JP2009039354A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of surely puncturing a biopsy needle. <P>SOLUTION: The ultrasonic diagnostic apparatus 1 comprises a radial scanning vibrator 32, a convex scanning vibrator 31 and the biopsy needle 22 projected inside the scanning surface of the convex scanning vibrator, and is provided with a biopsy needle image detection means 48 for detecting the ultrasonic image 22E of the biopsy needle in a radial image, an allowable range setting means 49 for setting the allowable range of a biopsy needle image position, a judgement means 52 for judging whether or not the position of the ultrasonic image of the biopsy needle detected in the biopsy needle image detection means is within an allowable range set in the allowable range setting means, and an alarm generation means 53 for issuing an alarm. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波診断装置に関し、特に、生検針を備えた超音波診断装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an ultrasonic diagnostic apparatus including a biopsy needle.

近年、生体内に超音波内視鏡を挿入して、光学像から体内の病変部を発見した後、超音波を照射して、反射波から病変部の超音波断層像を用いて診断する方法が広く普及している。また、光学像および超音波断層像ガイド下で、生検針を視認しながら穿刺して細胞を吸引して、吸引細胞により確定診断を行う方法も実施されている。   In recent years, an ultrasonic endoscope is inserted into a living body, a lesion in the body is found from an optical image, and then an ultrasound is irradiated, and a diagnosis is performed using an ultrasonic tomogram of the lesion from a reflected wave. Is widely spread. In addition, a method of performing a definitive diagnosis with aspirated cells by performing puncture while visually recognizing a biopsy needle and aspirating cells under the guidance of an optical image and an ultrasonic tomographic image is also implemented.

この確定診断を行う場合には、正確に組織を採取する必要があり、採取の方法として、超音波画像のBモ−ドガイド下で病変部に針を刺し、確実に病変部を採取してくる等の方法がある。この確定診断を行う場合、体内のような管腔内の病変部を診断するには、管腔内全体を走査可能なラジアル走査が適している。従って、最初に、術者はラジアル走査用体腔内超音波内視鏡を使用して病変部の診断を行う。病変部の位置を確認した後、確定診断を行う為には、コンベックス走査用体腔内超音波内視鏡で再度病変部を探して、生検針で病変部の組織を採取する必要があり、コンベックス走査用体腔内超音波内視鏡を再度患者に挿入する。従って、患者は体腔内超音波内視鏡を2回飲む必要があり、患者に苦痛を強いることとなる。   When this definitive diagnosis is performed, it is necessary to accurately extract the tissue. As a method of collecting, the lesion is surely collected by inserting a needle into the lesion under the B mode guide of the ultrasonic image. There are methods. When performing this definitive diagnosis, radial scanning capable of scanning the entire lumen is suitable for diagnosing a lesion in the lumen such as the body. Therefore, first, the surgeon diagnoses the lesion by using the intracavity ultrasonic endoscope for radial scanning. After confirming the location of the lesion, in order to make a definitive diagnosis, it is necessary to search the lesion again with an intracorporeal ultrasound endoscope for convex scanning, and to collect the tissue of the lesion with a biopsy needle. The scanning intracavity ultrasound endoscope is reinserted into the patient. Therefore, it is necessary for the patient to drink the intracorporeal ultrasound endoscope twice, which causes pain to the patient.

特開2004−135693号公報には、プロ−ブにラジアル走査用の振動子とコンベックス走査用の振動子とを、走査方向が交差するように配置した、バイプレ−ン型超音波診断装置が開示されている。この超音波診断装置によれば、一のプローブを用いラジアル走査用の振動子とコンベックス走査用の振動子を切り替えながら、超音波ガイド下での容易な確定診断が可能となる。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-135893 discloses a biplane ultrasonic diagnostic apparatus in which a probe for radial scanning and a transducer for convex scanning are arranged so that their scanning directions intersect each other. Has been. According to this ultrasonic diagnostic apparatus, an easy definitive diagnosis under an ultrasonic guide can be performed while switching between a radial scanning transducer and a convex scanning transducer using a single probe.

また、特開2005−168766号公報には、1個の振動子アレイの走査方向を異なる方向に切り替えることのできる超音波プローブが開示されている。この超音波プローブを用いることで、生検針を術者に把握し易い次元画像として表示することができることが開示されている。
特開2004−135693号公報 特開2005−168766号公報
Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-168766 discloses an ultrasonic probe that can switch the scanning direction of one transducer array to a different direction. It is disclosed that a biopsy needle can be displayed as a dimensional image that can be easily grasped by an operator by using this ultrasonic probe.
JP 2004-135893 A JP 2005-168766 A

バイプレーン型超音波診断装置または特開2005−168766号公報に開示された超音波プローブを用いることで、一のプローブを用い直交する2つの超音波走査面を確認しながら、生検針の穿刺が可能である。   By using the biplane ultrasonic diagnostic apparatus or the ultrasonic probe disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-168766, the biopsy needle can be punctured while confirming two orthogonal ultrasonic scanning planes using one probe. Is possible.

ところが、生体組織は、組織構造等により硬さが異なる。このため、穿刺の途中で生検針が曲がってしまうことがある。特に細い生検針では、組織による硬さの違いの影響が顕著であった。術者が、生検針が曲がって穿刺されていること、すなわち誤刺に、気がつかないで穿刺を続けると、目的の組織と異なる組織から細胞を採取してしまう、あるいは、生体針が血管を穿孔し出血を起こしてしまう恐れもあった。   However, the hardness of living tissue varies depending on the tissue structure and the like. For this reason, the biopsy needle may be bent during the puncture. In particular, in the thin biopsy needle, the influence of the difference in hardness depending on the tissue was remarkable. If the surgeon continues to puncture without bending the biopsy needle, that is, the needle is not noticed, cells will be collected from a tissue different from the target tissue, or the biological needle will pierce the blood vessel There was also a risk of bleeding.

