JP2012130564A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波診断装置に関し、特に、穿刺針を刺入する際に超音波画像を表示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 displays an ultrasonic image when a puncture needle is inserted.
超音波診断装置は、超音波プローブが接触された位置の断層画像情報を表示するため、被検体に穿刺針を刺し患部の一部を切り取る生検（ｂｉｏｐｓｙ）などの際に、被検体内の穿刺針の刺入位置を確認するのに適している。超音波診断装置を用いた穿刺では、超音波プローブに穿刺ガイドアタッチメントが装着されてこの穿刺ガイドアタッチメントを使って穿刺する場合と、穿刺ガイドアタッチメントを使用しないで穿刺する場合とがある。 Since the ultrasonic diagnostic apparatus displays tomographic image information at a position where the ultrasonic probe is in contact, the biopsy (biopsy) in which a puncture needle is inserted into the subject and a part of the affected part is cut out, the inside of the subject is detected. It is suitable for confirming the insertion position of the puncture needle. In puncturing using an ultrasonic diagnostic apparatus, there are cases where a puncture guide attachment is attached to an ultrasonic probe and puncture is performed using this puncture guide attachment, and cases where puncture is performed without using the puncture guide attachment.
一般に、超音波診断装置を操作するオペレータは、診断する部位の焦点距離が浅い場合に超音波プローブのエレベーション方向(Elevation)の振動素子数である開口幅を狭くする。超音波プローブの開口幅を狭くすると超音波断面画像の厚みが薄いものとなり、エレベーション方向の分解能が向上するためである。しかし、開口幅を狭くすると、刺入を行う際に穿刺針が超音波断面画像から外れる頻度が高くなる。特許文献１には、オペレータがアジマス方向（(Azimuth)：走査方向）から穿刺針を穿刺する超音波診断装置が開示されている。この超音波診断装置では、穿刺針が超音波画像に表示されるように、エレベーション方向の開口幅を広くして超音波画像を取得している。 In general, an operator who operates an ultrasonic diagnostic apparatus narrows the opening width, which is the number of vibrating elements in the elevation direction (Elevation) of the ultrasonic probe, when the focal length of the site to be diagnosed is shallow. This is because if the opening width of the ultrasonic probe is narrowed, the thickness of the ultrasonic cross-sectional image becomes thin, and the resolution in the elevation direction is improved. However, if the opening width is narrowed, the frequency at which the puncture needle deviates from the ultrasonic cross-sectional image during puncturing increases. Patent Document 1 discloses an ultrasonic diagnostic apparatus in which an operator punctures a puncture needle from the azimuth direction ((Azimuth): scanning direction). In this ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic image is acquired by widening the opening width in the elevation direction so that the puncture needle is displayed in the ultrasonic image.
しかし、穿刺針が穿刺される方向に制限があることは穿刺針を刺す生検又は治療等において好ましくない。そこでエレベーション方向から穿刺針が刺される場合にも、穿刺針の穿刺状況が超音波画像に表示される超音波診断装置を提供する。 However, the restriction on the direction in which the puncture needle is punctured is not preferable in biopsy or treatment for puncturing the puncture needle. Therefore, an ultrasonic diagnostic apparatus is provided in which a puncture state of a puncture needle is displayed on an ultrasonic image even when the puncture needle is punctured from the elevation direction.
第１観点の超音波診断装置は、アジマス方向及びアジマス方向と直交するエレべーション方向に並んだ複数の振動素子からなる振動部を有し超音波ビームを送波する超音波プローブと、超音波ビームを制御する超音波ビーム制御部と、超音波ビームを被検体に送波し受波したエコー信号に基づいて、アジマス方向の超音波画像データを生成する画像データ生成部と、超音波画像データに基づいて超音波画像を表示する表示部と、を備える。そして超音波ビーム制御部は超音波ビームをエレべーション方向にデフォーカスさせ、画像データ生成部はデフォーカス時のエコー信号に基づいて被検体の表面に近い領域を含む超音波画像データを生成するとともに、超音波ビーム制御部は超音波ビームをエレべーション方向にフォーカスさせ、画像データ生成部はフォーカス時のエコー信号に基づいて被検体の超音波画像データを生成する。 An ultrasonic diagnostic apparatus according to a first aspect includes an ultrasonic probe that has an azimuth direction and a vibration unit including a plurality of vibration elements arranged in an elevation direction orthogonal to the azimuth direction, and transmits an ultrasonic beam. An ultrasonic beam control unit for controlling the beam, an image data generation unit for generating ultrasonic image data in the azimuth direction based on an echo signal transmitted and received by the ultrasonic beam to the subject, and ultrasonic image data And a display unit for displaying an ultrasonic image based on the above. The ultrasonic beam control unit defocuses the ultrasonic beam in the elevation direction, and the image data generation unit generates ultrasonic image data including a region close to the surface of the subject based on the echo signal at the time of defocusing. At the same time, the ultrasonic beam control unit focuses the ultrasonic beam in the elevation direction, and the image data generation unit generates ultrasonic image data of the subject based on the echo signal at the time of focusing.
超音波診断装置の超音波ビーム制御部はデフォーカスの超音波ビームをエレべーション方向に偏向させる。
また、超音波ビームをデフォーカスさせる際に、超音波ビーム制御部はエレべーション方向の全開口の振動素子を振動させる。
また、画像データ生成部はデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算し、表示部は加算された超音波画像を表示する。
The ultrasonic beam control unit of the ultrasonic diagnostic apparatus deflects the defocused ultrasonic beam in the elevation direction.
Further, when the ultrasonic beam is defocused, the ultrasonic beam control unit vibrates the vibration elements of all the openings in the elevation direction.
The image data generation unit adds the ultrasound image data based on the echo signal at the time of defocusing and the ultrasound image data based on the echo signal at the time of focusing, and the display unit displays the added ultrasound image. .
第２観点の超音波診断装置の超音波ビーム制御部はデフォーカスの超音波ビームをエレべーション方向の第１方向に偏向させ、且つエレべーション方向の第１方向とは異なるに第２方向に偏向させる。
画像データ生成部は第１方向に偏向したデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、第２方向に偏向したデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、フォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算し、表示部は加算された超音波画像を表示する。
The ultrasonic beam control unit of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second aspect deflects the defocused ultrasonic beam in the first direction of the elevation direction and is different from the first direction of the elevation direction in the second direction. To deflect.
The image data generation unit includes ultrasonic image data based on the defocused echo signal deflected in the first direction, ultrasonic image data based on the defocused echo signal deflected in the second direction, The ultrasonic image data based on the echo signal is added, and the display unit displays the added ultrasonic image.
第３観点の超音波診断装置の超音波ビーム制御部はデフォーカスの超音波ビームをエレべーション方向に偏向させ、且つ超音波ビーム制御部はエレべーション方向の全開口の振動素子を振動させるとともにエレべーション方向の一部の開口の振動素子を振動させる。
画像データ生成部は全開口の偏向したデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、一部の開口の偏向したデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、フォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算し、表示部は加算された超音波画像を表示する。
The ultrasonic beam control unit of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the third aspect deflects the defocused ultrasonic beam in the elevation direction, and the ultrasonic beam control unit vibrates the vibration elements of all the openings in the elevation direction. At the same time, the vibration elements in some openings in the elevation direction are vibrated.
The image data generation unit includes ultrasonic image data based on the echo signal at the time of defocus with all apertures deflected, ultrasonic image data based on the echo signal at the time of defocus with some apertures deflected, The ultrasonic image data based on the echo signal is added, and the display unit displays the added ultrasonic image.
超音波診断装置の振動部は、アジマス方向に並んだ振動素子数がエレべーション方向に並んだ振動素子数よりも多い。
超音波診断装置の画像データ生成部は、デフォーカス時の超音波画像データに彩色する。
第４観点の超音波診断装置の画像データ生成部は、デフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データに加算係数を乗算し、フォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データに加算係数を乗算する。そして、乗算されたデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと乗算されたフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算する。
The number of vibration elements arranged in the azimuth direction is greater than the number of vibration elements arranged in the elevation direction in the vibration unit of the ultrasonic diagnostic apparatus.
The image data generation unit of the ultrasonic diagnostic apparatus colors the ultrasonic image data at the time of defocusing.
The image data generation unit of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the fourth aspect multiplies the ultrasound image data based on the echo signal at the time of defocus by an addition coefficient, and adds the addition coefficient to the ultrasound image data based on the echo signal at the time of focus. Multiply Then, the ultrasonic image data based on the multiplied echo signal at the time of defocusing and the ultrasonic image data based on the multiplied echo signal at the time of focusing are added.
第５観点の超音波診断装置の画像データ生成部は、超音波画像を構成する第１領域のデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、超音波画像を構成する第１領域とは異なる第２領域のフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算する。 An image data generation unit of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a fifth aspect includes ultrasonic image data based on an echo signal at the time of defocusing of a first area that constitutes an ultrasonic image, and a first area that constitutes an ultrasonic image Adds ultrasonic image data based on echo signals during focusing in different second regions.
超音波プローブは、エレべーション方向において振動部の外側から中央に向かって穿刺針を刺入させる穿刺ガイドアタッチメントを備える。そして、穿刺ガイドアタッチメントは超音波プローブから着脱可能である。 The ultrasonic probe includes a puncture guide attachment that inserts a puncture needle from the outside of the vibration unit toward the center in the elevation direction. The puncture guide attachment is detachable from the ultrasonic probe.
第６観点の超音波診断装置は、被検体に刺入される穿刺針の先端の位置を検出する針検出部を備える。そして、針検出部が穿刺針の先端が所定部位に到達したことを検出した際には、超音波ビーム制御部は超音波ビームのデフォーカスを停止する。 An ultrasonic diagnostic apparatus according to a sixth aspect includes a needle detection unit that detects the position of the tip of a puncture needle inserted into a subject. When the needle detection unit detects that the tip of the puncture needle has reached a predetermined site, the ultrasonic beam control unit stops defocusing of the ultrasonic beam.
第７観点の超音波診断装置は、アジマス方向及びアジマス方向と直交するエレべーション方向に並んだ複数の振動素子からなる振動部を有し、超音波ビームを送波する超音波プローブと、超音波ビームを制御する超音波ビーム制御部と、超音波ビームを被検体に送波し受波したエコー信号に基づいて、アジマス方向の超音波画像データを生成する画像データ生成部と、超音波画像データに基づいて超音波画像を表示する表示部と、を備える。そして、超音波ビーム制御部は超音波ビームをエレべーション方向に全開口の振動素子を振動させた際のエコー信号に基づいて被検体の表面に近い領域を含む超音波画像データを生成するとともにエレべーション方向の一部の開口の振動素子を振動させた際のエコー信号に基づいて被検体の超音波画像データを生成する。 An ultrasonic diagnostic apparatus according to a seventh aspect includes an ultrasonic probe that has an azimuth direction and a vibration unit that includes a plurality of vibration elements arranged in an elevation direction orthogonal to the azimuth direction, and transmits an ultrasonic beam; An ultrasonic beam control unit that controls the ultrasonic beam, an image data generation unit that generates ultrasonic image data in the azimuth direction based on an echo signal transmitted and received by the ultrasonic beam to the subject, and an ultrasonic image And a display unit that displays an ultrasonic image based on the data. Then, the ultrasonic beam control unit generates ultrasonic image data including a region close to the surface of the subject based on an echo signal when the ultrasonic beam is vibrated in the vibration element of the entire opening in the elevation direction. Ultrasonic image data of the subject is generated based on the echo signal when the vibration elements of some openings in the elevation direction are vibrated.
