JP2004229823A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

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JP2004229823A JP2003020818A JP2003020818A JP2004229823A JP 2004229823 A JP2004229823 A JP 2004229823A JP 2003020818 A JP2003020818 A JP 2003020818A JP 2003020818 A JP2003020818 A JP 2003020818A JP 2004229823 A JP2004229823 A JP 2004229823A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To assist a user in changing an attitude of a probe so that the scanning surface orthogonally crosses the center axis of a blood vessel. <P>SOLUTION: The area of the blood vessel is operated by frame, and based on the area by frame, the reference area is specified as a representative value by heart rate. The difference in the reference area between heart beats is operated, and the information indicating whether the change of the attitude of the probe 10 currently performed by the user is appropriate or not based on the mark or size of the difference is displayed in a display part. Specifically, when the difference is minus, a red display process is executed; when the difference is plus, a blue display process is executed; and when the difference is equivalent to zero, a blinking display process is executed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波診断装置に関し、特に血管(つまり管腔組織)に対する超音波探触子の姿勢調整に関する。
【0002】
【従来の技術】
超音波ビームを電子的に又は機械的に走査すると、所定形状をもった走査面が形成される。その走査面上で得られたエコーデータを二次元的にマッピングすることにより断層画像(Bモード画像)が形成される。管腔組織としての血管の診断を行う場合、例えば変位計測、流量演算などのために、血管の中心軸にできるだけ正確に直交するように走査面を設定する必要がある。具体的には、超音波画像を観察しながら、超音波探触子をその軸周りで回転させ、あるいは、超音波探触子を傾斜(揺動回転)させ、これによって走査面が位置決めされる。なお、特許文献1には、探触子の姿勢を変化させて血流量を正確に求めるための構成が示されている。
【0003】
【特許文献1】
特開平9−248304号
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような主観的な手法では、熟練を要し、位置決めの再現性が悪く、その測定結果が客観的でないという問題がある。診断者間で測定条件にバラツキが存在すると、測定結果の対比等において信頼性が低下し、ひいては疾病診断精度に影響を与える。
【0005】
本発明の目的は、管腔組織に対して超音波探触子の姿勢を容易に最適化できるようにすることにある。
【0006】
本発明の他の目的は、超音波探触子の姿勢調整に際してユーザーの便宜を図ることにある。
【0007】
本発明の他の目的は、血管に直交する走査面の設定をより迅速かつ正確に行えるようにすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明は、生体表面に当接され、血管に対して超音波の送受波を行う超音波探触子と、前記超音波の送受波により得られた受信信号に基づいて、各フレームの断層画像を形成する断層画像形成手段と、前記各フレームの断層画像に基づいて、各心拍ごとに前記血管の断面積の大きさを表す参照値を演算する参照値演算手段と、前記超音波探触子の姿勢を変化させた場合における前記各心拍ごとの参照値に基づいて、心拍間における参照値の差分を演算する差分演算手段と、前記心拍間における参照値の差分を評価して、前記超音波探触子の姿勢を調整する操作を支援する情報をユーザーに提供する手段であって、前記差分が負である場合にそれを表す負情報を提供し、前記差分が正である場合にそれを表す正情報を提供する操作支援手段と、を含むことを特徴とする。
【0009】
上記構成において、断層画像を観察しながら、血管の横断面が概ね走査面内に含まれるように、超音波探触子を生体表面に当接させた状態において、ユーザーによって超音波探触子をその中心軸回りに回転させあるいは傾斜(揺動回転)させると、各心拍ごとに血管の断面積の大きさを指標する参照値が演算され、また心拍間での参照値の差分が演算される。そして、その差分の符号が評価され、つまり、心拍間で面積の増減が分析され、その時の状況に応じて、負情報又は正情報が表示される。ユーザーは、そのような超音波探触子の姿勢調整のための操作支援情報を認識することにより、最適な姿勢を探し出すことが可能となる。つまり、負情報が提供されている場合には、超音波探触子の姿勢変化の方向が適当であると認知でき、正情報が提供されている場合には、超音波探触子の姿勢変化の方向が不適当であると認知できる。例えば、超音波探触子の正逆回転を繰り返えせば、適正角度を見出すことが容易にできる。
【0010】
上記構成においては、各心拍ごとに参照値という代表値を利用するので、1心拍内における血管の拍動による断面積の変化(生理学的な面積変化)に影響されずに適切な操作支援を行うことができる。心拍間での参照値の差分が利用されるので、超音波探触子の姿勢可変は心拍周期を考慮してゆっくりと行うのが望ましい。特に出来る限り一定の速度で姿勢が変化するように操作を行うのが望ましい。
【0011】
望ましくは、前記心拍間における前記超音波探触子の姿勢変化を検出する姿勢変化検出手段を含み、前記操作支援手段は、前記心拍間において前記超音波探触子の姿勢変化が生じた場合にだけ前記差分について評価を行う。
【0012】
上記構成によれば、姿勢が適正でないのに、姿勢が適正であると誤判定してしまう問題を防止できる。例えば一定の微小角度以上の角度変化をもって姿勢変化と認定してもよい。
【0013】
望ましくは、前記姿勢変化検出手段は、前記超音波探触子に設けられたセンサである。このセンサとしては加速度センサなどを用いることができる。
【0014】
望ましくは、前記差分に基づいて適正姿勢状態を判定する判定手段と、前記適正姿勢状態を表す適正情報をユーザーに提供する適正情報提供手段と、を含む。この構成によれば、変化の方向を認識させるだけでなく、適正状態自体を認識させることができる。
【0015】
望ましくは、前記判定手段は、前記差分が所定値よりも小さくなった場合に前記適正姿勢状態を判定する。つまり、差分が極小条件を満たしたことをもって、適正状態を判定するものである。
【0016】
望ましくは、前記所定値を可変設定する手段を含む。例えば、血管の大きさ、判定精度、姿勢変化の速度などに応じて、所定値を可変設定するのが望ましい。
【0017】
望ましくは、前記判定手段は、前記差分が負から正へ切り替わった場合に前記適正姿勢状態を判定する。つまり、最小側の変曲点の判定である。
【0018】
望ましくは、前記負情報、前記正情報及び前記適正情報はそれぞれ異なる表示態様によって画面上に表現される。色、形、線種を代えたり、点滅の有無を利用したりすることができる。更に、文字表現を行ってもよいし、音や光などを利用して情報提供を行ってもよい。
【0019】
望ましくは、前記参照値は、1心拍内における血管の断面積の最大値、最小値又は平均値である。つまり、各心拍において相互に比較可能な客観性ある数値が利用される。これにより1心拍内における拍動による面積増減を無視できる。
【0020】
(2)本発明は、生体表面に当接され、血管に対して超音波の送受波を行う超音波探触子と、前記超音波の送受波により得られた受信信号に基づいて、各フレームの断層画像を形成する断層画像形成手段と、前記各フレームの断層画像に基づいて、各心拍ごとに前記血管の断面積の大きさを表す参照値を演算する参照値演算手段と、前記超音波探触子の姿勢を変化させた場合における前記各心拍ごとの参照値に基づいて、心拍間における参照値の差分を演算する差分演算手段と、前記心拍間における参照値の差分を評価して、前記超音波探触子の姿勢を調整する操作を支援する情報をユーザーに提供する手段であって、前記差分が極小条件を満たした時点で前記超音波探触子が適正姿勢にあることを表す適正情報を提供する操作支援手段と、を含むことを特徴とする。
