JP2017093930A - Ultrasonic diagnostic apparatus and control program for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検体の組織性状解析を行なう超音波診断装置及びその制御プログラムに関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus for analyzing tissue properties of a subject and a control program therefor.
超音波画像に基づいて、臓器などの組織性状の診断が行われている。例えば、Ｂモード画像において、肝臓や甲状腺、筋肉などの実質の明るさ、スペックルパタンの不均一さ、超音波の減衰などから、読影者がその臓器の脂肪化や硬変といったびまん性の疾患を読影している。 Diagnosis of tissue properties such as organs is performed based on ultrasonic images. For example, in a B-mode image, a diffuse disease such as fattening or cirrhosis of the organ due to substantial brightness of the liver, thyroid gland, muscle, etc., non-uniform speckle pattern, attenuation of ultrasound, etc. Is being interpreted.
読影者の経験等によらずに組織性状をより客観的に定量化するため、例えば特許文献１には、超音波画像に設定された解析領域における超音波のエコー信号の振幅の統計値を算出する手法が開示されている。 In order to more objectively quantify the tissue properties without depending on the experience of the image interpreter, for example, Patent Document 1 calculates the statistical value of the amplitude of the ultrasonic echo signal in the analysis region set in the ultrasonic image A technique is disclosed.
組織性状を定量化するための組織性状解析においては、解析演算の対象となるデータの周囲のデータが用いられる。この周囲のデータは、解析演算の対象となるデータと同一平面内のデータである。しかし、同一平面内におけるデータのみを用いた解析演算を行なうよりも、解析演算の対象となるデータの位置と三次元的な位置関係にあるデータを用いた解析演算を行なった方が、組織性状解析の精度が向上する。 In the tissue property analysis for quantifying the tissue property, data around the data to be analyzed is used. The surrounding data is data in the same plane as the data to be analyzed. However, it is better to perform an analysis operation using data that has a three-dimensional positional relationship with the position of the data to be analyzed than to perform an analysis operation using only the data in the same plane. Analysis accuracy is improved.
ここで、一般的に三次元データから再構成されるボリュームレンダリング像は空間分解能に限界がある。このため、上述のように三次元的な位置関係にあるデータを用いた解析演算で得られた三次元のデータに基づく画像を参照しつつ、操作者は、再びリアルタイムのＢモード画像を見て組織構造情報の詳細を知る必要がある。しかし、解析演算の対象となるデータの位置と三次元的な位置関係にあるデータを用いた組織性状解析を行なうためには、超音波を三次元走査して三次元データを得た後、その三次元データに対して組織性状解析を行なう必要がある。このため、リアルタイムのＢモード画像を表示させ、なおかつ三次元データを用いた組織性状解析の結果を表示させることは困難であった。 Here, a volume rendering image reconstructed from three-dimensional data generally has a limited spatial resolution. Therefore, while referring to the image based on the three-dimensional data obtained by the analysis calculation using the data having the three-dimensional positional relationship as described above, the operator looks at the real-time B-mode image again. Need to know details of organizational structure information. However, in order to perform tissue characterization using data that has a three-dimensional positional relationship with the position of the data to be analyzed, the three-dimensional data obtained by scanning the ultrasonic wave three-dimensionally, It is necessary to perform a tissue characterization on 3D data. For this reason, it is difficult to display a real-time B-mode image and display the result of tissue property analysis using three-dimensional data.
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被検体に対して超音波の走査を行なう超音波プローブと、前記三次元空間における所定の点を原点とする座標系における前記超音波プローブの位置を検出する位置検出部と、前記超音波プローブによって超音波を三次元走査して得られた第一の三次元データを構成するデータの各々に対して被検体の組織性状を解析する演算を行なって第二の三次元データを作成する組織性状解析部であって、前記第一の三次元データを構成するデータのうち、前記演算を行なう対象のデータの前記三次元空間における位置と三次元的な位置関係を有するデータを含むデータを選択して前記演算を行なって、前記第一の三次元データの解析結果である前記第二の三次元データを作成する組織性状解析部と、前記超音波プローブによって超音波を二次元走査して得られたエコーデータに基づいて作成されたリアルタイムの超音波画像と、前記第二の三次元データに基づいて作成された画像であって、前記リアルタイムの超音波画像と被検体において同一断面の画像とを同一画面に表示させる画像表示制御部と、を備え、前記第一の三次元データ及び前記第二の三次元データは、前記位置検出部によって検出された第一の位置情報を有し、前記画像表示制御部は、前記第一の位置情報と、前記位置検出部によって検出されたリアルタイムの超音波プローブの位置情報である第二の位置情報とに基づいて、前記第二の三次元データにおいて前記リアルタイムの超音波画像と被検体において同一断面を特定し、前記リアルタイムの超音波画像と前記第二の三次元データに基づいて作成された画像とを表示させ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 an ultrasonic probe that performs ultrasonic scanning on a subject in a three-dimensional space, and coordinates having a predetermined point in the three-dimensional space as an origin. A position detector for detecting the position of the ultrasonic probe in the system, and each of data constituting the first three-dimensional data obtained by three-dimensionally scanning the ultrasonic wave with the ultrasonic probe. A tissue property analyzing unit that performs calculation for analyzing tissue properties to create second three-dimensional data, and among the data constituting the first three-dimensional data, the tertiary of the data to be subjected to the calculation Select the data including the data having a three-dimensional positional relationship with the position in the original space, perform the calculation, and create the second three-dimensional data that is the analysis result of the first three-dimensional data A tissue property analysis unit, a real-time ultrasound image created based on echo data obtained by two-dimensionally scanning ultrasound with the ultrasound probe, and the second three-dimensional data. An image display control unit that displays the real-time ultrasonic image and the image of the same cross section in the subject on the same screen, the first three-dimensional data and the second three-dimensional The data includes first position information detected by the position detection unit, and the image display control unit includes the first position information and the position of the real-time ultrasonic probe detected by the position detection unit. Based on the second position information that is information, the same cross-section is identified in the real-time ultrasonic image and the subject in the second three-dimensional data, and the real-time An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by displaying an image created based and ultrasound images to said second three-dimensional data.