前記観点の発明である超音波診断装置は、エレベーション方向から穿刺針が刺される場合にも、浅い領域で穿刺針の穿刺状況が超音波画像に表示されるという利点がある。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to the above aspect has an advantage that the puncture state of the puncture needle is displayed on the ultrasonic image in a shallow region even when the puncture needle is punctured from the elevation direction.
以下、添付図面を参照して、本発明にかかる超音波診断装置を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
＜超音波診断装置１００の構成＞
図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１００の構成を示すブロック図である。この超音波診断装置１００は、超音波プローブ１０と、走査制御部２１と、送信制御部２２と、駆動信号発生部２３とを有している。さらに、超音波診断装置１００は、受信信号処理部３２と、受信制御部３３と、ローデータメモリ３４と、受信ビームフォーマ３５と、画像生成部３６と、針検出部３７と、制御部４０と、入力部４５と、記憶部５０と、表示部６０とを有している。
<Configuration of ultrasonic diagnostic apparatus 100>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus 100 according to the present embodiment. The ultrasonic diagnostic apparatus 100 includes an ultrasonic probe 10, a scanning control unit 21, a transmission control unit 22, and a drive signal generation unit 23. Furthermore, the ultrasonic diagnostic apparatus 100 includes a reception signal processing unit 32, a reception control unit 33, a raw data memory 34, a reception beamformer 35, an image generation unit 36, a needle detection unit 37, and a control unit 40. , An input unit 45, a storage unit 50, and a display unit 60.
超音波プローブ１０は、印加される複数の駆動信号に従って被検体に向けて超音波を送波すると共に、被検体から反射したエコー信号を受波することにより複数の受信信号を出力する複数の超音波トランスデューサ１２を含んでいる。本実施形態では超音波トランスデューサ１２は、二次元状に配列されたトランスデューサ素子からなる。また超音波プローブ１０は、制御信号分配部１４及びスイッチング回路１６を有している。これらの詳細については後述する。 The ultrasonic probe 10 transmits an ultrasonic wave toward a subject according to a plurality of applied drive signals, and outputs a plurality of reception signals by receiving an echo signal reflected from the subject. A sonic transducer 12 is included. In the present embodiment, the ultrasonic transducer 12 is composed of transducer elements arranged in a two-dimensional manner. The ultrasonic probe 10 also has a control signal distributor 14 and a switching circuit 16. Details of these will be described later.
超音波トランスデューサ１２は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Pb(lead) zirconate titanate）などの圧電セラミック等の圧電材料の両端に電極を形成した振動素子によって構成されている。そのような振動素子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮する。この伸縮により、それぞれの振動素子からパルス状又は連続波の超音波が発生し、それらの超音波の合成によって超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動素子は、伝播した超音波を受信することによって伸縮し電気信号を発生する。それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。 The ultrasonic transducer 12 is configured by a vibration element in which electrodes are formed on both ends of a piezoelectric material such as a piezoelectric ceramic such as PZT (lead zirconate titanate). When a pulsed or continuous wave voltage is applied to the electrodes of such a vibration element, the piezoelectric body expands and contracts. By this expansion and contraction, pulsed or continuous wave ultrasonic waves are generated from the respective vibration elements, and an ultrasonic beam is formed by synthesizing these ultrasonic waves. Each vibration element expands and contracts by receiving the propagated ultrasonic wave to generate an electrical signal. These electrical signals are output as ultrasonic reception signals.
図１では、１．５Ｄ型の超音波トランスデューサ１２が示されている。またスイッチング回路１６は超音波トランスデューサ１２の＋Ｙ側の端の振動素子への配線が描かれているが、他の振動素子へも同様な配線がなされている。 In FIG. 1, a 1.5D type ultrasonic transducer 12 is shown. In the switching circuit 16, wiring to the vibration element at the + Y side end of the ultrasonic transducer 12 is drawn, but similar wiring is made to other vibration elements.
本実施形態では、超音波トランスデューサ１２は、１．２５Ｄ型、１．５Ｄ型、１．７５Ｄ型及び２Ｄ型の多列配列である。１．２５Ｄ型、１．５Ｄ型、１．７５Ｄ型及び２Ｄ型の振動素子はエレベーション方向及びアジマス方向に配列されており、以下のように区分される。 In the present embodiment, the ultrasonic transducer 12 has a multi-row arrangement of 1.25D type, 1.5D type, 1.75D type, and 2D type. The 1.25D type, 1.5D type, 1.75D type, and 2D type vibrating elements are arranged in the elevation direction and the azimuth direction, and are classified as follows.
１．２５Ｄ型：エレベーション方向のセンター軸について対称な２つの振動素子を共通結線し、接続配線をスイッチングにより切り換えることにより開口径を可変とした超音波トランスデューサ１２である。従って焦点の形成は音響レンズ等でのみ行われ、焦点（フォーカス）距離は固定である。 1.25D type: an ultrasonic transducer 12 having a variable opening diameter by commonly connecting two oscillating elements symmetrical about the center axis in the elevation direction and switching connection wiring by switching. Therefore, the focal point is formed only by an acoustic lens or the like, and the focal distance is fixed.
１．５Ｄ型：エレベーション方向のセンター軸について対称な２つの振動素子（例えば、本実施形態ではＥ１列とＥ７列、Ｅ２列とＥ６列、…）を共通結線し、各列の振動素子をセンター軸対称に独立して駆動するようにした超音波トランスデューサ１２である。従って、エレベーション方向における開口径は可変（Ｅ１列〜Ｅ７列、Ｅ２列〜Ｅ６列又はＥ３列〜Ｅ５列）であり、振動素子の駆動タイミングを配線ごとに調節することにより、焦点（フォーカス）距離も変化させることができる。なお、超音波ビームの送波方向はセンター軸方向に固定である。 1.5D type: Two vibrating elements symmetrical with respect to the center axis in the elevation direction (for example, E1 column and E7 column, E2 column and E6 column in this embodiment) are connected in common, and the vibrating elements in each column are connected. The ultrasonic transducer 12 is driven independently of the center axis. Therefore, the aperture diameter in the elevation direction is variable (E1 row to E7 row, E2 row to E6 row, or E3 row to E5 row), and the focus is adjusted by adjusting the driving timing of the vibration element for each wiring. The distance can also be changed. The transmission direction of the ultrasonic beam is fixed in the center axis direction.
１．７５Ｄ型：各振動素子を独立に配線することにより、振動素子を独立のタイミングで駆動するようにした超音波トランスデューサ１２である。それにより、開口径や焦点距離を変化させると共に、超音波ビームをエレベーション方向に偏向できるようになる。なお、エレベーション方向における振動素子の幅は波長よりも大きいので、超音波ビームを偏向できる範囲には制約がある。 1.75D type: an ultrasonic transducer 12 in which each vibration element is independently wired to drive the vibration element at an independent timing. Thereby, the aperture diameter and the focal length can be changed, and the ultrasonic beam can be deflected in the elevation direction. In addition, since the width of the vibration element in the elevation direction is larger than the wavelength, the range in which the ultrasonic beam can be deflected is limited.
２Ｄ型：エレベーション方向における振動素子数及び配列ピッチを、アジマス方向の振動素子数及び配列を同程度にしたものである。従って、焦点形成や超音波ビームの偏向を完全に制御することができる。 2D type: The number of vibration elements and the arrangement pitch in the elevation direction are made the same as the number of vibration elements and the arrangement in the azimuth direction. Therefore, focus formation and ultrasonic beam deflection can be completely controlled.
走査制御部２１は、被検体内の所定の撮像エリアを超音波ビームによって走査する場合に、超音波プローブ１０から送波される超音波ビームの送波方向、受波方向、焦点距離を設定する。また走査制御部２１は、超音波トランスデューサ１２のアパーチャーの形状を設定することができる。走査制御部２１は、それらの設定に基づいて、制御信号分配部１４、送信制御部２２、スイッチング回路１６、受信制御部３３、及び受信ビームフォーマ３５を制御する。 The scanning control unit 21 sets the transmission direction, the reception direction, and the focal length of the ultrasonic beam transmitted from the ultrasonic probe 10 when scanning a predetermined imaging area in the subject with the ultrasonic beam. . The scanning control unit 21 can set the shape of the aperture of the ultrasonic transducer 12. The scanning control unit 21 controls the control signal distribution unit 14, the transmission control unit 22, the switching circuit 16, the reception control unit 33, and the reception beamformer 35 based on these settings.
送信制御部２２は、走査制御部２１によって設定された超音波ビームの送波方向、焦点距離、及びアパーチャーの形状に従って送信フォーカス処理を行うために、複数の駆動信号に与えるべき遅延時間（遅延パターン）を設定する。 The transmission control unit 22 performs a delay time (delay pattern) to be given to a plurality of drive signals in order to perform transmission focus processing in accordance with the ultrasonic beam transmission direction, focal length, and aperture shape set by the scanning control unit 21. ) Is set.
駆動信号発生部２３は、複数のチャンネルを有しており、各チャンネルは、送信制御部２２において設定された遅延時間に基づいて、超音波トランスデューサ１２のうち選択されたトランスデューサ素子に供給すべき駆動信号を発生するパルサ等を含んでいる。スイッチング回路１６は、選択されたトランスデューサ素子を駆動信号発生部２３に接続する。 The drive signal generator 23 has a plurality of channels, and each channel is a drive to be supplied to a selected transducer element of the ultrasonic transducer 12 based on the delay time set in the transmission controller 22. It includes a pulser that generates a signal. The switching circuit 16 connects the selected transducer element to the drive signal generator 23.
受信信号処理部３２は、複数のチャンネルを有している。マルチプレクサ１６は、走査制御部２１の制御の下で、超音波トランスデューサ１２のうち選択されたトランスデューサ素子を受信信号処理部３２に接続する。 The reception signal processing unit 32 has a plurality of channels. The multiplexer 16 connects the selected transducer element of the ultrasonic transducer 12 to the reception signal processing unit 32 under the control of the scanning control unit 21.
