JP2006175006A - Ultrasonic observation unit, ultrasonic endoscope apparatus and image processing method - Google Patents

Ultrasonic observation unit, ultrasonic endoscope apparatus and image processing method Download PDF

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JP2006175006A JP2004371129A JP2004371129A JP2006175006A JP 2006175006 A JP2006175006 A JP 2006175006A JP 2004371129 A JP2004371129 A JP 2004371129A JP 2004371129 A JP2004371129 A JP 2004371129A JP 2006175006 A JP2006175006 A JP 2006175006A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate the acquisition of the ultrasonic tomographic images which intensify an artificial product inserted into the bodies of the patients. <P>SOLUTION: The ultrasonic observation unit 3 includes a reception circuit 14 which processes the reception signal obtained from the ultrasonic echoes to be generated when the ultrasonic beam transmitted from an ultrasonic transducer is reflected from a subject and the artificial product, ultrasonic image generation means 15 and 17 which generate the ultrasonic images from a reception signal processed with the reception circuit 14, an artificial intensifying operation means 20 which is operated to intensify the artificial product in the ultrasonic images and an artificial product intensifying processing means 16 which carries out the processing for intensifying the artificial product in the ultrasonic images generated by the ultrasonic image generation means following the operation of the artificial product intensifying operation means. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、医療診断のために患者の体内に挿入される超音波内視鏡に接続して超音波断層像を得るための超音波観測装置、及び、そのような超音波観測装置と超音波内視鏡とによって構成される超音波内視鏡装置に関する。さらに、本発明は,そのような超音波観測装置において用いられる画像処理方法に関する。   The present invention relates to an ultrasonic observation apparatus for obtaining an ultrasonic tomographic image by connecting to an ultrasonic endoscope inserted into a patient's body for medical diagnosis, and such an ultrasonic observation apparatus and an ultrasonic wave. The present invention relates to an ultrasonic endoscope apparatus including an endoscope. Furthermore, the present invention relates to an image processing method used in such an ultrasonic observation apparatus.

従来より、超音波内視鏡を用いた穿刺処理は、患者の体内に挿入された超音波内視鏡の挿入部の先端部から突出される穿刺針の突出状態を、超音波内視鏡の挿入部の先端部に設けられた複数個の超音波トランスデューサ(超音波振動子)を用いて撮影した超音波断層像をリアルタイムで確認しながら行われている。しかし、このような超音波内視鏡を用いた穿刺処理は、非常に難易度が高く、高度な手法を必要とする。   Conventionally, puncture processing using an ultrasonic endoscope is performed by changing the protruding state of a puncture needle protruding from the distal end portion of an insertion portion of an ultrasonic endoscope inserted into a patient's body. This is performed while confirming in real time an ultrasonic tomographic image taken using a plurality of ultrasonic transducers (ultrasonic transducers) provided at the distal end of the insertion portion. However, the puncturing process using such an ultrasonic endoscope is very difficult and requires an advanced technique.

例えば、下記の特許文献1は、目的部位が繊維化等により硬くなった組織であっても、穿刺針を穿入する時の反動を抑えることにより穿刺処理の難易度を低減する超音波内視鏡を開示している。この超音波内視鏡によれば、患者の体外に配置した磁場発生装置から磁力を印加すると共に、超音波内視鏡の可撓管部の先端側の湾曲部に近接する位置に設けられた電磁石に電流を流すことにより、超音波内視鏡の可撓管部の先端側の湾曲部に近接する位置が、患者の気管の管腔壁に磁力で吸い付けられて固定される。これにより、超音波内視鏡を用いて穿刺針を体腔内の目的部位に穿入する時に、穿刺の反作用によって超音波内視鏡の挿入部が撓むことを防止して、目的部位が繊維化等により硬くなった組織であっても、容易かつ確実に目的部位に穿刺針を穿入することができるようにしている。   For example, the following Patent Document 1 discloses an ultrasonic endoscope that reduces the difficulty of the puncture process by suppressing the recoil when the puncture needle is inserted even in a tissue whose target site is hardened by fibrosis or the like. A mirror is disclosed. According to this ultrasonic endoscope, a magnetic force is applied from a magnetic field generator arranged outside the patient's body, and the ultrasonic endoscope is provided at a position close to the bending portion on the distal end side of the flexible tube portion of the ultrasonic endoscope. By passing an electric current through the electromagnet, the position close to the bending portion on the distal end side of the flexible tube portion of the ultrasonic endoscope is attracted and fixed by the magnetic force to the lumen wall of the patient's trachea. As a result, when the puncture needle is pierced into the target site in the body cavity using the ultrasonic endoscope, the insertion portion of the ultrasonic endoscope is prevented from bending due to the reaction of the puncture, and the target site is made of fiber. Even in a tissue that has become hard due to the formation of a puncture needle, the puncture needle can be easily and surely inserted into the target site.

また、下記の特許文献2は、生体内における穿刺針を強調して表示する超音波診断装置を開示している。この超音波診断装置によれば、穿刺アダプタに設けられた角度検出器を用いて取得した穿刺針の刺入角度に関する情報と、超音波ビームの反射波の受信信号に基づいて取得した輝度信号とから生体内における穿刺針の位置を判断すると共に、穿刺針からの反射信号がモニタ上において強調して表示されるような処理を施している。しかしながら、このような超音波診断装置においては、特殊なビーム走査が必要であるために制御が難しく、また、穿刺針の刺入角度を取得するための角度検出器が必要であるため、超音波内視鏡に採用するには必ずしも適していないという問題がある。   Patent Document 2 below discloses an ultrasonic diagnostic apparatus that highlights and displays a puncture needle in a living body. According to this ultrasonic diagnostic apparatus, information on the puncture angle of the puncture needle acquired using the angle detector provided in the puncture adapter, and the luminance signal acquired based on the received signal of the reflected wave of the ultrasonic beam, From this, the position of the puncture needle in the living body is determined, and the reflection signal from the puncture needle is displayed in a highlighted manner on the monitor. However, in such an ultrasonic diagnostic apparatus, since special beam scanning is required, it is difficult to control, and since an angle detector for acquiring the insertion angle of the puncture needle is required, ultrasonic waves are required. There is a problem that it is not necessarily suitable for use in an endoscope.

さらに、下記の特許文献3は、超音波(放射線)イメージ装置により患者の体内に挿入されるカテーテルの画像を強調するエコー生成装置を開示している。このエコー生成装置によれば、マトリックス材料製のチューブ部分の上に配置される境界層の音響インピーダンスをマトリックス材料のそれと異なるようにしている。しかしながら、このようなエコー生成装置においては、カテーテルの構成が従来のものとは異なるため、従来のカテーテルには適用できないという問題がある。
特開2004−105289号公報(段落0022及び0023、図2) 特開2004−208859号公報(段落0006、0017及び0018、図1) 特開平5−345015号公報(段落0004、図1)
Further, Patent Document 3 below discloses an echo generating device that enhances an image of a catheter inserted into a patient's body by an ultrasonic (radiation) image device. According to this echo generating apparatus, the acoustic impedance of the boundary layer disposed on the tube portion made of the matrix material is made different from that of the matrix material. However, such an echo generator has a problem that it cannot be applied to a conventional catheter because the configuration of the catheter is different from the conventional one.
JP 2004-105289 A (paragraphs 0022 and 0023, FIG. 2) Japanese Patent Laying-Open No. 2004-208859 (paragraphs 0006, 0017 and 0018, FIG. 1) Japanese Patent Laid-Open No. 5-345015 (paragraph 0004, FIG. 1)

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、患者の体内に挿入される人工物(穿刺針やカテーテル等)を強調した超音波断層像を容易に得ることができる超音波観測装置、超音波内視鏡装置、及び,画像処理方法を提供することを目的とする。   Therefore, in view of the above points, the present invention provides an ultrasonic observation apparatus that can easily obtain an ultrasonic tomographic image in which an artificial object (such as a puncture needle or a catheter) inserted into a patient's body is emphasized. It is an object to provide an endoscope apparatus and an image processing method.

