JP2008178589A - Ultrasonic diagnostic apparatus, puncture needle used for ultrasonic diagnosis, and needle information processing program - Google Patents

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秀樹 小作
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重光 中屋
Hiroyuki Yomo
浩之 四方
Takeshi Sato
武史 佐藤
Ikuji Seo
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic diagnostic apparatus, a puncture needle used for an ultrasonic diagnosis, and a needle information processing program for improving visibility of the puncture needle used under an ultrasonic image. <P>SOLUTION: The ultrasonic diagnostic apparatus 1 includes: an ultrasonic probe 3 which transmits ultrasound with a subject P punctured with the puncture needle 25 filled inside with a fluid containing a strong reflector and receives ultrasound reflected signals; and data processing parts 12, 13 for generating image signals for making the fluid inside the puncture needle 25 visible from the ultrasound reflected signals received by the ultrasonic probe 3. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、被検体の治療対象部位に穿刺針を刺入しつつ診断を行うための超音波診断装置、超音波診断に用いる穿刺針および針情報処理プログラムに関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus for performing diagnosis while inserting a puncture needle into a treatment target region of a subject, a puncture needle used for ultrasonic diagnosis, and a needle information processing program.

超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された圧電振動子から被検体内に超音波パルスを照射し、被検体内で生じた反射波を圧電振動子で受信して各種処理を行なうことにより被検体内の断層画像や血流情報等の生体情報を得る装置である。   An ultrasonic diagnostic apparatus irradiates an ultrasonic pulse into a subject from a piezoelectric vibrator built in an ultrasonic probe, receives a reflected wave generated in the subject with the piezoelectric vibrator, and performs various processes. An apparatus for obtaining biological information such as tomographic images and blood flow information in a subject.

この超音波診断装置を用いた治療法の1つに超音波穿刺術式と呼ばれるものがある。超音波穿刺術式による治療では、臓器における癌等の腫瘍部分である被検体の治療対象部位に超音波ガイド下で穿刺針(PEIT(percutaneous ethanol injection treatment)針、ラジオ波穿刺針、マイクロ波穿刺針などの治療針を含む。以下、同じ)が刺入される。   One of the treatment methods using this ultrasonic diagnostic apparatus is called an ultrasonic puncture method. In the treatment by the ultrasonic puncture method, a puncture needle (PEIT (percutaneous ethanol injection treatment) needle, radiofrequency puncture needle, microwave puncture needle is applied to the treatment target part of the subject which is a tumor part such as cancer in an organ under an ultrasonic guide. Including treatment needles such as needles, the same applies hereinafter).

被検体に穿刺針を刺入して超音波診断を行う場合には、超音波診断に用いる超音波診断装置の超音波プローブに穿刺針の刺入方向を設定するガイド機構や穿刺用アダプタが備えられる。そして、超音波診断装置の診断視野内に位置するように穿刺針が刺入される。   When ultrasonic diagnosis is performed by inserting a puncture needle into a subject, a guide mechanism and a puncture adapter for setting the insertion direction of the puncture needle are provided in an ultrasonic probe of an ultrasonic diagnostic apparatus used for ultrasonic diagnosis. It is done. Then, the puncture needle is inserted so as to be positioned within the diagnostic visual field of the ultrasonic diagnostic apparatus.

また、超音波診断装置の画面には、予めガイド機構や穿刺用アダプタにより設置された穿刺針の刺入経路がプリセット表示される。プリセット表示された穿刺針の刺入経路は、穿刺針を被検体に刺入する際の指標として参照される。すなわち、穿刺針を刺入すべき目的の部位に、プリセット表示された穿刺針の刺入経路を配置して、穿刺針の刺入操作が行なわれる。   In addition, on the screen of the ultrasonic diagnostic apparatus, a puncture path of a puncture needle previously installed by a guide mechanism or a puncture adapter is preset. The preset insertion path of the puncture needle is referred to as an index when the puncture needle is inserted into the subject. That is, the puncture needle insertion operation is performed by placing a preset puncture needle insertion path at a target site where the puncture needle is to be inserted.

そして、刺入された穿刺針から対象部位の細胞を採取したり、穿刺針を介してエタノール等の薬剤を対象部位に注入する癌凝固治療が行われる。また近年では、マイクロ波やラジオ波を放射し、癌部を焼灼する焼灼用穿刺針が刺入されて癌焼灼治療が行われることもある(例えば、非特許文献1参照)。   Then, cancer coagulation treatment is performed in which cells at the target site are collected from the inserted puncture needle or a drug such as ethanol is injected into the target site via the puncture needle. In recent years, ablation puncture needles that radiate microwaves or radio waves and cauterize cancerous portions are inserted and cancer ablation treatment is performed (see, for example, Non-Patent Document 1).

超音波ガイド下で行われる穿刺針の刺入においては、穿刺針が細く、また刺入方向が超音波診断装置の超音波ビームに対して浅い角度でほぼ平行となる。このため、超音波の送受により超音波画像を撮像する際、穿刺針による十分な強度の反射波信号が得られず、超音波画像上に穿刺針の位置を安定かつ鮮明に表示できない場合がある。   In the insertion of the puncture needle performed under the ultrasonic guide, the puncture needle is thin and the insertion direction is substantially parallel to the ultrasonic beam of the ultrasonic diagnostic apparatus at a shallow angle. For this reason, when an ultrasonic image is captured by transmitting and receiving ultrasonic waves, a reflected wave signal with sufficient intensity cannot be obtained by the puncture needle, and the position of the puncture needle may not be displayed stably and clearly on the ultrasonic image. .

また、穿刺針の刺入の過程において、臓器や組織の抵抗が存在することから、穿刺針の針先が抵抗の少ない方向に曲がり、超音波ビームの断層像方向(スライス方向)の幅からずれて穿刺針が刺入される恐れがある。この場合、超音波断層面内に穿刺針が存在しないことになる。さらに、呼吸とともに臓器や組織が移動するため、刺入後に穿刺針が視野である超音波ビーム外へずれる恐れもある。   In addition, since the resistance of the organ or tissue exists during the insertion of the puncture needle, the needle tip of the puncture needle bends in a direction with less resistance and deviates from the width of the ultrasonic beam in the tomographic image direction (slice direction). The puncture needle may be inserted. In this case, there is no puncture needle in the ultrasonic tomographic plane. Furthermore, since organs and tissues move with breathing, there is a possibility that the puncture needle may shift out of the ultrasonic beam that is the visual field after insertion.

そこで、穿刺針から十分な強度の反射信号が得られない場合に、穿刺針ガイド機構のガイド方向に沿った所定の範囲内における反射信号を強調する技術が考案されている(例えば、特許文献1参照)。また、穿刺針が視野外へ外れた場合に、超音波ビームを視野外へ外れた穿刺針に修正する技術も考案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開昭63−290550号公報 特開2000−107178号公報 國分茂博・森安史典編、「肝癌ラジオ波熱凝固療法の実際」、南江堂、2002年5月
In view of this, a technique has been devised that emphasizes a reflected signal within a predetermined range along the guide direction of the puncture needle guide mechanism when a reflected signal with sufficient strength cannot be obtained from the puncture needle (for example, Patent Document 1). reference). Also, a technique has been devised that corrects the ultrasonic beam to a puncture needle that is out of the field of view when the puncture needle is out of the field of view (see, for example, Patent Document 2).
JP 63-290550 A JP 2000-107178 A Edited by Shigehiro Kokubun and Fuminori Moriyasu, “Practical Liver Cancer Radiocoagulation”, Nanedo, May 2002

しかしながら、従来の超音波ガイド下における穿刺針を用いた診断では、超音波画像が十分な精度で得られず、観察が困難な場合が多い。この結果、目標とする診断部位への穿刺針の刺入操作が非常に困難となる恐れがある。つまり、従来の技術では穿刺針を画像表示させる場合の安定性や操作性の点において、十分とはいえないことが問題となっている。   However, in a diagnosis using a puncture needle under a conventional ultrasonic guide, an ultrasonic image cannot be obtained with sufficient accuracy, and observation is often difficult. As a result, there is a risk that the operation of inserting the puncture needle into the target diagnostic site becomes very difficult. In other words, the conventional technique has a problem that it cannot be said to be sufficient in terms of stability and operability in displaying an image of the puncture needle.

一般に、超音波ガイド下の治療においては、体表の様々な位置において超音波プローブを動かして観察することにより、血管や周囲臓器と腫瘍の位置関係や、穿刺針の針先との位置関係が把握される。特に、超音波ガイド下のラジオ波やマイクロ波による焼灼治療では、治療中に超音波画像により経過を観察する必要がある。   In general, in ultrasound-guided treatment, the ultrasonic probe is moved and observed at various positions on the body surface, so that the positional relationship between the blood vessels and surrounding organs and the tumor and the positional relationship between the needle tip of the puncture needle Be grasped. In particular, in the case of cauterization treatment using radio waves and microwaves under ultrasound guidance, it is necessary to observe the progress with ultrasound images during the treatment.

また、焼灼治療では、焼灼による組織の変質や発生する気泡のため、治療部位の直上における超音波プローブの位置からは焼灼部位の後方の観察ができないという問題もある。このため、治療中に超音波プローブから穿刺アダプタを取外し、穿刺針と超音波プローブを切離した後、所望の方向から対象となる診断部位の周辺を含む臓器や組織を、超音波プローブで走査して観察することがしばしば行われる。   In addition, in the cauterization treatment, there is a problem that the back of the cauterization site cannot be observed from the position of the ultrasonic probe immediately above the treatment site due to tissue alteration due to cauterization and generated bubbles. For this reason, the puncture adapter is removed from the ultrasound probe during treatment, the puncture needle is separated from the ultrasound probe, and then the organ or tissue including the periphery of the target diagnostic site is scanned with the ultrasound probe from the desired direction. Often observed.

しかし、肝臓中に穿刺された穿刺針をBモード像で確実に検出することは困難である。これは、穿刺針と超音波ビームとの位置の関係や、穿刺針が刺入された臓器の輝度との対比によっては穿刺針が見えにくくなることがあるためである。   However, it is difficult to reliably detect a puncture needle punctured in the liver with a B-mode image. This is because the puncture needle may be difficult to see depending on the relationship between the position of the puncture needle and the ultrasonic beam and the brightness of the organ into which the puncture needle is inserted.