受信信号処理部３２の各チャンネルは、超音波トランスデューサ１２から出力される受信信号を増幅しディジタルの受信信号（ローデータ（Raw Data））に変換する。受信制御部３３は、受信信号をローデータメモリ３４に記憶する。走査制御部２１、送信制御部２２、及び受信制御部３３は、超音波診断装置１００の送受信動作を制御する。 Each channel of the reception signal processing unit 32 amplifies the reception signal output from the ultrasonic transducer 12 and converts it into a digital reception signal (raw data). The reception control unit 33 stores the received signal in the raw data memory 34. The scanning control unit 21, the transmission control unit 22, and the reception control unit 33 control transmission / reception operations of the ultrasonic diagnostic apparatus 100.
受信ビームフォーマ３５は、エコー信号の受信方向及び焦点距離に応じた複数の遅延パターン（位相整合パターン）を有しており、走査制御部２１によって設定された受信方向及び焦点距離に従って、ローデータメモリ３４から読み出された複数の受信信号にそれぞれの遅延を与え、それらの受信信号を加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、エコー信号の焦点が絞り込まれた音線信号（音線データ）が形成される。 The reception beamformer 35 has a plurality of delay patterns (phase matching patterns) according to the reception direction and focal length of the echo signal, and the raw data memory 35 according to the reception direction and focal length set by the scanning control unit 21. A reception focus process is performed by giving a delay to each of the plurality of reception signals read from 34 and adding the reception signals. By this reception focus processing, a sound ray signal (sound ray data) in which the focus of the echo signal is narrowed is formed.
画像生成部３６は、音線信号に包絡線検波処理を施し、さらに、Ｌｏｇ（対数）圧縮やゲイン調整等の処理を施して、Ｂモード画像データを生成する。また画像生成部３６は、生成されたＢモード画像データを通常のテレビジョン信号の走査方式に従う表示用の画像信号に変換する。これにより、表示部６０において、Ｂモードの超音波画像が表示される。また、必要に応じてＢモード画像データは記憶部５０に記憶される。 The image generation unit 36 performs envelope detection processing on the sound ray signal, and further performs processing such as Log (logarithmic) compression and gain adjustment to generate B-mode image data. The image generation unit 36 converts the generated B-mode image data into a display image signal in accordance with a normal television signal scanning method. Thereby, the B-mode ultrasonic image is displayed on the display unit 60. Further, the B-mode image data is stored in the storage unit 50 as necessary.
また画像生成部３６は、超音波ビームの送波ごとに得られる複数のフレーム（Ｂモード画像データ）を加算したり、フレームごとに彩色して彩色された複数のフレームを加算したりして、加算されたＢモード画像データを表示用の画像信号に変換にする。 In addition, the image generation unit 36 adds a plurality of frames (B-mode image data) obtained for each transmission of the ultrasonic beam, or adds a plurality of frames that are colored for each frame, The added B-mode image data is converted into an image signal for display.
針検出部３７は、画像生成部３６で得られたＢモード画像データから、穿刺針９０の先端部９２（図２を参照。）の位置を画像認識により検出する。画像処理ではなく、穿刺アタッチメント９８（図２（ｂ）を参照。）に穿刺針９０の移動量を検出する移動量センサを取り付け、その移動量から穿刺針９０の先端部９２の位置を計算するようにしてもよい。 The needle detection unit 37 detects the position of the distal end portion 92 (see FIG. 2) of the puncture needle 90 from the B-mode image data obtained by the image generation unit 36 by image recognition. Instead of image processing, a movement amount sensor for detecting the movement amount of the puncture needle 90 is attached to the puncture attachment 98 (see FIG. 2B), and the position of the distal end portion 92 of the puncture needle 90 is calculated from the movement amount. You may do it.
入力部４５は、トラックボール、キーボード、マウス等の入力手段を含んでおり、オペレータが命令や情報を超音波診断装置に入力する際に用いられる。制御部４０は、入力部４５を用いて入力された命令や情報に基づいて、超音波診断装置１００の各部を制御する。本実施形態においては、走査制御部２１、送信制御部２２、受信制御部３３、受信ビームフォーマ３５、画像生成部３６、針検出部３７及び制御部４０が、ＣＰＵ（中央演算装置）と、ＣＰＵに各種の処理を行わせるためのソフトウエアとによって構成される。ソフトウエアは、ハードディスク等の記憶部５０に記憶される。 The input unit 45 includes input means such as a trackball, a keyboard, and a mouse, and is used when an operator inputs commands and information to the ultrasonic diagnostic apparatus. The control unit 40 controls each unit of the ultrasonic diagnostic apparatus 100 based on instructions and information input using the input unit 45. In this embodiment, the scanning control unit 21, the transmission control unit 22, the reception control unit 33, the reception beamformer 35, the image generation unit 36, the needle detection unit 37, and the control unit 40 are a CPU (central processing unit) and a CPU. And software for executing various processes. The software is stored in the storage unit 50 such as a hard disk.
＜超音波プローブの外観構成＞
図２は、超音波プローブ１０を使いながら穿刺針９０を刺入する状態を示した図である。（ａ）はその斜視図であり（ｂ）はそのアジマス方向からの平面図である。図２（ｂ）には、超音波プローブ１０に着脱自在に接続される穿刺アタッチメント９８が取り付けられている。
<Appearance configuration of ultrasonic probe>
FIG. 2 is a view showing a state in which the puncture needle 90 is inserted while using the ultrasonic probe 10. (A) is the perspective view, (b) is the top view from the azimuth direction. In FIG. 2B, a puncture attachment 98 that is detachably connected to the ultrasonic probe 10 is attached.
例えば生体組織診断などではオペレータは超音波診断装置１００を用いて目的部位（例えば腫瘍）への穿刺を行う。生体組織診断は被検体における目的部位に穿刺針９０を刺入し、この穿刺針９０から被検体の目的部位の組織を採取したりする。このような生体組織診断において、オペレータは超音波診断装置１００の表示部６０で目的部位の超音波画像ＥＧを観察しながら穿刺針９０を被検体の目的部位に刺入する。特にエレベーション方向から穿刺針９０を挿入する際に、被検体の表面から浅い位置であっても穿刺針９０の先端部９２が表示部６０の超音波画像ＥＧ上で確認できるようにすることが好ましい。神経ブロック等への穿刺針９０の刺入についても同様である。 For example, in living tissue diagnosis, the operator uses the ultrasonic diagnostic apparatus 100 to puncture a target site (for example, a tumor). In the biological tissue diagnosis, a puncture needle 90 is inserted into a target site in a subject, and a tissue at the target site of the subject is collected from the puncture needle 90. In such biological tissue diagnosis, the operator inserts the puncture needle 90 into the target site of the subject while observing the ultrasonic image EG of the target site on the display unit 60 of the ultrasonic diagnostic apparatus 100. In particular, when the puncture needle 90 is inserted from the elevation direction, the distal end portion 92 of the puncture needle 90 can be confirmed on the ultrasonic image EG of the display unit 60 even at a shallow position from the surface of the subject. preferable. The same applies to the insertion of the puncture needle 90 into a nerve block or the like.
本実施形態では、超音波プローブ１０のエレベーション方向から穿刺針９０を所定角度θで被検体に刺入する際に、超音波診断装置１００はそのアジマス方向の超音波画像ＥＧ（図６を参照。）を表示部６０に表示する。図２（ｂ）には、超音波プローブ１０に着脱自在に接続される穿刺アタッチメント９８が取り付けられている。なお、穿刺針９０の刺入の際に必ずしも穿刺アタッチメント９８を使用する必要は無い。また、図２ではリニア型超音波プローブが描かれているが、コンベックス型超音波プローブまたはセクタ型超音波プローブでも良い。また、１．２５Ｄ型、１．５Ｄ型及び１．７５Ｄ型の超音波プローブ１０には、音響レンズが取り付けられていてもよい。 In this embodiment, when the puncture needle 90 is inserted into the subject at a predetermined angle θ from the elevation direction of the ultrasonic probe 10, the ultrasonic diagnostic apparatus 100 uses the ultrasonic image EG in the azimuth direction (see FIG. 6). .) Is displayed on the display unit 60. In FIG. 2B, a puncture attachment 98 that is detachably connected to the ultrasonic probe 10 is attached. Note that the puncture attachment 98 is not necessarily used when the puncture needle 90 is inserted. In FIG. 2, a linear ultrasonic probe is illustrated, but a convex ultrasonic probe or a sector ultrasonic probe may be used. An acoustic lens may be attached to the 1.25D type, 1.5D type, and 1.75D type ultrasonic probes 10.
＜第１穿刺モードによる超音波画像の表示＞
（１．５Ｄ型の超音波トランスデューサの例）
第１穿刺モードについて、図３から図６を使って説明する。図３は第１穿刺モードで超音波画像を表示する際のフローチャートである。図４は超音波トランスデューサ１２（図１を参照）をエレべーション方向にデフォーカス／フォーカスさせる図である。図５はアジマス方向からみた超音波ビームＵＢの概念図である。図６は表示部６０に表示された超音波画像ＥＧの例である。
<Display of ultrasound image in first puncture mode>
(Example of 1.5D type ultrasonic transducer)
The first puncture mode will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart when displaying an ultrasound image in the first puncture mode. FIG. 4 is a diagram in which the ultrasonic transducer 12 (see FIG. 1) is defocused / focused in the elevation direction. FIG. 5 is a conceptual diagram of the ultrasonic beam UB viewed from the azimuth direction. FIG. 6 is an example of an ultrasonic image EG displayed on the display unit 60.
図３のステップＳ１１において、オペレータが超音波プローブ１０のエレベーション方向から被検体に穿刺針９０を刺入する際には、まず、入力部４５を使って第１穿刺モードのソフトウエアを立ち上げる。 In step S11 of FIG. 3, when the operator inserts the puncture needle 90 into the subject from the elevation direction of the ultrasonic probe 10, first, the first puncture mode software is started using the input unit 45. .
ステップＳ１２において、超音波トランスデューサ１２はデフォーカスした超音波ビームＵＢ１を被検体に送波する。図４（ａ）に示されるように遅延時間ＤＬ１〜ＤＬ４が与えられた駆動信号が振動素子に与えられることで、デフォーカスした超音波ビームＵＢ１が送波される。 In step S12, the ultrasonic transducer 12 transmits the defocused ultrasonic beam UB1 to the subject. As shown in FIG. 4A, the drive signal given the delay times DL1 to DL4 is given to the vibration element, so that the defocused ultrasonic beam UB1 is transmitted.
