JP2008142330A - Ultrasonic diagnostic apparatus and catheter navigation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波ガイド下で手技により血管内にカテーテルを挿入する場合において、カテーテルの所望血管への挿入を容易ならしめるための超音波診断装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus for facilitating insertion of a catheter into a desired blood vessel when the catheter is inserted into a blood vessel by a technique under an ultrasonic guide.
超音波診断は、超音波プローブを体表から当てるだけの簡単な操作で心臓の拍動や胎児の動きの様子がリアルタイム表示で得られ、かつ安全性が高いため繰り返して検査を行うことができる。この他、システムの規模がX線、CT、MRIなど他の診断機器に比べて小さく、ベッドサイドへ移動していっての検査も容易に行えるなど簡便な診断手法であると言える。この超音波診断において用いられる超音波診断装置は、それが具備する機能の種類によって様々に異なるが、小型なものは片手で持ち運べる程度のものが開発されており、超音波診断はX線などのように被曝の影響がなく、産科や在宅医療等においても使用することができる。 Ultrasound diagnosis can be performed repeatedly by simply touching the ultrasound probe from the body surface, and the heart beats and fetal movements can be obtained in real time, and it is highly safe. . In addition, it can be said that this is a simple diagnostic method in which the scale of the system is smaller than other diagnostic devices such as X-rays, CT, and MRI, and inspection can be easily performed while moving to the bedside. Ultrasound diagnostic devices used in this ultrasound diagnosis vary depending on the types of functions that they have, but small ones that can be carried with one hand have been developed. Thus, there is no influence of exposure, and it can be used in obstetrics and home medical care.
近年、血管内カテーテルによる治療(血管インターベンション)において、体内のカテーテルの位置をモニタリングする方法として、X線による血管造影の他に、超音波画像を用いる手法がある。これは、超音波画像では血管壁(すなわち、血流及びその周辺組織)とカテーテルの両方の画像を映像化することができるため、例えば血管分岐が存在する場合に、目的とする血管にカテーテルが挿入されているか(True)、別の分岐した血管に挿入されているか(Sub)を容易に判断することができ、カテーテルを進め易いこと等の利点があるからである。血管インターベンションは、頚動脈、腎動脈、大動脈、冠動脈、上肢動脈/静脈、下肢動脈/静脈など多く血管を適用対象としている。 In recent years, in the treatment with an intravascular catheter (vascular intervention), as a method for monitoring the position of the catheter in the body, there is a method using an ultrasound image in addition to angiography by X-ray. This is because, in an ultrasound image, images of both the blood vessel wall (that is, the blood flow and its surrounding tissues) and the catheter can be visualized. For example, when a blood vessel branch exists, the catheter is placed in the target blood vessel. This is because it is possible to easily determine whether it is inserted (True) or whether it is inserted into another branched blood vessel (Sub), and there are advantages such as easy advancement of the catheter. The vascular intervention is applied to many blood vessels such as the carotid artery, renal artery, aorta, coronary artery, upper limb artery / vein, lower limb artery / vein.
なお、本願に関連する公知文献としては、例えば次のようなものがある。
しかしながら、従来の超音波診断装置を用いて血管を映像化する場合、血管を通るスキャン断面を得るためには、操作者がプローブを移動させながら例えば図11、図12に示すような適切な角度、位置等を探さなければならない。そのため、カテーテル操作を行う血管インターベンションでは、術中における人為的作業の負担が大きくなってしまう。また、通常血管は曲がっていたり、分岐していたりなど立体的な構造をしている。このため、特に一次元アレイプローブを用いたモニタリングを行う場合には、血管の走行方向に沿った超音波断面像を抽出ことは困難である。 However, when imaging a blood vessel using a conventional ultrasonic diagnostic apparatus, in order to obtain a scan cross section passing through the blood vessel, an appropriate angle as shown in FIGS. You have to look for the position etc. Therefore, in the vascular intervention for performing the catheter operation, the burden of man-made work during the operation is increased. In addition, blood vessels usually have a three-dimensional structure such as bending or branching. For this reason, it is difficult to extract an ultrasonic cross-sectional image along the traveling direction of the blood vessel, particularly when performing monitoring using a one-dimensional array probe.