上記課題を解決するため、本発明の1つの観点に係る超音波観測装置は、超音波トランスデューサから送信された超音波ビームが被検体及び人工物から反射されて生じる超音波エコーに基づいて得られる受信信号を処理する受信回路と、受信回路によって処理された受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成手段と、超音波画像において人工物を強調するために操作される人工物強調操作手段と、人工物強調操作手段の操作に従って、超音波画像生成手段によって生成される超音波画像において人工物を強調するための処理を行う人工物強調処理手段とを具備する。   In order to solve the above-described problem, an ultrasonic observation apparatus according to one aspect of the present invention is obtained based on an ultrasonic echo generated by reflection of an ultrasonic beam transmitted from an ultrasonic transducer from a subject and an artificial object. A reception circuit that processes a reception signal, an ultrasonic image generation unit that generates an ultrasonic image based on the reception signal processed by the reception circuit, and an artifact enhancement that is operated to enhance the artifact in the ultrasound image An operation unit and an artifact enhancement processing unit that performs a process for enhancing an artifact in an ultrasound image generated by the ultrasound image generation unit according to an operation of the artifact enhancement operation unit.

また、本発明の1つの観点に係る超音波内視鏡装置は、本発明の超音波観測装置と、超音波観測装置に接続され、超音波を送受信するための超音波トランスデューサ部、及び、人工物を突出させるための孔を備えた超音波内視鏡とを具備する。   An ultrasonic endoscope apparatus according to one aspect of the present invention includes an ultrasonic observation apparatus according to the present invention, an ultrasonic transducer unit connected to the ultrasonic observation apparatus, for transmitting and receiving ultrasonic waves, and an artificial And an ultrasonic endoscope having a hole for projecting an object.

さらに、本発明の1つの観点に係る画像処理方法は、超音波トランスデューサから送信された超音波ビームが被検体及び人工物から反射されて生じる超音波エコーに基づいて得られる受信信号を処理する第1のステップと、第1のステップにおいて処理された受信信号に基づいて、超音波画像に含まれている人工物を強調するための処理を行う第2のステップと、第2のステップにおいて人工物が強調された超音波画像を生成する第3のステップとを具備する。   Furthermore, an image processing method according to one aspect of the present invention processes a received signal obtained based on an ultrasonic echo generated by reflection of an ultrasonic beam transmitted from an ultrasonic transducer from a subject and an artificial object. 1 step, a second step for performing processing for enhancing the artifact included in the ultrasonic image based on the received signal processed in the first step, and an artifact in the second step A third step of generating an ultrasound image in which is emphasized.

本発明によれば、穿刺針等の人工物を強調した超音波画像を容易に作成して表示することができるので、穿刺処理等の難易度を低下させることができる。
また、人工物強調操作手段を操作した場合にのみ、人工物を強調した超音波画像を表示することができるので、オペレータは、通常の超音波画像と人工物を強調した超音波画像との切替えを必要に応じて行うことができる。
According to the present invention, since an ultrasonic image in which an artificial object such as a puncture needle is emphasized can be easily created and displayed, the difficulty level of puncture processing or the like can be reduced.
In addition, since an ultrasonic image in which an artifact is emphasized can be displayed only when the artifact enhancement operation means is operated, the operator can switch between a normal ultrasound image and an ultrasound image in which the artifact is emphasized. Can be done as needed.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係る超音波内視鏡装置1は、超音波内視鏡(超音波内視鏡装置において用いられる超音波プローブ)2と、超音波内視鏡2を接続可能な超音波観測装置3と、超音波観測装置3に接続された表示装置4とを含んでいる。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, an ultrasonic endoscope apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention includes an ultrasonic endoscope (an ultrasonic probe used in an ultrasonic endoscope apparatus) 2 and an ultrasonic wave. An ultrasonic observation device 3 to which the endoscope 2 can be connected and a display device 4 connected to the ultrasonic observation device 3 are included.

超音波観測装置3は、操作卓11と、CPU(中央処理装置)12と、送信回路13と、受信回路14と、Bモード処理部15と、穿刺針強調部16と、ディジタル・スキャン・コンバータ(DSC)17と、画像メモリ18と、ディジタル/アナログ変換器(D/A変換器)19とを含んでいる。   The ultrasonic observation apparatus 3 includes a console 11, a CPU (central processing unit) 12, a transmission circuit 13, a reception circuit 14, a B-mode processing unit 15, a puncture needle emphasizing unit 16, and a digital scan converter. (DSC) 17, image memory 18, and digital / analog converter (D / A converter) 19 are included.

図2に示すように、超音波内視鏡2は、挿入部31と、操作部32と、接続コード33と、ユニバーサルコード34とを含んでいる。
超音波内視鏡2の挿入部31は、患者の体内に挿入することができるように細長い可撓性の管状となっている。操作部32は、挿入部31の基端に設けられており、接続コード33を介して超音波観測装置3に接続されていると共に、ユニバーサルコード34を介して図示しない光源装置と接続されている。
As shown in FIG. 2, the ultrasonic endoscope 2 includes an insertion unit 31, an operation unit 32, a connection cord 33, and a universal cord 34.
The insertion portion 31 of the ultrasonic endoscope 2 has an elongated flexible tubular shape so that it can be inserted into a patient's body. The operation unit 32 is provided at the proximal end of the insertion unit 31, is connected to the ultrasonic observation device 3 via the connection cord 33, and is connected to a light source device (not shown) via the universal cord 34. .

超音波内視鏡2の挿入部31には、照明窓及び観察窓が設けられている。照明窓には、光源装置からライトガイドを介して供給される照明光を出射させるための照明用レンズが装着されている。これらは、照明光学系を構成する。また、観察窓には、対物レンズが装着されており、この対物レンズの結像位置に、イメージガイドの入力端又はCCDカメラ等の固体撮像素子が配置されている。これらは、観察光学系を構成する。   The insertion portion 31 of the ultrasonic endoscope 2 is provided with an illumination window and an observation window. The illumination window is equipped with an illumination lens for emitting illumination light supplied from the light source device via the light guide. These constitute an illumination optical system. In addition, an objective lens is attached to the observation window, and an image guide input end or a solid-state imaging device such as a CCD camera is disposed at the imaging position of the objective lens. These constitute an observation optical system.

超音波内視鏡2の挿入部31の先端には、複数の超音波トランスデューサが配置されたコンベックス型の超音波トランスデューサ部40が設けられている。超音波トランスデューサ部40は、図1に示す超音波観測装置3の送信回路13から接続コード33を介して供給される複数の駆動信号に従って超音波ビームを送信すると共に、目的部位等から反射された超音波エコーを受信して、複数の受信信号を超音波観測装置3の受信回路14に接続コード33を介して出力する。また、超音波内視鏡2の挿入部31の先端には、操作部32に設けられた処置具挿入口35から挿入された、穿刺針36等の人工物が突出される孔が形成されている。   A convex-type ultrasonic transducer section 40 in which a plurality of ultrasonic transducers are arranged is provided at the distal end of the insertion section 31 of the ultrasonic endoscope 2. The ultrasonic transducer section 40 transmits an ultrasonic beam according to a plurality of drive signals supplied from the transmission circuit 13 of the ultrasonic observation apparatus 3 shown in FIG. The ultrasonic echo is received, and a plurality of reception signals are output to the reception circuit 14 of the ultrasonic observation apparatus 3 via the connection cord 33. In addition, a hole is formed at the distal end of the insertion portion 31 of the ultrasonic endoscope 2 through which an artificial object such as a puncture needle 36 inserted from a treatment instrument insertion port 35 provided in the operation portion 32 is projected. Yes.