図４（ａ）は１．５Ｄ型の超音波トランスデューサ１２の振動素子であり、Ｅ１列とＥ７列、Ｅ２列とＥ６列、Ｅ３列とＥ５列が結線され、Ｅ４列が単独に配線されている。これらの振動素子に、送信制御部２２において設定された遅延時間で駆動信号がそれぞれ供給される。本実施形態では、各駆動信号供給線上に示されたブロック（ＤＬ１〜ＤＬ４）の長さが、各駆動信号に与えられる遅延時間の長さを示している。図４（ａ）ではＥ４列の振動素子には短い遅延時間ＤＬ１が供給され、Ｅ４列から一番離れたＥ１列とＥ７列の振動素子に一番長い遅延時間ＤＬ４が供給されている。このような遅延時間に基づいて振動素子が振動し、ホイヘンスの原理に従い発散する超音波ビームＵＢ１が形成される。発散する超音波ビームＵＢ１はいわゆるデフォーカス状態であり、フォーカス（焦点）を結ばない。またエレベーション方向に超音波ビームＵＢ１を送波するため、エレベーション方向の全開口（Ｅ１列〜Ｅ７列）の振動素子を振動させる。 FIG. 4A shows the vibration element of the 1.5D type ultrasonic transducer 12. The E1 column and the E7 column, the E2 column and the E6 column, the E3 column and the E5 column are connected, and the E4 column is wired independently. Yes. A drive signal is supplied to each of these vibration elements with a delay time set in the transmission control unit 22. In the present embodiment, the length of the blocks (DL1 to DL4) shown on each drive signal supply line indicates the length of the delay time given to each drive signal. In FIG. 4A, the short delay time DL1 is supplied to the vibration elements in the E4 column, and the longest delay time DL4 is supplied to the vibration elements in the E1 column and the E7 column that are farthest from the E4 column. The vibration element vibrates based on such a delay time, and an ultrasonic beam UB1 that diverges according to Huygens' principle is formed. The diverging ultrasonic beam UB1 is in a so-called defocused state, and is not focused. Further, in order to transmit the ultrasonic beam UB1 in the elevation direction, the vibration elements in all the openings (E1 row to E7 row) in the elevation direction are vibrated.
図５（ａ）に示されるように、デフォーカスの超音波ビームＵＢ１はエレベーション方向に発散しているため、エレベーション方向（±Ｘ軸方向）に超音波ビームＵＢ１が送波される。このため、被検体に穿刺針９０がエレベーション方向から刺入されても、穿刺針９０に超音波ビームＵＢ１が当たり、その反射エコーが超音波トランスデューサ１２に受波される。被検体である生体にデフォーカスの超音波ビームＵＢ１が送波されても、超音波トランスデューサ１２は明瞭なエコー信号を受波することができない。一方、金属等からなる穿刺針９０は反射率が高いため、超音波トランスデューサ１２はデフォーカスの超音波ビームＵＢ１であっても明瞭なエコー信号を受波できる。すなわち、図５（ａ）に示される浅い領域ＤＡで且つエレベーション方向から刺入された穿刺針９０であっても、デフォーカスの超音波ビームＵＢ１によって穿刺針９０の先端部９２のエコー信号を得ることができる。 As shown in FIG. 5A, since the defocused ultrasonic beam UB1 is diverging in the elevation direction, the ultrasonic beam UB1 is transmitted in the elevation direction (± X axis direction). For this reason, even when the puncture needle 90 is inserted into the subject from the elevation direction, the ultrasonic beam UB1 hits the puncture needle 90, and the reflected echo is received by the ultrasonic transducer 12. Even if the defocused ultrasonic beam UB1 is transmitted to the living body that is the subject, the ultrasonic transducer 12 cannot receive a clear echo signal. On the other hand, since the puncture needle 90 made of metal or the like has a high reflectance, the ultrasonic transducer 12 can receive a clear echo signal even with the defocused ultrasonic beam UB1. That is, even in the puncture needle 90 inserted from the elevation direction in the shallow area DA shown in FIG. 5A, the echo signal of the distal end portion 92 of the puncture needle 90 is transmitted by the defocused ultrasonic beam UB1. Obtainable.
図３に戻り、ステップＳ１３において、超音波トランスデューサ１２は目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２を被検体に送波する。図４（ｂ）では送信制御部２２はＥ５列の振動素子には短い遅延時間ＤＬ４を供給され、センターから一番離れたＥ１列とＥ７列の振動素子に一番長い遅延時間ＤＬ１を供給する。このような遅延時間に基づいて、ホイヘンスの原理に従い収束する超音波ビームＵＢ２が形成される。超音波ビームＵＢ２は目的部位ＲＯの周辺にフォーカスする。 Returning to FIG. 3, in step S13, the ultrasonic transducer 12 transmits the ultrasonic beam UB2 focused on the target portion RO to the subject. In FIG. 4B, the transmission control unit 22 is supplied with the short delay time DL4 to the vibration elements in the E5 column, and supplies the longest delay time DL1 to the vibration elements in the E1 column and the E7 column that are farthest from the center. . Based on such a delay time, an ultrasonic beam UB2 that converges according to Huygens' principle is formed. The ultrasonic beam UB2 focuses on the periphery of the target site RO.
図５（ａ）に示されるように、フォーカスされた超音波ビームＵＢ２はエレベーション方向に収束しているため、浅い領域ＤＡでは穿刺針９０の先端部９２には超音波ビームＵＢ２が照射されない。このため、穿刺針９０の反射エコーが超音波トランスデューサ１２に受波されることはない。一方、図５（ａ）、（ｂ）に示される目的部位ＲＯを含む深い領域ＤＢで超音波トランスデューサ１２は明瞭なエコー信号を受波することができる。また、穿刺針９０が刺入され、その先端部９２が目的部位ＲＯの周辺に到達すれば、超音波トランスデューサ１２はフォーカスされた超音波ビームＵＢ２で先端部９２の明瞭なエコー信号を受波できる。なお、フォーカスされた超音波ビームＵＢ２はエレベーション方向の開口径が狭く描かれている。例えばＥ３列〜Ｅ５列しか使用していないように描かれているが、目的部位ＲＯの深度によってＥ１列〜Ｅ７列を適宜使用する。 As shown in FIG. 5A, since the focused ultrasonic beam UB2 is converged in the elevation direction, the ultrasonic beam UB2 is not irradiated to the distal end portion 92 of the puncture needle 90 in the shallow area DA. For this reason, the reflected echo of the puncture needle 90 is not received by the ultrasonic transducer 12. On the other hand, the ultrasonic transducer 12 can receive a clear echo signal in the deep region DB including the target portion RO shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). When the puncture needle 90 is inserted and the distal end portion 92 reaches the periphery of the target site RO, the ultrasonic transducer 12 can receive a clear echo signal from the distal end portion 92 with the focused ultrasonic beam UB2. . The focused ultrasonic beam UB2 is drawn with a narrow aperture diameter in the elevation direction. For example, although it is drawn that only the E3 column to the E5 column are used, the E1 column to the E7 column are appropriately used depending on the depth of the target portion RO.
図３のステップＳ１４において、画像生成部３６は、デフォーカスした超音波ビームＵＢ１が送波された際に得られたエコー信号（ステップＳ１２）に基づいてＢモード画像データＢＤ１を生成し、フォーカスした超音波ビームＵＢ２が送波された際に得られたエコー信号（Ｓ１３）に基づいてＢモード画像データＢＤ２を生成する。また画像生成部３６は、デフォーカスした超音波ビームＵＢ１で得られたＢモード画像データＢＤ１とフォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたＢモード画像データＢＤ２とを加算する。 In step S14 in FIG. 3, the image generation unit 36 generates B-mode image data BD1 based on the echo signal (step S12) obtained when the defocused ultrasonic beam UB1 is transmitted and focused. B-mode image data BD2 is generated based on an echo signal (S13) obtained when the ultrasonic beam UB2 is transmitted. The image generation unit 36 adds the B-mode image data BD1 obtained with the defocused ultrasonic beam UB1 and the B-mode image data BD2 obtained with the focused ultrasonic beam UB2.
ステップＳ１５において、画像生成部３６は加算されたＢモード画像データＢＥを表示用の画像信号に変換し、表示部６０に超音波画像ＢＧ（ＢＥ）が表示される。 In step S <b> 15, the image generation unit 36 converts the added B-mode image data BE into an image signal for display, and the ultrasonic image BG (BE) is displayed on the display unit 60.
図６（ａ）を使って加算された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）の表示について説明する。この図６（ａ）に示された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）は、穿刺針９０が浅くエレベーション方向から刺入された状態である（図５（ａ）を参照。）。 The display of the added ultrasonic image BG (BE) will be described with reference to FIG. The ultrasound image BG (BE) shown in FIG. 6A is a state where the puncture needle 90 is shallow and inserted from the elevation direction (see FIG. 5A).
図６（ａ）の左上側はＢモード画像データＢＤ１に基づく超音波画像ＢＧ（ＢＤ１）である。デフォーカスした超音波ビームＵＢ１で得られたエコー信号であるため、超音波画像ＢＧ（ＢＤ１）には、被検体の内部の部位が不鮮明にしか表示されていない。その一方で、浅くエレベーション方向から刺入された穿刺針９０であっても、穿刺針９０の先端部９２が表示されている。 The upper left side of FIG. 6A is an ultrasonic image BG (BD1) based on the B mode image data BD1. Since it is an echo signal obtained by the defocused ultrasonic beam UB1, the internal part of the subject is only displayed in the ultrasonic image BG (BD1) unclearly. On the other hand, the tip 92 of the puncture needle 90 is displayed even if it is a puncture needle 90 inserted shallowly from the elevation direction.
図６（ａ）の右上側はＢモード画像データＢＤ２に基づく超音波画像ＢＧ（ＢＤ２）である。フォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたエコー信号であるため、超音波画像ＢＧ（ＢＤ２）には、被検体の目的部位ＲＯを含む内部の部位が明瞭に表示されている。その一方で穿刺針９０の先端部９２は表示されていない。 The upper right side of FIG. 6A is an ultrasonic image BG (BD2) based on the B-mode image data BD2. Since it is an echo signal obtained by the focused ultrasonic beam UB2, the internal part including the target part RO of the subject is clearly displayed in the ultrasonic image BG (BD2). On the other hand, the tip 92 of the puncture needle 90 is not displayed.
画像生成部３６は、Ｂモード画像データＢＤ１とＢモード画像データＢＤ２とを加重加算する。加算されたＢモード画像データＢＥは次のように示される。
ＢＥ ＝ ＢＤ１×ａ ＋ ＢＤ２×ｂ
１ ＝ ａ ＋ ｂ
但し、ａ、ｂは加重係数
加算されたＢモード画像データＢＥに基づく超音波画像ＢＧ（ＢＥ）は、図６（ａ）の下側に示されているように、浅くエレベーション方向から刺入された穿刺針９０が表示されるとともに、目的部位ＲＯを含む内部の部位が明瞭に表示される。
The image generation unit 36 performs weighted addition of the B mode image data BD1 and the B mode image data BD2. The added B-mode image data BE is shown as follows.
BE = BD1 × a + BD2 × b
1 = a + b
However, a and b are weighting factors. The ultrasonic image BG (BE) based on the B-mode image data BE to which the weighting coefficient is added is shallowly inserted from the elevation direction as shown in the lower side of FIG. The puncture needle 90 is displayed and the internal part including the target part RO is clearly displayed.