【0021】
上記構成において、断層画像を観察しながら、血管の横断面が概ね走査面内に含まれるように、超音波探触子を生体表面に当接させた状態において、ユーザーによって超音波探触子をその垂直中心軸回りに回転させあるいは傾斜(揺動回転)させると、各心拍ごとに血管の断面積の大きさを指標する参照値が演算され、また心拍間での参照値の差分が演算される。そして、その差分が極小条件を満たした時点で、適正情報が提供される。ユーザーは、そのような超音波探触子の姿勢調整のための操作支援情報を認識することにより、最適な姿勢を探し出すことが可能となる。つまり、適正情報が得られた場合に、超音波探触子の姿勢が最適化されたことを認識できる。
【0022】
望ましくは、前記心拍間における前記超音波探触子の姿勢変化を検出する姿勢変化検出手段を含み、前記操作支援手段は、前記心拍間において前記超音波探触子の姿勢変化が生じた場合にだけ前記差分について評価を行う。この構成によれば、超音波探触子が動かない場合の誤判定を防止できる。
【0023】
超音波探触子の軸周り回転角度及び揺動(傾斜)角度の両者を最適化する場合には、一方の角度を固定しならがら他方の角度を最適化し、その上で、他方の角度を固定しつつ一方の角度を最適化すればよい。本発明によれば、血管の中心軸に対して走査面を容易に直交させることができるので、客観的で再現性がよく、血管面積などの計測精度を向上できる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0025】
まず図2〜図5を用いて血管12と走査面Sとの関係について説明する。各図において、血管を横切る方向(短軸方向)をx軸とし、血管の中心軸方向(長軸方向)をy軸とし、それらの軸に垂直な軸をz軸としている。ここにおいて、血管断面の形状を長軸長さDx、短軸長さDzの楕円形と仮定すると、断面積Sは、
S=πDxDz ・・・(1)
で計算される。
【0026】
しかし、走査面Sが血管中心軸方向(長軸y方向)と直交しない場合(図2のように中心軸回りに回転している場合や図4のように傾斜回転している場合)には、走査面S上における血管断面の長軸長さ及び短軸長さについては以下のように考えられる。
【0027】
図2には、血管を上から(体表側から)見た様子が模式的に示されている。プローブ10をその中心軸周りに(x−y面内で)回転させた場合における走査面Sとx軸との間の角度はαである。この場合には、角度αの変化によっても短軸長さDzは変わらず、一方、長軸長さDx’は以下のようになる。
【0028】
Dx’=Dx/cosα ・・・(2)
つまり、角度αが大きくなるに従って、図3の(a)から(b)へ示すように血管断面の形状が横長になる。
【0029】
図4には、血管を横から見た様子が模式的に示されている。プローブ10をy−z面内で傾斜回転させた場合における走査面Sとz軸との間の角度はβである。この場合には、角度βの変化によっても長軸長さDxは変わらず、一方、短軸長さDz’は以下のようになる。
【0030】
Dz’=Dz/cosβ ・・・(3)
つまり、角度βが大きくなるに従って、図5の(a)から(b)へ示すように血管断面の形状が縦長に増大する。
【0031】
一般に、プローブ10を生体に当接した初期状態では、角度α及び角度βの両者が同時に存在するので、次の関係が成り立つ。
【0032】
S’=S/(cosα)(cosβ) ・・・(4)
以上から理解できるように、α=0且つβ=0の場合に、S’が最小となり、それは実際の面積Sと等しくなる。したがって、血管の断層画像において、血管の断面積の大きさが最小となるように、プローブ10の姿勢を設定すれば、走査面Sを血管に対して正しく設定することができる。また、プローブ10の姿勢を可変させた場合における面積の増減を識別することにより、現在の姿勢可変の方向が適当か否かを判定でき、それに基づいてユーザーに対して姿勢調整を支援するための情報を提供できる。ただし、心拍に連動して血管自体も拍動し、1心拍内で断面積は変化する。そこで、各心拍ごとに客観的な基準をもって参照値(代表値)を求め、それらの相互を比較することが望まれる。
【0033】
なお、実際には、エッジ抽出法などを利用して血管内膜の自動トレースを実行し、そこに囲まれる領域の画素数をカウントすることなどによって血管断面積を演算することができる。
【0034】
図1には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図1はその全体構成を示すブロック図である。
【0035】
プローブ10は、本実施形態においてユーザーによって把持され、その先端面である送受波面が生体表面上に当接される。プローブ10は複数の振動素子からなるアレイ振動子を有しており、そのアレイ振動子によって超音波ビームが形成され、その超音波ビームが電子走査される。電子走査方式としては電子リニア走査や電子セクタ走査などをあげることができる。
【0036】
図1には、超音波ビームBを電子リニア走査することによって形成される走査面Sが示されている。プローブ10を最初に位置決めする場合においては、表示される断層画像を見ながら血管12が走査面S内に含まれるように、かつ、走査面Sが血管の中心軸に対して大凡直交するようにプローブ10の姿勢や位置が調整される。符号12Aは血管12の外膜を示しており、符号12Bは血管12の内膜を示している。血管12の断面積としては通常は内膜12B内の面積として定義される。
【0037】
プローブ10は加速度センサなどによって構成される動き検出センサ13を有している。すなわちこの動き検出センサ13によってプローブ10の姿勢が変化したことを電気的に検出することが可能である。このような動き検出センサ13によらずに、例えば受信信号などに基づいて動きの検出を行ってもよい。
【0038】
送信部14は送信ビームフォーマーとして構成され、アレイ振動子に対して所定の遅延関係をもって複数の送信信号を供給する。また、受信部16は受信ビームフォーマーとして構成され、アレイ振動子から出力される複数の受信信号に対して整相加算処理を実行する。
【0039】
その整相加算後の受信信号は信号処理ユニット24へ送られる。この信号処理ユニット24は複数の演算部を有しており、図1においてはそのうちで特に断層画像形成部26が示されている。この断層画像形成部26はBモード画像を形成するための信号処理や座標変換処理などを実行する演算部である。
【0040】
信号処理ユニット24から出力される信号(画像データ)は表示処理部28へ出力される。この表示処理部28は各種画像の合成機能を有している。表示処理部28から出力される画像データは表示部30に出力され、表示部30における表示画面上に断層画像などが表示される。
【0041】
心電計18は被検体から心電信号を検出するための計測部であり、その心電信号は操作支援ユニット32へ出力されている。
【0042】
操作支援ユニット32は、血管の中心軸に対して走査面Sを直交状態として適正に設定するために、ユーザーに対して支援情報を提供するユニットである。本実施形態においては、走査支援ユニット32は面積演算部34、参照面積演算部36、差分演算部40及び判定部38を有している。ちなみにそれらのモジュールはハードウエアによって構成してもよいし、ソフトウエアによってその機能を実現するようにしてもよい。面積演算部34は、各フレームの断層画像ごとに血管の断面積を演算するモジュールである。具体的には、例えば、血管の重心点から放射状に複数の参照ラインを設定し、各参照ライン上でエッジ検出を行うことにより血管12の内膜12Bを検出し、各内膜12Bの検出点を互いに連結することにより内膜12Bの自動トレースを行っている。その自動トレースによって得られた閉ループ内の例えば画素数をカウントすることにより面積を演算することが可能である。ちなみにこの手法自体は公知である。
【0043】
参照面積演算部36は、各心拍ごとに、心拍内に含まれる複数のフレームにおける血管についての最大面積、最小面積または平均面積などを参照面積として演算するモジュールである。すなわち、血管12は心拍に伴ってそれ自体拍動し、すなわち生理学的に面積の増減が生じている。この場合、プローブ10をゆっくりと回転させた場合において、単純に各フレーム間の面積差分を求めると、上述の拍動の影響を受けてしまう。そこで、本実施形態においては各心拍ごとに代表値としての参照面積を特定し、それらを相互に比較することにより、プローブ10の姿勢変化が適当であるか否かを判定するようにしている。そのための同期信号として心電信号が用いられている。
【0044】
差分演算部40は、前述したように、心拍間すなわち隣り合う2つの心拍について求められた2つの参照面積の差分(差分面積)を演算するモジュールである。このような差分の増減を見ることにより現在行っているプローブの回転走査がより最適な方向に向いているかあるいはそうでないかを判断することができる。そしてそのような判断は判定部38によって行われている。
【0045】
