JP2018134271A - Ultrasonic diagnosis device and ultrasonic diagnosis support program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic diagnosis device that enables puncture to be performed safely and reliably.SOLUTION: An ultrasonic diagnosis device 10 includes a probe 70, a cross section setting part 225, a cross-sectional image data generation part 227, and a display control part 229. The probe includes a plurality of piezoelectric transducer groups that constitute an ultrasonic transmission/reception surface. The cross section setting part sets at least one cross section based on a spatial position of at least one second piezoelectric transducer group different from a first piezoelectric transducer group used for the present ultrasonic transmission/reception of a plurality of ultrasonic transmission/reception surfaces for volume data acquired beforehand. The cross-sectional image data generation part generates at least one piece of cross-sectional image data corresponding to at least one set cross section from the volume data. The display control part displays at least one cross-sectional image on the basis of the at least one piece of cross-sectional image data together with an ultrasonic image on the basis of ultrasonic image data acquired through the first piezoelectric transducer group.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、超音波診断装置、及び超音波診断支援プログラムに関する。   Embodiments described herein relate generally to an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic diagnostic support program.

超音波診断装置を用いて得られた超音波画像の観察下において穿刺を行う場合、患者の病巣部(検査/治療対象)等の関心部位(ROI:Region of Interest)に穿刺針を刺入することにより、所定の検査あるいは治療が行われる。   When performing a puncture while observing an ultrasound image obtained using an ultrasound diagnostic device, a puncture needle is inserted into a region of interest (ROI) such as a patient's lesion (examination / treatment target). Thus, a predetermined examination or treatment is performed.

このとき、超音波診断装置では、例えば、画面の左側には超音波診断装置で取得された超音波画像をリアルタイムに表示し、右側には他のモダリティを用いて取得され、かつ、リアルタイムに表示される超音波画像の断面位置に対応したCT(Computed Tomography)画像又はMR(Magnetic Resonance)画像等を表示する。   At this time, in the ultrasonic diagnostic apparatus, for example, the ultrasonic image acquired by the ultrasonic diagnostic apparatus is displayed in real time on the left side of the screen, and acquired using other modalities on the right side and displayed in real time. A CT (Computed Tomography) image or an MR (Magnetic Resonance) image corresponding to the cross-sectional position of the ultrasonic image to be displayed is displayed.

ところで、前立腺の経会陰穿刺等では、複数の断面に関する超音波画像を取得可能なバイプレーンプローブが用いられる場合がある。バイプレーンプローブは、互いに交差する2断面を超音波走査可能な2つの超音波送受信面を有している。超音波送受信面の一方は、バイプレーンプローブの先端に設けられ、通常、腫瘍等の病巣部の確認を目的に用いられる。超音波送受信面の他方は、バイプレーンプローブの側面に設けられ、通常、穿刺針を監視するために用いられる。   By the way, in the transperineal puncture of the prostate, a biplane probe capable of acquiring ultrasonic images related to a plurality of cross sections may be used. The biplane probe has two ultrasonic transmission / reception surfaces that can ultrasonically scan two cross sections that intersect each other. One of the ultrasonic transmission / reception surfaces is provided at the tip of the biplane probe and is usually used for the purpose of confirming a lesion such as a tumor. The other of the ultrasonic wave transmitting / receiving surfaces is provided on the side surface of the biplane probe and is usually used for monitoring the puncture needle.

一方、穿刺を安全、かつ、確実に行うためのユーザーニーズとして、病巣部及び穿刺針の双方をリアルタイムに表示し、かつ、位置同期されたMPR(Multi-planar Reconstruction)画像を表示することが挙げられる。   On the other hand, user needs for performing puncture safely and reliably include displaying both the lesion and the puncture needle in real time and displaying a position-synchronized MPR (Multi-planar Reconstruction) image. It is done.

ここで、バイプレーンプローブの2つの超音波送受信面を用いて同時送受信する場合、送受信される超音波がお互いに干渉し、超音波画像の画質に著しい問題が発生する。このため、2つの超音波送受信面を用いて取得される超音波画像をリアルタイムで同時に表示することはできない。   Here, when simultaneous transmission / reception is performed using the two ultrasonic transmission / reception surfaces of the biplane probe, the transmitted / received ultrasonic waves interfere with each other, causing a significant problem in the image quality of the ultrasonic image. For this reason, it is impossible to simultaneously display in real time an ultrasonic image acquired using two ultrasonic transmission / reception surfaces.

WO2013-021711WO2013-021711

本実施形態の目的は、穿刺を安全、かつ、確実に行うことを可能とする超音波診断装置を提供することにある。   An object of the present embodiment is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that enables puncture to be performed safely and reliably.

実施形態によれば、超音波診断装置は、プローブ、断面設定部、断面画像データ生成部及び表示制御部を具備する。プローブは、超音波送受信面を構成する複数の圧電振動子群を有する。断面設定部は、予め取得されたボリュームデータに対し、前記複数の超音波送受信面のうち現在の超音波送受信に用いられている第1の圧電振動子群とは異なる少なくとも一つの第2の圧電振動子群の空間位置に基づいて、少なくとも一つの断面を設定する。断面画像データ生成部は、前記設定された少なくとも一つの断面に対応する少なくとも一つの断面画像データを、前記ボリュームデータから生成する。表示制御部は、前記少なくとも一つの断面画像データに基づく少なくとも一つの断面画像を、前記第1の圧電振動子群を介して取得された超音波画像データに基づく超音波画像と共に表示する。   According to the embodiment, the ultrasonic diagnostic apparatus includes a probe, a cross-section setting unit, a cross-sectional image data generation unit, and a display control unit. The probe has a plurality of piezoelectric vibrator groups constituting an ultrasonic wave transmitting / receiving surface. The cross-section setting unit applies at least one second piezoelectric element different from the first piezoelectric transducer group used for current ultrasonic transmission / reception among the plurality of ultrasonic transmission / reception surfaces to the volume data acquired in advance. At least one cross section is set based on the spatial position of the transducer group. The cross-sectional image data generation unit generates at least one cross-sectional image data corresponding to the set at least one cross-section from the volume data. The display control unit displays at least one cross-sectional image based on the at least one cross-sectional image data together with an ultrasonic image based on the ultrasonic image data acquired via the first piezoelectric vibrator group.

図1は、第1の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment. 図2は、第1の実施形態に係る超音波プローブを示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the ultrasonic probe according to the first embodiment. 図3は、直腸に第1の実施形態に係る超音波プローブを挿入し、経直腸穿刺を行う様子を示す断面模式図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state where the ultrasonic probe according to the first embodiment is inserted into the rectum and transrectal puncture is performed. 図4は、第1の実施形態に係る超音波診断装置が超音波プローブを用いて取得される超音波画像を表示する際の制御回路の動作を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the control circuit when the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment displays an ultrasonic image acquired using the ultrasonic probe. 図5は、第1の実施形態に係る表示機器に表示される超音波画像及びMPR画像の表示態様の一例を表す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a display mode of the ultrasonic image and the MPR image displayed on the display device according to the first embodiment. 図6は、第1の実施形態に係る表示機器に表示される超音波画像及びMPR画像の表示態様の一例を表す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a display mode of the ultrasonic image and the MPR image displayed on the display device according to the first embodiment. 図7は、第2の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment. 図8は、第2の実施形態に係る超音波診断装置が超音波プローブを用いて取得される超音波画像及び穿刺針に関する画像を表示する際の制御回路の動作を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the control circuit when the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment displays an ultrasonic image acquired using an ultrasonic probe and an image related to a puncture needle. 図9は、第2の実施形態に係る表示機器に表示される超音波画像、MPR画像、及び穿刺針に関する画像の表示態様の一例を表す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a display mode of an ultrasonic image, an MPR image, and an image related to the puncture needle displayed on the display device according to the second embodiment. 図10は、第2の実施形態に係る表示機器に表示される針C面の一例を表す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the needle C surface displayed on the display device according to the second embodiment. 図11は、第2の実施形態に係る表示機器に表示される針C面の一例を表す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the needle C surface displayed on the display device according to the second embodiment. 図12は、第3の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the third embodiment. 図13は、第3の実施形態に係る穿刺用アダプタを示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a puncture adapter according to a third embodiment. 図14は、直腸に第3の実施形態に係る超音波プローブを挿入し、経会陰穿刺を行う様子を示す断面模式図である。FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the ultrasonic probe according to the third embodiment is inserted into the rectum and transperineal puncture is performed. 図15は、第2の実施形態に係る超音波診断装置が超音波プローブを用いて取得される超音波画像及び穿刺針に関する画像を表示する際の制御回路の動作を示すフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the control circuit when the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment displays an ultrasonic image acquired using an ultrasonic probe and an image related to a puncture needle. 図16は、第4の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the fourth embodiment. 図17は、第4の実施形態に係る超音波プローブの一例を示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating an example of an ultrasonic probe according to the fourth embodiment. 図18は、第4の実施形態に係る超音波診断装置が穿刺針の位置に応じて走査面を変更しながら走査する際の制御回路の動作を示すフローチャートである。FIG. 18 is a flowchart showing the operation of the control circuit when the ultrasonic diagnostic apparatus according to the fourth embodiment performs scanning while changing the scanning surface according to the position of the puncture needle. 図19は、第4の実施形態に係る超音波診断装置が穿刺針の位置に応じて走査面を変更する一例を説明するための図である。FIG. 19 is a diagram for explaining an example in which the ultrasonic diagnostic apparatus according to the fourth embodiment changes the scanning plane in accordance with the position of the puncture needle. 図20は、第5の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す図である。FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the fifth embodiment. 図21は、第5の実施形態に係る超音波診断装置が穿刺針の位置に応じて走査面を変更しながら走査する際の制御回路の動作を示すフローチャートである。FIG. 21 is a flowchart showing the operation of the control circuit when the ultrasonic diagnostic apparatus according to the fifth embodiment performs scanning while changing the scanning surface according to the position of the puncture needle.

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

[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を図1のブロック図を参照して説明する。
[First Embodiment]
An ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to a first embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG.

図1に示されるように、超音波診断装置1は、装置本体10、超音波プローブ70、位置センサシステム30、表示機器50、及び入力装置60を備える。装置本体10は、ネットワーク100を介して外部装置40と接続される。また、装置本体10は、位置センサシステム30、表示機器50、及び入力装置60と接続される。第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、穿刺術において利用される場合を想定し、超音波プローブ70とともに穿刺針80が用いられる。   As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 includes an apparatus main body 10, an ultrasonic probe 70, a position sensor system 30, a display device 50, and an input device 60. The apparatus main body 10 is connected to the external apparatus 40 via the network 100. Further, the apparatus main body 10 is connected to the position sensor system 30, the display device 50, and the input device 60. The ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment is assumed to be used in puncture, and a puncture needle 80 is used together with the ultrasonic probe 70.

位置センサシステム30は、超音波プローブ70及び超音波画像の3次元の位置情報を取得するためのシステムである。位置センサシステム30は、位置センサ31と位置検出装置32とを備える。   The position sensor system 30 is a system for acquiring three-dimensional position information of the ultrasonic probe 70 and the ultrasonic image. The position sensor system 30 includes a position sensor 31 and a position detection device 32.

位置センサシステム30は、例えば、磁気センサ、赤外線センサまたは赤外線カメラ用のターゲット等を位置センサ31として超音波プローブ70に装着させることで、超音波プローブ70の3次元の位置情報を取得する。なお、超音波プローブ70にジャイロセンサ(角速度センサ)を内蔵させ、このジャイロセンサにより超音波プローブ70の3次元の位置情報を取得してもよい。また、位置センサシステム30は、超音波プローブ70をカメラで撮影し、撮影した画像を画像認識処理することにより超音波プローブ70の3次元の位置情報を取得してもよい。また、位置センサシステム30は、超音波プローブ70をロボットアームで保持し、ロボットアームの3次元空間の位置を超音波プローブ70の位置情報として取得してもよい。   The position sensor system 30 acquires, for example, three-dimensional position information of the ultrasonic probe 70 by attaching a target for a magnetic sensor, an infrared sensor, or an infrared camera to the ultrasonic probe 70 as the position sensor 31. Note that a gyro sensor (angular velocity sensor) may be incorporated in the ultrasonic probe 70, and the three-dimensional position information of the ultrasonic probe 70 may be acquired by the gyro sensor. Further, the position sensor system 30 may acquire the three-dimensional position information of the ultrasonic probe 70 by capturing the ultrasonic probe 70 with a camera and performing image recognition processing on the captured image. Further, the position sensor system 30 may hold the ultrasonic probe 70 with a robot arm and acquire the position of the robot arm in the three-dimensional space as the position information of the ultrasonic probe 70.

以下では、位置センサシステム30が磁気センサを用いて超音波プローブ70の位置情報を取得する場合を例に説明する。具体的には、位置センサシステム30は、例えば磁気発生コイルなどを有する磁気発生器(図示せず)をさらに含む。磁気発生器は、磁気発生器自身を中心として、外側に向かって磁場を形成する。形成された磁場には、位置精度が保証される磁場空間が定義される。よって、磁気発生器の配置は、検査の対象となる生体が、位置精度が保証される磁場空間内に包含されるように配置されればよい。超音波プローブ70に装着される位置センサ31は、磁気発生器によって形成される3次元の磁場の強度及び傾きを検出する。これにより、超音波プローブ70の位置と方向とを取得することができる。位置センサ31は、検出した磁場の強度及び傾きを位置検出装置32へ出力する。   Hereinafter, a case where the position sensor system 30 acquires position information of the ultrasonic probe 70 using a magnetic sensor will be described as an example. Specifically, the position sensor system 30 further includes a magnetic generator (not shown) having, for example, a magnetic generating coil. The magnetic generator forms a magnetic field outward with the magnetic generator itself as a center. The formed magnetic field defines a magnetic field space in which positional accuracy is guaranteed. Therefore, the magnetic generator may be arranged so that the living body to be examined is included in the magnetic field space where the positional accuracy is guaranteed. The position sensor 31 attached to the ultrasonic probe 70 detects the intensity and inclination of the three-dimensional magnetic field formed by the magnetic generator. Thereby, the position and direction of the ultrasonic probe 70 can be acquired. The position sensor 31 outputs the detected magnetic field strength and inclination to the position detection device 32.

位置検出装置32は、位置センサ31で検出された磁場の強度及び傾きに基づき、例えば、所定の位置を原点とした3次元空間における超音波プローブ70の位置(スキャン面の位置(x,y,z)及び回転角度(θx,θy,θz))を算出する。このとき、所定の位置は、例えば、磁気発生器が配置される位置とする。位置検出装置32は、算出した位置(x,y,z,θx,θy,θz)に関する位置情報を装置本体10へ送信する。   The position detection device 32, for example, based on the intensity and inclination of the magnetic field detected by the position sensor 31, for example, the position of the ultrasonic probe 70 (scan surface position (x, y, z) and rotation angles (θx, θy, θz)) are calculated. At this time, the predetermined position is, for example, a position where the magnetic generator is disposed. The position detection device 32 transmits position information regarding the calculated position (x, y, z, θx, θy, θz) to the apparatus main body 10.

なお、上述のように取得した位置情報と超音波プローブ70から送受信された超音波の超音波画像データとを時刻同期などで対応付けることにより、超音波画像データに位置情報を付与することができる。   The positional information can be added to the ultrasonic image data by associating the positional information acquired as described above with the ultrasonic image data of the ultrasonic waves transmitted and received from the ultrasonic probe 70 by time synchronization or the like.

超音波プローブ70は、複数の圧電振動子、圧電振動子に設けられる整合層、及び圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。超音波プローブ70は、装置本体10と着脱自在に接続される。複数の圧電振動子は、装置本体10が有する超音波送信回路11から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ70には、後述するオフセット処理や、超音波画像のフリーズなどの際に押下されるボタンが配置されてもよい。   The ultrasonic probe 70 includes a plurality of piezoelectric vibrators, a matching layer provided in the piezoelectric vibrator, a backing material that prevents propagation of ultrasonic waves from the piezoelectric vibrator to the rear, and the like. The ultrasonic probe 70 is detachably connected to the apparatus main body 10. The plurality of piezoelectric vibrators generate ultrasonic waves based on a drive signal supplied from an ultrasonic transmission circuit 11 included in the apparatus body 10. The ultrasonic probe 70 may be provided with a button that is pressed when an offset process, which will be described later, or when an ultrasonic image is frozen.

超音波プローブ70から生体Pに超音波が送信されると、送信された超音波は、生体Pの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ70が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが移動している血流や心臓壁などの表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して周波数偏移を受ける。超音波プローブ70は、生体Pからの反射波信号を受信して電気信号に変換する。   When ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic probe 70 to the living body P, the transmitted ultrasonic waves are reflected one after another at the discontinuous surface of the acoustic impedance in the body tissue of the living body P, and the ultrasonic probe 70 is reflected as a reflected wave signal. It is received by a plurality of piezoelectric vibrators. The amplitude of the received reflected wave signal depends on the difference in acoustic impedance at the discontinuous surface where the ultrasonic wave is reflected. The reflected wave signal when the transmitted ultrasonic pulse is reflected by the moving blood flow or the surface of the heart wall depends on the velocity component of the moving object in the ultrasonic transmission direction due to the Doppler effect. Subject to frequency shift. The ultrasonic probe 70 receives a reflected wave signal from the living body P and converts it into an electrical signal.

図2は、第1の実施形態に係る超音波プローブ70の一例を示す図である。図2に示されるように、超音波プローブ70は、第1の圧電振動子群701、及び第2の圧電振動子群702を備える。超音波プローブ70において、第1の圧電振動子群701、及び第2の圧電振動子群702は、それぞれ独立に設けられる。なお、超音波プローブ70は、3以上の圧電振動子群を有するマルチプレーンプローブであってもよい。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the ultrasonic probe 70 according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the ultrasonic probe 70 includes a first piezoelectric vibrator group 701 and a second piezoelectric vibrator group 702. In the ultrasonic probe 70, the first piezoelectric vibrator group 701 and the second piezoelectric vibrator group 702 are provided independently of each other. The ultrasonic probe 70 may be a multi-plane probe having three or more piezoelectric vibrator groups.

第1の圧電振動子群701は、生体Pのアキシャル面の超音波画像であるコンベックス画像を取得するための振動子の集合である。第1の圧電振動子群701は、超音波プローブ70の先端部において周方向に沿って取り付けられている。第1の圧電振動子群701は、図2に示される走査面F1の範囲を走査可能である。   The first piezoelectric vibrator group 701 is a set of vibrators for acquiring a convex image that is an ultrasonic image of the axial surface of the living body P. The first piezoelectric vibrator group 701 is attached along the circumferential direction at the tip of the ultrasonic probe 70. The first piezoelectric vibrator group 701 can scan the range of the scanning plane F1 shown in FIG.

第2の圧電振動子群702は、生体Pのサジタル面の超音波画像であるリニア画像を取得するための振動子の集合である。第2の圧電振動子群702は、超音波プローブ70の周側面の一部に長手方向に沿って取り付けられている。第2の圧電振動子群702は、図2に示される走査面F2の範囲を走査可能である。   The second piezoelectric vibrator group 702 is a set of vibrators for acquiring a linear image that is an ultrasonic image of the sagittal surface of the living body P. The second piezoelectric vibrator group 702 is attached to a part of the circumferential side surface of the ultrasonic probe 70 along the longitudinal direction. The second piezoelectric vibrator group 702 can scan the range of the scanning plane F2 shown in FIG.

