JP2009061076A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To generate puncture support data capable of correctly monitoring a puncturing state. <P>SOLUTION: A visual field angle setting part 143 sets the visual field angle of fly-through image data, based on MPR image data to be generated from volume data which is obtained by the three-dimensional scanning of a preliminary photographing mode with respect to a three-dimensional area including an organ to be punctured. Then, an MPR image data generating part 6 generates a plurality of kinds of MPR image data including the insertion direction or the point of a puncture needle 150, based on the volume data which is obtained by the three-dimensional scanning of a real photographing mode to be performed while inserting the puncture needle 150 toward the organ to be punctured. A fly-through image data generating part 7 generates the fly-through image data having the visual field angle by defining the point and insertion direction of the puncture needle 150 as a view point and an eye direction. A puncture support data generating part 8 generates puncture support data by synthesizing the MPR image data with the fly-through image data. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波診断装置に係り、特に、穿刺針を用いた検査や治療のモニタリングを可能とする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 that enables examination and treatment monitoring using a puncture needle.

超音波診断装置は、超音波プローブに設けられた振動素子から発生する超音波を被検体内に放射し、被検体組織の音響インピーダンスの差異によって生ずる反射波を前記振動素子によって受信してモニタ上に表示するものであり、超音波プローブを体表に接触させるだけの簡単な操作でリアルタイムの2次元画像データが容易に観測できるため、各種臓器の機能診断や形態診断に広く用いられている。   The ultrasonic diagnostic apparatus radiates an ultrasonic wave generated from a vibration element provided in an ultrasonic probe into a subject, receives a reflected wave caused by a difference in acoustic impedance of the subject tissue, and receives the reflected wave on the monitor. Since real-time two-dimensional image data can be easily observed with a simple operation by simply bringing an ultrasonic probe into contact with the body surface, it is widely used for functional diagnosis and morphological diagnosis of various organs.

一方、超音波診断装置によって収集された2次元画像データの観察下にて、カテーテルや穿刺針等を用いた侵襲的な検査方法や治療方法も開発され、例えば、検査/治療部位に対する薬物投与や組織採取を目的とした穿刺を2次元画像データの観察下にて行なうことにより検査や治療における安全性は飛躍的に向上した。   On the other hand, invasive examination methods and treatment methods using catheters, puncture needles, etc. have been developed under the observation of two-dimensional image data collected by an ultrasonic diagnostic apparatus. By performing puncture for tissue collection under observation of two-dimensional image data, safety in examination and treatment has been dramatically improved.

2次元画像データの観察下にて検査/治療部位に対する穿刺を行なう場合、穿刺針を超音波プローブに設けられた穿刺アダプタのニードルガイドに装着し、このニードルガイドに沿って刺入することにより穿刺針を所望部位に対して正確に刺入することが可能な超音波プローブが提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。   When puncturing an examination / treatment site under observation of two-dimensional image data, a puncture needle is attached to a needle guide of a puncture adapter provided in an ultrasonic probe, and puncture is performed by inserting along the needle guide. An ultrasonic probe capable of accurately inserting a needle into a desired site has been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

図11は、従来の穿刺アダプタを備えた超音波プローブを示したものであり、図11(a)に示した特許文献1の超音波プローブ201aは、配列された複数の振動素子を有するヘッド部211aに対して着脱自在な穿刺アダプタ216aが装着され、この穿刺アダプタ216aの側面には穿刺針218aの刺入をガイドするニードルガイド217が設けられている。この場合、穿刺針218aの刺入方向は2次元画像データが生成される被検体のスライス断面と一致するようにニードルガイド217の方向が設定される。従って、ヘッド部211aを被検体の体表面に接触させた状態で穿刺針218aを穿刺アダプタ216aのニードルガイド217に沿って被検体内に刺入することにより、ヘッド部211aの端部近傍における体表面から検査/治療部位に向かって刺入された穿刺針218aの情報は検査/治療部位の2次元画像データに重畳して表示される。   FIG. 11 shows an ultrasonic probe provided with a conventional puncture adapter, and the ultrasonic probe 201a of Patent Document 1 shown in FIG. 11A is a head portion having a plurality of vibration elements arranged. A puncture adapter 216a that is detachable with respect to 211a is attached, and a needle guide 217 for guiding insertion of the puncture needle 218a is provided on a side surface of the puncture adapter 216a. In this case, the direction of the needle guide 217 is set so that the insertion direction of the puncture needle 218a matches the slice cross section of the subject from which the two-dimensional image data is generated. Accordingly, by inserting the puncture needle 218a into the subject along the needle guide 217 of the puncture adapter 216a with the head portion 211a in contact with the body surface of the subject, the body near the end of the head portion 211a. Information on the puncture needle 218a inserted from the surface toward the examination / treatment site is displayed superimposed on the two-dimensional image data of the examination / treatment site.

一方、図11(b)に示した特許文献2の超音波プローブ201bは、ヘッド部211bに形成された切り欠き溝219に対し穿刺アダプタ216bが着脱可能に装着され、この穿刺アダプタ216bは、所定の刺入角度が設定された図示しないニードルガイドを有している。そして、図11(a)の場合と同様にして、ヘッド部211bを被検体の体表面に接触させた状態で穿刺針218bを穿刺アダプタ216bのニードルガイドに沿って被検体内に刺入することにより、穿刺針218bは、ヘッド部211bの切り欠き溝219直下における体表表面から検査/治療部位に向かって刺入され、この穿刺針218bの情報は検査/治療部位の2次元画像データに重畳して表示される。   On the other hand, in the ultrasonic probe 201b of Patent Document 2 shown in FIG. 11 (b), a puncture adapter 216b is detachably attached to a notch groove 219 formed in the head portion 211b. A needle guide (not shown) in which the insertion angle is set. Then, in the same manner as in FIG. 11A, the puncture needle 218b is inserted into the subject along the needle guide of the puncture adapter 216b with the head portion 211b in contact with the body surface of the subject. Accordingly, the puncture needle 218b is inserted from the surface of the body just below the notch groove 219 of the head portion 211b toward the examination / treatment site, and information on the puncture needle 218b is superimposed on the two-dimensional image data of the examination / treatment site. Is displayed.

更に、近年では、複数の振動素子が1次元配列された超音波プローブを機械的に移動させる方法や複数の振動素子が2次元配列された超音波プローブを用いる方法によって被検体の3次元データ(ボリュームデータ)を収集する方法が開発され、このボリュームデータに基づいて生成されるMPR画像データや3次元画像データの観察下にて上述の穿刺針を用いた検査や治療を行なう方法が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。
特開2004−147984号公報 特開2005−342109号公報 特開2000−185041号公報
Further, in recent years, three-dimensional data of a subject (by a method of mechanically moving an ultrasonic probe in which a plurality of vibration elements are arranged one-dimensionally or a method using an ultrasonic probe in which a plurality of vibration elements are arranged in a two-dimensional manner ( A method for collecting volume data) has been developed, and a method for performing examinations and treatments using the puncture needle under the observation of MPR image data and three-dimensional image data generated based on the volume data has been proposed. (For example, refer to Patent Document 3).
JP 2004-147984 A JP 2005-342109 A JP 2000-185041 A

上述の各種方法によれば、穿刺針の先端位置等を2次元画像データあるいは3次元画像データにて確認しながら検査/治療部位に対し穿刺針を刺入することができるため、これらの画像データを観察せずに行なう場合と比較して検査や治療に対する安全性は著しく向上した。   According to the various methods described above, the puncture needle can be inserted into the examination / treatment site while confirming the tip position of the puncture needle or the like with the two-dimensional image data or the three-dimensional image data. The safety of examinations and treatments has been significantly improved compared to the case of performing without observation.

しかしながら、特許文献1あるいは特許文献2に記載された超音波プローブを用いて収集される2次元画像データの観察下にて検査/治療部位に対する穿刺を行なう場合、穿刺針の刺入経路における生体組織特性の不均一性に起因して穿刺針の刺入方向は所定のスライス断面から逸脱する可能性を有している。このような場合、穿刺針の刺入状態を2次元画像データによって確認することが不可能となり検査/治療部位に対する正確な穿刺が困難となる。   However, when puncturing an examination / treatment site under observation of two-dimensional image data collected using the ultrasonic probe described in Patent Document 1 or Patent Document 2, biological tissue in the insertion path of the puncture needle Due to the non-uniformity of the characteristics, the insertion direction of the puncture needle may deviate from a predetermined slice cross section. In such a case, it is impossible to confirm the insertion state of the puncture needle with the two-dimensional image data, and it is difficult to accurately puncture the examination / treatment site.

一方、特許文献3に記載された3次元画像データの観察下にて穿刺針の刺入を行なう方法によれば、検査/治療部位に対する穿刺針の大まかな位置を安定して捉えることは可能であるが、この検査/治療部位の近傍に位置する血管や臓器等の影響を受け検査/治療部位に対する穿刺針の刺入位置や刺入距離、更には、周囲の血管や臓器に対する誤刺入の有無等を正確に把握することは不可能であった。   On the other hand, according to the method of inserting the puncture needle under the observation of the three-dimensional image data described in Patent Document 3, it is possible to stably grasp the rough position of the puncture needle with respect to the examination / treatment site. Although there are blood vessels and organs located in the vicinity of this examination / treatment site, the insertion position and distance of the puncture needle with respect to the examination / treatment site, as well as erroneous insertion into the surrounding blood vessels and organs. It was impossible to accurately grasp the presence or absence.

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、周囲の臓器や血管等を損傷させることなく腫瘍等の検査/治療部位に対する穿刺を正確に行なうことが可能な超音波診断装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to be able to accurately puncture an examination / treatment site such as a tumor without damaging surrounding organs or blood vessels. The object is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus.

上記課題を解決するために、請求項1に係る本発明の超音波診断装置は、被検体に対する3次元走査によって収集したボリュームデータに基づき、穿刺針を用いた検査あるいは治療に対する穿刺支援データを生成する超音波診断装置において、前記穿刺針の先端部位置及び刺入方向の情報に基づいて視点及び視線方向を設定する視点・視線方向設定手段と、前記視点を基準としたフライスルー画像データの視野角度を設定する視野角度設定手段と、前記視点及び視線方向と前記視野角度に基づいて決定されるフライスルー画像データの生成領域におけるボリュームデータを処理して前記フライスルー画像データを生成するフライスルー画像データ生成手段と、前記フライスルー画像データを用いて前記穿刺支援データを生成する穿刺支援データ生成手段と、前記穿刺支援データを表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first aspect of the present invention generates puncture support data for examination or treatment using a puncture needle based on volume data collected by three-dimensional scanning of a subject. In the ultrasonic diagnostic apparatus, a viewpoint / line-of-sight direction setting means for setting a viewpoint and a line-of-sight direction based on information on a tip position and a direction of insertion of the puncture needle, and a field of view of fly-through image data based on the viewpoint View angle setting means for setting an angle, and a fly-through image for generating the fly-through image data by processing volume data in a generation region of fly-through image data determined based on the viewpoint and line-of-sight direction and the view angle Puncture support data for generating the puncture support data using the data generation means and the fly-through image data A generation unit is characterized in that a display means for displaying the puncture assistance data.

