JP2015093140A - Ultrasonic measurement device - Google Patents

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新井 義雄
Yoshio Arai
義雄 新井
次郎 鶴野
Jiro Tsuruno
次郎 鶴野
鈴木 博則
Hironori Suzuki
博則 鈴木
一幸 加納
Kazuyuki Kano
一幸 加納
謙二 村上
Kenji Murakami
謙二 村上
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To consecutively perform ultrasonic measurement while moving a measurement object part.SOLUTION: A supporter type ultrasonic probe 30 includes an elastic supporter part 31 which is mounted to a joint part and freely-detachable small ultrasonic sensor units 40a, 40b, 40c dispersedly attached to the inner surface thereof so as to surround a measurement object portion. A processing device 20 calculates relative positions and relative postures of the ultrasonic sensor units 40a-40c, generates volume data of the measurement portion by composing a three-dimensional ultrasonic image obtained from the result of measurement with each sensor unit so that the calculated relative positions and relative postures match, generates and displays a three-dimensional image related to the entire measurement portion by performing volume rendering.

Description

本発明は、超音波計測装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic measurement apparatus.

超音波計測装置により生体内の生体情報を非侵襲に計測する技術が周知である。
例えば、特許文献1では、超音波プローブを膝関節付近に設定された回転軸で揺動可能に支持し、折り曲げた膝の上面に沿って移動させながら超音波計測できるメカニカル超音波プローブと、計測結果に基づいて膝関節内部のボリュームデータを求めることのできる超音波診断装置とについて開示されている。
A technique for non-invasively measuring biological information in a living body using an ultrasonic measuring device is well known.
For example, in Patent Document 1, an ultrasonic probe is supported so as to be swingable by a rotation axis set near the knee joint, and a mechanical ultrasonic probe capable of performing ultrasonic measurement while moving along the upper surface of a bent knee, and measurement An ultrasonic diagnostic apparatus capable of obtaining volume data inside a knee joint based on a result is disclosed.

特開2010−125号公報JP 2010-125 A

従来、超音波による関節部への計測は、主に腰痛や老化による障害の診断のために行われていたが、近年、スポーツによる関節障害についても用いられるようになってきた。例えば、野球肘と呼ばれる離断性骨軟骨炎、尺側副靱帯不全、疲労骨折など、バトミントン肩と呼ばれる腱板障害、ジャンパー膝と呼ばれる膝蓋腱炎、ランナー膝とよばれる腸脛靱帯症候群などの検査にも、超音波計測が使われるようになってきた。こうした関節部の軟骨や筋、腱、靱帯などの軟部組織の観察には、エックス線やMRI(Magnetic Resonance Imaging)よりも超音波計測の方が優れているからである。   Conventionally, measurement of the joint portion by ultrasonic waves has been performed mainly for diagnosis of a disorder due to low back pain or aging. However, in recent years, it has also been used for a joint disorder due to sports. For example, severe osteochondritis called baseball elbow, ulnar collateral ligament failure, fatigue fracture, rotator cuff disorder called badminton shoulder, patella tendonitis called jumper knee, intestinal shin ligament syndrome called runner knee Ultrasonic measurement has come to be used for inspection. This is because ultrasonic measurement is superior to X-ray and MRI (Magnetic Resonance Imaging) for observing soft tissues such as cartilage, muscles, tendons, and ligaments in joints.

しかし、従来の超音波計測装置、より具体的には従来の超音波プローブを用いる超音波計測では、関節周りの計測において幾つかの課題が残っている。
例えば、障害の発生の仕方や障害部位への負荷のかかり具合を判断するためには、関節を様々な角度に動かしながら連続的に観察するのが望まれる。しかし、その為には関節を動かすのに合わせて超音波プローブを当てる位置や姿勢を逐次変更しなければならず、良好に連続的な観測をするのが著しく難しい。
However, in the conventional ultrasonic measurement apparatus, more specifically, the ultrasonic measurement using the conventional ultrasonic probe, some problems remain in the measurement around the joint.
For example, in order to determine the manner of occurrence of a failure and the degree of load on the failure site, it is desirable to continuously observe the joint while moving the joint to various angles. However, for that purpose, it is necessary to sequentially change the position and posture to which the ultrasonic probe is applied in accordance with the movement of the joint, and it is extremely difficult to perform good continuous observation.

また、従来の超音波プローブを用いる超音波計測装置では、オペレーターは、片方の手で超音波プローブを計測対象部位に当てる操作を行い、もう一方の手で超音波計測装置を操作しなければならない。両手がふさがった状態である。これでは、関節を手で動かしながら障害部位を探すことも、また障害部位を確認しながら注射治療をするといったこともできず、不便であった。   In addition, in an ultrasonic measurement apparatus using a conventional ultrasonic probe, an operator must perform an operation of placing the ultrasonic probe on a measurement target portion with one hand and operate the ultrasonic measurement apparatus with the other hand. . Both hands are blocked. This is inconvenient because it is impossible to search for a damaged part while moving the joint by hand, or to perform injection treatment while confirming the damaged part.

特許文献1に開示された超音波診断装置では、オペレーターの両手が自由になる点については上記課題の一部を解決し得る。しかし、機械的に予め決められた経路に沿った一方向からの超音波計測をする構成のため、その他の課題を解決することは難しい。   In the ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in Patent Document 1, a part of the above problem can be solved in that both hands of the operator are free. However, it is difficult to solve other problems because of the configuration that performs ultrasonic measurement from one direction along a mechanically predetermined path.

例えば、図12は、ランナー膝の例を示す膝関節周りの簡略透視図である。ランナー膝と呼ばれる関節障害の一例では、膝の曲げにより腸脛靱帯90と大腿骨92の外側上顆の側面とがこすれる範囲(図中の斜線でハッチングされた範囲)について、連続的な観察が望まれる。しかし、特許文献1に開示された装置では、膝を曲げた状態で計測しなければならない上に、膝関節上面及び正面側からの超音波計測に限られる。関節可動域全体における腸脛靱帯90と大腿骨92とのこすれる範囲全体を観察するには不向きである。また、膝を曲げ伸ばしする間の連続的な観察にも不向きである。   For example, FIG. 12 is a simplified perspective view around the knee joint showing an example of a runner knee. In an example of a joint disorder called a runner knee, continuous observation is performed in a range where the iliac ligament 90 and the lateral side of the lateral epicondyle of the femur 92 are rubbed by bending the knee (the hatched area in the figure). desired. However, the apparatus disclosed in Patent Document 1 must be measured with the knee bent, and is limited to ultrasonic measurement from the upper surface and the front side of the knee joint. It is unsuitable for observing the entire range where the intestinal shin ligament 90 and the femur 92 rub over the entire range of motion of the joint. It is also unsuitable for continuous observation while the knee is bent and stretched.

本発明は、こうした技術的背景と関節部の超音波計測にまつわる課題を鑑みて考案されたものであって、計測対象部位をハンズフリーで超音波計測できるようにすること、更には、計測対象部位を動かしながら連続的に超音波計測できるようにすることを目的とする。   The present invention has been devised in view of such technical background and problems related to ultrasonic measurement of joints, and enables measurement of a measurement target part in a hands-free manner. The purpose is to enable continuous ultrasonic measurement while moving the.

以上の課題を解決するための第1の発明は、被検者の計測対象部位を取り囲むように離散配置され、超音波を送受信する複数の超音波センサーと、前記超音波の送受信の情報に基づいて前記複数の超音波センサーの相対情報を算出する相対情報算出部と、前記複数の超音波センサーの計測結果と前記相対情報とを用いて、前記計測対象部位の3次元超音波計測画像を生成する3次元超音波計測画像生成部と、を備えた超音波計測装置である。   1st invention for solving the above subject is discretely arranged so that the measurement object part of a subject may be surrounded, and may be based on a plurality of ultrasonic sensors which transmit and receive ultrasonic waves, and information on the transmission and reception of the above-mentioned ultrasonic waves. A relative information calculation unit that calculates relative information of the plurality of ultrasonic sensors, a measurement result of the plurality of ultrasonic sensors, and the relative information are used to generate a three-dimensional ultrasonic measurement image of the measurement target region. An ultrasonic measurement apparatus including a three-dimensional ultrasonic measurement image generation unit.

第1の発明によれば、超音波センサーを計測対象部位を取り囲むように複数配置することで計測対象部位全体を計測範囲に収めることができる。超音波センサーは、例えば個別に皮膚面に貼り付けや粘着などして取り付けることができる。よって、関節部の障害部位をハンズフリーで超音波計測することが可能となる。
そして、超音波センサーを分散配置したことを利用し、更に、超音波センサーそれぞれの相対位置および相対姿勢を求め、各超音波センサーで計測した結果から計測対象部位に係る全体画像(3次元超音波計測画像)を生成することもできる。
According to 1st invention, the whole measurement object site | part can be settled in a measurement range by arrange | positioning multiple ultrasonic sensors so that a measurement object site | part may be surrounded. For example, the ultrasonic sensor can be individually attached to the skin surface by sticking or sticking. Therefore, it is possible to perform ultrasonic measurement of the damaged part of the joint part in a hands-free manner.
Then, using the distributed arrangement of the ultrasonic sensors, the relative positions and the relative postures of the ultrasonic sensors are further obtained, and the entire image (three-dimensional ultrasonic waves) relating to the measurement target part is obtained from the result of measurement by each ultrasonic sensor. Measurement image) can also be generated.

第2の発明は、前記相対情報算出部による前記相対情報の算出と、前記3次元超音波計測画像生成部による画像生成とを実行させる制御部、を更に備えた第1の発明の超音波計測装置である。   2nd invention is the ultrasonic measurement of 1st invention further provided with the control part which performs the calculation of the said relative information by the said relative information calculation part, and the image generation by the said three-dimensional ultrasonic measurement image generation part Device.

第2の発明によれば、超音波センサーそれぞれの相対情報の算出と、各超音波センサーで計測した結果から計測対象部位に係る3次元超音波計測画像の生成とを、連続的に繰り返すことが可能となる。よって、関節を動かしながら障害部位を連続的に且つ立体的に観察することが可能となる。   According to the second invention, the calculation of the relative information of each ultrasonic sensor and the generation of a three-dimensional ultrasonic measurement image related to the measurement target part from the result measured by each ultrasonic sensor can be continuously repeated. It becomes possible. Therefore, it becomes possible to observe the obstacle site continuously and three-dimensionally while moving the joint.

