JP3947530B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents

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本発明は、超音波診断装置に関し、特に、3次元画像処理を行う超音波診断装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an ultrasonic diagnostic apparatus that performs three-dimensional image processing.

腫瘍の体内組織の中における位置や広がり、血流の走行や形状、あるいは腫瘍の血流への浸潤程度や血流に沿った広がりを観察することは、その患者の病状の進行具合や転移の診断、術式決定、予後予測をする上で医学的に重要である。その際に、腫瘍を含んだ組織や、血流及び血流を含んだ組織を超音波3次元画像により診断したり、あるいは複数方向の超音波断層像で診断することが臨床上有用である。体外から超音波を照射する体外式超音波診断の分野では、特開平6−254097号または特開2000−242766号のような関連の技術が知られている。   Observing the location and spread of the tumor in the body tissue, the flow and shape of the blood flow, or the extent of the tumor's infiltration into the blood flow and the spread along the blood flow is the progression of the patient's pathology and metastasis. It is medically important in making a diagnosis, determining a method, and predicting a prognosis. At that time, it is clinically useful to diagnose a tissue containing a tumor, a blood flow and a tissue containing a blood flow with an ultrasonic three-dimensional image, or with a multi-directional ultrasonic tomographic image. Related arts such as JP-A-6-254097 or JP-A-2000-242766 are known in the field of extracorporeal ultrasonic diagnosis in which ultrasonic waves are irradiated from outside the body.

一方、近年、超音波内視鏡をはじめ種々の超音波プローブにより、脂肪等による減衰等の影響の少ない体腔内管腔から、超音波を体腔内探部臓器へ照射する体腔内超音波診断の技術がある。その分野においても、消化管腫瘍の浸潤診断、食道静脈瘤の観察、消化管腫瘍周囲の血流の観察を行う際に、腫瘍を含んだ組織や血流および血流を含んだ組織を超音波3次元画像により診断したり、複数方向の超音波断層像により診断することの有用性が知られている。この関連の技術として、特開2001−161693号、特開平6−261900号または特開平11−113913号のような関連の技術が知られている。   On the other hand, in recent years, in-vivo ultrasound diagnosis in which ultrasound is irradiated to a body-cavity probe from a body cavity lumen with little influence of attenuation due to fat or the like by various ultrasound probes including an ultrasound endoscope. There is technology. Also in this field, when performing invasion diagnosis of gastrointestinal tumors, observation of esophageal varices, and observation of blood flow around the gastrointestinal tumor, ultrasound is used to detect tumor-containing tissue and blood flow and tissue containing blood flow. The usefulness of diagnosing with a three-dimensional image or diagnosing with ultrasonic tomograms in multiple directions is known. As this related technique, related techniques such as Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-161893, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-261900, or Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-113913 are known.

特開2001−161693に開示されている超音波診断装置は、機械式ラジアル走査と機械式リニア走査とを組み合わせたスパイラル走査を行う。このスパイラル走査を行うことにより、超音波診断装置は、超音波3次元画像表示のためのデータを取得し、観察方向の異なるラジアル画像とリニア画像とを同時に表示するDPR表示(Dual Plane Reconstruction表示)を行ったり、超音波3次元画像を表示する。   The ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-161693 performs spiral scanning that combines mechanical radial scanning and mechanical linear scanning. By performing this spiral scanning, the ultrasonic diagnostic apparatus acquires data for ultrasonic three-dimensional image display, and simultaneously displays a radial image and a linear image with different observation directions (Dual Plane Reconstruction display). Or display an ultrasonic three-dimensional image.

特開平6−261900及び特開平11−113913に開示されている超音波診断装置は、機械式ラジアル走査を行う超音波プローブ(超音波内視鏡を含む)と位置検出器とを組み合わせて構成されている。そして、その超音波診断装置は、位置検出器からの超音波走査平面の位置及び配向に関する情報を基に、超音波3次元画像表示のためのデータを取得し、超音波3次元画像を構築する。   The ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in JP-A-6-261900 and JP-A-11-113913 is configured by combining an ultrasonic probe (including an ultrasonic endoscope) that performs mechanical radial scanning and a position detector. ing. Then, the ultrasonic diagnostic apparatus acquires data for ultrasonic three-dimensional image display based on information on the position and orientation of the ultrasonic scanning plane from the position detector, and constructs an ultrasonic three-dimensional image. .

また、従来よりドップラーデータを取得する超音波内視鏡として電子リニア走査型あるいは電子コンベックス走査型の超音波内視鏡等、挿入軸に沿って設けられた超音波振動子アレイにより、挿入軸に平行な断層像を得る超音波内視鏡を用い、この内視鏡を挿入軸を中心に回転させることで超音波3次元画像データを取得する超音波診断装置が知られている。   In addition, an ultrasonic transducer array provided along the insertion axis, such as an electronic linear scanning type or an electronic convex scanning type ultrasonic endoscope, which has conventionally acquired Doppler data, is arranged on the insertion axis. 2. Description of the Related Art There is known an ultrasonic diagnostic apparatus that uses an ultrasonic endoscope that obtains a parallel tomographic image and acquires ultrasonic three-dimensional image data by rotating the endoscope around an insertion axis.

しかし、体腔内超音波診断分野において腫瘍を含んだ組織を超音波3次元画像で表示したり、複数方向の超音波断層像で表示する際、上述した技術には次に述べる問題がある。   However, when displaying a tissue containing a tumor as an ultrasonic three-dimensional image or displaying ultrasonic tomographic images in a plurality of directions in the intracavitary ultrasonic diagnosis field, the above-described technique has the following problems.

特開2001−161693号に開示されている超音波診断装置は、体腔内に挿入する可撓性のある細長の超音波プローブを用い、その先端に超音波振動子を、その根元にモータを設けている。そして、超音波振動子とモータとを可撓性のあるフレキシブルシャフトでつなぎ、超音波振動子のラジアル走査のための回転駆動をフレキシブルシャフトを通じて行う構成である。   The ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-161693 uses a flexible and thin ultrasonic probe to be inserted into a body cavity, and an ultrasonic transducer is provided at the tip thereof, and a motor is provided at the root thereof. ing. The ultrasonic transducer and the motor are connected by a flexible flexible shaft, and the rotational drive for radial scanning of the ultrasonic transducer is performed through the flexible shaft.

そのため、モータ角度検出器が検出する回転角度と先端の超音波振動子の実際の回転角度との間にずれが生じ、さらにこのずれがフレキシブルシャフトの湾曲形状によるため時間的に一様になることがなかった。その結果、取得される画像データには常に実際の形状との相違が発生し、超音波3次元画像や複数方向の超音波断層像には歪みが発生するという問題があった。   For this reason, a deviation occurs between the rotation angle detected by the motor angle detector and the actual rotation angle of the ultrasonic transducer at the tip, and this deviation is uniform in time because of the curved shape of the flexible shaft. There was no. As a result, there is a problem that the acquired image data always has a difference from the actual shape, and distortion occurs in the ultrasonic three-dimensional image and the ultrasonic tomographic images in a plurality of directions.

特開平6−261900及び特開平11−113913に開示されている超音波診断装置は、超音波振動子の駆動方法が上述した特開2001−161693号に開示の方法と同じである。従って、やはり取得される画像データには常に実際の形状との相違が発生し、超音波3次元画像や複数方向の超音波断層像には歪みが発生するという問題があった。   In the ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in JP-A-6-261900 and JP-A-11-113913, the driving method of the ultrasonic transducer is the same as the method disclosed in JP-A-2001-161693. Accordingly, the obtained image data always has a difference from the actual shape, and there is a problem that distortion occurs in the ultrasonic three-dimensional image and the ultrasonic tomographic images in a plurality of directions.

また、特開平6−261900号及び特開平11−113913号に開示されている超音波診断装置には次の問題もある。例えば、位置検出器により検出した超音波断層像内の12時方向等、特定方向を指すデータを用いて、超音波3次元画像や複数方向の超音波断層像を構築させる場合、位置検出器がフレキシブルシャフトではなく超音波プローブの挿入部の外側に設けられているため、位置検出器が検出する超音波走査平面の配向と、モータ角度検出器が検出する回転角度との間で相違が発生する。その配向と回転角度の相違は、フレキシブルシャフトの湾曲形状によって生じるものである。従って、超音波3次元画像や複数方向の超音波断層像において、一層大きな歪みが発生するという問題があった。   Further, the ultrasonic diagnostic apparatuses disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 6-261900 and 11-11913 have the following problems. For example, when constructing an ultrasonic three-dimensional image or an ultrasonic tomographic image in a plurality of directions using data indicating a specific direction such as a twelve o'clock direction in the ultrasonic tomographic image detected by the position detector, the position detector Since it is provided outside the insertion portion of the ultrasonic probe instead of the flexible shaft, there is a difference between the orientation of the ultrasonic scanning plane detected by the position detector and the rotation angle detected by the motor angle detector. . The difference between the orientation and the rotation angle is caused by the curved shape of the flexible shaft. Therefore, there has been a problem that a larger distortion occurs in the ultrasonic three-dimensional image and the ultrasonic tomographic images in a plurality of directions.

さらに、特開平6−261900及び特開平11−113913に開示されている超音波診断装置は、機械式ラジアル走査を行う超音波プローブ(超音波内視鏡を含む)と例えば磁場による位置検出器とを組み合わせ、位置検出器からの超音波走査平面の位置と配向の情報を基に超音波3次元画像データを取得する構成であった。そのため、挿入部内部のフレキシブルシャフトや超音波振動子の回転による金属部分の配置の変化に起因して、磁場が擾乱されてしまう場合があった。その結果、位置検出器から得られる位置や配向のデータの精度が低下して、超音波3次元画像や複数方向の超音波断層像には一層大きな歪みが発生するという問題があった。   Furthermore, an ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 6-261900 and 11-1113913 includes an ultrasonic probe (including an ultrasonic endoscope) that performs mechanical radial scanning, and a position detector that uses, for example, a magnetic field. The three-dimensional image data is acquired based on the position and orientation information of the ultrasonic scanning plane from the position detector. For this reason, the magnetic field may be disturbed due to a change in the arrangement of the metal part due to the rotation of the flexible shaft or the ultrasonic transducer inside the insertion portion. As a result, the accuracy of the position and orientation data obtained from the position detector is lowered, and there is a problem that a greater distortion occurs in the ultrasonic three-dimensional image and the ultrasonic tomographic images in a plurality of directions.

また、ドップラーデータを取得する超音波内視鏡である電子リニア走査型の超音波内視鏡等を用いる超音波診断装置の場合は、3次元スキャンを行う際に先端の超音波振動子アレイが挿入軸を中心に回転させるために、術者は患者の口から超音波内視鏡を挿入した状態で、1から2mもある超音波内視鏡を捻ることにより空間的なエコーデータを得る必要があった。そのため、3次元データをムラなく均一に取得するための操作が非常に難しく、この装置による3次元画像データの取得は実用には至っていない。   In the case of an ultrasonic diagnostic apparatus using an electronic linear scanning type ultrasonic endoscope that is an ultrasonic endoscope for acquiring Doppler data, an ultrasonic transducer array at the tip is used when performing a three-dimensional scan. In order to rotate around the insertion axis, the operator needs to obtain spatial echo data by twisting the ultrasonic endoscope of 1 to 2 m with the ultrasonic endoscope inserted from the patient's mouth was there. For this reason, it is very difficult to perform uniform and uniform acquisition of 3D data, and acquisition of 3D image data using this apparatus has not been put into practical use.

さらにまた、体腔内超音波診断分野において血流を含んだ組織を、超音波3次元画像により表示したり、複数方向の超音波断層像により表示する際、上述した従来の技術には、次のような問題がある。   Furthermore, when displaying a tissue containing blood flow in the field of intracavitary ultrasound diagnosis as an ultrasonic three-dimensional image or as a multi-directional ultrasonic tomographic image, the above-described conventional technique includes the following: There is a problem like this.

特開2001−161693号、特開平6−261900号及び特開平11−113913号に開示されている超音波診断装置は、機械走査を行う構成であるため、そもそもドップラーデータを取得し血流および血流を含んだ組織情報を得ることができなかった。   Since the ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 2001-161893, 6-261900, and 11-1113913 is configured to perform mechanical scanning, it originally acquires Doppler data to obtain blood flow and blood. The organization information including the flow could not be obtained.

電子リニア走査型、電子コンベックス走査型超音波内視鏡等、挿入軸に平行な断層像を得る超音波内視鏡を用いた超音波診断装置は、電子走査を行う構成であるためにドップラー効果を用いて血流情報を得ることができる。しかし、上述したように3次元データをムラなく均一に取得するための操作が非常に難しく、この装置での3次元画像データの取得は実用には至っていない。   An ultrasonic diagnostic apparatus using an ultrasonic endoscope that obtains a tomographic image parallel to the insertion axis, such as an electronic linear scanning type or an electronic convex scanning type ultrasonic endoscope, is configured to perform electronic scanning, and thus has a Doppler effect. Can be used to obtain blood flow information. However, as described above, an operation for uniformly acquiring 3D data uniformly is very difficult, and acquisition of 3D image data with this apparatus has not been put into practical use.

そこで、本発明は、体腔内超音波診断分野において腫瘍を含んだ組織を超音波3次元画像により表示、あるいは複数方向の超音波断層像により表示する際、歪みのない良好な画像データを簡単な操作で取得することができる超音波診断装置を提供することを目的とする。   In view of this, the present invention provides a simple method for obtaining good image data without distortion when displaying a tissue containing a tumor as a three-dimensional ultrasonic image or displaying a plurality of ultrasonic tomographic images in the intracavitary ultrasonic diagnosis field. An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that can be acquired by operation.

さらに、本発明は、体腔内超音波分野において、血流および血流を含んだ組織を超音波3次元画像により表示、あるいは複数方向の超音波断層像で表示する際、ドップラー効果を用いた血流情報を簡単な操作で取得することができる超音波診断装置を提供することを目的とする。   Furthermore, the present invention provides a blood flow using the Doppler effect when displaying blood flow and a tissue including the blood flow as an ultrasonic three-dimensional image or displaying ultrasonic tomographic images in a plurality of directions in the body cavity ultrasonic field. An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of acquiring flow information by a simple operation.

本発明の第1の超音波診断装置は、体腔内に挿入される超音波プローブから被検部の超音波エコー信号を取得し、該超音波エコー信号から超音波断層像データを構築する超音波診断装置において、前記超音波プローブは、挿入軸の所定の位置の周囲、かつ該挿入軸に垂直な平面上に設けられた複数の超音波振動子を有し、該複数の超音波振動子より超音波を送受信して前記挿入軸に垂直な平面で超音波の電子走査を行う電子走査式超音波プローブであって、磁場を空間に発生する磁場送信手段と、発生した前記磁場を受信する磁場受信手段とを有し、前記磁場送信手段または前記磁場受信手段のうちいずれか一方が前記超音波振動子に対して所定の位置に固定され、当該所定の位置に固定された前記磁場送信手段または前記磁場受信手段のうちいずれか一方が前記電子走査式超音波プローブの用手的な挿抜に伴って前記超音波振動子と一体的に移動することで、当該電子走査式超音波プローブの電子走査の走査平面の位置及び配向を検出する検出手段と、前記電子走査式超音波プローブを用手的に挿抜することで繰り返し実施される電子走査により連続的に得られる複数の前記超音波断層像データに基づいて被検部の超音波3次元画像を作成する3次元画像処理手段と、前記3次元画像処理手段により用手的な前記挿抜によってあらかじめ作成された前記超音波3次元画像と、前記挿抜の後で電子走査された新たな走査平面の位置もしくは配向を示す図とを合成して3次元ガイド画像を作成する合成手段と、前記新たな走査平面での超音波断層像データから作成される超音波断層像と、前記3次元ガイド画像とを同一画面に表示する表示手段と、を具備したことを特徴とする。   The first ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention acquires an ultrasonic echo signal of a test part from an ultrasonic probe inserted into a body cavity, and constructs ultrasonic tomographic image data from the ultrasonic echo signal. In the diagnostic apparatus, the ultrasonic probe has a plurality of ultrasonic vibrators provided around a predetermined position of the insertion axis and on a plane perpendicular to the insertion axis. An electronic scanning ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves and performs electronic scanning of ultrasonic waves in a plane perpendicular to the insertion axis, a magnetic field transmitting means for generating a magnetic field in space, and a magnetic field for receiving the generated magnetic field Receiving means, and either the magnetic field transmitting means or the magnetic field receiving means is fixed at a predetermined position with respect to the ultrasonic transducer, and the magnetic field transmitting means fixed at the predetermined position or The magnetic field receiving means Either one of the electronic scanning ultrasonic probe moves integrally with the ultrasonic transducer as the electronic scanning ultrasonic probe is manually inserted and removed, so that the position of the scanning plane of the electronic scanning of the electronic scanning ultrasonic probe and Based on a plurality of ultrasonic tomographic image data continuously obtained by detection means for detecting orientation and electronic scanning repeatedly performed by manually inserting and extracting the electronic scanning ultrasonic probe A three-dimensional image processing means for creating an ultrasonic three-dimensional image, the ultrasonic three-dimensional image prepared in advance by the manual insertion / extraction by the three-dimensional image processing means, and electronic scanning after the insertion / extraction. A combining means for generating a three-dimensional guide image by combining a new scanning plane position or orientation and an ultrasonic tomographic image generated from ultrasonic tomographic image data on the new scanning plane; , Characterized by comprising a display means for displaying said three-dimensional guide image on the same screen.

