JP2011194084A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve problems of an ultrasonic diagnostic apparatus, developed for computing three-dimensional coordinates of an ultrasonic probe using electromagnetic waves as a method for computing the three-dimensional coordinates of the ultrasonic probe because it is necessary to compute the three-dimensional coordinates of the ultrasonic probe to improve the accuracy in generating a three-dimensional image within a subject, wherein a magnetic field is easily affected by the ambience, wherein it is difficult to accurately compute the three-dimensional coordinates of the ultrasonic probe and as a result, the accuracy in generating the three-dimensional image within the subject is impaired.SOLUTION: The ultrasonic probe is photographed by an imaging device set in a known position to obtain a plurality of two-dimensional images. Two-dimensional coordinate information is extracted from the captured plurality of two-dimensional images, and the three-dimensional coordinates and angle of the ultrasonic probe are computed from the correlations with coordinates of positions where the respective imaging devices are set. In this way, a more accurate three-dimensional image inside the subject can be generated by using the three-dimensional image of the ultrasonic probe strong against the change of the ambience.

Description

本発明は、被検体内部の立体形状を生成する超音波診断装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that generates a three-dimensional shape inside a subject.

超音波を用いて、人等の被検体内部の超音波断層像を取得し、これらの二次元画像を組み合わせて立体画像を生成する技術が開発されている。   A technique for acquiring an ultrasonic tomographic image inside a subject such as a human using ultrasonic waves and generating a stereoscopic image by combining these two-dimensional images has been developed.

しかし、超音波断層像を取得する際に超音波探触子の手動走査による手ぶれや被検体自体の揺れ等により、安定した精度を持つ立体画像を生成することは難しかった。   However, when acquiring an ultrasonic tomographic image, it has been difficult to generate a stereoscopic image with stable accuracy due to camera shake caused by manual scanning of the ultrasonic probe or shaking of the subject itself.

そこで、超音波探触子に位置センサを取り付け、位置センサにより検出された超音波探触子の三次元位置と撮像された二次元画像情報との対応関係から、手ぶれ等のズレの影響を除去しながら被検体内部の立体画像を生成する技術がある(例えば、特許文献1参照)。   Therefore, a position sensor is attached to the ultrasonic probe, and the influence of displacement such as camera shake is removed from the correspondence between the three-dimensional position of the ultrasonic probe detected by the position sensor and the captured two-dimensional image information. There is a technique for generating a stereoscopic image inside a subject (see, for example, Patent Document 1).

特開2008−279272号公報JP 2008-279272 A

しかしながら、これら位置検出器は、磁気発生により自己の三次元座標を算出しており、超音波探触子周辺の磁場環境が変化し易いことにより、正確な超音波探触子の三次元座標を算出することが難しかった。このことから、正確な被検体の立体画像も生成することが難しかった。   However, these position detectors calculate their own three-dimensional coordinates by the generation of magnetism, and the magnetic field environment around the ultrasonic probe is likely to change, so that accurate three-dimensional coordinates of the ultrasonic probe can be obtained. It was difficult to calculate. For this reason, it is difficult to generate an accurate stereoscopic image of the subject.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、磁場などの肉眼で見えない周囲環境の変化に影響されずに、超音波探触子の三次元座標と超音波発生方向(姿勢)を算出し、被検体内部の立体画像をより正確に算出する超音波診断装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the three-dimensional coordinates of the ultrasonic probe and the ultrasonic generation direction (attitude) are determined without being affected by changes in the surrounding environment that cannot be seen with the naked eye such as a magnetic field. An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that calculates and more accurately calculates a stereoscopic image inside a subject.

上記目的を達成するために、本発明の超音波診断装置は、
被検体に対し超音波を送信し、前記被検体からの前記超音波の反射波を受信する超音波探触子と、
前記超音波探触子で受信した反射波から前記被検体内部の断層画像を生成する断層画像生成手段と、
前記超音波探触子を撮像し、前記超音波探触子を撮像可能な位置に設置された撮像手段と、
前記撮像装置によって撮像された二枚以上の前記超音波探触子の画像から、前記超音波探触子の三次元座標・姿勢を算出する座標・姿勢算出手段と、
前記断層画像生成手段により生成された複数の前記断層画像を前記座標・姿勢算出手段により算出された前記超音波探触子の三次元座標・姿勢から位置合せ処理を行い、前記被検体内部の立体画像を生成する立体画像生成手段と、
前記立体画像生成手段により生成された前記被検体内部の立体画像を表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention includes:
An ultrasonic probe that transmits ultrasonic waves to the subject and receives the reflected waves of the ultrasonic waves from the subject;
A tomographic image generating means for generating a tomographic image inside the subject from a reflected wave received by the ultrasonic probe;
Imaging means installed in a position where the ultrasonic probe is imaged and the ultrasonic probe can be imaged;
Coordinate / posture calculating means for calculating three-dimensional coordinates / posture of the ultrasonic probe from two or more images of the ultrasonic probe imaged by the imaging device;
The plurality of tomographic images generated by the tomographic image generating means are subjected to alignment processing from the three-dimensional coordinates and postures of the ultrasonic probe calculated by the coordinate / posture calculating means, and a three-dimensional image inside the subject is obtained. Stereoscopic image generating means for generating an image;
Display means for displaying a stereoscopic image inside the subject generated by the stereoscopic image generating means;
It is characterized by providing.

本発明によれば、磁場等の肉眼で視認しにくい周囲環境の変化に依らず、超音波断層像撮像時の超音波探触子の位置・姿勢を検出できることとなり、被検体内部のより精度の高い立体画像を生成することができるようになる。   According to the present invention, the position / orientation of the ultrasonic probe at the time of ultrasonic tomographic image capturing can be detected regardless of changes in the surrounding environment that are difficult to see with the naked eye, such as a magnetic field. A high stereoscopic image can be generated.

本発明の第1の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る複数台の撮像装置と超音波探触子の配置例を示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement example of a plurality of imaging devices and ultrasonic probes according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る撮像装置による超音波探触子の撮像画像を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a captured image of the ultrasonic probe by the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る被検体の複数の超音波断面像を示す図。The figure which shows the some ultrasonic cross section image of the subject which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る被検体および被検体内部組織の複数の超音波断面像を重ねた概念図。1 is a conceptual diagram in which a plurality of ultrasonic cross-sectional images of a subject and a subject internal tissue according to the first embodiment of the present invention are superimposed. 本発明の第1の実施形態に係る複数の超音波断層像から生成された被検体および被検体内部の立体画像を示す図。The figure which shows the test object produced | generated from the some ultrasonic tomogram which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and the stereo image inside a test object. 本発明の第1の実施形態に係る被検体の立体画像と超音波探触子と超音波断層像の合成画像を示す図。The figure which shows the synthetic | combination image of the stereo image of the subject which concerns on the 1st Embodiment of this invention, an ultrasonic probe, and an ultrasonic tomogram. 本発明の第2の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャート。6 is a flowchart showing the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the ultrasonic diagnosing device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 注目点αが表示された超音波断層像を示す図。The figure which shows the ultrasonic tomogram in which attention point (alpha) was displayed. 注目点αが表示された超音波断層像のスキャン平面の概念を表す図。The figure showing the concept of the scanning plane of the ultrasonic tomogram in which attention point (alpha) is displayed. 本発明の第2の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャート。6 is a flowchart showing the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment of the present invention.