すなわち、判定部38は、差分の符号が負である場合にはプローブ10の回転の向きが適正な方向であると判断し、それを表す情報を表示処理部28に出力している。また、差分が正である場合にはプローブ10の回転が適当でない方向へ向いていると判断し、それを表す情報を表示処理部28へ出力している。また、本実施形態では、走査面38は、上述した角度αあるいは角度βがゼロになったあるいはゼロとみなせる状態になったことを適正姿勢状態として判定する機能を有している。適正姿勢状態の判定はいくつかの方式によって実現することができ、例えば後に詳述するように、差分が一定値以下になったことをもってその判定を行ってもよいし、差分の極性が負から正に切り替わる時点をもってその判定を行ってもよい。適正姿勢の判定が行われるとそれを表す情報が表示処理部28へ出力される。
【0046】
ところで、以上のような操作支援ユニット32の動作に当たっては、ユーザーによりプローブ10の角度すなわち上記の角度αあるいは角度βが理想的にはゆっくりと一定の速度で可変される。ただし、ユーザーがそのような操作を行わなかったり、あるいはプローブの動きが極めて小さいような場合、上記の差分が結果としてゼロあるいはゼロに近くなってしまう。すなわち角度αあるいは角度βがゼロに近くなくても、差分が小さくなってしまうという問題がある。そこで、本実施形態では上述した動き検出センサ13が設けられており、プローブ10に動きがあったとみなせる場合についてのみ差分の演算(あるいは判定)を行っている。操作支援ユニット32の具体的な動作例については後に図8及び図9を用いて説明する。
【0047】
本実施形態において、表示処理部28は、操作支援ユニット32から出力される情報に基づきユーザーのプローブ操作を支援するための情報を表示部30に表示させている。具体的には、差分が負であることを示す負情報、差分が正であることを示す正情報及び上記の適正姿勢状態になったことを示す適正情報を表示部30に表示させている。
【0048】
例えば、それらの情報はある表示部分の色を変える、形を変える、点滅の有無などを利用する、などの各種の手法をもって表現することができる。本実施形態では、1つの表現方式として、負情報については所定の表示部分の色を赤色で表示し、正情報については所定の表示部分の色を青色で表示している。さらに、適正情報については所定の表示部分を点滅表示させている。これによってユーザーはそのような色変化あるいは点滅表現を観察することにより、プローブ10の角度が最適化方向を向いているのか否か及び最適化されたのか否かを直感的に理解することが可能となる。
【0049】
これを図6を用いて説明すると、図6における横軸は時間軸であり、縦軸は角度α又は角度βを変化させた場合における上記の参照面積を示している。あるいはこの縦軸が各フレームごとの面積であってもよい。図6に示されるように、周期的に角度を振動させると、参照面積が徐々に小さくなっていく場合においては、表示画面上の所定の表示部分が青色で表示され、その一方、参照面積が徐々に増大していく場合には表示画面上における所定の表示部分が赤色で表示される。また参照面積が最小となった状態においては、例えば所定の表示部分が点滅表現される。
【0050】
図7には、図1に示した表示部30において表示される表示例が示されている。表示画面100内にはBモード画像としての断層画像102が表示されている。その断層画像102は血管の断面を示しており、符号104Aは血管の外膜を示し、符号104Bは血管の内膜を示している。その内部のエリア104が面積演算の対象となる領域である。この場合において、内膜104Bを自動的トレースしてそのトレースラインを表示させる場合においては、そのラインの色を上記のようなルールに従って変更し、あるいは点滅表示させるのが望ましい。また、色の変更に代えて、トレースラインの線の種類を代えるようにしてもよい。また、表示画面100上には、領域104の面積が符号106で示されるように数値によって表示されるが、その数値表示の点滅によって最適姿勢状態であることを表すようにしてもよいし、表示画面100上に最適姿勢状態になったことを示すOK表示108を登場させるようにしてもよい。すなわち、画面観察しているユーザーに対して負情報、正情報及び最適情報が明確に伝達されるように表示内容を変更するのが望ましい。
【0051】
この実施形態においては表示内容の変更を行ったが、もちろんそれに代えてあるいはそれと共に音を出力するようにしてもよい。すなわち音色の変化あるいはメッセージ出力などによってユーザーに現在の状態を認知させるものである。
【0052】
なお、図1において、制御部20は装置内における各構成の動作制御を行っており、その制御部20には操作パネルなどによって構成される入力部22が接続されている。
【0053】
次に、図8及び図9を用いて本実施形態に係る超音波診断装置の動作例を説明する。まず、図8において、S101では変数i及びjに対して初期値としてゼロが代入される。S102では、i心拍内においてjを1つずつインクリメントさせつつ、各フレームごとに面積S[i,j]の計算を開始する。つまり、各心拍ごとに複数のフレームが形成され、それぞれのフレームごとに面積が演算されることになる。
【0054】
S103では、i番目の心拍について上述した参照面積Sr[i]の計算が実行される。具体的には、i番目の心拍において面積S[i,j]のうちの最大値が参照面積Sr[i]とされる。もちろん、上述したように参照面積としては最大面積に代えて最小面積であってもよいし、平均面積であってもよい。またそれ以外の客観的に特定される代表値を利用するようにしてもよい。
【0055】
S104では、iが0であるか否かが判断され、iが0である場合には初期フレームであるためにS113においてiを1つインクリメントさせて上記のS102以降の各工程が実行される。
【0056】
一方、S105においては、上述した動き検出センサの出力信号に基づいて、i−1番目の心拍とi番目の心拍との間でプローブの動きがあったか否かが判断される。すなわち、ユーザーは図8に示す工程の実行中においては図6に示すようなプローブについての角度の変更を行っているが、そのような操作がなされていない場合に誤判定が生じるため、このS105の工程が設けられている。ここで、プローブについての動きがない、すなわち姿勢が維持されていると判断された場合には、S113を介してS102以降の工程が実行される。
【0057】
S105においてプローブについての動きがあったと判断された場合には、i−1番目の心拍とi番目の心拍との間において参照面積の差分ΔS[i]が計算される。具体的には、Sr[i]−Sr[i−1]を計算し、その計算結果をΔS[i]に代入する。
【0058】
S107では、差分ΔS[i]が正か負かすなわち符号判定が行われる。ここで、正と判定された場合にはS110が実行され、一方、負と判定された場合にはS108において現状において最小条件が満たされているか否かが判断される。すなわち、この最小条件とは上述した適正姿勢状態を判断するための条件である。
【0059】
例えば、最小条件としては、ΔSr[i−1]が<0かつΔS[i]<εという条件が用いられる。すなわち1つ前のフレームについての差分が負又は0であり、かつ現在のフレームについての差分(あるいは絶対値)がε未満であるという条件である。ここで一定値εは判定のためのしきい値であり、計測精度あるいは血管の面積といった条件によって可変設定するのが望ましい。もちろんユーザーによってそれを可変設定できるようにしてもよい。
【0060】
ここで、S108において最小条件が満たされればS111が実行され、最小条件が満たされなければS109が実行される。
【0061】
S109では、上述したように所定の表示部分が青色で表示され、S110においては所定の表示部分が赤色で表示され、S111においては所定の表示部分が点滅表示される。もちろん、赤色表示又は青色表示とは別の表示部分をS111において点滅表示させるようにしてもよい。つまり、各場合ごとに異なる表示形態がとられるようにする。
【0062】
S112ではこのルーチンを終了させるか否かが判断され、終了させない場合においてはS113を介して上述したS102以降の工程が繰り返し実行される。したがって、S102以降の工程は各心拍ごとに実行されることになり、表示画面上における情報の表示は各心拍ごとに更新される。
【0063】
図9には他の動作例が示されている。ちなみにS201〜S206の各工程は、上記のS101〜S106と同様であり、またS209〜S213の各工程はS109〜S113の各工程と同一である。そこで、以下においてはS208の工程について説明する。
【0064】
S208では、差分ΔS[i]が正であって、しかも負から正へ変化したか否かが判断されている。すなわち、変曲点の判定を行っている。そして、その変曲点であればS211において点滅表示処理が実行され、変曲点でなければS209の工程が実行される。このような手法を用いても最適状態の判定すなわち最小条件の判定を行うことが可能となる。ちなみに、図8あるいは図9に示した動作例は角度αについて及び角度βについてそれぞれ個別的に実行されるのが望ましい。すなわちまず角度βを意識的に固定しておいて角度αをユーザーによって徐々に変更させ、角度αについて適正状態と判断された後に、その角度αを維持させつつ、角度βを変更してその角度βについての適正状態を判定させるものである。