また、近年、3次元の超音波診断装置でリアルタイムに、所定のボリュームを画像表示したり、指定された複数の断層面を画像表示することが行われる。しかし、3次元画像を表示させる場合に、刺入される穿刺針に追従して、穿刺針の針先やその周囲を表示する方法は確立されていないのが現状である。   In recent years, a three-dimensional ultrasonic diagnostic apparatus displays an image of a predetermined volume or displays a plurality of designated tomographic planes in real time. However, in the present situation, when displaying a three-dimensional image, a method for displaying the needle tip of the puncture needle and its surroundings following the puncture needle to be inserted has not been established.

本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、超音波画像下において用いられる穿刺針の視認性を向上させることが可能な超音波診断装置、超音波診断に用いる穿刺針および針情報処理プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to cope with such a conventional situation, and an ultrasonic diagnostic apparatus capable of improving the visibility of a puncture needle used under an ultrasonic image, a puncture needle used for ultrasonic diagnosis, and An object is to provide a needle information processing program.

本発明に係る超音波診断装置は、上述の目的を達成するために、請求項1に記載したように、内部に強反射体を含む流体を注入した穿刺針を被検体に穿刺した状態で超音波を送信し、超音波反射信号を受信する超音波プローブと、前記超音波プローブにより受信された前記超音波反射信号から前記穿刺針内部における前記流体の視認が可能な画像信号を生成するデータ処理部とを有することを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention is characterized in that, as described in claim 1, an ultrasonic puncture needle into which a fluid containing a strong reflector is injected is punctured in a subject. An ultrasonic probe that transmits a sound wave and receives an ultrasonic reflection signal, and data processing that generates an image signal from which the fluid inside the puncture needle can be visually recognized from the ultrasonic reflection signal received by the ultrasonic probe Part.

また、本発明に係る超音波診断装置は、上述の目的を達成するために、請求項6に記載したように、内部に強反射体を含む流体を注入した穿刺針を被検体に穿刺した状態で超音波を送信し、超音波反射信号を受信する超音波プローブと、前記超音波プローブにより受信された前記超音波反射信号のうち前記穿刺針内部における前記流体から受信した流体信号を検出する信号検出部とを有することを特徴とするものである。   Further, in order to achieve the above-described object, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention is a state in which a puncture needle into which a fluid containing a strong reflector is injected is punctured in a subject as described in claim 6 An ultrasonic probe for transmitting an ultrasonic wave and receiving an ultrasonic reflection signal, and a signal for detecting a fluid signal received from the fluid inside the puncture needle among the ultrasonic reflection signals received by the ultrasonic probe And a detector.

また、本発明に係る超音波診断に用いる穿刺針は、上述の目的を達成するために、請求項10に記載したように、強反射体を含む流体を注入するための流路を内部に形成したことを特徴とするものである。   In addition, the puncture needle used for ultrasonic diagnosis according to the present invention has a flow channel for injecting a fluid containing a strong reflector, as described in claim 10, in order to achieve the above-described object. It is characterized by that.

また、本発明に係る針情報処理プログラムは、上述の目的を達成するために、請求項12に記載したように、コンピュータを、内部に流体の流路を形成し、かつ前記流体の流路の形状が他の部分における流路の形状と異なる形状である特徴形状部位が設けられた穿刺針の内部に強反射体を含む流体が注入され、さらに被検体に穿刺した状態で超音波プローブにより受信された超音波反射信号のうち前記穿刺針内部における前記流体から受信した流体信号を検出する信号検出部、前記信号検出部により検出された流体信号から前記特徴形状部位の位置を検出する信号処理部、および前記信号処理部により検出された前記特徴形状部位の位置と前記穿刺針の形状情報とに基づいて、前記穿刺針に関する情報である針情報を求める針情報演算部として機能させることを特徴とするものである。   Further, in order to achieve the above-described object, the needle information processing program according to the present invention forms a fluid flow path inside the computer and sets the fluid flow path as described in claim 12. A fluid containing a strong reflector is injected into the puncture needle provided with a characteristic shape part whose shape is different from the shape of the flow path in the other part, and further received by the ultrasonic probe while puncturing the subject. A signal detection unit for detecting a fluid signal received from the fluid inside the puncture needle, and a signal processing unit for detecting the position of the characteristic shape portion from the fluid signal detected by the signal detection unit And a needle information calculation unit that obtains needle information that is information related to the puncture needle based on the position of the characteristic shape portion detected by the signal processing unit and the shape information of the puncture needle. It is characterized in that to function.

本発明に係る超音波診断装置、超音波診断に用いる穿刺針および針情報処理プログラムにおいては、超音波画像下において用いられる穿刺針の視認性を向上させることができる。   In the ultrasonic diagnostic apparatus, the puncture needle used for ultrasonic diagnosis, and the needle information processing program according to the present invention, the visibility of the puncture needle used under the ultrasonic image can be improved.

本発明に係る超音波診断装置、超音波診断に用いる穿刺針および針情報処理プログラムの実施の形態について添付図面を参照して説明する。   Embodiments of an ultrasonic diagnostic apparatus, a puncture needle used for ultrasonic diagnosis, and a needle information processing program according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明に係る超音波診断装置および穿刺針の実施の形態を示す構成図である。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus and a puncture needle according to the present invention.

超音波診断装置1は、装置本体2に超音波プローブ3、コンソール4およびモニタ5を設けて構成される。コンソール4は、操作パネル6にキーボード7やトラックボール8等の入力装置9を設けて構成される。装置本体2には、超音波送信部10、超音波受信部11、Bモード処理部12、カラーモード処理部13、表示部14、シネメモリ15、データベース16、CPU(Central Processing Unit)17、速度パラメータ設定部18が設けられる他、穿刺針情報処理システム19が搭載される。   The ultrasonic diagnostic apparatus 1 is configured by providing an ultrasonic probe 3, a console 4, and a monitor 5 in an apparatus main body 2. The console 4 is configured by providing an input device 9 such as a keyboard 7 and a trackball 8 on an operation panel 6. The apparatus main body 2 includes an ultrasonic transmission unit 10, an ultrasonic reception unit 11, a B mode processing unit 12, a color mode processing unit 13, a display unit 14, a cine memory 15, a database 16, a CPU (Central Processing Unit) 17, a speed parameter. In addition to the setting unit 18, a puncture needle information processing system 19 is mounted.

穿刺針情報処理システム19は、信号検出部20、信号処理部21、針情報演算部22を備えている。穿刺針情報処理システム19の一部または全部並びに装置本体2の他の構成要素は、コンピュータにプログラムを読み込ませて構築したり、回路により構成することができる。   The puncture needle information processing system 19 includes a signal detection unit 20, a signal processing unit 21, and a needle information calculation unit 22. Part or all of the puncture needle information processing system 19 and other components of the apparatus main body 2 can be constructed by reading a program into a computer or can be configured by a circuit.

超音波送信部10は、送信パルスを生成して超音波プローブ3に与える機能を有する一方、超音波受信部11は、超音波プローブ3から受信信号を受信してBモード処理部12およびカラーモード処理部13に与える機能を有する。超音波プローブ3は、超音波送信部10から受けた送信パルスを超音波パルスに変換して被検体P内の診断部位P0に送信する一方、診断部位P0において生じた反射信号を受信して、受信信号として超音波受信部11に与える機能を有する。   The ultrasonic transmission unit 10 has a function of generating a transmission pulse and giving it to the ultrasonic probe 3, while the ultrasonic reception unit 11 receives a reception signal from the ultrasonic probe 3 to receive the B mode processing unit 12 and the color mode. It has a function to be given to the processing unit 13. The ultrasonic probe 3 converts the transmission pulse received from the ultrasonic transmission unit 10 into an ultrasonic pulse and transmits it to the diagnostic part P0 in the subject P, while receiving the reflected signal generated at the diagnostic part P0, It has the function to give to the ultrasonic receiver 11 as a received signal.

Bモード処理部12は、超音波受信部11から受けた受信信号を処理してBモード画像信号を生成する機能を備える。カラーモード処理部13は、超音波受信部11からドプラ信号として受けた受信信号を処理してドプラ法によりドプラ画像信号を生成する機能を備える。カラーモード処理部13には、周知のようにwall filter(フォールフィルタ)23が設けられる。そして、wall filter23によって、ドプラ信号から不要なクラッタ成分が除去されて予め設定された速度範囲内に含まれる血流信号等の速度成分が抽出される。さらに抽出された速度成分を基にドプラ画像信号が生成される。   The B mode processing unit 12 has a function of processing a reception signal received from the ultrasonic wave reception unit 11 to generate a B mode image signal. The color mode processing unit 13 has a function of processing a reception signal received as a Doppler signal from the ultrasonic reception unit 11 and generating a Doppler image signal by the Doppler method. The color mode processing unit 13 is provided with a wall filter (fall filter) 23 as is well known. Then, the wall filter 23 removes unnecessary clutter components from the Doppler signal and extracts a velocity component such as a blood flow signal included in a preset velocity range. Further, a Doppler image signal is generated based on the extracted velocity component.

表示部14は、Bモード処理部12から取得したBモード画像信号およびカラーモード処理部13から取得したドプラ画像信号の表示処理を行うことにより、モニタ5に表示させるための画像信号を生成する機能、生成した画像信号をシネメモリ15に書き込んで記憶させる機能、生成した画像信号をモニタ5に与えてBモード画像やドプラ画像といった超音波画像を表示させる機能を有する。表示部14において、例えば、Bモード画像とドプラ画像とを合成した画像信号が生成される。また、シネメモリ15は、表示部14において作成された画像信号を保存するためのメモリである。   The display unit 14 performs a display process of the B mode image signal acquired from the B mode processing unit 12 and the Doppler image signal acquired from the color mode processing unit 13 to generate an image signal to be displayed on the monitor 5. A function of writing and storing the generated image signal in the cine memory 15 and a function of displaying the ultrasonic image such as a B-mode image or a Doppler image by supplying the generated image signal to the monitor 5. In the display unit 14, for example, an image signal obtained by combining a B-mode image and a Doppler image is generated. The cine memory 15 is a memory for storing the image signal created in the display unit 14.