(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施態様の構成について図1乃至図2を参照しながら説明する。
(First embodiment)
The configuration of the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1は、本発明の第1の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment of the present invention.

図1に示すように、本実施形態の超音波診断装置は、撮像装置20a,20bと、撮像装置パラメータ取得部21と、超音波探触子撮像画像取得部22と、超音波探触子位置・姿勢算出部23と、システム設定部30と、標準座標設定記憶部31と、超音波探触子40と、超音波断層像取得部41と、立体画像生成部44と、表示部45等から構成される。   As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus of this embodiment includes imaging devices 20a and 20b, an imaging device parameter acquisition unit 21, an ultrasonic probe captured image acquisition unit 22, and an ultrasonic probe position. From the attitude calculation unit 23, the system setting unit 30, the standard coordinate setting storage unit 31, the ultrasonic probe 40, the ultrasonic tomographic image acquisition unit 41, the stereoscopic image generation unit 44, the display unit 45, etc. Composed.

撮像装置20a,20bは、超音波探触子40の形状、模様、色彩等を撮像する装置である。例えば、デジタル方式、アナログ方式の撮像装置である。これらの複数台の撮像装置のうち、少なくとも二台は同一の超音波探触子40を異なった角度から同時に撮像するように配置される。配置例として、図2に示すように、超音波探触子40を同一の高さかつ90度異なる角度から撮影する位置に設置する。また、同時に二枚以上の撮像画像が得られれば良いので、三台以上の撮像装置を利用した場合はそのうちの二台が同時に超音波探触子40を撮像できれば、超音波探触子40の三次元座標(x,y,z)・姿勢Rを算出する。 The imaging devices 20a and 20b are devices that image the shape, pattern, color, and the like of the ultrasound probe 40. For example, there are digital and analog imaging devices. Among these plural imaging devices, at least two are arranged so as to simultaneously image the same ultrasonic probe 40 from different angles. As an arrangement example, as shown in FIG. 2, the ultrasonic probe 40 is installed at a position where the ultrasonic probe 40 is imaged from the same height and an angle different by 90 degrees. Further, since it is sufficient that two or more captured images are obtained at the same time, when three or more imaging devices are used, if two of them can simultaneously image the ultrasound probe 40, the ultrasound probe 40 can be obtained. Three-dimensional coordinates (x P , y P , z P ) / attitude R are calculated.

このように撮像装置20a,20bは、同時にそれぞれ異なった角度から超音波探触子40の画像を撮像する。本実施形態では、撮像装置20a,20bの固定位置は、超音波断層像取得前に固定され、一連の立体画像を生成する動作の開始から終了まで動かさないものとする。なお、「固定」と記載しているが、撮影された超音波画像とその時点の撮像手段の位置パラメータとの対応ができれていれば問題なく、本実施形態では簡単のため「固定」と記載している。   Thus, the imaging devices 20a and 20b simultaneously capture images of the ultrasonic probe 40 from different angles. In the present embodiment, the fixed positions of the imaging devices 20a and 20b are fixed before acquisition of the ultrasonic tomographic image, and are not moved from the start to the end of the operation of generating a series of stereoscopic images. Although it is described as “fixed”, there is no problem as long as correspondence between the captured ultrasonic image and the position parameter of the imaging unit at that time can be achieved, and “fixed” for simplicity in this embodiment. It is described.

撮像装置パラメータ取得部21は、撮像装置20a,20bの設置位置座標や撮像方向等のパラメータを記憶する。取得したパラメータを超音波探触子位置・姿勢算出部23へ送出する。取得したパラメータは、撮像した二枚の超音波探触子画像から、超音波探触子40の三次元座標(x,y,z)・姿勢Rを算出する場合に利用する。 The imaging device parameter acquisition unit 21 stores parameters such as installation position coordinates and imaging direction of the imaging devices 20a and 20b. The acquired parameters are sent to the ultrasonic probe position / posture calculation unit 23. The acquired parameters are used when the three-dimensional coordinates (x P , y P , z P ) / attitude R of the ultrasonic probe 40 are calculated from the two imaged ultrasonic probe images.

超音波探触子撮像画像取得部22は、撮像装置20a,20bにて撮像された画像を取得する。取得した撮像画像を超音波探触子位置・姿勢算出部23へ送出する。この超音波探触子撮像画像取得部22に表示部を設けて、表示部に表示される超音波探触子画像から撮像装置20a,20bの最初の設置位置・姿勢の調整に利用させてもよい。   The ultrasonic probe captured image acquisition unit 22 acquires images captured by the imaging devices 20a and 20b. The acquired captured image is sent to the ultrasonic probe position / posture calculation unit 23. Even if this ultrasonic probe captured image acquisition unit 22 is provided with a display unit, the ultrasonic probe image displayed on the display unit can be used to adjust the initial installation position and orientation of the imaging devices 20a and 20b. Good.

超音波探触子位置・姿勢算出部23は、撮像装置20a,20bの設置位置パラメータから各撮像画像の相関関係を演算し、超音波探触子撮像画像取得部22から送られてきた同時刻に撮像された超音波探触子40の画像から、超音波探触子40の三次元座標(x,y,z)・姿勢Rを算出する。この三次元座標(x,y,z)は撮像装置20a,20bの設置位置座標をもとにした超音波探触子40の三次元座標であるが、後述するシステム設定部30で設定される標準座標を基準として計算してもよい。算出した超音波探触子40の三次元座標・姿勢情報を立体画像生成部44へ送出する。三次元座標(x,y,z)・姿勢Rの算出には、超音波探触子40の画像から抽出された特徴点(例えば、図2のa,b,c点)を抽出して利用する。特徴点の代わりに、a,b,c点に三色以上の色やLED等のマーカーを取り付けて色による画像認識方法に利用させてもよい。 The ultrasound probe position / orientation calculation unit 23 calculates the correlation between the captured images from the installation position parameters of the imaging devices 20a and 20b, and is sent from the ultrasound probe captured image acquisition unit 22 at the same time. The three-dimensional coordinates (x P , y P , z P ) / attitude R of the ultrasonic probe 40 are calculated from the image of the ultrasonic probe 40 imaged in step (b). The three-dimensional coordinates (x P , y P , z P ) are the three-dimensional coordinates of the ultrasonic probe 40 based on the installation position coordinates of the imaging devices 20a and 20b. You may calculate on the basis of the set standard coordinate. The calculated three-dimensional coordinate / posture information of the ultrasound probe 40 is sent to the stereoscopic image generation unit 44. For calculation of the three-dimensional coordinates (x P , y P , z P ) / attitude R, feature points (for example, points a, b, and c in FIG. 2) extracted from the image of the ultrasonic probe 40 are extracted. And use it. Instead of the feature points, three or more colors or markers such as LEDs may be attached to the points a, b, and c, and used for the color image recognition method.