【0065】
ちなみに、上記の実施形態において、S109及びS110、S209及びS210の工程が実行されることを前提として、S111、S211の工程を省略することも可能である。すなわち表示が青色から赤色へ変更することをもって最適状態を判断することが可能である。あるいは、それらの色変化の工程を設けることなくS111及びS211のみの工程を設けるようにしてもよい。この場合においては姿勢変化の方向についての情報は提供されないが、最適状態に合致した時点で点滅表示が行われるためその状態をユーザーが認知することができる。ただし、よりユーザーの便宜を図るためには上記のような図8あるいは図9に示した動作例を採用するのが望ましい。
【0066】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、管空組織に対して超音波探触子の姿勢を容易に最適化できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態を示すブロック図である。
【図2】角度αを説明するための図である。
【図3】角度αを変更させた場合の断面形状を説明するための図である。
【図4】角度βを説明するための図である。
【図5】角度βを変更させた場合の断面形状を説明するための図である。
【図6】ユーザーによって周期的に角度を変更させた場合における参照面積の変化を示す図である。
【図7】表示例を示す図である。
【図8】装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図9】装置の他の動作例を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
10 プローブ、12 血管、13 動き検出センサ、14 送信部、16 受信部、26 断層画像形成部、28 表示処理部、32 操作支援ユニット、34 面積演算部、36 最小面積演算部、38 判定部、40 差分演算部。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly, to a posture adjustment of an ultrasonic probe with respect to a blood vessel (that is, a luminal tissue).
[0002]
[Prior art]
When the ultrasonic beam is electronically or mechanically scanned, a scanning surface having a predetermined shape is formed. A two-dimensional mapping of the echo data obtained on the scanning plane forms a tomographic image (B-mode image). When diagnosing a blood vessel as a luminal tissue, it is necessary to set a scan plane so as to be orthogonal to the central axis of the blood vessel as accurately as possible, for example, for displacement measurement and flow rate calculation. Specifically, while observing an ultrasonic image, the ultrasonic probe is rotated around its axis, or the ultrasonic probe is tilted (oscillatingly rotated), whereby the scanning surface is positioned. . Note that Patent Document 1 discloses a configuration for accurately obtaining a blood flow rate by changing the attitude of a probe.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-9-248304
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described subjective technique requires skill, has poor positioning reproducibility, and has a problem that the measurement result is not objective. If there is variation in the measurement conditions among the diagnosers, the reliability of the comparison of the measurement results and the like will be reduced, and the disease diagnosis accuracy will be affected.
[0005]
An object of the present invention is to make it possible to easily optimize the posture of an ultrasonic probe with respect to luminal tissue.
[0006]
Another object of the present invention is to provide convenience for the user in adjusting the attitude of the ultrasonic probe.
[0007]
It is another object of the present invention to enable a scan plane orthogonal to a blood vessel to be set more quickly and accurately.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
(1) The present invention provides an ultrasonic probe abutting on the surface of a living body and transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a blood vessel, and each frame based on a reception signal obtained by transmitting and receiving the ultrasonic waves. Tomographic image forming means for forming a tomographic image of the same; reference value calculating means for calculating a reference value representing the size of the cross-sectional area of the blood vessel for each heartbeat based on the tomographic image of each of the frames; Based on the reference value for each heartbeat when the attitude of the probe is changed, a difference calculation unit that calculates a difference between reference values between heartbeats, and evaluates a difference between reference values between the heartbeats. A means for providing a user with information for assisting the operation of adjusting the attitude of the ultrasonic probe, wherein when the difference is negative, negative information representing the difference is provided, and when the difference is positive. Operation support hand that provides positive information indicating the Characterized in that it comprises a and.
