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JP2017006370A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

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JP2017006370A JP2015124899A JP2015124899A JP2017006370A JP 2017006370 A JP2017006370 A JP 2017006370A JP 2015124899 A JP2015124899 A JP 2015124899A JP 2015124899 A JP2015124899 A JP 2015124899A JP 2017006370 A JP2017006370 A JP 2017006370A
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Koji Ando
広治 安藤
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Nobuhide Oi
伸秀 大井
康典 大嶋
Yasunori Oshima
康典 大嶋
拓 村松
Hiroshi Muramatsu
拓 村松
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Abstract

【課題】簡便な操作で安全に穿刺針の操作が行える超音波診断装置を提供すること。【解決手段】実施形態の超音波診断装置は、器具の挿入方向と平行な面で超音波走査する第1の振動子アレイと第1の振動子アレイの走査面とは異なる面を超音波走査する第2の振動子アレイとを備える。画像生成部は振動子アレイが受信した超音波信号に基づいて超音波画像を生成する。表示部は第1の振動子アレイによる第1の超音波画像と、第2の振動子アレイによる第2の超音波画像とのうち少なくとも1つを表示する。また、器具と第2の振動子アレイの走査面との位置関係情報を位置情報取得部が取得し、この位置関係情報に基づいて判定部が第1の振動子アレイと第2の振動子アレイとのうちどちらで走査するかを判定する。【選択図】 図1To provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of safely operating a puncture needle with a simple operation. An ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment performs ultrasonic scanning on a surface different from a scanning surface of a first transducer array and a first transducer array that performs ultrasonic scanning on a surface parallel to an instrument insertion direction. A second transducer array. The image generation unit generates an ultrasonic image based on the ultrasonic signal received by the transducer array. The display unit displays at least one of a first ultrasonic image by the first transducer array and a second ultrasonic image by the second transducer array. Also, the positional information acquisition unit acquires positional relationship information between the instrument and the scanning plane of the second transducer array, and the determination unit uses the first transducer array and the second transducer array based on the positional relationship information. Whether to scan is determined. [Selection] Figure 1

Description

本発明の実施形態は、超音波診断装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an ultrasonic diagnostic apparatus.

前立腺癌治療のための放射性物質を被検体の体内に留置する前立腺癌小線源治療や、病変部位の細胞を採取して細胞の状態を調べる細胞診などの診療においては、被検体に穿刺針を挿入する。穿刺針の挿入は、被検体内部の様子を観察しながら行うことが必要であり、超音波診断装置で超音波画像を取得することがある。   A puncture needle is attached to the subject in treatments such as prostate cancer brachytherapy in which a radioactive substance for prostate cancer treatment is placed in the body of the subject, and cytology that collects cells at the lesion site and examines the state of the cells. Insert. The insertion of the puncture needle needs to be performed while observing the inside of the subject, and an ultrasonic image may be acquired by an ultrasonic diagnostic apparatus.

超音波画像を取得するために用いるプローブには、穿刺対象部位や穿刺針の進入の様子を多方向に観察するため、超音波を送受信する振動子アレイを複数種類有するものがあり、観察対象に応じて、どの振動子アレイで取得した超音波画像を表示させるかを切り替えることができる。従来の超音波診断装置では、どの振動子アレイで取得した超音波画像を表示させるかは、コンソールにおいて手動で切り替えていた。   Some probes used to acquire an ultrasound image have multiple types of transducer arrays that transmit and receive ultrasound in order to observe the puncture target site and the appearance of the puncture needle in multiple directions. Accordingly, it is possible to switch which transducer array is used to display the acquired ultrasound image. In the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, which transducer array is used to display the ultrasonic image is manually switched on the console.

このような従来の超音波診断装置では、穿刺を行う術者の他に、どの振動子アレイで取得した超音波画像を表示させるかを切り替える操作者が必要となり、人手が多くかかる。また、一人の術者で超音波画像の表示の切り替えも行おうとすると、穿刺の作業から意識が離れてしまうことがあり、穿刺針の操作を誤るおそれがある。   In such a conventional ultrasonic diagnostic apparatus, in addition to an operator who performs puncture, an operator that switches which transducer array displays an ultrasonic image is required, which requires a lot of manpower. In addition, if one surgeon tries to switch the display of the ultrasonic image, the consciousness may be removed from the puncturing operation, and the puncture needle may be operated incorrectly.

特開2007−330286号公報JP 2007-330286 A

本発明が解決しようとする課題は、簡便な操作で安全に穿刺針の操作が行える超音波診断装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of safely operating a puncture needle with a simple operation.

実施形態の超音波診断装置は、被検体に挿入される器具を観察可能なプローブであって、前記器具の挿入方向と平行な面で超音波走査する第1の振動子アレイと前記第1の振動子アレイの走査面とは異なる面を超音波走査する第2の振動子アレイとを備えたプローブと、前記第1の振動子アレイが受信した超音波信号に基づいて第1の超音波画像を生成し、前記第2の振動子アレイが受信した超音波信号に基づいて第2の超音波画像を生成する、画像生成部と、前記第1の超音波画像と前記第2の超音波画像とのうち少なくとも1つを表示する表示部と、前記器具と前記第2の振動子アレイの走査面との位置関係情報を取得する位置情報取得部と、前記位置情報取得部が取得した位置関係情報に基づいて、前記第1の振動子アレイと前記第2の振動子アレイとのうちどちらを走査可能とするかを判定する判定部、を備える。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment is a probe capable of observing an instrument inserted into a subject, and includes a first transducer array that performs ultrasonic scanning on a plane parallel to the insertion direction of the instrument, and the first transducer A probe including a second transducer array that ultrasonically scans a surface different from the scanning surface of the transducer array, and a first ultrasound image based on an ultrasound signal received by the first transducer array And generating a second ultrasonic image based on the ultrasonic signal received by the second transducer array, the first ultrasonic image, and the second ultrasonic image And a positional information acquired by the positional information acquisition unit, a positional information acquisition unit that acquires positional information between the instrument and the scanning plane of the second transducer array, and a positional relationship acquired by the positional information acquisition unit Based on the information, the first transducer array and the second transducer array A judging unit determines whether to enable scanning either of the transducer array.

第1の実施形態にかかる超音波診断装置の概略図。1 is a schematic diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment. 第1の実施形態にかかる振動子アレイを複数種類有するプローブの斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a probe having a plurality of types of transducer arrays according to the first embodiment. 第1の実施形態にかかるいずれの振動子アレイで走査するかを自動で切り替えるフローを示す図。The figure which shows the flow which switches automatically which transducer array concerning 1st Embodiment scans. 第1の実施形態にかかるプローブと穿刺針と穿刺対象物の位置関係を示す図。The figure which shows the positional relationship of the probe concerning 1st Embodiment, a puncture needle, and a puncture target. 第1の実施形態にかかる被検体の体軸方向の断面図。Sectional drawing of the body-axis direction of the subject concerning 1st Embodiment. 第1の実施形態にかかるディスプレイにおける表示画像の例を示す図。The figure which shows the example of the display image in the display concerning 1st Embodiment. 第1の実施形態にかかるプローブで穿刺対象物を各振動子アレイで走査する様子を示す図。The figure which shows a mode that the puncture target object is scanned with each vibrator | oscillator array with the probe concerning 1st Embodiment. 第2の実施形態にかかる超音波診断装置の概略図。Schematic of the ultrasonic diagnostic apparatus concerning 2nd Embodiment. 第2の実施形態にかかる第1の超音波画像上に現れた穿刺針の様子を示す図。The figure which shows the mode of the puncture needle which appeared on the 1st ultrasonic image concerning 2nd Embodiment.

以下、発明を実施するための実施形態について説明する。実施形態における、画像解析機能141、画像生成機能151、判定機能153を実行する処理回路は、それぞれ特許請求の範囲における、画像解析部、画像生成部、判定部の一例である。また、実施形態におけるディスプレイ16は、特許請求の範囲における表示部の一例である。   Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described. The processing circuits that execute the image analysis function 141, the image generation function 151, and the determination function 153 in the embodiments are examples of an image analysis unit, an image generation unit, and a determination unit, respectively, in the claims. The display 16 in the embodiment is an example of a display unit in the claims.

(第1の実施形態)
第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、被検体に挿入される器具とプローブ10との位置関係情報を出力する位置情報取得部14を備え、処理回路15の判定機能153が位置関係情報に基づいていずれの振動子アレイで走査するかを判定する。以下、第1の実施形態に係る超音波診断装置1が備える各部を説明し、続いて、いずれの振動子アレイで走査するかを自動で切り替える流れについて詳述する。
(First embodiment)
The ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment includes a positional information acquisition unit 14 that outputs positional relationship information between an instrument inserted into a subject and the probe 10, and the determination function 153 of the processing circuit 15 has a positional relationship. Which transducer array is to be scanned is determined based on the information. Hereafter, each part with which the ultrasound diagnosing device 1 which concerns on 1st Embodiment is provided is demonstrated, and the flow which switches automatically by which transducer array is scanned is explained in full detail.

図1は、第1の実施形態にかかる超音波診断装置1の概略図を示す。超音波診断装置1は、超音波を送受信する振動子アレイ101を有するプローブ10と、送信回路11と、受信回路12と、画像生成機能151や走査制御機能152、判定機能153を有する処理回路15と、ディスプレイ16と、記憶回路17と、操作者の入力を受け付ける入力回路18と、プローブ10などの位置関係情報を出力する位置情報取得部14と、を備える。本実施形態では、画像生成機能151、走査制御機能152、判定機能153は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路17に記憶されている。処理回路15はプログラムを記憶回路17から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路15は、図1の処理回路15内に示された各機能を有することとなる。なお、図1においては単一の処理回路15上で、画像生成機能151、走査制御機能152、判定機能153の各機能が実現されるものとして説明しているが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。   FIG. 1 is a schematic diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment. The ultrasonic diagnostic apparatus 1 includes a probe 10 having a transducer array 101 that transmits and receives ultrasonic waves, a transmission circuit 11, a reception circuit 12, a processing circuit 15 having an image generation function 151, a scanning control function 152, and a determination function 153. And a display 16, a storage circuit 17, an input circuit 18 that receives input from an operator, and a position information acquisition unit 14 that outputs positional relationship information such as the probe 10. In the present embodiment, the image generation function 151, the scan control function 152, and the determination function 153 are stored in the storage circuit 17 in the form of a program that can be executed by a computer. The processing circuit 15 is a processor that realizes a function corresponding to each program by reading the program from the storage circuit 17 and executing the program. In other words, the processing circuit 15 in the state where each program is read has the functions shown in the processing circuit 15 of FIG. In FIG. 1, it is assumed that each of the image generation function 151, the scan control function 152, and the determination function 153 is realized on a single processing circuit 15, but a plurality of independent processors are combined. The processing circuit may be configured so that each processor realizes a function by executing a program.

