JP2004089362A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

Ultrasonic diagnostic apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2004089362A
JP2004089362A JP2002253327A JP2002253327A JP2004089362A JP 2004089362 A JP2004089362 A JP 2004089362A JP 2002253327 A JP2002253327 A JP 2002253327A JP 2002253327 A JP2002253327 A JP 2002253327A JP 2004089362 A JP2004089362 A JP 2004089362A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
probe
ultrasonic probe
image
diagnostic apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002253327A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004089362A5 (en
JP4179596B2 (en
Inventor
Mitsuhiro Oshiki
押木 光博
Satoshi Tamano
玉野 聡
Takuji Osaka
大坂 卓司
Takeshi Shiina
椎名 毅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Medical Corp filed Critical Hitachi Medical Corp
Priority to JP2002253327A priority Critical patent/JP4179596B2/en
Publication of JP2004089362A publication Critical patent/JP2004089362A/en
Publication of JP2004089362A5 publication Critical patent/JP2004089362A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4179596B2 publication Critical patent/JP4179596B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately grasp the positional relation between a tomographic image and a strain elastic image to draw the same in any strain elastic image drawing means. <P>SOLUTION: A position detection means for detecting a three-dimensional position data represented by a magnetic sensor is attached to an ultrasonic probe. The three-dimensional position detection means can grasp a space position by the magnetic sensor on the basis of a base point fixed at a certain position. By the use of the detection means, the position data of a search unit when the tomographic image is obtained and that of the search unit when the strain elastic image is obtained are compared to grasp the relative shift of the diagnostic images obtained by the moving distances of the search unit moved when the mutual images are obtained. The pressure quantity to a specimen tissue can be kept constant regardless of an apparatus handler by the use of the three-dimensional position detection means and an examination enviroment not depending on the apparatus handler can be arranged. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波を利用して被検体内の診断部位について超音波画像を得て表示する超音波診断装置に係り、生体組織の硬さを定量的な歪み弾性画像として描出可能な超音波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
断層画像や歪み弾性画像を同一画面内に重ねて描出可能な超音波診断装置において、画像情報の取得中に探触子が動いた場合、対象組織の歪情報を正確に得ることが出来ない。また、組織弾性、すなわち、組織の硬さの分布は、組織の圧縮の程度によって変化することが知られている。被検体に歪を与える程度は、装置取扱者の感覚にのみ依存しており、装置取扱者が異なるとそれによって異なる診断結果を招く可能性が高い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来、癌など種々の病巣を早期発見するためには、断層画像のような組織の形態情報を表示するものであり、診断装置の方位分解能、あるいは、血流情報などを表示するカラーモードに依存したものが用いられている。しかし、癌の多くは正常組織に比して硬くなることを利用し、組織の組成変化を機械的な物理量である弾性特性、すなわち硬さの違いを利用し、それを画像化する組織弾性イメージング法(歪み弾性画像〉を利用する試みがなされている。実際に、乳癌診断などにおいて行われている触診は、組繊の硬さの違いにより病変部を触知していると言ってよい。また、疾病の進行により様々な病体が存在し、組織の形態的な変化が起こった場合でも、組織弾性像から得られた情報により、従来の断層画像に比し、多角的な情報が得られ、より適切な診断が可能となることが考えられている。
【0004】
しかしながら、一般に、歪み弾性画像はモニタに表示された場合、対象位置の絶対的な位置を把握することが困難であった。これを解決するために、出願人は、歪み弾性画像と断層画像とを同一画面上にて重ね合わせて表示する発明を特開2000−60853号公報として、提案している。この特開2000−60853号公報に記載された発明は、歪み弾性画像を得る手段として、バイブレータを用いた低周波加振法に関するものである。さらに、この特開2000−60853号公報に記載された発明は、測定中に探触子が移動した場合については何ら言及していない。
【0005】
本発明の目的は、上述の点に鑑み、いかなる歪み弾性画像描出手段においても、断層画像と歪み弾性画像との位置関係を的確に把握して描出することのできる超音波診断装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載された本発明の超音波診断装置は、被検体組織に接触する超音波探触子と、前記超音波探触子によって検出された信号を処理して断層画像及び歪み弾性画像を生成する信号処理手段と、前記超音波探触子の3次元の位置情報を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段によって検出された前記超音波探触子の位置情報に基づいて前記断層画像と前記歪み弾性画像とを同時に、かつ、同一面内に重ね合わせて表示する表示手段とを備えたものである。観測部位の形態や位置関係が明瞭に把握できる超音波断層画像と、断層画像では確認することが困難な歪み弾性画像とを、お互いを重ねあわせることで歪み弾性にて得られた観測対象位置を明確に把握可能とすることができる。いかなる測定状態においても、断層画像と歪み弾性画像をお互いに重ねあわせるためには、断層画像を得る際の探触子の位置と、歪み弾性画像を得る際の探触子の位置ずれを相対的に把握し、空間座標移動により両者の画像を高精度に重ね合わせる必要がある。そこで、磁気センサに代表される3次元の位置情報を検出する位置検出手段を超音波探触子に取り付ける。この3次元の位置検出手段は、ある点に固定された基点をもとに、磁気センサにより空間位置を把握可能とするものである。これを用いることで、断層画像を得る際の探触子の位置情報と、歪み弾性画像を得る際の探触子の位置情報をそれぞれ比較し、お互いの画像を取得する際に動いた探触子の移動距離より得られる診断画像の相対的なずれを把握することが可能となる。また、3次元の位置検出手段を用いることで、装置取扱者によらず、被検体組織への加圧量を一定に保つことを可能となり、装置取扱者に依存しない検査環境を整えることが可能となる。
【0007】
請求項2に記載された本発明の超音波診断装置は、請求項1において、前記表示手段は、前記断層画像歪み弾性画像を取得する際の前記超音波探触子の移動距離又は空間座標上の3次元の前記位置情報をリアルタイムに表示するものである。超音波探触子が被検体組織を押すときの圧力の程度によってその結果が変化する歪み分布は、測定対象物の周辺組繊との相対的な情報の提供しかもたらさないが、超音波探触子の位置情報を表示することによって、超音波探触子の移動距離を装置取扱者に知らしめることができ、ある程度の定量評価が可能となる描出を行うことができるようになる。
【0008】
請求項3に記載された本発明の超音波診断装置は、請求項1において、前記表示手段は、前記超音波探触子の移動距離及び前記超音波探触子と前記被検体組織との接触面積に基づいて、前記被検体組織内での圧力分布を推定し、それをグラフ化して表示するものである。圧力分布をグラフ化して表示することによって、どの程度の圧力が測定部位に印加しているのかを容易に把握することができるようになる。
【0009】
請求項4に記載された本発明の超音波診断装置は、請求項1において、前記表示手段は、前記被検体組織への前記超音波探触子による加圧・減圧の程度を複数のレベルに分類して表示するものである。加圧・減圧の程度を複数のレベルに分類して表示することによって、どの程度の大きさの圧力が被検体に加えられているのか容易に把握することができる。
【0010】
請求項5に記載された本発明の超音波診断装置は、請求項1において、前記表示手段は、前記超音波探触子の移動距離と、前記超音波探触子と前記被検体組織との接触面積に基づいて算出される圧力強度又は前記超音波探触子の移動距離に基づいて算出される圧力強度を文字情報として表示するものである。圧力強度を文字情報として表示することによって、その文字を見るだけでどの程度の圧力が測定部位に印加されているのか容易に把握することができる。
【0011】
請求項6に記載された本発明の超音波診断装置は、請求項1から5までのいずれか1において、前記歪み弾性画像を描出する場合に、前記超音波探触子を前記被検体組織に押し当てて加圧又は減圧を行うモータ等による機械走査手段を備えたものである。超音波探触子の移動手段としてモータなどの機械的走査装置を用いることによって、より定量的な測定結果を得ることができる。
【0012】
請求項7に記載された本発明の超音波診断装置は、請求項6において、前記機械走査手段は、予め設定された閾値を前記超音波探触子が超えないように制御する自動停止機構を備えたものである。自動停止機構によってモータなどの機械的走査手段の誤動作による必要以上の加圧動作の実行を回避することが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。図1は、本発明の超音波診断装置の第1の実施の形態を示す図であり、3次元位置検出センサを搭載した探触子を持つ超音波診断装置であって、超音波断層画像を取得可能な超音波診断装置のブロック構成図を示す図である。
【0014】
この超音波診断装置は、超音波探触子1と、超音波送受信回路2と、整相処理回路3と、信号処理回路4と、画像処理回路5と、モニタ6と、3次元位置検出手段とを具備して構成されている。超音波信号は、超音波送受信回路2内の送波信号作成回路(図示せず)にて作成され、多数の振動子を短冊状に配列して形成された超音波探触子1を十分に駆動できる電圧レベルまで増幅される。各振動子は、一般に、入力されるパルス波、または連続波の送波信号を超音波に変換して発射する機能と、被検体の内部から反射する超音波を受けて電気信号の受波信号に変換して出力する機能を有して形成される。
【0015】
超音波探触子1に接触した被検体からの反射信号は、超音波送受信回路2内の受波アンプ(図示せず)にて増幅され、各振動子の数に対応した数の受波信号がそれぞれ独立した受波信号として整相処理回路3に入力される。整相処理回路3は、入力される受波信号を取り込み、被検体内の一つの焦点から発する反射波が短冊状に配列された複数の振動子に到達する時間のずれをなくすため、それぞれの振動子から出力される受波信号の位相を遅延することによって、各受波信号の位相を一致させている。各位相を一致された複数の受波信号を加算して受信ビーム信号を形成し、一つの焦点からの音響特性情報を得るようになっている。整相処理回路3から出力される受信信号は、信号処理回路4に入力され、フィルタ処理、圧縮処理、検波処理、エンハンスなどの信号処理を施され、画像処理回路5に出力される。画像処理回路5はディジタル・スキャン・コンバータ(DSC)の機能を有し、受波信号を画像データ(超音波断層画像)に変換してモニタ6に描画させるようになっている。
【0016】
3次元位置検出手段は、断層画像取得の際に、歪み画像との位置合わせを行うために、超音波探触子1の3次元位置を検出するものである。3次元位置検出手段は、3次元磁場位置検出センサ7(以下、磁場センサ7とする)と、磁場発生手段(以下、磁場ソースとする)8、位置・方向解析部9と、座標変換部10と測定部位演算部11とを具備して構成されている。この実施の形態では、3次元位置検出手段として、3次元磁場位置検出センサ7を用いた場合について説明する。磁場ソース8は、この実施の形態に係る超音波診断装置を用いて診断を行う際に、測定対象である生体に対して相対的に固定された位置に設置され、高周波磁場を安定的に放射するものである。磁場検出手段である磁場センサ7は、超音波探触子1に備え付けられており、磁場ソース8から放射された高周波磁場を検出する。位置・方向解析部9は、磁場ソース8の励振によって高周波磁場が放射している状態で、磁場センサ7によって検出された磁気検出信号を解析することによって、磁場ソース8を基準とする磁場センサ7、すなわち超音波探触子1の位置や方向を求めるものである。座標変換部10は、位置・方向解析部9によって求められた位置や方向に基づいて超音波探触子1を測定中の任意の座標系に投影する。測定部位演算部11は、磁場ソース8を基点とする相対的な位置情報に変換し、画像処理回路5へ転送する。これによって、画像処理回路5からは位置情報を併せ持った超音波断層画像が取得される。
【0017】
図2は、本発明の超音波診断装置の第2の実施の形態を示す図であり、3次元位置検出センサを搭載した探触子を持つ超音波診断装置であって、歪み弾性画像を取得可能な超音波診断装置のブロック構成図を示す図である。
【0018】
この超音波診断装置は、超音波探触子1と、超音波送受信回路2と、直交検波器12と、複素2次元相関計算部13と、変位計算部14と、歪み計算部15と、モニタ6と、3次元位置検出手段とを具備して構成される。
【0019】
超音波探触子1及び超音波送受信回路2は、図1のものと同じである。直交検波器12は、組織圧縮前後のRF信号をそれぞれ組織圧縮前後の複素包絡線信号(IQ信号)に変換し、複素2次元相関計算部13に出力する。複素2次元相関計算部13は、組織圧縮前後のRF信号間における2次元相関を計算し、その相関が最大となる位置及びそのときの相関関数の位相を変位計算部14に出力する。ただし、軸方向にはエイリアシングを起こさずに位相を検出できる最大の間隔である超音波中心周波数の2分の1波長間隔でのみ相関を計算するものとする。これは、超音波診断システムのリアルタイム表示を優先させるためである。従って、高精度な相関を計算するためには、この2分の1波長間隔に限定する必要はない。変位計算部14は、複素2次元相関計算部13からの横方向の相関最大位置に基づいて横方向の変位u を計算し、軸方向の相関最大位置及びそのときの位相に基づいて軸方向の変位u を計算し、それを歪み計算部15に出力する。歪み計算部15は、変位計算部14からの横方向変位u の分布を空間的に微分することにより横方向歪み分布信号ε を計算し、横方向変位u の分布を空間的に微分することにより軸方向歪み分布信号ε を計算し、それらの歪み分布信号を画像処理回路5に出力する。画像処理回路5は、横方向歪み分布信号ε 及び軸方向歪み分布信号ε をグレースケール表示(又はカラー表示)するために量子化し、モニタ6に出力する。モニタ6は、量子化された各歪み分布を表示する。
【0020】
この超音波診断装置は、図1の超音波診断装置によって取得された超音波断層画像との重ね合わせによる位置合わせを行うために、図1で用いた3次元位置検出手段を用いている。すなわち、高周波磁場を放射する磁場ソース8を設置し、超音波探触子1に磁場センサ7を備え付け、さらに、磁場ソース8を基準として超音波探触子1の位置・方向を求める位置・方向解析部9を具備し、座標変換部10や測定部位演算部11により、測定中の任意の座標系に投影し、磁場ソース8を基点とする相対的な位置情報を画像処理回路5へ転送するようになっている。これによって、位置情報を併せ持つ超音波歪み弾性画像が取得される。
【0021】
図1及び図2に示した超音波診断装置は、それぞれ別々に超音波断層画像と歪み弾性画像を取得するものであるが、両方の超音波診断装置を組み合わせることによって超音波断層画像と歪み弾性画像の両方を取得することができる。そこで、これら両方の像をどのように処理して重ね合わせているのかについて説明する。図3は、図1の超音波診断装置によって取得された超音波断層画像と、図2の超音波診断装置によって取得された歪み弾性画像とを重ね合わせた画像を取得する場合のブロック構成図を示すものであり、図1及び図2の画像処理回路5に関する部分の詳細を示すものである。従って、画像処理回路5以外についてはその図示を省略してある。
【0022】
超音波断層画像探触子位置メモリ16は、図1の超音波診断装置によって取得された位置情報を併せ持った受波信号を記憶するものであり、歪み弾性画像探触子位置メモリ17は、図2の超音波診断装置によって取得された位置情報を併せ持った歪み分布信号を記憶するものである。
【0023】
超音波断層画像探触子位置メモリ16に記憶されている受波信号の位置情報は、例えば、(XB ,Y ,Z )であり、歪み弾性画像探触子位置メモリ17に記憶されている歪み分布信号の位置情報は、例えば、(XS ,Y ,Z )である。これらの受波信号及び歪み分布信号は、前述したような、様々な信号処理が施されたものである。超音波断層画像探触子位置メモリ16及び歪み弾性画像探触子位置メモリ17に記憶されているデータは、画像処理部18に出力される。画像処理部18は、受波信号を画像データ(超音波断層画像)に変換し、歪み分布信号をグレースケール表示(又はカラー表示)するために量子化した画像データ(歪み弾性画像)に変換し、それを位置情報と共に位置合わせ回路19に出力する。位置合わせ回路19は、(X −X’=X =X ,Y −Y’=Y =Y ,Z −Z’=Z =Z )のような座標位置合わせを行い、それを重ね合わせ画像データ20に出力する。重ね合わせ画像データ20は、双方の画像位置の合わされた画像データをモニタ6にて同時に表示する。ここで、(X ,Y ,Z )は、断層画像と歪み弾性画像の双方の位置を合わせた新しい座標である。
【0024】
図4は、本発明に係る3次元位置検出センサを搭載した超音波探触子の位置情報を診断画像上に表示した場合の表示画面の一例を示す図である。表示画面は、超音波断層画像や歪み弾性画像を表示するメイン表示部6aと種々の関係画像を表示するサブ表示部6bとを有する。図5〜図8は、サブ表示部6bの表示画面の一例を示す図である。図5は、3次元位置検出センサ7によって得られた超音波探触子1の3次元的な移動方向と距難とx軸,y軸,z軸それぞれの移動距離(x[mm],y[mm],z[mm])を3次元直交座標系21と共に、それぞれの数値と矢印にて表示している。この3次元直交座標系21は、モニタ6上に例えば歪み弾性画像が表示されている場合のサブ表示部6bに超音波探触子1の動きに合わせ、リアルタイムに連携して表示される。このサブ表示部6bは、図4に示すようにモニタ6の表示画面の一部として存在する必要はなく、装置取扱者の見やすい場所に、例えば、別のモニタ装置などに表示するようにしてもよい。これは、超音波探触子1を動かす手段が、装置取扱者の手技によるもの、また、後述するxyzステージを用いるものであっても同様である。
