图像显示装置以及图像显示方法与流程

1.本发明涉及图像显示装置以及图像显示方法。


背景技术：

2.已知有使用超声波从人体取得人体内侧的信息的技术。例如，在专利文献1～4中公开了一种诊断装置，该诊断装置是将超声波传感器(也称为“超声波振子”、“压电体”、“超声波收发元件”、“超声波元件”)排列在片状的固定部件上的诊断装置，使用超声波从人体的体表取得人体内侧的信息。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2006-247214号公报
6.专利文献2：日本特开昭58-22046号公报
7.专利文献3：日本特开2006-51105号公报
8.专利文献4：日本特开2010-269060号公报


技术实现要素：

9.发明所要解决的课题
10.另外，为了低侵袭的治疗或检查，已知将导管等医疗设备插入到生物体管腔内的技术。在使用这样的医疗设备的手术中，为了抑制生物体组织(例如血管壁等)的损伤，优选尽可能地抑制医疗设备与生物体管的内壁接触。但是，在专利文献1～4所记载的技术中，只不过能够确定人体内侧的生物体管(例如血管)的位置，无法向手术者提示生物体管的状态、生物体管与医疗设备的位置关系。因此，在专利文献1～4所记载的技术中，依然存在如下课题：在生物体管腔内推进医疗设备时，需要取决于手术者的感觉。
11.此外，这样的课题对于插入到血管系统、淋巴腺系统、胆道系统、尿路系统、呼吸道系统、消化器官系统、分泌腺以及生殖器官等人体内的各器官(生物体管)的导管、导丝、内窥镜等医疗设备的全部是共通的。
12.本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，其目的在于，提供一种能够向手术者提示生物体管的状态的图像显示装置。
13.用于解决课题的手段
14.本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够作为以下的方式来实现。
15.(1)根据本发明的一个方式，提供一种图像显示装置。该图像显示装置具备：取得部，其使用多个超声波传感器，从人体取得包含生物体管的人体内侧的三维图像信息；位置确定部，其使用所述三维图像信息所包含的生物体管的横截面信息，在所述生物体管中确定所述生物体管的纵截面的宽度最大的位置；图像生成部，其生成表示由所述位置确定部确定的位置处的所述生物体管的纵截面的图像；显示部，其显示由所述图像生成部生成的
图像。
16.根据该结构，位置确定部使用三维图像信息所包含的生物体管的横截面信息，在生物体管中确定生物体管的纵截面的宽度最大的位置，图像生成部生成表示由位置确定部确定的位置处的生物体管的纵截面的图像，显示部显示由图像生成部生成的图像。因此，手术者通过参照显示于显示部的表示生物体管的纵截面的图像，能够获知生物体管的状态。其结果是，能够提供可向手术者提示生物体管的状态的图像显示装置。另外，为了抑制导管等医疗设备与生物体管的内壁接触，抑制生物体组织(例如血管壁等)的损伤，优选使医疗设备位于生物体管腔的中心附近并进行输送。关于这一点，根据本结构，显示于显示部的图像表示生物体管的纵截面的宽度最大的位置处的生物体管的纵截面，换言之，表示包含生物体管腔的中心的生物体管的纵截面。因此，手术者能够获知与要使医疗设备通过的位置对应的生物体管的状态。
17.(2)在上述方式的图像显示装置中，也可以是，在所述三维图像信息中包含被插入到所述生物体管腔内的医疗设备的三维图像信息，在由所述位置确定部确定的位置存在所述医疗设备的情况下，所述图像生成部生成包含所述生物体管的纵截面和所述医疗设备的图像，在由所述位置确定部确定的位置不存在所述医疗设备的情况下，所述图像生成部生成包含所述生物体管的纵截面且不包含所述医疗设备的图像。
18.根据该结构，图像生成部在由位置确定部确定的位置存在医疗设备的情况下，生成包含生物体管的纵截面和医疗设备的图像，在由位置确定部确定的位置不存在医疗设备的情况下，生成包含生物体管的纵截面且不包含医疗设备的图像。因此，手术者能够根据在显示部所显示的图像中是否包含医疗设备来获知生物体管与医疗设备的位置关系。具体而言，如果在图像中包含医疗设备，则手术者可知在生物体管的纵截面的宽度最大的位置存在医疗设备(换言之，医疗设备位于生物体管腔的中心附近)。另外，如果图像中不包含医疗设备，则手术者可知在生物体管的纵截面的宽度最大的位置不存在医疗设备(换言之，医疗设备靠近生物体管的内壁附近)。其结果是，根据本结构，能够提供除了生物体管的状态之外还能够向手术者提示生物体管与医疗设备的位置关系的图像显示装置。
19.(3)在上述方式的图像显示装置中，也可以是，所述多个超声波传感器被配置为包围所述人体。
