JP4119497B2 - Ultrasound diagnostic imaging equipment - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波振動子によって得られた超音波断層像を作成する超音波画像診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、生体へ超音波を送受波して得られた3次元エコーデータから3次元画像を構築する超音波画像診断装置が提案されている。このうち、特開平4−183446号公報で開示されている装置では、X線CT、MRI、超音波など複数の異なる断層像の輪郭をそれぞれ抽出し、また、一方で血管情報を抽出して、1つの立体モデル像を表示する。
【0003】
このように構成することで、各種断層像撮影装置のもつそれぞれの画像抽出性を活かして患部の立体像を作成することができる。しかし、この装置では、X線CT、MRI、超音波など複数の異なる断層像撮影手段が必要であった。
【0004】
そこで、超音波のエコーデータのみから、関心部分の輪郭と血管とを抽出する超音波画像診断装置も提案されている。このうち、特開平6−254097号公報で開示されている装置では、超音波プローブからの受信信号に基づいて、3次元空間内の組織情報と移動体の移動情報を得る。
【0005】
特に、移動情報を得る際には血球など移動体によって生じるドップラ現象を利用している。そして、組織情報から関心部分の輪郭像を、移動情報から血流像を抽出する。さらに、視点を変えながら各位置での輪郭像と血流像の3次元分布情報を投影処理して、複数の2次元画像を生成する。
【0006】
このように構成することで、従来のBモード画像とドップラ現象を利用したCFM(カラーフローマッピング)画像を組み合わせた3次元表示が実現する。そのため、関心部分の立体構造と血流像の立体構造とを同時に観察することができ、例えば、腫瘍とその栄養血管の関係を把握することができる。
【0007】
また、この3次元エコーデータを得る装置として、ラジアルスキャンとリニアスキャンとを組み合わせたスパイラルスキャンなどの3次元スキャンを行いながら、生体内へ超音波を送受波する超音波画像診断装置が提案されている。
【0008】
このうち、特開平6−30937号公報、特開平6−30938号公報、特開平8−56947号公報で開示されている装置では、先端に超音波振動子を配し反対側の端部をラジアル回転部内のモーターの回転軸に接合させたフレキシブルシャフトと、端部をステッピングモーターの回転軸に接合したボールネジとを設けている。
【0009】
そして、ボールネジの回転により、ボールネジに嵌合する部材を介してラジアル回転部全体が進退するため、モーター、フレキシブルシャフト、超音波振動子が自身も回転しながら進退し、スパイラルスキャンが実現する。
【0010】
なお、超音波振動子の回転に対するボールネジの回転比は、設定可能な一定の値であり、超音波振動子は、自身が1回転すると決まった距離だけ進退する。そして、被検部位からのエコー信号から、3次元エコーデータとして連続した複数の断層像データを取得する。
【0011】
さらに、特開平8−56947号公報で開示されている装置は、超音波プローブの可撓性シース内に超音波振動子を設け、さらに超音波プローブ本体をアウターシースで被覆した構成になっている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、超音波プローブを膵管、胆管のような血管以外の脈管に挿入して3次元表示を行う際には、これらの脈管とその周囲に広がる腫瘍との位置関係を把握することが重要である。例えば、胆管の周囲にどの程度腫瘍が広がっているかを把握することは、手術による切除範囲を決定する観点から医学的に重要である。
【0013】
また、例えば胆管のような血管以外の脈管の周囲には、門脈などの血管が複雑に走行している場合があり、2次元の超音波断層像による診断の際には、これらの位置関係を医師が予測しているが、これは難しい作業であった。
【0014】
また、例えば腫瘍は膵管や胆管などの血管以外の脈管から発生することも多く、この腫瘍が、門脈など血管に到達しているか否かを鑑別することは転移の可能性を知る意味で医学的に極めて重要である。また、血管への到達に限らず、リンパ管など血管以外の脈管への腫瘍の浸潤を鑑別することも、転移の可能性を知る意味で医学的に極めて重要である。
【0015】
さらに、上述の事柄は、頚動脈、頚静脈などの血管や血管以外の食道、気管などの脈管が互いに近接する頚部においても同様である。そのため、血管以外の脈管と腫瘍などの注目組織との位置関係、もしくは血管以外の脈管と血管との位置関係を把握できることが望ましい。
【0016】
さらに好適には、血管以外の脈管と、注目組織と、血管との互いの位置関係を把握できることが望ましい。ここで、特開平6−254097号公報で開示されている装置では、移動体の移動情報から血流像を抽出しているため、門脈のような栄養血管を血流として抽出することができる。
【0017】
しかし、例えば膵液、胆汁、リンパ液などの移動速度の小さい液体が流れる膵管、胆管、リンパ管などの脈管からは移動情報が得にくいため、これらを抽出することは困難であった。また、気管や、胃、食道、腸などの消化管など常に液体が流れているとは限らない脈管を抽出することも困難であった。
【0018】
そこで、本発明の第1の目的は、移動情報の得にくい脈管と、注目組織や血管との位置関係を把握することができる超音波画像診断装置を提供することにある。
【0019】
一方、特開平6−30937号公報、特開平6−30938号公報、特開平8−56947号公報で開示されている装置では、ボールネジの回転により超音波振動子を進退させているため、超音波プローブの挿入軸方向の分解能はボールネジのピッチに影響を受ける。
【0020】
特に、超音波振動子が発する超音波ビームが十分鋭いときには、ボールネジのピッチで分解能が決定される。それとは別に、フレキシブルシャフトの回転耐性や、超音波振動子からのエコー信号を取り込む時間、超音波の送受波に掛かる時間などの制約から、超音波振動子の回転時間を短くし、単位時間あたりに取り込む断層像データの枚数(フレームレート)を上げることには限界がある。
【0021】
また、フレームレートを無理に上げると、フレキシブルシャフトの両端に回転ムラが起こり、断層像データが超音波振動子の回転角を正しく反映しなくなるという問題もある。
【0022】
そのため、挿入軸方向の分解能を向上させようとしてボールネジのピッチを細かくしたり、超音波振動子の回転に対するボールネジの回転比を下げたりして、超音波振動子の1回転当たりの進退距離を短くすると、進退が遅くなり、スパイラルスキャンの時間がかかる。
【0023】
特に超音波検査を受けている患者は、スパイラルスキャンの間、呼吸性移動の問題を避けるために呼吸を止めていなければならないので、患者の苦痛を伴うという問題があった。
そこで、本発明の第2の目的は、走査時間を長くせず、超音波プローブの挿入軸方向の分解能を向上させた超音波画像診断装置を提供することにある。
【0024】
また、上述の特開平6−30937号公報、特開平6−30938号公報、特開平8−56947号公報で開示されている装置では、スパイラルスキャンの途中で発生する拍動や、呼吸性移動、蠕動などの周期性運動よりなる体動により、各断層像データ間にぶれが生じ、得られる3次元エコーデータが歪んだものになるため、この3次元エコーデータから歪んだ3次元画像を構築してしまうという問題があった。
【0025】
そのため、これまでの超音波検査では、蠕動を抑えるための蠕動抑制薬を投与しなければならず、患者にスキャンの間呼吸を止めさせていなければならず、拍動に至っては抑えるための有効な手段が無かった。
【0026】
そこで、本発明の第3の目的は、体動による断層像間のぶれを補正し、歪みの無い良好な3次元エコーデータを取得することができる超音波画像診断装置を提供することにある。
【0027】
ところで、上述の特開平6−30937号公報、特開平6−30938号公報、特開平8−56947号公報で開示されている装置の超音波プローブを、実際に体内に挿入して、スパイラルスキャンを行う際には、内視鏡に設けられた鉗子用の管などの挿通部を介し、内視鏡先端より突出させて超音波断層像を取得することが多い。
【0028】
通常の内視鏡先端には光学系と光学観察方向を変えることができる湾曲機構が設けられているため、このように使用することで、光学系で注目組織と超音波振動子のスパイラルスキャンの様子とを観察しながら、注目組織の断層像データが得られるよう超音波振動子の向きを簡単に変えることができる。
【0029】
しかし、上述の装置では、超音波振動子が超音波プローブの挿入軸方向のどこからどこまでを進退するのか、スパイラルスキャンが始まるまでわからないことが多かった。
【0030】
そのため、断層像データを取得できる範囲から注目組織が逸れてしまい、注目組織からのエコー信号を3次元エコーデータとして取得できない場合があるという問題があった。
【0031】
また、注目組織からのエコー信号が3次元エコーデータ内に取得できたか否かを確かめるために、超音波検査中に表示される断層像データを参照しながらスパイラルスキャンを繰り返すため、検査時間が長引くという問題もあった。
【0032】
そこで、本発明の第4の目的は、注目組織からのエコー信号を3次元エコーデータとして取得する際の確実性を増し、検査時間を短くすることができる超音波画像診断装置を提供することにある。
【0033】
【課題を解決するための手段】
上記、第1の目的を達成するために、以下の、(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)、(12)、(13)の構成にしている。
(1)被検体の脈管を抽出する第1脈管抽出手段と、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管の3次元画像を構築する3次元処理手段を、設けた超音波画像診断装置において、
前記第1脈管抽出手段は、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより該脈管を抽出し、該3次元エコーデータより注目組織を抽出する組織抽出手段を設け、前記3次元処理手段は、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管と前記組織抽出手段により抽出された該注目組織とを合成した3次元画像を構築すること、を特徴とする。
【0034】
上記構成によれば、第1脈管抽出手段は、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより脈管を抽出する。組織抽出手段は、3次元エコーデータより注目組織を抽出する。3次元処理手段は、第1脈管抽出手段により抽出された脈管と組織抽出手段により抽出された注目組織とを合成した3次元画像を構築する。
【0035】
(2)上記(1)記載の超音波画像診断装置であって、前記3次元処理手段は、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管と前記組織抽出手段により抽出された該注目組織とを互いに色分けして合成した3次元画像を構築すること、を特徴とする。
上記構成によれば、3次元処理手段は、第1脈管抽出手段により抽出された脈管と組織抽出手段により抽出された注目組織とを互いに色分けして合成した3次元画像を構築する。
【0036】
(3)被検体の脈管を抽出する第1脈管抽出手段と、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管の3次元画像を構築する3次元処理手段とを、設けた超音波画像診断装置において、
前記第1脈管抽出手段は、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより複数の該脈管を抽出し、前記3次元処理手段は、前記第1脈管抽出手段により抽出された複数の該脈管を合成した3次元画像を構築すること、を特徴とする。
上記構成によれば、第1脈管抽出手段は、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより複数の脈管を抽出する。3次元処理手段は、第1脈管抽出手段により抽出された複数の脈管を合成した3次元画像を構築する。
【0037】
(4)上記(3)記載の超音波画像診断装置であって、前記3次元処理手段は、前記第1脈管抽出手段により抽出された複数の該脈管どうしを互いに色分けして合成した3次元画像を構築すること、を特徴とする。
上記構成によれば、3次元処理手段は、第1脈管抽出手段により抽出された複数の脈管どうしを互いに色分けして合成した3次元画像を構築する。
【0038】
(5)被検体の脈管を抽出する第1脈管抽出手段と、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管の3次元画像を構築する3次元処理手段とを、設けた超音波画像診断装置において、
