JP2009512532A - 膀胱診断用超音波診断装置及び超音波診断方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、膀胱診断用超音波診断装備及びその診断方法に関し、前記膀胱診断用超音波診断装備は、事前スキャンモード及びスキャンモードの動作モードを備え、まず事前スキャンモードを駆動して膀胱の位置を正確に把握した後、スキャンモードを駆動して膀胱内の尿量を測定する。もし、前記膀胱診断用超音波診断装備が事前スキャンモードである場合、一つの面に対する超音波情報を受信し、これを用いて該当面に対する映像を獲得してディスプレイさせる。もし、前記膀胱診断用超音波診断装備がスキャンモードである場合、トランスデューサからｍ個の各面に対して、各々ｎ本の走査ラインの超音波情報を順次受信し、受信された情報を用いて膀胱内の尿量を計算する。本発明に係る膀胱診断用超音波診断装備は、事前スキャンモードの駆動によって迅速に膀胱の正確な位置を把握できるようになる。膀胱の位置を正確に把握することによって、膀胱内の尿量も迅速でかつ正確に検出できるようになる。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯可能な膀胱診断用超音波診断装置及び該装置を用いた超音波診断方法に関し、より具体的には、事前スキャンモードとスキャンモードとを備え、膀胱の位置を迅速でかつ正確に把握することができ、膀胱内の尿量を自動に測定できる携帯可能な小型の超音波診断装置と該装置を用いて、膀胱内の尿量を測定できる超音波診断方法に関する。

一般に、超音波システムは、探触子であるトランスデューサの圧電効果によって、検査しようとする対象物に超音波信号を発し、その結果、対象物の不連続面で反射して戻ってくる超音波信号を受信した上で、その受信した超音波信号を電気的な信号に変換させて、所定の映像装置に出力することで、対象物の内部状態を検査するシステムである。このような超音波システムは、医療診断用、非破壊検査、水中探索機器などに広く使われている。

ところが、従来の超音波診断装備の大部分は、その体積と重量とが非常に大きく、その移動が容易でないという不都合があった。このような不都合を解消するために、携帯可能な超音波診断機に対する種々の提案が提示された。韓国登録実用新案第２０-１３７９９５号は、"携帯可能な超音波診断機"を開示している。
一方、膀胱の異常、又は、排尿障害検査において、膀胱内の尿量を測定することが必須な要素として使用されている。また、手術後に引き起こされ得る小便の渋滞を予防するために、カテーテルを用いた排尿に先立って、膀胱内の尿量を測定したり、排尿訓練においても、一つのガイドラインとして膀胱内の尿量を測定して使用したりする。

このように、膀胱内の尿量を測定するために超音波診断装備を使用しており、大きく２つの方法が使われている。第１のの方法は、一般的な超音波診断装備を用いて得られた膀胱の垂直面と水平面の超音波映像から尿量を計算するが、この方法は、多くのアルゴリズムが提案されて使用されてきたが、相当な誤差率を示しているだけでなく、使用者によって、異なる結果を示すこともあるという問題点がある。第２のの方法は、尿量を測定するための専用の超音波装備を用いることであり、米国特許第４、９２６、８７１号が、専用の超音波装備を開示している。ところが、第２のの方法による専用の超音波装備も、大部分の膀胱に対する垂直面と水平面の２つの超音波映像を用いて尿量を計算し、尿量計算のために、使用者が最大の大きさを示す面積を探して選択してくれなければならないという短所がある。

このため、本出願人は、膀胱の位置を迅速でかつ正確に把握して、膀胱内の尿量も迅速でかつ正確に計算できる方案を提案しようとする。

前述した問題点を解決するための本発明の目的は、膀胱の位置を迅速でかつ正確に把握して、膀胱内の尿量も迅速でかつ正確に計算できる膀胱診断用超音波診断装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、携帯可能な体積と重量とからなる膀胱診断用超音波診断装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、超音波診断装置において、超音波受信信号を用いて、膀胱内の尿量を正確に測定する超音波診断方法を提供することにある。