本発明の第2の超音波診断装置は、上記第1の超音波診断装置において、前記エコー信号のドップラー効果を基に前記被検部の血流のカラーデータを作成するドップラー信号処理手段を更に有し、前記3次元画像処理手段は前記カラーデータに基づいて前記血流の超音波3次元画像を作成することを特徴とする。   According to a second ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, the first ultrasonic diagnostic apparatus further includes Doppler signal processing means for creating color data of blood flow of the test part based on the Doppler effect of the echo signal. And the three-dimensional image processing means creates an ultrasonic three-dimensional image of the blood flow based on the color data.

本発明の第3の超音波診断装置は、上記第1または第2の超音波診断装置において、前記合成手段が、前記検出手段から逐次出力されるデータの変化に基づき、前記合成の状態を逐次変化させたことを特徴とする。   According to a third ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, in the first or second ultrasonic diagnostic apparatus, the synthesizing unit sequentially changes the synthesis state based on a change in data sequentially output from the detecting unit. Characterized by changes.

本発明の第4の超音波診断装置は、上記第1乃至第3の超音波診断装置において、前記位置もしくは配向を示す図が面状の模式図であることを特徴とする。   The fourth ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention is characterized in that, in the first to third ultrasonic diagnostic apparatuses, the diagram showing the position or orientation is a planar schematic diagram.

本発明の第5の超音波診断装置は、上記第4の超音波診断装置において、前記模式図が超音波断層像データを重畳していることを特徴とする。   According to a fifth ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, in the fourth ultrasonic diagnostic apparatus, the schematic diagram is superimposed with ultrasonic tomographic image data.

本発明の第6の超音波診断装置は、上記第1乃至第3の超音波診断装置において、前記位置もしくは配向を示す図が血流走行上に重畳される線であることを特徴とする。   A sixth ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention is characterized in that, in the first to third ultrasonic diagnostic apparatuses, the diagram indicating the position or orientation is a line superimposed on the blood flow run.

本発明によれば、体腔内超音波分野において腫瘍を含んだ組織を超音波3次元画像で表示する際、歪みのない良好な画像データを取得することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when displaying the structure | tissue containing the tumor by an ultrasonic three-dimensional image in the ultrasonic field in a body cavity, favorable image data without a distortion can be acquired.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第一の実施の形態)
図1から図9は、本発明の第一の実施の形態を示す図である。図1は、第一の実施の形態に係る超音波診断装置の全体構成を説明するための図である。図2は、第一の実施の形態に係る電子ラジアル走査式超音波内視鏡の構成を説明するための図である。図3は、第一の実施の形態に係る送受信回路のブロック図である。図4は、第一の実施の形態に係るデータ記録の処理の流れの例を示すフローチャートである。図5は、第一の実施の形態に係る3次元画像作成の処理の流れの例を示すフローチャートである。図6は、第一の実施の形態に係るキューブデータ作成回路の作用を説明するための図である。図7は、第一の実施の形態に係るモニタ画面の表示例を示す図である。図8は、第一の実施の形態に係る各座標系の関係を説明するための図である。図9は、第一の実施の形態に係るモニタ画面の表示例の変形例を示す図である。
(First embodiment)
1 to 9 are diagrams showing a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram for explaining the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the electronic radial scanning ultrasonic endoscope according to the first embodiment. FIG. 3 is a block diagram of the transmission / reception circuit according to the first embodiment. FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a flow of data recording processing according to the first embodiment. FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a flow of processing for creating a three-dimensional image according to the first embodiment. FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the cube data creation circuit according to the first embodiment. FIG. 7 is a diagram illustrating a display example of the monitor screen according to the first embodiment. FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between the coordinate systems according to the first embodiment. FIG. 9 is a diagram illustrating a modification of the display example of the monitor screen according to the first embodiment.

まず図1に基づき、全体の構成を説明する。   First, the overall configuration will be described with reference to FIG.

図1に示すように、本実施形態の超音波診断装置1は、電子ラジアル走査式超音波内視鏡2と、位置配向検出部3と、超音波処理部4と、キーボード5と、モニタ6を有する。   As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 of the present embodiment includes an electronic radial scanning ultrasonic endoscope 2, a position / orientation detection unit 3, an ultrasonic processing unit 4, a keyboard 5, and a monitor 6. Have

なお、図において、太い点線の矢印は、3次元画像に関わる信号あるいはデータの流れを示し、太い実線の矢印は、原画像に関わる信号あるいはデータの流れを示し、細い点線の矢印は、位置、方向に関わる信号あるいはデータの流れを示し、細い実線の矢印は、制御信号等その他の信号あるいはデータの流れを示す。   In the figure, thick dotted arrows indicate the flow of signals or data related to the three-dimensional image, thick solid arrows indicate the flow of signals or data related to the original image, and thin dotted arrows indicate the position, A signal or data flow related to a direction is shown, and a thin solid arrow indicates a flow of other signals such as a control signal or data.

電子ラジアル走査式超音波内視鏡2は、その先端に、環状の超音波振動子アレイ11と磁場を送信する送信コイル12と備え、操作部13を操作することによって、挿入軸に垂直な断面に超音波ビームを旋回させることにより走査、すなわちいわゆる電子ラジアル走査を行う。位置配向検出部3は、空間に固定された向きの異なる複数の受信コイル21を備え、その受信コイル21が磁場を検出する際に出力する電流に基づいて電子ラジアル走査式超音波内視鏡2の走査面の位置と配向とを遠隔的に検出する。超音波処理部4は、超音波内視鏡2からの超音波エコー信号と、位置配向検出部3からの位置及び配向のデータとを処理して所望の3次元画像を構築する。キーボード5は、後述する走査制御キー22と3次元キー(以下、3Dキーと略す。)23を備え、超音波処理部4を外部からコントロールする。モニタ6は、3次元画像を表示する。   The electronic radial scanning ultrasonic endoscope 2 includes an annular ultrasonic transducer array 11 and a transmission coil 12 that transmits a magnetic field at the tip thereof, and a cross section perpendicular to the insertion axis by operating the operation unit 13. Scanning, that is, so-called electronic radial scanning is performed by rotating the ultrasonic beam. The position / orientation detection unit 3 includes a plurality of receiving coils 21 having different orientations fixed in space, and the electronic radial scanning ultrasonic endoscope 2 based on a current output when the receiving coil 21 detects a magnetic field. The position and orientation of the scanning plane are detected remotely. The ultrasonic processing unit 4 processes the ultrasonic echo signal from the ultrasonic endoscope 2 and the position and orientation data from the position / orientation detection unit 3 to construct a desired three-dimensional image. The keyboard 5 includes a scanning control key 22 and a three-dimensional key (hereinafter abbreviated as 3D key) 23 described later, and controls the ultrasonic processing unit 4 from the outside. The monitor 6 displays a three-dimensional image.

また、超音波処理部4は、超音波信号処理回路24と、同期書込回路25と、ハードディスク(以下、単にHDDと略記する。)26と、画像処理回路27と、表示回路28と、制御回路29とを含む。   The ultrasonic processing unit 4 includes an ultrasonic signal processing circuit 24, a synchronous writing circuit 25, a hard disk (hereinafter simply referred to as HDD) 26, an image processing circuit 27, a display circuit 28, and a control. Circuit 29.

超音波信号処理回路24は、超音波エコー信号を基に超音波断層像の画像データを作成する。同期書込回路25は、画像データと、位置及び配向データとを同期して関連付けてHDDへの書き込み制御を行う。画像処理回路27は、3次元画像を構築する。表示回路28は、構築された3次元画像の画像データをモニタ6に表示できるようなアナログビデオ信号へ変換し、出力する。制御回路29は、超音波処理部4内の各回路を制御するための各種制御信号を出力する。   The ultrasonic signal processing circuit 24 creates image data of an ultrasonic tomographic image based on the ultrasonic echo signal. The synchronous writing circuit 25 controls the writing to the HDD by associating the image data with the position and orientation data in synchronization. The image processing circuit 27 constructs a three-dimensional image. The display circuit 28 converts the image data of the constructed three-dimensional image into an analog video signal that can be displayed on the monitor 6 and outputs the analog video signal. The control circuit 29 outputs various control signals for controlling each circuit in the ultrasonic processing unit 4.

また、超音波信号処理回路24は、送受信回路31と、Bモード処理回路32と、デジタルスキャンコンバータ(以下、単にDSC(B)と略す。)33と、ドップラー処理回路34と、デジタルスキャンコンバータ(以下、単にDSC(D)と略す。)35と、カラーフローマッピング処理を行なうマッピング回路36とを含む。   The ultrasonic signal processing circuit 24 includes a transmission / reception circuit 31, a B-mode processing circuit 32, a digital scan converter (hereinafter simply referred to as DSC (B)) 33, a Doppler processing circuit 34, and a digital scan converter ( Hereinafter, it is simply abbreviated as DSC (D).) 35 and a mapping circuit 36 for performing color flow mapping processing.

送受信回路31は、超音波振動子アレイ11が送受するために一本の超音波ビームを形成し、得られた超音波エコー信号から作成した受信ビーム信号を後段のBモード処理回路32とドップラー処理回路34の両方へ出力する。さらに、送受信回路31は、ラジアル走査の際の超音波ビームの回転角度情報を回転角度データとして後段のDSC(B)33とDSC(D)35へ出力する。Bモード処理回路32は、受信ビーム信号に対数増幅、包落線検波、A/D変換等の公知の処理を施して超音波信号をデジタルのエコーデータに変換して出力する。DSC(B)33は、極座標系のエコーデータをモニタ6に出力できるような直交座標系に変換して出力する。ドップラー処理回路34は、受信ビーム信号に位相検波、A/D変換、MTIフィルタ(MTI:ムービングターゲットインジケータ)、自己相関等の公知の処理を施すことによってドップラー効果を利用して組織の移動成分すなわち血流成分を抽出し、超音波断層像内における血流の位置に着色するためのカラーデータを作成して出力する。なお、MTIフィルタは、心拍、ぜん動等の様々な要因による低速の動きに基づく不要成分をカットするものである。DSC(D)35は、極座標系のカラーデータをモニタ6に出力できるよう直交座標系に変換して出力する。マッピング回路36は、DSC(B)33が出力する超音波断層像の画像データ上の血流部分に、DSC(D)35が出力するカラーデータを重畳して、カラーデータを含む画像データを出力する。   The transmission / reception circuit 31 forms a single ultrasonic beam for transmission / reception by the ultrasonic transducer array 11, and processes the received beam signal created from the obtained ultrasonic echo signal with the B-mode processing circuit 32 at the subsequent stage and the Doppler processing. Output to both of the circuits 34. Further, the transmission / reception circuit 31 outputs the rotation angle information of the ultrasonic beam at the time of radial scanning to the DSC (B) 33 and DSC (D) 35 in the subsequent stage as rotation angle data. The B-mode processing circuit 32 performs known processes such as logarithmic amplification, envelope detection, A / D conversion, etc. on the received beam signal to convert the ultrasonic signal into digital echo data and output it. The DSC (B) 33 converts the polar coordinate system echo data into an orthogonal coordinate system that can be output to the monitor 6 and outputs it. The Doppler processing circuit 34 performs a known process such as phase detection, A / D conversion, MTI filter (MTI: moving target indicator), autocorrelation, etc. on the received beam signal, thereby using the Doppler effect to A blood flow component is extracted, and color data for coloring the blood flow position in the ultrasonic tomographic image is generated and output. The MTI filter cuts unnecessary components based on low-speed movement due to various factors such as heartbeat and peristalsis. The DSC (D) 35 converts the polar coordinate system color data into an orthogonal coordinate system so that it can be output to the monitor 6 and outputs the result. The mapping circuit 36 superimposes the color data output from the DSC (D) 35 on the blood flow portion on the image data of the ultrasonic tomographic image output from the DSC (B) 33, and outputs image data including color data. To do.

また、画像処理回路27は、キューブデータ作成回路41と、カラー部抽出回路42と、3次元画像構築回路43を含む。キューブデータ作成回路41は、HDD6に書き込まれた画像データと、位置及び配向データとを読み出し3次元的な格子状のアドレス空間を持つボクセルデータすなわちキューブデータCDを作成する。カラー部抽出回路42は、キューブデータCDから着色された部分を抽出する。3次元画像構築回路43は、抽出された着色部分のデータに基づいて3次元画像を構築し、3次元画像データを出力する。   The image processing circuit 27 includes a cube data creation circuit 41, a color part extraction circuit 42, and a three-dimensional image construction circuit 43. The cube data creation circuit 41 reads out the image data written in the HDD 6 and the position and orientation data, and creates voxel data having a three-dimensional lattice address space, that is, cube data CD. The color part extraction circuit 42 extracts a colored portion from the cube data CD. The three-dimensional image construction circuit 43 constructs a three-dimensional image based on the extracted colored portion data and outputs three-dimensional image data.

図2に示すように、本実施の形態の電子ラジアル走査式超音波内視鏡2は、大別すると内視鏡操作部13と内視鏡挿入部14とに大別される。内視鏡挿入部14は、胃、食道、大腸のように湾曲の多い体腔内管腔の中に挿入されることから、可撓性のある材質で構成されている。内視鏡操作部13には湾曲操作を行うための湾曲ノブ15が設けられている。ユーザは、この湾曲ノブ15を回転させることにより内視鏡挿入部14に備えられたワイヤ(図示せず)の進退を生じさせて、内視鏡挿入部14を湾曲させて先端の向きを変化させることができる。   As shown in FIG. 2, the electronic radial scanning ultrasonic endoscope 2 of the present embodiment is roughly divided into an endoscope operation unit 13 and an endoscope insertion unit 14. The endoscope insertion portion 14 is made of a flexible material since it is inserted into a body cavity having a large curvature such as the stomach, esophagus, and large intestine. The endoscope operation unit 13 is provided with a bending knob 15 for performing a bending operation. The user causes the wire (not shown) provided in the endoscope insertion portion 14 to advance and retreat by rotating the bending knob 15 to bend the endoscope insertion portion 14 and change the direction of the tip. Can be made.

さらに、内視鏡挿入部14の先端には送信コイル51、管腔内を照明する照明窓52、観察する光学観察窓53と、多数の短冊状の超音波振動子54を内視鏡挿入部14の先端の周囲に環状に配列された超音波振動子アレイ55が設けられている。より具体的には、挿入部14の先端部の挿入軸の所定の位置に、その挿入軸を中心として環状に、複数の超音波振動子54が設けられている。超音波振動子アレイ55の各超音波振動子54には、信号線56が接続され、その信号線56が超音波処理部4へ接続されている。各超音波振動子54を駆動するためのパルス状の送信駆動電圧と、超音波振動子54からの超音波エコー信号とがこの信号線56を介して送受される。そして、後述するように、複数の超音波振動子によって超音波を送受信して、挿入軸に垂直な平面において超音波の電子ラジアル走査が行えるようになっている。   Further, a transmission coil 51, an illumination window 52 for illuminating the inside of the lumen, an optical observation window 53 for observation, and a large number of strip-shaped ultrasonic transducers 54 are provided at the distal end of the endoscope insertion portion 14. An ultrasonic transducer array 55 arranged in an annular shape is provided around the tip of 14. More specifically, a plurality of ultrasonic transducers 54 are provided annularly around the insertion axis at a predetermined position of the insertion axis at the distal end of the insertion portion 14. A signal line 56 is connected to each ultrasonic transducer 54 of the ultrasonic transducer array 55, and the signal line 56 is connected to the ultrasonic processing unit 4. A pulse-like transmission drive voltage for driving each ultrasonic transducer 54 and an ultrasonic echo signal from the ultrasonic transducer 54 are transmitted and received through this signal line 56. As will be described later, ultrasonic waves are transmitted and received by a plurality of ultrasonic transducers, and ultrasonic electronic radial scanning can be performed on a plane perpendicular to the insertion axis.

