JP2015058010A - Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機械的振動が付与されることによって発生した弾性波の伝播速度が算出される測定対象の超音波画像が表示される超音波診断装置及び超音波システムに関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic system that display an ultrasonic image of a measurement target in which a propagation speed of an elastic wave generated by applying mechanical vibration is calculated.
人体などの弾性の測定対象の表面に対して、機械的振動を与えて前記測定対象に生じた弾性波を超音波によって計測し、弾性を算出する弾性測定装置が特許文献1に開示されている。この特許文献1では、超音波プローブによって測定対象に機械的振動が与えられる。また、この機械的振動によって生じた弾性波を計測するための超音波の送受信が、前記超音波プローブによって行なわれている。
しかし、上記特許文献1では、測定対象においてどの位置の弾性を計測しているのかを確認することはできない。従って、弾性の計測が、適切な位置においてされていない場合がある。例えば、肝臓の組織の弾性を計測しようとしているにもかかわらず、肝臓以外の領域に伝播した弾性波を計測している可能性もある。また、肝臓に弾性波が伝播していても、肝臓の組織ではなく、血管を伝播する弾性波が計測されていることもありうる。従って、適切な位置で弾性波を計測することが容易である超音波診断装置及び超音波システムが望まれている。
However, in the above-mentioned
上述の課題を解決するためになされた一の観点の発明は、三次元空間における測定対象であって、振動付与具により機械的振動が付与されることによって発生した弾性波の伝播速度が算出される測定対象の超音波画像が表示される表示部と、前記測定対象において前記振動付与具から前記弾性波の伝播方向に延びる直線の前記三次元空間における位置情報と、前記三次元空間における前記超音波画像の位置情報とに基づいて、前記超音波画像に前記直線の位置を示すインジケータを表示させる表示画像制御部と、を備えることを特徴とする超音波診断装置である。 One aspect of the invention made in order to solve the above-described problem is a measurement object in a three-dimensional space, in which a propagation velocity of an elastic wave generated by applying mechanical vibration by a vibration applying tool is calculated. A display unit on which an ultrasonic image of the measurement target is displayed, position information of the straight line extending in the propagation direction of the elastic wave from the vibration applying tool in the measurement target, and the super information in the three-dimensional space. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a display image control unit that displays an indicator indicating the position of the straight line on the ultrasonic image based on position information of the ultrasonic image.
他の観点の発明は、三次元空間における測定対象において振動付与具により機械的振動が付与されることによって発生した弾性波の伝播速度を算出するための超音波を前記測定対象に対して送信する超音波プローブと、前記測定対象の一断面についての超音波画像が表示される表示部と、前記測定対象において、前記振動付与具から前記弾性波の伝播方向に延びる直線の前記三次元空間における位置情報と、前記三次元空間における前記超音波画像の位置情報とに基づいて、前記一断面に前記直線が含まれると、弾性波の伝播速度を算出するための超音波が送信されるよう前記超音波プローブを制御する制御部と、を備えることを特徴とする超音波診断装置である。 According to another aspect of the invention, an ultrasonic wave for calculating a propagation velocity of an elastic wave generated by applying a mechanical vibration by a vibration applying tool in a measurement target in a three-dimensional space is transmitted to the measurement target. An ultrasonic probe, a display unit on which an ultrasonic image of one cross section of the measurement target is displayed, and a position in the measurement target of a straight line extending in the propagation direction of the elastic wave from the vibration applier in the measurement target Based on the information and the position information of the ultrasonic image in the three-dimensional space, if the straight line is included in the one section, the ultrasonic wave for calculating the propagation velocity of the elastic wave is transmitted. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a control unit that controls an acoustic probe.
上記一の観点の発明によれば、前記振動付与具から前記弾性波の伝播方向に延びる直線の位置を示すインジケータが、測定対象の超音波画像に表示されるので、前記弾性波が伝播する位置を容易に確認することができる。従って、適切な位置で弾性波を計測することが容易である。 According to the first aspect of the invention, since the indicator indicating the position of the straight line extending in the propagation direction of the elastic wave from the vibration applicator is displayed in the ultrasonic image of the measurement object, the position where the elastic wave propagates Can be easily confirmed. Therefore, it is easy to measure the elastic wave at an appropriate position.
上記他の観点の発明によれば、表示部に表示された超音波画像の断面に、前記振動付与具から延びる直線が含まれると、弾性波の伝播速度を算出するための超音波が送信されるよう前記超音波プローブが制御される。従って、弾性波の計測に適した断面の超音波画像を表示させれば、適切な位置で弾性波を計測することが容易である。また、前記断面に直線が含まれると前記超音波が送信されるよう前記超音波プローブが制御されるので、弾性波の計測を自動的に行なうことができる。 According to another aspect of the invention, when a cross section of the ultrasonic image displayed on the display unit includes a straight line extending from the vibration applying tool, an ultrasonic wave for calculating the propagation velocity of the elastic wave is transmitted. The ultrasonic probe is controlled such that Therefore, if an ultrasonic image of a cross section suitable for elastic wave measurement is displayed, it is easy to measure the elastic wave at an appropriate position. In addition, since the ultrasonic probe is controlled so that the ultrasonic wave is transmitted when a straight line is included in the cross section, the elastic wave can be automatically measured.
