CN113729761A - 超声波摄像装置和使用该摄像装置的手术辅助系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及超声波摄像装置和使用该摄像装置的手术辅助系统及方法。提供能得到处于摄像范围外的器件的位置信息并将该位置信息与超声波图像一起提示给用户的超声波摄像装置以及手术辅助系统。手术辅助系统包含：超声波摄像装置；固定于要插入到被检测体内的治疗器具的超声波产生源；和显示超声波图像以及超声波产生源的位置的显示装置。超声波摄像装置具备推定超声波产生源的位置信息的位置推定部，位置推定部对在摄像区域外由超声波产生源发出的超声波产生的栅格伪影(假像)进行解析，来推定超声波产生源相对于摄像区域的位置信息。

Description

超声波摄像装置和使用该摄像装置的手术辅助系统及方法
技术领域
本发明涉及组合光声技术和超声波摄像装置的手术辅助技术，特别涉及在患者体内插入导管等手术器具并在向手术对象部位移动时监视手术器具的移动的技术。
背景技术
在治疗血管狭窄的手术中，广泛采用与开胸手术相比患者负担更少的导管治疗。作为在导管这样极其小的区域进行手术方面的课题，能举出视觉辨识性。导丝那样的细径器件主要通过使用X射线透视来进行视觉辨识，但生物体的患部与器件的位置关系并不清晰。特别在血管内治疗中，获知血管壁与导丝的位置关系直接关系到手术成绩，高的视觉辨识性很重要。虽然也有通过在手术中使用超声波摄像装置来解决该问题的尝试，但由于用超声波对导丝前端进行描绘并不容易，需要与手术者分开的熟练的回波技师，因此尚未达到普及。
针对于此，也提出如下技术：在导管前端安装超声波发射机，在超声波摄像装置中接收来自该超声波发射机的超声波并进行图像化，由此对导管前端进行检测。例如在专利文献1中，在公开的技术中公开了：根据安装于超声波探针的姿势检测单元所检测到的姿势来担保超声波发射机处于超声波探针的正下方的状态并检测其位置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2015-139465号公报
在专利文献1等的组合光声技术和超声波摄像装置来掌握器件位置的技术中，在配备了光声手段的器件前端进入到摄像范围时将其可视化。因此，在器件进入到摄像范围之前，无法知道器件从哪个方向接近、接近到何种程度。即，直到器件接近患部为止，都完全不能预测器件会在患部的超声波图像的哪里映现出。另外，一般血管有许多分岔，在导管治疗中，必须使器件在通过这些分岔的同时前进并到达给定的患部，但在现有的方法中，即使器件的行进方向在中途偏离，也不能从图像掌握这一情况。
发明内容
本发明的课题在于，提供能得到处于摄像范围外的器件的位置信息并将其与超声波图像一起提示给用户的超声波摄像装置。
为了解决上述课题，本发明的超声波摄像装置通过利用由来自摄像范围外的超声波产生的栅格伪影(假像)，从而在安装于器件的超声波产生源处于摄像范围外时掌握其位置信息。
即，本发明的超声波摄像装置的特征在于，具备：发送部，对被检测体经由超声波探头发送进行了波束形成的超声波信号；接收部，对来自被照射所述超声波信号的摄像区域的反射超声波进行波束形成并接收；图像形成部，根据所述接收部接收到的反射超声波来作成所述摄像区域的超声波图像；和位置推定部，使用所述接收部在所述发送部的超声波信号的非发送时接收到的由插入到所述被检测体的内部的超声波产生源发出的超声波，来推定所述超声波产生源的位置信息，所述位置推定部对在所述摄像区域外由所述超声波产生源发出的超声波产生的假像进行解析，推定所述超声波产生源相对于所述摄像区域的位置信息。