本発明によれば、周囲の臓器や血管等を損傷させることなく検査/治療部位に対する穿刺を正確に行なうことが可能となる。このため、検査/治療における安全性と効率が飛躍的に向上するのみならず操作者や被検体に対する負担が軽減される。   According to the present invention, it is possible to accurately puncture an examination / treatment site without damaging surrounding organs or blood vessels. For this reason, not only the safety and efficiency in examination / treatment are dramatically improved, but also the burden on the operator and the subject is reduced.

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

以下に述べる本発明の実施例では、被検体の穿刺対象臓器(検査/治療部位)を含んだ3次元領域に対する予備撮影モードの超音波送受信によって得られたボリュームデータを用いて穿刺針の刺入方向を含む複数のMPR画像データを生成し、これらのMPR画像データに基づいてフライスルー画像データの視野角度を設定する。次いで、穿刺針を穿刺対象臓器に向けて刺入させながら前記3次元領域に対する本撮影モードの超音波送受信を行ない、このとき得られたボリュームデータに基づいて穿刺針の刺入方向あるいは先端部を含む複数のMPR画像データと穿刺針の先端部及び刺入方向を視点及び視線方向とし前記視野角度を有するフライスルー画像データを生成する。そして、上述のMPR画像データとフライスルー画像データとの合成によって得られた穿刺支援データをリアルタイム表示することにより穿刺対象臓器に対する検査/治療のモニタリングを行なう。   In an embodiment of the present invention described below, insertion of a puncture needle using volume data obtained by ultrasonic transmission / reception in a preliminary imaging mode with respect to a three-dimensional region including a puncture target organ (examination / treatment site) of a subject is described. A plurality of MPR image data including directions are generated, and the viewing angle of the fly-through image data is set based on these MPR image data. Next, ultrasonic transmission / reception in the main imaging mode is performed on the three-dimensional region while inserting the puncture needle toward the puncture target organ, and the insertion direction or the tip of the puncture needle is determined based on the volume data obtained at this time. A plurality of MPR image data, fly tip image data having the visual field angle with the distal end portion and the insertion direction of the puncture needle as the viewpoint and the line-of-sight direction are generated. Then, the puncture support data obtained by combining the above-described MPR image data and fly-through image data is displayed in real time to monitor the examination / treatment of the puncture target organ.

尚、以下の実施例では、複数の振動素子が2次元配列された、所謂2次元アレイ超音波プローブによって収集した3次元的なBモードデータに基づいてボリュームデータを生成し、このボリュームデータを用いてフライスルー画像データを生成する場合について述べるが、これに限定されない。例えば、2次元アレイ超音波プローブの替わりに振動素子が1次元配列された超音波プローブを機械的に移動させることによりボリュームデータを収集してもよく、又、カラードプラデータ等の他の超音波データに基づいてボリュームデータを生成してもよい。   In the following embodiments, volume data is generated based on three-dimensional B-mode data collected by a so-called two-dimensional array ultrasonic probe in which a plurality of vibration elements are two-dimensionally arranged, and this volume data is used. Although the case of generating fly-through image data will be described, the present invention is not limited to this. For example, volume data may be collected by mechanically moving an ultrasonic probe in which vibration elements are arranged one-dimensionally instead of a two-dimensional array ultrasonic probe, or other ultrasonic waves such as color Doppler data. Volume data may be generated based on the data.

(装置の構成)
本実施例における超音波診断装置の構成につき図1乃至図9を用いて説明する。尚、図1は、超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図2及び図4は、この超音波診断装置が備えた送受信部/受信信号処理部及びボリュームデータ生成部の具体的な構成を示すブロック図である。
(Device configuration)
The configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus, and FIGS. 2 and 4 are specific examples of a transmission / reception unit / reception signal processing unit and a volume data generation unit included in the ultrasonic diagnostic apparatus. It is a block diagram which shows a structure.

図1に示す本実施例の超音波診断装置100は、被検体の3次元領域に対して超音波パルス(送信超音波)を送信し前記被検体から得られた超音波反射波(受信超音波)を電気信号(受信信号)に変換する複数の振動素子を備えた超音波プローブ3と、被検体の所定方向に対して超音波パルスを送信するための駆動信号を超音波プローブ3の前記振動素子に供給しこれらの振動素子から得られる複数チャンネルの受信信号を整相加算する送受信部2と、整相加算後の受信信号を信号処理してBモードデータを生成する受信信号処理部4と、予備撮影モード及び本撮影モードの被検体に対する3次元走査によって得られたBモードデータを超音波の送受信方向に対応させて配列し3次元データ(ボリュームデータ)を生成するボリュームデータ生成部5を備えている。   The ultrasonic diagnostic apparatus 100 of the present embodiment shown in FIG. 1 transmits an ultrasonic pulse (transmitted ultrasonic wave) to a three-dimensional region of a subject and receives an ultrasonic reflected wave (received ultrasonic wave) obtained from the subject. ) Is converted into an electric signal (received signal), and the vibration of the ultrasonic probe 3 is used as a driving signal for transmitting an ultrasonic pulse in a predetermined direction of the subject. A transmission / reception unit 2 for phasing and adding reception signals of a plurality of channels obtained from these oscillating elements supplied to the elements, and a reception signal processing unit 4 for generating B-mode data by performing signal processing on the reception signals after phasing addition; Volume data for generating three-dimensional data (volume data) by arranging B-mode data obtained by three-dimensional scanning on the subject in the preliminary imaging mode and the main imaging mode in correspondence with the ultrasonic transmission / reception direction It has a generating unit 5.

又、超音波診断装置100は、予備撮影モード及び本撮影モードにおいて収集された上述のボリュームデータにおける所望スライス断面(以下では、MPR断面と呼ぶ。)に対してMPR(Multi-Planar-Reconstruction)画像データを生成するMPR画像データ生成部6と、本撮影モードにおいて収集されるボリュームデータと後述の視点・視線方向設定部13から供給される視点及び視線方向の情報等に基づいてフライスルー画像データを生成するフライスルー画像データ生成部7と、上述のMPR画像データ及びフライスルー画像データを合成して穿刺支援データを生成する穿刺支援データ生成部8と、予備撮影モード及び本撮影モードにおいて生成されるMPR画像データや本撮影モードにおいて生成されるフライスルー画像データ及び穿刺支援データ等を表示する表示部9を備えている。   The ultrasonic diagnostic apparatus 100 also performs an MPR (Multi-Planar-Reconstruction) image on a desired slice section (hereinafter referred to as an MPR section) in the volume data collected in the preliminary imaging mode and the main imaging mode. The fly-through image data is generated based on the MPR image data generation unit 6 that generates data, the volume data collected in the main photographing mode, and the viewpoint and line-of-sight direction information supplied from the viewpoint and line-of-sight direction setting unit 13 described later. Generated in the preliminary imaging mode and the main imaging mode, the fly-through image data generation unit 7 to be generated, the puncture support data generation unit 8 that generates the puncture support data by combining the MPR image data and the fly-through image data described above. MPR image data, fly-through image data generated in the main photographing mode, and puncture support And a display unit 9 for displaying data.

更に、超音波診断装置100は、超音波プローブ3の端部に装着され、被検体に対し穿刺針150の刺入位置や刺入方向を設定するための穿刺アダプタ10と、この穿刺アダプタ10に設けられた図示しないニードルガイドに対してスライド自在に取りつけられた穿刺針150の被検体に対する刺入距離(刺入深度)を検出する刺入距離検出部11と、穿刺アダプタ10におけるニードルガイドの超音波プローブ3に対する相対的な位置及び傾斜角度や刺入距離検出部11によって検出される穿刺針150の刺入距離に基づいて被検体内に刺入された穿刺針150の先端部位置座標を検出する穿刺針先端検出部12と、検出された先端部位置座標とその移動方向に基づいてフライスルー画像データの生成に必要な視線及び視線方向を設定する視点・視線方向設定部13と、穿刺アダプタ識別情報の入力、MPR断面の設定、フライスルー画像データにおける視野角度の設定、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部14と、被検体の3次元領域に対する超音波送受信を制御する走査制御部15と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部16を備えている。   Furthermore, the ultrasonic diagnostic apparatus 100 is attached to the end of the ultrasonic probe 3, and the puncture adapter 10 for setting the puncture position and direction of the puncture needle 150 with respect to the subject, and the puncture adapter 10 A puncture distance detector 11 for detecting a puncture distance (depth of insertion) of a puncture needle 150 that is slidably attached to a provided needle guide (not shown), and the needle guide in the puncture adapter 10 exceeds the needle guide. Based on the relative position and inclination angle with respect to the acoustic probe 3 and the insertion distance of the puncture needle 150 detected by the insertion distance detection unit 11, the position coordinate of the tip of the puncture needle 150 inserted into the subject is detected. The puncture needle tip detection unit 12 to be set, and the line-of-sight and the line-of-sight direction necessary for generating fly-through image data are set based on the detected tip position coordinate and the moving direction thereof. Point / line-of-sight direction setting unit 13, input of puncture adapter identification information, setting of MPR cross section, setting of viewing angle in fly-through image data, and further input of various command signals, etc. A scanning control unit 15 that controls ultrasonic transmission / reception with respect to a three-dimensional region, and a system control unit 16 that comprehensively controls the above-described units are provided.

以下に、本実施例の超音波診断装置100が備えた上述の各ユニットの詳細について説明する。   Below, the detail of the above-mentioned each unit with which the ultrasonic diagnostic apparatus 100 of the present Example was provided is demonstrated.