上記加重係数ａ、ｂは、例えばａ＝０．５、ｂ＝０．５でもよいし他の値でもよい。また、針検出部３７が検出した先端部９２（図２を参照。）の位置に応じて、加重係数ａ、ｂを適宜変更するようにしてもよい。また画像生成部３６は、Ｂモード画像データＢＤ１に赤色等を彩色してオペレータに穿刺針９０を目立たせて表示することも可能である。 The weighting factors a and b may be, for example, a = 0.5, b = 0.5, or other values. Further, the weighting factors a and b may be appropriately changed according to the position of the tip end portion 92 (see FIG. 2) detected by the needle detection unit 37. The image generation unit 36 can also display the B-mode image data BD1 with red or the like so that the operator can make the puncture needle 90 stand out.
図３に戻り、ステップＳ１６において、針検出部３７（図１を参照。）が穿刺針９０の先端部９２が目的部位ＲＯに到達したか否かを判断する。先端部９２が目的部位ＲＯに到達していなければステップＳ１２に戻り、引き続きデフォーカスした超音波ビームＵＢ１で得られたＢモード画像データＢＤ１とフォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたＢモード画像データＢＤ２とに基づいて加算された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）が表示部６０に表示される。先端部９２が目的部位ＲＯに到達していればステップＳ１７に進む。 Returning to FIG. 3, in step S <b> 16, the needle detection unit 37 (see FIG. 1) determines whether or not the distal end portion 92 of the puncture needle 90 has reached the target site RO. If the distal end portion 92 has not reached the target region RO, the process returns to step S12, and B mode image data BD1 obtained with the defocused ultrasonic beam UB1 and B mode image data obtained with the focused ultrasonic beam UB2. The ultrasonic image BG (BE) added based on BD2 is displayed on the display unit 60. If the distal end portion 92 has reached the target site RO, the process proceeds to step S17.
ステップＳ１７では、デフォーカスした超音波ビームＵＢ１の送波を中止して、超音波トランスデューサ１２は目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２のみを被検体に送波する。目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２を送波する回数が増え（フレームレートが上昇）、目的部位ＲＯからの多くのエコー信号を受波することができる。 In step S17, transmission of the defocused ultrasonic beam UB1 is stopped, and the ultrasonic transducer 12 transmits only the ultrasonic beam UB2 focused on the target region RO to the subject. The number of times of transmitting the ultrasonic beam UB2 focused on the target site RO is increased (the frame rate is increased), and many echo signals from the target site RO can be received.
ステップＳ１８では、ステップＳ１７で得られたエコー信号から画像生成部３６は表示部６０に超音波画像ＢＧを表示する。図６（ｂ）に示されるように、目的部位ＲＯの周辺では鮮明な超音波画像が表示されるとともに穿刺針９０の先端部９２が表示される。フォーカスした超音波ビームＵＢ１によりエコー信号がないため、浅い領域ＤＡ（図５を参照）の穿刺針９０は表示されておらず、画面途中から穿刺針９０が表示されている。 In step S <b> 18, the image generation unit 36 displays the ultrasonic image BG on the display unit 60 from the echo signal obtained in step S <b> 17. As shown in FIG. 6B, a clear ultrasonic image is displayed around the target site RO, and the distal end portion 92 of the puncture needle 90 is displayed. Since there is no echo signal due to the focused ultrasonic beam UB1, the puncture needle 90 in the shallow area DA (see FIG. 5) is not displayed, and the puncture needle 90 is displayed from the middle of the screen.
ステップＳ１６〜Ｓ１８を施す代わりに、ステップＳ１５で説明したように針検出部３７が検出した先端部９２が目的部位ＲＯに達したら、加重係数ａ＝０、ｂ＝１に変更するようにしてもよい。 Instead of performing steps S16 to S18, when the distal end portion 92 detected by the needle detection unit 37 reaches the target site RO as described in step S15, the weighting coefficients a = 0 and b = 1 may be changed. Good.
（１．２５Ｄ型の超音波トランスデューサの例）
１．２５Ｄ型の超音波トランスデューサを有する超音波プローブ１０を使用した場合であっても、図３に示した第１穿刺モードを適用できる。但し、１．２５Ｄ型の超音波プローブ１０は音響レンズによる固定焦点（フォーカス）であるため、ステップＳ１２からステップＳ１４までが異なる。
(Example of 1.25D type ultrasonic transducer)
Even when the ultrasonic probe 10 having a 1.25D type ultrasonic transducer is used, the first puncture mode shown in FIG. 3 can be applied. However, since the 1.25D type ultrasonic probe 10 has a fixed focal point (focus) by an acoustic lens, steps S12 to S14 are different.
図７（ａ）は、１．２５Ｄ型の超音波プローブ１０において、エレベーション方向のすべての振動素子を振動させる。そのため超音波プローブ１０はエレベーション方向の広い範囲から超音波ビームＵＢ３を送波する。被検体に穿刺針９０がエレベーション方向から刺入されても穿刺針９０の先端部９２に超音波ビームＵＢ３が当たり、その反射エコーが超音波トランスデューサ１２に受波される。但し、図５と図７とを比べてもわかるように、超音波ビームＵＢ３は、超音波ビームＵＢ１のように浅い領域ＤＡで且つエレベーション方向には送波されない。このため、穿刺針９０の刺入の開始時には超音波画像ＢＧに穿刺針９０が表示されないことがある。 7A, in the 1.25D type ultrasonic probe 10, all the vibration elements in the elevation direction are vibrated. Therefore, the ultrasonic probe 10 transmits the ultrasonic beam UB3 from a wide range in the elevation direction. Even when the puncture needle 90 is inserted into the subject from the elevation direction, the ultrasonic beam UB3 hits the distal end portion 92 of the puncture needle 90, and the reflected echo is received by the ultrasonic transducer 12. However, as can be seen from a comparison between FIG. 5 and FIG. 7, the ultrasonic beam UB3 is not transmitted in the shallower area DA and in the elevation direction like the ultrasonic beam UB1. For this reason, the puncture needle 90 may not be displayed on the ultrasonic image BG when the puncture needle 90 starts to be inserted.
一方、図７（ｂ）に示される目的部位ＲＯを含む深い領域ＤＢで超音波トランスデューサ１２は目的部位ＲＯ及び穿刺針９０の明瞭なエコー信号を受波することができる。 On the other hand, the ultrasonic transducer 12 can receive clear echo signals from the target site RO and the puncture needle 90 in the deep region DB including the target site RO shown in FIG.
（１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサの例）
１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサを有する超音波プローブ１０を使用した場合であっても、図３に示した第１穿刺モードを適用できる。１．７５Ｄ型の超音波プローブ１０は、超音波ビームをデフォーカスさせるだけでなくさらに偏向させることができるため、ステップＳ１２及びステップＳ１３が異なる。
(Example of 1.75D type ultrasonic transducer)
Even when the ultrasonic probe 10 having the 1.75D type ultrasonic transducer is used, the first puncture mode shown in FIG. 3 can be applied. Since the 1.75D type ultrasonic probe 10 can not only defocus the ultrasonic beam but also deflect it, step S12 and step S13 are different.
図８（ａ）は１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサ１２の振動素子であり、Ｅ１列〜Ｅ７列まで独立に配線されている。これらの振動素子に、送信制御部２２において設定された遅延時間で駆動信号がそれぞれ供給される。図８では、各駆動信号供給線上に示されたブロック（ＤＬ１１〜ＤＬ１５）の長さが、各駆動信号に与えられる遅延時間の長さを示している。図８（ａ）ではＥ５列及びＥ６列の振動素子に短い遅延時間ＤＬ１５が供給され、次にＥ４列とＥ７列の振動素子に次に短い遅延時間ＤＬ１４が供給されている。そしてＥ３列からＥ１列の振動素子に行くに従い遅延時間が長くなっているこれらの遅延時間（ＤＬ１１〜ＤＬ１５）に基づいて、ホイヘンスの原理に従い発散する超音波ビームＵＢ４が形成される。発散する超音波ビームＵＢ４はいわゆるデフォーカス状態であり且つマイナス側のエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向されている。 FIG. 8A shows the vibration element of the 1.75D type ultrasonic transducer 12, which is wired independently from the E1 column to the E7 column. A drive signal is supplied to each of these vibration elements with a delay time set in the transmission control unit 22. In FIG. 8, the length of the blocks (DL11 to DL15) shown on each drive signal supply line indicates the length of the delay time given to each drive signal. In FIG. 8A, the short delay time DL15 is supplied to the vibration elements in the E5 and E6 rows, and the next short delay time DL14 is supplied to the vibration elements in the E4 and E7 rows. Then, based on these delay times (DL11 to DL15) that become longer as they go from the E3 row to the E1 row vibration elements, an ultrasonic beam UB4 that diverges according to Huygens' principle is formed. The diverging ultrasonic beam UB4 is in a so-called defocused state and is deflected in the minus-side elevation direction (−X axis direction).
図９（ａ）に示されるように、デフォーカスの超音波ビームＵＢ４はエレベーション方向に発散し且つ偏向されているため、マイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に超音波ビームＵＢ４が送波される。このため、被検体に穿刺針９０がエレベーション方向から浅く刺入されても、穿刺針９０に超音波ビームＵＢ４が当たり、その反射エコーが超音波トランスデューサ１２に受波される。図９に示された超音波ビームＵＢ４は、図５に示された超音波ビームＵＢ１よりも浅い領域ＤＡのエレベーション方向に照射できる。 As shown in FIG. 9A, since the defocused ultrasonic beam UB4 is diverged and deflected in the elevation direction, the ultrasonic beam UB4 is transmitted in the negative elevation direction (−X axis direction). Waved. For this reason, even when the puncture needle 90 is inserted into the subject shallowly from the elevation direction, the ultrasonic beam UB4 hits the puncture needle 90 and the reflected echo is received by the ultrasonic transducer 12. The ultrasonic beam UB4 shown in FIG. 9 can be irradiated in the elevation direction of the area DA shallower than the ultrasonic beam UB1 shown in FIG.
１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサ１２も、図３のステップＳ１３では、超音波トランスデューサ１２は目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２を被検体に送波する。各振動素子には、独立して配線されているため、送信制御部２２はＥ５列の振動素子には短い遅延時間ＤＬ４を供給し、センターから一番離れたＥ１列とＥ７列の振動素子に一番長い遅延時間ＤＬ１を供給する。そして超音波ビームＵＢ２は目的部位ＲＯの周辺にフォーカスする。 In step S13 of FIG. 3, the 1.75D type ultrasonic transducer 12 also transmits the ultrasonic beam UB2 focused on the target portion RO to the subject. Since each vibration element is wired independently, the transmission control unit 22 supplies a short delay time DL4 to the vibration elements in the E5 column and supplies them to the vibration elements in the E1 and E7 columns farthest from the center. The longest delay time DL1 is supplied. The ultrasonic beam UB2 is focused around the target portion RO.