【0025】
図6は、3次元位置検出センサにより求められた移動距離と、超音波探触子1と、測定被検体との接触面積とから求められる圧力の被検体内における圧力分布を表示する画面の一例を示す。この時、測定被検体は、圧力分布的に等方体であると仮定してもよいし、または、様々な手段にて求められる圧力分布を近似して考えても良い。図6のように、圧力分布を表示することによって、どの程度の圧力が測定部位に印加しているのかが容易に把握することができる。
【0026】
図7は、測定被検体に加えられる圧力強度をグラフ又は文字で表示する画面の一例を示す。圧力は超音波探触子1の移動距離に依存する。3次元位置検出センサにより得られた距離情報と、超音波探触子1と被検体との接する面積とから圧力の大きさを推定できる。そこで、圧力の大きさを予め何段階かに分けるよう設定しておき、超音波探触子の移動距離から、今、どのくらいの大きさの圧力が被検体に加えられているのか判断可能となる。図では、「HH」が最も圧力が大きく、「LL」が最も圧力が小さく、その中間を「H」、「M」、「L」に区切ってある。その表示方法としては、図7に示すように、圧力の大きさを縦軸とし、超音波探触子1の移動距離を横軸としてグラフ化して示し、現在の加圧位置を横軸上に三角形で、グラフ上に円形を用いて示すようにしてもよいし、図8に示すように、現在の移勤距離から予め割り振っておいた圧力の大きさ27として表示させるようにしてもよい。すなわち、図8では、圧力の大きさ27として図7に示す圧力強度を示す英字の「M」が示されている。
【0027】
図8において、圧力の大きさを示す測定対象部位は、例えば、円形26のように、ROI(Region of Interest)を設定することで決定する。ROIの大きさは、任意に変えることが可能である。
【0028】
上述の実施の形態によれば、所望の診断をするために、装置取扱者がどのように被検体に対し、圧力を加えたら良いのか、そして被検体内における圧力伝播の様子を知ることができ、装置取扱者の違いによる測定誤差を小さく抑えることが可能となる。
【0029】
図9は、歪み弾性画像を得るために被検体を加圧・減圧する際に、モータなどの機械的走査手段を用いるようにした超音波診断装置の一例について示す図である。この超音波診断装置は、モータによる加圧によって、被検体に必要以上に圧力をかけないような機構を備えたものである。図では、超音波探触子と、被検体に必要以上に圧力をかけずに加圧・減圧する手段と、3次元位置検出手段とを示し、これ以外の超音波送受信回路2、直交検波器12、複素2次元相関計算部13、変位計算部14、歪み計算部15、モニタ6については図示を省略している。
【0030】
xyzステージ28は、駆動力源としてモータを用いたものであり、超音波探触子1を3次元的に移動させるものである。xyzステージ制御部29は、閾値設定・判定部30に予め設定された閾値に基づいてxyzステージ28の移動を制御するものである。閾値設定・判定部30は、3次元位置検出手段の位置・方向解析部9から送り出される位置情報(実際の超音波探触子1の移動距離)を逐次読み込み、それを閾値と比較し、その比較結果をxyzステージ制御部29に供給する。閾値設定・判定部30の閾値は、装置取扱者によって予め設定されるものであり、これ以上の超音波探触子1の移動を許さない距離情報の閾値、すなわち、許容移動範囲である。従って、超音波探触子1は、予め設定された許容範囲内のみを移動制御され、被検体に必要以上の圧力をかけないようになっている。
【0031】
xyzステージ制御部29は、図10に示すアルゴリズムに従ってxyzステージ28の制御を行う。ステップS31では、任意の加圧若しくは減圧が達成されると考えられる探触子移動距離情報又は圧力強度情報が装置取扱者によって予めxyzステージ制御部29に設定される。
【0032】
ステップS32では、xyzステージ制御部29が、これらの情報をもとに、xyzステージ28を駆動して超音波探触子1を動かす。圧力強度情報を設定した場合は、被検体の弾性モデルから換算した圧力−探触子移動距離曲線に従って探触子を動かす。これと同時に、モータによる実際の探触子1の移動距離情報(x’,y’,z’)が3次元位置検出装置によって把握される。一方、探触子1の移動を始める前に、装置取扱者は探触子1の移動距離に制限をかけるべく、閾値設定・判定部30には移動制限距離情報(x”,y”,z”)が入力されている。従って、位置・方向解析部29には、モータの移動による探触子1の移動距離情報(x’,y’,z’)が随時入力される。また、閾値設定・判定部30には、位置・方向解析部29から随時探触子1の移動距離情報(x’,y’,z’)が入力される共に、探触子1の移動前に設定された移動制限距離情報(x”,y”,z”)が入力される。
【0033】
ステップS33では、閾値設定・判定部30が移動距離情報(x’,y’,z’)と移動制限距離情報(x”,y”,z”)との比較処理を随時行い、移動距離(x’,y’,z’)のいずれも移動制限距離(x”,y”,z”)に到達しない場合は、ステップS32の処理を実行し、ひきつづき探触子1の移動を行う。移動距離(x’,y’,z’)のいずれか一つが移動制限距離(x”,y”,z”)に到達した場合、すなわち移動距離(x’,y’,z’)のいずれか一つが移動制限距離(x”,y”,z”)と等しくなった場合には、次のステップS34に進む。ステップS34では、モータによる探触子1の移動、すなわちxyzステージ28を駆動を停止する。これによってモータの誤動作による必要以上の探触子1による加圧動作の実行を回避することが可能となる。
【0034】
以上述べたように、上述の実施の形態によれば、断層画像と歪み画像を探触子に位置検出センサをとりつけることで、診断画像取得中に探触子が動いても同一画面に重ねて表示が可能となり、組織弾性により描出された個所の位置特定を容易にすることが可能となる。さらに、3次元位置検出により、定量的に探触子の移動距雌が把握できる。また、この距離情報から得られる、探触子移動距離、被検体圧力分布、圧力強度などをリアルタイムに診断画像と同時表示させることで、ある程度の定量性を持った歪み弾性画像診断が可能となる。
【0035】
【発明の効果】
この発明によれば、いかなる歪み弾性画像描出手段においても、断層画像と歪み弾性画像との位置関係を的確に把握して描出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の超音波診断装置の第1の実施の形態を示す図であり、3次元位置検出センサを搭載した探触子を持つ超音波診断装置であって、超音波断層画像を取得可能な超音波診断装置のブロック構成図を示す図である。
【図2】本発明の超音波診断装置の第2の実施の形態を示す図であり、3次元位置検出センサを搭載した探触子を持つ超音波診断装置であって、歪み弾性画像を取得可能な超音波診断装置のブロック構成図を示す図である。
【図3】図1の超音波診断装置によって取得された超音波断層画像と、図2の超音波診断装置によって取得された歪み弾性画像とを重ね合わせた画像を取得する場合のブロック構成図を示すものであり、図1及び図2の画像処理回路5に関する部分の詳細を示すものである。
【図4】本発明に係る3次元位置検出センサを搭載した超音波探触子の位置情報を診断画像上に表示した場合の表示画面の一例を示す図である。
【図5】図5は、3次元位置検出センサによって得られた超音波探触子の3次元的な移動方向と距難とx軸,y軸,z軸それぞれの移動距離を3次元直交座標系と共に、それぞれの数値と矢印にて表示する図である。
【図6】3次元位置検出センサにより求められた移動距離と、超音波探触子と、測定被検体との接触面積とから求められる圧力の被検体内における圧力分布を表示する画面の一例を示す図である。
【図7】測定被検体に加えられる圧力強度をグラフで表示する画面の一例を示す図である。
【図8】測定被検体に加えられる圧力強度を文字で表示する画面の一例を示す図である。
【図9】歪み弾性画像を得るために被検体を加圧・減圧する際に、モータを用いるようにした超音波診断装置の一例について示す図である。
【図10】xyzステージの制御を行うxyzステージ制御部のアルゴリズムの一例を示す図である。
【符号の説明】
1…探触子
2…超音波送受信回路
3…整相処理回路
4…信号処理回路
5…画像処理回路
6…モニタ
6a…メイン表示部
6b…サブ表示部
7…磁場センサ
8…磁場ソース
9…位置・方向解析回路
10…座標変換回路
11…測定部位演算回路
12…RF信号記録回路
13…組織変位分布検出回路
14…変位・歪み変換回路
15…織歪み分布データ
16…超音波断層画像探触子位置メモリ
17…歪み弾性画像探触子位置メモリ
18…画像処理部
19…位置合わせ回路
20…重ね合わせ画像データ
28…xyzステージ
29…xyzステージ制御部
30…閾値設定・判定部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that obtains and displays an ultrasonic image of a diagnostic site in a subject using ultrasonic waves, and is capable of imaging the hardness of a biological tissue as a quantitative strain elasticity image. Related to the device.
[0002]
[Prior art]
In an ultrasonic diagnostic apparatus capable of rendering a tomographic image or a strain elasticity image in a superimposed manner on the same screen, if the probe moves during acquisition of image information, strain information of the target tissue cannot be obtained accurately. It is also known that tissue elasticity, that is, the distribution of tissue hardness changes depending on the degree of tissue compression. The degree to which the object is distorted depends only on the feeling of the device operator, and different device operators are likely to cause different diagnostic results.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, in order to detect various lesions such as cancer at an early stage, morphological information of a tissue such as a tomographic image is displayed, and it depends on the azimuth resolution of a diagnostic device or a color mode for displaying blood flow information and the like. The one that was used is used. However, many cancers take advantage of the fact that they become harder than normal tissues.Tissue elasticity imaging that uses the difference in elasticity, which is a mechanical physical quantity, that is, the difference in hardness, to image changes in tissue composition. Attempts have been made to use the method (distortion elasticity image) .In fact, palpation performed in breast cancer diagnosis and the like may be said to be palpating the lesion due to differences in the hardness of the braid. In addition, even if various diseased bodies exist due to the progress of the disease and morphological changes of the tissue occur, information obtained from the tissue elasticity image can provide more diversified information than conventional tomographic images. It is considered that more appropriate diagnosis can be made.
[0004]
However, in general, when the strain elasticity image is displayed on the monitor, it is difficult to grasp the absolute position of the target position. In order to solve this problem, the applicant has proposed, as Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-60853, an invention in which a strain elasticity image and a tomographic image are superimposed and displayed on the same screen. The invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-60853 relates to a low-frequency vibration method using a vibrator as a means for obtaining a distortion elasticity image. Further, the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-60853 does not make any reference to the case where the probe moves during measurement.
[0005]
An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of accurately grasping and rendering the positional relationship between a tomographic image and a strain elasticity image in any strain elasticity image rendering means in view of the above points. It is.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention described in claim 1 is configured to process an ultrasonic probe in contact with a subject tissue and a signal detected by the ultrasonic probe, tomographic image and distortion elastic image. Signal processing means for generating the ultrasonic probe, position detecting means for detecting three-dimensional position information of the ultrasonic probe, and the tomography based on the position information of the ultrasonic probe detected by the position detecting means. Display means for displaying the image and the strain elasticity image simultaneously and superimposed on the same plane. By superimposing an ultrasonic tomographic image that can clearly grasp the form and positional relationship of the observation site and a strain elasticity image that is difficult to confirm with the tomographic image, the observation target position obtained by strain elasticity is superimposed. It can be clearly grasped. In any measurement state, in order to superimpose the tomographic image and the strain elasticity image on each other, the position of the probe when obtaining the tomographic image and the displacement of the probe when obtaining the strain elasticity image are relatively determined. It is necessary to superimpose both images with high accuracy by moving the spatial coordinates. Therefore, position detecting means for detecting three-dimensional position information represented by a magnetic sensor is attached to the ultrasonic probe. The three-dimensional position detecting means enables a magnetic sensor to determine a spatial position based on a base point fixed to a certain point. By using this, the position information of the probe at the time of obtaining a tomographic image and the position information of the probe at the time of obtaining a strain elasticity image are respectively compared, and the probe moved when obtaining the images of each other It is possible to grasp the relative shift of the diagnostic image obtained from the moving distance of the child. In addition, by using the three-dimensional position detection means, it is possible to maintain a constant amount of pressure applied to the tissue of the subject regardless of the operator of the device, and to prepare an inspection environment independent of the operator of the device. It becomes.