20.根据该结构，多个超声波传感器被配置为包围人体，因此取得部能够取得由超声波传感器包围的范围整体的三维图像信息。其结果是，图像显示装置能够从该范围整体决定任意的生物体管，生成并显示表示关于该生物体管的纵截面的图像。
21.(4)在上述方式的图像显示装置中，也可以是，所述多个超声波传感器是被配置于覆盖所述人体的周围的带状体的整周的内侧的超声波元件。
22.根据该结构，多个超声波传感器被配置于覆盖人体的周围的带状体的整周的内侧，因此能够相对于患者容易地安装以及拆卸，并且无论患者的体格(身体的大小)如何都能够使用。
23.(5)在上述方式的图像显示装置中，也可以是，所述位置确定部在所述生物体管的多个位置分别确定所述生物体管的纵截面的宽度最大的位置，所述图像生成部生成表示由所述位置确定部确定的多个位置处的所述生物体管的纵截面的图像。
24.根据该结构，位置确定部在生物体管的多个位置分别确定生物体管的纵截面的宽
度最大的位置，图像生成部生成表示该多个位置处的生物体管的纵截面的图像。其结果是，图像显示装置根据生物体管的形状(例如，弯曲、分支等)适当地设定位置，从而无论生物体管的形状如何，都能够生成并显示表示生物体管的纵截面的图像。
25.此外，本发明能够以各种方式实现，例如，能够以生成显示用的图像的图像生成装置、图像生成方法、包含图像显示装置的医疗系统、这些装置以及系统的制造方法、实现这些装置以及系统的功能的计算机程序等方式实现。
附图说明
26.图1是例示第一实施方式的图像显示装置的结构的说明图。
27.图2是例示超声波传感器阵列的结构的说明图。
28.图3是人体的三维图像信息的说明图。
29.图4是包含在三维图像信息中的血管的说明图。
30.图5是对位置确定部的处理进行说明的图。
31.图6是对图像生成部的处理进行说明的图。
32.图7是对图像生成部的处理进行说明的图。
33.图8是表示显示于显示部的图像的一例的图。
34.图9是表示显示于显示部的图像的另一例的图。
35.图10是表示显示于显示部的图像的另一例的图。
36.图11是例示第二实施方式的图像显示装置的结构的说明图。
37.图12是对第二实施方式的位置确定部的处理进行说明的图。
38.图13是对第二实施方式的图像生成部的处理进行说明的图。
39.图14是表示在时刻t1显示于显示部的图像的一例的图。
40.图15是表示在时刻t2显示于显示部的图像的一例的图。
41.图16是表示显示于第三实施方式的显示部的图像的一例的图。
42.图17是表示显示于第三实施方式的显示部的图像的另一例的图。
43.图18是例示第四实施方式的图像显示装置的结构的说明图。
44.图19是对第四实施方式的位置确定部的处理进行说明的图。
45.图20是表示显示于第四实施方式的显示部的图像的一例的图。
46.图21是表示显示于第五实施方式的显示部的图像的一例的图。
具体实施方式
47.＜第一实施方式＞
48.图1是例示第一实施方式的图像显示装置1的结构的说明图。图像显示装置1是使用超声波生成并显示表示人体90的生物体管的纵截面的图像的装置。以下，作为生物体管的一例，例示了人体90的血管。但是，在生物体管中，除了血管系统以外，还可以包含淋巴腺系统、胆道系统、尿路系统、呼吸道系统、消化器官系统、分泌腺以及生殖器官等。另外，图像显示装置1能够与医疗设备组合而使用。以下，作为医疗设备的一例，例示了导管20。但是，在医疗设备中，除了导管20以外，还能够采用导丝等任意的设备。图像显示装置1具备超声波传感器阵列10、计算机50、显示部60以及操作部70。
49.图2是例示了超声波传感器阵列10的结构的说明图。超声波传感器阵列10具有多个超声波传感器11，用于取得包含生物体管的人体90内侧的三维图像信息。超声波传感器阵列10具备多个超声波传感器11、带状体12以及束带13。
50.超声波传感器11是向人体90内侧的生物体组织发送超声波，并接收在生物体组织中传播并反射的超声波的超声波探头(也称为超声波振子、压电体、超声波收发元件、超声波元件)。在图2的例子中，多个超声波传感器11遍及带状体12的一个面侧的整体，配置成n行m列(n、m为任意的自然数)的格子状。以下，将带状体12中的配置有超声波传感器11的一侧的面也称为“内侧面”，将与内侧面相反的一侧的面也称为“外侧面”。此外，在图2中，将第一行第一列的超声波传感器表示为e11，将第一行第二列的超声波传感器表示为e12，将第一行第m列的超声波传感器表示为e1m，将第n行第m列的超声波传感器表示为enm。此外，超声波传感器11规则地配置为n行m列的格子状，但也可以是不规则的配置。
51.带状体12是具有柔软性和伸缩性的带状的部件，例如由橡胶、合成树脂、布等形成。手术者在躺在床95上的人体90的周围，以将带状体12的内侧面(配置有超声波传感器11的一侧的面)朝向人体90的体表侧的状态进行卷绕。由此，能够将多个超声波传感器11配置成包围人体90。此外，在图1的例子中，将带状体12卷绕在人体90的大腿部的周围。但是，带状体12也可以卷绕于胸部、腰部、臂部、颈部、头部的周围等任意的位置。另外，带状体12隔着润滑剂卷绕于人体90的体表(皮肤)。