本发明的手术辅助系统包含：上述结构的超声波摄像装置；超声波产生源，固定于要插入到被检测体内的治疗器具；和显示装置，显示所述超声波图像以及所述超声波产生源的位置。
另外，本发明的手术辅助方法使用超声波摄像装置来监视插入到患者的体内的手术器具，所述手术辅助方法的特征在于，对给定的摄像范围重复收发超声波信号，形成超声波图像并进行显示，在超声波收发的间歇从固定于所述手术器具的超声波产生源产生超声波，这时，将所述超声波摄像装置接收到的超声波信号图像化，对处于摄像范围外的所述超声波产生源的假像进行解析，来推定所述超声波产生源相对于所述摄像范围的位置信息，并进行提示。
发明效果
超声波摄像装置在将给定的区域作为摄像区域即在给定的区域中进行相位调整的波束形成条件下进行摄像，在该超声波摄像装置中，从摄像区域外发出的超声波作为与栅格(以下称作GL)伪影同样的假像而被图像化，GL伪影的呈现方式根据与摄像区域的位置关系而发生变化。在本发明中，能通过解析该栅格(以下称作GL)伪影来推定该产生源即超声波产生源与摄像范围的关系，特别是能推定往摄像范围去的到来方向。通过将该到来方向与摄像区域的图像即超声波图像一起进行提示，用户能获知超声波产生源是否正确实地前往作为图像映现出的摄像区域，并且能获知从哪个方向前往目的部位，能预测超声波产生源的行进。
附图说明
图1是表示实施方式的手术辅助系统的概要的图。
图2是表示实施方式的手术辅助系统的动作的流程的图。
图3是表示实施方式1的超声波摄像装置的整体结构的图。
图4是表示器件前端的结构的截面图。
图5是说明实施方式1的超声波摄像装置的动作的图。
图6是说明GL伪影的图。
图7(A)、(B)分别是表示实施方式1的超声波摄像装置的显示画面的一例的图。
图8是表示实施方式2的超声波摄像装置的整体结构的图。
图9是说明实施方式2的超声波摄像装置的动作的图。
图10是说明变形例的动作的图。
图11是表示变形例的显示例的图。
附图标记说明
1：手术辅助系统
10：超声波摄像装置
11：发送部
12：接收部
13：输入部
14：显示部
20：超声波产生源
25：光产生部(光产生装置)
40：显示装置
150：信号处理部
151：超声波图像作成部
152：位置推定部
153：显示图像作成部
155：控制部
具体实施方式
以下说明本发明的超声波摄像装置和具备该超声波摄像装置的手术辅助系统的实施方式。
手术辅助系统1如图1所示那样具备：连接超声波探头3的超声波摄像装置10；固定于器件2的超声波产生源20；和显示超声波摄像装置10所形成的图像等的显示装置40。在本说明书中，将球囊导管、微导管等治疗用器具、用于将这些治疗用器具运送到目的部位的导丝等要插入到体内的手术器具总称称作器件。
该手术辅助系统1是如下那样的装置：在将器件2插入到被检测体(患者)30的体内(血管内)并使其到达患部后，例如在进行血管狭窄部位的扩张、血栓除去等处置的导管治疗中，进行辅助以使得器件2确实地到达狭窄部位等患部。因此，从固定于器件2的超声波产生源20以一定的间隔产生超声波，由超声波摄像装置10检测该超声波，来推定超声波产生源20的位置。超声波摄像装置10还在不从超声波产生源20发出超声波时，对被检测体30进行超声波的发送和反射超声波的接收，取得被检测体内部的超声波图像。
超声波产生源20包含通过给予光、电等能源而产生超声波的元件。具体地，能使用通过高频信号进行振动而发出超声波的压电元件、接受光而发出超声波的色素等光声材料。超声波产生源20在器件2的实体上的部分处与驱动超声波产生源的装置连接。在超声波产生源是光声材料的情况下，利用光纤与光产生装置25连接。另外，在压电元件的情况下，还能使用专用的电源，但还能通过与超声波摄像装置10的发送部连接而利用来自发送部的信号对压电元件进行驱动。
