JP2007151606A - Ultrasonograph and method for measuring shape of blood vessel - Google Patents

Ultrasonograph and method for measuring shape of blood vessel Download PDF

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JP2007151606A JP2005346949A JP2005346949A JP2007151606A JP 2007151606 A JP2007151606 A JP 2007151606A JP 2005346949 A JP2005346949 A JP 2005346949A JP 2005346949 A JP2005346949 A JP 2005346949A JP 2007151606 A JP2007151606 A JP 2007151606A
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Kazuhiro Tamura
和宏 田村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent damage to a blood vessel wall by an intravascular device. <P>SOLUTION: When an intravascular examination/treatment is performed under an image data observation, a signal detecting part 1 and an image data generating part 2 perform a three-dimensional ultrasound scan on a subject in which the intravascular device is inserted and generate B mode three-dimensional image data and Doppler mode three-dimensional image data. Next, a distal end detecting part 31 of the intravascular device detects a position of a distal end of the intravascular device from contour information of the B mode three-dimensional image data and generates three-dimensional blood vessel data by extracting the shape of the blood vessel of the Doppler mode three-dimensional image data in a region of interest of a prescribed size set with the position of the distal end as the center. Then, a pressed region detecting part 35 detects a position of the blood vessel wall where a pressure is applied by the intravascular device based on blood vessel inner diameter values at a plurality of measurement points of the inner diameters set in the travelling direction of the three-dimensional blood vessel data. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波診断装置及び血管形状計測方法に係り、特に、血管内デバイスの挿入に伴う血管形状変化のモニタリングを可能とする超音波診断装置及び血管形状計測方法に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus and a blood vessel shape measuring method, and more particularly to an ultrasonic diagnostic apparatus and a blood vessel shape measuring method that enable monitoring of a blood vessel shape change accompanying insertion of an intravascular device.

近年、MIT(Minimally Invasive Treatment)と呼ばれる最小侵襲治療が注目を浴びている。虚血性の脳疾患患者や心疾患患者に対するMITの代表的なものとして画像観察下にてカテーテル等を用いた、所謂インターベンション治療が挙げられる。   In recent years, a minimally invasive treatment called MIT (Minimally Invasive Treatment) has attracted attention. A typical example of MIT for patients with ischemic brain disease or heart disease is so-called interventional treatment using a catheter or the like under image observation.

内壁にコレステロールが沈着して狭窄が発生した脳血管や心臓血管、更には末梢血管等の検査や治療に用いられる検査/治療デバイス(以下では、これらを纏めて血管内デバイスと呼ぶ。)として、血管内に造影剤を注入する造影剤注入用カテーテル、狭窄部位を径方向に拡張するバルーン付きカテーテル、このバルーンによって拡張された血管径を維持するステントを留置するためのステント用カテーテル、更には、カテーテルの先端に装着した微小カッターを血管内で移動あるいは回転させて狭窄部位の沈着物(プラーク)を切除するDCA(方向性冠動脈プラーク切除器)やロータブレータ等があり、これらの血管内デバイスには、その挿入方向を制御するためのガイドワイヤが装着されている。   As an inspection / treatment device (hereinafter collectively referred to as an intravascular device) used for the inspection and treatment of cerebrovascular and cardiovascular, in which stenosis has occurred due to the deposition of cholesterol on the inner wall and peripheral blood vessels, etc. A catheter for contrast medium injection for injecting a contrast medium into a blood vessel, a catheter with a balloon for radially expanding a stenosis site, a stent catheter for placing a stent for maintaining a blood vessel diameter expanded by the balloon, There are DCA (Directive Coronary Plaque Excisor) and rotablator which move or rotate a micro cutter attached to the tip of the catheter in the blood vessel to remove the deposit (plaque) at the stenosis site. A guide wire for controlling the insertion direction is attached.

そして、X線診断装置や超音波診断装置等の画像診断装置によって得られた画像データのリアルタイム観察下にて上述の血管内デバイスの挿入を行なうことにより、安全かつ正確な血管内検査/治療を効率よく行なうことが可能となる。   Then, by inserting the aforementioned intravascular device under real-time observation of image data obtained by an image diagnostic apparatus such as an X-ray diagnostic apparatus or an ultrasonic diagnostic apparatus, safe and accurate intravascular examination / treatment can be performed. It becomes possible to carry out efficiently.

特に、超音波診断装置は、超音波プローブを体表に接触させるだけの簡単な操作で2次元画像データのリアルタイム観察を可能にし、更に、近年では、超音波振動素子が1次元配列された超音波プローブの機械的移動、あるいは超音波振動素子が2次元配列された所謂2次元アレイ超音波プローブによりBモード3次元画像データやドプラモード3次元画像データを生成する方法が開発されている。そして、これらの3次元画像データにおける血管輪郭を抽出し、得られた輪郭データに基づいて各種解析を行なう方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   In particular, the ultrasonic diagnostic apparatus enables real-time observation of two-dimensional image data with a simple operation by simply bringing an ultrasonic probe into contact with the body surface. Furthermore, in recent years, an ultrasonic transducer in which one-dimensionally arranged ultrasonic vibration elements are available. A method of generating B-mode three-dimensional image data or Doppler mode three-dimensional image data using a so-called two-dimensional array ultrasonic probe in which a mechanical movement of an acoustic probe or two-dimensionally arranged ultrasonic vibration elements is developed. And the method of extracting the blood vessel outline in these three-dimensional image data and performing various analysis based on the obtained outline data is proposed (for example, refer patent document 1).

更に、血管の画像データとこの血管の内部に挿入された血管内デバイスの画像データをリアルタイム観察することにより、複雑な分岐構造を呈した血管内の所望方向あるいは所望位置に血管内デバイスの先端部を容易かつ正確に進向あるいは配置することが可能となる。
特開2004−283373号公報
Furthermore, by observing the image data of the blood vessel and the image data of the intravascular device inserted into the blood vessel in real time, the distal end portion of the intravascular device is placed in a desired direction or a desired position in the blood vessel having a complicated branch structure. Can be easily and accurately advanced or arranged.
JP 2004-283373 A

上述のように超音波画像データのリアルタイム観察下で血管内デバイスを操作することにより、血管内検査あるいは血管内治療を効率よく行なうことが可能となる。しかしながら、血管の走行と血管内デバイスの挿入方向が一致しない場合血管壁は血管内デバイスによって不用意な押圧を受け、特に、プラーク等が沈着して脆くなった血管壁に血管内デバイスによる押圧が加わった場合には損傷が生ずる危険性があった。このような問題点に対し、従来の超音波診断装置では血管内デバイスの血管壁に対する押圧の有無やその程度を正確に計測あるいは評価する機能が備えられていなかったため、医師や検査技師ら(以下では、これらを纏めて操作者と呼ぶ。)は、血管内デバイスによる血管壁の損傷を確実に防止することが困難であった。   By operating the intravascular device under real-time observation of ultrasonic image data as described above, it is possible to efficiently perform intravascular inspection or intravascular treatment. However, when the running direction of the blood vessel and the insertion direction of the intravascular device do not match, the blood vessel wall is inadvertently pressed by the intravascular device. There was a risk of damage if added. With respect to such problems, conventional ultrasonic diagnostic apparatuses do not have a function of accurately measuring or evaluating the presence or absence of the pressure on the blood vessel wall of the intravascular device. Then, these are collectively called an operator), and it has been difficult to reliably prevent damage to the blood vessel wall by the intravascular device.

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像データの観察下にて血管内デバイスを用い検査や治療を行なう際、血管形状の変化に基づいて血管内デバイスの血管壁に対する押圧の程度を検出することにより安全な血管内検査あるいは血管内治療を可能とする超音波診断装置及び血管形状計測方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to perform an intravascular device based on a change in blood vessel shape when performing an examination or treatment using an intravascular device under observation of image data. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus and a blood vessel shape measuring method that enable safe intravascular examination or intravascular treatment by detecting the degree of pressure on the blood vessel wall.

上記課題を解決するために、請求項1に係る本発明の超音波診断装置は、超音波振動素子を駆動し血管内デバイスを挿入した被検体に対して超音波を送信する送信手段と、前記超音波の送信によって得られた前記被検体からの反射信号を受信する受信手段と、超音波送受信の方向を制御して前記被検体の所定領域を走査する走査制御手段と、前記超音波送受信によって得られた受信信号に基づいて画像データを生成する画像データ生成手段と、前記画像データにおける血管形状を抽出して血管データを生成する血管形状抽出手段と、前記血管データに基づいて血管壁に対する前記血管内デバイスの押圧部位の有無あるいは位置を検出する押圧部位検出手段と、前記押圧部位の検出結果に基づいて警告信号を発生する警告信号発生手段と、前記警告信号を出力する出力手段を備えたことを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, an ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention according to claim 1 includes: a transmission unit that transmits an ultrasonic wave to a subject that drives an ultrasonic vibration element and inserts an intravascular device; Receiving means for receiving a reflection signal from the subject obtained by transmitting ultrasonic waves, scanning control means for controlling a direction of ultrasonic transmission / reception to scan a predetermined region of the subject, and by ultrasonic transmission / reception Image data generating means for generating image data based on the obtained received signal, blood vessel shape extracting means for extracting blood vessel shape in the image data to generate blood vessel data, and the blood vessel wall based on the blood vessel data A pressing part detecting means for detecting presence or absence or position of the pressing part of the intravascular device; a warning signal generating means for generating a warning signal based on a detection result of the pressing part; It is characterized by comprising an output means for outputting a tell signal.

又、請求項10に係る本発明の超音波診断装置は、超音波振動素子を駆動し血管内デバイスを挿入した被検体に対して超音波を送信する送信手段と、前記超音波の送信によって得られた前記被検体からの反射信号を受信する受信手段と、超音波送受信の方向を制御して前記被検体の所定領域を3次元走査する走査制御手段と、前記超音波送受信によって得られた受信信号に基づいて3次元画像データを生成する画像データ生成手段と、前記3次元画像データにおける血管形状を抽出して3次元血管データを生成する血管形状抽出手段と、前記3次元血管データの形状に基づいて血管壁に対する前記血管内デバイスの押圧部位の有無あるいは位置を検出する押圧部位検出手段と、この押圧部位検出手段の検出結果に基づいて警告信号を発生する警告信号発生手段と、前記警告信号を出力する出力手段を備えたことを特徴としている。   According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, which is obtained by transmitting ultrasonic waves to a subject driving an ultrasonic vibration element and inserting an intravascular device, and transmitting the ultrasonic waves. Receiving means for receiving the reflected signal from the subject, scanning control means for controlling a direction of ultrasonic transmission / reception to three-dimensionally scan a predetermined area of the subject, and reception obtained by the ultrasonic transmission / reception An image data generating means for generating three-dimensional image data based on the signal; a blood vessel shape extracting means for extracting a blood vessel shape in the three-dimensional image data to generate three-dimensional blood vessel data; and a shape of the three-dimensional blood vessel data. Based on the detection result of the pressing part detecting means and the pressing part detecting means for detecting the presence or position of the pressing part of the intravascular device with respect to the blood vessel wall based on the detection result And tell the signal generating means is characterized by comprising an output means for outputting the warning signal.