前記第1脈管抽出手段は、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより該脈管を抽出し、被検体の3次元空間に超音波を送受して得た移動体の移動情報からなる3次元ドップラデータより脈管を抽出する第2脈管抽出手段を設け、前記3次元処理手段は、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管と前記第2脈管抽出手段により抽出された該脈管とを合成した3次元画像を構築すること、を特徴とする。
【0039】
上記構成によれば、第1脈管抽出手段は、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより脈管を抽出する。第2脈管抽出手段は、被検体の3次元空間に超音波を送受して得た移動体の移動情報からなる3次元ドップラデータより脈管を抽出する。3次元処理手段は、第1脈管抽出手段により抽出された脈管と第2脈管抽出手段により抽出された脈管とを合成した3次元画像を構築する。
【0040】
(6)前記(5)記載の超音波画像診断装置であって、前記3次元処理手段は、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管と前記第2脈管抽出手段により抽出された該脈管とを互いに色分けして合成した3次元画像を構築すること、を特徴とする。
上記構成によれば、3次元処理手段は、第1脈管抽出手段により抽出された脈管と第2脈管抽出手段により抽出された脈管とを互いに色分けして合成した3次元画像を構築する。
【0041】
(7)被検体の脈管を抽出する第1脈管抽出手段と、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管の3次元画像を構築する3次元処理手段とを、設けた超音波画像診断装置において、
前記第1脈管抽出手段は、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより該脈管を抽出し、該3次元エコーデータより注目組織を抽出する組織抽出手段と、被検体の3次元空間に超音波を送受して得た移動体の移動情報からなる3次元ドップラデータより脈管を抽出する第2脈管抽出手段を設け、
前記3次元処理手段は、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管と、前記第2脈管抽出手段により抽出された該脈管と、前記組織抽出手段により抽出された該注目組織とを合成した3次元画像を構築すること、を特徴とする。
【0042】
上記構成によれば、第1脈管抽出手段は、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより脈管を抽出する。組織抽出手段は、3次元エコーデータより注目組織を抽出する。第2脈管抽出手段は、被検体の3次元空間に超音波を送受して得た移動体の移動情報からなる3次元ドップラデータより脈管を抽出する。3次元処理手段は、第1脈管抽出手段により抽出された脈管と、第2脈管抽出手段により抽出された脈管と、組織抽出手段により抽出された注目組織とを合成した3次元画像を構築する。
【0043】
(8)上記(7)記載の超音波画像診断装置であって、前記3次元処理手段は、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管と、前記第2脈管抽出手段により抽出された該脈管と、前記組織抽出手段により抽出された該注目組織とを互いに色分けして合成した3次元画像を構築すること、を特徴とする。
【0044】
上記構成によれば、3次元処理手段は、第1脈管抽出手段により抽出された脈管と、第2脈管抽出手段により抽出された脈管と、組織抽出手段により抽出された注目組織とを互いに色分けして合成した3次元画像を構築する。
【0045】
(9)上記(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)記載の超音波画像診断装置であって、前記第1脈管抽出手段は、該3次元エコーデータが有する周囲との輝度差により該脈管を抽出すること、を特徴とする。
上記構成によれば、第1脈管抽出手段は、3次元エコーデータが有する周囲との輝度差により脈管を抽出する。
【0046】
(10)上記(9)記載の超音波画像診断装置であって、該3次元エコーデータが、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる複数の断層像データから構成され、前記第1脈管抽出手段は、複数の該断層像データ上で、抽出開始点を設定する抽出開始点設定手段を設け、複数の該断層像データ上で、前記抽出開始点設定手段により設定された該抽出開始点からスキャンラインを放射状に延伸させて脈管壁を探索することにより、該脈管を抽出すること、を特徴とする。
【0047】
上記構成によれば、抽出開始点設定手段は、複数の断層像データ上で、抽出開始点を設定する。第1脈管抽出手段は、複数の断層像データ上で、抽出開始点設定手段により設定された抽出開始点からスキャンラインを放射状に延伸させて脈管壁を探索することにより、脈管を抽出する。
【0048】
(11)上記(10)記載の超音波画像診断装置であって、該3次元エコーデータにおいて、該3次元エコーデータの階調を有する複数の断面の位置を設定する断面設定手段を設け、前記第1脈管抽出手段は、前記抽出開始点設定手段が設定する該抽出開始点の位置と前記断面設定手段が設定する複数の該断面の位置により決定される抽出範囲内に該スキャンラインを延伸させること、を特徴とする。
上記構成によれば、断面設定手段は、3次元エコーデータにおいて、3次元エコーデータの階調を有する複数の断面の位置を設定する。第1脈管抽出手段は、抽出開始点設定手段が設定する抽出開始点の位置と断面設定手段が設定する複数の断面の位置により決定される抽出範囲内にスキャンラインを延伸させる。
【0049】
(12)上記(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)記載の超音波画像診断装置であって、該3次元エコーデータにおいて、該3次元エコーデータの階調を有する断面の位置を設定する断面設定手段を、設け、前記3次元処理手段は、前記断面設定手段により位置を設定された該断面と、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管と、前記第2脈管抽出手段により抽出された該脈管、もしくは前記組織抽出手段により抽出された該注目組織とを合成した3次元画像を構築すること、を特徴とする。
【0050】
上記構成によれば、断面設定手段は、3次元エコーデータにおいて、3次元エコーデータの階調を有する断面の位置を設定する。3次元処理手段は、断面設定手段により位置を設定された断面と、第1脈管抽出手段により抽出された脈管と、第2脈管抽出手段により抽出された脈管、もしくは組織抽出手段により抽出された注目組織とを合成した3次元画像を構築する。
【0051】
(13)上記(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)記載の超音波画像診断装置であって、該3次元エコーデータにおいて、該3次元エコーデータの階調を有する断面の位置を設定する断面設定手段を設け、前記3次元処理手段は、前記断面設定手段により設定された該断面の位置を示す指標と、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管と、前記第2脈管抽出手段により抽出された該脈管、もしくは前記組織抽出手段により抽出された該注目組織とを合成した3次元画像を構築し、前記3次元処理手段により該指標を合成して構築された該3次元画像と、該断面とを同時に表示する表示手段を設けたこと、を特徴とする。
【0052】
上記構成によれば、断面設定手段は、3次元エコーデータにおいて、3次元エコーデータの階調を有する断面の位置を設定する。3次元処理手段は、断面設定手段により設定された断面の位置を示す指標と、第1脈管抽出手段により抽出された脈管と、第2脈管抽出手段により抽出された脈管、もしくは組織抽出手段により抽出された注目組織とを合成した3次元画像を構築する。表示手段は、3次元処理手段により指標を合成して構築された3次元画像と、断面とを同時に表示する。
【0053】
上記第2の目的を達成するために、以下の(14)の構成にしている。
(14)被検体に超音波を送信し、エコーを受信する超音波振動子を先端に設けた超音波プローブと、前記超音波プローブの挿入軸を中心に該超音波振動子が回転するラジアルスキャンと、該挿入軸に沿って該超音波振動子が進退するリニアスキャンとを組み合わせた該超音波振動子のスパイラルスキャンを駆動する駆動手段と、該超音波振動子からのエコー信号より、連続する複数の断層像データを得る超音波画像診断装置において、
該超音波振動子は、該ラジアルスキャンの送受信面を違えて複数個設けられており、複数個の該超音波振動子が該スパイラルスキャンを行うことにより得る、連続する複数枚の断層像データより1つの3次元エコーデータを構成すること、を特徴とする。
【0054】
上記構成によれば、駆動手段は、超音波プローブの挿入軸を中心に超音波振動子が回転するラジアルスキャンと、挿入軸に沿って超音波振動子が進退するリニアスキャンとを組み合わせた超音波振動子のスパイラルスキャンを駆動する。そして、複数個の超音波振動子がスパイラルスキャンを行うことにより得る、連続する複数枚の断層像データより1つの3次元エコーデータを構成する。
【0055】
上記第3の目的を達成するために、以下の(15)の構成にしている。
(15)被検体に超音波を送信し、エコーを受信する超音波振動子を先端に設けた超音波プローブと、前記超音波プローブの挿入軸を中心に該超音波振動子が回転するラジアルスキャンと、該挿入軸に沿って該超音波振動子が進退するリニアスキャンとを組み合わせた該超音波振動子のスパイラルスキャンを駆動する駆動手段と、該超音波振動子からのエコー信号より、連続する複数の断層像データを得る超音波画像診断装置において、
前記駆動手段は、前記超音波プローブの該進退を複数回繰りかえさせ、前記超音波プローブの該複数回の進退により得た、複数セットにわたる該連続する複数の断層像データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された該複数セット間で、同位置での断層像データを比較し、該断層像データ間の体動を認識する体動認識手段を設け、体動が補正された連続する複数の代表断層像データを1セット構成すること、を特徴とする。
【0056】
上記構成によれば、駆動手段は、超音波プローブの挿入軸を中心に超音波振動子が回転するラジアルスキャンと、挿入軸に沿って超音波振動子が進退するリニアスキャンとを組み合わせた超音波振動子のスパイラルスキャンを複数回繰りかえさせて、駆動する。記憶手段は、超音波プローブの複数回の進退により得た、複数セットにわたる連続する複数の断層像データを記憶する。体動認識手段は、記憶手段に記憶された複数セット間で、同位置での断層像データを比較し、断層像データ間の体動を認識する。そして、体動が補正された連続する複数の代表断層像データを1セット構成する。
【0057】
(16)上記(15)記載の超音波画像診断装置であって、前記体動認識手段により認識された体動の生じた断層像データを除くことにより、体動が補正された連続する複数の代表断層像データを1セット構成すること、を特徴とする。
上記構成によれば、体動認識手段により認識された体動の生じた断層像データを除くことにより、体動が補正された連続する複数の代表断層像データを1セット構成する。
【0058】
上記第4の目的を達成するために、以下の(17)、(18)、(19)の構成にしている。
(17)被検体に超音波を送信し、エコーを受信する超音波振動子を先端に設けた超音波プローブと、前記超音波プローブの挿入軸を中心に該超音波振動子が回転するラジアルスキャンと、該挿入軸に沿って該超音波振動子が進退するリニアスキャンとを組み合わせた該超音波振動子のスパイラルスキャンを駆動する駆動手段と、該超音波振動子からのエコー信号より、連続する複数の断層像データを得る超音波画像診断装置において、
前記超音波プローブは、該進退の範囲を示す指標を、設けたことを特徴とする。
【0059】
上記構成によれば、駆動手段は、超音波プローブの挿入軸を中心に超音波振動子が回転するラジアルスキャンと、挿入軸に沿って超音波振動子が進退するリニアスキャンとを組み合わせた超音波振動子のスパイラルスキャンを駆動する。超音波プローブに設けられた指標は、進退の範囲を示す。
【0060】
(18)上記(17)記載の超音波画像診断装置であって、前記超音波プローブが、前記駆動手段からの駆動力を該超音波振動子に伝達する駆動伝達部材と、前記駆動伝達部材と該超音波振動子とを内在させた半透明の可撓性シースと、前記可撓性シースを覆う半透明のアウターシースを設け、前記指標は前記駆動伝達部材に設けられたこと、を特徴とする。
【0061】
上記構成によれば、駆動伝達部材は、駆動手段からの駆動力を超音波振動子に伝達、超音波プローブの挿入軸を中心に超音波振動子が回転するラジアルスキャンと、挿入軸に沿って超音波振動子が進退するリニアスキャンとを組み合わせた超音波振動子のスパイラルスキャンを駆動する。駆動伝達部材に設けられた指標は、半透明の可撓性シースと、可撓性シースを覆う半透明のアウターシースを通して、進退の範囲を示す。