第3の発明は、前記3次元超音波計測画像生成部が、前記複数の超音波センサーの計測結果を合成して前記3次元超音波計測画像を生成する、第1又は第2の発明の超音波計測装置である。   According to a third aspect of the invention, the three-dimensional ultrasonic measurement image generation unit generates the three-dimensional ultrasonic measurement image by combining the measurement results of the plurality of ultrasonic sensors. It is a sound wave measuring device.

第3の発明によれば、超音波センサーそれぞれの計測結果(例えば計測対象部位のボリュームデータ)を合成することにより、任意の視点や断面で3次元超音波計測画像を生成することが可能になる。   According to the third invention, it is possible to generate a three-dimensional ultrasonic measurement image from an arbitrary viewpoint or cross section by synthesizing the measurement results of each ultrasonic sensor (for example, volume data of the measurement target part). .

第4の発明は、前記複数の超音波センサーが、前記計測対象部位に装着する伸縮性を有する装着具に、前記超音波の送出面を前記被検者に向けた姿勢で配置された、第1の発明の超音波計測装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, the plurality of ultrasonic sensors are arranged on a stretchable attachment attached to the measurement target site in a posture in which the ultrasonic transmission surface faces the subject. It is an ultrasonic measuring device of 1 invention.

第4の発明によれば、超音波センサーをまとめて計測対象部位に配置することができる。しかも、装着具が伸縮性なので計測対象部位を動かしたとしても、超音波センサーが安定的に皮膚面に密着するので、計測部位を動かしながらの連続的な観察に効果的である。   According to the fourth invention, the ultrasonic sensors can be collectively arranged at the measurement target site. Moreover, since the wearing tool is stretchable, even if the measurement target part is moved, the ultrasonic sensor is stably adhered to the skin surface, which is effective for continuous observation while moving the measurement part.

第5の発明は、前記装着具は筒状の形状を有し、前記複数の超音波センサーが、前記装着具の周方向に亘って配置された、第4の発明の超音波計測装置である。   A fifth invention is the ultrasonic measurement apparatus according to the fourth invention, wherein the wearing tool has a cylindrical shape, and the plurality of ultrasonic sensors are arranged in a circumferential direction of the wearing tool. .

第5の発明によれば、計測対象部位を周方向に計測することが可能になる。   According to the fifth aspect, it is possible to measure the measurement target region in the circumferential direction.

第6の発明は、前記装着具は繊維製品であり、前記複数の超音波センサーは前記装着具に着脱自在に係合する係合部を有する、第4又は第5の発明の超音波計測装置である。   According to a sixth aspect of the invention, the wearing instrument is a textile product, and the plurality of ultrasonic sensors includes an engaging portion that is detachably engaged with the wearing tool. It is.

第6の発明によれば、超音波センサーの取付位置の調整や、超音波センサーの個別交換が可能になる。   According to the sixth aspect of the invention, it is possible to adjust the attachment position of the ultrasonic sensor and to exchange the ultrasonic sensor individually.

第7の発明は、前記複数の超音波センサーは、前記被検者に粘着可能な粘着部材に配置されている第1〜第3の何れかの発明の超音波計測装置である。   A seventh invention is the ultrasonic measurement device according to any one of the first to third inventions, wherein the plurality of ultrasonic sensors are arranged on an adhesive member capable of adhering to the subject.

第7の発明によれば、超音波センサーの分散位置を自在に変えることができる。被検者の体形に応じたて超音波センサーの配置位置を最適化することも可能になる。   According to the seventh aspect, the dispersion position of the ultrasonic sensor can be freely changed. It is also possible to optimize the position of the ultrasonic sensor according to the body shape of the subject.

超音波計測装置のシステム構成例を示す図。The figure which shows the system structural example of an ultrasonic measuring device. ランナー膝と呼ばれる関節障害の計測を想定したサポーター型超音波プローブの装着例と、各超音波センサーユニットの位置関係の例を示す図。The figure which shows the example of mounting | wearing of the supporter type | mold ultrasonic probe assumed measurement of the joint disorder | damage | failure called a runner knee, and the positional relationship of each ultrasonic sensor unit. 図2に同じ。Same as FIG. ボリュームデータを生成するために必要な、各超音波センサーユニットの相対情報を算出する原理について説明するための図。The figure for demonstrating the principle which calculates the relative information of each ultrasonic sensor unit required in order to produce | generate volume data. 超音波計測結果を用いたボリュームデータの生成を説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating the production | generation of the volume data using an ultrasonic measurement result. 超音波計測装置の機能構成例を示すブロック図。The block diagram which shows the function structural example of an ultrasonic measuring device. 記憶部500に記憶されるプログラムやデータの例を示す図。The figure which shows the example of the program and data which are memorize | stored in the memory | storage part. 相対情報算出用基礎データのデータ構成例を示す図。The figure which shows the data structural example of the basic data for relative information calculation. 超音波計測装置の計測制御に係る処理の流れを説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating the flow of the process which concerns on measurement control of an ultrasonic measuring device. サポーター型超音波プローブの変形例を示す図。The figure which shows the modification of a supporter type | mold ultrasonic probe. 超音波計測装置のシステム構成の変形例を示す図。The figure which shows the modification of the system configuration | structure of an ultrasonic measuring device. ランナー膝の例を示す膝関節周りの簡略透視図。The simplified perspective view around the knee joint showing an example of a runner knee.

〔第1実施形態〕
図1は、本実施形態における超音波計測装置10のシステム構成例を示す図である。超音波計測装置10は、関節部に装着するサポーター型超音波プローブ30と、当該超音波プローブと通信接続され計測結果を演算処理して計測対象部位の画像を連続的に生成する処理装置20とを備える。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a system configuration example of an ultrasonic measurement apparatus 10 according to the present embodiment. The ultrasonic measurement device 10 includes a supporter-type ultrasonic probe 30 to be mounted on a joint, a processing device 20 that is connected to the ultrasonic probe and is connected to the ultrasonic probe to perform calculation processing on the measurement results and continuously generate images of measurement target parts. Is provided.

処理装置20は、超音波計測に係る各種演算処理を実行する装置である。例えば、タッチパネル21やキーボード22と言った画像表示装置や操作入力デバイス、演算処理するCPU(Central Processing Unit)23やICメモリー24、通信制御IC25などを搭載した制御基板26を備えたコンピューターにより実現できる。パソコンやタブレット型コンピューターなどの汎用のコンピューターに所定のプログラムを実行させることで実現しても良いし、制御基板26の一部または全部を専用のLSI等のハードウェアで実現した専用コンピューターとして実現しても良い。   The processing device 20 is a device that executes various arithmetic processes related to ultrasonic measurement. For example, it can be realized by a computer including an image display device such as a touch panel 21 and a keyboard 22, an operation input device, a CPU (Central Processing Unit) 23 that performs arithmetic processing, an IC memory 24, a communication control IC 25, and the like. . It may be realized by causing a general-purpose computer such as a personal computer or a tablet computer to execute a predetermined program, or a part or all of the control board 26 may be realized as a dedicated computer realized by hardware such as a dedicated LSI. May be.

サポーター型超音波プローブ30は、計測対象とする関節部に被せて皮膚に密着させる伸縮性を有したサポーター部31と、当該サポーター部31の内面に取り付け位置可変に着脱自在な複数の超音波センサーユニット40(40a,40b,40c)と、処理装置20との間の通信を実現する通信制御ユニット50とを備える。   The supporter type ultrasonic probe 30 includes a supporter part 31 having elasticity that covers a joint part to be measured and is in close contact with the skin, and a plurality of ultrasonic sensors that can be attached to and detached from the inner surface of the supporter part 31 in a variable mounting position. The unit 40 (40a, 40b, 40c) and the communication control unit 50 which implement | achieves communication between the processing apparatuses 20 are provided.

サポーター部31は、計測対象部位に装着する伸縮性を有する装着具である。例えば、伸縮性の繊維製品により実現できる。図1の例は、膝関節部に装着することを想定してデザインされているがこれに限らない。サポーター部31の大きさや形状は、計測対象とする関節部の種類や、当該関節部を有する計測対象者の体格等に応じて適宜設定するものとする。また、図1の例では有孔筒状の一体型としているが、複数部位で構成された分離型としてもよい。また、表面の材質や粗密も適宜設定可能である。布状に限らずメッシュ状であってもよい。   The supporter unit 31 is a mounting tool having elasticity that is mounted on a measurement target part. For example, it can be realized by a stretchable fiber product. The example of FIG. 1 is designed on the assumption that it is attached to the knee joint, but is not limited thereto. The size and shape of the supporter unit 31 are appropriately set according to the type of joint part to be measured, the physique of the measurement target person having the joint part, and the like. Further, in the example of FIG. 1, a perforated cylindrical integrated type is used, but a separated type constituted by a plurality of parts may be used. Moreover, the material and roughness of the surface can be set as appropriate. Not only cloth shape but mesh shape may be sufficient.

超音波センサーユニット40は、小型の2次元超音波振動子アレイ41と、その制御IC42と、当該ユニットをサポーター部31の内面に着脱自在に係合する係合部43とを有する。   The ultrasonic sensor unit 40 includes a small two-dimensional ultrasonic transducer array 41, a control IC 42 thereof, and an engaging portion 43 that detachably engages the unit with the inner surface of the supporter portion 31.

2次元超音波振動子アレイ41は、超音波送出面が1cm程度、あるいはそれ以下の面積とするのが望ましい。 The two-dimensional ultrasonic transducer array 41 preferably has an ultrasonic transmission surface area of about 1 cm 2 or less.

