JP2008100094A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に超音波造影剤を被検体に投与して、血管部の血流動態、パフュージョンの検出による臓器実質レベルの血行動態の観測、およびそれらの定量評価を行う目的で施される種々の画像処理機能を有する超音波診断装置に関する。 The present invention is mainly applied for the purpose of administering an ultrasound contrast agent to a subject, observing blood flow dynamics of blood vessels, hemodynamics at the organ parenchyma level by detecting perfusion, and quantitative evaluation thereof. The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus having various image processing functions.
超音波の医学的な応用としては種々の装置があるが、その主流は超音波パルス反射法を用いて生体の軟部組織の断層像を得る超音波診断装置である。この超音波診断装置は無侵襲検査法で、組織の断層像を表示するものであり、X線診断装置、X線コンピュータ断層撮影装置(X線CT)、磁気共鳴映像装置(MRI)および核医学診断装置(ガンマカメラ、SPECT等)等の他の診断装置に比べて、リアルタイム表示が可能、装置が小型で安価、X線などの被曝がなく安全性が高い、および超音波ドプラ法により血流イメージングが可能であるなどの特徴を有している。 There are various types of medical applications of ultrasound, but the mainstream is an ultrasound diagnostic apparatus that obtains a tomographic image of a soft tissue of a living body using an ultrasonic pulse reflection method. This ultrasonic diagnostic apparatus is a non-invasive examination method that displays a tomographic image of a tissue. An X-ray diagnostic apparatus, an X-ray computed tomography apparatus (X-ray CT), a magnetic resonance imaging apparatus (MRI), and nuclear medicine Compared to other diagnostic devices such as diagnostic devices (gamma camera, SPECT, etc.), real-time display is possible, the device is small and inexpensive, high safety without exposure to X-rays, etc., and blood flow by ultrasonic Doppler method It has features such as imaging.
このため心臓、腹部、乳腺、泌尿器、および産婦人科などで広く超音波診断が行われている。特に、超音波プローブを体表から当てるだけの簡単な操作で心臓の拍動や胎児の動きの様子がリアルタイム表示で得られ、かつ安全性が高いため繰り返して検査が行えるほか、ベッドサイドへ移動していっての検査も容易に行えるなど簡便である。 For this reason, ultrasonic diagnosis is widely performed in the heart, abdomen, mammary gland, urology, and gynecology. In particular, the heartbeat and fetal movement can be obtained in real time by simply operating the ultrasound probe from the surface of the body, and because it is highly safe, it can be repeatedly examined and moved to the bedside. Therefore, it is easy to carry out inspections.
また、超音波ドプラ法による振動子へ向かうあるいは遠ざかる血流の速度分布や、パワードプラ法による血流エコー信号のパワ値の分布を表示することが可能となっている。特にパワードプラ法は、より高感度に血管系のパフュージョンの検出が可能で、腎臓のより末梢レベルの血流異常や肝癌などの診断に用いられつつある。 In addition, it is possible to display the velocity distribution of blood flow toward or away from the vibrator by the ultrasonic Doppler method and the power value distribution of the blood flow echo signal by the power Doppler method. In particular, the power Doppler method can detect perfusion of the vascular system with higher sensitivity, and is being used for diagnosis of abnormal blood flow at the peripheral level of the kidney, liver cancer, and the like.
このような超音波診断の分野でも、X線CTやMRIと同様に、3次元画像に対するニーズが高まっている。3次元画像は、2次元の断層像から得られる平面的な情報に加えて、その奥行き方向の情報も加味されるので、組織の形状、血管の走行の様子等をより明確に知ることができるものと期待されている。 In such a field of ultrasonic diagnosis, the need for a three-dimensional image is increasing as in the case of X-ray CT and MRI. In addition to the planar information obtained from a two-dimensional tomographic image, the three-dimensional image takes into account the information in the depth direction, so that the shape of the tissue, the state of blood vessels, etc. can be known more clearly. It is expected.