一方、請求項11に係る本発明の血管形状計測方法は、画像データ生成手段が、血管内デバイスを挿入した被検体に対し超音波を送受信して得られた受信信号に基づいて画像データを生成するステップと、血管形状抽出手段が、前記画像データにおける血管形状を抽出して血管データを生成するステップと、押圧部位検出手段が、前記血管データの形状に基づいて血管壁に対する前記血管内デバイスの押圧部位の有無あるいは位置を検出するステップと、警告信号発生手段が、前記押圧部位の検出結果に基づいて警告信号を発生するステップと、出力手段が、前記警告信号を出力するステップを有することを特徴としている。   On the other hand, in the blood vessel shape measuring method of the present invention according to claim 11, the image data generating means generates image data based on a reception signal obtained by transmitting / receiving ultrasonic waves to / from a subject into which an intravascular device is inserted. A step of extracting a blood vessel shape in the image data to generate blood vessel data, and a pressing portion detecting unit of the intravascular device with respect to a blood vessel wall based on the shape of the blood vessel data. Detecting the presence / absence or position of the pressing part, a warning signal generating means generating a warning signal based on the detection result of the pressing part, and an output means outputting the warning signal. It is a feature.

又、請求項12に係る本発明の血管形状計測方法は、画像データ生成手段が、血管内デバイスを挿入した被検体に対し超音波を送受信して得られた受信信号に基づいて画像データを生成するステップと、血管内デバイス先端検出手段が、前記画像データ生成手段が生成した第1の画像データの輪郭抽出によって血管内デバイスの先端位置を検出するステップと、関心領域設定手段が、前記血管内デバイスの先端位置を基準として前記画像データ生成手段が生成した第2の画像データに対して関心領域を設定するステップと、血管形状抽出手段が、前記関心領域における前記第2の画像データの血管形状を抽出して血管データを生成するステップと、芯線設定手段が、前記血管データの走行方向に対し芯線を設定するステップと、押圧部位検出手段が、前記芯線に所定間隔で設定された複数の内径計測点における血管データの内径値に基づいて押圧部位の検出を行なうステップと、警告信号発生手段が、前記押圧部位の検出結果に基づいて警告信号を発生するステップと、出力手段が、前記警告信号を出力するステップを有することを特徴としている。   In the blood vessel shape measuring method of the present invention according to claim 12, the image data generating means generates image data based on a received signal obtained by transmitting / receiving ultrasonic waves to / from a subject into which an intravascular device is inserted. A step of detecting the tip position of the intravascular device by extracting the contour of the first image data generated by the image data generating unit, and a region of interest setting unit including the intravascular device A step of setting a region of interest for the second image data generated by the image data generation unit with reference to the tip position of the device; and a blood vessel shape extraction unit comprising: a blood vessel shape of the second image data in the region of interest Extracting blood vessel data to generate blood vessel data, a core line setting means setting a core wire with respect to the travel direction of the blood vessel data, and pressing portion detection A step of detecting a pressed part based on an inner diameter value of blood vessel data at a plurality of inner diameter measurement points set at predetermined intervals on the core wire, and a warning signal generating means based on the detection result of the pressed part A step of generating a warning signal and an output means include a step of outputting the warning signal.

本発明によれば、画像データの観察下にて血管内デバイスを用いた検査や治療を行なう際、血管形状の変化に基づいて血管内デバイスの血管壁に対する押圧の程度を検出することができる。従って、血管内デバイスによる血管壁の損傷を未然に防止することができ安全性に優れた血管内検査や血管内治療が可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when performing the test | inspection and treatment using an intravascular device under observation of image data, the extent of the press with respect to the blood vessel wall of an intravascular device can be detected based on the change of the blood vessel shape. Therefore, damage to the blood vessel wall due to the intravascular device can be prevented in advance, and intravascular inspection and intravascular treatment excellent in safety are possible.

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

以下に述べる本発明の実施例では、画像データ観察下にて患者や受検者(以下では、被検体と呼ぶ。)の血管内に血管内デバイスを挿入し検査あるいは治療を行なう際、血管内デバイスが挿入された被検体に対し3次元超音波走査を行なってBモードボリュームデータ及びドプラモードボリュームデータを生成し、更に、これらのボリュームデータをレンダリング処理してBモード3次元画像データ及びドプラモード3次元画像データを生成する。   In an embodiment of the present invention described below, when an intravascular device is inserted into a blood vessel of a patient or a test subject (hereinafter referred to as a subject) while observing image data, the intravascular device is used for examination or treatment. A three-dimensional ultrasonic scan is performed on the subject into which B is inserted to generate B-mode volume data and Doppler mode volume data. Further, these volume data are rendered to perform B-mode three-dimensional image data and Doppler mode 3 Generate dimensional image data.

次いで、Bモード3次元画像データを処理して血管内デバイスの輪郭情報を抽出し、この輪郭情報に基づいて血管内デバイスの先端部を検出する。そして、この先端部を中心に設定された所定サイズの関心領域におけるドプラモード3次元画像データを用いて血管の形状情報(たとえば、血管の輪郭情報)を抽出し3次元血管データを生成する。次いで、3次元血管データの走行方向に所定間隔で設定された複数の内径計測点における血管内径値の空間的変化量(即ち、血管走行方向における血管内径値の変化)に基づき血管内デバイスが押圧を与えている血管壁の位置を検出する。   Next, the B-mode three-dimensional image data is processed to extract the contour information of the intravascular device, and the tip of the intravascular device is detected based on the contour information. Then, blood vessel shape information (for example, blood vessel contour information) is extracted using Doppler mode three-dimensional image data in a region of interest of a predetermined size set around the tip, and three-dimensional blood vessel data is generated. Next, the intravascular device is pressed based on the spatial change amount of the blood vessel inner diameter value at a plurality of inner diameter measurement points set at predetermined intervals in the traveling direction of the three-dimensional blood vessel data (that is, the change in the blood vessel inner diameter value in the blood vessel traveling direction) Detect the position of the blood vessel wall giving

尚、以下に述べる実施例では、微小な超音波振動素子が2次元配列された2次元アレイ超音波プローブを用いて当該被検体に対する3次元超音波走査を行ない、この3次元超音波走査によって得られた3次元画像データに基づいて3次元血管データの生成と血管内径の計測を行なうが、これに限定されるものではない。   In the embodiment described below, a three-dimensional ultrasonic scan is performed on the subject using a two-dimensional array ultrasonic probe in which minute ultrasonic transducers are two-dimensionally arranged. Generation of three-dimensional blood vessel data and measurement of the inner diameter of the blood vessel are performed based on the obtained three-dimensional image data, but the present invention is not limited to this.

(装置の構成)
本実施例における超音波診断装置の構成につき図1乃至図8を用いて説明する。尚、図1は、超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図2乃至図3は、この超音波診断装置が備えた信号検出部及び画像データ生成部の具体的な構成を示すブロック図である。
(Device configuration)
The configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus, and FIGS. 2 to 3 show specific configurations of a signal detection unit and an image data generation unit included in the ultrasonic diagnostic apparatus. It is a block diagram.

図1に示した本実施例の超音波診断装置100は、血管内デバイスを挿入した被検体に対し画像データの生成に必要な画像信号を検出する信号検出部1と、この画像信号を処理してBモードボリュームデータ及びドプラモードボリュームデータを生成し、更に、これらのボリュームデータをレンダリング処理してBモード3次元画像データ及びドプラモード3次元画像データを生成する画像データ生成部2と、これらの3次元画像データを用いて血管内径を計測し、血管走行方向に対する血管内径値の変化に基づいて血管内デバイスの血管壁に対する押圧部位を検出する血管形状計測部3を備え、更に、前記3次元画像データの押圧部位に所定の警告信号(警告マーカ)を重畳して表示する出力部4と、被検体情報の入力、画像データ生成条件の設定、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部5と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部6を備えている。   The ultrasonic diagnostic apparatus 100 of this embodiment shown in FIG. 1 processes a signal detection unit 1 that detects an image signal necessary for generating image data for a subject into which an intravascular device is inserted, and processes the image signal. The B-mode volume data and the Doppler mode volume data are generated, and the volume data is rendered to generate the B-mode 3D image data and the Doppler mode 3D image data. A blood vessel shape measuring unit 3 that measures the inner diameter of the blood vessel using the three-dimensional image data and detects a pressed portion against the blood vessel wall of the intravascular device based on a change in the inner diameter of the blood vessel with respect to the blood vessel running direction; An output unit 4 that displays a predetermined warning signal (warning marker) superimposed on the pressed portion of the image data, input of subject information, and image data generation conditions Setting, further includes an input unit 5 for inputting of various command signals, and a system controller 6 for overall control of the respective units described above.

信号検出部1は、微小なNo個の超音波振動素子が2次元配列され当該被検体に対して超音波パルス(送信超音波)を送信すると共にこの被検体から得られた超音波反射波(受信超音波)を画像信号(受信信号)に変換する超音波プローブ11と、当該被検体の所定方向に対し超音波パルスを送信するためのNtチャンネルの駆動信号を前記超音波振動素子に供給する送信部12と、前記超音波振動素子から得られたNrチャンネルの受信信号を整相加算する受信部13を備えている。   The signal detection unit 1 transmits a ultrasonic pulse (transmission ultrasonic wave) to the subject in which a minute number of ultrasonic vibration elements are two-dimensionally arranged, and an ultrasonic reflected wave (from the subject ( An ultrasonic probe 11 that converts received ultrasonic waves into an image signal (received signal) and an Nt channel drive signal for transmitting ultrasonic pulses in a predetermined direction of the subject are supplied to the ultrasonic vibration element. A transmitter 12 and a receiver 13 for phasing and adding Nr channel received signals obtained from the ultrasonic transducer are provided.

超音波プローブ11は、セクタ走査、リニア走査、コンベックス走査等に対応して構成され、操作者は診断部位や診断目的に応じて任意に選択することが可能であるが、本実施例では、No個の超音波振動素子が2次元配列されたセクタ走査用の超音波プローブ11を用いた場合について述べる。又、説明を簡単にするために、送信部12における駆動信号チャンネル数Nt及び受信部13における受信信号チャンネル数Nrは何れも超音波振動素子数Noに等しい場合について述べるが、これに限定されない。   The ultrasonic probe 11 is configured to correspond to sector scanning, linear scanning, convex scanning, and the like, and the operator can arbitrarily select according to the diagnostic part and the diagnostic purpose. A case will be described in which a sector scanning ultrasonic probe 11 in which two ultrasonic transducer elements are two-dimensionally arranged is used. For simplicity of explanation, the case where the number of drive signal channels Nt in the transmission unit 12 and the number of reception signal channels Nr in the reception unit 13 are both equal to the number of ultrasonic vibration elements No will be described, but the present invention is not limited to this.

即ち、図2に示した信号検出部1の超音波プローブ11は、2次元配列された図示しないNo個の超音波振動素子をその先端部に有し、この先端部を被検体の体表に接触させて超音波の送受信を行なう。又、前記超音波振動素子の各々は、図示しないNoチャンネルの多芯ケーブルを介して送信部12及び受信部13に接続されている。   That is, the ultrasonic probe 11 of the signal detection unit 1 shown in FIG. 2 has No. ultrasonic transducer elements (not shown) arranged two-dimensionally at its tip, and this tip is used as the body surface of the subject. Send and receive ultrasonic waves in contact. Each of the ultrasonic vibration elements is connected to the transmission unit 12 and the reception unit 13 via a multi-core cable of a No channel (not shown).