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
(第一実施形態)
先ず、第一実施形態について、図1〜図8に基づいて説明する。図1に示す超音波診断装置1は、超音波プローブ2、送受信処理部3、エコーデータ処理部4、表示制御部5、表示部6、操作部7、制御部8、記憶部9、振動付与機能付超音波プローブ10を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 includes an
前記超音波プローブ2は、アレイ(array)状に配置された複数の超音波振動子(図示省略)を有して構成され、この超音波振動子によって測定対象に対して超音波を送信し、そのエコー信号を受信する。このエコー信号に基づいて、後述するように超音波画像が作成される。前記超音波プローブ2は、本発明における第一の超音波プローブの実施の形態の一例である。
The
前記超音波プローブ2には、例えばホール素子で構成される前記第一磁気センサ11が設けられている。この第一磁気センサ11により、例えば磁気発生コイルで構成される磁気発生部12から発生する磁気が検出されるようになっている。前記第一磁気センサ11における検出信号は、前記表示制御部5へ入力されるようになっている。
The
前記磁気発生部12から発生する磁気により、三次元空間における座標系が形成される。この座標系は、本発明において、三次元空間に形成された座標系の実施の形態の一例である。
A coordinate system in a three-dimensional space is formed by the magnetism generated from the
前記振動付与機能付超音波プローブ10は、円柱形状のプローブ本体部10aとこのプローブ本体部10aに設けられた凸部10bとを有する。この凸部10bは、図2に示すように、測定対象の表面Sと当接して、この表面Sに対し、機械的振動を付与する。前記凸部10bは、前記プローブ本体部10aに対して軸方向に往復運動するようになっている。前記凸部10bが軸方向に動くことにより、機械的振動が付与される。前記突部10bによる機械的振動の付与は、前記制御部8によって制御される。
The vibration-providing function-equipped
前記凸部10b内には、超音波振動子(図示省略)が設けられている。この超音波振動子によって測定対象に対し超音波が送信され、そのエコー信号が受信される。このエコー信号に基づいて、後述するように、前記凸部10bによる機械的振動によって測定対象内に発生した弾性波が計測される。前記振動付与機能付超音波プローブ10は、本発明における第二の超音波プローブの実施の形態の一例であり、本発明における振動付与具の実施の形態の一例である。
An ultrasonic transducer (not shown) is provided in the
前記振動付与機能付超音波プローブ10には、例えばホール素子で構成される第二磁気センサ13が設けられている。この第二磁気センサ13により、前記磁気発生部11から発生する磁気が検出されるようになっている。前記第二磁気センサ13における検出信号は、前記表示制御部5へ入力される。
The
前記送受信処理部3は、前記超音波プローブ2及び前記振動付与機能付超音波プローブ10から超音波を送信するための電気信号を、前記制御部8からの制御信号に基づいて前記超音波プローブ2及び振動付与機能付超音波プローブ10に供給する。また、前記送受信処理部3は、前記超音波プローブ2で受信したエコー信号について、A/D変換、整相加算処理等の信号処理を行ない、信号処理後のエコーデータを前記エコーデータ処理部4へ出力する。また、前記送受信処理部3は、前記振動付与機能付超音波プローブ10で受信したエコー信号について、A/D変換等の信号処理を行なう。
The transmission /
前記エコーデータ処理部4は、図3に示すように、Bモードデータ作成部41、伝播速度算出部42及び弾性値算出部43を有する。前記Bモードデータ作成部41は、前記超音波プローブ2で受信されたエコー信号を、前記送受信処理部3において処理して得られたエコーデータに対し、対数圧縮処理、包絡線検波処理等のBモード処理を行ってBモードデータを作成する。
The echo
また、前記伝播速度算出部42は、前記振動付与機能付超音波プローブ10で受信されたエコー信号を、前記送受信処理部3において処理して得られたエコーデータに基づいて、前記弾性波の伝播速度を算出する。前記伝播速度算出部42は、本発明における伝播速度算出部の実施の形態の一例である。前記弾性値算出部43は、前記弾性波の伝播速度に基づいて、弾性値を算出する。詳細は後述する。
Further, the propagation
前記表示制御部5は、図4に示すようにBモード画像データ作成部51、第一位置特定部52、第二位置特定部53及び表示画像制御部54を有している。前記Bモード画像データ作成部51は、前記エコーデータ処理部4から入力された前記Bモードデータを、スキャンコンバータ(Scan Converter)によって走査変換してBモード画像データを作成する。
As shown in FIG. 4, the
前記第一位置特定部52は、前記第一磁気センサ11からの磁気検出信号に基づいて、前記磁気発生部12を原点とする三次元空間の座標系における前記超音波プローブ2の位置及び向きの情報(以下、「プローブ位置情報」と云う)を算出する。さらに、前記第一位置特定部52は、前記プローブ位置情報に基づいてエコー信号の前記三次元空間の座標系における位置情報(座標)、すなわち前記超音波プローブ2によって形成される超音波の走査面の前記三次元空間の座標系における位置及び向きを特定する。これにより、前記三次元空間の座標系におけるBモード画像の位置が特定される。前記第一位置特定部52は、本発明における第一位置特定部の実施の形態の一例である。
Based on the magnetic detection signal from the first
前記第二位置特定部53は、前記第二磁気センサ13からの磁気検出信号に基づいて、前記振動付与機能付超音波プローブ10から前記弾性波の伝播方向に延びる直線の位置を、前記三次元空間における座標系において特定する。詳細は後述する。前記第二位置特定部53は、本発明における第二位置特定部の実施の形態の一例である。
Based on the magnetic detection signal from the second
前記表示画像制御部54は、前記Bモード画像データに基づくBモード画像を前記表示部6に表示させる。また、前記表示画像制御部54は、図5に示すように、前記表示部6に表示されたBモード画像BIに、前記振動付与機能付超音波プローブ10から前記弾性波の伝播方向に延びる直線の位置を示すインジケータInを表示させる。前記表示画像制御部54は、前記第一位置特定部52で得られた位置情報及び前記第二位置特定部53で得られた位置情報に基づいて、前記インジケータInの表示処理を行なう。前記表示画像制御部54は、本発明における表示画像制御部の実施の形態の一例である。前記Bモード画像BIは、本発明における超音波画像の実施の形態の一例である。また、前記インジケータInは、本発明におけるインジケータの実施の形態の一例である。
The display
前記表示部6は、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electro−Luminescence)ディスプレイなどである。前記表示部6は、本発明における表示部の実施の形態の一例である。前記操作部7は、操作者が指示や情報を入力するためのキーボード及びポインティングデバイス(図示省略)などを含んで構成されている。
The
前記制御部8は、例えばCPU(Central Processing Unit)で構成される。この制御部8は、前記記憶部9に記憶された制御プログラムを読み出し、前記超音波診断装置1の各部における機能を実行させる。
The
前記記憶部9は、HDD(Hard Disk Drive:ハードディスクドライブ)や、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等の半導体メモリ(Memory)である。
