CN114144120B - 超声波诊断装置及超声波诊断装置的控制方法 - Google Patents

超声波诊断装置及超声波诊断装置的控制方法 Download PDF

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Abstract

超声波诊断装置(1)具备：振子阵列(2)；收发电路(5)，从振子阵列(2)朝向受检体发射超声波束且处理从振子阵列(2)输出的接收信号来生成声线信号，所述振子阵列接收基于受检体的超声回波；图像生成部(6)，根据声线信号生成超声波图像；显示装置(8)，显示超声波图像；血管提取部(9)，通过分析超声波图像来提取血管区域；强调显示区域设定部(11)，设定沿超声波图像的深度方向延伸的至少1个强调显示区域；及强调显示部(12)，将由血管提取部(9)提取的血管区域且与至少1个强调显示区域重叠的血管区域强调显示于显示装置(8)。

Description

超声波诊断装置及超声波诊断装置的控制方法
技术领域
本发明涉及一种将受检体的血管显示于超声波图像上的超声波诊断装置及该超声波诊断装置的控制方法。
背景技术
一直以来，作为获得受检体内部的图像的装置，已知有一种超声波诊断装置。超声波诊断装置通常具备具有排列多个超声波振子而成的振子阵列的超声波探头。在使该超声波探头接触受检体的体表表面的状态下，从振子阵列朝向受检体内发射超声波束，并由振子阵列接收来自受检体的超声回波来获取与超声回波对应的电信号。而且，超声波诊断装置对得到的电信号进行电处理来生成针对受检体的该部位的超声波图像。
已知有使用超声波诊断装置观察受检体内的同时向受检体的血管插入所谓穿刺针及导管等插入件的手工操作。如此，通常，将插入件插入受检体的血管中时，操作者需要通过确认所生成的超声波图像来掌握包括在超声波图像中的血管的位置及形状等，但为了准确掌握血管的位置及形状，需要一定的熟练度。因此，例如，如专利文献1中所公开，开发了一种超声波诊断装置，其自动地检测包括在超声波图像中的血管并测量所检测到的血管的直径及面积，并将所测量的血管的直径及面积显示于显示装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-524455号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
在专利文献1的超声波诊断装置中，只要检测到血管，则假设即使所检测到的血管不是操作者作为观察对象的血管，也会将其直径及面积显示于显示装置。因此，尤其，对于不熟练的操作者来说，包括在超声波图像中的血管的差异不明确，有时难以通过确认超声波图像来准确地掌握操作者作为观察对象的血管。
本发明为了解决这种现有问题点而完成，其目的在于提供一种操作者能够在超声波图像中直观且准确地掌握作为观察对象的血管的超声波诊断装置及超声波诊断装置的控制方法。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的，本发明所涉及的超声波诊断装置将受检体的血管显示于超声波图像上，其特征在于，具备：振子阵列；收发电路，从振子阵列朝向受检体发射超声波束且处理从振子阵列输出的接收信号来生成声线信号，所述振子阵列接收基于受检体的超声回波；图像生成部，根据由收发电路生成的声线信号来生成超声波图像；显示装置，显示由图像生成部生成的超声波图像；血管提取部，通过分析由图像生成部生成的超声波图像来提取血管区域；强调显示区域设定部，设定沿超声波图像的深度方向延伸的至少1个强调显示区域；及强调显示部，将由血管提取部提取的血管区域且与由强调显示区域设定部设定的至少1个强调显示区域重叠的血管区域强调显示于显示装置。
超声波诊断装置能够具备血管信息获取部，其通过分析由图像生成部生成的超声波图像来获取与强调显示区域重叠的血管区域的直径及深度中的至少1个的血管信息，此时，优选强调显示部将由血管信息获取部获取的血管信息对应于与强调显示区域重叠的血管区域来显示于显示装置。
并且，血管信息获取部能够进一步获取表示血管区域属于动脉及静脉中的哪一种的信息作为血管信息。
由血管提取部提取多个血管区域时，强调显示部将由血管提取部提取的多个血管区域分别强调显示于显示装置，并能够利用多个血管区域中与强调显示区域重叠的血管区域及不与强调显示区域重叠的血管区域进行彼此不同形式的强调显示。
此时，强调显示部能够以如下方式进行强调显示：由血管提取部提取的多个血管区域中与强调显示区域重叠的血管区域和不与强调显示区域重叠的血管区域具有彼此不同的颜色或亮度。
并且，由血管提取部分别提取了与强调显示区域重叠的多个血管区域时，强调显示部还能够以如下方式进行强调显示：根据由血管提取部提取的多个血管区域的深度或大小而具有彼此不同的颜色或亮度。
并且，超声波诊断装置能够具备插入件路径推断部，其在将插入件插入受检体的血管时，通过分析由图像生成部生成的超声波图像来检测插入件且推断被检测到的插入件的路径，此时，由血管提取部检测到分别与强调显示区域重叠的多个血管区域且由插入件路径推断部检测到插入件时，强调显示部还能够以如下方式进行强调显示：与强调显示区域及由插入件路径推断部推断的插入件的路径这两者重叠的血管区域和仅与强调显示区域重叠的血管区域具有互不相同的颜色或亮度。
并且，超声波诊断装置能够还具备：超声波探头，包含振子阵列；及探头动作检测部，检测超声波探头的动作且根据所检测到的超声波探头的动作来判定超声波探头是否静止，此时，强调显示部仅在由探头动作检测部判定为超声波探头静止时，能够将由血管信息获取部获取的血管信息显示于显示装置。
并且，超声波诊断装置能够还具备：装置控制部，在由血管提取部提取的血管区域与强调显示区域重叠时，以在超声波图像中清晰地描绘出血管区域的方式设定图像化条件且根据所设定的图像化条件来控制收发电路及图像生成部。
并且，强调显示区域设定部能够将所设定的强调显示区域显示于显示装置。
此时，强调显示区域设定部在由血管提取部提取的血管区域与强调显示区域重叠时，仅将在强调显示区域中不与血管区域重叠的部分显示于显示装置。
