CN103635143A - 超声波诊断装置以及超声波图像处理方法 - Google Patents

Abstract

提高超声波扫描下的穿刺术效率。超声波探头（2）包含多个振子。发送部（31）经由多个振子向被检体的扫描对象区域发送超声波。接收部（32）经由多个振子接收来自该扫描对象区域的超声波。体数据产生部（5）根据来自接收部（32）的接收信号产生与该扫描对象区域相关的体数据。刺入区域设定部（8）对体数据中的以穿刺针的刺入预定路径为中心轴的规定的范围设定刺入区域。展开图像产生部（9）产生由通过绕该中心轴的旋转角度和距离该中心轴的基准点的距离而规定的二维的极坐标来表现体数据中的刺入区域的侧面的亮度值分布的展开图像。显示部（14）显示展开图像。

Description

超声波诊断装置以及超声波图像处理方法

技术领域

本实施方式涉及超声波诊断装置以及超声波图像处理方法。

背景技术

超声波诊断装置从内置于超声波探头的振子向患者的体内放射超声波脉冲。超声波诊断装置由振子来接收由于生物体组织的声阻抗的差异而生成的超声波反射波。超声波诊断装置根据由超声波反射波的接收而产生的接收信号收集各种生物体信息。近年来的超声波诊断装置能够通过控制向多个振子供给的驱动信号、从上述振子得到的接收信号的延迟时间，从而电子地控制超声波的发送接收方向、会聚点。通过使用这样的超声波诊断装置，从而操作者能够仅仅通过使超声波探头的前端部与体表面接触的简单的操作，来实时地容易地观察图像。超声波诊断装置在生物体脏器的形态诊断、功能诊断中广泛使用。

近年来，开发了一种在观察使用这样的超声波诊断装置得到的图像下，通过对患者的病灶部（检查/治疗对象部位）刺入穿刺针来进行规定的检查或者治疗的方法。例如，在包含穿刺针的剖面中显示收集到的二维图像。在该二维图像中描绘出病灶部和穿刺针。操作者一边观察病灶部和穿刺针把握它们的位置关系一边对病灶部刺入穿刺针。

以辅助穿刺针的准确的刺入为目的，在二维图像上重叠有穿刺导线。穿刺导线是表示穿刺针的刺入预定路径的直线状的标记。穿刺导线根据安装于超声波探头的穿刺用适配器的信息等制成。

穿刺针以在患者的体内直线地刺入为前提。然而，通常的穿刺针不具有足够的硬度。因此，当刺入路径中的生物体组织的弹性（硬度）特性不均匀时，有时穿刺针向与穿刺导线所表示的刺入预定路径不同的方向刺入。当穿刺针偏离二维图像的剖面时，在该二维图像中不能把握穿刺针的前端部。

为了解决这样的问题点而提出了以下这样的超声波诊断装置。该超声波诊断装置使用二维状地排列多个振子的二维阵列超声波探头收集包含病灶部的患者体内的三维区域中的体数据，同时，检测刺入该三维区域的穿刺针的前端位置信息。该超声波诊断装置根据体数据生成以穿刺针前端部为基准相互正交的多个剖面图像，并显示这些多个剖面图像。操作者通过观察这些多个剖面图像，从而在穿刺针弯曲而刺入的情况下，也能够准确地把握穿刺针的前端部。

专利文献

专利文献：日本特开2000-185041号公报

发明内容

根据使用体数据的上述的方法，即使在由于生物体组织中的弹性特性的不均匀性而造成穿刺针的实际的刺入路径从刺入预定路径偏离的情况下，也能够准确地捕捉穿刺针前端部的位置信息。

然而，通过上述显示方法观察的区域被限定于以穿刺针前端部为基准设定的相互正交的MPR剖面。通过该显示方法难以更有效地观察以刺入前或者刺入中的穿刺针前端部为基准的大范围的形态信息。

实施方式的目的在于提供一种能够提高超声波扫描下的穿刺术的效率的超声波诊断装置以及超声波图像处理方法。

本实施方式所涉及的超声波诊断装置具备：超声波探头，包含多个振子；发送部，经由上述多个振子对被检体的扫描对象区域发送超声波；接收部，经由上述多个振子接收来自上述扫描对象区域的超声波；体数据产生部，根据来自上述接收部的接收信号产生与上述扫描对象区域相关的体数据；图像区域设定部，对上述体数据中的以穿刺针的刺入预定路径为中心轴的规定的范围设定关心区域；展开图像产生部，产生由通过绕上述中心轴的旋转角度和距离上述中心轴的基准点的距离而规定的二维的极坐标来表现上述体数据中的上述关心区域的侧面的亮度值分布的展开图像；显示部，显示上述展开图像。

实现提高超声波扫描下的穿刺术的效率。

附图说明

图1是表示本实施方式所涉及的超声波诊断装置的结构的图。

图2是表示图1的发送接收部以及信号处理部的结构的图。

图3A是用于说明图1的超声波探头与超声波发送接收方向的关系的图，是表示超声波探头2与pqr正交坐标系的位置关系的图。

图3B是用于说明图1的超声波探头与超声波发送接收方向的关系的图，是将超声波的发送接收方向θp向图3A的pqr坐标系的pr平面投影的图。

图3C是用于说明图1的超声波探头与超声波发送接收方向的关系的图，是将超声波的发送接收方向φq向图3A的pqr坐标系的qr平面投影的图。

图4是表示本实施方式的超声波诊断装置所具备的体数据产生部的结构的图。

图5是表示图1的位置信息计算部的结构的图。

图6是表示由图1的刺入区域设定部设定的刺入区域的图。

图7是表示图1的展开图像产生部的结构的图。

图8是表示由图1的展开图像产生部产生的展开图像的图。

图9是表示由图1的展开图像产生部产生的、重叠有管腔区域的展开图像的图。

图10是表示由图1的穿刺辅助图像产生部产生的、包含距离标记的穿刺辅助图像的一个例子的图。

图11是表示由图1的穿刺辅助图像产生部产生的、包含与穿刺针已经通过的区间对应的距离标记和与未通过的区间对应的距离标记的穿刺辅助图像的一个例子的图。

图12是表示由图1的穿刺辅助图像产生部产生的、包含交叉位置标记的穿刺辅助图像的一个例子的图。

图13是表示在图1的系统控制部的控制下进行的穿刺辅助图像的产生/显示处理的典型的例子的图。

图14A是表示应用例1所涉及的穿刺辅助图像的图，是用于说明与区间[q2-q5]相关的穿刺辅助图像的图。

图14B是表示应用例1所涉及的穿刺辅助图像的图，是用于说明与区间[q0-q3]相关的穿刺辅助图像的图。

图15是表示应用例1的变形例所涉及的穿刺辅助图像的图，是表示包含重叠有穿刺目标区域的展开图像的穿刺辅助图像的图。

图16A是从正面来观察安装了本实施方式所涉及的探头标记的超声波探头的图。

图16B是从上方来观察安装了本实施方式所涉及的探头标记的超声波探头的图。

图17是表示由图1的穿刺辅助图像产生部产生的、包含方位标记的穿刺辅助图像的图。

符号说明

2…超声波探头、21…探头传感器、22…穿刺用适配器、23…适配器传感器、3…发送接收部、31…发送部、32…接收部、4…接收信号处理部、5…体数据生成部、6…位置信息计算部、7…位置信息存储部、8…刺入区域设定部、9…展开图像产生部、10…MPR图像产生部、11…穿刺辅助图像产生部、14…显示部、15…输入部、16…系统控制部、150…穿刺针、151…穿刺针传感器、100…超声波诊断装置