送信部12は、レートパルス発生器121と、送信遅延回路122と、駆動回路123を備えている。そして、レートパルス発生器121は図示しない基準信号発生器と分周器を有し、前記基準信号発生器が出力した基準信号を分周して送信超音波の繰り返し周期を決定するレートパルスを生成する。又、前記基準信号を分周して超音波反射波の中心周波数とほぼ等しい周波数を有した矩形波を生成する。   The transmission unit 12 includes a rate pulse generator 121, a transmission delay circuit 122, and a drive circuit 123. The rate pulse generator 121 includes a reference signal generator (not shown) and a frequency divider, and generates a rate pulse that divides the reference signal output from the reference signal generator and determines the repetition period of the transmission ultrasonic wave. To do. The reference signal is divided to generate a rectangular wave having a frequency substantially equal to the center frequency of the ultrasonic reflected wave.

送信遅延回路122は、Noチャンネルの独立な遅延回路から構成され、送信超音波を所定の深さに集束するための集束用遅延時間と、所定の方向に送信するための偏向用遅延時間をレートパルス発生器121から供給されたレートパルスに与え、このレートパルスを駆動回路123に供給する。そして、Noチャンネルの駆動回路123は、送信遅延回路122から供給されたレートパルスに同期して駆動信号を生成し、超音波プローブ11の先端部に内蔵されたNo個の超音波振動素子を駆動して被検体体内に送信超音波を放射する。   The transmission delay circuit 122 is configured by an independent delay circuit of No channel, and rates a delay time for focusing for focusing a transmission ultrasonic wave to a predetermined depth and a delay time for deflection for transmitting in a predetermined direction. This is applied to the rate pulse supplied from the pulse generator 121, and this rate pulse is supplied to the drive circuit 123. The No channel drive circuit 123 generates a drive signal in synchronization with the rate pulse supplied from the transmission delay circuit 122 and drives No ultrasonic transducers built in the distal end portion of the ultrasonic probe 11. Then, transmission ultrasonic waves are radiated into the body of the subject.

一方、受信部13は、Noチャンネルから構成されたA/D変換器131及び受信遅延回路132と加算器133を備え、超音波振動素子から供給されたNoチャンネルの受信信号は、A/D変換器131にてデジタル信号に変換されて受信遅延回路132に送られる。受信遅延回路132は、所定の深さからの受信超音波を集束するための集束用遅延時間と、所定方向に対して受信指向性を設定するための偏向用遅延時間をA/D変換器131から出力されたNoチャンネルの受信信号の各々に与え、加算器133は、受信遅延回路132から出力された受信信号を加算する。即ち、被検体体内の所定方向から得られた受信信号は受信遅延回路132と加算器133によって整相加算される。   On the other hand, the receiving unit 13 includes an A / D converter 131, a reception delay circuit 132, and an adder 133 configured from a No channel, and the received signal of the No channel supplied from the ultrasonic vibration element is A / D converted. The signal is converted into a digital signal by the device 131 and sent to the reception delay circuit 132. The reception delay circuit 132 determines a focusing delay time for focusing a received ultrasonic wave from a predetermined depth and a deflection delay time for setting a reception directivity with respect to a predetermined direction. The adder 133 adds the reception signals output from the reception delay circuit 132 to each of the reception signals of the No channel output from. That is, the received signal obtained from a predetermined direction in the subject is phased and added by the reception delay circuit 132 and the adder 133.

次に、図3に示す画像データ生成部2は、上述の受信部13から供給された受信信号を信号処理してBモードデータを生成するBモードデータ生成部21と、前記受信信号を直交検波してドプラ信号を検出するドプラ信号検出部22と、検出されたドプラ信号に基づいてドプラモードデータを生成するドプラモードデータ生成部23と、当該被検体に対する3次元超音波走査によって得られた上述のBモードデータ及びドプラモードデータを順次保存してBモードボリュームデータ及びドプラモードボリュームデータを生成し、更に、これらのボリュームデータをレンダリング処理してBモード3次元画像データ及びドプラモード3次元画像データを生成する3次元画像データ生成部24を備えている。   Next, the image data generation unit 2 shown in FIG. 3 performs a signal processing on the reception signal supplied from the reception unit 13 to generate B mode data, and quadrature detection of the reception signal. The Doppler signal detection unit 22 that detects the Doppler signal, the Doppler mode data generation unit 23 that generates the Doppler mode data based on the detected Doppler signal, and the above-described three-dimensional ultrasonic scan obtained on the subject. B mode data and Doppler mode data are sequentially stored to generate B mode volume data and Doppler mode volume data. Further, these volume data are subjected to rendering processing to obtain B mode 3D image data and Doppler mode 3D image data. Is provided with a three-dimensional image data generation unit 24.

Bモードデータ生成部21は、包絡線検波器211と対数変換器212を備え、包絡線検波器211は、受信部13の加算器133から供給された整相加算後の受信信号を包絡線検波し、この包絡線検波信号は、対数変換器212においてその振幅が対数変換される。尚、包絡線検波器211と対数変換器212は順序を入れ替えて構成してもよい。   The B-mode data generation unit 21 includes an envelope detector 211 and a logarithmic converter 212. The envelope detector 211 envelope-detects the received signal after the phasing addition supplied from the adder 133 of the reception unit 13. The amplitude of the envelope detection signal is logarithmically converted by the logarithmic converter 212. Note that the envelope detector 211 and the logarithmic converter 212 may be configured in a reversed order.

一方、ドプラ信号検出部22は、π/2移相器221、ミキサ222−1及び222−2、LPF(低域通過フィルタ)223−1及び223−2を備え、受信部13の加算器133から供給された受信信号を直交位相検波してドプラ信号を検出する。   On the other hand, the Doppler signal detection unit 22 includes a π / 2 phase shifter 221, mixers 222-1 and 222-2, and LPFs (low-pass filters) 223-1 and 223-2, and an adder 133 of the reception unit 13. The received signal supplied from is detected by quadrature detection to detect a Doppler signal.

即ち、受信部13から供給された受信信号は、ミキサ222−1及び222−2の第1の入力端子に入力される。一方、図2に示した送信部12のレートパルス発生器121から供給された前記矩形波は、ミキサ222−1の第2の入力端子に直接供給されると共にπ/2移相器221において位相が90度シフトされてミキサ222−2の第2の入力端子に供給される。そして、ミキサ222−1及び222−2の出力は、LPF223−1及び223−2に供給されて受信部13の出力信号周波数と前記矩形波の基本周波数の差の成分が検出される。   That is, the reception signal supplied from the reception unit 13 is input to the first input terminals of the mixers 222-1 and 222-2. On the other hand, the rectangular wave supplied from the rate pulse generator 121 of the transmission unit 12 shown in FIG. 2 is supplied directly to the second input terminal of the mixer 222-1 and is phase-shifted by the π / 2 phase shifter 221. Are shifted by 90 degrees and supplied to the second input terminal of the mixer 222-2. The outputs of the mixers 222-1 and 222-2 are supplied to the LPFs 223-1 and 223-2, and a difference component between the output signal frequency of the receiving unit 13 and the fundamental frequency of the rectangular wave is detected.

次に、ドプラモードデータ生成部23は、ドプラ信号記憶部231、MTIフィルタ232及び自己相関演算器233を備え、ドプラ信号検出部22によって検出されたドプラ信号はドプラ信号記憶回路231に一旦保存される。次いで、MTIフィルタ232は、ドプラ信号記憶回路231に保存されたドプラ信号に対してフィルタリング処理を行ない血管内の血流に起因した成分(血流ドプラ成分)を抽出する。又、自己相関演算器233は、MTIフィルタ232によって抽出された血流ドプラ成分に対して自己相関値を算出し、更に、この自己相関値に基づいてドプラモードデータを生成する。この場合、自己相関演算器233は、自己相関処理によって算出した血流ドプラ成分のパワー値に基づいてドプラモードデータを生成することにより血流情報を高感度で検出することができるが、血流ドプラ成分の平均速度や分散値等を用いてドプラモードデータを生成しても構わない。   Next, the Doppler mode data generation unit 23 includes a Doppler signal storage unit 231, an MTI filter 232, and an autocorrelation calculator 233, and the Doppler signal detected by the Doppler signal detection unit 22 is temporarily stored in the Doppler signal storage circuit 231. The Next, the MTI filter 232 performs a filtering process on the Doppler signal stored in the Doppler signal storage circuit 231 and extracts a component (blood flow Doppler component) caused by blood flow in the blood vessel. The autocorrelation calculator 233 calculates an autocorrelation value for the blood flow Doppler component extracted by the MTI filter 232, and further generates Doppler mode data based on the autocorrelation value. In this case, the autocorrelation calculator 233 can detect blood flow information with high sensitivity by generating Doppler mode data based on the power value of the blood flow Doppler component calculated by the autocorrelation processing. The Doppler mode data may be generated using the average velocity or the dispersion value of the Doppler component.

一方、3次元画像データ生成部24は、図4に示すようにボリュームデータ生成部241と、不透明度・色調設定部242と、レンダリング処理部243を備えている。そして、ボリュームデータ生成部241は、図示しないBモードデータ記憶領域とドプラモードデータ記憶領域を有し、Bモードデータ生成部21において生成されたBモードデータ及びドプラモードデータ生成部23において生成されたドプラモードデータを3次元超音波走査の走査方向に対応させて上述の各記憶領域に順次保存することによりBモードボリュームデータ及びドプラモードボリュームデータを生成する。   On the other hand, the three-dimensional image data generation unit 24 includes a volume data generation unit 241, an opacity / color tone setting unit 242, and a rendering processing unit 243, as shown in FIG. The volume data generation unit 241 has a B mode data storage area and a Doppler mode data storage area (not shown), and is generated by the B mode data generated by the B mode data generation unit 21 and the Doppler mode data generation unit 23. B mode volume data and Doppler mode volume data are generated by sequentially storing the Doppler mode data in the respective storage areas in correspondence with the scanning direction of the three-dimensional ultrasonic scanning.

不透明度・色調設定部242は、ボリュームデータ生成部241において生成されたBモードボリュームデータ及びドプラモードボリュームデータを読み出し、これらのボリュームデータの画素値(ボクセル値)に基づいて不透明度や色調を画素単位で設定する。   The opacity / color tone setting unit 242 reads out the B mode volume data and the Doppler mode volume data generated by the volume data generation unit 241, and sets the opacity and color tone based on the pixel values (voxel values) of these volume data. Set in units.

一方、レンダリング処理部243は、不透明度・色調設定部242が設定した不透明度や色調の情報に基づいて上述のBモードボリュームデータ及びドプラモードボリュームデータをレンダリング処理してBモード3次元画像データ及びドプラモード3次元画像データを生成する。   On the other hand, the rendering processing unit 243 renders the above-described B mode volume data and Doppler mode volume data based on the opacity and color tone information set by the opacity / color tone setting unit 242 to perform B mode 3D image data and Doppler mode three-dimensional image data is generated.

図1に戻って、血管形状計測部3は、血管内デバイス先端検出部31と、関心領域設定部32と、血管輪郭抽出部33と、芯線設定部34と、押圧部位検出部35と、警告信号発生部36を備えている。   Returning to FIG. 1, the blood vessel shape measurement unit 3 includes an intravascular device tip detection unit 31, a region of interest setting unit 32, a blood vessel contour extraction unit 33, a core line setting unit 34, a pressed site detection unit 35, and a warning. A signal generator 36 is provided.

血管内デバイス先端検出部31は、血管内デバイスの先端位置を検出する機能を有し、例えば、図5に示すように高域通過フィルタ311と、低域通過フィルタ312と、減算器313と、先端位置検出器314を備えている。   The intravascular device tip detection unit 31 has a function of detecting the tip position of the intravascular device. For example, as shown in FIG. 5, a high-pass filter 311, a low-pass filter 312, a subtractor 313, A tip position detector 314 is provided.