本実施形態では、プローブ10で被検体を走査しながら、別途器具を被検体内部に挿入する。被検体に挿入される器具は、例えば穿刺針20である。   In the present embodiment, an instrument is separately inserted into the subject while scanning the subject with the probe 10. The instrument inserted into the subject is, for example, the puncture needle 20.

プローブ10は、複数の振動子を有する。振動子は、電圧が印加されると振動して超音波を送信し、超音波の振動を受信すると電圧を発生する。複数の振動子をまとめて配列し、振動子アレイ101を構成することで、対象物を2次元的に走査できる。例えば、振動子を直線上に配列したリニア型やセクタ型、振動子を凸状に配列したコンベックス型が挙げられる。また、振動子アレイ101は、走査方向が傾斜させられるように構成してもよい。本実施形態におけるプローブ10は、振動子アレイ101を複数種類有する。図2は、2つの振動子アレイ101を有するプローブ10の斜視図を示す。図2のプローブ10は、肛門などから体腔内に挿入可能なように、把持部102からプローブ10の先端部までが細長い形状となっている。このプローブ10は、挿入方向と平行な面で走査する第1の振動子アレイ101aと、第1の振動子アレイ101aの走査面とは異なる面を超音波走査する第2の振動子アレイ101bとを備える。第1の振動子アレイ101aの走査面を含む平面と第2の振動子アレイ101bの走査面を含む平面とは交差する。ここで言う「平面」とは、無限遠に広がる面を指し、一方で「走査面」は振動子アレイ101で走査可能な有限の面を意味する。以下、同様な定義で平面と走査面とを用いる。   The probe 10 has a plurality of vibrators. The vibrator vibrates when a voltage is applied and transmits an ultrasonic wave, and generates a voltage when receiving the vibration of the ultrasonic wave. By arranging a plurality of transducers together and configuring the transducer array 101, the object can be scanned two-dimensionally. For example, there are a linear type and a sector type in which transducers are arranged on a straight line, and a convex type in which transducers are arranged in a convex shape. Further, the transducer array 101 may be configured such that the scanning direction is inclined. The probe 10 in this embodiment has a plurality of types of transducer arrays 101. FIG. 2 shows a perspective view of the probe 10 having two transducer arrays 101. The probe 10 of FIG. 2 has an elongated shape from the grip 102 to the tip of the probe 10 so that it can be inserted into a body cavity from the anus or the like. The probe 10 includes a first transducer array 101a that scans in a plane parallel to the insertion direction, and a second transducer array 101b that ultrasonically scans a plane different from the scan plane of the first transducer array 101a. Is provided. The plane including the scanning plane of the first transducer array 101a and the plane including the scanning plane of the second transducer array 101b intersect each other. Here, the “plane” refers to a surface that extends at infinity, while the “scanning surface” refers to a finite surface that can be scanned by the transducer array 101. Hereinafter, a plane and a scanning plane are used with the same definition.

例えば、プローブ10は、第1の振動子アレイ101aの走査面に対して第2の振動子アレイ101bの走査面が垂直となるように構成する。図2では、白地に黒の斜線を付した領域が第1の振動子アレイ101aで、黒地に白の斜線を付した領域が第2の振動子アレイ101bである。2つの振動子アレイ101の走査面は垂直な関係となるように構成している。各振動子アレイは、例えば第1の振動子アレイ101aをリニア型に、第2の振動子アレイ101bをコンベックス型で構成する。このほか、振動子アレイの種類の組み合わせは任意に設定でき、コンベックス型とコンベックス型というように同じ種類の組み合わせでもよい。また、第1の振動子アレイ101aの走査面と第2の振動子アレイ101bの走査面との位置関係は、垂直な関係に限らず、例えば、第2の振動子アレイ101bの走査面が、第1の振動子アレイ101aに垂直な面に対して所定の角度傾くようにプローブ10を構成してもよい。   For example, the probe 10 is configured such that the scanning plane of the second transducer array 101b is perpendicular to the scanning plane of the first transducer array 101a. In FIG. 2, the area with the black diagonal line on the white background is the first transducer array 101a, and the area with the white diagonal line on the black background is the second transducer array 101b. The scanning planes of the two transducer arrays 101 are configured to have a vertical relationship. In each transducer array, for example, the first transducer array 101a is configured as a linear type, and the second transducer array 101b is configured as a convex type. In addition, the combination of the types of transducer arrays can be arbitrarily set, and the same type of combination such as a convex type and a convex type may be used. Further, the positional relationship between the scanning plane of the first transducer array 101a and the scanning plane of the second transducer array 101b is not limited to a vertical relationship. For example, the scanning plane of the second transducer array 101b is The probe 10 may be configured to be inclined at a predetermined angle with respect to a plane perpendicular to the first transducer array 101a.

送信回路11は、各振動子を振動させるための電圧である駆動パルスを所定の間隔で送信する。   The transmission circuit 11 transmits a driving pulse, which is a voltage for vibrating each vibrator, at a predetermined interval.

受信回路12は、被検体で反射した超音波信号を各振動子が受信して電気信号(電圧)に変換し、受信信号を出力する。   The receiving circuit 12 receives the ultrasonic signal reflected by the subject, converts each transducer into an electrical signal (voltage), and outputs the received signal.

処理回路15の画像生成機能151は、受信回路12が出力した受信信号を、超音波信号の送信時の設定に基づいて処理し、超音波画像を生成する。この超音波画像は、例えば、超音波の反射波の強度の違いを輝度の違いで表現したBモード画像である。また、画像生成機能151は、超音波画像を加工してディスプレイ16で表示する表示画像を生成する。   The image generation function 151 of the processing circuit 15 processes the reception signal output from the reception circuit 12 based on the setting at the time of transmission of the ultrasonic signal, and generates an ultrasonic image. This ultrasonic image is, for example, a B-mode image in which a difference in intensity of the reflected wave of the ultrasonic wave is expressed by a difference in luminance. The image generation function 151 generates a display image to be displayed on the display 16 by processing the ultrasonic image.

なお、送信回路11と受信回路12と処理回路15の画像生成機能151とは、プローブ10に内蔵させてもよい。   Note that the transmission circuit 11, the reception circuit 12, and the image generation function 151 of the processing circuit 15 may be incorporated in the probe 10.

位置情報取得部14は、プローブ10と穿刺針20の位置関係情報を取得する。位置関係情報は、例えばプローブ10と穿刺針20のそれぞれの3次元座標情報や、プローブ10と穿刺針20との距離情報である。   The positional information acquisition unit 14 acquires positional relationship information between the probe 10 and the puncture needle 20. The positional relationship information is, for example, three-dimensional coordinate information of each of the probe 10 and the puncture needle 20 and distance information between the probe 10 and the puncture needle 20.

位置情報取得部14は、例えば磁気センサなどの位置センサ141を有する。磁気センサを有する位置情報取得部14は、磁場発生器142と、位置センサ141としての磁気センサと、位置情報算出回路143とを備えている。磁気センサは、プローブ10と穿刺針20のそれぞれの表面あるいは内部に取り付けられ、磁場発生器142が発生する磁場を検出して電気信号を出力する。位置情報算出回路143は、磁気センサが出力した電気信号に基づいて、任意の点を原点とした、磁気センサの3次元座標情報と傾き情報とを算出する。   The position information acquisition unit 14 includes a position sensor 141 such as a magnetic sensor. The position information acquisition unit 14 having a magnetic sensor includes a magnetic field generator 142, a magnetic sensor as the position sensor 141, and a position information calculation circuit 143. The magnetic sensor is attached to the surface or the inside of each of the probe 10 and the puncture needle 20, detects a magnetic field generated by the magnetic field generator 142, and outputs an electrical signal. The position information calculation circuit 143 calculates the three-dimensional coordinate information and the tilt information of the magnetic sensor with an arbitrary point as the origin based on the electrical signal output from the magnetic sensor.

入力回路18は、押しボタンやダイヤル、タッチパネルなどのインターフェイスからの入力信号を取得し、操作者からの操作入力を受け付ける。入力回路18が受け付けた操作入力は、走査制御機能152に送られ、使用するプローブ10の種類の指定やプローブ10の走査方向、駆動させる振動子アレイ101の選択を行う。   The input circuit 18 acquires an input signal from an interface such as a push button, a dial, or a touch panel, and accepts an operation input from an operator. The operation input received by the input circuit 18 is sent to the scanning control function 152 to specify the type of the probe 10 to be used, the scanning direction of the probe 10, and the transducer array 101 to be driven.

処理回路15の走査制御機能152は、送信回路11が振動子に駆動パルスを送信する。また、走査制御機能152は、複数種類の振動子アレイ101のうちいずれで走査するかを制御する。   In the scanning control function 152 of the processing circuit 15, the transmission circuit 11 transmits a driving pulse to the vibrator. The scan control function 152 controls which of the plural types of transducer arrays 101 is scanned.

処理回路15の判定機能153は、位置情報取得部14が取得したプローブ10と穿刺針20の位置関係情報に基づいて、第1の振動子アレイ101aと第2の振動子アレイ101bとのうち、いずれの振動子アレイ101で走査するかを判定する。走査させる振動子アレイ101が判定されると、判定機能153は、走査させる振動子アレイ101を指定する情報を走査制御機能152に送り、走査制御機能152は、送られてきた情報に基づいて送信回路11を制御する。また、画像生成機能151は、走査中の振動子アレイ101に対応する超音波画像をディスプレイ16に出力する。   The determination function 153 of the processing circuit 15 is based on the positional relationship information between the probe 10 and the puncture needle 20 acquired by the position information acquisition unit 14, and includes the first transducer array 101a and the second transducer array 101b. It is determined which transducer array 101 is used for scanning. When the transducer array 101 to be scanned is determined, the determination function 153 sends information specifying the transducer array 101 to be scanned to the scan control function 152, and the scan control function 152 transmits based on the sent information. The circuit 11 is controlled. Further, the image generation function 151 outputs an ultrasonic image corresponding to the transducer array 101 being scanned to the display 16.