上記観点の発明によれば、前記組織性状解析部が、前記第一の三次元データを構成するデータのうち、前記演算を行なう対象のデータの前記三次元空間における位置と三次元的な位置関係を有するデータを選択して組織性状を解析する演算を行なって、前記第二の三次元データを作成する。これにより、二次元の情報のみではなく三次元の情報を用いた組織性状解析の演算が行われるので、組織性状解析の精度を向上させることができる。そして、前記画像表示制御部が、エコーデータに基づいて作成されたリアルタイムの超音波画像と、前記第二の三次元データに基づいて作成された画像であって、前記リアルタイムの超音波画像と被検体において同一断面の画像とを同一画面に表示させるので、ユーザーは、精度が向上した解析結果を反映した画像を、リアルタイムの超音波画像とともに観察することができる。 According to the invention of the above aspect, the tissue property analysis unit includes a three-dimensional positional relationship with a position in the three-dimensional space of data to be subjected to the calculation among data constituting the first three-dimensional data. The second three-dimensional data is created by selecting data having the above and performing an operation for analyzing the tissue properties. Thereby, since the calculation of the tissue property analysis using not only the two-dimensional information but also the three-dimensional information is performed, the accuracy of the tissue property analysis can be improved. The image display control unit includes a real-time ultrasonic image created based on the echo data and an image created based on the second three-dimensional data, the real-time ultrasonic image Since an image of the same cross section is displayed on the same screen in the specimen, the user can observe an image reflecting the analysis result with improved accuracy together with a real-time ultrasonic image.
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。図１に示す超音波診断装置１は、超音波プローブ２、送受信ビームフォーマ３、エコーデータ処理部４、表示処理部５、表示デバイス６、操作デバイス７、制御部８、記憶デバイス９を備える。前記超音波診断装置１は、コンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）としての構成を備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. An ultrasonic diagnostic apparatus 1 illustrated in FIG. 1 includes an ultrasonic probe 2, a transmission / reception beam former 3, an echo data processing unit 4, a display processing unit 5, a display device 6, an operation device 7, a control unit 8, and a storage device 9. The ultrasonic diagnostic apparatus 1 has a configuration as a computer.
超音波プローブ２は、アレイ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被検体に対して超音波を送信し、そのエコー信号を受信する。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。 The ultrasonic probe 2 includes a plurality of ultrasonic transducers (not shown) arranged in an array, and transmits ultrasonic waves to the subject by the ultrasonic transducers, Receive. The ultrasonic probe 2 is an example of an embodiment of an ultrasonic probe in the present invention.
超音波プローブ２は、例えば超音波振動子が、一方向（アジマス（ａｚｉｍｕｔｈ）方向）のみに配列された１Ｄアレイの超音波プローブである。また、超音波プローブ２には、１Ｄアレイの超音波プローブのほか、１．５Ｄアレイや、１．７５Ｄアレイの超音波プローブのように、被検体における一断面における超音波の走査を行なう超音波プローブが含まれる。また、超音波プローブ２は、アジマス方向に配列された超音波振動子を、アジマス方向と直交する方向（エレベーション方向）に機械的に移動させるメカニカル３Ｄプローブであってもよい。 The ultrasonic probe 2 is a 1D array ultrasonic probe in which, for example, ultrasonic transducers are arranged only in one direction (azimuth direction). In addition to the 1D array ultrasound probe, the ultrasound probe 2 is an ultrasound that scans ultrasound in one section of the subject, such as a 1.5D array or 1.75D array ultrasound probe. A probe is included. Further, the ultrasonic probe 2 may be a mechanical 3D probe that mechanically moves ultrasonic transducers arranged in the azimuth direction in a direction (elevation direction) orthogonal to the azimuth direction.
超音波プローブ２には、例えばホール素子で構成される磁気センサ１０が設けられている。この磁気センサ１０により、例えば三次元空間に設置された磁気発生部１１から発生する磁気が検出されるようになっている。磁気発生部１１は、例えば磁気発生コイルで構成される。磁気センサ１０における検出信号は、表示処理部５へ入力されるようになっている。磁気センサ１０における検出信号は、図示しないケーブルを介して表示処理部５へ入力されてもよいし、無線で表示処理部５へ入力されてもよい。磁気発生部１１及び磁気センサ１０は、後述のように超音波プローブ２の位置を検出するために設けられている。磁気センサ１０は、本発明における位置センサの実施の形態の一例である。 The ultrasonic probe 2 is provided with a magnetic sensor 10 composed of, for example, a Hall element. The magnetic sensor 10 detects magnetism generated from, for example, a magnetic generator 11 installed in a three-dimensional space. The magnetism generating unit 11 is constituted by a magnetism generating coil, for example. A detection signal in the magnetic sensor 10 is input to the display processing unit 5. The detection signal in the magnetic sensor 10 may be input to the display processing unit 5 via a cable (not shown), or may be input to the display processing unit 5 wirelessly. The magnetism generator 11 and the magnetic sensor 10 are provided to detect the position of the ultrasonic probe 2 as described later. The magnetic sensor 10 is an example of an embodiment of a position sensor in the present invention.