生検針は、コンベックス走査面内を穿出するため、コンベックス画像は術者にとって、生検針の穿出具合が確認しやすい画像である。このため、穿刺の際にはコンベックス画像表示が広く用いられている。しかし、コンベックス走査面に対して直交する方向に生検針が曲がった場合には、針の曲がりはコンベックス画像では確認できない。すなわち、生検針の実際の穿出量に対して、コンベックス走査画像上の生検針画像の穿出量が少し少なく見えるだけである。すなわち、術者は、コンベックス画像のみを見ながらの穿刺では生検針の位置を正確に把握できない。このため、術者はコンベックス画像とラジアル画像の両画像を同時に表示しつつ、あるいは、両画像の表示を切り替えながら穿刺を行う必要があった。   Since the biopsy needle is punctured within the convex scanning plane, the convex image is an image that allows the operator to easily confirm the puncture of the biopsy needle. For this reason, convex image display is widely used for puncturing. However, when the biopsy needle is bent in a direction orthogonal to the convex scanning plane, the bending of the needle cannot be confirmed in the convex image. That is, the amount of biopsy needle image on the convex scan image only appears slightly smaller than the actual amount of biopsy needle penetration. That is, the surgeon cannot accurately grasp the position of the biopsy needle by puncturing while viewing only the convex image. Therefore, it is necessary for the surgeon to perform puncturing while simultaneously displaying both the convex image and the radial image or switching the display of both images.

本発明は、生検針を確実に穿刺できる超音波診断装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the ultrasonic diagnostic apparatus which can puncture a biopsy needle reliably.

上記目的を達成すべく、本発明の超音波診断装置は、プロ−ブ軸に垂直な面内を円形に走査するラジアル走査振動子と、前記ラジアル走査振動子と直交する面内を走査するコンベックス走査振動子と、前記プロ−ブ軸に平行で、前記コンベックス走査振動子の走査面内を突出する生検針とを備えた超音波診断装置であって、前記ラジアル走査振動子が走査したラジアル画像の中の前記生検針の超音波画像を検出する生検針画像検出手段と、前記ラジアル画像の中の生検針の超音波画像の許容範囲を設定する許容範囲設定手段と、前記生検針画像検出手段で検出された前記生検針の超音波画像の位置が、前記許容範囲設定手段で設定された許容範囲内にあるかを判断する判断手段と、前記判断手段の判断に基づき、警告を発する警告発生手段とを備える。   In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention includes a radial scanning transducer that scans in a circle in a plane perpendicular to a probe axis, and a convex that scans in a plane orthogonal to the radial scanning transducer. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising a scanning transducer and a biopsy needle that is parallel to the probe axis and protrudes within the scanning plane of the convex scanning transducer, wherein the radial image is scanned by the radial scanning transducer A biopsy needle image detecting means for detecting an ultrasonic image of the biopsy needle in the image, an allowable range setting means for setting an allowable range of the ultrasonic image of the biopsy needle in the radial image, and the biopsy needle image detecting means A determination unit that determines whether the position of the ultrasonic image of the biopsy needle detected in step S is within an allowable range set by the allowable range setting unit; and a warning generation that issues a warning based on the determination by the determination unit Means and Provided.

本発明は、生検針を確実に穿刺できる超音波診断装置を提供するものである。   The present invention provides an ultrasonic diagnostic apparatus that can reliably puncture a biopsy needle.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

<第1の実施の形態>
図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる超音波診断装置1の構成図である。本実施の形態の超音波診断装置1は、超音波内視鏡20と、制御装置40と、制御装置40と接続され制御装置40を操作する入力手段60と、同じく制御装置40と接続され制御装置40で得られた画像情報を表示する表示手段70と、警告手段80とを備える。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a configuration diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. The ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the present embodiment includes an ultrasonic endoscope 20, a control device 40, an input unit 60 that is connected to the control device 40 and operates the control device 40, and is also connected to and controlled by the control device 40. The display means 70 which displays the image information obtained with the apparatus 40, and the warning means 80 are provided.

超音波内視鏡20は、体腔内等に挿入して観察対象部位へ向けて超音波ビ−ムを送波し、観察対象部位の音響インピ−ダンスの境界から反射される反射波を受波してエコー信号を得る。制御装置40は、超音波内視鏡20とケ−ブル21aおよび22bで接続され、超音波内視鏡20の送受信を制御する。   The ultrasonic endoscope 20 is inserted into a body cavity or the like and transmits an ultrasonic beam toward the observation target part, and receives a reflected wave reflected from the boundary of the acoustic impedance of the observation target part. To obtain an echo signal. The control device 40 is connected to the ultrasonic endoscope 20 with cables 21 a and 22 b and controls transmission / reception of the ultrasonic endoscope 20.

超音波内視鏡20は、体腔内等に挿入する細長のプロ−ブと、このプロ−ブの先端部に設けられ、超音波ビ−ムを送受波する複数の振動子30すなわち、2つの振動子、コンベックス走査振動子31とラジアル走査振動子32とを有する。なお、コンベックス走査振動子はCLA (Curved Linear Array) 振動子とおなじものであり、ラジアル走査振動子の中でラジアル走査を電子的に行う振動子がELR (ELectrical Radial)振動子である。なお機械的にラジアル走査を行う機械式ラジアル走査の場合には振動子は1個の場合もあるが、本実施の形態において振動子とは、複数の振動子からなる振動子群はもちろん、機械式ラジアル走査用の1個の振動子も含む。   The ultrasonic endoscope 20 includes an elongated probe to be inserted into a body cavity and the like, and a plurality of transducers 30 provided at the distal end of the probe for transmitting and receiving an ultrasonic beam, that is, two A vibrator, a convex scanning vibrator 31 and a radial scanning vibrator 32 are provided. The convex scanning vibrator is the same as the CLA (Curved Linear Array) vibrator, and the vibrator that electronically performs radial scanning in the radial scanning vibrator is the ELR (Electronic Radial) vibrator. In the case of mechanical radial scanning in which mechanical radial scanning is performed, there may be a single transducer. In this embodiment, the transducer is not only a transducer group including a plurality of transducers but also a mechanical group. It also includes a single transducer for radial scanning.

