JP3340500B2 - Ultrasound 3D diagnostic equipment - Google Patents

Ultrasound 3D diagnostic equipment

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JP3340500B2
JP3340500B2 JP07573293A JP7573293A JP3340500B2 JP 3340500 B2 JP3340500 B2 JP 3340500B2 JP 07573293 A JP07573293 A JP 07573293A JP 7573293 A JP7573293 A JP 7573293A JP 3340500 B2 JP3340500 B2 JP 3340500B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、体腔内に超音波プロー
ブを挿入し、被検体に超音波パルスを照射し被検体から
の超音波エコーを受信して得た超音波断層像により、管
腔、臓器等の三次元画像を構築し、診断を行う超音波三
次元診断装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic tomographic image obtained by inserting an ultrasonic probe into a body cavity, irradiating the object with an ultrasonic pulse and receiving an ultrasonic echo from the object. The present invention relates to an ultrasonic three-dimensional diagnostic apparatus that constructs a three-dimensional image of a cavity, an organ, and the like and performs a diagnosis.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、生体内に超音波パルスを照射して
その超音波エコーから体内の状態を描出して病変の発
見、診断を行う方法が広く普及している。中でも、超音
波プローブを経内視鏡的に体内に挿入して体内から超音
波パルスを照射する方法は、体外式に比較して超音波パ
ルスの減衰が小さく、分解能の高い高周波の超音波パル
スを使用することができることから注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, a method of irradiating an ultrasonic pulse into a living body, extracting the state of the body from the ultrasonic echo, and finding and diagnosing a lesion has become widespread. Above all, a method of irradiating an ultrasonic pulse from the body by inserting an ultrasonic probe into the body endoscopically is a high-frequency ultrasonic pulse that has a smaller attenuation of the ultrasonic pulse and a higher resolution than the extracorporeal method. It is noted that it can be used.

【0003】このような体腔内超音波プローブでは、超
音波振動子を回転させて体内の管腔軸にほぼ垂直な断面
を走査するいわゆるラジアルスキャン、もしくは管腔軸
に沿って超音波振動子を移動させるいわゆるリニアスキ
ャンを行って、管腔の超音波画像を得るのが診断上最も
有効とされている。また、前記のラジアルスキャンとリ
ニアスキャンとを組み合わせて管腔をスパイラル状にス
キャンして、管腔の三次元画像を構築する方法も試みら
れている。
In such an intracavity ultrasonic probe, a so-called radial scan for scanning a section substantially perpendicular to a lumen axis in a body by rotating an ultrasonic transducer, or an ultrasonic transducer along a lumen axis is used. Obtaining an ultrasonic image of a lumen by performing a so-called linear scan for movement is considered most effective for diagnosis. Further, there has been attempted a method of constructing a three-dimensional image of a lumen by scanning the lumen spirally by combining the above-described radial scan and linear scan.

【0004】ここで、スパイラルスキャンは、通常、ラ
ジアルスキャンとリニアスキャンとのスピードの比を一
定に保ち、ラジアル方向の動きとリニア方向の動きとを
同期させるようにしている。このようなスパイラルスキ
ャンを行なう超音波プローブとして、本出願人は例えば
特願平4−190931号(特開平6−30938号)
において、超音波振動子を回転駆動する回転駆動部を直
線駆動部によって超音波プローブの軸方向に直線的に移
動させるようにし、この直線駆動部による回転駆動部の
移動量を検出して、その移動量に基づいて回転駆動部先
端に設けてある超音波振動子の位置を算出し、そのデー
タに基づいて三次元画像を構築するようにしたものを開
発している。
Here, in the spiral scan, usually, the ratio of the speed of the radial scan to the speed of the linear scan is kept constant, and the movement in the radial direction and the movement in the linear direction are synchronized. As an ultrasonic probe for performing such a spiral scan, the present applicant has disclosed, for example, Japanese Patent Application No. 4-190931 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-30938).
In, to linearly move the rotation drive unit for driving the ultrasonic transducer to linearly move in the axial direction of the ultrasonic probe by the linear drive unit, detect the amount of movement of the rotation drive unit by the linear drive unit, We have been developing a device that calculates the position of an ultrasonic transducer provided at the tip of the rotation drive unit based on the amount of movement, and constructs a three-dimensional image based on the data.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、本発
明者によると、上述した本出願人の提案に係る超音波プ
ローブにあっては以下に説明するような改良すべき点が
あることが判明した。すなわち、スパイラルスキャンを
行うための特別な駆動装置が必要であることから駆動機
構が大型になることが懸念される。また、超音波振動子
の直線移動における位置を算出して三次元画像を構築す
るため、例えば湾曲した管腔や、スキャン区間に湾曲が
かけられた場合には、三次元画像を正確に構築すること
ができなくなる。
However, according to the present inventors, it has been found that the ultrasonic probe according to the proposal of the present applicant has the following points to be improved. That is, since a special driving device for performing the spiral scan is required, there is a concern that the driving mechanism becomes large. In addition, since the position in the linear movement of the ultrasonic transducer is calculated to construct a three-dimensional image, for example, when a curved lumen or a scan section is curved, the three-dimensional image is accurately constructed. You will not be able to do it.