3次元情報の取得には、プローブに取り付けられた位置センサによって位置情報とその時の画像情報とを同時に取り込み、その後、位置情報に基づいて3次元画像を再構築するものである。現在まで多くの手法が提案されてきたが、近年のCPUの高速化に伴って非常に短時間で、3次元画像の再構築と表示が行えるようになってきた。 For obtaining three-dimensional information, position information and image information at that time are simultaneously captured by a position sensor attached to a probe, and then a three-dimensional image is reconstructed based on the position information. Many techniques have been proposed so far, but with the recent increase in CPU speed, three-dimensional images can be reconstructed and displayed in a very short time.
しかしながら、如何にCPUが高速になったとはいえ、2次元表示と同様に、3次元スキャンにより取り込んだ3次元のエコーデータから3次元画像をリアルタイム又はそれに近い時間で再構築し、表示することができるようになるには、まだまた至っていないのが現状である。従って、実際には、3次元データを取り込みそしてスキャンを停止した後に、3次元画像を再構築し、それから表示して見るといった形式を取らざるを得ない。このため通常の診断では、やはり旧来からの2次元の断層像をリアルタイムで観察することがほとんどである。 However, regardless of how fast the CPU is, it is possible to reconstruct and display a 3D image in real time or a time close to it from 3D echo data captured by a 3D scan, as in 2D display. The current situation is that we have not yet reached the point where we can do it. Therefore, in practice, after taking the three-dimensional data and stopping the scanning, the three-dimensional image is reconstructed and then displayed and viewed. For this reason, in normal diagnosis, the conventional two-dimensional tomographic image is often observed in real time.
本発明の目的は、リアルタイム性を重視して2次元画像を表示しながらも、走査断面の3次元的な位置情報を様々な形で有効に活用することにある。 An object of the present invention is to effectively utilize three-dimensional position information of a scanning section in various forms while displaying a two-dimensional image with an emphasis on real-time characteristics.
本発明の第1局面は、被検体内部の断面を超音波ビームで走査することによりエコー信号を収集する手段と、前記エコー信号に基づいて2次元画像を生成する手段と、3次元のボリュームデータを保持する手段と、前記超音波ビームで走査する断面の位置を検出する手段と、前記検出された断面の位置情報に基づいて、前記超音波ビームで走査する断面と同じ断面の2次元画像を前記ボリュームデータから生成する手段と、前記エコー信号から生成した2次元画像と、前記ボリュームデータから生成した2次元画像とを同時表示する手段とを具備したことを特徴とする。
本発明の第2局面は、被検体内部の断面を超音波ビームで走査することによりエコー信号を収集する手段と、前記エコー信号に基づいて2次元画像を生成する手段と、3次元のボリュームデータを保持する手段と、前記超音波ビームで走査する断面の位置を検出する手段と、前記検出された断面の位置情報に基づいて、前記超音波ビームで走査する断面と同じ断面内の部分画像を前記ボリュームデータから生成する手段と、前記エコー信号から生成した2次元画像に、前記ボリュームデータから生成した部分画像を合成表示する手段とを具備したことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided means for collecting an echo signal by scanning a cross section inside a subject with an ultrasonic beam, means for generating a two-dimensional image based on the echo signal, and three-dimensional volume data. Holding means, means for detecting the position of the cross section scanned with the ultrasonic beam, and a two-dimensional image of the same cross section as the cross section scanned with the ultrasonic beam based on the position information of the detected cross section It comprises means for generating from the volume data, means for simultaneously displaying a two-dimensional image generated from the echo signal, and a two-dimensional image generated from the volume data.
According to a second aspect of the present invention, there is provided means for collecting echo signals by scanning a cross section inside a subject with an ultrasonic beam, means for generating a two-dimensional image based on the echo signals, and three-dimensional volume data. And a means for detecting the position of the cross section scanned with the ultrasonic beam, and a partial image in the same cross section as the cross section scanned with the ultrasonic beam based on the position information of the detected cross section. The apparatus includes: means for generating from the volume data; and means for combining and displaying a partial image generated from the volume data on a two-dimensional image generated from the echo signal.
本発明によれば、リアルタイム性を重視して2次元画像を表示しながらも、走査断面の3次元的な位置情報を様々な形で有効に活用することができる。 According to the present invention, it is possible to effectively utilize the three-dimensional position information of the scanning section in various forms while displaying a two-dimensional image with emphasis on real-time characteristics.