(19)上記(18)記載の超音波画像診断装置であって、前記指標が円環状の部材であること、を特徴とする。
【0062】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
(第1の実施の形態)
図1から図11までは本発明の第1の実施の形態にかかり、図1は本発明の第1の実施の形態の超音波画像診断装置の構成を示し、図2は超音波プローブの先端側の構造を示し、図3は超音波プローブの駆動部の構造を示し、図4はラジアルスキャンとリニアスキャンとの組み合わせで、スパイラルスキャンする説明図を示し、図5はスパイラルスキャンにより得られる複数の断層像データを示し、図6は演算処理プロセッサが行う一連の処理内容をフローチャートで示し、図7は図6における脈管抽出の処理内容をフローチャートで示し、図8は多重エコー及びそれを除去するためにオフセット円が設定された断層像データを示し、図9は注目組織の領域の輪郭をポインタで囲んで抽出する様子を示し、図10は3次元モデルを構築するための説明図を示し、図11は画像処理モニタに表示される3次元画像を示す。
【0063】
図1に示すように本発明の第1の実施の形態の超音波画像診断装置1は超音波を送受する超音波プローブ2と、この超音波プローブ2を用いて超音波観測のための超音波断層像の表示等を行う超音波観測部3と、超音波観測部3で得られた超音波エコーデータに対する画像処理を行う画像処理部4とを有する。
【0064】
図2はスパイラルスキャンを行う超音波プローブ2の先端部の構成を示す。フレキシブルシャフト5の先端には超音波ビームを収束させるためのレンズ6aを設けた超音波振動子6が配置されており、これらフレキシブルシャフト5及び超音波振動子6とは円筒状で半透明の可撓性シース7の内部に挿通されている。
【0065】
この可撓性シース7内には例えば水などの流動媒体8が満たされており、この流動媒体8は潤滑剤、及び超音波伝達媒体として機能する。さらに、この外側には、可撓性シース7を覆うように円筒状で半透明のアウタシース9が設けられており、体腔内に挿入される挿入部を形成している。
このアウタシース9と可撓性シース7との間には、可撓性シース7内と同様に流動媒体8が満たされている。
【0066】
そして、フレキシブルシャフト5には、超音波プローブ2が行うスパイラルスキャンの挿入軸方向の範囲を示す反転位置マーカ部材10A,10Bが設けられており、この反転位置マーカ部材10A,10Bは、赤や黄色などの目視で確認し易い色をしている。
【0067】
さらに、反転位置マーカ部材10A,10Bはパイプなどのように円環状になっており、その外径は、可撓性シース7との間に隙間が空かないように可撓性シース7の内径とほぼ同じになっている。こうすることで、反転位置マーカ部材10A,10Bは、可撓性シース7の内部に気泡が存在する場合に、気泡が超音波振動子6側へ漏れない気泡トラップとしての機能をする。
【0068】
図3は、本実施の形態の超音波画像診断装置1の超音波プローブ2を駆動する駆動部11の構成を示す。フレキシブルシャフト5の後端は、DCモータ12の回転軸に接続されている。可撓性シース7は、駆動部11内のラジアル回転部13のフレーム14に連結されている。
【0069】
アウタシース9は、駆動部11のシャーシ15に接続されている。DCモータ12の回転は、例えば1対1のギア比で噛合するギア16を介してロータリエンコーダ17に伝達され、ロータリエンコーダ17から超音波振動子6の回転位置信号が出力される。
【0070】
これらDCモータ12、ギア16、ロータリエンコーダ17から構成されるラジアル回転部13は、全体がリニア駆動部材18に接続されている。リニア駆動部材18はボールネジ19に嵌合されており、ボールネジ19の後端はステッピングモータ20の回転軸に接続されている。
【0071】
図1に示す超音波観測部3は、超音波の送受信の処理及びリアルタイムの超音波断層像の表示を行い、画像処理部4は、超音波観測部3で得られたエコーデータを基に3次元画像表示のための画像処理を行う。
【0072】
超音波観測部3は、超音波振動子6が超音波の送受信を行う様に、超音波振動子6に電気的なパルスを送信し、超音波振動子6からの電気的な受信パルスを増幅し、その強度をデジタルのエコーデータにA/D変換する送受信部21と、送受信部21で取り込まれた1枚の断層像を構成するのに必要なエコーデータを記憶するフレームメモリ22と、フレームメモリ22に記憶され、超音波振動子6の回転角度、超音波振動子6からの距離で表される極座標形式で表現されたエコーデータを横方向の変位x、縦方向の変位yの形式で表される直交座標形式で表現された断層像データに座標変換するデジタルスキャンコンバータ(DSCと略記)23と、DSC23が出力する断層像データをアナログ信号に変換するD/Aコンバータ24と、D/Aコンバータ24の出力画像信号を入力してリアルタイムの超音波断層像の表示を行う観測モニタ25と、駆動部11、送受信部21、フレームメモリ22等の各部の制御を行うシステムコントローラ26とを備えて構成されている。
【0073】
画像処理部4は、画像処理等の制御を行うCPU27と、CPU27が行う制御や後述する演算処理プロセッサ30が行う各種の処理プログラム等を記憶する主記憶装置28と、超音波観測部3からの連続した複数の断層像データ、即ち3次元エコーデータを記憶する3次元データ記憶装置29と、3次元データ記憶装置29に記憶された3次元エコーデータを基に、脈管抽出、組織抽出、合成、陰面消去、陰影付加、座標変換などの各種画像処理を高速に行うための演算処理プロセッサ30と、演算処理プロセッサ30の処理結果を記憶する3次元処理メモリ31と、制御プログラム及びバックアップデータ等の情報を記録するハードディスク等からなる外部記録装置32と、キーボード等の操作用端末33と、演算処理プロセッサ30が行う処理に指定が必要な点や領域を入力するトラックボールなどのポインティングデバイス34と、画像処理後のデータを一時記憶するフレームバッファ35と、フレームバッファ35の出力画像信号をアナログ信号に変換するD/Aコンバータ36と、D/Aコンバータ36の出力画像信号を入力して画像処理後の3次元画像の表示を行う画像処理モニタ37とを備えて構成されている。また、画像処理部4内の各部は、データ転送バス38を通じて各種の命令やデータの送受を行っている。
【0074】
本実施の形態では後述するように画像処理部4の演算処理プロセッサ30及びポインティングデバイス34等により、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより脈管と注目組織とを抽出し、脈管と注目組織とを合成した3次元画像を構築する構成にしたことが特徴となっている。
【0075】
以下、超音波プローブ2と駆動部11の作用を説明する。
超音波観測を行う際には、超音波プローブ2を体腔内に挿入し、システムコントローラ26がDCモータ12の回転軸及びフレキシブルシャフト5を図3の矢印の方向に回転させる。
【0076】
すると、フレキシブルシャフト5の先端に取り付けた超音波振動子6が回転し、超音波プローブ2の軸方向(長手方向)に垂直な方向に超音波を放射状に送波すると共に、音響インピーダンスの変化部分で反射された反射超音波(エコー信号)を受信する。つまり、超音波振動子6はラジアル状にスキャンする。
【0077】
また、システムコントローラ26は、ロータリエンコーダ17からの回転位置信号により超音波振動子6の回転角度を検出し、回転角度に対し一定の角度ずつ、ステッピングモータ20の回転軸及びボールネジ19を回転させる。
【0078】
すると、リニア駆動部材18とラジアル回転部13、従って、フレキシブルシャフト5、超音波振動子6及び可撓性シース7は、アウタシース9内をフレキシブルシャフト5の軸方向にボールネジ19の微小なピッチ分づつ進退する。つまり、超音波振動子6は超音波プローブ2の挿入軸方向にリニア状にスキャンする。
【0079】
こうして、図4(A)に示すラジアルスキャンと図4(B)に示すリニアスキャンとを組み合わせた図4(C)に示すスパイラルスキャン(或いは3次元スキャン)を行うことにより、被検体の3次元領域に対するエコー信号を得る。
【0080】
ところで、システムコントローラ26によるスパイラルスキャンの制御の詳細を説明すると以下の通りになる。
スキャン開始時のリニア駆動部材18の位置を図3のAで示す。一方、スキャン開始時には超音波プローブ2の先端部が図2の状態であるものとし、Aに対応した超音波振動子6の位置を図2のaで示す。システムコントローラ26によるスキャンが開始されると、超音波振動子6は回転しながら駆動部11側へ後退する。超音波の送受はこの後退時に行うものとする。
【0081】
システムコントローラ26は、リニア駆動部材18が図3のBの位置に達した時、ステッピングモータ20の回転軸及びボールネジ19の回転方向を反転させる。すると、超音波振動子6は進退の方向を反転させ、駆動部11側から前進する。このBに対して超音波振動子6の位置を図2のbで示す。
【0082】
こうして、超音波振動子6はaからbに示す範囲をスパイラルスキャンする。このように、作用することにより、使用者は、スパイラルスキャンの開始時に、例えば、内視鏡の光学観察系より半透明の可撓性シース7とアウタシース9を通し、超音波振動子6、反転位置マーカ部材10Aを確認することで、この位置a,bを把握し、スパイラルスキャンの進退の端部を知ることができる。
【0083】
また、操作用端末33からの入力により、超音波振動子6の進退量が短く設定されると、システムコントローラ26は、リニア駆動部材18が図3のCの位置に達したとき、ステッピングモータ20の回転軸の回転方向を反転させ、超音波振動子6はaからcに示す範囲をスパイラルスキャンする。
【0084】
この場合には、使用者は、スパイラルスキャンの開始時に、例えば、内視鏡の光学観察系より超音波振動子6、反転位置マーカ部材10Bを確認することで、この位置a,cを把握し、スパイラルスキャンの進退の端部を知ることができる。
【0085】
以下、超音波観測部3と画像処理部4の作用を説明する。
超音波プローブ2によって得られた超音波エコー信号は、送受信部21内の増幅器で増幅される。その後、送受信部21では、包絡線や包絡線の累乗、絶対値、平方根などで表されるエコー信号の強度が検波され、デジタルのエコーデータに変換される。1枚の超音波断層像を構成するのに必要なエコーデータは、フレームメモリ22に記憶される。
【0086】
そして、DSC23で極座標形式で表現されるエコーデータから直交座標形式で表現される断層像データに座標変換、及び補間される。その後、断層像データは、D/Aコンバータ24を経て観測モニタ25にリアルタイムの超音波断層像として表示される。
【0087】
さらに、超音波プローブ2のスパイラルスキャンによって、この動作を繰り返すことにより、連続した複数の超音波断層像が順次、観測モニタ25に表示される。
【0088】
一方、断層像データは、そのサイズや各断層像データ間の距離などの付帯データと共にDSC23の後段から画像処理部4へ送られるようになっている。こうして、超音波プローブ2のスパイラルスキャンによって得た、図5に示す連続した複数の断層像データ、即ち3次元エコーデータが画像処理部4へ送られる。 なお、図5では複数の断層像データを各フレーム単位で順次番号付け、具体的には画像番号No.0,No.1,…,No.Nのように番号付けしている。
【0089】
この3次元エコーデータは、3次元データ記憶装置29に記憶される。そして、演算処理プロセッサ30により、3次元エコーデータから血管、血管以外の脈管、注目組織が抽出され、合成、陰面消去、陰影付加、座標変換などの各種画像処理が施される。
【0090】
演算処理プロセッサ30の処理結果は、3次元画像データとして、3次元処理メモリ31に記憶される。演算処理プロセッサ30が行う処理の詳細は後述する。
【0091】
3次元画像データはフレームバッファ35へ送られて一時記憶され、D/Aコンバータ36を経て画像処理モニタ37へ送出される。その後、画像処理モニタ37上に3次元画像が表示される。
【0092】
なお、前述の演算処理プロセッサ30による各種画像処理の過程はCPU27によって制御されるようになっている。
以下、主に演算処理プロセッサ30が行う処理の詳細を説明する。
図6は、演算処理プロセッサ30が行う一連の処理を説明する図である。
【0093】
図6に示すステップS1では、脈管を抽出する脈管抽出の処理を行う。図7は、脈管抽出の処理を説明する図である。具体的には以下のように処理する。
図7に示すステップS11では、3次元エコーデータ記憶装置29から3次元エコーデータを読み出す。説明の都合上、この3次元エコーデータを構成する各断層像データには、スパイラルスキャンより得られた順番に対応して、図5に示すようなNo.0〜Nまでの画像番号が付されているとする。
【0094】
図7に示すステップS12では、3次元データ記憶装置29から読み出された3次元エコーデータより、脈管抽出の際に邪魔なノイズを除去するために、断層像データを公知の方法で平滑化する。
【0095】