制御装置40は、振動子31または32のいずれかを選択し切り替える切替部A41と、切替部A41で選択された振動子を走査しおよびエコー信号の検波等を行う送受信処理部42と、送受信処理部42で得られたデ−タから表示画像デ−タを生成する画像生成部43と、各振動子31または32の画像信号を、それぞれの画像メモリであるコンベックス画像メモリ46またはラジアル画像メモリ47に記憶するための切替部B45と、穿刺ガイド設定のための穿刺ガイド設定手段49と、穿刺ガイド表示のための穿刺ガイド画像メモリ50と、ラジアル画像中の生検針画像を検出する生検針画像検出手段48と、穿刺ガイドと生検針画像の位置関係を判断する判断手段52と、判断手段52に基づき警告を発生する警告発生手段53と、画像の合成を行う画像合成手段51と、そして超音波診断装置全般の制御も行う制御手段44とを備える。切替部A41はマルチプレクサ(MUX)を使用してもよい。   The control device 40 selects and switches either the transducer 31 or 32, a transmission / reception processing unit 42 that scans the transducer selected by the switching unit A41, detects an echo signal, and the like, and transmission / reception processing An image generation unit 43 that generates display image data from the data obtained by the unit 42, and an image signal of each transducer 31 or 32 is converted into a convex image memory 46 or a radial image memory 47 as a respective image memory. A switching unit B45 for storing data, a puncture guide setting means 49 for setting a puncture guide, a puncture guide image memory 50 for displaying a puncture guide, and biopsy needle image detection for detecting a biopsy needle image in a radial image Means 48, determination means 52 for determining the positional relationship between the puncture guide and the biopsy needle image, warning generation means 53 for generating a warning based on the determination means 52, It includes an image synthesizing unit 51 for synthesizing the image, and a control unit 44 for controlling also performed in the ultrasonic diagnostic apparatus in general. The switching unit A41 may use a multiplexer (MUX).

コンベックス画像メモリ46に記憶されたコンベックス画像と、ラジアル画像メモリ47に記憶されたラジアル画像と、穿刺ガイド画像メモリ50に記憶された穿刺ガイド画像と、警告発生手段で作成された警告画像とは、画像合成手段51で合成され、表示手段70の表示画面71に表示される。   The convex image stored in the convex image memory 46, the radial image stored in the radial image memory 47, the puncture guide image stored in the puncture guide image memory 50, and the warning image created by the warning generation means are: The image is synthesized by the image synthesizing means 51 and displayed on the display screen 71 of the display means 70.

警告発生手段53の信号は、画像合成手段51を介して表示手段70に表示されるだけでなく、警告手段80に送られ、警告音等の方法で術者に警告する。   The signal of the warning generating means 53 is not only displayed on the display means 70 via the image synthesizing means 51 but also sent to the warning means 80 to warn the surgeon by a method such as a warning sound.

図2は、本実施の形態のプロ−ブの先端部20aの斜視図である。コンベックス走査振動子31は、コンベックス走査面31Aで示すように、プロ−ブ軸に平行な面内を扇形に走査する。一方、ラジアル走査振動子32は、ラジアル走査振動子走査面32Aで示すように、プロ−ブ軸に垂直な面内を円形に走査する。生検針22は、鉗子チャネル21を介して管腔内に突出する。生検針22は、まっすぐに突出している場合には、コンベックス走査面31A内を進行する。   FIG. 2 is a perspective view of the tip 20a of the probe according to the present embodiment. The convex scanning transducer 31 scans in a fan shape in a plane parallel to the probe axis, as indicated by a convex scanning plane 31A. On the other hand, the radial scanning vibrator 32 scans in a circle in a plane perpendicular to the probe axis, as indicated by a radial scanning vibrator scanning surface 32A. The biopsy needle 22 projects into the lumen via the forceps channel 21. When the biopsy needle 22 protrudes straight, the biopsy needle 22 advances in the convex scanning surface 31A.

図3は、本実施の形態のプロ−ブの先端部20aのプロ−ブ挿入方向における(A)正面図および(B)側面図である。図3に示すように、コンベックス走査面31Aとラジアル走査振動子走査面32Aは、互いに直交する面内を走査する。   3A is a front view and FIG. 3B is a side view in the probe insertion direction of the tip portion 20a of the probe according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, the convex scanning surface 31A and the radial scanning transducer scanning surface 32A scan in the plane orthogonal to each other.

図4は、本実施の形態のプロ−ブの先端部20aの斜視図である。図5は、本実施の形態のプロ−ブの先端部20aのプロ−ブ挿入方向における(A)正面図および(B)側面図である。図4および図5は、生検針22が、コンベックス走査面31Aと直交する方向に、曲がっている状態を示している。   FIG. 4 is a perspective view of the distal end portion 20a of the probe according to the present embodiment. 5A is a front view and FIG. 5B is a side view in the probe insertion direction of the tip portion 20a of the probe according to the present embodiment. 4 and 5 show a state in which the biopsy needle 22 is bent in a direction perpendicular to the convex scanning surface 31A.