超音波プローブ70には、穿刺用アダプタ81が設けられる。穿刺用アダプタ81は、穿刺針80の刺入初期位置を規定でき、さらに、穿刺針80を刺入方向に対してスライド自在に保持できる。穿刺用アダプタ81は、穿刺針80の刺入角度を自在に調整可能とする。穿刺針80は、穿刺用アダプタ81を用いて、超音波の走査面に沿うように生体に刺入される。   The ultrasonic probe 70 is provided with a puncture adapter 81. The puncture adapter 81 can define the initial insertion position of the puncture needle 80, and can hold the puncture needle 80 slidably in the insertion direction. The puncture adapter 81 allows the puncture angle of the puncture needle 80 to be freely adjusted. The puncture needle 80 is inserted into the living body using the puncture adapter 81 along the ultrasonic scanning plane.

穿刺針80は、どのような種類の穿刺針でもよい。例えば、病巣部の組織採取を目的とした生検用(生体組織検査用)の穿刺針であってもよいし、病巣部の焼灼治療が可能なRFA穿刺針などの焼灼治療用の穿刺針であってもよい。   The puncture needle 80 may be any kind of puncture needle. For example, it may be a biopsy (biological tissue examination) puncture needle for the purpose of collecting tissue in a lesion, or an ablation treatment puncture needle such as an RFA puncture needle capable of ablation treatment of a lesion. There may be.

図3は、直腸に第1の実施形態に係る超音波プローブを挿入し、経直腸穿刺を行う様子の一例を示す断面模式図である。経直腸穿刺では、穿刺針80は、直腸に挿入した超音波プローブに沿った方向に動作する。経直腸穿刺が行われる場合、図3に示されるように、超音波プローブ70は、例えば、生体Pの直腸H1に挿入される。また、穿刺針80は、例えば、生体Pの直腸H1の内壁から前立腺H2に直接刺入される。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a state in which the ultrasonic probe according to the first embodiment is inserted into the rectum and transrectal puncture is performed. In transrectal puncture, the puncture needle 80 moves in a direction along the ultrasonic probe inserted into the rectum. When transrectal puncture is performed, as shown in FIG. 3, the ultrasonic probe 70 is inserted into the rectum H <b> 1 of the living body P, for example. The puncture needle 80 is directly inserted into the prostate H2 from the inner wall of the rectum H1 of the living body P, for example.

そして、図3に示されるように、第1の圧電振動子群701から前立腺H2の関心領域に向けて超音波が照射されると、前立腺H2の関心領域における反射波信号が取得される。これにより、前立腺H2の関心領域の映像化が可能となる。また、第2の圧電振動子群702から穿刺針80に向けて超音波が照射されると、穿刺針80及び生体Pの周辺組織における反射波信号が取得される。これにより、穿刺針80の映像化が可能となる。   As shown in FIG. 3, when ultrasonic waves are irradiated from the first piezoelectric vibrator group 701 toward the region of interest of the prostate H2, a reflected wave signal in the region of interest of the prostate H2 is acquired. As a result, the region of interest of the prostate H2 can be visualized. Further, when ultrasonic waves are irradiated from the second piezoelectric vibrator group 702 toward the puncture needle 80, a reflected wave signal in the surrounding tissue of the puncture needle 80 and the living body P is acquired. As a result, the puncture needle 80 can be visualized.

図1に示される装置本体10は、超音波プローブ70が受信した反射波信号に基づいて超音波画像を生成する装置である。装置本体10は、図1に示すように、超音波送信回路11、超音波受信回路12、Bモード処理回路13、ドプラ処理回路14、3次元処理回路15、表示処理回路16、内部記憶回路17、画像メモリ18(シネメモリ)、画像データベース19、入力インタフェース回路20、通信インタフェース回路21及び制御回路22を含む。   The apparatus main body 10 shown in FIG. 1 is an apparatus that generates an ultrasonic image based on a reflected wave signal received by the ultrasonic probe 70. As shown in FIG. 1, the apparatus body 10 includes an ultrasonic transmission circuit 11, an ultrasonic reception circuit 12, a B-mode processing circuit 13, a Doppler processing circuit 14, a three-dimensional processing circuit 15, a display processing circuit 16, and an internal storage circuit 17. , An image memory 18 (cine memory), an image database 19, an input interface circuit 20, a communication interface circuit 21, and a control circuit 22.

超音波送信回路11は、超音波プローブ70に駆動信号を供給するプロセッサである。超音波送信回路11は、例えば、トリガ発生回路、遅延回路、及びパルサ回路等により実現される。トリガ発生回路は、制御回路22の制御の下、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。遅延回路は、超音波プローブ70から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、トリガ発生回路が発生する各レートパルスに対し与える。パルサ回路は、制御回路22の制御の下、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ70の第1の圧電振動子群701又は第2の圧電振動子群702のうちいずれか一方のみに駆動信号(駆動パルス)を印加する。遅延回路により各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向が任意に調整可能となる。   The ultrasonic transmission circuit 11 is a processor that supplies a drive signal to the ultrasonic probe 70. The ultrasonic transmission circuit 11 is realized by, for example, a trigger generation circuit, a delay circuit, and a pulser circuit. The trigger generation circuit repeatedly generates rate pulses for forming transmission ultrasonic waves at a predetermined rate frequency under the control of the control circuit 22. The delay circuit sets the delay time for each piezoelectric vibrator necessary for determining the transmission directivity by focusing the ultrasonic wave generated from the ultrasonic probe 70 into a beam shape for each rate pulse generated by the trigger generation circuit. Give to. The pulsar circuit controls the drive signal to only one of the first piezoelectric transducer group 701 or the second piezoelectric transducer group 702 of the ultrasonic probe 70 at the timing based on the rate pulse under the control of the control circuit 22. (Drive pulse) is applied. By changing the delay time given to each rate pulse by the delay circuit, the transmission direction from the surface of the piezoelectric vibrator can be arbitrarily adjusted.

超音波受信回路12は、超音波プローブ70が受信した反射波信号に対して各種処理を施し、受信信号を生成するプロセッサである。超音波受信回路12は、例えば、アンプ回路、A/D変換器、受信遅延回路、及び加算器等により実現される。アンプ回路は、超音波プローブ70が受信した反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。A/D変換器は、ゲイン補正された反射波信号をデジタル信号に変換する。受信遅延回路は、デジタル信号に受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算器は、遅延時間が与えられた複数のデジタル信号を加算する。加算器の加算処理により、受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調された受信信号が発生する。   The ultrasonic reception circuit 12 is a processor that performs various processes on the reflected wave signal received by the ultrasonic probe 70 and generates a reception signal. The ultrasonic reception circuit 12 is realized by, for example, an amplifier circuit, an A / D converter, a reception delay circuit, and an adder. The amplifier circuit performs gain correction processing by amplifying the reflected wave signal received by the ultrasonic probe 70 for each channel. The A / D converter converts the gain-corrected reflected wave signal into a digital signal. The reception delay circuit gives a delay time necessary for determining the reception directivity to the digital signal. The adder adds a plurality of digital signals given delay times. By the addition processing of the adder, a reception signal in which the reflection component from the direction corresponding to the reception directivity is emphasized is generated.

Bモード処理回路13は、超音波受信回路12から受け取った受信信号に基づき、Bモードデータを生成するプロセッサである。Bモード処理回路13は、超音波受信回路12から受け取った受信信号に対して包絡線検波処理、及び対数増幅処理等を施し、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ(Bモードデータ)を生成する。生成されたBモードデータは、2次元的な超音波走査線上のBモードRAWデータとして不図示のRAWデータメモリに記憶される。   The B-mode processing circuit 13 is a processor that generates B-mode data based on the reception signal received from the ultrasonic reception circuit 12. The B-mode processing circuit 13 performs envelope detection processing, logarithmic amplification processing, and the like on the reception signal received from the ultrasonic reception circuit 12, and data in which the signal intensity is expressed by brightness (B-mode data). Is generated. The generated B mode data is stored in a RAW data memory (not shown) as B mode RAW data on a two-dimensional ultrasonic scanning line.

ドプラ処理回路14は、超音波受信回路12から受け取った受信信号に基づき、ドプラ波形、及びドプラデータを生成するプロセッサである。ドプラ処理回路14は、受信信号から血流信号を抽出し、抽出した血流信号からドプラ波形を生成すると共に、血流信号から平均速度、分散、及びパワー等の情報を多点について抽出したデータ(ドプラデータ)を生成する。生成されたドプラデータは、2次元的な超音波走査線上のドプラRAWデータとして不図示のRAWデータメモリに記憶される。   The Doppler processing circuit 14 is a processor that generates a Doppler waveform and Doppler data based on the received signal received from the ultrasonic receiving circuit 12. The Doppler processing circuit 14 extracts a blood flow signal from the received signal, generates a Doppler waveform from the extracted blood flow signal, and data obtained by extracting information such as average velocity, variance, and power from the blood flow signal at multiple points. (Doppler data) is generated. The generated Doppler data is stored in a RAW data memory (not shown) as Doppler RAW data on a two-dimensional ultrasonic scanning line.

3次元処理回路15は、Bモード処理回路13、及びドプラ処理回路14により生成されたデータに基づき、ボリュームデータ(3次元画像データ)を生成可能なプロセッサである。   The three-dimensional processing circuit 15 is a processor that can generate volume data (three-dimensional image data) based on the data generated by the B-mode processing circuit 13 and the Doppler processing circuit 14.

3次元処理回路15は、RAWデータメモリに記憶されたBモードデータに対し、空間的な位置情報を加味した補間処理を含むRAW−ボクセル変換を実行することで、所望の範囲のボクセルから構成されるボリュームデータを生成する。   The three-dimensional processing circuit 15 is configured from voxels in a desired range by executing RAW-voxel conversion including interpolation processing with spatial position information added to B-mode data stored in the RAW data memory. Generate volume data.

また、3次元処理回路15は、発生したボリュームデータに対してレンダリング処理を施し、レンダリング画像データを生成する。   In addition, the three-dimensional processing circuit 15 performs rendering processing on the generated volume data to generate rendering image data.

表示処理回路16は、各種画像を表示機器50に表示するプロセッサである。表示処理回路16は、座標変換処理等により、表示画像としての超音波画像データを生成する。座標変換処理とは、例えば、Bモードデータ、及びドプラデータからなる超音波走査の走査線の信号列を、テレビ等に代表される一般的なビデオフォーマットの走査線信号列であるビデオ信号に変換する処理である。   The display processing circuit 16 is a processor that displays various images on the display device 50. The display processing circuit 16 generates ultrasonic image data as a display image by coordinate conversion processing or the like. The coordinate conversion processing is, for example, converting a scanning line signal line of ultrasonic scanning composed of B-mode data and Doppler data into a video signal that is a scanning line signal line of a general video format represented by a television or the like. It is processing to do.

表示処理回路16は、RAWデータメモリに記憶されたBモードRAWデータに基づいてBモード画像データを生成する。Bモード画像データは、音波の集束などの超音波プローブの特性や超音波ビーム(例えば、送受信ビーム)の音場特性などが反映された画素値(輝度値)を有する。例えば、Bモード画像データにおいて、被走査領域において超音波のフォーカス付近では、非フォーカス部分よりも相対的に高輝度となる。表示処理回路16は、生成したBモード画像データを表示機器50に超音波画像として表示させる。   The display processing circuit 16 generates B mode image data based on the B mode RAW data stored in the RAW data memory. The B-mode image data has pixel values (brightness values) reflecting the characteristics of an ultrasonic probe such as focusing of sound waves, the sound field characteristics of an ultrasonic beam (for example, transmission / reception beam), and the like. For example, in the B-mode image data, the luminance is relatively higher in the scanned region near the focus of the ultrasonic wave than in the non-focused portion. The display processing circuit 16 displays the generated B-mode image data on the display device 50 as an ultrasonic image.

また、表示処理回路16は、RAWデータメモリに記憶されたドプラRAWデータに基づいて、平均速度画像、分散画像、パワー画像等に係るドプラ画像データを生成する。表示処理回路16は、生成したドプラ画像データを表示機器50に超音波画像として表示させる。   In addition, the display processing circuit 16 generates Doppler image data related to the average speed image, the dispersed image, the power image, and the like based on the Doppler RAW data stored in the RAW data memory. The display processing circuit 16 displays the generated Doppler image data on the display device 50 as an ultrasonic image.

また、表示処理回路16は、3次元処理回路15において生成された各種画像データに対し、ダイナミックレンジ、輝度(ブライトネス)、コントラスト、γカーブ補正、及びRGB変換などの各種処理を実行することで、画像データをビデオ信号に変換する。表示処理回路16は、ビデオ信号を表示機器50に超音波画像として表示させる。   Further, the display processing circuit 16 executes various processes such as a dynamic range, brightness (brightness), contrast, γ curve correction, and RGB conversion on various image data generated by the three-dimensional processing circuit 15. Convert image data into video signal. The display processing circuit 16 displays the video signal on the display device 50 as an ultrasonic image.

なお、表示処理回路16は、操作者(例えば、術者)が入力インタフェース回路20により各種指示を入力するためのユーザインタフェース(GUI:Graphical User Interface)を生成し、GUIを表示機器50に表示させてもよい。表示機器50としては、例えば、CRTディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、LEDディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。   The display processing circuit 16 generates a user interface (GUI: Graphical User Interface) for an operator (for example, an operator) to input various instructions using the input interface circuit 20, and displays the GUI on the display device 50. May be. As the display device 50, for example, a CRT display, a liquid crystal display, an organic EL display, an LED display, a plasma display, or any other display known in the art can be used as appropriate.

内部記憶回路17は、例えば、磁気的若しくは光学的記録媒体、又は半導体メモリ等のプロセッサにより読み取り可能な記録媒体等を有する。内部記憶回路17は、超音波送受信を実現するための制御プログラム、画像処理を行うための制御プログラム、及び表示処理を行なうための制御プログラム等を記憶している。また、内部記憶回路17は、本実施形態に係る各種機能を実現するための制御プログラムを記憶している。また、内部記憶回路17は、診断情報(例えば、患者ID、医師の所見等)、診断プロトコル、ボディマーク生成プログラム、及び映像化に用いるカラーデータの範囲を診断部位ごとに予め設定する変換テーブルなどのデータ群を記憶している。また、内部記憶回路17は、生体内の臓器の構造に関する解剖学図譜、例えば、アトラスを記憶してもよい。   The internal storage circuit 17 includes, for example, a magnetic or optical recording medium, or a recording medium that can be read by a processor such as a semiconductor memory. The internal storage circuit 17 stores a control program for realizing ultrasonic transmission / reception, a control program for performing image processing, a control program for performing display processing, and the like. The internal storage circuit 17 stores a control program for realizing various functions according to the present embodiment. The internal storage circuit 17 also includes diagnostic information (for example, patient ID, doctor's findings, etc.), diagnostic protocol, body mark generation program, and conversion table for presetting the range of color data used for imaging for each diagnostic part. The data group is memorized. The internal storage circuit 17 may store an anatomical chart related to the structure of the organ in the living body, for example, an atlas.

また、内部記憶回路17は、入力インタフェース回路20を介して入力される記憶操作に従い、3次元処理回路15で生成されたボリュームデータ、及びレンダリング画像データを記憶する。なお、内部記憶回路17は、入力インタフェース回路20を介して入力される記憶操作に従い、3次元処理回路15で生成したボリュームデータ、及びレンダリング画像データを、操作順番及び操作時間を含めて記憶してもよい。内部記憶回路17は、記憶しているデータを、通信インタフェース回路21を介して外部装置へ転送することも可能である。   Further, the internal storage circuit 17 stores the volume data generated by the three-dimensional processing circuit 15 and the rendering image data in accordance with a storage operation input via the input interface circuit 20. The internal storage circuit 17 stores the volume data generated by the three-dimensional processing circuit 15 and the rendering image data including the operation order and operation time in accordance with the storage operation input via the input interface circuit 20. Also good. The internal storage circuit 17 can also transfer the stored data to an external device via the communication interface circuit 21.

画像メモリ18は、例えば、磁気的若しくは光学的記録媒体、又は半導体メモリ等のプロセッサにより読み取り可能な記録媒体等を有する。画像メモリ18は、入力インタフェース回路20を介して入力されるフリーズ操作直前の複数フレームに対応する画像データを保存する。画像メモリ18に記憶されている画像データは、例えば、連続表示(シネ表示)される。   The image memory 18 includes, for example, a magnetic or optical recording medium, or a recording medium that can be read by a processor such as a semiconductor memory. The image memory 18 stores image data corresponding to a plurality of frames immediately before the freeze operation input via the input interface circuit 20. The image data stored in the image memory 18 is continuously displayed (cine display), for example.

画像データベース19は、外部装置40から転送される画像データを記憶する。例えば、画像データベース19は、過去の診察において取得された同一患者に関する過去画像データを、外部装置40から取得して記憶する。過去画像データには、超音波画像データ、CT(Computed Tomography)画像データ、MR画像データ、PET(Positron Emission Tomography)−CT画像データ、PET−MR画像データ及びX線画像データが含まれる。また、過去画像データは、例えば3次元ボリュームデータ、及びレンダリング画像データとして記憶されている。なお、過去画像データは、当該画像データが取得されてから長時間が経過していないもの、例えば取得されて数日以内のものが好適である。   The image database 19 stores image data transferred from the external device 40. For example, the image database 19 acquires and stores past image data regarding the same patient acquired in the past examination from the external device 40. The past image data includes ultrasound image data, CT (Computed Tomography) image data, MR image data, PET (Positron Emission Tomography) -CT image data, PET-MR image data, and X-ray image data. The past image data is stored as, for example, three-dimensional volume data and rendering image data. The past image data is preferably one that has not passed for a long time since the image data was acquired, for example, one that has been acquired within a few days.

なお、画像データベース19は、MO、CD−R、DVDなどの記録媒体(メディア)に記録された画像データを読み込むことで、所望の画像データを格納してもよい。   The image database 19 may store desired image data by reading image data recorded on a recording medium (media) such as MO, CD-R, or DVD.

入力インタフェース回路20は、入力装置60を介して、ユーザからの各種指示を受け付ける。入力装置60は、例えば、マウス、キーボード、パネルスイッチ、スライダースイッチ、トラックボール、ロータリーエンコーダ、操作パネル及びタッチコマンドスクリーン(TCS)である。入力インタフェース回路20は、例えばバスを介して制御回路22に接続され、操作者から入力される操作指示を電気信号へ変換し、電気信号を制御回路22へ出力する。なお、本明細書において入力インタフェース回路20は、マウス及びキーボード等の物理的な操作部品と接続するものだけに限られない。例えば、超音波診断装置1とは別体に設けられた外部の入力機器から入力される操作指示に対応する電気信号を無線信号として受け取り、この電気信号を制御回路22へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース回路20の例に含まれる。   The input interface circuit 20 receives various instructions from the user via the input device 60. The input device 60 is, for example, a mouse, a keyboard, a panel switch, a slider switch, a trackball, a rotary encoder, an operation panel, and a touch command screen (TCS). The input interface circuit 20 is connected to the control circuit 22 via, for example, a bus, converts an operation instruction input from the operator into an electrical signal, and outputs the electrical signal to the control circuit 22. In the present specification, the input interface circuit 20 is not limited to one that is connected to physical operation components such as a mouse and a keyboard. For example, an electrical signal corresponding to an operation instruction input from an external input device provided separately from the ultrasound diagnostic apparatus 1 is received as a wireless signal, and the electrical signal is processed to output the electrical signal to the control circuit 22 A circuit is also included in the example of the input interface circuit 20.