そして、画像データ生成部2の3次元画像データ生成部24において生成されたBモード3次元画像データは高域通過フィルタ311及び低域通過フィルタ312に供給される。このとき、高域通過フィルタ311に供給されたBモード3次元画像データは微分処理されて血管内デバイス等の輪郭情報が強調され、一方、低域通過フィルタ312に供給されたBモード3次元画像データは積分処理されて上述の輪郭情報は相対的に弱められる。   The B-mode three-dimensional image data generated in the three-dimensional image data generation unit 24 of the image data generation unit 2 is supplied to the high-pass filter 311 and the low-pass filter 312. At this time, the B-mode three-dimensional image data supplied to the high-pass filter 311 is differentiated to enhance the contour information of the intravascular device and the like, while the B-mode three-dimensional image supplied to the low-pass filter 312 is used. The data is integrated and the above-described contour information is relatively weakened.

次いで、高域通過フィルタ311にて血管内デバイス等の輪郭情報が強調されたBモード3次元画像データと低域通過フィルタ312にて前記輪郭情報が弱められたBモード3次元画像データは、減算器313において減算処理され血管内デバイスの輪郭情報が抽出され、更に、先端位置検出器314は、減算器313によって抽出された血管内デバイスの輪郭情報に基づいてその先端部分の位置情報(位置座標)を検出する。   Next, the B mode 3D image data in which the contour information of the intravascular device or the like is emphasized by the high pass filter 311 and the B mode 3D image data in which the contour information is weakened by the low pass filter 312 are subtracted. The subtractor 313 performs subtraction processing to extract the contour information of the intravascular device, and the tip position detector 314 further detects the position information (position coordinates) of the tip portion based on the contour information of the intravascular device extracted by the subtractor 313. ) Is detected.

尚、図5に示した血管内デバイス先端検出部31の具体例では、微分処理したBモード3次元画像データと積分処理したBモード3次元画像データを減算処理する場合について述べたが、微分処理したBモード3次元画像データと微分処理前のBモード3次元画像データを減算処理して血管内デバイスの輪郭情報を抽出してもよい。   In the specific example of the intravascular device tip detection unit 31 shown in FIG. 5, the case where the differential B-mode three-dimensional image data and the integral B-mode three-dimensional image data are subtracted has been described. The contour information of the intravascular device may be extracted by subtracting the B-mode three-dimensional image data and the B-mode three-dimensional image data before the differentiation process.

再び図1に戻って、血管形状計測部3の関心領域設定部32は、血管内デバイス先端検出部31から供給された血管内デバイスの先端位置情報と画像データ生成部2の3次元画像データ生成部24から供給された3次元画像データに基づいて、この3次元画像データに対して3次元の関心領域を設定する。例えば、関心領域設定部32は、血管内デバイスの先端位置情報に基づいてドプラモード3次元画像データに対し基準点を設定し、更に、この基準点を中心として所定サイズの関心領域を設定する。   Returning to FIG. 1 again, the region-of-interest setting unit 32 of the blood vessel shape measuring unit 3 generates the tip position information of the intravascular device supplied from the intravascular device tip detecting unit 31 and the three-dimensional image data generation of the image data generating unit 2. Based on the 3D image data supplied from the unit 24, a 3D region of interest is set for the 3D image data. For example, the region-of-interest setting unit 32 sets a reference point for Doppler mode three-dimensional image data based on the tip position information of the intravascular device, and further sets a region of interest of a predetermined size around the reference point.

次に血管輪郭抽出部33は、前記関心領域から抽出されたドプラモード3次元画像データを用いて血管の輪郭を抽出し3次元血管データを生成する。具体的には、図5における血管内デバイスの輪郭情報の抽出と同様の方法により、微分処理されたドプラモード3次元画像データと積分処理されたドプラモード3次元画像データの減算処理、あるいは、微分処理前後のドプラモード3次元画像データの減算処理により血管の輪郭を抽出することができるが、この方法に限定されない。   Next, the blood vessel contour extraction unit 33 extracts the blood vessel contour using the Doppler mode three-dimensional image data extracted from the region of interest, and generates three-dimensional blood vessel data. Specifically, by the same method as the extraction of the contour information of the intravascular device in FIG. 5, the subtraction processing of the differentially processed Doppler mode 3D image data and the integration processing of the Doppler mode 3D image data, or the differentiation The contour of the blood vessel can be extracted by subtraction processing of the Doppler mode three-dimensional image data before and after the processing, but is not limited to this method.

一方、芯線設定部34は、血管輪郭抽出部33によって生成された前記関心領域内における3次元血管データに基づいて、この血管の中心軸を示す血管芯線を設定する。尚、この血管芯線の設定方法は上述の特許文献1に記載されているため詳細な説明は省略する。   On the other hand, the core line setting unit 34 sets a blood vessel core line indicating the central axis of the blood vessel based on the three-dimensional blood vessel data in the region of interest generated by the blood vessel contour extracting unit 33. Since the method for setting the blood vessel core wire is described in the above-mentioned Patent Document 1, detailed description thereof is omitted.

次に、押圧部位検出部35は、血管輪郭抽出部33において生成された3次元血管データを用いてその走行方向の複数箇所で血管内径を計測する。即ち、押圧部位検出部35は、先ず、芯線設定部34が3次元血管データに対して設定した血管芯線において所定間隔の内径計測点を設定し、次いで、これらの内径計測点において前記芯線に直交する断面を設定する。そして、この断面と上述の3次元血管データとの交線によって決定される血管断面の所定方向における血管内径を計測する。   Next, the pressed part detection unit 35 measures the inner diameter of the blood vessel at a plurality of locations in the traveling direction using the three-dimensional blood vessel data generated by the blood vessel contour extraction unit 33. That is, the pressed part detection unit 35 first sets inner diameter measurement points at predetermined intervals in the blood vessel core line set by the core line setting unit 34 for the three-dimensional blood vessel data, and then orthogonally intersects the core line at these inner diameter measurement points. Set the cross section. Then, the blood vessel inner diameter in a predetermined direction of the blood vessel cross section determined by the intersection line between this cross section and the above-described three-dimensional blood vessel data is measured.

血管内径の計測方法につき図6及び図7を用いて更に詳しく説明する。図6は、正常血管(血管内デバイスによる押圧部位が存在しない血管)に対する血管形状の計測を、又、図7は、血管内デバイスによる押圧部位を有した血管に対する血管形状の計測を模式的に示しており、正常血管では走行方向に対し略一様な円形断面を有し分岐が無い場合を想定している。   The method for measuring the inner diameter of the blood vessel will be described in more detail with reference to FIGS. FIG. 6 schematically illustrates measurement of a blood vessel shape for a normal blood vessel (a blood vessel having no pressing site by an intravascular device), and FIG. 7 schematically illustrates measurement of a blood vessel shape for a blood vessel having a pressing site by an intravascular device. It is assumed that the normal blood vessel has a substantially uniform circular cross section with respect to the traveling direction and has no branch.

そして、図6(a)及び図7(a)は、上述の血管に対する3次元血管データB1及び血管芯線B2と、この血管芯線B2に所定間隔で設定された図示しない複数の内径計測点Pa乃至Peにおける血管断面Sa乃至Seと、これらの血管断面Sa乃至Seの各々に設定された内径計測方向c1乃至c4を示している。一方、図6(b)及び図7(b)は血管断面Sa乃至Seの各々に設定された内径計測方向c1乃至c4にて計測された血管内径値d1乃至d4を示している。尚、図6及び図7では、説明を簡単にするために4つの血管断面の各々に設定された4つの内径計測方向を示しているが、更に多くの血管断面や内径計測方向を設定することにより計測精度を向上することができる。   6 (a) and 7 (a) show three-dimensional blood vessel data B1 and blood vessel core line B2 for the blood vessel described above, and a plurality of inner diameter measurement points Pa (not shown) set at predetermined intervals on the blood vessel core wire B2. The blood vessel cross sections Sa to Se at Pe and the inner diameter measuring directions c1 to c4 set for each of these blood vessel cross sections Sa to Se are shown. On the other hand, FIG. 6B and FIG. 7B show the blood vessel inner diameter values d1 to d4 measured in the inner diameter measurement directions c1 to c4 set in each of the blood vessel sections Sa to Se. 6 and 7 show four inner diameter measurement directions set for each of the four blood vessel cross-sections for the sake of simplicity. However, more blood vessel cross-sections and inner diameter measurement directions should be set. Therefore, measurement accuracy can be improved.

図6から明らかなように正常血管の3次元血管データに基づいて計測された血管内径値d1乃至d4は、内径計測点の位置に依存することなく比較的狭い範囲に分布している。これに対して、内径計測点Pcに血管内デバイスの押圧を受けた図7では、この押圧により内径計測点Pcの押圧方向における血管内径値(例えば、図7(b)のd1及びd2)は他の血管内径値より大きな値を呈し、血管内径値d1乃至d4は正常血管の場合と比較して広い範囲に分布する。   As is clear from FIG. 6, the blood vessel inner diameter values d1 to d4 measured based on the three-dimensional blood vessel data of the normal blood vessels are distributed in a relatively narrow range without depending on the position of the inner diameter measurement point. On the other hand, in FIG. 7 in which the inner diameter measurement point Pc is pressed by the intravascular device, the inner diameter values of the blood vessels in the pressing direction of the inner diameter measurement point Pc (for example, d1 and d2 in FIG. 7B) by this pressing. The blood vessel inner diameter values d1 to d4 are larger than those of other blood vessel inner diameter values, and are distributed over a wider range as compared with the case of a normal blood vessel.

従って、内径計測点Pa乃至Peの各々における血管内径値の分布範囲あるいは分散値を計測することにより、血管内デバイスによる押圧部位を検出することができる。   Accordingly, by measuring the distribution range or dispersion value of the blood vessel inner diameter value at each of the inner diameter measurement points Pa to Pe, it is possible to detect the pressed site by the intravascular device.

次に、図1の警告信号発生部36は、上述の押圧部位検出部35が検出した押圧部位の位置情報に基づいて警告信号(警告マーカ)を発生する。又、警告信号発生部36は、押圧部位検出部35が押圧部位の存在を認識した場合には、所定の警告音を発生するための警告信号を発生する。   Next, the warning signal generator 36 in FIG. 1 generates a warning signal (warning marker) based on the position information of the pressed part detected by the above-described pressed part detector 35. Further, the warning signal generator 36 generates a warning signal for generating a predetermined warning sound when the pressed part detector 35 recognizes the presence of the pressed part.

一方、出力部4は、表示データ生成部41と、表示部42と、音声出力部43を備えている。表示データ生成部41は、画像データ生成部2の3次元画像データ生成部24が生成したBモード3次元画像データ及びドプラモード3次元画像データに血管形状計測部3の警告信号発生部36が発生した警告信号に基づく警告マーカを重畳して表示データを生成する。又、音声出力部43は、警告信号発生部36が発生した警告信号に基づいて所定の警告音を発生する。   On the other hand, the output unit 4 includes a display data generation unit 41, a display unit 42, and an audio output unit 43. The display data generation unit 41 generates a warning signal generation unit 36 of the blood vessel shape measurement unit 3 in the B-mode 3D image data and the Doppler mode 3D image data generated by the 3D image data generation unit 24 of the image data generation unit 2. Display data is generated by superimposing a warning marker based on the warning signal. The audio output unit 43 generates a predetermined warning sound based on the warning signal generated by the warning signal generation unit 36.