制御IC42は、公知の2次元超音波振動子アレイ用の制御回路により実現可能であり、本実施形態では超音波センサーユニット40にセクター方式により超音波の発信・受信をさせることができる。より具体的には、超音波送出面の法線方向をZ軸とする直交3次元座標として、X軸座標値とY軸座標値とで定義される指定方向に超音波ビームを収束照射する制御、いわゆる送信フォーミング制御が可能である。また、X軸座標値とY軸座標値とで定義される指定方向からの超音波エコーを集中的に受信する受信フォーミング制御が可能である。   The control IC 42 can be realized by a known control circuit for a two-dimensional ultrasonic transducer array. In the present embodiment, the ultrasonic sensor unit 40 can transmit and receive ultrasonic waves by the sector method. More specifically, control is performed to converge and radiate an ultrasonic beam in a specified direction defined by an X-axis coordinate value and a Y-axis coordinate value as orthogonal three-dimensional coordinates with the normal direction of the ultrasonic transmission surface as the Z axis. In other words, so-called transmission forming control is possible. In addition, reception forming control for intensively receiving ultrasonic echoes from a designated direction defined by the X-axis coordinate value and the Y-axis coordinate value is possible.

係合部43は、例えば面ファスナーにより実現することができるが、ホックやシート状の磁石でもよい。もし、サポーター部31の内面に超音波センサーユニット40を挿入することのできるポケット状のものを設けることができるならば、係合部43は省略することができる。また、図1の例では、2次元超音波振動子アレイ41と制御IC42とを一体構成としているが別体構成も可能である。その場合は、それぞれに係合部43を設けるものとする。   The engaging portion 43 can be realized by, for example, a hook-and-loop fastener, but may be a hook or a sheet-like magnet. If the pocket-like thing which can insert the ultrasonic sensor unit 40 in the inner surface of the supporter part 31 can be provided, the engaging part 43 can be omitted. In the example of FIG. 1, the two-dimensional ultrasonic transducer array 41 and the control IC 42 are integrally configured, but a separate configuration is also possible. In that case, the engaging part 43 shall be provided in each.

超音波センサーユニット40と通信制御ユニット50とは信号送受可能に通信接続されている。本実施形態では、制御IC42と通信制御ユニット50とが公知の伸縮性の電線46により接続されているものとする。勿論、超音波センサーユニット40に別途近距離無線ユニットを設け(あるいは制御IC42に近距離無線器の機能を持たせ)、通信制御ユニット50にも近距離無線機能を搭載して、両者を無線により通信接続させるとしてもよい。   The ultrasonic sensor unit 40 and the communication control unit 50 are communicatively connected so that signals can be transmitted and received. In the present embodiment, it is assumed that the control IC 42 and the communication control unit 50 are connected by a known elastic wire 46. Of course, a separate short-range wireless unit is provided in the ultrasonic sensor unit 40 (or the control IC 42 has the function of a short-range wireless device), and the communication control unit 50 is also equipped with a short-range wireless function so that both can be wirelessly connected. Communication connection may be used.

通信制御ユニット50は、通信制御IC51とICメモリー52とを備える。
通信制御ユニット50と処理装置20との通信は、公知のデータ通信技術により実現できる。両者の接続は有線でも無線でもどちらでもよい。
The communication control unit 50 includes a communication control IC 51 and an IC memory 52.
Communication between the communication control unit 50 and the processing device 20 can be realized by a known data communication technique. The connection between the two may be either wired or wireless.

図2と図3は、ランナー膝と呼ばれる関節障害の一例で、膝の曲げにより腸脛靱帯と大腿骨の外側上顆の側面とがこすれる部分の計測を想定した本実施形態におけるサポーター型超音波プローブ30の装着例と、各超音波センサーユニット40の位置関係の例を示す図である。   FIG. 2 and FIG. 3 show an example of a joint disorder called a runner knee, and supporter type ultrasound in the present embodiment assuming measurement of a portion where the iliac ligament and the lateral side of the outer epicondyle of the femur rub due to bending of the knee. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of mounting of a probe 30 and an example of a positional relationship between each ultrasonic sensor unit 40.

なお、サポーター型超音波プローブ30の装着前には、適宜超音波センサーユニット40の超音波送出面あるいは被検者4の膝関節に、音響インピーダンス整合用の媒体(いわゆる「超音波検査用ジェル」「超音波診断用クリーム」「エコー検査用ゲル」などと呼ばれるもの)を適宜塗布する。   Before the support type ultrasonic probe 30 is mounted, an acoustic impedance matching medium (so-called “ultrasonic examination gel”) is appropriately applied to the ultrasonic transmission surface of the ultrasonic sensor unit 40 or the knee joint of the subject 4. Appropriately apply a so-called “ultrasound diagnostic cream” or “echo gel”.

本実施形態のサポーター型超音波プローブ30は、被検者4の膝周りに装着される。サポーター部31には膝頭を入れる穴部32が設けられており、膝に対する大体の位置決めと膝の屈伸にともなう相対的なズレを低減する。また、サポーター部31は、伸縮性を有するので膝を屈伸してもその内面は、膝関節の皮膚面に密着し、超音波センサーユニット40の2次元超音波振動子アレイ41の超音波送出面が皮膚に密着できるようになっている。   The supporter type ultrasonic probe 30 of the present embodiment is mounted around the knee of the subject 4. The supporter 31 is provided with a hole 32 for inserting the kneecap to reduce the relative displacement caused by the positioning of the knee relative to the knee and the bending and stretching of the knee. Further, since the supporter portion 31 has elasticity, even if the knee is bent and stretched, the inner surface thereof is in close contact with the skin surface of the knee joint, and the ultrasonic transmission surface of the two-dimensional ultrasonic transducer array 41 of the ultrasonic sensor unit 40. Can adhere to the skin.

サポーター型超音波プローブ30は、超音波センサーユニット40を複数備えているが、以下においては説明の簡明化のため、3つの超音波センサーユニット40を備え、右膝関節の計測に適当な位置に取り付けられることとして説明する。
具体的には、右膝関節にサポーター型超音波プローブ30を装着すると、第1の超音波センサーユニット40(40a)は膝関節の右斜め前に配置され、超音波の送出面を当該被検者の皮膚面側に向けた姿勢となる。また、第2の超音波センサーユニット40(40b)と第3の超音波センサーユニット40(40c)は膝関節の右斜め後にほぼ上下に並んで配置され、同じように超音波の送出面を当該被検者の皮膚面側に向けた姿勢となる。
The supporter-type ultrasonic probe 30 includes a plurality of ultrasonic sensor units 40, but in the following, for the sake of simplicity of description, the supporter-type ultrasonic probe 30 includes three ultrasonic sensor units 40 and is positioned at an appropriate position for measurement of the right knee joint. It will be described as being attached.
Specifically, when the supporter-type ultrasonic probe 30 is attached to the right knee joint, the first ultrasonic sensor unit 40 (40a) is disposed diagonally to the right of the knee joint, and the ultrasonic wave transmission surface is examined. The posture is toward the skin side of the person. In addition, the second ultrasonic sensor unit 40 (40b) and the third ultrasonic sensor unit 40 (40c) are arranged substantially vertically in the diagonally right after the knee joint, and similarly, the ultrasonic wave transmitting surface The posture is directed toward the skin side of the subject.

つまり、3つの超音波センサーユニット40は、この例における計測対象部位(腸脛靱帯と大腿骨の外側上顆の側面とがこすれる部分)を取り囲むように、計測対象部位の周囲に離散配置されることになる。そして、各超音波センサーユニット40の超音波計測範囲(図3中の破線扇形領域)は、膝を屈伸しても互いの計測範囲が部分的に重複し、且つ計測部位が超音波計測範囲に入るように設定されている。   That is, the three ultrasonic sensor units 40 are discretely arranged around the measurement target part so as to surround the measurement target part (the part where the intestinal shin ligament and the side surface of the outer epicondyle of the femur rub) in this example. It will be. The ultrasonic measurement ranges (broken line sectors in FIG. 3) of each ultrasonic sensor unit 40 overlap each other even if the knees are bent and stretched, and the measurement site is within the ultrasonic measurement range. It is set to enter.

そして、本実施形態の超音波計測装置10は、計測対象部位を挟むようにして配置された3つの超音波センサーユニット40で3次元超音波計測し、それらの超音波計測の結果から、計測対象部位に係る全体的な3次元超音波計測画像(全体画像)を生成することができる。   Then, the ultrasonic measurement apparatus 10 of the present embodiment performs three-dimensional ultrasonic measurement with the three ultrasonic sensor units 40 arranged so as to sandwich the measurement target part, and determines the measurement target part from the result of the ultrasonic measurement. Such an overall three-dimensional ultrasonic measurement image (overall image) can be generated.

図4は、全体画像を生成するために必要な、各超音波センサーユニット40の相対情報を算出する原理について説明するための図である。
超音波センサーユニット40の相対情報とは、何れかの超音波センサーユニット40を「基準センサー」とし、当該基準センサーの座標系(超音波送出面の法線ベクトルをZ軸とした直交3軸座標系)における他センサーユニットの相対位置座標と、他センサーユニットの超音波送出面の法線ベクトルすなわち相対法線ベクトルとである。基準センサーとする超音波センサーユニット40は予め指定されている。本実施形態では、第1の超音波センサーユニット40(40a)とする。
FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of calculating the relative information of each ultrasonic sensor unit 40 necessary for generating the entire image.
The relative information of the ultrasonic sensor unit 40 means that any one of the ultrasonic sensor units 40 is a “reference sensor”, and the coordinate system of the reference sensor (the orthogonal triaxial coordinate with the normal vector of the ultrasonic transmission surface as the Z axis). The relative position coordinates of the other sensor unit in the system) and the normal vector of the ultrasonic transmission surface of the other sensor unit, that is, the relative normal vector. The ultrasonic sensor unit 40 used as a reference sensor is designated in advance. In the present embodiment, the first ultrasonic sensor unit 40 (40a) is used.

まず、基準センサーを「送信センサー」として、相対位置算出用に、超音波計測範囲の全域を順次走査するように超音波ビームを送信制御する。具体的には、送信タイミング(t1,t2,…,tn,…)毎に超音波計測範囲内の特定方向へ向けて超音波ビームを送信する。ここで言う、特定方向を「送信ベクトル」と呼ぶ。   First, with the reference sensor as a “transmission sensor”, transmission control of an ultrasonic beam is performed so as to sequentially scan the entire ultrasonic measurement range for relative position calculation. Specifically, the ultrasonic beam is transmitted in a specific direction within the ultrasonic measurement range at every transmission timing (t1, t2,..., Tn,...). The specific direction referred to here is called a “transmission vector”.