The
さて、本例の超音波診断装置1を用いて弾性を測定する場合の作用について図6のフローチャートに基づいて説明する。例えば、弾性の測定対象は、前記三次元空間の座標系における人体である。先ず、ステップS1では、前記超音波プローブ2によって人体に対して三次元の領域において超音波の送受信を行ない、エコー信号が取得される。そして、このエコー信号に基づいて、前記Bモードデータ作成部41がBモードデータを作成する。また、このBモードデータに基づいて、前記Bモード画像データ作成部51がBモード画像データを作成してもよい。さらに、このBモード画像データに基づくBモード画像が前記表示部6に表示されてもよい。
Now, the operation in the case of measuring elasticity using the ultrasonic
前記三次元領域についての前記Bモードデータ及び前記Bモード画像データの少なくとも一方は、前記記憶部9に記憶される。また、前記三次元空間の座標系における前記Bモードデータ及び前記Bモード画像データの位置情報が、前記第一位置特定部52により特定され、この位置情報も、前記記憶部9に記憶される。
At least one of the B-mode data and the B-mode image data for the three-dimensional region is stored in the
ステップS1において、ボリュームデータ(volume data)である前記Bモードデータ又は前記Bモード画像データの取得が完了すると、ステップS2へ移行する。このステップS2では、操作者は、前記超音波プローブ2に代えて、前記振動付与機能付超音波プローブ10を人体に当接させる。また、前記表示画像制御部54は、前記振動付与機能付超音波プローブ10から弾性波の伝播方向に延びる直線lを含む所定断面についてのBモード画像BIを、前記Bモードデータ又は前記Bモード画像データに基づいて前記表示部6に表示させる。前記Bモード画像BIは、例えば操作者が前記操作部7において入力を行なうことにより表示される。
When the acquisition of the B-mode data or the B-mode image data that is volume data is completed in step S1, the process proceeds to step S2. In this step S <b> 2, the operator causes the
前記直線lは、図7に示すように、前記振動付与機能付超音波プローブ10の凸部10bから弾性波の伝播方向に延びる仮想的な直線である。前記表示画像制御部54は、前記第二位置特定部53によって特定される前記直線lの位置情報と、前記記憶部9に記憶された前記ボリュームデータの位置情報とに基づいて、前記ボリュームデータにおける前記直線lの位置を特定し、この直線lを含む所定断面を特定する。前記直線lを含む断面は、例えばボリュームデータにおいて、超音波の走査面と平行な方向など、予め決められた方向の断面であってもよい。
As shown in FIG. 7, the
ただし、ボリュームデータが取得された時における人体及び前記磁気発生部12の位置関係と、前記インジケータInを有するBモード画像BIが表示される時における人体及び前記磁気発生部12の位置関係とは、同一になっているものとする。これにより、予め取得されたボリュームデータに基づくBモード画像BIに表示される前記インジケータInが、人体における実際の前記直線lの位置を示すことになる。
However, the positional relationship between the human body and the
また、このステップS2において、前記表示画像制御部54は、前記図5に示すように、前記Bモード画像BIに、前記直線lを示すインジケータInを表示させる。
In step S2, the display
次に、ステップS3では、前記制御部8は、前記操作部7において、操作者により、弾性の計測を開始する入力があったか否かを判定する。操作者は、前記表示部6に表示された前記インジケータIn及び背景のBモード画像BIを見て、前記インジケータInが、弾性波及び弾性の測定に適した位置になっていると判断した場合、弾性の計測を開始する入力を行なう。例えば、肝臓の組織の弾性を測定する場合、前記インジケータInが、背景のBモード画像BIに表示された肝臓内に位置しており、なおかつ肝臓の組織を通っている場合、操作者は、前記インジケータInが測定に適した位置であると判断する。一方、例えば前記インジケータInが肝臓内に位置していない場合、又は前記インジケータInが肝臓内に位置していても肝臓内の血管など組織ではない部分を通っている場合、操作者は前記インジケータInが測定に適した位置ではないと判断する。ただし、上記判断の基準は一例であり、これに限られるものではない。
Next, in step S <b> 3, the
前記ステップS3において、前記弾性の計測を開始する入力があったと判断された場合、ステップS4の処理へ移行して、弾性の計測が開始される。一方、前記ステップS3において、前記弾性の計測を開始する入力がないと判断された場合、ステップS2へ戻る(ステップS3において「NO」)。このステップS2では、操作者が前記振動付与機能付超音波プローブ10の向きや位置を変えることにより、前記表示画像制御部54は、新たな断面のBモード画像を、前記ボリュームデータに基づいて表示させる。測定に適した画像が表示されるまで、ステップS2,S3の処理が繰り返される。
If it is determined in step S3 that there is an input for starting the measurement of elasticity, the process proceeds to step S4, and the measurement of elasticity is started. On the other hand, when it is determined in step S3 that there is no input for starting the elasticity measurement, the process returns to step S2 ("NO" in step S3). In this step S2, when the operator changes the direction and position of the
ステップS4では、前記制御部8は、前記振動付与機能付超音波プローブ10に対し、人体に機械的振動を付与するための制御信号を出力する。これにより、前記凸部10bが体表面を押圧し、人体内に振動が伝わって弾性波が伝播する。
In step S4, the
前記制御部8は、前記機械的振動を付与するための制御信号を出力した後、前記弾性波を計測するための超音波を前記振動付与機能付超音波プローブ10から送信させるための制御信号を、前記送受信処理部3に対して出力する。これにより、前記振動付与機能付超音波プローブ10により、弾性波を計測するための超音波が人体に対して送信され、そのエコー信号が受信される。
The
次に、ステップS5では、前記振動付与機能付超音波プローブ10によって受信されたエコー信号に基づいて、前記伝播速度算出部42が、前記弾性波の伝播速度V(m/sec)を算出する。また、前記弾性値算出部43は、前記伝播速度Vに基づいて、下記(式1)によって弾性値E(kPa)を算出する。
E=3ρV2 ・・・(式1)
上記(式1)において、ρは測定対象Tの密度である。また、前記弾性値Eは、弾性率である。
Next, in step S5, the propagation
E = 3ρV 2 (Formula 1)
In the above (Formula 1), ρ is the density of the measurement target T. The elastic value E is an elastic modulus.