第1と第2のいずれの振動子アレイ101で走査するかは、例えば、穿刺針20の先端部から第2の振動子アレイ101bの走査面を含む平面までの距離に基づいて決定する。第2の振動子アレイ101bの走査面の位置情報は、プローブ10に取り付けられた磁気センサの出力に基づいて取得されるプローブ10の3次元座標情報と、プローブ10における第2の振動子アレイ101bの配置位置情報と、第2の振動子アレイ101bの走査方向とを取得すれば算出できる。また、穿刺針20の先端部の位置情報は、穿刺針20に取り付けられた磁気センサの出力に基づいて取得される穿刺針20の3次元座標情報と、事前に登録しておいた穿刺針20の先端部から磁気センサまでの距離とを用いて算出できる。また、穿刺針20の先端部に磁気センサが取り付けられている場合は、その磁気センサの3次元座標情報をそのまま穿刺針20の先端部の3次元座標情報として用いることができる。   Whether to scan with the first transducer array 101 or the second transducer array 101 is determined based on, for example, the distance from the tip of the puncture needle 20 to the plane including the scanning surface of the second transducer array 101b. The position information on the scanning plane of the second transducer array 101b includes the three-dimensional coordinate information of the probe 10 acquired based on the output of the magnetic sensor attached to the probe 10, and the second transducer array 101b in the probe 10. Can be calculated by obtaining the arrangement position information and the scanning direction of the second transducer array 101b. The position information of the tip of the puncture needle 20 includes three-dimensional coordinate information of the puncture needle 20 acquired based on the output of the magnetic sensor attached to the puncture needle 20 and the puncture needle 20 registered in advance. And the distance from the tip of the magnetic sensor to the magnetic sensor. When a magnetic sensor is attached to the distal end portion of the puncture needle 20, the three-dimensional coordinate information of the magnetic sensor can be used as it is as the three-dimensional coordinate information of the distal end portion of the puncture needle 20.

また、処理回路15の判定機能153は、第1と第2のいずれの振動子アレイ101で走査するかを判定する頻度の調整や判定処理の一時停止を入力回路18からの入力に基づいて行うことができる。頻度の調整とは、例えば、判定が行われるタイミングの最小時間間隔の設定である。走査させる振動子アレイ101を判定する頻度を調整する機能により、超音波画像が頻繁な判定処理によって過度に切り替わり視認性が低下する、といったことを防止できる。   The determination function 153 of the processing circuit 15 adjusts the frequency for determining which of the first and second transducer arrays 101 is scanned and temporarily stops the determination process based on the input from the input circuit 18. be able to. The frequency adjustment is, for example, setting a minimum time interval of timing at which the determination is performed. With the function of adjusting the frequency of determining the transducer array 101 to be scanned, it is possible to prevent the ultrasonic image from being switched excessively by frequent determination processing and the visibility being lowered.

位置情報取得部14で取得した位置関係情報に基づいて、第2の振動子アレイ101bの走査面を含む平面を3次元方程式で表現すると、数式(1)のようになる。

Figure 2017006370
When a plane including the scanning surface of the second transducer array 101b is expressed by a three-dimensional equation based on the positional relationship information acquired by the positional information acquisition unit 14, Equation (1) is obtained.
Figure 2017006370

数式(1)において、a、b、c、dは定数で、x、y、zは変数である。穿刺針20の先端部の3次元座標情報が、位置情報取得部14から(x,y,z)と出力される場合、穿刺針20の先端部から第2の振動子アレイ101bの走査面を含む平面までの距離Lは数式(2)に基づいて求められる。

Figure 2017006370
In Equation (1), a, b, c, and d are constants, and x, y, and z are variables. When the three-dimensional coordinate information of the tip of the puncture needle 20 is output as (x 0 , y 0 , z 0 ) from the position information acquisition unit 14, the tip of the puncture needle 20 and the second transducer array 101 b The distance L to the plane including the scanning plane is obtained based on the formula (2).
Figure 2017006370

上記では、操作させる振動子アレイ101を決定するために、穿刺針20の先端部から第2の振動子アレイ101bの走査面を含む平面までの距離を用いたが、この他、穿刺針20の先端部とは異なる穿刺針20上の任意の一点から第2の振動子アレイ101bの走査面を含む平面までの距離を用いてもよい。また、穿刺針20の進行方向を推定して、その進行方向と第2の振動子アレイ101bの走査面を含む平面との交点を求め、この交点から穿刺針20の先端部までの距離を用いてもよい。   In the above, in order to determine the transducer array 101 to be operated, the distance from the tip of the puncture needle 20 to the plane including the scanning surface of the second transducer array 101b is used. A distance from an arbitrary point on the puncture needle 20 different from the tip portion to a plane including the scanning surface of the second transducer array 101b may be used. Further, the advancing direction of the puncture needle 20 is estimated, an intersection between the advancing direction and the plane including the scanning surface of the second transducer array 101b is obtained, and the distance from this intersection to the tip of the puncture needle 20 is used. May be.

ディスプレイ16は、液晶やLED(Light Emitting Diode)などで構成され、画像生成機能151が生成した超音波画像を表示する。また、ディスプレイ16は、超音波画像に加えて、穿刺針20の操作案内を表示することもできる。ディスプレイ16で表示される超音波画像は、動画像でも静止画像でもよい。   The display 16 is composed of a liquid crystal, an LED (Light Emitting Diode), or the like, and displays an ultrasonic image generated by the image generation function 151. The display 16 can also display an operation guide for the puncture needle 20 in addition to the ultrasonic image. The ultrasonic image displayed on the display 16 may be a moving image or a still image.

記憶回路17は、過去に取得した超音波画像やプローブ10の設定情報を記憶する。記憶回路17は、ハードディスクや半導体メモリ(例えば、ランダムアクセスメモリやソリッドステートドライブ、USBメモリ)などで構成される。記憶回路17は、内蔵ドライブとして構成してもよいし、外付けのリムーバブルメディアとして構成してもよい。なお、記憶回路17は、DVDやCDなどから情報を読み出すことが可能なメディアプレーヤーとして構成してもよい。 The storage circuit 17 stores ultrasonic images acquired in the past and setting information of the probe 10. The storage circuit 17 is configured by a hard disk, a semiconductor memory (for example, a random access memory, a solid state drive, a USB memory), or the like. The storage circuit 17 may be configured as an internal drive or may be configured as an external removable medium. Note that the storage circuit 17 may be configured as a media player that can read information from a DVD, a CD, or the like.

以下に、処理回路15がいずれの振動子アレイ101で走査するかを自動で切り替える処理の流れについて、図3のフローチャートを参照して説明する。なお、この流れを説明するにあたり、図4に示す、プローブ10と、穿刺針20と、プローブ10に取り付けられた穿刺ガイド21と、前立腺30との位置関係を参照する。図4では、穿刺針20が挿入される方向から見た図と穿刺針20が挿入される方向と直交する方向から見た図とを並べて示している。また、プローブ10の第1の振動子アレイ101aと第2の振動子アレイ101bのそれぞれの走査面を実線または破線で示した。実線で示される走査面は、走査中の振動子アレイ101の走査面であり、破線で示される走査面は、走査を停止している振動子アレイ101の走査面である。さらに、図5に示す被検体の体軸断面とプローブ10の位置関係を参照する。前立腺30は、穿刺対象物の一例であり、被検体内部の他の部位であってもよい。   Hereinafter, a flow of processing for automatically switching which transducer array 101 the processing circuit 15 scans will be described with reference to a flowchart of FIG. In describing this flow, the positional relationship among the probe 10, the puncture needle 20, the puncture guide 21 attached to the probe 10 and the prostate 30 shown in FIG. 4 is referred to. In FIG. 4, a view seen from the direction in which the puncture needle 20 is inserted and a view seen from the direction orthogonal to the direction in which the puncture needle 20 is inserted are shown side by side. The scanning planes of the first transducer array 101a and the second transducer array 101b of the probe 10 are indicated by solid lines or broken lines. The scanning plane indicated by the solid line is the scanning plane of the transducer array 101 that is being scanned, and the scanning plane indicated by the broken line is the scanning plane of the transducer array 101 that has stopped scanning. Further, the positional relationship between the body axis cross section of the subject and the probe 10 shown in FIG. The prostate 30 is an example of a puncture target, and may be another part inside the subject.

まず、いずれの振動子アレイ101で走査するかを自動で切り替える処理を開始する操作入力を入力回路18が受け付け、処理回路15が走査させる振動子アレイ101の自動切り替え処理を開始する。操作者は、図5に示す被検体の体軸方向の断面図のように、プローブ10を被検体の直腸31に挿入し、前立腺30を第2の振動子アレイ101bで走査可能な位置までプローブ10を押し進める。また、プローブ10の長手方向を軸としてプローブ10を回転させ、穿刺針20の推定到達点が前立腺30の適切な位置となるように調整する。穿刺針20の推定到達点は、例えば、穿刺ガイド21の孔の位置を事前に取得しておくことによって求めることができる。穿刺ガイド21は、プローブ10に取り付けて用いる、穿刺針20の挿入方向をガイドするための、穿刺針20の径よりも大きい径の孔を複数有する金属部材である。   First, the input circuit 18 receives an operation input for starting a process of automatically switching which transducer array 101 is to be scanned, and starts an automatic switching process of the transducer array 101 to be scanned by the processing circuit 15. The operator inserts the probe 10 into the rectum 31 of the subject as shown in the cross-sectional view of the subject in the body axis direction shown in FIG. 5, and probes the prostate 30 to a position where the second transducer array 101b can scan the prostate 30. Push 10 forward. Further, the probe 10 is rotated about the longitudinal direction of the probe 10 and adjusted so that the estimated reaching point of the puncture needle 20 is an appropriate position of the prostate 30. The estimated reaching point of the puncture needle 20 can be obtained, for example, by acquiring the position of the hole of the puncture guide 21 in advance. The puncture guide 21 is a metal member that is attached to the probe 10 and has a plurality of holes having a diameter larger than the diameter of the puncture needle 20 for guiding the insertion direction of the puncture needle 20.

ステップS1は、処理回路15の判定機能153を起動させるステップである。処理回路15が記憶回路17から判定機能153に対応する所定のプログラムを呼び出して実行することにより、判定機能153は起動する。   Step S <b> 1 is a step of starting the determination function 153 of the processing circuit 15. The determination function 153 is activated when the processing circuit 15 calls and executes a predetermined program corresponding to the determination function 153 from the storage circuit 17.

