JP4709419B2 - Thin probe type ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents

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JP4709419B2
JP4709419B2 JP2001126241A JP2001126241A JP4709419B2 JP 4709419 B2 JP4709419 B2 JP 4709419B2 JP 2001126241 A JP2001126241 A JP 2001126241A JP 2001126241 A JP2001126241 A JP 2001126241A JP 4709419 B2 JP4709419 B2 JP 4709419B2
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敬介 橋本
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血管や胆管などの体腔に挿入可能な細径プローブを装備した細径プローブ型超音波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、患者の血管および胆管等の体腔内に直接細径プローブを挿入し、病変や狭窄、管壁への癌の浸潤度を診断し、術式計画や術後の治療効果判定を行なったり、TAE(経カテーテル動脈塞栓術)やPTCA(経皮的冠動脈拡張術)、PTCR(経皮的冠動脈内血栓溶解術)等の治療が試みられている。このため、術者はカテーテルや細径プローブの侵入位置を把握し、先端部が診断部位あるいは治療部位に到達することを確認する必要がある。
【0003】
そこで、従来は、X線透視装置を用いて体内のカテーテルや細径プローブ侵入部位を撮影し、術者はモニタに映し出されたX線画像を見ながら、カテーテルや細径プローブの先端位置をモニタリングしていた。しかし、X線透視によるモニタリングでは、患者はもちろんのこと、術者もX線被爆を受けることは避けがたい。
【0004】
このため、X線透視装置に代わり、超音波診断装置を用いてカテーテルや細径プローブの先端位置を確認する方法が提案されている。超音波診断装置は体外用プローブを用いて体表から体内に向けて超音波ビームを放射し、音響インピーダンスの差のある部位で反射したエコー信号を受信し、これを再構成して画像化するものである。しかしながら、カテーテルや細径プローブの表面は滑らかで、生体内では一般に屈曲している。このため、体表から入射した超音波ビームはカテーテルや細径プローブの表面で正反射するために、体表プローブに戻らないことが多く、位置を検出して画像化することは非常に困難であった。そこで、カテーテルや細径プローブの先端にトランスジューサを設置し、体外用プローブから送信された超音波ビームを受信することで位置情報を得る方法が特開平4−129543号公報等で提案されている。
【0005】
この得られた細径プローブの先端の位置情報に基づいて、体外の2次元アレイプローブを介して取得したボリュームデータをしきい値処理及び最大値投影処理等により生成した血管の外観構造を表す3次元レンダリング像(図8参照)に、細径プローブの先端の位置をマーカ表示することも提案されている。カテーテル操作者は、3次元レンダリング像でマーカにより細径プローブの先端位置を確認しながらカテーテルの挿入作業を行うことができる。
【0006】
しかし、複雑に走行する血管にカテーテルを挿入する場合、例えば血管分枝の上下左右いずれの方向に進めるかを3次元レンダリング像からは分かり難い場合がある。また、カテーテル挿入経路が長い場合には、1つの3次元レンダリング像だけでは描出することが困難な場合が多い。これらの場合には、必要に応じて、3次元レンダリング像を回転させる、クリッピングを行うなどの画像操作を行って、必要な部位を描画することにより回避することになる。しかしながら、カテーテル検査あるいは手術時間が長くなるため、患者の負担が増大するという問題が生じる。
【0007】
また、カテーテル先端に前方視機能や屈曲機能を設けることにより、上記問題点を軽減することが可能であると考えられるが、カテーテル先端部が大きくなるため、操作性の劣化、カテーテル適用範囲の制限、また、カテーテル自体のコスト増の問題もあり、実現性は低い。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、細径プローブ型超音波診断装置において、細径プローブの挿入作業を好適にナビゲートすることのできる情報を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被検体の体内に挿入した細径プローブを介して前記細径プローブの周囲の組織形態を表すラジアル超音波画像データを取得し表示する細径プローブ型超音波診断装置において、前記被検体の体表に当てられる体外超音波プローブと、前記体外超音波プローブを介して前記被検体内部の組織形態に関する3次元ボリュームデータを取得する手段と、前記細径プローブの位置を検出する位置検出手段と、前記細径プローブの位置を視点として、視線方向を前記細径プローブの前方とした遠近投影像データを前記3次元ボリュームデータから発生する手段と、前記遠近投影像データを表示する手段とを具備する。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明は、細径プローブ型超音波診断装置に関する。細径プローブは、典型的には、カテーテル(治療用細管)に挿入された状態で使用される。カテーテルは、血管内用の超音波カテーテル(IVUS;Intravascular Ultrasound)と、体腔内用の超音波細径プローブはIDUS(Intraductal Ultrasound)とが一般的である。
【0011】
図1には、本発明の実施形態に係る細径プローブ型超音波診断装置の構成を示している。本装置は、細径プローブ型超音波診断装置の基本機能の部分、つまりカテーテルの先端内部に配置した二次元イメージング用の微小トランスジューサ(マイクロトランスジューサ)26を介してその周囲をラジアル(円形)にスキャンして円形の組織形態画像(以下単にラジアル画像という)を取得するためのラジアル2次元スキャニング部分の他に、カテーテルの位置を検出するためのナビゲーション部分と、体外用リアルタイム3次元超音波映像化部分とを特徴的に装備している。
【0012】
(ラジアル2次元スキャニング部分)
細径プローブ22の先端付近、具体的にはナビゲーション用のトランスデューサ23から所定距離だけ後方に、2次元イメージング用の微小なトランスジューサ26が配置されている。ラジアル2次元スキャニング部分は、このトランスジューサ26を典型的には機械的に軸回転させながら、トランスジューサ26を介して送受信部27でその周囲を走査することによって組織形態を表す円形の2次元画像を得るためのユニットである。なお、ラジアル2次元スキャニング部分で用いられる超音波には、
駆動信号によるトランスジューサ26の機械的な振動により発生した超音波は、被検体内部を伝搬し、その途中にある音響インピーダンスの不連続面で反射し、エコーとしてトランスジューサ26に返ってくる。このエコーは、トランスジューサ26を機械的に振動する。これにより発生した微弱な電気信号は、送受信部27のプリアンプで増幅され、ディジタル化され、そしてデジタルレシーバ28にて直交検波を受け、さらにエコープロセッサ29により包絡線検波を受ける。それにより発生した超音波ベクタデータは、2次元スキャンコンバータ30にて円形のピクセルデータに変換された後、ビデオインタフェース10に送られる。
【0013】
(カテーテル・ナビゲーション部分)
カテーテル・ナビゲーション部分は、細径プローブ22の先端位置を検出するために装備される。図2(a)、図2(b)に示すように、細径プローブ22の先端には、ナビゲーション用のトランスデューサ23が配置されている。送信部24は、リアルタイムコントローラ21が発生するナビゲーション・パルス発生信号に同期して、ナビゲーション・トランスデューサ23に駆動信号を印加する。それによりナビゲーション・トランスデューサ23から無指向性超音波パルスが発生する。