図3および図5に示すように、コンベックス走査面31Aとラジアル走査振動子走査面32Aは、各振動子の幅w1およびw2に相当する奥行きをもっている。このため、生検針22が、コンベックス走査面31Aと直交する方向に曲がっていても、曲がる範囲が、コンベックス走査面の幅w1以下の領域では、コンベックス画像に変化は見られない。さらに、生検針22の曲がる範囲が、コンベックス走査面の幅w1を超えると、コンベックス走査範囲外となるため、生検針22の先端部はコンベックス画像には表れなくなる。このため、生検針を過剰に突出していてもコンベックス画像からは識別できない。
また、図5(B)より、ラジアル画像に表示される生検針は、ラジアル走査振動子の幅w2の領域を通過している部分だけであることがわかる。
As shown in FIGS. 3 and 5, the convex scanning surface 31A and the radial scanning transducer scanning surface 32A have a depth corresponding to the width w1 and w2 of each transducer. For this reason, even if the biopsy needle 22 is bent in the direction orthogonal to the convex scanning surface 31A, no change is seen in the convex image in a region where the bending range is equal to or smaller than the width w1 of the convex scanning surface. Further, when the range of bending of the biopsy needle 22 exceeds the width w1 of the convex scanning surface, the biopsy needle 22 is outside the convex scanning range, so that the tip of the biopsy needle 22 does not appear in the convex image. For this reason, even if the biopsy needle protrudes excessively, it cannot be identified from the convex image.
Further, from FIG. 5B, it can be seen that the biopsy needle displayed on the radial image is only the portion passing through the region of the width w2 of the radial scanning transducer.

以下、本実施の形態の超音波診断装置1の動作を、図6〜図11を用いて説明する。図6〜図11は、本実施の形態の超音波診断装置1の動作を説明するための表示画面71を示す図である。   Hereinafter, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6-11 is a figure which shows the display screen 71 for demonstrating operation | movement of the ultrasound diagnosing device 1 of this Embodiment.

図6に示すように、本実施の形態の表示画面71には、コンベックス画像31Eとラジアル画像32Eが並べて表示されている。なお、図6に示すコンベックス画像31Eとラジアル画像32Eの位置関係は、図3に示したコンベックス走査面31Aとラジアル走査振動子走査面32Aの位置関係に対応している。   As shown in FIG. 6, a convex image 31E and a radial image 32E are displayed side by side on the display screen 71 of the present embodiment. The positional relationship between the convex image 31E and the radial image 32E shown in FIG. 6 corresponds to the positional relationship between the convex scanning surface 31A and the radial scanning transducer scanning surface 32A shown in FIG.

最初に、図7に示すように、ラジアル画像32E中に、生検針の超音波画像22E2の位置の許容範囲が、許容範囲設定手段である穿刺ガイド設定手段49により設定される。すなわち、穿刺ガイド設定手段49は、入力手段60からの指示に従い、穿刺ガイド75を設定する。
穿刺ガイド75の許容範囲を示す2本の穿刺ガイド線75aおよび75bは、穿刺ガイド画像メモリに記憶され、ラジアル走査時に、画像合成手段51によりラジアル画像等と合成され、表示画面71上に表示される。
First, as shown in FIG. 7, the allowable range of the position of the ultrasound image 22E2 of the biopsy needle is set in the radial image 32E by the puncture guide setting means 49 which is an allowable range setting means. That is, the puncture guide setting unit 49 sets the puncture guide 75 in accordance with an instruction from the input unit 60.
The two puncture guide lines 75a and 75b indicating the permissible range of the puncture guide 75 are stored in the puncture guide image memory, synthesized with a radial image or the like by the image synthesis means 51 at the time of radial scanning, and displayed on the display screen 71. The

図8に示す表示画面71は、図2および図3に示す生検針22がまっすぐに進んでいる状態での、コンベックス画像31E上の生検針22の超音波画像22E1およびラジアル画像32E上の生検針22の超音波画像22E2を表示している。   The display screen 71 shown in FIG. 8 displays the ultrasound image 22E1 of the biopsy needle 22 on the convex image 31E and the biopsy needle on the radial image 32E in a state where the biopsy needle 22 shown in FIGS. 22 ultrasonic images 22E2 are displayed.

図8に示すように、生検針22がまっすぐに進んでいる場合には、生検針22はコンベックス走査面31A内を平行に進むため、ラジアル画像上では生検針22の超音波画像22E2はラジアル走査振動子の音線に沿った下に垂直な直線となる。このため、図7で示すように、許容範囲設定手段である穿刺ガイド設定手段49により設定されるラジアル画像上の生検針の超音波画像の位置の許容範囲は、2本の穿刺ガイド線75aおよび75bにより指定できる。すなわち、生検針の超音波画像の位置の許容範囲は、2本の穿刺ガイド線75aおよび75bの間隔d1のみで設定できる。なお、許容範囲である間隔d1は、術者が、行う予定の診断内容に応じて、入力手段60を用い設定する。   As shown in FIG. 8, when the biopsy needle 22 advances straight, the biopsy needle 22 advances in parallel within the convex scanning surface 31A, so that the ultrasonic image 22E2 of the biopsy needle 22 is radial scanned on the radial image. It becomes a straight line perpendicular to the sound line of the vibrator. For this reason, as shown in FIG. 7, the allowable range of the position of the ultrasonic image of the biopsy needle on the radial image set by the puncture guide setting means 49 as the allowable range setting means is two puncture guide lines 75a and It can be specified by 75b. That is, the allowable range of the position of the ultrasound image of the biopsy needle can be set only by the interval d1 between the two puncture guide lines 75a and 75b. Note that the interval d1 that is an allowable range is set by the operator using the input unit 60 according to the contents of the diagnosis scheduled to be performed.