52.束带13是被安装于带状体12的一个短边的带状的小片，例如由橡胶、合成树脂、布等形成。在束带13设置有固定用的配件、魔术贴等，能够以在人体90的周围卷绕有带状体12的状态进行固定。
53.返回到图1，继续进行说明。导管20是被插入到人体90的生物体管腔内(血管内)，用于治疗或检查的医疗设备。导管20具备轴21、前端触头22、连接器23以及标识器24。轴21是具有长条状的外形的中空的部件。前端触头22是安装于轴21的前端的具有柔软性的部件。连接器23是设置于轴21的基端的部件，是手术者把持导管20时使用的部件。标识器24是设置在轴21与前端触头22之间的具有放射线不透过性的部件。此外，图1所示的导管20的结构只不过是一个例子，能够采用任意的结构。例如，也可以省略前端触头22、标识器24。例如，也可以代替导管20而使用导丝等。
54.显示部60是具备显示画面61的液晶显示器。显示部60作为显示由后述的图像生成部53生成的图像的“显示部”发挥功能。此外，显示部60也可以由液晶显示器以外的显示装置(例如，智能玻璃、投影仪等)构成。操作部70是用于对计算机50输入信息的键盘以及鼠标。此外，操作部70也可以由键盘、鼠标以外的输入装置(例如，用于取得声音输入的麦克风、触摸面板、脚踏开关等)构成。
55.计算机50是控制图像显示装置1的整体的装置。计算机50构成为包括cpu(central processing unit：中央处理器)、rom(read only memory：只读存储器)、ram(random access memory：随机存取存储器)，通过cpu执行存储于rom的计算机程序，作为取得部51、位置确定部52以及图像生成部53发挥功能。另外，计算机50包括作为存储部59发挥功能的硬盘、闪存、存储卡等。计算机50分别与超声波传感器阵列10、显示部60、操作部70电连接。
56.图3是人体90的三维图像信息ics的说明图。取得部51使用卷绕于人体90的超声波传感器阵列10的超声波传感器11(e11～enm)，从人体90取得包含血管91的人体内侧的三维
图像信息ics。三维图像信息ics是表示人体90的立体的内部构造的信息。在三维图像信息ics中包含血管91、骨头92、肌肉93、脂肪94这样的人体90内侧的各生物体组织的相对的三维位置和各生物体组织的三维形状。血管91相当于“生物体管”。另外，虽然在图3中未图示，但在导管20被插入人体90的状态下取得了三维图像信息ics的情况下，在三维图像信息ics中包含人体90内侧的导管20的三维位置和导管20的三维形状。此外，在三维图像信息ics中也可以包含例如淋巴管等与血管91不同的生物体管。
57.取得部51控制多个超声波传感器11(e11～enm)中的超声波的发送定时，如超声波传感器e11、e12、e13、
…
、enm那样，按每个传感器错开超声波的发送定时。这样，每个传感器接收的超声波(反射波)的定时也错开，因此取得部51能够取得与超声波传感器e11～enm的各位置对应的强度的反射波。人体90内侧的各生物体组织针对血管91、骨头92、肌肉93、脂肪94这样的每个组织，声阻抗的值不同。取得部51能够根据多个超声波传感器11(e11～enm)分别接收到的反射波的强度，取得人体90内侧的生物体组织的分布(血管91、骨头92、肌肉93、脂肪94这样的各组织的分布)，能够生成图3所示的三维图像信息ics。
58.图4是三维图像信息ics所包含的血管91的说明图。在图4中，图示了相互正交的xyz轴。x轴与血管91的长度方向对应，y轴以及z轴与血管91的宽度方向对应。位置确定部52根据三维图像信息ics，确定血管91的纵截面的宽度最大的位置。
59.具体而言，首先，位置确定部52根据三维图像信息ics确定作为图像的显示对象的血管91。图4表示由位置确定部52确定的血管91的一例。血管91的确定能够通过经由操作部70的手术者的指定来实现。另外，血管91的确定也可以通过三维图像信息ics所包含的各生物体组织的形状与预先存储于存储部59的形状的图案匹配来自动地进行。接着，位置确定部52从所确定的血管91的任意位置取得血管91的横截面。在图4的例子中，位置确定部52取得血管91的大致中央的横截面c2和位于横截面c2的
±
x轴方向的横截面c1、c3这3处的横截面。此外，位置确定部52取得的横截面的位置以及横截面的数量能够任意地变更。例如，位置确定部52也可以从血管91仅取得1个横截面。