図1に示す超音波観測装置3の操作卓11は、オペレータの操作に基づいて、超音波内視鏡2を用いた超音波撮像動作の開始/停止を制御するための制御信号AをCPU12に出力する。また、操作卓11は、オペレータが穿刺針強調ボタン20を操作すると、穿刺針強調部16及びDSC17における穿刺針強調動作の開始/停止を制御するための穿刺針強調指示信号BをCPU12に出力する。   The console 11 of the ultrasonic observation apparatus 3 shown in FIG. 1 sends a control signal A for controlling the start / stop of the ultrasonic imaging operation using the ultrasonic endoscope 2 to the CPU 12 based on the operation of the operator. Output. Further, when the operator operates the puncture needle emphasis button 20, the console 11 outputs a puncture needle emphasis instruction signal B for controlling start / stop of the puncture needle emphasis operation in the puncture needle emphasis unit 16 and the DSC 17 to the CPU 12. .

CPU12は、操作卓11から入力される制御信号Aに基づいて、送信回路13の動作を制御するための送信制御信号A1を送信回路13に出力すると共に、受信回路14の動作を制御するための受信制御信号A2を受信回路14に出力する。また、CPU12は、操作卓11から入力される穿刺針強調指示信号Bに基づいて、穿刺針強調部16及びDSC17の動作を制御するための穿刺針強調制御信号B1を穿刺針強調部16及びDSC17に出力する。   The CPU 12 outputs a transmission control signal A1 for controlling the operation of the transmission circuit 13 to the transmission circuit 13 based on the control signal A input from the console 11, and controls the operation of the reception circuit 14. The reception control signal A2 is output to the reception circuit 14. Further, the CPU 12 generates a puncture needle emphasis control signal B1 for controlling the operation of the puncture needle emphasis unit 16 and DSC 17 based on the puncture needle emphasis instruction signal B input from the console 11, and the puncture needle emphasis control unit B1 and DSC17. Output to.

送信回路13は、送信制御信号A1に基づいて複数の駆動信号を生成し、これらの駆動信号を超音波内視鏡2に出力する。これらの駆動信号に従って、超音波内視鏡2の超音波トランスデューサ部40から超音波ビームが送信され、被検体が走査される。   The transmission circuit 13 generates a plurality of drive signals based on the transmission control signal A1, and outputs these drive signals to the ultrasonic endoscope 2. In accordance with these drive signals, an ultrasonic beam is transmitted from the ultrasonic transducer section 40 of the ultrasonic endoscope 2 to scan the subject.

一方、受信回路14は、超音波内視鏡2の超音波トランスデューサ部40から入力される受信信号を所定の増幅度で増幅した後、アナログ/ディジタル変換(A/D変換)を行うことにより、増幅された受信信号をディジタル受信信号に変換する。   On the other hand, the reception circuit 14 amplifies the reception signal input from the ultrasonic transducer unit 40 of the ultrasonic endoscope 2 with a predetermined amplification degree, and then performs analog / digital conversion (A / D conversion), The amplified received signal is converted into a digital received signal.

図3に示すように、Bモード処理部15は、位相整合部51と、音線メモリ52と、検波部53とを備える。位相整合部51は、受信回路14から入力されるディジタル受信信号に対して位相整合を行って受信フォーカス処理を施し、超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線データを形成する。音線メモリ52は、位相整合部51によって形成された音線データを格納する。検波部53は、音線メモリ52から読み出した音線データに対して、超音波ビームの反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正を行った後、包絡線検波処理を行うことにより、Bモード画像用データを生成する。   As shown in FIG. 3, the B-mode processing unit 15 includes a phase matching unit 51, a sound ray memory 52, and a detection unit 53. The phase matching unit 51 performs phase matching on the digital reception signal input from the reception circuit 14 and performs reception focus processing to form sound ray data in which the focus of the ultrasonic echo is narrowed down. The sound ray memory 52 stores the sound ray data formed by the phase matching unit 51. The detection unit 53 performs an envelope detection process on the sound ray data read from the sound ray memory 52 by performing an envelope detection process after correcting the attenuation according to the distance according to the depth of the reflection position of the ultrasonic beam. Generate mode image data.

穿刺針強調部16は、相関値算出部61と、相関値メモリ62と、参照信号メモリ63とを備える。相関値算出部61は、Bモード処理部15の位相整合部51から出力される位相整合された音線データによって表される波形と、参照信号メモリ63に格納されている参照信号データによって表される波形との相関値を算出する。参照信号メモリ62は、穿刺針36から反射された超音波エコーに基づく受信信号を予め計測して得られたデータである参照信号データを格納する。   The puncture needle emphasis unit 16 includes a correlation value calculation unit 61, a correlation value memory 62, and a reference signal memory 63. The correlation value calculation unit 61 is represented by a waveform represented by the phase-matched sound ray data output from the phase matching unit 51 of the B-mode processing unit 15 and reference signal data stored in the reference signal memory 63. The correlation value with the waveform is calculated. The reference signal memory 62 stores reference signal data which is data obtained by measuring in advance a reception signal based on the ultrasonic echo reflected from the puncture needle 36.

ここで、参照信号データは、穿刺針36だけからの反射信号を計測して得るために、例えば以下のようにして作成される。
超音波内視鏡2における穿刺角でもって穿刺針36を水中に突出させた後に、この穿刺針36に向けて超音波ビームを送信して、図4に黒点で示す穿刺針36の第1から第4の位置P1〜P4に向けて送信される4つの超音波ビーム(音線k、音線l、音線m及び音線n)のエコー信号を計測する。この計測した4つのエコー信号から得られる音線データを、第1から第4の参照信号データRef1〜Ref4とする。相関値メモリ62は、相関値算出部61において算出された、音線データによって表される波形と参照信号データによって表される波形との相関値を表す相関値データを格納する。
Here, since the reference signal data is obtained by measuring the reflected signal from only the puncture needle 36, it is created as follows, for example.
After the puncture needle 36 protrudes into the water at a puncture angle in the ultrasonic endoscope 2, an ultrasonic beam is transmitted toward the puncture needle 36, and the first puncture needle 36 indicated by a black dot in FIG. Echo signals of four ultrasonic beams (sound ray k, sound ray l, sound ray m, and sound ray n) transmitted toward the fourth positions P1 to P4 are measured. The sound ray data obtained from the four measured echo signals are referred to as first to fourth reference signal data Ref1 to Ref4. The correlation value memory 62 stores correlation value data representing the correlation value between the waveform represented by the sound ray data and the waveform represented by the reference signal data, calculated by the correlation value calculation unit 61.

以上において、Bモード処理部15〜DSC17(但し、メモリを除く)は、ディジタル回路で構成しても良いし、あるいは、CPU12と、CPU12に各種の処理を行わせるためのソフトウェア(画像処理プログラム)とによって構成しても良い。その場合には、CPU12が、記録媒体に記録されている画像処理プログラムに基づいて、音線データによって表される波形と参照信号によって表される波形との相関値を算出する。記録媒体としては、ハードディスク、フレキシブルディスク、MO、MT、RAM、CD−ROM、又は、DVD−ROM等を用いることができる。   In the above, the B-mode processing unit 15 to DSC 17 (except for the memory) may be configured by a digital circuit, or the CPU 12 and software (image processing program) for causing the CPU 12 to perform various processes. You may comprise by. In this case, the CPU 12 calculates a correlation value between the waveform represented by the sound ray data and the waveform represented by the reference signal based on the image processing program recorded on the recording medium. As the recording medium, a hard disk, flexible disk, MO, MT, RAM, CD-ROM, DVD-ROM, or the like can be used.

DSC17は、RGB処理部71と、走査変換部72とを備える。RGB処理部71は、通常動作時には、Bモード処理部15から入力されるBモード画像用データに基づいて、3つの色信号(R信号、G信号及びB信号)の振幅を0〜255階調(8ビット)でそれぞれ表す。なお、Bモード処理部15とDSC17とは、受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成手段を構成している。   The DSC 17 includes an RGB processing unit 71 and a scan conversion unit 72. The RGB processing unit 71 sets the amplitudes of the three color signals (R signal, G signal, and B signal) to 0 to 255 gradations based on the B-mode image data input from the B-mode processing unit 15 during normal operation. (8 bits). Note that the B-mode processing unit 15 and the DSC 17 constitute an ultrasonic image generation unit that generates an ultrasonic image based on the received signal.