【0006】また、超音波伝達媒体中の超音波振動子を
軸方向に移動させるには大きな駆動力を必要とし、繰り
返し移動中にフレキシブルシャフトが伸びて回転駆動部
の直線移動量とその先端に設けられた超音波振動子の移
動量とが一致しなくなり、これがためリニア方向に所定
間隔の画像データが得られず、歪んだ三次元画像が構築
されてしまうおそれがある。
Further, a large driving force is required to move the ultrasonic vibrator in the ultrasonic transmission medium in the axial direction, and the flexible shaft is stretched during the repetitive movement, so that the amount of linear movement of the rotary drive unit and the end of the linear drive unit are increased. The amount of movement of the provided ultrasonic vibrator does not match, so that image data at predetermined intervals in the linear direction cannot be obtained, and a distorted three-dimensional image may be constructed.

【0007】 本発明は上記不具合を解決すべく提案さ
れるもので、三次元画像を構築するための超音波プロー
ブの移動を特別な駆動装置を用いることなく、汎用の超
音波プローブを用いて簡便な方法で行なうことができ、
しかも正確な三次元画像データを得ることができる超音
波三次元診断装置を提供することを目的としたものであ
る。
[0007] The present invention is proposed to solve the above problems, and is an ultrasonic probe for constructing a three-dimensional image.
The movement of the probe can be performed by a simple method using a general-purpose ultrasonic probe without using a special driving device,
Further, it is an object of the present invention to provide an ultrasonic three-dimensional diagnostic apparatus capable of obtaining accurate three-dimensional image data.

【0008】[0008]

【問題を解決するための手段】 上記目的を達成する請
求項1に係る超音波三次元診断装置の発明は、被検体の
体腔内に進退可能に挿入操作され、この進退に伴い挿入
軸を中心として放射状に超音波を前記被検体に対して照
射し、この被検体からの反射波を受信して前記被検体の
超音波断層情報の取得が可能な超音波振動子を先端部の
所定の位置に備えた可撓性のある超音波プローブと、前
記超音波プローブの挿入側先端に、前記超音波振動子か
ら所定の距離の位置に設けられ、前記超音波プローブの
挿入側先端の加速度を検出する加速度検出手段と、前記
加速度検出手段により検出された加速度を積分すること
により、前記超音波プローブの進退操作に伴う前記超音
波振動子の前記挿入軸に沿った変位量を算出する変位量
算出手段と、前記超音波プローブの進退に伴い前記超音
振動子から得られる前記軸方向を中心とする複数の
層情報の各々と前記変位量算出手段により算出された変
位量に基づく変位とを関連付けて三次元画像を構築する
ための画像データを記憶する記憶手段と、を有すること
を特徴とするものである。さらに、請求項2に係る超音
波三次元診断装置の発明は、被検体の体腔内に進退可能
に挿入操作され、この進退に伴い挿入軸を中心として放
射状に超音波を前記被検体に対して照射し、この被検体
からの反射波を受信して前記被検体の超音波断層情報の
取得が可能な超音波振動子を先端部の所定の位置に備え
た可撓性のある超音波プローブと、前記超音波プローブ
の挿入側先端に、前記超音波振動子から所定の距離の
置に設けられ、前記超音波プローブの挿入側先端の加速
度を検出する第1の加速度検出手段と、前記超音波プロ
ーブの挿入側先端に、前記超音波振動子に対して前記第
1の加速度検出手段とは前記挿入軸方向に所定の距離を
置いた位置に設けられ、前記超音波プローブの挿入側先
端の加速度を検出する第2の加速度検出手段と、前記第
1および第2の加速度検出手段により検出された加速度
をそれぞれ積分 し、前記超音波プローブの進退操作に
う前記超音波振動子の前記挿入軸に沿った位置および前
記超音波プローブの先端の傾斜角度とを算出する算出
手段と、前記超音波プローブの進退に伴い前記超音波
動子から得られる前記軸方向を中心とする複数の断層情
の各々と前記算出手段により算出された位置および傾
斜角度の算出値とを関連付けて三次元画像を構築するた
めの画像データを記憶する記憶手段と、を有することを
特徴とするものである。さらに、請求項3に係る発明
は、請求項1または2に記載の超音波三次元診断装置に
おいて、前記記憶手段に記憶された前記画像データに基
づいて三次元画像を構築する三次元画像構築手段を更に
有することを特徴とするものである。
Means for Solving the Problems According to the invention of the ultrasonic three-dimensional diagnostic apparatus according to the first aspect of the present invention, the insertion operation is performed so as to be able to advance and retreat into the body cavity of the subject , and the insertion is performed in accordance with the advance and retreat
Ultrasonic waves are radiated on the subject radially about the axis.
And receives reflected waves from the subject to
An ultrasonic transducer capable of acquiring ultrasonic tomographic information
A flexible ultrasonic probe provided at a predetermined position, and the ultrasonic vibrator at the insertion end of the ultrasonic probe .
Provided at a position Luo predetermined distance, and acceleration detecting means for detecting an acceleration of the insertion-side front end of the ultrasonic probe, wherein
Integrating the acceleration detected by the acceleration detecting means;
Thereby, the ultrasonic sound accompanying the advance / retreat operation of the ultrasonic probe
Displacement amount calculating means for calculating a displacement amount of the wave transducer along the insertion axis; and a plurality of displacement means centered on the axial direction obtained from the ultrasound transducer as the ultrasound probe advances and retreats . Each of the slice information and the change calculated by the displacement amount calculating means.
Storage means for storing image data for constructing a three-dimensional image in association with a displacement based on the position . Further, in the invention of the ultrasonic three-dimensional diagnostic apparatus according to claim 2, the insertion operation is performed so as to be able to advance and retreat into a body cavity of the subject , and the insertion and release is performed about the insertion axis with the advance and retreat.
Irradiating the subject with ultrasonic waves in a protruding manner;
Receiving the reflected wave from the ultrasonic tomographic information of the subject
Equipped with an ultrasonic transducer that can be acquired at a predetermined position at the tip
A flexible ultrasonic probe, provided at a position at a predetermined distance from the ultrasonic vibrator at the distal end on the insertion side of the ultrasonic probe, and provided at the distal end on the insertion side of the ultrasonic probe. First acceleration detecting means for detecting acceleration, and a predetermined distance in the insertion axis direction between the ultrasonic vibrator and the first acceleration detecting means at an insertion-side end of the ultrasonic probe.
Provided at a position, a second acceleration detecting means for detecting an acceleration of the insertion-side front end of the ultrasonic probe, wherein the
Acceleration detected by the first and second acceleration detecting means
Were each integrated; accompanied the advancing and retracting operation of the ultrasonic probe
Calculating means for calculating the position of the ultrasonic transducer along the insertion axis and the inclination angle of the tip of the ultrasonic probe; and the ultrasonic vibration as the ultrasonic probe advances and retreats.
Image data for constructing a three-dimensional image is stored by associating each of a plurality of pieces of tomographic information about the axial direction obtained from a moving element with the calculated values of the position and the tilt angle calculated by the calculating means. Storage means. Furthermore, the invention according to claim 3 is the ultrasonic three-dimensional diagnostic apparatus according to claim 1 or 2, wherein the three-dimensional image construction means constructs a three-dimensional image based on the image data stored in the storage means. Is further provided.

