JP2013208413A - Image processing apparatus and image processing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable intuitive checking of a diagnostic position.SOLUTION: A plurality of simple display images are displayed in a three-dimensionally distorted state in such a manner as to surround a circle indicating an diagnostic object. A position of the simple display image is determined on the basis of angle information detected from an angle sensor of an ultrasonic probe. In other words, the plurality of simple display images are displayed by being generated (in an interlocking position) in such a manner as to interlock with a rotational operation (an angle obtained from the angle sensor) of the ultrasonic probe. The present disclosure can be applied, for example, to an image processing system which generates an ultrasonic image from a signal from the probe taking the ultrasonic image and displays it.

Description

本開示は、画像処理装置および方法に関し、特に、診断位置を直観的に確認することができる画像処理装置および方法に関する。   The present disclosure relates to an image processing apparatus and method, and more particularly, to an image processing apparatus and method capable of intuitively confirming a diagnosis position.

超音波画像の撮影を行う超音波装置においては、診断(観察)対象物の画像と超音波画像とを並べて表示して、超音波画像が診断対象物のどこにあたるかをおおまかに表示することは、従来から存在していた。   In an ultrasonic device that takes an ultrasonic image, it is possible to display an image of a diagnostic (observation) object and an ultrasonic image side by side, and roughly display where the ultrasonic image corresponds to the diagnostic object. Existed for a long time.

例えば、特許文献1には、超音波プローブの位置もしくは移動を検出し、検出した超音波プローブの位置もしくは移動に基づき、被検体の検査部位における超音波プローブの軌跡を表現することが記載されている。   For example, Patent Document 1 describes that the position or movement of an ultrasonic probe is detected, and the locus of the ultrasonic probe at the examination site of the subject is expressed based on the detected position or movement of the ultrasonic probe. Yes.

特開2008−86742号公報JP 2008-86742 A

しかしながら、超音波装置において、実際に、診断対象物との位置関係を操作と連動させて、診断対象物との位置関係を正確にとりながら表示させるものがなかった。   However, there is no ultrasonic device that actually displays the positional relationship with the diagnostic object while accurately taking the positional relationship with the diagnostic object in conjunction with the operation.

本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、診断位置を直観的に確認することができるものである。   This indication was made in view of such a situation, and can confirm a diagnostic position intuitively.

本開示の一側面の画像処理装置は、プローブから入力される複数の超音波画像に対応する複数の簡易表示画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部により生成された複数の簡易表示画像を、前記プローブの回転操作と連動した位置に配置して表示画面に表示させる表示制御部とを備える。   An image processing apparatus according to an aspect of the present disclosure includes an image generation unit that generates a plurality of simple display images corresponding to a plurality of ultrasonic images input from a probe, and a plurality of simple display images generated by the image generation unit. Is arranged at a position interlocked with the rotation operation of the probe and is displayed on a display screen.

前記表示制御部は、前記画像生成部により生成された複数の簡易表示画像を、超音波診断の診断対象を囲む位置に配置して表示させることができる。   The display control unit can arrange and display a plurality of simple display images generated by the image generation unit at a position surrounding a diagnosis target of ultrasonic diagnosis.

前記表示制御部は、前記画像生成部により生成された複数の簡易表示画像が前記超音波診断の診断対象を囲む円周を、前記超音波診断の診断対象の大きさと連動させて表示させることができる。   The display control unit may display a circumference in which a plurality of simple display images generated by the image generation unit surround a diagnosis target of the ultrasonic diagnosis in conjunction with a size of the diagnosis target of the ultrasonic diagnosis. it can.

前記表示制御部は、前記超音波診断の診断対象の画像と、前記プローブの回転操作と連動した位置に配置される複数の簡易表示画像とを重畳して表示させる。   The display control unit superimposes and displays an image to be diagnosed in the ultrasonic diagnosis and a plurality of simple display images arranged at positions interlocked with the rotation operation of the probe.

前記表示制御部は、前記画像生成部により生成された複数の簡易表示画像を、3次元に歪曲させた位置に配置して表示させることができる。   The display control unit can arrange and display a plurality of simple display images generated by the image generation unit at positions distorted three-dimensionally.

前記画像生成部は、前記プローブが備えるセンサからの回転角度または回転角速度に基づいて、複数の簡易表示画像を生成することができる。   The image generation unit can generate a plurality of simple display images based on a rotation angle or a rotation angular velocity from a sensor included in the probe.

前記表示制御部は、前記プローブが備えるセンサからの回転角度または回転角速度が大きい場合、前記複数の簡易表示画像の配置間隔を広く表示させることができる。   The display control unit can widely display the arrangement intervals of the plurality of simple display images when the rotation angle or the rotation angular velocity from the sensor included in the probe is large.

前記表示制御部は、前記プローブが備えるセンサからの回転角度または回転角速度が小さい場合、前記複数の簡易表示画像の配置間隔を狭く表示させることができる。   The display control unit can display the arrangement intervals of the plurality of simple display images narrowly when the rotation angle or the rotation angular velocity from the sensor included in the probe is small.

前記プローブは、ビーム方向と直交する角度で設けられた支持部と、前記プローブと前記支持部の間に設けられた回転機構と、前記回転機構による前記プローブの回転操作をサポートするガイドとをさらに備えることができる。   The probe further includes a support portion provided at an angle orthogonal to a beam direction, a rotation mechanism provided between the probe and the support portion, and a guide for supporting the rotation operation of the probe by the rotation mechanism. Can be provided.

本開示の一側面の画像処理方法は、画像処理装置が、プローブから入力される複数の超音波画像に対応する複数の簡易表示画像を生成し、生成された複数の簡易表示画像を、前記プローブの回転操作と連動した位置に配置して表示画面に表示させる。   In the image processing method according to one aspect of the present disclosure, an image processing apparatus generates a plurality of simple display images corresponding to a plurality of ultrasonic images input from a probe, and the generated plurality of simple display images are used as the probe. Place it at a position linked to the rotation operation of and display it on the display screen.

本開示の一側面においては、プローブから入力される複数の超音波画像に対応する複数の簡易表示画像が生成される。そして、生成された複数の簡易表示画像が、前記プローブの回転操作と連動した位置に配置して表示画面に表示される。   In one aspect of the present disclosure, a plurality of simplified display images corresponding to a plurality of ultrasonic images input from the probe are generated. Then, the generated plurality of simple display images are arranged at positions linked with the rotation operation of the probe and displayed on the display screen.

本開示によれば、診断位置を直観的に確認することができる。   According to the present disclosure, the diagnostic position can be intuitively confirmed.

本技術を適用した超音波プローブの外観の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the external appearance of the ultrasonic probe to which this technique is applied. 超音波プローブの動作について説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of an ultrasonic probe. 超音波プローブの動作について説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of an ultrasonic probe. 超音波プローブの動作について説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of an ultrasonic probe. 超音波プローブの動作について説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of an ultrasonic probe. 本技術を適用した超音波プローブの他の外観の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the other external appearance of the ultrasonic probe to which this technique is applied. 本技術を適用した超音波プローブのさらに他の外観の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the further another external appearance of the ultrasonic probe to which this technique is applied. 本技術を適用した超音波プローブの他の外観の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the other external appearance of the ultrasonic probe to which this technique is applied. 本技術を適用した超音波プローブのさらに他の外観の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the further another external appearance of the ultrasonic probe to which this technique is applied. ボールジョイントの回転方向について説明する図である。It is a figure explaining the rotation direction of a ball joint. プローブにおける治具の有用性を示す図である。It is a figure which shows the usefulness of the jig | tool in a probe. 本技術を適用した画像処理システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of an image processing system to which this art is applied. 画像処理システムの撮影処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the imaging | photography process of an image processing system. 画像処理システムの簡易表示画像群生成処理の例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the example of the simple display image group production | generation process of an image processing system. 画像処理システムの簡易表示画像群生成処理の他の例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the other example of the simple display image group production | generation process of an image processing system. 簡易表示画像群およびその仮想空間配置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a simple display image group and its virtual space arrangement | positioning. 簡易表示画像群の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a simple display image group. 簡易表示画像群の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a simple display image group. 簡易表示画像群の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a simple display image group. 仮想空間配置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of virtual space arrangement | positioning. 本技術を適用した超音波プローブの他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the ultrasonic probe to which this technique is applied. アレイ振動子の画像面を説明する図である。It is a figure explaining the image surface of an array vibrator. 超音波プローブ内の音響レンズについて説明する図である。It is a figure explaining the acoustic lens in an ultrasonic probe. 音響レンズのx軸方向への影響を説明する図である。It is a figure explaining the influence to the x-axis direction of an acoustic lens. 音響レンズのz軸方向への影響を説明する図である。It is a figure explaining the influence to the z-axis direction of an acoustic lens. 画像処理システムにおけるプローブの移動量の算出を説明する図である。It is a figure explaining calculation of the amount of movement of the probe in an image processing system. 本技術の2次元アレイプローブへの適用を説明する図である。It is a figure explaining application to the two-dimensional array probe of this art. 本技術を適用した画像処理システムの他の構成例を示すブロック図である。FIG. 26 is a block diagram illustrating another configuration example of an image processing system to which the present technology is applied. 受信側処理を行う場合のプローブユニットの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the probe unit in the case of performing a receiving side process. 送信側処理を行う場合のプローブユニットの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the probe unit in the case of performing a transmission side process. プローブユニットの超音波受信処理の例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the example of the ultrasonic reception process of a probe unit. 受信表示装置の受信表示処理の例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the example of the reception display process of a reception display apparatus. プローブユニットの超音波送信処理の例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the example of the ultrasonic transmission process of a probe unit. 画像処理システムの撮影の前処理の例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the example of the pre-process of imaging | photography of an image processing system. 画像処理システムの撮影処理の例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the example of the imaging | photography process of an image processing system. コンピュータの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of a computer.

以下、本開示を実施するための形態(以下実施の形態とする)について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態(超音波プローブ)
2.第2の実施の形態(画像処理システム)
3.第3の実施の形態(ユーザインターフェイス)
4.第4の実施の形態(超音波プローブの他の構成)
5.第5の実施の形態(画像処理システムの他の構成)
6.第6の実施の形態(コンピュータ)
Hereinafter, modes for carrying out the present disclosure (hereinafter referred to as embodiments) will be described. The description will be given in the following order.
1. First embodiment (ultrasonic probe)
2. Second embodiment (image processing system)
3. Third embodiment (user interface)
4). Fourth embodiment (other configuration of ultrasonic probe)
5. Fifth embodiment (other configuration of image processing system)
6). Sixth embodiment (computer)

<第1の実施の形態>
[超音波プローブの外観の構成例]
図1は、本技術を適用した超音波プローブの外観の構成例を示す図である。図1のAは、超音波プローブの側面図であり、図1のBは、図1のAに示される超音波プローブを上側から見た超音波プローブの上面図であり、図1のCは、図1のAに示される超音波プローブを左側から見た超音波プローブの正面図である。
<First Embodiment>
[External configuration example of ultrasonic probe]
FIG. 1 is a diagram illustrating an external configuration example of an ultrasonic probe to which the present technology is applied. 1A is a side view of the ultrasonic probe, FIG. 1B is a top view of the ultrasonic probe when the ultrasonic probe shown in FIG. 1A is viewed from above, and FIG. FIG. 2 is a front view of the ultrasonic probe as viewed from the left side of the ultrasonic probe shown in FIG.

図1の例において、超音波プローブ11は、プローブ(本体)21、台座22、回転軸23、持ち手24、ガイド25、および接合部26を含むように構成されている。なお、図1の例の超音波プローブ11は、診断対象である指などの比較的細いものの周囲を回すために都合のよい構造とされる。   In the example of FIG. 1, the ultrasonic probe 11 is configured to include a probe (main body) 21, a base 22, a rotating shaft 23, a handle 24, a guide 25, and a joint portion 26. The ultrasonic probe 11 in the example of FIG. 1 has a structure convenient for turning around a relatively thin object such as a finger to be diagnosed.

プローブ21は、例えば、セクタプローブで構成されるが、他の構造のプローブであってもよい。プローブ21は、センサ面上に、診断対象物と接触する柔軟な部材で形成される接触部21aを有している。プローブ21は、例えば、図1のCにおける接触部21aの上下方向に振動子が並んで構成されている。   The probe 21 is a sector probe, for example, but may be a probe having another structure. The probe 21 has a contact portion 21a formed of a flexible member that comes into contact with the diagnostic object on the sensor surface. For example, the probe 21 is configured by arranging vibrators in the vertical direction of the contact portion 21a in FIG.

プローブ21の下には、角度センサ(後述する図12の角度センサ241)を内蔵した台座22と、その角度センサに取り付けられた回転機構である回転軸23、および持ち手24が設けられている。回転軸23とプローブ21は、例えば、接合部26で固定されているが、この固定方法は限定されない。   Under the probe 21, a pedestal 22 having a built-in angle sensor (an angle sensor 241 in FIG. 12 described later), a rotating shaft 23 that is a rotating mechanism attached to the angle sensor, and a handle 24 are provided. . The rotating shaft 23 and the probe 21 are fixed by, for example, the joint portion 26, but this fixing method is not limited.

角度センサの代わりに地軸センサや加速度センサを付けることも可能であるが、この角度センサを取り付けることで、プローブ21の回転の角度情報を、地軸センサや加速度センサよりも正確に取得することができる。   Although it is possible to attach a ground axis sensor or an acceleration sensor instead of the angle sensor, by attaching this angle sensor, the angle information of the rotation of the probe 21 can be obtained more accurately than the ground axis sensor or the acceleration sensor. .

回転軸23は、超音波プローブ11が、例えば、指の周りを回転する際に、回転軸23(ビーム方向に対して直交する軸β)を中心に超音波プローブ11が、図1のCにおける接触部21aの左右方向に回転するようにプローブ21と持ち手24の間に設けられている。持ち手は、被撮影者が操作するための支持部である。回転軸23と持ち手24は、プローブ21のセンサ面の中心軸αの先が指すビーム方向に対して直交する角度で設けられている。これにより、プローブ21を、人の手を介さずに安定して診断対象物のまわりを回転させることができる。   For example, when the ultrasonic probe 11 rotates around the finger, the rotation probe 23 is rotated around the rotation axis 23 (axis β orthogonal to the beam direction) in FIG. It is provided between the probe 21 and the handle 24 so as to rotate in the left-right direction of the contact portion 21a. A handle is a support part for a to-be-photographed person to operate. The rotation shaft 23 and the handle 24 are provided at an angle orthogonal to the beam direction indicated by the tip of the center axis α of the sensor surface of the probe 21. Thereby, the probe 21 can be stably rotated around the diagnostic object without intervention of a human hand.

なお、本明細書において、この直交する角度という定義は、厳密な90度だけではなくて、この操作機能を持つ角度であれば、それも含む。ただ、現実的には、90度で行うのが好適である。   In the present specification, the definition of the orthogonal angle includes not only strict 90 degrees but also an angle having this operation function. However, realistically, it is preferable to carry out at 90 degrees.

また、プローブ21の側面(図1のCにおける接触部21aの左側)には、超音波プローブ11の回転時に、プローブ21の超音波ビームが常に診断対象物に対して鉛直方向から送出されるように回転操作をサポートするガイド25が設けられている。ガイド25は、パネルなどで構成され、ガイド25とプローブ21のセンサ面と同じ平面γとが直角をなすようにプローブ21および接合部26に設けられている。なお、本明細書において、この直角という定義は、中心軸をずらさず、しっかり当る機能で、かつ、操作感を損ねるものでなければ、90度である必要はない。   In addition, on the side surface of the probe 21 (on the left side of the contact portion 21a in FIG. 1C), the ultrasonic beam of the probe 21 is always sent from the vertical direction to the diagnostic object when the ultrasonic probe 11 rotates. A guide 25 for supporting the rotation operation is provided. The guide 25 is composed of a panel or the like, and is provided in the probe 21 and the joint portion 26 so that the guide 25 and the same plane γ as the sensor surface of the probe 21 form a right angle. In the present specification, the definition of the right angle does not need to be 90 degrees unless the center axis is shifted and the function hits firmly and does not impair the operational feeling.

例えば、点線に示される指などの診断対象物を、センサ面上の接触部21aとガイド25とに当てて、白い矢印に示される方向に、すなわち、センサ面とは逆方向に回転させる。このようにすることで、センサ面上の接触部21aとガイド25とが診断対象物を固定するので、常に超音波ビームがほぼ垂直に診断対象物にあたるように、点線で示されるような円筒形の診断対象物の周囲を安定的に回転させることができる。   For example, a diagnostic object such as a finger indicated by a dotted line is applied to the contact portion 21a and the guide 25 on the sensor surface and rotated in the direction indicated by the white arrow, that is, in the direction opposite to the sensor surface. By doing so, the contact portion 21a on the sensor surface and the guide 25 fix the diagnostic object, so that the ultrasonic beam always hits the diagnostic object almost vertically, as shown by the dotted line. The circumference of the diagnostic object can be stably rotated.

なお、ガイド25を白い矢印に示される方向と逆方向に回すことも可能であるが、診断対象物がセンサ面上の接触部21aとガイド25とに対して浮く可能性が生じるため、白い矢印に示される方向に回すことが好適である。   The guide 25 can be rotated in the direction opposite to the direction indicated by the white arrow. However, since the diagnostic object may float with respect to the contact portion 21a and the guide 25 on the sensor surface, the white arrow It is preferable to turn in the direction indicated by.

なお、図1の例においては、センサ面(と同じ平面γ)が診断対象物に接触していないように示されているが、実際には、接触部21aと診断対象物に弾力があり、さらに、診断時にはジェルを塗布して撮影を行うので、センサ面と診断対象物とが密着状態となる。このことは、以降の図においても同様である。   In the example of FIG. 1, the sensor surface (same plane γ) is shown as not contacting the diagnostic object, but actually, the contact portion 21 a and the diagnostic object are elastic, Furthermore, since the gel is applied and imaging is performed at the time of diagnosis, the sensor surface and the diagnostic object are in close contact with each other. This also applies to the subsequent drawings.

[超音波プローブの動作]
次に、図2乃至図5を参照して、超音波プローブ11の回転動作について説明する。なお、図2乃至図5の例においては、持ち手24を持つ被撮影者の手は省略されている。
[Operation of ultrasonic probe]
Next, the rotation operation of the ultrasonic probe 11 will be described with reference to FIGS. In the examples of FIGS. 2 to 5, the hand of the subject having the handle 24 is omitted.

以下、回転動作として説明するが、回転しながら撮影も行われる。超音波プローブ11の回転動作については、その開始位置は、診断対象物の所定位置(例えば、図2に示される指の背など)に予め設定されている。   Hereinafter, although described as a rotation operation, photographing is also performed while rotating. The rotation position of the ultrasonic probe 11 is set in advance to a predetermined position of the diagnostic object (for example, the back of the finger shown in FIG. 2).

被撮影者は、図2に示されるように、開始位置である指の背にプローブ21のセンサ面上の接触部21aとガイド25を当てて、撮影を開始し、図中、奥行き方向に、超音波プローブ11を回転させ、指の周りを一周させる。   As shown in FIG. 2, the person to be photographed starts shooting by placing the contact portion 21a on the sensor surface of the probe 21 and the guide 25 on the back of the finger that is the start position, and in the depth direction in the figure, The ultrasonic probe 11 is rotated to make a round around the finger.

すなわち、プローブ21は、図2に示される指の背、図3に示される指の左側面、図4に示される指の腹、および図5に示される指の右側面の順に通過しながら、その超音波画像を撮影する。   That is, the probe 21 passes through the back of the finger shown in FIG. 2, the left side of the finger shown in FIG. 3, the belly of the finger shown in FIG. 4, and the right side of the finger shown in FIG. The ultrasonic image is taken.

この指の周りの回転操作の間、ガイド25とプローブ21のセンサ面上の接触部21aが指の表面を離れることなく、位置がずれることがない。したがって、超音波ビームを指に対して鉛直方向に送出させながら、安定して、超音波プローブ11を回転させることができる。   During the rotation operation around the finger, the contact portion 21a on the sensor surface of the guide 25 and the probe 21 does not leave the finger surface, and the position does not shift. Therefore, the ultrasonic probe 11 can be stably rotated while the ultrasonic beam is transmitted in the vertical direction with respect to the finger.

[超音波プローブの他の外観の構成例]
図6は、本技術を適用した超音波プローブの他の外観の構成例を示す図である。図6のAは、超音波プローブの側面図であり、図6のBは、図6のAに示される超音波プローブを上側から見た超音波プローブの上面図であり、図6のCは、図6のAに示される超音波プローブを左側から見た超音波プローブの正面図である。
[Configuration example of other appearance of ultrasonic probe]
FIG. 6 is a diagram illustrating another external configuration example of the ultrasonic probe to which the present technology is applied. 6A is a side view of the ultrasonic probe, FIG. 6B is a top view of the ultrasonic probe when the ultrasonic probe shown in FIG. 6A is viewed from above, and FIG. FIG. 7 is a front view of the ultrasonic probe when the ultrasonic probe shown in FIG. 6A is viewed from the left side.

図6の例において、超音波プローブ51は、プローブ(本体)21、台座22、回転軸23、持ち手24、およびガイド25を含む点が、図1の超音波プローブ11と共通している。超音波プローブ51は、接合部26が接合部61に入れ替わった点が、図1の超音波プローブ11と異なっている。   In the example of FIG. 6, the ultrasonic probe 51 is common to the ultrasonic probe 11 of FIG. 1 in that it includes a probe (main body) 21, a base 22, a rotating shaft 23, a handle 24, and a guide 25. The ultrasonic probe 51 is different from the ultrasonic probe 11 in FIG. 1 in that the bonding portion 26 is replaced with the bonding portion 61.

すなわち、図1に示される接合部26は、プローブ21に固定されていたが、図6に示される接合部61は、ガイド25とプローブ21との間に隙間を空けることができるように、その長さが調整可能(可変)に形成されている。   That is, the joint portion 26 shown in FIG. 1 is fixed to the probe 21, but the joint portion 61 shown in FIG. 6 has a gap between the guide 25 and the probe 21. The length is adjustable (variable).

この接合部61により、ガイド25とプローブ21のセンサ面の中心軸αとの距離が、診断対象物の半径と等しくなるようにガイド25をプローブ21に設けることができる。すなわち、プローブ21のセンサ面の中心軸αと、診断対象物の中心位置とが等しくなるように、ガイド25をプローブ21に設けることができる。   With this joint portion 61, the guide 25 can be provided on the probe 21 so that the distance between the guide 25 and the center axis α of the sensor surface of the probe 21 is equal to the radius of the diagnostic object. That is, the guide 25 can be provided in the probe 21 so that the center axis α of the sensor surface of the probe 21 is equal to the center position of the diagnostic object.

これにより、点線で示すような太めの円筒形の診断対象物にも対応可能となる。   Thereby, it is possible to deal with a thick cylindrical diagnostic object as indicated by a dotted line.