60.图5是对位置确定部52的处理进行说明的图。图5的yz轴分别对应于图4的yz轴。位置确定部52使用所取得的横截面c1～c3，在血管91中确定血管91的纵截面的宽度最大的位置。具体而言，位置确定部52针对所取得的横截面c1～c3中的每一个，根据y轴方向的宽度h1～hx(x为任意的自然数)来确定成为最大的宽度(在图5的例子中为宽度h2)。在此所确定的宽度h2的位置相当于血管91的纵截面的宽度最大的位置。此外，在图5中，关于横截面c1～c3，仅图示了y轴方向的宽度h1～hx中的宽度h1、h2、h3。
61.图6以及图7是对图像生成部53的处理进行说明的图。图6的xyz轴分别对应于图4的xyz轴。图像生成部53生成表示由位置确定部52确定的位置(即，关于横截面c1～c3中的每一个，y轴方向的宽度最大的宽度h2的位置)处的血管91的纵截面ls2的图像。具体而言，图像生成部53使用从图7所示的超声波传感器阵列10的多个超声波传感器11(e11～enm)中的与纵截面ls2对应的位置的超声波传感器11x(图7：矩形框)接收到的反射波，生成附加了与各超声波传感器11x的反射波的强度对应的浓淡的灰度的二维图像。然后，图像生成部53使显示部60显示所生成的图像。
62.图8是表示显示于显示部60的图像的一例的图。图8的(a)表示从y轴方向观察到的血管91与导管20的位置关系，图8的(b)表示此时显示于显示部60的图像im的一例。图像im
是表示包含纵截面ls2的xy平面的二维图像。如图8的(a)所示，导管20在血管91的纵截面ls2附近前进的情况下，在表示血管91的纵截面ls2的图像im中包含导管20(轴21、标识器24以及前端触头22)。另外，在图像im中还包含肌肉93、脂肪94这样的其他生物体组织。
63.图9是表示显示于显示部60的图像的另一例的图。图9的(a)、(b)的结构与图8相同。如图9的(a)所示，导管20在远离血管91的纵截面ls2的位置(在图示的例子中为纵截面ls3附近的位置)前进的情况下，在表示血管91的纵截面ls2的图像im中不包含导管20。
64.图10是表示显示于显示部60的图像的另一例的图。图10的(a)、(b)的结构与图8相同。如图10的(a)所示，导管20中，前端侧的一部分弯曲而存在于远离血管91的纵截面ls2的位置，基端侧的一部分存在于血管91的纵截面ls2附近的位置。在这样的情况下，在表示血管91的纵截面ls2的图像im中，不包含导管20的前端侧的一部分，而包含基端侧的一部分。
65.如上所述，血管91的纵截面ls2相当于血管91的纵截面的宽度最大的位置h2(在具有图5所例示的大致圆形的横截面形状的血管91的情况下为z轴方向的中央)。如图8的(b)所示，手术者在图像im中包含导管20的状态下，以通过图像im的血管91的y轴方向的中央的方式推进导管20。这样，手术者能够在血管91的中心(换言之，距血管91的内壁分别最远的位置)推进导管20。另外，在图像显示装置1中，能够使用超声波实时地确认血管91和导管20的图像im。因此，与基于x射线拍摄的拍摄相比，不需要将造影剂注入到体内，因此能够降低施加于人体90的负荷，能够提高手术的安全性。另外，与基于ct拍摄的拍摄相比，能够实时地拍摄血管91和导管20的图像im，因此能够缩短手术所需的时间。
66.这样，根据第一实施方式的图像显示装置1，位置确定部52使用三维图像信息ics所包含的生物体管(血管91)的横截面信息c1～c3，在生物体管中确定生物体管的纵截面的宽度最大的位置h2，图像生成部53生成表示由位置确定部52确定的位置h2处的生物体管的纵截面ls2的图像im，显示部60显示由图像生成部53生成的图像im(图8～图10)。因此，手术者通过参照显示于显示部60的表示生物体管的纵截面ls2的图像im，能够获知生物体管的状态。其结果是，能够提供可向手术者提示生物体管的状态的图像显示装置1。另外，为了抑制导管20等医疗设备与生物体管的内壁接触，而抑制生物体组织(例如血管壁等)的损伤，优选使医疗设备位于生物体管腔的中心附近并进行输送。关于这一点，根据第一实施方式的图像显示装置1，显示于显示部60的图像im表示生物体管的纵截面的宽度最大的位置h2处的生物体管的纵截面ls2，换言之，表示包含生物体管腔的中心的生物体管的纵截面ls2。因此，手术者能够获知与要使医疗设备通过的位置对应的生物体管的状态。
67.另外，第一实施方式的图像显示装置1在由位置确定部52确定的位置h2存在医疗设备(导管20)的情况下，生成包含生物体管(血管91)的纵截面ls2和医疗设备的图像im(图8、图10)。另外，在由位置确定部52确定的位置h2不存在医疗设备的情况下，生成包含生物体管的纵截面ls2且不包含医疗设备的图像im(图9、图10)。因此，手术者能够根据在显示部60所显示的图像im中是否包含医疗设备，获知生物体管与医疗设备的位置关系。具体而言，如果在图像im中包含医疗设备，则手术者可知医疗设备存在于生物体管的纵截面的宽度最大的位置h2(换言之，医疗设备位于生物体管腔的中心附近)。另外，如果在图像im中不包含医疗设备，则手术者可知在生物体管的纵截面的宽度最大的位置h2不存在医疗设备(换言之，医疗设备靠近生物体管的内壁附近)。其结果是，根据第一实施方式的图像显示装置1，除了生物体管的状态之外还能够向手术者提示生物体管与医疗设备的位置关系的图像显