一方、超音波プローブ3は被検体Pの診断部位P0に超音波を送受可能な位置に設けられる。また、超音波プローブ3には、ガイド機構24が設けられ、ガイド機構24の所定位置に穿刺針25が設けられる。そして、ガイド機構24により、穿刺針25を被検体Pに刺入する際に穿刺針25の刺入方向がガイドされる。さらに、穿刺針25には、所要の流体を穿刺針25に注入するための流体注入装置26が接続される。流体注入装置26には、必要に応じて流体の注入速度を制御する機能が備えられる。   On the other hand, the ultrasonic probe 3 is provided at a position where ultrasonic waves can be transmitted to and received from the diagnosis site P0 of the subject P. The ultrasonic probe 3 is provided with a guide mechanism 24, and a puncture needle 25 is provided at a predetermined position of the guide mechanism 24. The guide mechanism 24 guides the insertion direction of the puncture needle 25 when the puncture needle 25 is inserted into the subject P. Furthermore, a fluid injection device 26 for injecting a required fluid into the puncture needle 25 is connected to the puncture needle 25. The fluid injection device 26 is provided with a function of controlling the fluid injection speed as necessary.

そして、超音波診断装置1と穿刺針25とによって超音波ガイド下穿刺システムが形成される。つまり、超音波診断装置1による超音波ガイド下において、穿刺針25を被検体Pの診断部位P0に向けて刺入することができるように構成される。   The ultrasonic diagnostic apparatus 1 and the puncture needle 25 form an ultrasonic guided puncture system. That is, the puncture needle 25 is configured to be inserted toward the diagnosis site P0 of the subject P under the ultrasound guide by the ultrasound diagnostic apparatus 1.

図2は、図1に示す穿刺針25の構造例を示す断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a structural example of the puncture needle 25 shown in FIG.

穿刺針25は、先端が鋭利な形状をした針であり、内部に流体Xの流路30が形成される。流体Xの流路30は、例えば穿刺針25の根元側から先端側を経由した後、再び根元側に導かれる経路とされる。このため、流体注入装置26から穿刺針25の流路30に流体Xを流し込むことにより、穿刺針25の内部に流体Xを灌流させることができる。   The puncture needle 25 is a needle having a sharp tip, and a fluid X channel 30 is formed therein. The flow path 30 of the fluid X is, for example, a path that is guided from the root side of the puncture needle 25 to the root side after passing through the tip side. For this reason, the fluid X can be perfused into the puncture needle 25 by flowing the fluid X from the fluid injection device 26 into the flow path 30 of the puncture needle 25.

また、穿刺針25の内部における流体Xの流路30は、例えば所要の内径を有する穴により形成することができるが、所望の部分の形状が他の部分における形状と異なるものとされる。以下、この異なる流路30の形状部分を特徴形状部位31と称する。図2は、穿刺針25の特徴形状部位31において、流路30の直径を他の部分よりも小さくし、流路30を細くした例を示す図である。   Further, the flow path 30 of the fluid X inside the puncture needle 25 can be formed by, for example, a hole having a required inner diameter, but the shape of a desired portion is different from the shape of other portions. Hereinafter, the shape part of this different flow path 30 is referred to as a characteristic shape part 31. FIG. 2 is a diagram illustrating an example in which the diameter of the flow path 30 is made smaller than that of other portions in the characteristic shape portion 31 of the puncture needle 25 and the flow path 30 is narrowed.

穿刺針25の流路30に注入する流体Xは、超音波の反射信号を取得できる流体Xであれば任意の流体Xとすることができる。流体Xは、例えばマニュアルにより一定流量で流路30に注入され、流路30に灌流あるいは滞留せしめられる。また、被検体P内の臓器や器官と比較して相対的に強く強度の超音波反射信号を発生させるマイクロバブル等の強反射体を含む造影剤を流体Xとして使用すれば、超音波受信部11により受信した強反射体からの超音波反射信号をBモード処理部12において処理することにより、流体XをBモード画像として映像化することができる。   The fluid X injected into the flow path 30 of the puncture needle 25 can be any fluid X as long as it is a fluid X that can acquire an ultrasonic reflection signal. The fluid X is injected into the flow path 30 at a constant flow rate, for example, manually, and is perfused or retained in the flow path 30. In addition, if a contrast agent including a strong reflector such as a microbubble that generates an ultrasonic reflection signal that is relatively stronger and stronger than an organ or an organ in the subject P is used as the fluid X, an ultrasonic receiver By processing the ultrasonic reflection signal from the strong reflector received by 11 in the B mode processing unit 12, the fluid X can be visualized as a B mode image.

また、穿刺針25内部の流路30の形状は特定の部分において他の部分における形状と異なるものとされているため、流路30が異なる部分(特定形状部位)を映像として確認することができる。例えば、図2に示すように、特定の部分において流路30が細くなっている場合には、流路30の形状が映像として捉えられる。   In addition, since the shape of the flow channel 30 inside the puncture needle 25 is different from the shape of other portions in a specific portion, a portion (specific shape portion) where the flow channel 30 is different can be confirmed as an image. . For example, as shown in FIG. 2, when the flow path 30 is narrow at a specific portion, the shape of the flow path 30 is captured as an image.

さらに、穿刺針25内部において流体Xが灌流しおり、マイクロバブル等の強反射体が動いている場合には、流体Xからのドプラ信号を超音波受信部11により受信して収集すれば、カラーモード処理部13において流体Xの流れをドプラ法によりドプラ画像として検出することができる。特に、穿刺針25内部の特定形状部位が、流路30が狭くなっている形状である場合には、流体Xの流速が他の部分よりも速くなるため、ドプラモードにより流体Xの速度差として検出することが可能である。従って、逆に、特定の部分の流路30を広くしても同様にドプラモードにより流体Xの速度差として検出することが可能である。   Further, when the fluid X is perfused inside the puncture needle 25 and a strong reflector such as a microbubble is moving, if the Doppler signal from the fluid X is received and collected by the ultrasonic receiver 11, the color mode In the processing unit 13, the flow of the fluid X can be detected as a Doppler image by the Doppler method. In particular, when the specific shape portion inside the puncture needle 25 has a shape in which the flow path 30 is narrow, the flow velocity of the fluid X becomes faster than the other portions. It is possible to detect. Therefore, conversely, even if the flow path 30 in a specific part is widened, it is possible to detect the difference in the velocity of the fluid X similarly by the Doppler mode.

そして、このように穿刺針25内部の流体XをBモード法やドプラ法により表示部14において画像信号として生成し、モニタ5に与えて映像化して表示させることにより、ユーザは穿刺針25の位置をより明瞭に把握することができる。   The fluid X in the puncture needle 25 is thus generated as an image signal on the display unit 14 by the B mode method or the Doppler method, and is given to the monitor 5 to be displayed as an image. Can be understood more clearly.

図3は、図1に示す超音波診断装置1により生成され、穿刺針25が可視化された画像の一例を示す模式図である。   FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of an image generated by the ultrasonic diagnostic apparatus 1 illustrated in FIG. 1 and visualized with the puncture needle 25.

図3は、穿刺針25に1方向の流路30を設け、部分的に流路30の内径を小さくした例を示す。図3に示すように、被検体Pの診断部位P0に向けて穿刺針25を刺入する場合、穿刺針25および特定形状部位の位置を映像化することができる。穿刺針25および特定形状部位の画像は、Bモード画像として得ることもできるし、流体Xの速度差を利用してドプラ法によりドプラ画像として得ることも可能である。   FIG. 3 shows an example in which the puncture needle 25 is provided with a channel 30 in one direction and the inner diameter of the channel 30 is partially reduced. As shown in FIG. 3, when the puncture needle 25 is inserted toward the diagnosis site P0 of the subject P, the positions of the puncture needle 25 and the specific shape site can be visualized. The image of the puncture needle 25 and the specific shape part can be obtained as a B-mode image, or can be obtained as a Doppler image by the Doppler method using the velocity difference of the fluid X.

尚、穿刺針25に注入される流体Xの具体的な例としては、マイクロバブル等の強反射体を含む造影剤や気体が封入されたマイクロカプセルあるいはマイクロパーティクルを含む造影剤が挙げられる。ただし、薬剤としての造影剤のみならず、強反射体を含む液体であれば、工業用その他の液体を流体Xとして用いることができる。造影剤は、適当な溶媒を攪拌して微小気泡を発生させることにより作成できる。例えば、炭酸ガスを主成分とするバブルの作成法が「COアンギオ法」として知られている。 Specific examples of the fluid X injected into the puncture needle 25 include a contrast agent containing a strong reflector such as microbubbles, a microcapsule enclosing gas, or a contrast agent containing microparticles. However, not only a contrast agent as a drug but also a liquid containing a strong reflector can be used as the fluid X for other industrial liquids. The contrast agent can be prepared by stirring a suitable solvent to generate microbubbles. For example, a method for creating a bubble containing carbon dioxide as a main component is known as the “CO 2 angio method”.

穿刺針25に注入される流体Xを造影剤とすれば、データ処理が造影剤用にチューンアップされたモードである映像モード(イメージング法)である造影モードにより、Bモード画像であるかドプラ画像であるかを問わず、穿刺針25の位置を高感度で検出することが可能である。例えば、フッ化炭素等の難溶系ガスをマイクロバブルとして封入したSonovue(登録商標),OPTISON(登録商標),Definity,Sonazoid(登録商標)等の造影剤を流体Xとして用いることができる。この場合、超音波反射信号の基本周波数の2倍、3倍、高調波(ハーモニクス)成分を使って超音波診断画像を生成する低音圧のハーモニックエコー法により超音波診断画像を生成すれば、流体Xを灌流しなくても高感度にマイクロバブルを映像化することが可能となり、一定時間安定して穿刺針25の観察が可能になる。   If the fluid X injected into the puncture needle 25 is a contrast agent, it is a B-mode image or a Doppler image depending on a contrast mode which is a video mode (imaging method) in which data processing is tuned up for the contrast agent. It is possible to detect the position of the puncture needle 25 with high sensitivity regardless of whether or not. For example, a contrast agent such as Sonovue (registered trademark), OPTISON (registered trademark), Definitity, Sonazoid (registered trademark) in which a hardly soluble gas such as fluorocarbon is enclosed as microbubbles can be used as the fluid X. In this case, if an ultrasonic diagnostic image is generated by a low acoustic pressure harmonic echo method that generates an ultrasonic diagnostic image using twice or three times the fundamental frequency of the ultrasonic reflected signal and a harmonic (harmonic) component, Microbubbles can be imaged with high sensitivity without perfusing X, and the puncture needle 25 can be observed stably for a certain period of time.

さらにまた、穿刺針25に注入される流体Xを、空気をマイクロバブルとして封入したLevovist(登録商標)等の造影剤とれば、高音圧のハーモニックエコー法や疑似ドプラを利用したDynamic Flow法やパワードプラ法等の映像法により、高感度に穿刺針25を映像化することができる。   Furthermore, if the fluid X injected into the puncture needle 25 is a contrast agent such as Levovist (registered trademark) in which air is encapsulated as microbubbles, a high-pressure harmonic echo method, a dynamic flow method using pseudo Doppler, or a powered The puncture needle 25 can be imaged with high sensitivity by an imaging method such as a plastic method.