図8に示すように、前記伝播速度V及び前記弾性値Eは、前記表示部6の表示欄Cに表示される。ただし、弾性値E又は伝播速度Vのいずれかのみが、前記表示部6に表示されてもよい。
As shown in FIG. 8, the propagation velocity V and the elasticity value E are displayed in the display column C of the
次に、ステップS6では、前記表示部6に表示された画像のうち、前記Bモード画像BI、前記インジケータIn及び前記表示欄Cを含む部分の画像が、前記記憶部9に記憶される。
Next, in step S <b> 6, among the images displayed on the
本例によれば、前記Bモード画像BIに、前記インジケータInが表示されるので、前記弾性波が伝播する位置を容易に確認することができる。従って、弾性波の伝播速度の計測及び弾性の計測に適した位置を容易に特定することができるので、適切な位置で計測することが容易である。 According to this example, since the indicator In is displayed in the B-mode image BI, it is possible to easily confirm the position where the elastic wave propagates. Accordingly, since it is possible to easily specify a position suitable for measurement of the propagation velocity of elastic waves and measurement of elasticity, it is easy to measure at an appropriate position.
また、前記Bモード画像BI、前記インジケータIn及び前記表示欄Cを含む部分の画像が、前記記憶部9に記憶されるので、計測終了後に、前記Bモード画像BI、前記インジケータIn及び前記表示欄Cを含む部分の画像を再表示させることができる。従って、例えば後日、伝播速度や弾性値が表示された時に、それがどの部分の計測値であるかを容易に知ることができる。
In addition, since the image of the part including the B-mode image BI, the indicator In, and the display column C is stored in the
次に、第一実施形態の変形例について説明する。この変形例では、図9に示すフローチャートに沿った処理が行われる。具体的に説明する。先ずステップS11は、上述のステップS1と同一の処理であり、説明を省略する。 Next, a modification of the first embodiment will be described. In this modification, processing according to the flowchart shown in FIG. 9 is performed. This will be specifically described. First, step S11 is the same process as step S1 described above, and a description thereof will be omitted.
次に、ステップS12では、操作者は、前記ステップS11で取得されたボリュームデータに基づいて、所定断面についてのBモード画像BIを表示させる。前記所定断面は、弾性の計測に適した断面である。 Next, in step S12, the operator displays a B-mode image BI for a predetermined cross section based on the volume data acquired in step S11. The predetermined cross section is a cross section suitable for measuring elasticity.
次に、ステップS13では、上述のステップS2と同様に、操作者は、前記振動付与機能付超音波プローブ10を人体に当接させる。
Next, in step S13, as in step S2 described above, the operator causes the vibration applying function-equipped
次に、ステップS14では、前記表示画像制御部54は、前記振動付与機能付超音波プローブ10から弾性波の伝播方向に延びる直線lが、前記ステップS12で表示されたBモード画像BIの断面に含まれるか否かを判定する。前記表示画像制御部54は、前記第二位置特定部53によって特定される前記直線lの位置情報と、前記Bモード画像BIの断面の位置情報とに基づいて、前記判定を行なう。前記Bモード画像BIの断面の位置情報は、前記記憶部9に記憶された前記ボリュームデータの位置情報に基づいて特定される。
Next, in step S14, the display
前記ステップS14において、前記直線lがBモード画像BIの断面に含まれていないと判定された場合(ステップS14において「NO」)、ステップS13の処理へ戻り、操作者はBモード画像の断面上に前記直線lが含まれるよう、前記振動付与機能付超音波プローブ10の向きや位置を調節する。
If it is determined in step S14 that the
一方、ステップS14において、前記直線lがBモード画像BIの断面に含まれると判定された場合(ステップS14において「YES」)、ステップS15の処理へ移行する。このステップS15では、前記表示画像制御部54は、前記Bモード画像BIに前記直線lを示すインジケータInを表示させる。また、前記表示画像制御部54は、前記直線lがBモード画像BIの断面に含まれることを示す信号を前記制御部8へ出力する。
On the other hand, when it is determined in step S14 that the
このステップS15において前記インジケータInが表示された後に、例えば、操作者が、前記Bモード画像BIが血管を含んでおり、前記インジケータInが血管内を通っていると認めた場合、前記インジケータInが血管を通らないように、前記振動付与機能付超音波プローブ10の位置又は向きを調節してもよい。
After the indicator In is displayed in step S15, for example, when the operator recognizes that the B-mode image BI includes a blood vessel and the indicator In passes through the blood vessel, the indicator In The position or orientation of the ultrasonic probe with
次に、ステップS16では、前記表示画像制御部54からの信号が入力された前記制御部8は、上述のステップS4と同様に、前記振動付与機能付超音波プローブ10に対し、人体に機械的振動を付与するための制御信号を出力する。これにより、前記凸部10bが人体に機械的振動を付与する。また、前記制御部8は、前記機械的振動を付与するための制御信号を出力した後、弾性波を計測するための超音波を前記振動付与機能付超音波プローブ10から送信させるための制御信号を、前記送受信処理部3に対して出力する。これにより、前記振動付与機能付超音波プローブ10により、弾性波を計測するための超音波が人体に対して送信され、そのエコー信号が受信される。
Next, in step S16, the
ステップS17,S18の処理は、それぞれ上述のステップS5,S6と同一の処理であり、説明を省略する。 The processes in steps S17 and S18 are the same as those in steps S5 and S6 described above, and a description thereof will be omitted.