前述した技術的課題を達成するための本発明の特徴は、膀胱内の尿量を測定できる膀胱診断用超音波診断装備に関し、
一つの走査ラインに対して超音波信号を発散し、対象物から反射される超音波信号を受信するトランスデューサと、
前記トランスデューサから転送される超音波信号をデジタル信号に変換させるアナログ信号処理部と、
所定の映像信号を出力するディスプレイ部と、
前記アナログ信号処理部から転送されるデジタル形態の超音波信号を用いて映像処理して前記ディスプレイ部に出力し、全動作を制御する中央制御部と、
前記トランスデューサを第１の方向に沿って回転移動させる第１のステップモーターと、
前記トランスデューサを第２の方向に沿って回転移動させる第２のステップモーターと、
前記中央制御部からの駆動制御信号に応じて、前記第１のステップモーターと第２のステップモーターとの動作を制御する駆動制御部と、
動作モードを選択するスイッチ部と、を備え、
もし、前記スイッチ部によって第１の動作モードが選択される場合、前記中央制御部は、現在位置において、、一つの面に対するｎ本の走査ラインの超音波情報を受信し、受信された超音波情報から該当面の膀胱映像を獲得し、獲得された膀胱映像をディスプレイ部に出力させ、
もし、前記スイッチ部によって第２の動作モードが選択される場合、前記中央制御部は、ｍ個の面に対して各々ｎ本の走査ラインの超音波情報を受信し、受信された超音波情報を用いて膀胱内の尿量を計算する。
前述した特徴を有する超音波診断装備は、前記第１の動作モードが選択される場合、前記中央制御部は、現在位置において、、第２のステップモーターを回転移動させる駆動制御信号を駆動制御部に転送し、前記駆動制御部は、前記中央制御部からの駆動制御信号に応じて第２のステップモーターを順次回転移動させ、
前記中央制御部は、前記第２のステップモーターの回転によってトランスデューサから順次転送されるｎ本の走査ラインの超音波情報を受信し、受信された超音波情報を用いて該当面の２次元膀胱映像を抽出し、抽出された映像をディスプレイ部に出力させることが望ましい。

前述した特徴を有する超音波診断装備は、前記第２の動作モードが選択される場合、前記中央制御部は、前記第１のステップモーターを回転移動させてトランスデューサを第１の方向に沿って順次回転移動させ、前記第１のステップモーターが回転移動する度に、前記第２のステップモーターを第２の方向に沿って一定の角度にｎ度だけ回転移動させる駆動制御信号を駆動制御部に転送し、
前記駆動制御部は、前記中央制御部からの駆動制御信号に応じて、第１のステップモーター及び第２のステップモーターを回転移動させ、
前記中央制御部は、前記第１のステップモーターと前記第２のステップモーターとの移動に従って、トランスデューサから順次受信されるｍ個の各面に対して、各々ｎ本の走査ラインの超音波情報を用いて膀胱内の尿量を計算することが望ましい。

本発明の他の特徴に係る超音波診断装備を用いて、膀胱内の尿量を測定する方法は、
(a)外部から入力される動作モードを確認する段階と、
(b)もし、外部から入力された動作モードが事前スキャンモードである場合、現在位置において、トランスデューサから一つの面に対してｎ本の走査ラインの超音波情報を受信し、受信された超音波情報から該当面の膀胱映像を抽出し、抽出された映像をディスプレイ部に出力する段階と、
(c)もし、外部から入力された動作モードがスキャンモードである場合、トランスデューサからｍ個の各面に対して、各々ｎ本の走査ラインの超音波情報を順次受信し、受信された超音波情報を用いて膀胱内の尿量を測定する段階と、を備える。
前述した特徴を持つ超音波診断方法の前記(c)段階は、
(c１)全ての走査ラインの超音波情報から前壁位置と後壁位置とを検出する段階と、
(c２)各走査ラインに対して検出された前壁位置と後壁位置との差異値を求める段階と、
(c３)各面を構成するｎ本の走査ラインに対して求めた差異値を用いて、各面の膀胱映像に対する面積を求める段階と、
(c４)各面の補正係数を求める段階と、
(c５)各面の膀胱映像の面積と同じ面積を持つ円の半径を算出し、算出された各面の半径に該当面の補正係数を適用して補正半径を算出する段階と、
(c６)各面の補正半径の平均半径を求める段階と、
(g)前記平均半径を持つ球の体積を求める段階と、を備えることが望ましい。そして、最終的に求めた体積は、膀胱内の残尿量の体積になる。