ただし、高音圧の造影モードを利用する場合は、送信された超音波によってマイクロバブルが消失する恐れがある。従って、穿刺針25を明瞭に映像化するためには、造影剤を灌流させて常に穿刺針25内に新鮮なマイクロバブルを分布させることが重要である。換言すれば、マイクロバブルを含む造影剤を流体Xとして穿刺針25の内部に灌流させれば、マイクロバブルの消失が抑えられ、常に新鮮な造影剤により安定して高輝度の超音波反射信号を得ることが可能となる。   However, when using the high sound pressure contrast mode, the microbubbles may be lost by the transmitted ultrasonic waves. Therefore, in order to visualize the puncture needle 25 clearly, it is important to perfuse the contrast medium and always distribute fresh microbubbles in the puncture needle 25. In other words, if the contrast medium containing microbubbles is perfused into the puncture needle 25 as the fluid X, the disappearance of the microbubbles can be suppressed, and a high-intensity ultrasonic reflection signal can be stably generated with a fresh contrast medium. Can be obtained.

尚、前述のように穿刺針25の映像法は、造影剤を用いた造影モードに限らず、条件によっては反射信号の基本波を利用したBモード法でも可能である。   As described above, the imaging method of the puncture needle 25 is not limited to the contrast mode using the contrast agent, and depending on the conditions, the B mode method using the fundamental wave of the reflected signal is also possible.

また、流体注入装置26により流体Xの灌流速度を制御して流体Xの周辺よりも移動速度が速くなるようにする一方、カラーモード処理部13に備えられるwall filter23の所定速度成分抽出用の速度パラメータ(フィルタ係数)を流体Xの灌流速度に合わせて設定すれば、ドプラ法で周囲より早く動く流体Xを適切に速度検出して映像化することが可能となる。   Further, the perfusion speed of the fluid X is controlled by the fluid injection device 26 so that the moving speed becomes faster than the periphery of the fluid X, while the predetermined speed component extraction speed of the wall filter 23 provided in the color mode processing unit 13 is set. If the parameter (filter coefficient) is set according to the perfusion speed of the fluid X, the fluid X moving faster than the surroundings can be appropriately detected and imaged by the Doppler method.

特に、造影剤による造影下において穿刺針25を穿刺して肝腫瘍を治療するような場合には、ドプラ法を利用した造影モードで肝臓を明瞭に染影しつつ、穿刺針25については穿刺針25内を流れる造影剤の速度情報を利用して着色すれば、肝臓腫瘍と穿刺針25とを弁別してモニタ5に表示させることができる。この場合、造影剤の速度に応じたwall filter23の速度パラメータの設定が有効である。   In particular, when a puncture needle 25 is punctured under contrast with a contrast agent to treat a liver tumor, the puncture needle 25 is punctured while clearly imaging the liver in a contrast mode using the Doppler method. If the color information is colored using the velocity information of the contrast medium flowing in the blood vessel 25, the liver tumor and the puncture needle 25 can be discriminated and displayed on the monitor 5. In this case, the setting of the speed parameter of the wall filter 23 according to the speed of the contrast agent is effective.

そこで、速度パラメータ設定部18には、入力装置9から操作パネル6を介して入力された情報に従って、wall filter23において抽出される速度成分を決定するための速度パラメータを流体Xの灌流速度に合わせて設定する機能が備えられる。   Therefore, the speed parameter setting unit 18 adjusts the speed parameter for determining the speed component extracted by the wall filter 23 according to the information input from the input device 9 via the operation panel 6 to the perfusion speed of the fluid X. A function to set is provided.

ここで、wall filter23の速度パラメータの設定方法の詳細例について説明する。wall filter23の速度パラメータを設定する場合には、穿刺針25の刺入角θが参照される。そのために、速度パラメータ設定部18には、穿刺針25の刺入角θがモニタ5に表示されるように、表示部14に画像情報を与える機能が備えられる。   Here, a detailed example of the speed parameter setting method of the wall filter 23 will be described. When setting the speed parameter of the wall filter 23, the insertion angle θ of the puncture needle 25 is referred to. Therefore, the speed parameter setting unit 18 has a function of giving image information to the display unit 14 so that the insertion angle θ of the puncture needle 25 is displayed on the monitor 5.

図4は、図1に示す穿刺針25の刺入角θを表示した超音波画像の模式図である。   FIG. 4 is a schematic diagram of an ultrasonic image displaying the insertion angle θ of the puncture needle 25 shown in FIG.

超音波プローブ3には、ガイド機構24として或いはガイド機構24に加えて穿刺針25を超音波プローブ3に固定するための穿刺アダプタが装着される。そして、穿刺アダプタを駆動させることにより穿刺針25の向きを可変させることができるように構成されている。従って、穿刺アダプタに与えられる制御情報に基づいて、穿刺針25の刺入角θを表す穿刺ライン50の傾斜角度を求めることができる。   A puncture adapter for fixing the puncture needle 25 to the ultrasonic probe 3 is attached to the ultrasonic probe 3 as the guide mechanism 24 or in addition to the guide mechanism 24. And it is comprised so that the direction of the puncture needle 25 can be changed by driving a puncture adapter. Therefore, the inclination angle of the puncture line 50 representing the insertion angle θ of the puncture needle 25 can be obtained based on the control information given to the puncture adapter.

穿刺針25の刺入角θは、通常ユーザにより選択され、装置パネル6からCPU17に入力される。そうすると、モニタ5に表示される超音波画像上には穿刺ライン42が、穿刺針の刺入角θに対応して表示される。   The insertion angle θ of the puncture needle 25 is normally selected by the user and input from the apparatus panel 6 to the CPU 17. Then, the puncture line 42 is displayed on the ultrasonic image displayed on the monitor 5 corresponding to the puncture angle θ of the puncture needle.

ここで、流体注入装置26により流体Xの灌流速度がvに設定されるものとすると、ドプラモードにおいて観測されるドプラ偏移周波数fdは、式(1)のように表される。
[数1]
fd=2vf0cosθ/c (1)
ただし、式(1)において、cは血液の音速を示し、約1500m/secである。また、f0は、超音波の送信周波数を示す。θは前述のように、超音波ビームの進行方向Bと穿刺ライン50とのなす角度であり、穿刺針25の刺入角を示す。式(1)において、例えば超音波の送信周波数f0=2MHz、流体Xの灌流速度v=250mm/sec、穿刺針25の刺入角θ=20度であるものとすると、ドプラ偏移周波数fd≒0.6kHzとなる。
Here, assuming that the perfusion speed of the fluid X is set to v by the fluid injection device 26, the Doppler shift frequency fd observed in the Doppler mode is expressed as in Expression (1).
[Equation 1]
fd = 2vf0cosθ / c (1)
However, in Formula (1), c shows the sound speed of blood and is about 1500 m / sec. F0 indicates the transmission frequency of the ultrasonic wave. As described above, θ is an angle formed by the traveling direction B of the ultrasonic beam and the puncture line 50 and indicates the insertion angle of the puncture needle 25. In Expression (1), for example, assuming that the ultrasonic transmission frequency f0 = 2 MHz, the perfusion speed v = 250 mm / sec of the fluid X, and the insertion angle θ of the puncture needle 25 = 20 degrees, the Doppler shift frequency fd≈ 0.6kHz.

従ってwall filter23の速度パラメータの1つである信号のカットオフ周波数の値は、式(1)により求められる灌流速度v=250mm/secの流体Xが観測できるように、ドプラ偏移周波数fd≒0.6kHzのドプラ信号を十分に検出することが可能なカットオフ値に設定すれば良いことになる。   Therefore, the value of the cutoff frequency of the signal, which is one of the velocity parameters of the wall filter 23, is a Doppler shift frequency fd≈0.6 so that the fluid X with the perfusion velocity v = 250 mm / sec obtained by the equation (1) can be observed. The cut-off value can be set so that the kHz Doppler signal can be sufficiently detected.

このように、wall filter23のカットオフ値は、穿刺針25の刺入角θと流体Xの灌流速度vから計算することができる。そこで、速度パラメータ設定部18では、操作パネル6から穿刺針25の刺入角θと流体Xの灌流速度vの入力を受けて、適切なwall filter23のカットオフ値を計算するように構成される。そして、速度パラメータ設定部18は、求めたカットオフ値をwall filter23に与えて制御するように構成される。   Thus, the cutoff value of the wall filter 23 can be calculated from the insertion angle θ of the puncture needle 25 and the perfusion speed v of the fluid X. Therefore, the speed parameter setting unit 18 is configured to calculate an appropriate cutoff value of the wall filter 23 in response to the input of the insertion angle θ of the puncture needle 25 and the perfusion speed v of the fluid X from the operation panel 6. . The speed parameter setting unit 18 is configured to give the obtained cutoff value to the wall filter 23 for control.

図4に示すように、超音波ビームの進行方向Bと穿刺ライン50とのなす角度、すなわち穿刺針25の刺入角θは、超音波ビーム毎に異なる。従って、超音波ビーム毎にwall filter23のカットオフ値を設定するようにすれば、流体Xをより正確かつ特異的に検出し、映像化することが可能となる。   As shown in FIG. 4, the angle formed between the traveling direction B of the ultrasonic beam and the puncture line 50, that is, the insertion angle θ of the puncture needle 25 is different for each ultrasonic beam. Therefore, if the cutoff value of the wall filter 23 is set for each ultrasonic beam, the fluid X can be detected more accurately and specifically and imaged.

また、生体臓器には、血流が存在するため、血流と流体Xとの弁別が十分に行われない恐れがある。しかしながら肝臓のような臓器において、例えば、速度が200mm/secを超えるような血流は、動脈に限られ、かつ拍動間において時相が限られている。そこで、例えば、流体Xの灌流速度v=200mm/sec程度に高めに設定すれば、流体Xの特異的な視認性の向上に有効である。   Moreover, since blood flow exists in a living organ, there is a possibility that discrimination between the blood flow and the fluid X is not sufficiently performed. However, in an organ such as the liver, for example, blood flow with a speed exceeding 200 mm / sec is limited to the artery and the time phase is limited between beats. Therefore, for example, if the perfusion speed v of the fluid X is set to a high value of about 200 mm / sec, it is effective in improving the specific visibility of the fluid X.

