスキュラーアクセス（Vascular Access）が設けられる。人工透析治療においては、バスキュラーアクセスを適切に管理して維持することが、長期的に治療を行う上で重要となる。
バスキュラーアクセスの管理は、医療従事者により作成されたバスキュラーアクセスマップを用いて行われる場合がある。バスキュラーアクセスマップは、例えば、超音波装置で患者の体表（上腕等）を走査して取得した血管の超音波画像と、この超音波画像等に基づいて、医療従事者が推定した患者の血管の形状、体表からの深さ、状態等を示す情報とを、共に示した資料である。
特開平１０－３３５３８号公報 特開２００２－３３６２５３号公報
従来のバスキュラーアクセスマップの作成方法では、超音波装置の走査のさせ方や、超音波画像からの血管の形状や体表からの深さ、状態等の推定といった手技の習得が要求されるが、これらの手技の習得には長年の経験が必要となる。このため、従来のバスキュラーアクセスマップは、これを作成する医療従事者による手技の習得の度合いよって、その精度が異なる。
開示の技術は、上記事情に鑑みてこれを解決すべくなされたものであり、精度の高いバスキュラーアクセスマップを容易に作成することを目的としている。
開示の技術は、第一の方向に配列されており、被検体に向けて超音波を送信し、前記被検体により反射された超音波を受信する複数の探触子を有し、前記被検体の超音波画像データを取得する超音波プローブと、前記第一の方向と、前記第一の方向と直交する第二の方向とに、前記超音波プローブを移動させる移動機構と、前記超音波画像データが示す超音波画像における、前記被検体の所定の血管の超音波画像の位置に基づき、前記移動機構により前記超音波プローブを移動させる制御部と、前記超音波画像データと、前記第一の方向及び前記第二の方向の移動量と、を対応付けて記憶した画像データ記憶部を参照し、前記所定の血管の形状を示す平面図と、前記超音波プローブにより取得された超音波画像データにより示される超音波画像群と、前記超音波画像群に含まれる各超音波画像データと対応付けられた前記第二の方向の移動量と基づき描画された前記所定の血管の断面図と、を含む血管マップデータを生成する生成部と、を有する、超音波診断システムである。
精度の高いバスキュラーアクセスマップを容易に作成できる。
第一の実施形態の超音波診断システムの一例を示す図である。 第一の実施形態の移動機構を説明する図である。 第一の実施形態のプローブを説明する図である。 第一の実施形態の制御装置の機能を説明する図である。 第一の実施形態の制御装置の機能を説明する図である。 第一の実施形態のマップ記憶部の一例を示す図である。 画像取得部により取得された超音波画像データの一例を示す図である。 第一の実施形態の制御装置３００の処理を説明するフローチャートである 第一の実施形態のバスキュラーアクセスマップの一例を示す図である。 第二の実施形態の超音波診断システムの一例を示す図である。 第二の実施形態の制御装置の機能を説明する図である。 第二の実施形態のマップ記憶部の一例を示す図である。 第二の実施形態における制御装置の処理を説明するフローチャートである。 バスキュラーアクセスマップにおける穿刺位置の指定について説明する図である。 患者の部位の画像の例を示す図である。 第一の変形例を示す図である。 第二の変形例を示す図である。
（第一の実施形態）
以下に、図面を参照して、第一の実施形態について説明する。図１は、第一の実施形態の超音波診断システムの一例を示す図である。
本実施形態の超音波診断システム１００は、プローブ移動装置２００と、制御装置３００とを有する。
本実施形態のプローブ移動装置２００は、プローブ２１０と、移動機構２２０と、レール２３０、２４０と、を有する。
プローブ２１０は、対象物に対して超音波を送信し、対象物から反射された反射波を受信する複数の探触子を有し、反射波に基づく対象物の超音波画像を示す超音波画像データを出力する超音波プローブである。また、プローブ２１０は、超音波画像データを制御装置３００へ送信する送信部２１１を有する。
移動機構２２０は、制御装置３００からの指示に基づき、プローブ２１０をＸ軸方向とＹ軸方向の２方向に移動させる。移動機構２２０の詳細は後述する。
尚、本実施形態のＸ軸方向（第一の方向）とは、プローブ２１０において複数の探触子が並べたられた方向を示す。言い換えれば、Ｘ軸方向とは、プローブ２１０の短軸方向を示す。また、本実施形態のＹ軸方向（第二の方向）とは、Ｘ軸方向と直交する方向である。言い換えれば、Ｙ軸方向は、プローブ２１０の長軸方向である。
レール２３０は、移動機構２２０のＹ軸方向の移動をガイドし、レール２４０は、移動機構２２０のＸ軸方向の移動をガイドする。
本実施形態の制御装置３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１０と、メモリ３２０と、送受信装置３３０と、入力装置３４０と、出力装置３５０と、プローブ駆動装置３６０と、を有する情報処理装置である。
ＣＰＵ３１０は、制御装置３００の動作全体の制御を行う。より具体的には、ＣＰＵ３１０は、例えば、プローブ移動装置２００におけるプローブ２１０のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動量を制御する。また、ＣＰＵ３１０は、例えば、プローブ２１０から受信した超音波画像データに基づき、バスキュラーアクセスマップを作成し、出力する。