図7に示すステップS13では、最初の断層像データ、つまり画像番号No.0の断層像データを超音波断層像として画像処理モニタ37上に表示する。この断層像データを図8に示す。
【0096】
図7に示すステップS14で、脈管抽出の際に邪魔な、可撓性シース7、アウタシース16からの超音波の多重反射によるエコー(多重エコー)を除去するために、オフセット円を設定し、オフセット円内のデータを3次元エコーデータから除く。
【0097】
この多重エコー、オフセット円を図8ではそれぞれ符号41、42で示す。図8では、超音波プローブ2を体腔内の血管以外の脈管αに挿入して得た断層像データが示されている。
【0098】
従って、この断層像データの中心に超音波振動子6が位置しており、その周囲に多重エコー41が現れるため、これを囲むようにオフセット円42を設定する。
【0099】
オフセット円42の半径、中心位置は、ポインティングデバイス34の制御により画面内を自在に移動できるポインタ43により設定される。このポインタ43は図8のように画像処理モニタ37上に表示される。
【0100】
図7に示すステップS15では、抽出すべき脈管上に抽出開始点を設定する。この抽出開始点の設定は、ポインティングデバイス34を用い、ポインタにより抽出したい脈間上に点を設定することで行われる。図8では、抽出開始点を超音波画像中心に設定した場合について示している。
【0101】
図7に示すステップS16では、抽出開始点より等角度で放射状にスキャンラインを放射し、このスキャンライン上で輝度値の変化が有る点を脈管αの壁と認識する。
【0102】
このスキャンラインを図8に矢印として示す。なお、血管や血管以外の脈管は、通常、実質組織よりエコー信号が弱いため、超音波断層像として現れる脈管内の輝度値は低いことが通例である。そのため、このステップS16では、スキャンライン上を抽出開始点から探索して輝度値が最初に大きく上がる点を脈管壁として抽出すれば良い。
【0103】
図7に示すステップS17では、抽出された脈管の位置を3次元処理メモリ31に出力する。なお、ステップS16の処理では、脈管壁が複数のスキャンライン上の点として抽出されているため、脈管内の領域を、この複数の点を順に結んだ閉曲線の内部の領域として扱う。
【0104】
図7に示すステップS18では、脈管内の領域の重心を算出する。重心は、脈管内の断層像データの構成要素(画素)の座標(x,y)の平均(μx ,μy )として算出することができる。
【0105】
図7に示すステップS19では、No.Nまでの画像に対し、ステップS16からステップS18までの処理を施したか否か判断し、処理が完了していれば脈管抽出処理を終了させ、そうでなければステップS16に処理をジャンプして次の画像番号をもつ断層像データに対し上述の処理を行う。
【0106】
なお、次の画像番号をもつ断層像データの抽出開始点は、ステップS18で算出された重心とする。重心を改めて抽出開始点とするのは、各断層像データ上に現れる脈管αが隣接した断層像データ間では、ほぼ同じ位置に現れるため、この重心が隣接した断層像データ内においても脈管α上の点になるからである。
このようにして、各断層像データごとに脈管が抽出され、その位置が3次元処理メモリ31に記憶される。
【0107】
図6に示すステップS2では、腫瘍などの注目組織を抽出する。具体的には、以下のようにして抽出する。まず、3次元データ記憶装置29から3次元エコーデータを読み出し、画像処理モニタ37上に断層像データを超音波断層像として表示する。
【0108】
そして、ポインティングデバイス34を用い、ポインタにより抽出したい領域の輪郭を囲む。さらに、この動作を、No.0〜Nまでの断層像データの各々に対して繰り返す。
【0109】
この様子を図9に示す。図9に示すように画像番号No.J(J=1,…,N)の断層像データに対して、注目組織の領域の輪郭をポインタにより囲む。
そして、抽出された注目組織の位置は3次元処理メモリ31に出力される。 このようにして、各断層像データごとに注目組織が抽出され、その位置が3次元処理メモリ31に記憶される。
【0110】
図6に示すステップS3では、ステップS1で抽出された脈管とステップS2で抽出された注目組織のそれぞれに、断層像データ間の補間処理を施して、それぞれの3次元モデルを構築する。図10にこのときの3次元処理メモリ31への記憶形式を示す。具体的には、以下のように処理する。
【0111】
まず、脈管と注目組織のそれぞれに対し、3次元処理メモリ31内に(x,y,z)を座標とする3次元データ空間を1つずつ用意する。そして、例えば、脈管に対する3次元データ空間内では、各断層像データに対応したz座標をもつ(x,y)平面上の構成要素(画素)のうち、脈管に対応する位置に存在する画素にデータとして例えば、青を割り当てる。
【0112】
そのほかの領域の画素は無色である。図5に示すように、各断層像データはz軸は法線として並んでいるため、こうしたことは可能である。なお、図10に升目で示した画素のうち黒く塗りつぶされているものが抽出した脈管の位置に存在する画素を示す。
【0113】
次に、色を割り当てられた画素間を公知の方法で補間処理を行う。なお、図10では、断層像データ間にもう一枚の補間された平面を加えることで補間を行う場合で示している。
【0114】
脈管の場合で説明したが、注目組織に対する3次元データ空間についても同様の処理を施す。なお、このとき、画素にデータとして割り当てる色は例えば赤である。
このようにして、3次元処理メモリ31内の脈管に対する3次元データ空間にモデル化された脈管が記憶され、注目組織に対する3次元データ空間にモデル化された注目組織が記憶される。
【0115】
図6に示すステップS4では、抽出された脈管及び注目組織を、1つの3次元データ空間に合成する。具体的には、以下のように処理する。
まず、3次元処理メモリ31内に、さらにもう一つの3次元データ空間を用意する。そして、脈管と注目組織に対する2つの3次元データ空間内の同じ座標(x,y,z)を有する画素間でデータを加算する。
【0116】
無色の画素と赤の画素、または無色の画素と青の画素とで加算するときは、赤、または青を加算値とする。また、赤の画素と青の画素とで加算するときは、赤を優先させ赤を加算値とする。
このようにして、脈管と注目組織が1つの3次元データ空間に合成され、モデル化される。
【0117】
図6に示すステップS5では、合成された脈管と注目組織に陰面消去、陰影付加、座標変換などの公知の方法の3次元処理を施し、図11に示す3次元画像を構築する。
図6に示すステップS6では、この3次元画像を画像処理モニタ37上に表示する。
【0118】
このように、本実施の形態では、演算処理プロセッサ30やポインティングデバイス34が第1脈管抽出手段、組織抽出手段、3次元処理手段、抽出開始点設定手段として、駆動部11が駆動手段として、フレキシブルシャフト5が駆動伝達部材として、反転位置マーカ部材7、8が超音波振動子6の進退の範囲を示す指標として機能する。
【0119】
本実施の形態では、以下の効果を有する。
本実施の形態では、演算処理プロセッサ30やポインティングデバイス34により、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより脈管と注目組織とを抽出し、脈管と注目組織とを合成した3次元画像を構築するよう構成したため、移動情報の得にくい脈管と、注目組織との位置関係を把握することができる。
【0120】
そのため、例えば、腫瘍が移動情報の得にくい脈管の周囲にどの程度広がっているか把握することができ、例えば、手術による切除範囲を決定する際の重要な情報を提供することができる。
【0121】
また、本実施の形態では、抽出された脈管と注目組織とを色分けして合成した3次元画像を構築するよう構成したため、脈管と注目組織とを目視にて区別し易い。
【0122】
また、本実施の形態では、駆動伝達部材に設けられた反転位置マーカ部材10A、10Bが、半透明の可撓性シース7と、可撓性シース7を覆う半透明のアウタシース9を通して、進退の範囲を示すよう構成したため、使用者は、スパイラルスキャンの開始時に、例えば内視鏡の光学観察系から超音波振動子6、反転位置マーカ部材10A,10Bを良く観察することができ、進退の位置a、b、cを把握し、スパイラルスキャンの進退の端部を知ることができる。
従って、注目組織からのエコー信号を3次元エコーデータとして取得する際の確実性を増し、検査時間を短くすることができる。
【0123】
また、本実施の形態では、反転位置マーカ部材10A,10Bが円環状であるよう構成したため、可撓性シース7の内部に気泡が存在する場合に、反転位置マーカ部材10A,10Bは、気泡が超音波振動子6側へ来ないように気泡トラップとしての機能を果たし、超音波振動子6から送受信される超音波、エコーが気泡に邪魔されなくなるため、良好な断層像データを得ることができる。
【0124】
(変形例)
第1の実施の形態では、アウタシース9内を、フレキシブルシャフト5、超音波振動子6、可撓性シース7が進退するよう構成したが、可撓性シース7内をフレキシブルシャフト5、超音波振動子6が後退する構成にしても良い。この様に構成するとアウタシース9は不要である。
【0125】
また、本実施の形態では、ステップS12で断層像データを平滑化した後、ステップS16でスキャンラインを放射し、このスキャンライン上で輝度値の変化が有る点を脈管壁と認識させたが、ステップS12の後に、断層像データを2値化処理を施しても良い。このようにすると、脈管壁をよりはっきり認識させることができる。
【0126】
また、本実施の形態では、画像番号No.0の断層像データを超音波断層像として画像処理モニタ37上に表示し、オフセット円や抽出開始点を設定したが、他の断層像データ上でこれを行っても良い。
【0127】
また、本実施の形態では、脈管として血管以外の脈管αを抽出したが、図7に示すステップS15で、抽出開始点を図8に示す脈管(血管)β上に設定し、上述の方法で脈管(血管)βを抽出させても良い。
【0128】
また、本実施の形態では、ポインティングデバイス34を用い、ポインタにより抽出したい領域の輪郭を囲むことで、3次元エコーデータより注目組織を抽出したが、この抽出方法は公知の方法であれば何でも良い。例えば、断層像データが有するテクスチャーパターンにより求めるようにしても良い。
【0129】
また、操作用端末33などから使用者である医師の名前を入力し、その名前により、演算処理プロセッサ30が行う処理で設定する必要がある各種パラメータを変更しても良い。この各種パラメータには、例えば3次元画像を表示する際の配向や、陰影付加の際の光量、ステップS16で説明した脈管抽出のために輝度値が大きく上がる点を抽出する際のしきい値などを含む。
【0130】
このように構成すると、使用者の好みで設定が異なるよう場合でも装置の設定を簡単にすることができる。この場合、操作用端末33が使用者識別手段として機能する。
【0131】
また、ステッピングモータ20が回転する際のトルクを調整するモータトルク調整つまみを駆動部11に設けても良い。このとき、モータトルク調整つまみにより、ステッピングモータ20の図示しない駆動回路に流す電流を変更することで、トルクを調整するように作用させる。
【0132】
ステッピングモータ20は、一般に、駆動回路に流す電流量に対応した一定力量以上の力量がかかると回転しなくなる。そのため、このように構成することで、この一定力量を簡単に調整することができ、例えば、超音波プローブ2が何かに挟まっていてもフレキシブルシャフト5や超音波振動子6を無理に進退させることがなくなり、超音波プローブ2の破壊を防止することができる。
【0133】
また、個々のステッピングモータのこの一定力量のばらつきを、工場出荷時に簡単に調整することができる。さらに、例えば、超音波プローブ2を口から挿入する際、食道などの湾曲の少ない部位ではトルクを弱めにし、十二指腸や膵管、胆管などの湾曲の大きい部位ではトルクを若干強めにするなど、検査中でも検査部位に応じたトルクに調整することができる。
【0134】
(第2の実施の形態)
図12及び図13は本発明の第2の実施の形態にかかり、図12は本発明の第2の実施の形態における演算処理プロセッサ30が行う一連の処理内容をフローチャートで示し、図13は画像処理モニタ37に表示される3次元画像を示す。本実施の形態のハードウェアの構成は第1の実施の形態と同様で、その処理プログラムが異なるので略す。
【0135】
本実施の形態の作用を以下に説明する。
本実施の形態では、第1の実施の形態とは演算処理プロセッサ30が行う一連の処理が異なる。そのため、異なる部分のみを説明する。
図12は、演算処理プロセッサ30が行う一連の処理を説明する図である。図12に示す各処理は、第1の実施の形態で説明した図6に示す同番号の処理と内容は同様である。
【0136】
図12に示すステップS1では、第1の実施の形態で説明した方法で、図8に示す脈管αを抽出する。
図12に示すステップS1′では、第1の実施の形態で説明した方法で、図8に示す脈管(血管)βを抽出する。実際には、ステップS1のステップS15で、抽出開始点を脈管(血管)β上に設定すれば良い。
【0137】