【0014】
この無指向性超音波パルスは、被検体内部を伝搬し、体外超音波プローブ11により受信される。ポジションディテクター25は、その受信信号に基づいて、ナビゲーション・トランスデューサ23の位置、つまり細径プローブ22の先端位置を推定する。もちろんこの位置は、体外超音波プローブ11に対する相対的な細径プローブ22の先端位置であり、体外超音波プローブ11に固有の座標系、例えば体外超音波プローブ11の中心を原点としたXYZ座標系で表現される。
【0015】
典型的な位置推定方法には、GPS方式と、エネルギー最大パルス検出方式とがある。本実施形態ではそのいずれを採用してもよいし、両者を採用し、それらを選択的に使用するようにしてもよいし、両方式を併用してそれらの2つの結果(推定位置)から最終的な位置を決定するようにしてもよい。
【0016】
a)GPS方式
体外超音波プローブ11のアレイ面内の離散的な3点、つまり離散的な3つのトランスジューサ又は隣接する所定数のトランスジューサを1つのグループとして離散的な3グループで受信したナビゲーション超音波パルスの3つの受信信号の位相差又は時間差に基づいて、三角測量により体外超音波プローブ11の中心点からみたナビゲーション・トランスデューサ23の位置を推定する。原理的には、1回の受信により位置推定が可能であるが、S/Nが悪い場合には、送受信及び位置推定を数回繰り返し、その複数の推定位置の重心位置を最終的な位置として決定するようにしてもよい。
【0017】
b)エネルギー最大パルス検出方式
体外超音波プローブ11で受信したナビゲーション超音波パルスをディジタルビームフォーマ14で多方向に関してビームフォーミングし、そして、ポジションディテクター25でその中の最大エネルギー(最大波高)が得られたビーム上の点の位置を抽出する。つまり、ボリューム全体をスキャニングして得られた最大エネルギー点が、ナビゲーション超音波パルスの発生源、すなわちナビゲーション・トランスデューサ23の位置である。この方式は、先のGPS方式に比べて、高いS/Nを達成するが、ビームフォーミング処理を多方向にわたって繰り返し実行するため、推定に長時間が必要である。
【0018】
(体外用リアルタイム3次元超音波映像化部分)
リアルタイム3次元体外超音波プローブ11は、被検体内部に挿入される細径プローブ22とは異なり、図2(a)に示すように、被検体の体表に当接されるタイプのプローブであり、被検体内部の3次元(3D)の領域を超音波で高速に走査(スキャン)するために、2次元状に配列された複数のトランスジューサを備えている。この体外超音波プローブ11には送信時には送信部12が接続され、受信時には受信部13が接続される。送信部12には、複数のトランスジューサにそれぞれ接続された複数のパルサと送信遅延回路とパルス発生器とが設けられている。パルサは、パルス発生器から一定の周期で発生され、そして送信遅延回路で超音波のビーム化及び指向性付与のために遅延されたパルス信号をトリガとして、トランスジューサに駆動信号(高周波の電圧信号)を印加する。
【0019】
駆動信号を印加されたトランスジューサの機械的な振動により発生した超音波は、被検体内部を伝搬し、その途中にある音響インピーダンスの不連続面で反射し、エコーとしてプローブ11に返ってくる。このエコーは、プローブ11のトランスジューサを機械的に振動する。これにより発生した微弱な電気信号は、受信部13のプリアンプで増幅され、ディジタル化され、そしてディジタルビームフォーマ14で整相加算処理にかけられる。これにより指向性を持つ受信信号が生成される。これら送信部12及び受信部13は、リアルタイムコントローラ21の制御のもとで送信及び受信の指向性を送受信ごとに変化させて上記被検体内部の3次元領域を超音波ビームで走査する。実際の検査では、この3次元の走査範囲内に細径プローブ22の先端付近が含まれるように、体外プローブ11の位置が設定される。
【0020】
受信部13により生成された受信信号は、デジタルレシーバ15にて直交検波を受け、さらにエコープロセッサ16に供給される。エコープロセッサ16は、受信信号を包絡線検波して組織形態を表すデータを発生する。このデータは3次元スキャンコンバータ17でボクセル集合体としての3次元ボリュームデータに変換され、この3次元ボリュームデータから2種類の3次元画像を生成する3次元レンダラー18,19に供給される。レンダリングは、周知のとおり、3次元表現のボリュームデータをディスプレイモニタ9に描画できるように2次元化して映像化することをいい、その工程として、まず、ボリュームデータの座標位置を視点座標系に変換し、隠面処理、物体表面へ陰付けを行うシェーディングを経て画像が生成される。3次元レンダラーとして、ここでは2系統18,19の設けられている。これら2系統の3次元レンダラー18,19は、互いに異なる表現の3次元画像を生成する。
【0021】
3次元レンダラー18は、体外の2次元アレイプローブ11を介して取得された3次元ボリュームデータから、視点をその3次元領域外(体外)の任意の位置、例えば体外プローブ11の中心位置に配置して、検出されたカテーテル先端位置に向かう視線方向で図3の左画面に示した従来同様の血管の外観構造を表す3次元レンダリング像を生成する。3次元レンダラー19は、体外の2次元アレイプローブ11を介して取得された3次元ボリュームデータから、図3の右画面に示すように、カテーテルの先端から、軸方向(進行方向)に同じ視線方向で前方をみた内視鏡様の遠近投影像を生成する。これら3次元レンダリング像と内視鏡様の遠近投影像とはビデオインタフェース10で1画面に合成され、ディスプレイモニタ9に同時に表示される。操作者は、従来の3次元レンダリング像により血管走行とカテーテルの概略位置を把握し、同時に内視鏡様の遠近投影像によりカテーテルのナビゲーションする、つまり、進むべき血管分枝にカテーテルが挿入されているかを確認することができる。なお、プローブ22の退行に伴ってプローブ22の進行方向が逆転したとき、視線方向を逆転した進行方向に対して反転する。
【0022】
3次元レンダラー19では、ボリューム・レンダリングとサーフェース・レンダリングのいずれか又は両方の手法でレンダリング処理を可能にしている。実際の構成例としては、図4に典型的な構成を示すように、入力ステージとしてメモリコントローラ31を中心に2系統のボリュームメモリ32,33からなり、この入力ステージに対してダイレクトメモリアクセスコントローラ34のもとでPCIバス34を経由して高速に処理ステージが接続されており、さらに処理ステージとしてはシステムコントローラ38、CPU36、メインメモリ39、グラフィックコントローラ40、フレームメモリ41からなる一般的な構成で提供され得る。なお、ボリューム・レンダリングとサーフェース・レンダリングとを並列処理して高速化を図るために、図5に示すようにCPU36,37を並列化することも可能である。この場合、システムコントローラ38が2つのCPUインターフェースを持ち、OSがマルチスレッド機能に対応しているものを利用することにある。2種のレンダリング処理は、各々、異なるスレッドとして並列処理される。
【0023】
3次元レンダラー19ではサーフェスレンダリングとして、体外の2次元アレイプローブ11を介して取得された3次元ボリュームデータから、血管内壁あるいは体腔内壁を境界抽出して境界面幾何情報を生成する。境界抽出には、SNAKE法、ACT法などの一般的に知られている手法を用いることができる。血管内壁探索の効率化のために、トランスジューサ23の位置(カテーテル先端位置)を初期位置として血管内壁探索が行われる。境界面幾何情報は、3角形の集合として表現され、コンピュータ・グラフィックスで広く用いられているポリゴン情報として生成される。特に、3DグラフィックスAPI(Application Program Interface)のひとつであるOpenGLに互換性を持つ形式でデータを保持することにより、低コストなパーソナル・コンピューターによる描画が実現できる。具体的には、OpenGLによるサーフェース・レンダリング手法により描画される。奥行き間のある遠近投影を行うためには、視点位置とポリゴンの距離に応じてポリゴンの大きさと投影位置を修正する。