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

本实施方式所涉及的超声波诊断装置在穿刺术中使用。本实施方式所涉及的穿刺针可以是以病灶部的组织采取为目的的生检用（生物体组织检查用）的穿刺针，也可以是能够进行病灶部的灼烧治疗的RFA穿刺针等灼烧治疗用穿刺针。以下，为了具体地进行本实施方式的说明，假设本实施方式所涉及的穿刺针是生物体组织检查用的穿刺针。

本实施方式所涉及的超声波诊断装置如果能够产生体数据，则对超声波探头的类型不设置限制。即，本实施方式所涉及的超声波探头可以是具有二维状地排列的多个振子的二维阵列类型，也可以是具有一维状地排列的多个振子的一维阵列类型。当是二维阵列类型时，超声波诊断装置通过经由二维状地排列的多个振子对三维区域进行超声波扫描来收集体数据。当是一维阵列类型时，超声波诊断装置通过一边使一维的振子列机械地移动一边经由该振子列反复对扫描面进行超声波扫描来收集体数据。

图1是表示本实施方式所涉及的超声波诊断装置100的整体结构的框图。如图1所示，超声波诊断装置100具有超声波探头2、发送接收部3、信号处理部4、体数据产生部5、位置信息计算部6、以及位置信息存储部7。

超声波探头2具有多个振子。多个振子对于穿刺针150刺入前或者刺入中的患者体内的三维的扫描区域放射超声波（超声波脉冲）。多个振子将来自扫描区域的超声波（超声波反射波）转换成电气的接收信号。在超声波探头2的内部或者周边部，设置有用于把握实际空间中的超声波探头2的位置、方向的探头传感器21。探头传感器21是设置于超声波探头2的位置传感器。探头传感器21检测超声波探头2的位置。在超声波探头2的壁面，设置有穿刺用适配器22和适配器传感器23。穿刺用适配器22规定病灶部的检查或者治疗所使用的穿刺针150的刺入初始位置，同时，对于刺入方向自由滑动地保持穿刺针150。适配器传感器23是设置于穿刺用适配器22的位置传感器。适配器传感器23检测穿刺用适配器22的前端位置。穿刺用适配器22的前端位置与穿刺针150的刺入的初始位置对应。在穿刺针150的前端设置有穿刺针传感器151。穿刺针传感器151检测穿刺针150的前端位置。

发送接收部3向多个振子供给用于对于扫描区域放射超声波的驱动信号。发送接收部3对从这些多个振子得到的多个通道的接收信号进行整相相加。信号处理部4对整相相加后的接收信号进行信号处理产生B模式数据。体数据产生部5根据以超声波的发送接收方向为单位得到的上述的B模式数据产生体数据。

位置信息计算部6根据来自穿刺针传感器151、探头传感器21、以及适配器传感器23的位置信号对穿刺针150的前端的位置信息进行计算。以下，将穿刺针150的前端的位置信息称为针尖位置信息。针尖位置信息是相对于超声波探头2的穿刺针150的前端的相对的位置信息。另外，位置信息计算部6根据来自穿刺针传感器151、探头传感器21、以及适配器传感器23的位置信号计算穿刺针150的前端的初始位置信息。以下，将穿刺针150的前端的初始位置信息称为针尖初始位置信息。针尖初始位置信息是相对于超声波探头2的、即将刺入之前的穿刺针150的前端的相对的位置信息。穿刺针150初始位于穿刺用适配器22的前端。即，针尖初始位置信息是相对于超声波探头2的穿刺用适配器22的前端的相对的位置信息。另外，位置信息存储部7存储由位置信息计算部6计算出的针尖位置信息和针尖初始位置信息。

如图1所示，超声波诊断装置100还具有刺入区域设定部8、展开图像产生部9、以及MPR图像产生部10。

刺入区域设定部8对体数据中的以穿刺针150的刺入预定路径为中心轴的规定的范围设定图像区域。以下，将该图像区域称为刺入区域。具体而言，刺入区域设定部8根据针尖初始位置信息和穿刺目标区域对体数据设定穿刺针150的刺入预定路径。例如，穿刺目标区域是按照由操作者进行的经由输入部15的对于MPR图像的指示来设定的。并且，刺入区域设定部8将以刺入预定路径为中心轴的具有规定的大小的规定形状的图像区域设定为刺入区域。刺入区域的形状可以是圆筒形，也可以是多角柱形。以下，假设刺入区域的形状是圆筒形。刺入区域的半径能够由操作者经由输入部15任意地设定。

展开图像产生部9产生由通过绕该刺入区域的中心轴的旋转角度和距离该中心轴的基准点的距离而规定的二维极坐标来表现体数据中的刺入区域的侧面的亮度值分布的图像。以下，将该图像称为展开图像。

MPR图像产生部10根据体数据产生所希望剖面的MPR（multiplanar reconstruction，多平面重建）图像数据。

另外，超声波诊断装置100具有穿刺辅助图像产生部11。穿刺辅助图像产生部11产生将用于辅助穿刺针150的位置的把握的穿刺指针进行位置匹配并重叠的展开图像。以下，将重叠了穿刺指针的展开图像称为穿刺辅助图像。

如图1所示，超声波诊断装置100还具有显示部14、输入部15、以及系统控制部16。

显示部14显示各种信息。例如，显示部14显示MPR图像、展开图像、穿刺辅助图像。具体而言，显示部14具备有未图示的显示数据产生部、数据转换部、以及显示器。显示数据产生部将上述的MPR图像、穿刺辅助图像转换成规定的显示格式产生显示数据。数据转换部对于上述的显示数据进行D/A转换、视频格式转换等转换处理。显示器显示转换处理后的显示数据。

输入部15经由输入设备接收由操作者进行的各种指示。作为输入设备，例如，在操作面板上能够列举出显示面板、键盘、轨迹球、鼠标、选择按钮、输入按钮等。

系统控制部16综合地控制上述的各部分。系统控制部16具备有未图示的CPU和输入信息存储部。在输入部15中输入或者设定的上述的各种信息保存于输入信息存储部。CPU使用上述的各种信息综合地控制超声波诊断装置100所具备的各部分。通过各部分的综合控制，执行对于该患者的三维区域的超声波扫描。另外，通过各部分的综合控制，根据通过超声波扫描收集到的体数据，执行对使用穿刺针150的检查或者治疗有效的穿刺辅助图像的产生和显示。

接着，说明通过超声波扫描产生体数据的处理。

图2是表示发送接收部3与信号处理部4的详细的结构的图。超声波探头2在其前端部具有二维排列的N个（N=N1×N2）未图示的振子。操作者在超声波扫描时，使超声波探头2的前端部与患者的体表接触。振子分别经由未图示的N个通道的多芯电缆与发送接收部3连接。这些振子是电气声音转换元件，在发送时将驱动信号（电气脉冲）转换成发送超声波（超声波脉冲），在接收时将接收超声波（超声波反射波）转换成电气的接收信号。

另外，在超声波探头2中，存在扇形扫描对应、线性扫描对应、凸型扫描对应等各种类型。操作者能够根据检查/治疗部位任意地选择合适的超声波探头2。在本实施方式中，以在其前端部具有二维排列的N个振子的扇形扫描用的超声波探头2为前提进行说明。

如图2所示，发送接收部3具有发送部31和接收部32。发送部31向超声波探头2中所包含的多个振子供给用于对患者体内的规定方向放射的超声波的驱动信号。接收部32对从多个振子供给的多个通道的接收信号进行整相相加。

发送部31具备有速率脉冲产生器311、发送延迟电路312、以及驱动电路313。

速率脉冲产生器311通过对从系统控制部16供给的基准信号进行分频来产生确定向体内放射的发送超声波的重复周期的速率脉冲。速率脉冲产生器311将所产生的速率脉冲向发送延迟电路312供给。发送延迟电路312例如由与从内置于超声波探头2的N个振子中选择的Nt个发送用振子相同的数量的独立的延迟电路构成。发送延迟电路312对于从速率脉冲产生器311供给的上述的速率脉冲赋予会聚用延迟时间和偏向用延迟时间。会聚用延迟时间是用于在规定的深度会聚发送超声波的延迟时间。偏向用延迟时间是用于在规定方向放射发送超声波的延迟时间。驱动电路313根据从发送延迟电路312供给的速率脉冲产生赋予了上述的会聚用延迟时间和偏向用延迟时间的驱动用脉冲。将所产生的驱动用脉冲向内置于超声波探头2的Nt个发送用振子供给。