図12に示すステップS3では、第1の実施の形態で説明した方法で、ステップS1で抽出された脈管とステップS1′で抽出された脈管のそれぞれに、断層像データ間の補間処理を施して、それぞれの3次元モデルを構築する。
その他の作用は第1の実施の形態と同様である。
【0138】
このように作用すると、図13に示すような脈管αと脈管βの複雑な走行の関係が、例えば青と赤の色で互いに色分けされた3次元画像として画像処理モニタ37上に表示される。
【0139】
本実施の形態では、以下の効果を有する。
本実施の形態では、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより複数の脈管を抽出し、複数の脈管を合成した3次元画像を構築するよう構成したため、移動情報の得にくい脈管と、血管などの他の脈管との位置関係を把握することができる。
【0140】
また、本実施の形態では、抽出された複数の脈管どうしを色分けして合成した3次元画像を構築するよう構成したため、脈管どうしを目視にて区別し易い。
その他の効果は第1の実施の形態と同様である。
【0141】
(変形例)
本実施の形態では、脈管αと脈管(血管)βの2本の脈管を抽出したが、ステップS1、ステップS1′で説明した処理を繰り返し、もっと多くの脈管を抽出するようにしても良い。
【0142】
(第3の実施の形態)
図14及び図15は本発明の第3の実施の形態にかかり、図14は本発明の第3の実施の形態における演算処理プロセッサが行う一連の処理内容を示すフローチャートを示し、図15は画像処理モニタに表示される3次元画像を示す。
【0143】
本実施の形態のハードウェアの構成は第1の実施の形態と同様で、処理するプログラム内容が異なるので略す。
次に本実施の形態の作用を説明する。
本実施の形態では、第2の実施の形態とは演算処理プロセッサ30が行う一連の処理が異なる。そのため、異なる部分のみを説明する。
【0144】
図14は、演算処理プロセッサ30が行う一連の処理を説明する図である。図14に示す各処理は、第1の実施の形態、第2の実施の形態で説明した図6、図12に示す同番号の処理と内容は同様である。
【0145】
第1の実施の形態では脈管αと注目組織、第2の実施の形態では、脈管(血管)βも含め、複数の脈管α、βを抽出したが、本実施の形態では、第1の実施の形態で説明した方法で注目組織を抽出し、さらに第2の実施の形態で説明した方法で複数の脈管α、βと注目組織とを合成した3次元画像を構築するようにしている。
【0146】
なお、脈管αと脈管βと注目組織にはそれぞれ別の色(例えば青、黄、赤)を割り当てる。
【0147】
その他の作用は第2の実施の形態と同様である。
【0148】
このように処理すると、図15に示すような、図8の脈管α、脈管(血管)β、腫瘍などの注目組織の複雑な位置関係が、それぞれ例えば青、黄、赤の色を割り当てられ、互いに色分けされた3次元画像として画像処理モニタ37上に表示される。
【0149】
本実施の形態では、以下の効果を有する。
本実施の形態では、被験者の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより複数の脈管と注目組織を抽出し、3次元エコーデータより抽出された複数の脈管、注目組織とを合成した3次元画像を構築するように構成したため、移動情報の得にくい脈管と、血管などの他の脈管との位置関係を把握することができる。
【0150】
また、移動情報の得にくい脈管と、注目組織と、他の脈管との位置関係を把握できる。そのため、例えば、移動情報の得にくい脈管から発生した腫瘍が血管や他の脈管に到達しているか否かを鑑別することができる。
【0151】
また、本実施の形態では、血管も含め抽出された複数の脈管どうし、脈管と注目組織を色分けして合成した3次元画像を構築するよう構成したため、脈管どうし、脈管と注目組織とを目視にて区別し易い。
【0152】
その他の効果は第1の実施の形態、第2の実施の形態と同様である。
【0153】
(第4の実施の形態)
図16から図19までは第4の実施の形態にかかり、図16は本発明の第4の実施の形態における超音波プローブ及び駆動部の構成を示し、図17は本発明の第4の実施の形態の超音波画像診断装置の構成をブロック図で示し、図18は振動子アレイにより得られる複数の断層像データを模式的に示し、図19は演算処理プロセッサが行う一連の処理内容を示す。
【0154】
第1の実施の形態と異なる部分のみを説明する。
図16は、本実施の形態の超音波画像診断装置のスパイラルスキャンを行う超音波プローブ2の先端部、及び超音波プローブ2を駆動する駆動部11の構成を示す図である。フレキシブルシャフト5の先端には複数の超音波振動子がリニア状に並列されている振動子アレイ49が設けられている。
【0155】
これらフレキシブルシャフト5と振動子アレイ49とは円筒状の可撓性シース7の内部に挿通されている。可撓性シース7内には例えば水などの流動媒体8が満たされており、この流動媒体8は潤滑剤、及び超音波伝達媒体として機能する。
【0156】
フレキシブルシャフト5の後端は、DCモータ12の回転軸に接続されている。可撓性シース7は、駆動部11内のフレーム14に接続されている。DCモータ12の回転は、例えば1対1のギア比で噛合するギア16を介してロータリエンコーダ17に伝達され、ロータリエンコーダ17から超音波振動子6の回転位置信号が出力される。
【0157】
図17は、本実施の形態の超音波画像診断装置の超音波観測部3と、画像処理部4の構成を示す図である。超音波観測部3は、超音波の送受信及びリアルタイムのCFM(カラーフローマッピング)画像の表示を行い、画像処理部4は、超音波観測部3で得られたエコーデータを基に3次元画像表示のための画像処理を行う。
【0158】
超音波観測部3は、振動子アレイ49が超音波の送受信を行う様、振動子アレイ49を構成する各超音波振動子に電気的なパルスを遅延をかけて送受信し、受信パルスを増幅する送受信部21と、送受信部21で増幅されたエコー信号の強度から断層像データを作成するBモード像作成部50と、送受信部21による振動子アレイ49の同一方向への複数回の超音波の送受で得られた血球のドップラ現象による移動情報から、公知の方法で血流像データを作成する血流像作成部51と、断層像データと血流像データとを重畳してCFM画像データに合成するミキサ52と、ミキサ52の出力するCFM画像データをアナログ信号に変換するD/Aコンバータ24と、D/Aコンバータ24の出力画像信号を入力してリアルタイムで断層像データに血流像データが重畳されたCFM画像の表示を行う観測モニタ25と、駆動部11、送受信部21、Bモード像作成部50、血流像作成部51、ミキサ52等の各部の制御を行うシステムコントローラ26とを備えて構成されている。
【0159】
なお、Bモード像作成部50は、送受信部21で増幅されたエコー信号の包絡線を検波し、対数増幅など各種の方法で増幅し、デジタルのエコーデータにA/D変換するBモード検波部53と、1枚の断層像を構築するのに必要なエコーデータを記憶するフレームメモリ22−aと、フレームメモリ22−aに記憶されたエコーデータを補間し、横方向の変位x、縦方向の変位yの形式で表される直交座標形式で表現された断層像データに変換するDSC23−aとを備えて構成されている。
【0160】
また、血流像作成部51は、送受信部21による振動子アレイ49の同一方向への複数回の超音波の送受で得られた増幅された各エコー信号の位相を検査し、比較的遅い移動体からの不要な信号成分を除去し、操作範囲内の各点の平均速度や分散やパワー等の情報を含んだドップラデータを演算するドップラ検波演算部54と、1枚の血流像を構成するのに必要なドップラデータを記憶するフレームメモリ22−bと、フレームメモリ22−bに記憶されたドップラデータを補間し、横方向の変位x、縦方向の変位yの形式で表される直交座標形式で表現された血流像データに変換するDSC23−bとを備えて構成されている。
【0161】
画像処理部4の構成は、第1の実施の形態と同様である。
次に本実施の形態の作用を説明する。
以下、超音波プローブ2と駆動部11の作用を説明する。
【0162】
超音波観測を行う際には、超音波プローブ2を体腔内に挿入する。そして、送受信部21は、振動子アレイ49を構成する超音波振動子のうち隣接するいくつかに電気的なパルスを送信して超音波ビームを形成する。
【0163】
このようにして、超音波プローブ2の軸方向(長手方向)に垂直に方向に超音波を送波すると共に、音響インピーダンスの変化部分で反射された反射超音波(エコー信号)を受信する。
【0164】
なお、送受信部21は、振動子アレイ49が血流の移動情報を得るために超音波の送受を同一方向へ複数回繰り返すよう超音波振動子を駆動する。さらに、送受信部21は、駆動する超音波振動子をずらし、超音波ビームの送受信を図16の矢印の方向へずらしていく。つまり、振動子アレイ49は超音波プローブ2の挿入軸方向にリニア状にスキャンする。
【0165】
また、システムコントローラ26は、DCモータ12の回転軸及びフレキシブルシャフト5を図16の矢印の方向に回転させる。すると、フレキシブルシャフト5の先端に取り付けた振動子アレイ49が回転する。つまり、振動子アレイ49はラジアル状にスキャンする。
【0166】
こうして、リニアスキャンとラジアルスキャンとを組み合わせることにより、被検体の3次元領域に対するエコー信号を得る。
以下、超音波観測部3と画像処理部4の作用を説明する。
【0167】
超音波プローブ2によって得られたエコー信号は、送受信部21で増幅され、Bモード像作成部50と、血流像作成部51に入力される。
Bモード像作成部50内では、この増幅されたエコー信号は、Bモード検波部53により、強度として包絡線を検波され、対数増幅など各種の方法で増幅され、デジタルのエコーデータにA/D変換される。
【0168】
そして、1枚の超音波断層像を構成するのに必要なエコーデータは、フレームメモリ22−aに記憶される。その後、フレームメモリ22−aに記憶されたエコーデータは、DSC23−aにより補間され、横方向の変位x、縦方向の変位yの形式で表される直交座標形式で表現された断層像データに変換され、ミキサ52に出力される。
【0169】
血流像作成部51内では、振動子アレイ49の同一方向への複数回の超音波の送受で得られ、増幅された各エコー信号は、ドップラ検波演算部54により、位相を検波され、比較的遅い移動体からの不要な信号成分を除去される。
【0170】
そして、血球のドップラ現象による周波数のシフト分のみが抽出され、走査範囲内の各点の平均速度や分散やパワー等の情報を含んだドップラデータが算出される。そして、1枚の血流像を構成するのに必要なトップラデータは、フレームメモリ22−bに記憶される。
【0171】
フレームメモリ22−bに記憶されたドップラデータは、DSC23−bにより補間され、横方向の変位x、縦方向の変位yの形式で表される直交座標形式で表現された血流像データに変換され、ミキサ52に出力される。
【0172】
ミキサ52に入力された断層像データと血流像データとは、重畳されてCFM(カラーフローマッピング)画像データに合成される。ミキサ52の出力するCFM画像データは、D/Aコンバータ24によりアナログ信号に変換される。
【0173】
D/Aコンバータ24の出力画像信号は、観測モニタ25にリアルタイムのCFM画像として表示される。なお、ここで表示されるCFM画像は、振動子アレイ49のリニアスキャンによって得られたリニア状のCFM画像である。
【0174】
さらに、振動子アレイ49が回転することによって、この動作を繰り返すことにより、連続した複数のCFM画像が順次、観測モニタ25に表示される。
【0175】
一方、断層像データとし血流像データは、そのサイズや各断層像データ、各血流像データ間の角度などの付帯データと共にDSC23−a、23−bの後段から画像処理部4へ送られる。
【0176】
こうして、振動子アレイ49の回転によって得た、図18に示す連続した複数の断層像データとし血流像データ、即ち3次元エコーデータと3次元ドップラデータが画像処理部4へ送られる。この3次元エコーデータと3次元ドップラデータは、3次元データ記憶装置29に記憶される。
【0177】
3次元データ記憶装置29に記憶された3次元エコーデータと3次元ドップラデータは、演算処理プロセッサ30により、3次元エコーデータから血管以外の脈管、注目組織が抽出され、3次元ドップラデータから血管が抽出される。そして、合成、陰面消去、陰影付加、座標変換などの各種画像処理を施される。
【0178】
演算処理プロセッサ30の処理結果は、3次元画像データとして、3次元処理メモリ31に記憶される。演算処理プロセッサ30が行う処理の詳細は後述する。
【0179】
3次元画像データはフレームバッファ35へ送られて一時記憶され、D/Aコンバータ36を経て画像処理モニタ37へ送出される。その後、画像処理モニタ37上に3次元画像が表示される。
【0180】
なお、前述の演算処理プロセッサ30による各種画像処理の過程はCPU27によって制御されるようになっている。
以下、主に演算処理プロセッサ30が行う処理の詳細を説明する。
【0181】
図19は、演算処理プロセッサ30が行う一連の処理を説明する図である。図19に示す各処理は、第1の実施の形態で説明した図6に示す同番号の処理と内容は同様である。