本発明によれば、一つのトランスデューサと、２本の回転軸を有する２つのステップモーターとを備えることで、全体積と重量とが小さく、かつ、３次元映像に対する超音波情報を提供できる超音波診断装備を提供できるようになる。

また、本発明によれば、超音波診断装備の２つのステップモーターが自動に回転しながら超音波情報を収集することで、超音波診断装備が配置された地点から円錐状内の超音波情報を全部収集できるようになる。その結果、従来の装備は、２つの面に対する超音波情報だけを用いて膀胱内の尿量を測定するために、データが不正確である反面、本発明に係る装備は、３６０゜内に均一に離隔して存在する多数個の面に対する超音波情報を用いて尿量を測定することで、非常に正確に測定できるようになる。

特に、本発明に係る装備は、最初の検出位置が膀胱の中心からずれた程度を数値化した補正係数を適用することで、検出位置が膀胱の中心からずれても、常に正確な測定ができるようになる。

また、本発明に係る超音波診断装置の事前スキャンモードを駆動させることによって、使用者が診断しようとする膀胱の中心位置をより迅速でかつ正確に把握できるようになる。その結果、膀胱の尿量もより迅速でかつ正確に測定できるようになる。

以下、添付の図面を参照して、本発明の望ましい実施形態に係る膀胱診断用超音波診断装置の構成及び動作を具体的に説明する。
図１は、本発明の望ましい実施形態に係る膀胱診断用超音波診断装置の内部構成を概略的に示したブロック図であり、図２は、図１の膀胱診断用超音波診断装置を示した斜視図である。
図１を参照すれば、本発明の望ましい実施形態に係る超音波診断装置１０は、全動作を制御する中央制御部１００と、トランスデューサ１１０と、第１のステップモーター１２０と、第２のステップモーター１３０と、駆動制御部１４０と、アナログ信号処理部１５０と、スイッチ部１６０と、メモリ１８０と、ディスプレイ部１７０と、を備える。以下、前述した超音波診断装置１０の各構成要素について具体的に説明する。

前記トランスデューサ１１０は、超音波信号を発散し、発散された超音波信号が人体の内部臓器などにより反射されて出てくる超音波信号を受信するもので、受信されたアナログ形態の信号をアナログ信号処理部１５０に転送するようになる。本発明に係る膀胱診断用超音波診断装備のトランスデューサ１１０は、膀胱内の尿として反射されて出てくる超音波信号を受信するようになる。

前記アナログ信号処理部１５０は、前記トランスデューサ１１０から転送されるアナログ形態の信号をデジタル信号に変換処理して中央制御部１００に転送する。

前記スイッチ部１６０は、事前スキャンモード及びスキャンモードのような動作モードを選択的に入力できるスイッチを含む。本発明の望ましい実施形態に係るスイッチ部１６０は、一つのスイッチを用いて、入力時間や入力形態によって動作モードを決定できる。その他に、本発明のスイッチ部１６０の他の実施形態は、多数個のボタンを備え、各動作モードに対して異なるボタンを割り当てることもできる。

前記中央制御部１００は、前記スイッチ部を介して入力される動作モードを判断した上で、もし、事前スキャンモードが入力される場合は、事前スキャンモードに動作し、もし、スキャンモードが入力される場合は、スキャンモードに動作するようになる。

以下、本発明に係る超音波診断装置の事前スキャンモードでの動作を説明する。
もし、事前スキャンモードである場合、前記中央制御部は、前記第２のステップモーターを順次回転移動させる駆動制御信号を前記駆動制御部に転送し、前記駆動制御部は、前記中央制御部からの駆動制御信号に応じて第２のステップモーターを、ｙｚ方向(すなわち、第２の方向)に沿って回転移動させる。前記第２のステップモーターの回転移動に従って、前記トランスデューサも共に回転移動するようになる。前記トランスデューサは、ｙｚ方向に沿って回転移動しながら、ｙｚ方向のｎ本の走査ラインに対する超音波情報を獲得する。一方、前記中央制御部は、ｙｚ方向のｎ本の走査ラインの超音波情報をトランスデューサから受信し、受信された超音波情報からｙｚ方向の該当面の膀胱に対する映像を抽出し、抽出された映像を前記ディスプレイ部に出力する。この場合、本発明に係る診断装置は、事前スキャンモードでトランスデューサが患者の腹部位から膀胱に向ける方向に置かれた状態で、患者の水平方向である患者の左右方向に沿って回転するようになり、その結果、獲得される２次元映像をディスプレイ部に出力するようになる。