また、RGB処理部71は、穿刺針強調動作時には、穿刺針36(図2)の先端ほど赤色で示すために、図5に示すように、Bモード画像用データの3つの色信号(R信号、G信号及びB信号)の各々の振幅を0〜200階調で表すと共に、穿刺針強調部16から入力される第1から第4の相関値CRef1〜CRef4に応じてR信号の振幅を最大で255階調まで大きくする。このとき、RGB処理部71は、第1から第4の相関値CRef1〜CRef4に対して重み付けをもってR信号の振幅を大きくしている。即ち、RGB処理部71は、第1の相関値CRef1に比例してR信号の振幅を最大で35階調まで大きくし、第2の相関値CRef2に比例してR信号の振幅を最大で15階調まで大きくし、第3の相関値CRef3に比例してR信号の振幅を最大で10階調まで大きくし、第4の相関値CRef4に比例してR信号の振幅を最大で5階調まで大きくする。   Further, since the RGB processing unit 71 displays red at the tip of the puncture needle 36 (FIG. 2) during the puncture needle emphasis operation, as shown in FIG. 5, the three color signals (R signal) of the B-mode image data are displayed. , G signal and B signal) are expressed by 0 to 200 gradations, and the amplitude of the R signal is maximized according to the first to fourth correlation values CRef1 to CRef4 input from the puncture needle emphasizing unit 16. To increase to 255 gradations. At this time, the RGB processing unit 71 increases the amplitude of the R signal by weighting the first to fourth correlation values CRef1 to CRef4. That is, the RGB processing unit 71 increases the amplitude of the R signal up to 35 gradations in proportion to the first correlation value CRef1, and increases the amplitude of the R signal to 15 in maximum in proportion to the second correlation value CRef2. The gray level is increased up to 10 gradations in proportion to the third correlation value CRef3, and the amplitude of the R signal is increased up to 5 levels in proportion to the fourth correlation value CRef4. Make it bigger.

走査変換部72は、Bモード処理部15において生成されたBモード画像用データが通常のテレビジョン信号の走査方式と異なる走査方式によって得られたものであるため、RGB処理部71から出力されるBモード画像用データを通常の画像データに変換(ラスター変換)する。   The scan conversion unit 72 is output from the RGB processing unit 71 because the B-mode image data generated by the B-mode processing unit 15 is obtained by a scanning method different from the normal television signal scanning method. The B-mode image data is converted into normal image data (raster conversion).

再び図1を参照すると、画像メモリ18は、DSC17の走査変換部72から入力される画像データを格納する。D/A変換器19は、画像メモリ18から読み出したディジタルの画像データをアナログの画像信号に変換して表示装置4に出力する。これにより、表示装置4において、超音波内視鏡2により撮影された超音波断層像が表示される。   Referring to FIG. 1 again, the image memory 18 stores image data input from the scan conversion unit 72 of the DSC 17. The D / A converter 19 converts the digital image data read from the image memory 18 into an analog image signal and outputs it to the display device 4. As a result, an ultrasonic tomographic image captured by the ultrasonic endoscope 2 is displayed on the display device 4.

次に、本実施形態に係る超音波内視鏡装置1の動作について説明するが、通常動作時の動作については通常の超音波内視鏡装置と同様であるので、穿刺針強調動作時の動作についてのみ説明する。また、穿刺針強調部16の参照信号メモリ63には、図4に示す第1から第4の参照信号データRef1〜Ref4が格納されているものとする。   Next, the operation of the ultrasonic endoscope apparatus 1 according to this embodiment will be described. Since the operation at the normal operation is the same as that of the normal ultrasonic endoscope apparatus, the operation at the time of puncture needle emphasis operation Only will be described. Further, it is assumed that the reference signal memory 63 of the puncture needle emphasizing unit 16 stores the first to fourth reference signal data Ref1 to Ref4 shown in FIG.

図2に示す超音波内視鏡2を用いて超音波断層像を撮影する際に、オペレータは、ユニバーサルコード34の一端に接続された光源から光を発して、挿入部31の先端部に設けられた照明窓から患者の体内に照明光を出射すると共に、観察窓から挿入状態を観察しながら、超音波内視鏡2の挿入部31を被検体である患者の体内に挿入して行く。超音波内視鏡2の挿入部31が目的位置に達すると、オペレータは、穿刺針36を処置具挿入口35から挿入して挿入部31の先端の孔から突出させる。   When taking an ultrasonic tomogram using the ultrasonic endoscope 2 shown in FIG. 2, the operator emits light from a light source connected to one end of the universal cord 34 and is provided at the distal end of the insertion portion 31. The illumination light is emitted from the illuminated window into the patient's body, and the insertion portion 31 of the ultrasonic endoscope 2 is inserted into the patient's body as the subject while observing the insertion state from the observation window. When the insertion portion 31 of the ultrasonic endoscope 2 reaches the target position, the operator inserts the puncture needle 36 from the treatment instrument insertion port 35 and protrudes from the hole at the distal end of the insertion portion 31.

その後、オペレータは、図1に示す操作卓11を操作することにより、超音波撮像動作を開始させる制御信号Aを操作卓11からCPU12に出力させる。また、オペレータは、操作卓11の穿刺針強調ボタン20を押すことにより、穿刺針強調動作を開始させる穿刺針強調指示信号Bを操作卓11からCPU12に出力させる。   Thereafter, the operator operates the console 11 shown in FIG. 1 to output a control signal A for starting the ultrasonic imaging operation from the console 11 to the CPU 12. In addition, the operator presses the puncture needle emphasis button 20 on the console 11 to output a puncture needle emphasis instruction signal B for starting the puncture needle emphasis operation from the console 11 to the CPU 12.

CPU12は、制御信号Aに基づいて、送信回路13の動作の開始とBモード用の駆動信号の生成とを指示する送信制御信号A1を送信回路13に出力すると共に、受信回路14の動作の開始を指示する受信制御信号A2を受信回路14に出力する。また、CPU12は、穿刺針強調指示信号Bに基づいて、穿刺針強調部16の動作を開始させると共にDSC17のRGB処理部71(図3)に穿刺針強調動作を開始させる穿刺針強調制御信号B1を穿刺針強調部16及びDSC17に出力する。   Based on the control signal A, the CPU 12 outputs a transmission control signal A1 instructing the start of the operation of the transmission circuit 13 and the generation of the drive signal for the B mode to the transmission circuit 13, and the operation of the reception circuit 14 is started. A reception control signal A2 is output to the reception circuit 14. Further, based on the puncture needle emphasis instruction signal B, the CPU 12 starts the operation of the puncture needle emphasis unit 16 and also causes the RGB processing unit 71 (FIG. 3) of the DSC 17 to start the puncture needle emphasis operation signal B1. Is output to the puncture needle emphasizing unit 16 and the DSC 17.

送信回路13は、超音波トランスデューサ部40(図2)から超音波ビームを送信するための複数の駆動信号を生成する。生成された複数の駆動信号は、超音波内視鏡2の超音波トランスデューサ部40に出力される。これにより、超音波トランスデューサ部40から、超音波ビームが被検体及び穿刺針36に送信される。   The transmission circuit 13 generates a plurality of drive signals for transmitting an ultrasonic beam from the ultrasonic transducer unit 40 (FIG. 2). The plurality of generated drive signals are output to the ultrasonic transducer unit 40 of the ultrasonic endoscope 2. Thereby, an ultrasonic beam is transmitted from the ultrasonic transducer unit 40 to the subject and the puncture needle 36.

超音波ビームが被検体及び穿刺針36から反射されて生じた超音波エコーを受信することによって超音波トランスデューサ部40において得られる複数の受信信号は、超音波内視鏡2から受信回路14に入力されて、ディジタル受信信号に変換される。このディジタル受信信号は、Bモード処理部15の位相整合部51(図3)に出力され、位相整合部51において受信フォーカス処理が施されて、音線データが形成される。位相整合部51において形成された音線データは、音線メモリ52に格納されると共に、穿刺針強調部16の相関値算出部61(図3)に出力される。   A plurality of reception signals obtained in the ultrasonic transducer unit 40 by receiving an ultrasonic echo generated by the reflection of the ultrasonic beam from the subject and the puncture needle 36 are input from the ultrasonic endoscope 2 to the reception circuit 14. And converted into a digital received signal. This digital received signal is output to the phase matching unit 51 (FIG. 3) of the B-mode processing unit 15 and subjected to reception focus processing in the phase matching unit 51 to form sound ray data. The sound ray data formed in the phase matching unit 51 is stored in the sound ray memory 52 and output to the correlation value calculation unit 61 (FIG. 3) of the puncture needle emphasizing unit 16.