超声波摄像装置10能使用与现有的超声波摄像装置同样的结构的装置，但其信号处理系统具备用于推定超声波产生源20的位置的单元(图3：位置推定部152)。其中，还能由与超声波摄像装置10不同的信号处理装置或计算机进行位置推定部的功能的一部分或全部。在该情况下，超声波摄像装置10具备用于与这样的信号处理装置或计算机进行数据的交换的接口部。数据的交换能使用经由有线、无线、网络、介质的交换等公知的手段。
被检测体内部的超声波图像能通过发送超声波波束，对在被检测体内部的各处反射的反射超声波进行波束形成并接收来得到，根据超声波波束的波束形成和照射角度来决定摄像范围。另一方面，超声波产生源20所发出的超声波与摄像范围无关地以波状扩展，到达超声波探头。在接收时进行与发送时的波束形成匹配的波束形成时，若超声波产生源20处于摄像范围内，就能根据从其发出的超声波来得到超声波产生源20的形状的图像。若超声波产生源20为点状，则能得到点状的图像。过去，根据超声波产生源20的图像在摄像范围中的位置，来掌握真实空间中患部与器件的位置关系。但是，在超声波产生源20处于摄像范围的外侧时，即使来自其的超声波到达接收部，也无法作为超声波产生源20的形状的图像而描绘。
在超声波摄像中，已知栅格伪影这样的现象。栅瓣是相对于本来的超声波波束向中心轴的侧面扩散的虚拟分量，由来自该栅瓣的反射波作出的图像是GL伪影。GL伪影以栅瓣的存在为前提，但即使是并非反射波的自发的超声波，也会在满足产生GL的条件时作为像而呈现。产生GL的条件由构成超声波探头的振动元件的配置间隔d和波长λ决定，(sinθ＝nd/λ，n：1、2、…，θ是栅瓣的方向)处于给定的关系。这时呈现的假像由于是根据与GL相同的原理产生的假像，因此在本说明书中称作GL伪影。
在该自发的超声波的GL伪影的呈现方式中，其产生位置、倾斜度根据超声波产生源的位置而发生变化。在本实施方式的超声波摄像装置10中，通过位置推定部152对该GL伪影进行解析，来推定摄像范围外的超声波产生源的位置。
因此，在手术辅助系统1中，如图2所示那样，对超声波摄像装置10进行控制，使得在2个动作模式下进行动作(S21)。一个模式是取得被检测体的超声波图像的摄像模式，另一个模式是接收来自超声波产生源20的自发超声波并形成图像的器件监视模式(以下仅称作监视模式)。在摄像模式下，以设定的摄像条件对摄像区域进行超声波的收发(S22)，作成B模式图像等超声波图像(S23)，并显示于显示装置40(S24)。在监视模式下，将摄像模式的发送设为非动作(OFF)，从超声波产生源20产生超声波(S25)。超声波摄像装置10在超声波产生时也继续接收(S26)，并作成图像。
位置推定部152对在由来自超声波产生源20的超声波作成的图像中呈现的GL伪影进行解析(S27)，算出其位置信息、倾斜度等，使显示装置40显示解析结果(S28)。显示装置40显示的解析结果的方式并没有特别限定，例如可设为能与步骤S23中显示的超声波图像一起掌握相对于摄像区域的位置关系的形式。
摄像模式与监视模式的切换(S21)可以由超声波摄像装置10内的控制部进行，也可以从超声波产生源20侧对超声波摄像装置10发送触发信号，使用触发信号来进行。在手术人员将器件2在被检测体的体内(血管内)不断推进的期间，交替重复超声波摄像装置10的摄像模式和监视模式，在显示装置40显示包含患部在内的摄像区域的图像和器件位置信息，由此手术人员能在摄像区域确认器件在不断行进的状态。
根据以上的手术辅助系统的概要，以下说明器件位置推定的具体的实施方式。在以下的实施方式所参考的附图中，具有相同功能的要素以相同附图标记示出，省略重复的说明。
<实施方式1>
对作为超声波产生源20而利用光声材料的情况的实施方式进行说明。