接收部32具备有前置放大器321、A/D转换器322、接收延迟电路323、以及加法器324。

前置放大器321只设置有与从内置于超声波探头2的N个振子中选择的Nr个接收用振子对应的Nr通道。前置放大器321将来自接收用振子的接收信号放大。A/D转换器322将从前置放大器321供给的Nr通道的接收信号从模拟信号转换成数字信号。接收延迟电路323分别对从A/D转换器322输出的Nr通道的接收信号赋予会聚用延迟时间和偏向用延迟时间。会聚用延迟时间是用于会聚来自规定的深度的接收超声波的延迟时间。偏向用延迟时间是用于对规定方向设定强的接收指向性的延迟时间。加法器324对从接收延迟电路323输出的Nr通道的接收信号进行加法合成。即，由接收延迟电路323和加法器324对接收信号进行整相相加。

图3是表示以超声波探头2的中心轴为r轴的正交坐标系（pqr）中的超声波的发送接收方向（θp、φq）的图。图3A是表示超声波探头2与pqr正交坐标系的位置关系的图。在图3A中，作为一个例子，将N个振子二维排列于p轴方向以及q轴方向。即，由p轴和q轴规定的二维面与N个振子的排列面一致。r轴与振子的排列面正交。r轴被规定为通过振子的排列面的中心。图3B是表示将超声波的发送接收方向θp投影到pr平面的图。图3C是表示将超声波的发送接收方向φq投影到qr平面的图。

如图2所示，接收信号处理部4具备有包络线检波器41和对数转换器42。包络线检波器41分别对从加法器324输出的接收信号进行包络线检波。对数转换器42对包络线检波后的接收信号实施对数转换处理，通过对数转换，相对地强调更小的信号振幅。对数转换处理后的接收信号被称为B模式数据。将B模式数据向体数据产生部5供给。

图4是表示体数据产生部5的详细的结构的图。体数据产生部5具备有B模式数据存储部51、插补处理部52、以及体数据存储部53。

B模式数据存储部51将通过超声波扫描收集到的B模式数据与发送接收方向（θp、φq）的信息建立关联依次存储。将发送接收方向的信息从系统控制部16供给。

插补处理部52将从B模式数据存储部51读出的B模式数据按照发送接收方向（θp、φq）排列在存储器内。并且，插补处理部52对于所排列的B模式数据实施插补处理等产生体数据（B模式体数据）。所得到的体数据被存储于体数据存储部53。

接着，针对位置信息计算部6的细节进行说明的。图5是表示位置信息计算部6的详细的结构的图。如图5所示，位置信息计算部6具备有穿刺针位置信息计算部61、适配器位置信息计算部62、探头位置信息计算部63、以及相对位置信息计算部64。穿刺针位置信息计算部61根据从穿刺针传感器151供给的位置信号计算穿刺针150的前端的位置信息。适配器位置信息计算部62根据从适配器传感器23供给的位置信号计算穿刺用适配器22的前端的位置信息（即，刺入前的穿刺针前端部的位置信息）。探头位置信息计算部63根据从设置于超声波探头2的内部或者周边部的多个探头传感器21供给的位置信号计算超声波探头2的位置信息（位置以及方向）。

作为穿刺针150、穿刺用适配器22、以及超声波探头2的位置计算法已经提出了各种方法。当考虑检测精度、成本以及大小时，将超声波传感器或者磁性传感器作为位置传感器来使用的方法适合。使用磁性传感器的探头位置信息计算部63例如在日本特开2000-5168号公报等中进行了记载。即，探头位置信息计算部63具备有发射器（磁性产生部）和计算部。发射器（磁性产生部）产生磁性。计算部对从检测了已产生的磁性的多个磁性传感器（探头传感器21）供给的位置信号进行处理而计算超声波探头2的位置信息（位置以及方向）。

另外，作为探头传感器21来使用的磁性传感器通常安装于超声波探头2的表面，探头位置信息计算部63的发射器被配置于超声波探头2的附近。并且，上述的计算部根据多个磁性传感器的排列间隔、利用磁性来测量的上述磁性传感器的各个与发射器的距离来计算超声波探头2的位置、方向。

如图5所示，相对位置信息计算部64具备有程序保管部641和运算部642。程序保管部641保管相对位置信息计算用程序。运算部642使用相对位置信息计算用程序进行规定的运算处理。

更具体而言，运算部642根据从穿刺针位置信息计算部61供给的穿刺针前端部的位置信息和从探头位置信息计算部63供给的超声波探头2的位置信息，来计算被刺入患者体内的穿刺针150的针尖位置信息。

同样，运算部642根据从适配器位置信息计算部62供给的穿刺用适配器22的位置信息和从探头位置信息计算部63供给的超声波探头2的位置信息来计算针尖初始位置信息

根据针尖位置信息、针尖初始位置信息，能够将刺入前或者刺入患者体内的穿刺针150的前端部与体数据或者基于该体数据的MPR图像数据建立对应。

针尖位置信息和针尖初始位置信息保存于图1的位置信息存储部7。即，位置信息存储部7顺序存储随着刺入患者的体内的穿刺针150的前端的移动而从相对位置信息计算部64反复供给的针尖位置信息。同样，位置信息存储部7存储随着穿刺用适配器22的位置/方向的设定、更新而从相对位置信息计算部64供给的针尖初始位置信息。

接着，参照图6针对刺入区域设定部8的细节进行说明。图6是表示刺入区域Ro的示意图。如图6所示，刺入区域Ro具有点划线所示的中心轴152。中心轴152被设定为连结穿刺针150的前端的初始位置Oa和穿刺目标区域内的基准点Ob的线段。初始位置Oa根据穿刺用适配器22的位置信息（位置以及倾斜角度）唯一地被确定。基准点Ob能够设定为穿刺目标区域的中心点、重心点、端点等任意的点。中心轴152与刺入预定路径一致。刺入区域Ro是以预先设定的值g为半径的圆筒状的图像区域。在刺入区域Ro规定侧面Sc。

在刺入区域的设定处理中，刺入区域设定部8从位置信息存储部7读出针尖初始位置信息。另外，刺入区域设定部8等待由操作者经由输入部15输入穿刺目标区域。刺入区域设定部8根据与初始位置Oa对应的针尖初始位置信息和穿刺目标区域的基准点Ob的位置信息对体数据设定刺入区域Ro。具体而言，首先，刺入区域设定部8根据针尖初始位置信息和基准点Ob的位置信息对体数据设定刺入预定路径。另外，预先对超声波探头2以及穿刺用适配器22进行位置调整，以使得基于针尖初始位置信息的刺入开始位置与该患者的基准点Ob通过刺入预定路径。例如，当刺入预定路径的角度是由穿刺用适配器22的位置、倾斜角度唯一地被确定时，对超声波探头2以及穿刺用适配器22进行位置调整，以使得刺入预定路径和基准点Ob交叉。该位置调整一边观察示出刺入预定路径和穿刺目标区域的MPR图像一边进行即可。由此确定刺入预定路径。并且，刺入区域设定部8按照由操作者进行的经由输入部15的指示，将连结刺入开始位置（穿刺针前端初始位置）与穿刺目标区域的基准点Ob的直线状的线段、即，刺入预定路径设定为刺入区域Ro的中心轴152。