図９（ｂ）に示される目的部位ＲＯを含む深い領域ＤＢで超音波トランスデューサ１２は明瞭なエコー信号を受波することができる。また、穿刺針９０が刺入され、その先端部９２が目的部位ＲＯの周辺に到達すれば、超音波トランスデューサ１２はフォーカスされた超音波ビームＵＢ２で先端部９２の明瞭なエコー信号を受波できる。 The ultrasonic transducer 12 can receive a clear echo signal in the deep region DB including the target portion RO shown in FIG. 9B. When the puncture needle 90 is inserted and the distal end portion 92 reaches the periphery of the target site RO, the ultrasonic transducer 12 can receive a clear echo signal from the distal end portion 92 with the focused ultrasonic beam UB2. .
なお、図８及び図９を使って、１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサ１２を説明したが、エレベーション方向とアジマス方向との振動素子数及び配列ピッチが同程度の２Ｄ型の超音波トランスデューサ１２であっても、同様に超音波データをデフォーカスし且つ偏向させることができる。 Although the 1.75D type ultrasonic transducer 12 has been described with reference to FIGS. 8 and 9, the 2D type ultrasonic transducer 12 having the same number of vibration elements and arrangement pitch in the elevation direction and the azimuth direction is used. Even so, the ultrasound data can be similarly defocused and deflected.
＜第２穿刺モードによる超音波画像の表示＞
（１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサの例：デフォーカス変更）
第２穿刺モードについて、図１０から図１２を使って説明する。図１０は第２穿刺モードで超音波画像を表示する際のフローチャートである。図１１はアジマス方向からみた超音波ビームＵＢの概念図である。図１２は表示部６０に表示された超音波画像ＥＧの例である。
<Display of ultrasound image in second puncture mode>
(Example of 1.75D type ultrasonic transducer: defocus change)
The second puncture mode will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a flowchart when displaying an ultrasound image in the second puncture mode. FIG. 11 is a conceptual diagram of the ultrasonic beam UB viewed from the azimuth direction. FIG. 12 is an example of the ultrasonic image EG displayed on the display unit 60.
図１０のステップＳ２１において、オペレータが超音波プローブ１０のエレベーション方向から被検体に穿刺針９０を刺入する際には、まず、入力部４５を使って第２穿刺モードのソフトウエアを立ち上げる。 In step S21 of FIG. 10, when the operator inserts the puncture needle 90 into the subject from the elevation direction of the ultrasonic probe 10, first, the second puncture mode software is started using the input unit 45. .
ステップＳ２２において、超音波トランスデューサ１２は大きくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向した超音波ビームＵＢ５を被検体に送波する。大きいデフォーカスとは発散角度ψ１が大きいこと、つまりデフォーカス量が大きいことを意味する。 In step S22, the ultrasonic transducer 12 transmits the ultrasonic beam UB5 that is largely defocused and deflected in the negative elevation direction (−X axis direction) to the subject. Large defocus means that the divergence angle ψ1 is large, that is, the defocus amount is large.
図１１（ａ）に示されるように、超音波ビームＵＢ５は大きくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向されて送波される。このため、被検体に穿刺針９０がマイナスのエレベーション方向から刺入されても、穿刺針９０に超音波ビームＵＢ５が当たり、その反射エコーが超音波トランスデューサ１２に受波される。そのため、図１１（ａ）に示される浅い領域ＤＡで且つマイナスのエレベーション方向から刺入された穿刺針９０であっても、大きくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向に偏向された超音波ビームＵＢ５によって穿刺針９０の先端部９２のエコー信号を得ることができる。 As shown in FIG. 11A, the ultrasonic beam UB5 is largely defocused and deflected in the minus elevation direction (−X axis direction) and transmitted. Therefore, even when the puncture needle 90 is inserted into the subject from the negative elevation direction, the ultrasonic beam UB5 hits the puncture needle 90 and the reflected echo is received by the ultrasonic transducer 12. Therefore, even in the shallow area DA shown in FIG. 11A and the puncture needle 90 inserted from the negative elevation direction, the ultrasonic beam defocused greatly and deflected in the negative elevation direction. An echo signal of the distal end portion 92 of the puncture needle 90 can be obtained by the UB5.
図１０に戻り、ステップＳ２３において、超音波トランスデューサ１２は目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２を被検体に送波する。 Returning to FIG. 10, in step S23, the ultrasonic transducer 12 transmits the ultrasonic beam UB2 focused on the target portion RO to the subject.
図１１（ｃ）に示されるように、フォーカスされた超音波ビームＵＢ２はエレベーション方向に収束しているため、目的部位ＲＯを含む深い領域ＤＣで超音波トランスデューサ１２は明瞭なエコー信号を受波することができる。また、穿刺針９０が刺入され、その先端部９２が目的部位ＲＯの周辺に到達すれば、超音波トランスデューサ１２はフォーカスされた超音波ビームＵＢ２で先端部９２の明瞭なエコー信号を受波できる。 As shown in FIG. 11C, since the focused ultrasonic beam UB2 converges in the elevation direction, the ultrasonic transducer 12 receives a clear echo signal in a deep region DC including the target portion RO. can do. When the puncture needle 90 is inserted and the distal end portion 92 reaches the periphery of the target site RO, the ultrasonic transducer 12 can receive a clear echo signal from the distal end portion 92 with the focused ultrasonic beam UB2. .
図１０のステップＳ２４において、画像生成部３６は、大きくデフォーカスした超音波ビームＵＢ５が送波された際に得られたエコー信号（ステップＳ２２）に基づいてＢモード画像データＢＤ５を生成し、フォーカスした超音波ビームＵＢ２が送波された際に得られたエコー信号（Ｓ２３）に基づいてＢモード画像データＢＤ２を生成する。また画像生成部３６は、デフォーカスした超音波ビームＵＢ５で得られたＢモード画像データＢＤ５とフォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたＢモード画像データＢＤ２とを加算する。 In step S24 of FIG. 10, the image generation unit 36 generates B-mode image data BD5 based on the echo signal (step S22) obtained when the ultrasonic beam UB5 that has been largely defocused is transmitted, and the focus is generated. The B mode image data BD2 is generated based on the echo signal (S23) obtained when the ultrasonic beam UB2 is transmitted. The image generation unit 36 adds the B-mode image data BD5 obtained with the defocused ultrasonic beam UB5 and the B-mode image data BD2 obtained with the focused ultrasonic beam UB2.
ステップＳ２５において、画像生成部３６は加算されたＢモード画像データＢＥを表示用の画像信号に変換し、表示部６０に超音波画像ＢＧ（ＢＥ）が表示される。 In step S <b> 25, the image generation unit 36 converts the added B-mode image data BE into an image signal for display, and the ultrasonic image BG (BE) is displayed on the display unit 60.
図１２を使って加算された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）の表示について説明する。この図１２に示された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）は、穿刺針９０が浅くエレベーション方向から刺入された状態である。 The display of the added ultrasonic image BG (BE) will be described with reference to FIG. The ultrasonic image BG (BE) shown in FIG. 12 is a state where the puncture needle 90 is shallow and inserted from the elevation direction.
図１２の左上側はＢモード画像データＢＤ５に基づく超音波画像ＢＧ（ＢＤ５）である。デフォーカスした超音波ビームＵＢ５で得られたエコー信号であるため、超音波画像ＢＧ（ＢＤ５）には、被検体の内部の部位が不鮮明にしか表示されていない。この超音波画像ＢＧ（ＢＤ５）は浅い領域ＤＡ以外はデータを削除し、浅い領域ＤＡのみのデータからなる。 The upper left side of FIG. 12 is an ultrasonic image BG (BD5) based on the B mode image data BD5. Since it is an echo signal obtained with the defocused ultrasonic beam UB5, the ultrasonic image BG (BD5) displays only a part of the subject indistinctly. The ultrasonic image BG (BD5) is made up of data only in the shallow area DA, except for the shallow area DA.
図１２の右上側はＢモード画像データＢＤ２に基づく超音波画像ＢＧ（ＢＤ２）である。フォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたエコー信号であるため、超音波画像ＢＧ（ＢＤ２）には、被検体の目的部位ＲＯを含む深い領域ＤＣの周辺の部位が明瞭に表示されている。 The upper right side of FIG. 12 is an ultrasonic image BG (BD2) based on the B-mode image data BD2. Since this is an echo signal obtained by the focused ultrasonic beam UB2, the ultrasonic image BG (BD2) clearly displays a region around the deep region DC including the target region RO of the subject.
画像生成部３６は、浅い領域ＤＡのＢモード画像データＢＤ５（ＤＡ）と深い領域ＤＣのＢモード画像データＢＤ２（ＤＣ）とを加算する。加算されたＢモード画像データＢＥは次のように示される。
ＢＥ ＝ ＢＤ５（ＤＡ） ＋ ＢＤ２（ＤＣ）
加算されたＢモード画像データＢＥに基づく超音波画像ＢＧ（ＢＥ）は、図１２の下側に示されているように、浅くエレベーション方向から刺入された穿刺針９０が表示されるとともに、目的部位ＲＯを含む内部の部位が明瞭に表示される。
The image generation unit 36 adds the B mode image data BD5 (DA) in the shallow area DA and the B mode image data BD2 (DC) in the deep area DC. The added B-mode image data BE is shown as follows.
BE = BD5 (DA) + BD2 (DC)
The ultrasound image BG (BE) based on the added B-mode image data BE displays a puncture needle 90 that is shallowly inserted from the elevation direction as shown in the lower side of FIG. The internal part including the target part RO is clearly displayed.
また画像生成部３６は、Ｂモード画像データＢＤ５に赤色等を彩色してオペレータに穿刺針９０を目立たせて表示することも可能である。 The image generation unit 36 can also display the B-mode image data BD5 with red or the like so that the operator can make the puncture needle 90 stand out.
図１０に戻り、ステップＳ２６において、針検出部３７（図１を参照。）が穿刺針９０の先端部９２が中間領域ＤＢに到達したか否かを判断する。先端部９２が中間領域ＤＢに到達していなければステップＳ２２に戻り、引き続き大きくデフォーカスした超音波ビームＵＢ５で得られたＢモード画像データＢＤ５とフォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたＢモード画像データＢＤ２とに基づいて加算された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）が表示部６０に表示される。先端部９２が中間領域ＤＢに到達していればステップＳ２７に進む。 Returning to FIG. 10, in Step S <b> 26, the needle detection unit 37 (see FIG. 1) determines whether or not the distal end portion 92 of the puncture needle 90 has reached the intermediate region DB. If the front end 92 has not reached the intermediate region DB, the process returns to step S22, and the B mode image data BD5 obtained with the ultrasonic beam UB5 that has been greatly defocused and the B mode image obtained with the focused ultrasonic beam UB2 are subsequently obtained. An ultrasonic image BG (BE) added based on the data BD2 is displayed on the display unit 60. If the leading end 92 has reached the intermediate region DB, the process proceeds to step S27.