在本发明所涉及的超声波诊断装置的控制方法中，超声波诊断装置将受检体的血管显示于超声波图像上，该超声波诊断装置的控制方法的特征在于，从振子阵列朝向受检体发射超声波束且处理从振子阵列输出的接收信号来生成声线信号，所述振子阵列接收基于受检体的超声回波，根据所生成的声线信号生成超声波图像，并在显示装置显示所生成的超声波图像，通过分析所生成的超声波图像来提取血管区域，设定沿超声波图像的深度方向延伸的至少1个强调显示区域，将所提取的血管区域且与所设定的至少1个强调显示区域重叠的血管区域强调显示于显示装置。
发明效果
根据本发明，具备：血管提取部，通过分析由图像生成部生成的超声波图像来提取血管区域；强调显示区域设定部，设定沿超声波图像的深度方向延伸的至少1个强调显示区域；强调显示部，将由血管提取部提取的血管区域且与由强调显示区域设定部设定的至少1个强调显示区域重叠的血管区域强调显示于显示装置，因此能够在超声波图像中直观且准确地掌握操作者作为观察对象的血管。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的超声波诊断装置的结构的框图。
图2是表示本发明的第1实施方式中的接收电路的内部结构的框图。
图3是表示本发明的第1实施方式中的图像生成部的内部结构的框图。
图4是表示在本发明的第1实施方式中强调显示与强调显示区域重叠的血管区域的状态的超声波图像的示意图。
图5是表示本发明的第1实施方式所涉及的超声波诊断装置的动作的流程图。
图6是表示在本发明的第1实施方式中2个血管区域与同一强调显示区域重叠的状态的超声波图像的示意图。
图7是表示本发明的第1实施方式中的超声波探头的例子的图。
图8是在本发明的第1实施方式中仅显示强调显示区域中不与血管区域重叠的部分的超声波图像的示意图。
图9是表示强调显示包括凝胶层及受检体的体表表面且与强调显示区域重叠的血管区域的状态的超声波图像的示意图。
图10是表示包括凝胶层及受检体的体表表面且显示关于所有血管区域均被强调显示且与强调显示区域重叠的血管区域的血管信息的状态的超声波图像的示意图。
图11是表示使用了凸型超声波探头时的强调显示区域的示意图。
图12是表示表示本发明的第2实施方式所涉及的超声波诊断装置的结构的框图。
图13是在本发明的第2实施方式中包括与插入受检体的血管的插入件的路径及强调显示区域这两者重叠的血管的超声波图像的示意图。
图14是表示本发明的第3实施方式所涉及的超声波诊断装置的结构的框图。
图15是表示本发明的第4实施方式所涉及的超声波诊断装置的结构的框图。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明。
以下记载的构成要件的说明是根据本发明的代表性实施方式进行的，但本发明并不限定于这种实施方式。
另外，在本说明书中使用“～”表示的数值范围表示包括“～”的前后记载的数值作为下限值及上限值的范围。
并且，在本说明书中，“垂直”及“平行”包括本发明所属的技术领域中允许的误差范围。例如，“垂直”及“平行”表示相对于严格意义上的垂直或平行在小于±10度的范围内等，相对于严格意义上的垂直或平行的误差优选为5度以下，更优选为3度以下。
在本说明书中，“同一”、“相同”包括技术领域中通常允许的误差范围。并且，在本说明书中，当记载为“全部”、“均”或“整个面”等时，除100％的情况以外，还包括技术领域中通常允许的误差范围，例如包括99％以上、95％以上或90％以上的情况。
第1实施方式
图1中示出本发明的第1实施方式所涉及的超声波诊断装置1的结构。超声波诊断装置1具备振子阵列2，并且在振子阵列2上分别连接有发射电路3及接收电路4。其中，由发射电路3及接收电路4构成收发电路5，并且，在接收电路4上依次连接有图像生成部6、显示控制部7、显示装置8。并且，在图像生成部6连接有血管提取部9。并且，在血管提取部9连接有血管信息获取部10。并且，超声波诊断装置1具有强调显示区域设定部11，在血管提取部9、血管信息获取部10及强调显示区域设定部11上连接有强调显示部12。并且，强调显示区域设定部11及强调显示部12与显示控制部7连接。
并且，在收发电路5、图像生成部6、显示控制部7、血管提取部9、血管信息获取部10、强调显示区域设定部11及强调显示部12上连接有装置控制部13，在装置控制部13上连接有输入装置14和存储部15。另外，装置控制部13与存储部15彼此连接成能够进行双向的信息交换。
并且，振子阵列2及收发电路5包括在超声波探头21中。并且，由图像生成部6、显示控制部7、血管提取部9、血管信息获取部10、强调显示区域设定部11、强调显示部12及装置控制部13构成超声波诊断装置1用处理器22。
图1所示的超声波探头21的振子阵列2具有一维或二维排列的多个振子。这些振子分别根据从发射电路3供给的驱动信号来发射超声波，并且接收来自受检体的超声回波来输出基于超声回波的信号。各振子例如通过在包括以PZT(Lead Zirconate Titanate：锆钛酸铅)为代表的压电陶瓷、以PVDF(Poly Vinylidene Di Fluoride：聚偏二氟乙烯)为代表的高分子压电元件及以PMN-PT(Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate：铌镁酸铅-钛酸铅固溶体)为代表的压电单晶等压电体的两端形成电极来构成。
发射电路3例如包括多个脉冲发生器，并且根据发射延迟模式调节延迟量而向多个振子供给各自的驱动信号，以使从振子阵列2的多个振子发射的超声波形成超声波束，该发射延迟模式根据来自装置控制部13的控制信号选择。如此，若对振子阵列2的振子的电极施加脉冲状或连续波状的电压，则压电体伸缩，从各振子产生脉冲状或连续波状的超声波，并由这些超声波的合成波形成超声波束。
所发射的超声波束例如在受检体的部位等对象处反射，并朝向超声波探头21的振子阵列2传播。如此朝向振子阵列2传播的超声回波由构成振子阵列2的各振子接收。此时，构成振子阵列2的各振子通过接收传播的超声回波进行伸缩而产生电信号，并向接收电路4输出这些电信号。