通信インタフェース回路21は、位置センサシステム30と例えば無線により接続し、位置検出装置32から送信される位置情報を受信する。また、通信インタフェース回路21は、ネットワーク100等を介して外部装置40と接続され、外部装置40との間でデータ通信を行う。外部装置40は、例えば、各種の医用画像のデータを管理するシステムであるPACS(Picture Archiving and Communication System)のデータベース、医用画像が添付された電子カルテを管理する電子カルテシステムのデータベース等である。また、外部装置40は、例えば、X線CT装置、及びMRI(Magnetic Resonance Imaging)装置、核医学診断装置、及びX線診断装置等、本実施形態に係る超音波診断装置1以外の各種医用画像診断装置である。なお、外部装置40との通信の規格は、如何なる規格であっても良いが、例えば、DICOM(digital imaging and communication in medicine)が挙げられる。   The communication interface circuit 21 is connected to the position sensor system 30 by radio, for example, and receives position information transmitted from the position detection device 32. The communication interface circuit 21 is connected to the external device 40 via the network 100 or the like, and performs data communication with the external device 40. The external device 40 is, for example, a PACS (Picture Archiving and Communication System) database that is a system that manages data of various medical images, a database of an electronic medical record system that manages an electronic medical record to which medical images are attached, and the like. The external device 40 includes various medical images other than the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the present embodiment, such as an X-ray CT apparatus, an MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus, a nuclear medicine diagnostic apparatus, and an X-ray diagnostic apparatus. It is a diagnostic device. The standard for communication with the external device 40 may be any standard, for example, DICOM (digital imaging and communication in medicine).

制御回路22は、例えば、超音波診断装置1の中枢として機能するプロセッサである。制御回路22は、内部記憶回路17に記憶されている動作プログラムを実行することで、この動作プログラムに対応する機能を実現する。具体的には、制御回路22は、位置情報取得機能221、位置合わせ機能223、断面設定機能225、画像データ生成機能227、表示制御機能229、及び走査制御機能231を有する。   The control circuit 22 is, for example, a processor that functions as the center of the ultrasonic diagnostic apparatus 1. The control circuit 22 executes an operation program stored in the internal storage circuit 17, thereby realizing a function corresponding to the operation program. Specifically, the control circuit 22 includes a position information acquisition function 221, an alignment function 223, a cross-section setting function 225, an image data generation function 227, a display control function 229, and a scanning control function 231.

位置情報取得機能221は、超音波プローブ70に関する位置情報を取得する機能である。位置情報取得機能221が実行されると、制御回路22は、通信インタフェース回路21を介して、位置センサシステム30から超音波プローブ70に関する位置情報を取得する。   The position information acquisition function 221 is a function for acquiring position information regarding the ultrasonic probe 70. When the position information acquisition function 221 is executed, the control circuit 22 acquires position information regarding the ultrasonic probe 70 from the position sensor system 30 via the communication interface circuit 21.

位置合わせ機能223は、超音波診断装置1によりリアルタイムに取得される超音波画像データと、他のモダリティ等により過去に取得された過去画像データとを位置合わせする機能である。位置合わせ機能223が実行されると、制御回路22は、例えば、位置情報取得機能221により取得された超音波プローブ70に関する位置情報を、所定のレジストレーション手法により超音波画像データ、及び過去画像データに超音波プローブ70に関連付ける。レジストレーション手法は、剛体変換及びアフィン変換等の座標変換を用いる手法、並びに位置合わせの対象となる画像データの類似度に基づく手法等、位置合わせの対象となる複数の画像データを超音波プローブ70に関する位置情報で関連付けられるものであればどのような手法を用いてもよい。   The alignment function 223 is a function for aligning ultrasound image data acquired in real time by the ultrasound diagnostic apparatus 1 and past image data acquired in the past by another modality or the like. When the alignment function 223 is executed, the control circuit 22 uses, for example, the position information regarding the ultrasound probe 70 acquired by the position information acquisition function 221 to obtain ultrasonic image data and past image data by a predetermined registration method. To the ultrasonic probe 70. The registration method includes a method using coordinate transformation such as rigid body transformation and affine transformation, and a method based on the similarity of image data to be registered, and a plurality of pieces of image data to be registered as ultrasonic probes 70. Any method may be used as long as it is associated with the positional information regarding.

この機能で位置合わせの対象となる過去画像データは、例えば、超音波画像データ、CT画像データ、及びMR画像データ等の3次元ボリュームデータである。CT画像データ、及びMR画像データは、超音波画像データでは得られない画像情報を表示したい場合に用いられる。例えば、造影CTで取得されるCT画像データに基づくCT画像は、超音波画像データに基づく超音波画像に比べて画像のコントラストが明瞭であり、視認した際に得られる情報量が多い。また、MR画像データは、CT画像データ、及び超音波画像データでは映像化が難しい前立腺腫瘍を観察することが可能である。   The past image data to be aligned by this function is, for example, three-dimensional volume data such as ultrasonic image data, CT image data, and MR image data. CT image data and MR image data are used when it is desired to display image information that cannot be obtained with ultrasound image data. For example, a CT image based on CT image data acquired by contrast CT has clearer image contrast than an ultrasonic image based on ultrasonic image data, and a large amount of information is obtained when viewed. In addition, MR image data can observe a prostate tumor that is difficult to visualize with CT image data and ultrasound image data.

断面設定機能225は、駆動されてない圧電振動子群の空間位置に基づいて、予め取得された3次元ボリュームデータに対し、観察対象となる断面を設定する機能である。断面設定機能225が実行されると、制御回路22は、例えば、駆動されていない、すなわち超音波送受信に用いられていない第1の圧電振動子群701又は第2の圧電振動子群702の空間位置に基づいて、位置合わせ機能223により位置合わせされた過去画像データにおいて、抽出する断面の空間位置を算出する。制御回路22は、算出した断面の空間位置に基づいて、過去画像データに対し、観察対象となる断面を設定する。   The cross-section setting function 225 is a function for setting a cross-section to be observed with respect to the three-dimensional volume data acquired in advance based on the spatial position of the piezoelectric vibrator group that is not driven. When the cross-section setting function 225 is executed, the control circuit 22 is not driven, for example, the space of the first piezoelectric vibrator group 701 or the second piezoelectric vibrator group 702 that is not used for ultrasonic transmission / reception. Based on the position, the spatial position of the cross section to be extracted is calculated in the past image data aligned by the alignment function 223. The control circuit 22 sets a cross section to be observed with respect to past image data based on the calculated spatial position of the cross section.

画像データ生成機能227は、断面画像データを、3次元ボリュームデータから生成する機能である。画像データ生成機能227が実行されると、制御回路22は、例えば、断面設定機能225により設定された断面に対応する断面画像データを、当該断面が設定された過去画像データから生成する。   The image data generation function 227 is a function that generates cross-sectional image data from three-dimensional volume data. When the image data generation function 227 is executed, the control circuit 22 generates, for example, cross-sectional image data corresponding to the cross section set by the cross-section setting function 225 from the past image data in which the cross section is set.

表示制御機能229は、予め取得された3次元ボリュームデータから生成された断面画像データに基づく断面画像を、超音波診断装置1によりリアルタイムに取得される超音波画像データと共に表示する機能である。表示制御機能229が実行されると、制御回路22は、例えば画像データ生成機能227により第1の圧電振動子群701の空間位置に基づいて生成された断面画像データに基づく断面画像を、第2の圧電振動子群702を介して取得された超音波画像データに基づく超音波画像と共に表示機器50に表示する。また、制御回路22は、例えば画像データ生成機能227により第2の圧電振動子群702の空間位置に基づいて生成された断面画像データに基づく断面画像を、第1の圧電振動子群701を介して取得された超音波画像データに基づく超音波画像と共に表示機器50に表示する。なお、表示制御機能229は、ネットワーク100を介して接続される外部装置40のディスプレイなどに表示させるために、断面画像データと超音波画像データとを外部装置40に出力してもよい。   The display control function 229 is a function for displaying a cross-sectional image based on the cross-sectional image data generated from the three-dimensional volume data acquired in advance together with the ultrasonic image data acquired in real time by the ultrasonic diagnostic apparatus 1. When the display control function 229 is executed, the control circuit 22 generates a second cross-sectional image based on the cross-sectional image data generated based on the spatial position of the first piezoelectric vibrator group 701 by the image data generation function 227, for example. Are displayed on the display device 50 together with an ultrasonic image based on the ultrasonic image data acquired via the piezoelectric vibrator group 702. Further, the control circuit 22 transmits a cross-sectional image based on the cross-sectional image data generated based on the spatial position of the second piezoelectric vibrator group 702 by the image data generation function 227 via the first piezoelectric vibrator group 701, for example. And displayed on the display device 50 together with the ultrasonic image based on the acquired ultrasonic image data. Note that the display control function 229 may output cross-sectional image data and ultrasonic image data to the external device 40 for display on a display or the like of the external device 40 connected via the network 100.

走査制御機能231は、超音波走査を制御する機能である。走査制御機能231が実行されると、制御回路22は、例えば入力インタフェース回路20を介し、第1の圧電振動子群701を駆動するか、又は、第2の圧電振動子群702を駆動するかを示す超音波の送受信条件を受け付ける。制御回路22は、受け付けた送受信条件に従って、超音波送信回路11及び超音波受信回路12を制御し、超音波プローブ70が備える第1の圧電振動子群701又は第2の圧電振動子群702の一方を駆動して生体Pに対して超音波の送信しその反射波信号を受信する超音波走査を実行する。また、制御回路22は、入力インタフェース回路20を介した超音波の送受信条件の入力に応じ、例えば駆動される圧電振動子を検査の途中で切替えることが可能である。なお、超音波の送受信条件は、例えば初期設定されている送受信条件を用いてもよい。   The scanning control function 231 is a function that controls ultrasonic scanning. When the scanning control function 231 is executed, the control circuit 22 drives the first piezoelectric vibrator group 701 or the second piezoelectric vibrator group 702 via, for example, the input interface circuit 20. An ultrasonic transmission / reception condition indicating is received. The control circuit 22 controls the ultrasonic transmission circuit 11 and the ultrasonic reception circuit 12 according to the received transmission / reception conditions, and controls the first piezoelectric vibrator group 701 or the second piezoelectric vibrator group 702 included in the ultrasonic probe 70. One side is driven, ultrasonic waves are transmitted to the living body P, and ultrasonic scanning is performed to receive the reflected wave signal. Further, the control circuit 22 can switch, for example, a driven piezoelectric vibrator in the course of an inspection in accordance with an input of ultrasonic transmission / reception conditions via the input interface circuit 20. The ultrasonic transmission / reception conditions may be, for example, the transmission / reception conditions that are initially set.

基本制御機能233は、超音波診断装置1の入出力等の基本動作を制御する機能である。基本制御機能233が実行されると、制御回路22は、例えば入力インタフェース回路20を介し、検査対象となる患者に関する情報を受け付ける。検査対象となる患者に関する情報は、例えば、患者ID、氏名、及び検査対象部位等を含む。制御回路22は、受け付けた患者に関する情報に対応する過去画像データを、画像データベース19から読み出す。   The basic control function 233 is a function for controlling basic operations such as input / output of the ultrasonic diagnostic apparatus 1. When the basic control function 233 is executed, the control circuit 22 receives information about the patient to be examined through the input interface circuit 20, for example. The information regarding the patient to be inspected includes, for example, a patient ID, a name, a site to be inspected, and the like. The control circuit 22 reads past image data corresponding to the received information about the patient from the image database 19.

位置情報取得機能221、位置合わせ機能223、断面設定機能225、画像データ生成機能227、表示制御機能229、及び走査制御機能231は、制御プログラムとして組み込まれていてもよいし、制御回路22自体または装置本体10に制御回路22が参照可能な回路として、各機能を実行可能な専用のハードウェア回路が組み込まれていてもよい。   The position information acquisition function 221, the alignment function 223, the cross-section setting function 225, the image data generation function 227, the display control function 229, and the scanning control function 231 may be incorporated as a control program, or the control circuit 22 itself or As a circuit that can be referred to by the control circuit 22 in the apparatus main body 10, a dedicated hardware circuit that can execute each function may be incorporated.

次に、第1の実施形態に係る超音波診断装置1の動作について、図4のフローチャートを参照して説明する。図4は、第1の実施形態に係る超音波診断装置1が超音波プローブ70を用いて取得される超音波画像を表示する際の制御回路22の動作の例を示すフローチャートである。以下では、腫瘍等の病巣部が含まれるコンベックス画像を取得する第1の圧電振動子群701が駆動される場合を例に説明する。   Next, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of the operation of the control circuit 22 when the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment displays an ultrasonic image acquired using the ultrasonic probe 70. Hereinafter, a case where the first piezoelectric vibrator group 701 that acquires a convex image including a lesion such as a tumor is driven will be described as an example.

制御回路22は、入力インタフェース回路20を介して、検査対象となる患者に関する情報、及び超音波の送受信条件が入力されると、受け付けた患者に関する情報に対応する過去画像データ(3次元ボリュームデータ)を、画像データベース19から読み出す(ステップSA1)。このとき、制御回路22は、超音波送信回路11及び超音波受信回路12を制御し、第1の圧電振動子群701を駆動して超音波走査を開始する。   When the information about the patient to be examined and the ultrasound transmission / reception conditions are input via the input interface circuit 20, the control circuit 22 receives past image data (three-dimensional volume data) corresponding to the received information about the patient. Are read from the image database 19 (step SA1). At this time, the control circuit 22 controls the ultrasonic transmission circuit 11 and the ultrasonic reception circuit 12, and drives the first piezoelectric transducer group 701 to start ultrasonic scanning.

次に、制御回路22は、位置情報取得機能221を実行し、位置検出装置32から超音波プローブ70の位置情報を取得する(ステップSA2)。   Next, the control circuit 22 executes the position information acquisition function 221 and acquires the position information of the ultrasonic probe 70 from the position detection device 32 (step SA2).

次に、制御回路22は、位置合わせ機能223を実行し、第1の圧電振動子群701の超音波走査により生成された超音波画像データを、表示処理回路16から読み出す。そして、制御回路22は、ステップSA2において取得された超音波プローブ70に関する位置情報を、所定のレジストレーション手法により、読み出した超音波画像データ、及びステップSA1において読み出された過去画像データに関連付ける(ステップSA3)。   Next, the control circuit 22 executes the alignment function 223 and reads ultrasonic image data generated by ultrasonic scanning of the first piezoelectric transducer group 701 from the display processing circuit 16. Then, the control circuit 22 associates the positional information regarding the ultrasonic probe 70 acquired in step SA2 with the read ultrasonic image data and the past image data read in step SA1 by a predetermined registration method ( Step SA3).

次に、制御回路22は、断面設定機能225を実行し、駆動されていない第2の圧電振動子群702の空間位置に基づいて、ステップSA3において位置合わせされた過去画像データにおいて、抽出する断面の空間位置を算出する。具体的には、制御回路22は、第2の圧電振動子群702を用いてリニア画像を取得するために超音波走査される走査面に相当する断面の空間位置を算出する。制御回路22は、算出した断面の空間位置に基づいて、過去画像データに対し、観察対象となる断面を設定する(ステップSA4)。   Next, the control circuit 22 executes the cross-section setting function 225, and extracts the cross-section to be extracted from the past image data aligned in step SA3 based on the spatial position of the second piezoelectric vibrator group 702 that is not driven. The spatial position of is calculated. Specifically, the control circuit 22 calculates the spatial position of the cross section corresponding to the scanning surface that is ultrasonically scanned to acquire a linear image using the second piezoelectric transducer group 702. The control circuit 22 sets a cross section to be observed for the past image data based on the calculated spatial position of the cross section (step SA4).

次に、制御回路22は、画像データ生成機能227を実行し、ステップSA4において設定された断面に対応する断面画像データを、ステップSA3において位置合わせされた過去画像データから生成する(ステップSA5)。   Next, the control circuit 22 executes the image data generation function 227, and generates cross-sectional image data corresponding to the cross-section set in step SA4 from the past image data aligned in step SA3 (step SA5).

次に、制御回路22は、表示制御機能229を実行して表示処理回路16を制御し、ステップSA5において生成された断面画像データに基づく断面画像を、ステップSA3において読み出した超音波画像データに基づく超音波画像と共に表示する(ステップSA6)。図5は、第1の実施形態に係る表示機器に表示される超音波画像及びMPR画像の表示態様の一例を表す図である。図5では、表示機器50において、右側の領域501にはコンベックス画像に相当するLive画像5011が表示されている。また、左側の領域502にはリニア画像に相当するMPR画像5021が表示されている。Live画像5011は、第1の圧電振動子群701の超音波走査により生成された超音波画像データに基づく超音波画像を表す。MPR画像5021は、駆動されていない第2の圧電振動子群702の空間位置に基づいて、過去画像データ(3次元ボリュームデータ)から生成された断面画像データに基づく断面画像を表す。   Next, the control circuit 22 executes the display control function 229 to control the display processing circuit 16, and the cross-sectional image based on the cross-sectional image data generated in step SA5 is based on the ultrasonic image data read in step SA3. It is displayed together with the ultrasonic image (step SA6). FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a display mode of the ultrasonic image and the MPR image displayed on the display device according to the first embodiment. In FIG. 5, in the display device 50, a Live image 5011 corresponding to a convex image is displayed in the right region 501. In the left area 502, an MPR image 5021 corresponding to a linear image is displayed. The Live image 5011 represents an ultrasonic image based on ultrasonic image data generated by ultrasonic scanning of the first piezoelectric transducer group 701. The MPR image 5021 represents a cross-sectional image based on cross-sectional image data generated from past image data (three-dimensional volume data) based on the spatial position of the second piezoelectric vibrator group 702 that is not driven.

なお、制御回路22は、図6に示されるように、右側の領域501にコンベックス画像に相当するMPR画像5012が表示され、かつ、左側の領域502にリニア画像に相当するLive画像5022が表示されるようにしてもよい。このとき、制御回路22は、第2の圧電振動子群702を駆動して超音波走査を開始する。MPR画像5012は、駆動されていない第1の圧電振動子群701の空間位置に基づいて、過去画像データ(3次元ボリュームデータ)から生成された断面画像データに基づく断面画像を表す。Live画像5022は、第2の圧電振動子群702の超音波走査により生成されたリニア画像である超音波画像データに基づく超音波画像を表す。   As shown in FIG. 6, the control circuit 22 displays the MPR image 5012 corresponding to the convex image in the right region 501 and the Live image 5022 corresponding to the linear image in the left region 502. You may make it do. At this time, the control circuit 22 starts the ultrasonic scanning by driving the second piezoelectric vibrator group 702. The MPR image 5012 represents a cross-sectional image based on cross-sectional image data generated from past image data (three-dimensional volume data) based on the spatial position of the first piezoelectric vibrator group 701 that is not driven. The Live image 5022 represents an ultrasonic image based on ultrasonic image data that is a linear image generated by ultrasonic scanning of the second piezoelectric transducer group 702.