メモリ３２０は、制御装置３００を動作させるためのプログラムや、ＣＰＵ３１０による各種の演算結果等が格納される。また、メモリ３２０は、プローブ２１０から受信した超音波画像データが格納される。
送受信装置３３０は、プローブ移動装置２００との通信を行う。具体的には、送受信装置３３０は、プローブ２１０から送信される超音波画像データを受信したり、プローブ２１０の移動量を示す情報を移動機構２２０へ送信したりする。
入力装置３４０は、制御装置３００に対する各種の情報の入力が行われる。具体的には、入力装置３４０は、例えば、キーボードやマウス等のデバイスであっても良い。
出力装置３５０は、例えば、ディスプレイ等の表示装置であっても良い。本実施形態の出力装置３５０は、例えば、送受信装置３３０が受信した超音波画像データや、ＣＰＵ３１０によって作成されたバスキュラーアクセスマップを表示させたりする。
尚、本実施形態の制御装置３００が、例えば、タブレット型の情報処理装置等であった場合には、入力装置３４０及び出力装置３５０の代わりに、表示操作装置を有していても良い。表示操作装置とは、例えば、タッチパネル等である。
プローブ駆動装置３６０は、移動機構２２０に対して駆動を指示する。具体的には、プローブ駆動装置３６０は、ＣＰＵ３１０により算出されたプローブ２１０のＸ軸方向とＹ軸方向の移動量を、移動機構２２０に対して送信する。
本実施形態の超音波診断システム１００では、プローブ移動装置２００において、レール２３０の間に、例えば患者の上腕部（被検体）が配置され、プローブ２１０により、上腕部の超音波画像データが取得されて、制御装置３００に送信される。
本実施形態のプローブ移動装置２００において、プローブ２１０は、レール２３０、レール２４０に沿って移動する度に、超音波画像データを取得して制御装置３００へ送信する。
本実施形態の制御装置３００は、プローブ２１０の移動に合わせて順次取得される超音波画像データに基づき、観察の対象となる血管の超音波画像が、プローブ２１０が取得した超音波画像の中心部分に位置するように、プローブ２１０のＸ軸方向の移動量を算出する。そして、制御装置３００は、算出された移動量に応じて、移動機構２２０により、プローブ２１０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる。
本実施形態では、算出された移動量に応じてプローブ２１０をＸ軸方向とＹ軸方向の２方向へ移動させるため、例えば、観察の対象となる血管の形状に合わせて、プローブ２１０を蛇行させることができる。また、本実施形態では、観察の対象となる血管が常に中心部分にくるようにプローブ２１０を移動させるため、観察の対象となる血管が常に中心部分にある超音波画像データを用いてバスキュラーアクセスマップを作成することができる。
したがって、本実施形態では、医療従事者が患者の体表にプローブ２１０をあてて、超音波画像から観察の対象となる血管を目視で探しながら走査させる、といった手技が不要となる。
以下に、図２を参照して、本実施形態のプローブ移動装置２００の移動機構２２０について説明する。
図２は、第一の実施形態の移動機構を説明する図である。本実施形態の移動機構２２０は、モータ２２１と、モータ２２２と、を有する。モータ２２１は、プローブ２１０をレール２３０に沿って移動させるための移動手段である。言い換えれば、モータ２２１は、プローブ２１０をＹ軸方向に移動させるための移動手段である。
モータ２２２は、プローブ２１０をレール２４０に沿って移動させるための移動手段である。言い換えれば、モータ２２２は、プローブ２１０をＸ軸方向に移動させるための移動手段である。
移動機構２２０において、モータ２２１の回転軸２４１の両端に設けられたギヤ２２３と、レール２３０に形成された歯形とが噛み合わされている。移動機構２２０では、回転軸２４１の回転に応じてギヤ２２３が回転し、ギヤ２２３の回転に合わせてプローブ２１０がＹ軸方向に移動する。したがって、プローブ２１０のＹ軸における移動方向は、回転軸２４１（モータ２２１）の回転方向によって決まる。
尚、本実施形態の回転軸２４１は、プローブ２１０の筐体を貫通しており、後述する探触子が常に患者の体表へ向くように、プローブ２１０を支持している。
移動機構２２０において、モータ２２２は、レール２４０を回転させる。レール２４０は、ネジ軸である。レール２４０は、プローブ２１０の筐体内に設けられたナットとボールと共に、ボールねじ機構を形成する。したがって、プローブ２１０のＸ軸における移動方向は、レール２４０（モータ２２２）の回転方向によって決まる。
本実施形態の移動機構２２０では、例えば、制御装置３００のプローブ駆動装置３６０から、Ｘ軸方向とＹ軸方向の移動量を示す信号を受信する受信部と、モータ２２１、モータ２２２をこの移動量に応じて回転させる駆動部が設けられている。
尚、本実施形態の移動機構２２０は、モータ２２１とモータ２２２を用いて、プローブ２１０をＸ軸方向とＹ軸方向のそれぞれに移動させるものとしたが、これに限定されない。移動機構２２０は、プローブ２１０をＸ軸方向とＹ軸方向のそれぞれについて、独立して移動させることができれば良い。したがって、移動機構２２０は、例えば、プローブ２１０をＸ軸方向とＹ軸方向のそれぞれにおいて、押したり引いたりして移動させるような機構であっても良い。
図３は、第一の実施形態のプローブを説明する図である。図３は、図１に示すＡ－Ａ断面の一部を示している。