【0024】
視点は、検出されたカテ−テルの先端位置に設定される。また、視線方向は、今回と前回の連続する2回の位置検出オペレーションで検出した2つのカテーテル先端位置から、カテーテルの進行方向が計算され、この進行方向に沿って設定される。2回の位置検出オペレーションの間のカテーテルの移動量が、0の場合、つまりその間にカテーテルが静止していたとき、視線方向は前回の視線方向と同一に設定される。心拍動で多少の移動がある場合には、ある閾値以下の場合には、方向を変更しないものとしてもよい。
【0025】
ナビゲーション開始直後には、カテーテルの進行方向が定まらないため、次のいずれかの方法で方向を決定する。
方法1)デフォルト値として初期的な進行方向を定めておく。
方法2)ユーザーがマウスあるいはジョイスティック等の入力手段により初期的な進行方向を設定する。
方法3)視点位置から6方向に探索を行い、ポリゴンに衝突するまでの距離が最も長いものとする。
【0026】
この方法3では、ナビゲーションを開始する場合には、カテーテルをボリュームの端部に配置することが多いことを前提としている。また、テクスチャ・マッピングとして、体外の2次元アレイプローブ11を介して収集されたボリュームデータ、あるいは、カテーテル先端部に取り付けられた振動子を機械走査することにより得られる3次元ボリュームから得られた機能・形態情報を生成したポリゴンに対応するテクスチャとして定義し、遠近投影画像にテクスチャ・マッピングする。これは、OpenGLにより定義されている機能として実現することが可能である。機能・形態情報には、次のものが挙げられる。
【0027】
体外プローブ11で収集された情報として、カラードプラ法で計測された血流速度あるいは、血流方向をマップする。また、カテーテルプローブ22で収集された情報として、血管・体腔壁厚がある。血管壁からの反射強度を閾値処理することにより厚みを算出して、色相、彩度、輝度(グレーレベルも含む)に対応付けを行う。最も簡単な方法では、振動子表面から放射状に厚計測するものが考えられるが、偏芯している場合には、誤差が生じる。血管壁を抽出して重心計算を行うことにより中心を決定することにより、より正確な壁厚を推定することが可能になる。
【0028】
さらに、壁凹凸度がある。体外の2次元アレイプローブ11を介して収集されるボリュームデータは、カテーテルプローブ22で収集されたボリュームデータよりも大きな位置誤差を持つ。従って、抽出された血管幾何情報には、血管表面の微妙な凹凸が反映されない。カテーテルで収集される血管表面を抽出し、楕円をフィッティングする。楕円との差を各部位で算出して、グレーレベルあるいは色相、彩度、輝度に対応付けする。
【0029】
カテーテルプローブで収集された情報をテクスチャ・マッピングする場合、カテーテルが到達していない部分のテクスチャは異なる表現で表示されるため、カテーテルを引き戻した場合に、到達・未到達が容易に認識できる。
【0030】
3Dレンダラー19では、上述したように、境界抽出によりポリゴン情報を生成する代わりに、ボリューム・レンダリング法を用いて遠近投影画像を生成することも可能である。サーフェース・レンダリングよりも処理が重いが、境界抽出が困難な場合でも比較的良好な3次元画像を得ることが出来る。視線方向の決定方法は、サーフェースレンダリングの場合と同一である。
【0031】
図6(a)は本実施形態における体外超音波プローブ11での3次元ボリュームスキャニングと、細径プローブ22のトランスジューサ23の位置(カテーテルの先端位置)を検出するためにトランスジューサ23から無指向性超音波を送信し、それを体外超音波プローブ11で受信するポジショニング・スキャニングとのシーケンスを示している。上述したようにこれら動作では同じ周波数帯域の超音波を使っているために、両動作を時分割で行う必要がある。ここでは、ボリューム・スキャニングを所定回数例えば8回繰り返すごとに、ポジショニング・スキャニングを1回実施する。
【0032】
図6(b)に示すように、ボリューム・スキャニング1回に対してポジショニング・スキャンを複数回行う。このタイミング・チャートでは、ボリューム・スキャニングの開始時、終了時、その中間時の3回行う制御例を示している。ボリューム・スキャニングに必要な時間は、カラードプラ方を用いるスキャン方式では、非常に長くなるため、カテーテル位置マーカーと遠近投影像のアップデートを頻繁に行うことで、カテーテルのナビゲーションが容易になる。ボリューム・スキャニングの収集時間が短い場合には、検出位置の平均処理を行うことにより、心拍動による位置ずれの影響を最小限に押さえることが可能になる。ボリューム・スキャニング終了時のポジショニング・スキャニングは、次ボリューム・スキャニングの開始時のそれと兼ねることが可能である。
【0033】
図7に、ポジションディテクター25による細径プローブ22のトランスジューサ23の位置(カテーテルの先端位置)の位置検出に関する説明図である。体外用リアルタイム3次元超音波プローブ11の中心位置をX、Y軸の原点(0,0)にとる。N1は、時刻t1におけるカテーテルの先端に取り付けられたナビゲーション・トランスデューサ23の位置で(x1,y1)、P1はそのときのカテーテル中央部に取り付けられたラジアルスキャン・トランスデューサ26の位置である。ナビゲーション・トランスデューサ23とラジアルスキャン・トランスデューサ26との間の固定的な距離をLとする。また、、時刻t1からポジショニング・スキャニングの周期の時間経過後の時刻t2におけるナビゲーション・トランスデューサ23の位置をN2(x2,y2)、ラジアルスキャン・トランスデューサ26の位置をP2とする。従って、カテーテルは、N1からN2(P1からP2)に向かって進行している。これらN1とN2(P1とP2)を結ぶ線をDとして、Dに垂直な線E1はカテーテルのラジアルスキャン・トランスデューサ26で得られる画像の断面(ラジアルスキャン面)が含まれる面に相当する。同様にある時刻後の断面がE2である。
【0034】
そこで、体外用リアルタイム3次元プローブ11で収集したボリュームデータから、断面E1,E2上にある情報を引き出す必要があり、この断面の位置及び方向は図1のラジアルスキャン面セレクタ31にて演算される。その演算結果又はその演算結果が表す当該断面上のボクセルデータがビデオインタフェース10に送られる。
【0035】
以下に、演算の方法の一例を示す。
直線Dの傾き:(y−y)/(x−x
直線E1,E2の傾きはDと直角なので:(x−x)/(y−y
直線E2の式を
【数1】

Figure 0004709419
とおくと、直線E2は、点P2を通るので、P2の座標は、
【数2】
Figure 0004709419
で与えられる。
また、
【数3】
Figure 0004709419
よって、直線E2の式は、
【数4】
Figure 0004709419
となる。この関係式からE2上の位置データを読み出すことができる。
【0036】
本発明は、上述した実施形態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種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されてもよい。
【0037】
【発明の効果】
本発明によると、細径プローブの挿入作業を好適にナビゲートすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る細径プローブ型超音波診断装置の構成を示すブロック図。
【図2】図1の細径プローブと体外超音波プローブとの配置を示す模式図。