【0009】[0009]

【作用】 このように、超音波送受信手段を有する超音
波プローブを体腔内に進退可能に挿入操作するように
し、その挿入側先端の三次元空間移動量を挿入側に設け
た加速度検出手段により検出して、三次元空間における
超音波プローブ先端の位置を算出し、この算出値を用い
て三次元画像を構築するための画像データを得るように
したので、三次元画像を構築するための超音波プローブ
の移動を、特別な駆動装置を用いることなく汎用の超音
波プローブを用いて簡便な方法により行なうことができ
ると共に、湾曲した管腔や、スキャン区間に湾曲がかけ
られた場合でも正確な三次元画像データを得ることがで
きる。
As described above, the ultrasonic probe having the ultrasonic transmission / reception means is inserted into the body cavity so as to be able to advance and retreat, and the three-dimensional spatial movement amount of the tip on the insertion side is detected by the acceleration detection means provided on the insertion side. and calculates the position of the ultrasonic probe tip in three-dimensional space, since to obtain the image data for constructing a three-dimensional image using the calculated value, ultrasound for constructing a three-dimensional image probe
Movement can be performed by a simple method using a general-purpose ultrasonic probe without using a special driving device, and accurate three-dimensional even when a curved lumen or a scan section is curved. Image data can be obtained.

【0010】[0010]

【実施例】図1、図2は、本発明の第1実施例を示した
ものである。図1の断面図に示すように、超音波プロー
ブ1はその先端部内に超音波振動子2、x軸方向加速度
センサ3、y軸方向加速度センサ4、z軸方向加速度セ
ンサ5を設けている。超音波振動子2はその軸方向に延
在するフレキシブルシャフト6の先端に固定されてお
り、x軸方向加速度センサ3、y軸方向加速度センサ
4、z軸方向加速度センサ5はそれぞれ検出面が直交す
る向きに配設されているとともに、後述する位置信号処
理部にまで延在している信号線7に接続されている。
1 and 2 show a first embodiment of the present invention. As shown in the cross-sectional view of FIG. 1, the ultrasonic probe 1 has an ultrasonic transducer 2, an x-axis direction acceleration sensor 3, a y-axis direction acceleration sensor 4, and a z-axis direction acceleration sensor 5 at its tip. The ultrasonic transducer 2 is fixed to the tip of a flexible shaft 6 extending in the axial direction, and the x-axis acceleration sensor 3, the y-axis acceleration sensor 4, and the z-axis acceleration sensor 5 have their detection surfaces orthogonal to each other. And is connected to a signal line 7 extending to a position signal processing unit described later.