在图3示出本实施方式的手术辅助系统1以及超声波摄像装置10的整体结构。
超声波摄像装置10除了追加有推定超声波产生源的位置的功能(位置推定部152)以外，还具有与一般的超声波摄像装置同样的结构，如图3所示那样具备：对超声波探头3发送超声波信号的发送部11；接收超声波探头3检测到的反射波(RF信号)并进行相位调整、加法运算等处理的接收部12；以及进行接收部12接收到的RF信号的处理的信号处理部150。另外，超声波摄像装置10具备：控制装置整体和其附属装置等的控制部155；用于用户输入摄像所需的条件、指令的输入部13；显示超声波摄像装置10取得的超声波图像、GUI(GraphicUser Interface，图形用户界面)等的显示部14(图1：显示装置40)；以及存储作为信号处理部150的处理结果的图像等的存储器16。
信号处理部150具备：使用接收部12接收到的信号来作成超声波图像的超声波图像形成部151；使用从超声波产生源20发出并经由超声波探头3由接收部12接收到的超声波信号来推定与超声波产生源20的位置相关的信息的位置推定部152；和生成显示于显示部14的图像的显示图像形成部153。在此，在需要区分接收部12所接收的超声波信号当中的作为发送超声波波束的反射波的超声波信号和来自超声波产生源20的超声波信号的情况下，将前者称作图像用信号，将后者称作监视用信号。
超声波图像形成部151除了B模式图像等被检测体的超声波图像以外，还使用监视用信号作成超声波产生源20的图像(称作监视用图像)。位置推定部152使用监视用图像来推定超声波产生源20的位置、方向(汇总称作位置信息)。
构成信号处理部150的各部和控制部155的功能的一部分或全部能通过将对该功能进行编程的软件上载到具备CPU或GPU和存储器的计算机来实现。在图3所示的示例中，将信号处理部150和控制部155的功能汇总作为一个处理部15来示出。但是，还能将这些各部的功能的一部分或全部用电子电路、ASIC、FPGA等硬件来实现。另外，处理部15的一部分功能也可以用与超声波摄像装置10独立的计算机来实现。
超声波探头3能使用大量换能器元件在一维方向上排列的1D阵列探头、在与1D阵列探头的阵列排列方向正交的方向上具有2到3列阵列排列的1D3排列探头、在二维方向上具有大量阵列排列的2D阵列探头等各种超声波探头3。
超声波产生源20由通过接受激光并隔热膨胀而发出光声信号等超声波的材料例如公知的色素(光敏剂)、金属纳米粒子、碳基化合物体等构成。超声波产生源20例如如图4所示那样具有将上述的光声材料21固定于在柔性的中空的器件2(例如导丝)的中空部内配置的光纤22的插入侧端面并被树脂性的密封构件23覆盖的结构。在光纤22的另一端(与固定超声波产生源20的端部相反的一侧的端部)连接产生激光的光产生部(光产生装置)25，通过将来自该光产生部25的激光经由光纤22照射到光声材料21，从而从光声材料21产生光声信号即超声波。
另外，光产生部25在发出激光的同时，对超声波摄像装置10送出触发信号。超声波摄像装置10(控制部155)通过该触发信号而将发送部11的动作设为一定时间的待机状态，在监视模式下进行动作。在监视模式下动作的时间可以预先确定，也可以由用户经由输入部13来设定。另外，也可以不是固定的时间，例如可以如对应于器件的行进状况而逐渐缩短等那样设为可变。
接下来，参考图5的流程来说明这样的结构的手术辅助系统1的动作。
首先，若对摄像的对象即患部设定摄像区域并开始摄像，则在未接收到来自光产生部25的触发信号的状态下，控制部155在摄像模式下进行收发的控制。即，对摄像区域进行超声波的收发，作成摄像区域的超声波图像。
