本發(fā)明的實(shí)施方式涉及超聲波診斷裝置以及超聲波診斷支援裝置。

背景技術(shù)：

超聲波診斷裝置是將從內(nèi)置于超聲波探頭的振動(dòng)元件產(chǎn)生的超聲波脈沖、超聲波連續(xù)波向被檢體內(nèi)放射，并通過振動(dòng)元件將因被檢體組織的聲阻抗的差異而產(chǎn)生的超聲波反射轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，來以非侵害的方式收集被檢體內(nèi)的信息的裝置。使用了超聲波診斷裝置的醫(yī)療檢查由于能夠通過使超聲波探頭接觸于體表的操作來容易地收集各種動(dòng)態(tài)圖像數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)，所以被廣泛用于臟器的形態(tài)診斷、功能診斷。

另外，還公知有為了收集三維圖像數(shù)據(jù)而具備使1維陣列機(jī)械地?cái)[動(dòng)的4d探頭或二維陣列探頭的3d超聲波診斷裝置、幾乎實(shí)時(shí)地按時(shí)間序列收集三維圖像數(shù)據(jù)的4d超聲波診斷裝置。

并且，也提出了一種通過使機(jī)器人手臂保持超聲波探頭，并預(yù)先將由熟練的操作者進(jìn)行的體表面的掃描作為程序，來實(shí)現(xiàn)檢查的加速的超聲波診斷裝置等。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2010－82333號(hào)公報(bào)

使用了超聲波診斷裝置的診斷與使用了ct裝置、mri裝置的診斷相比，被認(rèn)為客觀性較低。作為該理由之一，可舉出超聲波圖像的取得依賴于醫(yī)生、技師等操作者的技能的程度較大。

例如，即便是對(duì)相同的臟器進(jìn)行檢查的情況，由于也根據(jù)病例而從各種方向進(jìn)行掃描，所以取決于操作者，所取得的圖像也各式各樣。由于超聲波圖像的畫質(zhì)受到氣體、骨頭、人工制品(artefact)等的影響，所以需要根據(jù)檢查的目的來設(shè)定最佳的探頭的位置、角度，并沿著最佳的路徑使探頭移動(dòng)來進(jìn)行掃描。但是，這成為超聲波圖像產(chǎn)生對(duì)操作者的技能的依賴性的理由之一。另外，關(guān)于被記錄的圖像，由于也只記錄由操作者選擇的圖像，所以還會(huì)存在不進(jìn)行操作的醫(yī)生僅根據(jù)所記錄的圖像難以客觀地觀察病例的情況。并且，有時(shí)根據(jù)醫(yī)院，也存在難以穩(wěn)定地確保具有規(guī)定技能的醫(yī)生、技師的情況。

另外，由于在體表面通過手動(dòng)使探頭移動(dòng)，所以即便是具有技能的醫(yī)生、技師，也難以總是以恒定的速度使探頭移動(dòng)，另外，難以總是以恒定的剖面間隔收集剖面圖像。另外，在如健康診斷等那樣對(duì)多個(gè)臟器整體進(jìn)行檢查的常規(guī)檢查的情況下，是否無遺漏地掃描了各臟器的判斷也依賴于操作者的主觀判斷，無法進(jìn)行客觀的確認(rèn)。

鑒于此，迫切期望有一種能夠解決因通過手動(dòng)使探頭移動(dòng)而引起的上述的各種課題的超聲波診斷裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

實(shí)施方式的超聲波診斷裝置具備：超聲波探頭；機(jī)器人手臂，保持上述超聲波探頭，使上述超聲波探頭沿著被檢體的體表面移動(dòng)；存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)用于通過上述機(jī)器人手臂使上述超聲波探頭移動(dòng)的指示軌跡信息；以及控制部，對(duì)上述機(jī)器人手臂的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制，以便按照所存儲(chǔ)的上述指示軌跡信息使上述超聲波探頭移動(dòng)。

附圖說明

圖1是表示本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置的基本構(gòu)成的圖。

圖2是表示本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置的第1變形例的構(gòu)成的圖。

圖3是表示本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置的第2變形例的構(gòu)成的圖。

圖4是表示本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置的第3變形例的構(gòu)成的圖。

圖5是表示本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置的基本構(gòu)成的、更詳細(xì)的構(gòu)成的框圖。

圖6是表示本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置的第1變形例的、更詳細(xì)的構(gòu)成的框圖。

圖7是表示本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置的第2變形例的、更詳細(xì)的構(gòu)成的框圖。

圖8是表示本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置的第3變形例的、更詳細(xì)的構(gòu)成的框圖。

圖9是表示生成參照軌跡信息的階段(phase)的第1處理例的流程圖。

圖10是表示生成參照軌跡信息的階段的第2處理例的流程圖。

圖11是例示參照軌跡信息的一個(gè)例子與生物體基準(zhǔn)位置的圖。

圖12是表示對(duì)參照軌跡信息進(jìn)行修正或者編輯來生成指示軌跡信息的階段的處理例的流程圖。

圖13是表示對(duì)參照軌跡信息進(jìn)行修正來生成指示軌跡信息的第1例的圖。

圖14是表示對(duì)參照軌跡信息進(jìn)行修正來生成指示軌跡信息的第2例的圖。

圖15是表示對(duì)參照軌跡信息進(jìn)行修正來生成指示軌跡信息的第3例的圖。

圖16是表示對(duì)參照軌跡信息進(jìn)行修正來生成指示軌跡信息的第4例的圖。

圖17是表示基于ct圖像、mri圖像修正參照軌跡信息而生成指示軌跡信息的例子的圖。

圖18是表示對(duì)多個(gè)參照軌跡信息進(jìn)行最佳化處理，生成被最佳化的指示軌跡信息的例子的圖。

圖19是表示按照指示軌跡信息對(duì)機(jī)器人手臂進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的階段的處理例的流程圖。

圖20是表示實(shí)施方式的超聲波診斷支援裝置的構(gòu)成例的圖。

【附圖標(biāo)記說明】

1-超聲波診斷裝置；110-機(jī)器人手臂；111-臂傳感器；112-探頭傳感器；120-超聲波探頭；121-探頭傳感器；122-探頭適配器；130-攝像機(jī)(監(jiān)視攝像機(jī))；131、132-監(jiān)視器(監(jiān)視攝像機(jī)監(jiān)視器)；140-機(jī)器人手臂控制部(控制部)；150-磁發(fā)送器；160-帶觸覺的輸入器件；170-生物體基準(zhǔn)位置傳感器；190-針位置傳感器；210-第1處理電路；220-第2處理電路；221-參照軌跡信息生成部；222-指示軌跡信息生成部；225-軌跡學(xué)習(xí)部；226-帶觸覺的輸入器件控制部；242-參照軌跡信息存儲(chǔ)電路；243-指示軌跡信息存儲(chǔ)電路；244-生物體信息數(shù)據(jù)庫。

具體實(shí)施方式

以下，基于附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。

(全盤以及構(gòu)成)

圖1是表示本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置1的概略的基本構(gòu)成的圖。超聲波診斷裝置1至少具備超聲波診斷裝置主體200(以下，簡(jiǎn)稱為裝置主體200)、超聲波探頭120、機(jī)器人手臂110、以及機(jī)器人手臂控制部140。