【0011】また、x軸方向加速度センサ3、y軸方向
加速度センサ4、z軸方向加速度センサ5の先端側には
先端キャップ8が設けられており、この先端キャップ8
のさらに先端側のプローブシース9の外側面には、プロ
ーブシース9端部の開口部10にかけて、ガイドワイヤ
11を挿通するための挿通孔12が形成されている。ま
た、ガイドワイヤ11がプローブシース9内を通る部分
には、テフロン、ポリアセタール、ルーロン等の滑動部
材13を設け、ガイドワイヤ11がスムーズに挿通でき
るようにしてある。
A tip cap 8 is provided on the tip side of the x-axis direction acceleration sensor 3, the y-axis direction acceleration sensor 4, and the z-axis direction acceleration sensor 5.
An insertion hole 12 for inserting a guide wire 11 is formed in the outer surface of the probe sheath 9 further on the distal end side to the opening 10 at the end of the probe sheath 9. A sliding member 13 such as Teflon, polyacetal, or rulon is provided at a portion where the guide wire 11 passes through the probe sheath 9 so that the guide wire 11 can be inserted smoothly.

【0012】図2は、本発明の三次元超音波診断装置の
ブロック図である。超音波振動子2は、フレキシブルシ
ャフト内を通るケーブルを介してプローブ駆動部14に
接続されている。プローブ駆動部14は超音波信号処理
部15に接続され、超音波振動子2の出力が超音波信号
処理部15に入力されるようになっている。超音波信号
処理部15は画像取り込みスイッチ16に接続されると
ともに、表示切替えスイッチ17のBモード画像用端子
18に接続されている。また、画像取り込みスイッチ1
6は記憶装置19に接続されている。そして、超音波信
号処理部15の出力の一方は記憶装置19へ、他方はB
モード画像用端子18に入力するようになっている。
FIG. 2 is a block diagram of a three-dimensional ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. The ultrasonic transducer 2 is connected to the probe driving unit 14 via a cable that passes through the inside of the flexible shaft. The probe driving unit 14 is connected to the ultrasonic signal processing unit 15, and the output of the ultrasonic transducer 2 is input to the ultrasonic signal processing unit 15. The ultrasonic signal processing unit 15 is connected to the image capture switch 16 and to the B-mode image terminal 18 of the display changeover switch 17. Also, an image capture switch 1
6 is connected to the storage device 19. One of the outputs of the ultrasonic signal processing unit 15 is stored in the storage device 19, and the other is output in B
The input is made to the mode image terminal 18.

【0013】x軸方向加速度センサ3、y軸方向加速度
センサ4、z軸方向加速度センサ5は位置信号処理部2
0に接続されており、位置信号処理部20からの出力の
一方は画像取り込みスイッチ16に、他方は記憶装置1
9に入力するようになっている。記憶装置19は三次元
画像処理部21に接続されており、三次元画像処理部2
1からの出力は三次元画像用端子22に入力するように
なっている。また、表示切換えスイッチ17の出力側は
表示装置23に接続されている。
The x-axis direction acceleration sensor 3, the y-axis direction acceleration sensor 4, and the z-axis direction acceleration sensor 5 are a position signal processing unit 2
0, one of the outputs from the position signal processing unit 20 is connected to the image capture switch 16 and the other is output to the storage device 1.
9 is input. The storage device 19 is connected to the three-dimensional image processing unit 21 and
The output from 1 is input to the three-dimensional image terminal 22. The output side of the display changeover switch 17 is connected to the display device 23.

【0014】次に、以上のごとく構成されている第1実
施例の作用を説明する。先ず、術者はガイドワイヤ11
を超音波プローブ1の先端から体腔内深部へ突出させ、
このガイドワイヤ11に沿って超音波プローブ1を進ま
せることにより、超音波プローブ1を体腔内の深部へと
挿入させていくことができる。超音波プローブ1を体腔
内の深部へと挿入させ、所定の位置で被検体に向かって
超音波振動子2から超音波パルスを照射し、その反射エ
コーを受信する。この場合、フレキシブルシャフト6を
回転駆動させることにより、超音波振動子2はラジアル
スキャンを行う。さらに、超音波プローブ1を軸方向の
前後いずれかに移動させることによりスパイラルスキャ
ンを行う(図1)。
Next, the operation of the first embodiment configured as described above will be described. First, the operator uses the guide wire 11.
From the tip of the ultrasonic probe 1 to a deep part in the body cavity,
By advancing the ultrasonic probe 1 along the guide wire 11, the ultrasonic probe 1 can be inserted deep into the body cavity. The ultrasonic probe 1 is inserted deep into the body cavity, an ultrasonic pulse is emitted from the ultrasonic transducer 2 toward the subject at a predetermined position, and the reflected echo is received. In this case, the ultrasonic transducer 2 performs a radial scan by rotating the flexible shaft 6. Further, a spiral scan is performed by moving the ultrasonic probe 1 forward or backward in the axial direction (FIG. 1).