本実施形態のプローブ２１０は、複数の探触子２１２が配列されている。本実施形態では、複数の探触子２１２が配列している方向を短軸（Ｘ軸）方向としている。
本実施形態では、複数の探触子２１２から、観察対象となる血管が存在する部位（被検体）Ｐに向かって超音波を送信し、超音波の反射波に基づく超音波画像データを取得する。
次に、図４を参照して、本実施形態の制御装置３００の機能について説明する。図４は、第一の実施形態の制御装置の機能を説明する図である。図４に示す各部は、ＣＰＵ３１０がメモリ３２０に格納されたプログラムを読み出して実行することで実現される。
本実施形態の制御装置３００は、入力受付部３１１、画像取得部３１２、移動量算出部３１３、移動制御部３１４、格納部３１５、マップ生成部３１６、表示制御部３１７を有する。また、本実施形態の制御装置３００は、画像データ記憶部３２１、マップ記憶部３２２を有する。
入力受付部３１１は、制御装置３００に対する各種の入力を受け付ける。画像取得部３１２は、送受信装置３３０が受信したプローブ移動装置２００から順次送信される超音波画像データを取得する。
移動量算出部３１３は、画像取得部３１２が順次取得した超音波画像データに基づき、プローブ２１０のＸ軸方向とＹ軸方向のそれぞれの移動量を算出する。算出されたＸ軸方向とＹ軸方向の移動量は、例えば、移動量の算出に用いた超音波画像データと対応付けられて、画像データ記憶部３２１に格納されても良い。移動量算出部３１３による移動量の算出の詳細は後述する。
移動制御部３１４は、移動量算出部３１３により算出された移動量をプローブ駆動装置３６０に出力し、プローブ２１０の移動を制御する。つまり、本実施形態の移動制御部３１４は、プローブ２１０のＸ軸方向及Ｙ軸方向に移動させる制御部の機能を果たす。
格納部３１５は、画像取得部３１２が取得した超音波画像データを、超音波画像データを取得した日時を示す情報と対応付けて、画像データ記憶部３２１に格納する。また、格納部３１５は、マップ生成部３１６により生成されたバスキュラーアクセスマップを示すマップデータをマップ記憶部３２２に格納する。
マップ生成部３１６は、画像取得部３１２に格納された超音波画像データに基づき、バスキュラーアクセスマップを表示させるためのマップデータを生成する。
バスキュラーアクセスとは、血液透析を行うときに、患者と透析装置との間で血液を循環させる仕組みのことで、内シャント、表在化動脈、ブラッドアクセスカテーテル等の総称である。
また、マップ生成部３１６により生成されるマップデータは、例えば、画像取得部３１２により取得した超音波画像データに基づき、観察の対象となる血管の形状、体表から血管までの深さ、血管の太さを示す情報を求め、この情報と、超音波画像データとを対応付けたデータである。言い換えれば、本実施形態のマップ生成部３１６により生成されるバスキュラーアクセスマップを示すマップデータは、患者の血管に関する情報を示す血管マップデータである。つまり、本実施形態のマップ生成部３１６は、血管マップデータを生成する生成部の機能を果たす。バスキュラーアクセスマップを示すマップデータの詳細は後述する。
表示制御部３１７は、マップ生成部３１６により生成されたマップデータに基づき、バスキュラーアクセスマップを出力装置３５０に出力させる。言い換えれば、表示制御部３１７は、制御装置３００のディスプレイに、マップ生成部３１６により生成されたバスキュラーアクセスマップを表示させる。
画像データ記憶部３２１には、画像取得部３１２が取得した超音波画像データが格納される。マップ記憶部３２２は、マップ生成部３１６により生成されたバスキュラーアクセスマップを示すマップデータが格納される。
尚、画像データ記憶部３２１とマップ記憶部３２２は、例えば、メモリ３２０の所定の記憶領域に設けられても良いし、制御装置３００の外部の装置に設けられていても良い。
以下に、図５及び図６を参照して、画像データ記憶部３２１とマップ記憶部３２２について説明する。
図５は、本実施形態の画像データ記憶部３２１には、患者を特定する患者識別情報に、画像取得部３１２がプローブ２１０の移動に合わせて順次取得した超音波画像データが対応付けられて格納されている。
図５の例では、患者を特定する患者識別情報である患者ＩＤと、項目「画像ＩＤ」、「取得日時」、「画像データ」、「移動量」が対応付けられている。
項目「画像ＩＤ」の値は、取得された超音波画像データを特定するための識別情報である。項目「取得日時」の値は、対応する画像ＩＤで特定される超音波画像データが画像取得部３１２によって取得された日時を示す。
項目「画像データ」の値は、取得された超音波画像データそのものである。項目「移動量」の値は、対応する画像ＩＤによって特定される超音波画像データに基づき算出されたＸ軸方向とＹ軸方向の移動量を示す。
例えば、図５の例では、２０１７年９月１日の１３：００に取得された画像ＩＤ「１」の超音波画像データに基づき、Ｘ軸方向の移動量ｘ１と、Ｙ軸方向の移動量ｙ１とが算出されたことがわかる。
図６は、第一の実施形態のマップ記憶部の一例を示す図である。本実施形態のマップ記憶部３２２に格納される情報は、項目として、患者ＩＤ、マップデータ、作成日時を有し、項目「患者ＩＤ」と、その他の項目とが対応付けられている。
項目「マップデータ」の値は、マップ生成部３１６によって作成された患者毎のバスキュラーアクセスマップを示すマップデータそのものである。項目「作成日時」の値は、対応するマップデータが作成された日時を示す情報である。項目「作成日時」の値は、マップ生成部３１６がマップデータを作成したときに取得され、マップ記憶部３２２にマップデータと対応付けられて格納されても良い。