超音波プローブ3は、2次元配列されたM個の図示しない振動素子をその先端部に有し、前記先端部を被検体の体表に接触させて超音波の送受信を行なう。振動素子は電気音響変換素子であり、送信時には電気パルス(駆動信号)を超音波パルス(送信超音波)に変換し、受信時には超音波反射波(受信超音波)を電気的な受信信号に変換する機能を有している。そして、これら振動素子の各々は、図示しないMチャンネルの多芯ケーブルを介して送受信部2に接続されている。尚、本実施例では、M個の振動素子が2次元配列されたセクタ走査用の超音波プローブ3を用いた場合について述べるが、リニア走査やコンベックス走査等に対応した超音波プローブを用いても構わない。   The ultrasonic probe 3 has M vibrating elements (not shown) arranged two-dimensionally at its tip, and transmits and receives ultrasonic waves by bringing the tip into contact with the body surface of the subject. The vibration element is an electroacoustic transducer that converts electrical pulses (driving signals) into ultrasonic pulses (transmitting ultrasonic waves) during transmission, and converts ultrasonic reflected waves (receiving ultrasonic waves) into electrical reception signals during reception. It has a function to do. Each of these vibration elements is connected to the transmission / reception unit 2 via an M channel multi-core cable (not shown). In the present embodiment, the case where the sector scanning ultrasonic probe 3 in which M vibration elements are two-dimensionally arranged is used will be described, but an ultrasonic probe corresponding to linear scanning, convex scanning, or the like may be used. I do not care.

次に、図2に示す送受信部2は、超音波プローブ3の振動素子に対して駆動信号を供給する送信部21と、振動素子から得られた受信信号に対して整相加算を行なう受信部22を備えている。   Next, the transmission / reception unit 2 illustrated in FIG. 2 includes a transmission unit 21 that supplies a drive signal to the vibration element of the ultrasonic probe 3 and a reception unit that performs phasing addition on the reception signal obtained from the vibration element. 22 is provided.

送信部21は、レートパルス発生器211と、送信遅延回路212と、駆動回路213を備え、レートパルス発生器211は、送信超音波の繰り返し周期を決定するレートパルスを生成して送信遅延回路212に供給する。送信遅延回路212は、送信に使用されるMt個の振動素子と同数の独立な遅延回路から構成され、送信超音波を所定の深さに集束するための集束用遅延時間と所定方向(θp、φq)に送信するための偏向用遅延時間をレートパルスに与えて駆動回路213へ供給する。駆動回路213は、送信遅延回路212と同数の独立な駆動回路を有し、超音波プローブ3にて2次元配列されたM個の振動素子の中から送信用として選択されたMt(Mt≦M)個の振動素子を前記レートパルスに基づいて生成した駆動信号で駆動して被検体の体内に送信超音波を放射する。   The transmission unit 21 includes a rate pulse generator 211, a transmission delay circuit 212, and a drive circuit 213. The rate pulse generator 211 generates a rate pulse that determines a repetition period of the transmission ultrasonic wave and transmits the transmission delay circuit 212. To supply. The transmission delay circuit 212 is composed of the same number of independent delay circuits as the Mt number of vibration elements used for transmission, and a focusing delay time for focusing the transmission ultrasonic wave to a predetermined depth and a predetermined direction (θp, A deflection delay time for transmission to φq) is given to the rate pulse and supplied to the drive circuit 213. The drive circuit 213 has the same number of independent drive circuits as the transmission delay circuit 212, and is selected for transmission from M transducer elements arranged two-dimensionally by the ultrasonic probe 3 (Mt ≦ M ) The vibration elements are driven by the drive signal generated based on the rate pulse to radiate transmission ultrasonic waves into the body of the subject.

一方、受信部22は、超音波プローブ3に内蔵されたM個の振動素子の中から受信用として選択されたMr(Mr≦M)個の振動素子に対応するMrチャンネルのA/D変換器221及び受信遅延回路222と加算器223を備えており、受信用の振動素子から供給されるMrチャンネルの受信信号は、A/D変換器221にてデジタル信号に変換され、受信遅延回路222に送られる。   On the other hand, the receiving unit 22 is an A / D converter of an Mr channel corresponding to Mr (Mr ≦ M) vibrating elements selected for reception from among the M vibrating elements built in the ultrasonic probe 3. 221, a reception delay circuit 222, and an adder 223. The Mr channel reception signal supplied from the reception vibration element is converted into a digital signal by the A / D converter 221, and the reception delay circuit 222 receives the signal. Sent.

受信遅延回路222は、所定の深さからの受信超音波を集束するための集束用遅延時間と、所定方向(θp、φq)に対して受信指向性を設定するための偏向用遅延時間をA/D変換器221から出力されるMrチャンネルの受信信号の各々に与え、加算器223は、受信遅延回路222からの受信信号を加算する。即ち、受信遅延回路222と加算器223により、所定方向から得られた受信信号は整相加算される。又、受信部22の受信遅延回路222及び加算器223は、その遅延時間の制御によって複数方向に対する受信指向性を同時に形成する所謂並列同時受信を可能とし、並列同時受信法の適用により3次元走査に要する時間は大幅に短縮される。尚、上述の送受信部2が備える送信部21及び受信部22の一部は超音波プローブ3の内部に設けられていても構わない。   The reception delay circuit 222 has a focusing delay time for focusing the received ultrasonic wave from a predetermined depth and a deflection delay time for setting the reception directivity for a predetermined direction (θp, φq). An adder 223 adds the reception signals from the reception delay circuit 222 to each of the Mr channel reception signals output from the / D converter 221. That is, the reception delay circuit 222 and the adder 223 perform phasing addition on the reception signal obtained from a predetermined direction. The reception delay circuit 222 and the adder 223 of the reception unit 22 enable so-called parallel simultaneous reception in which reception directivities in a plurality of directions are simultaneously formed by controlling the delay time, and three-dimensional scanning is performed by applying the parallel simultaneous reception method. The time required for this is greatly reduced. A part of the transmission unit 21 and the reception unit 22 included in the transmission / reception unit 2 may be provided inside the ultrasonic probe 3.

図3は、超音波プローブ3の中心軸をz軸とした直交座標(x−y−z)における超音波送受信方向(θp、φq)を示したものであり、この場合、振動素子はx軸方向及びy軸方向に2次元配列され、θp及びφqは、x−z平面及びy−z平面に投影された超音波送受信方向のz軸に対する角度を示している。そして、走査制御部15から供給される走査制御信号に従って送信部21の送信遅延回路212及び受信部22の受信遅延回路222における遅延時間が制御され、被検体の穿刺対象臓器を含む3次元領域に対し超音波送受信が順次行なわれる。   FIG. 3 shows the ultrasonic transmission / reception direction (θp, φq) in orthogonal coordinates (xyz) with the central axis of the ultrasonic probe 3 as the z axis. In this case, the vibration element is the x axis. Two-dimensionally arranged in the direction and the y-axis direction, and θp and φq indicate angles with respect to the z-axis in the ultrasonic transmission / reception direction projected on the xz plane and the yz plane. Then, the delay times in the transmission delay circuit 212 of the transmission unit 21 and the reception delay circuit 222 of the reception unit 22 are controlled in accordance with the scanning control signal supplied from the scanning control unit 15, and the three-dimensional region including the puncture target organ of the subject is controlled. On the other hand, ultrasonic transmission / reception is sequentially performed.

図2へ戻って、受信信号処理部4は、受信部22の加算器223から出力される整相加算後の受信信号を信号処理してBモードデータを生成する機能を有し、前記受信信号を包絡線検波する包絡線検波器41と、包絡線検波後の受信信号を対数変換する対数変換器42を備えている。但し、包絡線検波器41と対数変換器42は順序を入れ替えて構成してもよい。   Returning to FIG. 2, the received signal processing unit 4 has a function of processing the received signal after the phasing addition output from the adder 223 of the receiving unit 22 to generate B-mode data, and the received signal Are provided with an envelope detector 41 for detecting the envelope and a logarithmic converter 42 for logarithmically converting the received signal after the envelope detection. However, the envelope detector 41 and the logarithmic converter 42 may be configured by changing their order.

次に、図1に示したボリュームデータ生成部5の具体的な構成につき図4を用いて説明する。このボリュームデータ生成部5は、超音波データ記憶部51、補間処理部52及びボリュームデータ記憶部53を備えている。   Next, a specific configuration of the volume data generation unit 5 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. The volume data generation unit 5 includes an ultrasonic data storage unit 51, an interpolation processing unit 52, and a volume data storage unit 53.

超音波データ記憶部51には、予備撮影モード及び本撮影モードの当該被検体に対する3次元走査によって得られた受信信号に基づいて受信信号処理部4が生成した複数のBモードデータがシステム制御部16から供給される超音波送受信方向(θp、φq)の情報を付帯情報として順次保存される。一方、補間処理部52は、超音波データ記憶部51から読み出した複数のBモードデータを超音波送受信方向に対応させて配列することにより3次元Bモードデータを形成し、更に、この3次元Bモードデータを構成する不等間隔のボクセルを補間処理して等方的なボクセルで構成されるボリュームデータを生成する。そして、得られたボリュームデータは、ボリュームデータ記憶部53に一旦保存される。   In the ultrasonic data storage unit 51, a plurality of B-mode data generated by the reception signal processing unit 4 based on the reception signals obtained by the three-dimensional scanning on the subject in the preliminary imaging mode and the main imaging mode are stored in the system control unit. Information of ultrasonic transmission / reception directions (θp, φq) supplied from 16 is sequentially stored as supplementary information. On the other hand, the interpolation processing unit 52 forms three-dimensional B-mode data by arranging a plurality of B-mode data read from the ultrasonic data storage unit 51 in correspondence with the ultrasonic transmission / reception direction, and further, this three-dimensional B-mode data. Volume data composed of isotropic voxels is generated by interpolating non-uniformly spaced voxels constituting the mode data. The obtained volume data is temporarily stored in the volume data storage unit 53.

次に、図1のMPR画像データ生成部6は、ボリュームデータ生成部5のボリュームデータ記憶部53に保存された予備撮影モード及び本撮影モードのボリュームデータに基づいてMPR画像データを生成する。即ち、フライスルー画像データの生成に必要な視野角度の設定を目的とする予備撮影モードにおいて設定されたMPR断面、あるいは、フライスルー画像データや穿刺支援データの生成を目的とする本撮影モードにおいて設定されたMPR断面に対応するボクセルを各々の撮影モードにて収集されたボリュームデータの中から抽出して2次元のMPR画像データを生成する。尚、本撮影モードにおけるMPR断面は、穿刺針先端検出部12によって検出された穿刺針先端部の位置座標や移動方向(即ち、穿刺針150の刺入方向)に基づいて自動的に設定される。   Next, the MPR image data generation unit 6 in FIG. 1 generates MPR image data based on the preliminary shooting mode and the main shooting mode volume data stored in the volume data storage unit 53 of the volume data generation unit 5. That is, the MPR cross section set in the preliminary imaging mode for setting the viewing angle required for generating the fly-through image data, or the main imaging mode for generating the fly-through image data and the puncture support data. Two-dimensional MPR image data is generated by extracting the voxels corresponding to the MPR cross section obtained from the volume data collected in each imaging mode. Note that the MPR cross section in the main imaging mode is automatically set based on the position coordinates and the moving direction of the puncture needle tip detected by the puncture needle tip detection unit 12 (that is, the insertion direction of the puncture needle 150). .