[0007]
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second aspect of the present invention, the display unit according to the first aspect, wherein the display unit is configured to display a moving distance or a spatial coordinate of the ultrasonic probe when acquiring the tomographic image distortion elasticity image. The three-dimensional position information is displayed in real time. The strain distribution, the result of which varies depending on the degree of pressure when the ultrasonic probe presses the subject tissue, only provides information relative to the surrounding tissue of the object to be measured. By displaying the position information of the probe, the moving distance of the ultrasonic probe can be notified to the operator of the device, and it is possible to perform rendering that enables some quantitative evaluation.
[0008]
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the display means includes a moving distance of the ultrasonic probe and a contact between the ultrasonic probe and the subject tissue. The pressure distribution in the subject tissue is estimated based on the area, and the pressure distribution is graphed and displayed. By displaying the pressure distribution as a graph, it is possible to easily understand how much pressure is being applied to the measurement site.
[0009]
In an ultrasonic diagnostic apparatus according to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the display means sets the degree of pressurization / decompression to the subject tissue by the ultrasonic probe to a plurality of levels. They are classified and displayed. By classifying and displaying the degree of pressurization / decompression into a plurality of levels, it is possible to easily grasp how much pressure is applied to the subject.
[0010]
In an ultrasonic diagnostic apparatus according to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect, the display means includes a moving distance of the ultrasonic probe and a distance between the ultrasonic probe and the subject tissue. The pressure intensity calculated based on the contact area or the pressure intensity calculated based on the moving distance of the ultrasonic probe is displayed as character information. By displaying the pressure intensity as character information, it is possible to easily understand how much pressure is applied to the measurement site simply by looking at the character.
[0011]
The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention described in claim 6 is the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the ultrasonic probe is attached to the subject tissue when the strain elasticity image is drawn. The apparatus is provided with mechanical scanning means such as a motor that presses or decompresses by pressing. A more quantitative measurement result can be obtained by using a mechanical scanning device such as a motor as a moving means of the ultrasonic probe.
[0012]
According to an ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention described in claim 7, in claim 6, the mechanical scanning means includes an automatic stop mechanism that controls the ultrasonic probe so that the ultrasonic probe does not exceed a preset threshold. It is provided. By the automatic stop mechanism, it is possible to avoid performing an unnecessary pressurizing operation due to a malfunction of a mechanical scanning unit such as a motor.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, which is an ultrasonic diagnostic apparatus having a probe equipped with a three-dimensional position detection sensor, and which is capable of generating an ultrasonic tomographic image. FIG. 2 is a diagram illustrating a block configuration diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus that can be acquired.
[0014]
This ultrasonic diagnostic apparatus includes an ultrasonic probe 1, an ultrasonic transmitting / receiving circuit 2, a phasing processing circuit 3, a signal processing circuit 4, an image processing circuit 5, a monitor 6, and a three-dimensional position detecting means. Are provided. The ultrasonic signal is generated by a transmission signal generation circuit (not shown) in the ultrasonic transmission / reception circuit 2, and the ultrasonic probe 1 formed by arranging a large number of transducers in a strip shape is sufficiently used. It is amplified to a voltage level that can be driven. Each transducer generally has a function of converting an input pulse wave or a continuous wave transmission signal into an ultrasonic wave and emitting the ultrasonic wave, and a reception signal of an electric signal after receiving the ultrasonic wave reflected from the inside of the subject. It is formed to have a function of converting to and outputting.
[0015]
The reflected signal from the subject that has come into contact with the ultrasonic probe 1 is amplified by a reception amplifier (not shown) in the ultrasonic transmission / reception circuit 2, and the number of reception signals corresponding to the number of transducers is obtained. Are input to the phasing processing circuit 3 as independent received signals. The phasing processing circuit 3 captures the input received signal, and eliminates a time lag between reflected waves emitted from one focal point in the subject and reaching a plurality of vibrators arranged in a strip shape. By delaying the phase of the received signal output from the vibrator, the phases of the received signals are matched. A plurality of reception signals having the same phase are added to form a reception beam signal, and acoustic characteristic information from one focal point is obtained. The received signal output from the phasing processing circuit 3 is input to the signal processing circuit 4, subjected to signal processing such as filtering, compression, detection, and enhancement, and output to the image processing circuit 5. The image processing circuit 5 has a function of a digital scan converter (DSC), and converts a received signal into image data (ultrasonic tomographic image) and draws it on the monitor 6.
[0016]
The three-dimensional position detecting means detects a three-dimensional position of the ultrasonic probe 1 in order to perform alignment with a distortion image when acquiring a tomographic image. The three-dimensional position detecting means includes a three-dimensional magnetic field position detecting sensor 7 (hereinafter, referred to as a magnetic field sensor 7), a magnetic field generating means (hereinafter, referred to as a magnetic field source) 8, a position / direction analyzing unit 9, and a coordinate converting unit 10. And a measurement site calculation unit 11. In this embodiment, a case will be described in which a three-dimensional magnetic field position detection sensor 7 is used as three-dimensional position detection means. When performing a diagnosis using the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment, the magnetic field source 8 is installed at a position relatively fixed to a living body to be measured, and stably emits a high-frequency magnetic field. Is what you do. A magnetic field sensor 7 serving as a magnetic field detecting means is provided in the ultrasonic probe 1 and detects a high-frequency magnetic field emitted from a magnetic field source 8. The position / direction analysis unit 9 analyzes the magnetic detection signal detected by the magnetic field sensor 7 in a state where the high-frequency magnetic field is radiated by the excitation of the magnetic field source 8, so that the magnetic field sensor 7 based on the magnetic field source 8 is used. That is, the position and the direction of the ultrasonic probe 1 are obtained. The coordinate conversion unit 10 projects the ultrasonic probe 1 onto an arbitrary coordinate system under measurement based on the position and the direction obtained by the position / direction analysis unit 9. The measurement site calculation unit 11 converts the information into relative position information based on the magnetic field source 8 and transfers the information to the image processing circuit 5. Thus, an ultrasonic tomographic image having position information is acquired from the image processing circuit 5.
[0017]
FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, which is an ultrasonic diagnostic apparatus having a probe equipped with a three-dimensional position detection sensor and acquiring a strain elasticity image. FIG. 3 is a diagram showing a block configuration diagram of a possible ultrasonic diagnostic apparatus.
[0018]
This ultrasonic diagnostic apparatus includes an ultrasonic probe 1, an ultrasonic transmitting / receiving circuit 2, an orthogonal detector 12, a complex two-dimensional correlation calculator 13, a displacement calculator 14, a distortion calculator 15, a monitor 6 and three-dimensional position detecting means.
[0019]