図６の例では、例えば、患者ＩＤ「０１」で特定される患者のバスキュラーアクセスマップを示すマップデータ０１は、２０１７年９月１日に作成されたことがわかる。
次に、本実施形態の移動量算出部３１３により移動量の算出について説明する。
本実施形態の制御装置３００は、プローブ２１０の初期位置において取得された超音波画像データにおいて、観察の対象となる血管の指定を受け付ける。
血管の指定を受け付けると、移動量算出部３１３は、画像取得部３１２により取得された超音波画像データが示す超音波画像において、指定された血管の位置が、この超音波画像の中心部分となるように、超音波画像を移動させたときのＸ軸方向の移動量を算出する。
本実施形態では、この移動量を、プローブ２１０のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動量として、プローブ移動装置２００に出力する。
図７は、画像取得部により取得された超音波画像データの一例を示す図である。図７に示す超音波画像７１では、画像７２が観察の対象として指定された血管を示す超音波画像である。また、超音波画像７１は、例えば、初期位置において取得された超音波画像の次に、取得された超音波画像とする。
この場合、画像７２が超音波画像７１の中心部分にくるようにするためには、Ｘ軸方向において、超音波画像７１を矢印Ｘ１が示す方向に移動させれば良い。
したがって、移動量算出部３１３は、超音波画像７１の中心点の座標と、画像７２の中心となる点の座標と、から、Ｘ１方向への移動量を算出すれば良い。尚、ここで言う座標は、超音波画像７１におけるある基準点を原点とした場合の座標である。
また、超音波画像７１に基づき算出されたＸ１方向への移動量は、超音波画像７１の次に取得される超音波画像と対応付けられて、画像データ記憶部３２１へ格納される。
また、本実施形態の移動量算出部３１３では、超音波画像７１から、指定された血管を示す画像７２を検出する際には、初期位置において取得された初期位置の超音波画像と、超音波画像７１とを比較し、初期位置の超音波画像において指定された血管の画像と形状が類似している画像を、超音波画像７１から検出すれば良い。
次に、図８を参照して、本実施形態の制御装置３００の処理について説明する。図８は、第一の実施形態の制御装置３００の処理を説明するフローチャートである。
本実施形態の制御装置３００は、プローブ移動装置２００におけるプローブ２１０の位置を初期位置に移動させる（ステップＳ８０１）。尚、プローブ２１０の初期位置は、例えば、初期位置を示す情報が予めプローブ駆動装置３６０等に設定されており、入力受付部３１１が、超音波画像データの取得の開始指示を受け付けたときに、この初期位置にプローブ２１０を移動させても良い。
続いて、制御装置３００は、画像取得部３１２により、プローブ２１０が初期位置において取得した超音波画像データを取得し、表示制御部３１７により、ディスプレイに表示させる（ステップＳ８０２）。尚、このディスプレイは、例えば、制御装置３００の出力装置３５０であっても良いし、制御装置３００が有する出力装置３５０以外の外部の表示装置であっても良い。
続いて、制御装置３００は、入力受付部３１１により、ディスプレイにおいて、血管の指定を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ８０３）。ステップＳ８０３において、血管の指定を受け付けない場合、制御装置３００は、指定を受け付けるまで待機する。
ステップＳ８０３において、血管の指定を受け付けた場合、制御装置３００は、移動量算出部３１３により、指定された血管の画像を取得された超音波画像の中心とするためのＸ軸方向の移動量を算出する（ステップＳ８０４）。移動量算出部３１３による移動量の算出の方法は、上述した通りである。また、指定された血管を示す情報は、メモリ３２０に保持されても良い。
続いて、制御装置３００は、移動制御部３１４により、算出された移動量をプローブ駆動装置３６０へ出力し、プローブ２１０をＸ軸方向へ移動させる（ステップＳ８０５）。言い換えれば、制御装置３００は、プローブ駆動装置３６０により、プローブ移動装置２００に対して算出された移動量と共に、移動機構２２０の駆動指示を行い、移動機構２２０によって、移動量に応じてプローブ２１０を移動させる。
続いて、制御装置３００は、画像取得部３１２により、プローブ２１０から超音波画像データを取得する（ステップＳ８０６）。
続いて、制御装置３００は、格納部３１５により、ステップＳ８０６で取得した超音波画像データと、ステップＳ８０４で算出されたＸ軸方向とＹ軸方向の移動量と、を対応付けて、画像データ記憶部３２１に格納する（ステップＳ８０７）。尚、このとき、超音波画像データは、画像ＩＤが付与され、超音波画像データを取得した日時を示す情報と共に、画像データ記憶部３２１に格納される。
続いて、制御装置３００は、プローブ２１０を所定の回数以上Ｙ軸方向に移動させたか否かを判定する（ステップＳ８０８）。
ステップＳ８０８において、所定回数以上Ｙ軸方向にプローブ２１０を移動させた場合、制御装置３００は、マップ生成部３１６により、画像データ記憶部３２１を参照し、バスキュラーアクセスマップを示すマップデータを作成して、マップ記憶部３２２に格納し（ステップＳ８０９）、処理を終了する。