以下に、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。本発明はあらゆる関心部位について適用可能であるが、以下では肝臓、膵臓などの腫瘍もしくは血管を観察して異常部位を同定するケースを想定して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Although the present invention can be applied to any region of interest, the following description will be made assuming that an abnormal region is identified by observing a tumor or blood vessel such as a liver or pancreas.
(第1実施形態)
図1に第1実施形態に係る超音波診断装置の構成を示している。本装置は、被検体との間で超音波信号の送受信を担う超音波プローブ1と、この超音波プローブ1を駆動し、且つ超音波プローブ1を介して収集したエコー信号を処理する装置本体20と、この装置本体20に接続され、且つオペレータからの各種指示情報を装置本体20に入力するための操作パネル21とから構成される。操作パネル21には、トラックボール22やキーボード23といった様々な入力機器が接続あるいは設置されている。この操作パネル21を介して、走査条件の設定、関心領域(region of interest)の設定、その他、本発明に関わる様々な設定条件が入力されるようになっている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment. This apparatus includes an
超音波プローブ1の先端部分には、複数の微小な圧電セラミックス等の振動子が配列されている。この超音波プローブ1の形態としては、セクタ対応、リニア対応、コンベックス対応等いずれであってもよい。ここでは、セクタ対応型の超音波プローブ1として説明する。
A plurality of micro vibrators such as piezoelectric ceramics are arranged at the tip of the
装置本体20には、超音波送信部2、超音波受信部3、レシーバ部4、Bモードディジタルスキャンコンバータ5、メモリ合成部6、表示部7、イメージメモリユニット8、ドプラユニット9といった一般的な構成要素の他に、本発明に関わる位置検出器24、座標メモリユニット25、マーカ用ディジタルスキャンコンバータ26が具備されている。
The apparatus
超音波送信部2は、パルス発生器2A、送信遅延回路2Bおよびパルサ2Cからなり、各チャンネルの遅延時間をコントロールして、超音波をビーム状に成形し、これをパルス波として被検体に送信すると共に、超音波ビームの向きを変えて被検体内の断面を走査するために設けられている。この超音波送信部2の駆動により超音波プローブ1から送信された超音波ビームは、被検体内の音響インピーダンスの不連続面で反射し、超音波プローブ1に返ってくる。
The ultrasonic transmitter 2 includes a
超音波プローブ1の各振動子で変換された微小な電気信号(エコー信号)は、チャンネル毎に超音波受信部3に取り込まれ、ここで、まずプリアンプ3Aで増幅され、次に受信遅延回路3Bにより送信時と同じ遅延時間を与えられ、最後に加算器3Cで加算される。この加算により特定方向からの反射成分が強調された受信信号が生成される。
A minute electric signal (echo signal) converted by each transducer of the
この受信信号は、レシーバ部4に取り込まれ、ここで、対数増幅され、包路線検波され、そしてアナログディジタルコンバータでディジタル信号として出力される。レシーバ部4からの出力は、Bモード用ディジタルスキャンコンバータ(DSC)5により、超音波スキャンのラスタ信号列から、ビデオフォーマットのラスタ信号列に変換される。これにより断層像データ、いわゆるBモード画像データが生成される。この断層像データは、メモリ合成部6を介して表示部7に送られ、濃淡表示される。
This received signal is taken into the
また、超音波受信部3で生成された受信信号は、ドプラユニット9にも取り込まれ、ここで、まず直交位相検波され、次にディジタル信号に変換される。そしてMTIフィルタでドプラ検査対象外の例えば心臓壁等の遅い移動体での反射により周波数偏移を受けた低周波成分(クラッタ成分)が除去され、ドプラ検査対象の血球等の速い移動体での反射により周波数偏移を受けた高周波成分(血流成分)だけが通過される。さらに、この血流成分は自己相関器により周波数解析され、これにより各周波数の強さが求められる。この各周波数の強さに基づいて、平均速度と、その分散と、パワーとが演算される。これにより2次元的な血流の様子を表す血流画像データが生成される。この血流画像データは、メモリ合成部6において、断層像データと合成されて表示部7にカラーで表示される。
The reception signal generated by the ultrasonic wave receiving unit 3 is also taken into the
イメージメモリ8は、Bモードディジタルスキャンコンバータ5における変換前の超音波スキャンのラスタ信号列データと変換後のビデオフォーマットのラスタ信号列データのいずれか一方または両方を記憶保持するために設けられており、これらのデータは例えば診断の後に操作者が任意に呼び出して表示再生することができるようになっている。
The
次に、本実施形態の主要部分である位置検出器24、座標メモリユニット25、マーカ用ディジタルスキャンコンバータ26について、3次元スキャンの仕組みと共に説明する。
Next, the
(3次元スキャン)