接收电路4根据来自装置控制部13的控制信号，处理从振子阵列2输出的信号而生成声线信号。如图2所示，接收电路4具有放大部23、AD(Analog Digital：模拟数字)转换部24及波束成形器25串联连接的结构。
放大部23放大从构成振子阵列2的各振子输入的信号，并向AD转换部24发送放大后的信号。AD转换部24将从放大部23发送过来的信号转换为数字接收数据，并向波束成形器25发送这些接收数据。波束成形器25通过根据音速或音速的分布对由AD转换部24转换的各接收数据提供各自的延迟并将它们相加来进行所谓的接收聚焦处理，该音速或音速的分布根据接收延迟模式来设定，该接收延迟模式根据来自装置控制部13的控制信号来选择。通过该接收聚焦处理来获取整相相加由AD转换部24转换的各接收数据而得且缩小了超声回波的焦点的声线信号。
如图3所示，图像生成部6具有信号处理部26、DSC(Digital Scan Converter：数字扫描转换器)27及图像处理部28依次串联连接而成的结构。
信号处理部26在根据超声波的反射位置的深度，对由接收电路4生成的声线信号实施由距离引起的衰减的校正之后，实施包络检波处理，由此生成与受检体内的组织相关的断层图像信息即B模式图像信号。
DSC27将由信号处理部26生成的B模式图像信号转换(光栅转换)为遵循一般电视信号的扫描方式的图像信号。
图像处理部28在对从DSC27输入的B模式图像信号实施灰度处理等各种所需图像处理之后，向显示控制部7及血管提取部9输出B模式图像信号。以下，将由图像处理部28实施了图像处理的B模式图像信号简称为超声波图像。
例如，如图4所示，血管提取部9通过分析由图像生成部6生成的超声波图像，提取包括在超声波图像U中的血管区域B1、B2、B3。其中，图4中例示有相当于3根血管的横截面的血管区域B1、B2、B3。血管的横截面是指沿着与血管的行走方向正交的方向的血管的切割面。
并且，血管提取部9能够利用公知的算法提取超声波图像U内的血管区域B1、B2、B3。例如，血管提取部9将预先存储血管区域的典型的图案数据作为模板，用模板在超声波图像U内进行搜索的同时计算相对于图案数据的相似度，并能够认为在相似度为阈值以上且成为最大的位置存在血管区域B1、B2、B3。
并且，除简单的模板匹配以外，相似度的计算例如还能够使用Csurka et al.:Visual Categorization with Bags of Keypoints,Proc.of ECCV Workshop onStatistical Learning in Computer Vision,pp.59-74(2004)中记载的机器学习方法或Krizhevsk et al.:ImageNet Classification with Deep Convolutional NeuralNetworks,Advances in Neural Information Processing Systems 25,pp.1106-1114(2012)中记载的利用深度学习的通用图像识别方法等。
强调显示区域设定部11设定沿超声波图像U的深度方向延伸的至少1个强调显示区域。例如，如图4所示，强调显示区域设定部11能够设定沿超声波图像U的深度方向延伸的直线状的强调显示区域R。在图4所示的例子中，1根直线状的强调显示区域R配置于与超声波图像U的深度方向正交的方向上的中央部，但并不限定于此。例如，可以设定有2个以上的强调显示区域R，强调显示区域R的形状可以为直线状，关于其配置位置，能够设定于任意位置。
例如，强调显示区域设定部11能够根据操作者经由输入装置14预先输入的与强调显示区域R的形状、配置位置、数量等相关的信息来设定强调显示区域R。
血管信息获取部10通过分析由图像生成部6生成的超声波图像U，获取包括血管区域B1、B2、B3的直径及深度的血管信息。例如，如图4所示，血管信息获取部10测量超声波图像U的深度方向上的血管区域B2的宽度作为血管区域B2的直径A2。并且，例如，血管信息获取部10能够测量从超声波图像U的最浅位置即从超声波图像U的上端部到血管区域B2为止的深度方向上的最短距离作为血管区域B2的深度D2。
如图4所示，强调显示部12将由血管提取部9提取的血管区域B1、B2、B3且与由强调显示区域设定部11设定的强调显示区域R重叠的血管区域B2强调显示于显示装置8。例如，强调显示部12能够将血管区域B2以具有与超声波图像U中的其他区域不同的颜色或亮度等的方式显示于显示装置8。并且，强调显示部12能够将由血管信息获取部10获取的血管信息对应于与强调显示区域R重叠的血管区域B2来显示于显示装置8作为血管区域B2的强调显示。在图4所示的例子中，包括对应于血管区域B2的血管信息的血管信息面板P与超声波图像U重叠而显示于显示装置8。
装置控制部13根据预先存储于存储部15等中的程序及操作者经由输入装置14进行的输入操作，进行超声波诊断装置1的各部的控制。
显示控制部7在装置控制部13的控制下，对由图像生成部6生成的超声波图像U实施规定处理，将超声波图像U显示于显示装置8。
显示装置8在显示控制部7的控制下显示超声波图像U等，例如包括LCD(LiquidCrystal Display：液晶显示器)、有机EL显示器(Organic Electroluminescence Display：有机电致发光显示器)等显示装置。
输入装置14供操作者进行输入操作，可以构成为具备键盘、鼠标、轨迹球、触控板及触摸面板等。