【0015】次に、超音波振動子2から送られてくるエ
コー信号をもとに、超音波信号処理部15はBモード信
号を作成し、画像取り込みスイッチ16、表示切り換え
スイッチ17のBモード画像用端子18に超音波画像信
号として常時出力する。なお画像取り込みスイッチ16
は通常開いている。一方、x軸方向加速度センサ3、y
軸方向加速度センサ4、z軸方向加速度センサ5からの
加速度信号に対応した電圧を、リアルタイムで位置信号
処理部20に出力する。すると、位置信号処理部20は
順次送られてくる電圧値により各加速度センサの変位量
を算出する(図2)。
Next, based on the echo signal sent from the ultrasonic transducer 2, the ultrasonic signal processing unit 15 creates a B-mode signal, and outputs the B-mode image of the image capturing switch 16 and the display changeover switch 17. Output to the terminal 18 as an ultrasonic image signal. The image capture switch 16
Is usually open. On the other hand, the x-axis direction acceleration sensor 3, y
A voltage corresponding to acceleration signals from the axial acceleration sensor 4 and the z-axis acceleration sensor 5 is output to the position signal processing unit 20 in real time. Then, the position signal processing unit 20 calculates the displacement amount of each acceleration sensor from the sequentially sent voltage values (FIG. 2).

【0016】例えば、x軸方向加速度センサ3の加速度
が時刻とともに変化するとして、これをAx(t) とし、
x軸方向加速度センサ3がAx(t) に比例する電圧Vx
(t)を出力するとする。さらに、ここでVx(t) =αA
x(t) とする。位置信号処理部20に設けられた図示さ
れていないリセットスイッチをオンにした時刻をt=0
として、その時刻からx軸方向加速度センサ3の移動し
た距離x(t) は、
For example, assuming that the acceleration of the x-axis direction acceleration sensor 3 changes with time, this is set as Ax (t),
The x-axis direction acceleration sensor 3 detects a voltage Vx proportional to Ax (t).
Output (t). Further, here, Vx (t) = αA
x (t). The time when a reset switch (not shown) provided in the position signal processing unit 20 is turned on is t = 0.
The distance x (t) that the x-axis direction acceleration sensor 3 has moved from that time is

【数1】 と算出される。(Equation 1) Is calculated.

【0017】他の加速度センサについても同様に、y
(t) 、z(t) が算出される。さらに、位置信号処理部2
0内に設けられているメモリには、(x0 ,y0 ,z
0 )が格納されているものとする。そして、位置信号処
理部20は随時、
Similarly, for other acceleration sensors, y
(t) and z (t) are calculated. Further, the position signal processing unit 2
0, (x 0 , y 0 , z
0 ) is stored. Then, the position signal processing unit 20

【数2】 を計算する。(Equation 2) Is calculated.

【0018】術者は、予め図示されていない入力手段
で、ある値δ0 を入力する。位置信号処理部20はδが
δ0 より大きくなった時、画像取り込みスイッチ16に
画像取り込み信号を送信し、この時の超音波振動子2の
変位(x(t) ,y(t) ,z(t))を改めて(x0
0 ,z0 )としてメモリに格納し、この値を記憶装置
19へ送信する。
The operator inputs a certain value δ 0 by input means (not shown). When δ becomes greater than δ 0, the position signal processing unit 20 transmits an image capture signal to the image capture switch 16, and the displacement (x (t), y (t), z) of the ultrasonic transducer 2 at this time. (t)) to (x 0 ,
y 0 , z 0 ) is stored in the memory, and this value is transmitted to the storage device 19.

【0019】画像取り込みスイッチ16は、画像取り込
み信号を受信すると閉じ、超音波信号処理部15からの
Bモード像を記憶装置19へ出力し再び開く。こうし
て、記憶装置19には、変位(x(t) ,y(t) ,z(t)
)に対応した超音波断層像が記憶される。術者は、超
音波プローブ1を進退動させているので、記憶装置19
にはδ0 ごとの一定間隔の超音波断層像とそれに対応し
た超音波振動子2の位置データが格納される。
The image capturing switch 16 is closed when receiving the image capturing signal, outputs the B-mode image from the ultrasonic signal processing unit 15 to the storage device 19, and opens again. Thus, the storage device 19 stores the displacements (x (t), y (t), z (t)
) Is stored. Since the operator moves the ultrasonic probe 1 forward and backward, the storage device 19
Stores ultrasonic tomographic images at regular intervals for each δ 0 and position data of the ultrasonic transducer 2 corresponding thereto.

【0020】三次元画像処理部21は、上述のスパイラ
ルスキャン終了後、記憶装置19に格納された一連の画
像データをもとに超音波断層像間の補間を行い三次元画
像を構築する。さらに、三次元画像処理部21は構築し
た三次元画像を表示切り換えスイッチ17の三次元画像
用端子22に出力する。表示切り換えスイッチ17で
は、超音波断層像と三次元画像のいずれかが表示装置2
3に描出されるように切り換えられる。
After completion of the above-described spiral scan, the three-dimensional image processing section 21 constructs a three-dimensional image by performing interpolation between ultrasonic tomographic images based on a series of image data stored in the storage device 19. Further, the three-dimensional image processing unit 21 outputs the constructed three-dimensional image to the three-dimensional image terminal 22 of the display changeover switch 17. With the display changeover switch 17, either the ultrasonic tomographic image or the three-dimensional image is displayed on the display device 2.
3 is switched.