最後に、制御回路22は、例えば入力インタフェース回路20を介して超音波走査を終了する旨の指示が入力されているか否か判定する(ステップSA7)。制御回路22は、終了する旨の指示が入力されていると判定した場合(ステップSA7のYes)、当該一連の処理を終了する。制御回路22は、終了する旨の指示が入力されていないと判定した場合(ステップSA7のNo)、ステップSA2からステップSA7までの処理を再び実行する。   Finally, the control circuit 22 determines whether or not an instruction to end the ultrasonic scanning is input via the input interface circuit 20, for example (step SA7). When the control circuit 22 determines that an instruction to end is input (Yes in step SA7), the series of processing ends. If the control circuit 22 determines that an instruction to end is not input (No in step SA7), the control circuit 22 executes the processing from step SA2 to step SA7 again.

第1の実施形態によれば、制御回路22は、予め画像データベース19に記憶された過去画像データに対し、駆動されていない圧電振動子の位置に基づいて、観察対象となる断面を設定する。制御回路22は、設定された断面に対応する断面画像データを、過去画像データから生成する。制御回路22は、生成した断面画像データに基づく断面画像と、駆動している圧電振動子を超音波走査することにより取得された超音波画像データに基づく超音波画像と共に表示機器50に表示する。   According to the first embodiment, the control circuit 22 sets a cross-section to be observed based on the position of the piezoelectric vibrator that is not driven with respect to past image data stored in the image database 19 in advance. The control circuit 22 generates cross-sectional image data corresponding to the set cross-section from the past image data. The control circuit 22 displays the cross-sectional image based on the generated cross-sectional image data on the display device 50 together with the ultrasonic image based on the ultrasonic image data acquired by ultrasonically scanning the driving piezoelectric vibrator.

これにより、第1の圧電振動子群701及び第2の圧電振動子群702を同時に駆動して超音波送受信した場合のコンベックス画像とリニア画像との同時表示を疑似的に実現できる。すなわち、腫瘍等の病巣部の状態及び穿刺針の状態を同時に観察できる。   Thereby, the simultaneous display of the convex image and the linear image in the case where the first piezoelectric vibrator group 701 and the second piezoelectric vibrator group 702 are simultaneously driven to transmit and receive ultrasonic waves can be realized in a pseudo manner. That is, the state of the lesion such as a tumor and the state of the puncture needle can be observed simultaneously.

したがって、第1の実施形態に係る超音波診断装置によれば、穿刺を安全、かつ、確実に行うことが可能となる。   Therefore, according to the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment, puncturing can be performed safely and reliably.

[第2の実施形態]
第1の実施形態では、超音波プローブ70に位置センサ31を設置し、超音波プローブ70に関する位置情報に基づいて、過去画像データに対し、観察対象となる断面を設定する場合について説明した。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, a case has been described in which the position sensor 31 is installed in the ultrasonic probe 70 and a cross-section to be observed is set for past image data based on position information regarding the ultrasonic probe 70.

穿刺では、例えば、穿刺針を含む断面において収集された2次元画像が表示され、操作者は、病巣部と穿刺針とを観察し、これらの位置関係を把握しながら病巣部に穿刺針を刺入する。このような場合、さらに安全、かつ、確実な穿刺を行うためには、穿刺針の先端部分を把握し、実際の穿刺針の位置が表示された画像を視認することが必要となる。   In puncture, for example, a two-dimensional image collected on a cross section including the puncture needle is displayed, and the operator observes the lesion and the puncture needle, and punctures the lesion while grasping the positional relationship between them. Enter. In such a case, in order to perform safer and more reliable puncture, it is necessary to grasp the tip portion of the puncture needle and visually recognize an image on which the actual position of the puncture needle is displayed.

そこで第2の実施形態では、第1の実施形態に係る表示形態に加えて穿刺針に関する画像を表示する場合について説明する。このとき、穿刺針にも位置センサを設置し、位置センサで超音波プローブとの位置関係を計算することで、挿入されて見えにくい穿刺針の位置を案内できるようにする。   Therefore, in the second embodiment, a case will be described in which an image related to the puncture needle is displayed in addition to the display form according to the first embodiment. At this time, a position sensor is also installed in the puncture needle, and the positional relationship with the ultrasonic probe is calculated by the position sensor, so that the position of the puncture needle that is inserted and difficult to see can be guided.

第2の実施形態に係る超音波診断装置1Aを図7のブロック図を参照して説明する。   An ultrasonic diagnostic apparatus 1A according to the second embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG.

図7に示されるように、超音波診断装置1Aは、装置本体10A、超音波プローブ70、位置センサシステム30、表示機器50、及び入力装置60に加えて位置センサ82を備える。装置本体10Aは、ネットワーク100を介して外部装置40と接続される。また、装置本体10Aは、位置センサシステム30、表示機器50、入力装置60、及び位置センサ82と接続される。第2の実施形態に係る超音波診断装置1Aにおいても、第1の実施形態と同様に、穿刺術において利用される場合を想定し、超音波プローブ70とともに穿刺針80が用いられる。   As illustrated in FIG. 7, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 </ b> A includes a position sensor 82 in addition to the apparatus main body 10 </ b> A, the ultrasonic probe 70, the position sensor system 30, the display device 50, and the input device 60. The apparatus main body 10A is connected to the external apparatus 40 via the network 100. Further, the apparatus main body 10A is connected to the position sensor system 30, the display device 50, the input device 60, and the position sensor 82. In the ultrasonic diagnostic apparatus 1A according to the second embodiment, similarly to the first embodiment, a puncture needle 80 is used together with the ultrasonic probe 70, assuming a case where it is used in puncture.

第2の実施形態係る穿刺針80には、位置センサ82が装着される。位置センサ82は、超音波プローブ70に設置される位置センサ31とは別の位置センサである。位置センサ82は、穿刺針80の少なくとも先端部分の位置を計測することで、穿刺針80の位置情報が得られる。なお、位置センサ82は無線信号を送信し、外部にある受信器が、位置センサ82からの無線信号に基づいて穿刺針80の位置情報を算出してもよい。位置センサ82は、穿刺針80の位置を計測する一般的なセンサであればよいので、ここでの詳細な説明は省略する。   A position sensor 82 is attached to the puncture needle 80 according to the second embodiment. The position sensor 82 is a position sensor different from the position sensor 31 installed in the ultrasonic probe 70. The position sensor 82 obtains position information of the puncture needle 80 by measuring the position of at least the distal end portion of the puncture needle 80. The position sensor 82 may transmit a wireless signal, and an external receiver may calculate the position information of the puncture needle 80 based on the wireless signal from the position sensor 82. Since the position sensor 82 may be a general sensor that measures the position of the puncture needle 80, a detailed description thereof is omitted here.

図7に示される装置本体10Aは、超音波プローブ70が受信した反射波信号に基づいて超音波画像を生成する装置である。装置本体10Aは、図7に示すように、超音波送信回路11、超音波受信回路12、Bモード処理回路13、ドプラ処理回路14、3次元処理回路15、表示処理回路16、内部記憶回路17、画像メモリ18(シネメモリ)、画像データベース19、入力インタフェース回路20、通信インタフェース回路21及び制御回路22Aを含む。   The apparatus main body 10A shown in FIG. 7 is an apparatus that generates an ultrasonic image based on a reflected wave signal received by the ultrasonic probe 70. As shown in FIG. 7, the apparatus main body 10A includes an ultrasonic transmission circuit 11, an ultrasonic reception circuit 12, a B-mode processing circuit 13, a Doppler processing circuit 14, a three-dimensional processing circuit 15, a display processing circuit 16, and an internal storage circuit 17. , An image memory 18 (cine memory), an image database 19, an input interface circuit 20, a communication interface circuit 21, and a control circuit 22A.

制御回路22Aは、例えば、超音波診断装置1Aの中枢として機能するプロセッサである。制御回路22Aは、内部記憶回路17に記憶されている動作プログラムを実行することで、この動作プログラムに対応する機能を実現する。具体的には、制御回路22Aは、位置情報取得機能221A、穿刺情報生成機能222A、位置合わせ機能223A、断面設定機能225A、画像データ生成機能227A、表示制御機能229A、走査制御機能231、及び基本制御機能233を有する。   The control circuit 22A is, for example, a processor that functions as the center of the ultrasonic diagnostic apparatus 1A. The control circuit 22A executes an operation program stored in the internal storage circuit 17, thereby realizing a function corresponding to the operation program. Specifically, the control circuit 22A includes a position information acquisition function 221A, a puncture information generation function 222A, an alignment function 223A, a cross-section setting function 225A, an image data generation function 227A, a display control function 229A, a scanning control function 231, and a basic function. A control function 233 is provided.

位置情報取得機能221Aは、超音波プローブ70に関する位置情報に加えて穿刺針80に関する位置情報を取得する機能である。位置情報取得機能221Aが実行されると、制御回路22Aは、通信インタフェース回路21を介して、位置センサシステム30から超音波プローブ70に関する位置情報と、位置センサ82から穿刺針80に関する位置情報とを取得する。   The position information acquisition function 221 </ b> A is a function of acquiring position information regarding the puncture needle 80 in addition to position information regarding the ultrasonic probe 70. When the position information acquisition function 221 </ b> A is executed, the control circuit 22 </ b> A receives the position information regarding the ultrasonic probe 70 from the position sensor system 30 and the position information regarding the puncture needle 80 from the position sensor 82 via the communication interface circuit 21. get.

穿刺情報生成機能222Aは、超音波プローブ70のスキャン領域に対する穿刺針の位置を特定可能な穿刺情報を生成する機能である。穿刺情報生成機能222が実行されると、制御回路22Aは、時系列に得られる穿刺針80に関する位置情報と、超音波プローブ70に関する位置情報とから、穿刺針80の少なくとも先端部分の位置及び穿刺方向に関する情報を含む穿刺情報を生成する。   The puncture information generation function 222A is a function of generating puncture information that can specify the position of the puncture needle with respect to the scan region of the ultrasonic probe 70. When the puncture information generation function 222 is executed, the control circuit 22A determines at least the position of the puncture needle 80 and the puncture from the position information regarding the puncture needle 80 and the position information regarding the ultrasonic probe 70 obtained in time series. Puncturing information including information regarding the direction is generated.

断面設定機能225Aは、駆動されてない圧電振動子の空間位置に基づいて、予め取得された3次元ボリュームデータに対し、観察対象となる断面を設定する機能である。断面設定機能225との違いは、さらに穿刺情報生成機能222により生成された穿刺情報を用いる点にある。断面設定機能225が実行されると、制御回路22Aは、例えば、駆動されていない、すなわち超音波送受信に用いられていない第1の圧電振動子群701又は第2の圧電振動子群702の空間位置、及び穿刺情報生成機能222により生成された穿刺情報に基づいて、位置合わせ機能223により位置合わせされた過去画像データを用いて、抽出する断面の空間位置を算出する。具体的には、制御回路22は、例えば第2の圧電振動子群702を用いて超音波走査される走査面に相当する断面であって、かつ穿刺情報により特定される穿刺針80を含む断面の空間位置を算出する。制御回路22は、算出した断面の空間位置に基づいて、過去画像データに対し、観察対象となる断面を設定する。   The cross-section setting function 225A is a function for setting a cross-section to be observed with respect to the three-dimensional volume data acquired in advance based on the spatial position of the piezoelectric vibrator that is not driven. The difference from the cross-section setting function 225 is that the puncture information generated by the puncture information generation function 222 is used. When the cross-section setting function 225 is executed, the control circuit 22A, for example, the space of the first piezoelectric vibrator group 701 or the second piezoelectric vibrator group 702 that is not driven, that is, not used for ultrasonic transmission / reception. Based on the position and puncture information generated by the puncture information generation function 222, the spatial position of the cross section to be extracted is calculated using the past image data aligned by the alignment function 223. Specifically, the control circuit 22 is a cross section corresponding to a scanning surface that is ultrasonically scanned using, for example, the second piezoelectric transducer group 702 and includes a puncture needle 80 specified by puncture information. The spatial position of is calculated. The control circuit 22 sets a cross section to be observed with respect to past image data based on the calculated spatial position of the cross section.

画像データ生成機能227Aは、画像データ生成機能227により生成される断面画像データに加えて、穿刺針80に関する画像データを生成する機能である。画像データ生成機能227Aが実行されると、制御回路22Aは、穿刺情報に基づいて、生成した断面画像データに対応する穿刺針80に関する画像データを生成する。穿刺針80に関する画像データは、穿刺ガイド画像データ、及び穿刺針画像データを含む。穿刺ガイド画像データは、第1の圧電振動子群701又は第2の圧電振動子群702のスキャン領域における穿刺針80の穿刺対象となる腫瘍等の生体部位(目標部位ともいう)への刺入予定経路を示す画像データである。穿刺針画像データは、穿刺針の視認性を高めるために穿刺針の現在の位置を示す画像データである。   The image data generation function 227A is a function of generating image data related to the puncture needle 80 in addition to the cross-sectional image data generated by the image data generation function 227. When the image data generation function 227A is executed, the control circuit 22A generates image data related to the puncture needle 80 corresponding to the generated cross-sectional image data based on the puncture information. The image data regarding the puncture needle 80 includes puncture guide image data and puncture needle image data. The puncture guide image data is inserted into a living body site (also referred to as a target site) such as a tumor to be punctured by the puncture needle 80 in the scan region of the first piezoelectric transducer group 701 or the second piezoelectric transducer group 702. It is image data which shows a plan route. The puncture needle image data is image data indicating the current position of the puncture needle in order to improve the visibility of the puncture needle.

また、制御回路22Aは、穿刺情報に基づいて、位置合わせ機能223により位置合わせされた超音波画像データに対応する穿刺針80に関する画像データを生成する。   Further, the control circuit 22A generates image data related to the puncture needle 80 corresponding to the ultrasonic image data aligned by the alignment function 223 based on the puncture information.

表示制御機能229Aは、超音波画像データに基づく超音波画像及び断面画像データに基づく断面画像に加えて、当該超音波画像及び断面画像にそれぞれ対応した穿刺針80に関する画像データをそれぞれ重畳表示する。表示制御機能229Aが実行されると、制御回路22Aは、表示処理回路16を制御し、例えば穿刺針80を含むような断面が選択された超音波画像データに基づく超音波画像に対し、対応する穿刺ガイド画像データに基づく穿刺ガイド画像、及び穿刺針画像データに基づく穿刺針画像を重ねて表示機器50に表示する。さらに、制御回路22Aは、表示処理回路16を制御し、例えば画像データ生成機能227により生成された断面画像データに基づく断面画像に対し、対応する穿刺ガイド画像データに基づく穿刺ガイド画像、及び穿刺針画像データに基づく穿刺針画像を重ねて表示機器50に表示する。   The display control function 229A superimposes and displays image data related to the puncture needle 80 corresponding to the ultrasonic image and the cross-sectional image, in addition to the ultrasonic image based on the ultrasonic image data and the cross-sectional image based on the cross-sectional image data. When the display control function 229 </ b> A is executed, the control circuit 22 </ b> A controls the display processing circuit 16 and responds to an ultrasound image based on ultrasound image data in which a cross section including the puncture needle 80 is selected, for example. The puncture guide image based on the puncture guide image data and the puncture needle image based on the puncture needle image data are displayed on the display device 50 in a superimposed manner. Furthermore, the control circuit 22A controls the display processing circuit 16, for example, for a cross-sectional image based on the cross-sectional image data generated by the image data generation function 227, a puncture guide image based on the corresponding puncture guide image data, and a puncture needle A puncture needle image based on the image data is superimposed and displayed on the display device 50.

次に、第2の実施形態に係る超音波診断装置1Aの動作について、図8のフローチャートを参照して説明する。図8は、第2の実施形態に係る超音波診断装置1Aが超音波プローブ70を用いて取得される超音波画像及び穿刺針に関する画像を表示する際の制御回路22Aの動作を示すフローチャートである。以下では、腫瘍等の病巣部が含まれるコンベックス画像を取得する第1の圧電振動子群701が駆動される場合を例に説明する。   Next, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1A according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the control circuit 22A when the ultrasound diagnostic apparatus 1A according to the second embodiment displays an ultrasound image acquired using the ultrasound probe 70 and an image related to the puncture needle. . Hereinafter, a case where the first piezoelectric vibrator group 701 that acquires a convex image including a lesion such as a tumor is driven will be described as an example.

図8に示されるステップSB1は、図4に示されるステップSA1と同様である。   Step SB1 shown in FIG. 8 is the same as step SA1 shown in FIG.

次に、制御回路22Aは、位置情報取得機能221Aを実行し、通信インタフェース回路21を介して、位置検出装置32から超音波プローブ70の位置情報と、位置センサ82から穿刺針80の位置情報とを取得する(ステップSB2)。   Next, the control circuit 22A executes the position information acquisition function 221A, and the position information of the ultrasonic probe 70 from the position detection device 32 and the position information of the puncture needle 80 from the position sensor 82 via the communication interface circuit 21. Is acquired (step SB2).

次に、制御回路22Aは、穿刺情報生成機能222を実行し、時系列に得られる穿刺針80の位置情報と、超音波プローブ70の位置情報とから、穿刺針80の少なくとも先端部分の位置及び穿刺方向に関する情報を含む穿刺情報を生成する(ステップSB3)。生成された穿刺情報には、穿刺針80の3次元座標情報に加えて、穿刺針80と、超音波プローブ70との相対的な位置関係を示す情報が含まれる。   Next, the control circuit 22A executes the puncture information generation function 222, and from the position information of the puncture needle 80 and the position information of the ultrasonic probe 70 obtained in time series, the position of at least the tip portion of the puncture needle 80 and Puncturing information including information regarding the puncturing direction is generated (step SB3). The generated puncture information includes information indicating the relative positional relationship between the puncture needle 80 and the ultrasonic probe 70 in addition to the three-dimensional coordinate information of the puncture needle 80.

図8に示されるステップSB4は、図4に示されるステップSA3と同様である。   Step SB4 shown in FIG. 8 is the same as step SA3 shown in FIG.

次に、制御回路22Aは、断面設定機能225Aを実行し、位置合わせ機能223により位置合わせされた過去画像データを用いて、駆動されていない第2の圧電振動子群702を用いて超音波走査される走査面に相当する断面であって、かつ穿刺情報により特定される穿刺針80を含む断面の空間位置を算出する。制御回路22Aは、算出した断面の空間位置に基づいて、過去画像データに対し、観察対象となる断面を設定する(ステップSB5)。   Next, the control circuit 22A executes the cross-section setting function 225A, and uses the past image data aligned by the alignment function 223 to perform ultrasonic scanning using the second piezoelectric transducer group 702 that is not driven. The spatial position of the cross-section corresponding to the scanning plane and including the puncture needle 80 specified by the puncture information is calculated. Based on the calculated spatial position of the cross section, the control circuit 22A sets a cross section to be observed for the past image data (step SB5).