なお、上記問題点を解決するため、例えばドプラ情報や血管壁の情報を用いて超音波ボリュームデータにおける血管の走行を判定し、血管の走行方向中心軸に沿った超音波断面像を描出し、さらに血管が曲がっている場合には、二次元断層像も曲面として描出する方法がある。しかしながら、この方法では、生体内に超音波ガイド下でカテーテルを挿入し、所望とする部位まで到達させるためには、画像中の複数の血管の中からカテーテルが入っている血管を人為的に判断しなければない。従って、術者の作業負担は依然大きいと言える。 In order to solve the above problems, for example, using Doppler information or blood vessel wall information to determine the travel of the blood vessel in the ultrasonic volume data, draw an ultrasonic cross-sectional image along the central axis in the travel direction of the blood vessel, Further, when the blood vessel is bent, there is a method of rendering a two-dimensional tomographic image as a curved surface. However, in this method, in order to insert a catheter into a living body under ultrasound guidance and reach a desired site, the blood vessel containing the catheter is artificially determined from a plurality of blood vessels in the image. I have to do it. Therefore, it can be said that the work burden on the surgeon is still large.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、超音波ガイド下での血管インターベンションにおいて、現在のカテーテルの位置及びカテーテルが挿入されている血管を良好に視認することができる超音波画像を提供可能な超音波診断装置及びカテーテルナビゲーションシステムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an ultrasonic image capable of satisfactorily recognizing a current catheter position and a blood vessel in which the catheter is inserted in a vascular intervention under an ultrasonic guide. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus and a catheter navigation system capable of providing the above.
本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。 In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures.
本発明の第1の視点は、被検体を超音波走査することにより、カテーテルの挿入対象となる血管を含む領域に関するボリュームデータを取得するデータ取得手段と、カテーテルの空間的位置を特定するための第1の位置情報及び前記ボリュームデータに対応する空間的位置を特定するための第2の位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記第1及び第2の位置情報と前記画像データとに基づいて、前記カテーテルの挿入対象となる血管を強調表示するための超音波画像であるナビゲーション画像を生成する画像生成手段と、前記ナビゲーション画像を表示する表示手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置である。 A first aspect of the present invention is to provide data acquisition means for acquiring volume data relating to a region including a blood vessel to be inserted into a catheter by performing ultrasonic scanning on the subject, and for specifying a spatial position of the catheter. Based on first position information and position information acquisition means for acquiring second position information for specifying a spatial position corresponding to the volume data, the first and second position information, and the image data And an image generating means for generating a navigation image that is an ultrasonic image for highlighting a blood vessel to be inserted into the catheter, and a display means for displaying the navigation image. This is a sonic diagnostic apparatus.
本発明の第2の視点は、カテーテルの挿入対象となる血管を含む領域に関するボリュームデータを取得するデータ取得手段と、カテーテルの空間的位置を特定するための第1の位置情報を検出するカテーテル位置検出手段と、前記ボリュームデータに対応する空間的位置を特定するための第2の位置情報を検出するボリュームデータ位置情報取得手段と、前記第1及び第2の位置情報と前記画像データとに基づいて、前記カテーテルの挿入対象となる血管を強調表示するための超音波画像であるナビゲーション画像を生成する画像生成手段と、前記ナビゲーション画像を表示する表示手段と、を具備することを特徴とするカテーテルナビゲーションシステムである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a data acquisition means for acquiring volume data relating to a region including a blood vessel to be inserted into a catheter, and a catheter position for detecting first position information for specifying a spatial position of the catheter. Based on detection means, volume data position information acquisition means for detecting second position information for specifying a spatial position corresponding to the volume data, the first and second position information, and the image data. And an image generating means for generating a navigation image that is an ultrasonic image for highlighting a blood vessel to be inserted into the catheter, and a display means for displaying the navigation image. It is a navigation system.