本発明に係る診断装置を使用する使用者は、事前スキャンモードを駆動した上で、ディスプレイ部に出力される映像を確認することで、診断しようとする膀胱の位置を迅速でかつ正確に把握できるようになる。

そして、事前スキャンモードでは、スキャンモードが入力される前まで、前述した過程を一定の周期毎に繰り返して行い、該当面に対する２次元映像をディスプレイ部に出力する。この場合、反復周期は、約５秒以内が望ましい。

一方、本発明に係る超音波診断装置の事前スキャンモードに対する他の実施形態は、事前スキャンモードが選択される場合、多くは、３個の面に対する２次元映像を獲得して、一つの画面にディスプレイさせる。この場合、２次元映像を獲得する３個の面は、異なる角度からなることが望ましい。

以下、本発明に係る超音波診断装置のスキャンモードでの動作を説明する。
もし、スキャンモードである場合、前記中央制御部１００が前記第１のステップモーターと第２のステップモーターとを回転移動させることによって、トランスデューサは、ｍ個の各面に対して、各々ｎ本の走査ラインの超音波情報を獲得する。トランスデューサが、ｍ個の面に対して、各々ｎ本の走査ラインの超音波情報を獲得する過程は、次の通りである。

まず、第１のステップモーターは、固定させた後、第２のステップモーターを所定の角度にｎ度順次回転移動させながら、トランスデューサが移動した位置で、１本の走査ラインの超音波情報を獲得することで、一つの面に対してｎ本の走査ラインの超音波情報を獲得する。

次に、前記第２のステップモーターと直交する方向へ移動する第１のステップモーターを所定の角度にｍ度順次回転移動させながら、該当位置において、前述した過程(すなわち、一つの面に対してｎ本の走査ラインの超音波情報を獲得する過程)を繰り返し行うことで、第２のステップモーターにより移動したｍ個の面で各々ｎ個の走査ラインの超音波情報を獲得する。

このように、第１のステップモーターと第２のステップモーターとの回転移動により、全体として前記トランスデューサを頂点とした円錐状に超音波が発散及び受信され、膀胱に対して立体的な体積を測定できるようになる。
一方、前記中央制御部１００は、前記トランスデューサを介して獲得した超音波情報を、前記アナログ信号処理部１５０を介して前記トランスデューサから受信するようになる。前記中央制御部１００は、前記アナログ信号処理部１５０から転送される信号を用いて、検査対象物である膀胱の小便(尿量)の体積値を求め、膀胱に対する超音波映像をディスプレイ部に出力する。前記ディスプレイ部１７０は、前記中央制御部から転送される膀胱の特定面に対する映像をディスプレイさせ、前記膀胱内の残尿量の体積値を画面に一緒にディスプレイさせる。

図２に示されるように、前記第１のステップモーター１２０に回転支持台が連結されており、前記回転支持台の上部には、第２のステップモーター１３０が装着され、回転支持台と一緒に回転し、前記第２のステップモーター１３０は、回転軸を含むトランスデューサ支持台と連結され、前記トランスデューサ支持台には、トランスデューサ１１０が装着される。

前記中央制御部１００は、スイッチ部１６０から入力される動作モード信号に応じて駆動制御信号を駆動制御部１４０に転送し、前記駆動制御部１４０は、前記駆動制御信号に応じて前記第１のステップモーター１２０及び第２のステップモーター１３０の動きを制御することで、トランスデューサ１１０を回転移動させながら、膀胱に対する超音波映像を撮影するようになる。
前記第２のステップモーター１３０は、ｙｚ平面上で所定の角度だけ回転運動をするようになり、ギアを介して前記第２のステップモーターに連結された前記回転軸とトランスデューサ支持台とは、第２のステップモーターにより回転運動をするようになり、その結果、トランスデューサ支持台に装着された前記トランスデューサ１１０が、第２の方向(すなわち、ｙｚ平面)に沿って移動するようになる。