次に、制御回路22Aは、画像データ生成機能227Aを実行し、ステップSB5において設定された断面に対応する断面画像データを、ステップSB4において位置合わせされた過去画像データから生成する。また、制御回路22Aは、穿刺情報に基づいて、穿刺針80に関する画像データである穿刺ガイド画像データ、及び穿刺針画像データを生成する(ステップSB6)。   Next, the control circuit 22A executes the image data generation function 227A, and generates cross-sectional image data corresponding to the cross-section set in step SB5 from the past image data aligned in step SB4. Further, the control circuit 22A generates puncture guide image data and puncture needle image data, which are image data related to the puncture needle 80, based on the puncture information (step SB6).

次に、制御回路22Aは、表示制御機能229Aを実行し、表示処理回路16を制御して、例えば穿刺針を含むような断面が選択された超音波画像に対し、対応する穿刺ガイド画像データに基づく穿刺ガイド画像、及び穿刺針画像データに基づく穿刺針画像を重ねて表示機器50に表示する。さらに、制御回路22Aは、表示処理回路16を制御し、例えば画像データ生成機能227により生成された断面画像データに基づく断面画像に対し、対応する穿刺ガイド画像データに基づく穿刺ガイド画像、及び穿刺針画像データに基づく穿刺針画像を重ねて表示機器50に表示する。   Next, the control circuit 22A executes the display control function 229A and controls the display processing circuit 16 so that, for example, an ultrasound image in which a cross section including a puncture needle is selected is converted into corresponding puncture guide image data. The puncture guide image based on the puncture needle and the puncture needle image based on the puncture needle image data are superimposed and displayed on the display device 50. Furthermore, the control circuit 22A controls the display processing circuit 16, for example, for a cross-sectional image based on the cross-sectional image data generated by the image data generation function 227, a puncture guide image based on the corresponding puncture guide image data, and a puncture needle A puncture needle image based on the image data is superimposed and displayed on the display device 50.

図9は、第2の実施形態に係る表示機器50に表示される超音波画像、MPR画像、及び穿刺針80に関する画像の表示態様の一例を表す図である。図9では、表示機器50において、右側の領域501にはコンベックス画像に相当するLive画像5011が表示されている。また、左側の領域502にはリニア画像に相当するMPR画像5021が表示されている。図9に示されるように、Live画像5011には、例えば腫瘍等の穿刺対象となる目標部位T1、穿刺ガイド画像VL1、及び穿刺針画像N1が重畳表示されている。また、MPR画像5021には、例えば目標部位T1、穿刺ガイド画像VL2、穿刺針画像N2が重畳表示されている。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a display mode of an image regarding the ultrasonic image, the MPR image, and the puncture needle 80 displayed on the display device 50 according to the second embodiment. In FIG. 9, in the display device 50, a live image 5011 corresponding to a convex image is displayed in a right region 501. In the left area 502, an MPR image 5021 corresponding to a linear image is displayed. As shown in FIG. 9, in the Live image 5011, for example, a target site T1, a puncture guide image VL1, and a puncture needle image N1, which are puncture targets such as a tumor, are superimposed and displayed. Further, in the MPR image 5021, for example, a target site T1, a puncture guide image VL2, and a puncture needle image N2 are superimposed and displayed.

最後に、制御回路22Aは、例えば入力インタフェース回路20を介して超音波走査を終了する旨の指示が入力されているか否か判定する(ステップSB8)。制御回路22Aは、終了する旨の指示が入力されていると判定した場合(ステップSB8のYes)、当該一連の処理を終了する。制御回路22Aは、終了する旨の指示が入力されていないと判定した場合(ステップSB8のNo)、ステップSB2からステップSB8までの処理を再び実行する。   Finally, the control circuit 22A determines whether or not an instruction to end the ultrasonic scanning is input via the input interface circuit 20, for example (step SB8). If the control circuit 22A determines that an instruction to end is input (Yes in step SB8), the series of processing ends. If the control circuit 22A determines that an instruction to end the process has not been input (No in Step SB8), the control circuit 22A executes the processes from Step SB2 to Step SB8 again.

第2の実施形態によれば、制御回路22Aは、超音波画像データに基づく超音波画像及び断面画像データに基づく断面画像を同時に表示すること加えて、表示される超音波画像及び断面画像にそれぞれ対応した穿刺針80に関する画像データをそれぞれ重畳表示する。これにより、挿入されて見えにくい穿刺針の位置を案内することが可能となる。よって、操作者は、穿刺針の進行方向を予想できるため、簡便に穿刺を行うことが可能となる。   According to the second embodiment, the control circuit 22A displays the ultrasonic image based on the ultrasonic image data and the cross-sectional image based on the cross-sectional image data at the same time, and displays the ultrasonic image and the cross-sectional image respectively. The image data related to the corresponding puncture needle 80 is superimposed and displayed. This makes it possible to guide the position of the puncture needle that is inserted and is difficult to see. Therefore, since the operator can predict the advancing direction of the puncture needle, it is possible to perform puncture easily.

(変形例)
なお、穿刺の安全性をより高めるために、針先端付近の状態を針の位置に連動させて表示することが考えられる。以下、断面画像データに基づく断面画像を穿刺針80の先端位置の移動に合わせて、制御回路22Aが先端位置を含むいわゆる針C面として穿刺針の進行方向と平行に移動して見えるように表示する場合について説明する。針C面は、例えば穿刺針の進行方向(視線方向)に垂直な面である。
(Modification)
In order to further improve the safety of puncture, it is conceivable to display the state near the tip of the needle in conjunction with the position of the needle. Hereinafter, in accordance with the movement of the distal end position of the puncture needle 80, the control circuit 22A displays the sectional image based on the sectional image data so that the control circuit 22A appears to move in parallel with the advancing direction of the puncture needle as a so-called needle C surface including the distal end position. The case where it does is demonstrated. The needle C surface is, for example, a surface perpendicular to the advancing direction (sight line direction) of the puncture needle.

図10は、第2の実施形態に係る表示機器50に表示される針C面の一例を表す図である。図10では、穿刺針80の先端を含み、かつ、穿刺針80の進行方向に垂直な面SF1が表示されている。断面SF1は、例えば、穿刺情報に基づいて、図8に示されるステップSB4において位置合わせされた過去画像データ(3次元ボリュームデータ)に対し設定された断面に対応する画像である。このとき、制御回路22Aは、例えば第2の圧電振動子群702を駆動して超音波走査することにより取得されるリニア画像をLive画像として、もう一方を穿刺針80の先端に連動して表示される針C面として並列表示する。このように、針先端付近の状態を針の位置に連動させて表示することで、穿刺の安全性を高めることが可能となる。   FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the needle C surface displayed on the display device 50 according to the second embodiment. In FIG. 10, a surface SF <b> 1 including the tip of the puncture needle 80 and perpendicular to the traveling direction of the puncture needle 80 is displayed. The cross section SF1 is an image corresponding to a cross section set for the past image data (three-dimensional volume data) aligned in step SB4 shown in FIG. 8 based on the puncture information, for example. At this time, the control circuit 22A displays, for example, a linear image acquired by driving the second piezoelectric transducer group 702 and performing ultrasonic scanning as a live image, and the other linked to the tip of the puncture needle 80. Are displayed in parallel as the needle C surface. Thus, by displaying the state near the tip of the needle in conjunction with the position of the needle, it becomes possible to improve the safety of puncture.

なお、3次元ボリュームデータの代わりに、レンダリング画像データを用いてもよい。この場合、カーレースゲームやフライトシミュレータの視線切り替えに近い画像が表示できる。   Note that rendering image data may be used instead of the three-dimensional volume data. In this case, an image close to the line-of-sight switching of a car racing game or a flight simulator can be displayed.

また、応用例として、図11に示されるように、穿刺針80の先端より所定の距離だけ離れた位置に針C面を表示することも可能である。図11では、穿刺針80の先端を含み、かつ、穿刺針80の進行方向に垂直な断面SF2が所定の距離dだけ平行移動した位置に断面SF3が表示されている。距離dは、例えば数ミリメートルである。断面SF3は、例えば、穿刺情報に基づいて、図8に示されるステップSB4において位置合わせされた過去画像データに対し設定された断面に対応する画像である。このように、時間的に少し先を表示するため、刺入されると問題となる危険部位、例えば血管等を早期発見することが可能となる。   As an application example, as shown in FIG. 11, the needle C surface can be displayed at a position away from the tip of the puncture needle 80 by a predetermined distance. In FIG. 11, the cross section SF3 is displayed at a position where the cross section SF2 including the tip of the puncture needle 80 and perpendicular to the advancing direction of the puncture needle 80 is translated by a predetermined distance d. The distance d is several millimeters, for example. The cross section SF3 is an image corresponding to a cross section set for the past image data aligned in step SB4 shown in FIG. 8 based on the puncture information, for example. In this way, since a little ahead is displayed in time, it becomes possible to early detect a dangerous part such as a blood vessel that becomes a problem when inserted.

[第3の実施形態]
第1の実施形態及び第2の実施形態では、経直腸穿刺を行う場合について説明した。経直腸穿刺では、超音波プローブに穿刺用アダプタが固定される。超音波プローブに穿刺用アダプタが固定される場合、例えば超音波画像及び断面画像上において、例えば第2の実施形態において説明した穿刺ガイド画像が重畳表示される位置は固定される。
[Third Embodiment]
In the first embodiment and the second embodiment, the case where transrectal puncture is performed has been described. In transrectal puncture, a puncture adapter is fixed to an ultrasonic probe. When the puncture adapter is fixed to the ultrasonic probe, for example, the position where the puncture guide image described in the second embodiment is superimposed and displayed on the ultrasonic image and the cross-sectional image is fixed.

一方、会陰部に垂直に穿刺する経会陰穿刺においては、通常マス目上に針を通す孔が設けられた穿刺用アダプタ(ステッパー)が穿刺の補助器具として用いられる。このとき、穿刺用アダプタは、その位置を穿刺に合わせて微調整する必要がある。このため、穿刺用アダプタの位置は、超音波プローブの位置に関連するものの、超音波プローブの位置とは独立に把握する必要がある。   On the other hand, in transperineal puncture for puncturing perpendicularly to the perineum, a puncture adapter (stepper) having a hole through which a needle is passed is usually used as an auxiliary instrument for puncture. At this time, it is necessary to finely adjust the position of the puncture adapter according to the puncture. For this reason, although the position of the puncture adapter is related to the position of the ultrasonic probe, it is necessary to grasp it independently of the position of the ultrasonic probe.

そこで、第3の実施形態では、さらに穿刺用アダプタにも位置センサを設置し、超音波プローブ、及び穿刺針との位置関係を計算することで、穿刺用アダプタの位置を微調整した場合でも、常に正確な穿刺ガイド画像を表示することができようにする場合について説明する。   Therefore, in the third embodiment, even if the position of the puncture adapter is finely adjusted by installing a position sensor in the puncture adapter and calculating the positional relationship between the ultrasonic probe and the puncture needle, A case where an accurate puncture guide image can be displayed at all times will be described.

第3の実施形態に係る超音波診断装置1Bを図12のブロック図を参照して説明する。   An ultrasonic diagnostic apparatus 1B according to the third embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG.

図12に示されるように、超音波診断装置1Bは、装置本体10B、超音波プローブ70、位置センサシステム30、表示機器50、及び入力装置60に加えて位置センサ82及び位置センサ83を備える。装置本体10Bは、ネットワーク100を介して外部装置40と接続される。また、装置本体10Aは、位置センサシステム30、表示機器50、入力装置60、位置センサ82、及び位置センサ83と接続される。第3の実施形態に係る超音波診断装置1Bにおいても、穿刺術において利用される場合を想定し、超音波プローブ70とともに穿刺針80が用いられる。   As shown in FIG. 12, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 </ b> B includes a position sensor 82 and a position sensor 83 in addition to the apparatus main body 10 </ b> B, the ultrasonic probe 70, the position sensor system 30, the display device 50, and the input device 60. The apparatus body 10B is connected to the external apparatus 40 via the network 100. The apparatus main body 10A is connected to the position sensor system 30, the display device 50, the input device 60, the position sensor 82, and the position sensor 83. Also in the ultrasonic diagnostic apparatus 1B according to the third embodiment, a puncture needle 80 is used together with the ultrasonic probe 70, assuming a case where it is used in puncture.

超音波プローブ70には、穿刺用アダプタ81Bが設けられる。穿刺用アダプタ81Bは、超音波プローブ70とは独立にその位置を変更することが可能である。   The ultrasonic probe 70 is provided with a puncture adapter 81B. The position of puncture adapter 81B can be changed independently of ultrasonic probe 70.

図13は、第3の実施形態に係る穿刺用アダプタ81Bの一例を示す図である。図13に示されるように、穿刺用アダプタ81Bには、複数の穿刺孔811が配置されている。操作者は、穿刺針80を操作して穿刺用アダプタ81B上の所望の穿刺孔に穿刺針80を挿入する。図13に示されるように、穿刺用アダプタ81Bは、例えば複数の穿刺孔811を有する板を2枚離間させて取り付けた構造を有する。穿刺針80は、2枚の板に共通の穿刺孔811を通過することで、穿刺針80の挿入時における角度が固定され、例えば生体Pの体軸方向に沿って穿刺針80を刺入することが可能になる。また、穿刺用アダプタ81は、生体Pと接触することを想定し、生体適合性材料で構成されることが望ましい。   FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a puncture adapter 81B according to the third embodiment. As shown in FIG. 13, a plurality of puncture holes 811 are arranged in puncture adapter 81B. The operator operates the puncture needle 80 to insert the puncture needle 80 into a desired puncture hole on the puncture adapter 81B. As shown in FIG. 13, the puncture adapter 81B has a structure in which, for example, two plates having a plurality of puncture holes 811 are attached to be separated. The puncture needle 80 passes through the puncture hole 811 common to the two plates, so that the angle when the puncture needle 80 is inserted is fixed. For example, the puncture needle 80 is inserted along the body axis direction of the living body P. It becomes possible. Moreover, it is desirable that the puncture adapter 81 is made of a biocompatible material on the assumption that it is in contact with the living body P.

なお、穿刺用アダプタ81Bの形状、穿刺孔811の数、穿刺孔811のピッチ、及び超音波プローブ70の撮像位置に対する各穿刺孔811の位置関係は、穿刺用アダプタ81Bの種別によって異なる。穿刺用アダプタ81Bの形状、穿刺孔811の数、及び穿刺孔811のピッチ等に関する情報は、穿刺用アダプタ81Bの種別を示す情報、及び穿刺用アダプタ81Bの型番等と対応付けて超音波診断装置1Bにおける内部記憶回路17に記憶されている。   The shape of puncture adapter 81B, the number of puncture holes 811, the pitch of puncture holes 811, and the positional relationship of each puncture hole 811 with respect to the imaging position of ultrasonic probe 70 differ depending on the type of puncture adapter 81B. Information relating to the shape of the puncture adapter 81B, the number of puncture holes 811, the pitch of the puncture holes 811, and the like is associated with information indicating the type of the puncture adapter 81B, the model number of the puncture adapter 81B, and the like. It is stored in the internal storage circuit 17 in 1B.

穿刺用アダプタ81Bには、位置センサ83が装着される。位置センサ83は、超音波プローブ70に設置される位置センサ31及び穿刺針80に装着される位置センサ82とは別の位置センサである。位置センサ83は、穿刺用アダプタ81Bの少なくとも所定の基準位置を計測することで、穿刺用アダプタ81Bの位置情報が得られる。位置センサ83は、穿刺用アダプタ81Bの位置を計測する一般的なセンサであればよいので、ここでの詳細な説明は省略する。   A position sensor 83 is attached to the puncture adapter 81B. The position sensor 83 is a position sensor different from the position sensor 31 installed on the ultrasonic probe 70 and the position sensor 82 attached to the puncture needle 80. The position sensor 83 obtains position information of the puncture adapter 81B by measuring at least a predetermined reference position of the puncture adapter 81B. Since the position sensor 83 may be a general sensor that measures the position of the puncture adapter 81B, detailed description thereof is omitted here.

図14は、直腸に第3の実施形態に係る超音波プローブ70を挿入し、経会陰穿刺を行う様子の一例を示す断面模式図である。図14に示されるように、穿刺用アダプタ81Bは、穿刺アダプタ支持機構91により上下方向及び生体Pの体軸方向に移動可能に支持されている。オペレータは穿刺用アダプタ81Bの複数の穿刺孔811のうち、所望の穿刺孔811を選択して穿刺対象部位に穿刺針80を刺入することができる。また、超音波プローブ70は、超音波プローブ支持機構92により生体Pの体軸方向に移動可能に支持されている。   FIG. 14 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a state in which the ultrasonic probe 70 according to the third embodiment is inserted into the rectum and transperineal puncture is performed. As shown in FIG. 14, the puncture adapter 81B is supported by the puncture adapter support mechanism 91 so as to be movable in the vertical direction and the body axis direction of the living body P. The operator can select a desired puncture hole 811 out of the plurality of puncture holes 811 of the puncture adapter 81B and insert the puncture needle 80 into the puncture target site. The ultrasonic probe 70 is supported by an ultrasonic probe support mechanism 92 so as to be movable in the body axis direction of the living body P.

経会陰穿刺が行われる場合、図14に示されるように、超音波プローブ70は、例えば、生体Pの直腸H1に挿入される。また、穿刺針80は、例えば、会陰を経由して生体Pの前立腺H2に刺入される。   When transperineal puncture is performed, the ultrasonic probe 70 is inserted into the rectum H1 of the living body P, for example, as shown in FIG. The puncture needle 80 is inserted into the prostate H2 of the living body P via, for example, the perineum.

そして、図14に示されるように、第1の圧電振動子群701から前立腺H2の関心領域に向けて超音波が照射されると、前立腺H2の関心領域における反射波信号が取得される。これにより、前立腺H2の関心領域の映像化が可能となる。また、第2の圧電振動子群702から穿刺針80に向けて超音波が照射されると、穿刺針80及び生体Pの周辺組織における反射波信号が取得される。これにより、穿刺針80の映像化が可能となる。   Then, as shown in FIG. 14, when ultrasonic waves are irradiated from the first piezoelectric transducer group 701 toward the region of interest in the prostate H2, a reflected wave signal in the region of interest in the prostate H2 is acquired. As a result, the region of interest of the prostate H2 can be visualized. Further, when ultrasonic waves are irradiated from the second piezoelectric vibrator group 702 toward the puncture needle 80, a reflected wave signal in the surrounding tissue of the puncture needle 80 and the living body P is acquired. As a result, the puncture needle 80 can be visualized.

図12に示される装置本体10Bは、超音波プローブ70が受信した反射波信号に基づいて超音波画像を生成する装置である。装置本体10Bは、図12に示すように、超音波送信回路11、超音波受信回路12、Bモード処理回路13、ドプラ処理回路14、3次元処理回路15、表示処理回路16、内部記憶回路17、画像メモリ18(シネメモリ)、画像データベース19、入力インタフェース回路20、通信インタフェース回路21及び制御回路22Bを含む。   The apparatus main body 10B shown in FIG. 12 is an apparatus that generates an ultrasonic image based on a reflected wave signal received by the ultrasonic probe 70. As shown in FIG. 12, the apparatus main body 10B includes an ultrasonic transmission circuit 11, an ultrasonic reception circuit 12, a B-mode processing circuit 13, a Doppler processing circuit 14, a three-dimensional processing circuit 15, a display processing circuit 16, and an internal storage circuit 17. , An image memory 18 (cine memory), an image database 19, an input interface circuit 20, a communication interface circuit 21, and a control circuit 22B.