機(jī)器人手臂110例如在其前端部保持超聲波探頭120，能夠按照來自機(jī)器人手臂控制部140的控制信號(hào)，使超聲波探頭120以6個(gè)自由度移動(dòng)。能夠以6個(gè)自由度移動(dòng)例如是指使其以相互正交的x軸方向、y軸方向、z軸方向的平移3個(gè)方向分量(x、y、z)、繞x軸、繞y軸、繞z軸的旋轉(zhuǎn)3個(gè)方向分量(θx、θy、θz)這6個(gè)分量的任意組合移動(dòng)。換言之，機(jī)器人手臂110能夠?qū)⒊暡ㄌ筋^120在三維空間內(nèi)以任意的位置、任意的傾斜進(jìn)行設(shè)置，并以任意的軌跡、任意的速度使其移動(dòng)。

在機(jī)器人手臂110設(shè)有臂傳感器111，通過臂傳感器111來檢測(cè)機(jī)器人手臂110的各部的動(dòng)作。作為臂傳感器111，在機(jī)器人手臂110至少設(shè)置位置傳感器，通過該位置傳感器來檢測(cè)上述的6個(gè)分量的位置。另外，機(jī)器人手臂110也可以在位置傳感器的基礎(chǔ)上，還設(shè)置速度傳感器來作為臂傳感器111，并且，也可以在位置傳感器和速度傳感器的基礎(chǔ)上，還設(shè)置加速度傳感器來作為臂傳感器111。

另外，優(yōu)選機(jī)器人手臂110具備壓力傳感器作為臂傳感器111。超聲波探頭120的生物體接觸壓力經(jīng)由超聲波探頭適配器122傳遞至機(jī)器人手臂110，被內(nèi)置于機(jī)器人手臂110的壓力傳感器檢測(cè)。

在圖1中，表示了臂傳感器111被設(shè)置在機(jī)器人手臂110的前端部的關(guān)節(jié)的例子，但臂傳感器的設(shè)置位置并不限定于一處。在機(jī)器人手臂110如圖1所例示那樣具有多個(gè)關(guān)節(jié)的情況下，也可以在前端部的關(guān)節(jié)以外設(shè)置臂傳感器111，另外，還可以使臂傳感器111所具備的多個(gè)傳感器分散設(shè)置于多個(gè)關(guān)節(jié)。

也可以取代上述的臂傳感器111、或者在臂傳感器111的基礎(chǔ)上，使超聲波探頭120本身安裝壓力傳感器、位置傳感器、速度傳感器、加速度傳感器等探頭傳感器112。

上述的位置傳感器以及壓力傳感器的檢測(cè)信號(hào)、或者進(jìn)而加上了速度傳感器、加速傳感器的檢測(cè)信號(hào)而得到的這些檢測(cè)信號(hào)被用于由機(jī)器人手臂控制部140執(zhí)行的反饋控制。如后述那樣，機(jī)器人手臂110按照指示軌跡信息被機(jī)器人手臂控制部140驅(qū)動(dòng)。指示軌跡信息是對(duì)超聲波探頭120的位置、傾斜、移動(dòng)路徑、移動(dòng)速度、生物體接觸壓力等進(jìn)行規(guī)定的信息。移動(dòng)路徑基本上由機(jī)器人手臂移動(dòng)的三維的坐標(biāo)空間(機(jī)器人坐標(biāo)系)規(guī)定。并且，為了和與生物體的臟器等的位置建立關(guān)聯(lián)，對(duì)生物體設(shè)定的坐標(biāo)系(生物體坐標(biāo)系)與機(jī)器人坐標(biāo)系的關(guān)聯(lián)信息有時(shí)也包含于指示軌跡信息。機(jī)器人手臂控制部140使用該指示軌跡信息和來自各臂傳感器的檢測(cè)信號(hào)，對(duì)機(jī)器人手臂110進(jìn)行反饋控制，以使超聲波探頭120按照指示軌跡信息動(dòng)作。

如上所述，機(jī)器人手臂110能夠在機(jī)器人手臂控制部140的控制之下，按照指示軌跡信息，使超聲波探頭120沿著被檢體p的體表面自動(dòng)地移動(dòng)。以下將該動(dòng)作模式稱為指示移動(dòng)模式。

另一方面，也能夠與此相反，在超聲波探頭120被保持于機(jī)器人手臂110的狀態(tài)下，操作者通過手動(dòng)使超聲波探頭120移動(dòng)。以下將該動(dòng)作模式稱為手動(dòng)移動(dòng)模式。在手動(dòng)移動(dòng)模式中，機(jī)器人手臂110從機(jī)器人手臂控制部140斷開，按照操作者對(duì)超聲波探頭120的基于手動(dòng)的操作來動(dòng)作。在該情況下，安裝于機(jī)器人手臂110的位置傳感器、壓力傳感器等臂傳感器111也繼續(xù)動(dòng)作，由各臂傳感器111檢測(cè)出的位置、速度、加速度、生物體接觸壓力等檢測(cè)信號(hào)被依次發(fā)送至裝置主體200。

此外，也可以設(shè)置手動(dòng)支援模式。在手動(dòng)支援模式中，在操作者通過手動(dòng)使超聲波探頭120移動(dòng)的情況下，機(jī)器人手臂110不從機(jī)器人手臂控制部140斷開地支援由操作者通過對(duì)超聲波探頭120的手動(dòng)進(jìn)行的操作。通過手動(dòng)支援模式，例如在操作者手動(dòng)操作超聲波探頭120時(shí)，機(jī)器人手臂110能夠提供支撐探頭的重量、將探頭的移動(dòng)速度保持為恒定、抑制探頭的抖動(dòng)、將生物體接觸壓力保持恒定等各種支援。

圖2是表示本實(shí)施方式的第1變形例的構(gòu)成的圖。在第1變形例的超聲波診斷裝置1中，除了圖1的基本構(gòu)成以外，還具備攝像機(jī)130以及監(jiān)視器132。攝像機(jī)130監(jiān)視機(jī)器人手臂110的動(dòng)作。

通過對(duì)攝像機(jī)130的圖像進(jìn)行解析，能夠檢測(cè)機(jī)器人手臂110、超聲波探頭120的位置、動(dòng)作。另外，通過對(duì)由攝像機(jī)130拍攝到的生物體的圖像進(jìn)行解析，能夠識(shí)別體表的位置、大致的臟器的位置。攝像機(jī)130可以構(gòu)成為可視攝像機(jī)，也可構(gòu)成為紅外線攝像機(jī)。

也可以使在裝置主體200的附近設(shè)置的監(jiān)視器132顯示攝像機(jī)130的圖像。監(jiān)視器132除了該拍攝圖像的顯示之外，還能夠通過切換、并列的顯示方法來顯示超聲波圖像。

圖3是表示本實(shí)施方式的第2變形例的構(gòu)成的圖。在第2變形例的超聲波診斷裝置1中，除了第1變形例的構(gòu)成(圖2)以外，還具備帶觸覺的輸入器件160和監(jiān)視器131。帶觸覺的輸入器件160和監(jiān)視器131例如被設(shè)置在遠(yuǎn)離裝置主體200的遠(yuǎn)處。帶觸覺的輸入器件160經(jīng)由因特網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)161與裝置主體200、機(jī)器人手臂控制部140。帶觸覺的輸入器件160構(gòu)成為通過操作者一邊觀看監(jiān)視器131一邊操作帶觸覺的輸入器件160，能夠通過手動(dòng)來驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手臂110。這里，帶觸覺是指具備所謂的觸覺裝置(觸覺器件：hapticdevice)。

在帶觸覺的輸入器件161中，再現(xiàn)由搭載于機(jī)器人手臂110的臂傳感器111檢測(cè)出的超聲波探頭120的生物體接觸壓力。另外，通過監(jiān)視器131，能夠進(jìn)行探頭在體表的掃描位置、動(dòng)作的確認(rèn)。另外，也能夠與監(jiān)視器132同樣地通過監(jiān)視器131來觀察超聲波圖像。