システム設定部30は、標準座標の基準点情報(以下、単に「標準座標」という)(Coodinateworld)を標準座標設定記憶部31に送出する。この標準座標は、システム設定部30に外部IFを設置し、外部から設定されるようにしてもよいし、予め設定された固定値を利用しても良い。 The system setting unit 30 sends standard coordinate reference point information (hereinafter, simply referred to as “standard coordinates”) (Coordinate world ) to the standard coordinate setting storage unit 31. The standard coordinates may be set from the outside by installing an external IF in the system setting unit 30, or a fixed value set in advance may be used.

標準座標とは、今回の表示部45に表示する立体画像の基準とする座標をいう。撮像装置20a,20bの設置位置パラメータを表す座標系と同じでもよいし、異なっていても良い。例えば、超音波診断を行う部屋の任意の一点でもよいし、被検体内部の一点を標準座標の基準点としてもよい。被検体内部の骨等を基準とした場合、座標情報から注目点への距離等の情報を測定者に認識させやすくできる。これらの標準座標は立体画像を見る場合の視点を動かしたい場合に利用し、それらの演算は、後記する立体画像生成部44によって行われる。   The standard coordinates are coordinates used as a reference for the stereoscopic image displayed on the display unit 45 this time. The coordinate system may be the same as or different from the coordinate system representing the installation position parameters of the imaging devices 20a and 20b. For example, it may be an arbitrary point in a room where ultrasonic diagnosis is performed, or one point inside the subject may be used as a reference point of standard coordinates. When the bone inside the subject is used as a reference, information such as the distance from the coordinate information to the target point can be easily recognized by the measurer. These standard coordinates are used when it is desired to move the viewpoint when viewing a stereoscopic image, and these calculations are performed by the stereoscopic image generation unit 44 described later.

標準座標設定記憶部31は、システム設定部30から送られてきた標準座標(Coodinateworld)を記憶する。送られてきた標準座標を立体画像生成部44へ送出する。 The standard coordinate setting storage unit 31 stores standard coordinates (Coordinate world ) sent from the system setting unit 30. The sent standard coordinates are sent to the stereoscopic image generation unit 44.

超音波探触子40は、超音波を被検体に送信し、被検体からの反射波を受信する。この受信した反射波を超音波断層像取得部41へ送出する。なお、超音波を被検体に送出してから、反射波を取得するまでの時間は超音波探触子40を動かす速さに比べて十分に早いため、超音波の送出と反射波の取得は同時になされるとみなす。   The ultrasonic probe 40 transmits ultrasonic waves to the subject and receives reflected waves from the subject. The received reflected wave is sent to the ultrasonic tomographic image acquisition unit 41. Note that the time from when the ultrasonic wave is sent to the subject until the reflected wave is acquired is sufficiently faster than the speed at which the ultrasonic probe 40 is moved. It is considered to be made at the same time.

超音波断層像取得部41は、前記超音波探触子が受信した反射波から超音波診断画像を生成する。生成した超音波診断画像を立体画像生成部44へ送出する。超音波断層像取得部41は、二次元画像ではなく、ある程度の厚みをもった立体画像でもよい。厚みのある立体画像を合成して立体画像の作成に利用することもできる。   The ultrasonic tomographic image acquisition unit 41 generates an ultrasonic diagnostic image from the reflected wave received by the ultrasonic probe. The generated ultrasonic diagnostic image is sent to the stereoscopic image generation unit 44. The ultrasonic tomographic image acquisition unit 41 may not be a two-dimensional image but a stereoscopic image having a certain thickness. A thick stereoscopic image can be synthesized and used to create a stereoscopic image.

立体画像生成部44は、超音波探触子位置・姿勢算出部23から送られてきた超音波探触子の位置・姿勢情報と超音波断層像取得部41から送られてきた超音波断層像から立体画像を生成する。各構成要素は図示しない同期手段により同期されていることから、それらの同期情報を利用し、各超音波診断像撮影時の超音波探触子の位置・姿勢と対応させる。   The three-dimensional image generation unit 44 receives the ultrasonic probe position / posture information sent from the ultrasonic probe position / posture calculation unit 23 and the ultrasonic tomographic image sent from the ultrasonic tomographic image acquisition unit 41. A stereoscopic image is generated from Since each component is synchronized by a synchronization means (not shown), the synchronization information is used to correspond to the position / posture of the ultrasound probe at the time of imaging each ultrasound diagnostic image.

この際、超音波探触子の位置・姿勢情報から、合成する超音波断層像の位置合せ処理を行いながら立体画像を作成する。利用したい立体画像の中心位置を移動させる場合等、標準座標設定記憶部31から送られてきた標準座標を利用して立体画像を作成してもよい。   At this time, a three-dimensional image is created from the position / posture information of the ultrasonic probe while performing processing for aligning the ultrasonic tomographic image to be synthesized. When moving the center position of the stereoscopic image to be used, the stereoscopic image may be created using the standard coordinates sent from the standard coordinate setting storage unit 31.

また、立体画像作成の際、複数の超音波断層像から、一部の立体画像に利用する超音波断層像を選択させるようにすることにより、処理時間の短縮や計算コストの軽減を図ることができる。例えば、重要度の高い場所は多くの画像を合成し、重要度の低い箇所は合成する画像を減らす。   In addition, when creating a stereoscopic image, it is possible to reduce processing time and calculation cost by selecting an ultrasonic tomographic image to be used for some stereoscopic images from a plurality of ultrasonic tomographic images. it can. For example, a lot of images are synthesized at a place having high importance, and a number of images to be synthesized is reduced at a place having low importance.

さらに、上記標準座標の位置を変化させ、標準座標に対応する三次元座標を演算により求める。   Further, the position of the standard coordinates is changed, and three-dimensional coordinates corresponding to the standard coordinates are obtained by calculation.

また、図7に示すように、算出した超音波探触子40の位置情報をもとに、超音波探触子の画像を、被検体の立体画像に合わせて作成し、表示部45に表示させることにより、超音波探触子40の動かす方向等の判断の補助材料としてもよい。   Further, as shown in FIG. 7, based on the calculated position information of the ultrasound probe 40, an image of the ultrasound probe is created according to the stereoscopic image of the subject and displayed on the display unit 45. By doing so, it may be used as an auxiliary material for determining the moving direction of the ultrasonic probe 40 and the like.

表示部45は、立体画像生成部44で生成された被検体の立体画像を表示する。   The display unit 45 displays the stereoscopic image of the subject generated by the stereoscopic image generation unit 44.

以下、本発明の第1の実施態様の動作について図2乃至図8を参照しながら説明する。   The operation of the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

撮像装置パラメータ取得部21は、撮像装置20a,20bの固定された設置位置座標や撮像方向等のパラメータを記憶する。撮像装置20a,20bは、本実施形態の動作中には、一度固定された位置を動かさないものとする。撮像装置パラメータ取得部21は、取得したパラメータを超音波探触子位置・姿勢算出部23へ送出する。(ステップ701)。   The imaging device parameter acquisition unit 21 stores parameters such as fixed installation position coordinates and imaging directions of the imaging devices 20a and 20b. The imaging devices 20a and 20b do not move once fixed positions during the operation of the present embodiment. The imaging device parameter acquisition unit 21 sends the acquired parameters to the ultrasound probe position / posture calculation unit 23. (Step 701).