より具体的には、マップ生成部３１６は、画像データ記憶部３２１に格納された、複数の超音波画像データと、各超音波画像データと対応付けたＸ軸方向及びＹ軸方向の移動量から、指定された血管の平面図を示すデータを生成する。また、マップ生成部３１６は、複数の超音波画像データと対応付けられたＹ軸方向の移動量に基づき、指定された血管の断面図を示すデータを生成する。そして、マップ生成部３１６は、複数の超音波画像データと、平面図を示すデータと、断面図を示すデータと、対応付けて、バスキュラーアクセスマップを示すマップデータとし、マップ記憶部３２２に格納する。
ステップＳ８０８において、所定回数以上Ｙ軸方向にプローブ２１０を移動させていない場合、制御装置３００は、プローブ２１０をＹ軸方向に所定の移動量分移動させる（ステップＳ８１０）。尚、所定の移動量とは、予め設定された移動量であって良く、例えば、プローブ駆動装置３６０等に設定されていても良い。
続いて、制御装置３００は、画像取得部３１２によって、プローブ２１０から超音波画像データを取得する（ステップＳ８１１）。続いて、制御装置３００は、ステップＳ８１１において取得された超音波画像データから、指定された血管の画像を検出し（ステップＳ８１２）、ステップＳ８０４へ戻る。
以下に、図９を参照して、本実施形態の制御装置３００により生成されるバスキュラーアクセスマップについて説明する。図９は、第一の実施形態のバスキュラーアクセスマップの一例を示す図である。
図９に示すバスキュラーアクセスマップ９１は、例えば、マップ生成部３１６によって生成されたマップデータをディスプレイに表示させることで、表示される。バスキュラーアクセスマップ９１は、超音波画像表示欄９２、平面図表示欄９３、断面図表示欄９４を含む。
超音波画像表示欄９２には、画像データ記憶部３２１に蓄積された超音波画像データ群９５に含まれる各超音波画像データが並べて表示される。超音波画像データ群９５は、プローブ２１０が移動する度に、順次取得される超音波画像データである。
平面図表示欄９３は、超音波画像データ群９５に含まれる各超音波画像データと対応付けられたＸ軸方向の移動量と、Ｙ軸方向の移動量とに基づき描画された血管の平面図が表示される。
断面図表示欄９４には、超音波画像データ群９５に含まれる各超音波画像データと対応付けられたＹ軸方向の移動量と基づき描画された血管の断面図が表示される。
本実施形態では、例えば、超音波画像データ９２－１と対応付けられたＸ軸方向とＹ軸方向の移動量から、平面図９６におけるプロットＰ１が求められる。プロットＰ１は、プローブ２１０の幅を幅Ｗとした場合に、超音波画像データ９２－１を取得した時点の幅Ｗ内における血管の位置を示す。また、平面図９６におけるプロットＰ２は、超音波画像データ９２－２と対応付けられたＸ軸方向とＹ軸方向の移動量から求められる。
本実施形態では、平面図９６では、プローブ２１０をＹ軸方向に所定の移動量ずつ移動させるため、プローブ２１０を等間隔に移動させるため、各プロットが等間隔で描画されている。各プロット間の間隔は、Ｙ軸方向の所定の移動量に相当している。
このように、本実施形態によれば、観察の対象となる血管を指定すると、この血管の画像が超音波画像の中心部分に位置するように、プローブ２１０をＸ軸方向とＹ軸方向の２方向に移動させて超音波画像データを取得する。そして、本実施形態では、超音波画像データを取得すると、プローブ２１０Ｙ軸方向に所定の移動量に応じて移動させ、同様の動作を行う。
したがって、本実施形態によれば、プローブ２１０を初期位置に移動させるだけで、血管の画像が中心部分に位置する超音波画像データ群を取得することできる。また、本実施形態によれば、超音波画像データ群とプローブ２１０の移動量に基づき、バスキュラーアクセスマップを示すマップデータを生成することができる。
このため、本実施形態では、超音波装置の走査のさせ方や、超音波画像からの血管の形状や位置等の推定といった手技は不要であり、精度の高いバスキュラーアクセスマップを容易に作成できる。
（第二の実施形態）
以下に、図面を参照して、第二の実施形態について説明する。第二の実施形態では、プローブに、穿刺時に針をガイドする機構が設けられており、過去の穿刺位置に基づいて決定された穿刺位置にプローブを移動させる点が、第一の実施形態と相違する。したがって、以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点についてのみ説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
図１０は、第二の実施形態の超音波診断システムの一例を示す図である。本実施形態の超音波診断システム１００Ａは、プローブ移動装置２００Ａと制御装置３００Ａとを有する。
プローブ移動装置２００Ａは、プローブ２１０、移動機構２２０、レール２３０、レール２４０、カメラ２６０を有する。
プローブ移動装置２００Ａは、レール２３０の間にプローブ２１０による走査対象となる患者の部位が配置されると、カメラ２６０により、この部位の画像を撮像して画像データを取得する。そして、プローブ移動装置２００Ａは、この画像データを制御装置３００Ａへ送信する。
本実施形態の制御装置３００Ａは、ＣＰＵ３１０Ａにより実現される機能と、メモリ３２０Ａに格納される情報とが、第一の実施形態の制御装置３００と相違する。