図2はこの3次元スキャンの一例を示す図である。3次元スキャンは、走査面を被検体Pの3次元領域で移動して、その3次元領域内の各点から受信信号を収集するスキャンである。ここでは3次元スキャンは、プローブ1の先端を被検体の体表面に当て、この位置(以下、基準位置P0と称する)を固定したままで、プローブ1をX軸(被検体Pの体軸に水平方向に直交する直交軸)を中心とした回転αと、プローブ1のY軸(被検体Pの体軸に垂直方向に直交する直交軸)を中心とした回転βと、プローブ1のZ軸(被検体Pの体軸に平行な軸)を中心とした回転γとを適当に組み合わせて動かすことによって行われる。
(3D scanning)
FIG. 2 shows an example of this three-dimensional scan. The three-dimensional scan is a scan in which the scanning plane is moved in the three-dimensional region of the subject P, and received signals are collected from each point in the three-dimensional region. Here, in the three-dimensional scan, the tip of the
(断面位置検出)
位置検出回路24は、3次元スキャンの中でプローブ1の基準位置P0(x0,y0,z0)、角度θα(X軸を中心とした回転角度)、角度θβ(Y軸を中心とした回転角度)、角度θγ(Z軸を中心とした回転角度)を常時又は定期的に検出する。これらの検出信号(以下、位置情報とよぶ)は、超音波ビームで走査する断面の位置を表している。
(Cross-section position detection)
The
(関心点の3次元位置情報の取得及び記憶)
図3(a)に示すように、操作者は、装置パネル21等を操作して画面上でポインタを動かして、表示部7に表示されている断層像上の腫瘍等の関心点を指定すると、座標メモリユニット25からマーカデータが出力される。このマーカデータは、マーカ用ディジタルスキャンコンバータ26を介してメモリ合成部6で断層像データに合成される。これにより、断層像の関心点にマーカP1が重畳される。なお、このマーカの形状は、×印に限らず、円、多角形、矢印など任意のものでよいし、またマーカは、1つに限らず、複数(P2,P3,...)指定することができる。
(Acquisition and storage of 3D position information of interest points)
As shown in FIG. 3A, when the operator operates the
座標メモリユニット25では、画面内のマーカの位置を求め、この位置と、位置検出回路24で検出された断面位置とから、図3(b)に示す関心点の3次元座標(位置情報)を計算し、これを記憶する。
In the coordinate
(マーカ再表示)
ある断面の断層像上に関心点が指定され、その関心点の位置情報が記憶されたた後、腫瘍等を別な方向から観察する等の目的で、走査断面が変更されることがある。この変更された走査断面の位置情報が位置検出回路24で検出され、座標メモリユニット25に供給される。座標メモリユニット25では、記憶した関心点の位置情報と、変更された走査断面の位置情報とに基づいて、変更された走査断面内に関心点が含まれるか否かを判定し、変更された走査断面内に関心点が含まれないとき、マーカデータを出力しない。これにより、変更した走査断面の断層像には、マーカは表示されない。一方、変更された走査断面内に関心点が含まれるとき、座標メモリユニット25は、マーカデータを出力する。これにより、変更した走査断面の断層像には、マーカが重畳され表示される。
(Marker redisplay)
After a point of interest is specified on a tomographic image of a certain cross section and position information of the point of interest is stored, the scanning cross section may be changed for the purpose of observing a tumor or the like from another direction. The position information of the changed scanning section is detected by the
従って、走査断面の異なる断層像間の3次元的な位置関係をマーカを媒介してある程度把握することができる。これにより、
腫瘍を別な断面より再度観察する場合、容易に見つけることができる、
血管の狭窄部位を別な断面より再度観察する場合、血管走行の位置関係を観察しやすくなる、
臓器中の病変の数を数える場合、重複を避けて正確に数えることができる、 操作者にとっては3次元画像は現れず、従来の2Dの断層像で診断を行うわけであるから、従来通りの診断の中で比較的簡単に使用できる
といった効果を奏することができる。
Therefore, the three-dimensional positional relationship between tomographic images having different scanning sections can be grasped to some extent through the marker. This
If you observe the tumor again from a different section, you can easily find it,
When observing the stenosis part of the blood vessel again from another cross section, it becomes easier to observe the positional relationship of the blood vessel running.