以上本発明によれば、超音波ガイド下での血管インターベンションにおいて、現在のカテーテルの位置及びカテーテルが挿入されている血管を良好に視認することができる超音波画像を提供可能な超音波診断装置及びカテーテルナビゲーションシステムを実現することができる。 As described above, according to the present invention, in the blood vessel intervention under the ultrasonic guide, the ultrasonic diagnostic apparatus capable of providing an ultrasonic image that can favorably visually recognize the current position of the catheter and the blood vessel in which the catheter is inserted. And a catheter navigation system can be realized.
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.
図1は、本実施形態に係るカテーテルナビゲーションシステム1の構成を示した図である。同図に示すように、本カテーテルビゲーションシステム1は、カテーテルシステム2、超音波診断装置3を具備している。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
カテーテルシステム2は、カテーテル2a、当該カテーテルの所定の部分(本実施形態では、先端部分)に設けられる位置特定情報送信装置2b、カテーテル位置検出装置2cを有する。カテーテル2aは、血管インターベンションに用いられ、目的に応じてその先端にバルーン、カッター等を備え、血管内を経由して所定の位置に挿入される。位置特定情報送信装置2bは、カテーテル2aの先端部分の空間的位置を特定するための情報(カテーテル位置特定情報)を、カテーテル位置検出装置2cに有線又は無線で送信する。カテーテル位置検出装置2cは、位置特定情報送信装置2bから受信した位置特定情報に基づいて、カテーテルの空間的位置を検出する。
The
なお、カテーテル位置検出装置2cは、必ずしもカテーテルシステム2側に含める必要はなく、例えば超音波診断装置3に同様の機能を持たせるようにしてもよい。また、本実施形態では、説明を具体的にするため、下肢部の血管インターベンション(例えば、左足の付け根から血管にカテーテルを挿入し、つま先に進行させて足首周辺の到達予定位置までカテーテルを進行させる血管インターベンション)を例とする。しかしながら、本発明の技術的思想はこれに拘泥されず、超音波ガイド下で血管内にカテーテルを挿入する血管インターベンションにおいては、どのようなものであっても適用することができる。
The catheter
図2は、本システム1の超音波診断装置3のブロック構成図を示している。同図に示すように、本超音波診断装置3は、装置本体11、超音波プローブ12、入力装置13、モニター14を具備している。
FIG. 2 shows a block diagram of the ultrasonic
超音波プローブ12は、装置本体11からの駆動信号に基づき超音波を発生し、被検体からの反射波を電気信号に変換する複数の圧電振動子、当該圧電振動子に設けられる整合層、当該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している。当該超音波プローブ12から被検体Pに超音波が送信されると、当該送信超音波は、体内組織の音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、エコー信号として超音波プローブ12に受信される。このエコー信号の振幅は、反射することになった反射することになった不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。また、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合のエコーは、ドプラ効果により移動体の超音波送信方向の速度成分を依存して、周波数偏移を受ける。 The ultrasonic probe 12 generates ultrasonic waves based on a drive signal from the apparatus main body 11, converts a reflected wave from the subject into an electric signal, a matching layer provided in the piezoelectric vibrator, It has a backing material that prevents the propagation of ultrasonic waves from the piezoelectric vibrator to the rear. When ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic probe 12 to the subject P, the transmitted ultrasonic waves are successively reflected by the discontinuous surface of the acoustic impedance of the body tissue and received by the ultrasonic probe 12 as an echo signal. . The amplitude of this echo signal depends on the difference in acoustic impedance at the discontinuous surface that is supposed to be reflected. In addition, the echo when the transmitted ultrasonic pulse is reflected by the moving blood flow or the surface of the heart wall depends on the velocity component in the ultrasonic transmission direction of the moving body due to the Doppler effect, and the frequency Receive a shift.