次に、図9に示す表示画面71は、生検針22が曲がって穿刺されている状態での生検針22の超音波画像22E1および22E2を表示している。図9のコンベックス画像31E上の生検針画像22E1は、図8のコンベックス画像31E上の生検針画像22E1と、ほとんど変わらない。これに対して、ラジアル画像32E上では生検針22の超音波画像22E2は、ラジアル走査振動子の音線に沿った下に垂直な直線ではなく、音線に対して斜めの線となる。   Next, the display screen 71 shown in FIG. 9 displays ultrasonic images 22E1 and 22E2 of the biopsy needle 22 in a state where the biopsy needle 22 is bent and punctured. The biopsy needle image 22E1 on the convex image 31E in FIG. 9 is almost the same as the biopsy needle image 22E1 on the convex image 31E in FIG. On the other hand, on the radial image 32E, the ultrasonic image 22E2 of the biopsy needle 22 is not a straight line perpendicular to the sound line of the radial scanning transducer but a line oblique to the sound line.

図10は、図9の状態から生検針22が曲がった状態での穿刺がさらに進み、図4および図5に示す状態における、生検針22の超音波画像22E1および22E2を表示している。図10に示す状態では、ラジアル画像32Eの中の、生検針22の超音波画像22E2の一部が、2本の穿刺ガイド線75aおよび75bで設定された許容範囲外に出ている。この場合には、本実施の形態の超音波診断装置1においては、判断手段52が、生検針22の超音波画像22E2の位置が、許容範囲外に出ていると判断する。   FIG. 10 shows the ultrasound images 22E1 and 22E2 of the biopsy needle 22 in the state shown in FIGS. 4 and 5 as the puncture progresses further in the state where the biopsy needle 22 is bent from the state of FIG. In the state shown in FIG. 10, a part of the ultrasonic image 22E2 of the biopsy needle 22 in the radial image 32E is outside the allowable range set by the two puncture guide lines 75a and 75b. In this case, in the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the present embodiment, the determination unit 52 determines that the position of the ultrasonic image 22E2 of the biopsy needle 22 is outside the allowable range.

図11は、判断手段52が、生検針22の超音波画像22E2が、許容範囲外に出ていると判断した場合の、表示画面71を示す。警告発生手段53が発生した文字による警告文81が、画像合成手段51によりコンベックス画像31Eと合成され、表示画面71の最前面に表示される。   FIG. 11 shows a display screen 71 when the determination unit 52 determines that the ultrasonic image 22E2 of the biopsy needle 22 is out of the allowable range. The warning text 81 using characters generated by the warning generation means 53 is combined with the convex image 31E by the image combining means 51 and displayed on the forefront of the display screen 71.

前述のように、警告発生手段53は、表示画面71に警告文81を表示するだけでなく、警告手段80によっても術者に警告を伝えることができる。警告手段80としては、音、光または振動等の公知の各種の警告方法を単独で、あるいは併用して用いる。あるいは、生検針22をロック、すなわち動きを制限し、これ以上の突出ができないようにすることも可能である。   As described above, the warning generating means 53 can not only display the warning text 81 on the display screen 71 but also notify the surgeon by the warning means 80. As the warning means 80, various known warning methods such as sound, light or vibration are used alone or in combination. Alternatively, the biopsy needle 22 can be locked, i.e., restricted in movement, so that no further protrusion is possible.

術者は、警告によって、生検針22が曲がって穿刺されていることを、確実に知ることができる。   The surgeon can reliably know that the biopsy needle 22 is bent and punctured by the warning.

図12は、本実施の形態の超音波診断装置1の処理の流れをの例を説明するためのフローチャートである。
最初に、穿刺ガイドの設定処理が行われる(S11)。穿刺ガイドは前述のように、2本の穿刺ガイド線75aおよび75bの間隔d1によって設定することができる。次に、ラジアル走査(S12)、ラジアル画像生成(S13)が行われる。ラジアル画像メモリ47の画像をもとに、生検針画像検出手段48により生検針画像22E2がラジアル画像中から検出される(S14)。なお、検出された生検針画像からは、ラジアル画像中での生検針画像22E2の場所の情報だけでなく、生検針画像22E2の形状すなわち長さおよび角度の情報も得られる。
FIG. 12 is a flowchart for explaining an example of the processing flow of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 of the present embodiment.
First, puncture guide setting processing is performed (S11). As described above, the puncture guide can be set by the distance d1 between the two puncture guide lines 75a and 75b. Next, radial scanning (S12) and radial image generation (S13) are performed. Based on the image in the radial image memory 47, the biopsy needle image detection means 48 detects the biopsy needle image 22E2 from the radial image (S14). In addition, from the detected biopsy needle image, not only information on the location of the biopsy needle image 22E2 in the radial image but also information on the shape, ie, length and angle of the biopsy needle image 22E2.

生検針22は、超音波を反射しやすいハイエコー加工を施しておくことが好ましい。ハイエコー加工とは、生検針22の表面に細かい凹凸の加工をすることや、超音波を反射しやすい素材を用いて生検針22を作成すること、あるいは超音波を反射しやすい素材を用いて生検針22表面をコーティングすることである。   The biopsy needle 22 is preferably subjected to high echo processing that easily reflects ultrasonic waves. High-echo processing means processing the surface of the biopsy needle 22 with fine irregularities, creating the biopsy needle 22 using a material that easily reflects ultrasound, or using a material that easily reflects ultrasound. It is to coat the surface of the meter reading 22.