接着，针对展开图像产生部9的处理进行说明。图7是表示展开图像产生部9的详细的结构的图。如图7所示，展开图像产生部9具有侧面数据产生部91、管腔数据产生部93、以及坐标转换部95。

侧面数据产生部91从来自体数据产生部5的体数据中，提取出存在于刺入区域的侧面的多个像素。将存在于刺入区域的侧面的多个像素的集合称为侧面数据。

管腔数据产生部93从体数据中提取与规定的解剖学区域相关的多个像素。作为提取对象的解剖学区域，例如，适用血管或消化管等管腔脏器。例如，管腔数据产生部93通过将存在于刺入区域的内部的体数据的像素值与规定的阈值进行比较，从而提取出与提取对象的管腔脏器对应的像素。规定的阈值采用与提取对象的管腔脏器对应的像素所具有的亮度值的典型值。将存在于管腔脏器的多个像素的集合称为管腔数据。

坐标转换部95根据侧面数据产生展开图像。更具体而言，坐标转换部95按照规定的转换规则对侧面数据实施坐标转换而产生展开图像。转换规则是用于将正交三维坐标系转换成规定展开图像的二维极坐标系的坐标转换式。坐标转换部95也可以按照与对于侧面数据的转换规则相同的转换规则对管腔数据实施坐标转换，将与坐标转换后的管腔数据对应的管腔区域重叠于展开图像。

图8是用于说明展开图像Im的产生方法的图。图8（a）表示对体数据Vo设定的刺入区域Ro，图8（b）是表示与刺入区域Ro的侧面Sc相关的展开图像Im的图。如图8所示，展开图像Im具有以穿刺目标区域的基准点Ob为原点，由绕中心轴152的旋转角度和距离中心轴152上的基准点Ob的距离规定的二维的极坐标系。处于距离基准点Ob的距离dx处的与中心轴152垂直的面与侧面Sc的交线px与以展开图像Im中的原点Ob′为中心、距离rx的同心圆Ppx对应。原点Ob′与基准点Ob对应。展开图像产生部9将交线px上的多个像素的亮度值分配给展开图像Im中的同心圆Ppx上的多个像素。通过一边变更距离dx，rx一边重复进行该分配处理从而产生展开图像Im。另外，在上述的图8（b）中，为了简化说明，在展开图像Im中没有图示出亮度值的浓淡。实际上，在展开图像中显示与刺入区域Ro的侧面的亮度值分布对应的浓淡。

将所产生的展开图像显示于显示部14。如上所述，展开图像示出了绕穿刺针150的刺入预定路径（刺入区域的中心轴）的整个圆周方向的形态信息。从而，操作者能够在一个画面中观察刺入预定路径的周围的解剖学信息。另一方面，以往所涉及的超声波诊断装置通过显示描绘出刺入预定路径的MPR图像来辅助穿刺针的刺入。当穿刺针从刺入预定路径偏离时，在MPR图像中不会描绘出穿刺针区域。由于在MPR图像不描绘出穿刺针区域，因此，操作者会感到不安。实际上，穿刺针150不是必须一寸都不偏离刺入预定路径而到达穿刺目标区域。只要最终穿刺针150到达穿刺目标区域，穿刺针150也可以从刺入预定路径偏离。如上述说明的那样，展开图像不包含刺入预定路径，但包含有穿刺目标区域。因此，没有如以往的MPR图像那样不必要地描绘出穿刺针，因此，操作者不会感到由于实际的刺入路径暂时地从刺入预定路径偏离而造成的压力，能够专心于刺入穿刺针150。

如上所述，在展开图像上也可以重叠管腔区域。图9是表示重叠了管腔区域RL的展开图像Im2的一个例子的图。如图9所示，在展开图像Im2上，将管腔区域RL进行位置匹配并重叠。展开图像Im2中所包含的其他的图像区域RB由来于侧面数据。显示部14将管腔区域RL和其他的图像区域RB在视觉上区别显示。例如，显示部14将管腔区域RL和其他的图像区域RB以不同的颜色来显示。由此，操作者能够明确地把握展开图像Im2中的管腔区域RL的存在范围。

另外，在展开图像上是否重叠管腔区域能够由操作者经由输入部15任意地设定。

接着，针对穿刺辅助图像产生部11的处理进行说明。穿刺辅助图像产生部11制成穿刺指针，将所制成的穿刺指针在展开图像上进行位置匹配并重叠。由此，产生穿刺辅助图像。

作为穿刺指针，例如，能够列举距离标记。距离标记是将距离刺入预定路径上的基准点的距离在展开图像上以每间隔一定间隔进行标记的标记。基准点被设定为展开图像的原点、即，穿刺目标区域的基准点。

接着，针对包含距离标记的穿刺辅助图像的产生处理进行说明。穿刺辅助图像产生部11按照既定的标记间隔制成距离标记。

图10是用于说明距离标记的图。图10（a）是表示实际空间中的体数据Vo与穿刺针150和刺入区域Ro的示意图。图10（b）是表示包含距离标记MD的穿刺辅助图像Im3的图。例如，操作者经由输入部15输入标记间隔Δd的值。穿刺辅助图像产生部11按照所输入的标记间隔Δd制成距离标记MD。距离标记MD由用于用标记间隔Δd示出到穿刺目标区域的基准点Ob的距离的多个刻度标记Mm构成。例如，设距离基准点Ob距离0的位置为q0，距离Δd的位置为q1，距离2Δd的位置为q2，距离3Δd的位置为q3，距离4Δd的位置为q4，距离5Δd的位置为q5。此时，穿刺辅助图像产生部11制成与距离q0对应的刻度标记Mm0、与距离q1对应的刻度标记Mm1、与距离q2对应的刻度标记Mm2、与距离q3对应的刻度标记Mm3、与距离q4对应的刻度标记Mm4、以及与距离q5对应的刻度标记Mm5。各刻度标记Mm由以原点Ob'为中枢的圆形的线（在图10中虚线）形成。各刻度标记Mmn（n是任意的整数）的半径与从原点到qn的距离对应。各刻度标记Mm的线的种类并不限定于虚线，从实线、点划线等所有的线的种类中任意地选择即可。穿刺辅助图像产生部11将这些刻度标记与展开图像的对应位置合成。由此，产生包含距离标记的穿刺辅助图像Im3。所产生的穿刺辅助图像Im3由显示部14显示。

此时，显示部14将穿刺针150的前端部的位置在展开图像上明示即可。例如，显示部14也可以根据穿刺针150的前端部的位置使距离标记的显示方式发生变化。

图11是表示包含与穿刺针150的前端的位置对应的距离标记MD的穿刺辅助图像Im3′的一个例子的图。图11（a）是表示实际空间中的穿刺针150与刺入区域Ro的示意图。图11（b）是表示包含距离标记MD的穿刺辅助图像的图。如图11（a）所示，假设穿刺针150的前端位于沿着刺入预定路径（中心轴152）距离q3与距离q4之间的区间。

穿刺辅助图像产生部11根据标记间隔△d和针尖位置信息确定穿刺针150的前端所位于的区间。区间通过将刺入区域Ro沿着中心轴152以每个标记间隔Δd进行划分来划定。例如，在图11（a）中，刺入区域被划分为区间[q0-q1]、区间[q1-q2]、区间[q2-q3]、区间[q3-q4]、以及区间[q4-q5]。接着，穿刺辅助图像产生部11根据穿刺针150的前端所位于的区间来推定穿刺针150的前端已经通过的区间qA和未通过的区间qB。具体而言，穿刺辅助图像产生部11将穿刺针150的前端所位于的区间和与该区间相比较位于穿刺针150的初始位置侧的区间判定为是已经通过的区间qA。与该区间相比位于穿刺针150的初始位置侧的区间是根据针尖位置信息和针尖初始位置信息来推定的。或者，当保存有该检查中的穿刺针150的前端的位置的履历时，也可以使用该履历来确定已经通过的区间1A。穿刺辅助图像产生部11对与已经通过的区间qA对应的距离标记MmA和与未通过的区间qB对应的距离标记MmB分配不同的视觉效果。由此，显示部14将与已经通过的区间qA对应的距离标记MmA和与未通过的区间qB对应的距离标记MmB能够在视觉上区别地显示。例如，对距离标记MmA和距离标记MmB分配不同的彩色值。由此，显示部14能够将距离标记MmA和距离标记MmB以不同的颜色来显示。另外，显示部14也可以将距离标记MmA和距离标记MmB以不同的图样来显示。由此，操作者能够在展开图像（或者穿刺辅助图像）上概略地把握穿刺针150的前端的当前位置。