次に、撮像装置20a,20bは固定された設置位置から、超音波探触子40を撮像する。超音波探触子撮像画面取得部22は、撮像された超音波探触子40の二次元の撮像画面を取得する。取得した超音波探触子40の撮像画像を超音波探触子位置姿勢算出部23へ送出する(ステップ702)。   Next, the imaging devices 20a and 20b image the ultrasonic probe 40 from a fixed installation position. The ultrasonic probe imaging screen acquisition unit 22 acquires a two-dimensional imaging screen of the imaged ultrasonic probe 40. The acquired captured image of the ultrasound probe 40 is sent to the ultrasound probe position / orientation calculation unit 23 (step 702).

超音波探触子位置・姿勢算出部23は、撮像装置パラメータ取得部21から送られてきた撮像装置20a,20bの設置位置と、撮像された超音波探触子40の二枚以上の超音波探触子40の撮像画面から超音波探触子40の撮像装置20a,20bの設置位置座標をもとにした三次元座標を算出する(ステップ703)。   The ultrasonic probe position / orientation calculation unit 23 receives the installation positions of the imaging devices 20a and 20b sent from the imaging device parameter acquisition unit 21 and two or more ultrasonic waves of the imaged ultrasonic probe 40. Three-dimensional coordinates based on the installation position coordinates of the imaging devices 20a and 20b of the ultrasonic probe 40 are calculated from the imaging screen of the probe 40 (step 703).

以下、超音波探触子40の三次元座標系算出を図2、図3を用いて説明する(ステップ701、ステップ702、ステップ703)。   Hereinafter, the calculation of the three-dimensional coordinate system of the ultrasonic probe 40 will be described with reference to FIGS. 2 and 3 (steps 701, 702, and 703).

図2は、本発明の第1の実施形態に係る複数撮像装置と超音波探触子の配置例を示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement example of a plurality of imaging devices and ultrasonic probes according to the first embodiment of the present invention.

図3は本発明の第1の実施形態に係る超音波探触子の撮像画像を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing a captured image of the ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention.

撮像装置20a,20bの設置位置および焦点距離から撮像装置20a,20bの撮像画角が決定されることとなり各撮像画像内のXYZ座標値の対応関係が決定される。   The imaging angle of view of the imaging devices 20a and 20b is determined from the installation positions and focal lengths of the imaging devices 20a and 20b, and the correspondence relationship of the XYZ coordinate values in each captured image is determined.

ここでは簡単のため、図2に示すようにデカルト座標系上で撮像面がXZ面と平行、YZ面と平行になるように撮像装置20a,20bを配置して説明する。撮像装置20a,20bは、それぞれの撮像画像内の(X,Y,Z)座標値はそれぞれの値が一対一で対応するよう設置する高さ・傾きを調節して配置する。つまり、例えば撮像装置20aで撮像された画像(例えば、図3左図)から抽出されるb点のZ値が「3」であれば撮像装置20bで撮像された画像(例えば、図3右図)から抽出されるb点のZ値も同じく「3」である。これら、超音波探触子40の位置を算出するのに必要な撮像装置の情報を画像から超音波探触子位置・姿勢算出部23が検出する。   Here, for the sake of simplicity, description will be made with the imaging devices 20a and 20b arranged so that the imaging surface is parallel to the XZ plane and parallel to the YZ plane on the Cartesian coordinate system as shown in FIG. In the imaging devices 20a and 20b, the (X, Y, Z) coordinate values in each captured image are arranged by adjusting the height and inclination of the installation so that the respective values correspond one-to-one. That is, for example, if the Z value of point b extracted from the image captured by the imaging device 20a (for example, the left diagram in FIG. 3) is “3”, the image captured by the imaging device 20b (for example, the right diagram in FIG. 3). The Z value of point b extracted from) is also “3”. The ultrasonic probe position / posture calculation unit 23 detects information about the imaging apparatus necessary for calculating the position of the ultrasonic probe 40 from the image.

ここでは、被写体である超音波探触子の三点を検出して、超音波探触子40の三次元座標・姿勢を算出する場合について述べる。   Here, a case will be described in which the three points of the ultrasonic probe 40 as a subject are detected and the three-dimensional coordinates and orientation of the ultrasonic probe 40 are calculated.

撮像装置20aの撮像画像から、超音波探触子40の各特徴点またはマーカーa,b,c点の(X,Z)座標が検出される(図3左図)。また、同時に撮像された撮像装置20bからの撮像画像からは、各a,b,c点の(Y,Z)座標が検出される(図3右図)。これら、(X,Z)座標、(Y,Z)座標の値は対応しているのであるから、そのままの各値からa,b,c点の各(X,Y,Z)を算出することができる。例えば、a点の(X,Z)座標がが(0,3)で(Y,Z)座標がが(2,3)であれば、a点の三次元座標は、(X,Y,Z)=(0,2,3)である。同様に、b点、c点の三次元座標も求めることができる。   From the captured image of the imaging device 20a, the (X, Z) coordinates of each feature point or the markers a, b, and c of the ultrasonic probe 40 are detected (the left diagram in FIG. 3). In addition, the (Y, Z) coordinates of the points a, b, and c are detected from the captured image from the imaging device 20b that has been imaged simultaneously (the right diagram in FIG. 3). Since the values of these (X, Z) coordinates and (Y, Z) coordinates correspond to each other, each (X, Y, Z) of points a, b, and c is calculated from each value as it is. Can do. For example, if the (X, Z) coordinate of point a is (0, 3) and the (Y, Z) coordinate is (2, 3), the three-dimensional coordinate of point a is (X, Y, Z ) = (0, 2, 3). Similarly, the three-dimensional coordinates of point b and point c can also be obtained.

これら、超音波探触子40のa,b,c点の各(X,Y,Z)座標と、スキャン平面の中心座標の定義、過去の超音波探触子40の傾き画像等と比較するなどして、超音波探触子40の三次元座標(x,y,z)・姿勢R求めることができる。例えば、スキャン平面の中心座標の定義としてa,b,c点の中点とすることと定義する。 These (X, Y, Z) coordinates of the points a, b, and c of the ultrasonic probe 40 are compared with the definition of the center coordinates of the scan plane, the past inclination image of the ultrasonic probe 40, and the like. Thus, the three-dimensional coordinates (x P , y P , z P ) / attitude R of the ultrasonic probe 40 can be obtained. For example, the center coordinate of the scan plane is defined as the midpoint of points a, b, and c.

また、上記説明では二台の撮像装置20a,20bを用いた場合であるが、撮像装置n台から取得される三枚以上の画像からであっても、それぞれ各種演算を行い三次元位置・姿勢が算出できる。   In the above description, the two imaging devices 20a and 20b are used. However, three-dimensional positions and orientations are calculated by performing various calculations even from three or more images acquired from n imaging devices. Can be calculated.