ステップS2は、処理回路15の画像生成機能151が第2の振動子アレイ101bで受信した超音波信号に基づいて順次第2の超音波画像を生成するステップである。第2の超音波画像は順次画像が更新される動画像である。   Step S2 is a step in which the image generation function 151 of the processing circuit 15 sequentially generates second ultrasonic images based on the ultrasonic signals received by the second transducer array 101b. The second ultrasonic image is a moving image in which images are sequentially updated.

ステップS3は、ディスプレイ16が第2の超音波画像を表示するステップである。S3のステップにおいて、プローブ10と穿刺針20と前立腺30とは、図4(a)に示す位置関係にある。このとき操作者は、第1の振動子アレイ101aで走査して得られる第1の超音波画像を見て、穿刺針20の進行方向を調整する。例えば、図4(a)の穿刺針20の進行方向から見た図のように、第2の振動子アレイ101bの走査面で前立腺30をとらえ、プローブ10を長手方向を軸にして回転させ、前立腺30の所望の部位に穿刺針20が刺さるようにする。同図において第2の振動子アレイの走査面上に点列を示したが、これは穿刺針20の推定到達点である。画像生成機能151は穿刺ガイド21の各孔に対応した推定到達点を超音波画像に重ねあわせた表示画像を生成することができ、操作者はディスプレイ16に表示される表示画像を見ながら穿刺針20の推定到達点を調整する。S3のステップにおいては、第1の振動子アレイの走査面の領域内に穿刺針20は進入していない状態である。   Step S3 is a step in which the display 16 displays the second ultrasonic image. In step S3, the probe 10, the puncture needle 20, and the prostate 30 are in the positional relationship shown in FIG. At this time, the operator adjusts the advancing direction of the puncture needle 20 by looking at the first ultrasonic image obtained by scanning with the first transducer array 101a. For example, as shown in the view seen from the advancing direction of the puncture needle 20 in FIG. 4A, the prostate 30 is captured on the scanning surface of the second transducer array 101b, and the probe 10 is rotated about the longitudinal direction, The puncture needle 20 is made to pierce a desired part of the prostate 30. In the figure, a point sequence is shown on the scanning plane of the second transducer array, which is an estimated reaching point of the puncture needle 20. The image generation function 151 can generate a display image in which the estimated arrival points corresponding to the respective holes of the puncture guide 21 are superimposed on the ultrasonic image, and the operator can see the display image displayed on the display 16 while viewing the display image. Adjust the 20 estimated arrival points. In step S3, the puncture needle 20 has not entered the area of the scanning surface of the first transducer array.

ステップS4は、位置情報取得部14が位置関係情報を取得するステップである。位置情報取得部14は、例えば、磁気センサが出力する、プローブ10と穿刺針20の3次元座標情報を位置関係情報として出力する。   Step S4 is a step in which the positional information acquisition unit 14 acquires positional relationship information. The position information acquisition unit 14 outputs, for example, the three-dimensional coordinate information of the probe 10 and the puncture needle 20 output from the magnetic sensor as the positional relationship information.

ステップS5は、処理回路15の判定機能153が、位置情報取得部14が出力する位置関係情報に基づいて、穿刺針20が第1の振動子アレイ101aの走査面に十分近づいたかどうかを判定するステップである。以下に示す処理では、穿刺針20と第2の振動子アレイ101bの走査面を含む平面までの距離を求めることで、間接的に穿刺針20が第1の振動子アレイ101aの走査面に十分近づいたかを判定している。   In step S5, the determination function 153 of the processing circuit 15 determines whether or not the puncture needle 20 has sufficiently approached the scanning surface of the first transducer array 101a based on the positional relationship information output by the positional information acquisition unit 14. It is a step. In the processing shown below, the distance between the puncture needle 20 and the plane including the scanning surface of the second transducer array 101b is obtained, so that the puncture needle 20 is sufficient for the scanning surface of the first transducer array 101a indirectly. Judging whether approached.

穿刺針20の先端部から第2の振動子アレイ101bの走査面までの距離を図4(a)の穿刺針20の進行方向と直交する方向から見た図のようにLとする。また、穿刺針20と第1の振動子アレイ101aの走査面とが十分近づいたかを判定するための閾値としてTを定める。Tは、例えば図4(b)の穿刺針20の進行方向と直交する方向から見た図のように、第1の振動子アレイ101aの長手方向の把持部102側端点から第2の振動子アレイ101bまでの距離である。このようにTを設定すると、LがTよりも小さくなる時が、穿刺針20の先端部が第1の振動子アレイ101aの走査面に進入する時点となり、判定機能153は穿刺針20が第1の振動子アレイ101aの走査面に十分近づいたと判定できる。Tの定め方は、上記に限定するものではなく、穿刺針20の先端部が第1の振動子アレイ101aの走査面から所定の距離だけ離れている場合の値を適用してもよいし、穿刺針20の先端部が所定の距離以上走査面に進入した場合の値を適用してもよい。 As view of the distance from the tip of the puncture needle 20 to the scanning surface of the second transducer array 101b from a direction perpendicular to the traveling direction of the puncture needle 20 in FIGS. 4 (a) and L 2. Also, define the T 1 as a threshold for determining whether the puncture needle 20 scanned surface of the first transducer array 101a is close enough. T 1, for example, as a view seen from the direction perpendicular to the traveling direction of the puncture needle 20 of FIG. 4 (b), the vibration from the longitudinal gripping portion 102 side end point of the first transducer array 101a of the second This is the distance to the child array 101b. When T 1 is set in this way, the time when L 2 becomes smaller than T 1 is the time when the distal end portion of the puncture needle 20 enters the scanning surface of the first transducer array 101a, and the determination function 153 uses the puncture needle. It can be determined that 20 has sufficiently approached the scanning surface of the first transducer array 101a. Statutes How T 1 is not limited to the above, may be applied to the value when the tip of the puncture needle 20 is away by a predetermined distance from the scanning surface of the first transducer array 101a A value obtained when the tip of the puncture needle 20 enters the scanning surface for a predetermined distance or more may be applied.

なお、LがTと一致した場合は、直前に取得した穿刺針20の3次元座標情報から穿刺針20の進行方向を求め、進行方向が第1の振動子アレイ101aの走査面へ近づく方向であれば、判定機能153は穿刺針20が第1の振動子アレイ101aの走査面に十分近づいたと判定する。また、LがTと一致した場合は判定を見送ってもよい。 When L 2 matches T 1 , the traveling direction of the puncture needle 20 is obtained from the three-dimensional coordinate information of the puncture needle 20 acquired immediately before, and the traveling direction approaches the scanning plane of the first transducer array 101a. If it is the direction, the determination function 153 determines that the puncture needle 20 has sufficiently approached the scanning surface of the first transducer array 101a. Further, when L 2 matches T 1 , the determination may be skipped.

判定機能153が、穿刺針20が第1の振動子アレイ101aの走査面に十分近づいたと判断した場合は、ステップS6へ進み、そうでない場合は、ステップS4へ戻る。このS5のステップにおける、プローブ10と穿刺針20と前立腺30とは、図4(b)に示す位置関係にあり、第1の振動子アレイ101aの走査面の領域内に穿刺針20が進入している。   If the determination function 153 determines that the puncture needle 20 has sufficiently approached the scanning surface of the first transducer array 101a, the process proceeds to step S6. Otherwise, the process returns to step S4. In step S5, the probe 10, the puncture needle 20 and the prostate 30 are in the positional relationship shown in FIG. 4B, and the puncture needle 20 enters the area of the scanning surface of the first transducer array 101a. ing.

ステップS6は、処理回路15の走査制御機能152が第2の振動子アレイ101bから第1の振動子アレイ101aへ走査させる振動子アレイ101を切り替えるステップである。走査制御機能152は、まず送信回路11を制御して、第2の振動子アレイ101bによる走査を停止し、第1の振動子アレイ101aによる走査を開始させる。   Step S6 is a step in which the scanning control function 152 of the processing circuit 15 switches the transducer array 101 to be scanned from the second transducer array 101b to the first transducer array 101a. The scanning control function 152 first controls the transmission circuit 11 to stop scanning by the second transducer array 101b and start scanning by the first transducer array 101a.

ステップS7は、画像生成機能151が第1の振動子アレイ101aで受信した超音波信号に基づいて順次第1の超音波画像を生成するステップである。第1の超音波画像は順次画像が更新されていく動画像である。   Step S7 is a step in which the image generation function 151 sequentially generates first ultrasonic images based on the ultrasonic signals received by the first transducer array 101a. The first ultrasonic image is a moving image in which the image is sequentially updated.

ステップS8は、ディスプレイ16が第1の超音波画像を表示するステップである。ディスプレイ16が第1および第2の超音波画像を表示する様子を図6に例示する。図6は、図7(b)に示すように第1の振動子アレイ101aをリニア型とし、図7(a)に示すように、第2の振動子アレイ101bをコンベックス型としたプローブ10で前立腺30を走査する場合に、各振動子アレイ101で走査して得られる超音波画像をディスプレイ16が表示する様子を示す。両向き矢印は、走査させる振動子アレイ101が、第1の振動子アレイ101aと第2の振動子アレイ101bとで互いに切り替わることを意味する。   Step S8 is a step in which the display 16 displays the first ultrasonic image. FIG. 6 illustrates how the display 16 displays the first and second ultrasonic images. FIG. 6 shows a probe 10 in which the first transducer array 101a is a linear type as shown in FIG. 7 (b), and the second transducer array 101b is a convex type as shown in FIG. 7 (a). A state in which the display 16 displays an ultrasonic image obtained by scanning with each transducer array 101 when the prostate 30 is scanned is shown. The double-pointed arrow means that the transducer array 101 to be scanned is switched between the first transducer array 101a and the second transducer array 101b.

図6(a)は、走査可能な状態の振動子アレイ101に対応する超音波画像を単独でディスプレイ16が表示した様子を示す。左側は、第2の振動子アレイ101bが走査中の場合で、右側は第1の振動子アレイ101aが走査中の場合である。   FIG. 6A shows a state in which the display 16 displays an ultrasonic image corresponding to the transducer array 101 in a scannable state. The left side is when the second transducer array 101b is scanning, and the right side is when the first transducer array 101a is scanning.