制御回路22Bは、例えば、超音波診断装置1Bの中枢として機能するプロセッサである。制御回路22Bは、内部記憶回路17に記憶されている動作プログラムを実行することで、この動作プログラムに対応する機能を実現する。具体的には、制御回路22Bは、位置情報取得機能221B、穿刺情報生成機能222B、位置合わせ機能223B、断面設定機能225B、画像データ生成機能227B、表示制御機能229B、走査制御機能231、及び基本制御機能233を有する。   The control circuit 22B is, for example, a processor that functions as the center of the ultrasonic diagnostic apparatus 1B. The control circuit 22B implements a function corresponding to the operation program by executing the operation program stored in the internal storage circuit 17. Specifically, the control circuit 22B includes a position information acquisition function 221B, a puncture information generation function 222B, an alignment function 223B, a cross-section setting function 225B, an image data generation function 227B, a display control function 229B, a scan control function 231, and a basic function. A control function 233 is provided.

位置情報取得機能221Bは、超音波プローブ70に関する位置情報及び穿刺針80に関する位置情報に加え、穿刺用アダプタ81に関する情報を取得する機能である。位置情報取得機能221Bが実行されると、制御回路22Bは、通信インタフェース回路21を介して、位置センサシステム30から超音波プローブ70に関する位置情報と、位置センサ82から穿刺針80に関する位置情報と、位置センサ83から穿刺用アダプタ81Bに関する位置情報とを取得する。   The position information acquisition function 221 </ b> B is a function of acquiring information related to the puncture adapter 81 in addition to position information related to the ultrasonic probe 70 and position information related to the puncture needle 80. When the position information acquisition function 221B is executed, the control circuit 22B, via the communication interface circuit 21, the position information regarding the ultrasonic probe 70 from the position sensor system 30, the position information regarding the puncture needle 80 from the position sensor 82, Position information regarding the puncture adapter 81B is acquired from the position sensor 83.

穿刺情報生成機能222Bは、超音波プローブ70のスキャン領域に対する穿刺針の位置を特定可能な穿刺情報を生成する機能である。穿刺情報生成機能222が実行されると、制御回路22Bは、時系列に得られる穿刺針80に関する位置情報と、超音波プローブ70に関する位置情報と、穿刺用アダプタ81Bに関する位置情報とから、穿刺針80の少なくとも先端部分の位置及び穿刺方向に関する情報を含む穿刺情報を生成する。生成された穿刺情報は、穿刺用アダプタ81Bに関する位置情報が考慮されているため、穿刺用アダプタ81Bの位置を微調整した場合でも、常に正確な穿刺針80の先端部分の位置及び穿刺方向を表す。   The puncture information generation function 222B is a function of generating puncture information that can specify the position of the puncture needle with respect to the scan region of the ultrasonic probe 70. When the puncture information generation function 222 is executed, the control circuit 22B determines the puncture needle from the position information regarding the puncture needle 80 obtained in time series, the position information regarding the ultrasonic probe 70, and the position information regarding the puncture adapter 81B. Puncturing information including information on the position and puncturing direction of at least the tip portion of 80 is generated. Since the generated puncture information takes into account position information regarding the puncture adapter 81B, it always represents the exact position and puncture direction of the distal end portion of the puncture needle 80 even when the position of the puncture adapter 81B is finely adjusted. .

断面設定機能225Bは、穿刺用アダプタ81Bの空間位置に基づいて、予め取得された3次元ボリュームデータに対し、観察対象となる断面を設定する機能である。断面設定機能225Bが実行されると、制御回路22Bは、例えば、穿刺用アダプタ81Bの空間位置、超音波プローブ70の空間位置、及び穿刺情報生成機能222Bにより生成された穿刺情報に基づいて、位置合わせ機能223により位置合わせされた過去画像データを用いて、抽出する断面の空間位置を算出する。具体的には、制御回路22Bは、例えば第2の圧電振動子群702を用いて超音波走査される走査面に相当する断面であって、かつ穿刺用アダプタ81Bの空間位置が加味された穿刺情報により特定される穿刺針80を含む断面の空間位置を算出する。制御回路22Bは、算出した断面の空間位置に基づいて、過去画像データに対し、観察対象となる断面を設定する。   The cross-section setting function 225B is a function for setting a cross-section to be observed with respect to the three-dimensional volume data acquired in advance based on the spatial position of the puncture adapter 81B. When the cross-section setting function 225B is executed, the control circuit 22B, for example, determines the position based on the spatial position of the puncture adapter 81B, the spatial position of the ultrasonic probe 70, and the puncture information generated by the puncture information generation function 222B. Using the past image data aligned by the alignment function 223, the spatial position of the section to be extracted is calculated. Specifically, the control circuit 22B has a cross section corresponding to a scanning surface that is ultrasonically scanned using, for example, the second piezoelectric transducer group 702, and a puncture that takes into account the spatial position of the puncture adapter 81B. The spatial position of the cross section including the puncture needle 80 specified by the information is calculated. The control circuit 22B sets a cross section to be observed for past image data based on the calculated spatial position of the cross section.

画像データ生成機能227Bは、画像データ生成機能227により生成される断面画像データに加えて、穿刺針80に関する画像データ、及び穿刺孔811に関する画像データを生成する機能である。画像データ生成機能227Bが実行されると、制御回路22Aは、穿刺情報生成機能222Bにより生成された穿刺情報に基づいて、生成した断面画像データに対応する穿刺針80に関する画像データを生成する。また、制御回路22Aは、穿刺用アダプタ81Bの空間位置に基づいて、断面設定機能225Bにより設定された断面に対応する穿刺孔811に関する画像データを生成する。穿刺孔811に関する画像データは、穿刺用アダプタ81Bに配置されている複数の穿刺孔811を表す画像データであり、例えば、穿刺用アダプタ81Bに配置されている全ての穿刺孔811に穿刺針80を挿入した場合に、それぞれの挿入方向への延長線と所定の断面が交差する点の位置座標を含む。   The image data generation function 227B is a function of generating image data regarding the puncture needle 80 and image data regarding the puncture hole 811 in addition to the cross-sectional image data generated by the image data generation function 227. When the image data generation function 227B is executed, the control circuit 22A generates image data related to the puncture needle 80 corresponding to the generated cross-sectional image data, based on the puncture information generated by the puncture information generation function 222B. Further, the control circuit 22A generates image data related to the puncture hole 811 corresponding to the cross section set by the cross section setting function 225B based on the spatial position of the puncture adapter 81B. The image data related to the puncture hole 811 is image data representing a plurality of puncture holes 811 arranged in the puncture adapter 81B. For example, the puncture needles 80 are placed in all the puncture holes 811 arranged in the puncture adapter 81B. When inserted, it includes the position coordinates of a point where an extension line in each insertion direction and a predetermined cross section intersect.

また、制御回路22Bは、穿刺情報生成機能222Bにより生成された穿刺情報に基づいて、位置合わせ機能223により位置合わせされた超音波画像データに対応する穿刺針80に関する画像データを生成する。また、制御回路22Bは、穿刺用アダプタ81Bの空間位置に基づいて、位置合わせ機能223により位置合わせされた超音波画像データに対応する穿刺孔811に関する画像データを生成する。   Further, the control circuit 22B generates image data related to the puncture needle 80 corresponding to the ultrasound image data aligned by the alignment function 223 based on the puncture information generated by the puncture information generation function 222B. Further, the control circuit 22B generates image data related to the puncture hole 811 corresponding to the ultrasonic image data aligned by the alignment function 223 based on the spatial position of the puncture adapter 81B.

表示制御機能229Bは、表示制御機能229Aにより表示される画像に加えて、穿刺孔811に関する画像データに基づく穿刺孔画像を超音波画像及び断面画像にそれぞれ重畳表示する。表示制御機能229Bが実行されると、制御回路22Bは、表示処理回路16を制御し、例えば穿刺針を含むような断面が選択された超音波画像に対し、対応する穿刺ガイド画像データに基づく穿刺ガイド画像、穿刺針画像データに基づく穿刺針画像、及び穿刺孔811に関する画像データに基づく穿刺孔画像を重ねて表示機器50に表示する。さらに、制御回路22Bは、表示処理回路16を制御し、例えば画像データ生成機能227Bにより生成された断面画像データに基づく断面画像に対し、対応する穿刺ガイド画像データに基づく穿刺ガイド画像、穿刺針画像データに基づく穿刺針画像、及び穿刺孔811に関する画像データに基づく穿刺孔画像を重ねて表示機器50に表示する。   In addition to the image displayed by the display control function 229A, the display control function 229B superimposes and displays a puncture hole image based on image data related to the puncture hole 811 on the ultrasound image and the cross-sectional image. When the display control function 229B is executed, the control circuit 22B controls the display processing circuit 16, and for example, punctures based on the corresponding puncture guide image data for an ultrasound image in which a cross section including a puncture needle is selected. The guide image, the puncture needle image based on the puncture needle image data, and the puncture hole image based on the image data related to the puncture hole 811 are superimposed and displayed on the display device 50. Furthermore, the control circuit 22B controls the display processing circuit 16, and for example, for a cross-sectional image based on the cross-sectional image data generated by the image data generation function 227B, a puncture guide image and a puncture needle image based on the corresponding puncture guide image data The puncture needle image based on the data and the puncture hole image based on the image data related to the puncture hole 811 are superimposed and displayed on the display device 50.

次に、第3の実施形態に係る超音波診断装置1Bの動作について、図15のフローチャートを参照して説明する。図15は、第3の実施形態に係る超音波診断装置1Bが穿刺針80の位置に応じて走査面を変更しながら走査する際の制御回路22Bの動作を示すフローチャートである。   Next, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1B according to the third embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the control circuit 22B when the ultrasound diagnostic apparatus 1B according to the third embodiment performs scanning while changing the scanning surface according to the position of the puncture needle 80.

図15に示されるステップSC1は、図4に示されるステップSA1と同様である。   Step SC1 shown in FIG. 15 is the same as step SA1 shown in FIG.

次に、制御回路22Bは、位置情報取得機能221Bを実行し、通信インタフェース回路21を介して、位置検出装置32から超音波プローブ70の位置情報と、位置センサ82から穿刺針80に関する位置情報と、位置センサ83から穿刺用アダプタ81Bに関する位置情報とを取得する(ステップSC2)。   Next, the control circuit 22B executes the position information acquisition function 221B, and the position information on the ultrasonic probe 70 from the position detection device 32 and the position information on the puncture needle 80 from the position sensor 82 via the communication interface circuit 21. The position information regarding the puncture adapter 81B is acquired from the position sensor 83 (step SC2).

次に、制御回路22Bは、穿刺情報生成機能222Bを実行し、時系列に得られる穿刺針80に関する位置情報と、超音波プローブ70に関する位置情報と、穿刺用アダプタ81Bに関する位置情報とから、穿刺針80の少なくとも先端部分の位置及び穿刺方向に関する情報を含む穿刺情報を生成する(ステップSC3)。生成された穿刺情報には、穿刺針80の3次元座標情報に加えて、穿刺針80と、超音波プローブ70及び穿刺用アダプタ81Bとの相対的な位置関係を示す情報が含まれる。   Next, the control circuit 22B executes the puncture information generation function 222B, and performs puncture from position information regarding the puncture needle 80 obtained in time series, position information regarding the ultrasonic probe 70, and position information regarding the puncture adapter 81B. Puncturing information including information on the position and puncturing direction of at least the distal end portion of the needle 80 is generated (step SC3). In addition to the three-dimensional coordinate information of the puncture needle 80, the generated puncture information includes information indicating the relative positional relationship between the puncture needle 80, the ultrasonic probe 70, and the puncture adapter 81B.

図15に示されるステップSC4は、図4に示されるステップSA3と同様である。   Step SC4 shown in FIG. 15 is the same as step SA3 shown in FIG.

次に、制御回路22Bは、断面設定機能225Bを実行し、駆動されていない第2の圧電振動子群702を用いて超音波走査される走査面に相当する断面であって、かつ、ステップSC3において生成された穿刺情報により特定される穿刺針80を含む断面の空間位置を算出する。制御回路22Bは、算出した断面の空間位置に基づいて、過去画像データに対し、観察対象となる断面を設定する(ステップSC5)。   Next, the control circuit 22B executes the cross-section setting function 225B, and is a cross-section corresponding to a scanning surface that is ultrasonically scanned using the second piezoelectric transducer group 702 that is not driven, and step SC3. The spatial position of the cross section including the puncture needle 80 specified by the puncture information generated in is calculated. The control circuit 22B sets a cross section to be observed for past image data based on the calculated spatial position of the cross section (step SC5).

次に、制御回路22Bは、画像データ生成機能227Bを実行し、ステップSC5において設定された断面に対応する断面画像データを、ステップSC4において位置合わせされた過去画像データから生成する。また、制御回路22Bは、生成された穿刺情報に基づいて、穿刺針80に関する画像データである穿刺ガイド画像データ、及び穿刺針画像データを生成する。また、制御回路22Bは、断面設定機能225Bにより設定された断面の空間位置及び穿刺用アダプタ81Bの空間位置に基づいて、穿刺用アダプタ81Bに配置されている複数の穿刺孔に係る穿刺孔811に関する画像データを生成する(ステップSC6)。   Next, the control circuit 22B executes the image data generation function 227B, and generates cross-sectional image data corresponding to the cross-section set in step SC5 from the past image data aligned in step SC4. Further, the control circuit 22B generates puncture guide image data and puncture needle image data, which are image data related to the puncture needle 80, based on the generated puncture information. Further, the control circuit 22B relates to the puncture holes 811 related to the plurality of puncture holes arranged in the puncture adapter 81B based on the spatial position of the cross section set by the cross section setting function 225B and the spatial position of the puncture adapter 81B. Image data is generated (step SC6).

次に、制御回路22Bは、表示制御機能229Bを実行し、表示処理回路16を制御して、例えば穿刺針を含むような断面が選択された超音波画像に対し、対応する穿刺ガイド画像データに基づく穿刺ガイド画像、穿刺針画像データに基づく穿刺針画像、及び穿刺孔811に関する画像データに基づく穿刺孔画像を重ねて表示機器50に表示する。さらに、制御回路22Bは、表示処理回路16を制御し、例えば画像データ生成機能227Bにより生成された断面画像データに基づく断面画像に対し、対応する穿刺ガイド画像データに基づく穿刺ガイド画像、穿刺針画像データに基づく穿刺針画像、及び穿刺孔811に関する画像データに基づく穿刺孔画像を重ねて表示機器50に表示する(ステップSC7)。   Next, the control circuit 22B executes the display control function 229B and controls the display processing circuit 16 so that, for example, an ultrasonic image in which a cross section including a puncture needle is selected is converted into corresponding puncture guide image data. The puncture guide image based on the puncture needle image data based on the puncture needle image data and the puncture hole image based on the image data regarding the puncture hole 811 are displayed on the display device 50 in a superimposed manner. Furthermore, the control circuit 22B controls the display processing circuit 16, and for example, for a cross-sectional image based on the cross-sectional image data generated by the image data generation function 227B, a puncture guide image and a puncture needle image based on the corresponding puncture guide image data The puncture needle image based on the data and the puncture hole image based on the image data related to the puncture hole 811 are superimposed and displayed on the display device 50 (step SC7).

最後に、制御回路22Bは、例えば入力インタフェース回路20を介して超音波走査を終了する旨の指示が入力されているか否か判定する(ステップSC8)。制御回路22Bは、終了する旨の指示が入力されていると判定した場合(ステップSC8のYes)、当該一連の処理を終了する。制御回路22Bは、終了する旨の指示が入力されていないと判定した場合(ステップSC8のNo)、ステップSC2からステップSC8までの処理を再び実行する。   Finally, the control circuit 22B determines whether or not an instruction to end the ultrasonic scanning is input via the input interface circuit 20, for example (step SC8). If the control circuit 22B determines that an instruction to end is input (Yes in step SC8), the series of processing ends. When it is determined that the instruction to end is not input (No in step SC8), the control circuit 22B executes the process from step SC2 to step SC8 again.

第3の実施形態によれば、制御回路22Bは、時系列に得られる穿刺針80に関する位置情報と、超音波プローブ70に関する位置情報と、穿刺用アダプタ81Bに関する位置情報とから、穿刺針80の少なくとも先端部分の位置及び穿刺方向に関する情報を含む穿刺情報を生成する。これにより、穿刺用アダプタ81Bの位置を超音波プローブ70と独立して微調整した場合でも、穿刺ガイド画像を正確な位置に表示することが可能となる。   According to the third embodiment, the control circuit 22B determines the position of the puncture needle 80 from the position information about the puncture needle 80 obtained in time series, the position information about the ultrasonic probe 70, and the position information about the puncture adapter 81B. Puncturing information including at least information on the position of the tip portion and the puncturing direction is generated. Thereby, even when the position of the puncture adapter 81B is finely adjusted independently of the ultrasonic probe 70, the puncture guide image can be displayed at an accurate position.

[第4の実施形態]
第1の実施形態、第2の実施形態、及び第3の実施形態では、直腸に挿入した超音波プローブが、超音波送受信面を構成する複数の圧電振動子群を有する場合に限定して説明した。第4の実施形態では、例えば経直腸穿刺を行うような場合において、超音波プローブが有する圧電振動子群の数にかかわらず、穿刺針の位置に基づいて、超音波プローブの走査面の空間位置を制御可能な場合について説明する。
[Fourth Embodiment]
In the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment, the description is limited to the case where the ultrasonic probe inserted into the rectum has a plurality of piezoelectric vibrator groups constituting the ultrasonic transmission / reception surface. did. In the fourth embodiment, for example, when transrectal puncture is performed, the spatial position of the scanning surface of the ultrasonic probe is determined based on the position of the puncture needle regardless of the number of piezoelectric transducer groups included in the ultrasonic probe. A case where control is possible will be described.

第4の実施形態に係る超音波診断装置1Cを図16のブロック図を参照して説明する。   An ultrasonic diagnostic apparatus 1C according to the fourth embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG.

図16に示されるように、超音波診断装置1Cは、装置本体10C、超音波プローブ71、位置センサシステム30、表示機器50、入力装置60、及び位置センサ82を備える。装置本体10Cは、ネットワーク100を介して外部装置40と接続される。また、装置本体10Cは、位置センサシステム30、表示機器50、入力装置60、及び位置センサ82と接続される。第4の実施形態に係る超音波診断装置1Cにおいても、第1の実施形態と同様に、穿刺術において利用される場合を想定し、超音波プローブ71とともに穿刺針80が用いられる。   As illustrated in FIG. 16, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 </ b> C includes an apparatus main body 10 </ b> C, an ultrasonic probe 71, a position sensor system 30, a display device 50, an input device 60, and a position sensor 82. The apparatus main body 10 </ b> C is connected to the external apparatus 40 via the network 100. The apparatus main body 10C is connected to the position sensor system 30, the display device 50, the input device 60, and the position sensor 82. In the ultrasonic diagnostic apparatus 1 </ b> C according to the fourth embodiment, similarly to the first embodiment, the puncture needle 80 is used together with the ultrasonic probe 71 on the assumption that it is used in puncture.