【図3】図1のディスプレイモニタの表示画面例を示す図。
【図4】図1の3Dレンダラーの構成例を示す図。
【図5】図1の3Dレンダラーの他の構成例を示す図。
【図6】本実施形態において、3Dボリュームスキャンとポジショニングスキャンとのシーケンスを示す図。
【図7】図1のポジションディテクターによる体外プローブに対する細径プローブの相対的な位置及び方向の演算方法の説明図。
【図8】従来の表示画面例を示す図。
【符号の説明】
9…ディスプレイモニタ、
10…ビデオインタフェース、
11…リアルタイム3D体外超音波プローブ、
12…送信部、
13…受信部、
14…ディジタルビームフォーマ、
15…ディジタルレシーバ、
16…エコープロセッサ、
17…3Dスキャンコンバータ、
18…3Dレンダラー、
19…3Dレンダラー、
20…リアルタイムコントローラ、
21…リアルタイムコントローラ、
22…細径超音波プローブ、
23…ナビ用トランスジューサ、
24…送信部、
25…ポジションディテクター、
26…二次元イメージング用トランスジューサ、
27…送受信部、
28…ディジタルレシーバ、
29…エコープロセッサ、
30…2Dスキャンコンバータ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin probe type ultrasonic diagnostic apparatus equipped with a thin probe that can be inserted into a body cavity such as a blood vessel or a bile duct.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a small-diameter probe is inserted directly into a body cavity such as a patient's blood vessel and bile duct, and the degree of cancer invasion to lesions, stenosis, and vessel wall is diagnosed, and surgical treatment planning and postoperative treatment effect determination, Treatments such as TAE (transcatheter arterial embolization), PTCA (percutaneous coronary dilatation), PTCR (percutaneous intracoronary thrombolysis) have been attempted. For this reason, the surgeon needs to grasp the intrusion position of the catheter or the small-diameter probe and confirm that the distal end reaches the diagnosis site or the treatment site.
[0003]
Therefore, in the past, X-ray fluoroscopy was used to image the catheter and small-diameter probe entry site in the body, and the operator monitored the tip position of the catheter and small-diameter probe while viewing the X-ray image displayed on the monitor. Was. However, in X-ray fluoroscopic monitoring, it is inevitable that not only patients but also operators will receive X-ray exposure.
[0004]
For this reason, a method for confirming the distal end position of a catheter or a small-diameter probe using an ultrasonic diagnostic apparatus instead of an X-ray fluoroscopic apparatus has been proposed. The ultrasonic diagnostic device emits an ultrasonic beam from the body surface to the inside of the body using an external probe, receives an echo signal reflected from a portion having a difference in acoustic impedance, reconstructs it, and images it. Is. However, the surfaces of catheters and small diameter probes are smooth and generally bent in vivo. For this reason, since the ultrasonic beam incident from the body surface is regularly reflected by the surface of the catheter or small probe, it often does not return to the body surface probe, and it is very difficult to detect and image the position. there were. Therefore, Japanese Patent Laid-Open No. 4-129543 proposes a method of obtaining positional information by installing a transducer at the tip of a catheter or a small-diameter probe and receiving an ultrasonic beam transmitted from an extracorporeal probe.
[0005]
Based on the obtained position information of the tip of the small-diameter probe, volume data acquired through the two-dimensional array probe outside the body is represented by a threshold value process, a maximum value projection process, and the like. It has also been proposed to display a marker of the position of the tip of the small-diameter probe on a three-dimensional rendering image (see FIG. 8). The catheter operator can perform the catheter insertion operation while confirming the tip position of the small-diameter probe with the marker in the three-dimensional rendering image.