另外，穿刺辅助图像产生部11也可以对与穿刺针150的前端所位于的区间对应的距离标记和与其他的区间对应的距离标记分配不同的视觉效果。由此。显示部14能够在视觉上区别地显示与穿刺针150的前端所位于的区间对应的距离标记和与其他的区间对应的距离标记。由此，操作者能够在展开图像（或者穿刺辅助图像）上概略地把握穿刺针的前端的当前位置。

由于各种情形，穿刺针150有时从刺入区域偏离。此时，由于穿刺针150不能到达穿刺目标部位的可能性高，因此，希望使操作者知道。穿刺辅助图像产生部11能够使表示该意思的指针重叠于展开图像。即，穿刺辅助图像产生部11制成表示刺入患者体内的穿刺针150的前端与刺入区域的侧面的交叉位置的标记。以下，将表示交叉位置的标记称为交叉位置标记。

图12是表示包含交叉位置标记Pxo的穿刺辅助图像Im4的一个例子的图。图12（a）是表示实际空间中的体数据Vo与穿刺针150和刺入区域Ro的示意图。图12（b）是表示包含交叉位置标记Pxo的穿刺辅助图像Im4的图。如图12（a）所示，穿刺针150的前端在区间[q3-q4]中从刺入预定路径（中心轴152）偏离，与刺入区域Ro的侧面Sc交叉。

首先，穿刺辅助图像产生部11根据针尖位置信息和侧面Sc的位置信息，计算体数据Vo中的侧面Sc与穿刺针150的前端的交叉位置Xo的坐标。穿刺辅助图像产生部11计算由pqr正交坐标系规定的、交叉位置Xo的三维坐标。接着，穿刺辅助图像产生部11计算与所计算出的三维坐标对应的、展开图像Im4的极坐标Pxo。例如，穿刺辅助图像产生部对三维坐标实施上述的转换规则而计算极坐标Pxo。并且，穿刺辅助图像产生部11对所计算出的极坐标Pxo的像素附加交叉位置标记Pxo。由此，产生包含交叉位置标记Pxo的穿刺辅助图像Im4。穿刺辅助图像Im4通过显示部14来显示。显示部14为了使操作者容易地把握穿刺针150的前端的位置，在穿刺辅助图像Im4中强调交叉位置标记Pxo即可。

这样，显示部14通过显示交叉位置标记，从而，能够使操作者知道穿刺针150与刺入区域Ro的侧面交叉的情况。由此，操作者能够识别穿刺针150的刺入路径远远地偏离刺入预定路径。

（穿刺辅助数据的产生/显示步骤）

接着，针对本实施方式中的穿刺辅助数据的产生/显示步骤，按照图13的流程图进行说明。在收集对于患者的体数据之前，操作者在输入部15中输入患者信息。在输入了患者信息之后，操作者进行体数据产生条件/MPR图像数据产生条件/CPR图像数据产生条件/管腔数据产生条件/产生条件/穿刺辅助数据产生条件的设定、刺入区域半径、标记间隔、展开半径的设定等。并且，经由输入部15输入的上述的输入信息、设定信息保存于系统控制部16所具备的输入信息存储部（步骤S1）。

在结束了对于超声波诊断装置100的上述的初始设定之后，操作者在将超声波探头2配置于患者的体表面的状态下，经由输入部15输入辅助图像产生的开始指示信号。将所输入的开始指示信号向系统控制部16供给。接受指示信号的供给后系统控制部16开始将包含穿刺对象部位的患者体内的三维区域作为对象的体数据的收集。

当收集体数据时，速率脉冲产生器311按照来自系统控制部16的控制信号产生速率脉冲。将所产生的速率脉冲向发送延迟电路312供给。发送延迟电路312为了在发送中得到细的波束宽度而对速率脉冲赋予用于在规定的深度会聚超声波的延迟时间和用于对最初的发送接收方向（θ1、φ1）发送超声波的延迟时间。将被赋予了延迟时间的速率脉冲向N通道的驱动电路313供给。接着，驱动电路313根据从发送延迟电路312供给的速率脉冲产生具有规定的延迟时间和形状的驱动信号。将所产生的驱动信号向超声波探头2内的N个振子供给。接受了驱动信号的供给的振子向患者体内放射发送超声波。

所放射的发送超声波的一部分被声阻抗不同的脏器边界面、组织反射，由振子接收。振子将反射波转换成电气的接收信号。接收信号在接收部32的前置放大器321中进行增益校正，在A/D转换器322中转换成数字信号。转换成数字信号的接收信号通过N通道的接收延迟电路323，被赋予用于会聚来自规定的深度的接收超声波的延迟时间和用于对来自发送接收方向（θ1、φ1）的接收超声波设定接收指向性的延迟时间。对这些被赋予了延迟时间的接收信号通过加法器324实施整相相加。

将整相相加后的接收信号向包络线检波器41供给。包络线检波器41对该接收信号实施包络线检波。将被实施了包络线检波的接收信号向对数转换器42供给。对数转换器42对所供给的接收信号实施对数转换，产生B模式数据。将所得到的B模式数据与发送接收方向（θ1、φ1）信息建立关联，保存于体数据产生部5的B模式数据存储部51。

如果结束了对于发送接收方向（θ1、φ1）的B模式数据的产生和保存，则对于通过超声波的发送接收方向向φ方向每更新一Δφ后的φq=φ1+（q-1）Δφ（q=2至Q）而设定的发送接收方向（θ1、φ2至φQ）进行超声波发送接收，另外，分别对于通过发送接收方向向θ方向每更新一Δθ后的θp=θ1+（p-1）Δθ（p=2至P）而设定的发送接收方向θ2至θP重复上述的φ1至φQ的超声波发送接收，从而进行三维扫描。并且，将通过这些超声波发送接收得到的B模式数据还与上述的发送接收方向信息建立对应，保存于B模式数据存储部51。

体数据产生部5的插补处理部52通过将从B模式数据存储部51读出的B模式数据按照发送接收方向（θp、φq）排列，从而产生三维B模式数据。并且，插补处理部52对所产生的三维B模式数据实施插补处理产生体数据（B模式体数据）。所产生的体数据保存于体数据存储部53（步骤S2）。

接着，MPR图像产生部10对于从体数据存储部53读出的体数据的病灶部（穿刺对象部位）设定MPR剖面。MPR图像产生部10从体数据中提取所设定的MPR剖面中的像素，产生MPR图像（步骤S3）。所产生的MPR图像显示于显示部14的显示器。

操作者观察显示于显示部14的MPR图像，经由输入部15的输入设备，进行用于对病灶部设定穿刺目标区域的操作。按照该操作，刺入区域设定部8对体数据内的病灶部设定穿刺目标区域的基准点（步骤S4）。

另外，操作者以显示部14所显示的穿刺预定路径在上述的穿刺目标区域相交的方式，对超声波探头2和穿刺用适配器22进行定位（步骤S5）。

此时，探头位置信息计算部63根据从探头传感器21供给的位置信号计算配置于患者体表面的超声波探头2的位置信息（位置以及方向），适配器位置信息计算部62根据从适配器传感器23供给的位置信号计算配置于患者体表面的附近的穿刺用适配器22的前端的位置信息。