この変形例では、弾性の計測に適した断面のBモード画像BIが表示され、このBモード画像BIの断面に、前記振動付与機能付超音波プローブ10から延びる直線lが含まれる場合に、前記インジケータInが表示されるので、前記弾性波が伝播する位置を容易に確認することができる。
In this modification, a B-mode image BI of a cross section suitable for measuring elasticity is displayed, and when the cross-section of the B-mode image BI includes a straight line l extending from the
また、前記断面は、弾性の計測に適した断面なので、この断面に前記直線が含まれるように、前記振動付与機能付超音波プローブ10の位置及び向きを調節することにより、計測に適した位置に弾性波を発生させることができる。従って、適切な位置における計測が可能である。また、前記断面に直線lが含まれれば、前記制御部8からの制御信号が前記振動付与機能付超音波プローブ10に出力され、自動的に計測が開始されるので、操作者が前記操作部7において計測開始の入力をする必要がない。
In addition, since the cross section is a cross section suitable for measuring elasticity, the position suitable for measurement is adjusted by adjusting the position and orientation of the ultrasonic probe with
(第二実施形態)
次に、第二実施形態について説明する。ただし、上記第一実施形態と同一事項については説明を省略する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described. However, the description of the same matters as in the first embodiment is omitted.
この第二実施形態では、図10に示す超音波システム500により、上記第一実施形態の作用を実現する。前記超音波システム500は、超音波診断装置20と計測装置100とを有する。
In the second embodiment, the
本例では、前記超音波診断装置20ではなく、前記計測装置100が、前記振動付与機能付超音波プローブ10を有している。この振動付与機能付超音波プローブ10は、計測装置本体101と接続されている。
In this example, not the ultrasonic
前記計測装置本体101は、送受信処理部102、振動付与制御部103、伝播速度算出部104、弾性値算出部105、操作部106及び表示部107を有している。前記送受信処理部102は、前記振動付与機能付超音波プローブ10から、弾性波を計測するための超音波を送信させる。前記振動付与制御部103は、前記振動付与機能付超音波プローブ10の凸部10bによる機械的振動の付与を制御する。
The measurement apparatus
前記伝播速度算出部104は、前記振動付与機能付超音波プローブ10で受信した超音波のエコー信号がA/D変換された後のデータに基づいて、前記弾性波の伝播速度を算出する。前記弾性値算出部105は、第一実施形態の前記弾性値算出部43と同様にして、前記弾性波の伝播速度に基づいて弾性値を算出する。
The propagation
前記操作部106は、操作者が指示や情報を入力するためのキーボード及びポインティングデバイス(図示省略)などを含んで構成されている。また、前記表示部107は、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electro−Luminescence)ディスプレイなどである。
The operation unit 106 includes a keyboard and a pointing device (not shown) for an operator to input instructions and information. The
一方、前記超音波診断装置20は、前記振動付与機能付超音波プローブ10を備えていない点を除き、前記第一実施形態の超音波診断装置1と基本的には同一の構成になっている。ただし、図11に示すように、前記エコーデータ処理部4は、前記Bモードデータ作成部41を有しているものの、前記伝播速度算出部42及び前記弾性値算出部43を有していない。
On the other hand, the ultrasonic
本例の超音波システム500においても、上記第一実施形態の前記図6のフローチャートに従った処理が行われる。ただし、前記図6のステップS3においては、前記超音波診断装置20の表示部6に表示されたBモード画像BI及びインジケータInを見た操作者が、前記インジケータInが弾性波及び弾性の測定に適した位置になっていると判断した場合、前記計測装置100の操作部106において、弾性の計測を開始する入力を行なう。これにより、前記ステップS4において、前記計測装置100の前記振動付与機能付超音波プローブ10によって人体に機械的振動が付与され、弾性波を計測するための超音波が前記振動付与機能付超音波プローブ10から送信される。そして、前記計測装置100の前記伝播速度算出部104及び前記弾性値算出部105により、前記ステップS5及び前記ステップS6の処理が行われる。ただし、前記ステップS5において算出された前記伝播速度V及び前記弾性値Eは、前記超音波診断装置20ではなく、例えば図12に示すように、前記計測装置100の表示部107に表示される。また、前記超音波診断装置20の表示部6に前記伝播速度V及び前記弾性値Eは表示されないので、前記ステップS6において前記記憶部9に記憶されるのは、前記インジケータInが表示されたBモード画像BIである。
Also in the
本例の超音波システム500によっても、第一実施形態の超音波診断装置1と同様の効果を得ることができる。
Also by the
次に、第二実施形態の変形例について説明する。この変形例では、図13に示すフローチャートに沿った処理が行われる。この図13に示すフローチャートは、図9に示すフローチャートと基本的には同一であるが、ステップS15′,S16′,S17′,S18′の処理が、図9のステップS15,S16,S17,S18とは異なっている。ステップS15′では、前記インジケータInの表示が行われるが、前記表示画像制御部54は、前記直線lがBモード画像BIの断面に含まれることを示す信号を前記制御部8へ出力しない。
Next, a modification of the second embodiment will be described. In this modification, processing according to the flowchart shown in FIG. 13 is performed. The flowchart shown in FIG. 13 is basically the same as the flowchart shown in FIG. 9, but the processing in steps S15 ′, S16 ′, S17 ′, and S18 ′ is the same as that in steps S15, S16, S17, and S18 in FIG. Is different. In step S15 ′, the indicator In is displayed, but the display
前記ステップS15′において、前記超音波診断装置20の表示部6に表示されたBモード画像BIに、前記インジケータInが表示されると、ステップS16′では、前記操作者は、前記計測装置100の操作部106において、弾性の計測を開始する入力を行なう。前記ステップS16′では、前記ステップS16とは異なり、前記制御部8は前記振動付与機能付超音波プローブ10に対して制御信号を出力しない。前記操作部106において前記入力が行われると、前記計測装置100の前記振動付与機能付超音波プローブ10によって人体に機械的振動が付与され、弾性波計測の超音波が前記振動付与機能付超音波プローブ10から送信される。
In step S15 ′, when the indicator In is displayed on the B-mode image BI displayed on the
前記ステップS17′では、前記伝搬速度算出部104によって伝搬速度Vが算出され、前記弾性値算出部105により弾性値が算出される。そして、前記伝播速度V及び前記弾性値Eは、前記超音波診断装置20ではなく、前記計測装置100の表示部107に表示される。従って、超音波診断装置20の表示部6には、前記伝播速度V及び前記弾性値Eが表示されないので、前記ステップS18′では、前記記憶部9に、前記インジケータInが表示されたBモード画像BIが記憶される。
In step S <b> 17 ′, the propagation
(第三実施形態)
次に、第三実施形態について説明する。ただし、上記第一、第二実施形態と同一事項については説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. However, description of the same matters as those in the first and second embodiments will be omitted.