存储部15存储超声波诊断装置1的控制程序等，可以使用闪存、HDD(Hard DiskDrive：硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive：固态驱动器)、FD(Flexible Disc：软盘)、MO光盘(Magneto-Optical disc：磁光盘)、MT(Magnetic Tape：磁带)、RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)、CD(Compact Disc：压缩光盘)、DVD(Digital Versatile Disc：数字多功能光盘)、SD卡(Secure Digital card：安全数字卡)、USB存储器(UniversalSerial Bus memory：通用串行总线存储器)等记录介质或服务器等。
另外，具有图像生成部6、显示控制部7、血管提取部9、血管信息获取部10、强调显示区域设定部11、强调显示部12及装置控制部13的处理器22由CPU(Central ProcessingUnit：中央处理装置)及用于使CPU进行各种处理的控制程序构成，但也可以用FPGA(FieldProgrammable Gate Array：现场可编程门阵列)、DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、GPU(Graphics Processing Unit：图形处理单元)、其他IC(Integrated Circuit：集成电路)构成，或者也可以组合它们来构成。
并且，处理器22的图像生成部6、显示控制部7、血管提取部9、血管信息获取部10、强调显示区域设定部11、强调显示部12及装置控制部13还能够通过将一部分或者整体整合在1个CPU等来构成。
以下，使用图5所示的流程图对第1实施方式中的超声波诊断装置1的动作进行详细说明。
在步骤S1中，生成超声波图像U，并将所生成的超声波图像U显示于显示装置8。此时，首先，由操作者将超声波探头21接触于受检体的体表表面上，根据来自发射电路3的驱动信号，从振子阵列2的多个振子向受检体内发射超声波束，从接收了来自受检体的超声回波的各振子向接收电路4输出接收信号。由接收电路4接收的接收信号通过放大部23被放大，并由AD转换部24进行AD转换之后，通过波束成形器25进行整相相加，由此生成声线信号。该声线信号在图像生成部6中由信号处理部26对其实施包络检波处理而成为B模式图像信号，经过DSC27及图像处理部28输入至显示控制部7，如图4所示，在显示控制部7的控制下超声波图像U显示于显示装置8。在图4所示的例子中，在所生成的超声波图像U中包括3个血管区域B1、B2、B3。
接着，在步骤S2中，强调显示区域设定部11设定沿超声波图像U的深度方向延伸的至少1个强调显示区域R。例如，如图4所示，强调显示区域设定部11能够设定沿超声波图像U的深度方向延伸的直线状的强调显示区域R。此时，例如，强调显示区域设定部11能够根据操作者经由输入装置14预先输入的与强调显示区域R的形状、配置位置、数量等相关的信息来设定强调显示区域R。
例如，如图4所示，在步骤S3中，血管提取部9通过分析在步骤S1中生成的超声波图像U，提取包括在超声波图像U中的血管区域B1、B2、B3。此时，血管提取部9例如能够利用模板匹配、机器学习方法、利用深度学习等的通用图像识别方法等公知的算法，提取血管区域B1、B2、B3。
在步骤S4中，血管信息获取部10通过分析在步骤S1中生成的超声波图像U，获取包括血管区域B1、B2、B3各自的直径及深度的血管信息。例如，如图4所示，血管信息获取部10测量超声波图像U的深度方向上的血管区域B2的宽度作为血管区域B2的直径A2。并且，例如，血管信息获取部10能够测量从超声波图像U的最浅位置即从超声波图像U的上端部到血管区域B2为止的深度方向上的最短距离作为血管区域B2的深度D2。
在步骤S5中，强调显示部12判定在步骤S1中生成的超声波图像U中，步骤S2中设定的强调显示区域R是否与步骤S3中提取的血管区域B1、B2、B3中的任一个重叠。其中，判定为强调显示区域R不与血管区域B1、B2、B3中的任一个重叠时，返回步骤S1，新生成超声波图像U。在接下来的步骤S2中，对在步骤S1中新生成的超声波图像U设定强调显示区域R，在步骤S3中提取血管区域B1、B2、B3，在步骤S4中获取与血管区域B1、B2、B3相关的血管信息，进入步骤S5。
在步骤S5中，判定为强调显示区域R与血管区域B1、B2、B3中的任一个重叠时，进入步骤S6。其中，在图4所示的例子中，直线状的强调显示区域R与血管区域B2重叠。在这种情况下，在步骤S5中判定为强调显示区域R与血管区域B2重叠，进入步骤S6。
在步骤S6中，强调显示部12将在步骤S5中判定为强调显示区域R所重叠的血管区域B2强调显示于显示装置8。例如，强调显示部12能够将血管区域B2以具有与超声波图像U中的其他区域不同的颜色或亮度的方式显示于显示装置8。并且，强调显示部12能够将由血管信息获取部10获取的血管信息对应于与强调显示区域R重叠的血管区域B2来显示于显示装置8作为血管区域B2的强调显示。在图4所示的例子中，包括对应于血管区域B2的血管信息的血管信息面板P与超声波图像U重叠而显示于显示装置8。如此，由于将与强调显示区域R重叠的血管区域B2强调显示于显示装置8，操作者能够通过确认超声波图像U来直观且准确地掌握作为观察对象的血管区域B2。
在接下来的步骤S7中，判定是否结束超声波诊断装置1的动作。例如，操作者经由输入装置14等输入结束超声波诊断装置1的动作为主旨的命令时，判定为结束超声波诊断装置1的动作，未输入结束超声波诊断装置1的动作为主旨的命令时，能够判定为不结束超声波诊断装置1的动作。在判定为不结束超声波诊断装置1的动作时，返回步骤S1，新生成超声波图像U。在判定为结束超声波诊断装置1的动作时，超声波诊断装置1的动作结束。
如上所述，根据本发明的第1实施方式所涉及的超声波诊断装置1，针对所生成的超声波图像U设定强调显示区域R，与强调显示区域R重叠的血管区域B2强调显示于显示装置8，因此操作者通过确认超声波图像U，能够直观且准确地掌握作为观察对象的血管区域B2。