尚、警告マーカが重畳される血管及び血管内デバイスの画像データは、上述のBモード3次元画像データ及びドプラモード3次元画像データに限定されるものではなく、例えば、これらの3次元画像データに替わって血管内デバイス先端検出部31が検出した血管内デバイスの輪郭情報や血管輪郭抽出部33が生成した3次元血管データを用いても構わない。又、上述の各データを適意組み合わせて表示してもよい。   Note that the image data of the blood vessel and the intravascular device on which the warning marker is superimposed is not limited to the above-described B-mode 3D image data and Doppler mode 3D image data. Instead, the contour information of the intravascular device detected by the intravascular device tip detection unit 31 or the three-dimensional blood vessel data generated by the blood vessel contour extraction unit 33 may be used. Moreover, you may display combining each said data suitably.

そして、表示部42は、図示しない変換回路とモニタを備え、前記変換回路は、表示データ生成部41において生成された表示データを所定の表示フォーマットに変換した後、D/A変換とテレビフォーマット変換を行なって映像信号を生成しCRTや液晶等のモニタに表示する。   The display unit 42 includes a conversion circuit (not shown) and a monitor. The conversion circuit converts the display data generated by the display data generation unit 41 into a predetermined display format, and then converts the D / A conversion and the television format. To generate a video signal and display it on a monitor such as a CRT or a liquid crystal display.

図8は表示部42のモニタにおける表示例を示したものであり、このモニタには被検体の血管h1と、この血管h1に挿入された血管内デバイス(例えばカテーテル)h2が夫々3次元画像データとして表示され、更に、この血管内デバイスh2の先端部によって押圧を受けた血管壁の位置には警告マーカ(★)が表示される。この場合、血管内デバイスh2はBモード3次元画像データを用い、又、血管h1はドプラモード3次元画像データを用いて表示することが好適であるが、これらに限定されるものではなく、Bモード3次元画像データを用いて血管h1を表示してもよい。   FIG. 8 shows a display example on the monitor of the display unit 42. The monitor includes a blood vessel h1 of a subject and an intravascular device (for example, a catheter) h2 inserted into the blood vessel h1, respectively. Further, a warning marker (★) is displayed at the position of the blood vessel wall pressed by the distal end portion of the intravascular device h2. In this case, the intravascular device h2 is preferably displayed using B-mode three-dimensional image data, and the blood vessel h1 is preferably displayed using Doppler mode three-dimensional image data. The blood vessel h1 may be displayed using mode three-dimensional image data.

又、既に述べたように、血管内デバイス先端検出部31が検出した血管内デバイスの輪郭情報によって血管内デバイスh2を表示し、血管輪郭抽出部33が生成した3次元血管データを用いて血管h1を表示してもよい。但し、この場合の3次元血管データの表示範囲は、通常、関心領域設定部32が設定した3次元の関心領域h4に限られる。   Further, as described above, the intravascular device h2 is displayed based on the contour information of the intravascular device detected by the intravascular device tip detection unit 31, and the blood vessel h1 is generated using the three-dimensional blood vessel data generated by the blood vessel contour extraction unit 33. May be displayed. However, the display range of the three-dimensional blood vessel data in this case is normally limited to the three-dimensional region of interest h4 set by the region of interest setting unit 32.

一方、入力部5は、操作パネル上にキーボード、トラックボール、マウス等の入力デバイスと表示パネルを備えたインタラクティブなインターフェースであり、被検体情報や各種コマンド信号の入力、超音波送受信条件の設定、各種画像データ生成条件の設定、血管芯線上における内径計測点間隔の設定、関心領域サイズの設定及び各種コマンド信号の入力等を行なう。   On the other hand, the input unit 5 is an interactive interface including an input device such as a keyboard, a trackball, and a mouse on the operation panel and a display panel. The input unit 5 inputs subject information and various command signals, sets ultrasonic transmission / reception conditions, Various image data generation conditions are set, an inner diameter measurement point interval on the blood vessel core line is set, a region of interest size is set, and various command signals are input.

次に、システム制御部6は、図示しないCPUと記憶回路を備え、入力部5からの指示信号に基づいて、上記各ユニットの制御やシステム全体の制御を統括して行なう。特に、図2に示した送信部12の送信遅延回路122及び受信部13の受信遅延回路132における遅延時間を制御し、当該被検体に対し3次元超音波走査を行なう。   Next, the system control unit 6 includes a CPU and a storage circuit (not shown), and performs overall control of each unit and overall system based on an instruction signal from the input unit 5. In particular, the delay time in the transmission delay circuit 122 of the transmission unit 12 and the reception delay circuit 132 of the reception unit 13 shown in FIG. 2 is controlled, and three-dimensional ultrasonic scanning is performed on the subject.

(血管形状の計測手順)
次に、本実施例における血管形状の計測手順につき図9のフローチャートに沿って説明する。当該被検体に対する血管内デバイスの挿入と血管形状計測に先立ち、超音波診断装置100の操作者は、入力部5において被検体情報を入力すると共に超音波送受信条件や画像データ生成条件を設定し、更に、必要に応じて関心領域サイズや内径計測点間隔等の設定を行なう(図9のステップS1)。
(Blood shape measurement procedure)
Next, the blood vessel shape measurement procedure in this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. Prior to insertion of an intravascular device and blood vessel shape measurement for the subject, the operator of the ultrasound diagnostic apparatus 100 inputs subject information at the input unit 5 and sets ultrasound transmission / reception conditions and image data generation conditions. Furthermore, a region of interest size, an inner diameter measurement point interval, and the like are set as necessary (step S1 in FIG. 9).

次いで、操作者は、当該被検体の胸部に超音波プローブ11の先端部を配置し、入力部5にて血管形状の計測開始コマンドを入力する(図9のステップS2)。そして、このコマンド信号がシステム制御部6に供給されることにより、3次元画像データに基づく血管形状の計測が開始される。   Next, the operator places the distal end portion of the ultrasonic probe 11 on the chest of the subject, and inputs a blood vessel shape measurement start command at the input unit 5 (step S2 in FIG. 9). Then, the command signal is supplied to the system control unit 6 to start measuring the blood vessel shape based on the three-dimensional image data.

3次元画像データの生成に際し、図2に示した送信部12のレートパルス発生器121は、システム制御部6から供給された制御信号に従い、当該被検体の体内に放射される送信超音波の繰り返し周期(レート周期)を決定するレートパルスを生成し送信遅延回路122に供給する。送信遅延回路122は、システム制御部6から供給された制御信号に基づいて送信超音波を集束するための遅延時間と、最初の走査方向(θ1、φ1)に送信するための遅延時間を前記レートパルスに与え、このレートパルスをNoチャンネルの駆動回路123に供給する。次いで、駆動回路123は、送信遅延回路122から供給されたレートパルスに基づいて駆動信号を生成し、この駆動信号を超音波プローブ11におけるNo個の超音波振動素子に供給して当該被検体の体内に送信超音波を放射する。   When generating the three-dimensional image data, the rate pulse generator 121 of the transmission unit 12 shown in FIG. 2 repeats the transmission ultrasonic wave radiated into the body of the subject according to the control signal supplied from the system control unit 6. A rate pulse for determining a cycle (rate cycle) is generated and supplied to the transmission delay circuit 122. The transmission delay circuit 122 has a delay time for focusing the transmission ultrasonic wave based on the control signal supplied from the system control unit 6 and a delay time for transmitting in the first scanning direction (θ1, φ1) as the rate. This rate pulse is supplied to the No channel drive circuit 123. Next, the drive circuit 123 generates a drive signal based on the rate pulse supplied from the transmission delay circuit 122, supplies this drive signal to the No. ultrasonic transducer elements in the ultrasonic probe 11, and supplies the subject to the subject. Transmits ultrasonic waves to the body.

放射された送信超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる組織等の境界において反射し、更に、血管内で移動している血球等にて反射した超音波反射波の周波数はドプラ偏移を受けて超音波プローブ11の超音波振動素子にて画像信号(受信信号)に変換される。次いで、この受信信号は、受信部13のA/D変換器131においてデジタル信号に変換された後、Noチャンネルの受信遅延回路132において所定の深さからの受信超音波を収束するための遅延時間と走査方向(θ1、φ1)からの受信超音波に対し強い受信指向性を設定するための遅延時間が与えられ、加算器133にて整相加算される。   A part of the transmitted ultrasonic wave is reflected at the boundary between tissues with different acoustic impedances, and the frequency of the ultrasonic wave reflected by blood cells moving in the blood vessel is subjected to Doppler shift. Then, it is converted into an image signal (reception signal) by the ultrasonic vibration element of the ultrasonic probe 11. Next, this received signal is converted into a digital signal by the A / D converter 131 of the receiving unit 13, and then the delay time for converging the received ultrasonic wave from a predetermined depth in the No channel reception delay circuit 132. And a delay time for setting a strong reception directivity with respect to the received ultrasonic waves from the scanning direction (θ1, φ1), and the adder 133 performs phasing addition.

そして、整相加算後の受信信号が供給された画像データ生成部2のBモードデータ生成部21は、この受信信号に対して包絡線検波と対数変換を行なってBモードデータを生成し、3次元画像データ生成部24のボリュームデータ生成部241におけるBモードデータ記憶領域に保存する。   The B-mode data generation unit 21 of the image data generation unit 2 to which the reception signal after the phasing addition is supplied performs envelope detection and logarithmic conversion on the reception signal to generate B-mode data. The data is stored in the B-mode data storage area in the volume data generation unit 241 of the dimensional image data generation unit 24.

走査方向(θ1、φ1)におけるBモードデータの生成と保存が終了したならば、システム制御部6は、送信部12の送信遅延回路122及び受信部13の受信遅延回路132における遅延時間を制御して超音波の走査方向がθ方向にΔθ、φ方向にΔφずつ順次更新された(θp、φq)(θp=θ1+(p−1)Δθ(p=2〜P)、φq=φ1+(q−1)Δφ(q=2〜Q))の各々に対して同様の手順で超音波の送受信を行なって3次元超音波走査を行なう。そして、各々の走査方向にて得られたBモードデータはボリュームデータ生成部241のBモードデータ記憶領域に順次保存されてBモードボリュームデータが生成される。   When the generation and storage of the B-mode data in the scanning direction (θ1, φ1) is completed, the system control unit 6 controls the delay time in the transmission delay circuit 122 of the transmission unit 12 and the reception delay circuit 132 of the reception unit 13. Thus, the ultrasonic scanning direction is sequentially updated by Δθ in the θ direction and Δφ in the φ direction (θp, φq) (θp = θ1 + (p−1) Δθ (p = 2 to P), φq = φ1 + (q− 1) Three-dimensional ultrasonic scanning is performed for each of Δφ (q = 2 to Q)) by transmitting and receiving ultrasonic waves in the same procedure. The B mode data obtained in each scanning direction is sequentially stored in the B mode data storage area of the volume data generation unit 241 to generate B mode volume data.

一方、システム制御部6は、上述の走査方向(θp、φq)(p=1〜P、q=1〜Q)に対するBモードデータの生成を目的とした超音波送受信と略並行してこれらの走査方向に対するドプラモードデータの生成を目的とした超音波送受信を行なう。   On the other hand, the system control unit 6 performs these transmissions substantially in parallel with ultrasonic transmission / reception for the purpose of generating B-mode data in the scanning direction (θp, φq) (p = 1 to P, q = 1 to Q). Ultrasonic transmission / reception for the purpose of generating Doppler mode data in the scanning direction is performed.