ハイエコー加工された生検針超音波画像22E2は、ラジアル画像32E上で、未加工の生検針より明瞭に表示される。このため、ハイエコー加工された生検針22を使用することで、生検針画像の検出が容易となると同時に、より精度の高い生検針の超音波画像情報を得ることができる。   The high-echo processed biopsy needle ultrasound image 22E2 is displayed more clearly on the radial image 32E than the unprocessed biopsy needle. For this reason, by using the biopsy needle 22 subjected to high echo processing, detection of the biopsy needle image is facilitated, and at the same time, more accurate ultrasonic image information of the biopsy needle can be obtained.

判断手段52により、生検針画像検出手段48で検出された生検針の超音波画像22Eの位置と、穿刺ガイド設定手段で設定された許容範囲との関係、すなわち、超音波画像22Eの一部が許容範囲の外側にあるかどうか、が判断される(S15)。超音波画像22Eの一部が、許容範囲の外側にあると判断された場合には、警告発生手段53により警告が発生される(S16)。警告発生した後、または超音波画像22Eが許容範囲の外側にないと判断された場合には、術者からの終了指示(S17)があるまで、再び、ラジアル走査(S12)が、新たに行われる。   The relationship between the position of the ultrasound image 22E of the biopsy needle detected by the biopsy needle image detection means 48 and the allowable range set by the puncture guide setting means by the determination means 52, that is, a part of the ultrasound image 22E is obtained. Whether it is outside the allowable range is determined (S15). If it is determined that a part of the ultrasonic image 22E is outside the allowable range, a warning is generated by the warning generation means 53 (S16). After the warning is generated or when it is determined that the ultrasonic image 22E is not outside the allowable range, the radial scan (S12) is newly performed again until an end instruction (S17) is received from the operator. Is called.

なお、図示しないが、切り替え部41により、コンベックス走査が、ラジアル走査と交互に行われ、表示画面71には、コンベックス画像31Eとラジアル画像32Eが同時に表示される。   Although not shown in the figure, the switching unit 41 performs convex scanning alternately with radial scanning, and the display screen 71 simultaneously displays the convex image 31E and the radial image 32E.

なお、警告表示のためだけに、表示手段70に、ラジアル画像を表示しておく必要はない。表示手段70にコンベックス画像のみを表示しながら穿刺を行うことも可能である。限られた表示画面に、生検針の穿出状態が把握しやすいコンベックス画像を、より大きく表示することができるため、術者の操作性がより向上する。この場合には、ラジアル画像32Eと穿刺ガイド75とは表示手段70に表示はされないが、上述した処理はバックグラウンドで動作しており、必要に応じて表示手段70以外の警告手段80による警告等を発生し、生検針22の曲がりを術者に知らせる。   It is not necessary to display a radial image on the display means 70 only for warning display. Puncturing can also be performed while displaying only the convex image on the display means 70. Since the convex image in which the biopsy needle can be easily grasped can be displayed on a limited display screen, the operator's operability is further improved. In this case, the radial image 32E and the puncture guide 75 are not displayed on the display unit 70, but the above-described processing is operating in the background, and a warning or the like by a warning unit 80 other than the display unit 70 as necessary. And the operator is informed of the bending of the biopsy needle 22.

本実施の形態の超音波診断装置1は、生検針22の曲がりを術者に警告するため、生検針を安全に穿刺できる。   Since the ultrasonic diagnostic apparatus 1 of the present embodiment warns the surgeon of bending of the biopsy needle 22, it can puncture the biopsy needle safely.

<第2の実施の形態>
図13は、本発明の第2の実施の形態にかかる超音波診断装置2の構成図である。図13に示すように、超音波診断装置2は、第1の実施の形態の超音波診断装置1と主要な構成要素は同一であるが、生検針進行推定手段54を備える。生検針進行推定手段54は、生検針画像検出手段48により検出された生検針画像22E2の情報をもとに、生検針22の進行方向を推定する。
<Second Embodiment>
FIG. 13 is a configuration diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus 2 according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 13, the ultrasonic diagnostic apparatus 2 has the same main components as the ultrasonic diagnostic apparatus 1 of the first embodiment, but includes a biopsy needle progress estimation unit 54. The biopsy needle progress estimating means 54 estimates the traveling direction of the biopsy needle 22 based on the information of the biopsy needle image 22E2 detected by the biopsy needle image detecting means 48.

図14から図16は、超音波診断装置2の動作を説明するための表示画面71である。
図14は、生検針22が曲がり始めた状態での生検針画像22E2を示している。生検針画像22E2の位置は、まだ穿刺ガイド75で設定された許容範囲内にある。しかし、本実施の形態の超音波診断装置2においては、生検針進行推定手段54が、生検針22の穿刺が、このまま更に進行した状態を推定する。
14 to 16 are display screens 71 for explaining the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 2.
FIG. 14 shows a biopsy needle image 22E2 in a state where the biopsy needle 22 starts to bend. The position of the biopsy needle image 22E2 is still within the allowable range set by the puncture guide 75. However, in the ultrasonic diagnostic apparatus 2 of the present embodiment, the biopsy needle progress estimating means 54 estimates the state in which the puncture of the biopsy needle 22 has further progressed as it is.

すなわち、図15に示すように、生検針進行推定手段54は、検出された生検針画像22E2の情報をもとに、生検針画像22E2の外挿を行い、生検針画像22E2の進行外挿線22E3を作成する。そして、判断手段52は生検針22の進行外挿線22E3の位置と、穿刺ガイド75で設定された許容範囲との関係を判断し、生検針22の進行外挿線の一部が許容範囲の外側と判断した場合には、図16に示すように、警告発生手段53により警告を発生し、警告文82を表示画面71に表示する。   That is, as shown in FIG. 15, the biopsy needle progress estimation means 54 extrapolates the biopsy needle image 22E2 based on the detected information of the biopsy needle image 22E2, and advances the extrapolation line of the biopsy needle image 22E2. 22E3 is created. Then, the determination means 52 determines the relationship between the position of the extrapolation line 22E3 of the biopsy needle 22 and the allowable range set by the puncture guide 75, and a part of the extrapolation line of the biopsy needle 22 is within the allowable range. If it is determined that it is outside, a warning is generated by the warning generation means 53 and a warning text 82 is displayed on the display screen 71 as shown in FIG.