The ultrasonic probe 1 and the ultrasonic transmission / reception circuit 2 are the same as those in FIG. The quadrature detector 12 converts the RF signals before and after the tissue compression into complex envelope signals (IQ signals) before and after the tissue compression, respectively, and outputs the complex envelope signals to the complex two-dimensional correlation calculator 13. The complex two-dimensional correlation calculation unit 13 calculates a two-dimensional correlation between the RF signals before and after the tissue compression, and outputs the position where the correlation becomes maximum and the phase of the correlation function at that time to the displacement calculation unit 14. However, it is assumed that the correlation is calculated only at the half-wavelength interval of the ultrasonic center frequency, which is the maximum interval at which the phase can be detected without causing aliasing in the axial direction. This is to give priority to real-time display of the ultrasonic diagnostic system. Therefore, in order to calculate a highly accurate correlation, it is not necessary to limit to this half wavelength interval. Displacement calculating unit 14, the horizontal direction to calculate the lateral displacement u x based on the correlation maximum position, the axial direction based on the axial direction of the correlation maximum position and phase of the time from the complex two-dimensional correlation calculation unit 13 the displacement u y calculated, and outputs it to the distortion calculation section 15. The distortion calculator 15 calculates a lateral strain distribution signal ε x by spatially differentiating the distribution of the lateral displacement u x from the displacement calculator 14, and spatially differentiates the distribution of the lateral displacement u y. By doing so, an axial strain distribution signal ε y is calculated, and those strain distribution signals are output to the image processing circuit 5. The image processing circuit 5 quantizes the horizontal strain distribution signal ε x and the axial strain distribution signal ε y for gray scale display (or color display), and outputs them to the monitor 6. The monitor 6 displays each quantized distortion distribution.
[0020]
This ultrasonic diagnostic apparatus uses the three-dimensional position detecting means used in FIG. 1 to perform positioning by superimposition with an ultrasonic tomographic image acquired by the ultrasonic diagnostic apparatus in FIG. That is, a magnetic field source 8 for emitting a high-frequency magnetic field is installed, a magnetic field sensor 7 is provided on the ultrasonic probe 1, and a position / direction for obtaining the position / direction of the ultrasonic probe 1 with reference to the magnetic field source 8. An analysis unit 9 is provided. The coordinate conversion unit 10 and the measurement site calculation unit 11 project the image onto an arbitrary coordinate system under measurement, and transfer relative position information from the magnetic field source 8 to the image processing circuit 5. It has become. Thus, an ultrasonic distortion elasticity image having position information is obtained.
[0021]
Although the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIGS. 1 and 2 separately obtains an ultrasonic tomographic image and a strain elasticity image, by combining both ultrasonic diagnostic apparatuses, the ultrasonic tomographic image and the distortion elasticity image are obtained. Both images can be acquired. Therefore, how these two images are processed and superimposed will be described. FIG. 3 is a block diagram showing a case where an image obtained by superimposing an ultrasonic tomographic image obtained by the ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. 1 and a strain elasticity image obtained by the ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. 2 is obtained. 3 shows details of a portion related to the image processing circuit 5 in FIGS. 1 and 2. Therefore, the illustration other than the image processing circuit 5 is omitted.
[0022]
The ultrasonic tomographic image probe position memory 16 stores received signals having position information acquired by the ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. 1. And a distortion distribution signal having position information acquired by the second ultrasonic diagnostic apparatus.
[0023]
Location information of the reception signal stored in the ultrasonic tomographic image probe position memory 16 is, for example, (X B, Y B, Z B) is, stored in the distortion elastic image probe position memory 17 The positional information of the distortion distribution signal is, for example, (X S , Y S , Z S ). These received signal and distortion distribution signal have been subjected to various signal processing as described above. The data stored in the ultrasonic tomographic image probe position memory 16 and the strain elasticity image probe position memory 17 are output to the image processing unit 18. The image processing unit 18 converts the received signal into image data (ultrasonic tomographic image), and converts the strain distribution signal into quantized image data (distortion elasticity image) for gray scale display (or color display). Is output to the positioning circuit 19 together with the position information. Alignment circuit 19, a coordinate alignment, such as (X S -X '= X B = X N, Y S -Y' = Y B = Y N, Z S -Z '= Z B = Z N) And outputs it to the superimposed image data 20. The superimposed image data 20 is displayed on the monitor 6 at the same time as the image data in which both image positions are matched. Here, (X N , Y N , Z N ) are new coordinates obtained by matching the positions of both the tomographic image and the strain elasticity image.
[0024]
FIG. 4 is a diagram showing an example of a display screen when position information of an ultrasonic probe equipped with the three-dimensional position detection sensor according to the present invention is displayed on a diagnostic image. The display screen has a main display section 6a for displaying an ultrasonic tomographic image and a strain elasticity image, and a sub-display section 6b for displaying various related images. FIGS. 5 to 8 are views showing examples of the display screen of the sub-display unit 6b. FIG. 5 shows the three-dimensional moving direction and distance of the ultrasonic probe 1 obtained by the three-dimensional position detection sensor 7, the distance, and the moving distances (x [mm], y) on the x-axis, y-axis, and z-axis. [Mm], z [mm]) are indicated by respective numerical values and arrows together with the three-dimensional orthogonal coordinate system 21. The three-dimensional orthogonal coordinate system 21 is displayed in real time in cooperation with the movement of the ultrasonic probe 1 on the sub-display unit 6b when a distortion elasticity image is displayed on the monitor 6, for example. The sub-display unit 6b does not need to be present as a part of the display screen of the monitor 6 as shown in FIG. 4, and may be displayed on a place that is easy for the operator of the apparatus to see, for example, on another monitor. Good. This is the same even if the means for moving the ultrasonic probe 1 is based on the technique of the operator of the apparatus or uses an xyz stage described later.
[0025]
FIG. 6 is an example of a screen displaying the pressure distribution in the subject obtained from the moving distance obtained by the three-dimensional position detection sensor, the contact area between the ultrasonic probe 1 and the measurement subject. Is shown. At this time, the measurement object may be assumed to be isotropic in terms of pressure distribution, or the pressure distribution obtained by various means may be approximated. By displaying the pressure distribution as shown in FIG. 6, it is possible to easily understand how much pressure is being applied to the measurement site.
[0026]
FIG. 7 shows an example of a screen that displays the pressure intensity applied to the measurement subject in a graph or characters. The pressure depends on the moving distance of the ultrasonic probe 1. The magnitude of the pressure can be estimated from the distance information obtained by the three-dimensional position detection sensor and the area where the ultrasonic probe 1 contacts the subject. Therefore, the magnitude of the pressure is set in advance so as to be divided into several stages, and from the moving distance of the ultrasonic probe, it is possible to determine how much pressure is now being applied to the subject. . In the figure, “HH” has the highest pressure, “LL” has the lowest pressure, and the middle is divided into “H”, “M”, and “L”. As a display method, as shown in FIG. 7, the magnitude of the pressure is plotted on the vertical axis, the moving distance of the ultrasonic probe 1 is plotted on the horizontal axis, and the current pressing position is plotted on the horizontal axis. The triangle may be indicated by using a circle on a graph, or as shown in FIG. 8, the pressure may be displayed as the pressure 27 previously allocated from the current transfer distance. That is, in FIG. 8, an alphabet “M” indicating the pressure intensity shown in FIG. 7 is shown as the pressure magnitude 27.
[0027]