なお、本実施形態では二台以上の撮像装置を利用した対象物体の三次元位置推定方法を示したが、時間差や動きベクトルを利用して、一代の撮像装置で二枚以上の画像を撮影することにより三次元位置推定方法に代替することもできる。さらに、全ての座標系に標準座標を伝達し、標準座標系に統一してそれぞれの位置座標の算出してもよい。   In this embodiment, the method for estimating the three-dimensional position of the target object using two or more imaging devices is shown. However, using a time difference or a motion vector, two or more images are captured by a primary imaging device. Therefore, it can be replaced with a three-dimensional position estimation method. Further, the standard coordinates may be transmitted to all coordinate systems, and the position coordinates may be calculated in the standard coordinate system.

以上、超音波探触子40の三次元座標系算出例の説明を終了する。   This is the end of the description of the calculation example of the three-dimensional coordinate system of the ultrasonic probe 40.

次に、超音波探触子40は、超音波を被検体に送出し、反射波を取得する。取得した反射波を超音波断層像取得部41へ送出する。なお、超音波を被検体に送出してから、反射波を取得するまでの時間は超音波探触子40を動かす速さに比べて十分に早いため、超音波の送出と反射波の取得は同時になされるものとみなす。   Next, the ultrasonic probe 40 transmits an ultrasonic wave to the subject and acquires a reflected wave. The acquired reflected wave is sent to the ultrasonic tomographic image acquisition unit 41. Note that the time from when the ultrasonic wave is sent to the subject until the reflected wave is acquired is sufficiently faster than the speed at which the ultrasonic probe 40 is moved. It is considered to be made at the same time.

超音波断層像取得部41は、前記超音波探触子が受信した反射波から超音波診断画像を生成する。生成した超音波診断画像を立体画像生成部44へ送出する(ステップ704)。   The ultrasonic tomographic image acquisition unit 41 generates an ultrasonic diagnostic image from the reflected wave received by the ultrasonic probe. The generated ultrasonic diagnostic image is sent to the stereoscopic image generating unit 44 (step 704).

立体画像生成部44は、超音波探触子位置・姿勢算出部23から送られてきた超音波探触子の位置・姿勢情報の取得時期と同時に撮像された超音波断層像取得部41から送られてきた超音波断層像から立体画像を生成する(ステップ705)。   The three-dimensional image generation unit 44 transmits from the ultrasonic tomographic image acquisition unit 41 captured at the same time as the acquisition timing of the position / posture information of the ultrasonic probe sent from the ultrasonic probe position / posture calculation unit 23. A three-dimensional image is generated from the obtained ultrasonic tomographic image (step 705).

以下、図8に記載する超音波探触子40のステップ705における被検体および被検体内部の立体画像生成を図4乃至図6を用いて説明する。   Hereinafter, the generation of the subject and the stereoscopic image inside the subject in step 705 of the ultrasonic probe 40 illustrated in FIG. 8 will be described with reference to FIGS. 4 to 6.

図4は、本発明の第1の実施形態に係る被検体の複数の超音波断面像を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing a plurality of ultrasonic cross-sectional images of the subject according to the first embodiment of the present invention.

図5は、本発明の第1の実施形態に係る被検体の複数の超音波断面像を重ねた概念図である。   FIG. 5 is a conceptual diagram in which a plurality of ultrasonic cross-sectional images of a subject according to the first embodiment of the present invention are superimposed.

図6は、本発明の第1の実施形態に係る複数の超音波断層像から生成された被検体の立体画像を示す図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating a stereoscopic image of a subject generated from a plurality of ultrasonic tomographic images according to the first embodiment of the present invention.

例えば、超音波探触子40を被検体にあてて動かし、図4に示す超音波断層像1乃至6を超音波探触子撮像画面取得部22にて作成する。作成した超音波断層像1乃至6を立体画像生成部44へ送出する。   For example, the ultrasonic probe 40 is moved against the subject and the ultrasonic tomographic images 1 to 6 shown in FIG. 4 are created by the ultrasonic probe imaging screen acquisition unit 22. The created ultrasonic tomographic images 1 to 6 are sent to the stereoscopic image generation unit 44.

立体画像生成部44は、超音波断層像1乃至6の撮像時の超音波探触子位置・姿勢算出部23から超音波探触子位置・姿勢情報を受け取る。ここで、超音波断層像1乃至6を上記超音波探触子位置・姿勢情報に対応させて並べる。この並べられた超音波断層像1乃至6からキュービックコンボリューション補間等の補間方法を取りながら被検体の立体画像を生成する(ステップ705)。   The stereoscopic image generation unit 44 receives ultrasonic probe position / posture information from the ultrasonic probe position / posture calculation unit 23 at the time of imaging the ultrasonic tomographic images 1 to 6. Here, the ultrasonic tomographic images 1 to 6 are arranged in correspondence with the ultrasonic probe position / posture information. A three-dimensional image of the subject is generated from the arranged ultrasonic tomographic images 1 to 6 while taking an interpolation method such as cubic convolution interpolation (step 705).

立体画像生成部44は、生成した被検体の立体画像を表示部45へ送出し、表示部45は被検体の立体画像を表示する(ステップ706)。   The stereoscopic image generation unit 44 sends the generated stereoscopic image of the subject to the display unit 45, and the display unit 45 displays the stereoscopic image of the subject (step 706).

以上、説明した本実施形態によれば、立体画像生成時に超音波断層像取得時の超音波探触子40の位置を、磁場の変化に影響することなく算出することができる。よって、被検体内部の精度の高い超音波立体画像を生成することができるようになる。   As described above, according to the present embodiment described above, it is possible to calculate the position of the ultrasonic probe 40 at the time of acquiring an ultrasonic tomographic image at the time of generating a stereoscopic image without affecting the change of the magnetic field. Therefore, it is possible to generate an ultrasonic stereoscopic image with high accuracy inside the subject.

(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態について図9乃至図12を参照しながら説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 12.

図9は、本発明の第2の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。   FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment of the present invention.

図10は超音波探触子40が注目点αを検出した場合の超音波断層像を表す図である。   FIG. 10 is a diagram showing an ultrasonic tomographic image when the ultrasonic probe 40 detects the point of interest α.

図11は、超音波断層像上の座標をスキャン座標平面座標へ変換した図である。   FIG. 11 is a diagram in which coordinates on an ultrasonic tomographic image are converted into scan coordinate plane coordinates.

図9に示すように、本実施形態の超音波診断装置は、撮像装置20a,20bと、撮像装置パラメータ取得部21と、超音波探触子撮像画像取得部22と、超音波探触子位置・姿勢算出部23と、システム設定部30と、超音波装置内部パラメータ設定記憶部32と、標準座標設定記憶部31と、超音波探触子40と、超音波断層像取得部41と、注目点スキャン平面座標算出部42と、注目点三次元座標算出部43と、立体画像生成部44と、演算部45と、表示部45等から構成される。   As shown in FIG. 9, the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment includes imaging devices 20a and 20b, an imaging device parameter acquisition unit 21, an ultrasonic probe captured image acquisition unit 22, and an ultrasonic probe position. Attitude calculation unit 23, system setting unit 30, ultrasonic device internal parameter setting storage unit 32, standard coordinate setting storage unit 31, ultrasonic probe 40, ultrasonic tomographic image acquisition unit 41, attention A point scan plane coordinate calculation unit 42, a target point three-dimensional coordinate calculation unit 43, a stereoscopic image generation unit 44, a calculation unit 45, a display unit 45, and the like are included.