図14に示すように、本例の超音波診断装置30は、振動付与機能付超音波プローブ10の代わりに、振動付与具14を備えている点を除き、第一実施形態の超音波診断装置1と基本的には同一の構成になっている。前記エコーデータ処理部4の構成及び前記表示制御部5の構成も、図3及び図4に示す構成である。ただし、前記送受信処理部3は、前記制御部8の制御信号に基づいて、前記超音波プローブ2から、Bモード画像を作成するための超音波のほか、弾性波の計測を行なうための超音波を送信するための電気信号を、前記超音波プローブ2に供給する。前記超音波プローブ2は、本発明における超音波プローブの実施の形態の一例である。
As shown in FIG. 14, the ultrasonic
前記振動付与具14は、前記振動付与機能付超音波プローブ10と同様に、円柱形状の本体部14aとこの本体部14aに設けられた凸部14bとを有する。この凸部14bは、前記凸部10bと同様にして、測定対象の表面に対して機械的振動を付与する。この凸部14bによる機械的振動の付与は、前記制御部8によって制御される。前記振動付与具14は、本発明における振動付与具の実施の形態の一例である。
The
前記振動付与具14には、前記第二磁気センサ13が設けられている。本例では、前記第二位置特定部53は、前記第二磁気センサ13からの磁気検出信号に基づいて、前記振動付与機能付超音波プローブ10から前記弾性波の伝播方向に延びる直線lの位置を、前記三次元空間における座標系において特定する。前記直線lは、前記振動付与具14の凸部14bから弾性波の伝播方向に延びる直線である。
The
さて、本例の超音波診断装置30を用いて弾性を測定する場合の作用について図15のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ステップS21では、操作者は、人体に当接させた前記超音波プローブ2によって超音波の送受信を開始する。これにより、前記表示部6にリアルタイムのBモード画像BIが表示される。
Now, the operation in the case of measuring elasticity using the ultrasonic
操作者は、所定の断面について超音波の送受信を行なう。所定の断面は、弾性波及び弾性の測定に適した断面である。操作者は、前記Bモード画像BIを見ながら、このような断面のBモード画像を表示させる。 The operator transmits and receives ultrasonic waves for a predetermined cross section. The predetermined cross section is a cross section suitable for measurement of elastic waves and elasticity. The operator displays the B-mode image having such a cross section while viewing the B-mode image BI.
次に、ステップS22では、操作者は、超音波の送受信を行なっている前記超音波プローブ2を人体に当接させた状態で、前記振動付与具14を人体に当接させる。
Next, in step S22, the operator brings the
次に、ステップS23では、前記表示画像制御部54は、前記振動付与具14から弾性波の伝播方向に延びる直線lが、前記ステップS21で表示されたBモード画像BIの断面に含まれるか否かを判定する。前記表示画像制御部54は、前記直線lの位置情報と前記Bモード画像BIの断面の位置情報とに基づいて、前記判定を行なう。前記直線lの位置情報は、前記第二位置特定部53によって特定される位置情報である。また、前記Bモード画像BIの断面の位置情報は、前記第一位置特定部52によって特定される位置情報である。
Next, in step S23, the display
前記ステップS23において、前記直線lが前記Bモード画像BIの断面に含まれていないと判定された場合(ステップS23において「NO」)、ステップS22の処理へ戻り、操作者はBモード画像の断面上に前記直線lが含まれるよう、前記振動付与具14の向きや位置を調節する。
If it is determined in step S23 that the
一方、ステップS23において、前記直線lがBモード画像BIの断面に含まれると判定された場合(ステップS23において「YES」)、ステップS24の処理へ移行する。このステップS24では、上述のステップS14と同様に、前記Bモード画像BIにおける前記インジケータInの表示と、前記表示画像制御部54から前記制御部8への信号出力が行われる。
On the other hand, when it is determined in step S23 that the
次に、ステップS25では、前記表示画像制御部54からの信号が入力された前記制御部8は、上述のステップS4,S16と同様に、前記振動付与具14に対し、人体に機械的振動を付与するための制御信号を出力する。これにより、前記凸部14bが人体に機械的振動を付与する。また、前記制御部8は、前記機械的振動を付与するための制御信号を出力した後、弾性波を計測するための超音波を前記超音波プローブ2から送信させるための制御信号を、前記送受信処理部3に対して出力する。これにより、前記超音波プローブ2により、Bモード画像を作成するための超音波に代わって、弾性波を計測するための超音波が人体に対して送信され、そのエコー信号が受信される。
Next, in step S25, the
次に、ステップS26では、前記超音波プローブ2によって受信されたエコー信号に基づいて、前記伝播速度算出部42が、前記弾性波の伝播速度Vを算出する。また、この伝播速度Vに基づいて、上述のステップS5,S17と同様に、前記弾性算出部43が弾性値Eを算出する。
Next, in step S26, based on the echo signal received by the
ステップS27の処理は、上述のステップS6,S18の処理と同一の処理であり、説明を省略する。 The processing in step S27 is the same as the processing in steps S6 and S18 described above, and a description thereof is omitted.