一方、送信センサー以外の超音波センサーユニット40(本実施形態では、第2及び第3の超音波センサーユニット40(40b、40c))が「受信センサー」となる。各受信センサーは、送信センサーが超音波ビームを送信する都度すなわち送信タイミング(t1,t2,…,tn,…)毎に、それぞれの計測範囲全域について受信強度を計測し、受信エコーの分布を得る。   On the other hand, the ultrasonic sensor unit 40 (in this embodiment, the second and third ultrasonic sensor units 40 (40b, 40c)) other than the transmission sensor is a “reception sensor”. Each reception sensor measures the reception intensity over the entire measurement range every time the transmission sensor transmits an ultrasonic beam, that is, at each transmission timing (t1, t2,..., Tn,...), And obtains a distribution of reception echoes. .

図4の例では、第2の超音波センサーユニット40(40b)は、自身の超音波送出面の法線ベクトルをZb軸と直交するXbYb座標系の所定範囲について受信強度分布を計測する。図示は省略されているが、第3の超音波センサーユニット40(40c)についても同様にしてXcYc座標系の所定範囲について受信強度分布を計測する。   In the example of FIG. 4, the second ultrasonic sensor unit 40 (40b) measures the received intensity distribution for a predetermined range of the XbYb coordinate system in which the normal vector of its own ultrasonic transmission surface is orthogonal to the Zb axis. Although not shown, the received intensity distribution of the third ultrasonic sensor unit 40 (40c) is similarly measured for a predetermined range of the XcYc coordinate system.

もし、送信センサーからの超音波ビームが届いていれば、何れかの送信タイミングの受信エコーの分布にて、どこかの送信元方向ベクトルVsにて所定の基準値Rtを超えるピークを得ることになる。   If the ultrasonic beam from the transmission sensor has arrived, a peak exceeding a predetermined reference value Rt is obtained in some source direction vector Vs in the distribution of received echoes at any transmission timing. Become.

この基準値Rtを越える受信強度値のピークを得たタイミング、より具体的にはピークの最大値を得たタイミングを最大受信タイミングtmとすると、送信センサーから当該受信センサーまでの距離Lは、基準値Rtを越える受信強度値のピークを与えたタイミングにおける送受信時間差と、超音波の伝搬速度Csとの積から求めることができる。   When the timing at which the peak of the received intensity value exceeding the reference value Rt is obtained, more specifically, the timing at which the maximum value of the peak is obtained is the maximum reception timing tm, the distance L from the transmission sensor to the reception sensor is the reference It can be obtained from the product of the transmission / reception time difference at the timing when the peak of the received intensity value exceeding the value Rt is given and the ultrasonic wave propagation velocity Cs.

また、送信センサーから当該受信センサーへの向きは、基準値Rtを越える受信強度値の最大ピークを与えた送信タイミングtnの送信ベクトル(最大受信時送信ベクトルVt)であるから、受信センサーの送信センサーを基準とする相対位置座標は、最大受信時送信ベクトルVt方向に距離Lの位置となる。そして、受信センサーの超音波送出面の送信センサーを基準とする相対的な向き、すなわち相対法線ベクトルは、最大受信時送信ベクトルVtと、送信元方向ベクトルVsとが逆向きの関係にあることから座標変換して求めることができる。   Further, since the direction from the transmission sensor to the reception sensor is the transmission vector (maximum reception transmission vector Vt) at the transmission timing tn that gives the maximum peak of the reception intensity value exceeding the reference value Rt, the transmission sensor of the reception sensor The relative position coordinate with reference to is the position of the distance L in the direction of the maximum reception transmission vector Vt. The relative direction of the ultrasonic transmission surface of the reception sensor with respect to the transmission sensor, that is, the relative normal vector, the maximum reception transmission vector Vt and the transmission source direction vector Vs have a reverse relationship. Can be obtained by converting the coordinates.

但し、超音波センサーユニット40の配置条件によっては、基準センサーを送信センサーとした超音波ビームの照射のみでは、全ての超音波センサーユニット40の相対情報を得られない場合がある。例えば、図4の例では、第1の超音波センサーユニット40(40a)の左隣りの位置に超音波センサーユニット40dがあったと仮定すると、当該センサーユニットへは基準センサーである第1の超音波センサーユニット40(40a)からの超音波ビームは届かない。そこで、基準センサーを送信センサーとして超音波ビームの照射を行ってなお、相対情報が得られなかったセンサーユニットがある場合には、基準値Rtを越える受信強度ピークを得た受信センサー(例えば、図4の例では第2の超音波センサーユニット40(40b))に送信センサーを変更して、相対位置算出用に超音波計測範囲の全域を走査するように超音波ビームを送信制御する。そうして得られた相対位置情報を、基準センサーを基準とした座標系に変換して対応する。   However, depending on the arrangement conditions of the ultrasonic sensor unit 40, relative information of all the ultrasonic sensor units 40 may not be obtained only by irradiation of an ultrasonic beam using the reference sensor as a transmission sensor. For example, in the example of FIG. 4, when it is assumed that the ultrasonic sensor unit 40 d is located at the left adjacent position of the first ultrasonic sensor unit 40 (40 a), the first ultrasonic wave that is a reference sensor is connected to the sensor unit. The ultrasonic beam from the sensor unit 40 (40a) does not reach. Therefore, when there is a sensor unit in which the relative information cannot be obtained even after the ultrasonic beam is irradiated using the reference sensor as a transmission sensor, the reception sensor (for example, FIG. In the example of 4, the transmission sensor is changed to the second ultrasonic sensor unit 40 (40b), and transmission control of the ultrasonic beam is performed so as to scan the entire ultrasonic measurement range for relative position calculation. The relative position information obtained in this way is converted into a coordinate system with the reference sensor as a reference and corresponds.

超音波計測を行う前には、こうして全ての超音波センサーユニット40について相対情報の算出が行われる。そして、全ての超音波センサーユニット40について相対位置と相対姿勢とが明らかとなれば、例えば図5に示すように、同じタイミングで実施したそれぞれの超音波計測の結果(第1の超音波センサーユニット40a〜第3の超音波センサーユニット40cそれぞれの計測結果に基づく3次元画像70a,70b,70c(扇状の範囲1つ1つが2次元画像を現し、その集合で1つの3次元画像を構成している)を、基準センサーのXaYaZa座標系において、それぞれの相対情報に整合するように3次元画像70a,70b,70cを合成することができる。   Before performing ultrasonic measurement, relative information is calculated for all ultrasonic sensor units 40 in this way. Then, if the relative positions and relative postures of all the ultrasonic sensor units 40 are clarified, for example, as shown in FIG. 5, the results of the respective ultrasonic measurements performed at the same timing (first ultrasonic sensor unit The three-dimensional images 70a, 70b, 70c based on the measurement results of the respective ultrasonic sensor units 40a to 40c (one fan-shaped range represents a two-dimensional image, and a set of the three-dimensional images constitutes a three-dimensional image. In the XaYaZa coordinate system of the reference sensor, the three-dimensional images 70a, 70b, and 70c can be synthesized so as to match each relative information.

本実施形態の超音波計測装置10は、各超音波センサーユニット40にて3次元超音波計測を行って得られた3次元画像70a,70b,70cから、計測部位全体のボリュームデータ72を生成することができる。なお、3次元画像70a,70b,70cそれぞれから、個別のボリュームデータ(小領域)を中間生成し、中間生成したボリュームデータから計測部位全体のボリュームデータ72を生成することとしてもよい。本実施形態では、中間生成しない前者の方法として以下説明する。   The ultrasonic measurement apparatus 10 of the present embodiment generates volume data 72 of the entire measurement region from the three-dimensional images 70a, 70b, and 70c obtained by performing the three-dimensional ultrasonic measurement with each ultrasonic sensor unit 40. be able to. Note that individual volume data (small areas) may be generated from each of the three-dimensional images 70a, 70b, and 70c, and the volume data 72 of the entire measurement region may be generated from the intermediately generated volume data. In the present embodiment, the former method without intermediate generation will be described below.

そして、超音波計測装置10は、生成したボリュームデータ72に基づいて計測部位の全体画像(例えば、計測対象部位を構成する各組織の表面で構成された外観画像や、内部構造を半透視した透視画像、内部断面画像を含む)をボリュームレンダリングして生成し、例えば処理装置20のタッチパネル21に表示させる。しかも、超音波計測装置10は、被検者4の膝を屈伸させながら、相対値情報の算出と、3次元超音波計測と、ボリュームデータの生成と、計測対象部位に係る全体的な3次元超音波計測画像(全体画像)をレンダリングするボリュームレンダリングと、全体画像の表示制御とを、所定の制御サイクル(例えば、20fps)で繰り返し実行することで、膝の屈伸中の障害部位の様子を連続的に観察可能にする。   Then, the ultrasonic measurement apparatus 10 performs an overall image of the measurement site (for example, an external appearance image formed on the surface of each tissue constituting the measurement target site, or a fluoroscopy through the internal structure based on the generated volume data 72. Image and an internal cross-sectional image) are generated by volume rendering and displayed on the touch panel 21 of the processing device 20, for example. In addition, the ultrasonic measurement apparatus 10 calculates the relative value information, performs the three-dimensional ultrasonic measurement, generates the volume data, and performs the overall three-dimensional operation related to the measurement target part while bending and stretching the knee of the subject 4. By repeatedly executing volume rendering for rendering an ultrasonic measurement image (entire image) and display control of the entire image in a predetermined control cycle (for example, 20 fps), the state of the disordered part during knee flexion and extension is continuously displayed. Observable.

[機能構成の説明]
次に、本実施形態を実現するための機能構成について説明する。
図6は、本実施形態の超音波計測装置10の機能構成例を示すブロック図である。超音波計測装置10は、操作入力部100と、第1超音波振動子制御部110a〜第n超音波振動子制御部110n(nは2以上の整数)と、第1超音波振動子アレイ120a〜第n超音波振動子アレイ120nと、通信部150と、処理部200と、画像表示部360と、記憶部500とを備える。
[Description of functional configuration]
Next, a functional configuration for realizing the present embodiment will be described.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the ultrasonic measurement apparatus 10 according to the present embodiment. The ultrasonic measurement apparatus 10 includes an operation input unit 100, a first ultrasonic transducer control unit 110a to an nth ultrasonic transducer control unit 110n (n is an integer of 2 or more), and a first ultrasonic transducer array 120a. To nth ultrasonic transducer array 120n, communication unit 150, processing unit 200, image display unit 360, and storage unit 500.