なお、生検針22の進行外挿線の作成は、生検針画像22Eの形状、すなわち長さおよび角度から、生検針画像22Eを直線近似し、外挿する方法が簡単である。直線近似以外の多項式近似、多次元近似等の公知の近似方法を使用してもよい。あるいは、生検針22の進行外挿線の作成は、生検針進行推定手段54内に、生検針画像22Eの表示と実際の生検針22の進行状態との対応データベースを記憶しておき、対応データベースに基づいて作成してもよい。   In order to create the extrapolation line of the biopsy needle 22, a method of linearly approximating the biopsy needle image 22 </ b> E from the shape of the biopsy needle image 22 </ b> E, that is, the length and angle, and extrapolating is simple. Known approximation methods such as polynomial approximation and multidimensional approximation other than linear approximation may be used. Alternatively, the progression extrapolation line of the biopsy needle 22 is created by storing a correspondence database between the display of the biopsy needle image 22E and the actual progress state of the biopsy needle 22 in the biopsy needle progression estimation means 54. You may create based on.

なお、生検針進行推定手段54による生検針22の進行外挿線によって発生する警告は、実際に生検針画像22Eが許容範囲外と判断された場合に発生する警告とは異なる内容であってもよい。   Note that the warning generated by the extrapolation of the biopsy needle 22 by the biopsy needle progress estimating means 54 may be different from the warning generated when the biopsy needle image 22E is actually determined to be outside the allowable range. Good.

本実施の形態の超音波診断装置2は、生検針の進行方向を推定することで、術者に、より早い段階で生検針22の曲がりを警告することができるため、生検針をより確実に、そしてより安全に穿刺できる。   The ultrasonic diagnostic apparatus 2 of the present embodiment can warn the surgeon of the bending of the biopsy needle 22 at an earlier stage by estimating the advancing direction of the biopsy needle. , And safer to puncture.

<第3の実施の形態>
図17に、本発明の第3の実施の形態にかかる超音波診断装置3の表示画面71を示す。超音波診断装置3においては、コンベックス画像31Eとラジアル画像32Eから、生検針22の3次元超音波画像22E4が、画像合成手段51において形成される。3次元超音波画像は、図17に示すように、プロ−ブの先端部20aの模式画像20a1と重ね合わせて表示してもよい。
<Third Embodiment>
FIG. 17 shows a display screen 71 of the ultrasonic diagnostic apparatus 3 according to the third embodiment of the present invention. In the ultrasonic diagnostic apparatus 3, a three-dimensional ultrasonic image 22E4 of the biopsy needle 22 is formed by the image synthesizing unit 51 from the convex image 31E and the radial image 32E. As shown in FIG. 17, the three-dimensional ultrasonic image may be displayed so as to be superimposed on the schematic image 20a1 of the probe tip 20a.

また、生検針22の進行外挿線22E5を、生検針22の3次元超音波画像22E4と重ね合わせて表示してもよいし、警告発生手段53からの警告文と重ね合わせて表示してもよい。
もちろん、生検針22の3次元超音波画像22E4だけでなく、管腔内の病変部の超音波画像等も合わせて表示してもよいし、3次元ドプラ画像を合わせて表示してもよい。
なお、3次元表示を行う表示手段は、通常のモニタでもよいが、ホログラム表示装置等の公知の3次元表示装置が好ましい。
Further, the progress extrapolation line 22E5 of the biopsy needle 22 may be displayed superimposed on the three-dimensional ultrasonic image 22E4 of the biopsy needle 22, or may be displayed superimposed on the warning text from the warning generating means 53. Good.
Of course, not only the three-dimensional ultrasonic image 22E4 of the biopsy needle 22 but also an ultrasonic image of a lesion in the lumen may be displayed together, or a three-dimensional Doppler image may be displayed together.
The display means for performing the three-dimensional display may be a normal monitor, but a known three-dimensional display device such as a hologram display device is preferable.

本形態の超音波診断装置3は、3次元的に生検針22の進行方向を図示するため、術者が簡単に生検針22の進行方向を知ることができ、生検針を、より確実に、そしてより安全に穿刺できる。   Since the ultrasonic diagnostic apparatus 3 of the present embodiment illustrates the traveling direction of the biopsy needle 22 three-dimensionally, the surgeon can easily know the traveling direction of the biopsy needle 22, and the biopsy needle can be more reliably And it can puncture more safely.