[0006]
However, when a catheter is inserted into a blood vessel that travels in a complicated manner, it may be difficult to understand from a three-dimensional rendering image, for example, whether the blood vessel branch is advanced in the upper, lower, left or right direction. Further, when the catheter insertion path is long, it is often difficult to draw with only one three-dimensional rendering image. In these cases, if necessary, image operations such as rotating a three-dimensional rendering image and performing clipping are performed to draw a necessary part, thereby avoiding the problem. However, since the catheter inspection or operation time becomes long, there arises a problem that the burden on the patient increases.
[0007]
In addition, it is considered that the above problems can be reduced by providing a forward viewing function and a bending function at the catheter tip. However, since the catheter tip becomes large, the operability is deteriorated and the catheter application range is limited. Also, there is a problem of an increase in the cost of the catheter itself, so the feasibility is low.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide information capable of suitably navigating the insertion operation of a thin probe in a thin probe type ultrasonic diagnostic apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a thin probe type ultrasonic diagnostic apparatus that acquires and displays radial ultrasonic image data representing a tissue form around a thin probe through a thin probe inserted into the body of the subject. An extracorporeal ultrasound probe applied to the body surface of the specimen, means for acquiring three-dimensional volume data relating to the tissue morphology inside the subject via the extracorporeal ultrasound probe, and position detection for detecting the position of the small diameter probe Means for generating perspective projection image data from the three-dimensional volume data with the position of the narrow probe as a viewpoint and a line-of-sight direction in front of the narrow probe; and means for displaying the perspective projection image data It comprises.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin probe type ultrasonic diagnostic apparatus. The small-diameter probe is typically used in a state of being inserted into a catheter (therapeutic tubule). The catheter is generally an intravascular ultrasound catheter (IVUS; Intraductal Ultrasound), and the intravascular ultrasound probe is IDUS (Intraductal Ultrasound).
[0011]
FIG. 1 shows a configuration of a thin probe ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. This device scans the circumference of the basic function of the thin-diameter probe type ultrasonic diagnostic apparatus, that is, a microtransducer (microtransducer) 26 for two-dimensional imaging arranged inside the tip of the catheter in a radial (circular) manner. In addition to a radial two-dimensional scanning portion for obtaining a circular tissue morphology image (hereinafter simply referred to as a radial image), a navigation portion for detecting the position of the catheter, and an external real-time three-dimensional ultrasound imaging portion Are characteristically equipped.
[0012]
(Radial 2D scanning part)
A small transducer 26 for two-dimensional imaging is arranged near the tip of the small-diameter probe 22, specifically, behind the navigation transducer 23 by a predetermined distance. The radial two-dimensional scanning portion typically obtains a circular two-dimensional image representing a tissue form by scanning the periphery of the transducer 26 with the transmission / reception unit 27 via the transducer 26 while mechanically rotating the transducer 26. It is a unit for. In addition, in the ultrasonic wave used in the radial two-dimensional scanning part,
The ultrasonic wave generated by the mechanical vibration of the transducer 26 by the drive signal propagates through the subject, is reflected by the discontinuous surface of the acoustic impedance in the middle, and returns to the transducer 26 as an echo. This echo mechanically vibrates the transducer 26. The weak electric signal generated thereby is amplified by the preamplifier of the transmission / reception unit 27, digitized, subjected to quadrature detection by the digital receiver 28, and further subjected to envelope detection by the echo processor 29. The generated ultrasonic vector data is converted into circular pixel data by the two-dimensional scan converter 30 and then sent to the video interface 10.
[0013]
(Catheter navigation part)
The catheter navigation portion is equipped to detect the tip position of the small diameter probe 22. As shown in FIGS. 2A and 2B, a navigation transducer 23 is disposed at the tip of the small-diameter probe 22. The transmitter 24 applies a drive signal to the navigation transducer 23 in synchronization with the navigation pulse generation signal generated by the real-time controller 21. As a result, an omnidirectional ultrasonic pulse is generated from the navigation transducer 23.
[0014]
The omnidirectional ultrasonic pulse propagates inside the subject and is received by the extracorporeal ultrasonic probe 11. The position detector 25 estimates the position of the navigation transducer 23, that is, the tip position of the small-diameter probe 22 based on the received signal. Of course, this position is the tip position of the small-diameter probe 22 relative to the extracorporeal ultrasonic probe 11, and is a coordinate system unique to the extracorporeal ultrasonic probe 11, for example, an XYZ coordinate system with the center of the extracorporeal ultrasonic probe 11 as the origin. It is expressed by
[0015]
Typical position estimation methods include a GPS method and a maximum energy pulse detection method. In the present embodiment, either of them may be adopted, both may be adopted, and they may be selectively used, or both formulas are used together and the final result is obtained from these two results (estimated positions). A specific position may be determined.
[0016]
a) Navigation ultrasonic waves received in three discrete groups of three discrete points within the array plane of the GPS system extracorporeal ultrasonic probe 11, that is, a discrete three transducers or a predetermined number of adjacent transducers as one group. Based on the phase difference or time difference between the three received signals of the pulse, the position of the navigation transducer 23 viewed from the center point of the extracorporeal ultrasonic probe 11 is estimated by triangulation. In principle, the position can be estimated by one reception. However, when the S / N is poor, the transmission / reception and the position estimation are repeated several times, and the center of gravity positions of the plurality of estimated positions are used as the final positions. It may be determined.
[0017]
b) Energy maximum pulse detection method The navigation ultrasonic pulse received by the extracorporeal ultrasonic probe 11 is beam-formed in multiple directions by the digital beam former 14, and the maximum energy (maximum wave height) therein is obtained by the position detector 25. The position of the point on the selected beam is extracted. That is, the maximum energy point obtained by scanning the entire volume is the position of the navigation ultrasonic pulse generation source, that is, the navigation transducer 23. This method achieves a higher S / N than the previous GPS method, but requires a long time for estimation because the beamforming process is repeatedly executed in multiple directions.