一方、前記第２のステップモーター１３０が装着された回転支持台は、前記第１のステップモーター１２０と連結されることで、前記第１のステップモーター１２０がｘｙ平面上で移動することによって、前記回転支持台も第１の方向(すなわち、ｘｙ方向)に沿って一定の角度だけ移動するようになる。したがって、第２のステップモーターが回転する方向である第２の方向と、第１のステップモーターが回転する方向である第１の方向とは、互いに直交するようになる。

図３の(a)及び(b)は、本発明に係る超音波診断装置１０が一つの面に対する膀胱の映像を獲得する過程を説明するために示した図である。

図３の(a)を参照すれば、トランスデューサが患者の膀胱２１０上の腹部２００の任意の位置に配置された超音波診断装置１０において、中央制御部は、第１のステップモーター及び第２のステップモーターを固定させ、該当位置での超音波信号を検出する。次に、第２のステップモーターをｙｚ方向に沿って一定の角度を移動させることによって、該当角度で超音波信号を検出する過程を繰り返すことで、ｎ本の走査ライン(scan line)、すなわち、第１の走査ライン２２０、第２の走査ライン２２２、...、第ｉの走査ライン２２４、...、第ｎの走査ライン２２６に対する超音波信号を順次検出する。ｎ個の超音波信号を検出した後、図３の(b)に示されるように、中央制御部１００は、該当面に対する超音波信号を処理して、膀胱に対する２次元映像を生成し、生成された２次元映像をディスプレイ部１７０上にディスプレイさせる。図３の(b)は、ディスプレイ部に出力された２次元映像を示したものであり、膀胱内の小便２１２が周辺の組織２０２と分離してディスプレイされる。

一方、第１のステップモーターを一定の角度回転移動させながら、前述した過程を繰り返して、ｍ個の各面に対するｎ本の走査ラインの超音波信号を検出するようになる。このように、ｍ個の面に対して得た２次元映像を用いて、３次元映像を生成するようになる。この場合、獲得する２次元映像の個数ｍは、少なくとも４個以上３０個以下であることが望ましい。

［膀胱体積測定方法］
以下、前述した構成を持つ本発明の望ましい実施形態に係る超音波診断装置１０の中央制御部１００が、超音波信号を用いて膀胱内の尿量を測定する方法を具体的に説明する。

まず、中央制御部は、スイッチ部を介して入力された動作モードを判断する(段階４００)。もし、動作モードが事前スキャンモードである場合、現在位置における一つの面に対するｎ本の走査ラインにスキャンした超音波情報を受信し(段階４１０)、受信された超音波情報を用いて、該当面に対する膀胱の２次元映像を抽出してディスプレイ部に出力する(段階４１２)。従って、本発明に係る超音波診断装置を操作する使用者は、まず、事前スキャンモードに動作させ、画面にディスプレイされる２次元映像を見ながら、プローブを移動するか、又は、傾きを調節することで、超音波映像の中心部に膀胱が位置するようにするだけでなく、膀胱面が大きく見えるように、プローブの位置及びプローブの傾き角度を探せるようになる。このような過程を通じて、膀胱の中心に近接した位置でスキャンモードを動作させることができるようになり、その結果、膀胱に対する正確な測定を迅速に行えるようになる。

もし、動作モードがスキャンモードである場合、超音波診断装置のトランスデューサから、診断対象物である膀胱をｍ個の面に対して各々ｎ本の走査ラインにスキャンした超音波情報を受信する(段階４２０)。一つの面でｎ本の走査ライン(line)の超音波情報を受信する過程をｍ個の面に対して繰り返し行うことによって、全てｍ個の面に対して各々ｎ本の走査ラインの超音波情報を受信するようになる。スキャンする面の個数と一つの面に対する走査ラインの個数とは、診断対象物の領域や大きさによって異なって決めることができ、膀胱を測定する場合、膀胱の全領域を十分に含めるように、ラインの個数と映像の個数とを決定する。例えば、膀胱を診断する場合、一つの映像をなすラインとラインとの間の角度を、１.８゜に設定すると、約６７本のラインであり、全膀胱領域を十分に含めるようになる。