若从光产生部25接受到触发信号，则超声波摄像装置10的控制部155就将动作模式切换成监视模式，将发送部11的动作设为待机状态(S50)。另一方面，光产生部25与触发信号的发射一起以给定的频率产生激光(S51)。若通过将该激光经由光纤照射到光声材料而从超声波产生部20产生超声波(S52)，则超声波就作为球面波在被检测体内传播，由超声波探头3的换能器元件来检测(S53)。接收部12对各换能器元件检测到的信号进行波束形成(相位加法运算)，作为帧数据而交给超声波图像作成部151。超声波图像作成部151与摄像模式的B模式图像的作成同样地形成图像(监视图像)(S54)，并将该图像交给位置推定部152。
位置推定部152根据从超声波图像作成部151接受到的监视图像来推定超声波产生源20的位置/方向(S55)。在此，在超声波产生源20从以收发条件决定的摄像范围偏离时，超声波产生源20的本来的图像不会呈现于监视图像。但是，如果从超声波产生源20到达超声波探头2的换能器元件的超声波的角度成为与产生栅瓣的角度相同的角度的话，就与栅瓣伪影同样地产生伪影。作为结果，例如图6所示那样的GL伪影611会呈现于摄像区域600内。图6的下侧的图是将上侧的图的一部分(伪影部分)放大的图。在此，若将换能器元件的排列方向设为θ方向，将深度方向设为r方向，则GL伪影611在θ方向上在接近超声波产生源20的一侧高，随着远离而变低，具有倾斜。这是因为，接收部12的波束形成的结果是，即使是相同深度，也会将近的部分较浅地描绘出，将远的部分较深地描绘出。能根据该监视图像的倾斜来推定超声波产生源20相对于摄像区域从哪个方向接近，即，能推定到来方向。
位置推定部152若从超声波图像作成部151接受到监视图像，就算出伪影的倾斜度。倾斜度只要获知器件的到来方向，就不需要作为严格的角度来算出，例如能通过根据图像的亮度值来提取产生伪影的区域(具有阈值以上的亮度值的区域)，求取θ方向两端部的坐标(深度)或r方向两端部的坐标(θ方向的位置)，从而来判断区域的倾斜度。另外，也可以使用从伪影图像或提取到伪影图像的区域中通过机器学习进行特征提取的识别器，来求取该倾斜作为特征量。
进而，也可以使用CNN(卷积神经网络)等机器学习模型来推定到来方向、位置。机器学习模型是使用大量输入数据与示教数据的集合而学习成针对新的输入来输出正确答案的模型，例如可使用如下模型，即，使用超声波产生源的位置各种不同的B模式图像来学习该伪影与位置的关系而得的模型。在该情况下，作为位置信息，不仅能包含到来方向，还能包含与摄像区域的距离、深度信息。
在图6所示的示例中，GL伪影成为右侧高且左侧低的形状来呈现，超声波产生源20被推定出是相对于摄像区域500从θ方向的右侧到来的。
位置推定部152若如上述那样推定出器件2的到来方向，就将其结果送往显示图像作成部153。
另一方面，若从触发信号起经过预先设定的时间，则光产生部25就停止激光的产生，控制部155将动作模式切换成摄像模式。摄像模式与通常的摄像同样，经由超声波探头3将超声波波束照射到被检测体，并且由接收部12接收作为反射波的图像用信号。超声波图像作成部151从接收部12接受多帧的量的数据，作成B模式图像，并送往显示图像作成部153。
显示图像作成部153使用从位置推定部152接受到的与器件2的到来方向相关的信息、和从超声波图像作成部151接受到的超声波图像来作成显示于显示部14的图像，并使显示部14显示(S56、S57)。显示的方式能采用各种形式，但优选在表示超声波图像的画面重叠显示位置信息。