穿刺針強調部16の相関値算出部61においては、Bモード処理部15の位相整合部51から入力される音線データによって表される波形と、参照信号メモリ63から読み出した第1から第4の参照信号データRef1〜Ref4によって表される波形との相関値が算出される。   In the correlation value calculation unit 61 of the puncture needle emphasizing unit 16, the waveform represented by the sound ray data input from the phase matching unit 51 of the B mode processing unit 15 and the first to fourth read out from the reference signal memory 63. Correlation values with the waveforms represented by the reference signal data Ref1 to Ref4 are calculated.

ここで、図6の(A)に示すような、穿刺針36の第1の位置P1(図4参照)に向けて送信された超音波ビーム(音線n)のエコー信号に相当する音線データについては、図6の(B)から(E)に示すように、第1の参照信号データRef1によって表される波形との相関値CRef1が最大となり、第2の参照信号データRef2によって表される波形との相関値CRef2、第3の参照信号データRef3によって表される波形との相関値CRef3、及び、第4の参照信号データRef4によって表される波形との相関値CRef4の順番で小さくなる。   Here, as shown in FIG. 6A, a sound ray corresponding to an echo signal of an ultrasonic beam (sound ray n) transmitted toward the first position P1 (see FIG. 4) of the puncture needle 36. For the data, as shown in FIGS. 6B to 6E, the correlation value CRef1 with the waveform represented by the first reference signal data Ref1 is maximized, and is represented by the second reference signal data Ref2. Correlation value CRef2 with the waveform, correlation value CRef3 with the waveform represented by the third reference signal data Ref3, and correlation value CRef4 with the waveform represented by the fourth reference signal data Ref4 decrease in this order. .

これに対して、穿刺針36の第2の位置P2(図4参照)に向けて送信された超音波ビーム(音線m)のエコー信号に相当する音線データについては、第2の参照信号データRef2によって表される波形との相関値CRef2が最大となり、穿刺針36の第3の位置P3に向けて送信された超音波ビーム(音線l)のエコー信号に相当する音線データについては、第3の参照信号データRef3によって表される波形との相関値CRef3が最大となり、穿刺針36の第4の位置P4に向けて送信された超音波ビーム(音線k)のエコー信号に相当する音線データについては、第4の参照信号データRef4によって表される波形との相関値CRef4が最大となる。   On the other hand, for the sound ray data corresponding to the echo signal of the ultrasonic beam (sound ray m) transmitted toward the second position P2 (see FIG. 4) of the puncture needle 36, the second reference signal is used. Regarding the sound ray data corresponding to the echo signal of the ultrasonic beam (sound ray l) transmitted toward the third position P3 of the puncture needle 36, the correlation value CRef2 with the waveform represented by the data Ref2 is maximized. The correlation value CRef3 with the waveform represented by the third reference signal data Ref3 is maximized, and corresponds to the echo signal of the ultrasonic beam (sound ray k) transmitted toward the fourth position P4 of the puncture needle 36. As for the sound ray data, the correlation value CRef4 with the waveform represented by the fourth reference signal data Ref4 is maximized.

相関値算出部61において算出された相関値CRef1〜CRef4を表す相関値データは、相関値メモリ62に格納される。
DSC17のRGB処理部71は、Bモード処理部15から入力されるBモード用画像データの3つの色信号(R信号、G信号及びB信号)の各々の振幅を0〜200階調で表すと共に、穿刺針強調部16の相関値メモリ62から読み出した相関値データに応じてBモード画像のR信号の振幅を大きくする。
Correlation value data representing the correlation values CRef <b> 1 to CRef <b> 4 calculated by the correlation value calculation unit 61 is stored in the correlation value memory 62.
The RGB processing unit 71 of the DSC 17 represents the amplitude of each of the three color signals (R signal, G signal, and B signal) of the B mode image data input from the B mode processing unit 15 with 0 to 200 gradations. The amplitude of the R signal of the B-mode image is increased according to the correlation value data read from the correlation value memory 62 of the puncture needle emphasizing unit 16.

このとき、図5に示すように、Bモード用画像データのR信号の振幅は第1から第4の相関値CRef1〜CRef4に対して重み付けがされて加算されるため、R信号の振幅は、第1の参照信号データRef1によって表される波形との相関値CRef1が最大となる音線データについて一番大きくなり、第2の参照信号データRef2によって表される波形との相関値CRef2が最大となる音線データ、第3の参照信号データRef3によって表される波形との相関値CRef3が最大となる音線データ、及び、第4の参照信号データRef4によって表される波形との相関値CRef4が最大となる音線データの順番で小さくなる。その結果、DSC17の走査変換部72(図3)においてラスター変換された画像データ(超音波断層像)においては穿刺針36の先端ほど赤色が濃くなるので、穿刺針36の位置に応じて色相を変化させることができる。これにより、オペレータは、表示装置4に表示された超音波断層像において穿刺針36の先端の位置を容易に確認しながら、患者の患部の処理を行うことができる。   At this time, as shown in FIG. 5, the amplitude of the R signal of the B-mode image data is weighted and added to the first to fourth correlation values CRef1 to CRef4. The sound ray data having the largest correlation value CRef1 with the waveform represented by the first reference signal data Ref1 is the largest, and the correlation value CRef2 with the waveform represented by the second reference signal data Ref2 is the largest. And the sound ray data having the maximum correlation value CRef3 with the waveform represented by the third reference signal data Ref3 and the correlation value CRef4 with the waveform represented by the fourth reference signal data Ref4. It becomes smaller in the order of the maximum sound ray data. As a result, in the image data (ultrasonic tomographic image) raster-converted by the scan conversion unit 72 (FIG. 3) of the DSC 17, the red color becomes darker toward the tip of the puncture needle 36. Can be changed. Thereby, the operator can process the affected area of the patient while easily confirming the position of the tip of the puncture needle 36 in the ultrasonic tomographic image displayed on the display device 4.

以上の説明においては、穿刺針36の4つの位置に対応して、参照信号として4つの参照信号(第1から第4の参照信号データRef1〜Ref4)を用いたが、参照信号の数は任意で良い。なお、参照信号の数を1つにする場合には、穿刺針36の先端の位置からの超音波ビームのエコー信号を予め計測して参照信号を得るようにした方が良い。
また、図4に示すように穿刺針36の各位置からのエコー信号を予め計測して参照信号を得る場合には、穿刺針36にメッシュ加工を施すと良い。このとき、穿刺針36の根元ほどメッシュサイズを小さくすることが望ましい。
In the above description, four reference signals (first to fourth reference signal data Ref1 to Ref4) are used as reference signals corresponding to the four positions of the puncture needle 36, but the number of reference signals is arbitrary. Good. When the number of reference signals is one, it is preferable to obtain the reference signal by measuring the echo signal of the ultrasonic beam from the position of the tip of the puncture needle 36 in advance.
In addition, as shown in FIG. 4, when the echo signal from each position of the puncture needle 36 is measured in advance to obtain a reference signal, the puncture needle 36 may be meshed. At this time, it is desirable to make the mesh size smaller at the base of the puncture needle 36.