相对位置信息计算部64根据从适配器位置信息计算部62供给的穿刺用适配器22的前端的位置信息和从探头位置信息计算部63供给的超声波探头2的位置信息计算针尖初始位置信息（步骤S6）。针尖初始位置信息保存于位置信息存储部7。

刺入区域设定部8根据从位置信息存储部7读出的针尖初始位置信息和穿刺目标区域的基准点的位置信息，对体数据设定刺入区域的中心轴（步骤S7）。并且，刺入区域设定部8根据所设定的中心轴的位置信息和经由输入部15输入的半径信息设定刺入区域（步骤S8）。

以设定了刺入区域为契机，侧面数据产生部91提取存在于刺入区域的侧面的体数据的像素，产生侧面数据。

另一方面，管腔数据产生部93例如通过对存在于刺入区域的内部的体数据的像素值和规定的阈值进行比较，提取与管腔脏器对应的像素，根据这些像素产生管腔数据。

并且，坐标转换部95按照规定的转换规则，将侧面数据和管腔数据进行坐标转换，产生展开图像（步骤S9）。

穿刺辅助图像产生部11根据针尖初始位置信息、穿刺目标区域的位置信息、以及标记间隔而制成示出从穿刺目标区域到穿刺针前端初始位置的距离的距离标记（步骤S10）。

并且，穿刺辅助图像产生部11通过将距离标记重叠于展开图像来产生第1穿刺辅助图像。所产生的第1穿刺辅助图像通过显示部14显示（步骤S11）。

操作者在观察显示部14所显示的第1穿刺辅助图像下，将自由滑动地安装于穿刺用适配器22的穿刺针150的前端部刺入患者的体内（步骤S12）。

另一方面，穿刺针位置信息计算部61根据从穿刺针传感器151供给的位置信号，计算穿刺针150的前端的位置信息。相对位置信息计算部64根据从探头位置信息计算部63供给的超声波探头2的位置信息和从穿刺针位置信息计算部61供给的穿刺针150的前端的位置信息计算针尖位置信息（步骤S13）

接着，穿刺辅助图像产生部11通过将从位置信息计算部6供给的针尖位置信息附加于在上述的步骤S10中制成的距离标记来进行距离标记的更新（步骤S14）。另外，穿刺辅助图像产生部11根据上述的针尖位置信息和刺入区域的侧面的位置信息，判定刺入区域的侧面与穿刺针150是否交叉（步骤S15）。当判定为交叉时，穿刺辅助图像产生部11计算交叉位置（步骤S16）。

并且，穿刺辅助图像产生部11通过对从展开图像产生部9供给的展开图像重叠更新后的距离标记和交叉位置标记，从而产生第2穿刺辅助图像。所产生的第2穿刺辅助图像通过显示部14显示（步骤S17）。

操作者观察显示于显示部14的第2穿刺辅助图像。观察的结果，操作者有时识别为穿刺针150的刺入方向不合适。此时，操作者反复对超声波探头2以及穿刺用适配器22进行定位，直到穿刺针150变得不与刺入区域的侧面交叉（步骤S5）。如果再次进行定位，则在系统控制部16的控制下重复步骤S6以后的步骤。

另一方面，当在上述的步骤S15中判定为穿刺针150不与刺入区域的侧面交叉时，穿刺辅助图像产生部11通过将更新后的距离标记重叠于展开图像来产生第2穿刺辅助图像。第2穿刺辅助图像通过显示部14来显示（步骤S18）。

并且，当通过观察显示部14所显示的第2穿刺辅助图像，判断为穿刺针150的刺入方向合适时，操作者继续朝向穿刺目标区域刺入穿刺针前端部（步骤S12）。伴随着穿刺针150的刺入，在系统控制部16的控制下重复步骤S13以后的步骤。

以上，结束本实施方式所涉及的超声波诊断装置100的动作例的说明。

根据本实施方式，当使穿刺针150刺入患者体内的穿刺目标区域时，能够准确地把握刺入前或者刺入中的穿刺针150的前端的前方信息、周围信息。因此，能够对于该患者有效地进行安全的穿刺术。

特别地，超声波诊断装置100显示以穿刺针150的刺入预定路径为中心轴的刺入区域的侧面的亮度值分布在极坐标中展开而成的展开图像。操作者能够通过观察展开图像，从而准确地把握能够刺入穿刺针150的区域的状态。另外，超声波诊断装置100在展开图像中将另外产生的血管、消化管等的管腔区域重叠显示。通过把握该展开图像，从而操作者能够在事前推定到穿刺目标区域的刺入难易度。

另外，超声波诊断装置100对上述的展开图像重叠距离标记来显示。操作者能够通过观察该展开图像，从而能够准确地测量从刺入前或者刺入中的穿刺针150的前端到穿刺目标区域的距离。另外，超声波诊断装置100能够将与穿刺针150的前端通过的区间对应的距离标记和与其他的区间对应的距离标记在视觉上区别地显示。通过观察该展开图像，从而操作者能够更准确地把握刺入区域内的穿刺针150的前端的位置（刺入深度）。

另外，超声波诊断装置100检测穿刺针150和刺入区域的侧面有无交叉，当检测到交叉时，在展开图像内的交叉位置重叠标记。通过观察该展开图像，从而操作者能够容易地判定是否重新刺入穿刺针。

另外，本实施方式并不限定于上述的实施方式，还能够进行各种变形来实施。

在上述的实施方式中，假设体数据根据B模式数据产生。然而，本实施方式并不限定于此。超声波诊断装置100例如也可以根据彩色多普勒数据等其他的超声波数据产生上述的体数据。

在上述的实施方式中，针对使用MPR图像设定穿刺目标区域的情况进行了说明。然而，本实施方式并不限定于此。超声波诊断装置100例如也可以使用根据体数据产生的体绘制图像等三维图像来设定穿刺目标区域。

在上述的实施方式中，针对使用超声波传感器或者磁性传感器检测穿刺针前端部的位置信息的情况进行了说明。然而，本实施方式并不限定于此。超声波诊断装置100也可以通过图像处理等提取MPR图像、三维图像所显示出的穿刺针150的前端，从而检测该前端的位置信息。

在上述的实施方式中，针对根据穿刺用适配器22的前端的位置信息计算针尖初始位置信息的情况进行了说明。然而，本实施方式并不限定于此。例如，也可以根据针对穿刺针150的前端的刺入前的位置信息来计算针尖初始位置信息。

在上述的实施方式中，针对根据穿刺用适配器22的位置信息确定穿刺针150的刺入预定路径，以该刺入预定路径与穿刺目标区域一致的方式对超声波探头2、穿刺用适配器22的位置、方向进行调整的情况进行了说明。然而，本实施方式并不限定于此。例如，也可以在穿刺针150的前端部等配置多个位置传感器，根据从这些多个位置传感器供给的位置信号确定刺入预定路径。

以下，针对本实施方式的应用例进行说明。

（应用例1）

假设上述的实施方式中的展开图像产生部9产生与以沿着刺入预定路径从穿刺目标区域到针尖初始位置的线段为中心轴的刺入区域的侧面相关的展开图像。然而，本实施方式并不限定于此。展开图像产生部9也可以产生与以沿着穿刺预定路径从穿刺针前端位置到特定位置的线段为中心轴的刺入区域的侧面相关的展开图像。换而言之，展开图像产生部9也可以将展开图像的径方向限定于从穿刺针前端位置到特定位置的范围。穿刺辅助图像产生部11能够产生基于限定了这样的径方向的范围的展开图像的穿刺辅助图像。