操作入力部100は、オペレーターによる各種操作入力を受け付け、操作入力に応じた操作入力信号を処理部200へ出力する。ボタンスイッチやレバースイッチ、ダイヤルスイッチ、トラックパッド、マウス、などにより実現できる。図1の例ではタッチパネル21やキーボード22が該当する。   The operation input unit 100 receives various operation inputs by the operator and outputs an operation input signal corresponding to the operation input to the processing unit 200. It can be realized with a button switch, lever switch, dial switch, trackpad, mouse, etc. In the example of FIG. 1, the touch panel 21 and the keyboard 22 correspond.

第1超音波振動子制御部110a〜第n超音波振動子制御部110nは、対応する第1超音波振動子アレイ120a〜第n超音波振動子アレイ120nによる超音波の発信や超音波エコーの受信に係る制御、および受信結果に基づく画像の生成処理を実行する。例えば、公知の超音波振動子の制御技術により実現可能である。
例えば、1)送信フォーカシングに係る制御を実行する送信フォーカス制御部111と、2)対応する第1超音波振動子アレイ120a〜第n超音波振動子アレイ120nへの駆動信号(パルス電圧)の送出及び超音波エコーの受信信号の取得を行う送受信回路112と、受信フォーカシング制御を行う受信フォーカス制御部113と、超音波エコーから2次元画像(例えば、2次元Bモード画像)を生成する2次元画像生成部114と、超音波エコーから3次元画像を生成する3次元画像生成部115とを含む。図1の例では、制御IC42が該当する。
The first ultrasonic transducer control unit 110a to the nth ultrasonic transducer control unit 110n transmit ultrasonic waves and ultrasonic echoes by the corresponding first ultrasonic transducer array 120a to nth ultrasonic transducer array 120n. Control related to reception and image generation processing based on the reception result are executed. For example, this can be realized by a known ultrasonic transducer control technique.
For example, 1) a transmission focus control unit 111 that executes control related to transmission focusing, and 2) transmission of a drive signal (pulse voltage) to the corresponding first ultrasonic transducer array 120a to nth ultrasonic transducer array 120n. And a transmission / reception circuit 112 that acquires a reception signal of an ultrasonic echo, a reception focus control unit 113 that performs reception focusing control, and a two-dimensional image that generates a two-dimensional image (for example, a two-dimensional B-mode image) from the ultrasonic echo A generation unit 114 and a three-dimensional image generation unit 115 that generates a three-dimensional image from ultrasonic echoes are included. In the example of FIG. 1, the control IC 42 corresponds.

第1超音波振動子アレイ120a〜第n超音波振動子アレイ120nは、超音波ビームの送信フォーカシングや、所定位置からの超音波エコーを選択的に受信する受信フォーカシングに対応する超音波振動子群である。図1の例では、2次元超音波振動子アレイ41が該当する。   The first ultrasonic transducer array 120a to the nth ultrasonic transducer array 120n are ultrasonic transducer groups corresponding to transmission focusing of ultrasonic beams and reception focusing that selectively receives ultrasonic echoes from a predetermined position. It is. In the example of FIG. 1, the two-dimensional ultrasonic transducer array 41 corresponds.

通信部150は、第1超音波振動子制御部110a〜第n超音波振動子制御部110nと処理部200との間の信号送受を管理する。通信制御ICや通信ケーブル、ソケット、無線通信機などにより実現できる。図1の例では、サポーター型超音波プローブ30の通信制御ユニット50や、処理装置20の通信制御IC25が該当する。   The communication unit 150 manages signal transmission / reception between the first ultrasonic transducer control unit 110a to the nth ultrasonic transducer control unit 110n and the processing unit 200. This can be realized by a communication control IC, a communication cable, a socket, a wireless communication device, or the like. In the example of FIG. 1, the communication control unit 50 of the supporter type ultrasonic probe 30 and the communication control IC 25 of the processing device 20 correspond to this.

処理部200は、例えば、CPUやGPU等のマイクロプロセッサーや、ASIC、ICメモリーなどの電子部品によって実現される。そして、処理部200は、各機能部との間でデータの入出力制御を行い、所定のプログラムや各種データに基づいて各種の演算処理を実行して、超音波センサーユニット40の相対情報の算出に関する制御や、ボリュームデータの生成、ボリュームレンダリングによる全体画像の生成、全体画像の表示制御をすることができる。図1の例では、処理装置20の制御基板26が該当する。   The processing unit 200 is realized by, for example, a microprocessor such as a CPU or a GPU, or an electronic component such as an ASIC or an IC memory. The processing unit 200 performs input / output control of data with each functional unit, executes various arithmetic processes based on a predetermined program and various data, and calculates relative information of the ultrasonic sensor unit 40. Control, volume data generation, overall image generation by volume rendering, and overall image display control. In the example of FIG. 1, the control board 26 of the processing apparatus 20 corresponds.

そして、本実施形態の処理部200は、相対情報算出部202と、超音波計測制御部204と、全体画像生成部210と、繰り返し制御部220と、計時部230と、画像生成部260とを有する。   The processing unit 200 of this embodiment includes a relative information calculation unit 202, an ultrasonic measurement control unit 204, an overall image generation unit 210, a repetition control unit 220, a time measurement unit 230, and an image generation unit 260. Have.

相対情報算出部202は、離散配置された第1超音波振動子アレイ120a〜第n超音波振動子アレイ120nの超音波の送受信情報に基づいて相対位置および相対姿勢の相対情報を算出する。図4で説明した相対位置情報の算出に関する制御を行う。   The relative information calculation unit 202 calculates the relative information of the relative position and the relative posture based on the ultrasonic transmission / reception information of the first ultrasonic transducer array 120a to the nth ultrasonic transducer array 120n that are discretely arranged. The control related to the calculation of the relative position information described with reference to FIG. 4 is performed.

超音波計測制御部204は、第1超音波振動子制御部110a〜第n超音波振動子制御部110nに、それぞれ対応する第1超音波振動子アレイ120a〜第n超音波振動子アレイ120nによる同時(または診断に支障が無い程度の時間ずれを許容する意味での略同時)の超音波計測を実行させる。   The ultrasonic measurement control unit 204 includes a first ultrasonic transducer array 120a to an nth ultrasonic transducer array 120n corresponding to the first ultrasonic transducer control unit 110a to the nth ultrasonic transducer control unit 110n, respectively. Simultaneously (or substantially simultaneous in the sense of allowing a time lag that does not hinder diagnosis) is executed.

全体画像生成部210は、第1超音波振動子制御部110a〜第n超音波振動子制御部110nから、それぞれ対応する第1超音波振動子アレイ120a〜第n超音波振動子アレイ120nで計測した結果データを取得し、計測対象部位に係る全体的な3次元超音波計測画像(全体画像)を生成する。全体画像生成部210は、3次元超音波計測画像生成部に相当する。   The whole image generation unit 210 measures the first ultrasonic transducer array 120a to the nth ultrasonic transducer array 120n from the first ultrasonic transducer control unit 110a to the nth ultrasonic transducer control unit 110n, respectively. The obtained result data is acquired, and an overall three-dimensional ultrasonic measurement image (overall image) related to the measurement target part is generated. The entire image generation unit 210 corresponds to a three-dimensional ultrasonic measurement image generation unit.

より詳しくは、全体画像生成部210は、ボリュームデータ生成部212と、表示制御部214と、ボリュームレンダリング部216とを有する。   More specifically, the entire image generation unit 210 includes a volume data generation unit 212, a display control unit 214, and a volume rendering unit 216.

ボリュームデータ生成部212は、第1超音波振動子制御部110a〜第n超音波振動子制御部110nで生成された、それぞれの計測範囲における計測対象部位の2次元画像や3次元画像のデータ(計測対象部位の部分画像のデータ)を取得する。そして、それらを対応する第1超音波振動子アレイ120a〜第n超音波振動子アレイ120nの相対位置と相対姿勢とが整合するようにして、所定の基準座標系(図4及び図5の例では、第1の超音波センサーユニット40の座標系)にて合成して、計測対象部位全体のボリュームデータを生成する。   The volume data generation unit 212 generates two-dimensional images and three-dimensional image data of measurement target parts in the respective measurement ranges generated by the first ultrasonic transducer control unit 110a to the nth ultrasonic transducer control unit 110n ( Data of the partial image of the measurement target part) is acquired. Then, the relative positions and the relative postures of the corresponding first ultrasonic transducer array 120a to nth ultrasonic transducer array 120n are matched so that a predetermined reference coordinate system (examples of FIGS. 4 and 5) is obtained. Then, the data is synthesized by the coordinate system of the first ultrasonic sensor unit 40 to generate volume data of the entire measurement target region.

表示制御部214は、操作入力部100からの所定の表示設定操作に応じて、ボリュームレンダリング部216がレンダリングする計測対象部位に係る3次元超音波計測画像(全体画像)の視点や断面を設定する。ボリュームレンダリング部216は、計測対象部位全体のボリュームデータを、設定された視点或いは断面で見た画像をレンダリングして生成する。   In response to a predetermined display setting operation from the operation input unit 100, the display control unit 214 sets the viewpoint and cross section of the three-dimensional ultrasonic measurement image (entire image) related to the measurement target portion to be rendered by the volume rendering unit 216. . The volume rendering unit 216 generates volume data of the entire measurement target part by rendering an image viewed from a set viewpoint or cross section.

繰り返し制御部220は、相対情報算出部202による相対情報の算出と、超音波計測制御部204による超音波計測の制御と、全体画像生成部210による画像生成とを繰り返し実行させる制御をする。繰り返し制御部220は、制御部に相当する。   The repetition control unit 220 performs control to repeatedly execute the calculation of relative information by the relative information calculation unit 202, the control of ultrasonic measurement by the ultrasonic measurement control unit 204, and the image generation by the overall image generation unit 210. The repetition control unit 220 corresponds to a control unit.

計時部230は、送信タイミングや受信タイミングの基準となるシステムクロックの計時をする。   The timer 230 measures a system clock that is a reference for transmission timing and reception timing.

画像生成部260は、各種操作画面や全体画像などを画像表示部360へ表示させるための画像信号を生成して出力する。   The image generation unit 260 generates and outputs an image signal for causing the image display unit 360 to display various operation screens and an entire image.

