CN100459941C - 超声波图像诊断装置 - Google Patents

Abstract

超声波图像诊断装置。本发明的图像处理装置主要由以下部分构成，即：信号处理电路，其对从超声波3D探测器(1)所传送的三维回波信号实施信号处理；存储器，其存储由信号处理电路(6)转换的至少1组以上的多个三维回波数据；大容量的记录装置；控制电路，其进行来自输入装置的输入输出信号的控制；图像处理电路，其根据存储在存储器内的三维回波数据，进行坐标转换等的图像处理；显示电路，其显示由图像处理电路所处理的超声波三维图像；以及CPU，其执行在进行“体积测量”时的运算，该图像处理装置简便且精度良好地测定关心组织。

Description

超声波图像诊断装置

技术领域

本发明涉及对被检体进行三维超声波扫描来进行观察和检查的超声波图像诊断装置。

背景技术

以往，使用以下超声波图像诊断装置，即：把在前端部内具有超声波探头的超声波探测器插入到体腔内，通过从超声波探头收发超声波，取得活体脏器的超声波图像来进行诊断。

作为进行诊断的活体脏器之一有前列腺，然而在该前列腺的诊断中，不仅其形状，而且体积也成为重要的诊断要素。

因此，在例如日本国特开2001—178725号公报中，采用了一种方法，即：通过指定在超声波断层图像上正交的2轴，根据该轴算出旋转椭圆的体积。

然而，在上述日本国特开2001—178725号的方法中，由于终究是在1个平面上的测定，因而不能指定与该平面垂直的(深度)方向，测量误差大。

发明内容

本发明就是鉴于上述情况而作成的，本发明的目的是提供可简便且精度良好地测定关心组织的超声波图像诊断装置。

本发明的超声波图像诊断装置对被检体进行三维超声波扫描，使用通过上述超声波扫描所取得的三维区域的超声波数据，可显示上述被检体的任意的第1断层图像、以及与上述第1断层图像面垂直的第2断层图像，其特征在于，该超声波图像诊断装置构成为具有：测量线设定单元，其将成为测量对象的线段在上述第1断层图像上设定2个系统，并在上述第2断层图像上设定1个系统；测量单元，其根据由上述测量线设定单元所设定的上述线段进行体积测量；以及显示单元，其显示由上述测量单元所取得的测量结果和测定范围。

根据本发明，具有可简便且精度良好地测定关心组织的效果。

附图说明

图1是示出本发明的实施例1的超声波图像诊断装置的结构的结构图。

图2是示出根据存储在图1的存储装置内的三维回波数据由图像处理电路所加工的图像(将径向剖面和线性剖面展开显示的图像)的图。

图3是示出在图2的显示中对径向剖面进行下半圆显示(仅显示从中心起的下半部分)来映现特定组织(例如前列腺)的状态的图。

图4是对测量图3的特定组织的体积的过程进行说明的第1图。

图5是对测量图3的特定组织的体积的过程进行说明的第2图。

图6是对测量图3的特定组织的体积的过程进行说明的第3图。

图7是对测量图3的特定组织的体积的过程进行说明的第4图。

图8是对测量图3的特定组织的体积的过程进行说明的第5图。

图9是对测量图3的特定组织的体积的过程进行说明的第6图。

图10是对测量图3的特定组织的体积的过程进行说明的第7图。

图11是对测量图3的特定组织的体积的过程进行说明的第8图。

图12是对图4至图11的过程中的体积测量运算进行说明的第1图。

图13是对图4至图11的过程中的体积测量运算进行说明的第2图。

图14是对图4至图11的过程中的体积测量运算进行说明的第3图。

图15是对图4至图11的过程中的体积测量运算进行说明的第4图。

图16是对图4至图11的过程中的体积测量运算进行说明的第5图。

图17是对图4至图11的过程中的体积测量运算进行说明的第6图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施例进行描述。

(实施例1)

图1至图17涉及本发明的实施例1，图1是示出超声波图像诊断装置的结构的结构图，图2是示出根据存储在图1的存储装置内的三维回波数据由图像处理电路所加工的图像(将径向剖面和线性剖面展开显示的图像)的图，图3是示出在图2的显示中对径向剖面进行下半圆显示(仅显示从中心起的下半部分)来映现特定组织(例如前列腺)的状态的图，图4是对测量图3的特定组织的体积的过程进行说明的第1图，图5是对测量图3的特定组织的体积的过程进行说明的第2图，图6是对测量图3的特定组织的体积的过程进行说明的第3图，图7是对测量图3的特定组织的体积的过程进行说明的第4图，图8是对测量图3的特定组织的体积的过程进行说明的第5图，图9是对测量图3的特定组织的体积的过程进行说明的第6图，图10是对测量图3的特定组织的体积的过程进行说明的第7图，图11是对测量图3的特定组织的体积的过程进行说明的第8图，图12是对图4至图11的过程中的体积测量运算进行说明的第1图，图13是对图4至图11的过程中的体积测量运算进行说明的第2图，图14是对图4至图11的过程中的体积测量运算进行说明的第3图，图15是对图4至图11的过程中的体积测量运算进行说明的第4图，图16是对图4至图11的过程中的体积测量运算进行说明的第5图，图17是对图4至图11的过程中的体积测量运算进行说明的第6图。