以下に、制御装置３００Ａの機能について説明する。図１１は、第二の実施形態の制御装置の機能を説明する図である。図１１に示す各部は、ＣＰＵ３１０Ａがメモリ３２０Ａに格納されたプログラムを読み出して実行することで実現される。
本実施形態の制御装置３００Ａは、入力受付部３１１、画像取得部３１２、移動量算出部３１３、移動制御部３１４、格納部３１５、マップ生成部３１６、表示制御部３１７、穿刺位置決定部３１８を有する。また、本実施形態の制御装置３００は、画像データ記憶部３２１、マップ記憶部３２２Ａを有する。
穿刺位置決定部３１８は、マップ記憶部３２２Ａに、患者毎に格納された穿刺位置を示す位置情報と、穿刺が行われた日時を示す日時情報とに基づき、穿刺位置を決定する。
マップ記憶部３２２Ａは、患者毎のマップデータに、穿刺された位置を示す位置情報と穿刺された日時を示す日時情報とが対応付けられて格納される。
尚、穿刺とは、人工透析治療において、患者の体内から血液を取り出す脱血のために血管に針を刺す穿刺と、患者の体内へ血液を戻す返血のために血管に針を刺す穿刺とがある。
以下に、図１２を参照して、本実施形態のマップ記憶部３２２Ａについて説明する。図１２は、第二の実施形態のマップ記憶部の一例を示す図である。
本実施形態のマップ記憶部３２２Ａに格納される情報は、項目として、患者ＩＤ、マップデータ、始点位置、終点位置、穿刺情報、作成日時、画像データを有し、項目「患者ＩＤ」と、その他の項目とが対応付けられている。
項目「始点位置」の値は、カメラ２６０により撮像された患者の部位の画像における、プローブ２１０の走査の開始位置を示す。項目「終点位置」の値は、カメラ２６０により撮像された患者の部位の画像における、プローブ２１０の走査の終点位置を示す。項目「始点位置」、「終点位置」の値は、座標情報であっても良く、この座標情報は、例えば、患者の部位の画像において、プローブ２１０の有するガイドが示す位置の座標であっても良い。
本実施形態の項目「始点位置」、「終点位置」の値は、例えば、カメラ２６０により撮像された画像において、予め指定されていても良い。また、本実施形態の項目「始点位置」、「終点位置」の値は、例えば、カメラ２６０により撮像された画像データにおいて、観察の対象となる血管が指定されると、この血管の形状に合わせて、制御装置３００Ａにより決められても良い。
項目「穿刺情報」は、項目「位置情報」と項目「日時情報」とが対応付けられている。項目「位置情報」の値は、穿刺された位置を示す位置情報であり、項目「日時情報」の値は、穿刺された日時を示す情報である。
項目「位置情報」の値は、例えば、患者の部位における、プローブ２１０のガイドの位置を示す座標情報であっても良い。また、項目「位置情報」の値は、例えば、プローブ２１０による走査を開始してからのＸ軸方向とＹ軸方向のそれぞれの移動量であっても良い。項目「穿刺情報」は、例えば、穿刺が行われる度に、追加されていく。
項目「画像データ」の値は、カメラ２６０により撮像された画像データである。
次に、図１３を参照して、本実施形態の制御装置３００Ａの処理を説明する。図１３は、第二の実施形態における制御装置の処理を説明するフローチャートである。
制御装置３００Ａは、入力受付部３１１により、患者ＩＤの指定と共に、穿刺位置の決定の指示を受け付けると、移動制御部３１４により、マップ記憶部３２２Ａにおける指定された患者ＩＤと対応する始点位置を参照し、プローブ２１０を始点位置まで移動させる（ステップＳ１３０１）。言い換えれば、制御装置３００Ａは、患者ＩＤの指定を受けて、移動制御部３１４により、この患者ＩＤと対応する始点位置をプローブ駆動装置３６０に出力し、プローブ駆動装置３６０により、移動機構２２０を駆動させてプローブ２１０を開始位置まで移動させる。
続いて、制御装置３００Ａは、穿刺位置決定部３１８により、指定された患者ＩＤと対応する穿刺情報のうち、日時情報が最も新しい直近の穿刺情報を読み出す（ステップＳ１３０２）。
続いて、制御装置３００Ａは、穿刺位置決定部３１８により、読み出した日時情報が示す日時から、所定の期間が経過しているか否かを判定する（ステップＳ１３０３）。
ステップＳ１３０３において、所定の期間が経過している場合には、穿刺位置決定部３１８は、読み出した穿刺情報に含まれる位置情報が示す位置を、穿刺位置を示す情報として抽出し（ステップＳ１３０４）、後述するステップＳ１３０６へ進む。
ステップＳ１３０３において、所定の期間が経過していない場合、穿刺位置決定部３１８は、読み出した穿刺情報に含まれる位置情報が示す位置とは異なる位置を穿刺位置に決定し（ステップＳ１３０５）、後述するステップＳ１３０６へ進む。
以下に、ステップＳ１３０５の処理について説明する。本実施形態の穿刺位置決定部３１８は、例えば、所定の期間が経過していない場合、指定された患者ＩＤと対応するマップデータを読み出す。
そして、マップデータに含まれる、指定された血管の平面図及び断面図から、血管を示す画像上において、ステップＳ１３０３で読み出された位置情報が示す位置とは異なる位置を示す位置情報を取得し、この位置情報を穿刺位置に決定する。
この場合、穿刺位置を示す情報は、プローブ２１０のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動量として示されることが好ましい。
続いて、制御装置３００Ａは、移動制御部３１４により、穿刺位置を示す位置情報をプローブ駆動装置３６０へ出力し、決定された穿刺位置へプローブ２１０を移動させて、プローブ２１０を停止させる（ステップＳ１３０６）。