以下、第1の実施形態と異なる構成要素または同じ構成要素であっても異なる動作を行うものを記載し、他を省略している。   Hereinafter, components that perform different operations even if they are different components or the same components from the first embodiment are described, and others are omitted.

超音波探触子位置・姿勢算出部23は、撮像装置20a,20bの設置位置パラメータと、超音波探触子撮像画像取得部22から送られてきた同時刻に撮像された画像とから、超音波探触子40の三次元座標(x,y,z)・姿勢Rを算出する。算出した超音波探触子40の三次元座標・姿勢情報を注目点三次元座標算出部43、立体画像生成部44へ送出する。 The ultrasonic probe position / orientation calculation unit 23 is configured to calculate the superposition from the installation position parameters of the imaging devices 20a and 20b and the image captured at the same time sent from the ultrasonic probe captured image acquisition unit 22. The three-dimensional coordinates (x P , y P , z P ) / attitude R of the acoustic probe 40 are calculated. The calculated 3D coordinate / posture information of the ultrasound probe 40 is sent to the attention point 3D coordinate calculation unit 43 and the 3D image generation unit 44.

システム設定部30は、超音波装置内部パラメータを超音波装置内部パラメータ設定記憶部32に、標準座標(Coodinateworld)を標準座標設定記憶部31に送出する。これら、超音波装置内部パラメータと標準座標は、システム設定部30に外部IFを設置し、入力できるようにしてもよいし、予め設定されていても良い。 The system setting unit 30 sends the ultrasonic device internal parameters to the ultrasonic device internal parameter setting storage unit 32 and the standard coordinates (Coordinate world ) to the standard coordinate setting storage unit 31. These ultrasonic device internal parameters and standard coordinates may be input by installing an external IF in the system setting unit 30 or may be set in advance.

超音波装置内部パラメータとは、超音波断層像座標からスキャン平面座標へ変換する変化パラメータである。具体的には、図10に示すように超音波断層像取得部41で取得される超音波断層像内に注目点αがあった場合、この注目点αの座標を超音波探触子40の超音波発振面の中心を原点とする図11に示すスキャン平面座標系に座標変換する。例えば、超音波探触子画像座標系の原点(0,0)点からみてスキャン平面座標系の原点が(3,10)にあるならば、超音波座標系の(x,y)点は、スキャン平面座標系の(x−3,y−10)点である。注目点αとは、例えばBモードの画像における、一つの輝度情報を持つ点である。この超音波装置内部変化パラメータは中心とする座標点や、画像表示方法によって変更がなされる。 The ultrasonic device internal parameter is a change parameter for converting the ultrasonic tomographic image coordinate to the scan plane coordinate. Specifically, as shown in FIG. 10, when the attention point α is present in the ultrasonic tomographic image acquired by the ultrasonic tomographic image acquisition unit 41, the coordinates of the attention point α are set on the ultrasonic probe 40. The coordinates are converted into a scan plane coordinate system shown in FIG. 11 with the center of the ultrasonic oscillation surface as the origin. For example, if the origin of the scan plane coordinate system is at (3, 10) when viewed from the origin (0, 0) point of the ultrasound probe image coordinate system, the (x m , y m ) point of the ultrasound coordinate system Are (x m −3, y m −10) points in the scan plane coordinate system. The attention point α is a point having one piece of luminance information in a B-mode image, for example. The ultrasonic device internal change parameter is changed depending on the coordinate point at the center and the image display method.

超音波装置内部パラメータ設定記憶部32は、システム設定部30から送られてきた超音波装置内部パラメータを記憶する。注目点スキャン平面座標算出部42が超音波断層像を超音波断層像座標系からスキャン平面座標に変換する際に、超音波装置内部パラメータを注目点スキャン平面座標算出部42へ送出する。   The ultrasonic device internal parameter setting storage unit 32 stores the ultrasonic device internal parameters sent from the system setting unit 30. When the point-of-interest scan plane coordinate calculation unit 42 converts the ultrasonic tomographic image from the ultrasonic tomogram coordinate system to the scan plane coordinate, the ultrasonic device internal parameters are sent to the point-of-interest scan plane coordinate calculation unit 42.

標準座標設定記憶部31は、システム設定部30から送られてきた標準座標(Coodinateworld)を記憶する。立体画像を生成する際または注目点αの標準座標系での三次元座標を算出する際に、立体画像生成部44および標準座標を注目点三次元座標算出部43へ送出する。 The standard coordinate setting storage unit 31 stores standard coordinates (Coordinate world ) sent from the system setting unit 30. When generating a three-dimensional image or calculating three-dimensional coordinates of the attention point α in the standard coordinate system, the three-dimensional image generation unit 44 and the standard coordinates are sent to the attention point three-dimensional coordinate calculation unit 43.

注目点スキャン平面座標算出部42は、超音波断層像取得部41が生成した超音波診断画像内における注目点αの超音波断層像座標系からの二次元座標(x,y)をスキャン平面座標系の二次元座標(xm_2D,ym_2D)へ変換する。スキャン平面とは、超音波探触子40の超音波発信、受信面である。 The point-of-interest scan plane coordinate calculation unit 42 scans two-dimensional coordinates (x m , y m ) from the ultrasonic tomogram coordinate system of the point of interest α in the ultrasonic diagnostic image generated by the ultrasonic tomogram acquisition unit 41. Conversion into two-dimensional coordinates (x m — 2D , y m — 2D ) in the plane coordinate system. The scan plane is an ultrasonic wave transmission / reception surface of the ultrasonic probe 40.

スキャン平面座標系とは、このスキャン平面の一点を原点(0,0)とする座標系である。   The scan plane coordinate system is a coordinate system having one point on the scan plane as an origin (0, 0).

当該注目点αの超音波断層像座標系からの二次元座標をスキャン平面座標系の二次元座標へ変換を(式1)を利用して説明する。   The conversion of the two-dimensional coordinates of the target point α from the ultrasonic tomographic image coordinate system into the two-dimensional coordinates of the scan plane coordinate system will be described using (Equation 1).

超音波断層像座標系からスキャン平面座標系への座標変換は、予め超音波装置内部パラメータ設定記憶部32で設定された変換係数Aを使用する。   For the coordinate conversion from the ultrasonic tomographic image coordinate system to the scan plane coordinate system, the conversion coefficient A set in advance in the ultrasonic device internal parameter setting storage unit 32 is used.

このとき、スキャン座標座標(xm_2D,ym_2D)は超音波断層像座標(x,y)から、

Figure 2011194084
At this time, the scan coordinate coordinates (x m — 2D , y m — 2D ) are derived from the ultrasonic tomographic image coordinates (x m , y m ),
Figure 2011194084

で求めることができる。 Can be obtained.