In FIG. 8, the measurement target portion indicating the magnitude of the pressure is determined by setting an ROI (Region of Interest), such as a circle 26. The size of the ROI can be arbitrarily changed.
[0028]
According to the above-described embodiment, in order to make a desired diagnosis, it is possible for the device operator to know how to apply pressure to the subject and the state of pressure propagation in the subject. In addition, it is possible to reduce a measurement error due to a difference in apparatus operators.
[0029]
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an ultrasonic diagnostic apparatus that uses mechanical scanning means such as a motor when a subject is pressurized and depressurized to obtain a strain elasticity image. This ultrasonic diagnostic apparatus is provided with a mechanism that does not apply unnecessary pressure to a subject by pressurization by a motor. The figure shows an ultrasonic probe, means for increasing / decreasing pressure without applying excessive pressure to a subject, and three-dimensional position detecting means. 12, the complex two-dimensional correlation calculator 13, the displacement calculator 14, the distortion calculator 15, and the monitor 6 are not shown.
[0030]
The xyz stage 28 uses a motor as a driving force source, and moves the ultrasonic probe 1 three-dimensionally. The xyz stage control unit 29 controls the movement of the xyz stage 28 based on a threshold set in advance by the threshold setting / judgment unit 30. The threshold setting / judgment unit 30 sequentially reads the position information (actual moving distance of the ultrasonic probe 1) sent from the position / direction analysis unit 9 of the three-dimensional position detection unit, compares it with a threshold, and The comparison result is supplied to the xyz stage control unit 29. The threshold value of the threshold value setting / judgment unit 30 is set in advance by an apparatus operator, and is a threshold value of distance information that does not allow the ultrasonic probe 1 to move any more, that is, an allowable movement range. Therefore, the movement of the ultrasonic probe 1 is controlled only within a preset allowable range, so that unnecessary pressure is not applied to the subject.
[0031]
The xyz stage control unit 29 controls the xyz stage 28 according to the algorithm shown in FIG. In step S31, the probe moving distance information or the pressure intensity information, which is considered to achieve arbitrary pressurization or depressurization, is set in the xyz stage control unit 29 in advance by the operator of the apparatus.
[0032]
In step S32, the xyz stage control unit 29 drives the xyz stage 28 to move the ultrasonic probe 1 based on the information. When the pressure intensity information is set, the probe is moved according to the pressure-probe moving distance curve converted from the elastic model of the subject. At the same time, the actual moving distance information (x ′, y ′, z ′) of the probe 1 by the motor is grasped by the three-dimensional position detecting device. On the other hand, before the movement of the probe 1 is started, the operator of the apparatus instructs the threshold setting / judgment unit 30 to set the movement limit distance information (x ″, y ″, z) in order to limit the movement distance of the probe 1. ) Is input. Therefore, the position / direction analysis unit 29 is input with information on the movement distance (x ′, y ′, z ′) of the probe 1 due to the movement of the motor at any time. The setting / judgment unit 30 receives the movement distance information (x ′, y ′, z ′) of the probe 1 from the position / direction analysis unit 29 as needed, and sets the information before the movement of the probe 1. The movement limit distance information (x ", y", z ") is input.
[0033]
In step S33, the threshold setting / judgment unit 30 performs comparison processing of the movement distance information (x ′, y ′, z ′) and the movement restriction distance information (x ″, y ″, z ″) as needed, and the movement distance ( If none of x ′, y ′, z ′) has reached the movement limit distance (x ″, y ″, z ″), the process of step S32 is executed, and the probe 1 is subsequently moved. When any one of the movement distances (x ', y', z ') reaches the movement limit distance (x ", y", z "), that is, any one of the movement distances (x', y ', z') If one of them becomes equal to the movement limit distance (x ", y", z "), the process proceeds to the next step S34. In step S34, the movement of the probe 1 by the motor, that is, the driving of the xyz stage 28 is stopped. As a result, it is possible to avoid performing the pressing operation by the probe 1 more than necessary due to the malfunction of the motor.
[0034]
As described above, according to the above-described embodiment, by attaching the position detection sensor to the probe with the tomographic image and the distortion image, even if the probe moves during the acquisition of the diagnostic image, it can be overlaid on the same screen. Display becomes possible, and it becomes possible to easily specify the position of a portion drawn by tissue elasticity. Further, by detecting the three-dimensional position, the moving distance of the probe can be quantitatively grasped. Further, by displaying the probe moving distance, the subject pressure distribution, the pressure intensity, and the like obtained from the distance information simultaneously with the diagnostic image in real time, it is possible to perform a strain elasticity image diagnosis with a certain degree of quantitativeness. .
[0035]
【The invention's effect】
According to the present invention, any distortion elasticity image rendering means can accurately grasp and render the positional relationship between the tomographic image and the distortion elasticity image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, which is an ultrasonic diagnostic apparatus having a probe equipped with a three-dimensional position detection sensor, and which is capable of generating an ultrasonic tomographic image. FIG. 2 is a diagram illustrating a block configuration diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus that can be acquired.
FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, which is an ultrasonic diagnostic apparatus having a probe equipped with a three-dimensional position detection sensor and acquiring a strain elasticity image; FIG. 3 is a diagram showing a block configuration diagram of a possible ultrasonic diagnostic apparatus.
3 is a block diagram showing a case where an image is obtained by superimposing an ultrasonic tomographic image obtained by the ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. 1 and a strain elasticity image obtained by the ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. 2; 3 shows details of a portion related to the image processing circuit 5 in FIGS. 1 and 2.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a display screen when position information of an ultrasonic probe equipped with the three-dimensional position detection sensor according to the present invention is displayed on a diagnostic image.
FIG. 5 shows the three-dimensional moving direction and distance of the ultrasonic probe obtained by the three-dimensional position detection sensor, the distance, and the moving distance of each of the x-axis, y-axis, and z-axis in three-dimensional orthogonal coordinates. It is a figure displayed with each numerical value and an arrow with a system.
FIG. 6 shows an example of a screen displaying a pressure distribution in a subject obtained from a moving distance obtained by a three-dimensional position detection sensor, a contact area between the ultrasonic probe and a measurement subject. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing an example of a screen for displaying a pressure intensity applied to a measurement subject in a graph.
FIG. 8 is a diagram showing an example of a screen displaying characters of the pressure intensity applied to the measurement subject.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an ultrasonic diagnostic apparatus that uses a motor when a subject is pressurized and depressurized to obtain a strain elasticity image.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an algorithm of an xyz stage control unit that controls the xyz stage.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Probe 2 ... Ultrasonic transmission / reception circuit 3 ... Phasing processing circuit 4 ... Signal processing circuit 5 ... Image processing circuit 6 ... Monitor 6a ... Main display part 6b ... Sub display part 7 ... Magnetic field sensor 8 ... Magnetic field source 9 ... Position / direction analysis circuit 10 ... Coordinate conversion circuit 11 ... Measurement site calculation circuit 12 ... RF signal recording circuit 13 ... Tissue displacement distribution detection circuit 14 ... Displacement / strain conversion circuit 15 ... Woven strain distribution data 16 ... Ultrasonic tomographic image search Child position memory 17 distortion elastic image probe position memory 18 image processing unit 19 alignment circuit 20 superimposed image data 28 xyz stage 29 xyz stage control unit 30 threshold setting / judgment unit