なお、この超音波プローブ12には、超音波診断装置3と有線又は無線で接続される位置特定情報送信装置120が設けられている。これは、当該プローブ12の位置を特定するための情報(プローブ位置特定情報)を超音波診断装置3に送信する。このプローブ位置特定情報は、超音波走査領域(二次元画像取得の場合には二次元走査面、三次元画像取得の場合には三次元走査空間)の空間的位置を特定するために用いられる。
The ultrasonic probe 12 is provided with a position specifying
入力装置13は、装置本体11に接続され、オペレータからの各種指示、条件、関心領域(ROI)の設定指示、種々の画質条件設定指示等を装置本体11に取り込むための各種スイッチ、ボタン、トラックボール、マウス、キーボード等を有している。例えば、操作者が入力装置13の終了ボタンやフリーズボタンを操作すると、超音波の送受信は終了し、当該超音波診断装置は一時停止状態となる。
The
モニター14は、装置本体11からのビデオ信号に基づいて、生体内の形態学的情報や血流情報を画像として表示する。
The
装置本体11には、超音波送信ユニット21、超音波受信ユニット22、Bモード処理ユニット23、ドプラ処理ユニット24、画像生成ユニット25、ナビゲーション画像生成ユニット26、画像合成ユニット27、制御プロセッサ(CPU)28、記憶ユニット29、インターフェースユニット30が設けられている。以下、個々の構成要素の機能について説明する。
The apparatus main body 11 includes an
超音波送信ユニット21は、図示しないトリガ発生回路、遅延回路およびパルサ回路等を有している。パルサ回路では、所定のレート周波数fr Hz(周期;1/fr秒)で、送信超音波を形成するためのレートパルスが繰り返し発生される。また、遅延回路では、チャンネル毎に超音波をビーム状に集束し且つ送信指向性を決定するのに必要な遅延時間が、各レートパルスに与えられる。トリガ発生回路は、このレートパルスに基づくタイミングで、プローブ12に駆動パルスを印加する。
The
超音波受信ユニット22は、図示していないアンプ回路、A/D変換器、加算器等を有している。アンプ回路では、プローブ12を介して取り込まれたエコー信号をチャンネル毎に増幅する。A/D変換器では、増幅されたエコー信号に対し受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与え、その後加算器において加算処理を行う。この加算により、エコー信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調され、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。
The
Bモード処理ユニット23は、送受信ユニット21からエコー信号を受け取り、対数増幅、包絡線検波処理などを施し、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータを生成する。
The B-
ドプラ処理ユニット24は、送受信ユニット21から受け取ったエコー信号から速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワー等の血流情報を多点について求める。得られた血流情報は画像生成ユニット25に送られ、平均速度画像、分散画像、パワー画像、これらの組み合わせ画像としてモニター14にカラー表示される。
The
画像生成ユニット25は、Bモード処理ユニット23からの信号列(超音波スキャンの走査線信号列)を、テレビなど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に変換し、超音波診断画像データ(二次元断層画像データ、ボリューム画像データ)を生成する。この時、エッジ強調や時間平滑化、空間平滑化など、種々の画像フィルタも施され、ユーザーの好みに応じた画質を提供できるようになっている。なお、当該画像生成ユニット25に入る以前のデータは、「生データ」と呼ばれることがある。
The
ナビゲーション画像生成ユニット26は、画像生成ユニット25において生成されたボリュームデータ及びその位置情報と、制御プロセッサ28において計算されるカテーテルの位置情報とに基づいて、カテーテル、カテーテルが挿入された血管が強調表示されたナビゲーション画像を生成する。このナビゲーション画像の生成については、後で詳しく説明する。
The navigation
画像合成ユニット27は、画像生成ユニット25又はナビゲーション画像生成ユニット26から受け取った画像を種々のパラメータの文字情報や目盛等と合成し、ビデオ信号としてモニター14に出力する。特に、画像合成ユニット27は、ナビゲーション画像を、制御プロセッサ28によって生成される付帯情報と合成する。
The
制御プロセッサ28は、情報処理装置(計算機)としての機能を持ち、本超音波診断装置本体の動作を制御する。制御プロセッサ28は、記憶ユニット29から画像生成・表示等を実行するための制御プログラム、カテーテルナビゲーション機能を実現するための専用プログラム等を読み出して自身が有するメモリ上に展開し、各種処理に関する演算・制御等を実行する。
The