図6(b)は、走査させる振動子アレイ101の切り替えに際して、切り替え後に走査を開始した振動子アレイ101に対応する超音波画像と、切り替え後に走査を停止した振動子アレイ101に対応する超音波画像とを並べて表示した様子を示す。切り替え後に走査を開始した振動子アレイ101に対応する超音波画像は、動画像として表示される。一方、切り替え後に走査を停止した振動子アレイ101に対応する超音波画像は、切り替え直前に生成された超音波画像を静止画像表示したものである。
切り替え後に走査を開始した振動子アレイ101に対応する超音波画像は、枠の色や太さで強調表示される。図6(b)に示される、両向き矢印を挟む2つの表示画像に関して、左側は、第2の振動子アレイ101bが走査中の場合で、右側は第1の振動子アレイ101aが走査中の場合である。例えば、走査させる振動子アレイ101が、第2の振動子アレイ101bから第1の振動子アレイ101aへ切り替わった時、第1の超音波画像は太い枠付きで表示される。
FIG. 6B shows, when switching the transducer array 101 to be scanned, an ultrasound image corresponding to the transducer array 101 that started scanning after switching, and an ultrasound corresponding to the transducer array 101 that stopped scanning after switching. A state where images are displayed side by side is shown. An ultrasonic image corresponding to the transducer array 101 that starts scanning after switching is displayed as a moving image. On the other hand, the ultrasonic image corresponding to the transducer array 101 whose scanning is stopped after switching is a still image display of the ultrasonic image generated immediately before switching.
The ultrasonic image corresponding to the transducer array 101 that starts scanning after switching is highlighted with the frame color and thickness. 6B, regarding the two display images sandwiching the double-headed arrow, the left side is when the second transducer array 101b is scanning, and the right side is when the first transducer array 101a is scanning. Is the case. For example, when the transducer array 101 to be scanned is switched from the second transducer array 101b to the first transducer array 101a, the first ultrasonic image is displayed with a thick frame.

図6(c)は、走査させる振動子アレイ101の切り替えに際して、切り替え後に走査を開始した振動子アレイ101に対応する超音波画像に加えて、その超音波画像よりも小さなサイズで、切り替え後に走査を停止した振動子アレイ101に対応する超音波画像を表示する。図6(c)に示される、両向き矢印を挟む2つの表示画像に関して、左側は、第2の振動子アレイ101bが走査中の場合で、右側は第1の振動子アレイ101aが走査中の場合である。切り替え後に走査を停止した振動子アレイ101に対応する超音波画像は、図6(b)と同様に切り替え直前に生成された超音波画像を静止画表示した画像である。   In FIG. 6C, when switching the transducer array 101 to be scanned, in addition to the ultrasonic image corresponding to the transducer array 101 that started scanning after switching, the scanning is performed after switching with a size smaller than the ultrasonic image. An ultrasonic image corresponding to the transducer array 101 that has stopped is displayed. Regarding the two display images shown in FIG. 6C with the double-headed arrow in between, the left side is when the second transducer array 101b is scanning, and the right side is when the first transducer array 101a is scanning. Is the case. The ultrasonic image corresponding to the transducer array 101 whose scanning is stopped after switching is an image obtained by displaying a still image of the ultrasonic image generated immediately before switching, as in FIG.

S8のステップでディスプレイ16が超音波画像に基づく表示画像を表示する方法をいくつか示したが、どの表示画像形式を採るかは、操作者が入力回路18を介して指定することができ、また術者に応じたプリセットを記憶回路17に記憶させることもできる。   Several methods for displaying the display image based on the ultrasound image on the display 16 in the step of S8 have been shown. However, the operator can specify which display image format to use via the input circuit 18, and A preset corresponding to the surgeon can also be stored in the storage circuit 17.

ステップS9は、ステップS4と同様に位置情報取得部14が位置関係情報を取得するステップである。位置情報取得部14は、例えば、磁気センサが出力する、プローブ10と穿刺針20の3次元座標情報を位置関係情報として出力する。   Step S9 is a step in which the positional information acquisition unit 14 acquires positional relationship information as in step S4. The position information acquisition unit 14 outputs, for example, the three-dimensional coordinate information of the probe 10 and the puncture needle 20 output from the magnetic sensor as the positional relationship information.

ステップS10は、判定機能153が、穿刺針20が第2の振動子アレイ101bの走査面に近づいたかどうかを判定するステップである。S10のステップに入る時点では、図4(c)に示すように穿刺針20が穿刺対象物に到達したあと、術者は、穿刺針20の位置を固定したまま、プローブ10を挿入方向とは逆の方向に、図4(e)に示す穿刺針20の先端部が第2の振動子アレイ101bの走査面で捉えられるところまで引き抜く。   Step S10 is a step in which the determination function 153 determines whether the puncture needle 20 has approached the scanning surface of the second transducer array 101b. At the time of entering the step of S10, after the puncture needle 20 reaches the puncture target as shown in FIG. 4 (c), the surgeon holds the probe 10 in the insertion direction with the position of the puncture needle 20 fixed. In the opposite direction, the tip of the puncture needle 20 shown in FIG. 4 (e) is pulled out until it can be caught on the scanning surface of the second transducer array 101b.

穿刺針20が第2の振動子アレイ101bの走査面を含む平面に十分近づいたかを判定するための閾値としてTを定める。Tは、例えば、第1の振動子アレイ101aの長手方向の第2の振動子アレイ101b側端点と第2の振動子アレイ101bの走査面を含む平面までの距離とする。図4(c)の、穿刺針20の進行方向と直交する方向から見た図にTを示す。操作者がプローブ10を引き抜いていき、図4(d)に示す、L=Tとなる時点を境界とし、L<Tとなった時に、判定機能153は、穿刺針20が第2の振動子アレイ101bの走査面に十分近づいたと判定する。図4(d)では、第1の振動子アレイ101aの走査面と第2の振動子アレイ101bの走査面とをともに実線で示しているが、これは第1と第2の振動子アレイが同時に走査していることを意味しているのではなく、どちらの振動子アレイ101で走査させてもよいことを意味する。なお、穿刺針20が第2の振動子アレイ101bの走査面に十分近づいたかの判定は、L=0として、第2の振動子アレイ101bの走査面を含む平面と穿刺針20の先端部が交わるときとしてもよい。さらに、第1の振動子アレイ101aの長手方向の第2の振動子アレイ101b側端点と第2の振動子アレイ101bの走査面を含む平面との間の任意の点から第2の振動子アレイ101bの走査面を含む平面までの距離をTとしてもよい。このようにTを設定すると、LがTよりも小さくなる時が、穿刺針20の先端部が第2の振動子アレイ101bの走査面に十分近づいた、あるいは到達した時点となり、判定機能153は、穿刺針20が第2の振動子アレイ101bの走査面に十分近づいたと判定する。 Determining the T 2 as a threshold value for the puncture needle 20 to determine whether the sufficiently close to the plane including the scanning surface of the second transducer array 101b. T 2 is, for example, the distance from the end point on the second transducer array 101b side in the longitudinal direction of the first transducer array 101a to the plane including the scanning plane of the second transducer array 101b. Figure 4 (c), it shows the T 2 in a view from a direction perpendicular to the traveling direction of the puncture needle 20. When the operator pulls out the probe 10 and L 2 = T 2 as shown in FIG. 4 (d) as a boundary, and L 2 <T 2 , the determination function 153 causes the puncture needle 20 to It is determined that the scanning surface of the second transducer array 101b is sufficiently close. In FIG. 4D, the scanning plane of the first transducer array 101a and the scanning plane of the second transducer array 101b are both shown by solid lines. This is because the first and second transducer arrays It does not mean that scanning is performed at the same time, but it means that scanning can be performed with either transducer array 101. Whether the puncture needle 20 is sufficiently close to the scanning surface of the second transducer array 101b is determined by setting L 2 = 0 and the plane including the scanning surface of the second transducer array 101b and the tip of the puncture needle 20 are It's also a good time to cross. Further, the second transducer array from any point between the end point on the second transducer array 101b side in the longitudinal direction of the first transducer array 101a and the plane including the scanning surface of the second transducer array 101b. the distance to the plane including the scanning surface of the 101b may be T 2. When T 2 is set in this way, the time when L 2 becomes smaller than T 2 is the time when the distal end portion of the puncture needle 20 is sufficiently close to or has reached the scanning surface of the second transducer array 101b. The function 153 determines that the puncture needle 20 has sufficiently approached the scanning surface of the second transducer array 101b.

なお、LがTと一致した場合は、直前に取得した穿刺針20の3次元座標情報から穿刺針20の進行方向を求め、進行方向が第2の振動子アレイ101bの走査面へ近づく方向であれば、判定機能153は穿刺針20が第2の振動子アレイ101bの走査面に十分近づいたと判定する。また、LがTと一致した場合は判定を見送ってもよい。 When L 2 matches T 2 , the traveling direction of the puncture needle 20 is obtained from the three-dimensional coordinate information of the puncture needle 20 acquired immediately before, and the traveling direction approaches the scanning plane of the second transducer array 101b. If it is the direction, the determination function 153 determines that the puncture needle 20 has sufficiently approached the scanning surface of the second transducer array 101b. Further, if L 2 matches T 2 , the determination may be skipped.

判定機能153が、穿刺針20が第2の振動子アレイ101bの走査面に十分近づいたと判断した場合はS11へ進み、そうでない場合はS9へ戻る。   If the determination function 153 determines that the puncture needle 20 has sufficiently approached the scanning surface of the second transducer array 101b, the process proceeds to S11, and if not, the process returns to S9.

ステップS11は、処理回路15の走査制御機能152が、走査させる振動子アレイ101を第1の振動子アレイ101aから第2の振動子アレイ101bへ切り替えるステップである。走査制御機能152は、まず送信回路11を制御して、第1の振動子アレイ101aによる走査を停止し、第2の振動子アレイ101bによる走査を開始する。   In step S11, the scanning control function 152 of the processing circuit 15 switches the transducer array 101 to be scanned from the first transducer array 101a to the second transducer array 101b. The scanning control function 152 first controls the transmission circuit 11, stops scanning by the first transducer array 101a, and starts scanning by the second transducer array 101b.

ステップS12は、画像生成機能151が第2の振動子アレイ101bで受信した超音波信号に基づいて順次第1の超音波画像を生成するステップである。第2の超音波画像は順次画像が更新されていく動画像である。   Step S12 is a step in which the image generation function 151 sequentially generates first ultrasonic images based on the ultrasonic signals received by the second transducer array 101b. The second ultrasonic image is a moving image in which the image is sequentially updated.