Claims (7)

被検体組織に接触する超音波探触子と、
前記超音波探触子によって検出された信号を処理して断層画像及び歪み弾性画像を生成する信号処理手段と、
前記超音波探触子の3次元の位置情報を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段によって検出された前記超音波探触子の位置情報に基づいて前記断層画像と前記歪み弾性画像とを同時に、かつ、同一面内に重ね合わせて表示する表示手段と
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
An ultrasound probe that contacts the subject tissue;
Signal processing means for processing a signal detected by the ultrasonic probe to generate a tomographic image and a strain elasticity image,
Position detecting means for detecting three-dimensional position information of the ultrasonic probe,
Display means for simultaneously displaying the tomographic image and the strain elasticity image based on the position information of the ultrasonic probe detected by the position detecting means and superimposing and displaying the tomographic images in the same plane. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1において、前記表示手段は、前記断層画像歪み弾性画像を取得する際の前記超音波探触子の移動距離又は空間座標上の3次元の前記位置情報をリアルタイムに表示することを特徴とする超音波診断装置。2. The method according to claim 1, wherein the display unit displays the three-dimensional position information on a moving distance or spatial coordinates of the ultrasonic probe when acquiring the tomographic image distortion elasticity image in real time. Ultrasonic diagnostic equipment. 請求項1において、前記表示手段は、前記超音波探触子の移動距離及び前記超音波探触子と前記被検体組織との接触面積に基づいて、前記被検体組織内での圧力分布を推定し、それをグラフ化して表示することを特徴とする超音波診断装置。2. The display device according to claim 1, wherein the display unit estimates a pressure distribution in the subject tissue based on a moving distance of the ultrasound probe and a contact area between the ultrasound probe and the subject tissue. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by displaying the graph in a graph. 請求項1において、前記表示手段は、前記被検体組織への前記超音波探触子による加圧・減圧の程度を複数のレベルに分類して表示することを特徴とする超音波診断装置。2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the display unit displays the degree of pressurization / decompression of the subject tissue by the ultrasonic probe in a plurality of levels. 請求項1において、前記表示手段は、前記超音波探触子の移動距離と、前記超音波探触子と前記被検体組織との接触面積に基づいて算出される圧力強度又は前記超音波探触子の移動距離に基づいて算出される圧力強度を文字情報として表示することを特徴とする超音波診断装置。2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the display unit is configured to calculate a pressure intensity calculated based on a moving distance of the ultrasonic probe and a contact area between the ultrasonic probe and the subject tissue. An ultrasonic diagnostic apparatus, wherein a pressure intensity calculated based on a moving distance of a child is displayed as character information. 請求項1から5までのいずれか1において、前記歪み弾性画像を描出する場合に、前記超音波探触子を前記被検体組織に押し当てて加圧又は減圧を行うモータ等による機械走査手段を備えたことを特徴とする超音波診断装置。In any one of claims 1 to 5, when rendering the strain elasticity image, a mechanical scanning unit such as a motor that presses or reduces the pressure by pressing the ultrasonic probe against the subject tissue is used. An ultrasonic diagnostic apparatus, comprising: 請求項6において、前記機械走査手段は、予め設定された閾値を前記超音波探触子が超えないように制御する自動停止機構を備えたことを特徴とする超音波診断装置。7. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 6, wherein the mechanical scanning means includes an automatic stop mechanism for controlling the ultrasonic probe so that the ultrasonic probe does not exceed a preset threshold.
JP2002253327A 2002-08-30 2002-08-30 Ultrasonic diagnostic equipment Expired - Fee Related JP4179596B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002253327A JP4179596B2 (en) 2002-08-30 2002-08-30 Ultrasonic diagnostic equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002253327A JP4179596B2 (en) 2002-08-30 2002-08-30 Ultrasonic diagnostic equipment