圖4是表示本實(shí)施方式的第3變形例的構(gòu)成的圖。在第3變形例的超聲波診斷裝置1中，除了第2變形例的構(gòu)成(圖3)以外，還具備基于磁或紅外線等的位置傳感器。在圖4所示的構(gòu)成例中，具備磁發(fā)送器150、磁傳感器121、以及磁傳感器190等位置傳感器。

通過磁發(fā)送器150，在包括探頭121、被檢體p的區(qū)域生成磁場(chǎng)空間。以磁發(fā)送器150為原點(diǎn)的磁場(chǎng)坐標(biāo)系和機(jī)器人坐標(biāo)系能夠根據(jù)各自的坐標(biāo)系的原點(diǎn)和軸而相關(guān)聯(lián)。

通過設(shè)置于超聲波探頭120的磁傳感器121，能夠獲得比由監(jiān)視攝像機(jī)130獲得的探頭的位置信息更準(zhǔn)確的位置、旋轉(zhuǎn)的信息。結(jié)果，通過磁傳感器121，能夠提高由機(jī)器人手臂110進(jìn)行的超聲波探頭120的精度。

另一方面，設(shè)置于被檢體p的體表的磁傳感器190檢測(cè)生物體的特定部位的位置信息。在因體動(dòng)而機(jī)器人坐標(biāo)系與生物體坐標(biāo)系的位置關(guān)系發(fā)生了變化時(shí)，能夠根據(jù)設(shè)置于體表的磁傳感器190檢測(cè)的被檢體p的動(dòng)作的信息除去體動(dòng)的影響。雖然通過監(jiān)視攝像機(jī)130也能夠檢測(cè)體表的位置信息，但通過磁傳感器190能夠以更高精度檢測(cè)穩(wěn)定的位置信息。

也能夠?qū)⒋艂鞲衅?90設(shè)置于穿刺針。該情況下，穿刺針的把手、針尖位置既能通過機(jī)器人坐標(biāo)系檢測(cè)也能通過生物體坐標(biāo)系檢測(cè)。另外，機(jī)器人手臂110也能夠支承設(shè)置有磁傳感器190的穿刺針。該情況下，能夠在支承了穿刺針的狀態(tài)下，監(jiān)視生物體內(nèi)的穿刺針的針尖位置，來移動(dòng)、調(diào)整針尖位置。并且，還能夠?qū)⒋┐提樀尼樇庖龑?dǎo)至生物體內(nèi)外的規(guī)定位置。

圖5是表示本實(shí)施方式的超聲波診斷裝置1的更詳細(xì)的構(gòu)成的框圖，尤其圖示了裝置主體200的細(xì)節(jié)部分構(gòu)成。圖5所示的框圖與圖1所示的基本構(gòu)成對(duì)應(yīng)。

如上所述，裝置主體200上連接著超聲波探頭120、機(jī)器人手臂110、臂傳感器111、以及臂控制電路140(在圖1中為機(jī)器人手臂控制部140)。此外，ecg/呼吸傳感器180也能夠與裝置主體200連接。另外，也可以如前述那樣，取代臂傳感器111或者在臂傳感器111的基礎(chǔ)上，將與臂傳感器111相同的探頭傳感器112安裝于超聲波探頭120。

裝置主體200具備發(fā)送電路231、接收電路232、第1處理電路210、顯示器250、輸入器件260、第2處理電路220、參照軌跡信息存儲(chǔ)電路242、指示軌跡信息存儲(chǔ)電路243、生物體信息數(shù)據(jù)庫244。

發(fā)送電路231具有觸發(fā)產(chǎn)生電路、延遲電路、脈沖電路等，向超聲波探頭120供給驅(qū)動(dòng)信號(hào)。觸發(fā)產(chǎn)生電路以規(guī)定的速率頻率(ratefrequency)反復(fù)產(chǎn)生速率脈沖(ratepulse)。延遲電路是按超聲波探頭120所具有的每個(gè)振動(dòng)元件，使速率脈沖延遲規(guī)定的延遲量的電路，是用于使發(fā)送波束(beam)會(huì)聚或者指向?yàn)樗Ｍ姆较虻碾娐?。脈沖電路基于延遲后的速率脈沖來生成脈沖信號(hào)，并施加給超聲波探頭120的各振動(dòng)元件。

超聲波探頭120向被檢體發(fā)送超聲波信號(hào)，另一方面，接收來自被檢體內(nèi)部的超聲波反射信號(hào)。作為超聲波探頭120，能夠?qū)⑼ǔz查所利用的1d陣列探頭，1.25d陣列探頭、1.5d陣列探頭、1.75d陣列探頭、能夠連續(xù)顯示3d圖像的2d陣列探頭、或者使1d陣列探頭擺動(dòng)以及或者旋轉(zhuǎn)而能夠連續(xù)地收集三維數(shù)據(jù)的機(jī)械式4d探頭安裝于裝置主體200。由超聲波探頭120接收到的超聲波信號(hào)被各振動(dòng)元件轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并向接收電路232供給。

接收電路232具有放大電路、a/d轉(zhuǎn)換電路、波束形成電路等。在將從超聲波探頭120的各振動(dòng)元件供給的模擬接收信號(hào)通過放大電路放大之后，通過a/d轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。然后，在波束形成電路中，按每個(gè)振動(dòng)元件賦予延遲量，通過將它們相加，來形成與所希望的波束方向?qū)?yīng)的接收信號(hào)。

第1處理電路210例如具備處理器和存儲(chǔ)器，通過執(zhí)行存儲(chǔ)器中保存的程序來實(shí)現(xiàn)各種功能。第1處理電路210例如實(shí)現(xiàn)b模式處理功能211、彩色模式處理功能212、多普勒模式處理功能213、顯示控制功能214、圖像解析功能215、三維圖像處理功能216等。

b模式處理功能211針對(duì)接收信號(hào)實(shí)施包絡(luò)線檢波、對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換處理等來生成b模式圖像。彩色模式處理功能212針對(duì)接收信號(hào)實(shí)施mti濾波處理、自相關(guān)處理來生成彩色模式圖像。多普勒模式處理功能213針對(duì)接收信號(hào)實(shí)施傅立葉轉(zhuǎn)換處理等來生成光譜圖像。生成的b模式圖像、彩色模式圖像、光譜圖像被保存到由hdd(harddiskdrive：硬盤驅(qū)動(dòng)器)等構(gòu)成的圖像存儲(chǔ)電路241。

顯示控制功能214進(jìn)行用于使顯示器250顯示b模式圖像、彩色模式圖像、光譜圖像等的顯示控制，使這些圖像、與這些圖像相關(guān)的數(shù)據(jù)顯示于顯示器250。

圖像解析功能215針對(duì)b模式圖像、彩色模式圖像、光譜圖像等進(jìn)行各種圖像解析，使解析結(jié)果顯示于顯示器250。三維圖像處理功能216以帶位置信息的方式對(duì)收集到的b模式波束數(shù)據(jù)、彩色模式波束數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建，并通過mpr(multi-planarreconstruction/reformation：多平面重建)法生成任意方向的剖面圖像，或通過vr(volumerendering：體繪制)法、mip(maximumintensityprojection：最大密度投影)法生成三維圖像。顯示器250例如是具備液晶面板等的顯示裝置。

輸入器件260是用于根據(jù)操作者的操作等輸入各種數(shù)據(jù)、信息的器件。輸入器件260例如可包括鍵盤、鼠標(biāo)、跟蹤球、操縱桿、觸摸面板等操作器件、聲音輸入器件等各種信息輸入器件。