図5は、予備撮影モード及び本撮影モードのボリュームデータに対して設定されるMPR断面と、予備撮影モードのMPR断面にて生成されたMPR画像データを用いて設定されるフライスルー画像データの視野角度を説明するための図である。   FIG. 5 shows the field of view of the fly-through image data set using the MPR cross section set for the volume data in the pre-shooting mode and the main shooting mode and the MPR image data generated in the MPR cross-section in the pre-shooting mode. It is a figure for demonstrating an angle.

即ち、図5(a)は、3つの正常な臓器Oa、Ob及びOcが周囲に存在する穿刺対象臓器Oxに向けて穿刺針150が刺入される場合を模式的に示したものであり、予備撮影モードでは、後述する入力部14の識別情報入力部141から入力される穿刺アダプタ10の識別情報に基づいてシステム制御部16から供給される穿刺針150の刺入方向を含み互いに直交するMPR断面Pmx及びMPR断面Pmyが設定される。一方、本撮影モードでは、同様にしてシステム制御部16から供給される穿刺針150の刺入方向と穿刺針先端検出部12から供給される穿刺針先端部位置座標に基づいて、穿刺針150及びその刺入方向を含み互いに直交するMPR断面Pmx及びMPR断面Pmyと穿刺針150の先端部を含みMPR断面Pmx及びMPR断面Pmyと直交するMPR断面Pmzが設定される。   That is, FIG. 5A schematically shows a case where the puncture needle 150 is inserted toward the puncture target organ Ox in which three normal organs Oa, Ob, and Oc are present. In the preliminary imaging mode, MPRs including the insertion direction of the puncture needle 150 supplied from the system control unit 16 based on the identification information of the puncture adapter 10 input from the identification information input unit 141 of the input unit 14 described later and orthogonal to each other. A cross section Pmx and an MPR cross section Pmy are set. On the other hand, in the present imaging mode, the puncture needle 150 and the puncture needle tip position coordinate supplied from the puncture needle tip detection unit 12 and the insertion direction of the puncture needle 150 supplied from the system control unit 16 in the same manner. The MPR cross section Pmx and MPR cross section Pmy including the insertion direction and the MPR cross section Pmx including the distal end portion of the puncture needle 150 and orthogonal to the MPR cross section Pmx and the MPR cross section Pmy are set.

但し、図5(a)では説明を簡単にするために臓器Oaの中心はMPR断面Pmxに位置し、臓器Obの中心はMPR断面Pmyに、又、臓器Ocの中心はMPR断面Pmzに夫々位置する場合について示しているが、MPR断面と臓器との位置関係は図5(a)に限定されない。尚、MPR断面Pmx及びMPR断面Pmyは、例えば、振動素子の配列方向(図3のx方向及びy方向)に基づいて初期設定され、後述する入力部14のMPR断面設定部142により必要に応じて更新される。   However, in FIG. 5 (a), for ease of explanation, the center of the organ Oa is located in the MPR section Pmx, the center of the organ Ob is located in the MPR section Pmy, and the center of the organ Oc is located in the MPR section Pmx. However, the positional relationship between the MPR cross section and the organ is not limited to that shown in FIG. Note that the MPR cross section Pmx and the MPR cross section Pmy are initially set based on, for example, the arrangement directions of the vibration elements (the x direction and the y direction in FIG. 3), and the MPR cross section setting unit 142 of the input unit 14 to be described later sets as necessary. Updated.

一方、図5(b)及び図5(c)は、予備撮影モードのMPR断面Pmx及びMPR断面Pmyにて生成されたMPR画像データDmx及びMPR画像データDmyを示しており、例えば、図5(b)のMPR画像データDmxには臓器Oaと穿刺対象臓器Oxが、図5(c)のMPR画像データDmyには臓器Obと穿刺対象臓器Oxが穿刺針150と共に示されている。そして、表示部9に表示されたMPR画像データDmx及びMPR画像データDmyを観察した超音波診断装置100の操作者は、入力部14に設けられた後述の視野角度設定部143を用い穿刺対象臓器Oxに対するフライスルー画像データの生成に好適な視野角度ηx及びηyを設定する。そして、このとき設定された視野角度ηx及びηyの情報は、システム制御部16の記憶回路に一旦保存される。   On the other hand, FIGS. 5B and 5C show the MPR image data Pmx and the MPR image data Dmy generated in the MPR cross section Pmx and the MPR cross section Pmy in the preliminary photographing mode. For example, FIG. The MPR image data Dmx in b) shows the organ Oa and the puncture target organ Ox, and the MPR image data Dmy in FIG. 5C shows the organ Ob and the puncture target organ Ox together with the puncture needle 150. Then, the operator of the ultrasonic diagnostic apparatus 100 observing the MPR image data Dmx and the MPR image data Dmy displayed on the display unit 9 uses the viewing angle setting unit 143 described later provided in the input unit 14 to puncture target organ. Viewing angles ηx and ηy suitable for generating fly-through image data for Ox are set. Information on the viewing angles ηx and ηy set at this time is temporarily stored in the storage circuit of the system control unit 16.

再び図1へ戻って、フライスルー画像データ生成部7は、図示しない演算回路と記憶回路を備え、前記記憶回路にはボリュームデータを用いてフライスルー画像データを生成するための演算処理プログラムが予め保管されている。そして、前記演算回路は、ボリュームデータ生成部5のボリュームデータ記憶部53に保存されている本撮影モードのボリュームデータと自己の記憶回路に保管されているフライスルー画像データ用演算処理プログラムを読み出し、視点・視線方向設定部13から供給される視点及び視線方向の情報と入力部14の視野角度設定部143からシステム制御部16を介して供給される視野角度情報に基づいて前記ボリュームデータを演算処理しフライスルー画像データを生成する。   Returning to FIG. 1 again, the fly-through image data generation unit 7 includes an arithmetic circuit and a storage circuit (not shown), and an arithmetic processing program for generating fly-through image data using volume data is stored in the storage circuit in advance. It is stored. The arithmetic circuit reads out the volume data in the main shooting mode stored in the volume data storage unit 53 of the volume data generation unit 5 and the arithmetic processing program for fly-through image data stored in its own storage circuit, The volume data is calculated based on the viewpoint and line-of-sight direction information supplied from the viewpoint / line-of-sight direction setting unit 13 and the field-of-view angle information supplied from the field-of-view angle setting unit 143 of the input unit 14 via the system control unit 16. Fly-through image data is generated.

図6は、ボリュームデータ生成部5によって生成されたボリュームデータの生成領域Rvとこのボリュームデータ生成領域Rvの内部に設定されるフライスルー画像データの生成領域Rfを示したものであり、ボリュームデータ生成部5によって生成された当該被検体のボリュームデータの内部には穿刺針150の先端部位置座標と刺入方向に基づく視点Ps及び視線方向Dsが視点・視線方向設定部13によって設定され、更に、視点Ps及び視線方向DSを基準とするx方向の視野角度ηx及びy方向の視野角度ηyが入力部14の視野角度設定部143からシステム制御部16を介して供給される視野角度情報に基づいて設定される。そして、フライスルー画像データ生成部7の演算回路は、ボリュームデータ生成領域Rvにおける本撮影モードのボリュームデータの中から視点Psと視野角度ηx及びηyによって決定されるフライスルー画像データ生成領域Rfのボリュームデータを抽出し、得られたボリュームデータを必要に応じて補間処理した後所定の演算処理を行なってフライスルー画像データを生成する。   FIG. 6 shows the volume data generation area Rv generated by the volume data generation section 5 and the fly-through image data generation area Rf set in the volume data generation area Rv. In the volume data of the subject generated by the unit 5, the viewpoint Ps and the line-of-sight direction Ds based on the position coordinate of the tip of the puncture needle 150 and the insertion direction are set by the viewpoint / line-of-sight direction setting unit 13, and The viewing angle ηx in the x direction and the viewing angle ηy in the y direction with respect to the viewpoint Ps and the viewing direction DS are based on viewing angle information supplied from the viewing angle setting unit 143 of the input unit 14 via the system control unit 16. Is set. Then, the arithmetic circuit of the fly-through image data generation unit 7 determines the volume of the fly-through image data generation region Rf determined by the viewpoint Ps and the viewing angles ηx and ηy from the volume data in the main photographing mode in the volume data generation region Rv. Data is extracted, the obtained volume data is interpolated as necessary, and then a predetermined calculation process is performed to generate fly-through image data.

一方、図7は、フライスルー画像データ生成部7において生成されるフライスルー画像データの特徴を模式的に示したものであり、例えば、図6に示したフライスルー画像データ生成領域Rfに臓器Oaと臓器Obが存在する場合、被検体内の仮想的な視点(視点Ps)から視線方向Dsに向って観察した臓器Oa及び臓器Obの内視鏡的な3次元画像データが図8に示すフライスルー画像データとして生成される。この場合、視点Psからフライスルー画像データ生成領域後方の投影面Ppへ投影された臓器Oa及び臓器Obの投影像Oap及びObpと等価な3次元画像データを生成することができ、このとき得られたフライスルー画像データによれば視点Psに近い臓器はより大きく観察されるため、臓器間の相対的な位置や距離を直感的に把握することが容易となる。又、このフライスルー画像データの穿刺対象臓器Oxに穿刺針150の予想刺入位置を示す刺入位置マーカMkを重畳させることにより穿刺対象臓器Oxに対する穿刺針15の刺入位置を正確に知ることができる。   On the other hand, FIG. 7 schematically shows the characteristics of fly-through image data generated by the fly-through image data generation unit 7. For example, the organ Oa is included in the fly-through image data generation region Rf shown in FIG. And the organ Ob, the endoscopic three-dimensional image data of the organ Oa and the organ Ob observed from the virtual viewpoint (viewpoint Ps) in the subject toward the line-of-sight direction Ds are shown in FIG. It is generated as through image data. In this case, three-dimensional image data equivalent to the projection images Oap and Obp of the organ Oa and the organ Ob projected from the viewpoint Ps onto the projection plane Pp behind the fly-through image data generation region can be generated. According to the fly-through image data, since the organ close to the viewpoint Ps is observed larger, it is easy to intuitively grasp the relative position and distance between the organs. In addition, the insertion position of the puncture needle 15 with respect to the puncture target organ Ox can be accurately known by superimposing the puncture position marker Mk indicating the expected puncture position of the puncture needle 150 on the puncture target organ Ox of the fly-through image data. Can do.