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2004089362A true JP2004089362A (en) 2004-03-25
JP2004089362A5 JP2004089362A5 (en) 2005-10-13
JP4179596B2 JP4179596B2 (en) 2008-11-12

Family

ID=32059364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002253327A Expired - Fee Related JP4179596B2 (en) 2002-08-30 2002-08-30 Ultrasonic diagnostic equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4179596B2 (en)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007044338A (en) * 2005-08-11 2007-02-22 Hitachi Medical Corp Ultrasonic diagnostic equipment
EP1762180A1 (en) * 2004-06-09 2007-03-14 Hitachi Medical Corporation Elastic image display method and ultrasonographic device
JP2007152074A (en) * 2005-01-21 2007-06-21 Chikayoshi Sumi Displacement or distortion measuring method and device, speed measuring method, elastic modulus/viscoelastic modulus measuring device, and ultrasonic diagnostic apparatus
JP2008523898A (en) * 2004-12-16 2008-07-10 アロカ株式会社 Elastic imaging method and apparatus
JP2008220393A (en) * 2007-03-08 2008-09-25 Aloka Co Ltd Elasticity measuring device
JP2008220802A (en) * 2007-03-15 2008-09-25 Hitachi Medical Corp Medical image diagnostic apparatus
JP2008259555A (en) * 2007-04-10 2008-10-30 Hitachi Medical Corp Ultrasonic diagnostic equipment
WO2009063691A1 (en) * 2007-11-16 2009-05-22 Hitachi Medical Corporation Ultrasonic imaging system
WO2009098973A1 (en) * 2008-02-07 2009-08-13 Hitachi Medical Corporation Ultrasonic diagnostic device
JP4769715B2 (en) * 2004-06-22 2011-09-07 株式会社日立メディコ Ultrasonic diagnostic apparatus and elastic image display method
JP2011229547A (en) * 2010-04-23 2011-11-17 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Ultrasonic diagnostic device
JP4850841B2 (en) * 2005-10-04 2012-01-11 株式会社日立メディコ Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus using the same
JP2013059658A (en) * 2012-11-29 2013-04-04 Canon Inc Image processing apparatus, image processing method, program, and storage medium
JP2015058010A (en) * 2013-09-17 2015-03-30 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic system
KR20170137820A (en) * 2015-04-20 2017-12-13 우시 히스키 메디칼 테크놀로지스 컴퍼니., 리미티드. Method of processing tissue shape and elasticity information and elasticity detecting device
US10881381B2 (en) 2016-12-27 2021-01-05 General Electric Company Ultrasonic diagnostic system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103439956A (en) * 2013-09-03 2013-12-11 赵阿萌 Intelligent medical controlled environment management, monitoring and operation system