次に、一つの面を構成する各走査ラインの超音波情報から各走査ラインに対する膀胱の前壁位置と後壁位置とを検出した後(段階４２１)、各走査ラインに対して、前記検出された前壁位置と後壁位置との差異値(Depth[１]、Depth[２]、...、Depth[n]を求める(段階４２２)。そして、各面を構成する走査ラインに対する前記差異値を合算することで、該当面の面積(Area)を求める。

このように、該当面の面積を求める過程をｍ個の面に対して繰り返して行い、各面の面積(Area[１]、Area[２]、...、Area[m])を求める(段階４２４)。この場合、各走査ラインの膀胱の前壁位置及び後壁位置に対する差異値を用いて各面の面積を求める方法は、多様に提示され得るし、そのうちの一つは、第２のステップモーターの回転移動角を用いて、一つの走査ラインに対する扇形模様から各面積を求めた後、壁を有する全ラインからなる扇形面積を合わせて、該当面の面積を求めるものである。他の一つは、隣接した２本の走査ラインの２つの前壁と２つの後壁とから構成される台形模様の面積を求める過程を、全ての走査ラインに対して繰り返し行い、このように求められた台形面積を合わせて全面積を求めるものである。

一方、複数の２次元映像を用いて３次元体積を求めるにあたって、もし、第１の回転軸が膀胱の中心からずれた位置でスキャンするようになる場合、実際の膀胱の尿量より少ない量が計算され、実際量と誤差が生じるようになる。このような誤差を減殺させ、正確な膀胱内の尿量を測定するために数値補正を行う。以下、数値補正する過程を説明する。

まず、各面を構成するｎ本の走査ラインに対する膀胱の前壁位置と後壁位置との差異値を求める。次に、前記差異値のうち、各面の最大差異値(Bladder Depth[１]、BladderDepth[２]、...、BladderDepth[m])を求め(段階４２６)、前記各面の最大値(BladderDepth[１]、BladderDepth[２]、...、BladderDepth[m])のうち最も大きい値である全体の最大値(MaxBladderDepth)を求める(段階４２８)。

次に、前記全体の最大値(MaxBladderDepth)及び各面の最大差異値(BladderDepth[１]、BladderDepth[２]、...、BladderDepth[m])を用いて、各面に対する補正係数(ComFactor[１]、ComFactor[２]、...、comFactor[i]、ComFactor[m])を数１により求める(段階４３０)。

次に、各面の膀胱に対する映像を円(circle)と仮定し、各面の面積(Area[１]、Area[２]、...、Area[m])と同じ面積を持つ円の半径(r[１]、r[２]、...、r[i]、r[m])を求め、これを各面の膀胱映像に対する半径に決定する(段階４３２)。
次に、補正係数及び各面の膀胱映像の半径に対する補正半径(ComR[１]、ComR[２]、...、ComR[i]、ComR[m])を数２により求める(段階４３４)。

各面の膀胱映像に対して計算された補正半径に対する平均値である平均半径(AverageR)を求める(段階４３６)。次に、全膀胱を球と仮定し、数３に従って、前記平均半径を用いて、膀胱内の尿量の全体積(Ｖ)を求める(段階４３８)。

前述した過程を通じて、本発明に係る膀胱診断用超音波診断装置は、膀胱内の尿量(Ｖ)を正確に検出できるようになる。
また、本発明に係る膀胱診断用超音波診断装備は、２次元映像から膀胱内の残尿

量だけでなく、膀胱の厚さ、膀胱の重さなどのような膀胱に対する情報を抽出することができ、抽出された膀胱に対する情報は、ディスプレイ部に出力するようになる。

以上、本発明についてその望ましい実施形態を中心として説明したが、これは、単に例示に過ぎず、本発明を限定するものでなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者ならば、本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲において、以上に例示されていない種々の変形と応用が可能であることが分かるはずである。例えば、本発明の実施形態において、第１のステップモーターと第２のステップモーターとの回転角度、各走査ラインに対する超音波情報を用いて、該当面に対する映像の面積を求める方法などは、診断性能を向上させるために、多様に変形して実施できるものである。そして、このような変形と応用に関係する相違点は、添付の請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解析されるべきである。

本発明に係る超音波診断装置及び診断方法は、医療分野に広く使われることができる。

本発明の望ましい実施形態に係る超音波診断装置の内部構成を概略的に示したブロック図である。 図１の超音波診断装置を示した斜視図である。 図２の超音波診断装置により２次元映像を獲得する過程を説明するために示した概念図である。 本発明の望ましい実施形態に係る超音波診断装置を用いて膀胱の体積を求める過程を順次説明するために示したフロー図である。