すなわち、図1の場合と同様に、点線に示される肘関節などの診断対象物を、センサ面上の接触部21aとガイド25とに当てて、白い矢印に示される方向、すなわち、センサ面とは逆方向に回転させる。このようにすることで、太めの円筒形であっても、センサ面上の接触部21aとガイド25とが診断対象物を固定することができる。したがって、常に超音波ビームがほぼ垂直に診断対象物にあたるように、点線で示されるような円筒形の診断対象物の周囲を安定的に回転させることができる。   That is, as in the case of FIG. 1, a diagnostic object such as an elbow joint indicated by a dotted line is applied to the contact portion 21a and the guide 25 on the sensor surface, and the direction indicated by the white arrow, that is, the sensor surface Rotate in the opposite direction. By doing in this way, even if it is a thick cylindrical shape, the contact part 21a and the guide 25 on a sensor surface can fix a diagnostic target. Therefore, the circumference of the cylindrical diagnostic object as shown by the dotted line can be stably rotated so that the ultrasonic beam always hits the diagnostic object almost vertically.

[超音波プローブの他の外観の構成例]
図7は、本技術を適用した超音波プローブの他の外観の構成例を示す図である。図7のAは、超音波プローブの側面図であり、図7のBは、図7のAに示される超音波プローブを上側から見た超音波プローブの上面図であり、図7のCは、図7のAに示される超音波プローブを左側から見た超音波プローブの正面図である。
[Configuration example of other appearance of ultrasonic probe]
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of another appearance of an ultrasonic probe to which the present technology is applied. 7A is a side view of the ultrasonic probe, FIG. 7B is a top view of the ultrasonic probe when the ultrasonic probe shown in FIG. 7A is viewed from above, and FIG. FIG. 8 is a front view of the ultrasonic probe when the ultrasonic probe shown in FIG. 7A is viewed from the left side.

図7の例において、超音波プローブ81は、プローブ(本体)21、台座22、回転軸23、持ち手24、および接合部26を含む点が、図1の超音波プローブ11と共通している。超音波プローブ81は、ガイド25がガイド91に入れ替わった点が、図1の超音波プローブ11と異なっている。   In the example of FIG. 7, the ultrasonic probe 81 is common to the ultrasonic probe 11 of FIG. 1 in that it includes a probe (main body) 21, a base 22, a rotating shaft 23, a handle 24, and a joint portion 26. . The ultrasonic probe 81 is different from the ultrasonic probe 11 of FIG. 1 in that the guide 25 is replaced with the guide 91.

すなわち、ガイド91は、プローブ21のセンサ面と同じ面のプローブ21の移動方向(回転方向)側に、プローブ21のセンサ面の中心軸αの先が指すビーム方向と直交する角度で設けられる。なお、進む方向1面のガイドであってもよいが、図7のBに示されるように、進む方向(図中上方向)だけでなく、逆方向(図中下方向)にも伸びた構成が、より回転が安定化しやすい。また、本明細書において、この直交する角度という定義は、厳密な90度だけではなくて、超音波ビームがほぼ垂直に診断対象物にあたるような可能な角度であれば、それも含む。ただ、現実的には、90度が好ましい。   That is, the guide 91 is provided on the same direction as the sensor surface of the probe 21 on the moving direction (rotation direction) side of the probe 21 at an angle orthogonal to the beam direction pointed to by the center axis α of the sensor surface of the probe 21. Although the guide may be one surface in the traveling direction, as shown in FIG. 7B, the structure extends not only in the traveling direction (upward direction in the figure) but also in the reverse direction (downward direction in the figure). However, it is easier to stabilize the rotation. In the present specification, the definition of the orthogonal angle includes not only a strict 90 degrees, but also an angle that allows the ultrasonic beam to hit the diagnostic object almost vertically. However, 90 degrees is preferable in practice.

なお、図7の例においては、ガイド91は、進む方向と逆方向との長さが等しく示されているが、進む方向のガイドの方が、逆方向のガイドよりも長くしてもよい。   In the example of FIG. 7, the guide 91 has the same length in the traveling direction and the reverse direction, but the guide in the traveling direction may be longer than the guide in the reverse direction.

ここで、上述した図1の超音波プローブ11および図6の超音波プローブ51の構成では、実際には、診断対象物の断面が真円に近い場合に効果が高いが、手首や肘などのように、診断対象物の断面が楕円形状の場合には、適用が困難である。したがって、診断対象物の断面が楕円形状の場合には、図7の超音波プローブ81の構成が適している。   Here, in the configuration of the ultrasonic probe 11 in FIG. 1 and the ultrasonic probe 51 in FIG. 6 described above, the effect is high when the cross section of the diagnostic object is close to a perfect circle. Thus, it is difficult to apply when the cross section of the diagnostic object is elliptical. Therefore, when the cross section of the diagnostic object is elliptical, the configuration of the ultrasonic probe 81 in FIG. 7 is suitable.

図7の例の場合、点線に示される肘関節などの診断対象物を、ガイド91(センサ面上の接触部21aを含む)に当てて、白い矢印に示される方向に回転させる。このようにすることで、楕円形状の円筒形であっても、ガイド91が診断対象物を固定するので、常に超音波ビームがほぼ垂直に診断対象物にあたるように、点線で示されるような楕円筒形の診断対象物の周囲を安定的に回転させることができる。   In the case of the example in FIG. 7, a diagnostic object such as an elbow joint indicated by a dotted line is applied to the guide 91 (including the contact portion 21a on the sensor surface) and rotated in the direction indicated by the white arrow. By doing so, the guide 91 fixes the object to be diagnosed even in the case of an elliptical cylindrical shape, so that an ellipse as shown by the dotted line is always shown so that the ultrasonic beam strikes the object to be diagnosed almost vertically. The periphery of the cylindrical diagnostic object can be rotated stably.

なお、図7の例においては、ガイド91(センサ面)と診断対象物が接触していないように示されているが、実際には、接触部21aと診断対象物に弾力があり、さらに、診断時にはジェルを塗布して撮影を行うので、ガイド91と診断対象物とは密着状態となる。   In the example of FIG. 7, the guide 91 (sensor surface) and the diagnostic object are shown not in contact with each other, but actually, the contact portion 21 a and the diagnostic object are elastic, Since the gel is applied and imaging is performed at the time of diagnosis, the guide 91 and the diagnostic object are in close contact with each other.

[超音波プローブの他の外観の構成例]
図8は、本技術を適用した超音波プローブの他の外観の構成例を示す図である。図8のAは、超音波プローブの側面図であり、図8のBは、図8のAに示される超音波プローブを上側から見た超音波プローブの上面図であり、図8のCは、図8のAに示される超音波プローブを左側から見た超音波プローブの正面図である。
[Configuration example of other appearance of ultrasonic probe]
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of another external appearance of an ultrasonic probe to which the present technology is applied. 8A is a side view of the ultrasonic probe, FIG. 8B is a top view of the ultrasonic probe when the ultrasonic probe shown in FIG. 8A is viewed from above, and FIG. FIG. 9 is a front view of the ultrasonic probe as seen from the left side of the ultrasonic probe shown in FIG.

図8の例において、超音波プローブ111は、プローブ(本体)21、台座22、回転軸23、持ち手24、接合部26、およびガイド91を含む点が、図7の超音波プローブ81と共通している。超音波プローブ111は、プローブ21に移動量センサ121が追加された点が、図7の超音波プローブ81と異なっている。   In the example of FIG. 8, the ultrasonic probe 111 is common to the ultrasonic probe 81 of FIG. 7 in that it includes a probe (main body) 21, a base 22, a rotating shaft 23, a handle 24, a joint portion 26, and a guide 91. doing. The ultrasonic probe 111 is different from the ultrasonic probe 81 of FIG. 7 in that a movement amount sensor 121 is added to the probe 21.

すなわち、図8の例において、プローブ21の下、ガイド91上に、移動量センサ121が設けられている。なお、移動量センサ121の設置位置は、この位置に限定されない。移動量センサ121は、例えば、光学式のマウスなどに用いられる光学式の移動量センサで構成され、超音波プローブ111の回転以外の横滑りなど、体表面上の移動量を検出する。   That is, in the example of FIG. 8, the movement amount sensor 121 is provided below the probe 21 and on the guide 91. The installation position of the movement amount sensor 121 is not limited to this position. The movement amount sensor 121 is composed of, for example, an optical movement amount sensor used for an optical mouse or the like, and detects a movement amount on the body surface such as a side slip other than the rotation of the ultrasonic probe 111.

超音波プローブ111において、診断対象物が楕円筒形などの場合には、回転以外にも横滑りなどの動作が行われる。上述した超音波プローブ11、51、および81においては、角度センサのみが備えられていたが、この条件で、3次元ボリュームを再構成するためには、円周上を等速度で動かすという制約が必要となる。   In the ultrasonic probe 111, when the object to be diagnosed is an elliptical cylinder or the like, an operation such as skidding is performed in addition to rotation. In the above-described ultrasonic probes 11, 51, and 81, only the angle sensor is provided. However, in order to reconstruct the three-dimensional volume under this condition, there is a restriction that the circumference is moved at a constant speed. Necessary.

超音波プローブ111の場合、移動量センサ121を設けることにより、この制約をなくすことができる。   In the case of the ultrasonic probe 111, this restriction can be eliminated by providing the movement amount sensor 121.

なお、図8の例においては、図7の超音波プローブ81に移動量センサ121を設けた例を説明したが、もちろん、図1の超音波プローブ11または図6の超音波プローブ51などの他の構成の超音波プローブに設けることも可能である。   In the example of FIG. 8, the example in which the movement amount sensor 121 is provided in the ultrasonic probe 81 of FIG. 7 has been described. Of course, other than the ultrasonic probe 11 of FIG. 1 or the ultrasonic probe 51 of FIG. It is also possible to provide the ultrasonic probe having the configuration described above.

[超音波プローブの他の外観の構成例]
図9は、本技術を適用した超音波プローブの他の外観の構成例を示す図である。図9のAおよび図9のBは、超音波プローブの接合部26より下の側面図である。なお、図9の例においては、持ち手部分にフォーカスするため、接合部26より上の各部の図示は省略されている。
[Configuration example of other appearance of ultrasonic probe]
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of another external appearance of the ultrasonic probe to which the present technology is applied. 9A and 9B are side views below the joint portion 26 of the ultrasonic probe. In the example of FIG. 9, the portions above the joint portion 26 are not shown in order to focus on the handle portion.

図9の例において、超音波プローブ141は、プローブ(本体)21、台座22、回転軸23、ガイド25、および接合部26を含む点が、図1の超音波プローブ11と共通している。超音波プローブ141は、持ち手24が持ち手151に入れ替わった点が、図1の超音波プローブ11と異なっている。   In the example of FIG. 9, the ultrasonic probe 141 is common to the ultrasonic probe 11 of FIG. 1 in that it includes a probe (main body) 21, a base 22, a rotating shaft 23, a guide 25, and a joint portion 26. The ultrasonic probe 141 is different from the ultrasonic probe 11 of FIG. 1 in that the handle 24 is replaced with the handle 151.

図9の例においては、持ち手151は、ボールジョイント152を有する補助操作部153を含むように構成されている。図9のAに示されるように、持ち手151は、図1の持ち手24と同様に、プローブ21の超音波ビーム方向に対してほぼ垂直に設けられる。さらに、持ち手151は、図9のBに示されるように、ボールジョイント152により、プローブ21の超音波ビーム方向に対して、補助操作部153に角度を持たせることができる。   In the example of FIG. 9, the handle 151 is configured to include an auxiliary operation unit 153 having a ball joint 152. As shown in FIG. 9A, the handle 151 is provided substantially perpendicular to the ultrasonic beam direction of the probe 21, similarly to the handle 24 of FIG. 1. Further, as shown in FIG. 9B, the handle 151 can make the auxiliary operation unit 153 have an angle with respect to the ultrasonic beam direction of the probe 21 by the ball joint 152.

なお、持ち手151を、図1の持ち手24に、ボールジョイント152を有する補助操作部153を追加するように構成してもよい。また、この場合、ボールジョイント152を有する補助操作部153を着脱可能に構成してもよい。   In addition, you may comprise the handle 151 so that the auxiliary | assistant operation part 153 which has the ball joint 152 may be added to the handle 24 of FIG. In this case, the auxiliary operation unit 153 having the ball joint 152 may be detachable.

図1の超音波プローブ11が有する持ち手24の操作性は、回転軸23により柔軟になるが、角度センサで取得されるデータは、常にプローブ21の回転角度であるため、持ちかえたりしてしまうと、おかしな動きになりやすい。そこで、ボールジョイント152を備えることで、例えば、肘や膝といった部位を測定する場合に、それらの部位の円周上にプローブ21を回す手技を容易にすることができる。   Although the operability of the handle 24 of the ultrasonic probe 11 of FIG. 1 is made flexible by the rotating shaft 23, the data acquired by the angle sensor is always the rotation angle of the probe 21. If you do, it tends to be strange. Therefore, by providing the ball joint 152, for example, when measuring parts such as elbows and knees, the procedure of turning the probe 21 on the circumference of those parts can be facilitated.

なお、図10に示されるように、既にある回転軸23で、ビーム方向に対して直交する軸βに示されるY軸中心の回転角度を取得するため、超音波プローブ111の接合部26より下にあるポールジョイント152においては、Y軸回転は禁止される。したがって、ポールジョイント152においては、X軸回転とZ軸回転のみの自由度のみが有されている。   In addition, as shown in FIG. 10, in order to obtain the rotation angle of the Y-axis center indicated by the axis β orthogonal to the beam direction with the existing rotation axis 23, it is below the joint portion 26 of the ultrasonic probe 111. The Y-axis rotation is prohibited in the pole joint 152 located at. Therefore, the pole joint 152 has only degrees of freedom for only the X-axis rotation and the Z-axis rotation.

また、図9および図10の例においては、ボールジョイント152を用いるようにしたが、軸βに対して、補助操作部153に角度を持たせるものであれば、他のものでもよく、ボールジョイントに限定されない。   9 and 10, the ball joint 152 is used. However, any other type may be used as long as the auxiliary operation unit 153 has an angle with respect to the axis β. It is not limited to.

以上のように、プローブ21に、上述したような複数の治具を少なくとも1つ後付けするだけで、関節周囲の画像を安定して撮影することができる。   As described above, the image around the joint can be stably captured by simply attaching at least one of the plurality of jigs as described above to the probe 21.

図11は、診断対象の部位別にまとめた、上述した構成の要素(治具)の有用性を示している。二重丸は、有用であることを示している。   FIG. 11 shows the usefulness of the elements (jigs) having the above-described configuration, which are summarized for each region to be diagnosed. Double circles indicate usefulness.

回転角度センサは、手の指、手首、肘、肩、膝、胴周りに有用である。細関節用ガイド(例えば、図1のガイド25)を有する構成は、手の指に有用である。すなわち、細関節用ガイドは、手の指に特化したガイドである。   The rotation angle sensor is useful for fingers, wrists, elbows, shoulders, knees, and torso around the hand. A configuration having a narrow joint guide (eg, guide 25 in FIG. 1) is useful for the fingers of the hand. That is, the narrow joint guide is a guide specialized for fingers of the hand.

太い関節用ガイド(例えば、図7のガイド91)を有する構成は、手の指、手首、肘、膝、胴回りに有用である。なお、手の指に示された丸は、手の指に使えないこともないが、細関節用ガイドの方が有用であることを示している。   A configuration having a thick joint guide (eg, guide 91 in FIG. 7) is useful for fingers, wrists, elbows, knees, and girth around the hand. The circles shown on the fingers of the hand do not have to be used on the fingers of the hand, but indicate that the fine joint guide is more useful.

移動量センサは、手首、肘、膝、胴回りに有用である。ボールジョイントは、手首、肘、膝、胴回りに有用である。なお、手首には有用であるが、なくてもよい。   The movement amount sensor is useful for the wrist, elbow, knee, and waistline. Ball joints are useful for wrists, elbows, knees, and waistline. Although it is useful for the wrist, it is not necessary.

なお、リウマチの診断においては、足の指や肩、足首なども診断対象であるが、本技術において、これらの部位は対象外である。   In the diagnosis of rheumatism, toes, shoulders, ankles, and the like are also objects of diagnosis, but in the present technology, these parts are not included.

以上のように、既存のプローブに、例えば、プローブ支持装置として、治具を取り付けるだけで実現することができる。   As described above, it can be realized only by attaching a jig to an existing probe, for example, as a probe support device.

特に、治具として、角度センサが内蔵された回転軸を持った持ち手をプローブに直交させて付ける場合、円筒形の被写体の周囲を回るプローブの正確な角度を検出することができる。   In particular, when a handle having a rotation axis with a built-in angle sensor is attached as a jig so as to be orthogonal to the probe, it is possible to detect the exact angle of the probe that goes around the cylindrical subject.

さらに、治具として、ガイドを付ける場合、常に被写体に対して鉛直方向から超音波ビームの送受信を行うことができるとともに、被写体周囲を回しやすくなる。したがって、対象部位の3次元的構造を取得するための超音波画像を正確に、かつ、容易に取得することができる。   Further, when a guide is attached as a jig, it is possible to always transmit and receive an ultrasonic beam from the vertical direction to the subject and to easily rotate around the subject. Therefore, an ultrasonic image for acquiring the three-dimensional structure of the target part can be acquired accurately and easily.

また、治具として、回転軸とは別にボールジョイントを設ける場合、操作感を向上させることができる。   Further, when a ball joint is provided as a jig separately from the rotation shaft, the operational feeling can be improved.

次に、上述した超音波プローブを含む超音波処理装置としての画像処理システムの構成について、以下に説明する。上述したどの構成の超音波プローブを用いてもよいが、例として、図8の超音波プローブ111を用いて説明する。   Next, the configuration of an image processing system as an ultrasonic processing apparatus including the above-described ultrasonic probe will be described below. Although the ultrasonic probe having any configuration described above may be used, the ultrasonic probe 111 in FIG. 8 will be described as an example.

<第2の実施の形態>
[画像処理システムの構成例]
図12は、本技術を適用した画像処理システム201の構成例を示すブロック図である。
<Second Embodiment>
[Image processing system configuration example]
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration example of an image processing system 201 to which the present technology is applied.

画像処理システム201は、超音波を用いて被写体の断面の少なくとも一部を示す断面画像を生成し、表示するシステムである。画像処理システム201は、例えば、超音波診断装置として、人の腹部等の各部位の断面の画像を撮影し、検査する場合に用いられる。   The image processing system 201 is a system that generates and displays a cross-sectional image showing at least a part of a cross section of a subject using ultrasonic waves. The image processing system 201 is used, for example, as an ultrasonic diagnostic apparatus when photographing and inspecting a cross-sectional image of each part such as a person's abdomen.

画像処理システム201は、図8の超音波プローブ111、画像処理装置212、記録装置213a乃至213d、および、ディスプレイ214を含むように構成される。   The image processing system 201 is configured to include the ultrasonic probe 111, the image processing device 212, the recording devices 213a to 213d, and the display 214 shown in FIG.

超音波プローブ111は、超音波送受信部221および検出部222を含むように構成される。   The ultrasonic probe 111 is configured to include an ultrasonic transmission / reception unit 221 and a detection unit 222.

超音波送受信部221は、例えば、超音波プローブ111の先端に設けられ、画像処理装置212の超音波制御部251の制御の下に超音波の送受信を行う。超音波送受信部221は、超音波発生装置231および超音波受信装置232を含むように構成される。   The ultrasonic transmission / reception unit 221 is provided at the tip of the ultrasonic probe 111, for example, and transmits / receives ultrasonic waves under the control of the ultrasonic control unit 251 of the image processing apparatus 212. The ultrasonic transmission / reception unit 221 is configured to include an ultrasonic generator 231 and an ultrasonic receiver 232.

超音波発生装置231は、超音波制御部251の制御の下に、超音波を発生させる。より具体的には、超音波発生装置231は、例えば、所定の間隔でパルス状の超音波を発振するとともに、超音波の走査を行う。   The ultrasonic generator 231 generates ultrasonic waves under the control of the ultrasonic control unit 251. More specifically, for example, the ultrasonic generator 231 oscillates pulsed ultrasonic waves at a predetermined interval and scans the ultrasonic waves.

なお、超音波の走査方法には、任意の方法を採用することができる。例えば、放射状に走査するようにしてもよいし、平行に走査するようにしてもよい。放射状に走査した場合、扇形の超音波画像を取得することができ、平行に走査した場合、矩形の超音波画像を取得することができる。   An arbitrary method can be adopted as the ultrasonic scanning method. For example, scanning may be performed in a radial manner or in parallel. When scanning radially, a fan-shaped ultrasonic image can be acquired, and when scanning in parallel, a rectangular ultrasonic image can be acquired.

超音波受信装置232は、超音波制御部251の制御の下に、超音波発生装置231が発生させた超音波の反射波を受信する。そして、超音波受信装置232は、受信した反射波の強度を測定し、例えば反射波の強度の時系列の測定結果を示すデータ(以下、超音波測定データと称する)を画像処理装置212の超音波画像生成部252に供給する。   The ultrasonic receiver 232 receives the reflected ultrasonic wave generated by the ultrasonic generator 231 under the control of the ultrasonic controller 251. Then, the ultrasonic receiver 232 measures the intensity of the received reflected wave and, for example, data indicating a time-series measurement result of the intensity of the reflected wave (hereinafter referred to as ultrasonic measurement data) The sound wave image generation unit 252 is supplied.

検出部222は、超音波プローブ111の状態(例えば、角度や位置など)の検出を行う。検出部222は、角度センサ241、および図8の移動量センサ121を含むように構成される。角度センサ241は、例えば、超音波プローブ111の回転角度を検出する。移動量センサ121は、超音波プローブ111の移動量を検出する。なお、図示されているように、ジャイロなどで構成される角速度センサ242を含むように構成してもよい。   The detection unit 222 detects the state (for example, an angle or a position) of the ultrasonic probe 111. The detection unit 222 is configured to include the angle sensor 241 and the movement amount sensor 121 of FIG. The angle sensor 241 detects the rotation angle of the ultrasonic probe 111, for example. The movement amount sensor 121 detects the movement amount of the ultrasonic probe 111. As shown in the figure, an angular velocity sensor 242 constituted by a gyro or the like may be included.

そして、検出部222の各センサは、検出結果を示すセンサデータを画像処理装置212のセンサ情報取得部253に供給する。   Then, each sensor of the detection unit 222 supplies sensor data indicating the detection result to the sensor information acquisition unit 253 of the image processing device 212.

画像処理装置212は、被写体の断面の画像を生成し、ディスプレイ214に表示させる処理を行う。画像処理装置212は、超音波制御部251、超音波画像生成部252、センサ情報取得部253、プローブ状態検出部254、断面画像生成部255、表示制御部256、および簡易表示画像生成部257を含むように構成される。   The image processing device 212 performs processing for generating an image of a cross section of the subject and displaying it on the display 214. The image processing apparatus 212 includes an ultrasonic control unit 251, an ultrasonic image generation unit 252, a sensor information acquisition unit 253, a probe state detection unit 254, a cross-sectional image generation unit 255, a display control unit 256, and a simple display image generation unit 257. Configured to include.

超音波制御部251は、超音波発生装置231および超音波受信装置232を制御し、超音波プローブ111の超音波の送受信を制御する。   The ultrasonic control unit 251 controls the ultrasonic generator 231 and the ultrasonic receiver 232 to control transmission / reception of ultrasonic waves of the ultrasonic probe 111.

超音波画像生成部252は、超音波受信装置232から供給される超音波測定データに基づいて、超音波画像を生成する。   The ultrasonic image generation unit 252 generates an ultrasonic image based on the ultrasonic measurement data supplied from the ultrasonic receiver 232.

従って、超音波発生装置231、超音波受信装置232、超音波制御部251、および、超音波画像生成部252により、超音波を発生させ、その反射波を受信し、受信した反射波に基づいて超音波画像を生成する処理、すなわち、超音波画像の撮影が行われる。   Therefore, the ultrasonic generator 231, the ultrasonic receiver 232, the ultrasonic controller 251, and the ultrasonic image generator 252 generate ultrasonic waves, receive the reflected waves, and based on the received reflected waves. Processing for generating an ultrasound image, that is, imaging of an ultrasound image is performed.

超音波画像生成部252は、生成した超音波画像を示す超音波画像データを記録装置213aに保存する。   The ultrasonic image generation unit 252 stores ultrasonic image data indicating the generated ultrasonic image in the recording device 213a.

センサ情報取得部253は、超音波プローブ111の角度や位置などの状態を示す情報を取得する。具体的には、センサ情報取得部253は、超音波プローブ111の各センサから供給されるセンサデータに基づいて、所定の間隔で各センサの検出値のサンプリングを行う。そして、センサ情報取得部253は、各センサの検出値をサンプリングした時刻とともにセンサ情報として記録装置213bに保存する。   The sensor information acquisition unit 253 acquires information indicating a state such as an angle and a position of the ultrasonic probe 111. Specifically, the sensor information acquisition unit 253 samples the detection value of each sensor at a predetermined interval based on sensor data supplied from each sensor of the ultrasonic probe 111. And the sensor information acquisition part 253 preserve | saves in the recording device 213b as sensor information with the time which sampled the detection value of each sensor.

プローブ状態検出部254は、記録装置213bに保存されているセンサ情報に基づいて、超音波画像を撮影中の超音波プローブ111の状態を検出し、検出結果を断面画像生成部255に供給する。なお、プローブ状態検出部254は、記録装置213bに保存されているセンサ情報の中から、超音波プローブ111の状態を検出に用いる情報を選択して用いる。   The probe state detection unit 254 detects the state of the ultrasonic probe 111 that is taking an ultrasonic image based on the sensor information stored in the recording device 213b, and supplies the detection result to the cross-sectional image generation unit 255. The probe state detection unit 254 selects and uses information used for detecting the state of the ultrasonic probe 111 from the sensor information stored in the recording device 213b.

断面画像生成部255は、記録装置213aに保存されている超音波画像、および、超音波画像を撮影中の超音波プローブ111の状態に基づいて、超音波画像を表示領域における3次元上への配置を行ってボリューム補間を行い、被写体の断面画像(3次元ボリュームデータ)を生成する。断面画像生成部255は、生成した断面画像を示す断面画像データを記録装置213cに保存する。   The cross-sectional image generation unit 255 converts an ultrasonic image into a three-dimensional image in the display area based on the ultrasonic image stored in the recording device 213a and the state of the ultrasonic probe 111 that is capturing the ultrasonic image. By performing placement and volume interpolation, a cross-sectional image (three-dimensional volume data) of the subject is generated. The cross-sectional image generation unit 255 stores cross-sectional image data indicating the generated cross-sectional image in the recording device 213c.

表示制御部256は、記録装置213cに保存されている断面画像データに基づいて、被写体の断面画像をディスプレイ214に表示させる。表示制御部256は、記録装置213dに保存されている簡易表示画像群データに基づいて、複数の簡易表示画像(プレビュ画像)が3次元上に配置され、3次元に湾曲されたような簡易表示画像群をディスプレイ214に表示させる。   The display control unit 256 displays a cross-sectional image of the subject on the display 214 based on the cross-sectional image data stored in the recording device 213c. Based on the simple display image group data stored in the recording device 213d, the display control unit 256 arranges a plurality of simple display images (preview images) in a three-dimensional manner and makes a simple display such that the three-dimensional curved images are displayed. The image group is displayed on the display 214.

また、表示制御部256は、表示された簡易表示画像群における複数の簡易表示画像の1つが選択された場合、その簡易表示画像に対応する超音波画像と、超音波画像に関する情報とを、それぞれ、記録装置213aおよび記録装置213bから読み出して、同じ画面に表示させる。   Further, when one of a plurality of simple display images in the displayed simple display image group is selected, the display control unit 256 displays an ultrasonic image corresponding to the simple display image and information related to the ultrasonic image, respectively. The data is read from the recording device 213a and the recording device 213b and displayed on the same screen.

すなわち、簡易表示画像群は、超音波画像を見るためのインデックスとしてディスプレイ214に表示される。   That is, the simple display image group is displayed on the display 214 as an index for viewing the ultrasonic image.

簡易表示画像生成部257は、超音波プローブ111の回転操作と連動させて、記録装置213aに保存されている複数の超音波画像データを用いて、複数の超音波画像に対応する複数の簡易表示画像が3次元に湾曲されたように配置される簡易表示画像群を生成する。簡易表示画像生成部257は、生成した簡易表示画像群を示す簡易表示画像群データを、記録装置213dに保存する。   The simplified display image generation unit 257 uses a plurality of ultrasound image data stored in the recording device 213a in conjunction with the rotation operation of the ultrasound probe 111, and a plurality of simplified displays corresponding to the plurality of ultrasound images. A simple display image group is generated in which images are arranged in a three-dimensional manner. The simple display image generation unit 257 stores the simple display image group data indicating the generated simple display image group in the recording device 213d.

例えば、簡易表示画像生成部257は、超音波プローブ111の回転操作と連動させて、記録装置213aに保存されている超音波画像データを、表示領域に配置させる。その際、超音波画像データは、3次元上に配置して表示されるように、また、3次元に湾曲させて表示されるように、表示領域に配置される。   For example, the simple display image generation unit 257 arranges the ultrasound image data stored in the recording device 213a in the display area in conjunction with the rotation operation of the ultrasound probe 111. At that time, the ultrasonic image data is arranged in the display area so as to be arranged and displayed in three dimensions and to be displayed in a three-dimensional curve.

そして、簡易表示画像生成部257は、そのようにして表示領域に超音波プローブ111の回転操作と連動して配置される、複数の超音波画像に対応する複数の簡易表示画像を生成することで、簡易表示画像群を生成する。これにより、表示制御部256は、簡易表示画像生成部257により生成された複数の簡易表示画像を、プローブの回転操作と連動した位置に配置して表示画面に表示させることができる。   Then, the simple display image generation unit 257 generates a plurality of simple display images corresponding to the plurality of ultrasonic images, which are arranged in the display area in conjunction with the rotation operation of the ultrasonic probe 111 as described above. A simple display image group is generated. As a result, the display control unit 256 can display the plurality of simple display images generated by the simple display image generation unit 257 on the display screen by arranging them at positions linked with the rotation operation of the probe.

なお、超音波画像(簡易表示画像)を、表示領域において3次元上に配置して表示させ、また、3次元に湾曲させて表示させるなど、空間状態でユーザに超音波画像を認知させることを考慮して、表示領域を空間(または、仮想空間)とも定義することもできる。   In addition, an ultrasonic image (simple display image) is arranged and displayed in a three-dimensional manner in a display region, and is displayed in a three-dimensional curved manner so that the user can recognize the ultrasonic image in a spatial state. In consideration, the display area can also be defined as a space (or a virtual space).

記録装置213aは、例えば、シネメモリで構成され、超音波画像生成部252により生成された超音波画像を示す超音波画像データを保存する。記録装置213bは、各センサの検出値をサンプリングした時刻とともにセンサ情報として保存する。   The recording device 213a is composed of, for example, a cine memory, and stores ultrasonic image data indicating an ultrasonic image generated by the ultrasonic image generation unit 252. The recording device 213b stores the detected values of each sensor as sensor information together with the sampling time.

記録装置213cは、断面画像生成部255により生成された断面画像を示す断面画像データを保存する。記録装置213dは、簡易表示画像生成部257により生成された簡易表示画像群を示す簡易表示画像群データを保存する。   The recording device 213c stores cross-sectional image data indicating the cross-sectional image generated by the cross-sectional image generation unit 255. The recording device 213d stores the simplified display image group data indicating the simplified display image group generated by the simplified display image generation unit 257.

ディスプレイ214は、表示制御部256による制御のもと、画像を表示する。   The display 214 displays an image under the control of the display control unit 256.

なお、図12の例においては、記録装置213a乃至213dを、画像処理装置212とは別に構成する例が示されているが、記録装置213a乃至213dを、画像処理装置212内に構成するようにしてもよい。   12 shows an example in which the recording devices 213a to 213d are configured separately from the image processing device 212. However, the recording devices 213a to 213d are configured in the image processing device 212. May be.

[撮影処理]
次に、図13のフローチャートを参照して、画像処理システム201により実行される撮影処理について説明する。なお、この処理は、例えば、画像処理システム201の図示せぬ操作部を介して、撮影の開始の指令が入力されたとき開始される。
[Shooting process]
Next, imaging processing executed by the image processing system 201 will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that this processing is started, for example, when a shooting start command is input via an operation unit (not shown) of the image processing system 201.

また、以下、画像処理システム201を用いて、人の関節の断面の撮影を行う場合を例に挙げて説明する。この場合、例えば、図2乃至図5に示されるように、被撮影者は、例えば、指や肘などの関節の断面を撮影するために、超音波プローブ111を関節に対してほぼ垂直に当て、関節の周りを一周させる。   Hereinafter, a case where a cross section of a human joint is photographed using the image processing system 201 will be described as an example. In this case, for example, as shown in FIGS. 2 to 5, the person to be imaged applies the ultrasonic probe 111 substantially perpendicular to the joint in order to photograph a cross section of the joint such as a finger or an elbow. Cycle around the joint.

超音波プローブ111は、上述した治具により、関節に対して、容易に、ほぼ垂直に当てて、一周させることが可能になっている。   The ultrasonic probe 111 can be made to make a round by being applied substantially perpendicularly to the joint by the jig described above.

なお、被撮影者以外の人が超音波プローブ111の操作を行うようにしてもよいし、あるいは、ロボットアームなどを用いて遠隔操作を行うようにしてもよい。   A person other than the person to be imaged may operate the ultrasonic probe 111 or may perform a remote operation using a robot arm or the like.

ステップS11において、超音波発生装置231は、超音波制御部251の制御の下に、超音波の発生を開始する。例えば、超音波発生装置231は、所定の間隔でパルス状の超音波を発振するとともに、所定の方向に超音波を走査する。   In step S <b> 11, the ultrasonic generator 231 starts generating ultrasonic waves under the control of the ultrasonic control unit 251. For example, the ultrasonic generator 231 oscillates pulsed ultrasonic waves at a predetermined interval and scans the ultrasonic waves in a predetermined direction.

ステップS12において、超音波受信装置232は、超音波制御部251の制御の下に超音波発生装置231が発生させた超音波の反射波の受信を開始する。そして、超音波受装置232は、受信した反射波の強度を測定し、測定結果を示す超音波測定データを超音波画像生成部252に供給する。   In step S <b> 12, the ultrasonic receiver 232 starts receiving the reflected wave of the ultrasonic wave generated by the ultrasonic generator 231 under the control of the ultrasonic controller 251. Then, the ultrasonic receiver 232 measures the intensity of the received reflected wave, and supplies ultrasonic measurement data indicating the measurement result to the ultrasonic image generation unit 252.

ステップS13において、センサ情報取得部253は、センサ情報の取得を開始する。具体的には、センサ情報取得部253は、超音波プローブ111の各センサから供給されるセンサデータに基づいて、所定の間隔で各センサの検出値のサンプリングを行う。そして、センサ情報取得部253は、各センサの検出値をサンプリングした時刻とともにセンサ情報として記録装置213bに保存する。   In step S13, the sensor information acquisition unit 253 starts acquisition of sensor information. Specifically, the sensor information acquisition unit 253 samples the detection value of each sensor at a predetermined interval based on sensor data supplied from each sensor of the ultrasonic probe 111. And the sensor information acquisition part 253 preserve | saves in the recording device 213b as sensor information with the time which sampled the detection value of each sensor.

ステップS14において、超音波画像生成部252は、超音波受信装置232から供給される超音波測定データに基づいて、超音波画像を生成する。すなわち、超音波画像生成部252は、被撮影者の関節の超音波プローブ111が当てられた位置付近の内部の断面を示す2次元の超音波画像を生成する。超音波画像生成部252は、生成した超音波画像を示す超音波画像データを、撮影時刻とともに記録装置213aに保存する。   In step S <b> 14, the ultrasonic image generation unit 252 generates an ultrasonic image based on the ultrasonic measurement data supplied from the ultrasonic reception device 232. That is, the ultrasonic image generation unit 252 generates a two-dimensional ultrasonic image showing an internal cross section near the position where the ultrasonic probe 111 of the joint of the subject is applied. The ultrasonic image generation unit 252 stores ultrasonic image data indicating the generated ultrasonic image in the recording device 213a together with the photographing time.

なお、超音波画像の生成方法は、特定の方法に限定されるものではなく、任意の方法を採用することができる。   In addition, the generation method of an ultrasonic image is not limited to a specific method, Arbitrary methods can be employ | adopted.

ステップS15において、簡易表示画像生成部257は、簡易表示画像群生成処理を実行する。この簡易表示画像群生成処理の詳細は、図14を参照して後述するが、ステップS15の処理により、複数の超音波画像に対応する複数の簡易表示画像が3次元に湾曲されたように配置される簡易表示画像群が生成される。   In step S15, the simple display image generation unit 257 executes simple display image group generation processing. The details of the simplified display image group generation processing will be described later with reference to FIG. 14, but the plurality of simplified display images corresponding to the plurality of ultrasonic images are arranged in a three-dimensionally curved manner by the processing in step S15. A simple display image group to be generated is generated.

ステップS16において、簡易表示画像生成部257は、生成した簡易表示画像群を示す簡易表示画像群データを記録装置213dに保存する。   In step S16, the simple display image generation unit 257 stores the simple display image group data indicating the generated simple display image group in the recording device 213d.

ステップS17において、画像処理システム201は、簡易表示画像群を表示する。具体的には、表示制御部256は、簡易表示画像群データを記録装置213dから読み出す。そして、表示制御部256は、読み出した簡易表示画像群データに基づく簡易表示画像群をディスプレイ214に表示させる。これにより、図16で後述される簡易表示画像群がディスプレイ214に表示される。   In step S <b> 17, the image processing system 201 displays a simple display image group. Specifically, the display control unit 256 reads the simplified display image group data from the recording device 213d. Then, the display control unit 256 causes the display 214 to display a simple display image group based on the read simple display image group data. As a result, a simple display image group, which will be described later with reference to FIG.

ステップS18において、画像処理システム201は、撮影を継続するか否かを判定する。撮影を継続すると判定された場合、処理はステップS14に戻る。   In step S18, the image processing system 201 determines whether or not to continue shooting. If it is determined to continue shooting, the process returns to step S14.

その後、ステップS18において、撮影を継続しないと判定されるまで、ステップS14乃至S18の処理が繰り返し実行される。すなわち、超音波画像を撮影し、簡易表示画像を生成し、表示する処理が継続して行われる。   Thereafter, the processes in steps S14 to S18 are repeatedly executed until it is determined in step S18 that the photographing is not continued. That is, a process of capturing an ultrasonic image, generating a simple display image, and displaying it is continuously performed.

なお、超音波画像を撮影し、簡易表示画像や断面画像を生成する間隔は、例えば、システムの処理能力や、記録装置213a乃至213dの容量等を考慮して決定される。また、画像処理システム201がバッテリで駆動される場合、バッテリの容量等を考慮するようにしてもよい。   Note that the interval at which an ultrasonic image is taken and a simple display image or a cross-sectional image is generated is determined in consideration of the processing capacity of the system, the capacity of the recording devices 213a to 213d, and the like. Further, when the image processing system 201 is driven by a battery, the capacity of the battery or the like may be taken into consideration.

一方、ステップS18において、例えば、画像処理システム201の図示せぬ操作部を介して、撮影の終了の指令が入力されたとき、画像処理システム201は、撮影を継続しないと判定し、撮影処理は終了する。   On the other hand, in step S18, for example, when an instruction to end shooting is input via an operation unit (not shown) of the image processing system 201, the image processing system 201 determines that shooting is not continued, and shooting processing is performed. finish.

[簡易表示画像群生成処理の詳細]
次に、図14のフローチャートを参照して、図13のステップS15の簡易表示画像群生成処理の詳細について説明する。
[Details of Simple Display Image Group Generation Processing]
Next, details of the simplified display image group generation processing in step S15 in FIG. 13 will be described with reference to the flowchart in FIG.

ステップS31において、プローブ状態検出部254は、記録装置213bに保存されているセンサ情報に基づいて、撮影時の超音波プローブ111の状態を検出する。   In step S31, the probe state detection unit 254 detects the state of the ultrasonic probe 111 at the time of imaging based on the sensor information stored in the recording device 213b.

具体的には、プローブ状態検出部254は、角度センサ241および移動量センサ121の検出結果に基づいて、現在までの超音波プローブ111の位置と向き(角度)の変化(軌跡)を求める。   Specifically, the probe state detection unit 254 obtains the change (trajectory) of the position and orientation (angle) of the ultrasonic probe 111 up to the present based on the detection results of the angle sensor 241 and the movement amount sensor 121.

なお、上述したように、各センサの検出値は所定のサンプリング間隔で離散的に取得されている。そこで、プローブ状態検出部254は、必要に応じて各センサの検出値を補間することにより、超音波プローブ111の位置と角度の変化を求める。   As described above, the detection value of each sensor is obtained discretely at a predetermined sampling interval. Therefore, the probe state detection unit 254 obtains changes in the position and angle of the ultrasonic probe 111 by interpolating the detection values of each sensor as necessary.

なお、このとき用いられる補間方法は、特定の方法に限定されるものではなく、例えば、撮影中の超音波プローブ111の動きが滑らかであると仮定して、線形補間やスプライン補間等が行われる。   Note that the interpolation method used at this time is not limited to a specific method, and for example, linear interpolation, spline interpolation, or the like is performed on the assumption that the motion of the ultrasonic probe 111 during imaging is smooth. .

そして、プローブ状態検出部254は、超音波プローブ111の位置と角度の変化に基づいて、最新の超音波画像を撮影するために超音波の発生および反射波の受信を行ったときの超音波プローブ111の位置と角度を検出する。   The probe state detection unit 254 generates an ultrasonic wave and receives a reflected wave in order to capture the latest ultrasonic image based on the change in the position and angle of the ultrasonic probe 111. 111 position and angle are detected.

そして、プローブ状態検出部254は、撮影時の超音波プローブ111の状態の検出結果を、簡易表示画像生成部257供給する。   Then, the probe state detection unit 254 supplies a simple display image generation unit 257 with the detection result of the state of the ultrasonic probe 111 at the time of imaging.

ステップS32において、簡易表示画像生成部257は、超音波画像を撮影した位置と向き(角度)を求める。具体的には、簡易表示画像生成部257は、最新の超音波画像の撮影時の超音波プローブ111の位置と角度に基づいて、最新の超音波画像を撮影した位置(撮影位置)と角度(撮影角度)を計算する。なお、超音波プローブ111の撮影開始位置と角度は、予め設定されており、超音波プローブ111の位置および角度と、超音波画像の定位位置(撮影位置と撮影角度)との関係は、既知であるものとする。   In step S <b> 32, the simple display image generation unit 257 obtains the position and orientation (angle) at which the ultrasonic image is captured. Specifically, the simple display image generation unit 257, based on the position and angle of the ultrasonic probe 111 at the time of shooting the latest ultrasonic image, the position (shooting position) and angle (shooting position) of the latest ultrasonic image. (Shooting angle) is calculated. Note that the imaging start position and angle of the ultrasonic probe 111 are set in advance, and the relationship between the position and angle of the ultrasonic probe 111 and the localization position of the ultrasonic image (imaging position and imaging angle) is known. It shall be.

ステップS33において、簡易表示画像生成部257は、超音波画像を表示領域に配置する。具体的には、例えば、簡易表示画像生成部257は、最新の超音波画像を記録装置213aから読み出す。そして、簡易表示画像生成部257は、最新の超音波画像の撮影位置と撮影角度に基づいて、1フレーム前までの超音波画像が3次元上に配置されている表示領域(空間)に、最新の超音波画像を配置する。なお、各超音波画像の相対的な位置関係は、各超音波画像の撮影位置と撮影角度により求めることができる。   In step S33, the simple display image generation unit 257 places the ultrasonic image in the display area. Specifically, for example, the simple display image generation unit 257 reads the latest ultrasonic image from the recording device 213a. Then, the simple display image generation unit 257 updates the latest ultrasonic image in the display area (space) in which the ultrasonic image up to the previous frame is arranged three-dimensionally based on the imaging position and imaging angle of the latest ultrasonic image. Place an ultrasound image. In addition, the relative positional relationship of each ultrasonic image can be calculated | required by the imaging position and imaging angle of each ultrasonic image.

また、簡易表示画像生成部257は、超音波画像の情報に基づいて、超音波画像を配置する位置を調整する。   Moreover, the simple display image generation unit 257 adjusts the position where the ultrasonic image is arranged based on the information of the ultrasonic image.

例えば、簡易表示画像生成部257は、最新の超音波画像の特徴点を検出する。そして、簡易表示画像生成部257は、これまでの超音波画像の特徴点の軌跡を追跡することにより、各超音波画像を配置する位置を調整する。この具体例については、例えば、図15を参照して後述する。   For example, the simple display image generation unit 257 detects a feature point of the latest ultrasonic image. Then, the simple display image generation unit 257 adjusts the position where each ultrasonic image is arranged by tracking the trajectory of the feature points of the ultrasonic image so far. This specific example will be described later with reference to FIG. 15, for example.

例えば、一般的にセンサは並進方向の動きの検出が苦手であり、検出誤差が大きくなる傾向がある。従って、センサ情報だけを用いた場合、超音波画像の位置合わせの精度が悪くなる場合がある。そこで、センサ情報だけでなく、超音波画像の情報も用いることにより、超音波画像の位置合わせの精度が向上する。   For example, in general, a sensor is not good at detecting movement in the translation direction, and tends to have a large detection error. Therefore, when only sensor information is used, the accuracy of ultrasonic image alignment may deteriorate. Therefore, by using not only the sensor information but also the information of the ultrasonic image, the accuracy of the alignment of the ultrasonic image is improved.

逆に、一般的に超音波画像はノイズが多いため、超音波画像の情報だけを用いて、精度よく超音波画像の位置合わせを行うのは難しい。そこで、超音波画像の情報だけでなく、センサ情報も用いることにより、超音波画像の位置合わせの精度が向上する。   On the other hand, since an ultrasonic image is generally noisy, it is difficult to accurately position an ultrasonic image using only information of the ultrasonic image. Therefore, by using not only the information of the ultrasonic image but also the sensor information, the accuracy of the alignment of the ultrasonic image is improved.

なお、指の関節を撮影した場合のように、表示領域における3次元上に配置したときにその配置を上から見ると真円形状(後述する図16のB)となる場合であれば、角度センサ241により検出される角度情報のみでも配置を行うことが可能である。これに対して、手首や肘、胴などを撮影した場合のように、表示領域における3次元上に配置したときにその配置を上から見ると楕円形状(後述する図20)となる場合には、移動量センサ121からの移動量の情報も必要になる。   If the finger joint is photographed, if it is arranged in a three-dimensional manner in the display area and the arrangement is viewed from above, it is a perfect circle (B in FIG. 16 described later). The arrangement can be performed only with the angle information detected by the sensor 241. In contrast, when the wrist, elbow, torso, etc. are photographed, when the three-dimensional arrangement in the display area is viewed from above, the arrangement becomes an elliptical shape (FIG. 20 described later). Information on the amount of movement from the movement amount sensor 121 is also required.

ただし、表示領域における3次元上に配置したときにその配置を上から見ると楕円形状となる場合であっても、等速運動を仮定すれば、角度センサ241により検出される角度情報のみでも配置を行うことが可能である。すなわち、この場合、ほぼ等速で、超音波プローブ111を診断対象物の周りを回転させることが必要となる。   However, even if it is an ellipse when viewed from the top when it is arranged three-dimensionally in the display area, it is possible to arrange only the angle information detected by the angle sensor 241 as long as constant velocity motion is assumed. Can be done. That is, in this case, it is necessary to rotate the ultrasonic probe 111 around the diagnostic object at substantially constant speed.

ステップS34において、簡易表示画像生成部257は、簡易表示画像群を生成する。すなわち、簡易表示画像生成部257は、表示領域に3次元上に配置した超音波画像から、その配置位置に応じた簡易表示画像を生成する。そして、簡易表示画像生成部257は、超音波画像が配置される位置に、対応する複数の簡易表示画像が3次元上に配置される、換言するに、3次元に湾曲されたように配置される簡易表示画像群を生成する。   In step S34, the simple display image generation unit 257 generates a simple display image group. That is, the simple display image generation unit 257 generates a simple display image corresponding to the arrangement position from the ultrasonic image arranged three-dimensionally in the display area. Then, the simple display image generation unit 257 is arranged such that a plurality of corresponding simple display images are arranged three-dimensionally at the position where the ultrasonic image is arranged, in other words, three-dimensionally curved. A simple display image group is generated.

なお、このステップS34の処理では、まだ超音波プローブ111が関節の周りを一周していない場合、超音波画像を撮影した範囲までの途中経過を示す簡易表示画像群が生成されてもよい。あるいは、すべての撮影が終わってから簡易表示画像群が生成されるようにしてもよい。   Note that, in the process of step S34, when the ultrasonic probe 111 has not yet made a round around the joint, a simple display image group indicating a progress in the middle of capturing the ultrasonic image may be generated. Alternatively, the simple display image group may be generated after all shooting is completed.

[簡易表示画像群生成処理の他の例]
さらに、図15のフローチャートを参照して、図13のステップS15の簡易表示画像群生成処理の変形例について具体的に説明する。
[Another example of simplified display image group generation processing]
Further, a modified example of the simplified display image group generation process of step S15 of FIG. 13 will be specifically described with reference to the flowchart of FIG.

例えば、上述した図2乃至図5に示されるように、超音波プローブ111のガイド91を関節に対して垂直に当て、超音波プローブ111を、回転軸23を軸に回転させることにより、関節の周りを水平に一周させて、超音波画像を撮影する場合について説明する。また、例えば、十分速いフレームレートに設定するか、超音波プローブ111をゆっくり動かすことにより、隣接するフレームの撮影範囲が重なるように超音波画像が撮影されるものとする。   For example, as shown in FIG. 2 to FIG. 5 described above, the guide 91 of the ultrasonic probe 111 is vertically applied to the joint, and the ultrasonic probe 111 is rotated about the rotation shaft 23 to thereby rotate the joint. A case will be described in which an ultrasonic image is taken by making a round around the periphery. Further, for example, it is assumed that an ultrasonic image is captured so that the imaging ranges of adjacent frames overlap by setting a sufficiently high frame rate or moving the ultrasonic probe 111 slowly.

ステップS51において、プローブ状態検出部254は、記録装置213bに保存されている角度センサ241の検出結果に基づいて、撮影時の超音波プローブ111の角度を検出する。   In step S51, the probe state detection unit 254 detects the angle of the ultrasonic probe 111 at the time of imaging based on the detection result of the angle sensor 241 stored in the recording device 213b.

ステップS52において、プローブ状態検出部254は、超音波プローブ111の角度の検出結果に基づいて、前のフレームとの超音波プローブ111の角度の変化量を求める。   In step S52, the probe state detection unit 254 obtains the amount of change in the angle of the ultrasonic probe 111 with respect to the previous frame based on the detection result of the angle of the ultrasonic probe 111.

プローブ状態検出部254は、求めた超音波プローブ111の角度の変化量を示す情報を表示が簡易表示画像生成部257に供給する。   The probe state detection unit 254 supplies information indicating the obtained change amount of the angle of the ultrasonic probe 111 to the simple display image generation unit 257.

ステップS53において、簡易表示画像生成部257は、超音波プローブ111の角度の変化量に基づいて、前のフレームの超音波画像を回転させる。   In step S <b> 53, the simple display image generation unit 257 rotates the ultrasonic image of the previous frame based on the change amount of the angle of the ultrasonic probe 111.

ステップS54において、簡易表示画像生成部257は、前のフレームと現フレームの超音波画像の局所特徴点を検出する。より正確には、簡易表示画像生成部257は、前のフレームの回転画像と現フレームの超音波画像の局所特徴点を検出する。   In step S54, the simple display image generation unit 257 detects local feature points of the ultrasonic images of the previous frame and the current frame. More precisely, the simple display image generation unit 257 detects local feature points of the rotated image of the previous frame and the ultrasonic image of the current frame.

なお、局所特徴点の種類や検出方法には、任意のものを採用することができる。例えば、撮影対象の変形に強く、柔軟な人体組織に適したHarris Cornerが局所特徴点として用いられる。   Any type of local feature point and detection method may be employed. For example, a Harris Corner that is resistant to deformation of an object to be imaged and suitable for a flexible human tissue is used as a local feature point.

ステップS55において、簡易表示画像生成部257は、前のフレームと現フレームとの間の局所特徴点の動きを追跡する。より正確には、簡易表示画像生成部257は、前のフレームの回転画像と現フレームの超音波画像との間の局所特徴点の動きを追跡する。   In step S55, the simple display image generation unit 257 tracks the movement of the local feature point between the previous frame and the current frame. More precisely, the simple display image generation unit 257 tracks the movement of local feature points between the rotated image of the previous frame and the ultrasonic image of the current frame.

なお、局所特徴点の動きの追跡方法には、任意のものを採用することができる。例えば、撮影対象の変形に強く、柔軟な人体組織に適したOptical Flow Lucas-Kanade法が用いられる。   An arbitrary method can be adopted as a method of tracking the movement of local feature points. For example, the Optical Flow Lucas-Kanade method, which is resistant to deformation of a subject to be imaged and is suitable for a flexible human tissue, is used.

ステップS56において、簡易表示画像生成部257は、追跡結果に基づいて、フレーム間の並進ベクトルを求める。   In step S56, the simple display image generation unit 257 obtains a translation vector between frames based on the tracking result.

ステップS57において、簡易表示画像生成部257は、超音波プローブ111の並進ベクトルを求める。具体的には、簡易表示画像生成部257は、ステップS56の処理で求めた並進ベクトルTを反転した逆ベクトルを、超音波プローブ111の並進ベクトルとして求める。この並進ベクトルは、1つ前の超音波画像を撮影してから次の超音波画像UIを撮影するまでの間の超音波プローブ111の並進方向の動きを表している。   In step S <b> 57, the simple display image generation unit 257 obtains the translation vector of the ultrasonic probe 111. Specifically, the simple display image generation unit 257 obtains the inverse vector obtained by inverting the translation vector T obtained in the process of step S56 as the translation vector of the ultrasonic probe 111. This translation vector represents the movement in the translation direction of the ultrasound probe 111 from the time when the previous ultrasound image is captured until the next ultrasound image UI is captured.

ステップS58において、簡易表示画像生成部257は、超音波プローブ111の方位と並進ベクトルに基づいて、描画位置を求める。具体的には、簡易表示画像生成部257は、角度センサ241により検出された超音波プローブ111の角度と検出した超音波プローブ111の並進ベクトルに基づいて、1フレーム前までの超音波画像が配置されている3次元の仮想空間における現フレームの超音波画像の描画位置を求める。   In step S <b> 58, the simple display image generation unit 257 obtains a drawing position based on the orientation of the ultrasonic probe 111 and the translation vector. Specifically, the simple display image generation unit 257 arranges ultrasonic images up to one frame before based on the angle of the ultrasonic probe 111 detected by the angle sensor 241 and the detected translation vector of the ultrasonic probe 111. The drawing position of the ultrasonic image of the current frame in the three-dimensional virtual space is obtained.

例えば、簡易表示画像生成部257は、超音波プローブ111の角度と並進ベクトルに基づいて、1フレーム前の超音波画像と現フレームの超音波画像との間の描画位置の相対的な変化量を求める。そして、簡易表示画像生成部257は、求めた変化量に基づいて、表示領域における現フレームの超音波画像の描画位置を求める。   For example, the simple display image generation unit 257 calculates the relative change amount of the drawing position between the ultrasonic image of the previous frame and the ultrasonic image of the current frame based on the angle of the ultrasonic probe 111 and the translation vector. Ask. Then, the simplified display image generation unit 257 obtains the drawing position of the ultrasonic image of the current frame in the display area based on the obtained change amount.

ステップS59において、簡易表示画像生成部257は、簡易表示画像群を生成する。すなわち、簡易表示画像生成部257は、求めた描画位置に現フレームの超音波画像に対応する簡易表示画像を配置し、現フレームまでの簡易表示画像群と合成することにより、簡易表示画像群を生成する。   In step S59, the simple display image generation unit 257 generates a simple display image group. That is, the simple display image generation unit 257 arranges the simple display image corresponding to the ultrasonic image of the current frame at the obtained drawing position, and combines the simple display image group up to the current frame with the simple display image group. Generate.

その後、簡易表示画像群生成処理は終了する。   Thereafter, the simplified display image group generation process ends.

なお、上述した図13のステップS15乃至17、図14および図15においては、簡易表示画像群を生成し、保存し、表示する例を記載したが、プローブ状態検出部254からの情報は、断面画像生成部255にも供給されている。したがって、簡易表示画像群に代えて、断面画像を生成することも可能である。   Note that in steps S15 to S17, FIG. 14, and FIG. 15 in FIG. 13 described above, an example in which a simple display image group is generated, stored, and displayed has been described. However, information from the probe state detection unit 254 is a cross section. It is also supplied to the image generation unit 255. Therefore, a cross-sectional image can be generated instead of the simple display image group.

断面画像の場合、断面画像生成部255は、表示領域における3次元上に配置した超音波画像を用いてボリューム補間することで、断面画像(3Dボリュームデータ)を生成することができる。   In the case of a cross-sectional image, the cross-sectional image generation unit 255 can generate a cross-sectional image (3D volume data) by performing volume interpolation using an ultrasonic image arranged three-dimensionally in the display area.

また、上記説明においては、超音波画像を用いて、簡易表示画像群を生成する例を説明したが、それに限定されない。例えば、上述したように表示領域における3次元上に配置した超音波画像を用いてボリューム補間することで、断面画像(3Dボリュームデータ)を生成してから、簡易表示画像群を生成することも可能である。これにより、任意の断面から閲覧することが可能になる。   In the above description, an example in which a simple display image group is generated using an ultrasonic image has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, as described above, it is also possible to generate a simple display image group after generating a cross-sectional image (3D volume data) by volume interpolation using ultrasonic images arranged in three dimensions in the display area. It is. Thereby, it becomes possible to browse from an arbitrary cross section.

さらに、簡易表示画像群と断面画像を両方生成して、画面に並べて表示するようにしてもよい。   Furthermore, both the simple display image group and the cross-sectional image may be generated and displayed side by side on the screen.

また、得られたシーケンシャルな超音波画像を、シネメモリである記録装置214a内に保存すると、メモリ内の位置が角度に対応するので、そのままメモリ内をスライダで動かしながらみたい方向の超音波画像を探すことができる。このような場合に、例えば、次に説明する簡易表示画像群がインデックスとして表示されると、より好適である。   Further, when the obtained sequential ultrasonic image is stored in the recording device 214a, which is a cine memory, the position in the memory corresponds to the angle, so the ultrasonic image in the desired direction is searched while moving in the memory with a slider. be able to. In such a case, for example, it is more preferable that a simple display image group described below is displayed as an index.

なお、以上の説明では、超音波画像を撮影しながら、リアルタイムに断面画像を生成し、表示する例を示したが、先に全ての超音波画像を撮影した後に、断面画像を生成し、表示するようにしてもよい。   In the above description, an example of generating and displaying a cross-sectional image in real time while capturing an ultrasonic image has been shown. However, after capturing all ultrasonic images first, a cross-sectional image is generated and displayed. You may make it do.

また、超音波画像の撮影とセンサ情報の取得は、同期させるようにしてもよいし、同期させないようにしてもよい。なお、同期させない場合には、後で対応関係が分かるように、超音波画像を撮影した時刻、および、センサ情報を取得した時刻を記録するのが望ましい。   Further, the imaging of ultrasonic images and the acquisition of sensor information may be synchronized or may not be synchronized. When not synchronizing, it is desirable to record the time when the ultrasonic image was captured and the time when the sensor information was acquired so that the correspondence relationship can be understood later.

さらに、上述した超音波プローブ111に設けるセンサの種類は、その一例であり、必要に応じて、追加したり、別の種類のものを用いたりすることが可能である。   Furthermore, the kind of sensor provided in the ultrasonic probe 111 described above is an example, and it is possible to add another type or use another type as necessary.

また、本技術では、例えば、超音波画像の情報を用いずに、センサ情報のみを用いて超音波画像から、簡易表示画像群を生成するようにすることも可能である。   In the present technology, for example, a simple display image group can be generated from an ultrasonic image using only sensor information without using information of the ultrasonic image.

<第3の実施の形態>
[簡易表示画像群の例]
図16は、上述した図13のステップS17で表示される簡易表示画像群の例を示している。図16のAは、ディスプレイ214に表示される簡易表示画像群271を示しており、図16のBは、簡易表示画像群271を上から見た配置を示す配置画像272、すなわち、図16のAの簡易表示画像群のもととなる超音波画像を表示領域に配置したものを、上から見た図を示している。なお、この配置画像272も、簡易表示画像群271とともに表示されるようにしてもよい。
<Third Embodiment>
[Example of simple display images]
FIG. 16 shows an example of a simple display image group displayed in step S17 of FIG. 13 described above. 16A shows the simple display image group 271 displayed on the display 214, and FIG. 16B shows the arrangement image 272 showing the arrangement when the simple display image group 271 is viewed from above, that is, FIG. The figure which looked at what arranged the ultrasonic image used as the basis of the simple display image group of A to the display field from the top is shown. The arrangement image 272 may also be displayed together with the simple display image group 271.

簡易表示画像群271は、複数の超音波画像に対応する複数の簡易表示画像281で構成されている。なお、図16の例においては、12枚の簡易表示画像281で構成されているが、構成枚数は、12枚に限定されない。   The simple display image group 271 includes a plurality of simple display images 281 corresponding to a plurality of ultrasonic images. In addition, in the example of FIG. 16, it is comprised by 12 simple display images 281, However, The number of constituents is not limited to 12.

複数の簡易表示画像281は、診断対象物を表す円282を囲むように、3次元に歪曲させて表示される。   The plurality of simple display images 281 are displayed in a three-dimensionally distorted manner so as to surround a circle 282 representing the diagnostic object.

簡易表示画像281の位置は、超音波プローブ111の角度センサ241から検出される角度情報を基に求められる。すなわち、複数の簡易表示画像281は、超音波プローブ111の回転操作(角度センサ241から得られる角度)と連動して(連動した位置に)、生成されて表示される。   The position of the simple display image 281 is obtained based on angle information detected from the angle sensor 241 of the ultrasonic probe 111. That is, the plurality of simple display images 281 are generated and displayed in conjunction with the rotation operation of the ultrasonic probe 111 (the angle obtained from the angle sensor 241) (in the linked position).

図17は、超音波プローブ111の回転操作と簡易表示画像群271との連動を示す図である。   FIG. 17 is a diagram illustrating the linkage between the rotation operation of the ultrasonic probe 111 and the simple display image group 271.

図17の例において、簡易表示画像群271を構成する簡易表示画像281a乃至281lが示されている。ここで、矢印P1乃至P5は、超音波プローブ111の回転操作を表しており、簡易表示画像281a乃至281lのうち、ハッチングがなされている画像が、超音波プローブ111の回転操作に連動されて生成され表示されたことを表している。なお、図17の例においては、ハッチングしかなされていないが、実際には、簡易表示画像281a乃至281lが表示される場合、生成されたプレビュー画像が表示される。   In the example of FIG. 17, simple display images 281a to 281l constituting the simple display image group 271 are shown. Here, the arrows P1 to P5 represent the rotation operation of the ultrasonic probe 111, and among the simple display images 281a to 281l, hatched images are generated in conjunction with the rotation operation of the ultrasonic probe 111. Is displayed. In the example of FIG. 17, only hatching is performed, but actually, when the simple display images 281a to 281l are displayed, the generated preview image is displayed.

まず、被撮影者が、超音波プローブ111を矢印P1が示す位置まで回転操作させるので、その回転操作と連動して、連動した各位置に、簡易表示画像281aおよび281bが生成され表示される。次に、被撮影者が、超音波プローブ111を矢印P2が示す位置まで回転操作させるので、その回転操作と連動して、連動した各位置に、簡易表示画像281cおよび281dが生成され表示される。   First, since the subject rotates the ultrasonic probe 111 to the position indicated by the arrow P1, the simplified display images 281a and 281b are generated and displayed at the linked positions in conjunction with the rotation operation. Next, since the subject rotates the ultrasonic probe 111 to the position indicated by the arrow P2, the simplified display images 281c and 281d are generated and displayed at the linked positions in conjunction with the rotation operation. .

さらに、被撮影者が、超音波プローブ111を矢印P3が示す位置まで回転操作させるので、その回転操作と連動して、連動した各位置に、簡易表示画像281e乃至281gが生成され表示される。次に、被撮影者が、超音波プローブ111を矢印P4が示す位置まで回転操作させるので、その回転操作と連動して、連動した各位置に、簡易表示画像281h乃至281jが生成され表示される。   Further, since the subject rotates the ultrasonic probe 111 to the position indicated by the arrow P3, the simple display images 281e to 281g are generated and displayed at the linked positions in conjunction with the rotation operation. Next, since the subject rotates the ultrasonic probe 111 to the position indicated by the arrow P4, the simplified display images 281h to 281j are generated and displayed at the linked positions in conjunction with the rotation operation. .

そして、最後に、被撮影者が、超音波プローブ111を矢印P5が示す位置まで回転操作させるので、その回転操作と連動して、連動した各位置に、簡易表示画像281kおよび281lが生成され表示される。   Finally, since the subject rotates the ultrasonic probe 111 to the position indicated by the arrow P5, the simplified display images 281k and 281l are generated and displayed at the linked positions in conjunction with the rotation operation. Is done.

このように、簡易表示画像群271を構成する簡易表示画像281a乃至281lは、超音波プローブ111の回転操作と連動して生成されて表示される。   Thus, the simple display images 281a to 281l constituting the simple display image group 271 are generated and displayed in conjunction with the rotation operation of the ultrasonic probe 111.

なお、図17の例においては、ハッチングのなされていない画像(すなわち、生成されていない画像)も示されているが、これは、非表示にすることもできるし、予め表示しておいてもよい。   In the example of FIG. 17, an image that is not hatched (that is, an image that has not been generated) is also shown, but this may be hidden or displayed in advance. Good.

図16に戻って、また、簡易表示画像281間の角度θに示される、簡易表示画像281の間隔は、予め設定されていてもよいが、超音波プローブ111の回転操作と連動させることもできる。例えば、超音波プローブ111の角度センサ241から検出される角度の変化量である角速度が小さいと簡易表示画像281の間隔を狭くし、角速度が大きいと簡易表示画像281の間隔を広くすることが可能である。なお、この角速度情報は、超音波プローブ111の角度センサ241から検出される角度情報と、時間情報とから得ることができるが、角速度センサ242から得るようにしてもよい。   Returning to FIG. 16, the interval of the simple display images 281 indicated by the angle θ between the simple display images 281 may be set in advance, but can also be linked to the rotation operation of the ultrasonic probe 111. . For example, when the angular velocity, which is the amount of change in angle detected from the angle sensor 241 of the ultrasonic probe 111, is small, the interval between the simple display images 281 can be narrowed, and when the angular velocity is large, the interval between the simple display images 281 can be widened. It is. The angular velocity information can be obtained from the angle information detected from the angle sensor 241 of the ultrasonic probe 111 and the time information, but may be obtained from the angular velocity sensor 242.

図18を参照して説明するに、例えば、矢印Hが示す範囲は、角速度が小さい、すなわち、超音波プローブ111がゆっくり回転操作されている。この場合、矢印Hが示す範囲においては、簡易表示画像281の間の角度θ1に示されるように、簡易表示画像281の生成(表示)間隔が狭くされる。   As will be described with reference to FIG. 18, for example, in the range indicated by the arrow H, the angular velocity is small, that is, the ultrasonic probe 111 is slowly rotated. In this case, in the range indicated by the arrow H, the generation (display) interval of the simple display images 281 is narrowed as indicated by the angle θ1 between the simple display images 281.

一方、矢印Lが示す範囲は、角速度が大きい、すなわち、超音波プローブ111が速く回転操作されている。この場合、矢印Lが示す範囲においては、簡易表示画像281の間の角度θ2に示されるように、簡易表示画像281の生成(表示)間隔が広くされる。   On the other hand, the range indicated by the arrow L has a high angular velocity, that is, the ultrasonic probe 111 is rapidly rotated. In this case, in the range indicated by the arrow L, the generation (display) interval of the simple display images 281 is widened as indicated by the angle θ2 between the simple display images 281.

このようにすることで、簡易表示画像281の間隔に応じて、その位置が被撮影者の注目する位置か注目していない位置であるかがわかる。特に、簡易表示画像281の間隔が狭い(角速度が小さい)場合、被撮影者がその部分を注目しており、重要な位置であることがわかる。   By doing in this way, according to the space | interval of the simple display image 281, it can be known whether the position is a position that is not focused by the subject. In particular, when the interval between the simple display images 281 is narrow (the angular velocity is small), it is understood that the photographed person is paying attention to the portion and is an important position.

なお、図18の例においては、超音波プローブ111の回転操作(角速度)に応じて簡易表示画像の間隔を変える例を説明したが、超音波プローブ111の回転操作(角速度)に応じて簡易表示画像の大きさを変えるようにすることも可能である。   In the example of FIG. 18, the example in which the interval of the simple display image is changed according to the rotation operation (angular velocity) of the ultrasonic probe 111 has been described, but the simple display according to the rotation operation (angular velocity) of the ultrasonic probe 111. It is also possible to change the size of the image.

例えば、矢印Hが示す角速度が小さい範囲の簡易表示画像281を大きく表示させ、これに対して、矢印Lが示す角速度が大きい範囲の簡易表示画像281を小さく表示させるようにしてもよい。   For example, the simplified display image 281 in the range where the angular velocity indicated by the arrow H is small may be displayed large, while the simplified display image 281 in the range where the angular velocity indicated by the arrow L is large may be displayed small.

さらに、簡易表示画像281が囲む円282の大きさは、診断対象の大きさ(すなわち、関節などの周囲の長さ)と連動して表示される。   Further, the size of the circle 282 surrounded by the simple display image 281 is displayed in conjunction with the size of the diagnosis target (that is, the length of the circumference of the joint or the like).

以上のように表示することで、診断対象位置を容易に直観的に確認することができる。   By displaying as described above, the diagnosis target position can be easily and intuitively confirmed.

なお、図16乃至図18の例においては、簡易表示画像群のみが表示されているが、例えば、診断対象に対応する画像と、簡易表示画像群とを重ねて表示することも可能である。すなわち、図19の例においては、図16で示された円282の位置に、診断対象に対応する画像(例えば、指の画像)が表示され、その上に簡易表示画像群271が重ねて表示されている。このように表示することにより、診断対象位置をより直観的に確認することができる。   In the examples of FIGS. 16 to 18, only the simple display image group is displayed. However, for example, an image corresponding to the diagnosis target and the simple display image group can be displayed in an overlapping manner. That is, in the example of FIG. 19, an image (for example, a finger image) corresponding to the diagnosis target is displayed at the position of the circle 282 shown in FIG. 16, and the simplified display image group 271 is displayed on the image. Has been. By displaying in this way, the position to be diagnosed can be confirmed more intuitively.

また、例えば、1つの簡易表示画像281が選択された場合には、選択された簡易表示画像281が対応する超音波画像が、記録装置213aから読み出されて、同じ画面に表示される。この場合、さらに、選択された簡易表示画像281が対応する超音波画像の情報が、記録装置213bから読み出され、同時に表示されるようにしてもよい。   For example, when one simple display image 281 is selected, an ultrasound image corresponding to the selected simple display image 281 is read from the recording device 213a and displayed on the same screen. In this case, information of the ultrasonic image corresponding to the selected simple display image 281 may be read from the recording device 213b and displayed at the same time.

このようにすることで、前回記録時に閲覧した角度と同じ角度で経過観察などを行うことができる。   By doing in this way, follow-up observation etc. can be performed at the same angle as the angle browsed at the time of the last recording.

また、図16の例においては、図16のBの配置画像272に示されるように、診断対象物が、指の関節などの断面が、ほぼ真円である場合が示されている。   In the example of FIG. 16, as shown in the arrangement image 272 of B of FIG. 16, the diagnosis object has a case where a cross section of a finger joint or the like is almost a perfect circle.

例えば、肘や手首などの断面は、図20の配置画像291に示されるように、楕円となる。このような場合には、超音波プローブの角度センサ241から検出される角度だけでなく、移動量センサ121から検出される移動量に基づいて、簡易表示画像群および断面画像が生成される。   For example, the cross section of the elbow or wrist becomes an ellipse as shown in the arrangement image 291 in FIG. In such a case, a simple display image group and a cross-sectional image are generated based on not only the angle detected from the angle sensor 241 of the ultrasonic probe but also the movement amount detected from the movement amount sensor 121.

すなわち、真円だけでなく、人体構造に即した正確な形状(例えば、楕円形状)を再現することが可能になる。   That is, it is possible to reproduce not only a perfect circle but also an accurate shape (for example, an elliptical shape) conforming to the human body structure.

なお、上述した超音波プローブ111においては、角度センサ241および移動量センサ121を用いて簡易表示画像群が生成される例を説明したが、少し精度は落ちるが、角度センサ241の代わりに、角速度センサ242を用いてもよい。また、次に説明する超音波プローブを用いることで、移動量センサ121なしに、移動量を得ることができる。   In the ultrasonic probe 111 described above, the example in which the simple display image group is generated using the angle sensor 241 and the movement amount sensor 121 has been described. However, although the accuracy is slightly reduced, the angular velocity is used instead of the angle sensor 241. A sensor 242 may be used. Further, by using the ultrasonic probe described below, the movement amount can be obtained without the movement amount sensor 121.

<第4の実施の形態>
[超音波プローブの他の構成例]
図21は、本技術を適用したプローブの構成例を示す図である。
<Fourth embodiment>
[Other configuration examples of ultrasonic probe]
FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration example of a probe to which the present technology is applied.

図21に示される超音波プローブ301は、Aアレイ振動子311、Bアレイ振動子312、およびCアレイ振動子313を含むように構成される。なお、図21の例においては、超音波プローブ301を構成するアレイ振動子のみしか示されていないが、これらのアレイ振動子は、基本的に、上述した図1の超音波プローブ11のような筐体内に設けられる。   The ultrasonic probe 301 shown in FIG. 21 is configured to include an A array transducer 311, a B array transducer 312, and a C array transducer 313. In the example of FIG. 21, only the array transducer constituting the ultrasonic probe 301 is shown, but these array transducers are basically similar to the ultrasonic probe 11 of FIG. Provided in the housing.

Aアレイ振動子311は、例えば、図1のプローブ21が有する振動子と基本的に同じ1次元アレイ振動子である。Bアレイ振動子312およびCアレイ振動子313は、Aアレイ振動子311の各振動子の配列方向と、Bアレイ振動子312およびCアレイ振動子313の各振動子の配列方向とが直交するように、Aアレイ振動子311の短辺側の両端(図中左右両端)に接続されている。   The A array transducer 311 is, for example, a one-dimensional array transducer that is basically the same as the transducer included in the probe 21 of FIG. In the B array transducer 312 and the C array transducer 313, the arrangement direction of the transducers of the A array transducer 311 and the arrangement direction of the transducers of the B array transducer 312 and the C array transducer 313 are orthogonal to each other. Are connected to both ends on the short side of the A array transducer 311 (both left and right ends in the figure).

すなわち、Aアレイ振動子311の各振動子は、図1のプローブ21における振動子などと同様に、超音波プローブ301の長辺301Lに沿って配列している。これに対して、Bアレイ振動子312およびCアレイ振動子313の各振動子は、超音波プローブ301の短辺301Sに沿って配列している。   That is, the transducers of the A array transducer 311 are arranged along the long side 301L of the ultrasonic probe 301 in the same manner as the transducers in the probe 21 of FIG. On the other hand, the transducers of the B array transducer 312 and the C array transducer 313 are arranged along the short side 301 </ b> S of the ultrasonic probe 301.

このように、Bアレイ振動子312およびCアレイ振動子313が、超音波プローブ301の回転の接線方向に配向するように設けられるので、後述する動き検出と回転検出とを容易行うことができる。   As described above, the B array transducer 312 and the C array transducer 313 are provided so as to be oriented in the tangential direction of the rotation of the ultrasonic probe 301, so that the motion detection and the rotation detection described later can be easily performed.

ここで、超音波プローブ301の長辺301Lの長さは、(Bアレイ振動子312の各振動子の長辺の長さ)+(Aアレイ振動子311の配列方向の長さ)+(Cアレイ振動子313の各振動子の長辺の長さ)を含む長さとなる。超音波プローブ301の短辺301Sの長さは、(Aアレイ振動子311の各振動子の長辺の長さ)、並びに(Bアレイ振動子312およびCアレイ振動子313の配列方向の長さ)を含む長さとなる。   Here, the length of the long side 301L of the ultrasonic probe 301 is (the length of the long side of each transducer of the B array transducer 312) + (the length in the arrangement direction of the A array transducer 311) + (C The length includes the length of the long side of each transducer of the array transducer 313. The length of the short side 301S of the ultrasonic probe 301 is (the length of the long side of each transducer of the A array transducer 311) and the length in the arrangement direction of the B array transducer 312 and the C array transducer 313. ).

また、Bアレイ振動子312およびCアレイ振動子313の配列方向の長さは、Aアレイ振動子311の配列方向の長さよりも短い。各アレイ振動子を構成する振動子の形状は基本的に同じとされる。すなわち、Bアレイ振動子312およびCアレイ振動子313に配列される振動子数(n)は、Aアレイ振動子311に配列される振動子数(m)よりも少ない。   Further, the length in the arrangement direction of the B array transducer 312 and the C array transducer 313 is shorter than the length in the arrangement direction of the A array transducer 311. The shape of the vibrators constituting each array vibrator is basically the same. That is, the number of transducers (n) arranged in the B array transducer 312 and the C array transducer 313 is smaller than the number of transducers (m) arranged in the A array transducer 311.

このように、Bアレイ振動子312とCアレイ振動子313は、配列数および超音波プローブ301に設置される向きが異なるだけであり、その他の構成は、Aアレイ振動子311と基本的に同様である。   As described above, the B array transducer 312 and the C array transducer 313 differ only in the number of arrangements and the direction in which they are installed on the ultrasonic probe 301, and the other configurations are basically the same as those of the A array transducer 311. It is.

なお、図21の例において、Bアレイ振動子312とCアレイ振動子313に配列される振動子数が同じnである場合が示されている。ただし、Bアレイ振動子312とCアレイ振動子313に配列される振動子数は、Aアレイ振動子311の数より少なければ、異なる数であってもよい。   In the example of FIG. 21, a case where the number of transducers arranged in the B array transducer 312 and the C array transducer 313 is the same n is shown. However, the number of transducers arranged in the B array transducer 312 and the C array transducer 313 may be different as long as it is less than the number of A array transducers 311.

また、超音波プローブ301を構成する振動子の種類、物性、目止材など物理的な構成や特性に関しては、限定されない。   Further, the physical configuration and characteristics such as the type, physical properties, and sealing material constituting the ultrasonic probe 301 are not limited.

以上のように構成される超音波プローブ301においては、図22に示されるように、3つの走査面において画像を再構成することが可能である。   In the ultrasonic probe 301 configured as described above, images can be reconstructed on three scanning planes as shown in FIG.

[アレイ振動子の画像面の例]
図22は、各アレイ振動子の画像面を示す図である。
[Example of image plane of array transducer]
FIG. 22 is a diagram illustrating an image plane of each array transducer.

図22の例においては、図中、右方向が、x軸の正方向であり、上方向がz軸の正方向であり、左下手前方向が、y軸の正方向である。そして、超音波プローブ301の長辺301Lに沿った方向(Aアレイ振動子311の配列方向)のx軸と、超音波プローブ301の短辺301Sに沿った方向(Bアレイ振動子312、Cアレイ振動子313の配列方向)のz軸とからなるzx平面に垂直に、A平面321、B平面322、およびC平面323が示されている。   In the example of FIG. 22, the right direction is the positive direction of the x axis, the upward direction is the positive direction of the z axis, and the lower left front direction is the positive direction of the y axis. Then, the x-axis in the direction along the long side 301L of the ultrasonic probe 301 (arrangement direction of the A array transducer 311) and the direction along the short side 301S of the ultrasonic probe 301 (B array transducer 312 and C array). An A plane 321, a B plane 322, and a C plane 323 are shown perpendicular to the zx plane formed by the z axis in the arrangement direction of the vibrators 313.

すなわち、A平面321は、Aアレイ振動子311に配列される振動子の長辺の中心に位置し、xy平面に対して平行な走査面であって、zx平面に対して垂直な走査面に再構成される画像面である。   That is, the A plane 321 is located at the center of the long side of the transducers arranged in the A array transducer 311 and is a scanning plane parallel to the xy plane and perpendicular to the zx plane. It is a reconstructed image plane.

B平面322は、Bアレイ振動子312に配列される振動子の長辺の中心に位置し、yz平面に対して平行な走査面であって、zx平面に対して垂直な走査面に再構成される画像面である。   The B plane 322 is located at the center of the long side of the transducers arranged in the B array transducer 312 and is a scan plane parallel to the yz plane and reconfigured to a scan plane perpendicular to the zx plane. This is the image plane.

C平面323は、Cアレイ振動子313に配列される振動子の長辺の中心に位置し、yz平面に対して平行な走査面であって、xz平面に対して垂直な走査面に再構成される画像面である。   The C plane 323 is located at the center of the long side of the transducers arranged in the C array transducer 313 and is a scan plane parallel to the yz plane and reconfigured to a scan plane perpendicular to the xz plane. This is the image plane.

すなわち、B平面322およびC平面323は、互いに平行な平面であり、A平面321に対してそれぞれ垂直な平面である。   That is, the B plane 322 and the C plane 323 are planes parallel to each other, and are each a plane perpendicular to the A plane 321.

以上のように、超音波プローブ301においては、B平面322およびC平面323が、互いに平行な平面となり、A平面321に対してそれぞれ垂直な平面となるように、Aアレイ振動子311、Bアレイ振動子312、およびCアレイ振動子313が設けられている。   As described above, in the ultrasonic probe 301, the A array transducer 311 and the B array are arranged such that the B plane 322 and the C plane 323 are parallel to each other and are perpendicular to the A plane 321. A vibrator 312 and a C array vibrator 313 are provided.

なお、このように3つの走査面ができるように構成される超音波プローブ301を、以下、3プレーンプローブとも称する。   The ultrasonic probe 301 configured to have three scanning planes in this way is also referred to as a three-plane probe hereinafter.

[プローブ内の音響レンズ]
図23は、超音波プローブ301内におけるAアレイ振動子311の被写体に接触する側の内部構造を示している。なお、図23の例においては、図中、上方向がy軸の正方向であり、超音波プローブ301が被写体に接触する側である。また、図中、右方向がx軸の正方向であり、斜め左方向がz軸の正方向である。
[Acoustic lens in the probe]
FIG. 23 shows the internal structure of the ultrasonic probe 301 on the side contacting the subject of the A array transducer 311. In the example of FIG. 23, the upward direction in the figure is the positive direction of the y axis, and the ultrasonic probe 301 is on the side in contact with the subject. In the drawing, the right direction is the positive direction of the x axis, and the diagonal left direction is the positive direction of the z axis.

図23に示されるAアレイ振動子311の上側、すなわち、被写体に接触する側には、音響整合層351が積層され、音響整合層351上には、音響レンズ352が積層されている。また、Aアレイ振動子311の下には、パッキング材353が設けられている。すなわち、Aアレイ振動子311は、パッキング材353上に積層されている。   An acoustic matching layer 351 is laminated on the upper side of the A array transducer 311 shown in FIG. 23, that is, the side in contact with the subject, and an acoustic lens 352 is laminated on the acoustic matching layer 351. A packing material 353 is provided below the A array transducer 311. That is, the A array transducer 311 is stacked on the packing material 353.

音響レンズ352は、超音波プローブ301の短辺301Sに沿って、光を集約するようなレンズ形状となっており、その形状により、Aアレイ振動子311における、超音波プローブ301の短辺301Sに沿った方向(z軸方向)のビームフォーカスを実現している。そして、音響レンズは、超音波プローブ301において、Aアレイ振動子311の左右両端に設けられるBアレイ振動子312およびCアレイ振動子313(点線)に対しても、このレンズ形状をそのままx軸の正負の方向に延長するように形成されている。   The acoustic lens 352 has a lens shape that collects light along the short side 301 </ b> S of the ultrasonic probe 301. Due to the shape, the acoustic lens 352 has a short side 301 </ b> S of the ultrasonic probe 301 in the A array transducer 311. The beam focus in the direction along the z-axis is realized. The acoustic lens has the same lens shape as that of the x-axis with respect to the B array transducer 312 and the C array transducer 313 (dotted lines) provided at the left and right ends of the A array transducer 311 in the ultrasonic probe 301. It is formed to extend in the positive and negative directions.

例えば、図23に示される超音波プローブ301の短辺301Sの中心において、図中上から下に(xy平面で)切った断面における音響レンズ352の形状は、図24に示されるように、平坦な長方形で表わされる。   For example, at the center of the short side 301S of the ultrasonic probe 301 shown in FIG. 23, the shape of the acoustic lens 352 in a cross section cut from the top to the bottom (by the xy plane) in the drawing is flat as shown in FIG. It is represented by a rectangle.

このため、Aアレイ振動子311のx軸方向のビームフォーミングにおいては、Aアレイ振動子311から放たれた合成波面361Aは、図24に示される合成波面361Bとして、形を変えずに音響レンズ352から出力される。したがって、このような場合、音響レンズ352の効果は、無視することが可能である。   For this reason, in the beam forming in the x-axis direction of the A array transducer 311, the combined wavefront 361 A emitted from the A array transducer 311 is changed into the synthesized wavefront 361 B shown in FIG. Is output from. Therefore, in such a case, the effect of the acoustic lens 352 can be ignored.

これに対して、例えば、図24に示される超音波プローブ301の長辺301Lのいずれかの位置ににおいて、図中上から下に(yz平面で)切った断面における音響レンズ352は、図25に示されるように、レンズ形状になっている。このため、Bアレイ振動子312およびCアレイ振動子313のz軸方向のビームフォーミングにおいて、Bアレイ振動子312およびCアレイ振動子313から放たれた合成波面363Aは、図25に示される合成波面363Bのように、音響レンズ352の影響を受けてしまう。すなわち、合成波面363Bは、音響レンズ352のレンズ効果でRがきつくなるほうへ変化し、図24の合成波面361Bの場合の焦点362より近傍で焦点364を結んでしまう。   On the other hand, for example, at any position on the long side 301L of the ultrasonic probe 301 shown in FIG. 24, the acoustic lens 352 in a cross section cut from the top to the bottom (by the yz plane) in FIG. As shown in FIG. Therefore, in the beam forming in the z-axis direction of the B array transducer 312 and the C array transducer 313, the synthesized wavefront 363A emitted from the B array transducer 312 and the C array transducer 313 is the synthesized wavefront shown in FIG. Like 363B, it is affected by the acoustic lens 352. That is, the combined wavefront 363B changes so that R becomes tight due to the lens effect of the acoustic lens 352, and the focal point 364 is formed in the vicinity of the focal point 362 in the case of the synthetic wavefront 361B in FIG.

したがって、Bアレイ振動子312およびCアレイ振動子313からのビーム送出の際には、音響レンズ352の効果を踏まえた上で、ビームフォーミングのための遅延量計算などを行う必要がある。とは言え、ビームフォーミングのための遅延量計算において、この違いを加味しておくことが必要なだけであり、実際の遅延量計算の処理量の増大や処理速度の低下につながることはない。   Therefore, when transmitting beams from the B array transducer 312 and the C array transducer 313, it is necessary to calculate a delay amount for beam forming in consideration of the effect of the acoustic lens 352. However, it is only necessary to take this difference into account when calculating the delay amount for beam forming, and it does not lead to an increase in the processing amount of actual delay amount calculation or a reduction in processing speed.

以上のように構成される超音波プローブ301は、例えば、図12を参照して上述した画像処理システム201において、超音波プローブ111の代わりに備えられる。この場合、例えば、超音波プローブ301からの超音波信号は、超音波受信装置232により受信されて、超音波画像生成部252だけでなく、センサ情報取得部253にも供給される。そして、センサ情報取得部253により、次のような超音波プローブ301の移動量算出処理が行われるものとする。   The ultrasonic probe 301 configured as described above is provided instead of the ultrasonic probe 111 in the image processing system 201 described above with reference to FIG. In this case, for example, an ultrasonic signal from the ultrasonic probe 301 is received by the ultrasonic receiver 232 and supplied not only to the ultrasonic image generation unit 252 but also to the sensor information acquisition unit 253. Then, it is assumed that the sensor information acquisition unit 253 performs the following movement amount calculation processing of the ultrasonic probe 301.

[プローブの移動量算出処理の例]
一般的にある平面の平面上の座標変換を考えた場合、平行移動(x方向、y方向、スケーリング、および回転(y軸中心)の自由度がある。人体の体表上を動く超音波プローブ301の接地面と、人体の体表上を平面と捉えた場合、スケーリングは考える必要がないため、実際には、平行移動(x方向、z方向)と回転(y軸中心)のみがわかればよい。
[Example of probe movement amount calculation processing]
In general, when coordinate conversion on a plane of a certain plane is considered, there are degrees of freedom of translation (x direction, y direction, scaling, and rotation (y axis center). Ultrasonic probe that moves on the surface of the human body. When the ground contact surface 301 and the surface of the human body are regarded as planes, there is no need to consider scaling, so in practice, if only translation (x direction, z direction) and rotation (y axis center) are known. Good.

平行移動のパラメータを算出する場合、最低1点の動き(Δx、Δz)を知っていればよいが、回転角を算出する場合、最低2点の動きを知る必要がある。上述したように、特許文献2に記載の直交する2平面をもとにした検出方法では、対応点1つの移動量しか求めることができなかった。   When calculating the parallel movement parameters, it is sufficient to know at least one movement (Δx, Δz), but when calculating the rotation angle, it is necessary to know at least two movements. As described above, the detection method based on two orthogonal planes described in Patent Document 2 can only determine the amount of movement of one corresponding point.

これに対して、超音波プローブ301においては、図26に示されるように、A平面321、B平面322、およびC平面323が、体表上に2つの交点(交点ABおよび交点AC)ができるように配置されている。   On the other hand, in the ultrasonic probe 301, as shown in FIG. 26, the A plane 321, the B plane 322, and the C plane 323 have two intersections (intersection AB and intersection AC) on the body surface. Are arranged as follows.

図26は、例えば、図22のA平面321、B平面322、およびC平面323をy軸方向から見たときの配置例を表している。図26の例においては、A平面321に対して、B平面322およびC平面323が直交し、zx平面上に、A平面321およびB平面322の交点AB、並びに、A平面321およびC平面323の交点ACができるように配置されている。   FIG. 26 illustrates an arrangement example when the A plane 321, the B plane 322, and the C plane 323 in FIG. 22 are viewed from the y-axis direction, for example. In the example of FIG. 26, the B plane 322 and the C plane 323 are orthogonal to the A plane 321, the intersection AB of the A plane 321 and the B plane 322, and the A plane 321 and the C plane 323 on the zx plane. Are arranged so that an intersection AC of

したがって、超音波プローブ301からの超音波信号を受けたセンサ情報取得部253は、zx平面上における交点ABおよび交点ACの移動量を算出することができ、これにより、y軸中心の回転角を算出することができる。   Therefore, the sensor information acquisition unit 253 that has received the ultrasonic signal from the ultrasonic probe 301 can calculate the amount of movement of the intersection point AB and the intersection point AC on the zx plane, thereby calculating the rotation angle about the y-axis center. Can be calculated.

なお、図26の例においては、望ましくは、A平面321と、B平面322およびC平面323とが直交している例が示されているが、直交が必須ではなく、A平面321と、B平面322およびC平面323とが交差していれば(平行でさえなければ)よい。また、B平面322とC平面323とが平行であるが、平行でなくてもよい。   In the example of FIG. 26, an example in which the A plane 321, the B plane 322, and the C plane 323 are orthogonal to each other is shown, but orthogonality is not essential, and the A plane 321 and B It suffices if the plane 322 and the C plane 323 intersect (not even in parallel). Moreover, although the B plane 322 and the C plane 323 are parallel, they may not be parallel.

センサ情報取得部253は、各走査面で再構成された画像(Bモード画像ともいう)を用いて、超音波プローブ301の移動量を推定する。この超音波プローブ301の移動量の推定方法は、画像の動き検出方法と基本的に同様である。すなわち、ある時間tと、次のフレームt+Δtとにおいて、それぞれ再構成された画像間で、特徴点のマッチングやブロックマッチングなどの手法を用いて画像面全体の画像面上での交点ABおよび交点ACの移動量が算出される。   The sensor information acquisition unit 253 estimates the amount of movement of the ultrasonic probe 301 using an image (also referred to as a B-mode image) reconstructed on each scanning plane. The method for estimating the amount of movement of the ultrasonic probe 301 is basically the same as the image motion detection method. That is, at a certain time t and at the next frame t + Δt, between the reconstructed images, the intersection AB and the intersection AC on the image plane of the entire image plane using a technique such as feature point matching or block matching. Is calculated.

超音波画像は、超音波プローブ301の物理的特徴量(振動子ピッチ、開口径など)、超音波の物理的特徴量(周波数、音速など)、受信後の信号処理(AD変換の周波数など)によって定義される。したがって、画像上の移動量(ピクセル数)を実際の体内の移動量(mmなどの距離単位)に容易に変換が可能である。   The ultrasonic image includes physical features of the ultrasonic probe 301 (vibrator pitch, aperture diameter, etc.), ultrasonic physical features (frequency, speed of sound, etc.), and signal processing after reception (AD conversion frequency, etc.). Defined by Therefore, the moving amount (number of pixels) on the image can be easily converted into the actual moving amount in the body (distance unit such as mm).

再構成画像は、A平面321の場合、xy平面となり、B平面322およびC平面323の場合、yz平面となるが、得られた移動量のうち、y方向の移動量は、その後の座標変換パラメータ算出においては使用されない。すなわち、図26に示される交点ABについて(xt,zbt)および(xt+Δt,zbt+Δt)、交点ACについて(xt,zct)および(xt+Δt,zct+Δt)がそれぞれ求められる。   The reconstructed image is the xy plane in the case of the A plane 321, and the yz plane in the case of the B plane 322 and the C plane 323. Of the obtained movement amounts, the movement amount in the y direction is the subsequent coordinate conversion. It is not used in parameter calculation. That is, (xt, zbt) and (xt + Δt, zbt + Δt) are obtained for the intersection point AB shown in FIG. 26, and (xt, zct) and (xt + Δt, zct + Δt) are obtained for the intersection point AC.

これらの関係を、ヘルマート変換式に当てはめ、展開していくことで、超音波プローブ301の移動量(x0,z0)および回転角θを求めることができる。ヘルマート変換式は、次の式(1)で表わされる。

x’ = x cosθ z sinθ + x0
z’ = x sinθ + z cosθ + z0
・・・(1)
By applying these relationships to the Helmat transform equation and developing the relationship, the movement amount (x0, z0) and the rotation angle θ of the ultrasonic probe 301 can be obtained. The Helmat transform equation is expressed by the following equation (1).

x '= x cosθ z sinθ + x0
z '= x sinθ + z cosθ + z0
... (1)

なお、上述した移動量の算出方法は、図27に示されるような2次元配列された振動子からなる2次元アレイプローブを使用している場合にも適用することができる。図27に示される各格子が振動子を表している。   It should be noted that the movement amount calculation method described above can also be applied to the case where a two-dimensional array probe comprising two-dimensionally arranged transducers as shown in FIG. 27 is used. Each lattice shown in FIG. 27 represents a vibrator.

2次元アレイプローブに適用する場合には、本開示の3つの走査平面を有する超音波プローブ301のように、A平面321、B平面322、C平面323を、それぞれ配置する方法でもよいし、B平面322とC平面323との間に、点線で示されるD平面371を追加してもよい。   When applied to a two-dimensional array probe, a method of arranging the A plane 321, the B plane 322, and the C plane 323 as in the ultrasonic probe 301 having three scanning planes of the present disclosure may be used. A D plane 371 indicated by a dotted line may be added between the plane 322 and the C plane 323.

また、B平面322、C平面323、D平面371は、それぞれA平面321とxz平面で直交していることが望ましいが、A平面321と平行でさえなければ、上述した移動量の算出方法を適用することができる。また、図27の例において、B平面322、C平面323、D平面371の位置関係は、一例であり、図27の通りである必要はない。例えば、B平面322、C平面323が検出範囲の両端にあることが望ましいが、必須ではない。   The B plane 322, the C plane 323, and the D plane 371 are preferably orthogonal to the A plane 321 and the xz plane, respectively. However, if the plane A is not parallel to the A plane 321, the above-described method of calculating the movement amount is used. Can be applied. In the example of FIG. 27, the positional relationship among the B plane 322, the C plane 323, and the D plane 371 is an example, and need not be as shown in FIG. For example, it is desirable that the B plane 322 and the C plane 323 are at both ends of the detection range, but this is not essential.

以上のように、超音波プローブ301と、センサ情報取得部253による超音波プローブ301についての信号処理方法によって、超音波プローブ301の動き(移動パラメータ)を算出することが可能となる。したがって、この場合、図12の移動量センサ121を設ける必要がなくなる。   As described above, the movement (movement parameter) of the ultrasonic probe 301 can be calculated by the signal processing method for the ultrasonic probe 301 by the ultrasonic probe 301 and the sensor information acquisition unit 253. Therefore, in this case, it is not necessary to provide the movement amount sensor 121 of FIG.

なお、上記説明においては、画像を再構成した後、画像マッチングで移動量を求める方法を説明したが、画像を再構成する前のRF信号の段階で、RF信号の信号処理により移動量を求め、それを基に超音波プローブ301の移動量(この場合、位相変化量)を算出することも可能である。   In the above description, the method of obtaining the movement amount by image matching after reconstructing the image has been described. However, the movement amount is obtained by signal processing of the RF signal at the stage of the RF signal before reconstructing the image. Based on this, it is possible to calculate the amount of movement of the ultrasonic probe 301 (in this case, the amount of phase change).

以上のように超音波プローブ301を構成することにより、移動量を算出することができるので、超音波プローブ301の動きが精度よく検出される。これにより、位置提示やパノラマなどのアプリケーションの精度を向上させることができる。   By configuring the ultrasonic probe 301 as described above, the movement amount can be calculated, so that the movement of the ultrasonic probe 301 is detected with high accuracy. Thereby, the accuracy of applications such as position presentation and panorama can be improved.

すなわち、プローブの位置情報を正確に把握する主な目的の1つは、画像のスイッチングによるパノラマ化(広視野角化)や、ボリュームデータ化である。   That is, one of the main purposes for accurately grasping the probe position information is panoramaization (wide viewing angle) by image switching and volume data conversion.

従来の1次元プローブを使った方法では、長軸方向(x方向)の移動に対するスイッチングには、精度を出すことができたが、短軸方向(z方向)への拡張は困難であった。また、ボリュームデータ作成のためのプローブ接地面を軸に傾けるような手法も実用化されているが、このときの角度は固定(ある秒数でどの程度振ってくださいと指示がある)であったり、角度センサを取り付けた特殊システムを利用していた。   In the conventional method using a one-dimensional probe, switching with respect to movement in the long axis direction (x direction) can be achieved with accuracy, but extension in the short axis direction (z direction) is difficult. In addition, a technique of tilting the probe ground plane for volume data creation about the axis has been put into practical use, but the angle at this time is fixed (instructions are given to how much to shake in a certain number of seconds) A special system with an angle sensor was used.

角度センサを使った方式では、ある程度正確にボリューム再現が可能であるが、プローブの接地面は動かないため、表皮近くのボリュームは作成することができなかった。   With the method using the angle sensor, the volume can be reproduced with a certain degree of accuracy. However, since the contact surface of the probe does not move, a volume near the epidermis could not be created.

したがって、超音波プローブ301を用いることにより、プローブの動きが精度よく検出されるので、画像のスイッチングによるパノラマ化(広視野角化)や、ボリュームデータ化を、より正確に行うことができる。   Therefore, by using the ultrasonic probe 301, the movement of the probe can be detected with high accuracy, so that panorama conversion (wide viewing angle) and volume data conversion by image switching can be performed more accurately.

また、本技術の超音波プローブは、次のような画像処理システムにも適用することができる。上述したどの構成の超音波プローブを用いてもよいが、例として、図8の超音波プローブ111を用いて説明する。   Further, the ultrasonic probe of the present technology can be applied to the following image processing system. Although the ultrasonic probe having any configuration described above may be used, the ultrasonic probe 111 in FIG. 8 will be described as an example.

<第5の実施の形態>
[画像処理システムの構成例]
図28は、本技術を適用した画像処理システム401の構成例を示すブロック図である。
<Fifth embodiment>
[Image processing system configuration example]
FIG. 28 is a block diagram illustrating a configuration example of an image processing system 401 to which the present technology is applied.

図28に示される画像処理システム401は、超音波を用いて被写体の内部の画像(すなわち、超音波画像)を撮影し、表示する装置である。画像処理システム401は、例えば、医療用として患者の身体の内部や胎児などの撮影に用いられたり、工業用として製品の内部の断面などの撮影に用いられたりする。   An image processing system 401 shown in FIG. 28 is an apparatus that captures and displays an image inside an object (that is, an ultrasonic image) using ultrasonic waves. The image processing system 401 is used, for example, for medical purposes for photographing the inside of a patient's body or a fetus, or for industrial purposes, for photographing a cross section of a product.

画像処理システム401は、プローブユニット411と受信表示装置412を含むように構成されている。プローブユニット411と受信表示装置412は、例えば、無線通信によりデータの送受を行う。なお、無線の方式は、データを送受信するのに十分な帯域が確保できれば、特に限定されない。また、通信の方式は、無線に限らず、有線であってもよい。   The image processing system 401 is configured to include a probe unit 411 and a reception display device 412. For example, the probe unit 411 and the reception display device 412 transmit and receive data by wireless communication. Note that the wireless method is not particularly limited as long as a sufficient bandwidth for transmitting and receiving data can be secured. The communication method is not limited to wireless, but may be wired.

プローブユニット411は、例えば、図8の超音波プローブ111および信号処理ブロック422により構成される。超音波プローブ111は、被写体の皮膚などに押しつけられる部位であり、内部に、超音波のトランスデューサと呼ばれる複数の振動子421を含むように構成される。超音波プローブ111は、例えば、64chや128chの振動子421で構成される。なお、超音波プローブ111に含まれる振動子421の数は限定されない。   The probe unit 411 includes, for example, the ultrasonic probe 111 and the signal processing block 422 in FIG. The ultrasonic probe 111 is a part that is pressed against the skin of a subject, and includes a plurality of transducers 421 called ultrasonic transducers therein. The ultrasonic probe 111 is composed of, for example, a vibrator 421 of 64ch or 128ch. The number of transducers 421 included in the ultrasonic probe 111 is not limited.

振動子421は、信号処理ブロック422からの信号に基づいて、被写体に対して超音波ビーム(以下、送信波とも称する)を送信する。振動子421は、被写体からの反射波(以下、受信波とも称する)を受信し、受信した信号を信号処理ブロック422に供給する。   The transducer 421 transmits an ultrasonic beam (hereinafter also referred to as a transmission wave) to the subject based on the signal from the signal processing block 422. The vibrator 421 receives a reflected wave from the subject (hereinafter also referred to as a received wave) and supplies the received signal to the signal processing block 422.

信号処理ブロック422は、振動子421からの信号または振動子421への信号を処理するブロックである。信号処理ブロック422は、変換部431、フロントエンド信号処理部432、および無線IF(インタフェース)433を含むように構成される。   The signal processing block 422 is a block that processes a signal from the vibrator 421 or a signal to the vibrator 421. The signal processing block 422 is configured to include a conversion unit 431, a front-end signal processing unit 432, and a wireless IF (interface) 433.

変換部431は、後述する図29のAD(Analog/Digital)変換部462および図30のDA(Digital /Analog)変換部482を含むように構成されている。変換部431は、振動子421からの反射波をデジタルデータに変換し、変換したデジタルデータをフロントエンド信号処理部432に供給する。変換部431は、フロントエンド信号処理部432からのデジタルデータをアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号を振動子421に供給する。   The conversion unit 431 includes an AD (Analog / Digital) conversion unit 462 shown in FIG. 29 and a DA (Digital / Analog) conversion unit 482 shown in FIG. The conversion unit 431 converts the reflected wave from the transducer 421 into digital data, and supplies the converted digital data to the front end signal processing unit 432. The conversion unit 431 converts the digital data from the front end signal processing unit 432 into an analog signal, and supplies the converted analog signal to the vibrator 421.

フロントエンド信号処理部432は、変換部431からのデジタルデータに対して、ビームフォーミング処理、信号圧縮処理、およびエラー訂正処理などの信号処理を行い、処理後のデータを、無線IF433に供給する。フロントエンド信号処理部432は、振動子421が送信する送信波のもとになるデジタルデータを生成し、生成したデジタルデータを、変換部431に供給する。   The front end signal processing unit 432 performs signal processing such as beam forming processing, signal compression processing, and error correction processing on the digital data from the conversion unit 431, and supplies the processed data to the wireless IF 433. The front-end signal processing unit 432 generates digital data that is the basis of the transmission wave transmitted by the transducer 421 and supplies the generated digital data to the conversion unit 431.

無線IF433は、フロントエンド信号処理部432からのデータを、無線通信により、受信表示装置412に送信する。   The wireless IF 433 transmits the data from the front end signal processing unit 432 to the reception display device 412 by wireless communication.

受信表示装置412は、無線IF441、バックエンド信号処理部442、および表示部443を含むように構成される。   The reception display device 412 is configured to include a wireless IF 441, a back-end signal processing unit 442, and a display unit 443.

無線IF441は、プローブユニット411からのデータを受信し、バックエンド信号処理部442に供給する。   The wireless IF 441 receives data from the probe unit 411 and supplies it to the back-end signal processing unit 442.

バックエンド信号処理部442は、無線IF441からの送信された圧縮データを復号する。バックエンド信号処理部442は、復号したデータに基づいて、被写体の内部を示す超音波画像を生成する。バックエンド信号処理部442は、生成した超音波画像を、表示部443に供給する。   The back end signal processing unit 442 decodes the compressed data transmitted from the wireless IF 441. The back-end signal processing unit 442 generates an ultrasonic image showing the inside of the subject based on the decoded data. The back-end signal processing unit 442 supplies the generated ultrasonic image to the display unit 443.

表示部443は、バックエンド信号処理部442により生成された超音波画像を表示する。   The display unit 443 displays the ultrasonic image generated by the back end signal processing unit 442.

なお、図28の例において、プローブユニット411の構成は、単純化して示されたものであり、本技術と関連が薄い処理部や機械部などに関しては省略されている。   In the example of FIG. 28, the configuration of the probe unit 411 is shown in a simplified manner, and a processing unit and a machine unit that are not related to the present technology are omitted.

[受信側処理の場合のプローブユニットの構成例]
図29は、超音波の受信側処理を行う場合のプローブユニットの構成例を示す図である。
[Configuration example of probe unit for receiving side processing]
FIG. 29 is a diagram illustrating a configuration example of a probe unit in the case of performing ultrasonic reception side processing.

図29の例においては、プローブユニット411は、振動子421、信号処理ブロック422、超音波プローブ111に含まれる角度センサ241および移動量センサ121、入力部451、制御部453、並びに電池ユニット454を含むように構成されている。   In the example of FIG. 29, the probe unit 411 includes a transducer 421, a signal processing block 422, an angle sensor 241 and a movement amount sensor 121 included in the ultrasonic probe 111, an input unit 451, a control unit 453, and a battery unit 454. It is configured to include.

超音波の受信側処理を行う場合の信号処理ブロック422は、スイッチ部461、AD変換部462、信号処理部463、信号圧縮部464、および送信部465を含むように構成されている。図29の信号処理ブロック422のうち、信号処理部463、信号圧縮部464、および送信部465は、図28のフロントエンド信号処理部432に対応している。   The signal processing block 422 in the case of performing ultrasonic reception-side processing is configured to include a switch unit 461, an AD conversion unit 462, a signal processing unit 463, a signal compression unit 464, and a transmission unit 465. Of the signal processing block 422 in FIG. 29, the signal processing unit 463, the signal compression unit 464, and the transmission unit 465 correspond to the front-end signal processing unit 432 in FIG.

振動子421は、被写体からの反射波を受信し、受信した信号を、信号処理ブロック422のスイッチ部461に供給する。   The vibrator 421 receives the reflected wave from the subject and supplies the received signal to the switch unit 461 of the signal processing block 422.

スイッチ部461は、制御部453の制御のもと、振動子421の各振動子で受信された信号のうち、どの信号を読み出すかを選択する。振動子421が、例えば、128chの振動子からなり、そのうち、例えば、32chの信号を読み出す場合、スイッチ部461は、128chのうち、どの32chの信号を読み出すかを選択する。スイッチ部461は、選択した信号を読み出して、読み出した信号をAD変換部462に供給する。   The switch unit 461 selects which signal is read out of the signals received by each transducer of the transducer 421 under the control of the control unit 453. The vibrator 421 is composed of, for example, 128-ch vibrators, and among them, for example, when reading 32ch signals, the switch unit 461 selects which 32ch signals are read out of 128ch. The switch unit 461 reads the selected signal and supplies the read signal to the AD conversion unit 462.

AD変換部462は、制御部453の制御のもと、スイッチ部461からの信号に対して、AD変換を行う。AD変換部462は、AD変換後のデジタルデータを、信号処理部463に供給する。   The AD conversion unit 462 performs AD conversion on the signal from the switch unit 461 under the control of the control unit 453. The AD conversion unit 462 supplies the digital data after AD conversion to the signal processing unit 463.

信号処理部463は、制御部453の制御のもと、AD変換部462からのデジタルデータに対して、ビームフォーミング処理を行う。信号処理部463は、必要に応じて、ビームフォーミング後のデータ(以下、RFデータとも称する)に対し、画像強調およびノイズリダクションなどの信号処理も行う。信号処理部463は、処理後のデータを、信号圧縮部464に供給する。   The signal processing unit 463 performs beam forming processing on the digital data from the AD conversion unit 462 under the control of the control unit 453. The signal processing unit 463 also performs signal processing such as image enhancement and noise reduction on the data after beam forming (hereinafter also referred to as RF data) as necessary. The signal processing unit 463 supplies the processed data to the signal compression unit 464.

信号圧縮部464は、制御部453の制御のもと、信号処理部463からのデジタルデータを所定の圧縮形式で圧縮する。信号圧縮部464は、圧縮後のデータを、送信部465に供給する。なお、圧縮形式は限定されない。   The signal compression unit 464 compresses the digital data from the signal processing unit 463 in a predetermined compression format under the control of the control unit 453. The signal compression unit 464 supplies the compressed data to the transmission unit 465. The compression format is not limited.

送信部465は、制御部453の制御のもと、信号圧縮部464からのデータに対して、伝送エラー補償のための冗長なエラー訂正符号の追加などを行い、図28の無線IF433を介して、受信表示装置412に対して送信する。送信部465は、伝送エラーを補償するために、送信するデータを再送する。   Under the control of the control unit 453, the transmission unit 465 adds a redundant error correction code for transmission error compensation to the data from the signal compression unit 464, and via the wireless IF 433 in FIG. , To the reception display device 412. The transmission unit 465 retransmits data to be transmitted in order to compensate for transmission errors.

角度センサ241および移動量センサ121は、上述したように、超音波プローブ111内に設けられる。角度センサ241は、ユーザによる超音波プローブ111の回転操作を検出し、検出した超音波プローブ111の回転角度という動きの特徴を示す情報である動きパラメータを、制御部453に供給する。移動量センサ121は、ユーザによる超音波プローブ111の移動量を検出し、検出した超音波プローブ111の移動量という動きの特徴を示す情報である動きパラメータを、制御部453に供給する。   The angle sensor 241 and the movement amount sensor 121 are provided in the ultrasonic probe 111 as described above. The angle sensor 241 detects a rotation operation of the ultrasonic probe 111 by the user, and supplies a motion parameter, which is information indicating the characteristic of the motion, which is the detected rotation angle of the ultrasonic probe 111, to the control unit 453. The movement amount sensor 121 detects the amount of movement of the ultrasonic probe 111 by the user, and supplies the control unit 453 with a movement parameter that is information indicating the characteristic of movement, which is the detected movement amount of the ultrasonic probe 111.

入力部451は、ユーザ操作に対応する指示信号などを制御部453に入力する。   The input unit 451 inputs an instruction signal corresponding to a user operation to the control unit 453.

制御部453は、角度センサ241および移動量センサ121により検出された情報に応じて、信号処理ブロック422を構成する各部の動作を制御する。その結果、電池ユニット454に蓄積される電力の消費を抑えることができたり、あるいは、得られる画像の画質を変更することができる。   The control unit 453 controls the operation of each unit constituting the signal processing block 422 according to the information detected by the angle sensor 241 and the movement amount sensor 121. As a result, power consumption stored in the battery unit 454 can be suppressed, or the image quality of the obtained image can be changed.

例えば、制御部453は、例えば、スイッチ部461を制御し、受信に利用する振動子421の数を変更させる。受信信号のSNを上げるため、複数の振動子421からの情報を用いるのは一般的である。例えば、その受信に利用する振動子421のチャンネル数を減らすことによって、後段の信号処理部463における演算処理量を減らすことができる。その結果、消費電力を削減することができる。   For example, the control unit 453 controls the switch unit 461 to change the number of transducers 421 used for reception, for example. In general, information from a plurality of transducers 421 is used to increase the SN of the received signal. For example, by reducing the number of channels of the vibrator 421 used for the reception, it is possible to reduce the amount of calculation processing in the signal processing unit 463 in the subsequent stage. As a result, power consumption can be reduced.

制御部453は、例えば、AD変換部462を制御し、受信された各チャンネルのアナログ信号を、デジタルデータに変換するときのサンプリング周波数またはデジタルデータのビット長を変更させる。   For example, the control unit 453 controls the AD conversion unit 462 to change the sampling frequency or the bit length of the digital data when converting the received analog signal of each channel into digital data.

なお、画像処理システム401は、医用画像の診断支援システムCAD(Computer Aided Diagnosis)に用いられることがある。サンプリング周波数を高くサンプリングすれば、得られる信号の情報量が上がり、より高精度なビームフォーミングが行えるようになり、結果、画質が向上する。したがって、サンプリング周波数を高くサンプリングすることは、CADでの診断能力の向上につながる。   The image processing system 401 may be used in a medical image diagnosis support system CAD (Computer Aided Diagnosis). If the sampling frequency is increased, the amount of information of the obtained signal is increased, and more accurate beam forming can be performed, and as a result, the image quality is improved. Therefore, sampling at a high sampling frequency leads to an improvement in CAD diagnosis capability.

しかしながら、AD変換の周波数が高いことは、データの増大を招き、その後の信号処理の量にも影響してしまう。CADに用いられない場合、すなわち、通常の診断などの場合、それほどの画質は必要ない。したがって、通常の診断などの際に、サンプリング周波数を落とすことは、AD変換部462そのものの消費電力を削減するとともに、信号処理の演算処理量を減らすことができる。その結果、消費電力を削減することができる。AD変換部462において、デジタルデータのビット長を短くすることも、サンプリング周波数を落とすことと同様の効果を得ることができる。   However, a high frequency of AD conversion causes an increase in data and affects the amount of subsequent signal processing. When it is not used for CAD, that is, in the case of normal diagnosis, the image quality is not so high. Therefore, reducing the sampling frequency during normal diagnosis or the like can reduce the power consumption of the AD conversion unit 462 itself and reduce the amount of signal processing. As a result, power consumption can be reduced. In the AD converter 462, shortening the bit length of the digital data can provide the same effect as reducing the sampling frequency.

また、例えば、腹部や胸部上において、超音波プローブ111の位置が詳細を見たいポイントに近づいている場合、ユーザは、プローブユニット411を狭い範囲で小さく、遅く動かす傾向がある。すなわち、超音波プローブ111の動きが小さい、速度が遅い、または、移動量が少ない場合、超音波プローブ111の位置は詳細を見たいポイントに近づいている可能性が高い。したがって、このような場合、画像品質はできるだけ高いことが望まれる。   Further, for example, when the position of the ultrasonic probe 111 is approaching a point on which details are desired to be seen on the abdomen or chest, the user tends to move the probe unit 411 small in a narrow range and slowly. That is, when the movement of the ultrasonic probe 111 is small, the speed is low, or the movement amount is small, there is a high possibility that the position of the ultrasonic probe 111 is close to a point where details are to be viewed. Therefore, in such a case, it is desired that the image quality is as high as possible.

一方、詳細を見たいポイントを広い範囲で探している場合、ユーザは、プローブユニット411を広い範囲で大きく、速く動かす傾向がある。すなわち、超音波プローブ111の動きが大きい、速度が速い、または、移動量が多い場合、ユーザは詳細を見たいポイントを探している可能性が高い。したがって、このような場合、画像品質は、上述の場合よりも低くてもよい。   On the other hand, when searching for a point to see details in a wide range, the user tends to move the probe unit 411 large and fast in a wide range. That is, when the movement of the ultrasonic probe 111 is large, the speed is high, or the movement amount is large, there is a high possibility that the user is looking for a point to see details. Therefore, in such a case, the image quality may be lower than that described above.

このことは、腹部や胸部でなくとも、関節部分にも言える。したがって、超音波プローブ111を、関節の周囲のうち、ゆっくり回転させる箇所については、入念に観察したい箇所である。したがって、角度センサ241からの角度の変化(すなわち、角速度)がゆっくりである場合、制御部453は、その箇所の超音波画像の画質が高くなるようにサンプリング周波数を高くする。一方、関節の周囲のうち、速く回転させる箇所については、手早く観察したい箇所である。したがって、角度センサ241からの角度の変化(すなわち、角速度)が速い場合、制御部453は、その箇所の超音波画像の画質がそれほど高くしなくてもよいため、サンプリング周波数を低くする。   This is true for the joints as well as the abdomen and chest. Therefore, a portion where the ultrasonic probe 111 is slowly rotated around the joint is a portion to be carefully observed. Therefore, when the change in angle from the angle sensor 241 (that is, the angular velocity) is slow, the control unit 453 increases the sampling frequency so that the image quality of the ultrasonic image at that location is improved. On the other hand, in the periphery of the joint, the portion that is rotated quickly is a portion that is desired to be observed quickly. Therefore, when the change in angle from the angle sensor 241 (that is, the angular velocity) is fast, the control unit 453 does not need to make the image quality of the ultrasonic image at that point so high, so the sampling frequency is lowered.

制御部453は、例えば、信号処理部463を制御し、ビームフォーミングを行う際のパラメータのうち、電力に関係するパラメータである、受信フォーカスの点数、またはRFデータのサンプリング周波数などを変更させる。   For example, the control unit 453 controls the signal processing unit 463 to change a reception focus score, a sampling frequency of RF data, or the like, which is a parameter related to power among parameters when performing beamforming.

受信フォーカス点数を減らしたり、RFデータのサンプリング周波数を下げたりすることにより、処理自体の削減、後段に渡るデータ量の削減ができ、その結果、消費電力を削減することができる。   By reducing the number of reception focus points or reducing the sampling frequency of RF data, it is possible to reduce the processing itself and the amount of data in the subsequent stage, and as a result, it is possible to reduce power consumption.

なお、信号処理部463における画像強調およびノイズリダクションなどの信号処理のON/OFFや、アルゴリズムの複雑さの制御なども、電力に影響する。制御部453は、これらも制御するようにしてもよい。   Note that ON / OFF of signal processing such as image enhancement and noise reduction in the signal processing unit 463 and control of algorithm complexity also affect power. The control unit 453 may also control these.

制御部453は、例えば、信号圧縮部464を制御し、圧縮率を変更させる。データの圧縮率を高くすることにより、プローブユニット411から受信表示装置412に対して送信すべきデータ量が削減され、その結果、送信電力を抑制することができる。   For example, the control unit 453 controls the signal compression unit 464 to change the compression rate. By increasing the data compression rate, the amount of data to be transmitted from the probe unit 411 to the reception display device 412 is reduced, and as a result, transmission power can be suppressed.

制御部453は、例えば、送信部465を制御し、エラー訂正符号の付加の強度やその有無を変更させる。エラー訂正の強度を下げたり、または、エラー訂正機能そのものを使用しないことにより、送出に要する電力量を削減することができる。また、送信部465に対して、受信表示装置412との協調動作で生じるデータの再送要求の受諾を拒否に変更させることも、電力量の削減につながる。   For example, the control unit 453 controls the transmission unit 465 to change the addition strength of the error correction code and the presence / absence thereof. By reducing the intensity of error correction or not using the error correction function itself, the amount of power required for transmission can be reduced. In addition, changing the acceptance of the data retransmission request generated by the cooperative operation with the reception display device 412 to the rejection to the transmission unit 465 also leads to a reduction in electric energy.

電池ユニット454は、充電式の電池などからなり、プローブユニット411の各部に電力を供給している。   The battery unit 454 is composed of a rechargeable battery or the like, and supplies power to each part of the probe unit 411.

[送信側処理の場合のプローブユニットの構成例]
図30は、送信側処理を行う場合のプローブユニットの構成例を示す図である。
[Configuration example of probe unit in case of sender processing]
FIG. 30 is a diagram illustrating a configuration example of a probe unit in the case of performing transmission-side processing.

図30の例においては、プローブユニット411は、図29のプローブユニット411と同様に、振動子421、信号処理ブロック422、角度センサ241、移動量センサ121、入力部451、制御部453、並びに電池ユニット454を含むように構成されている。なお、対応する部には、対応する符号が付してあり、その説明は繰り返しになるので適宜省略される。   In the example of FIG. 30, the probe unit 411 includes the vibrator 421, the signal processing block 422, the angle sensor 241, the movement amount sensor 121, the input unit 451, the control unit 453, and the battery, similarly to the probe unit 411 of FIG. The unit 454 is configured to be included. Corresponding portions are denoted by corresponding reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate because it will be repeated.

超音波の送信側処理を行う場合の信号処理ブロック422は、図29の信号処理ブロック422と異なり、スイッチ部481、DA変換部482、および信号処理部483を含むように構成されている。図30の信号処理ブロック422のうち、信号処理部483は、図28のフロントエンド信号処理部432に対応している。   Unlike the signal processing block 422 in FIG. 29, the signal processing block 422 in the case of performing ultrasonic transmission side processing is configured to include a switch unit 481, a DA conversion unit 482, and a signal processing unit 483. In the signal processing block 422 in FIG. 30, the signal processing unit 483 corresponds to the front end signal processing unit 432 in FIG.

スイッチ部481は、DA変換部482からのアナログ信号に基づいて、振動子421を選択する。すなわち、スイッチ部481は、振動子421を構成する複数の振動子のうち、動作させる振動子の組み合わせを選択する。スイッチ部481は、選択した振動子421を接続し、信号を送出することで、選択した振動子421を振動させる。これにより、振動子421から、被写体に対して超音波ビームが送信される。   The switch unit 481 selects the vibrator 421 based on the analog signal from the DA conversion unit 482. That is, the switch unit 481 selects a combination of vibrators to be operated from among a plurality of vibrators constituting the vibrator 421. The switch unit 481 connects the selected vibrator 421 and transmits a signal to vibrate the selected vibrator 421. Thereby, an ultrasonic beam is transmitted from the vibrator 421 to the subject.

DA変換部482は、信号処理部483からのデジタルデータを、アナログ信号に変換し、スイッチ部481に供給する。   The DA conversion unit 482 converts the digital data from the signal processing unit 483 into an analog signal and supplies the analog signal to the switch unit 481.

信号処理部483は、振動子421が被写体に対して送信する超音波ビームのもととなるデジタルデータを生成する。信号処理部483は、生成したデジタルデータを、DA変換部482に供給する。   The signal processing unit 483 generates digital data that is the basis of the ultrasonic beam that the transducer 421 transmits to the subject. The signal processing unit 483 supplies the generated digital data to the DA conversion unit 482.

図30の例においても、制御部453は、角度センサ241および移動量センサ121により検出された情報に応じて、信号処理ブロック422を構成する各部の動作を制御する。その結果、電池ユニット454に蓄積される電力の消費を抑えることができたり、あるいは、得られる画像の画質を変更することができる。   Also in the example of FIG. 30, the control unit 453 controls the operation of each unit constituting the signal processing block 422 according to the information detected by the angle sensor 241 and the movement amount sensor 121. As a result, power consumption stored in the battery unit 454 can be suppressed, or the image quality of the obtained image can be changed.

ただし、図29の受信側処理の場合と異なり、図30の送信側処理の場合、スイッチ部481、DA変換部482、および信号処理部483は、基本的に協働動作を行う。   However, unlike the case of the reception side processing of FIG. 29, in the case of the transmission side processing of FIG. 30, the switch unit 481, the DA conversion unit 482, and the signal processing unit 483 basically perform a cooperative operation.

信号処理部483で生成されるデジタルデータは、DA変換部482を通るデジタルデータのビット長、サンプリング周波数、ライン数(動作させる振動子数)を一意に決め、スイッチ部481で接続する(振動させる)振動子421の組み合わせをも決定する。   The digital data generated by the signal processing unit 483 uniquely determines the bit length, sampling frequency, and number of lines (number of transducers to be operated) of the digital data passing through the DA converter 482, and is connected (vibrated) by the switch unit 481. ) The combination of the vibrators 421 is also determined.

換言するに、信号処理部483は、DA変換部482を通るデジタルデータのビット長、サンプリング周波数、ライン数、並びに、スイッチ部481で接続する振動子421の組み合わせを一意に決め、決めたパラメータの組み合わせで、デジタルデータを生成する。   In other words, the signal processing unit 483 uniquely determines the bit length of digital data passing through the DA conversion unit 482, the sampling frequency, the number of lines, and the combination of the vibrators 421 connected by the switch unit 481, and determines the determined parameters. In combination, digital data is generated.

したがって、送信側処理の場合、制御部453は、信号処理部483を制御し、DA変換部482を通るデジタルデータのビット長、サンプリング周波数、ライン数、並びに、スイッチ部481で接続する振動子421の組み合わせなどを変更させる。   Therefore, in the case of transmission-side processing, the control unit 453 controls the signal processing unit 483, the bit length of digital data passing through the DA conversion unit 482, the sampling frequency, the number of lines, and the vibrator 421 connected by the switch unit 481. Change the combination.

信号処理部483において、デジタルデータのビット長を短く、または、サンプリング周波数を低く変更することにより、DA変換処理を減らすことができる。また、ライン数を減らすことにより、超音波送出に係る電力を減らすことができる。   In the signal processing unit 483, DA conversion processing can be reduced by shortening the bit length of the digital data or changing the sampling frequency to be low. Further, by reducing the number of lines, it is possible to reduce the power related to ultrasonic transmission.

一方、信号処理部483において、デジタルデータのビット長を長く、サンプリング周波数を高く変更する、または、ライン数を増やすことにより、得られる画像の画質を向上させることができる。   On the other hand, in the signal processing unit 483, the image quality of the obtained image can be improved by increasing the bit length of the digital data, changing the sampling frequency higher, or increasing the number of lines.

また、制御部453は、入力部451から入力される分割数に基づいて、関節の周りを撮影する際の撮影角度を算出し、角度センサ241からの角度が、算出した撮影角度になったときに、超音波ビームの送受信を行い、超音波画像を生成する。   Further, the control unit 453 calculates a shooting angle when shooting around the joint based on the number of divisions input from the input unit 451, and when the angle from the angle sensor 241 becomes the calculated shooting angle. In addition, an ultrasonic beam is transmitted and received to generate an ultrasonic image.

これにより、必要以上の超音波ビームの送受信を行うことがないので、超音波送出に係る電力を減らすことができる。   Thereby, since the transmission / reception of the ultrasonic beam more than necessary is not performed, the power related to the ultrasonic transmission can be reduced.

以上のように、制御部453は、超音波の送信側処理においても、超音波の受信側処理においても、信号処理ブロック422を構成する各信号処理部を制御して、電池ユニット454の電池の消費を抑えたり、超音波画像の画質を向上させることができる。   As described above, the control unit 453 controls each signal processing unit included in the signal processing block 422 in both the ultrasonic transmission side processing and the ultrasonic reception side processing, so that the battery of the battery unit 454 can be controlled. Consumption can be suppressed and the image quality of the ultrasonic image can be improved.

[超音波受信処理の流れ]
次に、図31のフローチャートを参照して、プローブユニット411の超音波受信処理について説明する。
[Flow of ultrasonic reception processing]
Next, the ultrasonic reception processing of the probe unit 411 will be described with reference to the flowchart of FIG.

ステップS111において、振動子421は、被写体からの反射波を受信する。振動子421は、受信した信号を、信号処理ブロック422のスイッチ部461に供給する。   In step S111, the vibrator 421 receives a reflected wave from the subject. The vibrator 421 supplies the received signal to the switch unit 461 of the signal processing block 422.

ステップS112において、スイッチ部461は、信号を選択する。すなわち、スイッチ部461は、振動子421の各振動子で受信された信号のうち、どの信号を読み出すかを選択する。このときの受信振動子数は、制御部453により角度センサ241および移動量センサ121の少なくとも一方からの動きパラメータの大きさに応じて制御される。スイッチ部461は、選択した信号を読み出して、AD変換部462に供給する。   In step S112, the switch unit 461 selects a signal. That is, the switch unit 461 selects which signal is read out of the signals received by each transducer of the transducer 421. The number of reception transducers at this time is controlled by the control unit 453 according to the magnitude of the motion parameter from at least one of the angle sensor 241 and the movement amount sensor 121. The switch unit 461 reads out the selected signal and supplies it to the AD conversion unit 462.

ステップS113において、AD変換部462は、スイッチ部461からの信号に対して、所定のサンプリングレートでAD変換を行う。このときのAD(デジタルデータ)ビット長およびADサンプリングレートは、制御部453により角度センサ241および移動量センサ121の少なくとも一方からの動きパラメータの大きさに応じて制御される。AD変換部462は、AD変換後のデジタルデータを、信号処理部463に供給する。   In step S113, the AD conversion unit 462 performs AD conversion on the signal from the switch unit 461 at a predetermined sampling rate. The AD (digital data) bit length and the AD sampling rate at this time are controlled by the control unit 453 according to the magnitude of the motion parameter from at least one of the angle sensor 241 and the movement amount sensor 121. The AD conversion unit 462 supplies the digital data after AD conversion to the signal processing unit 463.

ステップS114において、信号処理部463は、AD変換部462からのデジタルデータに対して、ビームフォーミング処理を行う。信号処理部463は、制御部453の制御のもと、RFデータに対し、画像強調およびノイズリダクションなどの信号処理も行う。   In step S <b> 114, the signal processing unit 463 performs beam forming processing on the digital data from the AD conversion unit 462. The signal processing unit 463 also performs signal processing such as image enhancement and noise reduction on the RF data under the control of the control unit 453.

このときのフレームレートおよび解像度は、制御部453により角度センサ241および移動量センサ121の少なくとも一方からの動きパラメータの大きさに応じて制御される。画像強調およびノイズリダクションなどの処理も、制御部453により角度センサ241および移動量センサ121の少なくとも一方からの動きパラメータの大きさに応じて制御される。信号処理部463は、処理後のデータを、信号圧縮部464に供給する。   The frame rate and resolution at this time are controlled by the control unit 453 according to the magnitude of the motion parameter from at least one of the angle sensor 241 and the movement amount sensor 121. Processing such as image enhancement and noise reduction is also controlled by the control unit 453 according to the magnitude of the motion parameter from at least one of the angle sensor 241 and the movement amount sensor 121. The signal processing unit 463 supplies the processed data to the signal compression unit 464.

ステップS115において、信号圧縮部464は、信号処理部463からのデジタルデータを所定の圧縮形式で圧縮する。このときのビットレートは、制御部453により角度センサ241および移動量センサ121の少なくとも一方からの動きパラメータの大きさに応じて制御される。信号圧縮部464は、圧縮後のデータを、送信部465に供給する。   In step S115, the signal compression unit 464 compresses the digital data from the signal processing unit 463 in a predetermined compression format. The bit rate at this time is controlled by the control unit 453 according to the magnitude of the motion parameter from at least one of the angle sensor 241 and the movement amount sensor 121. The signal compression unit 464 supplies the compressed data to the transmission unit 465.

ステップS116において、送信部465は、信号圧縮部464からのデータに対して、伝送エラー補償のための冗長なエラー訂正符号の追加などを行い、無線IF433を介して、受信表示装置412に対して送信する。このときのエラー訂正の追加などは、制御部453により角度センサ241および移動量センサ121の少なくとも一方からの動きパラメータの大きさに応じて制御される。   In step S116, the transmission unit 465 adds a redundant error correction code for transmission error compensation to the data from the signal compression unit 464, and transmits the data to the reception display device 412 via the wireless IF 433. Send. The addition of error correction at this time is controlled by the control unit 453 according to the magnitude of the motion parameter from at least one of the angle sensor 241 and the movement amount sensor 121.

以上のようにして、プローブユニット411から、受信された超音波に対して信号処理が施されたデータが、無線通信を介して受信表示装置412に送信される。   As described above, data obtained by performing signal processing on the received ultrasonic waves is transmitted from the probe unit 411 to the reception display device 412 via wireless communication.

[受信表示処理の流れ]
次に、図32のフローチャートを参照して、受信表示装置412の受信表示処理について説明する。
[Receive display process flow]
Next, the reception display process of the reception display device 412 will be described with reference to the flowchart of FIG.

ステップS121において、無線IF441は、上述した図31のステップS116において送信されたデータを受信する。無線IF441は、受信したデータを、バックエンド信号処理部442に供給する。   In step S121, the wireless IF 441 receives the data transmitted in step S116 of FIG. 31 described above. The wireless IF 441 supplies the received data to the back-end signal processing unit 442.

ステップS122において、バックエンド信号処理部442は、無線IF441からの圧縮されているデータを、信号圧縮部464の圧縮に対応する方法で復号し、被写体の内部を示す超音波画像を生成する。バックエンド信号処理部442は、生成した超音波画像を、表示部443に供給する。   In step S122, the back-end signal processing unit 442 decodes the compressed data from the wireless IF 441 by a method corresponding to the compression of the signal compression unit 464, and generates an ultrasonic image indicating the inside of the subject. The back-end signal processing unit 442 supplies the generated ultrasonic image to the display unit 443.

ステップS123において、表示部443は、超音波画像を表示する。   In step S123, the display unit 443 displays an ultrasonic image.

以上のようにして、受信表示装置412においては、プローブユニット411により超音波受信されたデータに対応する超音波画像が表示される。   As described above, the reception display device 412 displays an ultrasonic image corresponding to the data ultrasonically received by the probe unit 411.

[超音波送信処理の流れ]
次に、図33のフローチャートを参照して、プローブユニット411の超音波送信処理について説明する。
[Flow of ultrasonic transmission processing]
Next, the ultrasonic transmission processing of the probe unit 411 will be described with reference to the flowchart of FIG.

ステップS131において、信号処理部483は、制御部453の制御のもと、振動子421が被写体に対して送信する超音波ビームのもととなるデジタルデータを生成する。   In step S131, the signal processing unit 483 generates digital data that is the basis of the ultrasonic beam that the transducer 421 transmits to the subject under the control of the control unit 453.

すなわち、信号処理部483は、DA変換部482を通るデジタルデータのビット長、サンプリング周波数、ライン数、並びに、スイッチ部481で接続する振動子421の組み合わせを一意に決め、決めたパラメータの組み合わせで、デジタルデータを生成する。このときの各処理パラメータは、制御部453により角度センサ241および移動量センサ121の少なくとも一方からの動きパラメータの大きさに応じて制御される。   That is, the signal processing unit 483 uniquely determines the bit length of digital data passing through the DA conversion unit 482, the sampling frequency, the number of lines, and the combination of the transducers 421 connected by the switch unit 481, and uses the determined combination of parameters. Generate digital data. Each processing parameter at this time is controlled by the control unit 453 according to the magnitude of the motion parameter from at least one of the angle sensor 241 and the movement amount sensor 121.

信号処理部483は、生成したデジタルデータを、DA変換部482に供給する。   The signal processing unit 483 supplies the generated digital data to the DA conversion unit 482.

ステップS132において、DA変換部482は、DA変換を行う。すなわち、DA変換部482は、信号処理部483からのデジタルデータを、アナログ信号に変換し、スイッチ部481に供給する。   In step S132, the DA conversion unit 482 performs DA conversion. That is, the DA conversion unit 482 converts the digital data from the signal processing unit 483 into an analog signal and supplies it to the switch unit 481.

ステップS133において、振動子421は、被写体に対して超音波ビームを送信する。すなわち、スイッチ部481は、DA変換部482からのアナログ信号に基づいて、振動子421を選択する。スイッチ部481は、選択した振動子421を接続し、信号を送出することで、選択した振動子421を振動させる。これにより、振動子421から、被写体に対して超音波ビームが送信される。   In step S133, the transducer 421 transmits an ultrasonic beam to the subject. That is, the switch unit 481 selects the vibrator 421 based on the analog signal from the DA conversion unit 482. The switch unit 481 connects the selected vibrator 421 and transmits a signal to vibrate the selected vibrator 421. Thereby, an ultrasonic beam is transmitted from the vibrator 421 to the subject.

以上のようにして、プローブユニット411においては、被写体に対して超音波ビームが送信される。   As described above, the probe unit 411 transmits an ultrasonic beam to the subject.

以上のように、ユーザによるプローブユニット411(超音波プローブ111)の動きによって、ユーザの必要とする超音波画像の画質がわかる。このことから、プローブユニット411は、超音波プローブ111の動きに応じて、信号処理ブロック422の各部の処理を制御する。特に、プローブユニット411は、超音波プローブ111の動きの特徴を示す動きパラメータが大きい場合、画質を下げ、信号処理のパフォーマンスを下げるように制御する。逆に、プローブユニット411は、超音波プローブ111の動きの特徴を示す動きパラメータが小さい場合、画質を上げ、信号処理のパフォーマンスを上げるように制御する。   As described above, the image quality of the ultrasonic image required by the user can be determined by the movement of the probe unit 411 (ultrasonic probe 111) by the user. Accordingly, the probe unit 411 controls the processing of each part of the signal processing block 422 according to the movement of the ultrasonic probe 111. In particular, the probe unit 411 controls the image quality to be lowered and the signal processing performance to be lowered when the motion parameter indicating the motion characteristic of the ultrasonic probe 111 is large. On the contrary, the probe unit 411 performs control so that the image quality is improved and the signal processing performance is improved when the motion parameter indicating the motion characteristic of the ultrasonic probe 111 is small.

したがって、ユーザが、プローブユニット411を用い、例えば、超音波画像を撮影する場所をより明確に見るため、ゆっくりまたは小さく動かしている場合には、電力消費の抑制よりも優先的に、画像の品質を向上させることができる。   Therefore, when the user uses the probe unit 411 and moves slowly or smallly, for example, to clearly see the place where the ultrasonic image is taken, the image quality is given priority over the suppression of power consumption. Can be improved.

一方、ユーザが、プローブユニット411を用い、例えば、身体上のおおまかな場所からポイントを探るため、速く、または大きく動かしている場合には、画像の品質よりも優先的に、消費電力を抑えることができる。この場合、プローブユニット411が診断に用いられている場合であっても、プローブユニット411における電池ユニット454の消費電力を抑えることができる。その結果、電池ユニット454の電力の持ちを長くすることができる。   On the other hand, when the user is moving fast or greatly in order to search for a point from a rough place on the body using the probe unit 411, for example, the power consumption is suppressed in preference to the image quality. Can do. In this case, even when the probe unit 411 is used for diagnosis, the power consumption of the battery unit 454 in the probe unit 411 can be suppressed. As a result, the holding power of the battery unit 454 can be increased.

なお、上述したプローブユニット411の処理においては、角度センサ241を用いた例を説明したが、角度センサ241の代わりに、角速度センサを用いるようにしてもよい。   In the processing of the probe unit 411 described above, the example using the angle sensor 241 has been described. However, instead of the angle sensor 241, an angular velocity sensor may be used.

[撮影前処理の流れ]
さらに、図34のフローチャートを参照して、プローブユニット411における撮影の前処理について説明する。
[Flow of pre-shooting processing]
Further, imaging pre-processing in the probe unit 411 will be described with reference to the flowchart in FIG.

例えば、関節の周囲を撮影するにあたり、ユーザは、関節の周囲の分割数(撮影数)を、入力部451を介して入力する。これに対応して、ステップS201において、入力部451は、分割数Nを、制御部453に入力する。   For example, when photographing the periphery of the joint, the user inputs the number of divisions (number of photographing) around the joint via the input unit 451. In response to this, in step S201, the input unit 451 inputs the division number N to the control unit 453.

ステップS202において、制御部453は、nを0とする。制御部453は、ステップS203において、入力部451からの分割数Nを用いて、次の式(2)により、診断対象の関節の各撮影角度を計算する。

θn = n*360/N ・・・(2)
In step S202, the control unit 453 sets n to 0. In step S203, the control unit 453 uses the division number N from the input unit 451 to calculate each imaging angle of the joint to be diagnosed by the following equation (2).

θn = n * 360 / N (2)

制御部453は、ステップS204において、ステップS203で求めた各撮影角度θnを、内蔵するメモリなどに保存する。制御部453は、ステップS205において、nをn+1とし、ステップS206において、n>Nであるか否かを判定する。   In step S204, the control unit 453 stores each shooting angle θn obtained in step S203 in a built-in memory or the like. The control unit 453 sets n to n + 1 in step S205, and determines whether n> N in step S206.

ステップS206において、n>Nではない、すなわち、n≦Nであると判定された場合、処理は、ステップS203に戻り、それ以降の処理が繰り返される。   If it is determined in step S206 that n> N is not satisfied, that is, n ≦ N, the process returns to step S203, and the subsequent processes are repeated.

ステップS206において、n>Nであると判定された場合、撮影前処理は終了される。   If it is determined in step S206 that n> N, the pre-shooting process is terminated.

[撮影処理の流れ]
次に、図35のフローチャートを参照して、プローブユニット411における撮影処理について説明する。なお、この処理は、例えば、画像処理システム401の入力部451を介して、撮影の開始の指令が入力されたとき開始される。
[Flow of shooting process]
Next, imaging processing in the probe unit 411 will be described with reference to the flowchart in FIG. This process is started when, for example, a shooting start command is input via the input unit 451 of the image processing system 401.

ステップS231において、制御部453は、nを0とする。ステップS232において、制御部453は、内蔵するメモリに保存されている撮影角度θを取得する。なお、この撮影角度θは、図34の前処理により求められて保存されているか、あるいは、予めデフォルトとして設定されている。   In step S231, the control unit 453 sets n to 0. In step S232, the control unit 453 acquires the shooting angle θ stored in the built-in memory. The photographing angle θ is obtained and stored by the preprocessing shown in FIG. 34, or is set as a default in advance.

ステップS233において、制御部453は、θ≧θnであるか否かを判定する。ステップS233において、θ<θnであると判定された場合、処理は、ステップS232に戻り、それ以降の処理が繰り返される。   In step S233, the control unit 453 determines whether or not θ ≧ θn. If it is determined in step S233 that θ <θn, the process returns to step S232, and the subsequent processes are repeated.

ステップS233において、θ≧θnであると判定された場合、処理は、ステップS234に進む。   If it is determined in step S233 that θ ≧ θn, the process proceeds to step S234.

ステップS234において、制御部453は、超音波ビームの送受信を行う。すなわち、制御部453は、角度センサ241により検出される角度情報が、ステップS232において取得した撮影角度θになったときに、超音波ビームの送受信を行うように、信号処理部483を制御する。これに対応して、図33を参照して上述した超音波送信処理が行われ、図32を参照して上述した超音波受信処理が行われ、さらに、図32を参照して上述した受信表示処理のステップS121が行われる。   In step S234, the control unit 453 transmits and receives an ultrasonic beam. That is, the control unit 453 controls the signal processing unit 483 so that the ultrasonic beam is transmitted and received when the angle information detected by the angle sensor 241 reaches the imaging angle θ acquired in step S232. Correspondingly, the ultrasonic transmission processing described above with reference to FIG. 33 is performed, the ultrasonic reception processing described above with reference to FIG. 32 is performed, and the reception display described above with reference to FIG. Step S121 of the process is performed.

バックエンド信号処理部442は、ステップS235において、超音波画像Inを生成し、ステップS236において、生成した超音波画像Inを保存する。   The back-end signal processing unit 442 generates an ultrasonic image In in step S235, and stores the generated ultrasonic image In in step S236.

制御部453は、ステップS237において、nをn+1とし、ステップS238において、n>Nであるか否かを判定する。   The control unit 453 sets n to n + 1 in step S237, and determines whether n> N in step S238.

ステップS238において、n>Nではない、すなわち、n≦Nであると判定された場合、処理は、ステップS232に戻り、それ以降の処理が繰り返される。   If it is determined in step S238 that n> N is not satisfied, that is, n ≦ N, the process returns to step S232, and the subsequent processes are repeated.

ステップS238において、n>Nであると判定された場合、撮影前処理は終了される。   If it is determined in step S238 that n> N, the pre-shooting process is terminated.

以上のように、画像処理システム401においては、角度情報に応じて、超音波ビームの送出タイミングを制御するようにしたので、必要以上の超音波ビームの送受信を行うことがなく、超音波送出に係る電力を減らすことができる。   As described above, in the image processing system 401, since the transmission timing of the ultrasonic beam is controlled according to the angle information, the ultrasonic beam is not transmitted and received more than necessary. Such electric power can be reduced.

以上説明してきたように、本技術の超音波プローブは、既存のプローブに治具を取り付けるだけで実現することができる。   As described above, the ultrasonic probe of the present technology can be realized simply by attaching a jig to an existing probe.

また、本技術においては、角度センサが内蔵された回転軸を持った持ち手をプローブに直交させて付けるようにしたので、円筒形の被写体の周囲を回るプローブの正確な角度を検出することができる。   In this technology, a handle having a rotation axis with a built-in angle sensor is attached so as to be orthogonal to the probe, so that it is possible to detect an accurate angle of the probe that moves around the cylindrical subject. it can.

さらに、本技術においては、ガイドを付けるようにしたので、常に被写体に対して鉛直方向から超音波ビームの送受信を行うことができるとともに、被写体周囲を回しやすくなる。   Further, in the present technology, since the guide is attached, it is possible to always transmit and receive the ultrasonic beam from the vertical direction to the subject and to easily rotate around the subject.

また、本技術においては、回転軸とは別にボールジョイントを設けるようにしたので、操作感を向上させることができる。   In the present technology, since the ball joint is provided separately from the rotating shaft, the operational feeling can be improved.

すなわち、円筒形に近似できる人体の関節部の周囲から超音波画像を撮影する場合、本技術を用いることで、容易に、かつ正確に3次元的構造(ボリュームデータ)を作成するための、例えば、撮影角度および超音波画像のデータを取得することができる。これにより、撮影角度および正確な3次元的構造(ボリュームデータ)を取得することができるので、術前術後の差異の観察や経過観察などでも定量的な評価が行えるようになる。   That is, when an ultrasonic image is taken from the periphery of a joint part of a human body that can be approximated to a cylindrical shape, the present technology can be used to easily and accurately create a three-dimensional structure (volume data). The imaging angle and ultrasonic image data can be acquired. Thereby, since an imaging angle and an accurate three-dimensional structure (volume data) can be acquired, quantitative evaluation can be performed even in observation of a difference or follow-up after a preoperative operation.

なお、本技術は、医療用途および非医療用途のいずれにも用いることが可能である。なお、非医療用途に用いる場合、例えば、内臓等が写らないように、超音波の周波数と強度を適切に調整できるようにすることが望ましい。   In addition, this technique can be used for both a medical use and a non-medical use. When used for non-medical purposes, for example, it is desirable to be able to appropriately adjust the frequency and intensity of ultrasonic waves so that internal organs and the like are not captured.

また、本技術は、人間だけでなく、例えば、動物や植物、人工物など、超音波により被写体の断面の撮影を行う様々な場面に用いることができる。   Further, the present technology can be used not only for human beings but also for various scenes in which a cross section of a subject is photographed by ultrasonic waves such as animals, plants, and artificial objects.

上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。   The series of processes described above can be executed by hardware or can be executed by software. When a series of processing is executed by software, a program constituting the software is installed in the computer. Here, the computer includes a computer incorporated in dedicated hardware, a general-purpose personal computer capable of executing various functions by installing various programs, and the like.

<第6の実施の形態>
[コンピュータの構成例]
図36は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
<Sixth Embodiment>
[Computer configuration example]
FIG. 36 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of a computer that executes the above-described series of processing by a program.

コンピュータにおいて、CPU(Central Processing Unit)501、ROM(Read Only Memory)502、RAM(Random Access Memory)503は、バス504により相互に接続されている。   In a computer, a CPU (Central Processing Unit) 501, a ROM (Read Only Memory) 502, and a RAM (Random Access Memory) 503 are connected to each other by a bus 504.

バス504には、さらに、入出力インタフェース505が接続されている。入出力インタフェース505には、入力部506、出力部507、記憶部508、通信部509、およびドライブ510が接続されている。   An input / output interface 505 is further connected to the bus 504. An input unit 506, an output unit 507, a storage unit 508, a communication unit 509, and a drive 510 are connected to the input / output interface 505.

入力部506は、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる。出力部507は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部508は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部509は、ネットワークインタフェースなどよりなる。ドライブ510は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブルメディア511を駆動する。   The input unit 506 includes a keyboard, a mouse, a microphone, and the like. The output unit 507 includes a display, a speaker, and the like. The storage unit 508 includes a hard disk, a nonvolatile memory, and the like. The communication unit 509 includes a network interface or the like. The drive 510 drives a removable medium 511 such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a semiconductor memory.

以上のように構成されるコンピュータでは、CPU501が、例えば、記憶部508に記憶されているプログラムを入出力インタフェース505及びバス504を介してRAM503にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。   In the computer configured as described above, the CPU 501 loads the program stored in the storage unit 508 to the RAM 503 via the input / output interface 505 and the bus 504 and executes the program, for example. Is done.

コンピュータ(CPU501)が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア511に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。   The program executed by the computer (CPU 501) can be provided by being recorded on a removable medium 511 as a package medium or the like, for example. The program can be provided via a wired or wireless transmission medium such as a local area network, the Internet, or digital broadcasting.

コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア511をドライブ510に装着することにより、入出力インタフェース505を介して、記憶部508にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部509で受信し、記憶部508にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM502や記憶部508に、あらかじめインストールしておくことができる。   In the computer, the program can be installed in the storage unit 508 via the input / output interface 505 by attaching the removable medium 511 to the drive 510. Further, the program can be received by the communication unit 509 via a wired or wireless transmission medium and installed in the storage unit 508. In addition, the program can be installed in the ROM 502 or the storage unit 508 in advance.

なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。   The program executed by the computer may be a program that is processed in time series in the order described in this specification, or in parallel or at a necessary timing such as when a call is made. It may be a program for processing.

また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置、ブロック、手段などにより構成される全体的な装置を意味するものである。   Further, in the present specification, the term “system” means an overall device configured by a plurality of devices, blocks, means, and the like.

なお、本開示における実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。   The embodiments in the present disclosure are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present disclosure.

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、開示はかかる例に限定されない。本開示の属する技術の分野における通常の知識を有するであれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例また修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present disclosure have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the disclosure is not limited to such examples. It is clear that various changes and modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims if the person has ordinary knowledge in the technical field to which the present disclosure belongs, Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present disclosure.

なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
(1) プローブから入力される複数の超音波画像に対応する複数の簡易表示画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成された複数の簡易表示画像を、前記プローブの回転操作と連動した位置に配置して表示画面に表示させる表示制御部と
を備える画像処理装置。
(2) 前記表示制御部は、前記画像生成部により生成された複数の簡易表示画像を、超音波診断の診断対象を囲む位置に配置して表示させる
前記(1)に記載の画像処理装置。
(3) 前記表示制御部は、前記画像生成部により生成された複数の簡易表示画像が前記超音波診断の診断対象を囲む円周を、前記超音波診断の診断対象の大きさと連動させて表示させる
前記(1)または(2)に記載の画像処理装置。
(4) 前記表示制御部は、前記超音波診断の診断対象の画像と、前記プローブの回転操作と連動した位置に配置される複数の簡易表示画像とを重畳して表示させる
前記(1)乃至(3)のいずれかに記載の画像処理装置。
(5) 前記表示制御部は、前記画像生成部により生成された複数の簡易表示画像を、3次元に歪曲させた位置に配置して表示させる
前記(1)乃至(4)のいずれかに記載の画像処理装置。
(6) 前記画像生成部は、前記プローブが備えるセンサからの回転角度または回転角速度に基づいて、複数の簡易表示画像を生成する
前記(1)乃至(5)のいずれかに記載の画像処理装置。
(7) 前記表示制御部は、前記プローブが備えるセンサからの回転角度または回転角速度が大きい場合、前記複数の簡易表示画像の配置間隔を広く表示させる
前記(6)に記載の画像処理装置。
(8) 前記表示制御部は、前記プローブが備えるセンサからの回転角度または回転角速度が小さい場合、前記複数の簡易表示画像の配置間隔を狭く表示させる
前記(6)に記載の画像処理装置。
(9) 前記プローブは、ビーム方向と直交する角度で設けられた支持部と、
前記プローブと前記支持部の間に設けられた回転機構と、
前記回転機構による前記プローブの回転操作をサポートするガイドと
をさらに備える前記(1)乃至(8)のいずれかに記載の画像処理装置。
(10) 画像処理装置が、
プローブから入力される複数の超音波画像に対応する複数の簡易表示画像を生成し、生成された複数の簡易表示画像を、前記プローブの回転操作と連動した位置に配置して表示画面に表示させる
画像処理方法。
In addition, this technique can also take the following structures.
(1) an image generation unit that generates a plurality of simple display images corresponding to a plurality of ultrasonic images input from a probe;
An image processing apparatus comprising: a display control unit configured to display a plurality of simple display images generated by the image generation unit on a display screen by disposing the plurality of simple display images at positions interlocked with the rotation operation of the probe.
(2) The image processing apparatus according to (1), wherein the display control unit arranges and displays a plurality of simple display images generated by the image generation unit at a position surrounding a diagnosis target of ultrasonic diagnosis.
(3) The display control unit displays the circumference in which the plurality of simple display images generated by the image generation unit surround the diagnosis target of the ultrasonic diagnosis in conjunction with the size of the diagnosis target of the ultrasonic diagnosis. The image processing apparatus according to (1) or (2).
(4) The display control unit superimposes and displays an image to be diagnosed in the ultrasonic diagnosis and a plurality of simple display images arranged at positions interlocked with the rotation operation of the probe. The image processing apparatus according to any one of (3).
(5) The display control unit may display a plurality of simple display images generated by the image generation unit arranged and displayed at positions distorted three-dimensionally. Image processing apparatus.
(6) The image processing device according to any one of (1) to (5), wherein the image generation unit generates a plurality of simple display images based on a rotation angle or a rotation angular velocity from a sensor included in the probe. .
(7) The image processing apparatus according to (6), wherein the display control unit displays a wide interval between the plurality of simple display images when a rotation angle or a rotation angular velocity from a sensor included in the probe is large.
(8) The image processing device according to (6), wherein when the rotation angle or the rotation angular velocity from the sensor included in the probe is small, the display control unit displays the arrangement intervals of the plurality of simple display images narrowly.
(9) The probe includes a support portion provided at an angle orthogonal to the beam direction;
A rotation mechanism provided between the probe and the support;
The image processing apparatus according to any one of (1) to (8), further including a guide that supports a rotation operation of the probe by the rotation mechanism.
(10) The image processing apparatus is
A plurality of simple display images corresponding to a plurality of ultrasonic images input from the probe are generated, and the generated plurality of simple display images are arranged at positions linked with the rotation operation of the probe and displayed on the display screen. Image processing method.

11 超音波プローブ, 21 プローブ, 21a センサ面, 22 台座, 23 回転軸, 24 持ち手, 25 ガイド, 26 接合部, 51 超音波プローブ, 61 接合部, 81 超音波プローブ, 91 ガイド, 111 超音波プローブ, 121 移動量センサ, 151 持ち手, 152 ボールジョイント, 153 補助操作部, 201 画像処理システム, 212 画像処理装置, 213a乃至213d 記録装置, 214 ディスプレイ, 221 超音波送受信部, 222 検出部, 232 超音波受信装置, 233 超音波発生装置, 241 角度センサ, 242 角速度センサ, 251 超音波制御部, 252 超音波画像生成部, 253 センサ情報取得部, 254 プローブ状態検出部, 255 断面画像生成部, 256 表示制御部, 257 簡易表示画像生成部, 271 簡易表示画像群, 272 配置画像, 281 簡易表示画像, 282 円, 291 配置画像, 301 超音波プローブ, 311 Aアレイ振動子, 312 Bアレイ振動子, 313 Cアレイ振動子, 321 A平面, 322 B平面, 323 C平面, 371 D平面, 401 画像処理システム, 411 プローブユニット, 412 受信表示装置, 421 振動子, 422 信号処理ブロック, 431 変換部, 432 フロントエンド信号処理部, 433 無線IF, 451 入力部, 453 制御部, 454 電池ユニット   11 ultrasonic probe, 21 probe, 21a sensor surface, 22 pedestal, 23 rotating shaft, 24 handle, 25 guide, 26 joint, 51 ultrasonic probe, 61 joint, 81 ultrasonic probe, 91 guide, 111 ultrasonic Probe, 121 movement sensor, 151 handle, 152 ball joint, 153 auxiliary operation unit, 201 image processing system, 212 image processing device, 213a to 213d recording device, 214 display, 221 ultrasonic transmission / reception unit, 222 detection unit, 232 Ultrasonic receiver, 233 ultrasonic generator, 241 angle sensor, 242 angular velocity sensor, 251 ultrasonic control unit, 252 ultrasonic image generation unit, 253 sensor information acquisition unit, 254 probe state detection unit, 255 Surface image generation unit, 256 display control unit, 257 simple display image generation unit, 271 simple display image group, 272 arrangement image, 281 simple display image, 282 circle, 291 arrangement image, 301 ultrasonic probe, 311 A array transducer, 312 B array transducer, 313 C array transducer, 321 A plane, 322 B plane, 323 C plane, 371 D plane, 401 image processing system, 411 probe unit, 412 reception display device, 421 transducer, 422 signal processing block , 431 conversion unit, 432 front end signal processing unit, 433 wireless IF, 451 input unit, 453 control unit, 454 battery unit

Claims (10)

プローブから入力される複数の超音波画像に対応する複数の簡易表示画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成された複数の簡易表示画像を、前記プローブの回転操作と連動した位置に配置して表示画面に表示させる表示制御部と
を備える画像処理装置。
An image generation unit that generates a plurality of simple display images corresponding to a plurality of ultrasonic images input from a probe;
An image processing apparatus comprising: a display control unit configured to display a plurality of simple display images generated by the image generation unit on a display screen by disposing the plurality of simple display images at positions interlocked with the rotation operation of the probe.
前記表示制御部は、前記画像生成部により生成された複数の簡易表示画像を、超音波診断の診断対象を囲む位置に配置して表示させる
請求項1に記載の画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the display control unit arranges and displays a plurality of simple display images generated by the image generation unit at a position surrounding a diagnosis target of ultrasonic diagnosis.
前記表示制御部は、前記画像生成部により生成された複数の簡易表示画像が前記超音波診断の診断対象を囲む円周を、前記超音波診断の診断対象の大きさと連動させて表示させる
請求項2に記載の画像処理装置。
The display control unit causes a plurality of simple display images generated by the image generation unit to display a circumference surrounding a diagnosis target of the ultrasonic diagnosis in conjunction with a size of the diagnosis target of the ultrasonic diagnosis. 2. The image processing apparatus according to 2.
前記表示制御部は、前記超音波診断の診断対象の画像と、前記プローブの回転操作と連動した位置に配置される複数の簡易表示画像とを重畳して表示させる
請求項3に記載の画像処理装置。
The image processing according to claim 3, wherein the display control unit superimposes and displays an image to be diagnosed in the ultrasonic diagnosis and a plurality of simple display images arranged at positions interlocked with the rotation operation of the probe. apparatus.
前記表示制御部は、前記画像生成部により生成された複数の簡易表示画像を、3次元に歪曲させた位置に配置して表示させる
請求項2に記載の画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 2, wherein the display control unit arranges and displays a plurality of simple display images generated by the image generation unit at positions distorted three-dimensionally.
前記画像生成部は、前記プローブが備えるセンサからの回転角度または回転角速度に基づいて、複数の簡易表示画像を生成する
請求項1に記載の画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image generation unit generates a plurality of simple display images based on a rotation angle or a rotation angular velocity from a sensor included in the probe.
前記表示制御部は、前記プローブが備えるセンサからの回転角度または回転角速度が大きい場合、前記複数の簡易表示画像の配置間隔を広く表示させる
請求項6に記載の画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 6, wherein the display control unit displays a wide interval between the plurality of simple display images when a rotation angle or a rotation angular velocity from a sensor included in the probe is large.
前記表示制御部は、前記プローブが備えるセンサからの回転角度または回転角速度が小さい場合、前記複数の簡易表示画像の配置間隔を狭く表示させる
請求項6に記載の画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 6, wherein the display control unit displays an arrangement interval of the plurality of simple display images narrowly when a rotation angle or a rotation angular velocity from a sensor included in the probe is small.
前記プローブは、ビーム方向と直交する角度で設けられた支持部と、
前記プローブと前記支持部の間に設けられた回転機構と、
前記回転機構による前記プローブの回転操作をサポートするガイドと
をさらに備える請求項1に記載の画像処理装置。
The probe has a support portion provided at an angle orthogonal to the beam direction;
A rotation mechanism provided between the probe and the support;
The image processing apparatus according to claim 1, further comprising a guide that supports a rotation operation of the probe by the rotation mechanism.
画像処理装置が、
プローブから入力される複数の超音波画像に対応する複数の簡易表示画像を生成し、生成された複数の簡易表示画像を、前記プローブの回転操作と連動した位置に配置して表示画面に表示させる
画像処理方法。
The image processing device
A plurality of simple display images corresponding to a plurality of ultrasonic images input from the probe are generated, and the generated plurality of simple display images are arranged at positions linked with the rotation operation of the probe and displayed on the display screen. Image processing method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014233597A (en) * 2013-06-05 2014-12-15 株式会社東芝 Ultrasonic probe and ultrasonic image diagnostic apparatus

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