さらに、穿刺針36の刺入角が変わっても対応できるようにするために、超音波ビームと穿刺針36との間の複数種類の角度毎の反射信号を予め計測して参照信号を得るようにしても良い。
また、穿刺針36が強調される場合について説明したが、血管内ステントやカテーテルのような人工物についても、超音波ビームの人工物からの反射信号を予め計測して得た参照信号を表す参照信号データを参照信号メモリ63(図3)に格納しておくことにより、本発明を適用することができる。
Furthermore, in order to be able to cope with changes in the insertion angle of the puncture needle 36, a reflected signal for each of a plurality of types of angles between the ultrasonic beam and the puncture needle 36 is measured in advance to obtain a reference signal. Anyway.
Moreover, although the case where the puncture needle 36 is emphasized was demonstrated, the reference showing the reference signal obtained by previously measuring the reflected signal from the artifact of an ultrasonic beam also about artifacts, such as an intravascular stent and a catheter, is shown. By storing the signal data in the reference signal memory 63 (FIG. 3), the present invention can be applied.

次に、本発明の第2の実施形態に係る超音波内視鏡装置について図7及び図8を参照しながら説明する。
図7に示すように、本実施形態に係る超音波内視鏡装置は、図1に示す穿刺針強調部16が、図3に示す相間値算出部61、相間値メモリ62及び参照信号メモリ63の代わりに、閾値処理部81及び処理結果メモリ82を備える点と、DSC17のRGB処理部71が、第1から第4の相間値CRef1〜CRef4に応じてR信号の振幅を大きくする代わりに、穿刺針強調部16の処理結果メモリ82から入力される処理結果データに応じてR信号の振幅を大きくする点において、第1の実施形態と異なっている。
Next, an ultrasonic endoscope apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 7, in the ultrasonic endoscope apparatus according to the present embodiment, the puncture needle emphasis unit 16 shown in FIG. 1 includes an interphase value calculation unit 61, an interphase value memory 62 and a reference signal memory 63 shown in FIG. 3. Instead of the point that the threshold processing unit 81 and the processing result memory 82 are provided and the RGB processing unit 71 of the DSC 17 increases the amplitude of the R signal according to the first to fourth interphase values CRef1 to CRef4, This is different from the first embodiment in that the amplitude of the R signal is increased according to the processing result data input from the processing result memory 82 of the puncture needle emphasizing unit 16.

図8に示すように、穿刺針強調部16の閾値処理部81は、Bモード処理部15の位相整合部51から入力される音線データによって表される波形の振幅が所定の閾値を超えるとハイレベルになる閾値処理結果データを出力する。処理結果メモリ82は、閾値処理部81から入力される閾値処理結果データを格納する。   As shown in FIG. 8, when the threshold value processing unit 81 of the puncture needle emphasizing unit 16 has an amplitude of the waveform represented by the sound ray data input from the phase matching unit 51 of the B-mode processing unit 15 exceeds a predetermined threshold value. The threshold processing result data that becomes high level is output. The processing result memory 82 stores threshold processing result data input from the threshold processing unit 81.

本実施形態に係る超音波内視鏡装置においては、例えば、図8の(A)に示すような、穿刺針36の第1の位置P1(図4参照)に向けて送信された超音波ビーム(音線n)のエコー信号に相当する音線データについては、図8の(B)に示すように、その振幅が閾値を超える部分が生じる。その結果、この部分がハイレベルとなる閾値処理結果データが、図7に示す閾値処理部81によって作成されて、処理結果メモリ82に格納される。DSC17のRGB処理部71は、Bモード処理部15から入力されるBモード画像の3つの色信号(R信号、G信号及びB信号)の各々の振幅を0〜200階調で表すと共に、処理結果メモリ82から読み出した閾値処理結果データがハイレベルの部分に相当する画素のR信号の振幅を255階調とする。
穿刺針36の第2から第4の位置P2〜P4(図4参照))に向けて送信された超音波ビーム(音線m〜k)のエコー信号に相当する音線データについても、その振幅が閾値を超える部分が生じるため、同様にして、DSC17のRGB処理部71において、閾値処理結果データがハイレベルの部分に相当する画素のR信号の振幅は255階調とされる。
これにより、穿刺針36が赤色とされた超音波断層像が、表示装置4に表示される。
In the ultrasonic endoscope apparatus according to the present embodiment, for example, an ultrasonic beam transmitted toward the first position P1 (see FIG. 4) of the puncture needle 36 as shown in FIG. As for the sound ray data corresponding to the echo signal of (sound ray n), as shown in FIG. As a result, threshold processing result data in which this portion is at a high level is created by the threshold processing unit 81 shown in FIG. 7 and stored in the processing result memory 82. The RGB processing unit 71 of the DSC 17 represents the amplitude of each of the three color signals (R signal, G signal, and B signal) of the B mode image input from the B mode processing unit 15 with 0 to 200 gradations, and performs processing. The amplitude of the R signal of the pixel corresponding to the high level portion of the threshold processing result data read from the result memory 82 is 255 gradations.
The amplitude of the sound ray data corresponding to the echo signal of the ultrasonic beam (sound ray m to k) transmitted toward the second to fourth positions P2 to P4 (see FIG. 4) of the puncture needle 36 is also determined. In the same manner, in the RGB processing unit 71 of the DSC 17, the amplitude of the R signal of the pixel corresponding to the portion where the threshold processing result data is at the high level is set to 255 gradations.
Thereby, an ultrasonic tomographic image in which the puncture needle 36 is red is displayed on the display device 4.

本実施形態に係る超音波内視鏡装置においては、音線データによって表される波形と参照信号によって表される波形との相関値を算出する必要がないため、上述した第1の実施形態に係る超音波内視鏡装置よりも低コスト化を実現することができる。また、本実施形態に係る超音波内視鏡装置においては、穿刺針以外の反射率の大きい人工物についても、その部分を赤色にして強調した超音波断層像を表示することができる。   In the ultrasonic endoscope apparatus according to the present embodiment, it is not necessary to calculate the correlation value between the waveform represented by the sound ray data and the waveform represented by the reference signal. Cost reduction can be realized as compared with such an ultrasonic endoscope apparatus. In addition, in the ultrasonic endoscope apparatus according to the present embodiment, an ultrasonic tomographic image in which an artificial object having a high reflectance other than the puncture needle is highlighted in red can be displayed.

次に、本発明の第3の実施形態に係る超音波内視鏡装置について図9を参照しながら説明する。
本実施形態に係る超音波内視鏡装置は、穿刺針強調部16が、閾値処理部92の前段に微分処理部91を備える点において、第2の実施形態と異なっている。
Next, an ultrasonic endoscope apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The ultrasonic endoscope apparatus according to the present embodiment is different from the second embodiment in that the puncture needle emphasizing unit 16 includes a differential processing unit 91 in the preceding stage of the threshold processing unit 92.

微分処理部91は、Bモード処理部15の位相整合部51から入力される音線データによって表される波形を微分することにより、エッジ信号を抽出する。閾値処理部92は、微分処理部91によって抽出されたエッジ信号の振幅が所定の閾値を超えるとハイレベルになる閾値処理結果データを出力する。処理結果メモリ93は、閾値処理部92から入力される閾値処理結果データを格納するためのものである。   The differentiation processing unit 91 extracts an edge signal by differentiating the waveform represented by the sound ray data input from the phase matching unit 51 of the B mode processing unit 15. The threshold processing unit 92 outputs threshold processing result data that becomes a high level when the amplitude of the edge signal extracted by the differentiation processing unit 91 exceeds a predetermined threshold. The processing result memory 93 is for storing threshold processing result data input from the threshold processing unit 92.

本実施形態に係る超音波内視鏡装置においては、エッジ信号の振幅が所定の閾値を超えた部分に相当するBモード画像の画素のR信号の振幅を255階調とすることにより、穿刺針36の輪郭線が赤色とされた超音波断層像を表示装置4に表示させることができる。   In the ultrasonic endoscope apparatus according to the present embodiment, the puncture needle is obtained by setting the amplitude of the R signal of the pixel of the B-mode image corresponding to the portion where the amplitude of the edge signal exceeds a predetermined threshold value to 255 gradations. An ultrasonic tomographic image in which the 36 contour lines are red can be displayed on the display device 4.