第2處理電路220與第1處理電路210同樣，例如具備處理器和存儲(chǔ)器，通過執(zhí)行存儲(chǔ)器中保存的程序來實(shí)現(xiàn)各種功能。

第2處理電路220例如實(shí)現(xiàn)參照軌跡信息生成功能221、指示軌跡信息生成功能222、制約條件設(shè)定功能223、以及軌跡學(xué)習(xí)功能225。

參照軌跡信息是指基于手動(dòng)移動(dòng)信息而生成的軌跡信息，該手動(dòng)移動(dòng)信息是操作者通過手動(dòng)使保持于機(jī)器人手臂110的超聲波探頭120移動(dòng)而獲得的。參照軌跡信息生成功能221是基于臂傳感器111的檢測(cè)信號(hào)從由操作者引起的超聲波探頭120的動(dòng)作取得手動(dòng)移動(dòng)信息，并根據(jù)該手動(dòng)移動(dòng)信息生成參照軌跡信息的功能。生成的參照軌跡信息被保存于由hdd等存儲(chǔ)器構(gòu)成的參照軌跡信息存儲(chǔ)電路242。

參照軌跡信息是包括超聲波探頭120的位置、傾斜、移動(dòng)路徑、移動(dòng)速度、生物體接觸壓力等的信息。移動(dòng)路徑基本上由機(jī)器人手臂110移動(dòng)的三維的坐標(biāo)空間(機(jī)器人坐標(biāo)系)規(guī)定。并且，為了與生物體的臟器等的位置相關(guān)聯(lián)，參照軌跡信息中也有時(shí)包括對(duì)生物體設(shè)定的坐標(biāo)系(生物體坐標(biāo)系)與機(jī)器人坐標(biāo)系的關(guān)聯(lián)信息。

預(yù)先在生物體坐標(biāo)系登記生物體臟器的特定的位置、例如心口的位置，將由機(jī)器人手臂110支承的超聲波探頭120設(shè)置在對(duì)應(yīng)的生物體臟器的特定的位置。記錄此時(shí)的機(jī)器人坐標(biāo)系中的超聲波探頭120的位置、機(jī)器人坐標(biāo)系中的超聲波圖像所顯示的特定位置。通過生物體臟器的特定的位置由生物體坐標(biāo)系和機(jī)器人坐標(biāo)系規(guī)定，能夠使機(jī)器人坐標(biāo)系與生物體坐標(biāo)系建立相關(guān)。探頭的移動(dòng)路徑能夠在生物體坐標(biāo)系中也記述。

指示軌跡信息是用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手臂110來使保持于機(jī)器人手臂110的超聲波探頭120自動(dòng)移動(dòng)的軌跡信息。指示軌跡信息生成功能222是對(duì)由參照軌跡信息生成功能221生成的參照軌跡信息進(jìn)行修正而生成指示軌跡信息，或者基于參照軌跡信息而生成指示軌跡信息的功能。生成的指示軌跡信息被存儲(chǔ)到由hdd等存儲(chǔ)器構(gòu)成的指示軌跡信息存儲(chǔ)電路243。

臂控制電路140(控制部)控制機(jī)器人手臂110的驅(qū)動(dòng)，以使超聲波探頭120按照指示軌跡信息存儲(chǔ)電路243中存儲(chǔ)的指示軌跡信息自動(dòng)移動(dòng)。臂控制電路140也與第1、第2處理電路210、220相同，例如具備處理器和存儲(chǔ)器，通過執(zhí)行存儲(chǔ)器中保存的程序來實(shí)現(xiàn)各種功能。

制約條件設(shè)定功能223例如是從安全上的觀點(diǎn)等出發(fā)用于設(shè)定對(duì)機(jī)器人手臂110的動(dòng)作進(jìn)行限制的制約條件的功能。制約條件例如由操作者經(jīng)由輸入器件260來設(shè)定。制約條件被輸入至臂控制電路140，來限制機(jī)器人手臂110的動(dòng)作。例如，當(dāng)在床邊設(shè)置了機(jī)器人手臂110時(shí)，會(huì)規(guī)定機(jī)器人手臂110的可動(dòng)空間。由此，能夠防止機(jī)器人手臂110在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中碰到患者、醫(yī)生、看護(hù)師、床、檢查設(shè)備、治療設(shè)備、墻壁、頂棚等。

軌跡學(xué)習(xí)功能225是針對(duì)多個(gè)參照軌跡信息進(jìn)行最佳化處理，生成最佳化的指示軌跡信息的功能。最佳化后的指示軌跡信息被存儲(chǔ)于指示軌跡信息存儲(chǔ)電路243，利用于機(jī)器人手臂110的驅(qū)動(dòng)控制。使用了多個(gè)參照軌跡信息的最佳化處理包括基于所謂的機(jī)械學(xué)習(xí)的最佳化處理。

生物體信息數(shù)據(jù)庫244是將被檢體的體格、臟器位置等生物體信息、由其他的模態(tài)(modality)裝置例如ct裝置或mri裝置拍攝被檢體而得到的圖像數(shù)據(jù)等與被檢體的識(shí)別信息建立關(guān)聯(lián)進(jìn)行存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫。生物體信息數(shù)據(jù)庫244中存儲(chǔ)的生物體信息被利用于指示軌跡信息的修正處理。

圖6是表示本實(shí)施方式的第1變形例的超聲波診斷裝置1的更詳細(xì)的構(gòu)成的框圖。圖6所示的框圖與圖2所示的第1變形例的構(gòu)成對(duì)應(yīng)。在圖6中，對(duì)圖5的框圖附加了監(jiān)視攝像機(jī)130、監(jiān)視攝像機(jī)監(jiān)視器132、以及攝像機(jī)圖像解析功能224。

攝像機(jī)圖像解析功能224是對(duì)拍攝了機(jī)器人手臂110、超聲波探頭120的動(dòng)作的監(jiān)視攝像機(jī)130的圖像進(jìn)行解析，并根據(jù)解析結(jié)果來檢測(cè)機(jī)器人手臂110的動(dòng)作、超聲波探頭120動(dòng)作的功能。通過對(duì)生物體的圖像進(jìn)行解析，能夠識(shí)別體表的位置、大致的臟器的位置。檢測(cè)出的機(jī)器人手臂110的動(dòng)作、超聲波探頭120動(dòng)作、生物體的動(dòng)作根據(jù)必要被利用于參照軌跡信息的生成。

圖7是表示本實(shí)施方式的第2變形例的超聲波診斷裝置1的更詳細(xì)的構(gòu)成的框圖。圖7所示的框圖與圖3所示的第2變形例的構(gòu)成對(duì)應(yīng)。在圖7中，對(duì)圖6的框圖附加了帶觸覺的輸入器件160、監(jiān)視攝像機(jī)監(jiān)視器131、以及帶觸覺的輸入器件控制功能226。

帶觸覺的輸入器件控制功能226是用于控制前述的帶觸覺的輸入器件160的功能。將由機(jī)器人手臂110的壓力傳感器檢測(cè)到的生物體接觸壓力發(fā)送給帶觸覺的輸入器件160，另一方面，將為了驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手臂110而將來自帶觸覺的輸入器件160的信號(hào)向臂控制電路140供給。

另外，由于監(jiān)視攝像機(jī)130的圖像被顯示于監(jiān)視攝像機(jī)監(jiān)視器131，所以帶觸覺的輸入器件160的操作者在遠(yuǎn)處也能夠觀察由機(jī)器人手臂110進(jìn)行的超聲波探頭120的探頭掃描。另外，通過監(jiān)視攝像機(jī)監(jiān)視器131除了能夠確認(rèn)探頭在體表的掃描位置、探頭的動(dòng)作之外，同時(shí)還能夠進(jìn)行超聲波圖像的觀察。