画像表示部360は、画像生成部260から入力される画像信号に基づいて画像を表示出力する。図1の例ではタッチパネル21が該当する。   The image display unit 360 displays and outputs an image based on the image signal input from the image generation unit 260. The touch panel 21 corresponds to the example of FIG.

記憶部500は、ICメモリーやハードディスク、光学ディスクなどの記憶媒体により実現され、各種プログラムや、処理部200の演算過程のデータなどの各種データを記憶する。図1の例では、処理装置20の制御基板26に搭載されているICメモリー24が該当する。なお、処理部200と記憶部500の接続は、装置内の内部バス回路による接続に限らず、LAN(Local Area Network)やインターネットなどの通信回線で実現しても良い。その場合、記憶部500は超音波計測装置10とは別の外部記憶装置により実現されるとしてもよい。   The storage unit 500 is realized by a storage medium such as an IC memory, a hard disk, or an optical disk, and stores various types of data such as various programs and calculation process data of the processing unit 200. In the example of FIG. 1, the IC memory 24 mounted on the control board 26 of the processing apparatus 20 corresponds. Note that the connection between the processing unit 200 and the storage unit 500 is not limited to the connection by an internal bus circuit in the apparatus, but may be realized by a communication line such as a LAN (Local Area Network) or the Internet. In that case, the storage unit 500 may be realized by an external storage device different from the ultrasonic measurement device 10.

図7は、記憶部500に記憶されるプログラムやデータの例を示す図である。
記憶部500は、システムプログラム501と、計測制御プログラム502と、システムクロック506と、相対情報算出用基礎データ510と、センサー別相対情報540と、センサー別3次元画像データ550と、表示制御データ560と、ボリュームデータ562と、全体画像データ564とを記憶する。その他、超音波センサーユニット40の相対位置情報の算出やボリュームデータの生成、ボリュームレンダリングのための各種データも適宜記憶することができる。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of programs and data stored in the storage unit 500.
The storage unit 500 includes a system program 501, a measurement control program 502, a system clock 506, relative information calculation basic data 510, sensor-specific relative information 540, sensor-specific three-dimensional image data 550, and display control data 560. And volume data 562 and whole image data 564 are stored. In addition, various data for calculating the relative position information of the ultrasonic sensor unit 40, generating volume data, and volume rendering can be stored as appropriate.

システムプログラム501は、処理装置20をコンピューターとしての基本的な入出力機能を実現するためのプログラムである。処理部200は、システムプログラム501を実行している状態で、計測制御プログラム502を実行することにより実現する。なお、これらの処理部200が有する各機能部を電子回路等のハードウェアで実現する場合には、当該機能を実現させるためのプログラムの一部を省略することができる。   The system program 501 is a program for realizing a basic input / output function of the processing device 20 as a computer. The processing unit 200 is realized by executing the measurement control program 502 while the system program 501 is being executed. In addition, when each function part which these process parts 200 have is implement | achieved by hardware, such as an electronic circuit, a part of program for implement | achieving the said function can be abbreviate | omitted.

相対情報算出用基礎データ510は、第1超音波振動子制御部110a〜第n超音波振動子制御部110n、すなわち超音波センサーユニット40(図1)それぞれの相対位置および相対姿勢の相対情報を算出するための基礎データである。相対情報算出用基礎データ510は、相対情報の算出のための送信センサーの設定毎に生成される。   Relative information calculation basic data 510 includes relative information on the relative positions and relative orientations of the first ultrasonic transducer control unit 110a to the nth ultrasonic transducer control unit 110n, that is, the ultrasonic sensor unit 40 (FIG. 1). This is basic data for calculation. Relative information calculation basic data 510 is generated for each setting of the transmission sensor for calculating relative information.

例えば、図8に示すように、送信センサーとした超音波センサーユニット40の識別情報を格納する送信センサーID511と、送信タイミング毎に作成される複数の送受信データセット520とを含む。   For example, as illustrated in FIG. 8, a transmission sensor ID 511 that stores identification information of the ultrasonic sensor unit 40 serving as a transmission sensor, and a plurality of transmission / reception data sets 520 created at each transmission timing are included.

1つの送受信データセット520は、送信時のシステムクロック506を格納する送信タイミング522と、超音波ビームの送信方向を送信センサーの座標系で記述した送信ベクトル524と、受信センサー毎に作成される複数の受信データ530とを含む。   One transmission / reception data set 520 includes a transmission timing 522 for storing the system clock 506 at the time of transmission, a transmission vector 524 in which the transmission direction of the ultrasonic beam is described in the coordinate system of the transmission sensor, and a plurality of data created for each reception sensor. Received data 530.

1つの受信データ530は、当該データがどの超音波センサーユニット40で受信したものであるかを示す受信センサーID531と、複数の受信エコー分布データ532とを格納する。   One reception data 530 stores a reception sensor ID 531 indicating which ultrasonic sensor unit 40 has received the data, and a plurality of reception echo distribution data 532.

受信エコー分布データ532は、当該受信センサーとなっている超音波センサーユニット40の計測範囲全域についての受信強度の計測結果である。例えば、受信タイミング533と、当該受信センサーとなっている超音波センサーユニット40の座標系で記述した受信フォーカス座標534と、受信エコーの受信強度値535とを対応づけて格納する。   The reception echo distribution data 532 is a measurement result of the reception intensity for the entire measurement range of the ultrasonic sensor unit 40 serving as the reception sensor. For example, the reception timing 533, the reception focus coordinates 534 described in the coordinate system of the ultrasonic sensor unit 40 serving as the reception sensor, and the reception intensity value 535 of the reception echo are stored in association with each other.

図7に戻って、センサー別相対情報540は、超音波センサーユニット40毎に作成され、それぞれが各センサーユニットを識別するセンサーIDと、相対位置座標と、相対法線ベクトルとを格納する。   Returning to FIG. 7, the sensor-specific relative information 540 is created for each ultrasonic sensor unit 40 and stores a sensor ID for identifying each sensor unit, a relative position coordinate, and a relative normal vector.

センサー別3次元画像データ550は、超音波センサーユニット40毎に作成され、各センサーユニットによる超音波計測の結果に基づく計測部位の3次元部分画像データを格納する。   The sensor-specific three-dimensional image data 550 is created for each ultrasonic sensor unit 40, and stores three-dimensional partial image data of a measurement site based on the result of ultrasonic measurement by each sensor unit.

表示制御データ560は、全体画像を生成するためのボリュームレンダリングの視点や、ボリュームデータの断面を定義する。   The display control data 560 defines a volume rendering viewpoint for generating an entire image and a section of volume data.

[処理の流れの説明]
次に、超音波計測装置10の動作について説明する。
図9は、超音波計測装置10の計測制御に係る処理の流れを説明するためのフローチャートであって、所定の計測開始操作を検出すると実行される。なお、被検者4の膝関節には予めサポーター型超音波プローブ30を装着しているものとする。また、所定の表示制御操作を検出すると、処理部200は表示制御データ560をその都度変更するものとする。
[Description of process flow]
Next, the operation of the ultrasonic measurement apparatus 10 will be described.
FIG. 9 is a flowchart for explaining the flow of processing related to the measurement control of the ultrasonic measurement apparatus 10, and is executed when a predetermined measurement start operation is detected. It is assumed that the supporter-type ultrasonic probe 30 is attached to the knee joint of the subject 4 in advance. When a predetermined display control operation is detected, the processing unit 200 changes the display control data 560 each time.

超音波計測装置10の処理部200は、所定の計測開始操作を検出すると、所定の終了操作を検出するまで、描画フレーム毎にループAを所定サイクルで繰り返し実行する(ステップS2〜S32)。   When detecting the predetermined measurement start operation, the processing unit 200 of the ultrasonic measurement apparatus 10 repeatedly executes the loop A in a predetermined cycle for each drawing frame until a predetermined end operation is detected (steps S2 to S32).

ループAでは、超音波計測装置10は、先ず相対情報算出用基礎データ510を作成し、送信センサーID511を所定の基準センサー(本実施形態では第1の超音波センサーユニット40a;図3,図4)に設定し(ステップS4)、送信ベクトル524を超音波ビームを最初に送信する方向に初期化する(ステップS6)。そして、送信タイミング522に現在のシステムクロック506の示す値を設定して、送信センサーから送信ベクトル524の方向へ超音波ビームを送出させる(ステップS8)。   In the loop A, the ultrasonic measurement apparatus 10 first creates the relative information calculation basic data 510 and sets the transmission sensor ID 511 to a predetermined reference sensor (the first ultrasonic sensor unit 40a in the present embodiment; FIGS. 3 and 4). (Step S4), and the transmission vector 524 is initialized in the direction in which the ultrasonic beam is first transmitted (step S6). Then, a value indicated by the current system clock 506 is set at the transmission timing 522, and an ultrasonic beam is transmitted from the transmission sensor in the direction of the transmission vector 524 (step S8).

一方、超音波計測装置10は受信センサー毎に、計測範囲全域で受信エコーを測定し、相対情報算出用基礎データ510に受信エコー分布データ532を記憶する(ステップS10)。従って、送信センサーからの超音波ビームの送信時間は、ステップS10において各受信センサーが受信エコー分布データ532を得るのに十分な時間だけ送出させるものとする。   On the other hand, the ultrasonic measurement apparatus 10 measures the reception echo over the entire measurement range for each reception sensor, and stores the reception echo distribution data 532 in the relative information calculation basic data 510 (step S10). Accordingly, it is assumed that the transmission time of the ultrasonic beam from the transmission sensor is transmitted for a time sufficient for each reception sensor to obtain the reception echo distribution data 532 in step S10.

次に、超音波計測装置10は今回の超音波ビームの送信で、当該送信センサーの全ての計測範囲全域に超音波ビームを送信したかを判定する(ステップS12)。相対情報算出用基礎データ510には、送信ベクトル毎の送受信データセット520が格納されるので、送受信データセット520が所定数に達していなければ、否定判定する。
そして、もし否定であれば(ステップS12のNO)、超音波計測装置10は新たな送受信データセット520を作成してその送信ベクトル524を次の方向を示すように設定して送信方向を変更する(ステップS14)。そして、ステップS8に戻る。
Next, the ultrasonic measurement apparatus 10 determines whether or not the ultrasonic beam has been transmitted over the entire measurement range of the transmission sensor in the current transmission of the ultrasonic beam (step S12). Since the transmission / reception data set 520 for each transmission vector is stored in the relative information calculation basic data 510, a negative determination is made if the transmission / reception data set 520 has not reached the predetermined number.
If negative (NO in step S12), the ultrasonic measurement apparatus 10 creates a new transmission / reception data set 520, sets the transmission vector 524 to indicate the next direction, and changes the transmission direction. (Step S14). Then, the process returns to step S8.