また、流体Xとして超音波造影剤やマイクロバブルを利用した場合には、流体Xが送信される超音波として反応し、バブルが消失することが知られている。一方で、送信超音波の音圧を高めに設定した条件下で、ドプラ法によりマイクロバブルを観察すると、止まっている気泡であっても、広帯域なドプラ偏移周波数が観測される。これらのことから、流体Xとして、超音波造影剤やマイクロバブルを利用する場合には、送信超音波の音圧を高めに設定した条件下で、wall filter23のカットオフ値を臓器における血流としては希な高い速度に設定にすることにより、流体Xの特異的な映像化が可能である。   In addition, when an ultrasonic contrast agent or microbubble is used as the fluid X, it is known that the fluid X reacts as an ultrasonic wave to be transmitted and the bubble disappears. On the other hand, when the microbubbles are observed by the Doppler method under the condition where the sound pressure of the transmission ultrasonic wave is set high, a wide band Doppler shift frequency is observed even if the bubbles are stationary. Therefore, when an ultrasonic contrast agent or microbubble is used as the fluid X, the cut-off value of the wall filter 23 is set as the blood flow in the organ under the condition that the sound pressure of the transmission ultrasonic wave is set high. By setting the speed to a rarely high speed, specific imaging of the fluid X is possible.

さらに、wall filter23のカットオフ値を設定する代わりに、式(1)に従って演算されたドプラ偏移周波数fdに対応するカラーマップの色を特異的なものとすることにより、穿刺針25あるいは穿刺針25内で灌流する流体Xを、ドプラ画像上で視認性良く観察することが可能となる。この場合には、カラーマップ調整部を設け、カラーマップ調整部が操作パネル6から穿刺針25の刺入角θと流体Xの灌流速度vの入力を受けて、ドプラ偏移周波数fdを計算し、得られたドプラ偏移周波数fdに対応するカラーマップの色を予め決定した色に変えるように表示部14に指示情報を与えるようにすればよい。   Further, instead of setting the cut-off value of the wall filter 23, the color of the color map corresponding to the Doppler shift frequency fd calculated according to the equation (1) is made specific so that the puncture needle 25 or the puncture needle It becomes possible to observe the fluid X perfused in the 25 with good visibility on the Doppler image. In this case, a color map adjustment unit is provided, and the color map adjustment unit receives the insertion angle θ of the puncture needle 25 and the perfusion speed v of the fluid X from the operation panel 6 and calculates the Doppler shift frequency fd. The instruction information may be given to the display unit 14 so as to change the color of the color map corresponding to the obtained Doppler shift frequency fd to a predetermined color.

このように、投与される造影剤の情報や穿刺針25の刺入角θが与えられればwall filter23の最適なカットオフ値を自動的に計算して設定することができる。   As described above, the optimum cut-off value of the wall filter 23 can be automatically calculated and set if the information on the contrast medium to be administered and the insertion angle θ of the puncture needle 25 are given.

次に穿刺針情報処理システム19、CPU17およびデータベース16の各機能について説明する。   Next, functions of the puncture needle information processing system 19, the CPU 17, and the database 16 will be described.

CPU17は、入力装置9から操作パネル6を介して入力された情報に従って、穿刺針情報処理システム19の信号検出部20、信号処理部21、針情報演算部22を制御する機能およびデータベース16への情報の書き込みおよび読み込みを実行する機能を有する。また、CPU17は、入力装置9からの情報に従う超音波診断装置1の操作全般を制御する機能も有するが、ここでは説明を省略する。さらにCPU17は、前述のように、装置パネル6から入力された穿刺針25の刺入角θに従って穿刺ライン42をモニタ5に表示させるための画像情報を生成し、生成した画像情報を表示部14に出力する機能を備えている。   The CPU 17 functions to control the signal detection unit 20, the signal processing unit 21, and the needle information calculation unit 22 of the puncture needle information processing system 19 and the database 16 according to information input from the input device 9 via the operation panel 6. It has a function of executing writing and reading of information. The CPU 17 also has a function of controlling the overall operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 in accordance with information from the input device 9, but the description thereof is omitted here. Further, as described above, the CPU 17 generates image information for displaying the puncture line 42 on the monitor 5 in accordance with the insertion angle θ of the puncture needle 25 input from the device panel 6, and the generated image information is displayed on the display unit 14. The function to output to.

信号検出部20は、表示部14からBモード画像信号やドプラ画像信号等の画像信号を取得し、穿刺針25に注入された流体X(マイクロバブルやマイクロカプセル等の強反射体)からの画像信号を検出する機能と、検出された流体Xからの画像信号を信号処理部21に与える機能を有する。   The signal detection unit 20 acquires an image signal such as a B-mode image signal or a Doppler image signal from the display unit 14, and an image from the fluid X (strong reflector such as a microbubble or a microcapsule) injected into the puncture needle 25. It has a function of detecting a signal and a function of supplying an image signal from the detected fluid X to the signal processing unit 21.

信号処理部21は、信号検出部20から流体Xからの画像信号を受けて、穿刺針25の流路30に形成された特徴形状部位31の位置を、任意の画像認識手法により自動検出する機能と、穿刺針25および特徴形状部位31の位置を、位置情報として針情報演算部22に与える機能を有する。   The signal processing unit 21 receives an image signal from the fluid X from the signal detection unit 20 and automatically detects the position of the characteristic shape portion 31 formed in the flow path 30 of the puncture needle 25 by an arbitrary image recognition method. And the position of the puncture needle 25 and the characteristic shape part 31 is given to the needle information calculation unit 22 as position information.

ここで、流体X(つまり穿刺針25)からの画像信号を検出するための画像認識手法の例としては、例えば信号強度の閾値処理を行うことによる検出方法が挙げられる。すなわち、Bモード画像の輝度差やドプラ画像における速度差を利用する方法が挙げられる。   Here, as an example of the image recognition method for detecting the image signal from the fluid X (that is, the puncture needle 25), for example, a detection method by performing threshold processing of signal intensity can be mentioned. That is, a method using a luminance difference of a B-mode image or a speed difference in a Doppler image can be mentioned.

Bモード画像の輝度差を利用して穿刺針25からの画像信号を検出する方法では、信号検出部20において輝度の閾値を設定し、設定した閾値以上の領域を穿刺針25内の流体Xの領域とみなすことにより流体X(穿刺針25)の位置を検出することができる。   In the method of detecting an image signal from the puncture needle 25 using the luminance difference of the B-mode image, a threshold value of luminance is set in the signal detection unit 20, and an area equal to or larger than the set threshold value is set in the fluid X in the puncture needle 25. The position of the fluid X (puncture needle 25) can be detected by regarding the region.

さらに、信号処理部21により、流体X(穿刺針25)の領域内において、特徴形状部位31の形状を有する部位を認識することにより、特徴形状部位31の位置を検出できる。例えば、図2のように流体Xの流路30を細くした部分が特徴形状部位31である場合には、流体X(穿刺針25)の領域内において、幅の小さい部位を特徴形状部位31として検出することができる。   Furthermore, the position of the feature-shaped part 31 can be detected by recognizing the part having the shape of the feature-shaped part 31 in the region of the fluid X (puncture needle 25) by the signal processing unit 21. For example, when the portion where the flow path 30 of the fluid X is narrowed as shown in FIG. 2 is the characteristic shape portion 31, a portion having a small width in the region of the fluid X (puncture needle 25) Can be detected.

一方、ドプラ画像の速度差を利用して穿刺針25からの画像信号を検出する方法では、一定速度以上の領域を穿刺針25の領域とみなすことにより穿刺針25の位置を信号検出部20において検出することができる。さらに、穿刺針25の領域内において、速度が他の部分と異なる部位を信号処理部21により特徴形状部位31として検出できる。例えば、図2のように流体Xの流路30を細くした部分が特徴形状部位31である場合には、穿刺針25の領域内において、速度が速い部位を特徴形状部位31として検出することができる。   On the other hand, in the method of detecting the image signal from the puncture needle 25 using the difference in speed of the Doppler image, the signal detection unit 20 determines the position of the puncture needle 25 by regarding the area above the constant speed as the area of the puncture needle 25. Can be detected. Further, in the area of the puncture needle 25, a part having a speed different from that of other parts can be detected as the characteristic shape part 31 by the signal processing unit 21. For example, when the portion where the flow path 30 of the fluid X is narrowed as shown in FIG. 2 is the characteristic shape portion 31, a high speed portion can be detected as the characteristic shape portion 31 in the region of the puncture needle 25. it can.

データベース16には、予め穿刺針25の形状情報が保存される。データベース16に保存される情報には、特定形状部位の形状および穿刺針25上の位置情報も含めることができる。そして、CPU17は、入力装置9からの指示に従ってデータベース16内に保存された穿刺針25の形状情報を針情報演算部22に与えることができるように構成される。   In the database 16, shape information of the puncture needle 25 is stored in advance. The information stored in the database 16 can also include the shape of the specific shape portion and position information on the puncture needle 25. Then, the CPU 17 is configured to be able to give the shape information of the puncture needle 25 stored in the database 16 to the needle information calculation unit 22 in accordance with an instruction from the input device 9.

針情報演算部22は、信号処理部21から受けた穿刺針25および特徴形状部位31の位置情報と、データベース16からCPU17を介して受けた穿刺針25および特徴形状部位31の形状情報とに基づいて、穿刺針25の針先位置、穿刺針25の針先中心における推定焼灼領域、穿刺針25の針先が検出できない場合における針先の推定位置、穿刺針25の進路方向等の針情報を求める機能と、求めた針情報を表示させるための記号、図形、文章等の画像情報を表示部14に与える機能を有する。   The needle information calculation unit 22 is based on the position information of the puncture needle 25 and the characteristic shape portion 31 received from the signal processing unit 21 and the shape information of the puncture needle 25 and the characteristic shape portion 31 received from the database 16 via the CPU 17. Needle information such as the needle tip position of the puncture needle 25, the estimated cauterization region at the center of the needle tip of the puncture needle 25, the estimated position of the needle tip when the needle tip of the puncture needle 25 cannot be detected, the course direction of the puncture needle 25, etc. It has a function to give the display section 14 image information such as a symbol, a figure, and a sentence for displaying the obtained needle information and the obtained needle information.