送受信ビームフォーマ３は、超音波プローブ２から所定の走査条件で超音波を送信するための電気信号を、制御部８からの制御信号に基づいて超音波プローブ２に供給する。また、送受信ビームフォーマ３は、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。 The transmission / reception beam former 3 supplies an electrical signal for transmitting an ultrasonic wave from the ultrasonic probe 2 under a predetermined scanning condition to the ultrasonic probe 2 based on a control signal from the control unit 8. The transmission / reception beamformer 3 performs signal processing such as A / D conversion and phasing addition processing on the echo signal received by the ultrasonic probe 2, and outputs the echo data after the signal processing to the echo data processing unit 4. To do.
エコーデータ処理部４は、送受信ビームフォーマ３から出力されたエコーデータに対し、超音波画像を作成するための処理を行なう。例えば、エコーデータ処理部４は、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 data processing unit 4 performs processing for creating an ultrasound image on the echo data output from the transmission / reception beamformer 3. For example, the echo data processing unit 4 performs B mode processing such as logarithmic compression processing and envelope detection processing to create B mode data.
表示処理部５は、図２に示すように、位置算出部５１及び画像表示制御部５２を有する。位置算出部５１は、磁気センサ１０からの磁気検出信号に基づいて、磁気発生部１１を原点とする三次元空間の座標系における超音波プローブ２の位置を算出する。位置算出部５１は、超音波プローブ２の位置に基づいて、前記三次元空間の座標系におけるエコーデータの位置を算出してもよい。 The display processing unit 5 includes a position calculation unit 51 and an image display control unit 52 as shown in FIG. The position calculation unit 51 calculates the position of the ultrasonic probe 2 in a three-dimensional space coordinate system with the magnetism generation unit 11 as the origin, based on the magnetic detection signal from the magnetic sensor 10. The position calculation unit 51 may calculate the position of the echo data in the coordinate system of the three-dimensional space based on the position of the ultrasonic probe 2.
算出部５１は、本発明における位置検出部の実施の形態の一例である。また、位置算出部５１の機能は、本発明における位置算出機能の実施の形態の一例である。また、磁気発生部１１を原点とする三次元空間の座標系は、本発明において、所定の点を原点とする座標系の実施の形態の一例である。 The calculation unit 51 is an example of an embodiment of a position detection unit in the present invention. The function of the position calculation unit 51 is an example of an embodiment of the position calculation function in the present invention. A coordinate system in a three-dimensional space having the magnetic generator 11 as the origin is an example of an embodiment of a coordinate system having a predetermined point as the origin in the present invention.
画像表示制御部５２は、エコーデータ処理部４から入力されたデータを、スキャンコンバータ（Ｓｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）によって走査変換して超音波画像データを作成する。例えば、超音波画像データ作成部５２は、Ｂモードデータを走査変換してＢモード画像データを作成する。 The image display control unit 52 scans and converts the data input from the echo data processing unit 4 using a scan converter, and creates ultrasonic image data. For example, the ultrasonic image data creation unit 52 scans B-mode data to create B-mode image data.
画像表示制御部５２は、超音波画像データに基づいて表示デバイス６に超音波画像を表示させる。超音波画像は、例えば前記Ｂモード画像データに基づくＢモード画像である。Ｂモード画像は、本発明における超音波画像及び被検体の組織構造情報を含む断層像の実施の形態の一例である。 The image display control unit 52 displays an ultrasonic image on the display device 6 based on the ultrasonic image data. The ultrasonic image is a B-mode image based on the B-mode image data, for example. A B-mode image is an example of an embodiment of a tomographic image including an ultrasonic image and tissue structure information of a subject in the present invention.
また、画像表示制御部５２は、後述の組織性状解析部８１によって作成された第二の三次元データに基づくカラー画像を表示デバイス６に表示させる。詳細は後述する。画像表示制御部５２は、本発明における画像表示制御部の実施の形態の一例である。また、画像表示制御部５２の機能は、本発明における画像表示制御機能の実施の形態の一例である。 Further, the image display control unit 52 causes the display device 6 to display a color image based on the second three-dimensional data created by the tissue property analysis unit 81 described later. Details will be described later. The image display control unit 52 is an example of an embodiment of the image display control unit in the present invention. The function of the image display control unit 52 is an example of the embodiment of the image display control function in the present invention.
前記表示デバイス６は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどである。 The display device 6 is an LCD (Liquid Crystal Display), an organic EL (Electro-Luminescence) display, or the like.
操作デバイス７は、操作者からの指示や情報の入力を受け付けるボタン及びキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）などを含み、さらにトラックボール（ｔｒａｃｋｂａｌｌ）等のポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）などを含んで構成されている。 The operation device 7 includes a button for receiving an instruction and information input from the operator, a keyboard, and the like, and further includes a pointing device such as a trackball.
制御部８は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサーである。制御部８は、記憶デバイス９に記憶されたプログラムを読み出し、超音波診断装置１の各部を制御する。例えば、制御部８は、記憶デバイス９に記憶されたプログラムを読み出し、読み出されたプログラムにより、送受信ビームフォーマ３、エコーデータ処理部４及び表示処理部５の機能を実行させる。 The control unit 8 is a processor such as a CPU (Central Processing Unit). The control unit 8 reads a program stored in the storage device 9 and controls each unit of the ultrasonic diagnostic apparatus 1. For example, the control unit 8 reads a program stored in the storage device 9 and causes the functions of the transmission / reception beamformer 3, the echo data processing unit 4, and the display processing unit 5 to be executed by the read program.
制御部８は、送受信ビームフォーマ３の機能のうちの全て、エコーデータ処理部４の機能のうちの全て及び表示処理部５の機能のうちの全ての機能をプログラムによって実行してもよいし、一部の機能のみをプログラムによって実行してもよい。制御部８が一部の機能のみを実行する場合、残りの機能は回路等のハードウェアによって実行されてもよい。 The control unit 8 may execute all the functions of the transmission / reception beamformer 3, all of the functions of the echo data processing unit 4, and all of the functions of the display processing unit 5 by a program, Only some functions may be executed by a program. When the control unit 8 executes only a part of the functions, the remaining functions may be executed by hardware such as a circuit.