[0009]
In the above configuration, while observing the tomographic image, the ultrasound probe is contacted by the user with the ultrasound probe in contact with the surface of the living body so that the cross section of the blood vessel is substantially included in the scanning plane. When rotated or tilted (oscillating rotation) about the center axis, a reference value indicating the magnitude of the cross-sectional area of the blood vessel is calculated for each heartbeat, and a difference between the reference values between heartbeats is calculated. . Then, the sign of the difference is evaluated, that is, the increase / decrease of the area between heartbeats is analyzed, and negative information or positive information is displayed according to the situation at that time. The user can search for an optimal posture by recognizing such operation support information for posture adjustment of the ultrasonic probe. In other words, when negative information is provided, it can be recognized that the direction of the posture change of the ultrasonic probe is appropriate, and when positive information is provided, the posture change of the ultrasonic probe is Can be recognized as inappropriate. For example, if the ultrasonic probe is repeatedly rotated forward and backward, it is easy to find an appropriate angle.
[0010]
In the above configuration, since a representative value called a reference value is used for each heartbeat, appropriate operation support is performed without being affected by a change in cross-sectional area (physiological area change) due to pulsation of a blood vessel in one heartbeat. be able to. Since the difference between reference values between heartbeats is used, it is desirable that the posture of the ultrasound probe be changed slowly in consideration of the heartbeat cycle. In particular, it is desirable to perform the operation so that the posture changes at a constant speed as much as possible.
[0011]
Preferably, the apparatus further includes a posture change detecting unit that detects a posture change of the ultrasonic probe between the heartbeats, wherein the operation support unit is configured to perform the operation when the posture change of the ultrasonic probe occurs between the heartbeats. Only the difference is evaluated.
[0012]
According to the above configuration, it is possible to prevent a problem that the posture is erroneously determined to be proper even though the posture is not proper. For example, a posture change may be determined based on an angle change of a certain minute angle or more.
[0013]
Preferably, the attitude change detecting means is a sensor provided on the ultrasonic probe. An acceleration sensor or the like can be used as this sensor.
[0014]
Desirably, the information processing apparatus includes a determination unit that determines an appropriate posture state based on the difference, and an appropriate information providing unit that provides appropriate information indicating the appropriate posture state to a user. According to this configuration, it is possible to recognize not only the direction of the change but also the proper state itself.
[0015]
Preferably, the determination means determines the appropriate posture state when the difference is smaller than a predetermined value. That is, the appropriate state is determined based on the fact that the difference satisfies the minimum condition.
[0016]
Preferably, a means for variably setting the predetermined value is included. For example, it is desirable to variably set the predetermined value according to the size of the blood vessel, the determination accuracy, the speed of the posture change, and the like.
[0017]
Preferably, the determination means determines the appropriate posture state when the difference has switched from negative to positive. That is, the determination of the inflection point on the minimum side.
[0018]
Preferably, the negative information, the positive information, and the proper information are displayed on a screen in different display modes. The color, shape, and line type can be changed, and the presence or absence of blinking can be used. Further, character information may be provided, or information may be provided using sound or light.
[0019]
Preferably, the reference value is a maximum value, a minimum value, or an average value of a cross-sectional area of a blood vessel in one heartbeat. That is, an objective numerical value that can be compared with each other in each heartbeat is used. As a result, an increase or decrease in area due to pulsation within one heartbeat can be ignored.
[0020]
(2) The present invention provides an ultrasonic probe which is in contact with the surface of a living body and transmits / receives ultrasonic waves to / from a blood vessel and each frame based on a reception signal obtained by transmitting / receiving the ultrasonic waves. Tomographic image forming means for forming a tomographic image of the same; reference value calculating means for calculating a reference value representing the size of the cross-sectional area of the blood vessel for each heartbeat based on the tomographic image of each of the frames; Based on the reference value for each heartbeat when the attitude of the probe is changed, a difference calculation unit that calculates a difference between reference values between heartbeats, and evaluates a difference between reference values between the heartbeats. A means for providing a user with information for assisting an operation of adjusting the attitude of the ultrasonic probe, which indicates that the ultrasonic probe is in an appropriate attitude when the difference satisfies a minimum condition. Operation support means for providing appropriate information; Characterized in that it contains.
[0021]
In the above configuration, while observing the tomographic image, the ultrasound probe is contacted by the user with the ultrasound probe in contact with the surface of the living body so that the cross section of the blood vessel is substantially included in the scanning plane. When rotated or tilted (oscillating rotation) about the vertical center axis, a reference value indicating the size of the cross-sectional area of the blood vessel is calculated for each heartbeat, and a difference between the reference values between heartbeats is calculated. You. Then, when the difference satisfies the minimum condition, appropriate information is provided. The user can search for an optimal posture by recognizing such operation support information for posture adjustment of the ultrasonic probe. That is, when the appropriate information is obtained, it can be recognized that the posture of the ultrasonic probe has been optimized.
[0022]
Preferably, the apparatus further includes a posture change detecting unit that detects a posture change of the ultrasonic probe between the heartbeats, wherein the operation support unit is configured to perform the operation when the posture change of the ultrasonic probe occurs between the heartbeats. Only the difference is evaluated. According to this configuration, it is possible to prevent erroneous determination when the ultrasonic probe does not move.
[0023]
When optimizing both the rotation angle around the axis of the ultrasonic probe and the swing (tilt) angle, optimize one angle while fixing the other angle, and then adjust the other angle. One angle may be optimized while being fixed. According to the present invention, since the scanning plane can be easily orthogonalized to the central axis of the blood vessel, objective and good reproducibility can be obtained, and measurement accuracy of the blood vessel area and the like can be improved.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
First, the relationship between the blood vessel 12 and the scan plane S will be described with reference to FIGS. In each of the drawings, the direction crossing the blood vessel (the short axis direction) is the x-axis, the central axis direction (the long axis direction) of the blood vessel is the y-axis, and the axis perpendicular to those axes is the z-axis. Here, assuming that the shape of the blood vessel cross section is an ellipse having a major axis length Dx and a minor axis length Dz, the sectional area S is
S = πDxDz (1)
Is calculated.
[0026]
However, when the scanning plane S is not perpendicular to the direction of the blood vessel center axis (long axis y direction) (when it is rotated around the center axis as shown in FIG. 2 or tilted and rotated as shown in FIG. 4). The major axis length and the minor axis length of the blood vessel cross section on the scanning plane S are considered as follows.
[0027]
FIG. 2 schematically shows a state in which a blood vessel is viewed from above (from the body surface side). The angle between the scan plane S and the x-axis when the probe 10 is rotated about its central axis (in the xy plane) is α. In this case, the minor axis length Dz does not change even when the angle α changes, while the major axis length Dx ′ becomes as follows.
[0028]
Dx ′ = Dx / cosα (2)
That is, as the angle α increases, the shape of the cross section of the blood vessel becomes longer horizontally as shown in FIGS.