Claims (16)

1. 超音波信号を発散し、対象物から反射される超音波信号を受信するトランスデューサと、
   前記トランスデューサから転送される超音波信号をデジタル信号に変換させるアナログ信号処理部と、
   所定の映像信号を出力するディスプレイ部と、
   前記アナログ信号処理部から転送されるデジタル形態の超音波信号を用いて映像処理して前記ディスプレイ部に出力し、全動作を制御する中央制御部と、
   前記トランスデューサを第１の方向に沿って回転移動させる第１のステップモーターと、
   前記トランスデューサを第２の方向に沿って回転移動させる第２のステップモーターと、
   前記中央制御部からの駆動制御信号に応じて前記第１のステップモーターと第２のステップモーターの動作を制御する駆動制御部と、
   動作モードを選択するスイッチ部と、を備え、
   前記スイッチ部によって第１の動作モードが選択される場合、前記中央制御部は、現在位置において、トランスデューサから一つの面に対するｎ本の走査ラインの超音波情報を受信し、受信された超音波情報から映像を獲得し、獲得された映像をディスプレイ部に出力させ、
   前記スイッチ部によって第２の動作モードが選択される場合、前記中央制御部は、トランスデューサからｍ個の各面に対してｎ本の走査ラインの超音波情報を受信し、受信された超音波情報を用いて膀胱内の尿量を計算することを特徴とする、超音波診断装備。
2. 前記第１の動作モードが選択される場合、前記中央制御部は、現在位置において、第２のステップモーターを回転移動させる駆動制御信号を駆動制御部に転送し、前記駆動制御部は、前記中央制御部からの駆動制御信号に応じて第２のステップモーターを順次回転移動させることを特徴とし、
   前記中央制御部は、前記第２のステップモーターの回転によってトランスデューサから転送されるｎ本の走査ラインの超音波情報を受信し、受信された超音波情報から該当面に対する膀胱の２次元映像を抽出し、抽出された膀胱の２次元映像をディスプレイ部に出力させることを特徴とする請求項１に記載の膀胱診断用超音波診断装備。
3. 前記第２の動作モードが選択される場合、前記中央制御部は、
   第１のステップモーターを固定させ、第２のステップモーターを一定の角度だけ回転移動させた後、超音波情報を獲得する過程をｎ度繰り返し行い、１個の面に対してｎ本の走査ラインの超音波情報を獲得し、
   第１のステップモーターを一定の角度に回転移動させ、該当面に対してｎ本の走査ラインの超音波情報を獲得する過程をｍ度繰り返し行い、ｍ個の面に対して各々ｎ個の走査ラインの超音波情報を獲得することを特徴とする請求項１に記載の膀胱診断用超音波診断装備。
4. 前記中央制御部は、
   各走査ラインに対する膀胱の前壁位置と後壁位置とを検出し、
   各走査ラインに対して検出された前壁位置と後壁位置との差異値を求め、
   各面を構成するｎ本の走査ラインに対する前記差異値を用いて、該当面の膀胱映像に対する面積を求め、
   各面の補正係数を求め、
   各面の膀胱映像の面積と同じ面積を持つ円の半径を産出算出し、
   算出された各面の半径に該当面の補正係数を適用して、各面の補正半径を算出し、
   各面の補正半径の平均半径を求め、
   前記平均半径を用いて、球の体積を求めることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装備。
5. 前記中央制御部は、走査ラインに対する差異値のうち、各面の最大値を検出し、各面の最大値のうち、最も大きい値である全体の最大値を求め、各面の最大値及び全体の最大値の比を用いて、各面の補正係数を求めることを特徴とする請求項４に記載の超音波診断装備。
6. 超音波診断装備を用いて膀胱情報を測定する超音波診断方法において、
   (a)外部から入力される動作モードを確認する段階と、
   (b)外部から入力された動作モードが事前スキャンモードである場合、現在位置において、トランスデューサから一つの面に対してｎ本の走査ラインの超音波情報を受信し、受信された超音波情報を用いて、該当面の膀胱に対する映像を抽出し、抽出された映像をディスプレイ部に出力する段階と、
   (c)外部から入力された動作モードがスキャンモードである場合、トランスデューサからｍ個の各面に対して、各々ｎ本の走査ラインの超音波情報を順次受信し、受信された超音波情報を用いて、膀胱に対する情報を検出する段階と、
   を備えることを特徴とする超音波診断方法。
7. 前記(ｃ)段階は、
   (c１)各走査ラインに対して膀胱の前壁位置と後壁位置とを検出する段階と、
   (c２)各走査ラインに対して検出された前壁位置と後壁位置との差異値を求める段階と、
   (c３)各面を構成する走査ラインの前記差異値を用いて、該当面の膀胱映像の面積を求める段階と、
   (c４)各面の補正係数を求める段階と、
   (c５)各面の膀胱映像の面積と同じ面積を持つ円の半径を算出し、前記各面の半径に該当面の補正係数を適用して、各面の補正半径を算出する段階と、
   (c６)各面の補正半径に対する平均半径を求める段階と、
   (c7)前記平均半径を用いて球の体積を求める段階と、
   を備え、膀胱内の残尿量を測定することを特徴とする超音波診断方法。
8. 前記(c４)段階は、
   (１)走査ラインの差異値のうち、各面の最大値を検出する段階と、
   (２)各面の最大値のうち、最も大きい値である全体の最大値を求める段階と、
   (３)各面の最大値及び全体の最大値の比を用いて、各面の補正係数を求める段階と、
   からなることを特徴とする請求項７に記載の超音波診断方法。
9. 前記(３)の段階の補正係数は、数１によって計算されることを特徴とする請求項８に記載の超音波診断方法。
   