如图1所示，本实施例的超声波图像诊断装置100主要由以下构成，即：超声波三维探测器(以下记为超声波3D探测器)1，其在未作图示的插入部的前端部具有超声波振子15(参照图2)，通过在驱动收发部1a中使用超声波振子15收发超声波，可取得作为模拟信号的三维回波信号；图像处理装置2，其具有根据由该超声波3D探测器1所取得的三维回波数据进行各种图像处理的后述的测量线设定单元和测量单元；作为显示单元的监视器3，其进行由该图像处理装置2所处理的图像处理后的图像显示；以及输入装置4(键盘、鼠标、轨迹球等)，其与上述图像处理装置2连接，进行操作和指示等。

上述超声波3D探测器1由手术者(医生等)插入到被检者的体内，例如胃、食道、大肠等的管腔状脏器内。然后，在利用驱动收发部1a使例如设置在前端部的超声波振子15驱动的同时使其旋转，进行径向扫描，或者使其朝纵轴方向进退来进行线性扫描，或者进行使径向扫描和线性扫描组合的螺旋状的螺旋扫描，在收发超声波的同时，取得管腔状的三维回波，将其作为电模拟信号即三维回波信号传送到图像处理装置2。

上述图像处理装置2主要由以下构成，即：信号处理电路6，其对从上述超声波3D探测器1所传送的三维回波信号实施包络线检波、对数放大、A/D转换、扫描转换等的信号处理作为数字三维回波数据，构成测量线设定单元的一部分；存储器7，其存储由该信号处理电路6转换的至少1组以上的多个三维回波数据；大容量的记录装置8；控制电路9，其进行来自上述输入装置4的输入输出信号的控制；图像处理电路10，其根据存储在上述存储器7内的三维回波数据，进行坐标转换等的图像处理，如图2所示构成用于构建剖面展开图的测量线设定单元的一部分；显示电路11，其把由该图像处理电路10所处理的超声波三维图像转换成视频信号，可将其显示在上述监视器3上；CPU 12，其进行这些存储器7、记录装置8以及各电路6、9、10、11的控制，并存储有执行在进行后述的“体积测量”时的运算的测量单元；以及数据传送总线(以下称为总线)13，其使该CPU 12、上述存储器7、记录装置8以及各电路6、9、10、11的各部分连接来进行图像数据等的收发。

图2是示出根据存储在上述存储器7内的三维回波数据由图像处理电路10所加工的图，是将与超声波3D探测器1的纵轴方向垂直的第1剖面(径向剖面)和与之并列的第2剖面(线性剖面)展开后的DPR(DualPlane Reconstruction：双平面重建)显示。

图3示出在上述DPR显示中将径向剖面进行下半圆显示(仅显示从中心起的下半部分)来映现特定组织(例如前列腺)的状态，图3中的符号16表示的梨皮状部分(阴影部分)是该特定组织。

下面，使用图4至图11对手术者实际测量图3中的特定组织16的体积的过程进行说明。

在该特定组织16在第1剖面和第2剖面上的形状显示在监视器3上的状态下，手术者使用输入装置4进行测量指示。这样，在上述图像处理电路10中，构建用于根据存储在上述存储器7内的三维回波数据和这些输入指示来进行特定组织16的测量的图4所示的特定组织测量用超声波三维图像(以下称为测量用图像)，经由显示电路11显示在监视器3的画面上。

然后，当手术者在测量用图像上识别出特定组织16时，使用输入装置4从测量项目中选择决定“距离测量”。

这样，在CPU 12中，在测量用图像上，如图4所示，把测径器51重叠显示在第1剖面像中央。

这里，当利用输入装置4来使测径器51移动到特定组织16的一端(参照图5)进行确定时，在第1剖面像中央出现与上述测径器51形状相同的激活的测径器52。同时通过将确定了位置的测径器51的尺寸减小一圈，从而与激活的测径器52加以区别。然后，使测径器52移动到与测径器51大致相反侧的特定组织16的一端(图6)，进行决定，从而显示测径器51与测径器52之间的线段x的距离。

并且，当使用输入装置4新选择了第2系统的“距离测量”时，与第1系统的测径器形状不同的测径器53出现在第1剖面像中央，手术者使其通过上述线段x的中点，使测径器53移动到与线段x垂直的直线上且与特定组织16的边界相交的一端附近(图7)，进行确定。在确定的同时，由于在第1剖面像中央出现与上述测径器53形状相同的激活的测径器54，因而与线段x一样，使测径器54移动到特定组织16的另一端(图8)，进行决定，从而显示线段y的距离。