[0029]
FIG. 4 schematically illustrates a blood vessel viewed from the side. The angle between the scanning plane S and the z-axis when the probe 10 is tilted and rotated in the yz plane is β. In this case, the major axis length Dx does not change even when the angle β changes, while the minor axis length Dz ′ becomes as follows.
[0030]
Dz ′ = Dz / cosβ (3)
That is, as the angle β increases, the shape of the cross section of the blood vessel increases vertically as shown in FIGS.
[0031]
Generally, in the initial state where the probe 10 is in contact with the living body, both the angle α and the angle β are present at the same time, so the following relationship is established.
[0032]
S ′ = S / (cosα) (cosβ) (4)
As can be understood from the above, when α = 0 and β = 0, S ′ becomes the minimum, which is equal to the actual area S. Therefore, if the posture of the probe 10 is set so that the size of the cross-sectional area of the blood vessel is minimized in the tomographic image of the blood vessel, the scanning plane S can be set correctly for the blood vessel. Further, by identifying an increase or decrease in the area when the posture of the probe 10 is changed, it is possible to determine whether the current direction of the posture change is appropriate or not, and to assist the user in adjusting the posture based on the direction. Can provide information. However, the blood vessel itself beats in conjunction with the heartbeat, and the cross-sectional area changes within one heartbeat. Therefore, it is desired to obtain a reference value (representative value) based on an objective criterion for each heartbeat and compare them with each other.
[0033]
Actually, the blood vessel cross-sectional area can be calculated by executing an automatic tracing of the intima of the blood vessel using an edge extraction method or the like and counting the number of pixels in an area surrounded by the automatic tracing.
[0034]
FIG. 1 shows a preferred embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, and FIG. 1 is a block diagram showing the entire configuration.
[0035]
In this embodiment, the probe 10 is gripped by the user, and the transmitting and receiving surface, which is the distal end surface, is brought into contact with the surface of the living body. The probe 10 has an array vibrator composed of a plurality of vibrating elements. An ultrasonic beam is formed by the array vibrator, and the ultrasonic beam is electronically scanned. Examples of the electronic scanning method include electronic linear scanning and electronic sector scanning.
[0036]
FIG. 1 shows a scanning surface S formed by electronic linear scanning of the ultrasonic beam B. When the probe 10 is first positioned, the blood vessel 12 is included in the scan plane S while viewing the displayed tomographic image, and the scan plane S is substantially perpendicular to the central axis of the blood vessel. The posture and position of the probe 10 are adjusted. Reference numeral 12A indicates the adventitia of the blood vessel 12, and reference numeral 12B indicates the intima of the blood vessel 12. The cross-sectional area of the blood vessel 12 is usually defined as an area in the intima 12B.
[0037]
The probe 10 has a motion detection sensor 13 constituted by an acceleration sensor or the like. That is, the change in the attitude of the probe 10 can be electrically detected by the motion detection sensor 13. Instead of such a motion detection sensor 13, a motion may be detected based on, for example, a received signal.
[0038]
The transmission unit 14 is configured as a transmission beamformer, and supplies a plurality of transmission signals to the array transducer with a predetermined delay relationship. The receiving unit 16 is configured as a receiving beam former, and executes a phasing addition process on a plurality of received signals output from the array transducer.
[0039]
The reception signal after the phasing addition is sent to the signal processing unit 24. The signal processing unit 24 has a plurality of arithmetic units, and FIG. 1 particularly shows a tomographic image forming unit 26 among them. The tomographic image forming unit 26 is an arithmetic unit that executes signal processing, coordinate conversion processing, and the like for forming a B-mode image.
[0040]
The signal (image data) output from the signal processing unit 24 is output to the display processing unit 28. The display processing unit 28 has a function of synthesizing various images. The image data output from the display processing unit 28 is output to the display unit 30, and a tomographic image or the like is displayed on a display screen of the display unit 30.
[0041]
The electrocardiograph 18 is a measuring unit for detecting an electrocardiographic signal from the subject, and the electrocardiographic signal is output to the operation support unit 32.
[0042]
The operation support unit 32 is a unit that provides support information to the user in order to appropriately set the scan plane S as orthogonal to the center axis of the blood vessel. In the present embodiment, the scanning support unit 32 includes an area calculation unit 34, a reference area calculation unit 36, a difference calculation unit 40, and a determination unit 38. Incidentally, those modules may be constituted by hardware, or their functions may be realized by software. The area calculation unit 34 is a module that calculates a cross-sectional area of a blood vessel for each tomographic image of each frame. Specifically, for example, a plurality of reference lines are set radially from the center of gravity of the blood vessel, and the edge detection is performed on each reference line to detect the intima 12B of the blood vessel 12, and the detection point of each intima 12B is detected. Are connected to each other to automatically trace the intima 12B. The area can be calculated by counting, for example, the number of pixels in the closed loop obtained by the automatic tracing. Incidentally, this technique itself is known.
[0043]
The reference area calculation unit 36 is a module that calculates, for each heartbeat, a maximum area, a minimum area, an average area, or the like of blood vessels in a plurality of frames included in the heartbeat as a reference area. That is, the blood vessel 12 itself beats with a heartbeat, that is, the area of the blood vessel 12 is physiologically increased or decreased. In this case, when the probe 10 is slowly rotated, if the area difference between the respective frames is simply obtained, the above-mentioned pulsation is affected. Therefore, in the present embodiment, a reference area as a representative value is specified for each heartbeat, and these are compared with each other to determine whether or not the posture change of the probe 10 is appropriate. An electrocardiographic signal is used as a synchronization signal for that purpose.
[0044]
As described above, the difference calculation unit 40 is a module that calculates a difference (difference area) between two reference areas obtained between heartbeats, that is, two adjacent heartbeats. By observing the increase or decrease of the difference, it can be determined whether or not the currently performed rotational scanning of the probe is directed to a more optimal direction or not. Such a determination is made by the determination unit 38.
[0045]
That is, when the sign of the difference is negative, the determination unit 38 determines that the rotation direction of the probe 10 is an appropriate direction, and outputs information indicating the direction to the display processing unit 28. If the difference is positive, it is determined that the rotation of the probe 10 is in an inappropriate direction, and information representing the rotation is output to the display processing unit 28. In the present embodiment, the scanning surface 38 has a function of determining that the angle α or the angle β described above has become zero or can be regarded as zero, as an appropriate posture state. The determination of the appropriate posture state can be realized by several methods.For example, as described later in detail, the determination may be made when the difference has become a certain value or less, or the polarity of the difference may be negative. The determination may be made at the time of the positive switching. When the determination of the appropriate posture is performed, information representing the determination is output to the display processing unit 28.
[0046]
In the operation of the operation support unit 32 as described above, the angle of the probe 10, that is, the angle α or the angle β is ideally slowly changed at a constant speed by the user. However, if the user does not perform such an operation, or if the movement of the probe is extremely small, the above difference will result in zero or near zero. That is, there is a problem that the difference becomes small even if the angle α or the angle β is not close to zero. Thus, in the present embodiment, the above-described motion detection sensor 13 is provided, and the calculation (or determination) of the difference is performed only when it can be considered that the probe 10 has moved. A specific operation example of the operation support unit 32 will be described later with reference to FIGS.