また、制御プロセッサ28は、カテーテル位置特定情報に基づくカテーテルの空間的位置の特定、プローブ位置特定情報に基づく超音波走査領域の空間的位置(すなわち、ボリュームデータの空間的位置)の特定、カテーテルの空間的位置と超音波走査領域との空間的位置の対応付け、ボリュームデータ上におけるカテーテルの位置を算出等を行う。さらに、制御プロセッサ28は、算出されたボリュームデータ上におけるカテーテルの位置等に基づいて、カテーテルが挿入されている血管を特定し、また、生成されたナビゲーション画像を観察する際に有益な情報である付帯情報を生成する。
Further, the
記憶ユニット29は、送受信条件、画像生成、表示処理を実行するための制御プログラムや、診断情報(患者ID、医師の所見等)、診断プロトコル、プローブの走査線角度情報、プローブの位置情報、カテーテルの位置情報、ボディマーク生成プログラム、カテーテルナビゲーション機能を実現するための専用プログラムその他のデータ群が保管されている。記憶ユニット29のデータは、インターフェースユニット80を経由して他の装置へ転送することも可能となっている。
The
インターフェースユニット30は、入力装置13、ネットワーク、新たな外部記憶装置(図示せず)、カテーテルの位置検出装置2c、プローブの位置特定情報送信装置に関するインタフェースである。なお、当該装置によって得られた超音波画像等のデータや解析結果等は、インターフェースユニット30よって、ネットワークを介して他の装置に転送可能である。
The
(カテーテルナビゲーション機能)
次に、本超音波診断装置3が有するカテーテルナビゲーション機能について説明する。この機能は、大きくナビゲーション画像生成機能と付帯情報提供機能とに分けられる。以下、各機能について説明する。
(Catheter navigation function)
Next, the catheter navigation function of the ultrasonic
[ナビゲーション画像生成機能]
ナビゲーション画像生成機能とは、血管内に挿入されているカテーテル及び当該カテーテルが挿入されている血管(カテーテル挿入血管)の少なくとも一方を強調表示するための超音波画像(ナビゲーション画像)を生成しリアルタイム表示する機能である。この機能によれば、例えば図3に示すように超音波画像上において複数の血管が映像化されている場合であっても、図4に示すようにその中からカテーテルが挿入されている血管が強調表示される。従って、ユーザーは、現在のカテーテルの位置及びカテーテル挿入血管の走行形態を容易に視認することができる。
[Navigation image generation function]
The navigation image generation function generates an ultrasound image (navigation image) for highlighting at least one of a catheter inserted into a blood vessel and a blood vessel into which the catheter is inserted (catheter-inserted blood vessel) and displays it in real time. It is a function to do. According to this function, for example, even when a plurality of blood vessels are visualized on an ultrasonic image as shown in FIG. 3, the blood vessel into which the catheter is inserted is shown in FIG. Highlighted. Therefore, the user can easily visually recognize the current position of the catheter and the running form of the catheter insertion blood vessel.
図5は、ナビゲーション画像生成機能に従う処理(ナビゲーション画像生成処理)の流れを示したフローチャートである。同図を参照しながら、ナビゲーション画像生成処理に関する当該超音波診断装置3の動作について説明する。
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of processing (navigation image generation processing) according to the navigation image generation function. The operation of the ultrasonic
まず、所定のスキャンシーケンスに従って、図6に示すようなカテーテルを挿入する血管を含む所定領域が超音波走査され、当該領域に関するボリュームデータが取得される(ステップS1)。 First, according to a predetermined scan sequence, a predetermined region including a blood vessel into which a catheter as shown in FIG. 6 is inserted is ultrasonically scanned, and volume data relating to the region is acquired (step S1).