そして、表示部14は、針情報演算部22から受けた針情報を表示させるための画像信号をモニタ5に与えて表示させることができるように構成される。従って、Bモード処理部12およびカラーモード処理部13から取得したBモード画像信号およびドプラ画像信号とともに針情報を重畳表示させることもできる。この場合、必要に応じて針情報はBモード画像(断層像)上に強調表示させることができる。   And the display part 14 is comprised so that the image signal for displaying the needle | hook information received from the needle | hook information calculating part 22 can be given to the monitor 5 and displayed. Accordingly, the needle information can be displayed in a superimposed manner together with the B mode image signal and the Doppler image signal acquired from the B mode processing unit 12 and the color mode processing unit 13. In this case, the needle information can be highlighted on the B-mode image (tomographic image) as necessary.

ここで、上述のような針情報を求める機能の必要性について説明する。   Here, the necessity of the function which calculates | requires the above needle | hook information is demonstrated.

図5は、図1に示す超音波診断装置1により穿刺針25の位置を示す針情報を診断画像に重畳表示させた例を示す模式図である。   FIG. 5 is a schematic diagram showing an example in which needle information indicating the position of the puncture needle 25 is superimposed and displayed on the diagnostic image by the ultrasonic diagnostic apparatus 1 shown in FIG.

尚、図5は、穿刺針25に1方向の流路30を設け、部分的に流路30の内径を小さくした例を示す。   FIG. 5 shows an example in which the puncture needle 25 is provided with a flow path 30 in one direction and the inner diameter of the flow path 30 is partially reduced.

図5に示すように、被検体Pの診断部位P0近傍にマイクロバブルが存在することから、穿刺針25が画像として確認できない場合がある。例えば、穿刺針25を肝臓の腫瘍に穿刺して治療する場合に、肝臓腫瘍の境界を明瞭にする目的で、肝臓腫瘍を造影剤により染影することがある。このような場合に、穿刺針25の内部にも造影剤が封入されると、周囲の染影された肝臓腫瘍と穿刺針25との見分けが困難となる。   As shown in FIG. 5, there are cases where the puncture needle 25 cannot be confirmed as an image because microbubbles exist in the vicinity of the diagnostic site P0 of the subject P. For example, when a puncture needle 25 is punctured to treat a liver tumor, the liver tumor may be stained with a contrast agent for the purpose of clarifying the boundary of the liver tumor. In such a case, if a contrast medium is also encapsulated inside the puncture needle 25, it becomes difficult to distinguish the surrounding stained liver tumor from the puncture needle 25.

しかし、穿刺針25の内部における流路30および特徴形状部位31の形状はデータベース16に保存されており、既知であるから特徴形状部位31を基準に穿刺針25の形状を正確に把握することができる。すなわち、図5のように、焼灼中のガスで穿刺針25の針先が確認できないような場合であっても、穿刺針25の形状情報から補完することによって、穿刺針25の針先位置の目安を記号40によりマーキング表示させれば、ユーザは容易に穿刺針25の針先位置を把握することができる。   However, since the shape of the flow path 30 and the characteristic shape portion 31 inside the puncture needle 25 is stored in the database 16 and is already known, the shape of the puncture needle 25 can be accurately grasped based on the characteristic shape portion 31. it can. That is, as shown in FIG. 5, even when the needle tip of the puncture needle 25 cannot be confirmed with the gas being cauterized, the needle tip position of the puncture needle 25 is compensated by complementing the shape information of the puncture needle 25. If the reference is marked by the symbol 40, the user can easily grasp the needle tip position of the puncture needle 25.

同様に、仮に穿刺針25の針先が、目的とする被検体Pの断面をはずれているような場合であっても、穿刺針25の形状情報から補完することによって、穿刺針25の針先位置の目安を表示させることが可能である。   Similarly, even if the tip of the puncture needle 25 is out of the cross section of the target subject P, the tip of the puncture needle 25 is complemented by the shape information of the puncture needle 25. It is possible to display a guide for the position.

さらに、針情報演算部22により自動検出された針情報を利用すれば様々な画像の表示が可能である。例えば、穿刺針25の強調表示が可能である。また、超音波画像の輝度が一部欠落していても穿刺針25の形状情報から補完して表示させることも可能である。さらに、穿刺針25の位置情報から穿刺針25の進路方向を外挿して求め、穿刺針25の進路方向をライン表示することもできる。   Furthermore, if the needle information automatically detected by the needle information calculation unit 22 is used, various images can be displayed. For example, the puncture needle 25 can be highlighted. Further, even if the luminance of the ultrasonic image is partially lost, it is possible to display it complemented from the shape information of the puncture needle 25. Furthermore, it is possible to extrapolate the course direction of the puncture needle 25 from the position information of the puncture needle 25 and display the course direction of the puncture needle 25 as a line.

次に、超音波診断装置1と穿刺針25とによって形成される超音波ガイド下穿刺システムの動作および作用について説明する。   Next, the operation and action of the ultrasonic guided puncture system formed by the ultrasonic diagnostic apparatus 1 and the puncture needle 25 will be described.

図6は、図1に示す超音波診断装置1による超音波ガイド下で穿刺針25を被検体Pの診断部位P0に向けて刺入する際の流れの一例を示すフローチャートであり、図中Sに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。   FIG. 6 is a flowchart showing an example of a flow when the puncture needle 25 is inserted toward the diagnostic region P0 of the subject P under the ultrasonic guide by the ultrasonic diagnostic apparatus 1 shown in FIG. Reference numerals with numerals indicate the steps of the flowchart.

まずステップS1において、流体注入装置26により穿刺針25の流路30に、流体Xとして例えばマイクロバブルを含む造影剤が注入される。このとき、造影剤の注入速度が所要の速度となるように、流体注入装置26によって制御される。この結果、穿刺針25の流路30には、造影剤が灌流せしめられる。また、必要に応じて、予め造影剤の注入速度に合わせてwall filter23の速度パラメータが設定される。   First, in step S1, a contrast agent containing, for example, microbubbles is injected as the fluid X into the flow path 30 of the puncture needle 25 by the fluid injection device 26. At this time, it is controlled by the fluid injection device 26 so that the injection speed of the contrast agent becomes a required speed. As a result, the contrast medium is perfused through the flow path 30 of the puncture needle 25. Further, the speed parameter of the wall filter 23 is set in advance according to the injection speed of the contrast agent as required.

次に、ステップS2において、被検体Pに超音波が送受される。すなわち、超音波送信部10は、送信パルスを生成して超音波プローブ3に与え、超音波プローブ3は超音波送信部10から受けた送信パルスを超音波パルスに変換して被検体P内の診断部位P0に送信する。そして、超音波プローブ3は、被検体Pの診断部位P0において生じた反射信号を受信し、受信信号として超音波受信部11に与える。   Next, in step S2, ultrasonic waves are transmitted to the subject P. That is, the ultrasonic transmission unit 10 generates a transmission pulse and applies the transmission pulse to the ultrasonic probe 3, and the ultrasonic probe 3 converts the transmission pulse received from the ultrasonic transmission unit 10 into an ultrasonic pulse and converts it into the subject P. Transmit to the diagnostic site P0. Then, the ultrasonic probe 3 receives the reflected signal generated at the diagnostic site P0 of the subject P and gives it to the ultrasonic receiving unit 11 as a received signal.

次に、ステップS3において、Bモード処理部12は超音波受信部11から受信信号を取得し、Bモード画像信号を生成する。また、カラーモード処理部13は、超音波受信部11からドプラ信号として受信信号を取得し、ドプラ法によりドプラ画像信号を生成する。Bモード画像信号およびドプラ画像信号は、表示部14に与えられて合成される。また、適宜、シネメモリ15がBモード画像信号やドプラ画像信号のメモリとして利用される。   Next, in step S <b> 3, the B-mode processing unit 12 acquires a reception signal from the ultrasonic wave reception unit 11 and generates a B-mode image signal. Further, the color mode processing unit 13 acquires a reception signal as a Doppler signal from the ultrasonic wave reception unit 11 and generates a Doppler image signal by the Doppler method. The B-mode image signal and the Doppler image signal are given to the display unit 14 and synthesized. In addition, the cine memory 15 is used as a memory for a B-mode image signal or a Doppler image signal as appropriate.

そして、Bモード画像やドプラ画像がモニタ5に表示される。このとき、穿刺針25の内部には、造影剤が注入されているため、穿刺針25の位置および概略形状がBモード画像あるいはドプラ画像として映像化される。特に、造影剤の注入速度に合わせてwall filter23の速度パラメータが設定されている場合には、穿刺針25の内部を流れる造影剤からのドプラ信号が適切に抽出される。このため、ドプラ画像として、より鮮明に穿刺針25を映像化することができる。   Then, a B-mode image and a Doppler image are displayed on the monitor 5. At this time, since the contrast agent is injected into the puncture needle 25, the position and schematic shape of the puncture needle 25 are visualized as a B-mode image or a Doppler image. In particular, when the speed parameter of the wall filter 23 is set in accordance with the injection speed of the contrast medium, the Doppler signal from the contrast medium flowing inside the puncture needle 25 is appropriately extracted. For this reason, the puncture needle 25 can be visualized more clearly as a Doppler image.

図7は、図1に示す超音波診断装置1により穿刺針25をBモード画像として映像化した例を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing an example in which the puncture needle 25 is visualized as a B-mode image by the ultrasonic diagnostic apparatus 1 shown in FIG.

図7に示すように、穿刺針25の内部を流れる造影剤からの超音波反射信号を利用してBモード画像を生成すれば、穿刺針25を可視化することができる。   As shown in FIG. 7, the puncture needle 25 can be visualized by generating a B-mode image using an ultrasonic reflection signal from the contrast medium flowing inside the puncture needle 25.

しかし、診断部位P0近傍に造影剤が注入されるような場合には、穿刺針25の視認が困難となることがある。そのような場合には、入力装置9を操作して針情報の表示指示が入力される。そうすると、CPU17により信号検出部20、信号処理部21、針情報演算部22が制御される。   However, when a contrast medium is injected in the vicinity of the diagnostic site P0, it may be difficult to visually recognize the puncture needle 25. In such a case, an instruction to display needle information is input by operating the input device 9. Then, the signal detection unit 20, the signal processing unit 21, and the needle information calculation unit 22 are controlled by the CPU 17.

まず、図6のステップS4において、信号検出部20は、表示部14からBモード画像信号やドプラ画像信号等の画像信号を取得し、閾値処理等の手段によって穿刺針25に注入された造影剤からの画像信号を検出する。そして、信号検出部20は、穿刺針25からの画像信号を信号処理部21に与える。   First, in step S4 of FIG. 6, the signal detection unit 20 acquires an image signal such as a B-mode image signal or a Doppler image signal from the display unit 14, and the contrast agent injected into the puncture needle 25 by means such as threshold processing. The image signal from is detected. Then, the signal detection unit 20 gives an image signal from the puncture needle 25 to the signal processing unit 21.