続いて、制御装置３００Ａは、穿刺が終了したか否かを判定する（ステップＳ１３０７）。本実施形態では、例えば、入力受付部３１１により、穿刺が終了したことを示す通知を受け付けたとき、穿刺が終了したものと判定する。
ステップＳ１３０７において、穿刺が終了していない場合、制御装置３００Ａは、穿刺が終了するまで待機する。ステップＳ１３０７において、穿刺が終了すると、制御装置３００Ａは、移動制御部３１４により、指定された患者ＩＤと対応する終点位置までプローブ２１０を移動させる（ステップＳ１３０８）。
続いて、制御装置３００Ａは、格納部３１５により、穿刺が行われた日時を示す日時情報と、穿刺位置を示す位置情報とを、新たな穿刺情報として、マップ記憶部３２２Ａに格納し（ステップＳ１３０９）、処理を終了する。
尚、本実施形態では、例えば、穿刺の位置決定の指示を受け付けた日時や、穿刺の終了を示す通知を受け付けた日時等を、日時情報として取得すれば良い。また、図１３の例では、穿刺が終了した後に、プローブ２１０を終点位置まで移動させるものとしたが、これに限定されない。本実施形態では、穿刺が終了した後に、プローブ２１０を始点位置に移動させても良い。
このように、本実施形態によれば、過去に穿刺を行った日時と、穿刺の位置に基づき、次の穿刺の位置を決定することができる。したがって、本実施形態によれば、医療従事者が穿刺位置を決定するために、過去の患者の記録を参照する、と行った手間を削減できる。
また、本実施形態によれば、決定された穿刺位置にガイドが重なるように、プローブ２１０を移動させるため、穿刺を行う医療従事者は、自身で穿刺位置を探す必要がなく、ガイドを介して穿刺を行えばよい。
また、本実施形態では、例えば、バスキュラーアクセスマップ上で、穿刺位置の指定を受け付けて、指定された場所にプローブ２１０を移動させても良い。
図１４は、バスキュラーアクセスマップにおける穿刺位置の指定について説明する図である。
本実施形態の制御装置３００Ａは、例えば、患者ＩＤと共に穿刺位置の決定要求を受け付けると、患者ＩＤと対応するバスキュラーアクセスマップをディスプレイに表示させ、穿刺位置の指定を受け付けても良い。
図１４の例では、バスキュラーアクセスマップ９１が表示され、血管の平面図９６上で、返血のための穿刺位置Ｓ１と、脱血のための穿刺位置Ｓ２とが指定されている。
このように、穿刺位置が決定されると、制御装置３００Ａは、移動量算出部３１３により、画像データ記憶部３２１を参照し、穿刺位置Ｓ１を含む超音波画像９２－１１と対応付けられた移動量を取得し、プローブ駆動装置３６０へ出力する。プローブ駆動装置３６０は、この移動量に基づき移動機構２２０を駆動し、プローブ２１０を穿刺位置Ｓ１まで移動させる。
また、制御装置３００Ａは、移動量算出部３１３により、画像データ記憶部３２１を参照し、穿刺位置Ｓ２を含む超音波画像９２－９と対応付けられた移動量を取得し、プローブ駆動装置３６０へ出力する。プローブ駆動装置３６０は、この移動量に基づき移動機構２２０を駆動し、プローブ２１０を穿刺位置Ｓ２まで移動させる。
このように、本実施形態によれば、バスキュラーアクセスマップにおいて、穿刺位置を決定することができる。また、本実施形態によれば、プローブ２１０が指定された穿刺位置まで移動機構２２０によって運搬されるため、正確に指定された穿刺位置までプローブ２１０を移動させることができる。
さらに、本実施形態では、穿刺位置を決定するために表示されたバスキュラーアクセスマップの平面図において、マップ記憶部３２２Ａに格納された穿刺情報が示す直近の穿刺位置を示すマークを表示させても良い。
さらに、本実施形態では、例えば、穿刺が行われた位置に、ＩＣタグ等を埋め込んでも良い。この場合、プローブ２１０には、タグリーダが設けられていても良い。そして、本実施形態では、プローブ２１０がＩＣタグからの信号を読み取った位置を、直近の穿刺の
位置を示す位置情報としても良い。
さらに、本実施形態では、患者の部位において、穿刺が行われた位置にマーキングして、カメラ２６０により、マーキングされた部位の画像データを撮像し、画像データにおけるマークの位置を、直近の穿刺の位置を示す位置情報として、保持しても良い。また、本実施形態では、カメラ２６０が撮像した画像データにおいて、バスキュラーアクセスマップの平面図上にマークされた位置と対応する位置にマークを表示させても良い。
図１５は、患者の部位の画像の例を示す図である。図１５（Ａ）は、穿刺の位置がマークされた患者の部位を撮像した画像の例を示しており、図１５（Ｂ）は、バスキュラーアクセスマップと対応する位置にマークが表示された画像の例を示している。
図１５（Ａ）に示す画像１５１は、穿刺位置がマークされた患者の上腕の画像である。画像１５１には、返血のための穿刺が行われた位置を示すマークＭ１と、脱血のための穿刺が行われた位置を示すマークＭ２と、が表示されている。
図１５（Ｂ）に示す画像１５２は、バスキュラーアクセスマップの平面図上で指定されたマークと対応するマークが患者の上腕に表示されている。画像１５２では、マップ記憶部３２２Ａに格納された穿刺情報が示す過去の穿刺の位置を示すマークＭ１１とマークＭ１２が表示されている。
（変形例）
以下に、図１６及び図１７を参照して、変形例について説明する。図１６は、第一の変形例を示す図である。