When counting the number of lesions in an organ, it can be accurately counted without duplication. For the operator, a 3D image does not appear, and diagnosis is performed with a conventional 2D tomographic image. The effect that it can be used comparatively easily in diagnosis can be produced.
(マーカの別な例)
マーカとしては、図4(a)のように、血管断面あるいは腫瘍輪郭といった、関心領域のトレースライン(TL)であってもよい。このようなマークを断層像に重畳表示させる例としては、トレースラインTLは、N個の点(P11、P12、...P1N)とみなし、上記P1の場合と同様に、変更した走査断面がトレースラインTLと交差するか否かを判別し(図4(b))、交差する場合には、交差点を表すマーカCP1,CP2を断層像に重畳表示させる(図4(c))。
(Another example of marker)
The marker may be a trace line (TL) of a region of interest such as a blood vessel cross section or a tumor contour as shown in FIG. As an example of superimposing and displaying such a mark on the tomographic image, the trace line TL is regarded as N points (P11, P12,... P1N), and the changed scanning section is the same as in the case of P1. It is determined whether or not it intersects with the trace line TL (FIG. 4B), and in the case of intersecting, markers CP1 and CP2 representing the intersection are superimposed and displayed on the tomographic image (FIG. 4C).
また、トレースラインTLを、変更した走査断面に投影し、この投影したトレースラインPTLを断層像に重畳表示させる。 Further, the trace line TL is projected onto the changed scanning section, and the projected trace line PTL is superimposed on the tomographic image.
(関心点の領域拡大)
上述したように変更された走査断面内に関心点が含まれるか否かを厳密に判断する場合、変更した走査断面から関心点が微小に外れた場合であっても、マーカは表示されないことになってしまい、非常に扱いづらい。よって、関心点を、
(P1)=(x1,y1,z1)
という点で扱うのではなくて、
Area(P1)=(x1±σ,y1±σ,z1±σ)
という領域に拡大して、この拡大した領域が、変更された走査断面と交差しているか否かを緩やかに判断することができる。なお、拡大パラメータσは、操作者によって任意に指定が可能である。
(Expanding the area of interest)
When it is strictly determined whether or not the point of interest is included in the changed scanning section as described above, the marker is not displayed even if the point of interest is slightly deviated from the changed scanning section. It becomes very difficult to handle. So the point of interest
(P1) = (x1, y1, z1)
Instead of dealing with
Area (P1) = (x1 ± σ, y1 ± σ, z1 ± σ)
It is possible to gently determine whether or not the enlarged area intersects the changed scanning section. The enlargement parameter σ can be arbitrarily designated by the operator.
(近傍表示)
上述の関心点の拡大を発展させた例として、走査断面が関心点に接近していることを表すことができる。例えば、操作者によって指定された関心点P1に対して、その位置を中心とした2種類の領域を、
Area1(P1)=(x1±σ1,y1±σ1,z1±σ1)
と、
Area2(P1)=(x1±σ2,y1±σ2,z1±σ2)
と設定する。なお、σ<σ1<σ2である。
(Nearby display)
As an example of the above-described expansion of the point of interest, it can be shown that the scanning section is close to the point of interest. For example, with respect to the point of interest P1 designated by the operator, two types of regions centered on the position are represented as follows:
Area1 (P1) = (x1 ± σ1, y1 ± σ1, z1 ± σ1)
When,
Area2 (P1) = (x1 ± σ2, y1 ± σ2, z1 ± σ2)
And set. Note that σ <σ1 <σ2.