なお、送受信ビームフォーマ３、エコーデータ処理部４及び表示処理部５の機能は、回路等のハードウェアによって実現されてもよい。 The functions of the transmission / reception beamformer 3, the echo data processing unit 4, and the display processing unit 5 may be realized by hardware such as a circuit.
また、制御部８は、図３に示す組織性状解析部８１の機能をプログラムによって実行する。詳細は後述する。組織性状解析部８１は、本発明における組織性状解析部の実施の形態の一例である。また、組織性状解析部８１の機能は、本発明における組織性状解析機能の実施の形態の一例である。 Moreover, the control part 8 performs the function of the structure | tissue property analysis part 81 shown in FIG. 3 with a program. Details will be described later. The tissue property analysis unit 81 is an example of an embodiment of the tissue property analysis unit in the present invention. The function of the tissue property analysis unit 81 is an example of an embodiment of the tissue property analysis function in the present invention.
記憶デバイス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）などである。 The storage device 9 is a hard disk drive (HDD), a semiconductor memory (RAM) such as a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory).
超音波診断装置１は、記憶デバイス９として、ＨＤＤ、ＲＡＭ及びＲＯＭの全てを有していてもよい。また、記憶デバイス９は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）などの可搬性の記憶媒体であってもよい。 The ultrasonic diagnostic apparatus 1 may have all of HDD, RAM, and ROM as the storage device 9. The storage device 9 may be a portable storage medium such as a CD (Compact Disk) or a DVD (Digital Versatile Disk).
制御部８によって実行されるプログラムは、ＨＤＤやＲＯＭなどの非一過性の記憶媒体に記憶されている。また、前記プログラムは、ＣＤやＤＶＤなどの可搬性を有し非一過性の記憶媒体に記憶されていてもよい。 The program executed by the control unit 8 is stored in a non-transitory storage medium such as an HDD or a ROM. The program may be stored in a non-transitory storage medium such as a CD or a DVD.
さて、本例の超音波診断装置１の作用について図４のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ステップＳ１では、ユーザーは、磁気発生部１１を原点とする三次元空間の被検体に対して、超音波プローブ２によってＢモード用の超音波の走査を行なう。このステップＳ１では、超音波プローブ２により、超音波の三次元走査が行われる。そして、得られた超音波のエコー信号に基づいて、三次元的な位置関係にある複数の断面のＢモードデータが作成される。この複数の断面のＢモードデータを、第一の三次元データというものとする。 Now, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 of this example will be described based on the flowchart of FIG. First, in step S <b> 1, the user scans B-mode ultrasound with the ultrasound probe 2 on a subject in a three-dimensional space with the magnetism generator 11 as the origin. In step S <b> 1, ultrasonic three-dimensional scanning is performed by the ultrasonic probe 2. Based on the obtained ultrasonic echo signal, B-mode data of a plurality of cross sections having a three-dimensional positional relationship is created. The B-mode data of the plurality of cross sections is referred to as first three-dimensional data.
第一の三次元データは、メモリ等の記憶デバイス９に記憶される。第一の三次元データは、位置算出部５１で算出された超音波プローブ２の位置情報とともに記憶デバイス９に記憶される。超音波プローブ２の位置情報は、第一の三次元データが得られた時の超音波プローブ２の位置情報である。例えば、超音波プローブ２の位置情報は、複数の断面のＢモードデータの各々についてベクトルの情報として記憶されてもよい。第一の三次元データとともに記憶される超音波プローブ２の位置情報は、本発明における第一の位置情報の実施の形態の一例である。 The first three-dimensional data is stored in the storage device 9 such as a memory. The first three-dimensional data is stored in the storage device 9 together with the position information of the ultrasonic probe 2 calculated by the position calculation unit 51. The position information of the ultrasonic probe 2 is the position information of the ultrasonic probe 2 when the first three-dimensional data is obtained. For example, the position information of the ultrasound probe 2 may be stored as vector information for each of a plurality of cross-sectional B-mode data. The position information of the ultrasonic probe 2 stored together with the first three-dimensional data is an example of an embodiment of the first position information in the present invention.
次に、ステップＳ２では、組織性状解析部８１は、第一の三次元データを構成するデータの各々に対して被検体の組織性状を解析する演算を行なって、第一の三次元データの解析結果である第二の三次元データを作成する。組織性状解析部８１は、前記第一の三次元データを構成するデータのうち、前記演算を行なう対象のデータの前記三次元空間における位置と、この三次元空間において三次元的な位置関係を有するデータを含むデータを選択して前記演算を行なって前記第二の三次元データを作成する。 Next, in step S2, the tissue property analysis unit 81 performs an operation for analyzing the tissue property of the subject on each of the data constituting the first three-dimensional data, thereby analyzing the first three-dimensional data. Create the resulting second 3D data. The tissue property analysis unit 81 has a three-dimensional positional relationship in the three-dimensional space with the position of the data to be subjected to the calculation in the three-dimensional space among the data constituting the first three-dimensional data. The second three-dimensional data is created by selecting data including data and performing the calculation.
上述において、前記演算を行なう対象のデータの前記三次元空間における位置とは、前記三次元空間において、前記演算を行なう対象のデータと対応する部分（データが取得された部分）を意味する。また、上述において、前記演算を行なう対象のデータの前記三次元空間における位置と三次元空間において三次元的な位置関係を有するデータとは、前記三次元空間において、演算を行なう対象のデータと対応する部分と、三次元的な位置関係を有する部分に対応するデータを意味する。 In the above description, the position in the three-dimensional space of the data to be subjected to the calculation means a portion corresponding to the data to be subjected to the calculation (a portion from which data is acquired) in the three-dimensional space. Further, in the above, the data in the three-dimensional space and the data having a three-dimensional positional relationship in the three-dimensional space correspond to the data to be calculated in the three-dimensional space. And data corresponding to a portion having a three-dimensional positional relationship.