図１６に示す例では、プローブ２１０に加速度センサを設け、プローブ２１０のＸ軸方向とＹ軸方向への移動量を取得し、取得した移動量と、プローブ２１０が取得した超音波画像データとを対応付けて画像データ記憶部３２１に格納しても良い。そして、画像データ記憶部３２１に基づき、バスキュラーアクセスマップを作成しても良い。
図１７は、第二の変形例を示す図である。図１７は、プローブの探触子をＴ字型にした例を示している。
図１７（Ａ）は、探触子の形状を示す図であり、図１７（Ｂ）は、Ｔ字型の探触子によって得られる血管の超音波画像の例であり、図１７（Ｃ）は、Ｔ字型の探触子を有するプローブで血管を走査した場合の超音波画像の例を示す。
図１７の例では、短軸方向と直交する長軸方向にも探触子が設けられている。また、図１７（Ａ）の例では、Ｔ字型の探触子が複数並べられている。
この探触子により血管を走査すると、血管は、図１７（Ｂ）に示すような超音波画像となる。また、この探触子で患者の体表を走査した場合、図１７（Ｃ）に示すような超音波画像が得られる。
以上の説明したように、本実施形態によれば、過去に穿刺が行われた日時と、過去の穿刺の位置に応じて、これから穿刺を行う位置を決定することができる。
以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
１００、１００Ａ 超音波診断システム
２００、２００Ａ プローブ移動装置
２１０ プローブ
２１１ 送信部
２１２ 探触子
２２０ 移動機構
２３０、２４０ レール
２６０ カメラ
３００、３００Ａ 制御装置
３１１ 入力受付部
３１２ 画像取得部
３１３ 移動量算出部
３１４ 移動制御部
３１５ 格納部
３１６ マップ生成部
３１７ 表示制御部
３１８ 穿刺位置決定部
３２１ 画像データ記憶部
３２２、３２２Ａ マップ記憶部

Claims (9)

  1. 第一の方向に配列されており、被検体に向けて超音波を送信し、前記被検体により反射された超音波を受信する複数の探触子を有し、前記被検体の超音波画像データを取得する超音波プローブと、
    前記第一の方向と、前記第一の方向と直交する第二の方向とに、前記超音波プローブを移動させる移動機構と、
    前記超音波画像データが示す超音波画像における、前記被検体の所定の血管の超音波画像の位置に基づき、前記移動機構により前記超音波プローブを移動させる制御部と、
    前記超音波画像データと、前記第一の方向及び前記第二の方向の移動量と、を対応付けて記憶した画像データ記憶部を参照し、前記所定の血管の形状を示す平面図と、前記超音波プローブにより取得された超音波画像データにより示される超音波画像群と、前記超音波画像群に含まれる各超音波画像データと対応付けられた前記第二の方向の移動量と基づき描画された前記所定の血管の断面図と、を含む血管マップデータを生成する生成部と、を有する、超音波診断システム。
  2. 前記超音波画像データに基づく超音波画像を表示装置に表示させる表示制御部と、
    前記超音波画像において、前記所定の血管の指定を受け付ける入力受付部と、
    前記超音波画像における所定の血管の画像が、前記超音波画像の中心位置となるように、前記移動量を算出する移動量算出部と、を有する、請求項１記載の超音波診断システム。
  3. 前記超音波プローブは、
    前記第一の方向に一列に配列された複数の探触子と、前記第二の方向に配置された複数の探触子と、を有するＴ字型探触子列を有する、請求項１又は２記載の超音波診断システム。
  4. 前記制御部は、
    前記超音波プローブが超音波画像データを取得する度に、前記第二の方向に所定の移動量、前記超音波プローブを移動させる、請求項１乃至３の何れか一項に記載の超音波診断システム。
  5. 前記血管マップデータは、
    バスキュラーアクセスマップを表示装置に表示させるためのデータである、請求項１乃至４の何れか一項に記載の超音波診断システム。
  6. 前記制御部は、
    表示装置に表示された前記バスキュラーアクセスマップにおいて、前記被検体に対する穿刺位置の指定を受け付けて、前記穿刺位置に前記超音波プローブを移動させる請求項５記載の超音波診断システム。
  7. 第一の方向に配列されており、被検体に向けて超音波を送信し、前記被検体により反射された超音波を受信する複数の探触子を有し、前記被検体の超音波画像データを取得する超音波プローブと、
    前記被検体の体表に沿って前記超音波プローブを移動させる移動機構と、
    前記被検体に対して行われた穿刺の位置を示す位置情報が格納された記憶部を参照し、前記超音波画像データが示す超音波画像における穿刺の位置を決定する穿刺位置決定部と、
    決定された前記位置に基づき前記超音波プローブの移動量を算出し、前記移動量に応じて、前記移動機構により前記超音波プローブを移動させる制御部と、を有する超音波診断システム。
  8. 前記記憶部は更に、前記穿刺が行われた日時を示す日時情報を格納し、
    前記穿刺位置決定部は、
    前記位置情報と前記日時情報とに基づいて、前記超音波画像データが示す超音波画像における穿刺の位置を決定する、請求項７記載の超音波診断システム。
  9. 前記被検体の画像を撮像する撮像装置を有し、
    前記撮像装置によって撮像された画像データにおいて、前記超音波プローブの初期位置が指定される、請求項７又は８記載の超音波診断システム。
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