この第三実施形態では、第一実施形態の変形例と同様に、弾性の計測に適した断面のBモード画像BIが表示され、このBモード画像BIの断面に、前記振動付与具14から延びる直線lが含まれる場合に、前記インジケータInが表示されるので、前記弾性波が伝播する位置を容易に確認することができる。
In the third embodiment, similarly to the modification of the first embodiment, a B-mode image BI having a cross section suitable for measuring elasticity is displayed, and the cross section of the B-mode image BI extends from the
また、リアルタイムのBモード画像の断面は、弾性の計測に適した断面なので、この断面に前記直線が含まれるように、前記振動付与具14の位置及び向きを調節することにより、第一実施形態の変形例と同様に、計測に適した位置に弾性波を発生させることができる。また、前記断面に直線lが含まれれば、前記制御部8からの制御信号が前記振動付与機能付超音波プローブ10に出力され、自動的に計測が開始されるので、操作者が前記操作部7において計測開始の入力をする必要がない。
In addition, since the cross section of the real-time B-mode image is a cross section suitable for measuring elasticity, the first embodiment is adjusted by adjusting the position and orientation of the
(第四実施形態)
次に、第四実施形態について説明する。ただし、上記第一〜第三実施形態と同一事項については説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described. However, description of the same matters as those in the first to third embodiments will be omitted.
この第四実施形態では、図16に示す超音波システム500′により、上記第三実施形態の作用を実現する。前記超音波システム500′は、前記超音波診断装置60と振動装置200とを有する。
In the fourth embodiment, the operation of the third embodiment is realized by an
本例では、前記超音波診断装置60ではなく、前記振動装置200が、前記振動付与具14を有している。この振動付与具14は、振動装置本体201と接続されている。
In this example, not the ultrasonic
前記振動装置本体201は、振動付与制御部202、操作部203を有している。前記振動付与制御部202は、前記振動付与具14の凸部14bによる機械的振動の付与を制御する。
The vibration device
前記操作部203は、上述の操作部106と同一であるので、説明を省略する。
Since the
一方、前記超音波診断装置60は、前記振動付与具14を備えていない点を除き、前記第三実施形態の超音波診断装置30と基本的には同一の構成になっている。前記エコーデータ処理部4の構成及び前記表示制御部5の構成も、図3及び図4に示す構成である。
On the other hand, the ultrasonic
本例の超音波システム500′においては、図17に示すフローチャートに従って処理が行われる。この図17に示すフローチャートは、図15に示すフローチャートと基本的には同一であるが、ステップS24′,S25′の処理が、図15のステップS24,S25とは異なっている。
In the
前記ステップS24′について説明する。このステップS24′では、上述のステップS24と同様に、前記Bモード画像BIにおける前記インジケータInの表示と、前記表示画像制御部54から前記制御部8への信号出力が行われる。また、このステップS24′では、前記インジケータInが表示されると、操作者は、前記振動装置200の操作部203において、弾性の計測を開始する入力を行なう。
The step S24 ′ will be described. In step S24 ′, as in step S24 described above, the indicator In is displayed in the B-mode image BI and a signal is output from the display
前記ステップS24′において、前記操作部203における入力が行われると、ステップS25′において、前記振動付与制御部202から制御信号が出力され、前記振動付与具14によって人体に機械的振動が付与される。また、前記表示画像制御部54からの信号が入力された前記制御部8は、弾性波を計測するための超音波を前記超音波プローブ2から送信させるための制御信号を、前記送受信処理部3に対して出力する。これにより、前記超音波プローブ2により、弾性波を計測するための超音波が人体に対して送信され、そのエコー信号が受信される。
In step S24 ′, when an input is made in the
本例の超音波システム500′によっても、第三実施形態の超音波診断装置30と同様の効果を得ることができる。
Also by the
以上、本発明を前記実施形態によって説明したが、本発明はその主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことはもちろんである。例えば、測定対象は人体に限られない。測定対象は、例えば動物であってもよい。 As mentioned above, although this invention was demonstrated by the said embodiment, of course, this invention can be variously implemented in the range which does not change the main point. For example, the measurement target is not limited to the human body. The measurement object may be an animal, for example.
また、測定対象のボリュームデータが取得される時と、このボリュームデータに基づくBモード画像BIを表示して前記インジケータInを表示させる時とで、前記磁気発生部12に対する測定対象の位置が変わる場合、位置補正が行なわれてもよい。具体的に説明する。測定対象のボリュームデータが取得される時と、このボリュームデータに基づくBモード画像BIを表示して前記インジケータInを表示させる時に、測定対象に、前記磁気発生部12の磁気を検出する磁気センサが設けられる。そして、前記ボリュームデータの取得時に、前記磁気センサで検出される位置情報が記憶される。
In addition, the position of the measurement target with respect to the
前記インジケータInが表示される時には、前記測定対象に設けられた前記磁気センサで検出される位置情報と、記憶された位置情報とに基づいて、前記ボリュームデータにおける前記直線lの位置情報の位置補正が行なわれる。 When the indicator In is displayed, the position correction of the position information of the straight line l in the volume data is performed based on the position information detected by the magnetic sensor provided on the measurement target and the stored position information. Is done.