そして、領域Area2(P1)が、変更された走査断面と交差しているときと、領域Area1(P1)が、変更された走査断面と交差しているときと、関心点P1が、変更された走査断面に含まれるときとで、マーカの表示態様を形状や色などで変えることにより、走査断面がマークに接近してること、また、徐々に接近又は遠ざかっている様子を認識することができる。具体的には、走査断面が領域Area2(P1)と交差する場合、比較的小さなマーカを表示し、そして走査断面が領域Area1(P1)と交差する場合、比較的大きなマーカを表示する。これによって、以前に付記した関心点を別な走査断面から探すことが比較的容易となる。なお、本手法はカラードプラ法についても同様に実現可能である。 When the area Area2 (P1) intersects with the changed scanning section, when the area Area1 (P1) intersects with the changed scanning section, the point of interest P1 is changed. By changing the display mode of the marker depending on the shape or color depending on when it is included in the scanning cross section, it is possible to recognize that the scanning cross section is approaching the mark and gradually approaching or moving away. Specifically, when the scanning section intersects with the area Area2 (P1), a relatively small marker is displayed, and when the scanning section intersects with the area Area1 (P1), a relatively large marker is displayed. This makes it relatively easy to find the previously noted points of interest from another scan section. Note that this method can be similarly realized for the color Doppler method.
(位置検出回路24の変形例)
位置検出回路24は、プローブ1との相対位置を検出するもので、被検体Pの絶対位置が動いてしまうと、位置整合誤差が生じて、リアルタイム画像とマーカとがずれしまう可能性がある。そこで、図5に示すように、被検体Pの少なくとも3カ所に位置センサ60を取り付けることで、位置検出回路24は被検体Pとプローブ1の両者の位置を同時に検出し、常に被検体−プローブの位置関係を補正することが可能である。
(Modification of position detection circuit 24)
The
(第2実施形態)
図6に、第2実施形態に係る超音波診断装置の構成を示している。図6において、図1と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。第2実施形態では、外部入力装置31、ボリュームメモリユニット32、内部データディジタルスキャンコンバータ33が設けられている。ボリュームメモリユニット32には、外部入力装置31を介して入力される心臓や腹部等の超音波によるボリュームデータが記憶されている。このボリュームデータは、超音波診断装置で得られたものでかぎらず、X線コンピュータ断層撮影装置(CTスキャン)や時期共鳴映像装置(MRI)等の他のモダリティで得られたデータであってもよい。
(Second Embodiment)
FIG. 6 shows the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment. In FIG. 6, the same parts as those in FIG. In the second embodiment, an
ボリュームメモリユニット32は、位置検出装置24で検出された走査断面の位置情報に従って、その断面内のデータをボリュームデータから選択的に読み出し、内部データディジタルスキャンコンバータ33ではこの読み出されたデータから、位置検出装置24で検出された走査断面、つまりリアルタイムで走査している断面と同じ断面の断層像データを再構成する。
The
このとき、位置情報は位置検出装置24でリアルタイムに検出されるため、プローブ1の動きによる走査断面の移動に合わせて、ボリュームデータを基に再構成される断層像も変化する。
At this time, since the position information is detected in real time by the
内部データディジタルスキャンコンバータ33で再構成された断層像データは、メモリ合成部6で、リアルタイムの断層像データと1画面に並列に合成され、表示部7に表示される。
The tomographic image data reconstructed by the internal data
(位置整合)
上述したように記憶しているボリュームデータから、リアルタイムで走査している断面と同じ断面の断層像データを再構成することから、位置整合を図ることが必要とされる。この手順を図7に示している。まず、図8(a)に示すように、リアルタイムの断層像101と、ボリュームデータから適当な断面で再構成した断層像102とを同時表示する。次に、操作者は、プローブ1を固定したままで、図8(b)に示すように、再構成した断層像がリアルタイムの断層像と略同じ断面に関する画像になるように、両画像を見比べて、ボリュームデータから再構成する断面の位置を、キーボード23あるいはトラックボール22等を使って、XYZ各軸に関して回転し、また平行移動する。これにより位置整合(位置調整)が完了して、プローブ1の動きによる走査断面の移動に合わせて、ボリュームデータを基に再構成される断層像も変化する。
(Position alignment)
Since the tomographic image data having the same cross section as the cross section scanned in real time is reconstructed from the stored volume data as described above, it is necessary to achieve positional alignment. This procedure is shown in FIG. First, as shown in FIG. 8A, a real-