次に、図1の穿刺支援データ生成部8は、本撮影モードにおいて生成された上述のMPR画像データ及びフライスルー画像データを合成して穿刺支援データを生成する機能を有している。図9は、穿刺支援データ生成部8によって生成される穿刺支援データの具体例を示したものであり、例えば、穿刺支援データDbは、3つのMPR画像データDmx乃至Dmzとフライスルー画像データDfが配置される画像領域A1乃至A4に分割されている。   Next, the puncture support data generation unit 8 in FIG. 1 has a function of generating puncture support data by synthesizing the above-described MPR image data and fly-through image data generated in the main imaging mode. FIG. 9 shows a specific example of the puncture support data generated by the puncture support data generation unit 8. For example, the puncture support data Db includes three MPR image data Dmx to Dmx and fly-through image data Df. It is divided into image areas A1 to A4 to be arranged.

即ち、画像領域A1乃至A3には、穿刺針150の刺入方向において交差するx−z平面及びy−z平面をMPR断面Pmx及びMPR断面Pmyとして生成されたMPR画像データDmx及びMPR画像データDmy(図5参照)と、穿刺針先端部を含み上述のx−z平面及びy−z平面に垂直なx−y平面をMPR断面PmzとするMPR画像データDmzが配置され、更に、画像領域A4には、穿刺針150の先端部及び刺入方向を視点及び視線方向とするフライスルー画像データDf(図8参照)が配置される。   That is, in the image areas A1 to A3, the MPR image data Dmx and the MPR image data Dmy generated by using the xz plane and the yz plane intersecting in the insertion direction of the puncture needle 150 as the MPR section Pmx and the MPR section Pmy. (See FIG. 5) and MPR image data Dmz having an xy plane perpendicular to the above-described xz plane and yz plane, including the tip of the puncture needle, are arranged, and further, an image area A4 Is arranged with fly-through image data Df (see FIG. 8) with the distal end portion of the puncture needle 150 and the insertion direction as the viewpoint and the line-of-sight direction.

表示部9は、図示しない表示データ生成部、データ変換部及びモニタを備え、前記表示データ生成部は、MPR画像データ生成部6において生成されたMPR画像データやフライスルー画像データ生成部7において生成されたフライスルー画像データ、更には、穿刺支援データ生成部8において生成された穿刺支援データの中から所望の画像データを入力部14から供給される表示データ選択指示信号に基づいて選択し、選択した画像データに被検体情報等の付帯情報を付加して表示データを生成する。そして、前記データ変換部は、前記表示データ生成部によって生成された表示データに対しD/A変換と表示フォーマット変換を行なって前記モニタにリアルタイム表示する。   The display unit 9 includes a display data generation unit, a data conversion unit, and a monitor (not shown). The display data generation unit is generated by the MPR image data generated by the MPR image data generation unit 6 or the fly-through image data generation unit 7. The desired fly-through image data and the puncture support data generated by the puncture support data generation unit 8 are selected based on the display data selection instruction signal supplied from the input unit 14 and selected. Display data is generated by adding incidental information such as subject information to the image data. The data converter performs D / A conversion and display format conversion on the display data generated by the display data generator and displays the display data on the monitor in real time.

穿刺アダプタ10は、例えば、超音波プローブ3の壁面に装着され、超音波プローブ3の中心軸zに対し所定角度ξoだけ傾斜したスリット状の図示しないニードルガイドを有している。そして、穿刺針150は、ニードルガイドの内部にてスライド自在に取り付けられ、このニードルカイドに沿って被検体内に刺入される。即ち、穿刺針150の刺入方向は、選択された穿刺アダプタ10によって一義的に決定される。   The puncture adapter 10 has, for example, a slit-shaped needle guide (not shown) that is attached to the wall surface of the ultrasonic probe 3 and is inclined by a predetermined angle ξo with respect to the central axis z of the ultrasonic probe 3. The puncture needle 150 is slidably attached inside the needle guide, and is inserted into the subject along the needle guide. That is, the insertion direction of the puncture needle 150 is uniquely determined by the selected puncture adapter 10.

尚、超音波診断装置100には、異なる刺入角度を有する複数の穿刺アダプタが予め備えられ、これらの穿刺アダプタの中から当該被検体の穿刺に好適な刺入角度を有する穿刺アダプタ10が操作者によって選択される。この場合、前記複数の穿刺アダプタの各々が有するニードルガイドの超音波プローブ3に対する相対的な位置や傾斜角度の情報は穿刺アダプタ識別情報と共にシステム制御部16の記憶回路に予め保管されている。そして、操作者は、入力部14の識別情報入力部141において穿刺アダプタ10の識別情報を入力することにより所望の穿刺アダプタ10のニードルガイドに関する上述の情報がシステム制御部16から穿刺針先端検出部12へ供給される。   The ultrasonic diagnostic apparatus 100 is provided with a plurality of puncture adapters having different puncture angles in advance, and the puncture adapter 10 having a puncture angle suitable for puncturing the subject is operated by the puncture adapter. Selected by the person. In this case, information on the relative position and inclination angle of the needle guide of each of the plurality of puncture adapters with respect to the ultrasonic probe 3 is stored in advance in the storage circuit of the system control unit 16 together with the puncture adapter identification information. Then, the operator inputs the identification information of the puncture adapter 10 in the identification information input unit 141 of the input unit 14, whereby the above-described information regarding the needle guide of the desired puncture adapter 10 is obtained from the system control unit 16. 12 is supplied.

一方、刺入距離検出部11は、穿刺アダプタ10のニードルガイドに沿ってスライドする穿刺針150の移動量を計測することにより、予め設定したニードルガイド上の基準位置からの移動距離、即ち、当該被検体に対する穿刺針150の刺入距離を検出する。   On the other hand, the puncture distance detection unit 11 measures the movement distance of the puncture needle 150 that slides along the needle guide of the puncture adapter 10, thereby moving the distance from the reference position on the needle guide set in advance, The insertion distance of the puncture needle 150 with respect to the subject is detected.

次に、穿刺針先端検出部12は、穿刺アダプタ10に設けられたニードルガイドの超音波プローブ3に対する相対的な位置情報や傾斜角度情報をシステム制御部16から受信し、これらの情報と刺入距離検出部11からシステム制御部16を介して供給される穿刺針150の移動距離(刺入距離)の情報に基づいて被検体内に刺入された穿刺針150の先端部位置座標と刺入方向を検出する。そして、視点・視線方向設定部13は、穿刺針先端検出部12から供給される穿刺針150の先端部位置座標に基づいてフライスルー画像データに対する視点を設定し、更に、穿刺針150の刺入方向に基づいて視線方向を設定する。   Next, the puncture needle tip detection unit 12 receives relative position information and inclination angle information of the needle guide provided in the puncture adapter 10 with respect to the ultrasonic probe 3 from the system control unit 16, and inserts the information and the insertion information. Based on the information on the movement distance (puncture distance) of the puncture needle 150 supplied from the distance detection unit 11 via the system control unit 16, the position coordinate of the tip of the puncture needle 150 inserted into the subject and the insertion Detect direction. Then, the viewpoint / line-of-sight direction setting unit 13 sets the viewpoint for the fly-through image data based on the position coordinates of the tip of the puncture needle 150 supplied from the puncture needle tip detection unit 12, and further inserts the puncture needle 150. The line-of-sight direction is set based on the direction.

次に、入力部14は、操作パネル上に表示パネルやキーボード、トラックボール、マウス、選択ボタン、入力ボタン等の入力デバイスを備え、穿刺アダプタ10の識別情報を入力する識別情報入力部141、MPR断面の設定や更新を行なうMPR断面設定部142、フライスルー画像データの生成に必要な視野角度を設定する視野角度設定部143を有している。又、被検体情報の入力、ボリュームデータ生成条件の設定、MPR画像データ/フライスルー画像データ/穿刺支援データの生成条件や表示条件の設定、表示データの選択、更には、各種コマンド信号の入力等も上述の表示パネルや入力デバイスを用いて行なわれる。   Next, the input unit 14 includes an input device such as a display panel, a keyboard, a trackball, a mouse, a selection button, and an input button on the operation panel, and an identification information input unit 141 that inputs identification information of the puncture adapter 10. It has an MPR cross-section setting unit 142 for setting and updating a cross-section, and a viewing angle setting unit 143 for setting a viewing angle necessary for generating fly-through image data. Also, input of subject information, setting of volume data generation conditions, setting of generation conditions and display conditions of MPR image data / fly-through image data / puncture support data, selection of display data, input of various command signals, etc. Is also performed using the above-described display panel and input device.

走査制御部15は、当該被検体の3次元領域に対し超音波の送受信を順次行なうための遅延時間制御を送信部21の送信遅延回路212及び受信部22の受信遅延回路222に対して行なう。次に、システム制御部16は、図示しないCPUと記憶回路を備え、前記記憶回路には、超音波プローブ3に装着可能な複数の穿刺アダプタの各々が有するニードルガイドの超音波プローブ3に対する相対的な位置や傾斜角度の情報が穿刺アダプタの識別情報と共に予め保管され、更に、入力部14において入力/設定/選択された上述の各種情報が保存される。そして、前記CPUは、上述の各種情報に基づいて超音波画像診断装置100の各ユニットを統括的に制御し、穿刺対象臓器に対する穿刺を支援する各種画像データの生成と表示を行なう。   The scanning control unit 15 performs delay time control for sequentially transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional region of the subject with respect to the transmission delay circuit 212 of the transmission unit 21 and the reception delay circuit 222 of the reception unit 22. Next, the system control unit 16 includes a CPU and a storage circuit (not shown), and the storage circuit includes a needle guide included in each of a plurality of puncture adapters that can be attached to the ultrasound probe 3 relative to the ultrasound probe 3. The position information and the inclination angle information are stored in advance together with the identification information of the puncture adapter, and the above-described various information input / set / selected in the input unit 14 is stored. The CPU performs overall control of each unit of the ultrasonic diagnostic imaging apparatus 100 based on the various information described above, and generates and displays various image data that supports puncture of the puncture target organ.