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0417842A (en) * 1990-05-11 1992-01-22 Kiyoshi Nakayama Ultrasonic diagnostic apparatus
JPH05228144A (en) * 1992-02-24 1993-09-07 Toshiba Corp Ultrasonic diagnostic system
JPH0833623A (en) * 1994-07-25 1996-02-06 Aloka Co Ltd Ultrasonic wave probe and ultrasonic diagnostic system
JPH0924035A (en) * 1995-07-13 1997-01-28 Toshiba Corp Ultrasonic wave and nuclear magnetic resonance compound diagnosing device
JP2000060853A (en) * 1998-08-20 2000-02-29 Hitachi Medical Corp Ultrasonograph
JP2001519674A (en) * 1991-05-10 2001-10-23 ボード、オブ、リージェンツ、ザ、ユニバーシティー、オブ、テキサス、システム Elastography measurement and imaging method and apparatus for implementing the method
JP2002017732A (en) * 2000-07-11 2002-01-22 Toshiba Corp Remote ultrasonographic system
JP2002238899A (en) * 2001-02-14 2002-08-27 Aloka Co Ltd Ultrasonic probe scanning device
JP2003225239A (en) * 2002-01-31 2003-08-12 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Ultrasonic imaging device
JP2004016268A (en) * 2002-06-12 2004-01-22 Toshiba Corp Ultrasonic diagnostic equipment, ultrasonic probe, and method for providing navigation information in ultrasonography

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0417842A (en) * 1990-05-11 1992-01-22 Kiyoshi Nakayama Ultrasonic diagnostic apparatus
JP2001519674A (en) * 1991-05-10 2001-10-23 ボード、オブ、リージェンツ、ザ、ユニバーシティー、オブ、テキサス、システム Elastography measurement and imaging method and apparatus for implementing the method
JPH05228144A (en) * 1992-02-24 1993-09-07 Toshiba Corp Ultrasonic diagnostic system
JPH0833623A (en) * 1994-07-25 1996-02-06 Aloka Co Ltd Ultrasonic wave probe and ultrasonic diagnostic system
JPH0924035A (en) * 1995-07-13 1997-01-28 Toshiba Corp Ultrasonic wave and nuclear magnetic resonance compound diagnosing device
JP2000060853A (en) * 1998-08-20 2000-02-29 Hitachi Medical Corp Ultrasonograph
JP2002017732A (en) * 2000-07-11 2002-01-22 Toshiba Corp Remote ultrasonographic system
JP2002238899A (en) * 2001-02-14 2002-08-27 Aloka Co Ltd Ultrasonic probe scanning device
JP2003225239A (en) * 2002-01-31 2003-08-12 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Ultrasonic imaging device
JP2004016268A (en) * 2002-06-12 2004-01-22 Toshiba Corp Ultrasonic diagnostic equipment, ultrasonic probe, and method for providing navigation information in ultrasonography

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8951197B2 (en) 2004-06-09 2015-02-10 Hitachi Medical Corporation Method of displaying elastic image and diagnostic ultrasound system
EP1762180A1 (en) * 2004-06-09 2007-03-14 Hitachi Medical Corporation Elastic image display method and ultrasonographic device
US8043216B2 (en) 2004-06-09 2011-10-25 Hitachi Medical Corporation Method of displaying elastic image and diagnostic ultrasound system
EP1762180A4 (en) * 2004-06-09 2009-08-05 Hitachi Medical Corp Elastic image display method and ultrasonographic device
JP4769715B2 (en) * 2004-06-22 2011-09-07 株式会社日立メディコ Ultrasonic diagnostic apparatus and elastic image display method
US8353831B2 (en) 2004-06-22 2013-01-15 Hitachi Medical Corporation Diagnostic ultrasound system and method of displaying elasticity image
JP2008523898A (en) * 2004-12-16 2008-07-10 アロカ株式会社 Elastic imaging method and apparatus
JP2007152074A (en) * 2005-01-21 2007-06-21 Chikayoshi Sumi Displacement or distortion measuring method and device, speed measuring method, elastic modulus/viscoelastic modulus measuring device, and ultrasonic diagnostic apparatus
JP2007044338A (en) * 2005-08-11 2007-02-22 Hitachi Medical Corp Ultrasonic diagnostic equipment
JP4850841B2 (en) * 2005-10-04 2012-01-11 株式会社日立メディコ Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus using the same
JP2008220393A (en) * 2007-03-08 2008-09-25 Aloka Co Ltd Elasticity measuring device
JP4698626B2 (en) * 2007-03-08 2011-06-08 アロカ株式会社 Elasticity measuring device
JP2008220802A (en) * 2007-03-15 2008-09-25 Hitachi Medical Corp Medical image diagnostic apparatus
JP2008259555A (en) * 2007-04-10 2008-10-30 Hitachi Medical Corp Ultrasonic diagnostic equipment
JP4903271B2 (en) * 2007-11-16 2012-03-28 株式会社日立メディコ Ultrasound imaging system
WO2009063691A1 (en) * 2007-11-16 2009-05-22 Hitachi Medical Corporation Ultrasonic imaging system
JP2009183566A (en) * 2008-02-07 2009-08-20 Hitachi Medical Corp Ultrasonic diagnostic apparatus
WO2009098973A1 (en) * 2008-02-07 2009-08-13 Hitachi Medical Corporation Ultrasonic diagnostic device
JP2011229547A (en) * 2010-04-23 2011-11-17 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Ultrasonic diagnostic device
JP2013059658A (en) * 2012-11-29 2013-04-04 Canon Inc Image processing apparatus, image processing method, program, and storage medium
JP2015058010A (en) * 2013-09-17 2015-03-30 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic system
KR20170137820A (en) * 2015-04-20 2017-12-13 우시 히스키 메디칼 테크놀로지스 컴퍼니., 리미티드. Method of processing tissue shape and elasticity information and elasticity detecting device
JP2018511447A (en) * 2015-04-20 2018-04-26 无錫海斯凱尓医学技術有限公司Wuxi Hisky Medical Technologies Co.,Ltd. Tissue morphology and elasticity information processing method, and elasticity detection apparatus
KR102136451B1 (en) * 2015-04-20 2020-07-21 우시 히스키 메디칼 테크놀로지스 컴퍼니., 리미티드. Tissue type and elastic information processing method and elasticity detection device
US11241221B2 (en) 2015-04-20 2022-02-08 Wuxi Hisky Medical Technologies Co., Ltd. Method for processing morphology information and elasticity information of tissue and device for elasticity detection
US10881381B2 (en) 2016-12-27 2021-01-05 General Electric Company Ultrasonic diagnostic system

Also Published As

Publication number Publication date
JP4179596B2 (en) 2008-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5689073B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and three-dimensional elastic ratio calculation method
JP4179596B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
EP3013243B1 (en) Elastography measurement system and method
KR101468419B1 (en) Medical system and method for providing measurement information using three-dimensional calliper
US9592028B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
WO2011030812A1 (en) Ultrasonic diagnostic device and elasticity image display method
JP4989262B2 (en) Medical diagnostic imaging equipment
CN106963419B (en) Analysis device
US10368841B2 (en) Ultrasound diagnostic apparatus
US20150164482A1 (en) Ultrasound diagnostic apparatus, ultrasound image recording method, and non-transitory computer readable recording medium
JP2009089736A (en) Ultrasonograph
JP2023014321A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and control program
JP2009178185A (en) Medical imaging apparatus and medical imaging method
KR20150120214A (en) Medical image apparatus and operating method for the same
JP2004313291A (en) Ultrasonograph, and medical image analysis instrument and method
JP2006305160A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
JP4713862B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP4515799B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
WO2008029728A1 (en) Ultrasonograph
JP5179812B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic image processing apparatus, and ultrasonic image processing program
JP7343342B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment and image processing equipment
EP3752984B1 (en) An imaging system and method with stitching of multiple images
CN112672696A (en) System and method for tracking tools in ultrasound images
JP2015062570A (en) Ultrasonic diagnostic equipment, medical image processor, and medical image processing program
JP6104529B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus, image generation apparatus, and image display apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050601

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050601

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071002

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071009

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080205

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20080221

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080402

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080821

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080825

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110905

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110905

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120905

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120905

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130905

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees