JP2012143389A - Ultrasonic diagnostic equipment and program - Google Patents

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Masaru Ogasawara
勝 小笠原
Kazuya Akagi
和哉 赤木
Yutaka Kobayashi
豊 小林
Takayuki Gunji
隆之 郡司
Shinichi Hoshino
伸一 星野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide ultrasonic diagnostic equipment capable of improving visibility of a puncture needle in a test environment using the standard ultrasonic diagnostic equipment, and a program.SOLUTION: In this ultrasonic image diagnostic equipment 1, a strain computing section computes a strain on a subject's tissue drawn on an ultrasonic image in each predetermined area of the ultrasonic image. An amount-of-characteristic computing section determines whether the strain computed in each predetermined area by the strain computing section exceeds a predetermined threshold. A control section makes puncture needle indicating information displayed in a position in the area where the amount-of-characteristic computing section determines that the strain exceeds the predetermined threshold.

Description

本発明の実施の形態は、超音波診断装置及びプログラムに関する。   Embodiments described herein relate generally to an ultrasonic diagnostic apparatus and a program.

従来、超音波診断装置は、超音波画像をリアルタイムで表示できることから、生体組織検査やラジオ波焼灼治療(RFA:Radio Frequency Ablation)などの穿刺が行なわれる場合に多く用いられる。例えば、生体組織検査のために組織採取を行う場合には、医師は、ターゲットとなる病変をリアルタイムで超音波画像により確認しながら、穿刺針を体内に刺し、組織採取を行う。また、RFAを行う場合には、医師は、ターゲットとなる病変をリアルタイムで超音波画像により確認しながら、穿刺針を病変部位まで刺し、その後、穿刺針からラジオ波を照射する。   2. Description of the Related Art Conventionally, since an ultrasonic diagnostic apparatus can display an ultrasonic image in real time, it is often used when punctures such as biological tissue examination and radiofrequency ablation (RFA) are performed. For example, when performing tissue collection for a biological tissue examination, a doctor punctures the body with a puncture needle while confirming a target lesion with an ultrasonic image in real time, and performs tissue collection. In addition, when performing RFA, a doctor punctures a puncture needle to a lesion site while confirming a target lesion with an ultrasonic image in real time, and then radiates radio waves from the puncture needle.

ところで、このような超音波診断装置を用いた穿刺術では、超音波画像上で穿刺針が明瞭に描出されず、穿刺針がどこまで進入しているのかを把握することが困難になる場合があった。そこで、近年、穿刺針の視認性を向上させるためのいくつかの技術が開発されている。かかる場合では、専用のハードウェアを用いて穿刺針の視認性を向上させている。   By the way, in the puncture using such an ultrasonic diagnostic apparatus, the puncture needle is not clearly depicted on the ultrasonic image, and it may be difficult to grasp how far the puncture needle has entered. It was. Therefore, in recent years, several techniques for improving the visibility of the puncture needle have been developed. In such a case, the visibility of the puncture needle is improved using dedicated hardware.

しかしながら、従来技術においては、専用のハードウェアが必要であり、利用可能な環境が限られていた。   However, in the prior art, dedicated hardware is necessary, and the available environment is limited.

特開2008−178589号公報JP 2008-178589 A

本発明が解決しようとする課題は、標準的な超音波診断装置を用いた検査環境において穿刺針の視認性を向上させることができる超音波診断装置及びプログラムを提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus and a program capable of improving the visibility of a puncture needle in an examination environment using a standard ultrasonic diagnostic apparatus.

実施の形態の超音波画像診断装置は、算出手段と、判定手段と、表示制御手段とを備える。算出手段は、超音波画像の所定の領域ごとに、当該超音波画像に描出された被検体の組織の歪を算出する。判定手段は、前記算出手段によって所定の領域ごとに算出された歪が所定の閾値を超えるか否かを判定する。表示制御手段は、前記判定手段によって歪が所定の閾値を超えたと判定された判定領域の位置に穿刺針を示す情報を表示させる。   The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to the embodiment includes a calculation unit, a determination unit, and a display control unit. The calculation means calculates the distortion of the tissue of the subject depicted in the ultrasonic image for each predetermined area of the ultrasonic image. The determination unit determines whether the distortion calculated for each predetermined region by the calculation unit exceeds a predetermined threshold value. The display control means displays information indicating the puncture needle at the position of the determination area where the determination means determines that the strain has exceeded a predetermined threshold.

図1は、第1の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment. 図2は、第1の実施形態に係る画像データ制御部の構成の一例を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the configuration of the image data control unit according to the first embodiment. 図3は、穿刺針進入に伴う組織の歪を説明するための図である。FIG. 3 is a view for explaining the strain of the tissue accompanying the puncture needle entry. 図4は、第1の実施形態に係る超音波診断装置による処理を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining processing by the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment. 図5は、穿刺針の進入が停止した状態を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a state where the entry of the puncture needle is stopped. 図6は、穿刺針の進入が停止した場合の画像データ生成部の処理を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining processing of the image data generation unit when the entry of the puncture needle is stopped. 図7は、穿刺針が抜かれる場合の画像データ生成部150の処理を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining processing of the image data generation unit 150 when the puncture needle is removed. 図8は、第1の実施形態に係る超音波診断装置1による処理の手順を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating a processing procedure performed by the ultrasound diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment. 図9は、歪を算出する領域の変形例を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining a modification of a region for calculating distortion.

(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について、図1を用いて説明する。図1は、第1の実施形態に係る超音波診断装置1の全体構成を説明するための図である。図1に示すように、第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、超音波プローブ11と、入力装置12と、モニタ13と、装置本体100とを有し、ネットワークに接続されている。
(First embodiment)
First, the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram for explaining the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment includes an ultrasonic probe 11, an input apparatus 12, a monitor 13, and an apparatus main body 100, and is connected to a network. .

超音波プローブ11は、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体100が有する送受信部110から供給される駆動信号に基づき超音波を発生し、さらに、被検体Pからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ11は、圧電振動子に設けられる整合層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材などを有する。   The ultrasonic probe 11 has a plurality of piezoelectric vibrators, and the plurality of piezoelectric vibrators generate ultrasonic waves based on a drive signal supplied from a transmission / reception unit 110 included in the apparatus main body 100 to be described later. A reflected wave from the specimen P is received and converted into an electric signal. The ultrasonic probe 11 includes a matching layer provided in the piezoelectric vibrator, a backing material that prevents propagation of ultrasonic waves from the piezoelectric vibrator to the rear, and the like.

超音波プローブ11から被検体Pに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Pの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ11が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが移動している血流や心臓壁などの表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。   When ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic probe 11 to the subject P, the transmitted ultrasonic waves are reflected one after another at the discontinuous surface of the acoustic impedance in the body tissue of the subject P, and the ultrasonic probe is used as a reflected wave signal. 11 is received by a plurality of piezoelectric vibrators. The amplitude of the received reflected wave signal depends on the difference in acoustic impedance at the discontinuous surface where the ultrasonic wave is reflected. The reflected wave signal when the transmitted ultrasonic pulse is reflected by the moving blood flow or the surface of the heart wall depends on the velocity component of the moving object in the ultrasonic transmission direction due to the Doppler effect. , Subject to frequency shift.

そして、実施例1に係る超音波プローブ11には、医師が超音波画像を参照しながら生体組織検査やラジオ波焼灼治療などの穿刺を行なうために、穿刺アダプタ11aが取り付けられる。そして、穿刺アダプタ11aには、穿刺針11bが取り付けられている。医師は、超音波画像を参照しながら、穿刺アダプタ11aに取り付けられた穿刺針11bを被検体Pのターゲット部位まで挿入する。   A puncture adapter 11a is attached to the ultrasonic probe 11 according to the first embodiment so that a doctor performs punctures such as a biopsy and radiofrequency ablation treatment while referring to an ultrasonic image. A puncture needle 11b is attached to the puncture adapter 11a. The doctor inserts the puncture needle 11b attached to the puncture adapter 11a up to the target site of the subject P while referring to the ultrasonic image.

なお、本実施形態は、複数の圧電振動子が一列で配置された1次元超音波プローブである超音波プローブ11により、被検体Pを2次元でスキャンする場合であっても、1次元超音波プローブの複数の圧電振動子を機械的に揺動する超音波プローブ11や複数の圧電振動子が格子状に2次元で配置された2次元超音波プローブである超音波プローブ11により、被検体Pを3次元でスキャンする場合であっても、適用可能である。   In this embodiment, even when the subject P is scanned two-dimensionally by the ultrasonic probe 11 which is a one-dimensional ultrasonic probe in which a plurality of piezoelectric vibrators are arranged in a row, the one-dimensional ultrasonic wave is used. A subject P is detected by an ultrasonic probe 11 that mechanically swings a plurality of piezoelectric vibrators of the probe or an ultrasonic probe 11 that is a two-dimensional ultrasonic probe in which a plurality of piezoelectric vibrators are two-dimensionally arranged in a grid. Even when scanning in three dimensions, it is applicable.

入力装置12は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボールなどを有し、超音波診断装置1の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体100に対して受け付けた各種設定要求を転送する。   The input device 12 includes a mouse, a keyboard, a button, a panel switch, a touch command screen, a foot switch, a trackball, and the like, receives various setting requests from an operator of the ultrasonic diagnostic apparatus 1, and Transfer the received various setting requests.

モニタ13は、超音波診断装置1の操作者が入力装置12を用いて各種設定要求を入力するためのGUI(Graphical User Interface)を表示したり、装置本体100において生成された超音波画像などを表示したりする。例えば、モニタ13は、被検体Pに刺された穿刺針の位置を示した超音波画像を表示する。   The monitor 13 displays a GUI (Graphical User Interface) for an operator of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 to input various setting requests using the input device 12, and displays an ultrasonic image generated in the apparatus main body 100. Or display. For example, the monitor 13 displays an ultrasonic image indicating the position of the puncture needle pierced by the subject P.

装置本体100は、超音波プローブ11が受信した反射波に基づいて超音波画像を生成する装置であり、図1に示すように、送受信部110と、Bモード処理部120と、ドプラ処理部130と、画像データ制御部140と、画像データ生成部150と、画像メモリ160と、制御部170と、内部記憶部180とを有する。   The apparatus main body 100 is an apparatus that generates an ultrasonic image based on the reflected wave received by the ultrasonic probe 11, and as shown in FIG. 1, the transmission / reception unit 110, the B-mode processing unit 120, and the Doppler processing unit 130. An image data control unit 140, an image data generation unit 150, an image memory 160, a control unit 170, and an internal storage unit 180.

送受信部110は、トリガ発生回路、遅延回路およびパルサ回路などを有し、超音波プローブ11に駆動信号を供給する。パルサ回路は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、遅延回路は、超音波プローブ11から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルサ回路が発生する各レートパルスに対し与える。また、トリガ発生回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ11に駆動信号(駆動パルス)を印加する。すなわち、遅延回路は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向を任意に調整する。   The transmission / reception unit 110 includes a trigger generation circuit, a delay circuit, a pulsar circuit, and the like, and supplies a drive signal to the ultrasonic probe 11. The pulsar circuit repeatedly generates rate pulses for forming transmission ultrasonic waves at a predetermined rate frequency. The delay circuit also sets the delay time for each piezoelectric vibrator necessary for determining the transmission directivity by focusing the ultrasonic wave generated from the ultrasonic probe 11 into a beam shape, and for each rate pulse generated by the pulser circuit. Give to. The trigger generation circuit applies a drive signal (drive pulse) to the ultrasonic probe 11 at a timing based on the rate pulse. In other words, the delay circuit arbitrarily adjusts the transmission direction from the piezoelectric vibrator surface by changing the delay time given to each rate pulse.

また、送受信部110は、アンプ回路、A/D変換器、加算器などを有し、超音波プローブ1が受信した反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。アンプ回路は、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行ない、A/D変換器は、ゲイン補正された反射波信号をA/D変換して受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与え、加算器は、A/D変換器によって処理された反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。   The transmission / reception unit 110 includes an amplifier circuit, an A / D converter, an adder, and the like, and performs various processes on the reflected wave signal received by the ultrasonic probe 1 to generate reflected wave data. The amplifier circuit amplifies the reflected wave signal for each channel and performs gain correction processing, and the A / D converter is necessary for A / D converting the gain-corrected reflected wave signal to determine the reception directivity. The adder performs an addition process of the reflected wave signal processed by the A / D converter to generate reflected wave data. By the addition processing of the adder, the reflection component from the direction corresponding to the reception directivity of the reflected wave signal is emphasized.

このように、送受信部110は、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。なお、送受信部110は、後述する制御部160の制御により、遅延情報、送信周波数、送信駆動電圧、開口素子数などを瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更においては、瞬時に値を切り替えることが可能であるリニアアンプ型の発振回路、又は、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。また、送受信部110は、1フレームもしくはレートごとに、異なる波形を送信して受信することも可能である。   As described above, the transmission / reception unit 110 controls transmission directivity and reception directivity in ultrasonic transmission / reception. The transmission / reception unit 110 has a function capable of instantaneously changing delay information, a transmission frequency, a transmission drive voltage, the number of aperture elements, and the like under the control of the control unit 160 described later. In particular, the change of the transmission drive voltage is realized by a linear amplifier type oscillation circuit capable of instantaneously switching values or a mechanism for electrically switching a plurality of power supply units. Further, the transmission / reception unit 110 can transmit and receive different waveforms for each frame or rate.

Bモード処理部120は、送受信部110からゲイン補正処理、A/D変換処理および加算処理が行なわれた処理済み反射波信号である反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理などを行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ(Bモードデータ)を生成する。   The B-mode processing unit 120 receives reflected wave data, which is a processed reflected wave signal subjected to gain correction processing, A / D conversion processing, and addition processing, from the transmission / reception unit 110, and performs logarithmic amplification, envelope detection processing, and the like. As a result, data (B mode data) in which the signal intensity is expressed by brightness is generated.

ここで、Bモード処理部120は、検波周波数を変化させることで、映像化する周波数帯域を変えることができる。また、Bモード処理部120は、1つの受信データに対して、2つの検波周波数による検波処理を並列して行うことができる。   Here, the B-mode processing unit 120 can change the frequency band to be visualized by changing the detection frequency. Further, the B-mode processing unit 120 can perform detection processing with two detection frequencies in parallel on one reception data.

このBモード処理部120の機能を用いることにより、超音波造影剤が注入された被検体Pの関心領域における1つの受信データから、関心領域を流動する超音波造影剤(微小気泡、バブル)を反射源とする反射波データと、関心領域に存在する組織を反射源とする反射波データとを分離することができ、後述する画像データ生成部150は、流動するバブルを高感度に映像化した造影像および形態を観察するために組織を映像化した組織像を生成することができる。   By using the function of the B-mode processing unit 120, the ultrasonic contrast agent (microbubbles, bubbles) flowing in the region of interest is detected from one received data in the region of interest of the subject P into which the ultrasound contrast agent has been injected. The reflected wave data used as the reflection source can be separated from the reflected wave data using the tissue existing in the region of interest as the reflection source, and the image data generation unit 150 described later visualizes the flowing bubbles with high sensitivity. In order to observe the contrast image and the morphology, a tissue image obtained by imaging the tissue can be generated.

ドプラ処理部130は、送受信部110から受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワーなどの移動体情報を多点について抽出したデータ(ドプラデータ)を生成する。   The Doppler processing unit 130 performs frequency analysis on velocity information from the reflected wave data received from the transmission / reception unit 110, extracts blood flow, tissue, and contrast agent echo components due to the Doppler effect, and moving body information such as average velocity, dispersion, and power. Is generated for multiple points (Doppler data).

より具体的には、ドプラ処理部130は、組織ドプラ法(TDI:Tissue Doppler Imaging)及びカラードプラ法を実行可能な処理部である。すなわち、ドプラ処理部130は、走査範囲内にある組織の運動情報(組織運動情報)を取得して、組織の動態を示す組織ドプラ画像を生成するための組織ドプラデータを生成する処理部である。また、ドプラ処理部130は、走査範囲内にある血流の運動情報(血流運動情報)を取得して、血流の動態を示すカラードプラ画像を生成するためのカラードプラデータを生成する処理部である。   More specifically, the Doppler processing unit 130 is a processing unit capable of executing a tissue Doppler imaging (TDI: Tissue Doppler Imaging) and a color Doppler method. That is, the Doppler processing unit 130 is a processing unit that acquires tissue motion information (tissue motion information) within a scanning range and generates tissue Doppler data for generating a tissue Doppler image indicating the tissue dynamics. . In addition, the Doppler processing unit 130 obtains blood flow motion information (blood flow motion information) within the scanning range and generates color Doppler data for generating a color Doppler image indicating the blood flow dynamics. Part.

画像データ制御部140は、Bモード処理部120によって生成されたBモードデータ及びドプラ処理部130によって生成されたドプラデータから表示用の画像を生成するための各種制御を実行する。例えば、画像データ制御部140は、ドプラデータに基づいて、穿刺針11bを強調表示するために用いられる特徴量を算出する。なお、特徴量については後に詳述する。   The image data control unit 140 executes various controls for generating an image for display from the B mode data generated by the B mode processing unit 120 and the Doppler data generated by the Doppler processing unit 130. For example, the image data control unit 140 calculates a feature amount used for highlighting the puncture needle 11b based on the Doppler data. The feature amount will be described in detail later.

画像データ生成部150は、Bモード処理部120が生成したBモードデータや、ドプラ処理部130が生成したドプラデータから、超音波画像を生成する。具体的には、画像データ生成部150は、超音波スキャンの走査線信号列を、テレビなどに代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換(スキャンコンバート)することで、Bモードデータやドプラデータから表示用の超音波画像(Bモード画像やドプラ画像)を生成する。また、画像データ生成部150は、画像データ制御部140の処理結果を用いて、被検体Pに刺された穿刺針11bを強調表示した表示用の超音波画像を生成する。そして、画像データ生成部150は、生成した表示用の超音波画像を画像メモリ160に格納する。なお、画像データ生成部による穿刺針11bを強調表示した表示用画像の生成については後に詳述する。   The image data generation unit 150 generates an ultrasound image from the B mode data generated by the B mode processing unit 120 and the Doppler data generated by the Doppler processing unit 130. Specifically, the image data generation unit 150 converts (scan converts) a scanning line signal sequence of ultrasonic scanning into a scanning line signal sequence of a video format typified by a television or the like, so that B-mode data or Doppler is obtained. An ultrasonic image (B-mode image or Doppler image) for display is generated from the data. Further, the image data generation unit 150 generates an ultrasonic image for display in which the puncture needle 11b stabbed in the subject P is highlighted using the processing result of the image data control unit 140. The image data generation unit 150 stores the generated ultrasonic image for display in the image memory 160. The generation of the display image in which the puncture needle 11b is highlighted by the image data generation unit will be described in detail later.

画像メモリ160は、Bモード処理部120及びドプラ処理部130によって生成されたRawデータ(Bモードデータ及びドプラデータ)、画像データ生成部150によって生成された表示用超音波画像を記憶する。また、画像メモリ160は、画像データ制御部140による処理結果を記憶する。さらに、画像メモリ160は、送受信部110を経た直後の出力信号(RF:Radio Frequency)や画像の輝度信号、種々の生データなどを必要に応じて記憶する。   The image memory 160 stores the Raw data (B mode data and Doppler data) generated by the B mode processing unit 120 and the Doppler processing unit 130, and the display ultrasonic image generated by the image data generation unit 150. Further, the image memory 160 stores a processing result by the image data control unit 140. Furthermore, the image memory 160 stores an output signal (RF: Radio Frequency) immediately after passing through the transmission / reception unit 110, an image luminance signal, various raw data, and the like as necessary.

制御部170は、超音波診断装置1における処理全体を制御する。具体的には、制御部170は、入力装置12を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部180から読込んだ各種制御プログラムおよび各種設定情報に基づき、送受信部110、Bモード処理部120、ドプラ処理部130、画像データ制御部140および画像データ生成部150の処理を制御したり、画像メモリ160が記憶する超音波画像などをモニタ13にて表示するように制御したりする。   The control unit 170 controls the entire processing in the ultrasonic diagnostic apparatus 1. Specifically, the control unit 170 is based on various setting requests input from the operator via the input device 12 and various control programs and various setting information read from the internal storage unit 180. Control processing of the mode processing unit 120, the Doppler processing unit 130, the image data control unit 140, and the image data generation unit 150, or control so that an ultrasonic image stored in the image memory 160 is displayed on the monitor 13. To do.

内部記憶部180は、超音波送受信、画像処理および表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報(例えば、患者ID、医師の所見など)や、診断プロトコルなどの各種データを記憶する。また、内部記憶部180は、必要に応じて、画像メモリ160が記憶する画像の保管などにも使用される。   The internal storage unit 180 stores a control program for performing ultrasonic transmission / reception, image processing, and display processing, diagnostic information (for example, patient ID, doctor's findings, etc.), and various data such as a diagnostic protocol. The internal storage unit 180 is also used for storing images stored in the image memory 160 as necessary.

以上、第1の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、以下、詳細に説明する画像データ制御部140の処理により、標準的な超音波診断装置を用いた検査環境において穿刺針の視認性を向上させることが可能となるように構成されている。   The overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment has been described above. With this configuration, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment is a puncture needle in an examination environment using a standard ultrasonic diagnostic apparatus by the processing of the image data control unit 140 described in detail below. It is comprised so that the visibility of can be improved.

以下、第1の実施形態に係る画像データ制御部140の処理について、図2などを用いて詳細に説明する。なお、第1の実施形態では、操作者が穿刺針11bを用いた穿刺術を開始した後の処理について説明する。   Hereinafter, the processing of the image data control unit 140 according to the first embodiment will be described in detail with reference to FIG. In the first embodiment, processing after the operator starts a puncture using the puncture needle 11b will be described.

図2は、第1の実施形態に係る画像データ制御部140の構成の一例を説明するための図である。画像データ制御部140は、図2に示すように、白黒画像データ処理部141と、カラー画像データ処理部142とを有し、図示しないバスを介して、画像データ生成部150及び画像メモリ160と接続される。   FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the configuration of the image data control unit 140 according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the image data control unit 140 includes a black and white image data processing unit 141 and a color image data processing unit 142, and an image data generation unit 150 and an image memory 160 via a bus (not shown). Connected.

白黒画像データ処理部141は、白黒画像の生成に関する各種処理を実行する。カラー画像データ処理部142は、図2に示すように、速度平均抽出部142aと、歪算出部142bと、特徴量算出部142cとを有し、組織ドプラ法により生成された組織ドプラデータを用いて穿刺針の視認性を向上させるための各種処理を実行する。   The black and white image data processing unit 141 executes various processes related to the generation of a black and white image. As shown in FIG. 2, the color image data processing unit 142 includes a speed average extraction unit 142a, a distortion calculation unit 142b, and a feature amount calculation unit 142c, and uses tissue Doppler data generated by the tissue Doppler method. Various processes for improving the visibility of the puncture needle are executed.

具体的には、カラー画像データ処理部142においては、速度平均抽出部142a、歪算出部142b及び特徴量算出部142cが、組織ドプラデータに含まれる速度成分に基づいて、穿刺針が体表から刺されることによって生じる組織の歪を算出して、算出した歪から穿刺針の位置を特定する。   Specifically, in the color image data processing unit 142, the velocity average extraction unit 142a, the strain calculation unit 142b, and the feature amount calculation unit 142c are configured to remove the puncture needle from the body surface based on the velocity component included in the tissue Doppler data. The strain of the tissue caused by the puncture is calculated, and the position of the puncture needle is specified from the calculated strain.

図3は、穿刺針進入に伴う組織の歪を説明するための図である。図3においては、被検体Pの体表30に対して超音波プローブ11を当てながら穿刺針11bによる穿刺術を実行している場合について示している。また、図3においては、組織ドプラ法を用いて穿刺針11bの位置を特定する場合について示している。また、図3に示す矢印21は、穿刺針11bの進行方向を示す。また、図3に示す矢印22は、穿刺針11bが組織を押す力を示す。また、図3に示す矢印23は、ラスタの超音波プローブ11が送信する超音波ビームの方向を示す。また、図3に示す円24は、組織ドプラデータのサンプリング位置を示す。   FIG. 3 is a view for explaining the strain of the tissue accompanying the puncture needle entry. FIG. 3 shows a case where the puncture with the puncture needle 11b is executed while the ultrasonic probe 11 is applied to the body surface 30 of the subject P. FIG. 3 shows the case where the position of the puncture needle 11b is specified using the tissue Doppler method. Moreover, the arrow 21 shown in FIG. 3 shows the advancing direction of the puncture needle 11b. Moreover, the arrow 22 shown in FIG. 3 shows the force with which the puncture needle 11b presses a tissue. An arrow 23 shown in FIG. 3 indicates the direction of the ultrasonic beam transmitted by the raster ultrasonic probe 11. A circle 24 shown in FIG. 3 indicates the sampling position of the tissue Doppler data.

例えば、図3に示すように、体表30から矢印21の方向に穿刺針11bが進入すると、穿刺針11bを中心とした周囲の組織に押す力22が発生する。すなわち、穿刺針11bの進入に伴って、穿刺針11bの周囲の組織に歪が発生することとなる。また、組織ドプラ法を用いたスキャンでは、サンプリングの位置24などにおいて収集される組織ドプラデータに速度成分が含まれることとなる。第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、組織ドップラデータに含まれる速度成分に基づいて、穿刺針11bの周囲の組織に発生した歪を算出することにより穿刺針の位置を特定する。   For example, as shown in FIG. 3, when the puncture needle 11b enters from the body surface 30 in the direction of the arrow 21, a force 22 is generated to push the surrounding tissue around the puncture needle 11b. That is, as the puncture needle 11b enters, distortion occurs in the tissue around the puncture needle 11b. In the scan using the tissue Doppler method, the velocity component is included in the tissue Doppler data collected at the sampling position 24 or the like. The ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment specifies the position of the puncture needle by calculating the strain generated in the tissue around the puncture needle 11b based on the velocity component included in the tissue Doppler data.

図2に戻って、速度平均抽出部142aは、超音波画像の所定の領域ごとに、当該所定の領域に対応する位置のドプラデータに含まれる速度成分に基づいて速度平均を抽出する。例えば、速度平均抽出部142aは、超音波画像の画素ごとに、当該画素に対応する位置のドプラデータに含まれる速度成分に基づいて速度平均を抽出する。一例を挙げると、速度平均抽出部142aは、組織ドプラ法を用いたスキャンの1サンプルごとに速度平均を抽出する。   Returning to FIG. 2, the velocity average extraction unit 142 a extracts the velocity average for each predetermined region of the ultrasonic image based on the velocity component included in the Doppler data at the position corresponding to the predetermined region. For example, the velocity average extraction unit 142a extracts the velocity average for each pixel of the ultrasonic image based on the velocity component included in the Doppler data at the position corresponding to the pixel. For example, the speed average extraction unit 142a extracts a speed average for each sample of a scan using the tissue Doppler method.

図4は、第1の実施形態に係る超音波診断装置1による処理を説明するための図である。図4の(A)は、速度平均抽出部142aによる処理を模式的に示す図である。図4の(B)及び(C)は、後述する画像データ生成部150の処理を示す図である。なお、図4の(B)及び(C)については、後に詳述する。   FIG. 4 is a diagram for explaining processing by the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment. FIG. 4A is a diagram schematically illustrating processing by the speed average extraction unit 142a. 4B and 4C are diagrams illustrating processing of the image data generation unit 150 to be described later. Note that (B) and (C) in FIG. 4 will be described in detail later.

例えば、速度平均抽出部142aは、図4の(A)に示すように、「ラスタ:1、サンプル:1」の速度成分、分散成分、パワー成分から「ラスタ:1、サンプル:1」の速度平均を抽出する。そして、速度平均抽出部142aは、抽出した分散成分及びパワー成分を用いて、サンプルの所定の位相における座標(フェーズCos、フェーズSin)を算出する。   For example, as shown in FIG. 4A, the speed average extraction unit 142 a determines the speed of “raster: 1, sample: 1” from the speed component, dispersion component, and power component of “raster: 1, sample: 1”. Extract the average. Then, the velocity average extraction unit 142a calculates the coordinates (phase Cos, phase Sin) of the sample at a predetermined phase using the extracted dispersion component and power component.

その後、速度平均抽出部142aは、算出した座標それぞれと分散成分との積をとった値をスムージング値とする。そして、速度平均抽出部142aは、スムージング値から超音波画像の総画素数の商を取った値を速度平均値として算出する。すなわち、図3に示すように、穿刺針11bがラスタの方向に対して斜めに侵入することから、ベクトルを考慮するために、速度平均抽出部142aは、速度平均を座標として抽出する。そして、速度平均抽出部142aは、抽出した「ラスタ:1、サンプル:1」の速度平均のデータを画像メモリ160に格納する。同様に、速度平均抽出部142aは、すべてのラスタのサンプルに対して上述した処理を実行して、サンプルごとに速度平均を抽出して画像メモリ160に格納する。そして、速度平均抽出部142aは、スキャンされたフレームにおけるサンプルの速度平均を順次抽出して、画像メモリ160に格納する。   After that, the speed average extraction unit 142a sets a value obtained by multiplying each calculated coordinate by the variance component as a smoothing value. Then, the velocity average extraction unit 142a calculates a value obtained by taking the quotient of the total number of pixels of the ultrasonic image from the smoothing value as the velocity average value. That is, as shown in FIG. 3, since the puncture needle 11b enters obliquely with respect to the raster direction, the speed average extraction unit 142a extracts the speed average as coordinates in order to consider the vector. Then, the speed average extraction unit 142 a stores the extracted speed average data of “raster: 1, sample: 1” in the image memory 160. Similarly, the speed average extraction unit 142a performs the above-described processing on all raster samples, extracts the speed average for each sample, and stores the average in the image memory 160. Then, the speed average extraction unit 142a sequentially extracts the speed averages of the samples in the scanned frame and stores them in the image memory 160.

図2に戻って、歪算出部142bは、超音波画像の所定の領域ごとに、当該超音波画像に描出された被検体の組織の歪を算出する。具体的には、歪算出部142bは、速度平均抽出部142aによって抽出された速度平均を用いて歪を算出する。例えば、歪算出部142bは、画像メモリ160によって記憶されたサンプルごとの速度平均を用いて、各サンプルの位置における歪を算出する。   Returning to FIG. 2, the strain calculation unit 142b calculates the strain of the tissue of the subject depicted in the ultrasound image for each predetermined region of the ultrasound image. Specifically, the strain calculation unit 142b calculates the strain using the speed average extracted by the speed average extraction unit 142a. For example, the distortion calculation unit 142b calculates the distortion at the position of each sample using the average speed for each sample stored in the image memory 160.

例を挙げると、歪算出部142bは、画像メモリ160によって記憶されたサンプルごとの速度平均を読み出し、読み出した速度平均の逆正接の逆数をとる。そして、歪算出部142bは、走査線の時間間隔から円周率の商を取った結果と負の値を正の値に変換する128とを積算した値を、当該逆数の値に積算した値を歪として算出する。そして、歪算出部142bは、算出した歪の情報を画像メモリ160に格納する。同様に、歪算出部142bは、画像メモリ160によって記憶されたすべての速度平均を用いて、各サンプルの位置における歪を算出する。そして、歪算出部142bは、スキャンされたフレームにおける各サンプルの歪を順次算出して、画像メモリ160に格納する。   For example, the distortion calculation unit 142b reads the speed average for each sample stored in the image memory 160, and takes the reciprocal of the arc tangent of the read speed average. Then, the distortion calculation unit 142b integrates a value obtained by integrating the result of taking the quotient of the circumference from the time interval of the scanning line and 128 that converts a negative value into a positive value, to the reciprocal value. Is calculated as distortion. Then, the distortion calculation unit 142b stores the calculated distortion information in the image memory 160. Similarly, the distortion calculation unit 142b calculates the distortion at the position of each sample using all the velocity averages stored in the image memory 160. Then, the distortion calculation unit 142b sequentially calculates the distortion of each sample in the scanned frame and stores it in the image memory 160.

特徴量算出部142cは、歪算出部142bによって所定の領域ごとに算出された歪が所定の閾値を超えるか否かを判定する。例えば、特徴量算出部142cは、画像メモリ160によって記憶された各サンプルの位置の歪が所定の閾値を越えるか否かをスキャンされたフレームについて順次判定する。そして、特徴量算出部142cは、判定したフレームの超音波画像に判定結果を対応付けて画像メモリ160に順次格納する。   The feature amount calculation unit 142c determines whether or not the distortion calculated for each predetermined region by the distortion calculation unit 142b exceeds a predetermined threshold. For example, the feature amount calculation unit 142c sequentially determines whether or not the distortion of the position of each sample stored in the image memory 160 exceeds a predetermined threshold for the scanned frames. Then, the feature amount calculation unit 142c sequentially stores the determination result in association with the ultrasonic image of the determined frame in the image memory 160.

ここで、特徴量算出部142cは、歪算出部142bによって算出された歪が穿刺針の移動に起因する歪であるか否かをさらに判定し、穿刺針の移動に起因する歪であると判定した場合に、当該歪が所定の閾値を超えるか否かを判定する。具体的には、特徴量算出部142cは、歪が生じている位置や歪の仕方などが穿刺針の移動に起因する場合に、当該歪が所定の閾値を超えるか否かを判定する。例えば、特徴量算出部142cは、算出された歪が被検体Pの動きによって生じた歪である場合には、当該歪が所定の閾値を超えるか否かを判定しない。すなわち、特徴量算出部142cは、穿刺針の移動に起因する歪を対象として判定処理を行う。なお、穿刺針の移動に起因する歪であるか否かを判定するための情報としては、例えば、歪が生じている位置や、歪の程度、自発的に動く部位などが用いられる。   Here, the feature amount calculation unit 142c further determines whether or not the strain calculated by the strain calculation unit 142b is a strain caused by the movement of the puncture needle, and determines that the strain is caused by the movement of the puncture needle. In such a case, it is determined whether or not the distortion exceeds a predetermined threshold value. Specifically, the feature amount calculation unit 142c determines whether or not the distortion exceeds a predetermined threshold when the position where the distortion occurs, the manner of distortion, and the like are caused by the movement of the puncture needle. For example, when the calculated distortion is a distortion caused by the movement of the subject P, the feature amount calculation unit 142c does not determine whether the distortion exceeds a predetermined threshold. In other words, the feature amount calculation unit 142c performs a determination process on the distortion caused by the movement of the puncture needle. In addition, as information for determining whether or not the distortion is caused by the movement of the puncture needle, for example, a position where the distortion is generated, a degree of the distortion, a part that moves spontaneously, and the like are used.

画像データ生成部150は、特徴量算出部142cによって歪が所定の閾値を超えたと判定された判定領域の位置に穿刺針を示す情報を描出した画像を生成する。例えば、画像データ生成部150は、画像メモリ160によって記憶された超音波画像において、歪が所定の閾値を越えたサンプルの位置を穿刺針の先端とした画像を生成する。すなわち、画像データ生成部150は、時系列で連続する複数の超音波画像において、歪が所定の閾値を越えたサンプルの位置を順次穿刺針の先端として画像を生成する。その際、直前の画像に描出された穿刺針を継続して描出する画像を生成する。   The image data generation unit 150 generates an image depicting information indicating the puncture needle at the position of the determination area where the distortion is determined to have exceeded the predetermined threshold by the feature amount calculation unit 142c. For example, the image data generation unit 150 generates an image in which the position of the sample whose distortion exceeds a predetermined threshold in the ultrasonic image stored in the image memory 160 is the tip of the puncture needle. That is, the image data generation unit 150 sequentially generates an image using a sample position where distortion exceeds a predetermined threshold in a plurality of time-sequential ultrasonic images as the tip of the puncture needle. At this time, an image is generated in which the puncture needle drawn in the immediately preceding image is continuously drawn.

例えば、画像データ生成部150は、穿刺針を示す情報として、判定領域の位置を強調させた強調画像を生成する。表示の一例を示すと、画像データ生成部150は、時系列で連続する複数の超音波画像それぞれの歪の位置に順次穿刺針を示す情報を描出していくことで、例えば、図4の(B)に示すように、穿刺針の位置を強調させた画像を生成する。   For example, the image data generation unit 150 generates an enhanced image in which the position of the determination region is enhanced as information indicating the puncture needle. As an example of the display, the image data generation unit 150 sequentially draws information indicating the puncture needle at each strain position of a plurality of time-sequential ultrasonic images, for example, ( As shown in B), an image in which the position of the puncture needle is emphasized is generated.

また、画像データ生成部150は、判定領域の位置を強調させるとともに当該判定領域に描出された組織が透過される透過画像を生成する。表示の一例を示すと、画像データ生成部150は、時系列で連続する複数の超音波画像それぞれの歪の位置に透過性の情報を順次重畳させることで、例えば、図4の(C)に示すように、超音波画像に描出された組織が透過された透過画像を生成する。すなわち、制御部170は、特徴量算出部142cによって歪が所定の閾値を超えたと判定された判定画素の位置に穿刺針を示す情報を表示させることとなる。また、制御部170は、穿刺針を示す情報として、判定画素の位置を強調させた強調画像、又は、判定画素の位置を強調させるとともに当該判定画素に描出された組織が透過される透過画像を表示させることとなる。   Further, the image data generation unit 150 enhances the position of the determination region and generates a transmission image through which the tissue drawn in the determination region is transmitted. As an example of display, the image data generation unit 150 sequentially superimposes transparency information on the distortion positions of each of a plurality of time-sequential ultrasonic images, for example, in FIG. As shown, a transmission image in which the tissue depicted in the ultrasonic image is transmitted is generated. That is, the control unit 170 displays information indicating the puncture needle at the position of the determination pixel where the distortion is determined to have exceeded the predetermined threshold by the feature amount calculation unit 142c. In addition, as information indicating the puncture needle, the control unit 170 enhances the position of the determination pixel, or a transmission image that enhances the position of the determination pixel and transmits the tissue drawn on the determination pixel. Will be displayed.

ここで、穿刺針の進入が停止した場合について説明する。図5は、穿刺針の進入が停止した状態を説明するための図である。例えば、図5の(A)に示すように、穿刺針11bが矢印21の方向に進入している場合には、穿刺針11bに組織を押す力22が発生している。すなわち、組織に歪が生じていることから、穿刺針の位置を特定することができず5の(A)に示すように、穿刺針を示す情報を表示させることが可能である。   Here, a case where the entry of the puncture needle is stopped will be described. FIG. 5 is a diagram for explaining a state where the entry of the puncture needle is stopped. For example, as shown in FIG. 5A, when the puncture needle 11b has entered in the direction of the arrow 21, a force 22 for pressing the tissue is generated on the puncture needle 11b. That is, since the tissue is distorted, the position of the puncture needle cannot be specified, and information indicating the puncture needle can be displayed as shown in (A) of 5.

一方、例えば、図5の(B)に示すように、矢印21の方向への進入が停止して、組織を押す力22が生じていない場合には、穿刺針の先端の位置がわからなくなる。すなわち、図5の(B)に示すように、穿刺針が停止した場合には、穿刺針を示す情報を描出しなくなる。   On the other hand, for example, as shown in FIG. 5B, when the approach in the direction of the arrow 21 is stopped and the force 22 for pushing the tissue is not generated, the position of the tip of the puncture needle is not known. That is, as shown in FIG. 5B, when the puncture needle is stopped, information indicating the puncture needle is not drawn.

そこで、画像データ生成部150は、穿刺針を描出した画像を生成した直後に、特徴量算出部142cによってすべての歪が所定の閾値を超えていないと判定された場合には、現時点で表示させている穿刺針を示す情報を描出した動画を継続して生成する。具体的には、画像データ生成部150は、穿刺針が停止した場合には、直前に生成した画像を継続して生成する。   Therefore, immediately after generating the image depicting the puncture needle, the image data generation unit 150 displays the current value when the feature amount calculation unit 142c determines that all distortions do not exceed the predetermined threshold. A moving image in which information indicating the puncture needle is drawn is continuously generated. Specifically, the image data generation unit 150 continuously generates the image generated immediately before when the puncture needle is stopped.

図6は、穿刺針の進入が停止した場合の画像データ生成部150の処理を説明するための図である。例えば、画像データ生成部150は、図6に示すように、穿刺針11bの矢印21の方向への進入が停止した場合には、過去の画像から歪の位置を取得して、取得した歪の位置に穿刺針を示す情報を描出した画像を生成する。   FIG. 6 is a diagram for explaining processing of the image data generation unit 150 when the entry of the puncture needle is stopped. For example, as illustrated in FIG. 6, when the entry of the puncture needle 11 b in the direction of the arrow 21 is stopped, the image data generation unit 150 acquires the distortion position from the past image and acquires the acquired distortion. An image depicting information indicating the puncture needle at a position is generated.

次に、穿刺針が抜かれる場合について説明する。穿刺針が抜かれる場合には、穿刺針は一旦停止した後に、進入とは逆向きの力が発生する。すなわち、組織は穿刺針から押す力とは逆の力がかかることとなり、速度平均が負の値となる。そこで、画像データ生成部150は、過去に表示させた穿刺針を示す情報を継続して生成した後に、特徴量算出部142cによって進入時の歪とは異なる方向の歪が所定の閾値を超えたと判定された場合には、穿刺針の移動量と画像の特徴とに基づいて、現時点で表示させている穿刺針を示す情報を一部削除した画像を生成する。   Next, a case where the puncture needle is removed will be described. When the puncture needle is withdrawn, the puncture needle is temporarily stopped, and then a force opposite to the approach is generated. That is, a force opposite to the force pushed from the puncture needle is applied to the tissue, and the average speed is a negative value. Therefore, after the image data generation unit 150 continuously generates information indicating the puncture needles displayed in the past, the feature amount calculation unit 142c determines that the distortion in a direction different from the distortion at the time of entry exceeds a predetermined threshold value. If it is determined, an image in which a part of the information indicating the puncture needle displayed at the present time is deleted is generated based on the movement amount of the puncture needle and the feature of the image.

図7は、穿刺針が抜かれる場合の画像データ生成部150の処理を説明するための図である。例えば、画像データ生成部150は、図7に示すように、穿刺針11bが体表30の方向に抜かれる力25で抜かれた場合には、速度平均とパターンマッチングにより抜かれた領域を算出し、算出した領域に相当する穿刺針の情報を削除した画像を生成する。   FIG. 7 is a diagram for explaining processing of the image data generation unit 150 when the puncture needle is removed. For example, as shown in FIG. 7, when the puncture needle 11b is pulled out with a force 25 that is pulled out in the direction of the body surface 30, as shown in FIG. 7, the image data generation unit 150 calculates the area extracted by speed averaging and pattern matching. An image from which the information on the puncture needle corresponding to the calculated area is deleted is generated.

このように、カラー画像データ処理部142が、組織ドプラデータに含まれる速度成分、分散成分及びパワー成分に基づいて、組織の歪を算出し、算出した歪の位置を穿刺針の先端とすることで、第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、標準的な超音波診断装置を用いた検査環境において穿刺針の視認性を向上させることを可能にする。なお、上述した第1の実施形態に係る超音波診断装置1において実行される速度平均及び歪みの算出については、種々の公知の手法を用いて実現するものであっても構わない。   As described above, the color image data processing unit 142 calculates the strain of the tissue based on the velocity component, the dispersion component, and the power component included in the tissue Doppler data, and sets the calculated strain position as the tip of the puncture needle. Thus, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment makes it possible to improve the visibility of the puncture needle in an examination environment using a standard ultrasonic diagnostic apparatus. Note that the calculation of the speed average and distortion executed in the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment described above may be realized using various known methods.

次に、図8を用いて、第1の実施形態に係る超音波診断装置1の処理について説明する。なお、図8においては、穿刺針を用いた穿刺術が行われている場合の処理について示す。   Next, processing of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. Note that FIG. 8 shows processing when a puncture operation using a puncture needle is performed.

図8は、第1の実施形態に係る超音波診断装置1による処理の手順を示すフローチャートである。図8に示すように、第1の実施形態に係る超音波診断装置1においては、穿刺針の視認性を向上させる機能が起動されると(ステップS101肯定)、速度平均抽出部142aは、組織ドプラデータから、サンプルごとの速度、分散、パワーを抽出する(ステップS102)。そして、速度平均抽出部142aは、速度平均を算出する(ステップS103)。   FIG. 8 is a flowchart illustrating a processing procedure performed by the ultrasound diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 8, in the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment, when the function for improving the visibility of the puncture needle is activated (Yes in step S101), the velocity average extraction unit 142a The velocity, variance, and power for each sample are extracted from the Doppler data (step S102). Then, the speed average extraction unit 142a calculates a speed average (step S103).

その後、歪算出部142bは、全サンプルの歪を算出して(ステップS104)、歪が最大となる領域を穿刺針の先端と決定する(ステップS105)。そして、画像データ生成部150は、各フレームにおける穿刺針の先端の領域を繋げた画像を生成して、制御部170は、穿刺針として表示する(ステップS106)。   Thereafter, the strain calculation unit 142b calculates the strain of all samples (step S104), and determines the region where the strain is maximum as the tip of the puncture needle (step S105). Then, the image data generation unit 150 generates an image that connects the tip regions of the puncture needle in each frame, and the control unit 170 displays the image as a puncture needle (step S106).

そして、歪算出部142bは、速度平均が算出されるか否かを判定する(ステップS107)。ここで、速度平均が算出されなかった場合に(ステップS107否定)、画像データ生成部150は、穿刺針の動きが停止したと判定し、直近の穿刺針の位置に穿刺針を示す情報を描出した画像を生成し、制御部170は、生成された画像を表示させる(ステップS108)。   Then, the strain calculation unit 142b determines whether or not a speed average is calculated (step S107). Here, when the speed average is not calculated (No in step S107), the image data generation unit 150 determines that the movement of the puncture needle has stopped, and renders information indicating the puncture needle at the position of the latest puncture needle. The generated image is generated, and the control unit 170 displays the generated image (step S108).

その後、歪算出部142bは、速度平均が負の値を示すか否かを判定する(ステップS109)。ここで、速度平均が負の値を示す場合には(ステップS109肯定)、画像データ生成部150は、穿刺針が抜かれていると判定し、速度平均とパターンマッチングにより穿刺針が抜かれた領域を算出して、算出した領域の穿刺針を削除した画像を生成し、制御部170は、生成された画像を表示させる(ステップS110)。   Thereafter, the strain calculation unit 142b determines whether or not the speed average shows a negative value (step S109). Here, when the speed average shows a negative value (Yes at Step S109), the image data generation unit 150 determines that the puncture needle has been removed, and the area where the puncture needle has been removed by the speed average and pattern matching is determined. An image is generated by calculating and deleting the puncture needle in the calculated area, and the control unit 170 displays the generated image (step S110).

その後、歪算出部142bは、速度平均が算出されるか否かを判定する(ステップS111)。ここで、速度平均が算出される場合には(ステップS111肯定)、画像データ生成部150は、ステップS110に戻って、処理を継続する。一方、速度平均が算出されない場合には(ステップS111否定)、第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、穿刺針が完全に抜かれたと判定して(ステップS112)、処理を終了する。   Thereafter, the strain calculation unit 142b determines whether or not a speed average is calculated (step S111). Here, when the average speed is calculated (Yes at Step S111), the image data generation unit 150 returns to Step S110 and continues the processing. On the other hand, when the speed average is not calculated (No at Step S111), the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment determines that the puncture needle has been completely removed (Step S112), and ends the process.

上述したように、第1の実施形態によれば、歪算出部142bは、超音波画像の画素ごとに、当該超音波画像に描出された被検体の組織の歪を算出する。そして、特徴量算出部142cは、歪算出部142bによって画素ごとに算出された歪が所定の閾値を超えるか否かを判定する。そして、制御部170は、特徴量算出部142cによって歪が所定の閾値を超えたと判定された判定画素の位置に穿刺針を示す情報を表示させる画像を生成する。従って、第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、標準的な超音波診断装置を用いた検査環境において穿刺針の視認性を向上させることを可能にする。   As described above, according to the first embodiment, the strain calculation unit 142b calculates the strain of the tissue of the subject depicted in the ultrasound image for each pixel of the ultrasound image. Then, the feature amount calculation unit 142c determines whether the distortion calculated for each pixel by the distortion calculation unit 142b exceeds a predetermined threshold value. Then, the control unit 170 generates an image for displaying information indicating the puncture needle at the position of the determination pixel where the distortion is determined to have exceeded the predetermined threshold by the feature amount calculation unit 142c. Therefore, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment makes it possible to improve the visibility of the puncture needle in an examination environment using a standard ultrasonic diagnostic apparatus.

また、第1の実施形態によれば、制御部170は、穿刺針を示す情報として、判定画素の位置を強調させた強調画像、又は、判定画素の位置を強調させるとともに当該判定画素に描出された組織が透過される透過画像を表示させる。従って、第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、超音波画像に描出された部位を隠すことなく穿刺針を表示させることを可能にする。   In addition, according to the first embodiment, the control unit 170 emphasizes the position of the determination pixel as the information indicating the puncture needle, or emphasizes the position of the determination pixel and is rendered on the determination pixel. A transmission image through which the tissue is transmitted is displayed. Therefore, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment makes it possible to display the puncture needle without hiding the portion depicted in the ultrasonic image.

また、第1の実施形態によれば、制御部170は、穿刺針を示す情報を表示した直後に、特徴量算出部142cによってすべての歪が所定の閾値を超えていないと判定された場合には、現時点で表示させている穿刺針を示す情報を継続して表示させる。従って、第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、穿刺針の進入が停止した場合でも、操作者に穿刺針の位置情報を提供することを可能にする。   Further, according to the first embodiment, the control unit 170 immediately after displaying the information indicating the puncture needle, when the feature amount calculation unit 142c determines that all distortions do not exceed the predetermined threshold value. Continuously displays information indicating the puncture needle currently displayed. Therefore, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment makes it possible to provide the operator with positional information of the puncture needle even when the entry of the puncture needle is stopped.

また、第1の実施形態によれば、特徴量算出部142cは、歪算出部142bによって算出された歪が穿刺針の移動に起因する歪であるか否かをさらに判定し、穿刺針の移動に起因する歪であると判定した場合に、当該歪が所定の閾値を超えるか否かを判定する。従って、第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、穿刺針の位置を効率よく特定することを可能にする。   Further, according to the first embodiment, the feature amount calculation unit 142c further determines whether or not the strain calculated by the strain calculation unit 142b is a strain caused by the movement of the puncture needle, and moves the puncture needle. When it is determined that the distortion is caused by the above, it is determined whether the distortion exceeds a predetermined threshold. Therefore, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment makes it possible to efficiently specify the position of the puncture needle.

また、第1の実施形態によれば、制御部170は、過去に表示させた穿刺針を示す情報を継続して表示させた後に、特徴量算出部142cによって歪とは異なる方向の歪が所定の閾値を超えたと判定された場合には、穿刺針の移動量と画像の特徴とに基づいて、現時点で表示させている穿刺針を示す情報の表示を終了させる。従って、第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、穿刺針が抜かれる場合でも、操作者に穿刺針の位置情報を提供することを可能にする。   In addition, according to the first embodiment, the control unit 170 continuously displays information indicating the puncture needle that has been displayed in the past, and then the feature amount calculation unit 142c applies a predetermined distortion in a direction different from the distortion. If it is determined that the threshold value is exceeded, the display of the information indicating the puncture needle that is currently displayed is terminated based on the amount of movement of the puncture needle and the characteristics of the image. Therefore, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment makes it possible to provide the operator with positional information of the puncture needle even when the puncture needle is removed.

(第2の実施形態)
さて、これまで第1の実施形態について説明したが、上述した第1の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
(Second Embodiment)
Although the first embodiment has been described so far, the present invention may be implemented in various different forms other than the first embodiment described above.

(1)歪を算出する範囲
上述した第1の実施形態では、フレームにおけるすべてのサンプルの歪を算出する場合について説明した。しかしながら、開示の技術はこれに限定されるものではなく、例えば、操作者によって指定された範囲内のサンプルの歪を算出する場合であってもよい。
(1) Range for calculating distortion In the first embodiment described above, the case of calculating the distortion of all samples in a frame has been described. However, the disclosed technique is not limited to this, and may be, for example, a case where the distortion of a sample within a range specified by the operator is calculated.

具体的には、歪算出部142bは、超音波画像の任意の範囲に含まれる所定の領域ごとに、当該所定の領域に描出された組織の歪を算出する。図9は、歪を算出する領域の変形例を説明するための図である。例えば、歪算出部142bは、図9に示すように、穿刺ガイド11cの間の領域11dに含まれる画素に描出された組織の歪を算出する。従って、第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、穿刺針の位置を特定するための処理負荷を軽減することを可能にする。   Specifically, the strain calculation unit 142b calculates the strain of the tissue depicted in the predetermined region for each predetermined region included in an arbitrary range of the ultrasonic image. FIG. 9 is a diagram for explaining a modification of a region for calculating distortion. For example, as shown in FIG. 9, the strain calculation unit 142b calculates the strain of the tissue depicted in the pixels included in the region 11d between the puncture guides 11c. Therefore, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment makes it possible to reduce the processing load for specifying the position of the puncture needle.

(2)歪の算出対象となる領域
上述した第1の実施形態では、画素ごとに歪を算出する場合について説明した。しかしながら、開示の技術はこれに限定されるものではなく、例えば、超音波画像の任意の領域ごとに歪みを算出する場合であってもよい。
(2) Area for which distortion is to be calculated In the first embodiment described above, the case where distortion is calculated for each pixel has been described. However, the disclosed technique is not limited to this, and for example, the distortion may be calculated for each arbitrary region of the ultrasonic image.

以上説明したとおり、第1の実施形態及び第2の実施形態によれば、本実施形態の超音波診断装置は、標準的な超音波診断装置を用いた検査環境において穿刺針の視認性を向上させることを可能にする。   As described above, according to the first embodiment and the second embodiment, the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment improves the visibility of the puncture needle in an examination environment using a standard ultrasonic diagnostic apparatus. Make it possible.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1 超音波診断装置
11 超音波プローブ
11a 穿刺アダプタ
11b 穿刺針
12 入力装置
13 モニタ
100 装置本体
142a 速度平均抽出部
142b 歪算出部
142c 特徴量算出部
170 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic diagnostic apparatus 11 Ultrasonic probe 11a Puncture adapter 11b Puncture needle 12 Input apparatus 13 Monitor 100 Apparatus main body 142a Speed average extraction part 142b Strain calculation part 142c Feature-value calculation part 170 Control part

Claims (8)

超音波画像の所定の領域ごとに、当該超音波画像に描出された被検体の組織の歪を算出する算出手段と、
前記算出手段によって所定の領域ごとに算出された歪が所定の閾値を超えるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって歪が所定の閾値を超えたと判定された判定領域の位置に穿刺針を示す情報を表示させる表示制御手段と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
Calculation means for calculating the distortion of the tissue of the subject depicted in the ultrasonic image for each predetermined region of the ultrasonic image;
Determining means for determining whether or not the distortion calculated for each predetermined region by the calculating means exceeds a predetermined threshold;
Display control means for displaying information indicating a puncture needle at a position of a determination area where the determination means determines that the strain has exceeded a predetermined threshold;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記表示制御手段は、前記穿刺針を示す情報として、前記判定領域の位置を強調させた強調画像、又は、前記判定領域の位置を強調させるとともに当該判定領域に描出された組織が透過される透過画像を表示させることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。   The display control means, as information indicating the puncture needle, is an enhanced image in which the position of the determination region is emphasized, or transmission through which the tissue drawn in the determination region is transmitted while enhancing the position of the determination region The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein an image is displayed. 前記算出手段は、組織ドプラ法及び前記超音波画像の特徴比較のどちらか一方を用いて前記歪を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit calculates the distortion using one of a tissue Doppler method and a feature comparison of the ultrasonic image. 前記表示制御手段は、穿刺針を示す情報を表示した直後に、前記判定手段によってすべての歪が前記所定の閾値を超えていないと判定された場合には、現時点で表示させている穿刺針を示す情報を継続して表示させることを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波診断装置。   If the display control means determines that all the distortions do not exceed the predetermined threshold immediately after displaying the information indicating the puncture needle, the display control means displays the puncture needle currently displayed. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the information to be displayed is continuously displayed. 前記判定手段は、前記算出手段によって算出された歪が穿刺針の移動に起因する歪であるか否かをさらに判定し、穿刺針の移動に起因する歪であると判定した場合に、当該歪が所定の閾値を超えるか否かを判定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の超音波診断装置。   The determination unit further determines whether or not the strain calculated by the calculation unit is a strain caused by the movement of the puncture needle, and determines that the strain is caused by the movement of the puncture needle. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein a determination is made as to whether or not the threshold value exceeds a predetermined threshold value. 前記表示制御手段は、過去に表示させた穿刺針を示す情報を継続して表示させた後に、前記判定手段によって前記歪とは異なる方向の歪が前記所定の閾値を超えたと判定された場合には、前記穿刺針の移動量と画像の特徴とに基づいて、現時点で表示させている穿刺針を示す情報の表示を終了させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の超音波診断装置。   When the display control means continuously displays information indicating the puncture needle that has been displayed in the past, and the determination means determines that a strain in a direction different from the strain has exceeded the predetermined threshold value, 5 ends the display of information indicating the puncture needle currently displayed based on the amount of movement of the puncture needle and the characteristics of the image. Ultrasound diagnostic equipment. 前記算出手段は、前記超音波画像の任意の範囲に含まれる前記所定の領域ごとに、当該所定の領域に描出された被検体の組織の歪を算出することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の超音波診断装置。   The said calculation means calculates the distortion | strain of the structure | tissue of the subject imaged by the said predetermined area | region for every said predetermined area | region included in the arbitrary ranges of the said ultrasonic image. The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of the above. 超音波画像の所定の領域ごとに、当該超音波画像に描出された被検体の組織の歪を算出する算出手順と、
前記算出手順によって所定の領域ごとに算出された歪が所定の閾値を超えるか否かを判定する判定手順と、
前記判定手順によって歪が所定の閾値を超えたと判定された判定領域の位置に穿刺針を示す情報を表示させる表示制御手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする表示制御プログラム。
For each predetermined region of the ultrasound image, a calculation procedure for calculating the distortion of the tissue of the subject depicted in the ultrasound image;
A determination procedure for determining whether or not the strain calculated for each predetermined region by the calculation procedure exceeds a predetermined threshold;
A display control procedure for displaying information indicating a puncture needle at a position of a determination region in which distortion is determined to have exceeded a predetermined threshold by the determination procedure;
A display control program for causing a computer to execute the above.
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