示装置1。
68.并且，根据第一实施方式的图像显示装置1，位置确定部52在生物体管(血管91)的多个位置c1～c3分别确定生物体管的纵截面的宽度最大的位置h2，图像生成部53生成表示该多个位置c1～c3处的(连结该多个位置c1～c3的)生物体管的纵截面ls2的图像im。其结果是，图像显示装置1根据生物体管的形状(例如，弯曲、分支等)适当地设定位置c1～c3，由此无论生物体管的形状如何，都能够生成并显示表示生物体管的纵截面ls2的图像im。
69.而且，在第一实施方式的图像显示装置1中，多个超声波传感器11(e11～enm)被配置成包围人体90(图1)。因此，取得部51能够取得由超声波传感器11包围的范围整体的三维图像信息ics。其结果是，图像显示装置1能够从该范围整体决定任意的生物体管(血管91)，生成并显示表示关于该生物体管的纵截面ls2的图像im。另外，多个超声波传感器11被配置于覆盖人体90的周围的带状体12的整周的内侧(图2)。因此，能够对患者容易地进行超声波传感器阵列10的安装以及拆卸，并且无论患者的体格(身体的大小)如何都能够使用共用的超声波传感器阵列10。
70.＜第二实施方式＞
71.图11是例示第二实施方式的图像显示装置1a的结构的说明图。第二实施方式的图像显示装置1a能够生成并显示与生物体管的弯曲、分支等形状变化对应的图像。图像显示装置1a在第一实施方式的结构中，代替计算机50而具备计算机50a。计算机50a代替位置确定部52而具备位置确定部52a，代替图像生成部53而具备图像生成部53a。
72.图12是对第二实施方式的位置确定部52a的处理进行说明的图。位置确定部52a使用与第一实施方式同样的方法，根据三维图像信息ics确定作为图像的显示对象的血管91a。图12表示由位置确定部52a确定的血管91a的一例。血管91a具有从纸面左侧朝向右侧沿+x轴方向延伸，之后沿+x轴方向且-y轴方向且+z轴方向延伸的弯曲形状。
73.接着，位置确定部52a从所确定的血管91a中取得血管91a的形状的变化量相对较大的位置(以下也称为“变化位置”)的横截面c2。变化位置的取得能够通过公知的图像识别方法来实现。所取得的横截面c2表示血管91a的弯曲点、折射点、分支点等(以下也称为“弯曲点等”)。另外，位置确定部52a取得在血管91a的延伸方向上位于横截面c2的两侧的任意的横截面c1、c3。这样，第二实施方式的位置确定部52a从血管91a取得多个横截面c1～c3。在图示的例子中例示了3处横截面，但能够任意地决定位置确定部52a取得的横截面的数量。
74.位置确定部52a使用所取得的横截面c1～c3，在血管91a中确定血管91a的纵截面的宽度最大的位置。详细内容与第一实施方式相同。
75.图13是对第二实施方式的图像生成部53a的处理进行说明的图。图像生成部53a生成表示由位置确定部52a确定的位置(即，关于横截面c1～c3中的每一个，y轴方向的宽度最大的宽度h2的位置)处的血管91a的纵截面ls2的图像。在此，本实施方式的图像生成部53a生成不跨越血管91a的弯曲点等的图像。例如，假定如下情况：在某时刻t1，导管20的前端部位于血管91a的弯曲点等的跟前(即，横截面c1与c2之间)，在下一时刻t2，导管20的前端部位于血管91a的弯曲点等的前方(即，横截面c2与c3之间)。在该情况下，在时刻t1，图像生成部53a使用从与纵截面ls2对应的位置的超声波传感器11x(图13：矩形框)中的位于区域a1的超声波传感器11x接收到的反射波，生成附加了与各超声波传感器11x的反射波的强度对
应的浓淡的灰度的二维图像，并显示于显示部60。接着，在时刻t2，图像生成部53a使用从与纵截面ls2对应的位置的超声波传感器11x(图13：矩形框)中的位于区域a2的超声波传感器11x接收到的反射波，生成附加了与各超声波传感器11x的反射波的强度对应的浓淡的灰度的二维图像，并显示于显示部60。
76.图14是表示在时刻t1显示于显示部60的图像的一例的图。图14的(a)表示从y轴方向观察到的血管91a与导管20的位置关系，图14的(b)表示此时显示于显示部60的图像ima的一例。图像ima与第一实施方式同样地，是表示包含纵截面ls2的xy平面的二维图像。如图所示，导管20在血管91a的弯曲点等的跟前(即，横截面c1与c2之间)在血管91a的纵截面ls2附近前进的情况下，在图像ima中包含与横截面c1和c2之间对应的区域a1的血管91a的图像和导管20。