即ち、システム制御部6は、先ず、送信部12の送信遅延回路122における送信遅延時間と受信部13の受信遅延回路132における受信遅延時間を制御して走査方向(θ1、φ1)に対する超音波送受信を所定回数(L回)繰り返し、各々の超音波送受信において受信部13から得られた受信信号は、画像データ生成部2のドプラ信号検出部22に供給される。そして、この受信信号は、ドプラ信号検出部22において直交位相検波されてドプラ信号が検出されドプラモードデータ生成部23のドプラ信号記憶部231に一旦保存される。   That is, the system control unit 6 first controls the transmission delay time in the transmission delay circuit 122 of the transmission unit 12 and the reception delay time in the reception delay circuit 132 of the reception unit 13 to transmit / receive ultrasonic waves in the scanning direction (θ1, φ1). Is repeated a predetermined number of times (L times), and the reception signal obtained from the reception unit 13 in each ultrasonic transmission / reception is supplied to the Doppler signal detection unit 22 of the image data generation unit 2. The received signal is quadrature detected by the Doppler signal detection unit 22 to detect the Doppler signal, and is temporarily stored in the Doppler signal storage unit 231 of the Doppler mode data generation unit 23.

走査方向(θ1、φ1)に対する所定回数(L回)の超音波送受信によって得られたドプラ信号の保存が終了したならば、システム制御部6は、ドプラ信号記憶部231に保存されているドプラ信号の中から所定位置(深さ)に対応したL個のドプラ信号を順次読み出してMTIフィルタ232に供給する。そして、MTIフィルタ232は、供給されたドプラ信号をフィルタ処理して血流ドプラ成分を抽出し、自己相関演算器233に供給する。   When the storage of the Doppler signal obtained by ultrasonic transmission / reception a predetermined number of times (L times) in the scanning direction (θ1, φ1) is completed, the system control unit 6 stores the Doppler signal stored in the Doppler signal storage unit 231. The L Doppler signals corresponding to a predetermined position (depth) are sequentially read out from the signal and supplied to the MTI filter 232. Then, the MTI filter 232 filters the supplied Doppler signal to extract a blood flow Doppler component, and supplies it to the autocorrelation calculator 233.

自己相関演算器233は、MTIフィルタ232から供給されたドプラ信号を用いて自己相関演算を行ない、更に、この演算結果に基づいて血流情報を算出する。このような演算を、走査方向θ1の他の位置(深さ)に対しても行ない、算出された走査方向(θ1、φ1)における血流情報をデータ記憶部24のドプラモードデータ記憶領域に保存する。   The autocorrelation calculator 233 performs autocorrelation calculation using the Doppler signal supplied from the MTI filter 232, and further calculates blood flow information based on the calculation result. Such calculation is also performed for other positions (depths) in the scanning direction θ1, and the blood flow information in the calculated scanning directions (θ1, φ1) is stored in the Doppler mode data storage area of the data storage unit 24. To do.

次に、システム制御部6は、走査方向(θp、φq)(p=2〜P、q=2〜Q)に対しても同様の手順で超音波送受信を行なう。そして、各々の走査方向にて得られたドプラモードデータは3次元画像データ生成部24のボリュームデータ生成部241におけるドプラモードデータ記憶領域に順次保存されてドプラモードボリュームデータが生成される。   Next, the system control unit 6 performs ultrasonic transmission / reception in the scanning direction (θp, φq) (p = 2 to P, q = 2 to Q) in the same procedure. The Doppler mode data obtained in each scanning direction is sequentially stored in the Doppler mode data storage area in the volume data generation unit 241 of the three-dimensional image data generation unit 24 to generate Doppler mode volume data.

一方、3次元画像データ生成部24のレンダリング処理部243は、ボリュームデータ生成部241のBモードデータ記憶領域に保存されたBモードボリュームデータとドプラモードデータ記憶領域に保存されたドプラモードボリュームデータを夫々読み出し、不透明度・色調設定部242が設定した不透明度や色調の情報に基づいてレンダリング処理を行なってBモード3次元画像データ及びドプラモード3次元画像データを生成する。次いで、出力部4の表示データ生成部41は、3次元画像データ生成部24から供給された上述の3次元画像データを合成し表示部42のモニタにリアルタイム表示する(図9のステップS3)。   On the other hand, the rendering processing unit 243 of the three-dimensional image data generation unit 24 receives the B mode volume data stored in the B mode data storage area of the volume data generation unit 241 and the Doppler mode volume data stored in the Doppler mode data storage area. The B mode 3D image data and the Doppler mode 3D image data are generated by performing rendering processing based on the information of the opacity and color tone set by the opacity / color tone setting unit 242 respectively. Next, the display data generation unit 41 of the output unit 4 synthesizes the above-described 3D image data supplied from the 3D image data generation unit 24 and displays it on the monitor of the display unit 42 in real time (step S3 in FIG. 9).

一方、操作者は、上述の3次元画像データの観察下にて、例えば、被検体の鼠ケイ部の血管より疾患部位の血管(冠状動脈)に対して血管内デバイスを挿入する(図9のステップS4)。   On the other hand, under the observation of the above-described three-dimensional image data, the operator inserts an intravascular device into, for example, a blood vessel (coronary artery) at a diseased site from a blood vessel in the subject's heel (see FIG. 9). Step S4).

血管内デバイスの先端部が疾患部位近傍の血管内に挿入された状態で3次元画像データ生成部24が生成したBモード3次元画像データは、血管形状計測部3の血管内デバイス先端検出部31に供給され、血管内デバイス先端検出部31の高域通過フィルタ311、低域通過フィルタ312及び減算器313はBモード3次元画像データをフィルタリング処理して血管内デバイスの輪郭情報を抽出し、更に、先端位置検出器314は、血管内デバイスの輪郭情報に基づいてその先端部の位置を検出する(図9のステップS5)。   The B-mode three-dimensional image data generated by the three-dimensional image data generation unit 24 in a state where the distal end portion of the intravascular device is inserted into a blood vessel near the disease site is the intravascular device distal end detection unit 31 of the blood vessel shape measurement unit 3. The high-pass filter 311, the low-pass filter 312 and the subtractor 313 of the intravascular device tip detection unit 31 extract the contour information of the intravascular device by filtering the B-mode 3D image data, and The tip position detector 314 detects the position of the tip based on the contour information of the intravascular device (step S5 in FIG. 9).

そして、関心領域設定部32は、血管内デバイス先端検出部31から供給された血管内デバイスの先端位置情報に基づき、3次元画像データ生成部24から供給されたドプラモード3次元画像データに対して基準点を設定し、更に、この基準点を中心として所定サイズの3次元関心領域を設定する(図9のステップS6)。   Then, the region-of-interest setting unit 32 applies the Doppler mode 3D image data supplied from the 3D image data generation unit 24 based on the tip position information of the intravascular device supplied from the intravascular device tip detection unit 31. A reference point is set, and a three-dimensional region of interest having a predetermined size is set with the reference point as the center (step S6 in FIG. 9).

一方、血管輪郭抽出部33は、上述の関心領域におけるドプラモード3次元画像データを抽出し、更に、抽出したドプラモード3次元画像データにおける血管輪郭を抽出して3次元血管データを生成する(図9のステップS7)。そして、芯線設定部34は、血管輪郭抽出部33から供給された前記関心領域における3次元血管データに対しその中心軸を示す血管芯線を設定する(図9のステップS8)。   On the other hand, the blood vessel contour extraction unit 33 extracts the Doppler mode 3D image data in the above-mentioned region of interest, and further extracts the blood vessel contour in the extracted Doppler mode 3D image data to generate 3D blood vessel data (FIG. 9 step S7). Then, the core line setting unit 34 sets a blood vessel core line indicating the central axis for the three-dimensional blood vessel data in the region of interest supplied from the blood vessel contour extracting unit 33 (step S8 in FIG. 9).

次に、押圧部位検出部35は、芯線設定部34が3次元血管データに対して設定した血管芯線において所定間隔の内径計測点を設定し、次いで、これら複数の内径計測点の各々において前記芯線に直交する断面を設定する。そして、これらの断面と上述の3次元血管データとの交線によって決定される複数血管断面の各々において設定された複数の内径計測方向に対し血管内径を計測する(図9のステップS9)。そして、各内径計測点における血管内径値の分布状態に基づいて血管内デバイスによる押圧部位を検出する(図9のステップS10)。   Next, the pressed part detection unit 35 sets inner diameter measurement points at a predetermined interval in the blood vessel core line set by the core line setting unit 34 for the three-dimensional blood vessel data, and then the core wire at each of the plurality of inner diameter measurement points. A cross section orthogonal to is set. Then, the blood vessel inner diameter is measured with respect to a plurality of inner diameter measurement directions set in each of the plurality of blood vessel cross sections determined by the intersection line between these cross sections and the above-described three-dimensional blood vessel data (step S9 in FIG. 9). Then, based on the distribution state of the blood vessel inner diameter value at each inner diameter measurement point, the pressed portion by the intravascular device is detected (step S10 in FIG. 9).

次いで、押圧部位検出部35から押圧部位の位置情報が供給された警告信号発生部36は、この位置情報に対応した警告信号を発生して出力部4の表示データ生成部41と音声出力部43に供給し、表示データ生成部41は、画像データ生成部2の3次元画像データ生成部24から供給されたBモード3次元画像データ及びドプラモード3次元画像データと血管形状計測部3の警告信号発生部36から供給された警告信号(警告マーカ)を重畳して表示データを生成し表示部42のモニタに表示する。又、音声出力部43は、警告信号発生部36から供給された警告信号に基づいて所定の警告音を発生する(図9のステップS11)。   Next, the warning signal generator 36 to which the position information of the pressed part is supplied from the pressed part detector 35 generates a warning signal corresponding to this position information, and the display data generator 41 and the voice output unit 43 of the output unit 4. The display data generation unit 41 supplies the B-mode 3D image data and Doppler mode 3D image data supplied from the 3D image data generation unit 24 of the image data generation unit 2 and the warning signal of the blood vessel shape measurement unit 3. Display data is generated by superimposing the warning signal (warning marker) supplied from the generation unit 36 and displayed on the monitor of the display unit 42. Further, the audio output unit 43 generates a predetermined warning sound based on the warning signal supplied from the warning signal generation unit 36 (step S11 in FIG. 9).

(変形例)
次に、本実施例の変形例について説明する。図10は、本変形例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図1に示した上述の実施例の超音波診断装置と同一のユニットは同一符号を付加し詳細な説明は省略する。本変形例の超音波診断装置200は、血管内デバイスを挿入した被検体に対し3次元超音波走査を行なって3次元画像データの生成に必要な画像信号を検出する信号検出部1と、この画像信号を処理してBモードボリュームデータ及びドプラモードボリュームデータを生成し、更に、これらのボリュームデータをレンダリング処理してBモード3次元画像データ及びドプラモード3次元画像データを生成する画像データ生成部2と、これらの3次元画像データにおける血管輪郭を抽出して3次元血管データを生成し、この3次元血管データと予め設定された異常パターンを比較することにより押圧部位の有無や押圧部位の位置を検出する血管形状計測部30を備え、更に、前記3次元画像データの押圧部位に所定の警告信号(警告マーカ)を重畳して表示する出力部4と、被検体情報の入力、画像データ生成条件の設定、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部5と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部6を備えている。
(Modification)
Next, a modification of the present embodiment will be described. FIG. 10 is a block diagram showing the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this modification. The same units as those in the ultrasonic diagnostic apparatus of the above-described embodiment shown in FIG. Omitted. The ultrasonic diagnostic apparatus 200 according to the present modification includes a signal detection unit 1 that performs three-dimensional ultrasonic scanning on a subject into which an intravascular device is inserted and detects an image signal necessary for generating three-dimensional image data. An image data generation unit that processes image signals to generate B-mode volume data and Doppler mode volume data, and further renders these volume data to generate B-mode 3D image data and Doppler mode 3D image data 2 and extracting the blood vessel contour in these three-dimensional image data to generate three-dimensional blood vessel data, and comparing the three-dimensional blood vessel data with a preset abnormal pattern, the presence / absence of the pressing part and the position of the pressing part And a predetermined warning signal (warning marker) is applied to the pressed portion of the three-dimensional image data. The output unit 4 that is displayed in a foldable manner, the input of subject information, the setting of image data generation conditions, the input unit 5 that inputs various command signals, and the like, and the system that controls the above-mentioned units in an integrated manner A control unit 6 is provided.