【0182】
図19に示すステップS1では、3次元エコーデータから第1の実施の形態で説明した方法で、脈管を抽出する。
図19に示すステップS2では、3次元エコーデータから第1の実施の形態で説明した方法で、注目組織を抽出する。
【0183】
図19に示すステップS7では、3次元ドップラデータから血管を抽出する。具体的には、各血流像データにしきい値処理を施し、血球、すなわち血流による周波数のシフト分が大きいところを血管として抽出する。
【0184】
図19に示すステップS8では、ステップS1で抽出された脈管、ステップS2で抽出された注目組織、ステップS7で抽出された血管のそれぞれに、断層像データ、血流像データ間の補間処理を施して、それぞれの3次元モデルを構築する。具体的には、以下のように処理する。
【0185】
まず、脈管と注目組織と血管のそれぞれに対し、3次元処理メモリ31内に(x,y,z)を座標とする3次元データ空間を1つずつ用意する。そして、例えば、脈管に対する3次元データ空間内では、各断層像データ中で抽出された脈管に対応する位置に存在する画素にデータとして青を割り当てる。そのほかの領域の画素は無色である。
【0186】
次に、色を割り当てられた画素間に公知の方法で補間処理を行う。
そして、注目組織に対する3次元データ空間についても同様の処理を施す。なお、このとき、画素にデータとして割り当てる色は赤である。
さらに、血管に対する3次元データ空間についても同様の処理を施す。この時、画素にデータとして割り当てる色は黄である。
【0187】
このようにして、3次元処理メモリ31内の脈管に対する3次元データ空間にモデル化された脈管が記憶され、注目組織に対する3次元データ空間にモデル化された注目組織が記憶され、血管に対する3次元データ空間にモデル化された血管が記憶される。
【0188】
図19に示すステップS4では、抽出された脈管と注目組織と血管を第1の実施の形態で説明した方法で、1つの3次元データ空間に合成する。
その他の作用は第1の実施の形態と同様である。
【0189】
このように作用すると、図15に示すような、血管も含め、複雑な脈管どうし、脈管と注目組織の位置関係が、互いに色分けされた3次元画像として画像処理モニタ37上に表示される。
このように、本実施の形態では、演算処理プロセッサ30が第2脈管抽出手段として機能する。
【0190】
本実施の形態では、以下の効果を有する。
本実施の形態では、被検体の3次元空間にを超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより脈管と注目組織を抽出し、被検体の3次元空間に超音波を送受して得た移動体の移動情報からなる3次元ドップラデータより脈管(血管)を抽出し、3次元エコーデータより抽出された脈管、注目組織と3次元ドップラデータより抽出された脈管とを合成した3次元画像を構築するよう構成したため、移動情報の得にくい脈管と、血管などの他の脈管との位置関係を把握することができる。
【0191】
また、移動情報の得にくい脈管と、注目組織と、血管との位置関係を把握できる。そのため、例えば、移動情報の得にくい脈管から発生した腫瘍が血管に到達しているか否かを鑑別することができる。
【0192】
また、本実施の形態では、血管も含め抽出された複数の脈管どうし、脈管と注目組織を色分けして合成した3次元画像を構築するよう構成したため、脈管どうし、脈管と注目組織とを目視にて区別し易い。
その他の効果は第1の実施の形態と同様である。
【0193】
(変形例)
本実施の形態では、超音波振動子をリニア状に配した振動子アレイ49を用いたが、超音波振動子の配列に扇型のカーブをもたせ、一般にコンベックスと呼ばれている振動子アレイでも良い。また、振動子アレイ49を構成する超音波振動子の配列形状はこれらの例に限らない。
【0194】
(第5の実施の形態)
図20から図25までは第5の実施の形態にかかり、図20は本発明の第5の実施の形態における演算処理プロセッサが行う一連の処理内容をフローチャートで示し、図21は画像処理モニタに表示される4枚の断面の候補を示し、図22は最終的に構築される3次元画像を示し、図23は脈管αの壁を認識する処理の説明図を示し、図24は第5の実施の形態の変形例における3次元画像を示し、図25は他の変形例における3次元画像を示す。
【0195】
本実施の形態のハードウェアの構成は第3の実施の形態と同様で処理するプログラムが異なるのみであるので略す。
次に本実施の形態の作用を説明する。
【0196】
本実施の形態では、第3の実施の形態とは演算処理プロセッサ30が行う一連の処理が異なる。そのため、異なる部分のみを説明する。
なお、第3の実施の形態では、注目組織と複数の脈管とを抽出し、複数の脈管と注目組織とを合成した3次元画像を構築するようにしたが、本実施の形態では、さらに、3次元エコーデータの階調を有する超音波断層像(以下、単に「断面」と呼ぶ)を合成した3次元画像を構築する。
【0197】
図20は、演算処理プロセッサ30が行う一連の処理を説明する図である。図20に示す各処理は、第3の実施の形態で説明した図14に示す同番号の処理と内容は同様である。
【0198】
図20に示すステップS9では、合成すべき断面の位置を設定する。具体的には、以下のように作用する。
【0199】
まず、3次元データ記憶装置29から3次元エコーデータを読み出す。そして、この3次元エコーデータに補間等の処理を施して、画像処理モニタ37上に、図21で示される4枚の断面を構築し、表示する。このときに、第1の実施の形態で説明した方法で、オフセット円を設定し、多重エコーを除去しても良い。
【0200】
図21では、画像処理モニタ37上に表示される3次元画像に合成される4枚の断面の候補が示されている。ここでは、抽出すべき脈管α、脈管(血管)βが示されており、腫瘍などの注目組織は梨地模様の部分として示されている。
【0201】
なお、図22では、この断面を適当に設定して最終的に構築される3次元画像が示されており、図21の断面A,B,C,Dは、図22の断面A,B,C,Dに対応している。
【0202】
即ち、断面Cは断面A,Dに垂直で、図21に示す切断線+を含む断面、断面Bは同様に図21に示す切断線×を含む断面である。また、断面Aは断面B、Cに垂直で、図21に示す切断線△を含む断面、断面Dは同様に図21に示す切断線□を含む断面である。
【0203】
図22において、z軸は超音波プローブ2の挿入軸に設定されているため、このz軸に垂直で互いに平行な断面AとDをラジアル面、z軸に平行な断面BとCをリニア面として設定する。
【0204】
この場合、断面Aをラジアルスキャンの前側の面としてラジアル面、断面Dをラジアルスキャンの後側の面としてラジアル後と記す。また、図22に示すようにy軸を上方向に設定して3次元表示を行う場合に対応させて、断面Bをリニア横、断面Cをリニア上と記す。
【0205】
ところで、図22に示すz軸は図5に示すz軸と同じ方向に設定されているため、実際にステップS9で新たに構築しなければならない断面はリニア面のみで、ラジアル面は連続する複数の断層像データから選ぶだけで良い。
【0206】
これらの切断線+、×、△、□は、任意に設定することができる。実際には、図21のリニア横の断面の矢印で示すように、画面上の+、×、△、□のマーク上に、ポインティングデバイス34の制御により画面内を自在に移動できるポインタ43を設定し、このマークを移動させることで行う。
【0207】
また、ラジアル前、ラジアル後の断面は、断面の中心Oの周りに任意の角度で回転させることができる。実際には、図21のラジアル前の断面の矢印で示すように、ラジアル面上でポインタ43を設定し、移動させることで行う。
【0208】
切断線が移動する、すなわちリニア面が移動するとき、またはラジアル面が回転するときには、全ての断面がこれに連動して更新される。なお、ポインタを設定したり、設定を解除したりすることは、ポインティングデバイス34に設けられた図示しないボタンをクリックするなど周知の方法で行う。
このようにして、図22に示す断面の位置が任意に設定される。
【0209】
図20に示すステップS10では、図21に示す脈管αを抽出する。具体的には、以下のようにして処理する。第1の実施の形態で説明した方法で、ラジアル前の断面内で抽出開始点を設定し、この点から等角度で放射状にスキャンラインを放射し、このスキャンライン上で輝度値の変化が有る点を脈管αの壁と認識する。
【0210】
なお、ここでは、抽出開始点を中心Oに設定する。また、ここでは切断線+と×で分割される象限のうち、抽出開始点とは対角にある象限に対してのみスキャンラインを放射するようにする。
【0211】
図21では右上の象限に抽出開始点があるので、抽出される脈管αの壁を自動的に図21の左下の象限にある部分のみになる。図23にこの様子を示す。そして、抽出された脈管壁の位置を3次元処理メモリ31に出力する。
【0212】
さらに、これをラジアル前の断面に対応する断層像データからラジアル後の断面に対応する断層像データまで繰り返す。ただし、繰り返す際の抽出開始点は、ラジアル前の断面で設定された点(この場合は中心O)で固定する。
図20に示すステップS1′では、第1の実施の形態で説明した方法で、図21に示す脈管βを抽出する。
図20に示すステップ2では、第1の実施の形態で説明した方法で、図21に示す注目組織を抽出する。
図20に示すステップS21では、第1の実施の形態で説明した方法で、ステップS9で位置を設定された図21の断面Aのうち左下の象限内の部分と、断面Bのうち切断線△と□に挟まれ切断線+より下側の部分と、断面Cのうち切断線△と□に挟まれ切断線×より左側の部分と、断面Dのうちの左下の象限以外の部分と、ステップS10で抽出された脈管αのうち切断線△と□に挟まれ左下の象限にある部分と、ステップS1′で抽出された脈管βのうち切断線△と□に挟まれた部分と、ステップS2で抽出された注目組織のうち切断線△と□に挟まれ左下の象限にある部分のそれぞれに、断層像データ間の補間処理を施して、それぞれの3次元モデルを構築する。
【0213】
なお、断面の位置に存在する画素にはデータとしてエコーデータを反映した白から黒までの階調を割り当てる。脈管α、脈管β、注目組織の位置に存在する画素にはデータとして、それぞれ、例えば青、黄、赤を割り当てる。
【0214】
図20に示すステップS22では、位置を設定された断面と、抽出された脈管αと、脈管βと、注目組織とを1つの3次元データ空間に合成する。なお、脈管αは表面のみが合成され、断面A、B、Cは脈管αの内部を除いて合成されるようにする。
その他の作用は第2の実施の形態と同様である。
【0215】
このように作用すると、図22に示すように、脈管α、脈管β、腫瘍などの注目組織の複雑な位置関係が、それぞれ例えば青、黄、赤の色を割り当てられ、互いに色分けされた3次元画像として画像処理モニタ37上に表示されるばかりでなく、エコーデータの階調を割り当てられた断面も同時に表示される。
【0216】
このように、本実施の形態では、演算処理プロセッサ30やポインティングデバイス34が断面設定手段として機能する。
本実施の形態では、以下の効果を有する。
【0217】
本実施の形態では、演算処理プロセッサ30やポインティングデバイス34により、3次元エコーデータにおいて、3次元エコーデータの階調を有する断面の位置を設定し、断面と、抽出された脈管と、抽出された注目組織とを合成した3次元画像を構築するよう構成したため、抽出された組織や脈管以外の部分を断面上で観察し、抽出された部分との位置関係を容易に把握することができる。また、2次元の断面上でエコーデータの階調により診断することができる。
【0218】
本実施の形態では、抽出開始点の位置と複数の断面の位置により決定される抽出範囲内にのみスキャンラインを延伸させることで、脈管抽出処理を3次元画像を構築するために必要な抽出範囲に限定するよう構成したため、脈管の全周囲にスキャンラインを延伸させる方法に比べて、処理を高速に行うことができる。その他の効果は第3の実施の形態と同様である。
【0219】
(変形例)
本実施の形態では、脈管(血管)βを3次元エコーデータから抽出したが、第4の実施の形態で説明したような3次元トップラデータから抽出する方法をとっても良い。
【0220】
また、本実施の形態では、複数の断面と抽出された脈管や注目組織とを合成したが、断面を1枚のみ設定し、図24のような3次元画像に合成して画像処理モニタ37の表示面37aに表示しても良い。
【0221】
さらに、図25のように、演算処理プロセッサ30やポインティングデバイス34により、設定された断面の位置を示す指標と、抽出された脈管と、抽出された注目組織とを合成した3次元画像を構築し、画像処理モニタ37の表示面37aに、3次元画像と断面とを同時に表示するよう構成しても良い。
【0222】
このように構成すると、断面が図24のように斜めにならず通常の超音波断層像での観察と同じ感覚で観察することができる。この場合には、画像処理モニタ37は、表示手段として機能する。
【0223】
また、本実施の形態では、ステップS10で抽出開始点を中心Oに設定したが、脈管αを抽出する処理を行う断層像データ上で、常に脈管α上にあるような位置であればどこでも構わない。
【0224】