具体的に図５を参照して第二の三次元データの作成について説明する。図５に示された第一のデータＤ１及び複数の第二のデータＤ２は、第一の三次元データの一部を構成するデータである。図５において、磁気発生部１１を原点とする三次元空間（ＸＹＺ空間）で、星印によって示された第一のデータＤ１は、前記三次元空間において第一のデータと対応する部分である。実際には、前記三次元空間に第一のデータＤ１が存在しているわけではないが、図５では、説明の便宜上、前記三次元空間に第一のデータＤ１が存在しているように図示した。 The creation of the second three-dimensional data will be specifically described with reference to FIG. The first data D1 and the plurality of second data D2 shown in FIG. 5 are data constituting a part of the first three-dimensional data. In FIG. 5, in the three-dimensional space (XYZ space) with the magnetic generator 11 as the origin, the first data D1 indicated by an asterisk is a portion corresponding to the first data in the three-dimensional space. Actually, the first data D1 does not exist in the three-dimensional space. However, for convenience of explanation, FIG. 5 illustrates that the first data D1 exists in the three-dimensional space. did.
同様に、図５において、前記三次元空間で、点によって示された第二のデータＤ２は、前記三次元空間において第二のデータと対応する部分である。実際には、前記三次元空間に第二のデータＤ２が存在しているわけではないが、図５では、説明の便宜上、前記三次元空間に第二のデータＤ２が存在しているように図示した。 Similarly, in FIG. 5, the second data D2 indicated by a point in the three-dimensional space is a portion corresponding to the second data in the three-dimensional space. Actually, the second data D2 does not exist in the three-dimensional space. However, for convenience of explanation, FIG. 5 illustrates that the second data D2 exists in the three-dimensional space. did.
第一のデータＤ１は、組織性状を解析する演算の対象となるデータである。第二のデータＤ２は、第一の三次元データを構成するデータのうち、第一のデータＤ１に対する組織性状を解析する演算において用いられるデータである。 The first data D1 is data that is a target of calculation for analyzing tissue properties. The 2nd data D2 is data used in the calculation which analyzes the organization property to the 1st data D1 among the data which constitutes the 1st three-dimensional data.
第二のデータＤ２は、第一のデータＤ１の周囲に位置し、この第一のデータの前記三次元空間における位置と、この三次元空間において三次元的な位置関係を有するデータを含む。三次元的な位置関係とは、第二のデータＤ２が、第一のデータＤ１とは異なる断面に含まれることを意味する。具体的には、第二のデータＤ２には、第一のデータＤ１が含まれる断面Ｐ１とは異なる断面Ｐ２，Ｐ３における第二のデータＤ２−２，Ｄ２−３が含まれる。また、第二のデータＤ２には、第一のデータＤ１が含まれる断面Ｐ１と同一断面における第二のデータＤ２−１が含まれる。 The second data D2 is located around the first data D1, and includes a position of the first data in the three-dimensional space and data having a three-dimensional positional relationship in the three-dimensional space. The three-dimensional positional relationship means that the second data D2 is included in a different cross section from the first data D1. Specifically, the second data D2 includes second data D2-2 and D2-3 in cross sections P2 and P3 different from the cross section P1 including the first data D1. The second data D2 includes the second data D2-1 in the same cross section as the cross section P1 including the first data D1.
組織性状解析部８１は、第一のデータＤ１のほか、第二のデータＤ２（第二のデータＤ２−１，Ｄ２−２，Ｄ２−３）を用いて第一のデータＤ１に対する組織性状解析の演算を行なう。従って、第一のデータＤ１と三次元的な位置関係の第二のデータＤ２−２，Ｄ２−３を含む第二のデータＤ２を用いて第一のデータＤ１の組織性状解析が行なわれることになる。これにより、断面Ｐ２と断面Ｐ３の間の三次元領域Ｒの情報に基づいた組織性状解析を行なうことができるので、第一のデータＤ１の解析結果として、精度がより向上した解析結果を得ることができる。 In addition to the first data D1, the tissue property analysis unit 81 uses the second data D2 (second data D2-1, D2-2, D2-3) to perform the tissue property analysis on the first data D1. Perform the operation. Accordingly, the first data D1 and the second data D2 including the second data D2-2 and D2-3 having a three-dimensional positional relationship are used to perform the tissue property analysis of the first data D1. Become. Thereby, since the tissue property analysis based on the information of the three-dimensional region R between the cross section P2 and the cross section P3 can be performed, an analysis result with higher accuracy is obtained as the analysis result of the first data D1. Can do.
組織性状解析部８１は、第一の三次元データを構成する他のデータの各々に対しても、同様にして組織性状を解析する演算を行なう。組織性状を解析する演算は、例えば肝臓の線維化や生体組織における脂肪量を定量化する演算である。このような組織性状を解析する演算としては、公知の手法が用いられ、例えばＣＦＡＲ（Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｉｏ）の手法などが用いられる。 The tissue property analysis unit 81 performs a calculation for analyzing the tissue property in the same manner for each of the other data constituting the first three-dimensional data. The calculation for analyzing the tissue property is, for example, a calculation for quantifying liver fibrosis or fat mass in a living tissue. As a calculation for analyzing such a tissue property, a known method is used, for example, a CFAR (Contrast False Alarm Ratio) method or the like.