ステップS13は、ディスプレイ16が第2の超音波画像を表示するステップである。S13のステップにおいて超音波画像を表示する方法は、ステップS8で説明した第1の超音波画像を表示する手順と同様である。   Step S13 is a step in which the display 16 displays the second ultrasonic image. The method for displaying the ultrasound image in step S13 is the same as the procedure for displaying the first ultrasound image described in step S8.

S14は、走査させる振動子アレイ101の自動切り替え処理を終了するか否かを判断する。例えば、入力回路18が操作者の入力を受け付けて終了する。穿刺を終えて穿刺針20を引き抜き、再び異なる部位に対して穿刺を行う場合などは、S4に戻って同様なフローを繰り返す。   In S14, it is determined whether or not the automatic switching process of the transducer array 101 to be scanned is to be terminated. For example, the input circuit 18 receives the operator's input and ends. When the puncture is completed, the puncture needle 20 is pulled out, and when another site is punctured, the process returns to S4 and the same flow is repeated.

以上に説明したフローにおけるステップS6とステップS11では、走査制御機能152が送信回路11を制御して、複数種類ある振動子アレイ101のうちいずれか1つを走査させていた。プローブ10が、上記とは異なり複数の振動子アレイ101で同時に走査可能な構成を有する場合でも、上記のフローと同様に超音波画像の生成と表示を行うことができる。例えば、図4(b)に示す、第1の振動子アレイ101aの走査面が観察の対象である場合は、処理回路15の画像生成機能151が、第1の振動子アレイ101aが受信する超音波信号に対してのみ画像化処理を行い、第2の振動子アレイ101bが受信する超音波信号に対しては画像化処理を行わない。これにより、走査可能な振動子アレイ101が1つのプローブ10を用いた上記フローと同様に、観察対象の振動子アレイ101に対応する超音波画像は動画表示させ、もう一方の振動子アレイ101に対応する超音波画像は静止画表示させる、といったことが可能になる。   In step S6 and step S11 in the flow described above, the scanning control function 152 controls the transmission circuit 11 to scan any one of the plural types of transducer arrays 101. Different from the above, even when the probe 10 has a configuration capable of simultaneously scanning with a plurality of transducer arrays 101, an ultrasonic image can be generated and displayed in the same manner as in the above flow. For example, when the scanning plane of the first transducer array 101a shown in FIG. 4B is an object to be observed, the image generation function 151 of the processing circuit 15 is super-received by the first transducer array 101a. The imaging process is performed only on the sound wave signal, and the imaging process is not performed on the ultrasonic signal received by the second transducer array 101b. As a result, similar to the above flow in which the transducer array 101 that can be scanned has one probe 10, the ultrasonic image corresponding to the transducer array 101 to be observed is displayed as a moving image, and the other transducer array 101 is displayed. The corresponding ultrasonic image can be displayed as a still image.

以上、被検体に挿入される器具を穿刺針20として説明したが、位置情報取得部14で位置が取得でき、被検体の診断や治療に用いられる器具であれば、本実施形態と同様な効果を得られる。また、位置センサ141を磁気センサとして説明したが、位置情報を取得できる超音波センサと傾き情報を取得できるジャイロセンサとを併用することで、磁気センサに置き換えることもできる。さらには、赤外線や電波を用いてプローブ10や穿刺針20の位置情報を求めることができるセンサ、あるいは、プローブ10や穿刺針20の移動量をモーターなどの駆動部の駆動量に基づいて位置情報を求める計測器を位置センサ141として用いることも可能である。   As described above, the instrument inserted into the subject has been described as the puncture needle 20, but the same effect as the present embodiment is possible as long as the position can be acquired by the position information acquisition unit 14 and used for diagnosis and treatment of the subject. Can be obtained. Although the position sensor 141 has been described as a magnetic sensor, it can be replaced with a magnetic sensor by using an ultrasonic sensor that can acquire position information and a gyro sensor that can acquire inclination information. Further, the position information of the probe 10 or the puncture needle 20 can be obtained using infrared rays or radio waves, or the amount of movement of the probe 10 or the puncture needle 20 is determined based on the drive amount of a drive unit such as a motor. It is also possible to use a measuring instrument for obtaining the position sensor 141 as the position sensor 141.

上述した第1の実施形態によれば、位置情報取得部14が出力する位置関係情報に基づいて、判定機能153が穿刺針20と第2の振動子アレイ101bの走査面を含む平面との距離を求め、その距離に応じて第1の振動子アレイ101aと第2の振動子アレイ101bとのうちいずれで走査するかを判定する。これにより、どの振動子アレイ101で走査して得られる画像を表示させるかを術者が穿刺針20の位置に応じて手動で変更する必要がなくなる。術者が一人で穿刺する場合には、穿刺針20やプローブ10から手を離すことなく穿刺作業を行えるので安全である。また、プローブ10や穿刺針20の操作を行う術者の他に、どの振動子アレイ101で走査して得られる画像を表示させるかを変更する操作者を配置していた場合には、その操作者が不要となるので従来の超音波診断装置1よりも少ない人手で穿刺を行うことができるようになる。   According to the first embodiment described above, the distance between the puncture needle 20 and the plane including the scanning surface of the second transducer array 101b is determined by the determination function 153 based on the positional relationship information output by the positional information acquisition unit 14. And determines which of the first transducer array 101a and the second transducer array 101b is to be scanned according to the distance. This eliminates the need for the operator to manually change which transducer array 101 displays an image obtained by scanning according to the position of the puncture needle 20. When the surgeon punctures alone, it is safe because the puncture operation can be performed without releasing the hand from the puncture needle 20 or the probe 10. In addition to an operator who operates the probe 10 and the puncture needle 20, when an operator who changes which transducer array 101 displays an image obtained by scanning is arranged, the operation Since the person becomes unnecessary, puncture can be performed with fewer hands than the conventional ultrasonic diagnostic apparatus 1.

また、ディスプレイ16が現在の穿刺針の位置において注目したい方の振動子アレイ101が走査して得た超音波画像を動画像表示し、現在注目する必要のない振動子アレイ101に対応する超音波画像は、非表示にするか、または、静止画像で表示する。これにより、どちらの振動子アレイ101で走査した超音波画像に注目すべきか迷ってしまったり、注目すべきでない超音波画像に気を取られてしまったりする心配がない。   In addition, the display 16 displays a moving image of an ultrasonic image obtained by scanning the transducer array 101 which is desired to be focused at the current puncture needle position, and the ultrasound corresponding to the transducer array 101 which is not currently required to be focused. The image is hidden or displayed as a still image. Thereby, there is no fear that the transducer image 101 scanned with the ultrasonic image should be noticed or the ultrasonic image that should not be noticed is distracted.

なお、プローブ10に、走査させる振動子アレイ101を切り替えるスイッチなどを設けることも考えられるが、構造の複雑化で把持する部分が大きくなり操作性が低下したり、把持した時に誤作動させてしまったりするおそれがあるので、本実施形態の超音波診断装置1のように、処理回路15の判定機能153がいずれの振動子アレイ101で走査した超音波画像を表示させるかを制御したほうがよい。   It is conceivable to provide the probe 10 with a switch for switching the transducer array 101 to be scanned. However, the gripping portion becomes large due to the complexity of the structure, and the operability is lowered. Therefore, it is better to control which transducer array 101 displays the ultrasonic image scanned by the determination function 153 of the processing circuit 15 like the ultrasonic diagnostic apparatus 1 of the present embodiment.

(第2の実施形態)
第2の実施形態に係る超音波診断装置1は、画像解析機能141を有する位置情報取得部14を備え、被検体に挿入される器具とプローブ10との位置関係情報を超音波画像に基づいて求め、走査させる振動子アレイ101を切り替える。以下、第1の実施形態にかかる超音波診断装置1と同等な構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
The ultrasound diagnostic apparatus 1 according to the second embodiment includes a position information acquisition unit 14 having an image analysis function 141, and based on the ultrasound image, information on the positional relationship between the instrument inserted into the subject and the probe 10 is provided. The transducer array 101 to be obtained and scanned is switched. Hereinafter, about the structure equivalent to the ultrasound diagnosing device 1 concerning 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

図8は、第2の実施形態にかかる超音波診断装置1の概略図を示す。第1の実施形態と異なる点は、位置情報取得部14が画像解析機能141を有することである。本実施形態では、画像解析機能141、画像生成機能151、走査制御機能152、判定機能153は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路17に記憶されている。位置情報取得部14と処理回路15は、プログラムを記憶回路17から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路15は、図1の処理回路15内に示された各機能を有することとなる。また、図1の位置情報取得部14内に示された画像解析機能141を有することとなる。なお、図1においては単一の処理回路上で、画像生成機能151、走査制御機能152、判定機能153の各機能が実現されるものとして説明しているが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。また、位置情報取得部14と処理回路15とが単一の処理回路で構成されていても構わない。   FIG. 8 is a schematic diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the second embodiment. The difference from the first embodiment is that the position information acquisition unit 14 has an image analysis function 141. In the present embodiment, the image analysis function 141, the image generation function 151, the scanning control function 152, and the determination function 153 are stored in the storage circuit 17 in the form of a program that can be executed by a computer. The position information acquisition unit 14 and the processing circuit 15 are processors that realize a function corresponding to each program by reading and executing the program from the storage circuit 17. In other words, the processing circuit 15 in the state where each program is read has the functions shown in the processing circuit 15 of FIG. Further, the image analysis function 141 shown in the position information acquisition unit 14 of FIG. 1 is provided. In FIG. 1, the image generation function 151, the scan control function 152, and the determination function 153 are described as being realized on a single processing circuit, but a plurality of independent processors are combined. The processing circuit may be configured so that each processor realizes a function by executing a program. Further, the position information acquisition unit 14 and the processing circuit 15 may be configured by a single processing circuit.

位置情報取得部14は、プローブ10と穿刺針20の位置関係情報を取得する。位置関係情報は、例えばプローブ10に対する穿刺針20の相対的な2次元座標情報や、プローブ10と穿刺針20との距離情報である。   The positional information acquisition unit 14 acquires positional relationship information between the probe 10 and the puncture needle 20. The positional relationship information is, for example, relative two-dimensional coordinate information of the puncture needle 20 with respect to the probe 10 or distance information between the probe 10 and the puncture needle 20.