(穿刺支援データの生成/表示手順)
次に、本実施例における穿刺支援データの生成/表示手順につき図10のフローチャートを用いて説明する。
(Puncture support data generation / display procedure)
Next, a procedure for generating / displaying puncture support data in this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

穿刺支援データの生成に先立ち超音波診断装置100の操作者は、入力部14において被検体情報の入力、穿刺アダプタ識別情報の入力、ボリュームデータ生成条件の設定、MPR画像データ/フライスルー画像データ/穿刺支援データの生成条件及び表示条件の設定、表示データの選択等を行なった後超音波プローブ3を被検体体表面の好適な位置に配置し、この超音波プローブ3に取り付けられた穿刺アダプタ10のニードルガイドに穿刺針150を装着する(図10のステップS1)。尚、ここでは、表示データとして穿刺支援データを選択する場合について述べるがフライスルー画像データを表示データとして選択しても構わない。   Prior to the generation of puncture support data, the operator of the ultrasonic diagnostic apparatus 100 inputs object information, inputs puncture adapter identification information, sets volume data generation conditions, MPR image data / fly-through image data / After setting puncture support data generation conditions and display conditions, selecting display data, etc., the ultrasonic probe 3 is placed at a suitable position on the surface of the subject body, and the puncture adapter 10 attached to the ultrasonic probe 3 The puncture needle 150 is attached to the needle guide (step S1 in FIG. 10). Although the case where puncture support data is selected as display data is described here, fly-through image data may be selected as display data.

上述の初期設定が終了したならば、操作者は、入力部14にて穿刺支援データの表示開始コマンドを入力し(図10のステップS2)、入力されたコマンド信号がシステム制御部16に供給されることにより、穿刺支援データの生成が開始される。   When the above initial setting is completed, the operator inputs a puncture support data display start command at the input unit 14 (step S2 in FIG. 10), and the input command signal is supplied to the system control unit 16. Thus, generation of puncture support data is started.

穿刺支援データを構成するフライスルー画像データの生成に必要な視野角度の設定を目的とした予備撮影モードのボリュームデータの収集に際し、図2に示した送信部21のレートパルス発生器211は、システム制御部16から供給される基準信号を分周してレートパルスを生成し送信遅延回路212に供給する。送信遅延回路212は、所定の深さに超音波を集束するための集束用遅延時間と、最初の送受信方向(θ1、φ1)に超音波を送信するための偏向用遅延時間を前記レートパルスに与え、このレートパルスをMtチャンネルの駆動回路213に供給する。次いで、駆動回路213は、送信遅延回路212から供給されたレートパルスに基づいて駆動信号を生成し、この駆動信号を超音波プローブ3におけるMt個の送信用振動素子に供給して被検体内に送信超音波を放射する。   The rate pulse generator 211 of the transmitter 21 shown in FIG. 2 is a system for collecting volume data in the preliminary imaging mode for the purpose of setting a viewing angle necessary for generating fly-through image data constituting puncture support data. The reference signal supplied from the control unit 16 is divided to generate a rate pulse, which is supplied to the transmission delay circuit 212. The transmission delay circuit 212 uses, as the rate pulse, a focusing delay time for focusing the ultrasonic wave to a predetermined depth and a deflection delay time for transmitting the ultrasonic wave in the first transmission / reception direction (θ1, φ1). This rate pulse is supplied to the Mt channel drive circuit 213. Next, the drive circuit 213 generates a drive signal based on the rate pulse supplied from the transmission delay circuit 212, and supplies this drive signal to the Mt transmission vibration elements in the ultrasonic probe 3 to enter the subject. Transmits ultrasonic waves.

放射された送信超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる被検体の臓器境界面や組織にて反射し、超音波プローブ3に設けられたMr個の受信用振動素子によって受信されMrチャンネルの電気的な受信信号に変換される。次いで、この受信信号は、受信部22のA/D変換器221においてデジタル信号に変換され、更に、Mrチャンネルの受信遅延回路222において所定の深さからの受信超音波を収束するための集束用遅延時間と送受信方向(θ1、φ1)からの受信超音波に対し強い受信指向性を設定するための偏向用遅延時間が与えられた後加算器223にて整相加算される。   A part of the transmitted ultrasonic wave is reflected by an organ boundary surface or tissue of a subject having different acoustic impedance, and is received by Mr receiving vibration elements provided in the ultrasonic probe 3. Converted to a typical received signal. Next, the received signal is converted into a digital signal by the A / D converter 221 of the receiving unit 22, and is further used for focusing for converging received ultrasonic waves from a predetermined depth in the Mr channel reception delay circuit 222. After the delay time and the deflection delay time for setting a strong reception directivity for the received ultrasonic wave from the transmission / reception direction (θ1, φ1) are given, the adder 223 performs phasing addition.

そして、整相加算後の受信信号が供給された受信信号処理部4の包絡線検波器41及び対数変換器42は、この受信信号に対して包絡線検波と対数変換を行なってBモードデータを生成し、ボリュームデータ生成部5の超音波データ記憶部51に送受信方向(θ1、φ1)を付帯情報として保存する。   Then, the envelope detector 41 and the logarithmic converter 42 of the received signal processing unit 4 to which the received signal after the phasing addition is supplied perform envelope detection and logarithmic conversion on the received signal to obtain B-mode data. The transmission / reception direction (θ1, φ1) is stored as supplementary information in the ultrasonic data storage unit 51 of the volume data generation unit 5.

送受信方向(θ1、φ1)におけるBモードデータの生成と保存が終了したならば、システム制御部16は、送信部21の送信遅延回路212及び受信部22の受信遅延回路222における遅延時間を制御してθ方向にΔθ、φ方向にΔφずつ順次更新された送受信方向(θp、φq)(θp=θ1+(p−1)Δθ(p=1〜P)、φq=φ1+(q−1)Δφ(q=1〜Q)、但し、送受信方向(θ1、φ1)を除く)の各々に対して同様の手順で超音波を送受信して3次元走査を行なう。そして、これらの送受信方向にて得られたBモードデータも上述の送受信方向を付帯情報として超音波データ記憶部51に保存する。   When the generation and storage of the B-mode data in the transmission / reception direction (θ1, φ1) is completed, the system control unit 16 controls the delay time in the transmission delay circuit 212 of the transmission unit 21 and the reception delay circuit 222 of the reception unit 22. The transmission / reception directions (θp, φq) (θp = θ1 + (p−1) Δθ (p = 1 to P), φq = φ1 + (q−1) Δφ ( q = 1 to Q), except that ultrasonic waves are transmitted / received in the same procedure for each of the transmission / reception directions (except θ1, φ1) to perform three-dimensional scanning. The B-mode data obtained in these transmission / reception directions is also stored in the ultrasonic data storage unit 51 with the above-described transmission / reception directions as supplementary information.

一方、ボリュームデータ生成部5の補間処理部52は、超音波データ記憶部51から読み出した複数のBモードデータを送受信方向(θp、φq)(θp=θ1+(p−1)Δθ(p=1〜P)、φq=φ1+(q−1)Δφ(q=1〜Q))に対応させて配列することにより3次元Bモードデータを形成し、更に、この3次元Bモードデータを補間処理してボリュームデータを生成する。そして、生成したボリュームデータをボリュームデータ記憶部53に保存する(図10のステップS3)。   On the other hand, the interpolation processing unit 52 of the volume data generation unit 5 transmits a plurality of B-mode data read from the ultrasound data storage unit 51 in the transmission / reception direction (θp, φq) (θp = θ1 + (p−1) Δθ (p = 1). To P), φq = φ1 + (q−1) Δφ (q = 1 to Q)) to form three-dimensional B-mode data, and further, this three-dimensional B-mode data is interpolated. To generate volume data. Then, the generated volume data is stored in the volume data storage unit 53 (step S3 in FIG. 10).

一方、システム制御部16は、入力部14の識別情報入力部141において入力された穿刺アダプタ10の識別情報に基づいてこの穿刺アダプタ10に設けられたニードルガイドの超音波プローブ3に対する相対的な位置情報や傾斜角度情報を自己の記憶回路から読み出して穿刺針先端検出部12へ供給する。そして、穿刺針先端検出部12は、上述のニードルガイドの位置情報や傾斜角度情報に基づいて刺入直前における穿刺針150の刺入方向を検出する(図10のステップS4)。   On the other hand, the system control unit 16 determines the relative position of the needle guide provided in the puncture adapter 10 with respect to the ultrasonic probe 3 based on the identification information of the puncture adapter 10 input in the identification information input unit 141 of the input unit 14. Information and tilt angle information are read from its own storage circuit and supplied to the puncture needle tip detection unit 12. The puncture needle tip detection unit 12 detects the insertion direction of the puncture needle 150 immediately before insertion based on the position information and the inclination angle information of the needle guide described above (step S4 in FIG. 10).

次いで、MPR画像データ生成部6は、ボリュームデータ生成部5のボリュームデータ記憶部53に保存されたボリュームデータを読み出し、穿刺針先端検出部12から供給される穿刺針150の刺入方向に基づいて前記ボリュームデータに対し複数のMPR断面(例えば、図5のMPR断面Pmx及びMPR断面Pmy)を設定する。そして、これらのMPR断面に対応したボリュームデータのボクセルを抽出して複数のMPR画像データを生成し、表示部9のモニタに表示する(図10のステップS5)。   Next, the MPR image data generation unit 6 reads the volume data stored in the volume data storage unit 53 of the volume data generation unit 5 and based on the insertion direction of the puncture needle 150 supplied from the puncture needle tip detection unit 12. A plurality of MPR sections (for example, the MPR section Pmx and the MPR section Pmy in FIG. 5) are set for the volume data. Then, voxels of volume data corresponding to these MPR sections are extracted to generate a plurality of MPR image data and displayed on the monitor of the display unit 9 (step S5 in FIG. 10).

表示部9に表示されたMPR画像データを観察した操作者は、必要に応じてMPR断面の更新を入力部14のMPR断面設定部142を用いて行なった後、入力部14の視野角度設定部143を用いてフライスルー画像データの生成に必要な視野角度(例えば、図5(b)のηx及び図5(c)のηy)を設定する(図10のステップS6)。   The operator who has observed the MPR image data displayed on the display unit 9 updates the MPR cross section using the MPR cross section setting unit 142 of the input unit 14 as necessary, and then views the viewing angle setting unit of the input unit 14. A viewing angle (for example, ηx in FIG. 5B and ηy in FIG. 5C) necessary for generating fly-through image data is set using 143 (step S6 in FIG. 10).