前記組織性状を解析する演算により、第二の三次元データが得られる。組織性状解析部８１は、第二の三次元データに対し補間演算を行なって、補間済みの第二の三次元データを作成してもよい。 The second three-dimensional data is obtained by the calculation for analyzing the tissue property. The tissue property analysis unit 81 may perform the interpolation operation on the second three-dimensional data to create the interpolated second three-dimensional data.
第二の三次元データは、第一の三次元データとともに記憶された位置情報とともに、メモリ等の記憶デバイス９に記憶される。このように、第二の三次元データの位置情報は、第一の三次元データの位置情報と同一の情報（複数の断面の各々についての位置情報）であってもよい。また、第二の三次元データの位置情報は、第一の三次元データの位置情報である複数のベクトルの情報から特定された一つのベクトルの情報であってもよい。第二の三次元データの位置情報は、本発明における第一の位置情報の実施の形態の一例である。 The second three-dimensional data is stored in the storage device 9 such as a memory together with the position information stored together with the first three-dimensional data. As described above, the position information of the second three-dimensional data may be the same information as the position information of the first three-dimensional data (position information about each of the plurality of cross sections). Further, the position information of the second three-dimensional data may be information of one vector specified from information of a plurality of vectors that is the position information of the first three-dimensional data. The position information of the second three-dimensional data is an example of an embodiment of the first position information in the present invention.
次に、ステップＳ３では、ユーザーは、前記三次元空間における被検体に対して再びＢモード画像用の超音波の走査を開始する。超音波の走査は二次元走査である。このステップＳ３において超音波の走査が行われる被検体は、ステップＳ１において第一の三次元データが得られた時の位置と同じ位置であるものとする。 Next, in step S <b> 3, the user starts scanning the ultrasound for the B-mode image again on the subject in the three-dimensional space. Ultrasonic scanning is two-dimensional scanning. It is assumed that the subject to be scanned with ultrasonic waves in step S3 is the same position as the position when the first three-dimensional data is obtained in step S1.
超音波の走査が開始されると、画像表示制御部５２は、図６に示すように、リアルタイムのＢモード画像ＢＩと第二の三次元データに基づいて作成されたカラー画像ＣＩとを表示デバイス６に表示させる。Ｂモード画像ＢＩとカラー画像ＣＩは、並んだ状態で同一画面に表示される。画像表示制御部５２は、カラー画像ＣＩの背景に、第一の三次元データに基づくＢモード画像ＢＩ′を重畳して表示させてもよい。 When the scanning of ultrasonic waves is started, the image display control unit 52 displays a real-time B-mode image BI and a color image CI created based on the second three-dimensional data as shown in FIG. 6 to display. The B-mode image BI and the color image CI are displayed on the same screen side by side. The image display control unit 52 may superimpose and display the B-mode image BI ′ based on the first three-dimensional data on the background of the color image CI.
また、Ｂモード画像ＢＩとカラー画像ＣＩは、被検体において同一の断面についての画像である。画像表示制御部５２は、位置算出部５１によって算出された前記三次元空間におけるリアルタイムの超音波プローブ２の位置情報、すなわちリアルタイムのＢモード画像を作成するためのエコーデータが得られた時の超音波プローブ２の位置情報と、前記第二の三次元データの位置情報に基づいて、被検体において同一の断面のＢモード画像ＢＩとカラー画像ＣＩを表示させる。より詳細には、画像表示制御部５２は、前記第二の三次元データの位置情報及びリアルタイムの超音波プローブの位置情報に基づいて、リアルタイムのＢモード画像ＢＩの断面と前記三次元空間において同一の位置を前記第二の三次元データにおいて特定し、被検体において同一の断面のＢモード画像ＢＩとカラー画像ＣＩを表示させる。リアルタイムの超音波プローブ２の位置情報は、本発明における第二の位置情報の実施の形態の一例である。 Further, the B mode image BI and the color image CI are images of the same cross section in the subject. The image display control unit 52 obtains the position information of the real-time ultrasonic probe 2 in the three-dimensional space calculated by the position calculation unit 51, that is, the echo data when the echo data for creating the real-time B-mode image is obtained. Based on the position information of the acoustic probe 2 and the position information of the second three-dimensional data, a B-mode image BI and a color image CI of the same cross section are displayed on the subject. More specifically, the image display control unit 52 is identical in the three-dimensional space with the cross section of the real-time B-mode image BI based on the position information of the second three-dimensional data and the position information of the real-time ultrasonic probe. Is specified in the second three-dimensional data, and a B-mode image BI and a color image CI having the same cross section are displayed on the subject. Real-time position information of the ultrasound probe 2 is an example of an embodiment of second position information in the present invention.
画像表示制御部５２は、上述のようにリアルタイムのＢモード画像ＢＩと被検体において同一の断面のデータを第二の三次元データにおいて特定すると、特定されたデータに基づいて、そのデータ値に応じた色の情報を有するカラー画像ＣＩの画像データを作成する。そして、画像表示制御部５２は、この画像データに基づいて、第二の三次元データのデータ値に応じた色を有するカラー画像ＣＩを表示させる。 When the image display control unit 52 specifies the same cross-sectional data in the second three-dimensional data in the subject as in the real-time B-mode image BI as described above, the image display control unit 52 responds to the data value based on the specified data. The image data of the color image CI having the color information is created. Then, the image display control unit 52 displays a color image CI having a color corresponding to the data value of the second three-dimensional data based on the image data.