次に、ステップS5において、信号処理部21は、信号検出部20から受けた穿刺針25からの画像信号から、穿刺針25の流路30に形成された特徴形状部位31の位置を自動検出する。そして、信号処理部21は、穿刺針25および特徴形状部位31の位置を、位置情報として針情報演算部22に与える。   Next, in step S <b> 5, the signal processing unit 21 automatically detects the position of the characteristic shape portion 31 formed in the flow path 30 of the puncture needle 25 from the image signal from the puncture needle 25 received from the signal detection unit 20. . Then, the signal processing unit 21 gives the positions of the puncture needle 25 and the characteristic shape portion 31 to the needle information calculation unit 22 as position information.

次に、ステップS6において、針情報演算部22は、信号処理部21から穿刺針25および特徴形状部位31の位置情報を取得する。一方で、針情報演算部22は、CPU17から穿刺針25および特徴形状部位31の形状情報を取得する。そして、針情報演算部22は、穿刺針25および特徴形状部位31の位置情報と形状情報とから幾何学的に穿刺針25の針先位置、穿刺針25の針先中心における推定焼灼領域、穿刺針25の針先が検出できない場合における針先の推定位置、穿刺針25の進路方向等の針情報を求める。さらに、針情報演算部22は、求めた針情報を表示させるための記号、図形、文章等の画像情報を作成して表示部14に与える。   Next, in step S <b> 6, the needle information calculation unit 22 acquires position information of the puncture needle 25 and the characteristic shape part 31 from the signal processing unit 21. On the other hand, the needle information calculation unit 22 acquires shape information of the puncture needle 25 and the characteristic shape portion 31 from the CPU 17. Then, the needle information calculation unit 22 geometrically determines the position of the needle tip of the puncture needle 25 from the position information and shape information of the puncture needle 25 and the characteristic shape portion 31, the estimated cauterization region at the needle tip center of the puncture needle 25, and the puncture Needle information such as the estimated position of the needle tip when the needle tip of the needle 25 cannot be detected and the course direction of the puncture needle 25 is obtained. Furthermore, the needle information calculation unit 22 creates image information such as symbols, figures, and sentences for displaying the obtained needle information and supplies the image information to the display unit 14.

次に、ステップS7において、表示部14はBモード画像信号やドプラ画像信号に加えて針情報を表示させるための画像信号をモニタ5に与える。この結果、モニタ5には、穿刺針25の針先位置等の針情報が視認可能に表示される。このため、診断部位P0近傍における造影剤により穿刺針25の針先位置が視認できないとしても、ユーザは補完表示された針情報により穿刺針25の針先位置の目安を得ることができる。   Next, in step S7, the display unit 14 provides the monitor 5 with an image signal for displaying the needle information in addition to the B-mode image signal and the Doppler image signal. As a result, needle information such as the needle tip position of the puncture needle 25 is displayed on the monitor 5 so as to be visible. For this reason, even if the needle tip position of the puncture needle 25 cannot be visually recognized by the contrast agent in the vicinity of the diagnosis site P0, the user can obtain a guide for the needle tip position of the puncture needle 25 from the supplemented needle information.

以上のような超音波診断装置1および穿刺針25は、穿刺針25そのものではなく穿刺針25内において流体Xを灌流させることで、穿刺針25を高感度に映像化するものである。このため、容易に穿刺針25の針先の視認性を向上することができる。   The ultrasonic diagnostic apparatus 1 and the puncture needle 25 described above image the puncture needle 25 with high sensitivity by perfusing the fluid X in the puncture needle 25 instead of the puncture needle 25 itself. For this reason, the visibility of the needle tip of the puncture needle 25 can be improved easily.

従来では、穿刺針自体を動かすことによって、穿刺針の針先を確認する手法がしばしばとられていた。これに対し、図1および図2に示す超音波診断装置1および穿刺針25を用いれば、穿刺針25が静止していたとしても、穿刺針25内において灌流している流体Xが可視化に用いられるため、特に、止まっている穿刺針25の検出感度を向上させることができる。   Conventionally, a technique for confirming the needle tip of the puncture needle by moving the puncture needle itself has often been employed. On the other hand, when the ultrasonic diagnostic apparatus 1 and the puncture needle 25 shown in FIGS. 1 and 2 are used, even if the puncture needle 25 is stationary, the fluid X perfused in the puncture needle 25 is used for visualization. Therefore, in particular, the detection sensitivity of the puncture needle 25 that has stopped can be improved.

また、コントラストエコー法によって対象腫瘍を造影するような場合に、穿刺針25内部のバブルを利用して穿刺針25のドプラ画像を生成すれば、穿刺針25を他の造影部位から弁別表示させることができる
さらに、穿刺針25の針先が診断断面からはずれている場合や、焼灼中に穿刺針25の針先の視認が困難となる場合であっても、予め既知である穿刺針25や特徴形状部位31の形状情報から補完等の処理によって針先位置等の針情報を求めることができる。そして、求めた針情報を表示させることにより、ユーザは容易に穿刺針25の位置を把握することができる。
Further, when the target tumor is imaged by contrast echo method, if the Doppler image of the puncture needle 25 is generated using the bubbles inside the puncture needle 25, the puncture needle 25 is displayed in a discriminative manner from other contrast sites. Furthermore, even when the tip of the puncture needle 25 is out of the diagnostic section or when it is difficult to visually recognize the tip of the puncture needle 25 during cauterization, the puncture needle 25 and features that are already known Needle information such as the needle tip position can be obtained from the shape information of the shape part 31 by a process such as complementation. Then, by displaying the obtained needle information, the user can easily grasp the position of the puncture needle 25.

尚、上述した穿刺針25内において流体Xを灌流させることで、穿刺針25を映像化する技術は、3次元の超音波診断装置1においても適用することが可能である。   The technique for imaging the puncture needle 25 by perfusing the fluid X in the puncture needle 25 described above can also be applied to the three-dimensional ultrasonic diagnostic apparatus 1.

図8は、図1に示す超音波プローブ3として2次元アレイプローブまたはメカニカル4Dプローブを用いて、超音波ガイド下において穿刺針25を診断部位P0に向けて刺入する場合における走査面60を示す模式図である。   FIG. 8 shows a scanning surface 60 in the case where the puncture needle 25 is inserted toward the diagnostic site P0 under the ultrasonic guide using the two-dimensional array probe or the mechanical 4D probe as the ultrasonic probe 3 shown in FIG. It is a schematic diagram.

図8に示すとおり、3次元の超音波診断装置1では、超音波プローブ3として2次元アレイプローブまたはメカニカル4Dプローブを用いて3次元走査が行われる。すなわち、走査面60を2軸方向に移動させて超音波エコーデータが収集される。尚、メカニカル4Dプローブは、1次元アレイプローブが機械的に揺動するように構成された超音波プローブ3である。   As shown in FIG. 8, in the three-dimensional ultrasonic diagnostic apparatus 1, three-dimensional scanning is performed using a two-dimensional array probe or a mechanical 4D probe as the ultrasonic probe 3. That is, ultrasonic echo data is collected by moving the scanning surface 60 in two axial directions. The mechanical 4D probe is an ultrasonic probe 3 configured such that the one-dimensional array probe is mechanically swung.

そして、3次元の超音波診断装置1では、収集された超音波エコーデータから3次元空間情報を示す超音波ボリューム画像データがBモード処理部12やカラーモード処理部13において生成される。生成された超音波ボリューム画像データは表示部14からモニタ5に出力されて表示される。   In the three-dimensional ultrasonic diagnostic apparatus 1, ultrasonic volume image data indicating three-dimensional spatial information is generated from the collected ultrasonic echo data in the B mode processing unit 12 and the color mode processing unit 13. The generated ultrasonic volume image data is output from the display unit 14 to the monitor 5 and displayed.

このとき、信号検出部20では、Bモード画像信号やドプラ画像信号等の画像信号として超音波ボリューム画像データが表示部14から取得され、穿刺針25中を流れる流体Xからのデータが超音波ボリューム画像データ内から検出される。検出された流体Xからのデータは、穿刺針25の3次元空間情報を示す超音波ボリューム画像としてモニタ5に表示される。また、穿刺針25の3次元画像である超音波ボリューム画像は、MPR (multi-planar reconstruction)画像としてモニタ5に表示させることもできる。   At this time, the signal detection unit 20 acquires ultrasonic volume image data from the display unit 14 as an image signal such as a B-mode image signal or a Doppler image signal, and data from the fluid X flowing through the puncture needle 25 is an ultrasonic volume. Detected from within image data. Data from the detected fluid X is displayed on the monitor 5 as an ultrasonic volume image indicating the three-dimensional spatial information of the puncture needle 25. Also, an ultrasonic volume image that is a three-dimensional image of the puncture needle 25 can be displayed on the monitor 5 as an MPR (multi-planar reconstruction) image.

図9は、図8に示す3次元走査によって得られたMPR画像をモニタ5に表示させた例を示す図である。   FIG. 9 is a diagram showing an example in which the MPR image obtained by the three-dimensional scanning shown in FIG.

図9に示すように、穿刺針25の画像を含む診断部位P0の超音波画像をMPR画像としてモニタ5に表示させることができる。例針情報演算部22では、穿刺針25の針位置情報が3次元情報として検出される。そして、例えば、3次元情報であるMPR画像の1つの軸70aが穿刺針25の刺入方向と一致される。   As shown in FIG. 9, an ultrasonic image of the diagnostic site P0 including the image of the puncture needle 25 can be displayed on the monitor 5 as an MPR image. In the example needle information calculation unit 22, needle position information of the puncture needle 25 is detected as three-dimensional information. Then, for example, one axis 70a of the MPR image that is three-dimensional information coincides with the insertion direction of the puncture needle 25.

図9の例では、左上の画面に穿刺針25の刺入方向を示す軸70aおよび軸70aに直交する軸70bが診断部位P0とともに重畳表示されている。このため、穿刺針25の深さ位置を確認することができる。また、右上の画面には、左上の画面を穿刺針25の刺入方向を軸として90度回転させた直交面が表示される。さらに、左下の画面には、穿刺針25の刺入方向に対する直交面が表示される。このため、左下の画面には、互いに直交する2つの軸70b、70cが表示される。   In the example of FIG. 9, the axis 70a indicating the insertion direction of the puncture needle 25 and the axis 70b orthogonal to the axis 70a are superimposed on the upper left screen together with the diagnostic region P0. For this reason, the depth position of the puncture needle 25 can be confirmed. In addition, an orthogonal plane obtained by rotating the upper left screen by 90 degrees about the insertion direction of the puncture needle 25 is displayed on the upper right screen. Furthermore, a plane orthogonal to the insertion direction of the puncture needle 25 is displayed on the lower left screen. For this reason, two axes 70b and 70c orthogonal to each other are displayed on the lower left screen.