圖8是表示本實(shí)施方式的第3變形例的超聲波診斷裝置1的更詳細(xì)的構(gòu)成的框圖。圖8所示的框圖與圖4所示的第3變形例的構(gòu)成對(duì)應(yīng)。第3變形例的超聲波診斷裝置1對(duì)第2變形例附加了基于磁或紅外線等的位置傳感器和位置傳感器控制電路245。

在圖8所示的例子中，具有被安裝于超聲波探頭120的作為磁位置傳感器的探頭傳感器121、和被設(shè)置在生物體的規(guī)定的基準(zhǔn)位置的作為磁位置傳感器的生物體基準(zhǔn)位置傳感器170。通過被位置傳感器控制電路245控制的探頭傳感器121以及生物體基準(zhǔn)位置傳感器170，能夠在以磁場(chǎng)發(fā)送器150為原點(diǎn)的磁場(chǎng)坐標(biāo)系中檢測(cè)各個(gè)傳感器的位置。位置信息經(jīng)由位置傳感器控制電路245被傳遞至參照軌跡信息生成功能221。

另一方面，磁場(chǎng)坐標(biāo)系和機(jī)器人坐標(biāo)系能夠?qū)⒏髯缘淖鴺?biāo)系的原點(diǎn)和軸建立關(guān)聯(lián)。另外，機(jī)器人坐標(biāo)系與生物體坐標(biāo)系也相互建立關(guān)聯(lián)。因此，即便是因體動(dòng)而使得機(jī)器人坐標(biāo)系與生物體坐標(biāo)系的位置關(guān)系發(fā)生了變化的情況，也能夠根據(jù)設(shè)置于體表的生物體基準(zhǔn)位置傳感器170的動(dòng)作的信息將體動(dòng)的影響除去。

另外，作為磁位置傳感器，也可以在穿刺針設(shè)置針位置傳感器190。通過針位置傳感器190，在機(jī)器人坐標(biāo)系和生物體坐標(biāo)系中都能夠檢測(cè)穿刺針的把手、針尖的位置。

(與機(jī)器人手臂相關(guān)的動(dòng)作)

實(shí)施方式的超聲波診斷裝置1如上所述具備機(jī)器人手臂110。以下，分為第1階段、第2階段、以及第3階段對(duì)實(shí)施方式的超聲波診斷裝置1中的與機(jī)器人手臂110相關(guān)聯(lián)的動(dòng)作更具體地進(jìn)行說明。

第1階段是通過操作者手動(dòng)使被保持于機(jī)器人手臂110的超聲波探頭120沿著被檢體的體表面移動(dòng)來生成參照軌跡信息的階段。第2階段是對(duì)參照軌跡信息進(jìn)行修正或者編輯來生成指示軌跡信息的階段。第3階段是按照所生成的指示軌跡信息驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手臂110，使保持于機(jī)器人手臂110的超聲波探頭120沿著被檢體的體表面自動(dòng)移動(dòng)的階段。

圖9是表示生成參照軌跡信息的階段(第1階段)的第1處理例的流程圖。圖9對(duì)應(yīng)于設(shè)置有生物體基準(zhǔn)位置傳感器170的情況(參照?qǐng)D4以及圖8)。

在步驟st100中，使保持于機(jī)器人手臂110的超聲波探頭120以與檢查目的對(duì)應(yīng)的所希望的路徑沿著被檢體的體表面移動(dòng)。

在步驟st102中，取得被安裝于機(jī)器人手臂110的臂傳感器111的檢測(cè)信息。臂傳感器111例如是被安裝于機(jī)器人手臂110的各關(guān)節(jié)等的多個(gè)位置傳感器、速度傳感器、加速度傳感器等，通過這些傳感器來取得6個(gè)自由度的位置信息、速度信息、加速度信息。另外，臂傳感器111包括壓力傳感器，還取得從超聲波探頭120經(jīng)由探頭適配器122傳遞的生物體接觸壓力的信息。臂傳感器111的各信息與取得這些信息的時(shí)刻一同被輸入至參照軌跡信息生成功能221。

另外，在步驟st102中，也可以從安裝于超聲波探頭120的探頭傳感器112、121取得超聲波探頭120的位置信息等。

臂傳感器111、以及/或者探頭傳感器112、121的各信息也可以由機(jī)器人手臂110和超聲波探頭120的形狀信息被換算為超聲波探頭120的開口面的中心位置，并輸入至參照軌跡信息生成功能221。另外，由壓力傳感器檢測(cè)出的壓力信息也可以被換算為超聲波探頭120的體表接觸面的生物體接觸壓力，并輸入至參照軌跡信息生成功能221。

由臂傳感器111檢測(cè)的機(jī)器人手臂110的位置信息以及/或者由探頭傳感器112、121檢測(cè)的超聲波探頭120的位置信息例如能夠規(guī)定為以本裝置的附近的規(guī)定空間位置為原點(diǎn)、并將規(guī)定的正交3個(gè)方向設(shè)為x、y、z方向的機(jī)器人坐標(biāo)系中的位置信息。

機(jī)器人坐標(biāo)系中規(guī)定的參照軌跡信息不取決于被檢體相對(duì)于診視床的相對(duì)位置、被檢體的姿勢(shì)。

與此相對(duì)，在以被檢體體表面上的規(guī)定的位置(以下稱為生物體基準(zhǔn)位置)和規(guī)定的方向(例如，體軸方向、即頭足方向)為基準(zhǔn)的生物體坐標(biāo)系中規(guī)定參照軌跡信息大多情況下比較便利。在這樣的情況下，在成為被檢體的體表面上的基準(zhǔn)的位置、即生物體基準(zhǔn)位置安裝生物體基準(zhǔn)位置傳感器170。作為生物體基準(zhǔn)位置，例如可考慮與劍狀突起(胸骨的向下端突出的突起)的位置對(duì)應(yīng)的體表面位置等。生物體基準(zhǔn)位置傳感器170例如是磁傳感器，檢測(cè)磁發(fā)送器150(參照?qǐng)D4)生成的磁場(chǎng)，來檢測(cè)生物體基準(zhǔn)位置。生物體基準(zhǔn)位置傳感器170的數(shù)量可以是一個(gè)，也可以設(shè)置多個(gè)。例如，在劍狀突起上設(shè)置一個(gè)，在從劍狀突起沿體軸方向延伸的線上設(shè)置一個(gè)。

在步驟st103中，取得生物體基準(zhǔn)位置傳感器170的檢測(cè)信息。由生物體基準(zhǔn)位置傳感器170檢測(cè)的位置也成為機(jī)器人坐標(biāo)系。

在步驟st104中，判定超聲波探頭120的移動(dòng)是否結(jié)束。該判定例如基于從輸入器件260輸入的操作信息等來判定。

在步驟st105中，根據(jù)在步驟st102中取得的臂傳感器111以及/或者探頭傳感器112、121的信息來生成參照軌跡信息。

在步驟st106中，根據(jù)需要，使用生物體基準(zhǔn)位置信息，將參照軌跡信息轉(zhuǎn)換成相對(duì)于生物體基準(zhǔn)位置的相對(duì)位置信息。即，將機(jī)器人坐標(biāo)系中規(guī)定的參照軌跡信息轉(zhuǎn)換成生物體坐標(biāo)系中規(guī)定的參照軌跡信息。

然后，在步驟st107中，將生成的參照軌跡信息保存到參照軌跡信息存儲(chǔ)電路242。

其中，步驟st102至步驟st107的處理由第2處理電路221進(jìn)行。另外，步驟st102至步驟st107的處理不被規(guī)定為圖3所示的順序。例如，也可以同時(shí)取得各傳感器的信息，還可以在探頭的移動(dòng)中依次生成參照軌跡信息。