また、測定対象に対して機械的振動を付与する振動付与具は、前記超音波プローブ2に設けられてもよい。
Further, a vibration applying tool that applies mechanical vibration to the measurement target may be provided in the
また、前記超音波プローブ2と前記振動付与機能付超音波プローブ10との位置関係が固定されていれば、前記振動付与機能付超音波プローブ10に前記第二磁気センサ13が設けられていなくてもよい。この場合、前記第二位置特定部53は、前記第一磁気センサ11の磁気検出信号に基づいて、前記振動付与機能付超音波プローブ10から延びる前記直線の位置を特定する。また、前記超音波プローブ2と前記振動付与具14との位置関係が特定されている場合も、前記振動付与具14に前記第二磁気センサ13が設けられていなくてもよい。この場合も、前記第二位置特定部53は、前記第一磁気センサ11の磁気検出信号に基づいて、前記振動付与具14から延びる前記直線の位置を特定する。
Further, if the positional relationship between the
1,20,30,60 超音波診断装置
2 超音波プローブ
6 表示部
8 制御部
9 記憶部
10 振動付与機能付超音波プローブ
14 振動付与具
42 伝播速度算出部
43 弾性値算出部
52 第一位置特定部
53 第二位置特定部
54 表示画像制御部
100,200 計測装置
103 振動付与制御部
104 伝播速度算出部
105 弾性値算出部
500,500′ 超音波システム
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記測定対象において前記振動付与具から前記弾性波の伝播方向に延びる直線の前記三次元空間における位置情報と、前記三次元空間における前記超音波画像の位置情報とに基づいて、前記超音波画像に前記直線の位置を示すインジケータを表示させる表示画像制御部と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。 A display unit for displaying an ultrasonic image of a measurement target in a three-dimensional space, in which a propagation speed of an elastic wave generated by applying mechanical vibration by a vibration applying tool is calculated;
Based on the position information in the three-dimensional space of the straight line extending in the propagation direction of the elastic wave from the vibration applicator in the measurement object, and the position information of the ultrasonic image in the three-dimensional space, the ultrasonic image A display image control unit for displaying an indicator indicating the position of the straight line;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記弾性波を計測するための超音波の送受信を行なう第二の超音波プローブと、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。 A first ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves for creating the ultrasonic image;
A second ultrasonic probe for transmitting and receiving ultrasonic waves for measuring the elastic wave;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising:
前記座標系における前記直線の位置を特定する第二位置特定部と、を備え、
前記表示画像制御部は、前記第一位置特定部で得られた位置情報と前記第二位置特定部で得られた位置情報とに基づいて、前記超音波画像への前記インジケータの表示を行なう
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の超音波診断装置。 A first position specifying unit for specifying a position of the ultrasonic image in a coordinate system formed in the three-dimensional space;
A second position specifying unit for specifying the position of the straight line in the coordinate system,
The display image control unit displays the indicator on the ultrasonic image based on the position information obtained by the first position specifying unit and the position information obtained by the second position specifying unit. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein:
前記表示画像制御部は、前記測定対象において前記振動付与具から前記弾性波の伝播方向に延びる直線を含む所定断面を、前記三次元空間における前記ボリュームデータの位置情報と前記三次元空間における前記直線の位置情報とに基づいて前記ボリュームデータにおいて特定し、前記所定断面の超音波画像を、前記ボリュームデータに基づいて前記表示部に表示させる
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の超音波診断装置。 A storage unit for storing volume data acquired by transmitting and receiving ultrasonic waves in the three-dimensional region to be measured;
The display image control unit includes a predetermined cross section including a straight line extending in a propagation direction of the elastic wave from the vibration applying tool in the measurement target, and positional information of the volume data in the three-dimensional space and the straight line in the three-dimensional space. The volume data is specified on the basis of the position information and the ultrasonic image of the predetermined cross section is displayed on the display unit on the basis of the volume data. An ultrasonic diagnostic apparatus according to 1.
前記表示画像制御部は、前記一断面に前記直線が含まれると、前記超音波画像に前記インジケータを表示させる
を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の超音波診断装置。 The display unit displays an ultrasound image of one cross section of the measurement target,
The ultrasonic display according to claim 1, wherein the display image control unit includes: displaying the indicator on the ultrasonic image when the straight line is included in the one cross section. Diagnostic device.
前記測定対象の一断面についての超音波画像が表示される表示部と、
前記測定対象において、前記振動付与具から前記弾性波の伝播方向に延びる直線の前記三次元空間における位置情報と、前記三次元空間における前記超音波画像の位置情報とに基づいて、前記一断面に前記直線が含まれると、弾性波の伝播速度を算出するための超音波が送信されるよう前記超音波プローブを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。 An ultrasonic probe for transmitting an ultrasonic wave for calculating a propagation velocity of an elastic wave generated by applying a mechanical vibration by a vibration applying tool in a measurement object in a three-dimensional space to the measurement object;
A display unit for displaying an ultrasonic image of one cross section of the measurement object;
In the measurement object, based on position information in the three-dimensional space of a straight line extending in the propagation direction of the elastic wave from the vibration applicator and position information of the ultrasonic image in the three-dimensional space, When the straight line is included, a control unit that controls the ultrasonic probe so that an ultrasonic wave for calculating a propagation velocity of the elastic wave is transmitted;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記表示部に表示された前記超音波画像と、前記伝播速度及び前記弾性値のうち少なくとも一方の画像とが記憶部に記憶される
ことを特徴とする請求項11に記載の超音波診断装置。 The display unit displays at least one image of the propagation velocity and the elasticity value together with the ultrasonic image,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 11, wherein the ultrasonic image displayed on the display unit and at least one of the propagation velocity and the elasticity value are stored in a storage unit.
前記測定対象に対して機械的振動を付与し、なおかつ前記機械的振動が付与されることによって前記測定対象に発生した弾性波の伝播速度を算出するための超音波を前記測定対象に対して送信する超音波プローブと、前記測定対象に対して機械的振動が付与されることによって前記測定対象に発生した弾性波の伝播速度を算出する伝播速度算出部と、を有する計測装置と、
を備えることを特徴とする超音波システム。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1;
Applying mechanical vibration to the measurement object, and transmitting ultrasonic waves to the measurement object for calculating the propagation velocity of elastic waves generated in the measurement object by applying the mechanical vibration. An ultrasonic probe, and a propagation velocity calculation unit that calculates a propagation velocity of elastic waves generated in the measurement object by applying mechanical vibration to the measurement object;
An ultrasonic system comprising:
前記振動付与具と、該振動付与具を制御する振動付与具制御部と、を有する計測装置と、
を備えることを特徴とする超音波システム。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 or 9,
A measurement device having the vibration applicator and a vibration applicator control unit that controls the vibration applicator;
An ultrasonic system comprising:
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