【0021】なお、本実施例ではx,y,z軸に対応す
る3個の加速度センサを1組として、1組のみを用いた
が複数組用いてもよい。例えば、2組の加速度センサを
プローブ先端の異なる位置に配設し、超音波信号処理部
20が超音波プローブ先端の傾斜角度を2組のデータ
(x,y.z)から算出させるようにすれば、複数枚の
断層像の各々がなす傾きがわかる。
In this embodiment, only one set of three acceleration sensors corresponding to the x, y, and z axes is used. However, a plurality of sets may be used. For example, two sets of acceleration sensors are arranged at different positions at the tip of the probe, and an ultrasonic signal processing unit
If 20 makes the inclination angle of the tip of the ultrasonic probe be calculated from two sets of data (x, yz), the inclination formed by each of the plurality of tomographic images can be known.

【0022】図3は本発明の第2実施例を示したもの
で、第1実施例と対応する箇所には同一符号を付した。
第2実施例では、プローブ駆動部14のフレキシブルシ
ャフトとの接続部にロータリーエンコーダ24が設けら
れている。このロータリーエンコーダ24は分周回路2
5に接続されており、ロータリーエンコーダ24からの
出力が入力するようになっている。また、分周回路25
の出力は、画像取り込みスイッチ16および位置信号処
理部20に入力するようになっている。その他の構成に
ついては、第1実施例と同様である。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention, in which parts corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
In the second embodiment, a rotary encoder 24 is provided at a connection portion of the probe drive unit 14 with the flexible shaft. This rotary encoder 24 is a frequency dividing circuit 2
5 to receive an output from the rotary encoder 24. Further, the frequency dividing circuit 25
Is input to the image capturing switch 16 and the position signal processing unit 20. Other configurations are the same as in the first embodiment.

【0023】次に、第2実施例の作用について説明す
る。フレキシブルシャフトを回転させながら超音波振動
子2によりラジアルスキャンする際、ロータリーエンコ
ーダ24はフレキシブルシャフトの回転を検出する。そ
して、ロータリーエンコーダ24は1回転毎にパルスを
分周回路25へ出力する。分周回路25は、図示されて
いない設定手段を介して、予め設定された分周比により
逓倍されたパルスを画像取り込みスイッチ16および位
置信号処理部20に出力する。
Next, the operation of the second embodiment will be described. When radial scanning is performed by the ultrasonic transducer 2 while rotating the flexible shaft, the rotary encoder 24 detects the rotation of the flexible shaft. Then, the rotary encoder 24 outputs a pulse to the frequency dividing circuit 25 every rotation. The frequency dividing circuit 25 outputs a pulse multiplied by a preset frequency dividing ratio to the image capturing switch 16 and the position signal processing unit 20 via setting means (not shown).

【0024】画像取り込みスイッチ16は、分周回路2
5からパルスを受信すると、超音波信号処理部15から
のBモード像を記憶装置19へ出力し再び開く。位置信
号処理部20は、パルスを受信すると位置データを記憶
装置19へ出力する。他の作用については、第1実施例
と同様である。
The image capturing switch 16 is provided with a frequency dividing circuit 2
When a pulse is received from 5, the B-mode image from the ultrasonic signal processing unit 15 is output to the storage device 19 and opened again. When receiving the pulse, the position signal processing unit 20 outputs the position data to the storage device 19. Other operations are the same as in the first embodiment.

【0025】このように、本実施例では分周比を可変に
してあるので、分周比を小さくすれば細かいスライスピ
ッチで超音波断層像を得て、一連のきめ細かな三次元画
像を構築できるようになる。他の効果については、第1
実施例と同様である。
As described above, since the frequency division ratio is variable in this embodiment, if the frequency division ratio is reduced, an ultrasonic tomographic image can be obtained at a fine slice pitch, and a series of fine three-dimensional images can be constructed. Become like For other effects,
This is the same as the embodiment.

【0026】図4は、超音波プローブの先端形状の実施
例を示したものである。本実施例では、先端キャップ8
の先端側に後述するガイドワイヤ保持具を取り付けるた
めのネジ部8aが形成されている。ガイドワイヤ保持具
26は、その先端にガイドワイヤ11を取り付けるため
の穴27が形成されているとともに、この穴27に対し
て直交する方向から接着剤を注入するための孔28が形
成されている。したがって、ガイドワイヤ11を取り付
けるには、穴27にガイドワイヤ11の一端を差し込ん
だ後、孔28から接着剤を注入して行う。
FIG. 4 shows an embodiment of the tip shape of the ultrasonic probe. In this embodiment, the tip cap 8
A screw portion 8a for attaching a guide wire holder, which will be described later, is formed on the tip side of the. The guide wire holder 26 has a hole 27 at the tip thereof for attaching the guide wire 11 and a hole 28 for injecting an adhesive from a direction perpendicular to the hole 27. . Therefore, to attach the guide wire 11, after inserting one end of the guide wire 11 into the hole 27, an adhesive is injected from the hole 28.