ステップＳ２７において、超音波トランスデューサ１２は小さくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向した超音波ビームＵＢ６を被検体に送波する。小さいデフォーカスとはステップＳ２２におけるデフォーカスよりも発散角度ψ２が小さいこと、つまりデフォーカス量が小さいことを意味する。 In step S27, the ultrasonic transducer 12 transmits the ultrasonic beam UB6 which is defocused small and deflected in the negative elevation direction (−X axis direction) to the subject. Small defocus means that the divergence angle ψ2 is smaller than the defocus in step S22, that is, the defocus amount is small.
図１１（ｂ）に示されるように、超音波ビームＵＢ６は小さくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向されて送波される。超音波ビームＵＢ６の偏向角度は超音波ビームＵＢ５の偏向角度とほぼ同じである。図１１（ｂ）に示される超音波ビームＵＢ６によって中間領域ＤＢにある穿刺針９０の先端部９２のエコー信号を得ることができる。 As shown in FIG. 11B, the ultrasonic beam UB6 is defocused to a small size, deflected in the negative elevation direction (−X axis direction), and transmitted. The deflection angle of the ultrasonic beam UB6 is substantially the same as the deflection angle of the ultrasonic beam UB5. An echo signal of the distal end portion 92 of the puncture needle 90 in the intermediate region DB can be obtained by the ultrasonic beam UB6 shown in FIG.
図１０に戻り、ステップＳ２８において、超音波トランスデューサ１２は目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２を被検体に送波する。 Returning to FIG. 10, in step S28, the ultrasonic transducer 12 transmits the ultrasonic beam UB2 focused on the target portion RO to the subject.
ステップＳ２９において、画像生成部３６は、小さくデフォーカスした超音波ビームＵＢ５が送波された際に得られたエコー信号（ステップＳ２７）に基づいてＢモード画像データＢＤ６を生成し、フォーカスした超音波ビームＵＢ２が送波された際に得られたエコー信号（Ｓ２８）に基づいてＢモード画像データＢＤ２を生成する。また画像生成部３６は、小さくデフォーカスした超音波ビームＵＢ６で得られたＢモード画像データＢＤ６とフォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたＢモード画像データＢＤ２とを加算する。 In step S29, the image generator 36 generates B-mode image data BD6 based on the echo signal (step S27) obtained when the small defocused ultrasonic beam UB5 is transmitted, and the focused ultrasonic wave. B-mode image data BD2 is generated based on an echo signal (S28) obtained when the beam UB2 is transmitted. The image generation unit 36 adds the B-mode image data BD6 obtained with the small defocused ultrasonic beam UB6 and the B-mode image data BD2 obtained with the focused ultrasonic beam UB2.
ステップＳ３０において、画像生成部３６は加算されたＢモード画像データＢＥを表示用の画像信号に変換し、表示部６０に超音波画像ＢＧ（ＢＥ）が表示される。 In step S <b> 30, the image generation unit 36 converts the added B-mode image data BE into an image signal for display, and the ultrasonic image BG (BE) is displayed on the display unit 60.
図１３を使って加算された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）の表示について説明する。この図１３に示された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）は、穿刺針９０が中間まで刺入された状態である。 The display of the added ultrasonic image BG (BE) will be described with reference to FIG. The ultrasonic image BG (BE) shown in FIG. 13 is a state in which the puncture needle 90 is inserted to the middle.
図１３の左上側はＢモード画像データＢＤ６に基づく超音波画像ＢＧ（ＢＤ６）である。デフォーカスした超音波ビームＵＢ６で得られたエコー信号であるため、超音波画像ＢＧ（ＢＤ６）には、被検体の内部の部位が不鮮明にしか表示されていない。この超音波画像ＢＧ（ＢＤ６）は中間領域ＤＢ以外はデータを削除し、中間領域ＤＢのみのデータからなる。 The upper left side of FIG. 13 is an ultrasonic image BG (BD6) based on the B mode image data BD6. Since it is an echo signal obtained by the defocused ultrasonic beam UB6, the ultrasonic image BG (BD6) displays only the portion inside the subject indistinctly. This ultrasonic image BG (BD6) is made up of data of only the intermediate area DB by deleting data except for the intermediate area DB.
図１３の右上側はＢモード画像データＢＤ２に基づく超音波画像ＢＧ（ＢＤ２）である。フォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたエコー信号であるため、超音波画像ＢＧ（ＢＤ２）には、被検体の目的部位ＲＯを含む深い領域ＤＣの周辺の部位が明瞭に表示されている。 The upper right side of FIG. 13 is an ultrasonic image BG (BD2) based on the B-mode image data BD2. Since this is an echo signal obtained by the focused ultrasonic beam UB2, the ultrasonic image BG (BD2) clearly displays a region around the deep region DC including the target region RO of the subject.
画像生成部３６は、中間領域ＤＢのＢモード画像データＢＤ６（ＤＢ）と深い領域ＤＣのＢモード画像データＢＤ２（ＤＣ）とを加算する。加算されたＢモード画像データＢＥは次のように示される。
ＢＥ ＝ ＢＤ６（ＤＢ） ＋ ＢＤ２（ＤＣ）
加算されたＢモード画像データＢＥに基づく超音波画像ＢＧ（ＢＥ）は、図１３の左下側に示されているように、刺入された穿刺針９０が表示されるとともに、目的部位ＲＯを含む内部の部位が明瞭に表示される。
The image generation unit 36 adds the B mode image data BD6 (DB) in the intermediate area DB and the B mode image data BD2 (DC) in the deep area DC. The added B-mode image data BE is shown as follows.
BE = BD6 (DB) + BD2 (DC)
The ultrasonic image BG (BE) based on the added B-mode image data BE displays the inserted puncture needle 90 and includes the target region RO as shown in the lower left side of FIG. The internal parts are clearly displayed.
なお、画像生成部３６は、記憶部５０に記憶されている浅い領域ＤＡのＢモード画像データＢＤ５（ＤＡ）をさらに加えてもよい。図１３の右下側に点線で示されているように、浅い領域ＤＡのＢモード画像データＢＤ５（ＤＡ）と中間領域ＤＢのＢモード画像データＢＤ６（ＤＢ）と深い領域ＤＣのＢモード画像データＢＤ２（ＤＣ）とを加算する。加算されたＢモード画像データＢＥは次のように示される。
ＢＥ ＝ ＢＤ５（ＤＡ） ＋ＢＤ６（ＤＢ） ＋ ＢＤ２（ＤＣ）
加算されたＢモード画像データＢＥに基づく超音波画像ＢＧ（ＢＥ）は、図１３の右下側に示されている。
The image generation unit 36 may further add the B mode image data BD5 (DA) of the shallow area DA stored in the storage unit 50. As shown by the dotted line on the lower right side of FIG. 13, B-mode image data BD5 (DA) in the shallow area DA, B-mode image data BD6 (DB) in the intermediate area DB, and B-mode image data in the deep area DC. BD2 (DC) is added. The added B-mode image data BE is shown as follows.
BE = BD5 (DA) + BD6 (DB) + BD2 (DC)
An ultrasonic image BG (BE) based on the added B-mode image data BE is shown on the lower right side of FIG.
また画像生成部３６は、Ｂモード画像データＢＤ６に青色等を彩色してオペレータに穿刺針９０を目立たせて表示することも可能である。このようにＢモード画像データＢＤ５の彩色とＢモード画像データＢＤ６の彩色とが異なると、穿刺針９０が刺入されるに従い穿刺針９０が赤色から青色に変わるため、オペレータは穿刺針９０が徐々に目的部位ＲＯに近付いていることを容易に認識することができる。 The image generation unit 36 can also display the B-mode image data BD6 with blue or the like so that the operator can make the puncture needle 90 stand out. Thus, if the coloring of the B-mode image data BD5 and the coloring of the B-mode image data BD6 are different, the puncture needle 90 changes from red to blue as the puncture needle 90 is inserted, so that the operator gradually moves the puncture needle 90. It is possible to easily recognize that the target part RO is approaching.
図１０に戻り、ステップＳ３１において、針検出部３７（図１を参照。）が穿刺針９０の先端部９２が目的部位ＲＯに到達したか否かを判断する。先端部９２が目的部位ＲＯに到達していなければステップＳ２７に戻り、引き続き小さくデフォーカスした超音波ビームＵＢ６で得られたＢモード画像データＢＤ６とフォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたＢモード画像データＢＤ２とに基づいて加算された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）が表示部６０に表示される。先端部９２が目的部位ＲＯに到達していればステップＳ３２に進む。 Returning to FIG. 10, in step S31, the needle detection unit 37 (see FIG. 1) determines whether or not the distal end portion 92 of the puncture needle 90 has reached the target site RO. If the distal end portion 92 has not reached the target region RO, the process returns to step S27, and the B-mode image data BD6 obtained by the ultrasonic beam UB6 obtained by the defocused ultrasonic beam UB6 and the B-mode image obtained by the focused ultrasonic beam UB2. An ultrasonic image BG (BE) added based on the data BD2 is displayed on the display unit 60. If the distal end portion 92 has reached the target site RO, the process proceeds to step S32.
ステップＳ３２では、デフォーカスした超音波ビームＵＢ５又はＵＢ６の送波を中止して、超音波トランスデューサ１２は目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２のみを被検体に送波する。目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２の送波回数が上がり、目的部位ＲＯからの多くのエコー信号を受波することができる。 In step S32, the transmission of the defocused ultrasonic beam UB5 or UB6 is stopped, and the ultrasonic transducer 12 transmits only the ultrasonic beam UB2 focused on the target site RO to the subject. The number of transmissions of the ultrasonic beam UB2 focused on the target site RO is increased, and many echo signals from the target site RO can be received.
ステップＳ３３では、ステップＳ３２で得られたエコー信号から画像生成部３６は表示部６０に超音波画像ＢＧを表示する。 In step S <b> 33, the image generation unit 36 displays the ultrasound image BG on the display unit 60 from the echo signal obtained in step S <b> 32.
（１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサの例：デフォーカス量一定、且つ開口径の変更）
図１０のステップＳ２２及びＳ２７では、大きくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向した超音波ビームＵＢ５と、小さくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向した超音波ビームＵＢ６とが送波された。この方法以外に、ステップＳ２７において、デフォーカス（発散角度）は同じで、エレベーション方向の開口径を異ならせるてもよい。
(Example of 1.75D ultrasonic transducer: constant defocus amount and change of aperture diameter)
In steps S22 and S27 of FIG. 10, the ultrasonic beam UB5 defocused greatly and deflected in the minus elevation direction (−X axis direction) and the defocused minus beam and the minus elevation direction (−X axis direction). The ultrasonic beam UB6 deflected in the direction is transmitted. In addition to this method, in step S27, the defocus (divergence angle) may be the same, and the opening diameter in the elevation direction may be varied.