位置情報取得部14は、画像解析機能141を有する。画像解析機能141は、被検体に挿入される器具である穿刺針20の像が映し出された超音波画像が入力されると、穿刺針20に対応する画像成分を検出して、超音波画像内における穿刺針20の2次元座標情報を出力する。穿刺針20の画像成分の検出には、例えばパターンマッチングを用いる。パターンマッチングでは、穿刺針の形状のテンプレートを用意し、超音波画像中の、テンプレートに近い形状の像を穿刺針と認識する。穿刺針20の画像成分を検出した後、超音波画像上の任意の点を原点とした穿刺針20の例えば先端部の2次元座標情報が算出される。   The position information acquisition unit 14 has an image analysis function 141. The image analysis function 141 detects an image component corresponding to the puncture needle 20 when an ultrasound image in which an image of the puncture needle 20 that is an instrument to be inserted into the subject is projected, and detects the image component in the ultrasound image. 2D coordinate information of the puncture needle 20 is output. For example, pattern matching is used to detect the image component of the puncture needle 20. In pattern matching, a template having a shape of a puncture needle is prepared, and an image having a shape close to the template in an ultrasonic image is recognized as a puncture needle. After detecting the image component of the puncture needle 20, for example, two-dimensional coordinate information of the tip of the puncture needle 20 with an arbitrary point on the ultrasonic image as the origin is calculated.

また、画像解析機能141は、超音波画像を生成するための超音波信号を受信した振動子アレイ101の走査方向と、振動子アレイ101のプローブ上における配置位置情報とを取得することにより、算出した穿刺針20の先端部から振動子アレイ101の走査面を含む平面までの距離を算出することができる。   Further, the image analysis function 141 calculates by acquiring the scanning direction of the transducer array 101 that has received the ultrasound signal for generating the ultrasound image and the arrangement position information on the probe of the transducer array 101. The distance from the tip of the puncture needle 20 to the plane including the scanning surface of the transducer array 101 can be calculated.

以下に、入力回路18が術者(操作者)からの入力を受け付け、走査させる振動子アレイ101の自動切り替え処理が開始され、終了されるまでの流れについて、第1の実施形態とは処理が異なる図3のステップS4、S5、S9、S10を説明する。   Hereinafter, the input circuit 18 receives input from the operator (operator) and starts automatic switching processing of the transducer array 101 to be scanned. Different steps S4, S5, S9, and S10 of FIG. 3 will be described.

ステップS4は、位置情報取得部14が位置関係情報を取得するステップである。位置情報取得部14は、例えば、画像解析機能141が出力する、穿刺針20の第1の超音波画像における2次元座標情報である。ステップS4では、主として走査させるのは第2の振動子アレイ101bであるが、画像解析機能141に入力するために、第2の超音波画像の生成に加えて、第1の超音波画像の生成も行う。例えば、一度に走査可能な振動子アレイ101が1つに限られている場合は、主として走査を行う第2の超音波画像の生成よりも低い頻度で第1の超音波画像を生成させる。例えば、10フレームの超音波画像を生成する場合、9フレーム分の超音波画像の生成は第2の振動子アレイ101bで行い、残る1フレーム分の超音波画像の生成は第1の振動子アレイ101aで行う。
なお、例えば複数種類の振動子アレイ101が同時に超音波信号を受信して複数の超音波画像が生成できる場合は、画像解析機能141が第1の超音波画像と第2の超音波画像から位置関係情報の取得に用いる超音波画像を選択して用いる。
Step S4 is a step in which the positional information acquisition unit 14 acquires positional relationship information. The position information acquisition unit 14 is, for example, two-dimensional coordinate information in the first ultrasonic image of the puncture needle 20 output from the image analysis function 141. In step S4, the second transducer array 101b is mainly scanned, but in order to input to the image analysis function 141, in addition to the generation of the second ultrasonic image, the generation of the first ultrasonic image is performed. Also do. For example, when the number of transducer arrays 101 that can be scanned at a time is limited to one, the first ultrasonic image is generated at a lower frequency than the generation of the second ultrasonic image that is mainly scanned. For example, when an ultrasonic image of 10 frames is generated, an ultrasonic image for 9 frames is generated by the second transducer array 101b, and an ultrasonic image for the remaining one frame is generated by the first transducer array. 101a.
Note that, for example, when a plurality of types of transducer arrays 101 can simultaneously receive ultrasonic signals and generate a plurality of ultrasonic images, the image analysis function 141 is positioned from the first ultrasonic image and the second ultrasonic image. An ultrasonic image used for acquiring the relationship information is selected and used.

ステップS5は、処理回路15の判定機能153が、穿刺針20が第1の振動子アレイ101aの走査面に十分近づいたかどうかを判定するステップである。例えば、第1の振動子アレイ101aで走査して生成される第1の超音波画像を画像解析機能141が解析して穿刺針20の像が検出された場合、穿刺針20が第1の振動子アレイ101aの走査面に十分近づいたと判定する。このときの第1の超音波画像の例を図9(a)に示す。図9(a)では、第1の超音波画像の縁に近いところに穿刺針20の先端部が映し出されている。   In step S5, the determination function 153 of the processing circuit 15 determines whether or not the puncture needle 20 has sufficiently approached the scanning surface of the first transducer array 101a. For example, when the image analysis function 141 analyzes a first ultrasonic image generated by scanning with the first transducer array 101a and an image of the puncture needle 20 is detected, the puncture needle 20 is subjected to the first vibration. It is determined that the scanning surface of the child array 101a is sufficiently close. An example of the first ultrasonic image at this time is shown in FIG. In FIG. 9A, the tip of the puncture needle 20 is projected near the edge of the first ultrasonic image.

判定機能153が、穿刺針20が第1の振動子アレイ101aの操作面に十分近づいたと判断した場合は、ステップS6へ進み、そうでない場合は、ステップS4へ戻る。   When the determination function 153 determines that the puncture needle 20 has sufficiently approached the operation surface of the first transducer array 101a, the process proceeds to step S6, and otherwise, the process returns to step S4.

ステップS9は、ステップS4と同様に位置情報取得部14が位置関係情報を取得するステップである。位置関係情報は、例えば、画像解析機能141が出力する穿刺針20の第1の超音波画像における2次元座標情報である。   Step S9 is a step in which the positional information acquisition unit 14 acquires positional relationship information as in step S4. The positional relationship information is, for example, two-dimensional coordinate information in the first ultrasonic image of the puncture needle 20 output by the image analysis function 141.

ステップS10は、判定機能153が、穿刺針20が第2の振動子アレイ101bの走査面に十分近づいたかどうかを判定する。例えば、図9に示すように、超音波画像上に、穿刺針20が第2の振動子アレイ101bの走査面に十分近づいたかを識別するための境界を設ける。図9では、第1の超音波画像の垂直方向にのびる破線で境界線Bを示している。この第1の超音波画像では、左側に第2の振動子アレイ101bが位置するので、境界線Bが第1の超音波画像の左端付近に設けられている。図9(b)のように穿刺針の先端部が境界線Bを越えた場合を、穿刺針20が第2の振動子アレイ101bの走査面に十分近づいたと判定する。判定方法はこれにかぎらず、例えば、穿刺針20の先端部の像が第1の超音波画像の領域内で見えなくなった時を、穿刺針20が第2の振動子アレイ101bの走査面に十分近づいた時と判定してもよい。   In step S10, the determination function 153 determines whether the puncture needle 20 has sufficiently approached the scanning surface of the second transducer array 101b. For example, as shown in FIG. 9, a boundary for identifying whether the puncture needle 20 has sufficiently approached the scanning surface of the second transducer array 101b is provided on the ultrasonic image. In FIG. 9, the boundary line B is indicated by a broken line extending in the vertical direction of the first ultrasonic image. In the first ultrasonic image, since the second transducer array 101b is located on the left side, the boundary line B is provided near the left end of the first ultrasonic image. When the tip of the puncture needle exceeds the boundary line B as shown in FIG. 9B, it is determined that the puncture needle 20 has sufficiently approached the scanning surface of the second transducer array 101b. The determination method is not limited to this. For example, when the image of the tip of the puncture needle 20 is not visible in the region of the first ultrasonic image, the puncture needle 20 is placed on the scanning surface of the second transducer array 101b. It may be determined that the time has approached sufficiently.

なお、穿刺針20の先端部が境界線B上に位置した場合は、直前に取得した穿刺針20の2次元座標情報から穿刺針20の進行方向を求め、進行方向が第2の振動子アレイ101bの走査面へ近づく方向であれば、判定機能153が穿刺針20が第2の振動子アレイ101bの走査面に十分近づいたと判定する。また、穿刺針の先端部が境界線B上に位置した場合は判定を見送ってもよい。   When the tip of the puncture needle 20 is positioned on the boundary line B, the traveling direction of the puncture needle 20 is obtained from the two-dimensional coordinate information of the puncture needle 20 acquired immediately before, and the traveling direction is the second transducer array. If the direction is closer to the scanning surface of 101b, the determination function 153 determines that the puncture needle 20 has sufficiently approached the scanning surface of the second transducer array 101b. Further, when the tip of the puncture needle is located on the boundary line B, the determination may be skipped.

以上、被検体に挿入される器具を穿刺針20として説明したが、位置情報取得部14で位置が取得でき、被検体の診断や治療に用いられる器具であれば、本実施形態と同様な効果を得られる。   As described above, the instrument inserted into the subject has been described as the puncture needle 20, but the same effect as the present embodiment is possible as long as the position can be acquired by the position information acquisition unit 14 and used for diagnosis and treatment of the subject. Can be obtained.

上述した第2の実施形態によれば、位置情報取得部14の画像解析機能141が超音波画像から穿刺針20の像を検出して、穿刺針20の2次元座標情報を出力する。判定機能153は、穿刺針20の2次元座標情報に基づいて、第1の振動子アレイ101aと第2の振動子アレイ101bとのうちいずれの振動子アレイ101で走査するかを判定する。これにより、第1の実施形態と同様に、術者が穿刺針20の位置に応じて、走査させる振動子アレイ101を手動で変更する必要がなくなる。また、磁気センサなどの位置センサ141が備えられていない超音波診断装置1であっても、超音波画像の解析で穿刺針と第2の振動子アレイ101bの走査面との位置関係情報が取得できるので、超音波診断装置1に新たな機器を導入する必要がない。   According to the second embodiment described above, the image analysis function 141 of the position information acquisition unit 14 detects the image of the puncture needle 20 from the ultrasonic image and outputs the two-dimensional coordinate information of the puncture needle 20. Based on the two-dimensional coordinate information of the puncture needle 20, the determination function 153 determines which of the first transducer array 101a and the second transducer array 101b is used for scanning. This eliminates the need for the operator to manually change the transducer array 101 to be scanned according to the position of the puncture needle 20 as in the first embodiment. Further, even in the ultrasonic diagnostic apparatus 1 that does not include the position sensor 141 such as a magnetic sensor, positional relationship information between the puncture needle and the scanning surface of the second transducer array 101b is acquired by analyzing the ultrasonic image. Therefore, it is not necessary to introduce new equipment to the ultrasonic diagnostic apparatus 1.