[0047]
In the present embodiment, the display processing unit 28 causes the display unit 30 to display information for supporting a user's probe operation based on information output from the operation support unit 32. Specifically, the display unit 30 displays negative information indicating that the difference is negative, positive information indicating that the difference is positive, and appropriate information indicating that the appropriate posture state has been achieved.
[0048]
For example, such information can be represented by various methods such as changing the color of a certain display portion, changing the shape, using the presence or absence of blinking, and the like. In the present embodiment, as one expression method, the color of a predetermined display portion is displayed in red for negative information, and the color of the predetermined display portion is displayed in blue for positive information. Further, a predetermined display portion is blinked for appropriate information. This allows the user to intuitively understand whether or not the angle of the probe 10 is oriented in the optimization direction and whether or not the angle is optimized by observing such a color change or blinking expression. It becomes.
[0049]
This will be described with reference to FIG. 6. The horizontal axis in FIG. 6 is the time axis, and the vertical axis indicates the above-described reference area when the angle α or the angle β is changed. Alternatively, the vertical axis may be the area of each frame. As shown in FIG. 6, when the angle is periodically vibrated, when the reference area gradually decreases, a predetermined display portion on the display screen is displayed in blue, while the reference area is When it gradually increases, a predetermined display portion on the display screen is displayed in red. In the state where the reference area is minimum, for example, a predetermined display portion is blinked.
[0050]
FIG. 7 shows a display example displayed on the display unit 30 shown in FIG. In the display screen 100, a tomographic image 102 as a B-mode image is displayed. The tomographic image 102 shows a cross section of a blood vessel, reference numeral 104A indicates an adventitia of the blood vessel, and reference numeral 104B indicates an intima of the blood vessel. An inner area 104 is an area to be subjected to an area calculation. In this case, when automatically tracing the intima 104B and displaying the trace line, it is desirable to change the color of the line in accordance with the above-described rule or to make the line blink. Further, instead of changing the color, the type of the trace line may be changed. Further, the area of the region 104 is displayed on the display screen 100 by numerical values as indicated by reference numeral 106. The blinking of the numerical display may indicate that the vehicle is in the optimal posture state. An OK display 108 indicating that the posture has been optimally displayed may appear on the screen 100. That is, it is desirable to change the display content so that the negative information, the positive information, and the optimal information are clearly transmitted to the user who is observing the screen.
[0051]
Although the display content is changed in this embodiment, a sound may be output instead or together with the change. That is, the user is made aware of the current state by changing the timbre or outputting a message.
[0052]
In FIG. 1, a control unit 20 controls the operation of each component in the apparatus, and an input unit 22 including an operation panel or the like is connected to the control unit 20.
[0053]
Next, an operation example of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, in FIG. 8, in S101, zero is substituted into variables i and j as initial values. In S102, the calculation of the area S [i, j] is started for each frame while j is incremented by one within the i heartbeat. That is, a plurality of frames are formed for each heartbeat, and the area is calculated for each frame.
[0054]
In S103, the above-described calculation of the reference area Sr [i] is performed for the i-th heartbeat. Specifically, the maximum value of the areas S [i, j] at the i-th heartbeat is set as the reference area Sr [i]. Of course, as described above, the reference area may be a minimum area instead of the maximum area, or may be an average area. In addition, other representative values specified objectively may be used.
[0055]
In S104, it is determined whether or not i is 0. If i is 0, since the frame is an initial frame, i is incremented by 1 in S113, and the steps from S102 onward are executed.
[0056]
On the other hand, in S105, it is determined whether or not the probe has moved between the (i-1) th heartbeat and the ith heartbeat based on the output signal of the above-described motion detection sensor. That is, the user changes the angle of the probe as shown in FIG. 6 during execution of the step shown in FIG. 8, but if such an operation is not performed, an erroneous determination occurs. Is provided. Here, when it is determined that there is no movement of the probe, that is, it is determined that the posture is maintained, the steps after S102 through S113 are executed.
[0057]
If it is determined in step S105 that the probe has moved, a difference ΔS [i] in the reference area between the (i−1) th heartbeat and the ith heartbeat is calculated. Specifically, Sr [i] −Sr [i−1] is calculated, and the calculation result is substituted into ΔS [i].
[0058]
In S107, whether the difference ΔS [i] is positive or negative, that is, sign determination is performed. Here, if it is determined to be positive, S110 is executed, while if it is determined to be negative, it is determined in S108 whether or not the minimum condition is currently satisfied. That is, the minimum condition is a condition for determining the above-described proper posture state.
[0059]
For example, as the minimum condition, a condition that ΔSr [i−1] is <0 and ΔS [i] <ε is used. That is, the condition is that the difference for the immediately preceding frame is negative or 0, and the difference (or absolute value) for the current frame is less than ε. Here, the constant value ε is a threshold value for determination, and is desirably set variably according to conditions such as measurement accuracy or blood vessel area. Of course, it may be variably set by the user.
[0060]
Here, if the minimum condition is satisfied in S108, S111 is executed, and if the minimum condition is not satisfied, S109 is executed.
[0061]
In S109, the predetermined display portion is displayed in blue as described above, in S110, the predetermined display portion is displayed in red, and in S111, the predetermined display portion blinks. Of course, a display portion different from the red display or the blue display may be blinked in S111. That is, a different display mode is adopted for each case.
[0062]
In S112, it is determined whether or not to end this routine. If not, the steps from S102 onward through S113 are repeatedly executed. Therefore, the steps after S102 are executed for each heartbeat, and the display of information on the display screen is updated for each heartbeat.
[0063]
FIG. 9 shows another operation example. Incidentally, each step of S201 to S206 is the same as the above S101 to S106, and each step of S209 to S213 is the same as each step of S109 to S113. Therefore, the step of S208 will be described below.
[0064]
In S208, it is determined whether the difference ΔS [i] is positive and whether the difference has changed from negative to positive. That is, the inflection point is determined. If it is the inflection point, blinking display processing is executed in S211. If it is not the inflection point, the process of S209 is executed. Even if such a method is used, it is possible to determine the optimum state, that is, determine the minimum condition. Incidentally, it is desirable that the operation example shown in FIG. 8 or FIG. 9 is individually executed for the angle α and for the angle β. That is, first, the angle β is consciously fixed, the angle α is gradually changed by the user, and after it is determined that the angle α is appropriate, the angle β is changed while maintaining the angle α to change the angle β. This is to determine the appropriate state of β.
[0065]
Incidentally, in the above embodiment, it is possible to omit the steps S111 and S211 on the assumption that the steps S109 and S110, S209 and S210 are executed. That is, the optimum state can be determined by changing the display from blue to red. Alternatively, only the steps of S111 and S211 may be provided without providing the steps of changing the colors. In this case, information on the direction of the posture change is not provided, but the blinking display is performed at the time of matching with the optimum state, so that the user can recognize the state. However, it is desirable to adopt the operation example shown in FIG. 8 or FIG. 9 described above in order to make the user more convenient.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is an advantage that the posture of the ultrasonic probe can be easily optimized with respect to the hollow tissue.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a preferred embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining an angle α.