[0018]
(External real-time 3D ultrasound imaging part)
The real-time three-dimensional extracorporeal ultrasonic probe 11 is a probe that is in contact with the body surface of the subject, as shown in FIG. 2A, unlike the small-diameter probe 22 inserted into the subject. In order to scan a three-dimensional (3D) region inside the subject with ultrasonic waves at high speed, a plurality of transducers arranged in a two-dimensional manner are provided. A transmitter 12 is connected to the extracorporeal ultrasound probe 11 during transmission, and a receiver 13 is connected during reception. The transmission unit 12 is provided with a plurality of pulsers, a transmission delay circuit, and a pulse generator respectively connected to the plurality of transducers. The pulser is generated from the pulse generator at a fixed period, and a pulse signal delayed by the transmission delay circuit for beaming and directing the ultrasonic wave is used as a trigger to drive the transducer (high-frequency voltage signal). Apply.
[0019]
The ultrasonic wave generated by the mechanical vibration of the transducer to which the drive signal is applied propagates inside the subject, is reflected by the discontinuous surface of the acoustic impedance in the middle, and returns to the probe 11 as an echo. This echo mechanically vibrates the transducer of the probe 11. The weak electric signal generated thereby is amplified by the preamplifier of the receiving unit 13, digitized, and subjected to phasing addition processing by the digital beam former 14. As a result, a reception signal having directivity is generated. The transmission unit 12 and the reception unit 13 change the directivity of transmission and reception for each transmission and reception under the control of the real-time controller 21 and scan the three-dimensional region inside the subject with an ultrasonic beam. In actual examination, the position of the extracorporeal probe 11 is set so that the vicinity of the tip of the small-diameter probe 22 is included in this three-dimensional scanning range.
[0020]
The reception signal generated by the reception unit 13 is subjected to quadrature detection by the digital receiver 15 and further supplied to the echo processor 16. The echo processor 16 performs envelope detection on the received signal and generates data representing the tissue morphology. This data is converted into three-dimensional volume data as a voxel aggregate by a three-dimensional scan converter 17 and supplied to three-dimensional renderers 18 and 19 that generate two types of three-dimensional images from the three-dimensional volume data. Rendering, as is well known, refers to rendering volume data in a three-dimensional representation into a two-dimensional image so that it can be drawn on the display monitor 9, and as a process, the coordinate position of the volume data is first converted into a viewpoint coordinate system. Then, an image is generated through the hidden surface processing and the shading that shades the object surface. Here, two systems 18, 19 are provided as three-dimensional renderers. These two systems of three-dimensional renderers 18 and 19 generate three-dimensional images with different expressions.
[0021]
The three-dimensional renderer 18 arranges the viewpoint at an arbitrary position outside the three-dimensional region (external), for example, the center position of the extracorporeal probe 11 from the three-dimensional volume data acquired via the extracorporeal two-dimensional array probe 11. Then, a three-dimensional rendering image representing the external structure of the blood vessel similar to the conventional one shown in the left screen of FIG. 3 is generated in the line-of-sight direction toward the detected catheter tip position. The three-dimensional renderer 19 uses the same line-of-sight direction in the axial direction (traveling direction) from the tip of the catheter, as shown in the right screen of FIG. 3, from the three-dimensional volume data acquired via the two-dimensional array probe 11 outside the body. To produce an endoscopic perspective image looking forward. The three-dimensional rendering image and the endoscopic-like perspective projection image are combined into one screen by the video interface 10 and are simultaneously displayed on the display monitor 9. The operator grasps the blood vessel travel and the approximate position of the catheter by the conventional three-dimensional rendering image, and at the same time, navigates the catheter by the endoscope-like perspective projection image, that is, the catheter is inserted into the blood vessel branch to be advanced. Can be confirmed. When the traveling direction of the probe 22 is reversed as the probe 22 is retreated, the line-of-sight direction is reversed with respect to the traveling direction.
[0022]
The three-dimensional renderer 19 enables rendering processing by either or both of volume rendering and surface rendering. As an actual configuration example, as shown in a typical configuration in FIG. 4, the input stage is composed of two systems of volume memories 32 and 33 around the memory controller 31, and the direct memory access controller 34 is connected to this input stage. The processing stage is connected at high speed via the PCI bus 34, and the processing stage has a general configuration including a system controller 38, a CPU 36, a main memory 39, a graphic controller 40, and a frame memory 41. Can be provided. In order to increase the speed by parallel processing of volume rendering and surface rendering, the CPUs 36 and 37 can be parallelized as shown in FIG. In this case, the system controller 38 has two CPU interfaces and the OS uses a multithread function. Each of the two types of rendering processing is processed in parallel as different threads.
[0023]
As the surface rendering, the three-dimensional renderer 19 generates boundary surface geometric information by extracting the boundary of the blood vessel inner wall or the body cavity inner wall from the three-dimensional volume data acquired via the two-dimensional array probe 11 outside the body. For the boundary extraction, a generally known method such as SNAKE method or ACT method can be used. In order to improve the efficiency of the blood vessel inner wall search, the blood vessel inner wall search is performed with the position of the transducer 23 (catheter tip position) as the initial position. The boundary surface geometric information is expressed as a set of triangles, and is generated as polygon information widely used in computer graphics. In particular, by holding data in a format compatible with OpenGL, which is one of 3D graphics APIs (Application Program Interface), it is possible to realize drawing by a low-cost personal computer. Specifically, the drawing is performed by a surface rendering method using OpenGL. In order to perform perspective projection with a depth, the size and projection position of the polygon are corrected according to the distance between the viewpoint position and the polygon.
[0024]
The viewpoint is set at the tip position of the detected catheter. The line-of-sight direction is set along the traveling direction by calculating the traveling direction of the catheter from the two catheter tip positions detected by two consecutive position detecting operations this time and the previous time. When the amount of movement of the catheter between the two position detection operations is 0, that is, when the catheter is stationary during that time, the viewing direction is set to be the same as the previous viewing direction. If there is some movement due to heartbeat, the direction may not be changed if it is below a certain threshold.
[0025]
Immediately after the start of navigation, the catheter traveling direction is not determined, so the direction is determined by one of the following methods.
Method 1) An initial traveling direction is determined as a default value.
Method 2) A user sets an initial direction of travel using input means such as a mouse or a joystick.
Method 3) A search is performed in six directions from the viewpoint position, and the distance to the collision with the polygon is the longest.
[0026]
This method 3 is based on the assumption that the catheter is often placed at the end of the volume when navigation is started. In addition, as a texture mapping, a function obtained from volume data collected via a two-dimensional array probe 11 outside the body or a three-dimensional volume obtained by mechanical scanning of a transducer attached to the distal end of the catheter Define the shape information as a texture corresponding to the generated polygon and texture-map it to the perspective projection image. This can be realized as a function defined by OpenGL. The function / form information includes the following.