并且，通常已知有使用超声波诊断装置观察受检体内的同时向受检体的血管内插入所谓穿刺针及导管等插入件的手工操作。根据本发明的第1实施方式所涉及的超声波诊断装置1，例如，操作者观察受检体内的血管区域B2的同时向对应于血管区域B2的血管插入所谓的穿刺针及导管等插入件时，操作者能够准确地掌握成为将插入件插入的对象的血管，因此能够提高将插入件插入血管的精度。
而且，强调显示部12将和与强调显示区域R重叠的血管区域B2相关的血管信息显示于显示装置8，由此操作者能够掌握对应于血管区域B2的血管的直径A2和深度D2，因此能够提高将插入件插入血管的精度。
另外，血管信息获取部10针对由血管提取部9提取的所有血管区域B1、B2、B3获取血管信息，但也能够仅针对与强调显示区域R重叠的血管区域B2获取血管信息。
并且，例示了血管信息获取部10获取血管区域B1、B2、B3的各自的直径及深度的情况，但能够在血管区域B1、B2、B3的各自的直径及深度中仅获取直径，也能够仅获取深度。
并且，在图4所示的例子中，以与强调显示区域R重叠的血管区域B2具有与超声波图像U中的其他区域不同的颜色或亮度的方式显示于显示装置8且将表示与血管区域B2相关的血管信息的血管信息面板P显示于显示装置8，但强调显示与强调显示区域R重叠的血管区域B2的方法并不限定于此。例如，强调显示部12还能够在显示装置8中不显示血管信息面板P，而是将血管区域B2以具有与超声波图像U中的其他区域不同的颜色或亮度的方式显示于显示装置8。
并且，例如，强调显示部12还能够将由血管提取部9提取的血管区域B1、B2、B3中仅和与强调显示区域R重叠的血管区域B2相关的血管信息显示于显示装置8来代替将血管区域B2以具有与超声波图像U中的其他区域相同的颜色或亮度的方式显示于显示装置8。
并且，例如，强调显示部12还能够通过将血管区域B2的轮廓线等包围血管区域B2的封闭框线、指向血管区域B2的箭头等显示于显示装置8来代替以血管区域B2具有与超声波图像U中的其他区域相同的颜色或亮度的方式显示于显示装置8，强调显示血管区域B2。
并且，强调显示部12能够将由血管提取部9提取的所有血管区域B1、B2、B3以具有与超声波图像U中的其他区域不同的颜色或亮度的方式显示于显示装置8。此时，强调显示部12能够将血管区域B2及血管区域B1、B3以不同形式强调显示于显示装置8，以将与强调显示区域R重叠的血管区域B2和不与强调显示区域R重叠的血管区域B1、B3区别开。例如，强调显示部12能够以如下方式进行强调显示：使血管区域B1、B2、B3中与强调显示区域R重叠的血管区域B2和不与强调显示区域R重叠的血管区域B1、B3具有彼此不同的颜色或亮度。
并且，例如，如图6所示，由血管提取部9分别提取了与强调显示区域R重叠的多个血管区域B4、B5时，强调显示部12能够以如下方式进行强调显示：使根据由血管提取部9提取的多个血管区域B4、B5的深度或大小而具有彼此不同的颜色或亮度。在图6所示的例子中，2个血管区域B4、B5与直线状的强调显示区域R重叠。血管区域B4的深度D4比血管区域B5的深度D5浅，血管区域B4的直径A4大于血管区域B5的直径A5。此时，例如，强调显示部12能够比较血管区域B4的深度D4与血管区域B5的深度D5，以使血管区域B4和血管区域B5按深度深的顺序或深度浅的顺序具有规定颜色的方式显示于显示装置8。
并且，例如，强调显示部12也能够比较血管区域B4的直径A4与血管区域B5的直径A5，以使血管区域B4和血管区域B5按直径大的顺序或直径小的顺序具有规定的颜色的方式显示于显示装置8。并且，例如，强调显示部12还能够使深度相对浅的血管区域B4的亮度比深度相对浅的血管区域B5的亮度更亮而将血管区域B4、B5显示于显示装置8。并且，例如，强调显示部12还能够使具有相对大的直径A4的血管区域B4的亮度比具有相对小的直径A5的血管区域B5的亮度更亮而将血管区域B4、B5显示于显示装置8。
如此，以如下方式进行强调显示：使根据与强调显示区域R重叠的多个血管区域B4、B5的深度或大小而具有彼此不同的颜色或亮度，由此能够将与强调显示区域R重叠的多个血管区域B4、B5彼此区分来强调显示，因此操作者能够通过确认超声波图像U来直观且准确地掌握观察作为观察对象的血管。
并且，示出了强调显示区域设定部11根据操作者经由输入装置14预先输入的与强调显示区域R的形状、配置位置、数量等相关的信息来设定强调显示区域R的例子，但例如强调显示区域R的形状、配置位置、数量能够根据超声波探头21的种类来设定。
例如，图7中示出超声波探头21的一例。在该图7中，超声波探头21具有保持未图示的振子阵列2的壳体31，壳体31具有收容振子阵列2的阵列收容部31A和与阵列收容部31A连结且操作者用于把持超声波探头21的手柄部31B。其中，为了便于说明，将从手柄部31B朝向阵列收容部31A的方向作为+Y方向，将与Y方向正交的超声波探头21的宽度方向作为X方向，将与X方向及Y方向正交的超声波探头21的厚度方向作为Z方向。
阵列收容部31A的+Y方向端部上配置有声透镜32。虽未图示，但在振子阵列2上配置所谓的声匹配层，在声匹配层上配置有声透镜32，包括在振子阵列2中的多个振子沿X方向排列。并且，在阵列收容部31A的外周部标注有沿Y方向延伸的直线状的引导标记M。该引导标记M能够在操作者将超声波探头21接触于受检体时用作标准。
如此，在超声波探头21的壳体31上标注有引导标记M时，例如，能够对应于振子阵列2中的多个振子的配列方向上的引导标记M的配置位置，决定超声波图像U中的强调显示区域R的配置位置。由此，操作者能够将在超声波探头21的壳体31上标注的引导标记M与超声波图像U中的强调显示区域R的位置彼此建立关联的同时观察受检体内的血管，因此，通过观察超声波图像U，能够更准确地掌握作为观察对象的血管。
另外，在图7所示的例子中，在超声波探头21的壳体31中标注了1个引导标记M，在标注有2个以上的引导标记M时，优选设定与各引导标记M对应的数量的强调显示区域R。