77.图15是表示在时刻t2显示于显示部60的图像的一例的图。图15的(a)、(b)的结构与图14相同。如图所示，导管20在血管91a的弯曲点等的前端(即，横截面c2与c3之间)在血管91a的纵截面ls2附近前进的情况下，在图像ima中包含与横截面c2和c3之间对应的区域a2的血管91a的图像和导管20。在此，如图15的(b)所示，图像生成部53a进行二维图像的校正，使得无论实际的血管91a的朝向如何，在图像ima上，血管91a看起来始终呈直线状延伸。该校正能够通过公知的倾斜校正处理来实施。
78.如上所述，在第二实施方式的图像显示装置1a中，能够生成并显示与血管91a(生物体管)的弯曲、分支等形状变化对应的图像ima。因此，手术者在导管20的前端侧的一部分从图14的(b)以及15的(b)所示的图像ima消失的情况下，能够判断为导管20未沿着血管91a的形状前进。此时，手术者暂时拉回导管20，在以使导管20的整体映现于图像ima的方式变更了导管20的朝向的状态下，推进导管20。这样，能够沿着血管91a的形状输送导管20，因此能够抑制导管20与血管91a的内壁碰撞，能够提高手术的安全性。
79.这样，位置确定部52a也可以取得血管91a的形状的变化量相对较大的位置(变化位置)的横截面c2，取得以该横截面c2为基准位于两侧的横截面c1、c3，使用这些横截面c1～c3的信息，确定血管91a的纵截面的宽度最大的位置。另外，图像生成部53a也可以使用来自超声波传感器阵列10的多个超声波传感器11中的任意的超声波传感器e11～enm的信息来生成图像ima。即使这样，也能够起到与第一实施方式相同的效果，并且能够提高手术的安全性。另外，在第二实施方式的图像显示装置1a中，如图15的(b)所示，图像生成部53a进行二维图像的校正，使得在图像ima上，血管91a看起来始终呈直线状延伸。因此，手术者无需意识到实际的血管91a的朝向，只要在图像ima上以导管20位于血管91a的中心的方式操作导管20即可。其结果，根据第二实施方式的图像显示装置1a，能够容易地进行手术。
80.＜第三实施方式＞
81.图16是表示显示于第三实施方式的显示部60的图像的一例的图。图16的(a)表示从y轴方向观察到的血管91与导管20的位置关系，图16的(b)表示此时显示于显示部60的图像imb的一例。第三实施方式的图像显示装置1能够生成并显示表示生物体管的多个位置处的纵截面的图像。第三实施方式的图像显示装置1的计算机50在第一实施方式的结构中，代替图像生成部53而具备图像生成部53b。
82.如图16的(b)所示，图像生成部53a生成的图像imb在左侧包含表示血管91的纵截面的宽度最大的位置处的纵截面ls2的图像。另外，图像imb在右侧上段包含表示血管91的
纵截面的宽度不是最大的位置处的纵截面ls1的图像，在右侧下段包含表示同样血管91的纵截面的宽度不是最大的位置处的纵截面ls3的图像。如图16的(a)所示，导管20在血管91的纵截面ls2附近前进的情况下，在图像imb中的左侧的图像中包含导管20。
83.图17是表示显示于第三实施方式的显示部60的图像的另一例的图。图17的(a)、(b)的结构与图16相同。如图17的(a)所示，设想导管20的基端侧的一部分沿着纵截面ls2且前端侧的一部分从纵截面ls2向纵截面ls3的方向弯曲的情况。在这样的情况下，如图17的(b)所示，在图像imb中的左侧的图像中包含导管20的基端侧的一部分，在右侧下段的图像中包含导管20的前端侧的一部分。
84.这样，图像生成部53b除了生成表示由位置确定部52确定的位置处的血管91(生物体管)的纵截面ls2的图像之外，还可以生成包含表示其他位置处的血管91的纵截面ls1、ls3的图像的图像imb。这样也能够起到与第一实施方式相同的效果。而且，根据第三实施方式的图像显示装置1，手术者通过参照表示其他位置处的血管91的纵截面ls1、ls3的图像，能够掌握导管20的位置偏移。
85.＜第四实施方式＞
86.图18是例示第四实施方式的图像显示装置1c的结构的说明图。第四实施方式的图像显示装置1c的生物体管中的纵截面的宽度成为最大的位置的确定方法与第一实施方式不同。图像显示装置1c在第一实施方式的结构中，代替计算机50而具备计算机50c。计算机50c代替位置确定部52而具备位置确定部52c，代替图像生成部53而具备图像生成部53c。
87.图19是对第四实施方式的位置确定部52c的处理进行说明的图。位置确定部52c使用与第一实施方式同样的方法，根据三维图像信息ics确定作为图像的显示对象的血管91，取得任意的横截面c1～c3。图19表示由位置确定部52c确定的血管91的一例。接着，位置确定部52c使用在血管91中取得的横截面c1～c3，确定在血管91中血管91的纵截面的宽度最大的位置。具体而言，位置确定部52c针对所取得的横截面c1～c3中的每一个，根据z轴方向的宽度w11～w1x(x为任意的自然数)来确定成为最大的宽度(在图19的例子中为宽度w12)。在第四实施方式中，在此确定的宽度w12的位置相当于血管91的纵截面的宽度最大的位置。