なお、送信コイル51は複数の方向に巻かれた複数のソレイドコイルの複合体からなり、励起されることで空間に異方性の磁場を張る、すなわち互いに異なる方向を持つ複数の磁場を発生させることができる。   The transmission coil 51 is composed of a composite of a plurality of solenoid coils wound in a plurality of directions, and when excited, it applies an anisotropic magnetic field to the space, that is, generates a plurality of magnetic fields having different directions. be able to.

図3に示すように、本実施の形態の送受信回路31は、送信駆動電圧発生回路61と、送信遅延回路62と、送信切換回路63と、受信切換回路64と、増幅回路65と、受信遅延回路66と、加算回路67と、送受信コントローラ68とを含む。   As shown in FIG. 3, the transmission / reception circuit 31 of the present embodiment includes a transmission drive voltage generation circuit 61, a transmission delay circuit 62, a transmission switching circuit 63, a reception switching circuit 64, an amplifier circuit 65, a reception delay, and the like. A circuit 66, an adder circuit 67, and a transmission / reception controller 68 are included.

送信駆動電圧発生回路61は、パルス状の送信駆動電圧を発生する。送信遅延回路62は、送信駆動電圧に対して信号線毎に異なった遅延をかけて出力する。送信切換回路63は、超音波の送信ビームの形成に関与する超音波振動子54を複数個毎に順次選択して送信駆動電圧を出力する。受信切換回路64は、送信ビームの形成に関与した複数の超音波振動子54からの超音波エコー信号を順次選択して後段の増幅回路65に出力する。増幅回路65は、受信切換回路64からの各超音波エコー信号を増幅する。受信遅延回路66は、増幅された各超音波エコー信号を送信遅延回路62での送信駆動電圧に対する遅延と同様に遅延をかけて出力する。加算回路67は、遅延のかかった各超音波エコー信号を加算して1本の音線に相当する受信ビーム信号を形成し出力する。送受信コントローラ68は、超音波信号処理回路24内の各回路を制御するための切換制御信号と、後述する回転角度データを出力する。   The transmission drive voltage generation circuit 61 generates a pulsed transmission drive voltage. The transmission delay circuit 62 outputs the transmission drive voltage with different delays for each signal line. The transmission switching circuit 63 sequentially selects a plurality of ultrasonic transducers 54 involved in the formation of an ultrasonic transmission beam and outputs a transmission drive voltage. The reception switching circuit 64 sequentially selects ultrasonic echo signals from the plurality of ultrasonic transducers 54 involved in the formation of the transmission beam and outputs them to the subsequent amplification circuit 65. The amplification circuit 65 amplifies each ultrasonic echo signal from the reception switching circuit 64. The reception delay circuit 66 outputs the amplified ultrasonic echo signals with a delay similar to the delay with respect to the transmission drive voltage in the transmission delay circuit 62. The adding circuit 67 adds the delayed ultrasonic echo signals to form and output a reception beam signal corresponding to one sound ray. The transmission / reception controller 68 outputs a switching control signal for controlling each circuit in the ultrasonic signal processing circuit 24 and rotation angle data to be described later.

次に、動作を説明する。   Next, the operation will be described.

(1)原画像に係わる信号およびデータ(カラーデータを重畳された超音波断層像の画像データを作成するために必要な信号およびデータ)が同期書込回路に出力されるまでの説明。 (1) Description until a signal and data relating to an original image (signals and data necessary for creating image data of an ultrasonic tomographic image superimposed with color data) are output to the synchronous writing circuit.

まず、送受信回路31の作用を説明する。   First, the operation of the transmission / reception circuit 31 will be described.

送信駆動電圧発生回路61で発生した送信駆動電圧は、送信遅延回路62において適当な遅延をかけられ、送信切換回路63により選択された複数の超音波振動子54に供給される。このとき、送信遅延回路62は、送受信コントローラ68からの切換制御信号により連続して配列された複数の超音波振動子54を選択する。また、送信遅延回路62は、配列の中央の超音波振動子54の送信駆動電圧には大きな遅延を、超音波振動子54が配列の中央から離れるにつれ送信駆動電圧に小さな遅延をかける。これらの超音波振動子54はそれぞれ送信駆動電圧を電気音響変換により超音波に変換するが、この遅延により各超音波は1本の送信ビームを形成する。送受信コントローラ68が切換制御信号を介して、順次、超音波ビームが図2の矢印RSの向き(ラジアル走査の向き)に旋回するよう送信切換回路63に超音波振動子54を選択させることで、超音波内視鏡2の挿入軸に垂直な断面を走査する、いわゆるラジアル走査を行うことができる。   The transmission drive voltage generated by the transmission drive voltage generation circuit 61 is appropriately delayed by the transmission delay circuit 62 and supplied to the plurality of ultrasonic transducers 54 selected by the transmission switching circuit 63. At this time, the transmission delay circuit 62 selects a plurality of ultrasonic transducers 54 arranged in succession by a switching control signal from the transmission / reception controller 68. The transmission delay circuit 62 applies a large delay to the transmission drive voltage of the ultrasonic transducer 54 at the center of the array, and applies a small delay to the transmission drive voltage as the ultrasonic transducer 54 moves away from the center of the array. Each of these ultrasonic transducers 54 converts the transmission drive voltage into an ultrasonic wave by electroacoustic conversion, and each ultrasonic wave forms one transmission beam due to this delay. The transmission / reception controller 68 causes the transmission switching circuit 63 to select the ultrasonic transducer 54 so that the ultrasonic beam sequentially turns in the direction of the arrow RS in FIG. 2 (radial scanning direction) via the switching control signal. A so-called radial scan in which a cross section perpendicular to the insertion axis of the ultrasonic endoscope 2 is scanned can be performed.

超音波振動子アレイ55は、超音波を送受波しつつラジアル走査して走査面の超音波エコーを電気信号に変換し、超音波エコー信号として送受信回路31内の受信切換回路64へ供給する。受信切換回路64は送受信コントローラ68からの切換制御信号により送信切換回路63で選択されたのと同じ複数の超音波振動子54を選択し、選択された超音波振動子54からの各超音波エコー信号を増幅回路65に出力する。各超音波エコー信号は増幅回路65において増幅され、受信遅延回路66で適当な遅延をかけられ、加算回路67で加算されることにより、超音波の1本の受信ビーム信号を形成する。受信ビーム信号はBモード処理回路32とドップラー処理回路34とへ出力される。   The ultrasonic transducer array 55 performs radial scanning while transmitting and receiving ultrasonic waves, converts ultrasonic echoes on the scanning surface into electric signals, and supplies them as an ultrasonic echo signal to the reception switching circuit 64 in the transmission / reception circuit 31. The reception switching circuit 64 selects the same plurality of ultrasonic transducers 54 selected by the transmission switching circuit 63 by the switching control signal from the transmission / reception controller 68, and each ultrasonic echo from the selected ultrasonic transducer 54 is selected. The signal is output to the amplifier circuit 65. Each ultrasonic echo signal is amplified by the amplification circuit 65, is subjected to an appropriate delay by the reception delay circuit 66, and is added by the addition circuit 67 to form one reception beam signal of the ultrasonic wave. The received beam signal is output to the B mode processing circuit 32 and the Doppler processing circuit 34.

送受信コントローラ68は、どの超音波振動子を切り換えさせるかの情報を基に切換制御信号を、送信切換回路63及び受信切換回路64に出力する一方、超音波振動子アレイ55によるラジアル走査の回転角度を回転角度データとしてDSC(B)33とDSC(D)35とへ出力する。   The transmission / reception controller 68 outputs a switching control signal to the transmission switching circuit 63 and the reception switching circuit 64 on the basis of information on which ultrasonic transducer is to be switched, while the rotational angle of radial scanning by the ultrasonic transducer array 55. Is output to DSC (B) 33 and DSC (D) 35 as rotation angle data.

次に、送受信回路31の後段の回路の作用を説明する。   Next, the operation of the subsequent circuit of the transmission / reception circuit 31 will be described.

Bモード処理回路32は、受信ビーム信号に対して対数増幅、包落線検波、A/D変換等の公知の処理を施して、超音波信号をデジタルのエコーデータに変換する。   The B-mode processing circuit 32 performs known processes such as logarithmic amplification, envelope detection, and A / D conversion on the received beam signal to convert the ultrasonic signal into digital echo data.

DSC(B)33は、回転角度データに基づいて極座標系のエコーデータをモニタ6に出力できるような直交座標系に変換して、超音波断層像の画像データを作成し、マッピング回路36へ出力する。   The DSC (B) 33 converts the echo data of the polar coordinate system into an orthogonal coordinate system that can be output to the monitor 6 based on the rotation angle data, creates image data of the ultrasonic tomogram, and outputs it to the mapping circuit 36 To do.

ドップラー処理回路34は、受信ビーム信号に位相検波、A/D変換、MTIフィルタ(MTI:ムービングターゲットインジケータ)、自己相関等の公知の処理を施すことによって、ドップラー効果を利用して組織の移動成分すなわち血流成分を抽出し、超音波断層像内における血流の位置に着色するためのカラーデータを作成し、出力する。このとき、カラーデータは血流部分を速度に対応した色相とされる。   The Doppler processing circuit 34 performs known processing such as phase detection, A / D conversion, MTI filter (MTI: moving target indicator), autocorrelation, and the like on the received beam signal, thereby using the Doppler effect to move the tissue. That is, the blood flow component is extracted, and color data for coloring the blood flow position in the ultrasonic tomographic image is created and output. At this time, the color data has a blood flow portion with a hue corresponding to the velocity.

DSC(D)35は、回転角度データに基づいて極座標系のカラーデータをモニタ6に出力できるような直交座標系に変換して、血流成分のデータを作成し、マッピング回路36へ出力する。   The DSC (D) 35 converts the polar coordinate system color data into an orthogonal coordinate system that can be output to the monitor 6 based on the rotation angle data, creates blood flow component data, and outputs the blood flow component data to the mapping circuit 36.

マッピング回路36は、DSC(B)33が出力する超音波断層像の画像データ上の血流部分に、DSC(D)35が出力するカラーデータを重畳し、カラーデータが重畳された超音波断層像の画像データを同期書込回路25へ出力する。   The mapping circuit 36 superimposes the color data output by the DSC (D) 35 on the blood flow portion on the image data of the ultrasonic tomographic image output by the DSC (B) 33, and the ultrasonic tomography on which the color data is superimposed. The image data of the image is output to the synchronous writing circuit 25.

(2)位置及び配向に関わる信号およびデータ(以下、位置・配向データともいう。)が同期書込回路25に出力されるまでの説明。 (2) Description until a signal and data relating to position and orientation (hereinafter also referred to as position / orientation data) are output to the synchronous writing circuit 25.

位置配向検出部3は、超音波内視鏡2の先端部に取り付けられた送信コイル12へ交流信号であるコイル励起信号を出力する。このコイル励起信号の周波数は、送信コイル12の各ソレノイドコイルの導線が巻かれている方向別に周波数が異なるものとする。このようにして、被検体と内視鏡挿入部14の先端の間には各ソレノイドコイルの各方向別に異なる周波数で励起した交番磁場を発生させる。   The position / orientation detection unit 3 outputs a coil excitation signal that is an AC signal to the transmission coil 12 attached to the distal end portion of the ultrasonic endoscope 2. The frequency of this coil excitation signal differs according to the direction in which the conducting wire of each solenoid coil of the transmission coil 12 is wound. In this manner, an alternating magnetic field excited at a different frequency for each direction of each solenoid coil is generated between the subject and the distal end of the endoscope insertion portion 14.

各受信コイル21は、磁場によって発生した電流を位置配向検出部3に出力する。   Each receiving coil 21 outputs a current generated by the magnetic field to the position / orientation detection unit 3.

位置配向検出部3は、電流を電圧に変換し、さらに周波数分解することで、磁場を基に送信コイル12の各ソレノイドコイルの導線の巻かれている方向の違いも分解し、受信コイル21の固定された座標系で表現される送信コイル12の位置・配向データを算出し、超音波処理部4内の同期書込回路25へ出力する。   The position / orientation detection unit 3 converts the current into a voltage and further decomposes the frequency, thereby resolving the difference in the winding direction of the solenoid coil conductor of the transmission coil 12 based on the magnetic field. The position / orientation data of the transmission coil 12 expressed in a fixed coordinate system is calculated and output to the synchronous writing circuit 25 in the ultrasonic processing unit 4.

位置及び配向のデータは、次のように算出される。   The position and orientation data are calculated as follows.

位置及び配向データ:
送信コイル12の位置:(Dx,Dy,Dz)
送信コイル12の配向:(ψ,θ,φ)[オイラー角]
(3)同期書込回路25に出力されたデータに基づいて3次元画像が表示されるまでの説明。
Position and orientation data:
Position of transmitting coil 12: (Dx, Dy, Dz)
Orientation of transmitter coil 12: (ψ, θ, φ) [Euler angle]
(3) Description until a three-dimensional image is displayed based on the data output to the synchronous writing circuit 25.

同期書込回路25は、画像データと位置・配向データとを同期して関連づけてHDD26へ書き込む。   The synchronous writing circuit 25 writes the image data and the position / orientation data in association with each other in a synchronized manner.

キューブデータ作成回路41は、HDD26に書き込まれた画像データと位置・配向データとを読み出し、3次元格子状のアドレスを持つキューブデータCDを作成し、カラー部抽出回路42へ出力する。このキューブデータCDとその作成の方法は、(4)−2で後述する。   The cube data creation circuit 41 reads the image data and the position / orientation data written in the HDD 26, creates cube data CD having a three-dimensional grid address, and outputs the cube data CD to the color part extraction circuit 42. This cube data CD and the method of creating it will be described later in (4) -2.

カラー部抽出回路42は、キューブデータCDから着色された部分を抽出し、キューブデータ内の他の部分の画像データを「0」、すなわち表示しないデータに置き換える。そして、このように処理したキューブデータCDを3次元画像構築回路43へ出力する。   The color portion extraction circuit 42 extracts a colored portion from the cube data CD, and replaces the image data of the other portion in the cube data with “0”, that is, data that is not displayed. The cube data CD processed in this way is output to the three-dimensional image construction circuit 43.

3次元画像構築回路43は、抽出された部分から3次元画像を構築し、その画像データを表示回路28へ出力する。   The three-dimensional image construction circuit 43 constructs a three-dimensional image from the extracted part and outputs the image data to the display circuit 28.

表示回路28は、3次元画像の画像データをモニタ6に表示できるようなアナログビデオ信号へ変換し、モニタ6に出力する。モニタ6は3次元画像を表示する。   The display circuit 28 converts the image data of the three-dimensional image into an analog video signal that can be displayed on the monitor 6 and outputs the analog video signal to the monitor 6. The monitor 6 displays a three-dimensional image.

(4)ユーザによる実使用に即した説明
(4)−1 原画像に関わる信号およびデータと位置・方向に関わるデータのHDD26への記録について、図4に基づいて説明する。
(4) Explanation in accordance with actual use by user (4) -1 Recording of signals and data related to an original image and data related to position / direction to the HDD 26 will be described with reference to FIG.

図4の処理は、ユーザが、キーボード5上に設けられた走査制御キー22を押すことによって開始され、制御回路29によって制御される。   The process of FIG. 4 is started when the user presses the scanning control key 22 provided on the keyboard 5, and is controlled by the control circuit 29.

走査制御キー22が押されたことが制御回路29によって検出されると、制御回路29は、ラジアル走査処理を実行する。超音波振動子アレイ11は、制御回路29からの命令により超音波ビームのラジアル走査を行う(S11。(以下、ステップをSと略す))。   When the control circuit 29 detects that the scanning control key 22 has been pressed, the control circuit 29 executes a radial scanning process. The ultrasonic transducer array 11 performs radial scanning of the ultrasonic beam according to a command from the control circuit 29 (S11 (hereinafter, step is abbreviated as S)).

ラジアル走査が実行されると、送信コイル12からの磁場信号を受信コイル21が受信し、位置配向検出部3は、走査面の位置と配向を検出し位置・配向データを作成する(S12)。同時に、超音波信号処理回路24は、カラーデータを重畳した超音波断層像の画像データを作成する(S13)。   When the radial scan is executed, the reception coil 21 receives the magnetic field signal from the transmission coil 12, and the position / orientation detection unit 3 detects the position and orientation of the scanning plane and creates position / orientation data (S12). At the same time, the ultrasonic signal processing circuit 24 creates image data of an ultrasonic tomographic image on which color data is superimposed (S13).