ステップＳ２２では、図１１（ａ）で説明したと同様な超音波ビームＵＢ５が送波される。なお、超音波ビームＵＢ５は、図８に描かれたＥ１列からＥ７列までの振動素子が使われている。すなわち全開口で超音波ビームＵＢ５が送波されている。なお、図１４（ａ）は図１４（ｂ）との比較のために描かれている。 In step S22, an ultrasonic beam UB5 similar to that described in FIG. 11A is transmitted. For the ultrasonic beam UB5, vibration elements from the E1 column to the E7 column illustrated in FIG. 8 are used. That is, the ultrasonic beam UB5 is transmitted through the entire aperture. FIG. 14 (a) is drawn for comparison with FIG. 14 (b).
ステップＳ２７において、図１４（ｂ）に示されるように、超音波ビームＵＢ７はデフォーカスし且つ一部の開口で送波されている。偏向角度（角度φ１）は１４（ａ）と同じである。図８に描かれた例えばＥ２列からＥ６列までの振動素子が使われている。図１４（ｂ）に示される超音波ビームＵＢ７によって中間領域ＤＢにある穿刺針９０の先端部９２のエコー信号を得ることができる。 In step S27, as shown in FIG. 14B, the ultrasonic beam UB7 is defocused and transmitted through some openings. The deflection angle (angle φ1) is the same as 14 (a). For example, vibration elements from the E2 column to the E6 column illustrated in FIG. 8 are used. An echo signal of the distal end portion 92 of the puncture needle 90 in the intermediate region DB can be obtained by the ultrasonic beam UB7 shown in FIG.
（１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサの例：デフォーカス量一定、且つ偏向方向の変更）
図１０のステップＳ２２及びＳ２７では、大きくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向した超音波ビームＵＢ５と、小さくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向した超音波ビームＵＢ６とが送波された。この方法以外に、ステップＳ２２及びＳ２７において、デフォーカス（発散角度）は同じで、エレベーション方向に偏向する偏向角度を異ならせてもよい。
(Example of 1.75D type ultrasonic transducer: constant defocus amount and change of deflection direction)
In steps S22 and S27 of FIG. 10, the ultrasonic beam UB5 defocused greatly and deflected in the minus elevation direction (−X axis direction) and the defocused minus beam and the minus elevation direction (−X axis direction). The ultrasonic beam UB6 deflected in the direction is transmitted. In addition to this method, in steps S22 and S27, the defocus (divergence angle) may be the same and the deflection angles deflected in the elevation direction may be varied.
ステップＳ２２において、図１５（ａ）に示されるように、超音波ビームＵＢ８はデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に大きく偏向（角度φ１）されて送波される。このため、被検体に穿刺針９０がマイナスのエレベーション方向から刺入されても、穿刺針９０に超音波ビームＵＢ８が当たり、その反射エコーが超音波トランスデューサ１２に受波される。そのため、図１４（ａ）に示される浅い領域ＤＡで且つマイナスのエレベーション方向から刺入された穿刺針９０であっても、超音波ビームＵＢ８によって穿刺針９０の先端部９２のエコー信号を得ることができる。 In step S22, as shown in FIG. 15A, the ultrasonic beam UB8 is defocused and largely deflected (angle φ1) in the minus elevation direction (−X axis direction) and transmitted. For this reason, even when the puncture needle 90 is inserted into the subject from the negative elevation direction, the ultrasonic beam UB8 hits the puncture needle 90 and the reflected echo is received by the ultrasonic transducer 12. Therefore, even if the puncture needle 90 is inserted in the shallow area DA shown in FIG. 14A from the minus elevation direction, an echo signal of the distal end portion 92 of the puncture needle 90 is obtained by the ultrasonic beam UB8. be able to.
ステップＳ２７において、図１５（ｂ）に示されるように、超音波ビームＵＢ８はデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に小さく偏向（角度φ２）されて送波される。図１５（ｂ）に示される超音波ビームＵＢ９によって中間領域ＤＢにある穿刺針９０の先端部９２のエコー信号を得ることができる。 In step S27, as shown in FIG. 15B, the ultrasonic beam UB8 is defocused and deflected small in the minus elevation direction (−X axis direction) (angle φ2) and transmitted. An echo signal of the distal end portion 92 of the puncture needle 90 in the intermediate region DB can be obtained by the ultrasonic beam UB9 shown in FIG.
なお、図１０から図１５では１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサ１２を説明したが、２Ｄ型の超音波トランスデューサ１２であっても、同様に超音波データをデフォーカスし且つ偏向させることができる。 10 to 15, the 1.75D type ultrasonic transducer 12 has been described. However, even with the 2D type ultrasonic transducer 12, ultrasonic data can be similarly defocused and deflected.
１０ …… 超音波プローブ
１２ …… 超音波トランスデューサ
１４ …… 制御信号分配部、 １６ …… スイッチング回路
２１ …… 走査制御部、 ２２ …… 送信制御部
２３ …… 駆動信号発生部
３２ …… 受信信号処理部、 ３３ …… 受信制御部
３４ …… ローデータメモリ、 ３５ …… 受信ビームフォーマ
３６ …… 画像生成部、 ３７ …… 針検出部
４５ …… 入力部、 ５０ …… 記憶部
６０ …… 表示部
９０ …… 穿刺針
９８ …… 穿刺アタッチメント
１００ …… 超音波診断装置
ＢＧ …… 超音波画像
ＤＬ１〜ＤＬ４、ＤＬ１１〜ＤＬ１５ …… 遅延時間
Ｅ１〜Ｅ７ …… エレベーション方向の素子列
ＵＢ１〜ＵＢ９ …… 超音波ビーム
ＲＯ …… 目的部位
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Ultrasonic probe 12 ... Ultrasonic transducer 14 ... Control signal distribution part, 16 ... Switching circuit 21 ... Scanning control part, 22 ... Transmission control part 23 ... Drive signal generation part 32 ... Receive signal Processing unit 33 ...... Reception control unit 34 ...... Raw data memory 35 ...... Reception beamformer 36 ...... Image generation unit 37 37 Needle detection unit 45 ...... Input unit 50 ...... Storage unit 60 …… Display Unit 90 ... puncture needle 98 ... puncture attachment 100 ... ultrasonic diagnostic device BG ... ultrasonic images DL1 to DL4, DL11 to DL15 ... delay times E1 to E7 ... element rows UB1 to UB9 in the elevation direction ... ... Ultrasonic beam RO ... Target site
Claims (16)
前記超音波ビームを制御する超音波ビーム制御部と、
前記超音波ビームを被検体に送波し受波したエコー信号に基づいて、前記アジマス方向の超音波画像データを生成する画像データ生成部と、
前記超音波画像データに基づいて超音波画像を表示する表示部と、を備え、
前記超音波ビーム制御部は前記超音波ビームを前記エレべーション方向にデフォーカスさせ、前記画像データ生成部はデフォーカス時のエコー信号に基づいて前記被検体の表面に近い領域を含む超音波画像データを生成するとともに、
前記超音波ビーム制御部は前記超音波ビームを前記エレべーション方向にフォーカスさせ、前記画像データ生成部はフォーカス時のエコー信号に基づいて前記被検体の超音波画像データを生成する超音波診断装置。 An ultrasonic probe that has a vibrating section composed of a plurality of vibrating elements arranged in an azimuth direction and an elevation direction orthogonal to the azimuth direction, and transmits an ultrasonic beam;
An ultrasonic beam controller for controlling the ultrasonic beam;
An image data generation unit that generates ultrasonic image data in the azimuth direction based on an echo signal transmitted and received by the ultrasonic beam to a subject;
A display unit that displays an ultrasound image based on the ultrasound image data,
The ultrasonic beam control unit defocuses the ultrasonic beam in the elevation direction, and the image data generation unit includes an ultrasonic image including a region close to the surface of the subject based on an echo signal at the time of defocusing. While generating data,
The ultrasonic beam control unit focuses the ultrasonic beam in the elevation direction, and the image data generation unit generates ultrasonic image data of the subject based on an echo signal at the time of focusing. .
前記表示部は加算された超音波画像を表示する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。 The image data generation unit adds ultrasonic image data based on the echo signal at the time of defocusing and ultrasonic image data based on the echo signal at the time of focusing,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the display unit displays the added ultrasonic image.
前記表示部は加算された超音波画像を表示する請求項５に記載の超音波診断装置。 The image data generation unit includes ultrasonic image data based on the echo signal at the time of defocus deflected in the first direction, ultrasonic image data based on the echo signal at the time of the defocus deflected in the second direction, Add ultrasonic image data based on the echo signal at the time of focusing,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 5, wherein the display unit displays the added ultrasonic image.
前記表示部は加算された超音波画像を表示する請求項７に記載の超音波診断装置。 The image data generation unit is ultrasonic image data based on the echo signal at the time of defocusing the entire aperture, ultrasonic image data based on the echo signal at the time of the defocus deflection of the partial aperture, Add ultrasonic image data based on the echo signal at the time of focusing,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 7, wherein the display unit displays the added ultrasonic image.
前記超音波ビームを制御する超音波ビーム制御部と、
前記超音波ビームを被検体に送波し受波したエコー信号に基づいて、前記アジマス方向の超音波画像データを生成する画像データ生成部と、
前記超音波画像データに基づいて超音波画像を表示する表示部と、を備え、
前記超音波ビーム制御部は前記超音波ビームを前記エレべーション方向に全開口の振動素子を振動させた際のエコー信号に基づいて前記被検体の表面に近い領域を含む超音波画像データを生成するとともに前記エレべーション方向の一部の開口の振動素子を振動させた際のエコー信号に基づいて前記被検体の超音波画像データを生成する超音波診断装置。 An ultrasonic probe that has a vibrating section composed of a plurality of vibrating elements arranged in an azimuth direction and an elevation direction orthogonal to the azimuth direction, and transmits an ultrasonic beam;
An ultrasonic beam controller for controlling the ultrasonic beam;
An image data generation unit that generates ultrasonic image data in the azimuth direction based on an echo signal transmitted and received by the ultrasonic beam to a subject;
A display unit that displays an ultrasound image based on the ultrasound image data,
The ultrasonic beam control unit generates ultrasonic image data including a region close to the surface of the subject based on an echo signal when the ultrasonic beam is vibrated by a vibrating element having a full aperture in the elevation direction. In addition, an ultrasonic diagnostic apparatus that generates ultrasonic image data of the subject based on an echo signal when a vibration element of a part of the opening in the elevation direction is vibrated.
前記針検出部が前記穿刺針の先端が所定部位に到達したことを検出した際には、前記超音波ビーム制御部は前記超音波ビームのデフォーカスを停止する請求項１から請求項８、請求項１１から請求項１５のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
A needle detection unit for detecting the position of the tip of the puncture needle inserted into the subject,
The ultrasonic beam control unit stops defocusing of the ultrasonic beam when the needle detection unit detects that the tip of the puncture needle has reached a predetermined site. The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 11 to 15.
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