在图7示出显示例。图7(A)在映现摄像区域70的画面700重叠显示表示超声波产生源20的到来方向的箭头的标志71。由此，手术人员能一眼就辨认出器件从映现出的血管的哪里行进过来。图7(B)在映现摄像区域的画面的两侧设置用于表示方向的区域72A、72B，例如在器件从区域的左侧行进过来的情况下，使左侧区域72A明亮，示出到来方向。这时，也可以一起显示图7(A)所示的标志71。进而，虽未图示，但在不仅推定超声波产生源20的到来方向还推定位置的情况下，也可以在区域72A、72B用点等标志来示出其位置。
另外，在以上的说明中，说明了超声波产生源20处于摄像区域外时的动作，但当器件前端在正交替执行摄像模式和监视模式的期间进入到摄像区域时，超声波产生源20例如作为亮点而在摄像区域内描绘出。因此，能从亮点算出超声波产生源20的位置，通过在摄像模式中取得的超声波图像的对应的位置显示表示器件前端的标志等，能够以能视觉辨识的方式示出作为导管治疗的对象的血管与器件的位置关系。
根据本实施方式，在器件前端处于摄像区域外时，也能根据超声波产生源20所发出的超声波的GL伪影来推定其到来方向，并进行提示。由此，手术人员能在超声波图像上确认插入中的器件前端从哪个方向前往患部，或是否正确实地前往患部。
<实施方式2>
在本实施方式中，使用压电元件来作为超声波产生源20。超声波摄像装置10的结构与实施方式1的结构同样，但在本实施方式中，不需要用于使超声波产生源20动作的光产生部25，压电元件接受来自超声波摄像装置10的发送部11的电信号而动作。以下，以与实施方式1不同的点为中心来说明本实施方式。在图8示出本实施方式的手术辅助系统的结构。
压电元件20A通过与超声波探头3的换能器同样地施加电信号(电压)而进行振动，能通过控制信号的频率来生成与超声波探头3所产生的超声波相同的超声波。作为压电元件20A，能使用压电陶瓷等公知的材料，将其固定于器件前端。另外，还能获取将压电元件作为致动器或传感器搭载于器件前端的导管等，并使用这样的压电元件搭载器件。器件前端的压电元件20A利用在导管内通过的导线与电源连接。电源可以使用专用的电源，但在图8所示的示例中，设为通过与超声波摄像装置10的发送部11连接而由来自发送部11的信号驱动压电元件的结构。
接下来，参考图9的流程来说明这样的结构的超声波摄像装置10的动作。在此，以控制部155进行超声波摄像装置10的动作模式的切换的情况为例来进行说明。在图9中，与图5相同的处理用相同附图标记示出，省略重复的说明。
在监视模式下，控制部155使发送部11动作，以例如给定的重复频率对压电元件20A脉冲状地施加电压(S501)。由此，从压电元件20A以脉冲状产生超声波(S502)。将从压电元件20A产生的超声波设为能得到至少1帧的量的数据的时间。来自压电元件20A的超声波与超声波探头3所接收的超声波同样，由接收部12处理，在超声波图像形成部151中形成B模式图像(S53、S54)。位置推定部152使用该B模式图像来推定压电元件20A的位置/方向(S55)。位置推定部152推定压电元件20A的到来方向的手法与实施方式1同样，都是根据呈现于图像的GL伪影的角度来判定器件2是从摄像区域的哪一侧接近的。另外，由于在压电元件20A进入到摄像区域的情况下，压电元件20A在B模式图像中例如作为亮点而被描绘，因此能求取其在图像上的位置。
另一方面，若在接收部12中结束从压电元件20A发出的超声波的接收，则控制部155就切换发送部11的动作，送出驱动超声波探头3的各换能器的信号，将进行了波束形成的超声波波束照射到被检测体。接收部12接收作为该超声波波束的反射波的RF信号，进行波束形成、加法运算，并送往超声波图像形成部151(S50)。
之后，显示图像形成部153将来自位置推定部152的位置信息(在摄像区域外时是到来方向，在进入到摄像区域内时是其位置)与超声波图像形成部151所形成的超声波图像重叠，来作成显示图像，并使显示部14显示(S56、S57)。
根据本实施方式，与实施方式1同样，也能在器件2处于摄像区域外时，推定其到来方向，并视觉辨识性良好地提示给手术人员。另外，根据本实施方式，通过使用压电元件来作为超声波产生源，能不需要用于使光声材料发光的光产生装置(光产生部25)，特别地，能通过由超声波摄像装置的发送部来对其进行驱动而简化系统结构。
<变形例1>
上述的实施方式推定超声波产生源的到来方向、位置，在处于摄像区域外时，如图7所示那样，进行能视觉辨识到来方向的显示，但进一步地还能变更接收条件，使得处于摄像区域外的超声波产生源成为摄像区域，来进行摄像。
在图10示出执行本变形例的情况下的控制部的控制流程的一例。在图10中，与图2相同内容的处理(S21～S28)用相同附图标记示出，省略重复的说明。在本变形例中，在步骤S28中显示超声波图像与位置信息的重叠图像后，控制部155进行是否进行用于确认超声波产生源20(20A)的位置的摄像的判断(S29)，在判断为需要的情况下，进行如下控制：变更接收部12的相位调整条件，使得在推定出的超声波产生源20的位置进行波束形成(S30)，并使监视模式动作。
步骤S30的判断例如可以在重叠图像显示后经由输入部13接受“是否需要超声波产生源的位置确认”的用户指示，并按照该指示来进行，也可以基于推定中所使用的伪影、推定出的位置信息的可靠度来决定。例如GL伪影如前述那样，其倾斜度根据超声波产生源的位置而不同，但在超声波产生源的深度变大时等也会发生变化。在这样的情况下，根据GL伪影的倾斜度而推定出的位置信息的可靠度低。另外，由于GL伪影不清晰，因此也会有可靠度降低的情况。对于这样的可靠度来说，例如在位置推定中使用CNN的情况下，由于将所输出的位置信息的置信度合并而输出，因此这样的可靠度通过采用该置信度而得到。另外，也可以根据GL伪影的亮度值、其分布等来算出可靠度。例如在亮度值(最大值或加法运算值)不满足给定的阈值的情况下，判断为可靠度低。
显示图像作成部153将步骤S30中变更相位调整条件而得到的图像显示在显示部14。显示例如可以如图11所示那样将位置推定中所使用的摄像区域的图像601和在推定位置进行相位调整而得到的图像602并置，也可以与摄像区域的超声波图像一起进行显示。该处理S29、S30可以重复几次直到得到超声波产生源20的图像为止。手术人员能通过这样的显示进行所推定出的位置、到来方向的确认。
以上，如说明的那样，根据本发明，在进行导管治疗时，能将对手术人员而言最重要的信息即导管行进状况以良好的视觉辨识性实时地提示给手术人员。另外，对本发明的超声波摄像装置以及手术辅助系统的结构和动作的实施方式进行了说明，但将实施方式中说明的要素用具有同样功能的要素来置换、追加其他要素也包含在本发明中。

Claims (15)

1.一种超声波摄像装置，其特征在于，具备：
发送部，对被检测体经由超声波探头发送进行了波束形成的超声波信号；
接收部，对来自被照射所述超声波信号的摄像区域的反射超声波进行波束形成并接收；
图像形成部，根据所述接收部接收到的反射超声波来作成所述摄像区域的超声波图像；和
位置推定部，使用所述接收部在所述发送部的超声波信号的非发送时接收到的由插入到所述被检测体的内部的超声波产生源发出的超声波，来推定所述超声波产生源的位置信息，
所述位置推定部对在所述摄像区域外由所述超声波产生源发出的超声波产生的假像进行解析，来推定所述超声波产生源相对于所述摄像区域的位置信息。
2.根据权利要求1所述的超声波摄像装置，其特征在于，
所述位置信息包含所述超声波产生源的深度、到所述摄像区域的距离、以及往所述摄像区域去的到来方向中的任一者。
3.根据权利要求1所述的超声波摄像装置，其特征在于，
所述位置推定部对所述假像的倾斜进行解析，使用所述假像的倾斜来推定所述超声波产生源的到来方向。
4.根据权利要求1所述的超声波摄像装置，其特征在于，
所述位置推定部包含对所述假像与所述超声波产生源的位置信息的关系进行了学习的识别器。
5.根据权利要求1所述的超声波摄像装置，其特征在于，
所述超声波产生源具备：
压电元件，通过电压的施加而产生超声波，
所述发送部在所述超声波信号的非发送时对所述压电元件送出电信号。
6.根据权利要求1所述的超声波摄像装置，其特征在于，
所述超声波产生源具备：
光声元件，通过光的照射而产生超声波；和
光产生部，对该光声元件照射光并且对所述超声波摄像装置发送触发信号，
所述超声波摄像装置还具备：
控制部，接收来自所述光产生部的触发信号，控制所述发送部以及所述接收部的超声波收发。
7.根据权利要求1所述的超声波摄像装置，其特征在于，
所述超声波摄像装置还具备：
控制部，使用所述位置推定部推定出的所述超声波产生源的位置信息，来控制所述接收部的波束形成的相位，以使得按推定出的位置信息进行波束形成。
8.根据权利要求7所述的超声波摄像装置，其特征在于，
所述位置推定部使用在所述控制部的控制后由所述接收部接收到的超声波信号，再次推定所述超声波产生源的位置信息。
9.根据权利要求7所述的超声波摄像装置，其特征在于，
所述位置推定部使用在所述控制部的控制后由所述接收部接收到的超声波信号，来作成所述超声波产生源的图像，并显示于显示装置。
10.根据权利要求1所述的超声波摄像装置，其特征在于，
所述超声波摄像装置还具备：
显示图像形成部，形成表示所述位置推定部推定出的所述超声波产生源的位置信息的显示图像。
11.根据权利要求10所述的超声波摄像装置，其特征在于，
所述显示图像形成部形成在同一画面中包含摄像区域的超声波图像和所述位置信息的显示图像。
12.一种手术辅助方法，使用超声波摄像装置来监视插入到患者的体内的手术器具，所述手术辅助方法的特征在于，
对给定的摄像范围重复收发超声波信号，形成超声波图像并进行显示，
在超声波收发的间歇从固定于所述手术器具的超声波产生源产生超声波，这时，将所述超声波摄像装置接收到的超声波信号图像化，对处于摄像范围外的所述超声波产生源的假像进行解析，
推定所述超声波产生源相对于所述摄像范围的位置信息，并进行提示。
13.根据权利要求12所述的手术辅助方法，其特征在于，
将包含所述超声波产生源对所述摄像范围接近过来的方向、与所述摄像范围的距离、以及超声波波束的深度方向的距离中的至少一者的信息作为所述位置信息，与所述摄像范围的超声波图像一起进行提示。
14.根据权利要求12所述的手术辅助方法，其特征在于，
在推定出所述超声波产生源的位置信息后，变更接收超声波信号时的波束形成的相位，以使得所述超声波产生源包含在摄像范围中，并接收来自所述超声波产生源的超声波信号，
提示根据该接收到的超声波信号作成的图像。
15.一种手术辅助系统，其特征在于，包含：
超声波摄像装置，具备摄像部，该摄像部对被检测体经由超声波探头发送进行了波束形成的超声波信号，接收来自被照射该超声波信号的区域的反射超声波信号，对所述被检测体的超声波图像进行摄像；
超声波产生源，固定于要插入到被检测体内的治疗器具；和
显示装置，显示所述超声波图像以及所述超声波产生源的位置，
所述超声波摄像装置具备：
位置推定部，经由所述超声波探头接收来自插入到所述被检测体的内部的超声波产生源的超声波，推定所述超声波产生源的位置信息，
所述位置推定部对在所述摄像区域外由所述超声波产生源发出的超声波产生的假像进行解析，来推定所述超声波产生源相对于所述摄像区域的位置信息。
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