(第2実施形態の用途)
装置本体20のボリュームメモリユニット32に記憶させるボリュームデータを変えることにより、様々な用途に適用することができる。ボリュームデータとして例えば同じ患者の過去のデータを保持しておけば、同じ断面の治療前の断層像と治療後の断層像とを比較検討して、病変の推移を把握し易くなる。またボリュームデータとして例えば健常者のデータを保持しておけば、同じ断面の当該患者の断層像と健常者の断層像とを比較検討して、病変発見が容易になる。
(Use of the second embodiment)
By changing the volume data stored in the
(第2実施形態の変形例)
本実施形態は、図9に示すように変形可能である。すなわち、上記ボリュームメモリユニット32に、現在検査中の患者の直前に走査生成されたデータを記憶させておくものである。断層像データは、Bモードディジタルスキャンコンバータ5よりボリュームメモリユニット32に送られ、位置検出装置24からの位置情報と共に記憶される。
(Modification of the second embodiment)
This embodiment can be modified as shown in FIG. That is, the
このようにボリュームデータとして例えば同じ患者の直前に収集したデータを保持しておけば、同じ断面の走査を容易に再現することができる。つまり、診断中に小さな病変を見つけて画像に記憶した際、もう一度確認しようと走査を試みても、正確な走査断面が不確かとなってしまう場合がある。このような場合も直前に記憶した画像と連動させて操作を行うことで、再び所望の病変を見つけることができるようになる。 Thus, if data collected immediately before the same patient, for example, is stored as volume data, scanning of the same cross section can be easily reproduced. That is, when a small lesion is found during diagnosis and stored in an image, an accurate scanning section may be uncertain even if scanning is attempted to confirm again. In such a case, a desired lesion can be found again by performing an operation in conjunction with the image stored immediately before.
(第2実施形態の他の変形例)
この変形例でボリュームメモリユニット32に記録されているのは、原発性肝癌、転移性肝癌、胆石、血管腫といった占拠性疾患部のデータ、あるいは胎児などのデータである。これらのデータは、実際の症例から発病臓器のボリュームデータを記録し、その部位を部分的に抽出したものであってもよいし、高精度な3次元コンピュータグラフィックなどを用いて作成されたものでもよい。
(Other modifications of the second embodiment)
In this modification, data recorded in the
このボリュームデータから、位置検出装置24で検出されたリアルタイムの走査断面の位置情報を基に、当該走査断面と同じ断面に関する発病臓器だけの部分的な断層像データが再構成される。この再構成した部分的な断層像データは、リアルタイムで得られる断層像の中の該当する一部分にメモリ合成部6において嵌め込まれる。この嵌め込み処理は、リアルタイムで得られる断層像データを、再構成された部分的な断層像データに置き換えることにより行われる。なお、単に置き換えるだけではなく、境界の数ピクセルは重畳あるいはスムージング処理を施すなどして、あたかもリアルタイムで検査中の被検体の臓器中に挿入されているように合成することが重要である。
From this volume data, based on the position information of the real-time scanning section detected by the
また、再構成する部分的な断層像データの画質条件は、診断装置のパネル操作と連動させて、リアルタイムの断層像との違和感をなくすことも重要である。通常、診断画像のゲイン、ダイナミックレンジなどは操作者が操作パネルを使って変更し、Bモードディジタルスキャンコンバータ5で設定される。この情報は、同時に内部データディジタルスキャンコンバータ33にも伝わり、両者の画質が連動して変化することを可能とする。
It is also important that the image quality condition of the partial tomographic image data to be reconstructed is linked with the panel operation of the diagnostic apparatus so as to eliminate a sense of incongruity with the real-time tomographic image. Normally, the gain and dynamic range of the diagnostic image are changed by the operator using the operation panel and set by the B-mode
ボリュームデータとリアルタイム断層像との位置整合は、上述した通りである。しかし、この変形例の主な目的は、健常被検体を観察しながらあたかも病変が存在するごとくスクリーニングを行うトレーニングに用いることである。したがって、操作者の位置補正は、肝臓の大まかな座標を設定するのみで、その後、再構成画像の為のボリュームデータの位置情報は、肝臓から外れない範囲でランダムに設定されることも可能とする。また、ボリュームメモリユニット32はそこに記憶されている大きさや病名の異なる複数の種類のデータから、ランダムに選択される機能も持っている。
Position matching between the volume data and the real-time tomographic image is as described above. However, the main purpose of this modification is to use it for training in which screening is performed as if a lesion exists while observing a healthy subject. Therefore, the operator's position correction only sets the rough coordinates of the liver, and then the position information of the volume data for the reconstructed image can be set randomly within a range that does not deviate from the liver. To do. The