最后，当使用输入装置4新选择了第三系统的“距离测量”时，与第1和第2系统的测径器形状不同的测径器55出现在第1剖面像中央，手术者通过操作上述输入装置4，使测径器55移动到第2剖面像侧的与特定组织16的边界相交的一端附近(图9)，进行确定。在确定的同时，由于在第2剖面像中央出现与上述测径器55相同形状的激活的测径器56，因而使其移动到特定组织16的另一端(图10)，进行决定，从而显示线段z的距离，并显示体积测量(近似旋转椭圆体)结果(图11)。

下面，参照图12至图17对上述体积测量运算进行说明。

(1)在进行了2系统输入的第1剖面(径向剖面)上，把距离长的系统作为长轴(在该情况下为测量线段b)。把另一系统作为假短轴。考虑与长轴垂直的直线d(参照图12)。

(2)进行从假短轴到与长轴垂直的直线d的投影，决定短轴长度(参照图13)。

(3)决定在长轴的垂直2等分线上且在(2)所决定的长度的短轴e。决定与所决定的长轴b和短轴e外接的旋转椭圆f(参照图14)。

(4)考虑在线性剖面中径向分割线上的以旋转椭圆f的长轴b和短轴e的交点O的高度位置O’为中心的短轴e的长度部分的线段g(参照图15：在线性剖面2系统和径向剖面1系统输入的情况下，考虑中心位置的高度是交点O、高度方向的宽度与短轴长度相同的矩形区域g’)。

(5)如果线段g与测量线段c交叉(或者在区域g’(高度方向的宽度与短轴相同，高度方向的中心O’与O的高度相同，横方向的中心与线性分割线相同，宽度与短轴相同)内包含有测量线段c的端点而与线性分割线上的线段g’’交叉)，则为椭圆测量对象(参照图16)。

(6)考虑测量线段c、以及与c相互垂直2等分且具有与短轴相同长度的第3轴h。考虑测量线段c以及以第3轴h为轴的旋转椭圆i(参照图17)。

(7)体积推测值V算出用的各轴长：

a’：长轴长度，b’：短轴长度，c’：测量线段c的长度，显示算出结果如下：

V＝(4π/3)×(a’/2)×(b’/2)×(c’/2)

(8)椭圆的显示把旋转椭圆f和旋转椭圆i显示在画面上。

另外，当进行椭圆显示时，还有必要全部满足以下(a)和(b)的条件。

(a)径向剖面2系统、线性剖面1系统的情况

·短轴和长轴的任意一方与螺旋分割线相交。

·线性剖面系统与径向分割线相交。

(b)线性剖面2系统、径向剖面1系统的情况

·短轴和长轴的任意一方与径向分割相交。

以上，根据本实施例，可取得以下1)～4)的效果。

1)由于可在三维图像上指定测量范围，因而测量容易且可高精度进行。

2)由于可按照进行距离测量的感觉进行体积测量，因而操作性不繁杂。

3)在进行距离测量的同时，可进行体积测量。

4)通过显示体积测量范围，可视觉识别测定范围。

本发明不限于上述实施例，可在不改变本发明要旨的范围内进行各种变更、改变等。

Claims (5)

1.一种超声波图像诊断装置，该装置对被检体进行三维超声波扫描，使用通过上述超声波扫描所取得的三维区域的超声波数据，可显示上述被检体的任意的第1断层图像、以及与上述第1断层图像面垂直的第2断层图像，其特征在于，该超声波图像诊断装置具有：

测量线设定单元，其在上述第1断层图像上设定成为测量对象的2个非平行的线段，并在上述第2断层图像上设定1个不与上述第1断层图像面平行的线段；

测量单元，其根据由上述测量线设定单元所设定的上述线段进行体积测量；以及

显示单元，其显示由上述测量单元所取得的测量结果和测定范围。

2.根据权利要求1所述的超声波图像诊断装置，其特征在于，上述测量单元根据由上述测量线设定单元所设定的上述线段，使用旋转椭圆体进行体积测量。

3.根据权利要求2所述的超声波图像诊断装置，其特征在于，上述测量单元测量由上述测量线设定单元所设定的上述线段的长度并进行体积测量。

4.根据权利要求3所述的超声波图像诊断装置，其特征在于，该装置具有：测量判断单元，其根据由上述测量线设定单元所设定的上述线段的输入条件，判断可否进行体积测量；

只有当由上述测量判断单元判断为可进行体积测量时，才在上述测量单元中进行体积测量。

5.根据权利要求4所述的超声波图像诊断装置，其特征在于，上述线段的输入条件是：

(1)上述第1断层图像上的2个线段中的至少一方与上述第2断层图像面相交；以及

(2)上述第2断层图像上的线段与上述第1断层图像面相交。

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