88.图像生成部53c生成表示由位置确定部52c确定的位置(即，关于横截面c1～c3中的每一个，z轴方向的宽度最大的w12的位置)处的血管91的纵截面ls12的图像。然后，图像生成部53c使显示部60显示所生成的图像。此外，在图19中，除了上述的宽度w12、w13以及纵截面ls12、ls13(斜线阴影线)之外，还图示了在第一实施方式中使用的宽度h11～h13以及纵截面ls2、ls3(点阴影线)。如图19所示，第四实施方式的纵截面ls12、ls13是与第一实施方式的纵截面ls2、ls3垂直交叉的面。
89.图20是表示显示于第四实施方式的显示部60的图像的一例的图。图20的(a)表示从y轴方向观察到的血管91与导管20的位置关系，图20的(b)表示从x轴方向观察到的血管91与导管20的位置关系，图20的(c)表示此时显示于显示部60的图像imc的一例。如图20的(c)所示，图像imc是表示包含纵截面ls11～ls13的xz平面的二维图像。图像imc在左侧包含表示血管91的纵截面的宽度最大的位置处的纵截面ls12的图像。另外，图像imc在右侧上段包含表示血管91的纵截面的宽度不是最大的位置处的纵截面ls11的图像，在右侧下段包含表示同样血管91的纵截面的宽度不是最大的位置处的纵截面ls13的图像。
90.如图20的(b)所示，设想导管20的基端侧的一部分沿着纵截面ls12且前端侧的一
部分从纵截面ls12向纵截面ls13的方向弯曲的情况。在这样的情况下，如图20的(c)所示，在图像imc中的左侧的图像中包含导管20的基端侧的一部分，在右侧下段的图像中包含导管20的前端侧的一部分。
91.这样，位置确定部52c也可以使用z轴方向来确定血管91(生物体管)中的纵截面的宽度最大的位置，图像生成部53c也可以生成包含z轴方向的纵截面ls12的图像imc。另外，位置确定部52c也可以实施在第一实施方式中说明的使用了y轴方向的位置的确定和在第四实施方式中说明的使用了z轴方向的位置的确定这两者。在该情况下，图像生成部53c也可以生成包含在第一实施方式中说明的y轴方向的纵截面ls2且包含在第四实施方式中说明的z轴方向的纵截面ls12的图像imc。另外，位置确定部52c也可以使用相对于y轴以及z轴倾斜的任意的方向来进行同样的处理。即使这样，也能够起到与第一实施方式以及第三实施方式相同的效果。
92.＜第五实施方式＞
93.图21是表示显示于第五实施方式的显示部60的图像的一例的图。图21的(a)表示从y轴方向观察到的血管91与导管20的位置关系，图21的(b)表示此时显示于显示部60的图像imd的一例。第五实施方式的图像显示装置1生成并显示表示不包含导管20的生物体管的纵截面的图像。第五实施方式的图像显示装置1的计算机50在第一实施方式的结构中，代替图像生成部53而具备图像生成部53d。图像生成部53d生成包含由位置确定部52确定的位置h2处的血管91的纵截面ls2且不包含导管20的图像imd，并显示于显示部60。因此，如图21的(a)所示，即使导管20在血管91的纵截面ls2附近前进的情况下，如图21的(b)所示，在图像imd中也不包含导管20。即使这样，也能够起到与第一实施方式相同的效果。
94.＜本实施方式的变形例＞
95.在上述实施方式中，可以将通过硬件实现的结构的一部分置换为软件，相反，也可以将通过软件实现的结构的一部分置换为硬件。另外，本发明不限于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够以各种方式实施，例如也能够进行如下的变形。
96.[变形例1]
[0097]
在上述第一～第五实施方式中，例示了图像显示装置1、1a、1c的结构。但是，图像显示装置1的结构能够进行各种变更。例如，在图像显示装置1中，超声波传感器阵列10、计算机50、显示部60以及操作部70的至少一部分也可以构成为一体的设备。例如，在超声波传感器阵列10中，多个超声波传感器11配置于带状体12。但是，多个超声波传感器11也可以设置于帽子等穿戴物的内侧面、长袍等衣服的内侧面、配置于体表的衬垫的内侧面等。例如，多个超声波传感器11被配置为横跨带状体12的内侧面的整体，但多个超声波传感器11也可以配置于带状体12的内侧面的一部分。
[0098]
[变形例2]
[0099]
在上述第一～第五实施方式中，对位置确定部52、52a、52c的处理以及图像生成部53、53a～53d的处理的一例进行了说明。但是，位置确定部52以及图像生成部53的处理能够进行各种变更。例如，位置确定部52也可以针对横截面c1～c3的数量以及设定部位，经由操作部70取得手术者的指示，并按照该指示进行处理。例如，图像生成部53也可以经由操作部70取得手术者的指示，按照该指示来处理将所生成的图像im中显示的纵截面设为在第一、二、五实施方式中说明的结构或在第三、四实施方式中说明的结构。