次に、制御プロセッサ28は、インターフェースユニット30を介して、プローブ位置特定情報及びカテーテル位置特定情報を取得し、これに基づいて超音波走査領域(ボリュームデータ)の空間的位置及びカテーテルの空間的位置を算出し、これらを相互に対応付ける(ステップS2)。
Next, the
次に、ナビゲーション画像生成ユニット26は、ボリュームデータ上におけるカテーテルの先端部分の位置を算出し(ステップS3)、カテーテルの先端部分を含む血管断面像を抽出する(ステップS4)。なお、このような血管断面像の抽出は、例えば特開2004−283373号公報、特開平11−318884号公報、特開2003−305039号公報等に開示されている手法を用いることができる。
Next, the navigation
次に、ナビゲーション画像生成ユニット26は、カテーテルの先端部分を含む血管断面像におけるカテーテル挿入血管を特定し(ステップS5)、カテーテル、カテーテル挿入血管が強調表示(例えば、高輝度表示、色別表示、矢印による明示、線による領域描出等)するためのナビゲーション画像を生成する(ステップS6)。なお、カテーテルの先端部分を含む血管断面像におけるカテーテル挿入血管を特定は、例えば特開2004−350791公報に開示されている手法等を用いることで実現することができる。生成されたナビゲーション画像は、例えば後述する付帯情報等と共に、所定の形態にてモニター14上に表示される(ステップS7)。
Next, the navigation
[付帯情報提供機能]
付帯情報提供機能とは、生成されたナビゲーション画像を観察する場合に有益な付帯情報(例えば、カテーテル挿入血管の分岐の存在を知らせるための情報、カテーテル挿入血管の分岐が存在する場合にいずれの方向にカテーテルを進行させるかを選択させるための情報等)を提供するものである。
[Attached information provision function]
The supplementary information providing function refers to supplementary information useful for observing the generated navigation image (for example, information for informing the existence of a branch of a catheter insertion blood vessel, or any direction when a branch of the catheter insertion blood vessel exists) And the like for selecting whether to advance the catheter.
図7、図8は、付帯情報提供機能の一例を説明するための図である。例えば図7に示すように、カテーテル挿入の進行方向に血管分岐が存在する場合には、制御プロセッサ28は、血管分岐の存在を伝えるための情報、及びカテーテル進路としていずれの血管かを選択させるための情報(例えば、「血管分岐があります。上or下のどちらを選択しますか?」等のメッセージ)を付帯情報として生成する。生成された付帯情報は、ナビゲーション画像と共に例えば図7に示す形態にてナビゲーション画像と共に表示(又は、音声にて出力)される。
7 and 8 are diagrams for explaining an example of the incidental information providing function. For example, as shown in FIG. 7, when a blood vessel branch exists in the direction of catheter insertion, the
また、図7に示した付帯情報が提示された際に、ユーザーにより、例えば入力装置13を介して画面上の分岐において下の血管を選択する指示が入力された場合を想定する。係る場合、制御プロセッサ28は、画面上の分岐において下側に存在する血管を強調表示するナビゲーション画像を生成すると共に、カテーテル進路として画面上の分岐において下側に存在する血管が選択されたことを示す情報(例えば、「下を選択」等のメッセージ)を付帯情報として生成する。生成された付帯情報は、例えば図8に示す形態にてナビゲーション画像と共に表示(又は、音声にて出力)される。
Further, it is assumed that when the supplementary information shown in FIG. 7 is presented, the user inputs an instruction to select a lower blood vessel in a branch on the screen, for example, via the
さらに、カテーテル進路として選択した血管とは異なる血管にカテーテルが存在する場合には、制御プロセッサ28は、カテーテルが選択した血管上に存在しないことをユーザー知らせるための情報(例えば、「注意!違う血管に挿入しています。」等のメッセージ)を付帯情報として生成する。一方、カテーテル進路として選択した血管と同一の血管にカテーテルが存在する場合には、制御プロセッサ28は、カテーテルは進路として選択された血管内に存在することを知らせるための情報(例えば、「正常に進んでいます。」等のメッセージ)を付帯情報として生成する。生成された付帯情報は、例えばそれぞれ図9、図10に示す形態にてナビゲーション画像と共に表示(又は、音声にて出力)される。
Furthermore, if the catheter is in a different blood vessel than the vessel selected as the catheter path, the
なお、カテーテルが進路として選択された血管内に存在するか否かの判定(すなわち、カテーテルがいずれの血管に進行しているかの判定)は、例えば次の様にして実現することができる。すなわち、制御プロセッサ28が、現在のカテーテルの位置と進路として選択された血管の位置とのずれを監視し、そのずれが所定の閾値を超えていない場合にはカテーテルは進路として選択された血管内に存在すると判定する一方、そのずれが所定の閾値を超えた場合には、カテーテルは進路として選択された血管内に存在しないと判定する。また、カテーテルの進行方向における血管分岐は、例えばドプラ情報等を用いて検出することができる。