やがて、超音波ビームの送信が送信センサーの全ての計測範囲全域に及んだならば(ステップS12のYES )、超音波計測装置10は次に全ての受信センサーで基準値Rt(図4)に達する受信エコーの受信強度値が得られたかを判定する(ステップS18)。   Eventually, if the transmission of the ultrasonic beam reaches the entire measurement range of the transmission sensor (YES in step S12), the ultrasonic measurement apparatus 10 then sets the reference value Rt (FIG. 4) for all the reception sensors. It is determined whether the reception intensity value of the received reception echo has been obtained (step S18).

もし、否定であれば(ステップS16のNO)、超音波計測装置10は、相対位置と相対姿勢を求められない超音波センサーユニット40が残っていると見なし、既に基準値Rt以上の受信強度値が得られている受信センサーの何れかを選択し、これを新たな送信センサーに設定する(ステップS18)。具体的には、新たに相対情報算出用基礎データ510を生成し、送信センサーID511に新たな送信センサーとされた超音波センサーユニット40の識別情報を設定する。そして、ステップS6に戻る。   If negative (NO in step S16), the ultrasonic measurement apparatus 10 regards that the ultrasonic sensor unit 40 whose relative position and relative posture cannot be obtained remains, and has already received a reception intensity value equal to or greater than the reference value Rt. Is selected as a new transmission sensor (step S18). Specifically, the basic data 510 for relative information calculation is newly generated, and the identification information of the ultrasonic sensor unit 40 that is set as a new transmission sensor is set in the transmission sensor ID 511. Then, the process returns to step S6.

もし、全ての受信センサーで基準値Rtに達する受信エコーの受信強度値が得られたならば(ステップS16のYES)、超音波計測装置10は受信センサー毎に最大受信強度が得られた時の送信センサーを基準とする相対位置と相対法線ベクトルとを算出し、センサー別相対情報540に格納する(ステップS20)。   If the reception intensity values of the received echoes that reach the reference value Rt are obtained by all the reception sensors (YES in step S16), the ultrasonic measurement device 10 determines when the maximum reception intensity is obtained for each reception sensor. A relative position and a relative normal vector with respect to the transmission sensor are calculated and stored in the sensor-specific relative information 540 (step S20).

この段階では、ステップS18により基準センサーとは別の超音波センサーユニット40を送信センサーとしたときに最大受信強度値を得ているケースが残り得る。
そこで、超音波計測装置10は次に、最大受信強度値を得た時の送信センサーID511が所定の基準センサーを示していない受信センサーについては、ステップS18で求めた相対位置と相対法線ベクトルとを、最大受信強度値を得た時の送信センサーと基準センサーとの相対位置と相対姿勢とに基づいて、基準センサーの座標系で記述するように変換処理する(ステップS22)。
At this stage, there may be a case where the maximum received intensity value is obtained when the ultrasonic sensor unit 40 different from the reference sensor is used as the transmission sensor in step S18.
Therefore, the ultrasonic measurement apparatus 10 next receives the relative position and the relative normal vector obtained in step S18 for the reception sensor whose transmission sensor ID 511 when the maximum reception intensity value is obtained does not indicate the predetermined reference sensor. Is converted so as to be described in the coordinate system of the reference sensor based on the relative position and relative orientation of the transmission sensor and the reference sensor when the maximum received intensity value is obtained (step S22).

これで、全ての超音波センサーユニット40の相対情報(相対位置、相対姿勢)が明らかになったので、超音波計測装置10は全ての超音波センサーユニット40による超音波計測を実行する(ステップS24)。   Now that the relative information (relative position and relative posture) of all the ultrasonic sensor units 40 has been clarified, the ultrasonic measurement apparatus 10 performs ultrasonic measurement using all the ultrasonic sensor units 40 (step S24). ).

次いで、超音波計測装置10は、超音波計測の結果に基づいて超音波センサーユニット別の3次元画像(図5の3次元画像70a,70b,70c)を生成し(ステップS26)、判明している各超音波センサーユニット40の相対情報に基づいて、超音波センサーユニット別の3次元画像から計測部位全体のボリュームデータ562を生成する(ステップS28)。   Next, the ultrasonic measurement apparatus 10 generates a three-dimensional image for each ultrasonic sensor unit (three-dimensional images 70a, 70b, and 70c in FIG. 5) based on the result of the ultrasonic measurement (step S26), and is found out. Based on the relative information of each ultrasonic sensor unit 40, volume data 562 of the entire measurement region is generated from the three-dimensional image for each ultrasonic sensor unit (step S28).

そして、生成されたボリュームデータ562から表示制御データ560に定義されている視点や断面での全体画像を生成し、タッチパネル21に表示させる(ステップS30)。   Then, an entire image at the viewpoint or cross section defined in the display control data 560 is generated from the generated volume data 562 and displayed on the touch panel 21 (step S30).

以上、本実施形態によれば、伸縮性のサポーター部31で小型の超音波センサーユニット40を支持し、関節部を動かしたとしても超音波センサーを安定して皮膚面に密着させ続けることができる。勿論、オペレーターの手を塞ぐこともない。また、この間、各超音波センサーユニット40の相対位置および相対姿勢の相対情報が算出され続け、各超音波センサーユニット40それぞれの計測結果と相対情報とを用いて、計測対象部位に係る全体的な3次元超音波計測画像が生成される。よって、関節を様々な角度に動かしながら障害部位を連続的に計測し観察することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the elastic supporter 31 supports the small ultrasonic sensor unit 40, and the ultrasonic sensor can be kept in close contact with the skin surface even when the joint is moved. . Of course, the operator's hand is not blocked. Further, during this time, the relative information of the relative position and relative posture of each ultrasonic sensor unit 40 is continuously calculated, and the entire measurement target region is measured using the measurement results and relative information of each ultrasonic sensor unit 40. A three-dimensional ultrasonic measurement image is generated. Therefore, it is possible to continuously measure and observe the obstacle site while moving the joint to various angles.

具体的には、各超音波センサーユニット40で計測した結果に基づく関節部の3次元画像を合成してボリュームデータを作成し、任意の視点や断面から計測対象部位を見た全体画像を逐次生成し表示することができる。
よって、関節を動かしながら本実施形態の計測制御を実施すれば、障害部位の様子をリアルタイムに連続的に観察することが可能となる。
Specifically, volume data is created by synthesizing 3D images of joints based on the results measured by each ultrasonic sensor unit 40, and an entire image in which the measurement target part is viewed from an arbitrary viewpoint or cross-section is sequentially generated. Can be displayed.
Therefore, if the measurement control of the present embodiment is performed while moving the joint, it is possible to continuously observe the state of the faulty part in real time.

〔変形例〕
以上、本発明を適用した実施形態について説明したが、本発明が適用可能な形態は上記実施形態に限るものではなく適宜構成要素の追加・省略・変更を施すことができる。
[Modification]
As mentioned above, although embodiment which applied this invention was described, the form which can apply this invention is not restricted to the said embodiment, A component can be added, abbreviate | omitted, and changed suitably.

例えば、サポーター型超音波プローブ30が有する超音波センサーユニット40の数やそれらの取り付け位置は上記実施形態に限らず変更可能である。
例えば、図10に示すように、複数の超音波センサーユニット40を、筒型の装着具であるサポーター部31の周方向に全周と全長に亘って取り付ける構成としてもよい。
For example, the number of ultrasonic sensor units 40 included in the support type ultrasonic probe 30 and their attachment positions can be changed without being limited to the above embodiment.
For example, as shown in FIG. 10, it is good also as a structure which attaches the some ultrasonic sensor unit 40 over the perimeter and the full length in the circumferential direction of the supporter part 31 which is a cylindrical mounting tool.

また、サポーター型超音波プローブ30のサポーター部31を省略した構成も可能である。例えば図11に示す超音波プローブセット30Cのように、各超音波センサーユニット40を皮膚に粘着可能な粘着部材で構成された粘着部33を有するセンサー支持体34で支持する構成とし、計測対象とする関節部の皮膚面に着脱可能に取り付けるとしてもよい。   Further, a configuration in which the supporter unit 31 of the supporter type ultrasonic probe 30 is omitted is also possible. For example, as in an ultrasonic probe set 30C shown in FIG. 11, each ultrasonic sensor unit 40 is supported by a sensor support 34 having an adhesive portion 33 made of an adhesive member capable of adhering to the skin. It is good also as detachably attaching to the skin surface of the joint part to perform.

また、サポーター型超音波プローブ30以外の構成として、伸縮性のある貼付可能な布状体の内面側に小型の超音波センサーユニット40を分散配置して構成した“湿布型超音波プローブ”や、伸縮性の環状の布状体の内面側に小型の超音波センサーユニット40を分散配置して構成した“腹巻き型超音波プローブ”を構成してもよい。   Further, as a configuration other than the support type ultrasonic probe 30, a “compressed type ultrasonic probe” configured by dispersing small ultrasonic sensor units 40 on the inner surface side of a stretchable cloth-like body, A “belly-wrapped ultrasonic probe” in which small ultrasonic sensor units 40 are dispersedly arranged on the inner surface side of a stretchable annular cloth-like body may be configured.

また、上記の実施形態では、サポーター型超音波プローブ30の使用例として、関節を動かしながら障害部位をハンズフリーで連続的に観察可能であることを説明した。しかし、上記の“湿布型超音波プローブ”や“腹巻き型超音波プローブ”として、体の動きの少ない内蔵の患部をハンズフリーで連続的に観察することも可能である。   In the above-described embodiment, as an example of use of the supporter-type ultrasonic probe 30, it has been described that an obstacle site can be continuously observed hands-free while moving a joint. However, it is also possible to continuously observe a built-in affected part with little body movement as a “pack type ultrasonic probe” or “abdominal wound type ultrasonic probe” as described above.