图14A和图14B是表示应用例1所涉及的穿刺辅助图像的图。图14A是用于说明与区间[q2-q5]相关的穿刺辅助图像Im5A的图。图14A（a）是表示穿刺针150的前端位于初始位置Oa时的穿刺针150与刺入区域Ro的位置关系的图。图14A（b）是表示与区间[q2-q5]相关的穿刺辅助图像Im5A的图。穿刺辅助图像（展开图像）Im5A是用上述的二维极坐标来表示以从穿刺针前端位置到规定距离do的线段为中心轴的刺入区域的侧面的亮度值分布的图像。如图14A（b）所示，在穿刺辅助图像（展开图像）Im5A上，重叠有与从穿刺针150的前端到规定距离do的区间相关的距离标记MD。图14B是用于说明与区间[q0-q3]相关的穿刺辅助图像Im5B的图。图14B（a）是表示穿刺针150的前端从基准点Ob开始位于距离do处时的穿刺针150与刺入区域Ro的位置关系的图。图14B（b）是表示与区间[q0-q3]相关的穿刺辅助图像Im5B的图。穿刺辅助图像（展开图像）Im5B是用上述的二维极坐标来表示以从穿刺针150的前端到基准点Ob的线段为中心轴的刺入区域Ro的侧面的亮度值分布的图像。如图14B（b）所示，在穿刺辅助图像（展开图像）Im5B上，重叠有与从穿刺针150的前端到规定距离do的区间相关的距离标记MD。规定距离do能够由操作者经由输入部15任意地设定。另外，假设图14A（a）与图14B（a）的标记间隔与图10的标记间隔dx相同。

另外，穿刺辅助图像产生部11将径方向的显示范围狭窄的展开图像的显示倍率设定为比径方向的显示范围广的展开图像的显示倍率大即可。由此，操作者能够以更高的精度观察穿刺针前端部的附近区域。

每当操作者移动穿刺针150的前端时，通过展开图像产生部9对应用例1所涉及的展开图像进行更新。这样，根据应用例1，能够即时地通过展开图像显示距离穿刺针150的前端一定距离的范围的亮度值分布。从而操作者能够观察有将视线置于穿刺针150的前端的临场之感的展开图像。

针对应用例1所涉及的展开图像能够存在各种变形例。例如，由用户设定的穿刺目标区域重叠于应用例1所涉及的展开图像即可。

图15是表示包含重叠有穿刺目标区域Rt的展开图像Im5的穿刺辅助图像Im6的图。图15（a）是表示体数据内的刺入区域Ro和穿刺目标区域Rt的图。刺入区域Ro的中心轴152被设定为连结穿刺目标区域Rt的基准点Ob与穿刺针150的初始位置Oa的线段。在图15中，假设穿刺针150的前端到达从基准点Ob规定距离do处的位置q3。在展开图像Im5上，重叠有与区间[q0-q3]相关的距离标记MD。另外，穿刺目标区域Rt重叠于展开图像Im5的对应位置。穿刺目标区域Rt由操作者经由输入部15来设定。穿刺目标区域Rt向展开图像Im5的重叠例如如以下那样通过穿刺辅助图像产生部11来执行。

首先，穿刺辅助图像产生部11确定体数据内的穿刺目标区域Rt的三维坐标。所确定的三维坐标是pqr三维正交坐标系。接着，穿刺辅助图像产生部11根据穿刺目标区域Rt的三维坐标确定规定展开图像Im5的极坐标系中的穿刺目标区域Rt的存在范围。具体而言，穿刺辅助图像产生部11确定在刺入区域Ro的侧面上的穿刺目标区域Rt的存在范围。接着，穿刺辅助图像产生部11对所确定的存在范围，应用从规定刺入区域Ro的侧面的坐标系向展开图像Im5的极坐标系的转换式，计算展开图像Im5中的穿刺目标区域Rt的存在范围。穿刺辅助图像产生部11在展开图像Im5中的穿刺目标区域Rt的存在范围中，重叠表示穿刺目标区域Rt的标记Mt，产生穿剌辅助图像Im6。标记Mt例如具有能够在视觉上将穿刺目标区域的存在范围与展开图像Im5内的其他的区域区别的颜色。由此，在展开图像Im5中强调标记Mt，操作者能够在展开图像Im5中容易地把握穿刺目标区域的存在范围。另外，每当移动穿刺针150的前端时，更新展开图像Im5和穿刺辅助图像Im6即可。通过更新显示，与穿刺针150的前端的移动联动，即时地变化展开图像Im5中的穿刺目标区域的存在范围。由此，操作者能够即时地把握穿刺针150的前方的解剖学信息。

另外，针对穿刺辅助图像产生部11制成以基准点为基准的同心圆状的距离标记的情况进行了叙述。然而，本实施方式并不限定于此。穿刺辅助图像产生部11也可以制成以刺入前或者刺入中的穿刺针前端部为基准的同心圆状的距离标记。

（应用例2）

操作者一边观察穿刺辅助图像中所包含的展开图像一边使穿刺针进入穿刺目标区域。如果不知道展开图像与实际空间的位置关系，则操作者难以确定刺入穿刺针的方向。应用例2所涉及的穿刺辅助图像产生部11产生包含表示实际空间中的展开图像的方位的方位标记的穿刺辅助图像。

穿刺辅助图像产生部11利用安装于超声波探头2的探头标记制成方位标记。图16A是从正面来观察安装有探头标记Mp的超声波探头2的图。图16B是从上方来观察安装有探头标记Mp的超声波探头2的图。如图16A以及图16B所示，超声波探头2一边沿着既定的扫描方向依次发送接收超声波一边用超声波对扫描区域进行扫描。在超声波探头2的表面安装有探头标记Mp。探头标记Mp本来为了操作者把握超声波探头2中的扫描方向的朝向而安装。具体而言，探头标记Mp被设置于超声波探头2的壳体表面中的扫描方向的基准点（例如，开始位置）侧。穿刺辅助图像产生部11也可以存储探头标记Mp的实际空间位置。例如，探头标记Mp的实际空间位置由绕超声波探头2的中心轴Lc的角度来表示。或者，探头标记Mp的实际空间位置也可以由以超声波探头2的中心轴Lc为基准的方位来表示。例如，图16A以及图16B的情况下，探头标记Mp的实际空间位置是270°、右侧。另外，探头标记Mp的实际空间位置也可以由东西南北等记号来表现。操作者依赖探头标记Mp的位置对超声波探头2的朝向进行调整。

图17是表示包含方位标记Md的穿刺辅助图像Im7的图。如图17所示，在展开图像Im8的周围的对应处重叠有方位标记Md。方位标记Md的重叠处是根据探头标记Mp的实际空间位置由穿刺辅助图像产生部11来确定的。例如，如以下那样确定。穿刺辅助图像产生部11确定实际空间中的刺入区域的姿势。实际空间中的刺入区域的姿势是根据体数据中的刺入区域的姿势来确定的。将绕刺入区域的中心轴的角度与绕展开图像Im8的原点的角度建立对应。从而，穿刺辅助图像产生部11能够根据实际空间中的刺入区域确定实际空间中的展开图像Im8的方位。并且穿刺辅助图像产生部11根据实际空间中的展开图像Im8的方位和探头标记的实际空间位置，来确定展开图像Im8的坐标系中的探头标记的配置位置。穿刺辅助图像产生部11在穿刺辅助图像Im7内的特定的配置位置重叠方位标记Md。重叠有方位标记Md的穿刺辅助图像Im7通过显示部14来显示。由此，显示部14如图17所示，能够显示表示实际空间中的展开图像Im8的方位的方位标记。例如，如图16A以及图16B所示，当探头标记Mp的实际空间位置是270°（右）时，在以穿刺辅助图像Im7中的展开图像Im8为基准的270°侧显示方位标记Md。