Note that the determination of whether or not the catheter is present in the blood vessel selected as the course (that is, the determination of which blood vessel the catheter is proceeding to) can be realized as follows, for example. That is, the
以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。 According to the configuration described above, the following effects can be obtained.
本カテーテルナビゲーションシステムによれば、血管内に挿入されているカテーテルを映像化し、且つカテーテル挿入血管を強調表示するためのナビゲーション画像を生成しリアルタイム表示することができる。従って、ユーザーは、表示されたナビゲーション画像を観察することで、現在のカテーテルの位置、及びカテーテル挿入血管を容易且つ迅速に視認することができる。 According to the present catheter navigation system, a catheter inserted in a blood vessel can be visualized, and a navigation image for highlighting the catheter-inserted blood vessel can be generated and displayed in real time. Therefore, the user can easily and quickly visually recognize the current position of the catheter and the catheter insertion blood vessel by observing the displayed navigation image.
また、本カテーテルナビゲーションシステムによれば、カテーテル挿入血管上の分岐の存在を知らせるための情報、分岐する血管のうちいずれの血管をカテーテル進路として強調表示するかを選択させるための情報、選択されたカテーテル進路上にカテーテルが正しく存在するか否かを知らせるための情報等を、付帯情報としてナビゲーション画像と共に出力する。従って、ユーザーは、血管分岐の存在や現在のカテーテル位置の適否を迅速に認識することができる。その結果、血管インターベンションにおけるカテーテルの誤操作を防止することができ、医療行為の質の向上に寄与することができる。 Further, according to the catheter navigation system, information for informing the presence of a branch on the catheter insertion blood vessel, information for selecting which of the branching blood vessels should be highlighted as the catheter route, Information for notifying whether or not the catheter is correctly present on the catheter path is output as supplementary information together with the navigation image. Therefore, the user can quickly recognize the presence of the blood vessel branch and the appropriateness of the current catheter position. As a result, it is possible to prevent an erroneous operation of the catheter in the vascular intervention and contribute to the improvement of the quality of medical practice.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。具体的な変形例としては、例えば次のようなものがある。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Specific examples of modifications are as follows.
(1)本実施形態に係る各機能は、当該処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク(フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスクなど)、光ディスク(CD−ROM、DVDなど)、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することも可能である。 (1) Each function according to the present embodiment can also be realized by installing a program for executing the processing in a computer such as a workstation and developing the program on a memory. At this time, a program capable of causing the computer to execute the technique is stored in a recording medium such as a magnetic disk (floppy (registered trademark) disk, hard disk, etc.), an optical disk (CD-ROM, DVD, etc.), or a semiconductor memory. It can also be distributed.