【0027】また、ガイドワイヤ保持具26には前記ネ
ジ部8aの螺入用穴29が形成されており、この螺入用
穴29にネジ部8aを螺入することにより、簡便に超音
波プローブ1のプローブシース9にガイドワイヤ保持具
26を取り付けることができる。他の構成については、
第1実施例と同様である。このように構成してあるの
で、プローブシース9内に血栓等が付着しにくくなり、
超音波プローブ1の使用後の洗浄が容易となる。また、
ガイドワイヤ保持具26は超音波プローブ1に着脱自在
に取り付けてあるので、他のガイドワイヤ保持具26等
と容易に交換使用することができる。
The guide wire holder 26 is provided with a screw hole 29 for the screw portion 8a. By screwing the screw portion 8a into the screw hole 29, an ultrasonic probe can be easily formed. The guide wire holder 26 can be attached to one probe sheath 9. For other configurations,
This is the same as the first embodiment. With such a configuration, thrombus and the like hardly adhere to the inside of the probe sheath 9,
Cleaning after use of the ultrasonic probe 1 becomes easy. Also,
Since the guide wire holder 26 is detachably attached to the ultrasonic probe 1, it can be easily replaced with another guide wire holder 26 or the like.

【0028】図5は、超音波プローブの先端形状の他の
実施例を示したものである。本実施例は図4に示した実
施例の変形例であり、ガイドワイヤ11をガイドワイヤ
保持具26に取り付ける際、ロウ付け部30によって行
う。ガイドワイヤ保持具26の穴27にガイドワイヤ1
1を差し込み、差し込み方向端部をロウ付け部30を介
して固定したものである。他の構成は上記実施例と同様
である。このように構成することにより、ガイドワイヤ
11のガイドワイヤ保持具26に対する固定強度を向上
させることができる。他の効果については上記実施例と
同様である。
FIG. 5 shows another embodiment of the tip shape of the ultrasonic probe. This embodiment is a modification of the embodiment shown in FIG. 4, and is performed by the brazing portion 30 when the guide wire 11 is attached to the guide wire holder 26. Guide wire 1 is inserted into hole 27 of guide wire holder 26.
1 is inserted, and the end in the insertion direction is fixed via a brazing portion 30. Other configurations are the same as those in the above embodiment. With this configuration, the fixing strength of the guide wire 11 to the guide wire holder 26 can be improved. Other effects are the same as in the above embodiment.

【0029】[0029]

【発明の効果】 以上のごとく本発明によれば、三次元
画像を構築するための超音波プローブの移動を特別な駆
動装置を用いることなく、汎用の超音波プローブを用い
て術者が超音波プローブを軸方向に移動させるだけの簡
便な方法で行なうことができると共に、超音波振動子を
機械的に軸方向に駆動させる必要がないので、湾曲した
管腔や、スキャン区間に湾曲がかけられた場合でも、正
確な三次元画像データを得ることができる。
As described above, according to the present invention, the surgeon moves the ultrasonic probe for constructing a three-dimensional image using a general-purpose ultrasonic probe without using a special driving device. The probe can be moved in a simple manner by simply moving the probe in the axial direction, and there is no need to mechanically drive the ultrasonic transducer in the axial direction. In this case, accurate three-dimensional image data can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の超音波三次元診断装置の第1実施例の
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of an ultrasonic three-dimensional diagnostic apparatus according to the present invention.

【図2】超音波三次元診断装置のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of an ultrasonic three-dimensional diagnostic apparatus.

【図3】本発明の超音波三次元診断装置の第2実施例の
ブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram of a second embodiment of the ultrasonic three-dimensional diagnostic apparatus of the present invention.

【図4】超音波プローブ先端部の実施例の断面図であ
る。
FIG. 4 is a sectional view of an embodiment of a tip portion of an ultrasonic probe.

【図5】超音波プローブ先端部の他の実施例の断面図で
ある。
FIG. 5 is a cross-sectional view of another embodiment of the tip portion of the ultrasonic probe.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 超音波振動子 3 x軸方向加速度センサ 4 y軸方向加速度センサ 5 z軸方向加速度センサ 14 プローブ駆動部 15 超音波信号処理部 16 画像取り込みスイッチ 17 表示切り換えスイッチ 18 Bモード画像用端子 19 記憶装置 20 位置信号処理部 21 三次元画像処理部 22 三次元画像用端子 23 表示装置 Reference Signs List 2 ultrasonic transducer 3 x-axis acceleration sensor 4 y-axis acceleration sensor 5 z-axis acceleration sensor 14 probe driving unit 15 ultrasonic signal processing unit 16 image capture switch 17 display switching switch 18 B-mode image terminal 19 storage device Reference Signs List 20 position signal processing unit 21 three-dimensional image processing unit 22 three-dimensional image terminal 23 display device