(第6の実施の形態)
図26及び図27は本発明の第6の実施の形態にかかり、図26は本発明の第6の実施の形態における超音波プローブ内のフレキシブルシャフトの先端部の構造を示し、図27は超音波観測部の構成をブロック図で示す。
【0225】
第1の実施の形態と異なる部分のみを説明する。
【0226】
図26は、本実施の形態の超音波画像診断装置のスパイラルスキャンを行う超音波プローブ2内のフレキシブルシャフト5の先端部の構成を示す図である。本実施の形態では、2個の超音波振動子6−cと6−dが、ラジアルスキャンで超音波を送受する際の送受信面が距離δ/2だけ平行に離れるように、ずらして設けられている。また、超音波振動子6−cと6−dとは超音波を送受する面が180°異なる側に取り付けられている。
なお、このδ/2は、スパイラルスキャンを行う際にフレキシブルシャフト5が1回転したときの進退幅δの半分である。
【0227】
図27は、本実施の形態の超音波画像診断装置の超音波観測部3の構成を示す図である。超音波振動子6−c、6−dに対応して、送受信部21−c、21−d、フレームメモリ22−c、22−d、DSC23−c、23−dの2系統の信号処理回路が設けられている。そして、そのうちの1系統には、フレームメモリ22−dとDSC23−dとの間に回転部55が設けられている。
【0228】
また、DSC23−c、23−dから出力される断層像データは、切換器56に入力し、画像処理部4への出力が切り換えられるようになっている。さらに、駆動部11に設けられたロータリエンコーダ17からの回転位置信号は、切換器56に入力する。
その他の構成は第1の実施の形態と同様である。
【0229】
次に本実施の形態の作用を説明する。
2系統ある送受信部21は、システムコントローラ26の制御により超音波振動子6−c、6−dとを同期して駆動する。2系統あるうちの1系統では、送受信部21−dから出力されたエコーデータが回転部55に入力される。
【0230】
そして、回転部55では、DSC23−c、23−dが出力する断層像データの向きが一致するように、180°回転するべくエコーデータに座標変換が施される。DSC23−cと23−dが出力する2系統の断層像データは、ロータリエンコーダ17からの回転位置信号により、フレキシブルシャフト5が180°回転することに画像処理部4へ切り換えて出力される。
その他の作用は第1の実施の形態と同様である。
【0231】
本実施の形態では、以下の効果を有する。
本実施の形態では、ラジアルスキャンの送受信面を違えて設けられた複数個の超音波振動子6−c、6−dがスパイラルスキャンを行うことにより得る、連続する複数枚の断層像データより1つの3次元エコーデータを構成するよう構成したため、フレキシブルシャフト5が1回転したときの進退幅δの半分の間隔で1枚の断層像データを得ることができ、進退幅の間隔で1枚の断層像データを得る第1の実施の形態と比べ分解能は半分に向上する。
【0232】
そのため、走査時間を長くせず、超音波プローブの挿入軸方向の分解能を向上させることができる。
その他の効果は第1の実施の形態と同様である。
【0233】
(変形例)
本実施の形態では、2個の超音波振動子6−cと6−dを、ラジアルスキャンで超音波を送受する際の送受信面が距離δ/2だけ平行に離れるように、ずらして設けたが、超音波振動子は複数個であれば何個でも良く、例えば3個でも良い。超音波振動子の数をn個にしたいときには、互いの送受信面が距離δ/nだけ平行に離れるように、ずらして設ければ良い。
このように構成すると、断層像データの間隔をさらに狭くして分解能を向上させることができる。
【0234】
(第7の実施の形態)
図28は本発明の第7の実施の形態における体動の影響を考慮して3次元エコーデータを決定する処理を示す。
本実施の形態の構成は第1の実施の形態と同様なので略す。
次に本実施の形態の作用を説明する。
第1の実施の形態と異なる部分のみを説明する。
【0235】
本実施の形態では、まず、超音波プローブ2を動かさずに超音波振動子6のスパイラルスキャンをn+1回繰り返す。そして、図5に示す複数枚の断層像データからなる3次元エコーデータが、図28に示すようにセット0,セット1,…,セットnのn+1セット分だけ得られ、3次元データ記憶装置29に記憶される。
【0236】
演算処理プロセッサ30は、脈管や注目組織を抽出し3次元画像を構築する前に、体動による断層像間のぶれを補正する。具体的には以下のように処理する。まず、各セットから同じ画像番号の断層像データを比較し、体動が生じたときの断層像データを抽出する。抽出された断層像データの画像番号を図28に示すようにNo.Kとする。この場合には、n+1個の画像データとなる。
【0237】
超音波振動子6は被検体の同じ部位をスパイラルスキャンするはずなので、これらNo.Kの断層像データは、体動による影響がなければ同じになるはずである。
【0238】
断層像データ間の比較、体動が生じたときの断層像データの抽出は、断層像データ内の同じ位置に設けた比較点におけるエコーデータの階調、すなわち輝度値を比較することにより行う。
【0239】
具体的には、全比較点での輝度値の平均値を求め、あらかじめ設定したしきい値を越えるような、比較点での輝度値が他の断層像データに比べ大きく異なる断層像データを、体動が生じたときの断層像データとみなす。
【0240】
次に、体動が生じたときの断層像データを除き、もう一度、比較点の輝度値の平均値を算出する。こうすることで、ゆらぎの少ない情報から平均値を算出することができる。
【0241】
そして、この平均値に最も近い断層像データを、画像No.Kの代表断層像データとする。
【0242】
以上の作用を他の画像番号の断層像データにも適用し、連続する複数の代表断層像データを改めて3次元エコーデータとする。そして、この3次元エコーデータを用い、3次元画像を構築する。
【0243】
このように、本実施の形態では、3次元データ記憶装置29が記憶手段として、演算処理プロセッサ30が体動認識手段として機能する。
【0244】
本実施の形態では、以下の効果を有する。
【0245】
本実施の形態では、超音波プローブの挿入軸を中心に超音波振動子が回転するラジアルスキャンと、挿入軸に沿って超音波振動子が進退するリニアスキャンとを組み合わせた超音波振動子のスパイラルスキャンを複数回繰り返させ、3次元データ記憶装置29が、超音波プローブの複数回の進退により得た、複数セットにわたる連続する複数の断層像データを記憶し、演算処理プロセッサ30が、3次元データ記憶装置29に記憶された複数セット間で、同位置での断層像データを比較し、断層像データ間の体動を認識することで、体動が補正された連続する複数の代表断層像データを1セット構成するようにしたため、体動による断層像間のぶれを補正し、歪みの無い良好な3次元エコーデータを取得することができる。
【0246】
その他の作用は第1の実施の形態と同様である。
【0247】
(変形例)
本実施の形態では、比較点の輝度値がその平均値に最も近い断層像データを代表断層像データとしたが、代表断層像データを特定の断層像データから選ぶのではなく、複数の断層像データを平均することで作成しても良い。
このように構成すると、断層像データ上でランダムに発生するノイズを抑えることができる。
【0248】
また、本実施の形態では、体動が生じたときの断層像データの抽出をするために用いるしきい値をあらかじめ設定しておくため、比較点の輝度値の平均値と分散値を算出し、そこからしきい値を決定するようにしても良い。
このように構成すると、輝度値のばらつきを考慮したしきい値を設定することができる。
【0249】
また、本実施の形態では、比較点における輝度値を比較することで断層像データ間の比較、体動が生じたときの断層像データの抽出を行ったが、断層像データの比較点間にノイズによる輝度差があると考えられるときには、断層像データをあらかじめ平滑化しても良い。
【0250】
また、比較点を複数の位置に設け、同位置にある比較点の輝度値をそれぞれ別々に比較しても良い。また、点ではなく、ある領域の平均輝度値を比較しても良い。このように構成すると、ノイズなど、断層像データ内のゆらぎによる影響が少なくなり、体動が生じたときの断層像データの抽出をより正確に行うことができる。
【0251】
また、本実施の形態では、演算処理プロセッサ30により認識された体動の生じた断層像データを除くことにより、体動が補正された連続する複数の代表断層像データを1セット構成するようにしたが、同位置での断層像データを比較し、2次元相関関数を算出するなど、公知の方法により断層像データの位置を補正することで、代表断層像データを構成するようにしても良い。
【0252】
(第8の実施の形態)
図29は本発明の第8の実施の形態における超音波プローブの先端側の構造を示す。本実施の形態の構成は第1の実施の形態と殆ど同じであり、従って、異なる部分のみを説明する。
【0253】
図29は、本実施の形態の超音波画像診断装置のスパイラルスキャンを行う超音波プローブ2の先端部の構成を示す図である。本実施の形態では、第1の実施の形態で説明した反転位置マーカ部材10A,10Bの代わりに、アウタシース9上に開始位置マーカ57、反転位置マーカ58、59が描かれている。
【0254】
この開始位置マーカ57、反転位置マーカ58、59は第1の実施の形態で説明した超音波振動子6のスパイラルスキャンの端部を示す。
その他の構成は第1の実施の形態と同様である。
【0255】
このように、本実施の形態では、開始位置マーカ57、反転位置マーカ58、59が超音波振動子6の進退範囲を示す指標として機能する。
本実施の形態の作用は第1の実施の形態と同様なので略す。
【0256】
本実施の形態では、以下の効果を有する。
本実施の形態では、開始位置マーカ57、反転位置マーカ58、59が、その自身は進退しないアウタシース9上に描かれているため、スパイラルスキャンの開始時だけでなく、スパイラルスキャンを行っている途中でも、常に進退の位置a、b、cを把握し、スパイラルスキャンの進退の端部を知ることができる。
その他の効果は第1の実施の形態と同様である。
【0257】
(変形例)
本実施の形態では、アウタシース9内を、フレキシブルシャフト5、超音波振動子6、可撓性シース7が進退するよう構成しているが、可撓性シース7内をフレキシブルシャフト5、超音波振動子6が進退する構成にしても良い。この場合には、開始位置マーカ57、反転位置マーカ58、59は可撓性シース7上に描かれていても良い。
【0258】
[付記]
1.被検体の脈管を抽出する第1脈管抽出手段と、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管の3次元画像を構築する3次元処理手段とを設けた超音波画像診断装置において、
前記第1脈管抽出手段は、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより該脈管を抽出し、該3次元エコーデータより注目組織を抽出する組織抽出手段を設け、前記3次元処理手段は、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管と前記組織抽出手段により抽出された該注目組織とを合成した3次元画像を構築することを特徴とする超音波画像診断装置。
【0259】
2.前記3次元処理手段は、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管と前記組織抽出手段により抽出された該注目組織とを互いに色分けして合成した3次元画像を構築すること、を特徴とする付記1記載の超音波画像診断装置。
【0260】
3.被検体の脈管を抽出する第1脈管抽出手段と、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管の3次元画像を構築する3次元処理手段とを、設けた超音波画像診断装置において、
前記第1脈管抽出手段は、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより複数の該脈管を抽出し、前記3次元処理手段は、前記第1脈管抽出手段により抽出された複数の該脈管を合成した3次元画像を構築すること、を特徴とする超音波画像診断装置。
【0261】
4.前記3次元処理手段は、前記第1脈管抽出手段により抽出された複数の該脈管どうしを互いに色分けして合成した3次元画像を構築すること、を特徴とする付記3記載の超音波画像診断装置。
【0262】
5.被検体の脈管を抽出する第1脈管抽出手段と、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管の3次元画像を構築する3次元処理手段とを、設けた超音波画像診断装置において、
前記第1脈管抽出手段は、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより該脈管を抽出し、被検体の3次元空間に超音波を送受して得た移動体の移動情報からなる3次元ドップラデータより脈管を抽出する第2脈管抽出手段を設け、前記3次元処理手段は、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管と前記第2脈管抽出手段により抽出された該脈管とを合成した3次元画像を構築すること、を特徴とする超音波画像診断装置。6.前記3次元処理手段は、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管と前記第2脈管抽出手段により抽出された該脈管とを互いに色分けして合成した3次元画像を構築すること、を特徴とする付記5記載の超音波画像診断装置。