一方、操作者は、穿刺針150を穿刺アダプタ10のニードルガイドに沿って被検体内に刺入し(図10のステップS7)、刺入距離検出部11は、このとき刺入された穿刺針150の刺入距離を計測する。そして、穿刺針先端検出部12は、システム制御部16から既に供給されているニードルガイドの超音波プローブ3に対する相対的な位置情報や傾斜角度情報と刺入距離検出部11からシステム制御部16を介して新たに供給された穿刺針150の刺入距離に基づいて穿刺針150の先端部位置座標と刺入方向を検出する(図10のステップS8)。   On the other hand, the operator inserts the puncture needle 150 into the subject along the needle guide of the puncture adapter 10 (step S7 in FIG. 10), and the puncture distance detection unit 11 inserts the puncture needle inserted at this time. 150 insertion distances are measured. The puncture needle tip detection unit 12 moves the system control unit 16 from the relative position information and inclination angle information of the needle guide already supplied from the system control unit 16 to the ultrasonic probe 3 and the insertion distance detection unit 11. Based on the puncture distance of the puncture needle 150 newly supplied via the puncture needle 150, the tip position coordinate and the puncture direction of the puncture needle 150 are detected (step S8 in FIG. 10).

次いで、視点・視線方向設定部13は、穿刺針先端検出部12から供給された穿刺針150の先端部位置座標及び刺入方向に基づいてフライスルー画像データの生成に必要な視点と視線方向を設定する(図10のステップS9)。   Next, the viewpoint / line-of-sight direction setting unit 13 sets the viewpoint and line-of-sight direction necessary for generating fly-through image data based on the tip position coordinates and the insertion direction of the puncture needle 150 supplied from the puncture needle tip detection unit 12. Setting is made (step S9 in FIG. 10).

一方、システム制御部16は、上述のステップS3と同様の手順により走査制御部15、送受信部2、受信信号処理部4、ボリュームデータ生成部5及びMPR画像データ生成部6の各ユニットを制御してフライスルー画像データの生成を目的とした本撮影モードのボリュームデータを生成し(図10のステップS10)、更に、穿刺針先端検出部12から供給された穿刺針150の先端部位置座標及び刺入方向に基づいて複数のMPR断面(例えば、図5のMPR断面Pmx乃至Pmz)を前記ボリュームデータに設定して複数のMPR画像データを生成する(図10のステップS11)。   On the other hand, the system control unit 16 controls each unit of the scanning control unit 15, the transmission / reception unit 2, the reception signal processing unit 4, the volume data generation unit 5, and the MPR image data generation unit 6 by the same procedure as in step S <b> 3 described above. Volume data in the main photographing mode for generating fly-through image data is generated (step S10 in FIG. 10), and the tip position coordinates and the puncture point of the puncture needle 150 supplied from the puncture needle tip detection unit 12 are generated. A plurality of MPR image data is generated by setting a plurality of MPR sections (for example, MPR sections Pmx to Pmz in FIG. 5) as the volume data based on the input direction (step S11 in FIG. 10).

更に、フライスルー画像データ生成部7は、視点・視線方向設定部13から供給された視点及び視線方向の情報と入力部14の視野角度設定部143からシステム制御部16を介して供給された視野角度情報に基づいて自己の記憶回路に保管されているフライスルー画像データ用演算処理プログラムを起動し、ボリュームデータ生成部5において生成された本撮影モードのボリュームデータを処理してフライスルー画像データを生成する(図10のステップS12)。   Further, the fly-through image data generation unit 7 includes the viewpoint and line-of-sight direction information supplied from the viewpoint / line-of-sight direction setting unit 13 and the visual field supplied from the visual field angle setting unit 143 of the input unit 14 via the system control unit 16. Based on the angle information, an arithmetic processing program for fly-through image data stored in its own storage circuit is activated, and the volume data in the main photographing mode generated in the volume data generation unit 5 is processed to obtain fly-through image data. Generate (step S12 in FIG. 10).

そして、穿刺支援データ生成部8は、上述のMPR画像データとフライスルー画像データを合成して穿刺支援データ(図9参照)を生成し、得られた穿刺支援データを表示部9のモニタに表示する(図10のステップS13)。   Then, the puncture support data generation unit 8 generates puncture support data (see FIG. 9) by synthesizing the above-described MPR image data and fly-through image data, and displays the obtained puncture support data on the monitor of the display unit 9 (Step S13 in FIG. 10).

表示部9に表示された穿刺支援データを観察した超音波診断装置100の操作者は、この穿刺支援データに基づいて穿刺針150の先端部が穿刺対象臓器に刺入されているか否かを判定し、未だ刺入されていない場合には、穿刺針150を更に刺入させると共にこのとき生成されるMPR画像データ及びフライスルー画像データの合成により新たに得られた穿刺支援データを表示部9へ表示する(図10のステップS7乃至S13)。そして、穿刺針先端部の穿刺対象臓器に対する刺入が確認されるまで上述のステップS7乃至S13の手順を繰り返す。   The operator of the ultrasound diagnostic apparatus 100 observing the puncture support data displayed on the display unit 9 determines whether or not the tip of the puncture needle 150 is inserted into the puncture target organ based on the puncture support data. If the puncture needle 150 is not yet inserted, the puncture needle 150 is further inserted, and the puncture support data newly obtained by combining the MPR image data and the fly-through image data generated at this time is displayed on the display unit 9. This is displayed (steps S7 to S13 in FIG. 10). Then, the above steps S7 to S13 are repeated until the insertion of the tip of the puncture needle into the puncture target organ is confirmed.

一方、表示部9における穿刺支援データの観察において穿刺針先端部が穿刺対象臓器に刺入されたことを確認した操作者は、刺入を停止した状態で穿刺対象臓器に対する薬物投与や組織(細胞)採取等の検査/治療を行ない(図10のステップS14)、所定の検査/治療が終了したならば穿刺針150を被検体内から抜出する(図10のステップS15)。   On the other hand, the operator who confirms that the tip of the puncture needle has been inserted into the puncture target organ in the observation of the puncture support data on the display unit 9, the drug administration to the puncture target organ or the tissue (cell ) Examination / treatment such as collection is performed (step S14 in FIG. 10). When the predetermined examination / treatment is completed, the puncture needle 150 is extracted from the subject (step S15 in FIG. 10).

以上述べた本発明の実施例によれば、周囲の正常臓器を損傷させること無く穿刺対象臓器に対する穿刺を正確に行なうことが可能となる。このため、検査/治療における安全性と効率が向上するのみならず操作者や被検体に対する負担が軽減される。   According to the embodiment of the present invention described above, it is possible to accurately perform puncture on an puncture target organ without damaging surrounding normal organs. This not only improves the safety and efficiency of examination / treatment, but also reduces the burden on the operator and the subject.

特に、本実施例によれば、穿刺針の先端部を視点としたフライスルー画像データを生成し、このフライスルー画像データに基づいた穿刺支援データの観察下にて穿刺対象臓器に対する穿刺が行なわれるため、穿刺対象臓器とその周辺に位置する正常臓器との位置関係を直感的に把握することができ、しかも、穿刺針の先端部と穿刺対象臓器との間に介在する正常臓器の有無を正確に判定することができるため穿刺対象臓器のみを正確に穿刺することが可能となる。   In particular, according to the present embodiment, fly-through image data with the tip of the puncture needle as a viewpoint is generated, and puncture is performed on the puncture target organ under observation of puncture support data based on the fly-through image data. Therefore, it is possible to intuitively grasp the positional relationship between the puncture target organ and normal organs located in the vicinity of the puncture target organ, and accurately determine the presence or absence of the normal organ interposed between the tip of the puncture needle and the puncture target organ. Therefore, it is possible to accurately puncture only the organ to be punctured.

更に、フライスルー画像データには穿刺針の予想刺入位置が刺入位置マーカとして重畳表示されるため、フライスルー画像データにおける穿刺対象臓器の所望部位に刺入位置マーカが位置するように穿刺針の刺入方向を調整することにより穿刺精度を更に向上させることができる。   Further, since the expected insertion position of the puncture needle is superimposed and displayed as the insertion position marker in the fly-through image data, the puncture needle is positioned so that the insertion position marker is positioned at a desired site of the puncture target organ in the fly-through image data. The puncture accuracy can be further improved by adjusting the insertion direction.

又、穿刺針及びその刺入方向が含まれるMPR断面において生成されたMPR画像データと上述のフライスルー画像データを合成して穿刺支援データを生成することにより、穿刺針の先端部から穿刺対象臓器までの距離の正確な計測と穿刺針の先端部を視点とする内視鏡的な観測を同時に行なうことができるため、穿刺針を用いた検査/治療の効率と精度を大幅に向上させることが可能となる。   Further, the puncture target organ is generated from the tip of the puncture needle by generating the puncture support data by synthesizing the above-described fly-through image data with the MPR image data generated in the MPR cross section including the puncture needle and its insertion direction. Accurate measurement of the distance up to and the endoscopic observation from the tip of the puncture needle can be performed at the same time, which can greatly improve the efficiency and accuracy of examination / treatment using the puncture needle It becomes possible.

以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例では、同一のボリュームデータから生成されたフライスルー画像データと3つのMPR画像データとの合成によって生成された穿刺支援データの観測下にて穿刺対象臓器に対する穿刺を行なう場合について述べたが、フライスルー画像データ生成部7において生成されたフライスルー画像データあるいはこのフライスルー画像データのみで構成される穿刺支援データの観測下にて上述の穿刺を行なってもよい。   As mentioned above, although the Example of this invention has been described, this invention is not limited to the above-mentioned Example, It can change and implement. For example, in the above-described embodiment, the puncture target organ is punctured under observation of puncture support data generated by combining fly-through image data generated from the same volume data and three MPR image data. As described above, the above-described puncture may be performed under the observation of the fly-through image data generated by the fly-through image data generation unit 7 or the puncture support data including only this fly-through image data.

又、MPR画像データは互いに直交するMPR断面において生成される場合について述べたが、必ずしも直交させる必要はなく、MPR画像データは3つに限定されない。   Further, although the case where the MPR image data is generated in the MPR cross sections orthogonal to each other has been described, the MPR image data is not necessarily orthogonal, and the number of MPR image data is not limited to three.

更に、フライスルー画像データの生成により穿刺針の先端部を視点とした内視鏡的な3次元画像データの観察が可能となるが、更に、穿刺針先端部からの距離に応じて画像データの輝度や色調を変化させてもよい。この方法により穿刺対象臓器とその周辺に位置する正常臓器との視認性を向上させることができる。   Furthermore, by generating fly-through image data, it is possible to observe endoscopic three-dimensional image data with the tip of the puncture needle as a viewpoint. Further, the image data can be changed according to the distance from the tip of the puncture needle. Luminance and color tone may be changed. By this method, it is possible to improve the visibility between the puncture target organ and normal organs located in the vicinity thereof.