注目点三次元座標算出部43は、まず、超音波探触子位置・姿勢算出部23で算出された超音波探触子40の三次元座標(x,y,z)・姿勢Rと、標準座標設定記憶部31から送られてきた標準座標(Coodinateworld)から、超音波探触子40の座標(Coodinateprobe)を求める(式2)。

Figure 2011194084
First, the attention point three-dimensional coordinate calculation unit 43 calculates the three-dimensional coordinates (x P , y P , z P ) and posture R of the ultrasonic probe 40 calculated by the ultrasonic probe position / posture calculation unit 23. Then, the coordinate (Coordinate probe ) of the ultrasonic probe 40 is obtained from the standard coordinate (Coordinate world ) sent from the standard coordinate setting storage unit 31 (Formula 2).
Figure 2011194084

次に(式2)と同様に、求めたい基準点からの注目点αの座標を(xm_3D,ym_3D,zm_3D)とすると、(式1)で求めたスキャン座標座標(xm_2D,ym_2D)を適用して

Figure 2011194084
Next, as in (Equation 2), if the coordinates of the target point α from the reference point to be obtained are (x m — 3D , y m — 3D , z m — 3D ), the scan coordinate coordinates (x m — 2D , y obtained in (Equation 1) m_2D )
Figure 2011194084

となる。よって、

Figure 2011194084
It becomes. Therefore,
Figure 2011194084

となり、基準座標からの注目点αの座標(xm_3D,ym_3D,zm_3D)が超音波探触子40の三次元座標(x,y,z)・姿勢Rから求めることができる。 Thus, the coordinates (x m — 3D , y m — 3D , z m — 3D ) of the attention point α from the reference coordinates can be obtained from the three-dimensional coordinates (x P , y P , z P ) / attitude R of the ultrasonic probe 40. .

立体画像生成部44は、超音波断層像取得部41から送られてきた超音波断層像内の三次元座標が計算された複数の注目点の輝度情報から立体画像を生成する。各構成要素は図示しない同期手段により同期されていることから、それらの同期情報を利用し、各超音波診断像撮影時の超音波探触子の位置・姿勢と対応させる。   The three-dimensional image generation unit 44 generates a three-dimensional image from the luminance information of a plurality of points of interest in which the three-dimensional coordinates in the ultrasonic tomographic image sent from the ultrasonic tomographic image acquisition unit 41 are calculated. Since each component is synchronized by a synchronization means (not shown), the synchronization information is used to correspond to the position / posture of the ultrasound probe at the time of imaging each ultrasound diagnostic image.

この際、超音波探触子の位置・姿勢情報から、組み合わせる注目点の位置合せ処理を行いながら立体画像を作成する。利用したい立体画像の中心位置を移動させる場合等、標準座標設定記憶部31から送られてきた標準座標を利用して立体画像を作成してもよい。   At this time, a stereoscopic image is created from the position / posture information of the ultrasonic probe while performing the alignment processing of the target points to be combined. When moving the center position of the stereoscopic image to be used, the stereoscopic image may be created using the standard coordinates sent from the standard coordinate setting storage unit 31.

また、立体画像作成の際、複数の超音波断層像から、一部の立体画像に利用する超音波断層像を選択させるようにすることにより、処理時間の短縮や計算コストの軽減を図ることができる。例えば、重要度の高い場所は多くの画像を合成し、重要度の低い箇所は合成する画像を減らす。   In addition, when creating a stereoscopic image, it is possible to reduce processing time and calculation cost by selecting an ultrasonic tomographic image to be used for some stereoscopic images from a plurality of ultrasonic tomographic images. it can. For example, a lot of images are synthesized at a place having high importance, and a number of images to be synthesized is reduced at a place having low importance.

表示部45は、立体画像生成部44で生成された被検体の立体画像や、超音波断層像取得部41で取得された被検体の超音波診断画像や、演算部45で作成された超音波診断画像が合成された被検体の立体画像を表示する。   The display unit 45 includes a stereoscopic image of the subject generated by the stereoscopic image generation unit 44, an ultrasonic diagnostic image of the subject acquired by the ultrasonic tomographic image acquisition unit 41, and an ultrasonic wave generated by the calculation unit 45. A stereoscopic image of the subject combined with the diagnostic image is displayed.

これら表示された立体画像の一の注目点を選択されることにより、その注目点の三次座標算出に利用した超音波断層像を別途表示して、診断の補助を図ることもできる。   By selecting one attention point of the displayed stereoscopic image, an ultrasonic tomographic image used for calculating the tertiary coordinates of the attention point can be separately displayed to assist diagnosis.

以下、第2の実施形態の動作について図12を参照しながら説明する。   The operation of the second embodiment will be described below with reference to FIG.

固定位置に設置された撮像装置20a,20bで超音波探触子40を撮像し、撮像画像から超音波探触子位置・姿勢情報を算出する(ステップ1201、1202、1203)。   The ultrasonic probe 40 is imaged by the imaging devices 20a and 20b installed at fixed positions, and ultrasonic probe position / posture information is calculated from the captured image (steps 1201, 1202, and 1203).

また、超音波探触子40は、超音波を被検体に送信し、超音波の反射波を受信する。受信した超音波の反射波から超音波断層像を取得する(ステップ1204、1205)。   Further, the ultrasonic probe 40 transmits ultrasonic waves to the subject and receives reflected ultrasonic waves. An ultrasonic tomogram is acquired from the received reflected ultrasonic wave (steps 1204 and 1205).

注目点スキャン平面座標算出部42は、超音波断層像取得部41が生成した超音波診断画像内の注目点αの超音波断層像座標系からの二次元座標をスキャン平面座標系の二次元座標へ変換する(ステップ1206)。   The point-of-interest scan plane coordinate calculation unit 42 converts the two-dimensional coordinates from the ultrasonic tomogram coordinate system of the point of interest α in the ultrasonic diagnostic image generated by the ultrasonic tomogram acquisition unit 41 into the two-dimensional coordinates of the scan plane coordinate system. (Step 1206).

注目点三次元座標算出部43は、超音波探触子位置・姿勢算出部23で算出された超音波探触子40の三次元座標(x,y,z)・姿勢Rと、標準座標設定記憶部31から送られてきた標準座標(Coodinateworld)から、注目点αの標準座標系からの座標を求める。この際、超音波断層像と超音波断層像撮像時の超音波探触子40の位置・姿勢情報は図示しない同期手段により同期され同時刻に取得された情報が提供されている(ステップ1207)。 The attention point three-dimensional coordinate calculation unit 43 includes the three-dimensional coordinates (x P , y P , z P ) / posture R of the ultrasonic probe 40 calculated by the ultrasonic probe position / posture calculation unit 23, and From the standard coordinates (Coordinate world ) sent from the standard coordinate setting storage unit 31, the coordinates of the attention point α from the standard coordinate system are obtained. At this time, the ultrasonic tomographic image and the position / posture information of the ultrasonic probe 40 at the time of imaging the ultrasonic tomographic image are synchronized by synchronization means (not shown) and information acquired at the same time is provided (step 1207). .