続いて、同期書込回路25は、位置・配向データと、カラーデータを重畳した超音波断層像の画像データとを同期して関連付けてHDD26へ記録する(S14)。   Subsequently, the synchronous writing circuit 25 associates the position / orientation data with the image data of the ultrasonic tomographic image on which the color data is superimposed, and records them in the HDD 26 (S14).

次に、ユーザにより再度走査制御キー22が押されたかが判断される(S15)。ユーザが再度走査制御キー22を押した場合は、YESとなって、次の処理S16へ進む。それ以外の場合は、S11の処理へジャンプし、上述した処理を繰り返す。   Next, it is determined whether the scanning control key 22 has been pressed again by the user (S15). If the user presses the scan control key 22 again, the determination is YES and the process proceeds to the next process S16. In other cases, the process jumps to S11 and the above-described process is repeated.

S16では、制御回路29は、ラジアル走査を停止するための命令(コマンド)を出力し、超音波振動子アレイ11は、制御回路29からの命令により超音波ビームのラジアル走査を停止する。   In S <b> 16, the control circuit 29 outputs a command (command) for stopping the radial scanning, and the ultrasonic transducer array 11 stops the radial scanning of the ultrasonic beam according to the command from the control circuit 29.

ここで、ユーザがラジアル走査式超音波内視鏡2を手を使って進退させたり、湾曲ノブ15を用いたりして走査面を変化させていくと、上記の一連の処理が繰り返されるので、超音波断層像の画像データは、位置・配向データと関連付けられ、3次元画像を構築するのに必要な分だけ連続してHDD26に記録されることになる。   Here, when the user advances and retracts the radial scanning ultrasonic endoscope 2 with his / her hand or uses the bending knob 15 to change the scanning plane, the above-described series of processing is repeated. The image data of the ultrasonic tomographic image is associated with the position / orientation data and continuously recorded in the HDD 26 as much as necessary for constructing the three-dimensional image.

(4)−2 HDD26への取り込まれたデータからの3次元画像作成について
図5に基づいて説明する。
(4) -2 Three-dimensional image creation from data taken into the HDD 26 will be described with reference to FIG.

図5の処理は、ユーザが、キーボード上に設けられた3Dキー23を押すことによって開始され、制御回路29によって制御される。   The processing in FIG. 5 is started by the user pressing the 3D key 23 provided on the keyboard, and is controlled by the control circuit 29.

3Dキー23が押されたことが制御回路29によって検出されると、キューブデータ作成回路41は、制御回路29からの命令により、図6に示すようにHDD26に保存された超音波断層像の画像データと位置・配向データとを読み出す(S21)。キューブデータ作成回路41は、位置・配向データに基づいて、3次元的な格子状のアドレスを持ったメモリ空間に、1枚1枚のカラーデータが重畳された超音波断層像の画像データを埋め込んでいく。この埋め込んでいく方法は後述する。こうして、図6に示すようなキューブデータCDを作成する(S22)。このとき、キューブデータ作成回路41は、超音波断層像が互いに平行とは限らないため、重複した部分は平均を取り、疎の部分には補間を行うことによって、データの密度を一定にする。   When it is detected by the control circuit 29 that the 3D key 23 has been pressed, the cube data creation circuit 41, in response to an instruction from the control circuit 29, displays an ultrasonic tomographic image stored in the HDD 26 as shown in FIG. Data and position / orientation data are read (S21). Based on the position / orientation data, the cube data creation circuit 41 embeds image data of an ultrasonic tomographic image in which one piece of color data is superimposed in a memory space having a three-dimensional grid-like address. Go. This embedding method will be described later. In this way, cube data CD as shown in FIG. 6 is created (S22). At this time, since the ultrasonic tomograms are not always parallel to each other, the cube data creation circuit 41 takes an average of the overlapping portions and performs interpolation on the sparse portions to make the data density constant.

次に、カラー部抽出回路42は、キューブデータCDから着色された部分(血流部分)を抽出し、キューブデータ内の他の部分の画像データを「0」、すなわち表示しないデータに置き換える(S23)。   Next, the color portion extraction circuit 42 extracts a colored portion (blood flow portion) from the cube data CD, and replaces image data of other portions in the cube data with “0”, that is, data that is not displayed (S23). ).

3次元画像構築回路43は、座標変換、陰面消去、陰影付け等、公知の3次元画像処理を行い、抽出された部分から図7に示すような血流の走行を表現する3次元画像を構築する(S24)。   The three-dimensional image construction circuit 43 performs known three-dimensional image processing such as coordinate transformation, hidden surface removal, shading, etc., and constructs a three-dimensional image that expresses blood flow as shown in FIG. 7 from the extracted portion. (S24).

表示回路28は、3次元画像の画像データをモニタ6に表示できるようなアナログビデオ信号へ変換し、出力する(S25)。その結果、モニタ6は、図7に示すような血流の走行を表現する3次元画像を表示する。モニタ6の画面71に、大血管72と、小血管73が表示される。   The display circuit 28 converts the image data of the three-dimensional image into an analog video signal that can be displayed on the monitor 6 and outputs it (S25). As a result, the monitor 6 displays a three-dimensional image representing the blood flow as shown in FIG. A large blood vessel 72 and a small blood vessel 73 are displayed on the screen 71 of the monitor 6.

(4)−3 キューブデータの作成方法の詳細説明(図5:S21の補足)。 (4) -3 Detailed description of the cube data creation method (FIG. 5: supplement to S21).

ユーザは、内視鏡の先端を手を使って動かしつつ、超音波断層像を連続して取得することによって、3次元格子状のアドレスを持つキューブデータCDを作成する。しかし、そのためには空間内で連続的に撮像された各超音波断層像中の各位置が、キューブデータ作成回路41が取得できるデータを用い、空間に固定された座標系での座標として表現される必要がある。以下に、その方法について説明する。   The user creates cube data CD having a three-dimensional lattice-like address by continuously acquiring ultrasonic tomographic images while moving the tip of the endoscope with a hand. However, for that purpose, each position in each ultrasonic tomographic image continuously captured in the space is expressed as coordinates in a coordinate system fixed in the space using data that can be acquired by the cube data creation circuit 41. It is necessary to The method will be described below.

受信コイル21は空間に固定されており、送信コイル12は内視鏡2の先端付近に固定されている。このとき、図8に示すような、受信コイル21に対して固定された直交座標系O−xyzと、送信コイル12に固定された直交座標系O’−x’y’z’とを導入する。なお、キューブデータCDのアドレスは直交座標系O−xyzでの座標で表現させるものとする。   The reception coil 21 is fixed in space, and the transmission coil 12 is fixed near the distal end of the endoscope 2. At this time, as shown in FIG. 8, an orthogonal coordinate system O-xyz fixed to the receiving coil 21 and an orthogonal coordinate system O′-x′y′z ′ fixed to the transmitting coil 12 are introduced. . Note that the address of the cube data CD is expressed by coordinates in the orthogonal coordinate system O-xyz.

原点、座標軸の取り方、単位ベクトルは表1の通りである。

Figure 0003947530
Table 1 shows the origin, coordinate axes, and unit vectors.
Figure 0003947530

ここで、図8の超音波断層像78上の任意の1点をA(例えば、血流79の一部)とし、キューブデータ作成回路41がHDD26から得られる既知のデータを用い、点Aの座標を空間に固定された受信コイル21の直交座標系O−xyzで表現する方法を説明する。   Here, an arbitrary point on the ultrasonic tomographic image 78 of FIG. 8 is set as A (for example, a part of the blood flow 79), and the cube data creation circuit 41 uses the known data obtained from the HDD 26 to A method for expressing the coordinates in the orthogonal coordinate system O-xyz of the receiving coil 21 fixed in space will be described.

既知のデータは、点Aの画像内での位置(横a、縦b)、及び、位置配向検出部3が出力する送信コイル12の位置O’の直交座標系O−xyzでの位置データ(Dx、Dy、Dz)と走査面の配向データ(ψ、θ、φ)[オイラー角]である。そのため、上記表現のためには点Aの位置を、これら既知のデータを用い、直交座標系O−xyzの単位ベクトル(i,j,k)(ここで、i、j、kはベクトルを示す)の一次結合として表現できれば良い。   The known data includes position data in the orthogonal coordinate system O-xyz of the position (horizontal a, vertical b) of the point A in the image and the position O ′ of the transmission coil 12 output by the position / orientation detection unit 3 ( Dx, Dy, Dz) and scanning plane orientation data (ψ, θ, φ) [Euler angle]. Therefore, for the above expression, the position of the point A is used as the unit vector (i, j, k) of the orthogonal coordinate system O-xyz (where i, j, k indicate vectors). ) As long as it can be expressed as a linear combination.

今、以下の関係が成り立つ。   The following relationship holds now.

式1Formula 1

Figure 0003947530
Figure 0003947530

式2Formula 2

Figure 0003947530
Figure 0003947530

式3Formula 3

Figure 0003947530
式2、式3を式1に代入すると以下の式を得る。
Figure 0003947530
Substituting Equation 2 and Equation 3 into Equation 1 yields the following equation:

式4Formula 4

Figure 0003947530
式4より、(i’,j’,k’)(ここで、i’、j’、k’はベクトルを示す)が既知の量を用い(i,j,k)(ここで、i、j、kはベクトルを示す)で表現されれば良いことになる。オイラー角(ψ、θ、φ)から定義される回転行列Tx(ψ)、Ty(θ)、Tz(φ)を用いると、次の式5のように表すことができる。
Figure 0003947530
From Equation 4, (i ′, j ′, k ′) (where i ′, j ′, k ′ represents a vector) uses a known quantity (i, j, k) (where i, j and k represent vectors). When the rotation matrices Tx (ψ), Ty (θ), and Tz (φ) defined from the Euler angles (ψ, θ, φ) are used, they can be expressed as the following Expression 5.

式5Formula 5

Figure 0003947530
ここで、回転行列は、次の式6から式8で定義される。
Figure 0003947530
Here, the rotation matrix is defined by the following equations 6 to 8.

式6Equation 6

Figure 0003947530
Figure 0003947530

式7Equation 7

Figure 0003947530
Figure 0003947530

式8Equation 8

Figure 0003947530
式6から式8を式5に代入し、ここから得られるi’(ここで、i’はベクトルを示す)とj’(ここで、j’はベクトルを示す)を式4に代入することによって、点Aの位置r(ここで、rはベクトルを示す)を、既知のデータa、b、Dx、Dy、Dz、ψ、θ、φを用い、O−xyz座標系の単位ベクトル(i,j,k)(ここで、i、j、kはベクトルを示す)の一次結合として表現できる。即ち、超音波断層像上の任意の点Aは空間上に固定された座標系で表現できたことになる。
Figure 0003947530
Substituting Expression 6 to Expression 8 into Expression 5, and substituting i ′ (where i ′ represents a vector) and j ′ (where j ′ represents a vector) obtained therefrom into Expression 4. By using the known data a, b, Dx, Dy, Dz, ψ, θ, φ, the position r of the point A (where r represents a vector), the unit vector (i of the O-xyz coordinate system) , J, k) (where i, j, and k represent vectors) can be expressed as linear combinations. That is, an arbitrary point A on the ultrasonic tomographic image can be expressed by a coordinate system fixed in space.

このようにして、キューブデータ作成回路41は、超音波断層像上の各点の座標(a,b)と、位置・配向データ(Dx、Dy、Dz)、(ψ、θ、φ)を式4、式5に代入し、各点の画像データをキューブデータの空間に埋め、重複部分の平均化、疎の部分の補間を実行していくことで、キューブデータを作成することができる。   In this way, the cube data creation circuit 41 expresses the coordinates (a, b) of each point on the ultrasonic tomographic image and the position / orientation data (Dx, Dy, Dz), (ψ, θ, φ). 4. Cube data can be created by substituting into the expression 5 and filling the image data of each point in the space of the cube data, averaging the overlapping portions, and interpolating the sparse portions.

以上のように、本実施の形態によれば、本願の第1の目的と第2の目的とが達せられた。   As described above, according to the present embodiment, the first object and the second object of the present application are achieved.

また、画像データと位置・配向データとを関連づけてHDD26に記録するよう構成したので、検査後のレビュー時に3次元画像を構築するようなことも可能である。   Further, since the image data and the position / orientation data are associated and recorded in the HDD 26, it is possible to construct a three-dimensional image at the time of review after inspection.

次に、変形例について説明する。   Next, a modified example will be described.

カラーデータを使わず、図9のように、白黒の超音波断層像だけでこのような断面74や体腔内臓器表面75を組み合わせて表現するような3次元画像やその他の種類の3次元画像を構築しても良い。図9において、76は、腫瘍を示す。従って、従来の機械式ラジアル走査型超音波内視鏡やコルベックス走査型超音波内視鏡よりも簡単に、フレキシブルシャフトのねじれに起因する歪みのない3次元画像を観察することができる。   Without using color data, as shown in FIG. 9, a three-dimensional image or other types of three-dimensional images that are expressed by combining such a cross-section 74 and an organ surface 75 in a body cavity with only a black and white ultrasonic tomographic image. You may build. In FIG. 9, 76 indicates a tumor. Therefore, it is possible to observe a three-dimensional image free from distortion caused by twisting of the flexible shaft more easily than conventional mechanical radial scanning type ultrasonic endoscopes and Colvex scanning type ultrasonic endoscopes.

また、同期書込回路25が、カラーデータを重畳した超音波断層像の画像データをHDD26に記録し、カラー部抽出回路42がカラーデータのみを抽出したが、本実施の形態のように血流走行のみの3次元画像を表示する際には最初からカラーデータのみをHDD26に記録させるようにしても良い。   Further, the synchronous writing circuit 25 records the image data of the ultrasonic tomographic image on which the color data is superimposed on the HDD 26, and the color part extraction circuit 42 extracts only the color data, but the blood flow as in the present embodiment. When displaying a three-dimensional image only for traveling, only the color data may be recorded on the HDD 26 from the beginning.

さらに、送信コイル12と受信コイル21の位置を逆にして、送信コイル12を空間に固定し、受信コイル21をラジアル走査式超音波内視鏡2の内視鏡挿入部先端に設けても良い。その場合はキューブデータのアドレスは直交座標系O’−x’y’z’での座標で表現させるものとする。   Furthermore, the positions of the transmission coil 12 and the reception coil 21 may be reversed, the transmission coil 12 may be fixed in space, and the reception coil 21 may be provided at the distal end of the endoscope insertion portion of the radial scanning ultrasonic endoscope 2. . In this case, the cube data address is expressed by coordinates in the orthogonal coordinate system O'-x'y'z '.

さらにまた、位置配向検出部3が配向に関して出力するデータとして、オイラー角ψ、θ、φの3つの角度を表現するデータとしたが、これは送信コイル12を構成する各ソレノイドコイルの導線が巻かれている軸の方向等、他の形態のデータでも良い。   Furthermore, as the data output by the position / orientation detection unit 3 regarding the orientation, data representing three angles of Euler angles ψ, θ, and φ is used. Other forms of data, such as the direction of the axis being placed, may be used.

(第二の実施の形態)
図10から図14は、本発明の第二の実施の形態を示す。図10は、本発明の第二の実施の形態に係わる超音波診断装置の全体構成を説明するための図である。図11は、第二の実施の形態に係わる超音波診断装置の動作の流れを示すフローチャートである。図12は、第二の実施の形態に係わるモニタ画面の例を示す図である。図13は、第二の実施の形態に係わる全体構成の変形例を説明するための図である。図14は、第二の実施の形態に係わるモニタ画面の変形例を示す図である。
(Second embodiment)
10 to 14 show a second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a diagram for explaining the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 11 is a flowchart showing an operation flow of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a monitor screen according to the second embodiment. FIG. 13 is a diagram for explaining a modification of the overall configuration according to the second embodiment. FIG. 14 is a diagram showing a modified example of the monitor screen according to the second embodiment.

図10に示すように、本実施の形態の超音波診断装置1は、連動して切り換わる2個の切換器81、82(通常は端子A側がON)と、ミキサ回路83とが、超音波処理部4に設けられている。また、画像処理回路27内のカラー部抽出回路42と3次元画像構築回路43との間に断面重畳回路84を設けた。さらに、キーボードに切換制御キー85を設けた。この切換制御キー85は、ユーザがそのキーを押す度に切換器81、82を端子Aと端子Bとの間で一方からもう一方への切り換えを行う。   As shown in FIG. 10, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the present embodiment includes two switchers 81 and 82 (usually ON on the terminal A side) that are switched in conjunction with each other, and a mixer circuit 83. It is provided in the processing unit 4. Further, a cross-sectional superimposing circuit 84 is provided between the color portion extraction circuit 42 and the three-dimensional image construction circuit 43 in the image processing circuit 27. Further, a switching control key 85 is provided on the keyboard. The switching control key 85 switches the switching devices 81 and 82 between the terminal A and the terminal B from one to the other each time the user presses the key.