本実施形態に係る超音波内視鏡装置においては、音線データによって表される波形と参照信号によって表される波形との相関値を算出する必要がないため、上述した第1の実施形態に係る超音波内視鏡装置よりも低コスト化を実現することができる。また、本実施形態に係る超音波内視鏡装置においては、穿刺針以外の反射率の大きい人工物についても、その輪郭線を赤色にして強調した超音波断層像を表示することができる。   In the ultrasonic endoscope apparatus according to the present embodiment, it is not necessary to calculate the correlation value between the waveform represented by the sound ray data and the waveform represented by the reference signal. Cost reduction can be realized as compared with such an ultrasonic endoscope apparatus. Moreover, in the ultrasonic endoscope apparatus according to the present embodiment, an ultrasonic tomographic image in which an outline other than a puncture needle with a high reflectance is emphasized with a red outline can be displayed.

以上の説明においては、DSC17のRGB処理部71が、相関値及び閾値処理結果に応じてR信号の振幅を大きくしたが、G信号又はB信号の振幅を大きくしても良い。また、R信号、G信号及びB信号すべての振幅を、相関値又は閾値処理結果に応じて大きくすることにより、穿刺針36の輝度を大きくした超音波断層像を表示するようにしても良い。   In the above description, the RGB processing unit 71 of the DSC 17 increases the amplitude of the R signal according to the correlation value and the threshold processing result, but the amplitude of the G signal or the B signal may be increased. Further, an ultrasonic tomographic image in which the luminance of the puncture needle 36 is increased may be displayed by increasing the amplitudes of all of the R signal, the G signal, and the B signal in accordance with the correlation value or the threshold processing result.

また、図1に示すように穿刺針強調ボタン20を超音波観測装置3の操作卓11に設けたが、例えば穿刺針強調ボタン20を超音波内視鏡2の操作部22(図2)に設けて、操作部22から超音波観測装置3のCPU12に穿刺針強調指示信号Bを出力するようにしても良い。   Further, as shown in FIG. 1, the puncture needle emphasis button 20 is provided on the console 11 of the ultrasonic observation apparatus 3. For example, the puncture needle emphasis button 20 is provided on the operation unit 22 (FIG. 2) of the ultrasonic endoscope 2. The puncture needle emphasis instruction signal B may be output from the operation unit 22 to the CPU 12 of the ultrasonic observation apparatus 3.

さらに、超音波観測装置3は、超音波内視鏡2に接続して使用したが、体外式の超音波プローブに接続して使用しても良い。但し、超音波内視鏡2においては、超音波トランスデューサ部が小さいために画質が低下し易いので、体外式の超音波プローブよりも超音波内視鏡2に接続して使用した場合の方が、穿刺針強調によるメリットは大きい。   Furthermore, although the ultrasonic observation apparatus 3 is used by being connected to the ultrasonic endoscope 2, it may be used by being connected to an external ultrasonic probe. However, in the ultrasonic endoscope 2, since the ultrasonic transducer part is small, the image quality is likely to deteriorate. Therefore, the ultrasonic endoscope 2 is used when connected to the ultrasonic endoscope 2 rather than the external ultrasonic probe. The merit by puncture needle emphasis is great.

本発明は、患者の体内に挿入された穿刺針等の人工物を強調した超音波断層像を得るための超音波観測装置、及び、そのような超音波観測装置を備えた超音波内視鏡装置に利用することができる。   The present invention relates to an ultrasonic observation apparatus for obtaining an ultrasonic tomographic image in which an artificial object such as a puncture needle inserted into a patient's body is emphasized, and an ultrasonic endoscope including such an ultrasonic observation apparatus. Can be used in the device.

本発明の第1の実施形態に係る超音波内視鏡装置1の構成を示す図である。1 is a diagram showing a configuration of an ultrasonic endoscope apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. 図1に示す超音波内視鏡2の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ultrasonic endoscope 2 shown in FIG. 図1に示すBモード処理部15、穿刺針強調部16及びDSC17の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the B mode process part 15, the puncture needle emphasis part 16, and DSC17 which are shown in FIG. 参照信号データの作成方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the production method of reference signal data. 図3に示すRGB処理部71の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the RGB process part 71 shown in FIG. 図3に示す相関値算出部61の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the correlation value calculation part 61 shown in FIG. 本発明の第2の実施形態に係る超音波内視鏡装置1の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ultrasonic endoscope apparatus 1 which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図7に示す閾値処理部81の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the threshold value process part 81 shown in FIG. 本発明の第3の実施形態に係る超音波内視鏡装置1の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ultrasonic endoscope apparatus 1 which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 超音波内視鏡装置
2 超音波内視鏡
3 超音波観測装置
4 表示装置
11 操作卓
12 CPU
13 送信回路
14 受信回路
15 Bモード処理部
16 穿刺針強調部
17 DSC
18 画像メモリ
19 D/A変換器
20 穿刺針強調ボタン
31 挿入部
32 操作部
33 接続コード
34 ユニバーサルコード
35 処置具挿入口
36 穿刺針
40 超音波トランスデューサ部
51 位相整合部
52 音線メモリ
53 検波部
61 相関値算出部
62 相関値メモリ
63 参照信号メモリ
71 RGB処理部
72 走査変換部
81、92 閾値処理部
82、93 処理結果メモリ
91 微分処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic endoscope apparatus 2 Ultrasonic endoscope 3 Ultrasonic observation apparatus 4 Display apparatus 11 Console 12 CPU
13 Transmission Circuit 14 Reception Circuit 15 B Mode Processing Unit 16 Puncture Needle Enhancement Unit 17 DSC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 Image memory 19 D / A converter 20 Puncture needle emphasis button 31 Insertion part 32 Operation part 33 Connection code 34 Universal code 35 Treatment tool insertion port 36 Puncture needle 40 Ultrasonic transducer part 51 Phase matching part 52 Sound ray memory 53 Detection part 61 Correlation Value Calculation Unit 62 Correlation Value Memory 63 Reference Signal Memory 71 RGB Processing Unit 72 Scan Conversion Unit 81, 92 Threshold Processing Unit 82, 93 Processing Result Memory 91 Differentiation Processing Unit

Claims (17)