その効果は、例えば、ハンズフリーで視点や断面を様々に変えた画像を自由に表示できるので、体内の腫瘍や結石を探しやすく、早期発見につなげることができることにある。また、心臓疾患の発見なども同様であり、また腫瘍や疾患の手術後の経過なども連続で観察可能である。もちろん、薬や注射などによる治療の経過も常時観察が可能である。また、胎児の様子も常時ハンズフリーで観察でき、異常をいち早く発見することができる。またさらに、膀胱内の畜尿量を常時観察して、失禁の予防をすることもできる。   The effect is, for example, that it is possible to freely display images with various viewpoints and cross-sections in a hands-free manner, so that it is easy to search for tumors and stones in the body, which can lead to early detection. The same is true for the discovery of heart diseases, and the progress of tumors and diseases after surgery can be continuously observed. Of course, it is possible to always observe the progress of treatment with drugs or injections. In addition, the state of the fetus can always be observed hands-free, and abnormalities can be discovered quickly. Furthermore, incontinence can be prevented by constantly observing the amount of livestock urine in the bladder.

以上の観察は、サポーター型超音波プローブ30の他、上記の“湿布型超音波プローブ”や“腹巻き型超音波プローブ”で可能である。被検者の体が動いても観察可能であるから、被検者の姿勢を固定する必要がない。すなわち、寝ている状態の体位(横臥姿勢や仰向け姿勢)や座位の他、歩行などで体位が変化する場面においても、プローブを気にすることなく被検者が常に楽な姿勢でいられるという効果も有する。   The above observation can be performed with the above-described “pack type ultrasonic probe” and “belly-wrap type ultrasonic probe” in addition to the support type ultrasonic probe 30. Since observation is possible even when the subject's body moves, there is no need to fix the posture of the subject. In other words, the subject can always be in a comfortable posture without worrying about the probe even when the posture changes during walking, in addition to the sleeping posture (recumbent posture or supine posture) or sitting position. It also has an effect.

また、上記実施形態では、相対情報算出部202と全体画像生成部210とを、処理装置20にて実現する構成としたが、サポーター型超音波プローブ30に設ける構成としてもよい。例えば、相対情報算出部202と全体画像生成部210とをそれぞれLSIなどのハードウェアにより実現し、サポーター型超音波プローブ30の通信制御ユニット50に搭載するとしてもよい。   In the above embodiment, the relative information calculation unit 202 and the entire image generation unit 210 are configured to be realized by the processing device 20, but may be configured to be provided in the supporter type ultrasonic probe 30. For example, the relative information calculation unit 202 and the entire image generation unit 210 may be realized by hardware such as LSI, and mounted on the communication control unit 50 of the supporter-type ultrasonic probe 30.

また、上記実施形態では、図6に示すように、第1超音波振動子制御部110a〜第n超音波振動子制御部110nが、送信フォーカス制御部111,送受信回路112、受信フォーカス制御部113、2次元画像生成部114および3次元画像生成部115を有することとして説明したが、これらの機能部の一部を処理部200が担う構成としてもよい。   In the above embodiment, as shown in FIG. 6, the first ultrasonic transducer control unit 110a to the nth ultrasonic transducer control unit 110n are the transmission focus control unit 111, the transmission / reception circuit 112, and the reception focus control unit 113. Although it has been described that the two-dimensional image generation unit 114 and the three-dimensional image generation unit 115 are included, the processing unit 200 may have a part of these functional units.

4…被検者、10…超音波計測装置、20…処理装置、21…タッチパネル、22…キーボード、24…ICメモリー、25…通信制御IC、26…制御基板、30…サポーター型超音波プローブ、30C…超音波プローブセット、31…サポーター部、32…穴部、33…粘着部、34…センサー支持体、40…超音波センサーユニット、41…2次元超音波振動子アレイ、42…制御IC、43…係合部、46…電線、50…通信制御ユニット、51…通信制御IC、52…ICメモリー、70a〜70c…3次元画像、72…ボリュームデータ、100…操作入力部、110a…第1の超音波振動子制御部、110n…第n超音波振動子制御部、111…送信フォーカス制御部、112…送受信回路、113…受信フォーカス制御部、114…2次元画像生成部、115…3次元画像生成部、120a…第1の超音波振動子アレイ、120n…第n超音波振動子アレイ、150…通信部、200…処理部、202…相対情報算出部、204…超音波計測制御部、210…全体画像生成部、212…ボリュームデータ生成部、214…表示制御部、216…ボリュームレンダリング部、220…繰り返し制御部、230…計時部、260…画像生成部、360…画像表示部、500…記憶部、501…システムプログラム、502…計測制御プログラム、506…システムクロック、510…相対情報算出用基礎データ、511…送信センサーID、520…送受信データセット、522…送信タイミング、524…送信ベクトル、530…受信データ、531…受信センサーID、532…受信エコー分布データ、533…受信タイミング、534…受信フォーカス座標、535…受信強度値、540…センサー別相対情報、550…センサー別3次元画像データ、560…表示制御データ、562…ボリュームデータ、564…全体画像データ   4 ... Subject, 10 ... Ultrasonic measuring device, 20 ... Processing device, 21 ... Touch panel, 22 ... Keyboard, 24 ... IC memory, 25 ... Communication control IC, 26 ... Control board, 30 ... Supporter type ultrasonic probe, 30C ... Ultrasonic probe set, 31 ... Supporter part, 32 ... Hole part, 33 ... Adhesive part, 34 ... Sensor support, 40 ... Ultrasonic sensor unit, 41 ... Two-dimensional ultrasonic transducer array, 42 ... Control IC, DESCRIPTION OF SYMBOLS 43 ... Engagement part, 46 ... Electric wire, 50 ... Communication control unit, 51 ... Communication control IC, 52 ... IC memory, 70a-70c ... Three-dimensional image, 72 ... Volume data, 100 ... Operation input part, 110a ... 1st Ultrasonic transducer control unit, 110n ... nth ultrasonic transducer control unit, 111 ... transmission focus control unit, 112 ... transmission / reception circuit, 113 ... reception focus control unit, 14 ... 2D image generation unit, 115 ... 3D image generation unit, 120a ... first ultrasonic transducer array, 120n ... nth ultrasonic transducer array, 150 ... communication unit, 200 ... processing unit, 202 ... relative Information calculation unit, 204 ... Ultrasonic measurement control unit, 210 ... Whole image generation unit, 212 ... Volume data generation unit, 214 ... Display control unit, 216 ... Volume rendering unit, 220 ... Repeat control unit, 230 ... Timekeeping unit, 260 ... Image generation part, 360 ... Image display part, 500 ... Storage part, 501 ... System program, 502 ... Measurement control program, 506 ... System clock, 510 ... Basic data for relative information calculation, 511 ... Transmission sensor ID, 520 ... Transmission / reception Data set, 522 ... transmission timing, 524 ... transmission vector, 530 ... reception data, 531 ... reception sensor D, 532... Reception echo distribution data, 533... Reception timing, 534... Reception focus coordinates, 535... Reception intensity value, 540 .. sensor relative information, 550 .. sensor three-dimensional image data, 560. Volume data, 564 ... Whole image data

Claims (7)

被検者の計測対象部位を取り囲むように離散配置され、超音波を送受信する複数の超音波センサーと、
前記超音波の送受信の情報に基づいて前記複数の超音波センサーの相対情報を算出する相対情報算出部と、
前記複数の超音波センサーの計測結果と前記相対情報とを用いて、前記計測対象部位の3次元超音波計測画像を生成する3次元超音波計測画像生成部と、
を備えた超音波計測装置。
A plurality of ultrasonic sensors that are discretely arranged so as to surround the measurement target site of the subject and transmit / receive ultrasonic waves,
A relative information calculation unit that calculates relative information of the plurality of ultrasonic sensors based on information on transmission and reception of the ultrasonic waves;
Using the measurement results of the plurality of ultrasonic sensors and the relative information, a three-dimensional ultrasonic measurement image generation unit that generates a three-dimensional ultrasonic measurement image of the measurement target part;
Ultrasonic measuring device with
前記相対情報算出部による前記相対情報の算出と、前記3次元超音波計測画像生成部による画像生成とを実行させる制御部、
を更に備えた請求項1に記載の超音波計測装置。
A control unit that executes the calculation of the relative information by the relative information calculation unit and the image generation by the three-dimensional ultrasonic measurement image generation unit;
The ultrasonic measurement apparatus according to claim 1, further comprising:
前記3次元超音波計測画像生成部は、前記複数の超音波センサーの計測結果を合成して前記3次元超音波計測画像を生成する、
請求項1又は2に記載の超音波計測装置。
The three-dimensional ultrasonic measurement image generation unit generates the three-dimensional ultrasonic measurement image by combining measurement results of the plurality of ultrasonic sensors.
The ultrasonic measurement apparatus according to claim 1.
前記複数の超音波センサーが、前記計測対象部位に装着する伸縮性を有する装着具に、前記超音波の送出面を前記被検者に向けた姿勢で配置された、
請求項1に記載の超音波計測装置。
The plurality of ultrasonic sensors are disposed in a stretchable mounting device to be mounted on the measurement target site, with the ultrasonic wave sending surface facing the subject.
The ultrasonic measurement apparatus according to claim 1.
前記装着具は筒状の形状を有し、
前記複数の超音波センサーが、前記装着具の周方向に亘って配置された、
請求項4に記載の超音波計測装置。
The wearing tool has a cylindrical shape,
The plurality of ultrasonic sensors are arranged over the circumferential direction of the wearing tool,
The ultrasonic measurement apparatus according to claim 4.
前記装着具は繊維製品であり、
前記複数の超音波センサーは前記装着具に着脱自在に係合する係合部を有する、
請求項4又は5に記載の超音波計測装置。
The wearing device is a textile product;
The plurality of ultrasonic sensors have engagement portions that are detachably engaged with the wearing tool,
The ultrasonic measurement apparatus according to claim 4 or 5.
前記複数の超音波センサーは、前記被検者に粘着可能な粘着部材に配置されている
請求項1〜3の何れか一項に記載の超音波計測装置。
The ultrasonic measurement device according to claim 1, wherein the plurality of ultrasonic sensors are arranged on an adhesive member that can adhere to the subject.
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