その他の構成は、第1の実施形態と同様であるので、同じ構成のものは、同一の符号を付して説明は省略する。   Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

なお、図において、太い点線の矢印は、3次元画像に関わる信号あるいはデータの流れを示し、太い実線の矢印は、原画像に関わる信号あるいはデータの流れを示し、細い点線の矢印は、位置、方向に関わる信号あるいはデータの流れを示し、細い実線の矢印は、制御信号等その他の信号あるいはデータの流れを示し、白抜きの太い矢印は、図12で表現される画像の信号あるいはデータを示す。   In the figure, thick dotted arrows indicate the flow of signals or data related to the three-dimensional image, thick solid arrows indicate the flow of signals or data related to the original image, and thin dotted arrows indicate the position, A signal or data flow related to a direction is shown. A thin solid arrow indicates a flow of other signals or data such as a control signal, and a thick white arrow indicates a signal or data of an image represented in FIG. .

次に、本実施の形態の作用について説明する。   Next, the operation of the present embodiment will be described.

切換器81、82がA側に切り換わっているときは、断面重畳回路84には位置・配向データが入力されないため、断面重畳回路84は入力されたキューブデータCDをそのまま3次元画像構築回路43に出力する。そのため、第1の実施形態と同様の作用を行う。   When the switching devices 81 and 82 are switched to the A side, position / orientation data is not input to the cross-sectional superimposing circuit 84, and therefore the cross-sectional superimposing circuit 84 uses the input cube data CD as it is. Output to. Therefore, the same operation as in the first embodiment is performed.

第1の実施形態と異なる作用について図11に基き以下に説明する。   Operations different from those of the first embodiment will be described below with reference to FIG.

まず、ユーザは、走査制御キー22を押すことによって、超音波処理部4は、第1の実施の形態のS11からS15と同様に、データをHDD26に記録する(S31)。なお、このとき切換器81、82は端子A側に切り換えられている。   First, when the user presses the scanning control key 22, the ultrasonic processing unit 4 records data in the HDD 26 as in S11 to S15 of the first embodiment (S31). At this time, the switching devices 81 and 82 are switched to the terminal A side.

次に、ユーザは第1の実施形態と同様に3Dキー23を押すことによって、キューブデータ作成回路41とカラー部抽出回路42は第1の実施形態のS21からS23と同様の処理を行う(S32)。   Next, when the user presses the 3D key 23 as in the first embodiment, the cube data creation circuit 41 and the color part extraction circuit 42 perform the same processing as S21 to S23 in the first embodiment (S32). ).

そして、切換制御キー85が押されたか否かが判断される(S33)。S33で、NOの場合、すなわち、切換制御キー85が押されていない場合、何の処理もしない。S33でYESの場合、すなわち、切換制御キー85が押されると、S34の処理に移行する。S34では、切換器81、82が端子A側から端子B側にスイッチを切り換える。   Then, it is determined whether or not the switching control key 85 has been pressed (S33). If NO in S33, that is, if the switching control key 85 is not pressed, no processing is performed. If YES in S33, that is, if the switching control key 85 is pressed, the process proceeds to S34. In S34, the switching devices 81 and 82 switch the switch from the terminal A side to the terminal B side.

さらに、ユーザによって、走査制御キー22が押されたか否かが判断される(S35)。S35でNOの場合、すなわち、走査制御キー22が押されていない場合、何も処理はしない。S35でYESの場合、すなわち走査制御キー22が押されると、S36の処理へ移行する。   Further, it is determined whether or not the user has pressed the scanning control key 22 (S35). If NO in S35, that is, if the scanning control key 22 has not been pressed, no processing is performed. If YES in S35, that is, if the scanning control key 22 is pressed, the process proceeds to S36.

S36では、超音波振動子アレイ11は、制御回路29からの命令により再び超音波ビームのラジアル走査を行い、S37の処理へ移行する。   In S36, the ultrasonic transducer array 11 performs radial scanning of the ultrasonic beam again according to a command from the control circuit 29, and the process proceeds to S37.

S37では、断面重畳回路84が、逐次入力される位置・配向データに基づいて電子ラジアル走査式超音波内視鏡2の走査面を、リアルタイムで板状の模式図としてキューブデータCDの空間に書き込む。このときの走査面の書込み方法は後述する。   In S37, the cross-sectional superimposing circuit 84 writes the scanning surface of the electronic radial scanning ultrasonic endoscope 2 as a plate-like schematic diagram in real time in the space of the cube data CD based on the position / orientation data sequentially input. . The scanning surface writing method at this time will be described later.

続いて、S38で、3次元画像構築回路43が、キューブデータの中に抽出された血流部分と板状の模式図のデータに基づいて、血流の走行上に走査面の模式図を重ねた状態の3次元画像(以下、ガイド画像ともいう。)を構築する。この処理はリアルタイムで行われる。   Subsequently, in S38, the three-dimensional image construction circuit 43 superimposes the schematic diagram of the scanning surface on the travel of the blood flow based on the blood flow portion extracted in the cube data and the data of the plate-like schematic diagram. A three-dimensional image (hereinafter also referred to as a guide image) is constructed. This process is performed in real time.

S39では、ミキサ回路83は、ガイド画像を左側に、超音波断層像を右側に混合して、図12に示すような画面を作成する。   In S39, the mixer circuit 83 mixes the guide image on the left side and the ultrasonic tomographic image on the right side to create a screen as shown in FIG.

S40では、表示回路28が、ミキサ回路83で混合された画面の画像データをモニタ6に表示できるようなアナログビデオ信号へ変換し、モニタ6に出力する。そして、S41において、モニタ6は、図12に示したようにガイド画像を左側に、超音波断層像を右側に表示する。   In S <b> 40, the display circuit 28 converts the screen image data mixed by the mixer circuit 83 into an analog video signal that can be displayed on the monitor 6, and outputs the analog video signal to the monitor 6. In S41, the monitor 6 displays the guide image on the left side and the ultrasonic tomographic image on the right side as shown in FIG.

S41では、ユーザが再度走査制御キー22を押したか否かが判断される。S41でYESの場合、すなわち、走査制御キー22が押された場合は、制御回路29の命令により超音波ビームのラジアル走査が終了し、次の処理(S42)へ進む。それ以外の場合は、すなわちS41でNO場合は、S36の処理へ移行し、それ以降の処理を繰り返す。   In S41, it is determined whether or not the user has pressed the scan control key 22 again. If YES in S41, that is, if the scan control key 22 has been pressed, radial scanning of the ultrasonic beam is terminated by an instruction from the control circuit 29, and the process proceeds to the next process (S42). In other cases, that is, in the case of NO in S41, the process proceeds to S36, and the subsequent processes are repeated.

S42では、超音波振動子アレイ11は、制御回路29からの命令により超音波ビームのラジアル走査を停止する。S43では、切換器81、82は、端子Bから端子Aに切り換わる。   In S <b> 42, the ultrasonic transducer array 11 stops the radial scanning of the ultrasonic beam according to a command from the control circuit 29. In S43, the switching devices 81 and 82 are switched from the terminal B to the terminal A.

ここで、S31からS43までの一連の動作を、ユーザは内視鏡挿入部14を被検体に挿入したままで行うものとする。図12のモニタ画面86の左側のガイド画像87には超音波の走査面(断層像の位置と配向を示す)を表す模式図88が図示され、右側にはその走査面で得られた模式図と対応した超音波断層像89が現れる。図12において、90は血流Aを示し、91は、血流Bを示し、92は、着色表示された血流Aを示し、93は、着色表示された血流Bを示す。94は、腫瘍を示し、95は、浸潤方向を示す。さらに、左側の模式図88自体は、位置配向検出部3が逐次出力する位置・配向データにより超音波内視鏡2の先端の移動に合わせて(連動して)、矢印96で示す方向において3次元画像内を移動する。すなわち、位置配向検出部3から逐次出力されるデータの変化に応じて、模式図と3次元画像の合成状態が逐次変化する。また、右側の超音波断層像も対応して変化する。この動作はリアルタイムで行われる。   Here, it is assumed that the user performs a series of operations from S31 to S43 while the endoscope insertion unit 14 is inserted into the subject. A guide image 87 on the left side of the monitor screen 86 in FIG. 12 shows a schematic diagram 88 representing an ultrasonic scanning plane (indicating the position and orientation of a tomographic image), and a schematic diagram obtained on the scanning plane on the right side. An ultrasonic tomographic image 89 corresponding to the above appears. In FIG. 12, 90 indicates the blood flow A, 91 indicates the blood flow B, 92 indicates the blood flow A displayed in color, and 93 indicates the blood flow B displayed in color. 94 indicates a tumor and 95 indicates the infiltration direction. Furthermore, the schematic diagram 88 on the left side is 3 in the direction indicated by the arrow 96 in accordance with the movement of the distal end of the ultrasonic endoscope 2 according to the position / orientation data sequentially output by the position / orientation detection unit 3 (in conjunction with). Move within a dimensional image. That is, the combined state of the schematic diagram and the three-dimensional image sequentially changes in accordance with the change in data sequentially output from the position / orientation detection unit 3. Also, the right ultrasonic tomogram changes correspondingly. This operation is performed in real time.

S37のキューブデータCDへの走査面の書込み方法の詳細は次の通りである。   Details of the scanning surface writing method to the cube data CD in S37 are as follows.

超音波断層像は長方形であり、走査面の模式図はキューブデータの中では直交座標系O’−x’y’z’の単位ベクトルi’方向(ここで、i’はベクトルを示す)とj’方向(ここで、j’はベクトルを示す))を各辺とする平行四辺形として表現できる。従って、断面重畳回路84は逐次入力する位置・配向データを、上述した式5に代入し、i’、j’(ここで、i’、j’はベクトルを示す)が直交座標系O−xyzの単位ベクトルi、j、k(ここで、i、j、kはベクトルを示す)の一次結合として表現できるので、これを用いてこの平行四辺形の模式図をキューブデータの空間に簡単に書き込むことができる。   The ultrasonic tomogram is rectangular, and the schematic diagram of the scanning plane is the unit vector i ′ direction (where i ′ represents a vector) of the orthogonal coordinate system O′-x′y′z ′ in the cube data. It can be expressed as a parallelogram with each side in the j ′ direction (where j ′ represents a vector). Therefore, the cross-sectional superimposing circuit 84 substitutes the position / orientation data sequentially input into the above-described equation 5, and i ′ and j ′ (where i ′ and j ′ indicate vectors) are orthogonal coordinate systems O-xyz. Can be expressed as a linear combination of unit vectors i, j, and k (where i, j, and k represent vectors), and this can be used to easily write a schematic diagram of this parallelogram into the cube data space. be able to.

その他の作用は、第1の実施の形態と同様である。   Other operations are the same as those in the first embodiment.

以上のように、本実施の形態によれば、内視鏡挿入部を動かしつつ、右側の超音波断層像で腫瘍等の病変と血流とが一番近い位置を選び、その超音波断層像を観察することで血管に対する浸潤程度を診断しやすい。   As described above, according to the present embodiment, while moving the endoscope insertion portion, a right-side ultrasonic tomogram selects a position where a lesion such as a tumor and blood flow are closest to each other, and the ultrasonic tomogram It is easy to diagnose the degree of invasion of blood vessels by observing.

走査面がガイド画像の中でリアルタイムに図示されるため、超音波振動子アレイが血流に対してどのような面で走査しているかわかりやすいため病変を描出しやすい。腫瘍等の病変の血流に近づく方向への深達度や、血流に沿った方向に沿った進展度の見落しも少なくなる。これは転移等、予後の予測に有用である。   Since the scanning plane is shown in real time in the guide image, it is easy to see what plane the ultrasonic transducer array is scanning the blood flow, so that it is easy to depict a lesion. The depth of penetration in the direction of approaching the blood flow of a lesion such as a tumor and the oversight of the degree of progress along the direction along the blood flow are also reduced. This is useful for prognosis prediction such as metastasis.

また、血流を3次元表示したガイド画像と超音波断層像とが対比しやすいため、体積計測等での比較よりも病変のどこが縮小したのか、病変内の組織学的な違いによる治癒効果がわかりやすい。その他の効果は、第1の実施の形態と同様である。   In addition, because the guide image displaying blood flow in three dimensions and the ultrasonic tomographic image are easy to compare, the healing effect due to the histological differences in the lesion is reduced compared to the comparison by volume measurement etc. Easy to understand. Other effects are the same as those of the first embodiment.

次に、変形例について説明する。   Next, a modified example will be described.

模式図を単なる平行四辺形として説明したが、図13に示すように切換器81、82からの画像データ出力をミキサ回路83と断面重畳回路84とに並列に出力した構成とすることによって、単なる平行四辺形の模式図ではなく、図14に示すように超音波断層像の画像データを平行四辺形に重畳したものを模式図として用いても良い。このように構成することで、腫瘍等の病変と血流との位置関係が一層わかりやすくなる。図13において、太い点線の矢印は、3次元画像に関わる信号あるいはデータの流れを示し、太い実線の矢印は、原画像に関わる信号あるいはデータの流れを示し、細い点線の矢印は、位置、方向に関わる信号あるいはデータの流れを示し、細い実線の矢印は、制御信号等その他の信号あるいはデータの流れを示し、白抜きの太い矢印は、図14で表現される画像の信号あるいはデータを示す。   Although the schematic diagram has been described as a simple parallelogram, the image data output from the switching devices 81 and 82 is output in parallel to the mixer circuit 83 and the cross-section superimposing circuit 84 as shown in FIG. Instead of a schematic diagram of a parallelogram, an image obtained by superimposing ultrasonic tomographic image data on a parallelogram as shown in FIG. 14 may be used as a schematic diagram. With this configuration, the positional relationship between a lesion such as a tumor and the blood flow becomes easier to understand. In FIG. 13, thick dotted arrows indicate the flow of signals or data related to the three-dimensional image, thick solid arrows indicate the flow of signals or data related to the original image, and thin dotted arrows indicate the position and direction. A thin solid arrow indicates a flow of other signals or data such as a control signal, and a white thick arrow indicates a signal or data of an image represented in FIG.

なお、模式図を平行四辺形として説明したが、模式図として、後述する図17で説明するような線を用いても良い。   In addition, although the schematic diagram was demonstrated as a parallelogram, you may use a line as demonstrated in FIG. 17 mentioned later as a schematic diagram.

(第三の実施の形態)
図15から図17は、本発明の第三の実施の形態を示す。図15は、本発明の第三の実施の形態に係わる超音波診断装置の全体構成を説明するための図である。図16は、第三の実施の形態に係わる超音波診断装置の動作の流れを示すフローチャートである。図17は、第三の実施の形態に係わるモニタ画面の表示例を示す図である。
(Third embodiment)
15 to 17 show a third embodiment of the present invention. FIG. 15 is a diagram for explaining the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the third embodiment of the present invention. FIG. 16 is a flowchart showing an operation flow of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the third embodiment. FIG. 17 is a diagram illustrating a display example of a monitor screen according to the third embodiment.

図15に示すように、本実施の形態の超音波診断装置1には、超音波処理部4に読出回路101が設けられ、外部にトラックボール102が設けられている。制御回路29はトラックボール102の出力に基づいて断層位置指定信号を読出回路101へ出力する。また、読出回路101は、断層位置指定信号に基づいて画像データと位置・配向データとをHDD26から検索、読み出して、画像データをミキサ回路83へ、位置・配向データを断層位置重畳回路103へ出力する。   As shown in FIG. 15, in the ultrasonic diagnostic apparatus 1 of the present embodiment, a readout circuit 101 is provided in the ultrasonic processing unit 4 and a trackball 102 is provided outside. The control circuit 29 outputs a tomographic position designation signal to the readout circuit 101 based on the output of the trackball 102. The readout circuit 101 retrieves and reads out image data and position / orientation data from the HDD 26 based on the tomographic position designation signal, and outputs the image data to the mixer circuit 83 and the position / orientation data to the tomographic position superimposing circuit 103. To do.