このように、3次元の超音波診断装置1では、穿刺針25の位置情報を3次元情報として得ることができる。   Thus, in the three-dimensional ultrasonic diagnostic apparatus 1, position information of the puncture needle 25 can be obtained as three-dimensional information.

本発明に係る超音波診断装置および穿刺針の実施の形態を示す構成図。The block diagram which shows embodiment of the ultrasonic diagnosing device and puncture needle which concern on this invention. 図1に示す穿刺針の構造例を示す断面図。Sectional drawing which shows the structural example of the puncture needle shown in FIG. 図1に示す超音波診断装置により生成され、穿刺針が可視化された画像の一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of the image which was produced | generated by the ultrasound diagnosing device shown in FIG. 1, and the puncture needle was visualized. 図1に示す穿刺針の刺入角を表示した超音波画像の模式図。The schematic diagram of the ultrasonic image which displayed the insertion angle of the puncture needle shown in FIG. 図1に示す超音波診断装置により穿刺針の位置を示す針情報を診断画像に重畳表示させた例を示す模式図。The schematic diagram which shows the example which displayed the needle | hook information which shows the position of the puncture needle on the diagnostic image by the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 図1に示す超音波診断装置による超音波ガイド下で穿刺針を被検体の診断部位に向けて刺入する際の流れの一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the flow at the time of inserting the puncture needle toward the diagnostic site | part of a subject under the ultrasonic guide by the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 図1に示す超音波診断装置により穿刺針をBモード画像として映像化した例を示す図。The figure which shows the example which imaged the puncture needle as a B-mode image by the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 図1に示す超音波プローブとして2次元アレイプローブまたはメカニカル4Dプローブを用いて、超音波ガイド下において穿刺針を診断部位に向けて刺入する場合における走査面を示す模式図。The schematic diagram which shows the scanning surface in the case of inserting a puncture needle toward a diagnostic region under an ultrasonic guide using a two-dimensional array probe or a mechanical 4D probe as the ultrasonic probe shown in FIG. 図8に示す3次元走査によって得られたMPR画像をモニタ5に表示させた例を示す図。The figure which shows the example which displayed the MPR image obtained by the three-dimensional scanning shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 超音波診断装置
2 装置本体
3 超音波プローブ
4 コンソール
5 モニタ
6 操作パネル
7 キーボード
8 トラックボール
9 入力装置
10 超音波送信部
11 超音波受信部
12 Bモード処理部
13 カラーモード処理部
14 表示部
15 シネメモリ
16 データベース
17 CPU
18 速度パラメータ設定部
19 穿刺針情報処理システム
20 信号検出部
21 信号処理部
22 針情報演算部
23 wall filter
24 ガイド機構
25 穿刺針
26 流体注入装置
30 流路
31 特徴形状部位
40 記号
50 穿刺ライン
60 走査面
70a、70b、70c 軸
P 被検体
P0 診断部位
X 流体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic diagnostic apparatus 2 Apparatus main body 3 Ultrasonic probe 4 Console 5 Monitor 6 Operation panel 7 Keyboard 8 Trackball 9 Input device 10 Ultrasonic transmission part 11 Ultrasonic reception part 12 B mode processing part 13 Color mode processing part 14 Display part 15 Cine memory 16 Database 17 CPU
18 Speed parameter setting unit 19 Puncture needle information processing system 20 Signal detection unit 21 Signal processing unit 22 Needle information calculation unit 23 wall filter
24 Guide mechanism 25 Puncture needle 26 Fluid injection device 30 Flow path 31 Characteristic shape portion 40 Symbol 50 Puncture line 60 Scan planes 70a, 70b, 70c Axis P Subject P0 Diagnostic portion X Fluid

Claims (12)

内部に強反射体を含む流体を注入した穿刺針を被検体に穿刺した状態で超音波を送信し、超音波反射信号を受信する超音波プローブと、
前記超音波プローブにより受信された前記超音波反射信号から前記穿刺針内部における前記流体の視認が可能な画像信号を生成するデータ処理部と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。
An ultrasonic probe for transmitting an ultrasonic wave in a state where a puncture needle into which a fluid containing a strong reflector is injected is punctured in a subject and receiving an ultrasonic reflection signal;
A data processing unit that generates an image signal capable of visually recognizing the fluid inside the puncture needle from the ultrasonic reflection signal received by the ultrasonic probe;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記データ処理部は、前記超音波反射信号から前記流体の視認が可能なBモード画像を生成するBモード処理部を備え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 data processing unit includes a B-mode processing unit that generates a B-mode image in which the fluid can be visually recognized from the ultrasonic reflection signal. 前記データ処理部は、ドプラ信号として受信された前記超音波反射信号から前記流体の視認が可能なドプラ画像を生成するカラーモード処理部を備え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 data processing unit includes a color mode processing unit that generates a Doppler image in which the fluid can be visually recognized from the ultrasonic reflection signal received as a Doppler signal. . 前記データ処理部は、前記流体の速度を利用することにより、ドプラ信号として受信された前記超音波反射信号から前記被検体内の他の部位から弁別して前記流体の視認が可能なドプラ画像を生成するカラーモード処理部を備えることを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。 The data processing unit uses the fluid velocity to generate a Doppler image in which the fluid can be visually recognized by discriminating from other parts in the subject from the ultrasonic reflection signal received as a Doppler signal. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising a color mode processing unit. 前記データ処理部は、ドプラ信号として受信された前記超音波反射信号から前記流体の視認が可能なドプラ画像を生成するカラーモード処理部を備え、
前記カラーモード処理部が有するフィルタの速度パラメータを前記流体の速度に応じて設定する速度パラメータ設定部を設けたことを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
The data processing unit includes a color mode processing unit that generates a Doppler image in which the fluid can be visually recognized from the ultrasonic reflection signal received as a Doppler signal,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising a speed parameter setting unit configured to set a speed parameter of a filter included in the color mode processing unit according to a speed of the fluid.
内部に強反射体を含む流体を注入した穿刺針を被検体に穿刺した状態で超音波を送信し、超音波反射信号を受信する超音波プローブと、
前記超音波プローブにより受信された前記超音波反射信号のうち前記穿刺針内部における前記流体から受信した流体信号を検出する信号検出部と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。
An ultrasonic probe for transmitting an ultrasonic wave in a state where a puncture needle into which a fluid containing a strong reflector is injected is punctured in a subject and receiving an ultrasonic reflection signal;
A signal detection unit for detecting a fluid signal received from the fluid inside the puncture needle among the ultrasound reflected signals received by the ultrasound probe;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記穿刺針内部には前記流体の流路の形状が他の部分における流路の形状と異なる形状である特徴形状部位が設けられ、
前記信号検出部により検出された流体信号から前記特徴形状部位の位置を検出する信号処理部と、
前記信号処理部により検出された前記特徴形状部位の位置と前記穿刺針の形状情報とに基づいて、前記穿刺針に関する情報である針情報を求める針情報演算部と、
前記針情報演算部により作成された針情報をモニタに表示させる表示部と、
を設けたことを特徴とする請求項6記載の超音波診断装置。
Inside the puncture needle, there is provided a characteristic shape portion where the shape of the flow path of the fluid is different from the shape of the flow path in other portions,
A signal processing unit for detecting the position of the characteristic shape portion from the fluid signal detected by the signal detection unit;
Based on the position of the characteristic shape portion detected by the signal processing unit and the shape information of the puncture needle, a needle information calculation unit that obtains needle information that is information related to the puncture needle;
A display unit for displaying the needle information created by the needle information calculation unit on a monitor;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 6, further comprising:
前記針情報演算部は、前記穿刺針の針先位置、針先中心での推定焼灼領域および進路方向の少なくとも1つを針情報として求めるように構成されることを特徴とする請求項7記載の超音波診断装置。 The needle information calculation unit is configured to obtain at least one of a needle tip position of the puncture needle, an estimated cauterization region at the center of the needle tip, and a course direction as needle information. Ultrasonic diagnostic equipment. 前記穿刺針の3次元空間情報を示す信号を前記流体から取得するように構成されることを特徴とする請求項1または6記載の超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus is configured to acquire a signal indicating three-dimensional spatial information of the puncture needle from the fluid. 強反射体を含む流体を注入するための流路を内部に形成したことを特徴とする超音波診断に用いる穿刺針。 A puncture needle used for ultrasonic diagnosis, characterized in that a flow path for injecting a fluid containing a strong reflector is formed inside. 前記流路の形状が他の部分における流路の形状と異なる形状である特徴形状部位を設けたことを特徴とする請求項10記載の超音波診断に用いる穿刺針。 The puncture needle used for ultrasonic diagnosis according to claim 10, wherein a characteristic shape portion having a shape of the flow path different from that of the flow path in another portion is provided. コンピュータを、
内部に流体の流路を形成し、かつ前記流体の流路の形状が他の部分における流路の形状と異なる形状である特徴形状部位が設けられた穿刺針の内部に強反射体を含む流体が注入され、さらに被検体に穿刺した状態で超音波プローブにより受信された超音波反射信号のうち前記穿刺針内部における前記流体から受信した流体信号を検出する信号検出部、
前記信号検出部により検出された流体信号から前記特徴形状部位の位置を検出する信号処理部、および
前記信号処理部により検出された前記特徴形状部位の位置と前記穿刺針の形状情報とに基づいて、前記穿刺針に関する情報である針情報を求める針情報演算部、
として機能させることを特徴とする針情報処理プログラム。
Computer
A fluid containing a strong reflector in the inside of a puncture needle in which a fluid channel is formed, and the shape of the fluid channel is different from the shape of the channel in other parts. A signal detection unit for detecting a fluid signal received from the fluid inside the puncture needle among ultrasonic reflected signals received by the ultrasound probe in a state where the fluid is injected and further punctured into the subject;
Based on the signal processing unit that detects the position of the characteristic shape portion from the fluid signal detected by the signal detection unit, and the position information of the characteristic shape portion detected by the signal processing unit and the shape information of the puncture needle A needle information calculation unit for obtaining needle information which is information on the puncture needle,
Needle information processing program characterized by functioning as
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