超音波トランスデューサから送信された超音波ビームが被検体及び人工物から反射されて生じる超音波エコーに基づいて得られる受信信号を処理する受信回路と、
前記受信回路によって処理された受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成手段と、
超音波画像において人工物を強調するために操作される人工物強調操作手段と、
前記人工物強調操作手段の操作に従って、前記超音波画像生成手段によって生成される超音波画像において人工物を強調するための処理を行う人工物強調処理手段と、
を具備する超音波観測装置。
A receiving circuit for processing a received signal obtained based on an ultrasonic echo generated by reflection of an ultrasonic beam transmitted from an ultrasonic transducer from a subject and an artificial object;
Ultrasonic image generating means for generating an ultrasonic image based on the received signal processed by the receiving circuit;
An artifact-enhancing operation means operated to enhance the artifact in the ultrasonic image;
An artifact enhancement processing means for performing processing for enhancing the artifact in the ultrasound image generated by the ultrasound image generation means in accordance with the operation of the artifact enhancement operation means;
An ultrasonic observation apparatus comprising:
前記人工物強調処理手段が、
受信信号に対して位相整合処理を行って得られる音線データによって表される波形と、人工物を撮像して得られた少なくとも1つの参照信号の波形との相関値を算出する相関値算出手段と、
参照信号を表す参照信号データを格納するための参照信号メモリと、
前記相関値算出手段によって算出された相関値を表す相関値データを格納するための相関値メモリと、
を備え、前記相関値算出手段によって算出された相関値に基づいて、人工物を強調するための処理を行う、
請求項1記載の超音波観測装置。
The artifact enhancement processing means is
Correlation value calculating means for calculating a correlation value between a waveform represented by sound ray data obtained by performing phase matching processing on a received signal and a waveform of at least one reference signal obtained by imaging an artifact. When,
A reference signal memory for storing reference signal data representing the reference signal;
A correlation value memory for storing correlation value data representing the correlation value calculated by the correlation value calculation means;
And based on the correlation value calculated by the correlation value calculation means, a process for enhancing an artifact is performed.
The ultrasonic observation apparatus according to claim 1.
前記参照信号が、人工物の複数の位置からの超音波エコーを予め計測して得られたものである、請求項2記載の超音波観測装置。   The ultrasonic observation apparatus according to claim 2, wherein the reference signal is obtained by measuring ultrasonic echoes from a plurality of positions of the artifact in advance. 前記参照信号が、超音波ビームと人工物との間の複数種類の角度毎の超音波エコーを予め計測して得られたものである、請求項2記載の超音波観測装置。   The ultrasonic observation apparatus according to claim 2, wherein the reference signal is obtained by measuring in advance ultrasonic echoes at a plurality of types of angles between the ultrasonic beam and the artifact. 前記超音波画像生成手段が、前記人工物強調処理手段から出力される信号に従って、超音波画像を表示するために用いられる3つの色信号の内の少なくとも1つの色信号の振幅を大きくすることにより人工物を強調する色信号処理手段を含む、請求項1〜4のいずれか1項記載の超音波観測装置。   The ultrasonic image generating means increases the amplitude of at least one of the three color signals used for displaying the ultrasonic image in accordance with the signal output from the artifact enhancement processing means. The ultrasonic observation apparatus according to claim 1, further comprising a color signal processing unit that emphasizes an artifact. 前記色信号処理手段が、音線データによって表される波形と複数の参照信号によって表される波形との相関値に応じて、かつ、複数の参照信号毎に重み付けをして、超音波画像を表示するために用いられる3つの色信号の内の少なくとも1つの色信号の振幅を大きくすることにより人工物を強調する、請求項5記載の超音波観測装置。   The color signal processing means weights each of the plurality of reference signals according to the correlation value between the waveform represented by the sound ray data and the waveforms represented by the plurality of reference signals, and converts the ultrasonic image The ultrasonic observation apparatus according to claim 5, wherein the artifact is emphasized by increasing an amplitude of at least one of the three color signals used for display. 前記人工物強調処理手段が、
受信信号に対して位相整合処理を行って得られる音線データによって表される波形の振幅と所定の閾値とを比較する閾値処理手段と、
前記閾値処理手段における比較結果を表す閾値処理結果データを格納するための処理結果メモリと、
を備え、音線データによって表される波形の振幅が閾値よりも大きい場合に、人工物を強調するための処理を行う、
請求項1記載の超音波観測装置。
The artifact enhancement processing means is
Threshold processing means for comparing the amplitude of a waveform represented by sound ray data obtained by performing phase matching processing on a received signal with a predetermined threshold;
A processing result memory for storing threshold processing result data representing a comparison result in the threshold processing means;
When the amplitude of the waveform represented by the sound ray data is larger than a threshold value, a process for enhancing an artifact is performed.
The ultrasonic observation apparatus according to claim 1.
前記人工物強調処理手段が、
受信信号に対して位相整合処理を行って得られる音線データによって表される波形を微分する微分処理手段と、
前記微分処理手段によって得られた微分値と所定の閾値とを比較する閾値処理手段と、
前記閾値処理手段における比較結果を表す閾値処理結果データを格納するための処理結果メモリと、
を備え、微分値が閾値よりも大きい場合に、人工物を強調するための処理を行う、
請求項1記載の超音波観測装置。
The artifact enhancement processing means is
Differential processing means for differentiating a waveform represented by sound ray data obtained by performing phase matching processing on a received signal;
Threshold processing means for comparing the differential value obtained by the differential processing means with a predetermined threshold;
A processing result memory for storing threshold processing result data representing a comparison result in the threshold processing means;
When the differential value is larger than the threshold value, a process for emphasizing the artifact is performed.
The ultrasonic observation apparatus according to claim 1.
前記人工物が、超音波内視鏡において用いられる穿刺針である、請求項1〜8のいずれか1項記載の超音波観測装置。   The ultrasonic observation apparatus according to claim 1, wherein the artificial object is a puncture needle used in an ultrasonic endoscope. 前記穿刺針の位置に応じてメッシュ加工が施されている、請求項9記載の超音波観測装置。   The ultrasonic observation apparatus according to claim 9, wherein mesh processing is performed according to a position of the puncture needle. 請求項1〜10のいずれかに記載の超音波観測装置と、
前記超音波観測装置に接続され、超音波を送受信するための超音波トランスデューサ部、及び、人工物を突出させるための孔を備えた超音波内視鏡と、
を具備する超音波内視鏡装置。
The ultrasonic observation apparatus according to any one of claims 1 to 10,
An ultrasonic transducer connected to the ultrasonic observation apparatus, for transmitting and receiving ultrasonic waves, and an ultrasonic endoscope having a hole for projecting an artifact;
An ultrasonic endoscope apparatus comprising:
前記人工物強調操作手段が、前記超音波内視鏡に設けられている、請求項11記載の超音波内視鏡装置。   The ultrasonic endoscope apparatus according to claim 11, wherein the artifact enhancement operation means is provided in the ultrasonic endoscope. 超音波トランスデューサから送信された超音波ビームが被検体及び人工物から反射されて生じる超音波エコーに基づいて得られる受信信号を処理する第1のステップと、
前記第1のステップにおいて処理された受信信号に基づいて、超音波画像に含まれている人工物を強調するための処理を行う第2のステップと、
前記第2のステップにおいて人工物が強調された超音波画像を生成する第3のステップと、
を具備する画像処理方法。
A first step of processing a received signal obtained based on an ultrasonic echo generated by reflection of an ultrasonic beam transmitted from an ultrasonic transducer from a subject and an artifact;
A second step of performing a process for enhancing an artifact included in the ultrasonic image based on the received signal processed in the first step;
A third step of generating an ultrasound image in which the artifact is emphasized in the second step;
An image processing method comprising:
前記第2のステップが、前記第1のステップにおいて処理された受信信号に対して位相整合処理を行って得られる音線データによって表される波形と、人工物を撮像して得られた少なくとも1つの参照信号の波形との相関値を算出し、算出した相関値に基づいて、人工物を強調するための処理を行うことを含む、請求項13記載の画像処理方法。   In the second step, at least one obtained by imaging a waveform represented by sound ray data obtained by performing phase matching processing on the reception signal processed in the first step, and an artifact. The image processing method according to claim 13, further comprising: calculating a correlation value with the waveforms of the two reference signals, and performing a process for enhancing the artifact based on the calculated correlation value. 前記第2のステップが、音線データによって表される波形と複数の参照信号によって表される波形との相関値に応じて、かつ、複数の参照信号毎に重み付けをして、超音波画像を表示するために用いられる3つの色信号の内の少なくとも1つの色信号の振幅を大きくすることにより人工物を強調することを含む、請求項14記載の画像処理方法。   The second step performs weighting for each of the plurality of reference signals according to a correlation value between the waveform represented by the sound ray data and the waveforms represented by the plurality of reference signals. The image processing method according to claim 14, comprising enhancing an artifact by increasing an amplitude of at least one of the three color signals used for display. 前記第2のステップが、受信信号に対して位相整合処理を行って得られる音線データによって表される波形の振幅と所定の閾値とを比較し、音線データによって表される波形の振幅が閾値よりも大きい場合に、人工物を強調するための処理を行うことを含む、請求項13記載の画像処理方法。   In the second step, the amplitude of the waveform represented by the sound ray data obtained by performing the phase matching process on the received signal is compared with a predetermined threshold, and the amplitude of the waveform represented by the sound ray data is determined. The image processing method according to claim 13, further comprising: performing processing for emphasizing the artifact when larger than the threshold value. 前記第2のステップが、受信信号に対して位相整合処理を行って得られる音線データによって表される波形を微分して得た微分値と、所定の閾値とを比較し、微分値が閾値よりも大きい場合に、人工物を強調するための処理を行うことを含む、請求項13記載の画像処理方法。   The second step compares a differential value obtained by differentiating a waveform represented by sound ray data obtained by performing phase matching processing on the received signal with a predetermined threshold value, and the differential value is a threshold value. The image processing method of Claim 13 including performing the process for emphasizing an artifact when larger than this.
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