その他の構成は、第一および第2の実施の形態と同様であり、同一の構成要素について同一の符号を付して説明は省略する。   Other configurations are the same as those of the first and second embodiments, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

なお、図において、太い点線の矢印は、3次元画像に関わる信号あるいはデータの流れを示し、太い実線の矢印は、原画像に関わる信号あるいはデータの流れを示し、細い点線の矢印は、位置、方向に関わる信号あるいはデータの流れを示し、細い実線の矢印は、制御信号等その他の信号あるいはデータの流れを示し、白抜きの太い矢印は、図17で表現される画像の信号あるいはデータを示す。   In the figure, thick dotted arrows indicate the flow of signals or data related to the three-dimensional image, thick solid arrows indicate the flow of signals or data related to the original image, and thin dotted arrows indicate the position, A signal or data flow relating to a direction is shown, a thin solid arrow indicates a flow of other signals or data such as a control signal, and a white thick arrow indicates a signal or data of an image represented in FIG. .

次に、本実施の形態の作用について説明する。   Next, the operation of the present embodiment will be described.

本実施形態の作用は、術者による被検体の検査中と検査後のレビューに大別される。   The effect | action of this embodiment is divided roughly into the review during the test | inspection of the subject by an operator, and a test | inspection after a test | inspection.

(1)検査中の作用
第2の実施の形態と同様であるので省略する。
(1) Operation during inspection Since it is the same as that of the second embodiment, a description thereof will be omitted.

(2)検査後の作用
図16に基づき検査後の作用を説明する。3次元画像を構築するのに必要な超音波断層像の画像データは検査中にあらかじめHDD26に記録されているものとする。
(2) Action after inspection The action after the inspection will be described with reference to FIG. It is assumed that image data of an ultrasonic tomographic image necessary for constructing a three-dimensional image is recorded in advance in the HDD 26 during inspection.

ユーザが3Dキー23を押すことによって、図16の処理が開始される。まず、S51において、キューブデータ作成回路41とカラー部抽出回路42とは第1の実施の形態のS21からS23と同様の処理を行う(S51)。次に、S52において、断層位置重畳回路103は、キューブデータ内における抽出された血流部分に図17の左側のガイド画像87に示されるように、超音波断層像が得られた走査面を示す線(以下、断層位置指定カーソル)111を重畳する。なお、処理の始めでは重畳される位置は血流部分のどの位置でも良いものとする。   When the user presses the 3D key 23, the process of FIG. 16 is started. First, in S51, the cube data creation circuit 41 and the color part extraction circuit 42 perform the same processing as S21 to S23 in the first embodiment (S51). Next, in S52, the tomographic position superimposing circuit 103 shows the scanning plane from which the ultrasonic tomographic image is obtained as shown in the guide image 87 on the left side of FIG. 17 in the extracted blood flow portion in the cube data. A line (hereinafter, tomographic position designation cursor) 111 is superimposed. It should be noted that the superimposed position at the beginning of the process may be any position in the blood flow portion.

次に、S53において、3次元画像構築回路43は、断層位置指定カーソル111が重畳されたガイド画像87を構築する。そして、断層位置指定カーソル111が重畳されたガイド画像87がミキサ回路83、表示回路28を経て、モニタ6に表示される(S54)。なお、処理の始めでは超音波断層像89はまだモニタ画面86には表示されないものとする。   Next, in S53, the three-dimensional image construction circuit 43 constructs a guide image 87 on which the tomographic position designation cursor 111 is superimposed. Then, the guide image 87 on which the tomographic position designation cursor 111 is superimposed is displayed on the monitor 6 through the mixer circuit 83 and the display circuit 28 (S54). It is assumed that the ultrasonic tomographic image 89 is not yet displayed on the monitor screen 86 at the beginning of the process.

ユーザは、ガイド画像87上の断層位置指定カーソル111を見ながらトラックボール102を動かす。S55において、トラックボール102が動かされたか否かを検出する。   The user moves the trackball 102 while looking at the tomographic position designation cursor 111 on the guide image 87. In S55, it is detected whether or not the trackball 102 has been moved.

S55でNOの場合、すなわち、トラックボール102が動かされない場合は、何の処理も実行しない。S55でYESの場合、すなわち、トラックボール102が動かされた場合は、S56の処理へ移行する。制御回路29は、トラックボール102の出力に基づいて断層位置指定カーソル111がモニタ画面86上のどの方向へどれくらいの距離を移動すべきか、その情報を読出回路101へ断層位置指定信号として出力する(S56)。   If NO in S55, that is, if the trackball 102 is not moved, no processing is executed. If YES in S55, that is, if the trackball 102 is moved, the process proceeds to S56. Based on the output of the trackball 102, the control circuit 29 outputs to the readout circuit 101 information on the distance to which the tomographic position designation cursor 111 should move in which direction on the monitor screen 86 as a tomographic position designation signal ( S56).

続出回路101は、断層位置指定信号により指定される断層位置指定カーソル111の位置に一致、もしくは近い位置・配向データをHDD26から検索し、位置・配向データとそれに関連付けられた超音波断層像の画像データとを読み出す(S57)。断層位置重畳回路103は、古い断層位置指定カーソルに代えて、キューブデータ内における抽出された血統部分にこの位置配向データを基に新たな断層位置指定カーソルを重畳する(S58)。3次元画像構築回路43は、断層位置指定カーソル111が重畳されたガイド画像87を構築する(S59)。   The sequential circuit 101 searches the HDD 26 for position / orientation data that matches or is close to the position of the tomographic position designation cursor 111 designated by the tomographic position designation signal, and the position / orientation data and the image of the ultrasonic tomographic image associated therewith. Data is read out (S57). The tomographic position superimposing circuit 103 superimposes a new tomographic position specifying cursor on the extracted pedigree part in the cube data based on this position orientation data instead of the old tomographic position specifying cursor (S58). The three-dimensional image construction circuit 43 constructs a guide image 87 on which the tomographic position designation cursor 111 is superimposed (S59).

そして、ミキサ回路83は、ガイド画像87の画像データと、断層位置指定カーソル111に対応する位置・配向データに関連付けられた超音波断層像89の画像データとを混合する(S60)。古い断層位置指定カーソルが重畳されたガイド画像に代わる新しい断層位置指定カーソルが重畳されたガイド画像と、それに対応する超音波断層像とが、ミキサ回路83と表示回路28を経て、モニタ6に表示される(S61)。S62において、ユーザが再度3Dキーを押したか否かが判断され、YESの場合は、制御回路29の命令により処理を終了する。それ以外の場合は、S55へジャンプし、以降の処理を繰り返す。   Then, the mixer circuit 83 mixes the image data of the guide image 87 and the image data of the ultrasonic tomographic image 89 associated with the position / orientation data corresponding to the tomographic position designation cursor 111 (S60). A guide image on which a new tomographic position designation cursor is superimposed instead of the guide image on which the old tomographic position designation cursor is superimposed and an ultrasonic tomogram corresponding to the guide image are displayed on the monitor 6 via the mixer circuit 83 and the display circuit 28. (S61). In S62, it is determined whether or not the user has pressed the 3D key again. If YES, the process is terminated by an instruction from the control circuit 29. Otherwise, the process jumps to S55 and the subsequent processing is repeated.

従って、ユーザがトラックボール102を用い、例えば、矢印112で示す方向にカーソル111を動かすことによって、モニタ画面左側のガイド画像87上で観察したい位置に、カーソル位置を動かしていくと、右側の超音波断層像89がカーソルの動きに対応して順次変化、更新されていくことになる。この様子は図17に示される通りである。その他の作用は、第2の実施形態と同様である。   Accordingly, when the user moves the cursor 111 to the position to be observed on the guide image 87 on the left side of the monitor screen by moving the cursor 111 in the direction indicated by the arrow 112 using the trackball 102, for example, The sonic tomographic image 89 is sequentially changed and updated in accordance with the movement of the cursor. This is as shown in FIG. Other operations are the same as those of the second embodiment.

以上のように、本実施の形態によれば、ユーザがトラックボールを用い、モニタ画面左側のガイド画像上で観察したい位置にカーソル位置を動かしていくと、右側の超音波断層像がカーソルの動きに対応して順次変化、更新されていくよう構成したので、腫瘍等の病変が血流に沿ってどのように広がっているかわかりやすく、進展度診断がし易い。また、HDDに記録された画像データ、位置・配向データに基づいて処理を実行したので、検査後の症例レビューの際にもわかりやすく診断ができる。その他の効果は、第2の実施の形態と同様である。   As described above, according to the present embodiment, when the user moves the cursor position to the position to be observed on the guide image on the left side of the monitor screen using the trackball, the ultrasonic tomogram on the right side moves the cursor. Since it is configured to be changed and updated sequentially corresponding to the above, it is easy to understand how a lesion such as a tumor spreads along the blood flow, and it is easy to make a progress diagnosis. In addition, since the processing is executed based on the image data and the position / orientation data recorded in the HDD, it is possible to make a diagnosis in an easy-to-understand manner when reviewing a case after the examination. Other effects are the same as those of the second embodiment.

次に、変形例について説明する。   Next, a modified example will be described.

上述した本実施の形態では、読出回路101は、断層位置指定カーソル111の位置に一致、もしくは近い位置・配向データをHDD26から検索し、位置・配向データとそれに関連付けられた超音波断層像89の画像データとを読み出すよう構成した。しかし、読出回路101を任意断層像作成回路に置き換えることによって、HDD26に記録された画像データから血流方向に垂直な断面の超音波断層像を新たに作成するようにしても良い。通常、血管への浸潤診断は血管に対し病変部の近い遠いを診断するものなので、血流に垂直な断面での超音波断層像で診断することが好ましい。従って、このように構成することで、血管の走行に対し斜めの断面での超音波断層像でなく、垂直な断面での超音波断層像で良好に観察をすることができる。さらにこのような場合には断層位置指定カーソル111の代わりに、図12の様な平行四辺形の模式図を用い、トラックボール102でこの模式図を移動させる構成にすると、超音波断層像と血流との位置関係が一層わかりやすくすることができる。   In the present embodiment described above, the readout circuit 101 searches the HDD 26 for position / orientation data that matches or is close to the position of the tomographic position designation cursor 111, and extracts the position / orientation data and the ultrasonic tomographic image 89 associated therewith. The image data is read out. However, by replacing the readout circuit 101 with an arbitrary tomographic image creating circuit, an ultrasonic tomographic image having a cross section perpendicular to the blood flow direction may be newly created from the image data recorded in the HDD 26. Usually, diagnosis of invasion into a blood vessel is made by diagnosing a distant part of the blood vessel close to the blood vessel, so it is preferable to make a diagnosis with an ultrasonic tomogram in a cross section perpendicular to the blood flow. Therefore, with this configuration, it is possible to satisfactorily observe an ultrasonic tomographic image on a vertical section, not an ultrasonic tomographic image on an oblique section with respect to the travel of the blood vessel. Further, in such a case, if a schematic diagram of a parallelogram as shown in FIG. 12 is used in place of the tomographic position designation cursor 111 and this schematic diagram is moved by the trackball 102, an ultrasonic tomogram and blood The positional relationship with the flow can be made easier to understand.

(第四の実施の形態)
図18および図20は、本発明の第四の実施の形態を示す。図18は、本発明の第四の実施の形態に係わる超音波診断装置の全体構成を説明するための図である。図19は、第四の実施の形態に係わる超音波診断装置の動作の流れを示すフローチャートである。図20は、第四の実施の形態に係わるモニタ画面の表示例を示す図である。
(Fourth embodiment)
18 and 20 show a fourth embodiment of the present invention. FIG. 18 is a diagram for explaining the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 19 is a flowchart showing an operation flow of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the fourth embodiment. FIG. 20 is a diagram illustrating a display example of a monitor screen according to the fourth embodiment.

図18に示すように、本実施の形態の超音波診断装置1は、外部にトラックボール102を設けている。また、第1の実施の形態のカラー部抽出回路42と3次元画像構築回路43に代えて、互いに方向の異なる複数の超音波断層像を構築する複数断層像構築回路121が設けられている。さらに、キーボード5上の3Dキー23の代わりにDPRキー122を設けている。制御回路29はトラックボール102の出力に基づいて断層位置指定信号を作成し、複数断層像構築回路121へ出力する。   As shown in FIG. 18, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 of the present embodiment is provided with a trackball 102 outside. Further, in place of the color part extraction circuit 42 and the three-dimensional image construction circuit 43 of the first embodiment, a plurality of tomographic image construction circuits 121 for constructing a plurality of ultrasonic tomographic images having different directions are provided. Further, a DPR key 122 is provided instead of the 3D key 23 on the keyboard 5. The control circuit 29 creates a tomographic position designation signal based on the output of the trackball 102 and outputs it to the multiple tomographic image construction circuit 121.

その他の構成は、第1の実施の形態と同様であるので、同一の構成要素については同一の符号を付し、説明は省略する。   Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

なお、図において、太い点線の矢印は、3次元画像に関わる信号あるいはデータの流れを示し、太い実線の矢印は、原画像に関わる信号あるいはデータの流れを示し、細い点線の矢印は、位置、方向に関わる信号あるいはデータの流れを示し、細い実線の矢印は、制御信号等その他の信号あるいはデータの流れを示す。   In the figure, thick dotted arrows indicate the flow of signals or data related to the three-dimensional image, thick solid arrows indicate the flow of signals or data related to the original image, and thin dotted arrows indicate the position, A signal or data flow related to a direction is shown, and a thin solid arrow indicates a flow of other signals such as a control signal or data.

次に、本実施の形態の作用について説明する。   Next, the operation of the present embodiment will be described.

本実施の形態の作用は、トラックボール102、制御回路29、複数断層像構築回路121の作用を除き、第1の実施の形態と同様である。   The operation of this embodiment is the same as that of the first embodiment except for the operation of the trackball 102, the control circuit 29, and the multiple tomographic image construction circuit 121.

第1の実施の形態と異なる作用について図19に基づき以下に説明する。   The operation different from that of the first embodiment will be described below with reference to FIG.

3次元画像を構築するのに必要な超音波断層像の画像データは、第1の実施の形態のS11からS16と同様の方法であらかじめHDD26に記録されているものとする。   It is assumed that image data of an ultrasonic tomographic image necessary for constructing a three-dimensional image is recorded in advance in the HDD 26 by the same method as S11 to S16 in the first embodiment.

ユーザは、キーボード5上に設けられたDPRキー122を押すことによって、図19の処理が開始する。   The user presses the DPR key 122 provided on the keyboard 5 to start the process of FIG.

DPRキー122が押されると、キューブデータ作成回路41は、第1の実施の形態のS21からS22と同様の処理を行い、キューブデータCDを作成する(S71)。複数断層像構築回路121は、制御回路29からの命令により、図6に示すキューブデータCDのx軸に垂直な平面とy軸に垂直な平面の画像データを抽出する(S72)。以下、x軸に垂直な平面の画像データで構成される超音波断層像を超音波断層像P(131)、y軸に垂直な平面の画像データで構成される超音波断層像を超音波断層像Q(132)と呼ぶことにする。なお、超音波断層像P(131)と超音波断層像Q(132)の平面の位置はデフオルトでは図6に示すキューブデ−タの中心、すなわちx=L/2、y=D/2に設定されているものとする。   When the DPR key 122 is pressed, the cube data creation circuit 41 performs the same processing as S21 to S22 in the first embodiment, and creates cube data CD (S71). The multiple tomographic image construction circuit 121 extracts image data of a plane perpendicular to the x-axis and a plane perpendicular to the y-axis of the cube data CD shown in FIG. 6 according to a command from the control circuit 29 (S72). In the following, an ultrasonic tomographic image P (131) is composed of image data of a plane perpendicular to the x axis, and an ultrasonic tomogram is composed of image data of a plane perpendicular to the y axis. It will be referred to as image Q (132). The plane positions of the ultrasonic tomographic image P (131) and the ultrasonic tomographic image Q (132) are set to the center of the cube data shown in FIG. 6, that is, x = L / 2 and y = D / 2 by default. It is assumed that

次に、複数断層像構築回路121は、超音波断層像P(131)上に平面Pと平面Qとの交線を重畳する(S73)。以下では、超音波断層像P(131)上に重畳されたカットラインをカットラインP(133)と呼ぶことにする。複数断層像構築回路121は、超音波断層像Q(132)上に平面Pと平面Qとの交線を重畳する(S74)。以下では、超音波断層像Q(132)上に重畳されたカットラインをカットラインQ(134)と呼ぶことにする。   Next, the multiple tomographic image construction circuit 121 superimposes the intersection line of the plane P and the plane Q on the ultrasonic tomographic image P (131) (S73). Hereinafter, the cut line superimposed on the ultrasonic tomographic image P (131) will be referred to as a cut line P (133). The multiple tomographic image construction circuit 121 superimposes the intersection line of the plane P and the plane Q on the ultrasonic tomographic image Q (132) (S74). Hereinafter, the cut line superimposed on the ultrasonic tomographic image Q (132) will be referred to as a cut line Q (134).