[0027]
As information collected by the extracorporeal probe 11, the blood flow velocity or the blood flow direction measured by the color Doppler method is mapped. The information collected by the catheter probe 22 includes blood vessel / body cavity wall thickness. Thickness is calculated by performing threshold processing on the reflection intensity from the blood vessel wall, and is associated with hue, saturation, and luminance (including gray level). The simplest method is to measure the thickness radially from the surface of the vibrator. However, if the thickness is eccentric, an error occurs. By determining the center by extracting the blood vessel wall and calculating the center of gravity, it is possible to estimate a more accurate wall thickness.
[0028]
Furthermore, there is a wall unevenness degree. Volume data collected through the two-dimensional array probe 11 outside the body has a larger positional error than volume data collected by the catheter probe 22. Therefore, subtle irregularities on the blood vessel surface are not reflected in the extracted blood vessel geometric information. Extract the vessel surface collected with the catheter and fit the ellipse. The difference from the ellipse is calculated at each part and associated with the gray level or hue, saturation, and luminance.
[0029]
When the information collected by the catheter probe is texture-mapped, the texture of the portion where the catheter has not reached is displayed in a different expression, so that when the catheter is pulled back, arrival / non-arrival can be easily recognized.
[0030]
As described above, in the 3D renderer 19, instead of generating polygon information by boundary extraction, it is also possible to generate a perspective projection image using a volume rendering method. Although the process is heavier than surface rendering, a relatively good three-dimensional image can be obtained even when boundary extraction is difficult. The method for determining the line-of-sight direction is the same as in the case of surface rendering.
[0031]
FIG. 6A shows a three-dimensional volume scanning with the extracorporeal ultrasonic probe 11 in the present embodiment and a non-directional supersonic wave from the transducer 23 to detect the position of the transducer 23 of the small-diameter probe 22 (the position of the tip of the catheter). A sequence of positioning and scanning in which a sound wave is transmitted and received by the extracorporeal ultrasonic probe 11 is shown. As described above, since these operations use ultrasonic waves in the same frequency band, both operations need to be performed in a time-sharing manner. Here, every time the volume scanning is repeated a predetermined number of times, for example, 8 times, the positioning / scanning is performed once.
[0032]
As shown in FIG. 6B, positioning scanning is performed a plurality of times for one volume scanning. This timing chart shows an example of control that is performed three times at the start, end, and intermediate time of volume scanning. The time required for volume scanning is very long in the scanning method using the color Doppler method, and thus the catheter navigation is facilitated by frequently updating the catheter position marker and the perspective projection image. When the collection time of volume scanning is short, it is possible to minimize the influence of the position shift due to the heartbeat by performing the average processing of the detection positions. Positioning scanning at the end of volume scanning can be combined with that at the start of the next volume scanning.
[0033]
FIG. 7 is an explanatory diagram regarding the position detection of the position of the transducer 23 of the small diameter probe 22 (the tip position of the catheter) by the position detector 25. The center position of the external real-time three-dimensional ultrasonic probe 11 is taken as the origin (0, 0) of the X and Y axes. N1 is the position of the navigation transducer 23 attached to the tip of the catheter at time t1 (x1, y1), and P1 is the position of the radial scan transducer 26 attached to the central portion of the catheter at that time. Let L be a fixed distance between the navigation transducer 23 and the radial scan transducer 26. Further, the position of the navigation transducer 23 at time t2 after the elapse of the positioning / scanning period from time t1 is N2 (x2, y2), and the position of the radial scan transducer 26 is P2. Thus, the catheter is traveling from N1 to N2 (P1 to P2). A line connecting these N1 and N2 (P1 and P2) is D, and a line E1 perpendicular to D corresponds to a plane including a cross section (radial scan plane) of an image obtained by the radial scan transducer 26 of the catheter. Similarly, the cross section after a certain time is E2.
[0034]
Therefore, it is necessary to extract information on the cross sections E1 and E2 from the volume data collected by the external real-time three-dimensional probe 11, and the position and direction of the cross section are calculated by the radial scan plane selector 31 of FIG. . The calculation result or voxel data on the cross section represented by the calculation result is sent to the video interface 10.
[0035]
An example of the calculation method is shown below.
Inclination of the straight line D: (y 2 −y 1 ) / (x 2 −x 1 )
Since the slopes of the straight lines E1 and E2 are perpendicular to D: (x 2 −x 1 ) / (y 2 −y 1 )
The equation for the straight line E2 is
Figure 0004709419
Since the straight line E2 passes through the point P2, the coordinates of P2 are
[Expression 2]
Figure 0004709419
Given in.
Also,
[Equation 3]
Figure 0004709419
Therefore, the equation of the straight line E2 is
[Expression 4]
Figure 0004709419
It becomes. The position data on E2 can be read from this relational expression.
[0036]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention at the stage of implementation. Furthermore, the above embodiment includes various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, some constituent requirements may be deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment.
[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to suitably navigate the insertion operation of the small diameter probe.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a thin probe ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing the arrangement of the small-diameter probe and the extracorporeal ultrasonic probe of FIG.
3 is a diagram showing an example of a display screen of the display monitor in FIG. 1. FIG.
4 is a diagram showing a configuration example of the 3D renderer in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing another configuration example of the 3D renderer in FIG. 1;
FIG. 6 is a diagram showing a sequence of 3D volume scanning and positioning scanning in the present embodiment.
7 is an explanatory diagram of a method for calculating a relative position and direction of a small-diameter probe with respect to an extracorporeal probe by the position detector of FIG. 1;
FIG. 8 is a diagram showing an example of a conventional display screen.
[Explanation of symbols]
9 ... Display monitor,
10 ... Video interface,
11 ... Real-time 3D extracorporeal ultrasound probe,
12 ... Transmitter,
13 ... receiving part,
14 ... Digital beamformer,
15 ... Digital receiver,
16 ... Echo processor,
17 ... 3D scan converter,
18 ... 3D renderer,
19 ... 3D renderer,
20 ... Real-time controller,
21 ... Real-time controller,
22 ... a small-diameter ultrasonic probe,
23 ... Transducer for navigation,
24 ... Transmitter,
25 ... Position detector,
26. Transducer for two-dimensional imaging,
27: Transmitter / receiver,
28: Digital receiver,
29 ... Echo processor,
30 ... 2D scan converter.