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の第1の実施の形態にかかる超音波診断装置の構成図である。1 is a configuration diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態にかかるプロ−ブの先端部の斜視図である。It is a perspective view of the front-end | tip part of the probe concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態にかかるププロ−ブの先端部のプロ−ブ挿入方向における(A)正面図および(B)側面図である。It is the (A) front view and (B) side view in the probe insertion direction of the front-end | tip part of the probe concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態にかかるプロ−ブの先端部の斜視図である。It is a perspective view of the front-end | tip part of the probe concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態にかかるプロ−ブの先端部20aのプロ−ブ挿入方向における(A)正面図および(B)側面図である。It is the (A) front view and (B) side view in the probe insertion direction of the front-end | tip part 20a of the probe concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態にかかる超音波診断装置の動作を説明するための表示画面を示す図である。It is a figure which shows the display screen for demonstrating operation | movement of the ultrasonic diagnosing device concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態にかかる超音波診断装置の動作を説明するための表示画面を示す図である。It is a figure which shows the display screen for demonstrating operation | movement of the ultrasonic diagnosing device concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態にかかる超音波診断装置の動作を説明するための表示画面を示す図である。It is a figure which shows the display screen for demonstrating operation | movement of the ultrasonic diagnosing device concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態にかかる超音波診断装置の動作を説明するための表示画面を示す図である。It is a figure which shows the display screen for demonstrating operation | movement of the ultrasonic diagnosing device concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態にかかる超音波診断装置の動作を説明するための表示画面を示す図である。It is a figure which shows the display screen for demonstrating operation | movement of the ultrasonic diagnosing device concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態にかかる超音波診断装置の動作を説明するための表示画面を示す図である。It is a figure which shows the display screen for demonstrating operation | movement of the ultrasonic diagnosing device concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態にかかる超音波診断装置の動作のフローチャートである。It is a flowchart of operation | movement of the ultrasonic diagnosing device concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態にかかる超音波診断装置の構成図である。It is a block diagram of the ultrasonic diagnosing device concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態の超音波診断装置の動作を説明するための表示画面である。It is a display screen for demonstrating operation | movement of the ultrasonic diagnosing device of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態の超音波診断装置の動作を説明するための表示画面である。It is a display screen for demonstrating operation | movement of the ultrasonic diagnosing device of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態の超音波診断装置の動作を説明するための表示画面である。It is a display screen for demonstrating operation | movement of the ultrasonic diagnosing device of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態にかかる超音波診断装置の表示画面である。It is a display screen of the ultrasonic diagnosing device concerning the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、2、3…超音波診断装置、2…超音波診断装置、20a…プローブ先端部、22…生検針、22E…生検針画像、31…コンベックス走査振動子、31E…コンベックス画像、32…ラジアル走査振動子、32E…ラジアル画像、43…画像生成部、48…生検針画像検出手段、49…穿刺ガイド設定手段、50…穿刺ガイド画像メモリ、51…画像合成手段、52…判断手段、53…警告発生手段、54…生検針進行推定手段、60…入力手段、70…表示手段、75…穿刺ガイド、80…警告手段 1, 2, 3 ... Ultrasound diagnostic device, 2 ... Ultrasound diagnostic device, 20a ... Probe tip, 22 ... Biopsy needle, 22E ... Biopsy needle image, 31 ... Convex scanning transducer, 31E ... Convex image, 32 ... Radial Scanning vibrator, 32E ... radial image, 43 ... image generation unit, 48 ... biopsy needle image detection means, 49 ... puncture guide setting means, 50 ... puncture guide image memory, 51 ... image composition means, 52 ... determination means, 53 ... Warning generating means, 54 ... biopsy needle progress estimating means, 60 ... input means, 70 ... display means, 75 ... puncture guide, 80 ... warning means

Claims (5)

プロ−ブ軸に垂直な面内を円形に走査するラジアル走査振動子と、
前記ラジアル走査振動子と直交する面内を走査するコンベックス走査振動子と、
前記プロ−ブ軸に平行で、前記コンベックス走査振動子の走査面内を突出する生検針とを備えた超音波診断装置であって、
前記ラジアル走査振動子が走査したラジアル画像の中の前記生検針の超音波画像を検出する生検針画像検出手段と、
前記ラジアル画像の中の生検針の超音波画像の位置の許容範囲を設定する許容範囲設定手段と、
前記生検針画像検出手段で検出された前記生検針の超音波画像の位置が、前記許容範囲設定手段で設定された許容範囲内にあるかを判断する判断手段と、
前記判断手段の判断に基づき、警告を発する警告発生手段とを備えることを特徴とする超音波診断装置。
A radial scanning vibrator that scans in a circle in a plane perpendicular to the probe axis;
A convex scanning vibrator that scans in a plane orthogonal to the radial scanning vibrator;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising a biopsy needle that is parallel to the probe axis and protrudes within the scanning plane of the convex scanning transducer;
Biopsy needle image detection means for detecting an ultrasonic image of the biopsy needle in a radial image scanned by the radial scanning transducer;
An allowable range setting means for setting an allowable range of the position of the ultrasonic image of the biopsy needle in the radial image;
Determining means for determining whether the position of the ultrasonic image of the biopsy needle detected by the biopsy needle image detecting means is within an allowable range set by the allowable range setting means;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: warning generation means for issuing a warning based on the determination by the determination means.
前記生検針の超音波画像から、前記生検針の進行外挿線を作成する生検針進行推定手段を備え、
前記生検針進行外挿線が、前記許容範囲設定手段で設定された許容範囲内にあるかを判断する判断手段と、
前記判断手段の判断に基づき、警告を発する警告発生手段とを、備えることを特徴とする超音波診断装置。
From the ultrasound image of the biopsy needle, comprising biopsy needle progress estimation means for creating a progress extrapolation line of the biopsy needle,
Determining means for determining whether the biopsy needle advancement extrapolation line is within an allowable range set by the allowable range setting means;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: warning generation means for issuing a warning based on the determination by the determination means.
前記ラジアル画像と、前記コンベックス走査振動子が走査したコンベックス画像とから3次元画像を合成する画像合成手段を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising an image composition unit configured to compose a three-dimensional image from the radial image and the convex image scanned by the convex scanning transducer. 前記許容範囲設定手段は、許容範囲幅を設定することにより許容範囲を設定することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the allowable range setting unit sets the allowable range by setting an allowable range width. 前記生検針が、ハイエコー加工された生検針であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the biopsy needle is a high-echo processed biopsy needle.
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