そして、血管形状計測部30は、画像データ生成部2の3次元画像データ生成部24が生成したBモード3次元画像データをフィルタリング処理して血管内デバイスの先端位置を検出する血管内デバイス先端検出部31と、この先端位置の情報に基づき、3次元画像データ生成部24が生成したドプラモード3次元画像データに対して関心領域を設定する関心領域設定部32と、前記関心領域におけるドプラモード3次元画像データの血管輪郭を抽出し3次元血管データを生成する血管輪郭抽出部33を備え、更に、血管内デバイスの押圧を受けた血管壁の形状に対応した異常パターンが予め保管されている異常パターン記憶部37と、3次元血管データと異常パターンに基づいて血管内デバイスによる押圧部位を検出する押圧部位検出部38と、押圧部位の検出結果に基づいて警告信号を発生する警告信号発生部36を備えている。   Then, the blood vessel shape measurement unit 30 performs a filtering process on the B-mode 3D image data generated by the 3D image data generation unit 24 of the image data generation unit 2 to detect the tip position of the intravascular device. A region of interest setting unit 32 for setting a region of interest for the Doppler mode 3D image data generated by the 3D image data generation unit 24 based on the information on the tip position, and a Doppler mode 3 in the region of interest. A blood vessel contour extracting unit 33 that extracts a blood vessel contour of the three-dimensional image data and generates three-dimensional blood vessel data, and further stores an abnormal pattern corresponding to the shape of the blood vessel wall that has been pressed by the intravascular device in advance. A pattern storage unit 37, and a pressed part detection unit 3 for detecting a pressed part by the intravascular device based on the three-dimensional blood vessel data and the abnormal pattern When, and a warning signal generator 36 for generating a warning signal based on the detection result of the pressed portion.

図11は、異常パターン記憶部37に予め保管されている異常パターンの具体例を示したものであり、血管内デバイスの押圧を受けた血管壁の形状に対応した異常パターンが複数種類保管されている。そして、押圧部位検出部38は、血管輪郭抽出部33が生成した3次元血管データと異常パターン記憶部37に保管されている異常パターンとの比較(例えば、パターンマッチング処理)を行なうことにより押圧部位の有無や位置の検出を行なう。尚、上述の異常パターンは3次元的に設定されることが望ましいが2次元的な異常パターンであってもよい。   FIG. 11 shows a specific example of the abnormal pattern stored in advance in the abnormal pattern storage unit 37, in which a plurality of types of abnormal patterns corresponding to the shape of the blood vessel wall subjected to the pressure of the intravascular device are stored. Yes. Then, the pressed part detection unit 38 compares the three-dimensional blood vessel data generated by the blood vessel contour extracting unit 33 with the abnormal pattern stored in the abnormal pattern storage unit 37 (for example, a pattern matching process) to thereby press the pressed part. The presence / absence and position of the object are detected. The above-described abnormal pattern is desirably set three-dimensionally, but may be a two-dimensional abnormal pattern.

以上述べた本発明の実施例によれば、画像データの観察下にて血管内デバイスを用いた検査や治療を行なう際、血管形状の変化に基づいて血管内デバイスの血管壁に対する押圧の有無や程度を検出することができる。従って、血管内デバイスによる血管壁の損傷を未然に防止することができ安全性に優れた血管内検査や血管内治療が可能となる。   According to the embodiment of the present invention described above, when performing an examination or treatment using an intravascular device under observation of image data, whether or not there is a pressure on the blood vessel wall of the intravascular device based on a change in the blood vessel shape, The degree can be detected. Therefore, damage to the blood vessel wall due to the intravascular device can be prevented in advance, and intravascular inspection and intravascular treatment excellent in safety are possible.

特に、複数の内径計測点において計測された血管内径値に基づいて押圧部位の有無や位置を検出しているため精度のよい検出結果が得られ、又、血管形状の計測は、3次元画像データから得られた3次元血管データに基づいて行なわれるため、計測漏れを防止することができる。   In particular, since the presence / absence and position of the pressed part are detected based on the blood vessel inner diameter values measured at a plurality of inner diameter measurement points, a highly accurate detection result is obtained, and the measurement of the blood vessel shape is performed using three-dimensional image data. Since this is performed based on the three-dimensional blood vessel data obtained from the above, measurement omission can be prevented.

一方、ドプラモード3次元画像データを用いて血管の輪郭抽出を行なっているため造影剤を用いなくとも高感度な輪郭抽出が可能となり、被検体に与える負荷を軽減することができる。特に、ドプラモード3次元画像データを用いて血管の輪郭抽出を行ない、Bモード3次元画像データを用いて血管内デバイスの輪郭抽出を行なうことにより、夫々の輪郭を高感度で独立して抽出することができ、高い計測精度を確保することが可能となる。   On the other hand, since blood vessel contour extraction is performed using Doppler mode three-dimensional image data, highly sensitive contour extraction is possible without using a contrast agent, and the load on the subject can be reduced. In particular, blood vessel contour extraction is performed using Doppler mode 3D image data, and the contour of an intravascular device is extracted using B mode 3D image data, whereby each contour is independently extracted with high sensitivity. Therefore, high measurement accuracy can be ensured.

更に、血管内デバイスの挿入における押圧部位の検出は自動的に行なわれ、更に、押圧部位が存在する場合にはその旨が警告信号により操作者に報知されるため血管内検査/治療が常に安全かつ効率よく行なわれ操作者の負担を軽減することができる。特に、リアルタイム表示される3次元画像データに警告マーカが重畳表示されるため、血管の分岐部等において誤った警告マーカが表示されるような場合においても3次元画像データの観察により警告マーカの信憑性を確認することができる。   Furthermore, the detection of the pressed part in the insertion of the intravascular device is automatically performed, and if there is a pressed part, the operator is notified by a warning signal, so that the intravascular inspection / treatment is always safe. It is possible to reduce the burden on the operator. In particular, since a warning marker is superimposed on the three-dimensional image data displayed in real time, even if an erroneous warning marker is displayed at a blood vessel bifurcation or the like, the warning marker is confirmed by observing the three-dimensional image data. Sex can be confirmed.

又、血管形状の計測範囲は、血管内デバイスの先端位置を中心とした関心領域内に限定されるため、3次元血管データの生成や血管形状の計測等に要する時間が短縮され警告信号等の表示におけるリアルタイム性が改善される。   In addition, since the measurement range of the blood vessel shape is limited to the region of interest centered on the tip position of the intravascular device, the time required for generating the three-dimensional blood vessel data, measuring the blood vessel shape, etc. is shortened. Real-time performance in display is improved.

一方、本実施例の変形例によれば、3次元血管データと異常パターンを直接比較することにより押圧部位の検出を行なうことができるため血管芯線の設定や複数箇所における血管内径の計測が不要となり、短時間で血管形状を計測することが可能となる。   On the other hand, according to the modification of the present embodiment, it is possible to detect the pressed portion by directly comparing the three-dimensional blood vessel data with the abnormal pattern, so that setting of the blood vessel core line and measurement of the blood vessel inner diameter at a plurality of locations are not required. It becomes possible to measure the blood vessel shape in a short time.

以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例では、3次元超音波走査によって得られた3次元画像データを用いて血管形状の計測を行なう場合について述べたが、例えば、超音波振動素子が1次元配列された超音波プローブを用いて得られた2次元画像データに基づいて所定断面の血管形状を計測してもよい。この方法によれば、簡単な構成の超音波診断装置による血管形状計測が可能となり、操作者は、この超音波プローブを被検体の体表面上で回動あるいは移動して画像断面を順次更新することにより3次元的な血管形状計測が可能となる。   As mentioned above, although the Example of this invention has been described, this invention is not limited to the above-mentioned Example, It can change and implement. For example, in the above-described embodiment, the case where the blood vessel shape is measured using the three-dimensional image data obtained by the three-dimensional ultrasonic scanning has been described. For example, the ultrasonic wave in which the ultrasonic vibration elements are arranged one-dimensionally is used. You may measure the blood vessel shape of a predetermined cross section based on the two-dimensional image data obtained using the probe. According to this method, it is possible to measure a blood vessel shape using an ultrasound diagnostic apparatus with a simple configuration, and an operator rotates or moves the ultrasound probe on the body surface of the subject to sequentially update image cross sections. This enables three-dimensional blood vessel shape measurement.

又、3次元血管データの生成はドプラモード3次元画像データを用いて行なったが、Bモード3次元画像データを用いてもよい。この方法によれば、ドプラ信号検出機能やドプラモードデータ生成機能を有しない超音波診断装置においても血管形状計測を行なうことができる。   In addition, the three-dimensional blood vessel data is generated using Doppler mode three-dimensional image data, but B-mode three-dimensional image data may be used. According to this method, blood vessel shape measurement can be performed even in an ultrasonic diagnostic apparatus that does not have a Doppler signal detection function or a Doppler mode data generation function.

更に、上述の実施例における押圧部位の検出と変形例における押圧部位の検出を併せ行なうことにより、血管分岐部等に対し更に正確な押圧部位の計測が可能となる。   Furthermore, by performing the detection of the pressing site in the above-described embodiment and the detection of the pressing site in the modified example, it becomes possible to measure the pressing site more accurately with respect to the blood vessel bifurcation.

一方、上述の実施例では血管の形状情報として輪郭情報を抽出する場合について述べたが他の形状情報であっても構わない。   On the other hand, in the above-described embodiment, the case where the contour information is extracted as the blood vessel shape information has been described, but other shape information may be used.

本発明の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. 同実施例の超音波診断装置が備えた信号検出部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the signal detection part with which the ultrasonic diagnosing device of the Example was equipped. 同実施例の超音波診断装置が備えた画像データ生成部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the image data generation part with which the ultrasonic diagnosing device of the Example was equipped. 同実施例の画像データ生成部における3次元画像データ生成部の具体的な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the specific structure of the three-dimensional image data generation part in the image data generation part of the Example. 同実施例の血管形状計測部における血管内デバイス先端検出部の具体的な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the specific structure of the intravascular device front-end | tip detection part in the blood vessel shape measurement part of the Example. 同実施例の血管形状計測部による正常血管の血管内径計測を説明するための図。The figure for demonstrating the blood vessel inner diameter measurement of the normal blood vessel by the blood vessel shape measurement part of the Example. 同実施例の血管形状計測部による異常血管の血管内径計測を説明するための図。The figure for demonstrating the blood vessel inner diameter measurement of the abnormal blood vessel by the blood vessel shape measurement part of the Example. 同実施例における3次元画像データと警告マーカの表示例を示す図。The figure which shows the example of a display of the three-dimensional image data and warning marker in the Example. 同実施例における血管形状の計測手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the measurement procedure of the blood vessel shape in the Example. 同実施例の変形例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。The block diagram which shows the whole structure of the ultrasound diagnosing device in the modification of the Example. 同変形例における異常パターンの具体例を示す図。The figure which shows the specific example of the abnormal pattern in the modification.