S75では、複数断層像構築回路121は、方向の異なる複数の超音波断層像、すなわち超音波断層像P(131)と超音波断層像Q(132)とを並べた画像データを表示回路28に出力する。表示回路28は、複数の断層像の画像データをモニタ6に表示できるようなアナログビデオ信号へ変換し、出力する(S76)。モニタ6は、図20に示した血流135を着色して表現する複数断層像を表示する(S77)。   In S75, the multiple tomographic image constructing circuit 121 displays a plurality of ultrasonic tomographic images in different directions, that is, image data in which the ultrasonic tomographic image P (131) and the ultrasonic tomographic image Q (132) are arranged on the display circuit 28. Output. The display circuit 28 converts the image data of a plurality of tomographic images into an analog video signal that can be displayed on the monitor 6 and outputs the analog video signal (S76). The monitor 6 displays a plurality of tomographic images representing the blood flow 135 shown in FIG. 20 in a colored manner (S77).

ユーザは、トラックボール102を動かすと、トラックボール102が動かされたことが検出され、S78でYESとなって、S79の処理へ移行する。トラックボール102が動かされないと、何の処理も実行されない。S79では、制御回路29は、トラックボール102の出力に基づいて、モニタ画面86上のどの方向へどれくらいの距離を移動すべきかの情報を、断層位置指定信号として複数断層像構築回路121へ出力する。次に、複数断層像構築回路121は、制御回路29からの命令に含まれる断層位置指定信号に基づいて、再び、x軸に垂直な超音波断層像P(131)とy軸に垂直な超音波断層像Q(132)を抽出する(S80)。超音波断層像P(131)と超音波断層像Q(132)の平面の位置は断層位置指定信号の内容から新たに決められる(S80)。そして、S81において、ユーザが再度DPRキー122を押したか否かが判断され、押したことが検出されると、YESとなって、制御回路29の命令に従って処理を終了する。それ以外の場合は、S73の処理へジャンプし、処理を繰り返す。   When the user moves the trackball 102, it is detected that the trackball 102 has been moved, and YES is obtained in S78, and the process proceeds to S79. If the trackball 102 is not moved, no processing is performed. In S79, based on the output of the trackball 102, the control circuit 29 outputs to the multiple tomographic image construction circuit 121 information as to which distance on which to move on the monitor screen 86 and which distance to move as a tomographic position designation signal. . Next, based on the tomographic position designation signal included in the command from the control circuit 29, the multiple tomographic image constructing circuit 121 again forms an ultrasonic tomographic image P (131) perpendicular to the x axis and an ultrasonic perpendicular to the y axis. A sonic tomographic image Q (132) is extracted (S80). The plane positions of the ultrasonic tomographic image P (131) and the ultrasonic tomographic image Q (132) are newly determined from the contents of the tomographic position designation signal (S80). In S81, it is determined whether or not the user has pressed the DPR key 122 again. If it is detected that the user has pressed the key, the determination is YES and the process is terminated in accordance with the command from the control circuit 29. In other cases, the process jumps to the process of S73 and the process is repeated.

従って、トラックボール102を用い、例えば超音波断層像P上で血流135を確認し、その部位にカットライン133を合わせると、右側にそのカットライン133の位置に対応した超音波断層像Q(132)が表示され、血流135の走行を2つの方向から観察することができる。その他の作用は、第1の実施の形態と同様である。   Therefore, for example, when the blood flow 135 is confirmed on the ultrasonic tomographic image P using the trackball 102 and the cut line 133 is aligned with the site, the ultrasonic tomographic image Q (corresponding to the position of the cut line 133 on the right side. 132) is displayed, and the travel of the blood flow 135 can be observed from two directions. Other operations are the same as those in the first embodiment.

以上のように、本実施の形態では、図20に示すように、モニタ画面86に方向の異なる複数の超音波断層像P(131)、Q(132)を同時に並べて表示するよう構成している。そのため、例えば食道静脈瘤のような症例では、ユーザが食道に挿入した内視鏡挿入部をゆっくり引くことにより、食道に沿って流れる静脈の走行が超音波断層像P(131)か超音波断層像Q(132)の上にわかりやすく表示され易い。図20では、電子ラジアル走査式超音波内視鏡2を受信コイル21の固定された直交座標系のx軸方向に沿って引いたときの状態を表現しているが、このときには超音波断層像Pが内視鏡挿入軸に垂直な断層像、超音波断層像Qは平行な断層像に相当する。この方法により従来の超音波内視鏡では表現しにくい血流の走行をカラーデータにより着色して表示することができ、さらに、例えば血流の瘤の状態や血流バイパスの走行の判断が重要な食道静脈瘤の診断には有用である。その他の効果は、第1の実施の形態と同様である。   As described above, in this embodiment, as shown in FIG. 20, a plurality of ultrasonic tomographic images P (131) and Q (132) having different directions are displayed side by side simultaneously on the monitor screen 86. . Therefore, in a case such as an esophageal varices, for example, the user slowly pulls the endoscope insertion portion inserted into the esophagus so that the vein flowing along the esophagus can be traveled by the ultrasonic tomogram P (131) or the ultrasonic tomography. It is easy to understand and display on the image Q (132). FIG. 20 shows a state when the electronic radial scanning ultrasonic endoscope 2 is pulled along the x-axis direction of the orthogonal coordinate system to which the receiving coil 21 is fixed. In this case, an ultrasonic tomogram is displayed. P is a tomographic image perpendicular to the endoscope insertion axis, and the ultrasonic tomographic image Q corresponds to a parallel tomographic image. With this method, it is possible to display blood flow that is difficult to express with conventional ultrasonic endoscopes by coloring it with color data, and for example, it is important to determine the state of blood flow aneurysm and blood flow bypass travel This is useful for the diagnosis of esophageal varices. Other effects are the same as those of the first embodiment.

次に、変形例について説明する。   Next, a modified example will be described.

本実施形態では、直交する2つの超音波断層像を画面に表示するいわゆるDPR表示の形態について説明したが、これはもっと多数の超音波断層像を画面に表示するMPR表示(Multi Plane Reconstruction)でもよい。また、超音波断層像は、症例や状況に応じ直交しなくとも良い。   In the present embodiment, a so-called DPR display mode in which two orthogonal ultrasonic tomographic images are displayed on the screen has been described. This is also an MPR display (Multi Plane Construction) in which a larger number of ultrasonic tomographic images are displayed on the screen. Good. Further, the ultrasonic tomographic image does not have to be orthogonal depending on the case and the situation.

なお、以上説明した構成から、次の付記に示す構成に特徴がある。   From the configuration described above, the configuration shown in the following supplementary notes is characteristic.

[付記項]
(1)体腔内に挿入される超音波プローブから被検部の超音波エコー信号を取得する超音波診断装置において、
挿入軸の所定の位置に、該挿入軸を中心として環状に設けられた複数の超音波振動子を有し、該複数の超音波振動子より超音波を送受信して前記挿入軸に垂直な平面で超音波の電子ラジアル走査を行う電子ラジアル超音波プローブと、
前記電子ラジアル超音波プローブの電子ラジアル走査により連続的に得られるエコー信号による超音波断層像データに基づいて、ボクセルデータを作成するボクセルデータ作成手段と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
[Additional notes]
(1) In an ultrasonic diagnostic apparatus for acquiring an ultrasonic echo signal of a test part from an ultrasonic probe inserted into a body cavity,
A plane having a plurality of ultrasonic transducers provided annularly around the insertion shaft at a predetermined position of the insertion shaft, and transmitting and receiving ultrasonic waves from the plurality of ultrasonic transducers and perpendicular to the insertion shaft An electronic radial ultrasonic probe that performs ultrasonic electronic radial scanning with
Voxel data creating means for creating voxel data based on ultrasonic tomographic image data by echo signals continuously obtained by electronic radial scanning of the electronic radial ultrasonic probe;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:

(2)付記項(1)に記載の超音波診断装置において、
前記電子ラジアル超音波プローブの電子ラジアル走査の走査平面の位置または配向を検出する検出手段をさらに有し、
前記ボクセルデータ作成手段は、前記位置または配向のデータに基づいて超音波3次元画像を作成する3次元画像処理手段を設けたことを特徴とする超音波診断装置。
(2) In the ultrasonic diagnostic apparatus according to Additional Item (1),
A detecting means for detecting a position or orientation of a scanning plane of electronic radial scanning of the electronic radial ultrasonic probe;
The ultrasound diagnostic apparatus, wherein the voxel data creation means includes a 3D image processing means for creating an ultrasound 3D image based on the position or orientation data.

(3)付記項(1),付記項(2)に記載の超音波診断装置において、
前記連続的に得られるエコー信号のドップラー効果を基に前記被検部の血流のカラーデータを作成するドップラー信号処理手段を更に有し、
前記ボクセルデータ作成手段は、前記カラーデータに基づいて前記血流の超音波3次元画像を作成する3次元画像処理手段を設けたことを特徴とする超音波診断装置。
(3) In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the additional items (1) and (2),
Further comprising Doppler signal processing means for creating color data of blood flow of the test portion based on the Doppler effect of the echo signals obtained continuously,
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the voxel data creation means includes a three-dimensional image processing means for creating an ultrasonic three-dimensional image of the blood flow based on the color data.

(4)付記項(3)に記載の超音波診断装置において、
前記エコー信号より超音波診断像を作成する断層像処理手段と、
血流走行の前記超音波3次元画像と、前記超音波断層像の位置もしくは配向を示す図とを合成して3次元ガイド画像を作成する合成手段と、
前記断層像処理手段が作成した前記超音波断層像と前記合成手段が作成した3次元ガイド画像とを同一画面に表示する表示手段と、
を設けたことを特徴とする超音波診断装置。
(4) In the ultrasonic diagnostic apparatus according to Additional Item (3),
A tomographic image processing means for creating an ultrasonic diagnostic image from the echo signal;
Synthesis means for creating a three-dimensional guide image by synthesizing the ultrasonic three-dimensional image of blood flow traveling and a diagram showing the position or orientation of the ultrasonic tomographic image;
Display means for displaying the ultrasonic tomographic image created by the tomographic image processing means and the three-dimensional guide image created by the synthesizing means on the same screen;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:

(5)付記項(4)に記載の超音波診断装置において、
前記合成手段が、前記検出手段から逐次出力されるデータの変化に基づき、前記合成の状態を逐次変化させたことを特徴とする超音波診断装置。
(5) In the ultrasonic diagnostic apparatus according to Additional Item (4),
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the synthesis unit sequentially changes the synthesis state based on a change in data sequentially output from the detection unit.

(6)付記項(4)、付記項(5)に記載の超音波診断装置において、
前記位置もしくは配向を示す図が面状の模式図であることを特徴とする超音波診断装置。
(6) In the ultrasonic diagnostic apparatus according to Additional Item (4) and Additional Item (5),
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the diagram showing the position or orientation is a planar schematic diagram.

(7)付記項(6)に記載の超音波診断装置において、
前記模式図が超音波断層像データを重畳していることを特徴とする超音波診断装置。
(7) In the ultrasonic diagnostic apparatus according to Additional Item (6),
An ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the schematic diagram superimposes ultrasonic tomographic image data.

(8)付記項(4)、付記項(5)に記載の超音波診断装置において、
前記位置もしくは配向を示す図が血流走行上に重畳される線であることを特徴とする超音波診断装置。
(8) In the ultrasonic diagnostic apparatus according to Additional Item (4) and Additional Item (5),
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the diagram showing the position or orientation is a line superimposed on blood flow running.

(9)体腔内に挿入される超音波プローブから被検部の超音波エコー信号を取得する超音波診断装置において、
挿入軸の所定の位置に、該挿入軸を中心として環状に設けられた複数の超音波振動子を有し、該複数の超音波振動子より超音波を送受信して前記挿入軸に垂直な平面で超音波の電子ラジアル走査を行う電子ラジアル超音波プローブと、
前記超音波プローブのラジアル走査により連続的に得られるエコー信号による超音波断層像データに基づいて、互いに異なる向きの複数の超音波断層像を作成する複数断層像処理手段と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
(9) In an ultrasonic diagnostic apparatus for acquiring an ultrasonic echo signal of a test part from an ultrasonic probe inserted into a body cavity,
A plane having a plurality of ultrasonic transducers provided annularly around the insertion shaft at a predetermined position of the insertion shaft, and transmitting and receiving ultrasonic waves from the plurality of ultrasonic transducers and perpendicular to the insertion shaft An electronic radial ultrasonic probe that performs ultrasonic electronic radial scanning with
A plurality of tomographic image processing means for creating a plurality of ultrasonic tomographic images in different directions based on ultrasonic tomographic image data by echo signals continuously obtained by radial scanning of the ultrasonic probe;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:

(10)付記項(9)に記載の超音波診断装置において、
前記電子ラジアル超音波プローブの走査平面の位置もしくは配向を検出する検出手段をさらに有し、
前記複数断層像処理手段は、前記位置もしく前記配向に基づいて互いに方向の異なる複数の超音波断層像を作成することを特徴とする超音波診断装置。
(10) In the ultrasonic diagnostic apparatus according to (9),
Further comprising detection means for detecting a position or orientation of a scanning plane of the electronic radial ultrasonic probe;
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the plurality of tomographic image processing means creates a plurality of ultrasonic tomographic images having different directions based on the position or the orientation.

(11)付記項(9),付記項(10)に記載の超音波診断装置において、
前記電子ラジアル超音波内視鏡からのエコー信号のドップラー効果を利用して血流のカラーデータを作成するドップラー信号処理手段を設け、
前記複数断層像処理手段は、前記カラーデータが重畳された互いに方向の異なる複数の超音波断層像を作成することを特徴とする超音波診断装置。
(11) In the ultrasonic diagnostic apparatus according to Additional Item (9) and Additional Item (10),
Providing Doppler signal processing means for creating blood flow color data using the Doppler effect of the echo signal from the electronic radial ultrasonic endoscope,
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the plurality of tomographic image processing means create a plurality of ultrasonic tomographic images having different directions from each other on which the color data is superimposed.

(12)付記項(2)ないし付記項(8)及び付記項(10)ないし付記項(11)のいずれかに記載の超音波診断装置において、
前記検出手段が磁場により遠隔的に走査平面の位置もしくは配向を検出することを特徴とする超音波診断装置。
(12) In the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of the additional items (2) to (8) and the additional items (10) to (11),
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the detection means detects the position or orientation of a scanning plane remotely by a magnetic field.

(13)付記項(1)ないし付記項(12)に記載の超音波診断装置において、
前記電子ラジアル超音波プローブがその先端に光学観察窓を設けた電子ラジアル超音波内視鏡であることを特徴とする超音波診断装置。
(13) In the ultrasonic diagnostic apparatus according to any of the additional items (1) to (12),
An ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the electronic radial ultrasonic probe is an electronic radial ultrasonic endoscope provided with an optical observation window at a tip thereof.

上記付記項(1)の効果は、次の通りである。   The effect of the additional item (1) is as follows.

超音波診断装置は、挿入軸の所定の位置に、挿入軸を中心として環状に設けられた複数の超音波振動子を有し複数の超音波振動子より超音波を送受信して挿入軸に垂直な平面で超音波の電子ラジアル走査を行う電子ラジアル超音波プローブと、電子ラジアル超音波プローブの電子ラジアル走査により連続的に得られるエコー信号による超音波断層像データに基づいてボクセルデータを作成するボクセルデータ作成手段とを備えるように構成したため、超音波3次元画像や複数方向の超音波断層像をボクセルデータから簡単に構築することができる。   The ultrasonic diagnostic apparatus has a plurality of ultrasonic transducers arranged in a ring around the insertion axis at a predetermined position of the insertion axis, and transmits and receives ultrasonic waves from the plurality of ultrasonic transducers to be perpendicular to the insertion axis. An electronic radial ultrasonic probe that performs electronic radial scanning of ultrasonic waves on a flat surface and voxel that creates voxel data based on ultrasonic tomographic image data based on echo signals continuously obtained by electronic radial scanning of the electronic radial ultrasonic probe Since it is configured to include the data creation means, it is possible to easily construct an ultrasonic three-dimensional image and ultrasonic tomographic images in a plurality of directions from voxel data.

上記の付記項(2)の効果は次の通りである。   The effect of the above additional item (2) is as follows.