これら注目点αについて述べたが、立体画像生成に十分な数の注目点について同様に三次元位置を算出する。   Although the attention points α have been described, three-dimensional positions are calculated in the same manner for a sufficient number of attention points for generating a stereoscopic image.

求めた複数の注目点の三次元座標の情報と複数の注目点の輝度情報を組み合わせて立体画像を生成し(ステップ1208)、表示部45に表示させる(ステップ1209)。   A three-dimensional image is generated by combining the obtained three-dimensional coordinate information of the plurality of attention points and the luminance information of the plurality of attention points (step 1208), and displayed on the display unit 45 (step 1209).

以上示したように、本実施形態によれば、スキャン平面上の一点の三次元位置を、任意の標準座標系からの座標として算出することができる。このように立体画像を構成する三次元位置情報を算出された各注目点の輝度情報を組み合わせることにより、より正確な立体画像を生成することができる。   As described above, according to this embodiment, the three-dimensional position of one point on the scan plane can be calculated as coordinates from an arbitrary standard coordinate system. Thus, a more accurate stereoscopic image can be generated by combining the luminance information of each point of interest for which the three-dimensional position information constituting the stereoscopic image is calculated.

なお本発明は、発明の要旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態を適宜設計変更することが可能であり、必要に応じて実施形態を適宜組み合わせても良い。   In the present invention, the above-described embodiment can be appropriately changed in design without departing from the gist of the invention, and the embodiments may be appropriately combined as necessary.

20a,20b … 撮像装置
21 … 撮像装置パラメータ取得部
22 … 超音波探触子撮像画像取得部
23 … 超音波探触子位置・姿勢算出部
30 … システム設定部
31 … 超音波装置内部パラメータ設定記憶部
32 … 標準座標設定記憶部
40 … 超音波探触子
41 … 超音波断層像二次元座標取得部
42 … 注目点スキャン平面座標算出部
43 … 注目点三次元座標算出部
44 … 立体画像生成部
45 … 表示部
20a, 20b ... Imaging device 21 ... Imaging device parameter acquisition unit 22 ... Ultrasonic probe captured image acquisition unit 23 ... Ultrasonic probe position / orientation calculation unit 30 ... System setting unit 31 ... Ultrasonic device internal parameter setting storage Unit 32 ... standard coordinate setting storage unit 40 ... ultrasonic probe 41 ... ultrasonic tomographic image two-dimensional coordinate acquisition unit 42 ... attention point scan plane coordinate calculation unit 43 ... attention point three-dimensional coordinate calculation unit 44 ... three-dimensional image generation unit 45 ... Display section

Claims (2)

被検体に対し超音波を送信し、前記被検体からの前記超音波の反射波を受信する超音波探触子と、
前記超音波探触子で受信した反射波から前記被検体内部の断層画像を生成する断層画像生成手段と、
前記超音波探触子を撮像し、前記超音波探触子を撮像可能な位置に設置された撮像手段と、
前記撮像装置によって撮像された二枚以上の前記超音波探触子の画像から、前記超音波探触子の三次元座標・姿勢を算出する座標・姿勢算出手段と、
前記断層画像生成手段により生成された複数の前記断層画像を前記座標・姿勢算出手段により算出された前記超音波探触子の三次元座標・姿勢から位置合せ処理を行い、前記被検体内部の立体画像を生成する立体画像生成手段と、
前記立体画像生成手段により生成された前記被検体内部の立体画像を表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
An ultrasonic probe that transmits ultrasonic waves to the subject and receives the reflected waves of the ultrasonic waves from the subject;
A tomographic image generating means for generating a tomographic image inside the subject from a reflected wave received by the ultrasonic probe;
Imaging means installed in a position where the ultrasonic probe is imaged and the ultrasonic probe can be imaged;
Coordinate / posture calculating means for calculating three-dimensional coordinates / posture of the ultrasonic probe from two or more images of the ultrasonic probe imaged by the imaging device;
The plurality of tomographic images generated by the tomographic image generating means are subjected to alignment processing from the three-dimensional coordinates and postures of the ultrasonic probe calculated by the coordinate / posture calculating means, and a three-dimensional image inside the subject is obtained. Stereoscopic image generating means for generating an image;
Display means for displaying a stereoscopic image inside the subject generated by the stereoscopic image generating means;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
被検体に対し超音波を送信し、前記被検体からの前記超音波の反射波を受信する超音波探触子と、
前記超音波探触子で受信した反射波から前記被検体内部の断層画像を生成する断層画像生成手段と、
前記超音波探触子を撮像し、前記超音波探触子を撮像可能な位置に設置された撮像手段と、
前記撮像装置によって撮像された二枚以上の前記超音波探触子の画像から、前記超音波探触子の三次元座標・姿勢を算出する座標・姿勢算出手段と、
前記断層画像から少なくとも一つの輝度情報をもつ注目点を抽出し、前記注目点の前記超音波探触子のスキャン平面の一点を原点とする二次元座標を算出する算出手段と、
前記超音波探触子の三次元座標・姿勢と前記注目点の前記超音波探触子のスキャン平面上の一点を原点とする二次元座標とから前記注目点の三次元座標を算出する三次元座標算出手段と、
前記座標算出手段により三次元座標を算出された複数の注目点の前記輝度情報を組み合わせて三次元立体画像を生成する立体画像生成手段と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
An ultrasonic probe that transmits ultrasonic waves to the subject and receives the reflected waves of the ultrasonic waves from the subject;
A tomographic image generating means for generating a tomographic image inside the subject from a reflected wave received by the ultrasonic probe;
Imaging means installed in a position where the ultrasonic probe is imaged and the ultrasonic probe can be imaged;
Coordinate / posture calculating means for calculating three-dimensional coordinates / posture of the ultrasonic probe from two or more images of the ultrasonic probe imaged by the imaging device;
A calculation means for extracting a point of interest having at least one luminance information from the tomographic image, and calculating a two-dimensional coordinate having an origin at one point of a scan plane of the ultrasonic probe of the point of interest;
3D to calculate the 3D coordinates of the attention point from the 3D coordinates and orientation of the ultrasound probe and the 2D coordinates of the attention point on the scanning plane of the ultrasound probe as the origin. Coordinate calculation means;
Stereoscopic image generating means for generating a three-dimensional stereoscopic image by combining the luminance information of a plurality of points of interest whose three-dimensional coordinates are calculated by the coordinate calculating means;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013138841A (en) * 2011-12-06 2013-07-18 Toshiba Corp Ultrasonic diagnostic apparatus and coordinate conversion program
CN114271856A (en) * 2021-12-27 2022-04-05 开普云信息科技股份有限公司 Three-dimensional ultrasonic image generation method and device, storage medium and equipment

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013138841A (en) * 2011-12-06 2013-07-18 Toshiba Corp Ultrasonic diagnostic apparatus and coordinate conversion program
CN114271856A (en) * 2021-12-27 2022-04-05 开普云信息科技股份有限公司 Three-dimensional ultrasonic image generation method and device, storage medium and equipment
CN114271856B (en) * 2021-12-27 2022-10-11 开普云信息科技股份有限公司 Three-dimensional ultrasonic image generation method and device, storage medium and equipment

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