圖10是表示生成參照軌跡信息的階段(第1階段)的第2處理例的流程圖。生物體基準(zhǔn)位置信息不必一定利用生物體基準(zhǔn)位置傳感器170。鑒于此，在第2處理例中，取代利用生物體基準(zhǔn)位置傳感器170來取得生物體基準(zhǔn)位置信息的步驟(圖9的步驟st103)而設(shè)置步驟st110。其他的步驟與圖9相同。

在步驟st110中，使超聲波探頭120移動(dòng)至生物體基準(zhǔn)位置，在機(jī)器人坐標(biāo)系中取得生物體基準(zhǔn)位置的位置信息。通過將支承于機(jī)器人手臂110的超聲波探頭120置于生物體基準(zhǔn)位置、例如心口，能夠?qū)⒋藭r(shí)的機(jī)器人坐標(biāo)系中的位置設(shè)為生物體基準(zhǔn)位置信息。并且，通過在超聲波圖像中將對(duì)象區(qū)域、對(duì)象物圖像化，并在超聲波圖像上指定對(duì)象物，也能夠成為生物體基準(zhǔn)位置信息。

圖11是例示參照軌跡信息的一個(gè)例子和生物體基準(zhǔn)位置的圖。在該例子中，生物體基準(zhǔn)位置傳感器170被設(shè)置在劍狀突起的位置。通過操作者使保持于機(jī)器人手臂110的超聲波探頭120移動(dòng)，來生成圖11中用粗箭頭線表示的參照軌跡信息。

參照軌跡信息除了超聲波探頭120的位置的時(shí)間序列的排列之外，還包括各位置處的超聲波探頭120的傾斜(姿勢(shì)角)、各位置處的與生物體接觸壓力有關(guān)的信息。并且，還可以包括移動(dòng)超聲波探頭120之際的速度、加速度信息。

另外，參照軌跡信息也可以轉(zhuǎn)換為被指定了成為檢查對(duì)象的被檢體的構(gòu)造物、或以體軸方向?yàn)榛鶞?zhǔn)的生物體坐標(biāo)系。

圖12是表示對(duì)參照軌跡信息進(jìn)行修正或者編輯來生成指示軌跡信息的階段(第2階段)的處理例的流程圖。

在步驟st200中，讀入?yún)⒄哲壽E信息存儲(chǔ)電路242中存儲(chǔ)的參照軌跡信息。

在步驟st201中，對(duì)參照軌跡信息的變動(dòng)、不均一性進(jìn)行修正，來生成平滑或者均一性高的指示軌跡信息。參照軌跡信息基于醫(yī)生、技師等操作者手動(dòng)使超聲波探頭120移動(dòng)的軌跡來生成。因此，即便是熟練的操作者，也會(huì)伴隨某些變動(dòng)。例如，即使想要使超聲波探頭120的移動(dòng)速度恒定，也不會(huì)完全恒定。另外，即使想要將超聲波探頭120的傾斜保持恒定地進(jìn)行移動(dòng)，傾斜也不會(huì)完全恒定。另外，因手抖動(dòng)會(huì)在軌跡中產(chǎn)生相對(duì)于體表的上下的變動(dòng)。

圖13的上段表示參照軌跡信息中的超聲波探頭120的移動(dòng)速度不恒定的例子，圖13的下段例示了通過步驟st201的處理修正成移動(dòng)速度變?yōu)楹愣ǖ闹甘拒壽E信息。

另外，圖14的上段表示了參照軌跡信息中的超聲波探頭120的傾斜不恒定的例子，圖14的下段例示了通過步驟st201的處理修正成傾斜變?yōu)楹愣ǖ闹甘拒壽E信息。

另外，圖15的上段表示了參照軌跡信息中的超聲波探頭120的位置(上下方向)因手抖動(dòng)而不恒定的例子，圖15的下段例示了通過步驟st201的處理修正成位置(上下方向)變?yōu)楹愣ǖ闹甘拒壽E信息。

指示軌跡信息能夠通過基于最小平方法對(duì)參照軌跡信息所包含的移動(dòng)速度的時(shí)間序列數(shù)據(jù)、超聲波探頭120的傾斜的時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行直線近似、或以規(guī)定的次數(shù)的曲線進(jìn)行近似，而生成為平滑的線。

保持于機(jī)器人手臂110的超聲波探頭120按照指示軌跡信息自動(dòng)地移動(dòng)。常常對(duì)相同的被檢體(患者)反復(fù)進(jìn)行超聲波探頭120的掃描。在這樣的情況下，最初的掃描由操作者進(jìn)行，但第二次以后由機(jī)器人手臂110基于根據(jù)通過最初的掃描而生成的參照軌跡信息所生成的指示軌跡信息來自動(dòng)地進(jìn)行。因此，能夠不對(duì)操作者施加負(fù)擔(dān)地進(jìn)行再現(xiàn)性高的探頭掃描。

并且，如上所述，由于指示軌跡信息是參照軌跡信息的變動(dòng)、不均一性被修正后的信息，所以能夠以即便是熟練的操作者也無法實(shí)現(xiàn)那樣的確保了高水準(zhǔn)的均一性的狀態(tài)使超聲波探頭120移動(dòng)。例如，通過總是以恒定的速度使超聲波探頭120移動(dòng)，也能夠拍攝間隔完全均一的剖面圖像。

此外，有時(shí)對(duì)不同的被檢體進(jìn)行針對(duì)相同的臟器(例如，肝臟)的檢查、或在健康診斷等中對(duì)不同的被檢體反復(fù)進(jìn)行相同的檢查。該情況下，由于取得了參照軌跡信息的被檢體(第1患者)與想要進(jìn)行使用了指示軌跡信息的自動(dòng)掃描的被檢體(第2患者)不同，所以也充分考慮在第2患者與第1患者之間，體格、臟器位置大不相同的情況。在這樣的情況下，根據(jù)從第1患者取得的參照軌跡信息生成的指示軌跡信息與第2患者的臟器位置不符合。

圖16表示了左側(cè)的被檢體(第1患者)與右側(cè)的被檢體(第2患者)體格大不相同的例子，臟器位置也當(dāng)然不同。鑒于此，在這樣的情況，在步驟st202中根據(jù)被檢體的體格、臟器位置進(jìn)一步修正指示軌跡信息。

例如，將根據(jù)過去的多數(shù)的檢查結(jié)果等生成的、與體重、身高、性別、年齡等患者體型對(duì)應(yīng)的臟器位置信息預(yù)先保持于生物體信息數(shù)據(jù)庫244。然后，分別從生物體信息數(shù)據(jù)庫244取得與生成了參照軌跡信息的被檢體(第1患者)的患者體型、和想要通過機(jī)器人手臂110自動(dòng)掃描的被檢體(第2患者)的患者體型建立了關(guān)聯(lián)的臟器位置信息，能夠基于兩者的臟器位置之差，對(duì)參照軌跡信息進(jìn)行修正來生成指示軌跡信息。

另外，在存在想要通過機(jī)器人手臂110自動(dòng)掃描的被檢體(第2患者)的診斷圖像、例如ct圖像、mri圖像的情況下，能夠參照這些診斷圖像更準(zhǔn)確地對(duì)參照軌跡信息進(jìn)行修正來生成指示軌跡信息。在這樣的情況下，例如經(jīng)由醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)絡(luò)等取得被檢體(第2患者)的ct圖像、mri圖像，并保存到生物體信息數(shù)據(jù)庫244。