Claims (15)

被検体の体内に挿入した細径プローブを介して前記細径プローブの周囲の組織形態を表すラジアル超音波画像データを取得し表示する細径プローブ型超音波診断装置において、
前記被検体の体表に当てられる体外超音波プローブと、
前記体外超音波プローブを介して前記被検体内部の組織形態に関する3次元ボリュームデータを取得する手段と、
前記細径プローブの位置を検出する位置検出手段と、
前記細径プローブの位置を視点として、視線方向を前記細径プローブの前方とした遠近投影像データを前記3次元ボリュームデータから発生する手段と、
前記遠近投影像データを表示する手段とを具備することを特徴とした超音波診断装置。
In a thin probe type ultrasonic diagnostic apparatus that acquires and displays radial ultrasonic image data representing a tissue form around the thin probe through a thin probe inserted into the body of a subject,
An extracorporeal ultrasound probe applied to the body surface of the subject;
Means for acquiring three-dimensional volume data relating to a tissue form inside the subject via the extracorporeal ultrasonic probe;
Position detecting means for detecting the position of the small diameter probe;
Means for generating perspective projection image data from the three-dimensional volume data with the position of the narrow probe as a viewpoint and the line-of-sight direction in front of the narrow probe;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: means for displaying the perspective projection image data.
前記体外超音波プローブは2次元状に配列された複数の振動子を備えることを特徴とした請求項1記載の超音波診断装置。  The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the extracorporeal ultrasonic probe includes a plurality of transducers arranged two-dimensionally. 前記細径プローブの位置を検出する手段は、前記細径プローブに装備された無指向性超音波を発生する振動子と、前記体外超音波プローブを介して受信された前記無指向性超音波の受信信号に基づいて、前記細径プローブの相対的な位置を演算する位置演算手段とを有することを特徴とした請求項1記載の超音波診断装置。  The means for detecting the position of the small-diameter probe includes: a vibrator that generates an omnidirectional ultrasonic wave mounted on the small-diameter probe; and an omnidirectional ultrasonic wave received via the extracorporeal ultrasonic probe. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising a position calculating unit that calculates a relative position of the small-diameter probe based on a received signal. 前記位置演算手段は、前記体外超音波プローブの離散的な少なくとも3点で受信した受信信号の位相差又は時間差に基づいて前記細径プローブの相対的な位置を演算することを特徴とした請求項3記載の超音波診断装置。  The position calculating means calculates a relative position of the small-diameter probe based on a phase difference or a time difference of reception signals received at at least three discrete points of the extracorporeal ultrasonic probe. 3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to 3. 前記位置演算手段は、前記体外超音波プローブを介して受信した指向性の異なる受信信号の最大強度を示す点を前記細径プローブの相対的な位置として特定することを特徴とした請求項3記載の超音波診断装置。  The said position calculating means specifies the point which shows the maximum intensity | strength of the received signal from which the directivity differs through the said extracorporeal ultrasonic probe as a relative position of the said small diameter probe. Ultrasound diagnostic equipment. 前記遠近投影像データを発生する手段は、前記検出した少なくとも2つの位置に基づいて前記細径プローブの進行方向を計算し、この進行方向により前記視線方向を特定することを特徴とした請求項1記載の超音波診断装置。  The means for generating the perspective projection image data calculates a traveling direction of the small-diameter probe based on the detected at least two positions, and identifies the line-of-sight direction based on the traveling direction. The ultrasonic diagnostic apparatus as described. 前記遠近投影像データを発生する手段は、前記細径プローブの退行に伴って前記細径プローブの進行方向が逆転したとき、前記視線方向を前記逆転した進行方向に対して反転することを特徴とした請求項6記載の超音波診断装置。  The means for generating perspective projection image data reverses the line-of-sight direction with respect to the reversed traveling direction when the traveling direction of the small-diameter probe is reversed as the small-diameter probe is retreated. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 6. 前記遠近投影像データは、ボリューム・レンダリング法又はサーフェース・レンダリング法の少なくとも一方により発生されることを特徴とした請求項1記載の超音波診断装置。  The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the perspective projection image data is generated by at least one of a volume rendering method and a surface rendering method. 前記遠近投影像に、血流速度画像を合成する手段をさらに備えることを特徴とした請求項1記載の超音波診断装置。  The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising means for synthesizing a blood flow velocity image with the perspective projection image. 前記3次元ボリュームデータから、血管の外観構造を表す3次元レンダリング画像データを発生する手段をさらに備えることを特徴とした請求項1記載の超音波診断装置。  2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising means for generating three-dimensional rendering image data representing an external structure of a blood vessel from the three-dimensional volume data. 前記3次元レンダリング画像データには前記細径プローブの位置を表すマーカが合成されることを特徴とした請求項10記載の超音波診断装置。  The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 10, wherein a marker representing a position of the small-diameter probe is synthesized with the three-dimensional rendering image data. 前記マーカは、複数回にわたって検出された前記細径プローブの複数の位置の平均処理により特定される位置に設定されることを特徴とした請求項11記載の超音波診断装置。The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 11, wherein the marker is set at a position specified by an average process of a plurality of positions of the small diameter probe detected a plurality of times. 前記3次元レンダリング画像データは前記遠近投影像データと同時に表示されることを特徴とした請求項10記載の超音波診断装置。  The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 10, wherein the three-dimensional rendering image data is displayed simultaneously with the perspective projection image data. 前記3次元ボリュームデータの取得のための超音波走査と前記細径プローブの位置を検出するための前記無指向性超音波の送受信とが時分割で繰り返されることを特徴とした請求項3記載の超音波診断装置。  The ultrasonic scanning for acquiring the three-dimensional volume data and the transmission / reception of the omnidirectional ultrasonic waves for detecting the position of the small diameter probe are repeated in a time division manner. Ultrasonic diagnostic equipment. 前記3次元ボリュームデータの取得のための1回の超音波走査に対して前記細径プローブの位置を検出するための前記無指向性超音波の送受信を複数回行うことを特徴とした請求項14記載の超音波診断装置。14. the transmission and reception of the non-directional ultrasonic waves was characterized by a plurality of times to detect the position of the small diameter probe for a single ultrasound scan for the acquisition of the three-dimensional volume data The ultrasonic diagnostic apparatus as described.
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