以上説明した本例によれば、カラー画像ＣＩは、前記ステップＳ２において、二次元の情報だけではなく三次元の情報を用いて行われた解析に基づく画像であるので、組織性状をより正確に反映した画像を表示させることができる。ユーザーは、カラー画像ＣＩを観察することにより、線維化や脂肪量の観点において注目すべき部分を特定することができる。 According to the example described above, the color image CI is an image based on the analysis performed using not only the two-dimensional information but also the three-dimensional information in the step S2, so that the tissue characteristics can be more accurately determined. The reflected image can be displayed. By observing the color image CI, the user can specify a portion to be noted in terms of fibrosis and fat mass.
また、Ｂモード画像ＢＩは、カラー画像ＣＩと比較して分解能が良好であり、詳細な組織構造を把握することができる画像である。従って、カラー画像ＣＩと並んだ状態で、被検体において同一の断面のリアルタイムのＢモード画像ＢＩが表示されるので、カラー画像において特定された上述の注目すべき部分との関係で、詳細な組織構造を把握することができる。これにより、診断能を向上させることができる。さらに、カラー画像ＣＩと並んだ状態で表示されるＢモード画像ＢＩは、リアルタイムの画像であるため、被検体が息止めした状態の画像を表示することができるなど、より詳細な検査が可能となり、診断能を向上させることができる。 In addition, the B-mode image BI is an image that has better resolution than the color image CI and can grasp a detailed tissue structure. Therefore, since the real-time B-mode image BI of the same cross section is displayed on the subject in a state of being aligned with the color image CI, the detailed tissue is related to the above-described notable part specified in the color image. The structure can be grasped. Thereby, diagnostic ability can be improved. Furthermore, since the B-mode image BI displayed side by side with the color image CI is a real-time image, an image in a state where the subject holds his / her breath can be displayed. , Can improve the diagnostic ability.
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、図７に示すように、リアルタイムのＢモード画像ＢＩ及びカラー画像ＣＩは、重畳された状態で表示されてもよい。この場合、第一の三次元データに基づく背景のＢモード画像ＢＩ′は表示されなくてもよい。 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, as shown in FIG. 7, the real-time B-mode image BI and the color image CI may be displayed in a superimposed state. In this case, the background B-mode image BI ′ based on the first three-dimensional data may not be displayed.
１ 超音波診断装置
２ 超音波プローブ
９ 記憶デバイス
１０ 磁気センサ
５１ 位置算出部
５２ 画像表示制御部
８１ 組織性状解析部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic diagnostic apparatus 2 Ultrasonic probe 9 Memory | storage device 10 Magnetic sensor 51 Position calculation part 52 Image display control part 81 Tissue property analysis part
Claims (10)
前記三次元空間における所定の点を原点とする座標系における前記超音波プローブの位置を検出する位置検出部と、
前記超音波プローブによって超音波を三次元走査して得られた第一の三次元データを構成するデータの各々に対して被検体の組織性状を解析する演算を行なって第二の三次元データを作成する組織性状解析部であって、前記第一の三次元データを構成するデータのうち、前記演算を行なう対象のデータの前記三次元空間における位置と三次元的な位置関係を有するデータを含むデータを選択して前記演算を行なって前記第二の三次元データを作成する組織性状解析部と、
前記超音波プローブによって超音波を二次元走査して得られたエコーデータに基づいて作成されたリアルタイムの超音波画像と、前記第二の三次元データに基づいて作成された画像であって、前記リアルタイムの超音波画像と被検体において同一断面の画像とを同一画面に表示させる画像表示制御部と、
を備え、
前記第一の三次元データ及び前記第二の三次元データは、前記位置検出部によって検出された第一の位置情報を有し、
前記画像表示制御部は、前記第一の位置情報と、前記位置検出部によって検出されたリアルタイムの超音波プローブの位置情報である第二の位置情報とに基づいて、前記第二の三次元データにおいて前記リアルタイムの超音波画像と被検体において同一断面を特定し、前記リアルタイムの超音波画像と前記第二の三次元データに基づいて作成された画像とを表示させる
ことを特徴とする超音波診断装置。 An ultrasonic probe that performs ultrasonic scanning on a subject in a three-dimensional space;
A position detection unit for detecting the position of the ultrasonic probe in a coordinate system having a predetermined point in the three-dimensional space as an origin;
The second three-dimensional data is obtained by performing an operation for analyzing the tissue properties of the subject on each of the data constituting the first three-dimensional data obtained by three-dimensionally scanning the ultrasonic waves with the ultrasonic probe. A tissue property analysis unit to be created, including data having a three-dimensional positional relationship with a position in the three-dimensional space of data to be subjected to the calculation among data constituting the first three-dimensional data A tissue property analysis unit that selects the data and performs the calculation to create the second three-dimensional data;
A real-time ultrasonic image created based on echo data obtained by two-dimensionally scanning ultrasonic waves with the ultrasonic probe, and an image created based on the second three-dimensional data, An image display control unit for displaying a real-time ultrasonic image and an image of the same cross section in the subject on the same screen;
With
The first three-dimensional data and the second three-dimensional data have first position information detected by the position detection unit,
The image display control unit is configured to generate the second three-dimensional data based on the first position information and second position information that is real-time ultrasonic probe position information detected by the position detection unit. The ultrasonic diagnosis is characterized in that the real-time ultrasonic image and the same cross-section are specified in the subject, and the real-time ultrasonic image and an image created based on the second three-dimensional data are displayed. apparatus.