第4の実施形態に係る超音波プローブ71は、例えば、メカニカル4Dプローブである。メカニカル4Dプローブは、圧電振動子列をその配列方向と直交する方向に機械的に揺動制御可能な超音波プローブである。なお、超音波プローブ71は、複数の圧電振動子が二次元マトリックス状に配列された二次元アレイプローブ等、自動的に超音波走査面の制御が可能なものであればどのようなものであってもよい。   The ultrasonic probe 71 according to the fourth embodiment is, for example, a mechanical 4D probe. The mechanical 4D probe is an ultrasonic probe capable of mechanically swing-controlling a piezoelectric vibrator array in a direction orthogonal to the arrangement direction. The ultrasonic probe 71 is any type of probe that can automatically control the ultrasonic scanning surface, such as a two-dimensional array probe in which a plurality of piezoelectric vibrators are arranged in a two-dimensional matrix. May be.

図17は、第4の実施形態に係る超音波プローブ71の一例を示す図である。図17に示されるように、超音波プローブ71は、圧電振動子群711を有する。圧電振動子群711は、方向D1に圧電振動子が一次元配列された構造を有する。超音波プローブ71は、圧電振動子群711を用いて、例えば、圧電振動子が一次元配列される方向D1に沿って電子コンベックス走査を行うことが可能である。また、超音波プローブ71は、圧電振動子群711を用いて、例えば、方向D2に沿って揺動走査を行うことが可能である。図17に示されるθ1は、電子コンベックス走査が可能な角度を表している。また、図17に示されるθ2は、揺動走査が可能な角度を表している。   FIG. 17 is a diagram illustrating an example of an ultrasonic probe 71 according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 17, the ultrasonic probe 71 has a piezoelectric vibrator group 711. The piezoelectric vibrator group 711 has a structure in which piezoelectric vibrators are arranged one-dimensionally in the direction D1. The ultrasonic probe 71 can use the piezoelectric vibrator group 711 to perform, for example, electronic convex scanning along a direction D1 in which the piezoelectric vibrators are arranged one-dimensionally. In addition, the ultrasonic probe 71 can perform swing scanning along the direction D2, for example, using the piezoelectric vibrator group 711. Θ1 shown in FIG. 17 represents an angle at which electronic convex scanning is possible. Further, θ2 shown in FIG. 17 represents an angle at which swing scanning is possible.

超音波プローブ71には、穿刺用アダプタ81が設けられる。   The ultrasonic probe 71 is provided with a puncture adapter 81.

図16に示される装置本体10Cは、超音波プローブ71が受信した反射波信号に基づいて超音波画像を生成する装置である。装置本体10Cは、図16に示すように、超音波送信回路11、超音波受信回路12、Bモード処理回路13、ドプラ処理回路14、3次元処理回路15、表示処理回路16、内部記憶回路17、画像メモリ18(シネメモリ)、画像データベース19、入力インタフェース回路20、通信インタフェース回路21及び制御回路22Cを含む。   The apparatus main body 10 </ b> C shown in FIG. 16 is an apparatus that generates an ultrasonic image based on the reflected wave signal received by the ultrasonic probe 71. As shown in FIG. 16, the apparatus main body 10C includes an ultrasonic transmission circuit 11, an ultrasonic reception circuit 12, a B-mode processing circuit 13, a Doppler processing circuit 14, a three-dimensional processing circuit 15, a display processing circuit 16, and an internal storage circuit 17. , An image memory 18 (cine memory), an image database 19, an input interface circuit 20, a communication interface circuit 21, and a control circuit 22C.

制御回路22Cは、例えば、超音波診断装置1Cの中枢として機能するプロセッサである。制御回路22Cは、内部記憶回路17に記憶されている動作プログラムを実行することで、この動作プログラムに対応する機能を実現する。具体的には、制御回路22Cは、位置情報取得機能221A、穿刺情報生成機能222A、表示制御機能229C、判定機能230C、及び走査制御機能231Cを有する。   The control circuit 22C is, for example, a processor that functions as the center of the ultrasonic diagnostic apparatus 1C. The control circuit 22C implements a function corresponding to this operation program by executing the operation program stored in the internal storage circuit 17. Specifically, the control circuit 22C has a position information acquisition function 221A, a puncture information generation function 222A, a display control function 229C, a determination function 230C, and a scanning control function 231C.

表示制御機能229Cは、超音波画像データに基づく超音波画像を表示する機能である。表示制御機能229Cが実行されると、制御回路22Cは、表示処理回路16を制御し、例えば不図示のRAWデータメモリに記憶されたBモードRAWデータに基づいてBモード画像データを生成する。制御回路22Cは、表示処理回路16を制御し、生成したBモード画像データを表示機器50に超音波画像として表示機器50に表示させる。   The display control function 229C is a function for displaying an ultrasonic image based on the ultrasonic image data. When the display control function 229C is executed, the control circuit 22C controls the display processing circuit 16, and generates B-mode image data based on, for example, B-mode RAW data stored in a RAW data memory (not shown). The control circuit 22C controls the display processing circuit 16 and causes the display device 50 to display the generated B-mode image data on the display device 50 as an ultrasonic image.

判定機能230Cは、超音波プローブ71における現在の走査面を変更する必要があるか否か判定する機能である。判定機能230Cが実行されると、制御回路22Cは、位置情報取得機能221Aにより取得された超音波プローブ71の位置情報と、穿刺情報生成機能222Aにより生成された穿刺情報に基づいて、超音波プローブ71における現在の走査面を変更する必要があるか否か判定する。   The determination function 230C is a function for determining whether or not the current scanning plane in the ultrasonic probe 71 needs to be changed. When the determination function 230C is executed, the control circuit 22C, based on the position information of the ultrasound probe 71 acquired by the position information acquisition function 221A and the puncture information generated by the puncture information generation function 222A, It is determined whether or not the current scanning plane in 71 needs to be changed.

具体的には、超音波プローブ71の位置情報と、予め設定された走査面の角度に関する情報から現在の走査面の位置を計算する。走査面の角度に関する情報は、例えば予め設定された走査面の初期位置からの移動角度を含む。制御回路22Cは、例えば計算した走査面の位置が占める領域が穿刺情報が示す穿刺針80の位置が占める領域を含まない場合、現在の走査面を変更する必要があると判定する。判定機能230Cは、判定された判定結果を走査制御機能231Cに連携する。   Specifically, the current position of the scanning surface is calculated from the position information of the ultrasonic probe 71 and information on the angle of the scanning surface set in advance. The information regarding the angle of the scanning plane includes, for example, a movement angle from a preset initial position of the scanning plane. For example, when the area occupied by the calculated position of the scanning plane does not include the area occupied by the position of the puncture needle 80 indicated by the puncture information, the control circuit 22C determines that the current scanning plane needs to be changed. The determination function 230C links the determined determination result to the scanning control function 231C.

走査制御機能231Cは、判定機能230Cの判定結果に基づいて超音波走査を制御する機能である。走査制御機能231Cが実行されると、制御回路22Cは、判定結果が現在の走査面を変更する必要がある旨である場合、不図示の駆動機構を制御し、超音波プローブ71の圧電振動子群711を揺動させることにより、例えば少なくとも穿刺針80の先端部分を含むように走査面を変更する。不図示の駆動機構は、例えば予め設定された走査面の初期位置からの移動角度に基づいて圧電振動子群711を揺動可能なステッピングモータ(パルス電圧に同期して動作する同期電動機)である。制御回路22Cは、変更後の走査面を走査する。   The scanning control function 231C is a function that controls ultrasonic scanning based on the determination result of the determination function 230C. When the scanning control function 231C is executed, the control circuit 22C controls the driving mechanism (not shown) and the piezoelectric transducer of the ultrasonic probe 71 when the determination result indicates that the current scanning plane needs to be changed. By swinging the group 711, for example, the scanning plane is changed so as to include at least the distal end portion of the puncture needle 80. A drive mechanism (not shown) is, for example, a stepping motor (synchronous motor that operates in synchronization with a pulse voltage) that can swing the piezoelectric vibrator group 711 based on a preset movement angle from the initial position of the scanning surface. . The control circuit 22C scans the changed scanning plane.

次に、第4の実施形態に係る超音波診断装置1Cの動作について、図18のフローチャートを参照して説明する。図18は、第4の実施形態に係る超音波診断装置1Cが超音波プローブ71を用いて取得される超音波画像を表示する際の制御回路22Cの動作の例を示すフローチャートである。以下では、図3に示されるような経直腸穿刺を、超音波プローブ70の代わりに超音波プローブ71を用いて行う場合を例に説明する。なお、現在の走査面の位置が占める領域が穿刺情報が示す穿刺針80の位置が占める領域を含まないものとする。   Next, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1C according to the fourth embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 18 is a flowchart illustrating an example of the operation of the control circuit 22 </ b> C when the ultrasonic diagnostic apparatus 1 </ b> C according to the fourth embodiment displays an ultrasonic image acquired using the ultrasonic probe 71. Hereinafter, a case where transrectal puncture as shown in FIG. 3 is performed using the ultrasonic probe 71 instead of the ultrasonic probe 70 will be described as an example. It is assumed that the area occupied by the current position of the scanning plane does not include the area occupied by the position of the puncture needle 80 indicated by the puncture information.

制御回路22Cは、例えば、入力インタフェース回路20を介して、走査面を制御する走査面制御モードの開始指示が入力されると、位置情報取得機能221Aを実行し、通信インタフェース回路21を介して、位置センサシステム30から超音波プローブ70に関する位置情報と、位置センサ82から穿刺針80に関する位置情報とを取得する。(ステップSD1)。   For example, when an instruction to start a scan plane control mode for controlling the scan plane is input via the input interface circuit 20, the control circuit 22 </ b> C executes the position information acquisition function 221 </ b> A and via the communication interface circuit 21. Position information regarding the ultrasonic probe 70 is acquired from the position sensor system 30, and position information regarding the puncture needle 80 is acquired from the position sensor 82. (Step SD1).

制御回路22Cは、穿刺情報生成機能222Aを実行し、時系列に得られる穿刺針80に関する位置情報と、超音波プローブ71に関する位置情報とから、穿刺針80の少なくとも先端部分の位置及び穿刺方向に関する情報を含む穿刺情報を生成する(ステップSD2)。   The control circuit 22C executes the puncture information generation function 222A, and relates to the position and puncture direction of at least the distal end portion of the puncture needle 80 from the position information about the puncture needle 80 and the position information about the ultrasonic probe 71 obtained in time series. Puncturing information including information is generated (step SD2).

制御回路22Cは、判定機能230Cを実行し、現在の走査面を変更する必要があるか否か判定する(ステップSD3)。具体的には、制御回路22Cは、超音波プローブ71の位置情報と、予め定められた走査面に関する設定情報とから現在の走査面の位置を計算する。制御回路22Cは、例えば計算した走査面の位置が占める領域が穿刺情報が示す穿刺針80の位置が占める領域を比較する。   The control circuit 22C executes the determination function 230C and determines whether or not it is necessary to change the current scanning plane (step SD3). Specifically, the control circuit 22C calculates the current position of the scanning plane from the position information of the ultrasonic probe 71 and setting information related to a predetermined scanning plane. For example, the control circuit 22C compares the area occupied by the position of the puncture needle 80 indicated by the puncture information with the area occupied by the calculated position of the scanning plane.

制御回路22Cは、例えば計算した走査面の位置が占める領域が穿刺情報が示す穿刺針80の位置が占める領域を含まないため、現在の走査面を変更する必要があると判定する(ステップSD3のYes)。制御回路22Cは、走査制御機能231Cを実行し、超音波プローブ71の圧電振動子群711を揺動させることにより、例えば少なくとも穿刺針80の先端部分を含むように走査面を変更する。制御回路22Cは、変更後の走査面を走査する(ステップSD4)。   For example, the control circuit 22C determines that the current scanning plane needs to be changed because the area occupied by the calculated position of the scanning plane does not include the area occupied by the position of the puncture needle 80 indicated by the puncture information (Step SD3). Yes). The control circuit 22C executes the scanning control function 231C and swings the piezoelectric vibrator group 711 of the ultrasonic probe 71, thereby changing the scanning surface so as to include at least the distal end portion of the puncture needle 80, for example. The control circuit 22C scans the changed scanning plane (step SD4).

図19は、第4の実施形態に係る超音波診断装置1Cが穿刺針80の位置に応じて走査面を変更する一例を説明するための図である。図19において、制御回路22Cは、不図示の駆動機構を制御し、例えば超音波プローブ71の圧電振動子群711を各度θだけ揺動させることにより、現在の走査面P1を穿刺針80を含む走査面P2へ変更し、走査面P2を走査する。これにより、変更後の走査面P2を走査することにより取得されたBモードRAWデータが不図示のRAWデータメモリに記憶される。   FIG. 19 is a diagram for explaining an example in which the ultrasound diagnostic apparatus 1 </ b> C according to the fourth embodiment changes the scanning plane in accordance with the position of the puncture needle 80. In FIG. 19, the control circuit 22C controls a drive mechanism (not shown), for example, by oscillating the piezoelectric transducer group 711 of the ultrasonic probe 71 by θ each time, thereby moving the puncture needle 80 over the current scanning plane P1. The scanning surface P2 is changed to the scanning surface P2, and the scanning surface P2 is scanned. Thereby, the B mode RAW data acquired by scanning the changed scanning plane P2 is stored in a RAW data memory (not shown).

なお、制御回路22Cは、例えば計算した走査面の位置が占める領域が穿刺情報が示す穿刺針80の位置が占める領域を含む場合、現在の走査面を変更する必要がないと判定する(ステップSD3のNo)。制御回路22Cは、走査制御機能231Cを実行し、現在の走査面を走査する(ステップSD5)。   Note that the control circuit 22C determines that it is not necessary to change the current scanning plane when, for example, the area occupied by the calculated position of the scanning plane includes the area occupied by the position of the puncture needle 80 indicated by the puncture information (step SD3). No). The control circuit 22C executes the scanning control function 231C and scans the current scanning surface (step SD5).

制御回路22Cは、表示制御機能229Cを実行して表示処理回路16を制御し、不図示のRAWデータメモリに記憶されたBモードRAWデータに基づいてBモード画像データを生成する。制御回路22Cは、表示処理回路16を制御し、生成したBモード画像データを表示機器50に超音波画像として表示機器50に表示させる(ステップSD6)。   The control circuit 22C executes the display control function 229C to control the display processing circuit 16, and generates B-mode image data based on B-mode RAW data stored in a RAW data memory (not shown). The control circuit 22C controls the display processing circuit 16 to display the generated B-mode image data on the display device 50 as an ultrasonic image on the display device 50 (step SD6).

最後に、制御回路22Cは、例えば入力インタフェース回路20を介して走査面制御モードの終了指示が入力されているか否か判定する(ステップSD7)。制御回路22Cは、走査面制御モードの終了指示が入力されていると判定した場合(ステップSD7のYes)、当該一連の処理を終了する。制御回路22Cは、走査面制御モードの終了指示が入力されていないと判定した場合(ステップSD7のNo)、ステップSD1からステップSD7までの処理を再び実行する。   Finally, the control circuit 22C determines whether or not an instruction to end the scanning surface control mode is input through, for example, the input interface circuit 20 (step SD7). If the control circuit 22C determines that an instruction to end the scanning surface control mode is input (Yes in step SD7), the control circuit 22C ends the series of processes. If the control circuit 22C determines that an instruction to end the scanning surface control mode has not been input (No in step SD7), the control circuit 22C executes the processing from step SD1 to step SD7 again.

第4の実施形態によれば、制御回路22Cは、超音波プローブ71の位置情報と、予め定められた走査面に関する設定情報とから現在の走査面の位置を計算する。制御回路22Cは、計算した走査面の位置が占める領域が穿刺情報が示す穿刺針80の位置が占める領域を比較し、現在の走査面を変更する必要があるか否か判定する。制御回路22Cは、現在の走査面を変更する必要があると判定した場合、少なくとも穿刺針80の先端部分を含むように走査面を変更する。これにより、穿刺針80を常にリアルタイムに表示される超音波画像上に表示することが可能となる。   According to the fourth embodiment, the control circuit 22C calculates the current position of the scanning surface from the position information of the ultrasonic probe 71 and the setting information related to the predetermined scanning surface. The control circuit 22C compares the area occupied by the calculated position of the scanning plane with the area occupied by the position of the puncture needle 80 indicated by the puncture information, and determines whether or not the current scanning plane needs to be changed. When it is determined that the current scanning plane needs to be changed, the control circuit 22C changes the scanning plane to include at least the distal end portion of the puncture needle 80. Thereby, the puncture needle 80 can be displayed on an ultrasonic image that is always displayed in real time.

したがって、第4の実施形態に係る超音波診断装置によれば、穿刺を安全、かつ、確実に行うことが可能となる。   Therefore, according to the ultrasonic diagnostic apparatus according to the fourth embodiment, puncturing can be performed safely and reliably.

[第5の実施形態]
第4の実施形態では、経直腸穿刺を行うような場合において、超音波プローブの走査面の空間位置を制御可能な場合について説明する。第5の実施形態では、例えば経会陰穿刺を行うような場合において、さらに穿刺用アダプタ(ステッパー)にも位置センサを設置し、超音波プローブ、及び穿刺針との位置関係を計算することで、穿刺用アダプタの位置を微調整した場合でも、常に正確な穿刺針の位置を特定し、超音波プローブの走査面の空間位置を制御可能な場合について説明する。
[Fifth Embodiment]
In the fourth embodiment, a case where the spatial position of the scanning surface of the ultrasonic probe can be controlled when transrectal puncture is performed will be described. In the fifth embodiment, for example, when transperineal puncture is performed, a position sensor is also installed in the puncture adapter (stepper), and the positional relationship between the ultrasonic probe and the puncture needle is calculated. Even when the position of the puncture adapter is finely adjusted, the case where the accurate position of the puncture needle can always be specified and the spatial position of the scanning surface of the ultrasonic probe can be controlled will be described.

第5の実施形態に係る超音波診断装置1Dを図20のブロック図を参照して説明する。   An ultrasonic diagnostic apparatus 1D according to the fifth embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG.

図20に示されるように、超音波診断装置1Dは、装置本体10D、超音波プローブ71、位置センサシステム30、表示機器50、及び入力装置60に加えて位置センサ82及び位置センサ83を備える。装置本体10Dは、ネットワーク100を介して外部装置40と接続される。また、装置本体10Dは、位置センサシステム30、表示機器50、入力装置60、位置センサ82、及び位置センサ83と接続される。第5の実施形態に係る超音波診断装置1Dにおいても、穿刺術において利用される場合を想定し、超音波プローブ71とともに穿刺針80が用いられる。   As illustrated in FIG. 20, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 </ b> D includes a position sensor 82 and a position sensor 83 in addition to the apparatus main body 10 </ b> D, the ultrasonic probe 71, the position sensor system 30, the display device 50, and the input device 60. The apparatus main body 10D is connected to the external apparatus 40 via the network 100. The apparatus main body 10D is connected to the position sensor system 30, the display device 50, the input device 60, the position sensor 82, and the position sensor 83. Also in the ultrasonic diagnostic apparatus 1D according to the fifth embodiment, the puncture needle 80 is used together with the ultrasonic probe 71, assuming a case where it is used in puncture.

超音波プローブ71には、穿刺用アダプタ81Bが設けられる。   The ultrasonic probe 71 is provided with a puncture adapter 81B.