これによって病変を探し、診断を行うトレーニングを、健常者を被検体にして行うことが可能となる。つまり、ボリュームデータとして例えば発病した別な患者のデータを保持しておけば、健常者を対象として、超音波検査の教育シミュレーションとして活用できるといった効果を奏することができる。 This makes it possible to perform training for searching for lesions and performing diagnosis for healthy subjects as subjects. In other words, if data of another patient who has become ill, for example, is stored as volume data, an effect can be obtained that can be used as an educational simulation for ultrasonic examinations for healthy individuals.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1…超音波プローブ、2…超音波送信部、2A…パルス発生器、2B…送信遅延回路、2C…パルサ、3…超音波受信部、3A…プリアンプ、3B…受信遅延回路、3C…加算器、4…レシーバ部、5…Bモードディジタルスキャンコンバータ、6…メモリ合成部、7…表示部、8…イメージメモリユニット、9…ドプラユニット、20…装置本体、21…操作パネル、22…トラックボール、23…キーボード、24…位置検出装置、25…座標メモリユニット、26…マーカ用ディジタルスキャンコンバータ。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記エコー信号に基づいて2次元画像を生成する手段と、
3次元のボリュームデータを保持する手段と、
前記超音波ビームで走査する断面の位置を検出する手段と、
前記検出された断面の位置情報に基づいて、前記超音波ビームで走査する断面と同じ断面の2次元画像を前記ボリュームデータから生成する手段と、
前記エコー信号から生成した2次元画像と、前記ボリュームデータから生成した2次元画像とを同時表示する手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置。 Means for collecting echo signals by scanning a cross section inside the subject with an ultrasonic beam;
Means for generating a two-dimensional image based on the echo signal;
Means for holding three-dimensional volume data;
Means for detecting a position of a cross-section scanned with the ultrasonic beam;
Means for generating, from the volume data, a two-dimensional image of the same cross section as the cross section scanned with the ultrasonic beam based on the position information of the detected cross section;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: means for simultaneously displaying a two-dimensional image generated from the echo signal and a two-dimensional image generated from the volume data.
前記エコー信号に基づいて2次元画像を生成する手段と、
3次元のボリュームデータを保持する手段と、
前記超音波ビームで走査する断面の位置を検出する手段と、
前記検出された断面の位置情報に基づいて、前記超音波ビームで走査する断面と同じ断面内の部分画像を前記ボリュームデータから生成する手段と、
前記エコー信号から生成した2次元画像に、前記ボリュームデータから生成した部分画像を合成表示する手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置。 Means for collecting echo signals by scanning a cross section inside the subject with an ultrasonic beam;
Means for generating a two-dimensional image based on the echo signal;
Means for holding three-dimensional volume data;
Means for detecting a position of a cross-section scanned with the ultrasonic beam;
Means for generating a partial image in the same cross section as the cross section scanned with the ultrasonic beam from the volume data based on the position information of the detected cross section;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: means for combining and displaying a partial image generated from the volume data on a two-dimensional image generated from the echo signal.
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