以上説明した少なくとも1つの実施形態の超音波診断装置1によれば、位置情報取得部14が穿刺針20と第2の振動子アレイ101bの走査面との位置関係情報を取得し、位置関係情報に基づいて走査させる振動子アレイ101を切り替えることにより、人手を増やすことなく安全に穿刺することができる。   According to the ultrasonic diagnostic apparatus 1 of at least one embodiment described above, the positional information acquisition unit 14 acquires positional relationship information between the puncture needle 20 and the scanning surface of the second transducer array 101b, and the positional relationship information By switching the transducer array 101 to be scanned based on the above, it is possible to puncture safely without increasing manpower.

なお、以上説明した少なくとも1つの実施形態において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、あるいは、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC))、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路17に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路17にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。   The term “processor” used in at least one of the embodiments described above is, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), or an application specific integrated circuit (ASIC). )), Programmable logic devices (for example, Simple Programmable Logic Device (SPLD), Complex Programmable Logic Device (CPLD), Field Programmable Gate Array (FPGA)), etc. Means the circuit. The processor implements the function by reading and executing the program stored in the storage circuit 17. Instead of storing the program in the storage circuit 17, the program may be directly incorporated into the processor circuit. In this case, the processor realizes the function by reading and executing the program incorporated in the circuit. Note that each processor of the present embodiment is not limited to being configured as a single circuit for each processor, but may be configured as a single processor by combining a plurality of independent circuits to realize the function. Good.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1 超音波診断装置
10 プローブ
101 振動子アレイ
101a 第1の振動子アレイ
101b 第2の振動子アレイ
11 送信回路
12 受信回路
14 位置情報取得部
15 処理回路
16 ディスプレイ
17 記憶回路
18 入力回路
20 穿刺針
21 穿刺ガイド
30 前立腺
31 直腸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic diagnostic apparatus 10 Probe 101 Transducer array 101a 1st transducer array 101b 2nd transducer array 11 Transmission circuit 12 Reception circuit 14 Position information acquisition part 15 Processing circuit 16 Display 17 Storage circuit 18 Input circuit 20 Puncture needle 21 Puncture guide 30 Prostate 31 Rectum

Claims (8)

被検体に挿入される器具を観察可能なプローブであって、前記器具の挿入方向と平行な面で超音波走査する第1の振動子アレイと前記第1の振動子アレイの走査面とは異なる面を超音波走査する第2の振動子アレイとを備えたプローブと、
前記第1の振動子アレイが受信した超音波信号に基づいて第1の超音波画像を生成し、前記第2の振動子アレイが受信した超音波信号に基づいて第2の超音波画像を生成する、画像生成部と、
前記第1の超音波画像と前記第2の超音波画像とのうち少なくとも1つを表示する表示部と、
前記器具と前記第2の振動子アレイの走査面との位置関係情報を取得する位置情報取得部と、
前記位置情報取得部が取得した位置関係情報に基づいて、前記第1の振動子アレイと前記第2の振動子アレイとのうちどちらで走査するかを判定する判定部と、
を備えた超音波診断装置。
A probe capable of observing an instrument inserted into a subject, wherein the first transducer array that performs ultrasonic scanning on a plane parallel to the insertion direction of the instrument is different from the scanning plane of the first transducer array A probe comprising a second transducer array for ultrasonically scanning the surface;
A first ultrasonic image is generated based on the ultrasonic signal received by the first transducer array, and a second ultrasonic image is generated based on the ultrasonic signal received by the second transducer array. An image generation unit;
A display unit for displaying at least one of the first ultrasonic image and the second ultrasonic image;
A positional information acquisition unit that acquires positional relationship information between the instrument and the scanning plane of the second transducer array;
A determination unit that determines which of the first transducer array and the second transducer array is scanned based on the positional relationship information acquired by the position information acquisition unit;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記判定部によって走査可能とすると判定された振動子アレイに対応する超音波画像は、前記振動子アレイが受信した超音波信号に基づいて前記画像生成部によって順次生成され、動画像として前記表示部に表示される、
請求項1に記載の超音波診断装置。
The ultrasonic image corresponding to the transducer array determined to be scannable by the determination unit is sequentially generated by the image generation unit based on the ultrasonic signal received by the transducer array, and the display unit is used as a moving image. Displayed in the
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1.
走査させる振動子アレイが前記判定部の判定に基づいて切り替わる場合に、前記画像生成部は、切り替え後に走査中となる振動子アレイに対応する超音波画像と、切り替え後に走査が停止する振動子アレイに対応する超音波画像とを並べた表示画像を生成し、
前記表示画像における、切り替え後に走査を停止する振動子アレイに対応する超音波画像は、切り替え直前に生成された静止画像で前記表示部に表示される、
請求項1または請求項2に記載の超音波診断装置。
When the transducer array to be scanned is switched based on the determination of the determination unit, the image generation unit includes an ultrasonic image corresponding to the transducer array being scanned after switching, and a transducer array whose scanning is stopped after switching Generates a display image that is aligned with the ultrasound image corresponding to
The ultrasonic image corresponding to the transducer array that stops scanning after switching in the display image is displayed on the display unit as a still image generated immediately before switching.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 or 2.
前記画像生成部は、走査中の振動子アレイに対応する超音波画像を強調した表示画像を生成し、
前記表示部は前記表示画像を表示する、
請求項1ないし請求項3のうちいずれか1項に記載の超音波診断装置。
The image generation unit generates a display image in which an ultrasonic image corresponding to the transducer array being scanned is emphasized,
The display unit displays the display image;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記位置情報取得部は、前記器具と前記プローブの位置関係情報を出力する位置センサを有し、
前記位置関係情報に基づいて前記器具と前記第2の振動子アレイの走査面との距離を求める、
請求項1ないし請求項4のうちいずれか1項に記載の超音波診断装置。
The position information acquisition unit has a position sensor that outputs positional information of the instrument and the probe,
Obtaining a distance between the instrument and the scanning plane of the second transducer array based on the positional relationship information;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 4.
前記位置情報取得部は、前記第1の超音波画像における前記器具に対応する画像成分を検出して前記器具の位置情報を出力する画像解析部を有し、
前記画像解析部は前記器具の位置情報に基づいて前記器具と前記第2の振動子アレイの走査面との距離を求める、
請求項1ないし請求項4のうちいずれか1項に記載の超音波診断装置。
The position information acquisition unit includes an image analysis unit that detects an image component corresponding to the instrument in the first ultrasonic image and outputs position information of the instrument.
The image analysis unit obtains a distance between the instrument and the scanning plane of the second transducer array based on the position information of the instrument;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 4.
被検体に挿入される器具を観察可能なプローブであって、前記器具の挿入方向と平行な面で超音波走査する第1の振動子アレイと前記第1の振動子アレイの走査面とは異なる面を超音波走査する第2の振動子アレイとを備えたプローブと、
前記第1の振動子アレイが受信した超音波信号に基づいて第1の超音波画像を生成し、前記第2の振動子アレイが受信した超音波信号に基づいて第2の超音波画像を生成する、画像生成部と、
前記第1の超音波画像と前記第2の超音波画像とのうち少なくとも1つを表示する表示部と、
前記器具と前記第2の振動子アレイの走査面との位置関係情報を取得する位置情報取得部と、
前記位置情報取得部が取得した位置関係情報に基づいて、前記第1の超音波画像と前記第2の超音波画像とのうちいずれの超音波画像を動画像として生成させるかを判定する判定部と、
を備えた超音波診断装置。
A probe capable of observing an instrument inserted into a subject, wherein the first transducer array that performs ultrasonic scanning on a plane parallel to the insertion direction of the instrument is different from the scanning plane of the first transducer array A probe comprising a second transducer array for ultrasonically scanning the surface;
A first ultrasonic image is generated based on the ultrasonic signal received by the first transducer array, and a second ultrasonic image is generated based on the ultrasonic signal received by the second transducer array. An image generation unit;
A display unit for displaying at least one of the first ultrasonic image and the second ultrasonic image;
A positional information acquisition unit that acquires positional relationship information between the instrument and the scanning plane of the second transducer array;
A determination unit that determines which of the first ultrasonic image and the second ultrasonic image is to be generated as a moving image based on the positional relationship information acquired by the position information acquisition unit. When,
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
被検体に挿入される器具を観察可能なプローブであって、前記器具の挿入方向と平行な面で超音波走査する第1の振動子アレイと前記第1の振動子アレイの走査面とは異なる面を超音波走査する第2の振動子アレイとを備えたプローブと、
前記第1の振動子アレイが受信した超音波信号に基づいて第1の超音波画像を生成し、前記第2の振動子アレイが受信した超音波信号に基づいて第2の超音波画像を生成する、画像生成部と、
前記第1の超音波画像と前記第2の超音波画像とのうち少なくとも1つを表示する表示部と、
前記器具と前記第2の振動子アレイの走査面との位置関係情報を取得する位置情報取得部と、
前記位置情報取得部が取得した位置関係情報に基づいて、前記第1の超音波画像と前記第2の超音波画像とのうちいずれの超音波画像を強調表示させるかを判定する判定部と、
を備えた超音波診断装置。
A probe capable of observing an instrument inserted into a subject, wherein the first transducer array that performs ultrasonic scanning on a plane parallel to the insertion direction of the instrument is different from the scanning plane of the first transducer array A probe comprising a second transducer array for ultrasonically scanning the surface;
A first ultrasonic image is generated based on the ultrasonic signal received by the first transducer array, and a second ultrasonic image is generated based on the ultrasonic signal received by the second transducer array. An image generation unit;
A display unit for displaying at least one of the first ultrasonic image and the second ultrasonic image;
A positional information acquisition unit that acquires positional relationship information between the instrument and the scanning plane of the second transducer array;
A determination unit that determines which of the first ultrasonic image and the second ultrasonic image is to be highlighted based on the positional relationship information acquired by the positional information acquisition unit;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
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