超音波プローブは、複数の超音波振動子を挿入軸の周囲に環状に設け、挿入軸に垂直な平面で超音波の電子ラジアル走査を行う電子ラジアル超音波プローブからなり、電子ラジアル走査により連続して取得される超音波断層像データを基に超音波3次元画像を作成する3次元画像処理手段を設けるよう構成したため、体腔内超音波分野において腫瘍を含んだ組織を超音波3次元画像で表示する際、歪みのない良好な画像データを簡単な操作で取得することができる。   An ultrasonic probe is composed of an electronic radial ultrasonic probe in which a plurality of ultrasonic transducers are provided in a ring around the insertion axis, and performs ultrasonic electronic radial scanning on a plane perpendicular to the insertion axis. 3D image processing means for creating an ultrasound 3D image based on ultrasound tomographic image data acquired in this way is provided, so that tissue containing tumors in the body cavity ultrasound field is displayed as an ultrasound 3D image. In this case, good image data without distortion can be obtained by a simple operation.

上記の付記項(3)の効果は次の通りである。   The effect of the additional item (3) is as follows.

電子ラジアル超音波内視鏡からのエコー信号のドップラー効果を利用して血流のカラーデータを作成するドップラー信号処理手段を設け、3次元画像処理手段がカラーデータを基に血流の超音波3次元画像を作成するよう構成したため、体腔内超音波分野において血流および血流を含んだ組織を超音波3次元画像で表示する際、ドップラー効果を用いた血流情報を簡単な操作で取得することができる。   A Doppler signal processing means for creating blood flow color data using the Doppler effect of the echo signal from the electronic radial ultrasonic endoscope is provided, and the three-dimensional image processing means uses the color data for blood flow ultrasound 3 Since it is configured to create a three-dimensional image, blood flow information using the Doppler effect can be acquired by a simple operation when displaying a blood flow and a tissue including the blood flow as an ultrasonic three-dimensional image in the intracavitary ultrasound field. be able to.

上記の付記項(4)、(5)、(6)、(8)の効果は次の通りである。   The effects of the additional items (4), (5), (6), and (8) are as follows.

エコー信号より超音波断層像を作成する断層像処理手段と、血流走行の超音波3次元画像と、超音波断層像の位置もしくは配向を示す図とを合成して3次元ガイド画像を作成する合成手段と、断層像処理手段が作成した超音波断層像と合成手段が作成した3次元ガイド画像とを同一画面に表示する表示手段と、を設けるよう構成したため、3次元ガイド画像を参照しながら内視鏡挿入部を動かしつつ、超音波断層像で腫瘍等の病変と血流とが一番近い位置を選び、その超音波断層像を観察することで血管に対する浸潤程度を診断し易い。   A three-dimensional guide image is created by synthesizing a tomographic image processing means for creating an ultrasonic tomographic image from an echo signal, an ultrasonic three-dimensional image of blood flow traveling, and a diagram showing the position or orientation of the ultrasonic tomographic image. Since the composition means and the display means for displaying on the same screen the ultrasonic tomogram created by the tomogram processing means and the three-dimensional guide image created by the composition means are provided, the three-dimensional guide image is referred to. While moving the endoscope insertion portion, it is easy to diagnose the degree of invasion into the blood vessel by selecting a position where a lesion such as a tumor is closest to the blood flow in the ultrasonic tomogram and observing the ultrasonic tomogram.

また、超音波振動子が血流に対してどのような面で走査しているかわかり易いいため病変を描出しやすい。腫瘍等の病変の血流に近づく方向への深達度や、血流に沿った方向に沿った進展度の見落しも少ない。これは転移等、予後の予測に有用である。   In addition, since it is easy to understand in which plane the ultrasonic transducer is scanning the blood flow, it is easy to depict a lesion. There is also little oversight of the degree of penetration in the direction of approaching the bloodstream of a lesion such as a tumor or the degree of progress along the direction along the bloodstream. This is useful for prognosis prediction such as metastasis.

また、血流を3次元表示したガイド画像と超音波断層像とが対比しやすいため、体積計測等での比較よりも病変のどこが縮小したのか、病変内の組織学的な違いによる治癒効果がわかり易い。   In addition, because the guide image displaying blood flow in three dimensions and the ultrasonic tomographic image are easy to compare, the healing effect due to the histological differences in the lesion is reduced compared to the comparison by volume measurement etc. Easy to understand.

上記の付記項(7)の効果は次の通りである。   The effect of the additional item (7) is as follows.

位置もしくは配向を示す模式図が超音波断層像データを重畳しているよう構成したため、腫瘍等の病変と血流との位置関係が一層わかり易くなる。   Since the schematic diagram showing the position or orientation is configured such that the ultrasonic tomographic image data is superimposed, the positional relationship between a lesion such as a tumor and the blood flow becomes easier to understand.

上記の付記項(9)、(10)の効果は次の通りである。   The effects of the additional items (9) and (10) are as follows.

超音波プローブは、複数の超音波振動子を挿入軸の周囲に環状に設け、挿入軸に垂直な平面で超音波の走査を行う電子ラジアル超音波プローブからなり、電子ラジアル走査により連続して取得される超音波断層像データを基に互いに方向の異なる複数の超音波断層像を作成する複数断層像処理手段と、を設けるよう構成したため、体腔内超音波分野において腫瘍を含んだ組織を複数方向の超音波断層像で表示する際、歪みのない良好な画像データを簡単な操作で取得することができる。   The ultrasonic probe consists of an electronic radial ultrasonic probe in which a plurality of ultrasonic transducers are annularly arranged around the insertion axis, and the ultrasonic scanning is performed in a plane perpendicular to the insertion axis, and is continuously acquired by electronic radial scanning. And a plurality of tomographic image processing means for creating a plurality of ultrasonic tomographic images having different directions based on the ultrasonic tomographic image data, so that tissue including tumors in a plurality of directions in a body cavity ultrasonic field When displaying with an ultrasonic tomographic image, good image data without distortion can be obtained by a simple operation.

上記の付記項(11)の効果は次の通りである。   The effect of the additional item (11) is as follows.

電子ラジアル超音波内視鏡からのエコー信号のドップラー効果を利用して血流のカラーデータを作成するドップラー信号処理手段を設け、複数断層像処理手段がカラーデータが重畳された互いに方向の異なる複数の超音波断層像を作成するよう構成したため、体腔内超音波分野において血流および血流を含んだ組織を複数方向の超音波断層像で表示する際、ドップラー効果を用いた血流情報を簡単な操作で取得することができる。   Providing Doppler signal processing means for creating blood flow color data using the Doppler effect of echo signals from an electronic radial ultrasonic endoscope, and a plurality of tomographic image processing means having a plurality of color data superimposed on each other Blood flow information using the Doppler effect can be easily displayed when displaying tissue including blood flow and blood flow in multiple directions in the intracavitary ultrasound field. Can be obtained by simple operation.

例えば、食道静脈瘤のような症例では、ユーザが食道に挿入した内視鏡挿入部をゆっくり引くことにより、従来の超音波内視鏡では表現しにくい血流の走行をカラーデータにより着色して表示することができ、例えば血流の瘤の状態や血流バイパスの走行の判断が重要な食道静脈瘤の診断には有用である。   For example, in cases such as esophageal varices, the user slowly draws the endoscope insertion part inserted into the esophagus, and the blood flow that is difficult to express with a conventional ultrasonic endoscope is colored with color data. For example, it is useful for diagnosing esophageal varices, in which it is important to judge the state of blood flow aneurysm or the flow of blood flow bypass.

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の第一の実施の形態に係る超音波診断装置の全体構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the whole structure of the ultrasound diagnosing device which concerns on 1st embodiment of this invention. 第一の実施の形態に係る電子ラジアル走査式超音波内視鏡の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the electronic radial scanning ultrasonic endoscope which concerns on 1st embodiment. 第一の実施の形態に係る送受信回路のブロック図である。1 is a block diagram of a transmission / reception circuit according to a first embodiment. 第一の実施の形態に係るデータ記録の処理の流れの例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the flow of a data recording process concerning 1st embodiment. 第一の実施の形態に係る3次元画像作成の処理の流れの例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the flow of a process of 3D image creation which concerns on 1st embodiment. 第一の実施の形態に係るキューブデータ作成回路の作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action of the cube data creation circuit which concerns on 1st embodiment. 第一の実施の形態に係るモニタ画面の表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of the monitor screen which concerns on 1st embodiment. 第一の実施の形態に係る各座標系の関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship of each coordinate system which concerns on 1st embodiment. 第一の実施の形態に係るモニタ画面の表示例の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the example of a display of the monitor screen which concerns on 1st embodiment. 本発明の第二の実施の形態に係わる超音波診断装置の全体構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the whole structure of the ultrasonic diagnosing device concerning 2nd embodiment of this invention. 第二の実施の形態に係わる超音波診断装置の動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of operation | movement of the ultrasonic diagnosing device concerning 2nd embodiment. 第二の実施の形態に係わるモニタ画面の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the monitor screen concerning 2nd embodiment. 第二の実施の形態に係わる全体構成の変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of the whole structure concerning 2nd embodiment. 第二の実施の形態に係わるモニタ画面の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the monitor screen concerning 2nd embodiment. 本発明の第三の実施の形態に係わる超音波診断装置の全体構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the whole structure of the ultrasonic diagnosing device concerning 3rd embodiment of this invention. 第三の実施の形態に係わる超音波診断装置の動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of operation | movement of the ultrasonic diagnosing device concerning 3rd embodiment. 第三の実施の形態に係わるモニタ画面の表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of the monitor screen concerning 3rd embodiment. 本発明の第四の実施の形態に係わる超音波診断装置の全体構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the whole structure of the ultrasonic diagnosing device concerning 4th Embodiment of this invention. 第四の実施の形態に係わる超音波診断装置の動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of operation | movement of the ultrasonic diagnosing device concerning 4th embodiment. 第四の実施の形態に係わるモニタ画面の表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of the monitor screen concerning 4th embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・超音波診断装置
2・・・電子ラジアル走査式超音波内視鏡
3・・・位置配向検出部
4・・・超音波処理部
5・・・キーボード
6・・・モニタ
11、55・・・超音波振動子アレイ
12、51・・・送信コイル
13・・・内視鏡操作部
14・・・内視鏡挿入部
15・・・湾曲ノブ
21・・・受信コイル
22・・・走査制御キー
23・・・3Dキー
24・・・超音波信号処理回路
26・・・ハードディスク
27・・・画像処理回路
52・・・照光窓
53・・・光学観察窓
54・・・超音波振動子
56・・・信号線
71、86・・・モニタ画面
72・・・大血管
73・・・小血管
74・・・断面
75・・・体腔内蔵器表面
76、94・・・腫瘍
78、89、131、132・・・超音波断層像
79、135・・・血流
81、82・・・切換器
85・・・切換制御キー
87・・・ガイド画像
88・・・走査面を表す模式図
90、91、92、93・・・血流
102・・・トラックボール
111・・・断層位置指定カーソル
133、134・・・カットライン
136・・・血溜
代理人 弁理士 伊藤 進
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ultrasonic diagnostic apparatus 2 ... Electronic radial scanning ultrasonic endoscope 3 ... Position and orientation detection part 4 ... Ultrasonic processing part 5 ... Keyboard 6 ... Monitor 11, 55 ... Ultrasonic transducer array 12, 51 ... Transmitting coil 13 ... Endoscope operating section 14 ... Endoscope insertion section 15 ... Bending knob 21 ... Receiving coil 22 ... Scan control key 23 ... 3D key 24 ... Ultrasonic signal processing circuit 26 ... Hard disk 27 ... Image processing circuit 52 ... Illumination window 53 ... Optical observation window 54 ... Ultrasonic vibration Child 56: Signal lines 71, 86 ... Monitor screen 72 ... Large blood vessel 73 ... Small blood vessel 74 ... Cross section 75 ... Body cavity internal body surface 76, 94 ... Tumor 78, 89 131, 132 ... ultrasonic tomographic images 79, 135 ... blood flow 81, 82 ... switching 85 ... Switching control key 87 ... Guide image 88 ... Schematic diagram 90, 91, 92, 93 ... Blood flow 102 ... Trackball 111 ... Tomographic position designation cursor 133 134 ... cut line 136 ... blood clot
Attorney Susumu Ito

Claims (6)

体腔内に挿入される超音波プローブから被検部の超音波エコー信号を取得し、該超音波エコー信号から超音波断層像データを構築する超音波診断装置において、
前記超音波プローブは、挿入軸の所定の位置の周囲、かつ該挿入軸に垂直な平面上に設けられた複数の超音波振動子を有し、該複数の超音波振動子より超音波を送受信して前記挿入軸に垂直な平面で超音波の電子走査を行う電子走査式超音波プローブであって、
磁場を空間に発生する磁場送信手段と、発生した前記磁場を受信する磁場受信手段とを有し、前記磁場送信手段または前記磁場受信手段のうちいずれか一方が前記超音波振動子に対して所定の位置に固定され、当該所定の位置に固定された前記磁場送信手段または前記磁場受信手段のうちいずれか一方が前記電子走査式超音波プローブの用手的な挿抜に伴って前記超音波振動子と一体的に移動することで、当該電子走査式超音波プローブの電子走査の走査平面の位置及び配向を検出する検出手段と、
前記電子走査式超音波プローブを用手的に挿抜することで繰り返し実施される電子走査により連続的に得られる複数の前記超音波断層像データに基づいて被検部の超音波3次元画像を作成する3次元画像処理手段と、
前記3次元画像処理手段により用手的な前記挿抜によってあらかじめ作成された前記超音波3次元画像と、前記挿抜の後で電子走査された新たな走査平面の位置もしくは配向を示す図とを合成して3次元ガイド画像を作成する合成手段と、
前記新たな走査平面での超音波断層像データから作成される超音波断層像と、
前記3次元ガイド画像とを同一画面に表示する表示手段と、
を具備したことを特徴とする超音波診断装置。
In an ultrasonic diagnostic apparatus that acquires an ultrasonic echo signal of a test part from an ultrasonic probe inserted into a body cavity and constructs ultrasonic tomographic image data from the ultrasonic echo signal,
The ultrasonic probe has a plurality of ultrasonic transducers provided around a predetermined position of the insertion axis and on a plane perpendicular to the insertion axis, and transmits and receives ultrasonic waves from the plurality of ultrasonic transducers. An electronic scanning ultrasonic probe that performs electronic scanning of ultrasonic waves in a plane perpendicular to the insertion axis,
A magnetic field transmitting means for generating a magnetic field in space; and a magnetic field receiving means for receiving the generated magnetic field, wherein one of the magnetic field transmitting means and the magnetic field receiving means is predetermined with respect to the ultrasonic transducer. The ultrasonic transducer is fixed in accordance with manual insertion / extraction of the electronic scanning ultrasonic probe, either of the magnetic field transmitting means or the magnetic field receiving means fixed at the predetermined position. Detecting means for detecting the position and orientation of the scanning plane of the electronic scanning of the electronic scanning ultrasonic probe,
An ultrasonic three-dimensional image of a test part is created based on a plurality of the ultrasonic tomographic image data continuously obtained by electronic scanning repeatedly performed by manually inserting and extracting the electronic scanning ultrasonic probe. Three-dimensional image processing means for
The ultrasonic three-dimensional image prepared in advance by the manual insertion / extraction by the three-dimensional image processing means and a diagram showing the position or orientation of a new scanning plane electronically scanned after the insertion / extraction are synthesized. Combining means for creating a three-dimensional guide image;
An ultrasonic tomogram created from ultrasonic tomogram data at the new scanning plane;
Display means for displaying the three-dimensional guide image on the same screen;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記エコー信号のドップラー効果を基に前記被検部の血流のカラーデータを作成するドップラー信号処理手段を更に有し、
前記3次元画像処理手段は前記カラーデータに基づいて前記血流の超音波3次元画像を作成することを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
Further comprising Doppler signal processing means for creating color data of blood flow of the test part based on the Doppler effect of the echo signal;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the three-dimensional image processing unit creates an ultrasonic three-dimensional image of the blood flow based on the color data.
前記合成手段が、前記検出手段から逐次出力されるデータの変化に基づき、前記合成の状態を逐次変化させたことを特徴とする請求項1または2に記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the synthesis unit sequentially changes the synthesis state based on a change in data sequentially output from the detection unit. 前記位置もしくは配向を示す図が面状の模式図であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the diagram showing the position or orientation is a planar schematic diagram. 前記模式図が超音波断層像データを重畳していることを特徴とする請求項4に記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4, wherein the schematic diagram superimposes ultrasonic tomographic image data. 前記位置もしくは配向を示す図が血流走行上に重畳される線であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the diagram indicating the position or orientation is a line superimposed on blood flow travel.
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