前記超音波プローブに設けられた位置センサと、
プロセッサーと、
を備える超音波診断装置であって、
前記プロセッサーは、
前記位置センサの検出信号に基づいて、前記三次元空間における所定の点を原点とする座標系における前記超音波プローブの位置を算出する位置算出機能と、
前記超音波プローブによって超音波を三次元走査して得られた第一の三次元データを構成するデータの各々に対して被検体の組織性状を解析する演算を行なって第二の三次元データを作成する組織性状解析機能であって、前記第一の三次元データを構成するデータのうち、前記演算を行なう対象のデータの前記三次元空間における位置と三次元的な位置関係を有するデータを含むデータを選択して前記演算を行なって前記第二の三次元データを作成する組織性状解析機能と、
前記超音波プローブによって超音波を二次元走査して得られたエコーデータに基づいて作成されたリアルタイムの超音波画像と、前記第二の三次元データに基づいて作成された画像であって、前記リアルタイムの超音波画像と被検体において同一断面の画像とを同一画面に表示させる画像表示制御機能と、
をプログラムによって実行するものであり、
前記第一の三次元データ及び前記第二の三次元データは、前記位置検出部によって検出された第一の位置情報を有し、
前記画像表示制御機能は、前記第一の位置情報と、前記位置検出機能によって検出されたリアルタイムの超音波プローブの位置情報である第二の位置情報とに基づいて、前記第二の三次元データにおいて前記リアルタイムの超音波画像と被検体において同一断面を特定し、前記リアルタイムの超音波画像と前記第二の三次元データに基づいて作成された画像とを表示させる
ことを特徴とする超音波診断装置。 An ultrasonic probe that performs ultrasonic scanning on a subject in a three-dimensional space;
A position sensor provided in the ultrasonic probe;
A processor;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
The processor is
A position calculation function for calculating a position of the ultrasonic probe in a coordinate system having a predetermined point in the three-dimensional space as an origin, based on a detection signal of the position sensor;
The second three-dimensional data is obtained by performing an operation for analyzing the tissue properties of the subject on each of the data constituting the first three-dimensional data obtained by three-dimensionally scanning the ultrasonic waves with the ultrasonic probe. A tissue property analysis function to be created, including data having a three-dimensional positional relationship with a position in the three-dimensional space of data to be subjected to the calculation among data constituting the first three-dimensional data A tissue property analysis function for selecting the data and performing the calculation to create the second three-dimensional data;
A real-time ultrasonic image created based on echo data obtained by two-dimensionally scanning ultrasonic waves with the ultrasonic probe, and an image created based on the second three-dimensional data, An image display control function for displaying a real-time ultrasound image and an image of the same cross section in the subject on the same screen;
Is executed programmatically,
The first three-dimensional data and the second three-dimensional data have first position information detected by the position detection unit,
The image display control function uses the second three-dimensional data based on the first position information and second position information that is real-time ultrasonic probe position information detected by the position detection function. The ultrasonic diagnosis is characterized in that the real-time ultrasonic image and the same cross-section are specified in the subject, and the real-time ultrasonic image and an image created based on the second three-dimensional data are displayed. apparatus.
前記超音波プローブに設けられた位置センサと、
プロセッサーと、
を備える超音波診断装置の制御プログラムであって、
該制御プログラムは、前記プロセッサーに、
前記位置センサの検出信号に基づいて、前記三次元空間における所定の点を原点とする座標系における前記超音波プローブの位置を算出する位置算出機能と、
前記超音波プローブによって超音波を三次元走査して得られた第一の三次元データを構成するデータの各々に対して被検体の組織性状を解析する演算を行なって第二の三次元データを作成する組織性状解析機能であって、前記第一の三次元データを構成するデータのうち、前記演算を行なう対象のデータの前記三次元空間における位置と三次元的な位置関係を有するデータを含むデータを選択して前記演算を行なって前記第二の三次元データを作成する組織性状解析機能と、
前記超音波プローブによって超音波を二次元走査して得られたエコーデータに基づいて作成されたリアルタイムの超音波画像と、前記第二の三次元データに基づいて作成された画像であって、前記リアルタイムの超音波画像と被検体において同一断面の画像とを同一画面に表示させる画像表示制御機能と、
を実行させるものであり、
前記第一の三次元データ及び前記第二の三次元データは、前記位置検出部によって検出された第一の位置情報を有し、
前記画像表示制御機能は、前記第一の位置情報と、前記位置検出機能によって検出されたリアルタイムの超音波プローブの位置情報である第二の位置情報とに基づいて、前記第二の三次元データにおいて前記リアルタイムの超音波画像と被検体において同一断面を特定し、前記リアルタイムの超音波画像と前記第二の三次元データに基づいて作成された画像とを表示させる
ことを特徴とする超音波診断装置の制御プログラム。 An ultrasonic probe that performs ultrasonic scanning on a subject in a three-dimensional space;
A position sensor provided in the ultrasonic probe;
A processor;
A control program for an ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
The control program is stored in the processor.
A position calculation function for calculating a position of the ultrasonic probe in a coordinate system having a predetermined point in the three-dimensional space as an origin, based on a detection signal of the position sensor;
The second three-dimensional data is obtained by performing an operation for analyzing the tissue properties of the subject on each of the data constituting the first three-dimensional data obtained by three-dimensionally scanning the ultrasonic waves with the ultrasonic probe. A tissue property analysis function to be created, including data having a three-dimensional positional relationship with a position in the three-dimensional space of data to be subjected to the calculation among data constituting the first three-dimensional data A tissue property analysis function for selecting the data and performing the calculation to create the second three-dimensional data;
A real-time ultrasonic image created based on echo data obtained by two-dimensionally scanning ultrasonic waves with the ultrasonic probe, and an image created based on the second three-dimensional data, An image display control function for displaying a real-time ultrasound image and an image of the same cross section in the subject on the same screen;
Is to execute
The first three-dimensional data and the second three-dimensional data have first position information detected by the position detection unit,
The image display control function uses the second three-dimensional data based on the first position information and second position information that is real-time ultrasonic probe position information detected by the position detection function. The ultrasonic diagnosis is characterized in that the real-time ultrasonic image and the same cross-section are specified in the subject, and the real-time ultrasonic image and an image created based on the second three-dimensional data are displayed. Device control program.
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