(2)カテーテルの現在の位置が進路として選択した血管から外れている場合には、ナビゲーション画像と共に提供される付帯情報に、例えばカテーテル先端の現在の位置と進路として選択した血管との最短距離(ずれ量)を定量的情報を含めるようにしてもよい。この定量的情報は、カテーテル先端の現在の位置と進路として選択した血管の位置とを用いて、容易に計算することができる。 (2) When the current position of the catheter is out of the blood vessel selected as the course, the supplementary information provided together with the navigation image includes, for example, the shortest distance between the current position of the catheter tip and the blood vessel selected as the path ( The amount of deviation) may include quantitative information. This quantitative information can be easily calculated using the current position of the catheter tip and the position of the blood vessel selected as the course.
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
以上本発明によれば、超音波ガイド下での血管インターベンションにおいて、現在のカテーテルの位置及びカテーテルが挿入されている血管を良好に視認することができる超音波画像を提供可能な超音波診断装置及びカテーテルナビゲーションシステムを実現することができる。 As described above, according to the present invention, in the blood vessel intervention under the ultrasonic guide, the ultrasonic diagnostic apparatus capable of providing an ultrasonic image that can favorably visually recognize the current position of the catheter and the blood vessel in which the catheter is inserted. And a catheter navigation system can be realized.
1…超音波診断装置、11…装置本体、12…超音波プローブ、13…入力装置13、14…モニター、21…超音波送信ユニット、22…超音波受信ユニット、23…Bモード処理ユニット、24…ドプラ処理ユニット、25…画像生成ユニット、26…ナビゲーション画像生成ユニット、27…画像合成ユニット、28…制御プロセッサ(CPU)、29…記憶ユニット、30…インタフェースユニット
DESCRIPTION OF
Claims (5)
カテーテルの空間的位置を特定するための第1の位置情報及び前記ボリュームデータに対応する空間的位置を特定するための第2の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記第1及び第2の位置情報と前記画像データとに基づいて、前記カテーテルの挿入対象となる血管を強調表示するための超音波画像であるナビゲーション画像を生成する画像生成手段と、
前記ナビゲーション画像を表示する表示手段と、
を具備することを特徴とする超音波診断装置。 Data acquisition means for acquiring volume data relating to a region including a blood vessel to be inserted into a catheter by ultrasonically scanning a subject;
Position information acquisition means for acquiring first position information for specifying a spatial position of a catheter and second position information for specifying a spatial position corresponding to the volume data;
Image generating means for generating a navigation image, which is an ultrasonic image for highlighting a blood vessel to be inserted into the catheter, based on the first and second position information and the image data;
Display means for displaying the navigation image;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記画像生成手段は、前記選択された血管を強調表示するための前記ナビゲーション画像を生成すること、
を特徴とする請求項2記載の超音波診断装置。 A selection means for selecting a blood vessel in which the catheter is to be advanced in the branch when the branch is detected, and
The image generating means generates the navigation image for highlighting the selected blood vessel;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2.
前記表示手段は、前記判定手段の判定の結果に関する情報を表示すること、
を特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。 Determination means for determining which blood vessel the catheter is progressing based on the associated first and second positional information;
The display means displays information relating to a determination result of the determination means;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein:
カテーテルの空間的位置を特定するための第1の位置情報を検出するカテーテル位置検出手段と、
前記ボリュームデータに対応する空間的位置を特定するための第2の位置情報を検出するボリュームデータ位置情報取得手段と、
前記第1及び第2の位置情報と前記画像データとに基づいて、前記カテーテルの挿入対象となる血管を強調表示するための超音波画像であるナビゲーション画像を生成する画像生成手段と、
前記ナビゲーション画像を表示する表示手段と、
を具備することを特徴とするカテーテルナビゲーションシステム。 Data acquisition means for acquiring volume data relating to a region including a blood vessel to be inserted into a catheter;
Catheter position detecting means for detecting first position information for specifying a spatial position of the catheter;
Volume data position information acquisition means for detecting second position information for specifying a spatial position corresponding to the volume data;
Image generating means for generating a navigation image, which is an ultrasonic image for highlighting a blood vessel to be inserted into the catheter, based on the first and second position information and the image data;
Display means for displaying the navigation image;
A catheter navigation system comprising:
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