一方、上述の実施例では、複数の振動素子が2次元配列された超音波プローブ3によって収集したBモードデータに基づいてボリュームデータを生成し、このボリュームデータを用いてフライスルー画像データを生成する場合について述べたが、超音波プローブ3の替わりに振動素子が1次元配列された超音波プローブを機械的に移動させてボリュームデータを収集してもよく、又、カラードプラデータ等の他の超音波データに基づいてボリュームデータを生成してもよい。   On the other hand, in the above-described embodiment, volume data is generated based on B-mode data collected by the ultrasonic probe 3 in which a plurality of vibration elements are two-dimensionally arranged, and fly-through image data is generated using this volume data. As described above, volume data may be collected by mechanically moving an ultrasonic probe in which vibration elements are arranged one-dimensionally instead of the ultrasonic probe 3, and other super Volume data may be generated based on the sound wave data.

本発明の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. 同実施例の超音波診断装置が備える送受信部及び受信信号処理部の具体的な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the specific structure of the transmission / reception part and reception signal processing part with which the ultrasonic diagnosing device of the Example is provided. 同実施例の超音波プローブが備える振動素子の配列方向と超音波送受信方向との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the arrangement direction of the vibration element with which the ultrasonic probe of the Example is provided, and an ultrasonic transmission / reception direction. 同実施例の超音波診断装置が備えるボリュームデータ生成部の具体的な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the specific structure of the volume data generation part with which the ultrasonic diagnosing device of the Example is provided. 同実施例における予備撮影モードのMPR画像データに基づいて設定されるフライスルー画像データの視野角度を説明するための図。The figure for demonstrating the viewing angle of the fly-through image data set based on the MPR image data of the preliminary | backup imaging | photography mode in the Example. 同実施例におけるボリュームデータ生成領域とフライスルー画像データ生成領域の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the volume data generation area | region and fly-through image data generation area | region in the Example. 同実施例のフライスルー画像データ生成部において生成されるフライスルー画像データの特徴を模式的に示す図。The figure which shows typically the characteristic of the fly through image data produced | generated in the fly through image data production | generation part of the Example. 同実施例のフライスルー画像データ生成部において生成されるフライスルー画像データの具体例を示す図。The figure which shows the specific example of the fly through image data produced | generated in the fly through image data production | generation part of the Example. 同実施例の穿刺支援データ生成部によって生成される穿刺支援データの具体例を示す図。The figure which shows the specific example of the puncture assistance data produced | generated by the puncture assistance data production | generation part of the Example. 同実施例における穿刺支援データの生成/表示手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the production | generation / display procedure of the puncture assistance data in the Example. 従来の穿刺用超音波プローブを説明するための図。The figure for demonstrating the conventional ultrasonic probe for puncture.

符号の説明Explanation of symbols

2…送受信部
21…送信部
22…受信部
3…超音波プローブ
4…受信信号処理部
5…ボリュームデータ生成部
51…超音波データ記憶部
52…補間処理部
53…ボリュームデータ記憶部
6…MPR画像データ生成部
7…フライスルー画像データ生成部
8…穿刺支援データ生成部
9…表示部
10…穿刺アダプタ
11…刺入距離検出部
12…穿刺針先端検出部
13…視点・視線方向設定部
14…入力部
141…識別情報入力部
142…MPR断面設定部
143…視野角度設定部
15…走査制御部
16…システム制御部
150…穿刺針
100…超音波診断装置
2. Transmission / reception unit 21 ... Transmission unit 22 ... Reception unit 3 ... Ultrasonic probe 4 ... Reception signal processing unit 5 ... Volume data generation unit 51 ... Ultrasonic data storage unit 52 ... Interpolation processing unit 53 ... Volume data storage unit 6 ... MPR Image data generation unit 7 ... fly-through image data generation unit 8 ... puncture support data generation unit 9 ... display unit 10 ... puncture adapter 11 ... puncture distance detection unit 12 ... puncture needle tip detection unit 13 ... viewpoint / gaze direction setting unit 14 ... Input unit 141 ... Identification information input unit 142 ... MPR section setting unit 143 ... View angle setting unit 15 ... Scanning control unit 16 ... System control unit 150 ... Puncture needle 100 ... Ultrasonic diagnostic apparatus

Claims (11)

被検体に対する3次元走査によって収集したボリュームデータに基づき、穿刺針を用いた検査あるいは治療に対する穿刺支援データを生成する超音波診断装置において、
前記穿刺針の先端部位置及び刺入方向の情報に基づいて視点及び視線方向を設定する視点・視線方向設定手段と、
前記視点を基準としたフライスルー画像データの視野角度を設定する視野角度設定手段と、
前記視点及び視線方向と前記視野角度に基づいて決定されるフライスルー画像データの生成領域におけるボリュームデータを処理して前記フライスルー画像データを生成するフライスルー画像データ生成手段と、
前記フライスルー画像データを用いて前記穿刺支援データを生成する穿刺支援データ生成手段と、
前記穿刺支援データを表示する表示手段とを
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
In an ultrasonic diagnostic apparatus for generating puncture support data for examination or treatment using a puncture needle based on volume data collected by three-dimensional scanning of a subject,
Viewpoint / line-of-sight direction setting means for setting the viewpoint and line-of-sight direction based on information on the tip position and insertion direction of the puncture needle;
Viewing angle setting means for setting the viewing angle of fly-through image data based on the viewpoint;
Fly-through image data generating means for processing the volume data in the generation region of fly-through image data determined based on the viewpoint and line-of-sight direction and the viewing angle, and generating the fly-through image data;
Puncture support data generating means for generating the puncture support data using the fly-through image data;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: display means for displaying the puncture support data.
前記穿刺針の傾斜角度を設定する穿刺アダプタと、前記穿刺アダプタに設けられたニードルガイドに沿って刺入される前記穿刺針の前記被検体に対する刺入距離を検出する刺入距離検出手段と、前記傾斜角度及び前記刺入距離に基づいて前記穿刺針の先端部位置及び刺入方向を検出する穿刺針先端検出手段を備え、前記視点・視線方向設定手段は、前記穿刺針先端検出手段によって検出される前記穿刺針の先端部位置及び刺入方向の情報に基づいて前記視点及び視線方向を設定することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。   A puncture adapter for setting an inclination angle of the puncture needle, and a puncture distance detecting means for detecting a puncture distance of the puncture needle inserted along a needle guide provided in the puncture adapter with respect to the subject; A puncture needle tip detection unit that detects a tip position and a puncture direction of the puncture needle based on the tilt angle and the puncture distance; and the viewpoint / line-of-sight direction setting unit is detected by the puncture needle tip detection unit The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the viewpoint and the line-of-sight direction are set based on information on a tip position and a direction of insertion of the puncture needle. 前記穿刺アダプタの識別情報を入力する識別情報入力手段を備え、前記穿刺針先端検出手段は、前記識別情報に対応して予め設定された前記穿刺アダプタにおけるニードルガイドの傾斜角度に基づいて前記刺入方向を検出することを特徴とする請求項2記載の超音波診断装置。   Identification information input means for inputting identification information of the puncture adapter, wherein the puncture needle tip detection means is configured to insert the puncture needle based on an inclination angle of a needle guide in the puncture adapter set in advance corresponding to the identification information. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2, wherein a direction is detected. 前記ボリュームデータに設定された1つあるいは複数のMPR断面においてMPR画像データを生成するMPR画像データ生成手段を備え、前記視野角度設定手段は、前記MPR画像データに基づいて前記視野角度を設定することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。   MPR image data generating means for generating MPR image data in one or a plurality of MPR sections set in the volume data is provided, and the viewing angle setting means sets the viewing angle based on the MPR image data. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1. 前記MPR断面は、前記穿刺針の刺入方向を含む1つあるいは複数からなる第1の2次元平面及び前記穿刺針の先端部を含み前記第1の2次元平面に直交する第2の2次元平面の少なくとも何れかに対して設定されることを特徴とする請求項4記載の超音波診断装置。   The MPR cross section includes one or a plurality of first two-dimensional planes including the insertion direction of the puncture needle and a second two-dimensional plane including the distal end portion of the puncture needle and orthogonal to the first two-dimensional plane. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus is set for at least one of the planes. 前記複数からなる第1の2次元平面は、前記穿刺針の刺入方向において互いに直交することを特徴とする請求項5記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 5, wherein the plurality of first two-dimensional planes are orthogonal to each other in the insertion direction of the puncture needle. 前記フライスルー画像データ生成手段は補間処理手段を備え、前記視点及び視線方向と前記視野角度に基づいて決定される前記フライスルー画像データの生成領域におけるボリュームデータを補間処理することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。   The fly-through image data generation means includes interpolation processing means, and performs interpolation processing on volume data in a generation region of the fly-through image data determined based on the viewpoint and line-of-sight direction and the viewing angle. Item 2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to Item 1. 前記フライスルー画像データ生成手段は、前記フライスルー画像データにおける穿刺対象臓器の予想刺入位置に刺入位置マーカを重畳することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the fly-through image data generation unit superimposes an insertion position marker on an expected insertion position of the puncture target organ in the fly-through image data. 前記フライスルー画像データ生成手段は、被検体に対する3次元走査によって収集したBモードデータ及びカラードプラデータの少なくとも何れかに基づくボリュームデータを処理して前記フライスルー画像データを生成することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。   The fly-through image data generating means generates the fly-through image data by processing volume data based on at least one of B-mode data and color Doppler data collected by three-dimensional scanning on a subject. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1. 前記フライスルー画像データ生成手段は、各種臓器の前記視点からの距離に応じ輝度及び色調の少なくとも何れかを変化させて前記フライスルー画像データを生成することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。   The ultrasonic wave according to claim 1, wherein the fly-through image data generating unit generates the fly-through image data by changing at least one of luminance and color tone according to a distance from the viewpoint of various organs. Diagnostic device. 前記穿刺支援データ生成手段は、前記フライスルー画像データと前記MPR画像データを合成して前記穿刺支援データを生成することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the puncture support data generation unit generates the puncture support data by combining the fly-through image data and the MPR image data.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012005593A (en) * 2010-06-23 2012-01-12 Hitachi Medical Corp Ultrasound diagnostic apparatus for generating and displaying three-dimentional ultrasonic image
JP2015524691A (en) * 2012-07-16 2015-08-27 ミラビリス メディカ インク Human interface and devices for ultrasound guided therapy
JP2017070362A (en) * 2015-10-05 2017-04-13 東芝メディカルシステムズ株式会社 Ultrasonic diagnostic apparatus and medical image diagnostic apparatus

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