然后，在步驟st203中，從生物體信息數(shù)據(jù)庫244取得被檢體(第2患者)的ct圖像、mri圖像，基于這些診斷圖像對(duì)參照軌跡信息進(jìn)行修正。圖17表示了基于心臟的ct圖像、mri圖像修正參照軌跡信息，來生成指示軌跡信息的例子。例如，在不同的患者間的ct數(shù)據(jù)中，進(jìn)行非剛體的對(duì)位、或基于解剖學(xué)的特征形狀(landmark)的對(duì)位。而且，根據(jù)因這些對(duì)位引起的臟器的變形信息，使參照軌跡信息變形。或者，在被檢體(第2患者)的ct圖像、mri圖像的三維圖像上進(jìn)行虛擬的探頭掃描。生成該虛擬的探頭掃描的軌跡作為參照軌跡信息。

在步驟st204中，將由上述的步驟st201至步驟st203修正或者生成的參照軌跡信息作為指示軌跡信息保存于指示軌跡信息存儲(chǔ)電路243。

另外，步驟st200至步驟st204的各處理也由第2處理電路221進(jìn)行。

指示軌跡信息也能夠根據(jù)多個(gè)參照軌跡信息生成。多個(gè)參照軌跡信息被存儲(chǔ)于參照軌跡信息存儲(chǔ)電路242。例如，圖18的上段中例示那樣的多個(gè)參照軌跡信息被存儲(chǔ)于參照軌跡信息存儲(chǔ)電路242。

第2處理電路221的軌跡學(xué)習(xí)功能225針對(duì)多個(gè)參照軌跡信息進(jìn)行最佳化處理，生成圖18的下段所例示那樣的一個(gè)最佳化的指示軌跡信息。最佳化后的指示軌跡信息被存儲(chǔ)于指示軌跡信息存儲(chǔ)電路243，利用于機(jī)器人手臂110的驅(qū)動(dòng)控制。

能夠通過多個(gè)超聲波診斷裝置大量收集針對(duì)相同部位、相同疾病生成的參照軌跡信息。通過該大量收集的參照軌跡信息與收集圖像的品質(zhì)評(píng)價(jià)，也能夠采用機(jī)械學(xué)習(xí)來將探頭移動(dòng)軌跡最佳化。而且，能夠?qū)⑼ㄟ^機(jī)械學(xué)習(xí)而被最佳化的探頭移動(dòng)軌跡作為指示軌跡信息，使用該指示軌跡信息來驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手臂110?；跈C(jī)械學(xué)習(xí)的指示軌跡信息能夠通過使參照軌跡信息隨時(shí)間經(jīng)過依次增加來提高其品質(zhì)。

圖19是表示第3階段、即按照指示軌跡信息存儲(chǔ)電路243中存儲(chǔ)的指示軌跡信息來驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手臂110的階段的處理例的流程圖。

在步驟st300中，從指示軌跡信息存儲(chǔ)電路243讀入指示軌跡信息。然后，在步驟st301中，臂控制電路140按照指示軌跡信息驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手臂110，使超聲波探頭120以遵照指示軌跡信息的動(dòng)作移動(dòng)。指示軌跡信息中除了超聲波探頭120的位置以外，還規(guī)定了超聲波探頭120的傾斜(姿勢(shì)角)、生物體接觸壓力或者進(jìn)一步規(guī)定了移動(dòng)速度，超聲波探頭120按照這些指示軌跡信息，沿著被檢體的體表面自動(dòng)移動(dòng)。

由于指示軌跡信息基于參照軌跡信息而生成，所以在針對(duì)相同的被檢體反復(fù)進(jìn)行相同的檢查的情況下，能夠使操作者無操作負(fù)擔(dān)地以高的再現(xiàn)性反復(fù)進(jìn)行。另外，指示軌跡信息能夠沒有因手動(dòng)操作引起的超聲波探頭120的移動(dòng)速度與傾斜的變動(dòng)或搖晃地、實(shí)現(xiàn)超過熟練的操作者地穩(wěn)定的探頭掃描。

并且，由于能夠使用多個(gè)參照軌跡信息以通過機(jī)械學(xué)習(xí)等而最佳化了的指示軌跡信息使超聲波探頭120移動(dòng)，所以能夠進(jìn)行更恰當(dāng)?shù)脑\斷。

另外，即使在取得了參照軌跡信息的被檢體與此后想要進(jìn)行檢查的被檢體不同的情況下，也能夠參照生物體信息數(shù)據(jù)庫、ct圖像或mri圖像等診斷圖像，以適合于檢查對(duì)象的被檢體的臟器位置的指示軌跡信息使超聲波探頭120移動(dòng)。

在步驟st301中的機(jī)器人手臂110的驅(qū)動(dòng)處理中，也可以使用安裝于被檢體的磁傳感器等生物體基準(zhǔn)位置傳感器的檢測(cè)信號(hào)來更新指示軌跡信息。被檢體相對(duì)于診視床的相對(duì)位置有可能按每次檢查而不同。另外，在檢查中，也存在被檢體的姿勢(shì)發(fā)生變化的可能性。在這樣的情況下，安裝于被檢體的生物體基準(zhǔn)位置傳感器的檢測(cè)信號(hào)根據(jù)被檢體的位置、姿勢(shì)或者被檢體的動(dòng)作而時(shí)刻變化。通過使用該檢測(cè)信號(hào)對(duì)指示軌跡信息存儲(chǔ)電路243中存儲(chǔ)的指示軌跡信息時(shí)刻進(jìn)行更新，能夠與診視床上的被檢體的動(dòng)作連動(dòng)地使超聲波探頭120移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沿著當(dāng)初預(yù)定的體表面的路徑的探頭掃描。被檢體的姿勢(shì)的變化也能夠通過解析監(jiān)視攝像機(jī)130的圖像來檢測(cè)。

如前述那樣，也能夠通過在遠(yuǎn)離裝置主體200的場(chǎng)所設(shè)置的帶觸覺的輸入器件160來驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手臂110。由安裝于機(jī)器人手臂110的壓力傳感器檢測(cè)的生物體接觸壓力的信息被傳遞給帶觸覺的輸入器件160。因此，帶觸覺的輸入器件160的操作者根據(jù)監(jiān)視攝像機(jī)130的監(jiān)視器131的圖像，不僅能夠控制保持于機(jī)器人手臂110的超聲波探頭120的動(dòng)作，還能一邊感受超聲波探頭120的生物體接觸壓力一邊控制生物體接觸壓力。

另外，被檢體的臟器位置根據(jù)心搏的時(shí)相、呼吸的時(shí)相而變化。鑒于此，將檢測(cè)心搏的時(shí)相的ecg傳感器、檢測(cè)呼吸的時(shí)相的呼吸傳感器(ecg/呼吸傳感器180)與裝置主體200連接。而且，例如可以檢測(cè)因心搏、呼吸引起的臟器位置的變動(dòng)少的時(shí)相，僅在臟器位置的變動(dòng)少的時(shí)相的期間，為了使超聲波探頭120移動(dòng)而限制機(jī)器人手臂110的動(dòng)作。呼吸的時(shí)相也能夠通過解析監(jiān)視攝像機(jī)130的圖像來檢測(cè)。

此外，從針對(duì)被檢體的安全上的觀點(diǎn)出發(fā)也需要限制機(jī)器人手臂110的驅(qū)動(dòng)。另外，也存在因裝置主體200的周圍的器材的配置、診視床的位置等而不得不限制機(jī)器人手臂110的驅(qū)動(dòng)的情況。制約條件設(shè)定功能223用于實(shí)現(xiàn)這樣的功能。作為制約條件，例如可舉出機(jī)器人手臂110的驅(qū)動(dòng)范圍、超聲波探頭120的移動(dòng)速度的限制范圍、生物體接觸壓力的允許范圍等。這些制約條件經(jīng)由輸入器件260來設(shè)定，并被存儲(chǔ)于規(guī)定的存儲(chǔ)器。