FIG. 3 is a diagram for explaining a cross-sectional shape when an angle α is changed.
FIG. 4 is a diagram for explaining an angle β.
FIG. 5 is a diagram for explaining a cross-sectional shape when an angle β is changed.
FIG. 6 is a diagram illustrating a change in a reference area when an angle is periodically changed by a user.
FIG. 7 is a diagram showing a display example.
FIG. 8 is a flowchart for explaining an operation example of the apparatus.
FIG. 9 is a flowchart for explaining another operation example of the apparatus.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 probe, 12 blood vessel, 13 motion detection sensor, 14 transmission unit, 16 reception unit, 26 tomographic image formation unit, 28 display processing unit, 32 operation support unit, 34 area calculation unit, 36 minimum area calculation unit, 38 determination unit, 40 Difference calculation unit.

Claims (11)

生体表面に当接され、血管に対して超音波の送受波を行う超音波探触子と、
前記超音波の送受波により得られた受信信号に基づいて、各フレームの断層画像を形成する断層画像形成手段と、
前記各フレームの断層画像に基づいて、各心拍ごとに前記血管の断面積の大きさを表す参照値を演算する参照値演算手段と、
前記超音波探触子の姿勢を変化させた場合における前記各心拍ごとの参照値に基づいて、心拍間における参照値の差分を演算する差分演算手段と、
前記心拍間における参照値の差分を評価して、前記超音波探触子の姿勢を調整する操作を支援する情報をユーザーに提供する手段であって、前記差分が負である場合にそれを表す負情報を提供し、前記差分が正である場合にそれを表す正情報を提供する操作支援手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。
An ultrasonic probe that is in contact with the surface of a living body and transmits and receives ultrasonic waves to and from blood vessels,
A tomographic image forming unit that forms a tomographic image of each frame based on a reception signal obtained by transmitting and receiving the ultrasonic waves,
Reference value calculation means for calculating a reference value representing the size of the cross-sectional area of the blood vessel for each heartbeat based on the tomographic image of each frame,
Difference calculation means for calculating a difference between reference values between heartbeats based on the reference value for each heartbeat when the posture of the ultrasonic probe is changed,
A means for evaluating a difference between reference values between the heartbeats and providing information to a user for assisting an operation of adjusting a posture of the ultrasonic probe, and representing the case where the difference is negative. An operation support unit that provides negative information and provides positive information representing the difference when the difference is positive,
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
請求項1記載の装置において、
前記心拍間における前記超音波探触子の姿勢変化を検出する姿勢変化検出手段を含み、
前記操作支援手段は、前記心拍間において前記超音波探触子の姿勢変化が生じた場合にだけ前記差分について評価を行うことを特徴とする超音波診断装置。
The device of claim 1,
Including posture change detection means for detecting a posture change of the ultrasonic probe during the heartbeat,
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the operation support unit evaluates the difference only when the posture change of the ultrasonic probe occurs between the heartbeats.
請求項2記載の装置において、
前記姿勢変化検出手段は、前記超音波探触子に設けられたセンサであることを特徴とする超音波診断装置。
The device according to claim 2,
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the attitude change detecting means is a sensor provided on the ultrasonic probe.
請求項1記載の装置において、
前記差分に基づいて適正姿勢状態を判定する判定手段と、
前記適正姿勢状態を表す適正情報をユーザーに提供する適正情報提供手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。
The device of claim 1,
Determining means for determining an appropriate posture state based on the difference;
Proper information providing means for providing a user with proper information representing the proper posture state,
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
請求項4記載の装置において、
前記判定手段は、前記差分が所定値よりも小さくなった場合に前記適正姿勢状態を判定することを特徴とする超音波診断装置。
The device according to claim 4,
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the determining unit determines the appropriate posture state when the difference is smaller than a predetermined value.
請求項5記載の装置において、
前記所定値を可変設定する手段を含むことを特徴とする超音波診断装置。
The device according to claim 5,
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising means for variably setting the predetermined value.
請求項4記載の装置において、
前記判定手段は、前記差分が負から正へ切り替わった場合に前記適正姿勢状態を判定することを特徴とする超音波診断装置。
The device according to claim 4,
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the determining unit determines the appropriate posture state when the difference switches from negative to positive.
請求項4記載の装置において、
前記負情報、前記正情報及び前記適正情報はそれぞれ異なる表示態様によって画面上に表現されることを特徴とする超音波診断装置。
The device according to claim 4,
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the negative information, the positive information, and the appropriate information are represented on a screen by different display modes.
請求項1記載の装置において、
前記参照値は、1心拍内における血管の断面積の最大値、最小値又は平均値であることを特徴とする超音波診断装置。
The device of claim 1,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the reference value is a maximum value, a minimum value, or an average value of a cross-sectional area of a blood vessel within one heartbeat.
生体表面に当接され、血管に対して超音波の送受波を行う超音波探触子と、
前記超音波の送受波により得られた受信信号に基づいて、各フレームの断層画像を形成する断層画像形成手段と、
前記各フレームの断層画像に基づいて、各心拍ごとに前記血管の断面積の大きさを表す参照値を演算する参照値演算手段と、
前記超音波探触子の姿勢を変化させた場合における前記各心拍ごとの参照値に基づいて、心拍間における参照値の差分を演算する差分演算手段と、
前記心拍間における参照値の差分を評価して、前記超音波探触子の姿勢を調整する操作を支援する情報をユーザーに提供する手段であって、前記差分が極小条件を満たした時点で前記超音波探触子が適正姿勢にあることを表す適正情報を提供する操作支援手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。
An ultrasonic probe that is in contact with the surface of a living body and transmits and receives ultrasonic waves to and from blood vessels,
A tomographic image forming unit that forms a tomographic image of each frame based on a reception signal obtained by transmitting and receiving the ultrasonic waves,
Reference value calculation means for calculating a reference value representing the size of the cross-sectional area of the blood vessel for each heartbeat based on the tomographic image of each frame,
Difference calculation means for calculating a difference between reference values between heartbeats based on the reference value for each heartbeat when the posture of the ultrasonic probe is changed,
Evaluating the difference between the reference values between the heartbeats, a means for providing information to the user to assist the operation of adjusting the attitude of the ultrasonic probe, the time when the difference meets the minimum condition, Operation support means for providing proper information indicating that the ultrasonic probe is in a proper posture,
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
請求項10記載の装置において、
前記心拍間における前記超音波探触子の姿勢変化を検出する姿勢変化検出手段を含み、
前記操作支援手段は、前記心拍間において前記超音波探触子の姿勢変化が生じた場合にだけ前記差分について評価を行うことを特徴とする超音波診断装置。
The device according to claim 10,
Including posture change detection means for detecting a posture change of the ultrasonic probe during the heartbeat,
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the operation support unit evaluates the difference only when the posture change of the ultrasonic probe occurs between the heartbeats.
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