并且，例如，强调显示区域设定部11能够根据超声波探头21的种类自动地决定强调显示区域R的形状、配置位置、数量，还能够根据所决定的强调显示区域R的形状、配置位置、数量来设定强调显示区域R。例如，虽未图示，超声波诊断装置1具备超声波探头21与超声波诊断装置1连接时自动地读取超声波探头21的种类的探头种类判别部，强调显示区域设定部11根据由探头种类判别部读取的超声波探头21的种类，自动地决定强调显示区域R的形状、配置位置、数量。由此，与超声波探头21的种类无关地自动设定与在超声波探头21的壳体31标注的引导标记M对应的强调显示区域R，因此操作者在减少决定强调显示区域R的形状、配置位置、数量的工夫的同时能够更准确地掌握作为观察对象的血管。
并且，强调显示区域设定部11能够将所设定的强调显示区域R不显示于显示装置8，也能够以与超声波图像U重叠的方式显示显示装置8。在将强调显示区域R显示于显示装置8时，操作者能够将与超声波图像U重叠显示的强调显示区域R作为基准，在受检体的体表表面上移动超声波探头21，因此能够容易调整超声波探头21的位置及倾斜等的同时能够更准确地掌握作为观察对象的血管。其中，移动超声波探头21包括平行移动超声波探头21和倾斜超声波探头21。
并且，例如，如图8所示，强调显示区域设定部11在将强调显示区域R显示于显示装置8且由血管提取部9提取的血管区域B2与强调显示区域R重叠时，能够仅将在强调显示区域R中不与血管区域B2重叠的部分显示于显示装置8。由此，由于能够防止强调显示区域R遮住血管区域B2，因此操作者能够更准确地掌握作为观察对象的血管。
通常已知有如下手工操作：在受检体的体表表面涂布所谓的超声波检査用凝胶层，在超声波探头接触所涂布的凝胶层的状态下进行受检体内的观察。其中，凝胶层由所谓高分子吸收型凝胶等粘度高的液体构成。通常，在超声波探头与受检体的体表表面之间存在空气层时，容易发生超声波的反射及衰减，但凝胶层充分透过超声波且能够填埋受检体的体表表面与超声波探头之间的间隙，因此能够在超声波探头与受检体的体表表面之间减少超声波的反射及衰减。
如此，若在超声波探头21接触涂布于受检体的体表表面的凝胶层的状态下生成超声波图像U，则例如如图9所示，在超声波图像U中包括凝胶层G及受检体的体表表面S。此时，血管信息获取部10通过分析超声波图像U，能够识别受检体的体表表面S，并测量从所识别的受检体的体表表面S至血管区域B2为止的深度方向上的最短距离作为血管区域B2的深度D2。此时，血管信息获取部10例如能够利用模板匹配、机器学习方法、利用深度学习等的通用图像识别方法等公知的算法，识别受检体的体表表面S。
而且，如图10所示，强调显示部12能够在以相同的颜色及亮度分别强调显示由血管提取部9提取的所有血管区域B1、B2、B3的基础上，仅针对与强调显示区域R重叠的血管区域B2显示表示血管信息的血管信息面板P。如此，在广范围内搜索血管区域的存在，并且仅在所关注的血管区域显示血管信息，由此能够同时实现防止看漏血管区域及掌握血管信息的效率化。
并且，装置控制部13在由血管提取部9提取的血管区域B2与强调显示区域R重叠时，以在超声波图像U中清晰地描绘出血管区域B2的方式设定图像化条件，并能够根据所设定的图像化条件来控制收发电路5及图像生成部6。例如，图像化条件由针对收发电路5的条件及针对图像生成部6的条件构成，作为针对收发电路5的条件，能够举出超声波的发射频率、焦点位置、显示深度等，作为针对图像生成部6的条件，能够举出音速、检波条件、增益、动态范围、灰度曲线、斑点抑制强度、边缘增强度等。
如此，设定相应于与强调显示区域R重叠的血管区域B2的图像化条件，更清晰地描绘出血管区域B2，由此操作者能够更直观且准确地掌握作为观察对象的血管。
并且，与超声波诊断装置1连接的超声波探头21如凸形或扇形超声波探头一样，构成振子阵列2的多个振子弯曲排列时，如图11所示，能够设定为强调显示区域R将沿扫描线的方向作为深度方向并具有沿该深度方向延伸的形状。如此，即使将强调显示区域R的形状设为对应于振子阵列2的多个振子的配列方向的形状的情况下，操作者通过确认所生成的超声波图像U，也能够更直观且准确地掌握作为观察对象的血管。
第2实施方式
通常，已知有一种使用超声波诊断装置观察受检体内的同时将所谓的穿刺针及导管等插入件插入受检体的血管内的手工操作，但强调显示部12能够进一步追加插入受检体的插入件的路径而将与强调显示区域R重叠的血管区域B2强调显示于显示装置8。
图12中示出本发明的第2实施方式所涉及的超声波诊断装置1A的结构。超声波诊断装置1A在图1所示的第1实施方式的超声波诊断装置1中追加了插入件路径推断部41，且具备装置控制部13A来代替装置控制部13，具备处理器22A来代替处理器22。在超声波诊断装置1A中，在图像生成部6上连接有插入件路径推断部41，在插入件路径推断部41上连接有显示控制部7和强调显示部12。
如图13所示，插入件路径推断部41通过分析由图像生成部6生成的超声波图像U来检测插入件C，并推断被检测到的插入件C的路径K。插入件路径推断部41例如能够利用模板匹配、机器学习方法、利用深度学习等的通用图像识别方法等公知的算法，检测插入件C。例如，插入件路径推断部41能够在超声波图像U中描绘的插入件C具有沿一方向延伸的棒形状时，推断从插入件C的前端F沿插入件C延伸的方向延伸的直线状的路径K。并且，例如，插入件路径推断部41能够通过分析由图像生成部6连续生成的多帧超声波图像U，检测插入件C的前端F的轨迹，并根据所检测到的轨迹推断插入件C的路径K。
存在与强调显示区域R重叠的多个血管区域B4及B5时，强调显示部12以如下方式强调显示于显示装置8：将在多个血管区域B4及B5中与强调显示区域R及由插入件路径推断部41推断的插入件C的路径K这两者重叠的血管区域B4从仅与强调显示区域R重叠的血管区域B5区分开。例如，强调显示部12能够以使血管区域B4和血管区域B5具有彼此不同的颜色或亮度的方式进行强调显示。并且，例如，强调显示部12能够仅将由血管提取部9提取的血管区域B4、B5中和与强调显示区域R及所推断的插入件C的路径K这两者重叠的血管区域B4相关的血管信息显示于显示装置8。在图13所示的例子中，作为血管区域B4、B5中血管区域B4的血管信息，仅是包括直径A4和深度D4的血管信息面板P与超声波图像U重叠而显示于显示装置8。
从以上内容可知，根据本发明的第2实施方式所涉及的超声波诊断装置1A，推断插入受检体的插入件C的路径K，以如下方式强调显示于显示装置8：将与强调显示区域R及所推断的插入件C的路径K这两者重叠的血管区域B4从仅与强调显示区域R重叠的血管区域B5区分开，因此操作者通过确认超声波图像U，能够准确地掌握插入件C被插入的血管，并能够提高将插入件C插入该血管的精度。
另外，插入件路径推断部41能够使所推断的插入件C的路径K不显示于显示装置8，也能够以与超声波图像U重叠的方式显示于显示装置8。将插入件C的路径K显示于显示装置8时，操作者能够确认所显示的插入件C的路径K的同时将插入件C插入受检体内，因此能够更准确地掌握插入件C被插入的血管，并能够提高将插入件C插入血管的精度。
第3实施方式
在第1实施方式中，关于与强调显示区域R重叠的血管区域B2，强调显示部12将由血管信息获取部10获取的血管信息显示于显示装置8，但例如还能够仅在超声波探头21静止的情况下，将与血管区域B2相关的血管信息显示于显示装置8。
图14中示出本发明的第3实施方式所涉及的超声波诊断装置1B的结构。关于第3实施方式所涉及的超声波诊断装置1B，在图1所示的第1实施方式的超声波诊断装置1中追加探头动作检测部42，具备装置控制部13B来代替装置控制部13，具备处理器22B来代替处理器22。在超声波诊断装置1B中，在图像生成部6上连接有探头动作检测部42，在探头动作检测部42上连接有强调显示部12。
探头动作检测部42检测超声波探头21的动作，根据所检测到的超声波探头21的动作，判定超声波探头21是否静止。此时，例如，探头动作检测部42分析由图像生成部6连续生成的多帧超声波图像U，检测连续帧之间的图像的变化量作为超声波探头21的动作，在所检测到的图像的变化量为规定的阈值以下时判定为超声波探头21静止，在所检测到的图像的变化量大于规定的阈值时判定为超声波探头21在移动。在此，作为图像的变化量，例如，能够使用图像在连续的两帧超声波图像U之间移动的距离及图像旋转的角度等。
强调显示部12仅在由探头动作检测部42判定为超声波探头21静止的情况下，将和与强调显示区域R重叠的血管区域B2相关的血管信息显示于显示装置8。
从以上内容可知，根据本发明的第3实施方式所涉及的超声波诊断装置1B，仅在检测到超声波探头21的动作且根据所检测到的超声波探头21的动作判定为超声波探头21静止的情况下，将和与强调显示区域R重叠的血管区域B2相关的血管信息显示于显示装置8，因此即使在血管区域B2与强调显示区域R重叠的情况下，也能够确认超声波图像U整体的同时移动超声波探头21，还能够通过使超声波探头21静止而容易确认作为观察对象的血管的血管信息。
另外，示出了探头动作检测部42通过分析由图像生成部6生成的超声波图像U来检测超声波探头21的动作，但检测超声波探头21的动作的方法并不限定于此。例如，虽未图示，超声波诊断装置1B能够具备包括加速度传感器、陀螺仪传感器、磁传感器、GPS(GlobalPositioning System：全球定位系统)等传感器的探头动作传感器。此时，探头动作检测部42还能够根据由探头动作传感器检测到的信号来检测超声波探头21的动作。
并且，示出了第3实施方式的方式适用于第1实施方式的超声波诊断装置1的情况，但同样也能够适用于第2实施方式的超声波诊断装置1A。
第4实施方式
第1实施方式的超声波诊断装置1具有显示装置8、输入装置14、超声波探头21直接连接于处理器22的结构，但例如也可以使显示装置8、输入装置14、超声波探头21、处理器22经由网络间接连接。
如图15所示，第4实施方式所涉及的超声波诊断装置1C的显示装置8、输入装置14、超声波探头21经由网络NW与超声波诊断装置主体51连接。超声波诊断装置主体51在图1所示的第1实施方式的超声波诊断装置1中移除了显示装置8、输入装置14、超声波探头21，其由收发电路5、存储部15及处理器22构成。
即使在超声波诊断装置1B具有这种结构的情况下，与第1实施方式的超声波诊断装置1同样地，对所生成的超声波图像U设定强调显示区域R，将与强调显示区域R重叠的血管区域B2强调显示于显示装置8，因此操作者通过确认超声波图像U，能够直观且准确地掌握作为观察对象的血管区域B2。
并且，由于显示装置8、输入装置14、超声波探头21经由网络NW与超声波诊断装置主体51连接，因此能够将超声波诊断装置主体51用作所谓的远程服务器。由此，例如，操作者通过在操作者的附近准备显示装置8、输入装置14、超声波探头21，能够进行受检体的诊断，因此能够提高进行超声波诊断时的便利性。
并且，例如，在将被称为所谓的平板电脑的便携式薄型计算机用作显示装置8及输入装置14的情况下，操作者能够更容易进行受检体的超声波诊断，并且能够进一步提高超声波诊断的便利性。
另外，显示装置8、输入装置14、超声波探头21经由网络NW与超声波诊断装置主体51连接，此时，显示装置8、输入装置14、超声波探头21与网络NW可以有线连接，也可以无线连接。
并且，示出了第4实施方式的方式适用于第1实施方式的超声波诊断装置1的情况，但同样也能够适用于第2实施方式的超声波诊断装置1A及第3实施方式的超声波诊断装置1B。
符号说明
1、1A、1B、1C-超声波诊断装置，2-振子阵列，3-发射电路，4-接收电路，5-收发电路，6-图像生成部，7-显示控制部，8-显示装置，9-血管提取部，10-血管信息获取部，11-强调显示区域设定部，12-强调显示部，13、13A、13B-装置控制部，14-输入装置，15-存储部，21-超声波探头，22、22A、22B-处理器，23-放大部，24-AD转换部，25-波束成形器，26-信号处理部，27-DSC，28-图像处理部，31-壳体，31A-阵列收容部，31B-手柄部，32-声透镜，41-插入件路径推断部，42-探头动作检测部，51-超声波诊断装置主体，A2、A4、A5-直径，B1、B2、B3、B4、B5-血管区域，C-插入件，D2、D4、D5-深度，F-前端，G-凝胶层，K-路径，M-引导标记，NW-网络，P-血管信息面板，R-强调显示区域，S-体表表面，U-超声波图像。

Claims (13)

1.一种超声波诊断装置，其将受检体的血管显示于超声波图像上，其中，该超声波诊断装置具备：
振子阵列；
收发电路，其从所述振子阵列朝向所述受检体进行超声波束的发送、且对从如下的所述振子阵列输出的接收信号进行处理而生成声线信号，所述振子阵列接收基于所述受检体的超声波回波；
图像生成部，其根据由所述收发电路生成的所述声线信号，生成所述超声波图像；
显示装置，其显示由所述图像生成部生成的所述超声波图像；
血管提取部，其通过分析由所述图像生成部生成的所述超声波图像，提取血管区域；
强调显示区域设定部，其设定沿所述超声波图像的深度方向延伸的直线状的至少1个强调显示区域；以及
强调显示部，其判定由所述强调显示区域设定部设定的所述至少1个强调显示区域是否与由所述血管提取部提取的所述血管区域重叠，当判定为所述至少1个强调显示区域与所述血管区域重叠时，将与所述至少1个强调显示区域重叠的所述血管区域强调显示于所述显示装置。
2.根据权利要求1所述的超声波诊断装置，其中，
该超声波诊断装置具备血管信息获取部，该血管信息获取部通过分析由所述图像生成部生成的所述超声波图像，获取包含与所述强调显示区域重叠的所述血管区域的直径以及深度中的至少1个的血管信息，
所述强调显示部将由所述血管信息获取部获取的所述血管信息与如下的所述血管区域对应地显示于所述显示装置，所述血管区域与所述强调显示区域重叠。
3.根据权利要求2所述的超声波诊断装置，其中，
所述血管信息获取部还获取表示与所述强调显示区域重叠的所述血管区域属于动脉以及静脉中的哪一种的信息作为所述血管信息。
4.根据权利要求2或3所述的超声波诊断装置，其中，
在由所述血管提取部提取了多个所述血管区域的情况下，所述强调显示部将由所述血管提取部提取了的多个所述血管区域以彼此相同的颜色以及亮度分别强调显示于所述显示装置，并将由所述血管信息获取部获取了的所述血管信息与多个所述血管区域中跟所述强调显示区域重叠的所述血管区域对应地显示于所述显示装置。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的超声波诊断装置，其中，
在由所述血管提取部提取了多个所述血管区域的情况下，所述强调显示部将由所述血管提取部提取了的多个所述血管区域分别强调显示于所述显示装置，并在多个所述血管区域中的与所述强调显示区域重叠的所述血管区域以及不与所述强调显示区域重叠的所述血管区域中进行彼此不同形式的强调显示。
6.根据权利要求5所述的超声波诊断装置，其中，
所述强调显示部以如下方式进行强调显示：使由所述血管提取部提取了的多个所述血管区域中的与所述强调显示区域重叠的所述血管区域、和不与所述强调显示区域重叠的所述血管区域具有彼此不同的颜色或亮度。
7.根据权利要求1至3中任意一项所述的超声波诊断装置，其中，
在由所述血管提取部提取了分别与所述强调显示区域重叠的多个所述血管区域的情况下，所述强调显示部以如下方式进行强调显示：根据由所述血管提取部提取的多个所述血管区域的深度或大小而具有彼此不同的颜色或亮度。
8.根据权利要求1至3中任意一项所述的超声波诊断装置，其中，
该超声波诊断装置具备插入件路径推断部，该插入件路径推断部在插入件被插入于所述受检体的血管的情况下，通过分析由所述图像生成部生成的所述超声波图像来检测所述插入件、且推断所检测到的所述插入件的路径，
在由所述血管提取部分别检测到与所述强调显示区域重叠的多个所述血管区域、且由所述插入件路径推断部检测到所述插入件的情况下，所述强调显示部以如下方式进行强调显示：使与所述强调显示区域以及由所述插入件路径推断部推断的所述插入件的路径这两者重叠的所述血管区域、和仅与所述强调显示区域重叠的所述血管区域具有彼此不同的颜色或亮度。
9.根据权利要求2或3所述的超声波诊断装置，其中，
该超声波诊断装置具备：
超声波探头，其包含所述振子阵列；以及
探头动作检测部，其检测所述超声波探头的动作、且根据所检测到的所述超声波探头的动作而判定所述超声波探头是否静止，
所述强调显示部仅在由所述探头动作检测部判定为所述超声波探头静止的情况下，将由所述血管信息获取部获取了的所述血管信息显示于所述显示装置。
10.根据权利要求1至3中任意一项所述的超声波诊断装置，其中，
该超声波诊断装置还具备装置控制部，该装置控制部在由所述血管提取部提取了的所述血管区域与所述强调显示区域重叠的情况下，以在所述超声波图像中清晰地描绘出所述血管区域的方式设定图像化条件、且根据所设定的所述图像化条件而控制所述收发电路以及所述图像生成部。
11.根据权利要求1至3中任意一项所述的超声波诊断装置，其中，
所述强调显示区域设定部将所设定的所述强调显示区域显示于所述显示装置。
12.根据权利要求11所述的超声波诊断装置，其中，
所述强调显示区域设定部在由所述血管提取部提取了的所述血管区域与所述强调显示区域重叠的情况下，仅将所述强调显示区域中的不与所述血管区域重叠的部分显示于所述显示装置。
13.一种超声波诊断装置的控制方法，该超声波诊断装置将受检体的血管显示于超声波图像上，其中，
在所述超声波诊断装置的控制方法中，进行如下处理：
从振子阵列朝向所述受检体进行超声波束的发送、且对从如下的所述振子阵列输出的接收信号进行处理而生成声线信号，所述振子阵列接收基于所述受检体的超声波回波，
根据所生成的所述声线信号，生成所述超声波图像，
将所生成的所述超声波图像显示于显示装置，
通过分析所生成的所述超声波图像，提取血管区域，
设定沿所述超声波图像的深度方向延伸的直线状的至少1个强调显示区域，
判定所述至少1个强调显示区域是否与提取出的所述血管区域重叠，
当判定为所述至少1个强调显示区域与所述血管区域重叠时，将与所述至少1个强调显示区域重叠的所述血管区域强调显示于所述显示装置。
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