符号の説明Explanation of symbols

1…信号検出部
2…画像データ生成部
3、30…血管形状計測部
4…出力部
5…入力部
6…システム制御部
11…超音波プローブ
12…送信部
13…受信部
21…Bモードデータ生成部
22…ドプラ信号検出部
23…ドプラモードデータ生成部
24…3次元画像データ生成部
31…血管内デバイス先端検出部
32…関心領域設定部
33…血管輪郭抽出部
34…芯線設定部
35、38…押圧部位検出部
36…警告信号発生部
37…異常パターン記憶部
41…表示データ生成部
42…表示部
43…音声出力部
311…高域通過フィルタ
312…低域通貨フィルタ
313…減算器
314…先端位置検出器
100、200…超音波診断装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Signal detection part 2 ... Image data generation part 3, 30 ... Blood vessel shape measurement part 4 ... Output part 5 ... Input part 6 ... System control part 11 ... Ultrasonic probe 12 ... Transmission part 13 ... Reception part 21 ... B mode data Generation unit 22 ... Doppler signal detection unit 23 ... Doppler mode data generation unit 24 ... 3D image data generation unit 31 ... Intravascular device tip detection unit 32 ... Region of interest setting unit 33 ... Blood vessel contour extraction unit 34 ... Core line setting unit 35, 38 ... Pressed part detection unit 36 ... Warning signal generation unit 37 ... Abnormal pattern storage unit 41 ... Display data generation unit 42 ... Display unit 43 ... Audio output unit 311 ... High pass filter 312 ... Low pass currency filter 313 ... Subtractor 314 ... tip position detectors 100, 200 ... ultrasonic diagnostic apparatus

Claims (12)

超音波振動素子を駆動し血管内デバイスを挿入した被検体に対して超音波を送信する送信手段と、
前記超音波の送信によって得られた前記被検体からの反射信号を受信する受信手段と、
超音波送受信の方向を制御して前記被検体の所定領域を走査する走査制御手段と、
前記超音波送受信によって得られた受信信号に基づいて画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記画像データにおける血管形状を抽出して血管データを生成する血管形状抽出手段と、
前記血管データに基づいて血管壁に対する前記血管内デバイスの押圧部位の有無あるいは位置を検出する押圧部位検出手段と、
前記押圧部位の検出結果に基づいて警告信号を発生する警告信号発生手段と、
前記警告信号を出力する出力手段を
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
Transmitting means for transmitting ultrasonic waves to a subject that has driven an ultrasonic vibration element and inserted an intravascular device;
Receiving means for receiving a reflected signal from the subject obtained by transmitting the ultrasonic wave;
Scanning control means for controlling a direction of ultrasonic transmission / reception to scan a predetermined region of the subject;
Image data generation means for generating image data based on a reception signal obtained by the ultrasonic transmission and reception;
Blood vessel shape extraction means for extracting blood vessel shape in the image data and generating blood vessel data;
A pressing site detecting means for detecting the presence or position of the pressing site of the intravascular device with respect to the blood vessel wall based on the blood vessel data;
Warning signal generating means for generating a warning signal based on the detection result of the pressed part;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising output means for outputting the warning signal.
前記画像データ生成手段が生成した画像データに対し関心領域を設定する関心領域設定手段を備え、前記血管形状抽出手段は、前記関心領域設定手段が設定した関心領域における前記画像データに対して血管形状を抽出することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。   A region-of-interest setting unit that sets a region of interest for the image data generated by the image data generation unit is provided, and the blood vessel shape extraction unit is a blood vessel shape for the image data in the region of interest set by the region-of-interest setting unit. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein: 血管内デバイスの先端位置を検出する血管内デバイス先端検出手段を備え、前記関心領域設定手段は、前記血管内デバイスの先端位置を基準として所定サイズの関心領域を設定することを特徴とする請求項2記載の超音波診断装置。   The intravascular device tip detecting means for detecting the tip position of the intravascular device, wherein the region of interest setting means sets a region of interest of a predetermined size with reference to the tip position of the intravascular device. 2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to 2. 前記血管形状抽出手段が生成した前記血管データの走行方向に対し芯線を設定する芯線設定手段を備え、前記押圧部位検出手段は、前記芯線に所定間隔で設定された複数の内径計測点における前記血管データの内径値に基づいて前記押圧部位の検出を行なうことを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。   Core line setting means for setting a core line with respect to the traveling direction of the blood vessel data generated by the blood vessel shape extraction means, and the pressing portion detection means is configured to connect the blood vessels at a plurality of inner diameter measurement points set at predetermined intervals on the core line. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the pressed portion is detected based on an inner diameter value of data. 血管内デバイスによって押圧された血管壁が呈する形状に対応した異常パターンを予め保存する異常パターン記憶手段を備え、前記押圧部位検出手段は、前記血管データの血管壁形状と前記異常パターンを比較することにより前記押圧部位の検出を行なうことを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。   An abnormal pattern storage means for preliminarily storing an abnormal pattern corresponding to the shape exhibited by the blood vessel wall pressed by the intravascular device, wherein the pressing site detecting means compares the abnormal blood pattern with the blood vessel wall shape of the blood vessel data; The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the pressed portion is detected by the method. 前記血管形状抽出手段は、前記画像データ生成手段が生成したドプラモード画像データ及びBモード画像データの少なくとも何れかにおける血管形状を抽出して前記血管データを生成することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。 2. The blood vessel shape extraction unit extracts the blood vessel shape in at least one of Doppler mode image data and B mode image data generated by the image data generation unit, and generates the blood vessel data. Ultrasound diagnostic equipment. 前記血管内デバイス先端検出手段は、前記画像データ生成手段が生成したBモード画像データにおける血管内デバイスの輪郭を抽出してその先端位置を検出することを特徴とする請求項3記載の超音波診断装置。   4. The ultrasonic diagnosis according to claim 3, wherein the intravascular device tip detection means extracts the contour of the intravascular device in the B-mode image data generated by the image data generation means and detects the tip position thereof. apparatus. 前記出力手段は表示手段を備え、前記表示手段は、前記画像データ生成手段が生成した画像データに前記警告信号発生手段が発生した警告信号に基づく警告マーカを重畳して表示することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。   The output unit includes a display unit, and the display unit superimposes and displays a warning marker based on a warning signal generated by the warning signal generation unit on the image data generated by the image data generation unit. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1. 前記出力手段は音声出力手段を備え、前記音声出力手段は、前記警告信号発生手段が発生した警告信号に基づく警告音を出力することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the output unit includes a voice output unit, and the voice output unit outputs a warning sound based on a warning signal generated by the warning signal generation unit. 超音波振動素子を駆動し血管内デバイスを挿入した被検体に対して超音波を送信する送信手段と、
前記超音波の送信によって得られた前記被検体からの反射信号を受信する受信手段と、
超音波送受信の方向を制御して前記被検体の所定領域を3次元走査する走査制御手段と、
前記超音波送受信によって得られた受信信号に基づいて3次元画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記3次元画像データにおける血管形状を抽出して3次元血管データを生成する血管形状抽出手段と、
前記3次元血管データの形状に基づいて血管壁に対する前記血管内デバイスの押圧部位の有無あるいは位置を検出する押圧部位検出手段と、
この押圧部位検出手段の検出結果に基づいて警告信号を発生する警告信号発生手段と、
前記警告信号を出力する出力手段を
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
Transmitting means for transmitting ultrasonic waves to a subject that has driven an ultrasonic vibration element and inserted an intravascular device;
Receiving means for receiving a reflected signal from the subject obtained by transmitting the ultrasonic wave;
Scanning control means for controlling a direction of ultrasonic transmission / reception to three-dimensionally scan a predetermined region of the subject;
Image data generating means for generating three-dimensional image data based on a reception signal obtained by the ultrasonic transmission / reception;
Blood vessel shape extraction means for extracting blood vessel shape in the three-dimensional image data and generating three-dimensional blood vessel data;
A pressing part detecting means for detecting the presence or absence or position of the pressing part of the intravascular device with respect to a blood vessel wall based on the shape of the three-dimensional blood vessel data;
Warning signal generating means for generating a warning signal based on the detection result of the pressed part detecting means;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising output means for outputting the warning signal.
画像データ生成手段が、血管内デバイスを挿入した被検体に対し超音波を送受信して得られた受信信号に基づいて画像データを生成するステップと、
血管形状抽出手段が、前記画像データにおける血管形状を抽出して血管データを生成するステップと、
押圧部位検出手段が、前記血管データの形状に基づいて血管壁に対する前記血管内デバイスの押圧部位の有無あるいは位置を検出するステップと、
警告信号発生手段が、前記押圧部位の検出結果に基づいて警告信号を発生するステップと、
出力手段が、前記警告信号を出力するステップを
有することを特徴とする血管形状計測方法。
Image data generating means generates image data based on a received signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to a subject into which an intravascular device is inserted; and
A step of extracting blood vessel shape in the image data to generate blood vessel data;
A step of detecting the presence or position of a pressing portion of the intravascular device with respect to a blood vessel wall based on the shape of the blood vessel data;
A warning signal generating means for generating a warning signal based on the detection result of the pressed portion;
A blood vessel shape measuring method, wherein the output means includes a step of outputting the warning signal.
画像データ生成手段が、血管内デバイスを挿入した被検体に対し超音波を送受信して得られた受信信号に基づいて画像データを生成するステップと、
血管内デバイス先端検出手段が、前記画像データ生成手段が生成した第1の画像データの輪郭抽出によって血管内デバイスの先端位置を検出するステップと、
関心領域設定手段が、前記血管内デバイスの先端位置を基準として前記画像データ生成手段が生成した第2の画像データに対して関心領域を設定するステップと、
血管形状抽出手段が、前記関心領域における前記第2の画像データの血管形状を抽出して血管データを生成するステップと、
芯線設定手段が、前記血管データの走行方向に対し芯線を設定するステップと、
押圧部位検出手段が、前記芯線に所定間隔で設定された複数の内径計測点における血管データの内径値に基づいて押圧部位の検出を行なうステップと、
警告信号発生手段が、前記押圧部位の検出結果に基づいて警告信号を発生するステップと、
出力手段が、前記警告信号を出力するステップを
有することを特徴とする血管形状計測方法。
Image data generating means generates image data based on a received signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to a subject into which an intravascular device is inserted; and
An intravascular device tip detecting means detecting the tip position of the intravascular device by contour extraction of the first image data generated by the image data generating means;
A region of interest setting unit sets a region of interest for the second image data generated by the image data generating unit with reference to the tip position of the intravascular device;
A blood vessel shape extracting unit extracting the blood vessel shape of the second image data in the region of interest to generate blood vessel data;
A step of setting a core line with respect to a running direction of the blood vessel data;
A step of detecting a pressed part based on an inner diameter value of blood vessel data at a plurality of inner diameter measurement points set at predetermined intervals on the core wire;
A warning signal generating means for generating a warning signal based on the detection result of the pressed portion;
A blood vessel shape measuring method, wherein the output means includes a step of outputting the warning signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009240359A (en) * 2008-03-28 2009-10-22 Kazunori Urasawa Image analysis apparatus and the image analysis method
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