図20に示される装置本体10Dは、超音波プローブ71が受信した反射波信号に基づいて超音波画像を生成する装置である。装置本体10Dは、図20に示すように、超音波送信回路11、超音波受信回路12、Bモード処理回路13、ドプラ処理回路14、3次元処理回路15、表示処理回路16、内部記憶回路17、画像メモリ18(シネメモリ)、画像データベース19、入力インタフェース回路20、通信インタフェース回路21及び制御回路22Dを含む。   The apparatus main body 10D shown in FIG. 20 is an apparatus that generates an ultrasonic image based on the reflected wave signal received by the ultrasonic probe 71. As shown in FIG. 20, the apparatus body 10D includes an ultrasonic transmission circuit 11, an ultrasonic reception circuit 12, a B-mode processing circuit 13, a Doppler processing circuit 14, a three-dimensional processing circuit 15, a display processing circuit 16, and an internal storage circuit 17. , An image memory 18 (cine memory), an image database 19, an input interface circuit 20, a communication interface circuit 21, and a control circuit 22D.

制御回路22Dは、例えば、超音波診断装置1Dの中枢として機能するプロセッサである。制御回路22Dは、内部記憶回路17に記憶されている動作プログラムを実行することで、この動作プログラムに対応する機能を実現する。具体的には、制御回路22Cは、位置情報取得機能221B、穿刺情報生成機能222B、表示制御機能229C、判定機能230C、及び走査制御機能231Cを有する。   The control circuit 22D is, for example, a processor that functions as the center of the ultrasonic diagnostic apparatus 1D. The control circuit 22D implements a function corresponding to this operation program by executing the operation program stored in the internal storage circuit 17. Specifically, the control circuit 22C has a position information acquisition function 221B, a puncture information generation function 222B, a display control function 229C, a determination function 230C, and a scanning control function 231C.

次に、第5の実施形態に係る超音波診断装置1Dの動作について、図21のフローチャートを参照して説明する。図21は、第5の実施形態に係る超音波診断装置1Dが超音波プローブ71を用いて取得される超音波画像を表示する際の制御回路22Dの動作の例を示すフローチャートである。以下では、図14に示されるような経直腸穿刺を、超音波プローブ70の代わりに超音波プローブ71を用いて行う場合を例に説明する。なお、現在の走査面の位置が占める領域が穿刺情報が示す穿刺針80の位置が占める領域を含まないものとする。   Next, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1D according to the fifth embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 21 is a flowchart showing an example of the operation of the control circuit 22D when the ultrasonic diagnostic apparatus 1D according to the fifth embodiment displays an ultrasonic image acquired using the ultrasonic probe 71. Hereinafter, a case where transrectal puncture as shown in FIG. 14 is performed using the ultrasonic probe 71 instead of the ultrasonic probe 70 will be described as an example. It is assumed that the area occupied by the current position of the scanning plane does not include the area occupied by the position of the puncture needle 80 indicated by the puncture information.

制御回路22Dは、例えば、入力インタフェース回路20を介して、走査面を制御する走査面制御モードの開始指示が入力されると、位置情報取得機能221Bを実行し、通信インタフェース回路21を介して、位置センサシステム30から超音波プローブ70に関する位置情報と、位置センサ82から穿刺針80に関する位置情報と、位置センサ83から穿刺用アダプタ81Bに関する位置情報を取得する(ステップSE1)。   For example, when an instruction to start a scan plane control mode for controlling the scan plane is input via the input interface circuit 20, the control circuit 22 </ b> D executes the position information acquisition function 221 </ b> B and via the communication interface circuit 21. Position information regarding the ultrasonic probe 70 is acquired from the position sensor system 30, position information regarding the puncture needle 80 is acquired from the position sensor 82, and position information regarding the puncture adapter 81B is acquired from the position sensor 83 (step SE1).

制御回路22Dは、穿刺情報生成機能222Bを実行し、時系列に得られる穿刺針80に関する位置情報と、超音波プローブ71に関する位置情報と、穿刺用アダプタ81Bに関する位置情報とから、穿刺針80の少なくとも先端部分の位置及び穿刺方向に関する情報を含む穿刺情報を生成する(ステップSE2)。生成された穿刺情報には、穿刺針80の3次元座標情報に加えて、穿刺針80と、超音波プローブ71及び穿刺用アダプタ81Bとの相対的な位置関係を示す情報が含まれる。   The control circuit 22D executes the puncture information generation function 222B, and based on the position information regarding the puncture needle 80 obtained in time series, the position information regarding the ultrasonic probe 71, and the position information regarding the puncture adapter 81B, Puncturing information including information on at least the position of the tip portion and the puncturing direction is generated (step SE2). In addition to the three-dimensional coordinate information of the puncture needle 80, the generated puncture information includes information indicating the relative positional relationship between the puncture needle 80, the ultrasonic probe 71, and the puncture adapter 81B.

ステップSE3からステップSE7については、図18に示されるステップSD3からステップSE7までと同様である。   Steps SE3 to SE7 are the same as steps SD3 to SE7 shown in FIG.

第5の実施形態によれば、制御回路22Dは、さらに穿刺用アダプタ81Bの位置情報を加味して、現在の走査面を変更する必要があるか否か判定する。これにより、穿刺用アダプタの位置を微調整した場合でも、常に正確な穿刺針の位置を特定し、超音波プローブの走査面を変更することが可能となる。   According to the fifth embodiment, the control circuit 22D further determines whether or not it is necessary to change the current scanning plane in consideration of the position information of the puncture adapter 81B. Thereby, even when the position of the puncture adapter is finely adjusted, it is possible to always specify the exact position of the puncture needle and change the scanning surface of the ultrasonic probe.

(その他の変形例)
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第1、第2、及び第3の実施形態に係る超音波診断装置は、リニア画像に相当する画像、及びコンベックス画像に相当する画像上に、穿刺ガイド画像、穿刺針画像、及び穿刺孔画像をそれぞれ重畳表示していたが、これに限定されない。例えば、超音波診断装置は、コンベックス画像に相当する画像(Live画像及びMPR画像)に係る断面に穿刺針80が到達したことを示すインジゲータを、リニア画像に相当する画像、及び/又はコンベックス画像に相当する画像上にそれぞれ重畳表示してもよい。
(Other variations)
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first, second, and third embodiments includes a puncture guide image, a puncture needle image, and a puncture hole on an image corresponding to a linear image and an image corresponding to a convex image. Although the images are superimposed and displayed, the present invention is not limited to this. For example, the ultrasonic diagnostic apparatus converts an indicator indicating that the puncture needle 80 has reached a cross section related to an image corresponding to a convex image (Live image and MPR image) into an image corresponding to a linear image and / or a convex image. You may superimpose each on the corresponding image.

また、超音波診断装置は、例えば穿刺プラン時又はLive画像表示中に設定されたマーカーと穿刺針80の先端部分との位置関係を、距離、円及び数値等の形式でリニア画像に相当する画像、及び/又はコンベックス画像に相当する画像上に重畳表示してもよい。さらに、超音波診断装置は、スピーカー等を備え、設定されたマーカーと穿刺針80の先端部分との位置関係を音等で報知してもよい。   In addition, the ultrasonic diagnostic apparatus is an image corresponding to a linear image in the form of a distance, a circle, a numerical value, or the like, indicating the positional relationship between the marker set at the time of a puncture plan or during live image display and the tip of the puncture needle 80, for example. And / or may be superimposed on an image corresponding to a convex image. Further, the ultrasonic diagnostic apparatus may include a speaker or the like, and may notify the positional relationship between the set marker and the distal end portion of the puncture needle 80 by sound or the like.

また、第1、第2及び第3の実施形態に係る超音波診断装置は、駆動されてない圧電振動子群の空間位置に基づいて、予め取得された3次元ボリュームデータに対し、観察対象となる断面を設定していたがこれに限定されない。例えば、超音波診断装置は、穿刺プラン時に設定された所定の腫瘍マーカーの空間位置に基づいて、予め取得された3次元ボリュームデータに対し、観察対象となる断面を設定してもよい。   Further, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first, second, and third embodiments is based on the spatial position of the piezoelectric vibrator group that is not driven, with respect to the three-dimensional volume data acquired in advance. However, the present invention is not limited to this. For example, the ultrasound diagnostic apparatus may set a cross-section to be observed for the three-dimensional volume data acquired in advance based on the spatial position of a predetermined tumor marker set at the time of the puncture plan.

また、第1、第2及び第3の実施形態に係る超音波診断装置は、予め取得された3次元ボリュームデータ(過去画像データ)に対し、観察対象となる断面を設定していたがこれに限定されない。例えば、超音波診断装置は、切替前に駆動されていた圧電振動子群により取得された超音波画像に係る3次元ボリュームデータに対し、観察対象となる断面を設定してもよい。具体的には、まず第2の圧電振動子群702より超音波画像に係る3次元ボリュームデータを取得し、その後駆動対象を第1の圧電振動子群701に切り替えて超音波走査を行うような場合である。   In addition, the ultrasonic diagnostic apparatuses according to the first, second, and third embodiments set the cross-section to be observed for the three-dimensional volume data (past image data) acquired in advance. It is not limited. For example, the ultrasonic diagnostic apparatus may set a cross section to be observed for the three-dimensional volume data related to the ultrasonic image acquired by the piezoelectric vibrator group that was driven before switching. Specifically, first, three-dimensional volume data relating to an ultrasonic image is acquired from the second piezoelectric transducer group 702, and then the ultrasonic target is switched by switching the drive target to the first piezoelectric transducer group 701. Is the case.

また、第4、及び第5の実施形態に係る超音波診断装置は、メカニカル4Dプローブにより圧電振動子群711を揺動させ超音波走査に係る走査面を変更していたがこれに限定されない。例えば、超音波診断装置は、二次元アレイプローブにより超音波走査に係る走査面を変更してもよい。このとき、超音波診断装置は、二次元マトリックス状に配列された圧電振動子の選択、及び各圧電振動子の遅延時間の制御により、超音波走査に係る走査面を変更する。   In the ultrasonic diagnostic apparatuses according to the fourth and fifth embodiments, the piezoelectric transducer group 711 is swung by the mechanical 4D probe to change the scanning plane related to ultrasonic scanning, but the invention is not limited to this. For example, the ultrasonic diagnostic apparatus may change a scanning plane related to ultrasonic scanning with a two-dimensional array probe. At this time, the ultrasonic diagnostic apparatus changes the scanning plane related to the ultrasonic scanning by selecting the piezoelectric vibrators arranged in a two-dimensional matrix and controlling the delay time of each piezoelectric vibrator.

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU(central processing unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、或いは、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、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。さらに、図1、図7、図12、図16、及び図20における複数の構成要素を1つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。   The term “processor” used in the above description is, for example, a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or an application specific integrated circuit (ASIC)), a programmable logic device (for example, It means a circuit such as a simple programmable logic device (SPLD), a complex programmable logic device (CPLD), and a field programmable gate array (FPGA). The processor implements a function by reading and executing a program stored in the storage 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. Furthermore, a plurality of components shown in FIGS. 1, 7, 12, 16, and 20 may be integrated into one processor to realize the function.

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、1A、1B、1C、1D…超音波診断装置、3…ドプラ処理回路、10、10A、10B、10C、10D…装置本体、11…超音波送信回路、12…超音波受信回路、13…モード処理回路、14…ドプラ処理回路、15…次元処理回路、16…表示処理回路、17…内部記憶回路、18…画像メモリ、19…画像データベース、20…入力インタフェース回路、21…通信インタフェース回路、22、22A、22B、22C、22D…制御回路、30…位置センサシステム、31…位置センサ、32…位置検出装置、40…外部装置、50…表示機器、60…入力装置、70、71…超音波プローブ、80…穿刺針、81、81B…穿刺用アダプタ、82、83…位置センサ、91…穿刺アダプタ支持機構、92…超音波プローブ支持機構、100…ネットワーク、701…第1の圧電振動子群、702…第2の圧電振動子群、711…圧電振動子群、811…穿刺孔。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A, 1B, 1C, 1D ... Ultrasonic diagnostic apparatus, 3 ... Doppler processing circuit, 10, 10A, 10B, 10C, 10D ... Apparatus main body, 11 ... Ultrasonic transmission circuit, 12 ... Ultrasonic reception circuit, 13 ... Mode processing circuit, 14 ... Doppler processing circuit, 15 ... dimensional processing circuit, 16 ... display processing circuit, 17 ... internal storage circuit, 18 ... image memory, 19 ... image database, 20 ... input interface circuit, 21 ... communication interface circuit, 22, 22A, 22B, 22C, 22D ... control circuit, 30 ... position sensor system, 31 ... position sensor, 32 ... position detection device, 40 ... external device, 50 ... display device, 60 ... input device, 70, 71 ... over Sonic probe, 80 ... puncture needle, 81, 81B ... puncture adapter, 82, 83 ... position sensor, 91 ... puncture adapter support mechanism, 92 ... ultrasonic probe Lifting mechanism, 100 ... network, 701 ... first piezoelectric element group, 702 ... second piezoelectric element group, 711 ... piezoelectric vibrator group, 811 ... puncture.

Claims (10)

超音波送受信面を構成する複数の圧電振動子群を有するプローブと、
予め取得されたボリュームデータに対し、前記複数の超音波送受信面のうち現在の超音波送受信に用いられている第1の圧電振動子群とは異なる少なくとも一つの第2の圧電振動子群の空間位置に基づいて、少なくとも一つの断面を設定する断面設定部と、
前記設定された少なくとも一つの断面に対応する少なくとも一つの断面画像データを、前記ボリュームデータから生成する断面画像データ生成部と、
前記少なくとも一つの断面画像データに基づく少なくとも一つの断面画像を、前記第1の圧電振動子群を介して取得された超音波画像データに基づく超音波画像と共に表示する表示制御部と
を具備する超音波診断装置。
A probe having a plurality of piezoelectric vibrator groups constituting an ultrasonic transmission / reception surface;
A space of at least one second piezoelectric transducer group different from the first piezoelectric transducer group used for current ultrasonic transmission / reception among the plurality of ultrasonic transmission / reception surfaces with respect to the volume data acquired in advance. A cross-section setting unit that sets at least one cross-section based on the position;
A cross-sectional image data generating unit for generating at least one cross-sectional image data corresponding to the set at least one cross-section from the volume data;
A display control unit that displays at least one cross-sectional image based on the at least one cross-sectional image data together with an ultrasonic image based on the ultrasonic image data acquired via the first piezoelectric vibrator group. Ultrasonic diagnostic equipment.
前記断面設定部は、さらに穿刺針の空間位置に基づいて、前記少なくとも一つの断面を設定する請求項1に記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the cross-section setting unit further sets the at least one cross-section based on a spatial position of the puncture needle. 前記断面設定部は、前記穿刺針の少なくとも尖端を含み且つ当該穿刺針が法線方向となる前記少なくとも一つの断面、及び前記穿刺針の尖端から刺入方向に所定距離だけ離れ且つ当該穿刺針が法線方向となる前記少なくとも一つの断面のうち、少なくとも一方を設定する請求項2に記載の超音波診断装置。   The cross-section setting unit includes at least the tip of the puncture needle and the puncture needle is in a normal direction. The cross-section setting unit is separated from the tip of the puncture needle by a predetermined distance in the insertion direction, and the puncture needle is The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2, wherein at least one of the at least one cross section in a normal direction is set. 前記断面設定部は、さらに穿刺に用いる所定のデバイスの空間位置に基づいて、前記少なくとも一つの断面を設定する請求項1乃至3のうちいずれかに記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the cross-section setting unit further sets the at least one cross-section based on a spatial position of a predetermined device used for puncturing. 前記表示制御部は、前記断面設定部によって設定された前記少なくとも一つの断面の位置に関する情報を、前記少なくとも一つの断面画像と共に表示する請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の超音波診断装置。   The ultrasound according to any one of claims 1 to 4, wherein the display control unit displays information on the position of the at least one cross section set by the cross section setting unit together with the at least one cross section image. Diagnostic device. 前記断面設定部によって設定された前記少なくとも一つの断面の位置に関する情報を報知する報知部をさらに具備する請求項1乃至5のうちいずれかに記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising a notification unit that notifies information related to a position of the at least one cross section set by the cross section setting unit. 超音波送受信面を構成する複数の圧電振動子群を有するプローブを備える超音波診断装置に対し、
予め取得されたボリュームデータに対し、前記複数の超音波送受信面のうち現在の超音波送受信に用いられている第1の圧電振動子群とは異なる少なくとも一つの第2の圧電振動子群の空間位置に基づいて、少なくとも一つの断面を設定する断面設定機能と、
前記設定された少なくとも一つの断面に対応する少なくとも一つの断面画像データを、前記ボリュームデータから生成する断面画像データ生成機能と、
前記少なくとも一つの断面画像データに基づく少なくとも一つの断面画像を、前記第1の圧電振動子群を介して取得された超音波画像データに基づく超音波画像と共に表示する表示機能とを
実行させる超音波診断支援プログラム。
For an ultrasonic diagnostic apparatus including a probe having a plurality of piezoelectric vibrator groups constituting an ultrasonic transmission / reception surface,
A space of at least one second piezoelectric transducer group different from the first piezoelectric transducer group used for current ultrasonic transmission / reception among the plurality of ultrasonic transmission / reception surfaces with respect to the volume data acquired in advance. A cross-section setting function for setting at least one cross-section based on the position;
A cross-sectional image data generating function for generating at least one cross-sectional image data corresponding to the set at least one cross-section from the volume data;
Ultrasound for executing a display function of displaying at least one cross-sectional image based on the at least one cross-sectional image data together with an ultrasonic image based on the ultrasonic image data acquired via the first piezoelectric transducer group Diagnosis support program.
電子的又は機械的に走査面を変更可能なプローブと、
前記プローブの空間位置と、穿刺針との位置関係に基づいて、前記走査面が少なくとも前記穿刺針の先端部分を含むように前記走査面を変更する走査制御部と
を具備する超音波診断装置。
A probe capable of changing a scanning surface electronically or mechanically;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a scanning control unit configured to change the scanning plane so that the scanning plane includes at least a tip portion of the puncture needle based on a positional relationship between a spatial position of the probe and a puncture needle.
前記走査制御部は、さらに前記プローブと独立に設けられ、かつ、前記穿刺針を通す穴を有するステッパーの空間位置との位置関係に基づいて、前記走査面が少なくとも前記穿刺針の先端部分を含むように前記走査面を変更する請求項8に記載の超音波診断装置。   The scanning control unit is further provided independently of the probe, and the scanning surface includes at least a tip portion of the puncture needle based on a positional relationship with a spatial position of a stepper having a hole through which the puncture needle passes. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 8, wherein the scanning plane is changed as described above. 電子的又は機械的に走査面を変更可能なプローブを有する超音波診断装置に対し、
前記プローブの空間位置と、穿刺針との位置関係に基づいて、前記走査面が前記穿刺針を含むように前記走査面を設定する走査制御機能を
実行させる超音波診断支援プログラム。
For an ultrasonic diagnostic apparatus having a probe whose scanning surface can be changed electronically or mechanically,
An ultrasound diagnosis support program for executing a scan control function for setting the scan plane so that the scan plane includes the puncture needle based on the positional relationship between the spatial position of the probe and the puncture needle.
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