通过在展开图像上重叠方位标记，从而操作者能够容易地理解实际空间与展开图像的位置关系。从而操作者能够一边观察展开图像，一边使穿刺针切实地进入穿刺目标。

（应用例3）

患者的内部由于组织的种类、位置等各种容易而具有分布复杂的硬度分布。因此，操作者有时不能使穿刺针直线状地进入。应用例3所涉及的展开图像产生部产生与硬度指标值相关的展开图像（以下，称为硬度值展开图像）。另外，为了与硬度值展开图像进行区别，将基于上述的B模式的体数据的展开图像称为B模式展开图像。另外，将B模式的体数据称为B模式体数据。

硬度指标值能够利用剪切波弹性成像（SWE：shear waveelastography）模式通过既知的方法来计算。发送接收部执行基于SWE模式的超声波扫描。体数据产生部根据来自接收部的接收信号，产生由彩色来表现组织的硬度的体数据（以下，称为SWE体数据。）。SWE体数据被存储于体数据存储部53。另外，SWE体数据也可以如上述那样，由超声波诊断装置100产生，也可以从PACS、其他的超声波诊断装置经由网络来发送。

展开图像产生部9根据SWE体数据，产生由二维极坐标来表示刺入区域Ro的侧面的硬度指标值分布的硬度值展开图像。对SWE体数据设定的刺入区域和对B模式体数据设定的刺入区域相同。另外，硬度值展开图像和B模式展开图像的坐标系相同。硬度值展开图像通过显示部14来显示。另外，显示部14也可以将硬度值展开图像在B模式展开图像中进行位置匹配并重叠而显示。此时，显示部14以能够识别硬度值展开图像和B模式展开图像这双方的方式，对硬度值展开图像分配合适的透明度即可。通过观察硬度值展开图像，从而操作者能够把握患者内部的组织的硬度分布。从而能够考虑组织的硬度而刺入穿刺针150。

这样，根据本实施方式，能够实现超声波扫描下的穿刺术的效率的提高。

另外，本实施方式的超声波诊断装置100中所包含的各部分也能够例如通过将由CPU、RAM、磁性存储装置、输入装置、显示装置等构成的计算机作为硬件来使用而实现。例如，控制超声波诊断装置100的各单元的系统控制部16能够通过使搭载于上述的计算机的CPU等处理器执行规定的控制程序来实现各种功能。此时，可以将上述的控制程序预先安装于计算机，或者也可以保存于计算机可读的存储介质、或者将经由网络来发布的控制程序向计算机安装。

以上，说明了本发明的几个实施方式,但这些实施方式是作为例子而提示的,并不意图限定本发明的范围。这些新的实施方式能够以其他的各种方式进行实施，在不脱离发明的要旨的范围内，能够进行各种的省略、置换、变更。这些实施方式、其变形包含于发明的范围或要旨中，并且包含于权利要求书记载的发明及其均等的范围中。

Claims (16)

1.一种超声波诊断装置，其特征在于，具备：

超声波探头，包含多个振子；

发送部，经由上述多个振子向被检体的扫描对象区域发送超声波；

接收部，经由上述多个振子接收来自上述扫描对象区域的超声波；

体数据产生部，根据来自上述接收部的接收信号产生与上述扫描对象区域相关的体数据；

关心区域设定部，对上述体数据中的以穿刺针的刺入预定路径为中心轴的规定的范围设定关心区域；

展开图像产生部，产生由通过绕上述中心轴的旋转角度和距离上述中心轴的基准点的距离而规定的二维的极坐标来表现上述体数据中的上述关心区域的侧面的亮度值分布的展开图像；以及

显示部，显示上述展开图像。

2.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，

上述基准点是穿刺目标区域中所包含的点，

上述关心区域设定部根据上述穿刺目标区域的位置信息和上述穿刺针的前端部的初始位置来设定上述关心区域的上述中心轴。

3.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，

上述关心区域设定部将以上述关心区域的上述中心轴为基准具有规定半径的圆柱状的图像区域设定为上述关心区域。

4.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，

上述超声波诊断装置还具备穿刺辅助图像产生部，上述穿刺辅助图像产生部产生：在上述展开图像中，将用于辅助上述穿刺针的位置的把握的指针在上述展开图像上进行位置匹配并重叠的穿刺辅助图像，

上述显示部显示上述穿刺辅助图像。

5.根据权利要求4所述的超声波诊断装置，其特征在于，

上述穿刺辅助图像产生部产生将表示距离上述基准点的距离的距离标记在上述展开图像上进行位置匹配并重叠的上述穿刺辅助图像。

6.根据权利要求5所述的超声波诊断装置，其特征在于，

上述距离标记在上述展开图像中从上述基准点开始每间隔一定间隔被重叠。

7.根据权利要求5所述的超声波诊断装置，其特征在于，

上述超声波诊断装置还具备检测部，上述检测部检测上述穿刺针的前端的位置信息；

上述显示部将上述距离标记中的与上述穿刺针的前端部通过了的区间对应的距离标记和与未通过的区间对应的距离标记在视觉上能够区别地显示。

8.根据权利要求4所述的超声波诊断装置，其特征在于，

上述超声波诊断装置还具备位置检测部，上述位置检测部检测上述穿刺针的前端的位置信息，

上述穿刺辅助图像产生部根据上述穿刺针的前端的位置信息和上述关心区域的侧面的位置信息，计算上述穿刺针与上述关心区域的侧面的交叉位置，产生将表示上述交叉位置的交叉位置标记在上述展开图像上进行位置匹配并重叠的上述穿刺辅助图像。

9.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，

上述超声波诊断装置还具备提取部，上述提取部将与由操作者指定的解剖学区域相关的像素数据从上述体数据中提取出，

上述展开图像产生部对上述像素数据施加与将上述关心区域的侧面中的亮度值分布作为对象的坐标转换相同的坐标转换，将实施了上述坐标转换的像素数据重叠于上述展开图像。

10.根据权利要求9所述的超声波诊断装置，其特征在于，

上述解剖学区域是管腔区域。

11.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，

上述展开图像产生部以上述穿刺针的前端部的位置为上述基准点，产生将上述展开图像的径方向的范围限定于距离上述基准点一定范围的其他的展开图像，

上述显示部显示上述其他的展开图像。

12.根据权利要求11所述的超声波诊断装置，其特征在于，

上述超声波诊断装置还具备穿刺辅助图像产生部，上述穿刺辅助图像产生部产生在上述其他的展开图像中将用于辅助上述穿刺针的位置的把握的指针在上述其他的展开图像中进行位置匹配并重叠的穿刺辅助图像，

上述显示部显示上述穿刺辅助图像。

13.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，

上述显示部显示用于表示实际空间中的上述展开图像的方位的方位标记。

14.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，

上述超声波诊断装置还具备存储部，上述存储部存储表现上述被检体内部的硬度指标值的空间分布的硬度体数据，

上述展开图像产生部对上述硬度体数据中的上述关心区域的侧面中的硬度指标值分布实施与将上述体数据中的上述关心区域的侧面中的亮度值分布作为对象的坐标转换相同的坐标转换，产生其他的展开图像，

上述显示部对上述展开图像重叠上述其他的展开图像来显示。

15.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其特征在于，还具备：

穿刺目标区域设定部，按照来自用户的指示，设定作为穿刺对象的穿刺目标区域；和

穿刺辅助图像产生部，产生在与上述穿刺目标区域对应的位置重叠有表示上述穿刺目标区域的标记的上述展开图像。

16.一种超声波图像处理方法，其特征在于，具备：

对由超声波诊断装置产生的超声波体数据中的以穿刺针的刺入预定路径为中心轴的规定的范围设定关心区域；

产生由通过绕上述中心轴的旋转角度和距离上述中心轴的基准点的距离而规定的二维的极坐标来表现上述超声波体数据中的上述关心区域的侧面的亮度值分布的展开图像；以及

显示上述展开图像。

Images