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被検体の体腔内に進退可能に挿入操作さ
、この進退に伴い挿入軸を中心として放射状に超音波
を前記被検体に対して照射し、この被検体からの反射波
を受信して前記被検体の超音波断層情報の取得が可能な
超音波振動子を先端部の所定の位置に備えた可撓性のあ
超音波プローブと、 前記超音波プローブの挿入側先端に、前記超音波振動子
から所定の距離の位置に設けられ、前記超音波プローブ
の挿入側先端の加速度を検出する加速度検出手段と、前記加速度検出手段により検出された加速度を積分する
ことにより、 前記超音波プローブの進退操作に伴う前記
超音波振動子の前記挿入軸に沿った変位量を算出する
位量算出手段と、前記超音波プローブの進退に伴い 前記超音波振動子から
得られる前記軸方向を中心とする複数の断層情報の各々
前記変位量算出手段により算出された変位量に基づく
変位とを関連付けて三次元画像を構築するための画像デ
ータを記憶する記憶手段と、 を有することを特徴とする超音波三次元診断装置。
1. A is retractably inserted operated into a body cavity of a subject, an ultrasonic radially around the insertion axis with this back and forth
Is irradiated on the subject, and the reflected wave from the subject
To receive ultrasonic tomographic information of the subject.
A flexible vibrator equipped with an ultrasonic vibrator at a predetermined position at the tip
An ultrasonic probe, and an ultrasonic vibrator at an end on the insertion side of the ultrasonic probe.
An acceleration detection means provided at a predetermined distance from the acceleration probe for detecting the acceleration of the insertion-side tip of the ultrasonic probe, and integrating the acceleration detected by the acceleration detection means
By doing so, the ultrasonic probe moves forward and backward
A variable for calculating the amount of displacement of the ultrasonic transducer along the insertion axis.
Position amount calculating means, and each of a plurality of pieces of tomographic information centered on the axial direction obtained from the ultrasonic transducer with the advance and retreat of the ultrasonic probe
And the displacement calculated by the displacement calculator.
Storage means for storing image data for constructing a three-dimensional image in association with a displacement , and an ultrasonic three-dimensional diagnostic apparatus comprising:
【請求項2】 被検体の体腔内に進退可能に挿入操作さ
、この進退に伴い挿入軸を中心として放射状に超音波
を前記被検体に対して照射し、この被検体からの反射波
を受信して前記被検体の超音波断層情報の取得が可能な
超音波振動子を先端部の所定の位置に備えた可撓性のあ
超音波プローブと、 前記超音波プローブの挿入側先端に、前記超音波振動子
から所定の距離の位置に設けられ、前記超音波プローブ
の挿入側先端の加速度を検出する第1の加速度検出手段
と、 前記超音波プローブの挿入側先端に、前記超音波振動子
に対して前記第1の加速度検出手段とは前記挿入軸方向
に所定の距離を置いた位置に設けられ、前記超音波プロ
ーブの挿入側先端の加速度を検出する第2の加速度検出
手段と、前記第1および第2の加速度検出手段により検出された
加速度をそれぞれ積分し、 前記超音波プローブの進退操
作に伴う前記超音波振動子の前記挿入軸に沿った位置
よび前記超音波プローブの先端の傾斜角度とを算出す
る算出手段と、前記超音波プローブの進退に伴い 前記超音波振動子から
得られる前記軸方向を中心とする複数の断層情報の各々
前記算出手段により算出された位置および傾斜角度の
算出値とを関連付けて三次元画像を構築するための画像
データを記憶する記憶手段と、 を有することを特徴とする超音波三次元診断装置。
2. An insertion operation is performed so as to be able to advance and retreat into a body cavity of a subject, and an ultrasonic wave is radiated around an insertion axis in accordance with the advance and retreat.
Is irradiated on the subject, and the reflected wave from the subject
To receive ultrasonic tomographic information of the subject.
A flexible vibrator equipped with an ultrasonic vibrator at a predetermined position at the tip
An ultrasonic probe, and an ultrasonic vibrator at an end on the insertion side of the ultrasonic probe.
A first acceleration detecting means provided at a position at a predetermined distance from the ultrasonic probe to detect the acceleration of the insertion-side tip of the ultrasonic probe; and the ultrasonic transducer at the insertion-side tip of the ultrasonic probe. the insertion axis direction from the first acceleration detecting means with respect to
A second acceleration detecting means provided at a position at a predetermined distance from the ultrasonic probe and detecting the acceleration of the distal end on the insertion side of the ultrasonic probe, and the acceleration detected by the first and second acceleration detecting means.
Calculation means for integrating the accelerations and calculating the position of the ultrasonic transducer along the insertion axis and the inclination angle of the tip of the ultrasonic probe in accordance with the advance / retreat operation of the ultrasonic probe. And each of a plurality of pieces of tomographic information about the axial direction obtained from the ultrasonic transducer with the advance and retreat of the ultrasonic probe
3D ultrasound diagnostic apparatus characterized by having a storage means for storing image data for constructing a three-dimensional image in association with the calculated value of the calculated position and tilt angle by the calculating means and.
【請求項3】 前記記憶手段に記憶された前記画像デー
タに基づいて三次元画像を構築する三次元画像構築手段
を更に有することを特徴とする請求項1または2に記載
の超音波三次元診断装置。
3. The ultrasonic three-dimensional diagnosis according to claim 1, further comprising a three-dimensional image construction unit configured to construct a three-dimensional image based on the image data stored in the storage unit. apparatus.
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