在步驟st302中，判定指示軌跡信息或者從臂傳感器111獲得的機(jī)器人手臂110的位置、速度、或者生物體接觸壓力是否是上述的制約條件的范圍內(nèi)，在是范圍外的情況下，進(jìn)入步驟st303，停止機(jī)器人手臂110的驅(qū)動(dòng)、或者退避到安全的位置。

進(jìn)而，在步驟st304中，判定在超聲波探頭120的自動(dòng)移動(dòng)中是否輸入了使機(jī)器人手臂110的驅(qū)動(dòng)停止的信息。例如，在診視床上的被檢體突然改變姿勢(shì)或大幅移動(dòng)而發(fā)生了當(dāng)初未預(yù)定的狀況的情況下，操作者與機(jī)器人手臂110接觸。操作者與機(jī)器人手臂110的該接觸成為用于使機(jī)器人手臂110的驅(qū)動(dòng)停止的信息。根據(jù)該接觸信息，在步驟st304中判定為輸入了使驅(qū)動(dòng)停止的信息，在步驟st303中停止機(jī)器人手臂110的驅(qū)動(dòng)。

此外，作為使機(jī)器人手臂110的驅(qū)動(dòng)停止的信息，有被檢體(患者)的聲音信息、生物體信息、安裝于被檢體(患者)的磁傳感器等的信息、操作者的聲音信息、監(jiān)視攝像機(jī)130的拍攝圖像的解析信息、超聲波圖像的解析信息等。根據(jù)這些信息，在步驟st304中判定為輸入了使驅(qū)動(dòng)停止的信息，在步驟st303中，停止機(jī)器人手臂110的驅(qū)動(dòng)。

另外，在步驟st305中，判定在超聲波探頭120的自動(dòng)移動(dòng)中是否輸入了變更機(jī)器人手臂110的移動(dòng)軌跡的信息。作為軌跡變更信息的例子，例如可舉出由帶觸覺的輸入器件160指示的路徑信息。在輸入了軌跡變更信息的情況下，在步驟st306中按照輸入的軌跡變更信息來變更對(duì)機(jī)器人手臂110進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的軌跡。

在步驟st307中，判定機(jī)器人手臂110的驅(qū)動(dòng)是否結(jié)束，在未結(jié)束的情況下，返回到步驟st301而繼續(xù)驅(qū)動(dòng)。

另外，步驟st300至步驟st307的處理由臂控制電路140進(jìn)行。

(超聲波診斷支援裝置)

在圖20的下段表示了本實(shí)施方式的超聲波診斷支援裝置300的構(gòu)成例。超聲波診斷支援裝置300具有從此前說明的超聲波診斷裝置1的構(gòu)成(圖5所示的構(gòu)成)除去了圖20的上段所示的構(gòu)成(即，超聲波探頭120、發(fā)送電路231、接收電路232、第1處理電路210、圖像存儲(chǔ)電路324、顯示器250、以及輸入器件260)的構(gòu)成。

換言之，超聲波診斷支援裝置300構(gòu)成為具備機(jī)器人手臂110、機(jī)器人手臂控制電路140、探頭傳感器112、臂傳感器111、第2處理電路220、參照軌跡信息存儲(chǔ)電路242、指示軌跡信息存儲(chǔ)電路243、生物體信息數(shù)據(jù)庫244、ecg/呼吸傳感器180。

另外，也能夠使本實(shí)施方式的超聲波診斷支援裝置300的構(gòu)成成為從圖6至圖8所示的第1至第3變形例的構(gòu)成除去了超聲波探頭120、發(fā)送電路231、接收電路232、第1處理電路210、圖像存儲(chǔ)電路324、顯示器250、以及輸入器件260的構(gòu)成。其中，由于超聲波診斷支援裝置300的構(gòu)成以及動(dòng)作在此之前已經(jīng)說明了，所以省略其說明。

通過將本實(shí)施方式的超聲波診斷支援裝置300與以往的超聲波診斷裝置(即，圖20的上段所示的構(gòu)成)連接，能夠進(jìn)行在此之前說明的與機(jī)器人手臂110相關(guān)的各種控制，能夠使用機(jī)器人手臂110使超聲波探頭120以穩(wěn)定的軌跡移動(dòng)。超聲波診斷裝置能夠從超聲波診斷支援裝置300取得超聲波圖像的三維空間的位置信息，進(jìn)行三維圖像的生成。另外，超聲波診斷裝置能夠進(jìn)行利用了各圖像的位置信息、軌跡信息的圖像顯示。其中，超聲波診斷支援裝置300具有能夠?qū)⒊暡ㄌ筋^120的位置以及超聲波圖像的位置的至少一個(gè)發(fā)送給以往的超聲波診斷裝置的接口。

如以上說明那樣，根據(jù)實(shí)施方式的超聲波診斷裝置1，能夠不取決于醫(yī)生、技師等操作者的技能地，以超過熟練者地穩(wěn)定的軌跡(例如，總是以恒定的速度、總是以恒定的傾斜、總是以恒定的剖面間隔)使超聲波探頭120移動(dòng)。另外，即便是反復(fù)進(jìn)行相同的目的的探頭掃描的情況，也能夠不對(duì)操作者施加負(fù)擔(dān)地實(shí)現(xiàn)再現(xiàn)性高的探頭掃描。

其中，圖2中記載的第1處理電路210、第2處理電路220、臂控制電路140如前述那樣，例如具備處理器和存儲(chǔ)器，通過執(zhí)行程序被保存于存儲(chǔ)器的程序來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的功能。

另外，上述說明中使用的“處理器”這一用語例如意味著專用或者通用的cpu(centralprocessingunit)、或者定制集成電路(applicationspecificintegratedcircuit：asic)、可編程邏輯器件(例如，簡(jiǎn)單可編程邏輯器件(simpleprogrammablelogicdevice：spld)、復(fù)雜可編程邏輯器件(complexprogrammablelogicdevice：cpld)、以及現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(fieldprogrammablegatearray：fpga))等電路。

第1處理電路210、第2處理電路220、臂控制電路140中使用的處理器通過讀出存儲(chǔ)電路中保存的或直接編入處理器的電路內(nèi)的程序并加以執(zhí)行來實(shí)現(xiàn)各功能。第1處理電路210、第2處理電路220、以及臂控制電路140也可以是分別設(shè)置1個(gè)以上的處理器的構(gòu)成?；蛘?，也可以構(gòu)成為一個(gè)處理器執(zhí)行第1處理電路210、第2處理電路220、以及臂控制電路140中的任意兩個(gè)電路的處理，還可以構(gòu)成為執(zhí)行3個(gè)電路的全部處理。

其中，實(shí)施方式的臂控制電路、指示軌跡信息存儲(chǔ)電路、參照軌跡信息生成功能、以及指示軌跡信息生成功能分別是技術(shù)方案的控制部、存儲(chǔ)部、參照軌跡信息生成部、以及指示軌跡信息生成部的一個(gè)例子。

對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但這些實(shí)施方式只是例示，不意圖對(duì)發(fā)明的范圍進(jìn)行限定。這些實(shí)施方式能夠以其他的各種方式加以實(shí)施，在不脫離發(fā)明主旨的范圍能夠進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施方式以及其變形包含在發(fā)明的范圍、主旨中，并且，包含在技術(shù)方案所記載的發(fā)明和其等同的范圍。