   

   (ここで、ComFactor[i]は、第ｉ面の補正係数、BladderDepth[i]は、第ｉ面の走査ラインに対する前壁位置と後壁位置との差異値のうち最大値、MaxBladderDepthは、全ての面の最大値のうち最も大きい値である全体の最大値である。)
10. 前記超音波診断方法によって検出される膀胱に対する情報は、膀胱内の残尿量、膀胱の厚さ、膀胱の重さに対する情報のうち少なくとも一つ以上であることを特徴とする請求項６に記載の超音波診断方法。
11. 超音波信号を用いて膀胱に対する情報を検出する超音波診断方法において、
    (a)外部から入力される動作モードを確認する段階と、
    (b)外部から入力された動作モードが事前スキャンモードである場合、現在位置において、トランスデューサから少なくとも一つの面に対してｎ本の走査ラインの超音波情報を受信し、受信された超音波情報を用いて該当面の膀胱に対する２次元映像を抽出し、抽出された２次元映像をディスプレイ部に出力する段階と、
    (c)外部から入力された動作モードがスキャンモードである場合、トランスデューサからｍ個の各面に対してｎ本の走査ラインの超音波情報を順次受信し、受信された超音波情報を用いてｍ個の２次元映像を抽出し、抽出されたｍ個の２次元映像から膀胱に対する情報を検出し、検出された膀胱に対する情報をディスプレイ部に出力する段階と、
    を備え、前記(b)段階において、外部から動作モードがスキャンモードに選択される前までは、前記(b)段階を一定時間の間隔毎に周期的に繰り返し行うことを特徴とする超音波診断方法。
12. 前記(c)段階において、ディスプレイ部に出力する膀胱に対する情報は、膀胱内の残尿量、膀胱壁の厚さ、膀胱の重さのうち少なくとも一つ以上を含むことを特徴とする請求項１１に記載の超音波診断方法。
13. 前記(m)は、４以上３０以下であることを特徴とする請求項６から１１のいずれか一項に記載の超音波診断方法。
14. 前記(b)段階の反復周期は、５秒以内であることを特徴とする請求項１１に記載の超音波診断方法。
15. 前記(b)段階において、事前スキャンモードで検出する２次元映像は、トランスデューサを患者の左右方向に沿ってスキャンして得た水平方向に対する映像であることを特徴とする請求項６から１１のいずれか一項に記載の超音波診断方法。
16. 前記(b)段階の事前スキャンモードは、最大限３個の面に対する２次元映像を獲得し、獲得した映像を一つの画面にディスプレイさせることを特徴とする請求項６から１１のいずれか一項に記載の超音波診断方法。

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