[0100]
[变形例3]
[0101]
上述第一～第五实施方式的图像显示装置1、1a、1c的结构以及上述变形例1、2的各结构也可以适当组合。例如，在第二实施方式中说明的生成显示与生物体管的形状变化对应的图像的结构中，可以生成第三实施方式中说明的包含多个纵截面的图像，也可以生成第四实施方式中说明的包含z轴方向的纵截面的图像，也可以生成第五实施方式中说明的不包含医疗设备的图像。
[0102]
以上，基于实施方式、变形例对本方式进行了说明，但上述的方式的实施方式是用于使本方式的理解变得容易的实施方式，并不限定本方式。本方式能够在不脱离其主旨以及请求专利保护的范围的情况下进行变更、改良，并且本方式包含其等价物。另外，该技术特征在本说明书中只要不是作为必须的特征进行说明，就能够适当删除。
[0103]
附图标记说明
[0104]
1、1a、1c
…
图像显示装置
[0105]
10
…
超声波传感器阵列
[0106]
11、11x
…
超声波传感器
[0107]
12
…
带状体
[0108]
13
…
束带
[0109]
20
…
导管
[0110]
21
…
轴
[0111]
22
…
前端触头
[0112]
23
…
连接器
[0113]
24
…
标识器
[0114]
50、50a、50c
…
计算机
[0115]
51
…
取得部
[0116]
52、52a、52c
…
位置确定部
[0117]
53、53a～53d
…
图像生成部
[0118]
59
…
存储部
[0119]
60
…
显示部
[0120]
61
…
显示画面
[0121]
70
…
操作部
[0122]
90
…
人体
[0123]
91、91a
…
血管
[0124]
92
…
骨头
[0125]
93
…
肌肉
[0126]
94
…
脂肪
[0127]
95
…
床。

技术特征：
1.一种图像显示装置，其特征在于，具备：取得部，其使用多个超声波传感器，从人体取得包含生物体管的人体内侧的三维图像信息；位置确定部，其使用所述三维图像信息所包含的生物体管的横截面信息，在所述生物体管中确定所述生物体管的纵截面的宽度最大的位置；图像生成部，其生成表示由所述位置确定部确定的位置处的所述生物体管的纵截面的图像；显示部，其显示由所述图像生成部生成的图像。2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，在所述三维图像信息中包含被插入到所述生物体管腔内的医疗设备的三维图像信息，在由所述位置确定部确定的位置存在所述医疗设备的情况下，所述图像生成部生成包含所述生物体管的纵截面和所述医疗设备的图像，在由所述位置确定部确定的位置不存在所述医疗设备的情况下，所述图像生成部生成包含所述生物体管的纵截面且不包含所述医疗设备的图像。3.根据权利要求1或2所述的图像显示装置，其特征在于，所述多个超声波传感器被配置为包围所述人体。4.根据权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于，所述多个超声波传感器是被配置于覆盖所述人体的周围的带状体的整周的内侧的超声波元件。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，所述位置确定部在所述生物体管的多个位置分别确定所述生物体管的纵截面的宽度最大的位置，所述图像生成部生成表示由所述位置确定部确定的多个位置处的所述生物体管的纵截面的图像。6.一种图像显示方法，其特征在于，具备：使用多个超声波传感器，从人体取得包含生物体管的人体内侧的三维图像信息的工序；使用所述三维图像信息所包含的生物体管的横截面信息，在所述生物体管中确定所述生物体管的纵截面的宽度最大的位置的工序；生成表示所确定的所述位置处的所述生物体管的纵截面的图像的工序；显示所生成的所述图像的工序。

技术总结
图像显示装置(1)具备：取得部(51)，其使用多个超声波传感器(11)，从人体取得包含生物体管的人体内侧的三维图像信息；位置确定部(52)，其使用三维图像信息所包含的生物体管的横截面信息，在生物体管中确定生物体管的纵截面的宽度最大的位置；图像生成部(53)，其生成表示由位置确定部(52)确定的位置处的生物体管的纵截面的图像；以及显示部(60)，其显示由图像生成部(53)生成的图像。图像生成部(53)生成的图像。图像生成部(53)生成的图像。


技术研发人员：西内诚 大岛史义 久保佑太
受保护的技术使用者：朝日英达科株式会社
技术研发日：2020.10.26
技术公布日：2023/7/12