【0263】
7.被検体の脈管を抽出する第1脈管抽出手段と、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管の3次元画像を構築する3次元処理手段とを、設けた超音波画像診断装置において、
前記第1脈管抽出手段は、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより該脈管を抽出し、該3次元エコーデータより注目組織を抽出する組織抽出手段と、被検体の3次元空間に超音波を送受して得た移動体の移動情報からなる3次元ドップラデータより脈管を抽出する第2脈管抽出手段とを設け、前記3次元処理手段は、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管と、前記第2脈管抽出手段により抽出された該脈管と、前記組織抽出手段により抽出された該注目組織とを合成した3次元画像を構築すること、を特徴とする超音波画像診断装置。
【0264】
8.前記3次元処理手段は、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管と、前記第2脈管抽出手段により抽出された該脈管と、前記組織抽出手段により抽出された該注目組織とを互いに色分けして合成した3次元画像を構築すること、を特徴とする付記7記載の超音波画像診断装置。
【0265】
9.前記第1脈管抽出手段は、該3次元エコーデータが有する周囲との輝度差により該脈管を抽出すること、を特徴とする付記1、2、3、4、5、6、7、8記載の超音波画像診断装置。
【0266】
10.該3次元エコーデータは、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる複数の断層像データから構成され、前記第1脈管抽出手段は、複数の該断層像データ上で、抽出開始点を設定する抽出開始点設定手段を設け、複数の該断層像データ上で、前記抽出開始点設定手段により設定された該抽出開始点からスキャンラインを放射状に延伸させて脈管壁を探索することにより、該脈管を抽出すること、を特徴とする付記9記載の超音波画像診断装置。
【0267】
11.該3次元エコーデータにおいて、該3次元エコーデータの階調を有する複数の断面の位置を設定する断面設定手段を設け、前記第1脈管抽出手段は、前記抽出開始点設定手段が設定する該抽出開始点の位置と前記断面設定手段が設定する複数の該断面の位置により決定される抽出範囲内に該スキャンラインを延伸させること、を特徴とする付記10記載の超音波画像診断装置。
【0268】
12.該3次元エコーデータにおいて、該3次元エコーデータの階調を有する断面の位置を設定する断面設定手段を設け、前記3次元処理手段は、前記断面設定手段により位置を設定された該断面と、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管と、前記第2脈管抽出手段により抽出された該脈管、もしくは前記組織抽出手段により抽出された該注目組織とを合成した3次元画像を構築すること、を特徴とする付記1、2、3、4、5、6、7、8、9記載の超音波画像診断装置。
【0269】
13.該3次元エコーデータにおいて、該3次元エコーデータの階調を有する断面の位置を設定する断面設定手段を設け、前記3次元処理手段は、前記断面設定手段により設定された該断面の位置を示す指標と、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管と、前記第2脈管抽出手段により抽出された該脈管、もしくは前記組織抽出手段により抽出された該注目組織とを合成した3次元画像を構築し、前記3次元処理手段により該指標を合成して構築された該3次元画像と、該断面とを同時に表示する表示手段を設けたこと、を特徴とする付記1、2、3、4、5、6、7、8、9記載の超音波画像診断装置。
【0270】
14.被検体に超音波を送信し、エコーを受信する超音波振動子を先端に設けた超音波プローブと、前記超音波プローブの挿入軸を中心に該超音波振動子が回転するラジアルスキャンと、該挿入軸に沿って該超音波振動子が進退するリニアスキャンとを組み合わせた該超音波振動子のスパイラルスキャンを駆動する駆動手段と、該超音波振動子からのエコー信号より、連続する複数の断層像データを得る超音波画像診断装置において、
該超音波振動子が、該ラジアルスキャンの送受信面を違えて複数個設けられており、複数個の該超音波振動子が該スパイラルスキャンを行うことにより得る、連続する複数枚の断層像データより1つの3次元エコーデータを構成すること、を特徴とする超音波画像診断装置。
【0271】
15.被検体に超音波を送信し、エコーを受信する超音波振動子を先端に設けた超音波プローブと、前記超音波プローブの挿入軸を中心に該超音波振動子が回転するラジアルスキャンと、該挿入軸に沿って該超音波振動子が進退するリニアスキャンとを組み合わせた該超音波振動子のスパイラルスキャンを駆動する駆動手段と、該超音波振動子からのエコー信号より、連続する複数の断層像データを得る超音波画像診断装置において、
前記駆動手段が、前記超音波プローブの該進退を複数回繰りかえさせ、前記超音波プローブの該複数回の進退により得た、複数セットにわたる該連続する複数の断層像データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された該複数セット間で、同位置での断層像データを比較し、該断層像データ間の体動を認識する体動認識手段を設け、体動が補正された連続する複数の代表断層像データを1セット構成すること、を特徴とする超音波画像診断装置。
【0272】
16.前記体動認識手段により認識された体動の生じた断層像データを除くことにより、体動が補正された連続する複数の代表断層像データを1セット構成すること、を特徴とする付記15記載の超音波画像診断装置。
【0273】
17.被検体に超音波を送信し、エコーを受信する超音波振動子を先端に設けた超音波プローブと、前記超音波プローブの挿入軸を中心に該超音波振動子が回転するラジアルスキャンと、該挿入軸に沿って該超音波振動子が進退するリニアスキャンとを組み合わせた該超音波振動子のスパイラルスキャンを駆動する駆動手段と、該超音波振動子からのエコー信号より、連続する複数の断層像データを得る超音波画像診断装置において、
前記超音波プローブが、該進退の範囲を示す指標を、設けたことを特徴とする超音波画像診断装置。
【0274】
18.前記超音波プローブが、前記駆動手段からの駆動力を該超音波振動子に伝達する駆動伝達部材と、前記駆動伝達部材と該超音波振動子とを内在させた半透明の可撓性シースと、前記可撓性シースを覆う半透明のアウタシースを設け、前記指標が前記駆動伝達部材に設けられたこと、を特徴とする付記17記載の超音波画像診断装置。
【0275】
19.前記指標が円環状の部材であること、を特徴とする付記18記載の超音波画像診断装置。
【0276】
(付記1〜19の効果)
(付記1、2、9、10、11、12、13の効果)
本発明では、第1脈管抽出手段が、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより脈管を抽出し、組織抽出手段が、3次元エコーデータより注目組織を抽出し、3次元処理手段が、第1脈管抽出手段により抽出された脈管と組織抽出手段により抽出された注目組織とを合成した3次元画像を構築するよう構成したため、移動情報の得にくい脈管と、注目組織との位置関係を把握することができる。そのため、例えば、腫瘍が移動情報の得にくい脈管の周囲にどの程度広がっているか把握することができ、例えば、手術による切除範囲を決定する際の重要な情報を提供することができる。
【0277】
(付記2、9、10、11、12、13の効果)
また、本発明では、3次元処理手段が、第1脈管抽出手段により抽出された脈管と組織抽出手段により抽出された注目組織とを互いに色分けして合成した3次元画像を構築するよう構成したので、脈管と注目組織とを目視にて区別し易い。(付記3、4、9、10、11、12、13の効果)
また、本発明では、第1脈管抽出手段が、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより複数の脈管を抽出し、3次元処理手段が、第1脈管抽出手段により抽出された複数の脈管を合成した3次元画像の構築するよう構成したため、移動情報の得にくい脈管と、血管などの他の脈管との位置関係を把握することができる。
【0278】
(付記4、9、10、11、12、13の効果)
また、本発明では、3次元処理手段が、第1脈管抽出手段により抽出された複数の脈管どうしを互いに色分けして合成した3次元画像を構築するよう構成したため、脈管どうしを目視にて区別し易い。
【0279】
(付記5、6、9、10、11、12、13の効果)
また、本発明では、第1脈管抽出手段が、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより脈管を抽出し、第2脈管抽出手段が、被検体の3次元空間に超音波を送受して得た移動体の移動情報からなる3次元ドップラデータより脈管を抽出し、3次元処理手段は、第1脈管抽出手段により抽出された脈管と第2脈管抽出手段により抽出された脈管とを合成した3次元画像を構築するよう構成したため、移動情報の得にくい脈管と、血管との位置関係を把握することができる。
【0280】
(付記6、9、10、11、12、13の効果)
また、本発明では、3次元処理手段が、第1脈管抽出手段により抽出された脈管と第2脈管抽出手段により抽出された脈管とを互いに色分けをして合成した3次元画像を構築するよう構成したため、脈管どうしを目視にて区別し易い。
【0281】
(付記7、8、9、10、11、12、13の効果)
また、本発明では、第1脈管抽出手段が、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより脈管を抽出し、組織抽出手段が、3次元エコーデータより注目組織を抽出し、第2脈管抽出手段が、被検体の3次元空間に超音波を送受して得た移動体の移動情報からなる3次元ドップラデータより脈管を抽出し、3次元処理手段が、第1脈管抽出手段により抽出された脈管と、第2脈管抽出手段により抽出された脈管と、組織抽出手段により抽出された注目組織とを合成した3次元画像を構築するよう構成したため、移動情報の得にくい脈管と、注目組織と、血管との位置関係を把握できる。そのため、例えば、移動情報の得にくい脈管から発生した腫瘍が血管に到達しているか否かを鑑別することができる。
【0282】
(付記8、9、10、11、12、13の効果)
また、本発明では、3次元処理手段が、第1脈管抽出手段により抽出された脈管と、第2脈管抽出手段により抽出された脈管と、組織抽出手段により抽出された注目組織とを互いに色分けして合成した3次元画像を構築するよう構成したため、脈管どうし、脈管と注目組織とを目視にて区別し易い。
【0283】
(付記11の効果)
また、本発明では、断面設定手段が、3次元エコーデータにおいて、3次元エコーデータの階調を有する複数の断面の位置を設定し、第1脈管抽出手段が、抽出開始点設定手段が設定する抽出開始点の位置と断面設定手段が設定する複数の断面の位置により決定される抽出範囲内にスキャンラインを延伸させるよう構成したため、脈管の全周囲にスキャンラインを延伸させる方法に比べて、処理を高速に行うことができる。
【0284】
(付記12の効果)
本発明では、断面設定手段が、3次元エコーデータにおいて、3次元エコーデータの階調を有する断面の位置を設定し、3次元処理手段が、断面設定手段により位置を設定された断面と、第1脈管抽出手段により抽出された脈管と、第2脈管抽出手段により抽出された脈管、もしくは組織抽出手段により抽出された注目組織とを合成した3次元画像を構築するよう構成したため、抽出された組織や脈管以外の部分を断面上で観察し、抽出された部分との位置関係を容易に把握することができる。また、2次元の断面上でエコーデータの階調により診断することができる。
【0285】
(付記13の効果)
また、本発明では、断面設定手段が、3次元エコーデータにおいて、3次元エコーデータの階調を有する断面の位置を設定し、3次元処理手段が、断面設定手段により設定された断面の位置を示す指標と、第1脈管抽出手段により抽出された脈管と、第2脈管抽出手段により抽出された脈管、もしくは組織抽出手段により抽出された注目組織とを合成した3次元画像を構築し、表示手段が、3次元処理手段により指標を合成して構築された3次元画像と、断面とを同時に表示するよう構成したため、断面が図24のように斜めにならず通常の超音波断層像での観察と同じ感覚で観察することができる。
【0286】
(付記14の効果)
また、本発明では、超音波振動子が、ラジアルスキャンの送受信面を違えて複数個設けられており、複数個の超音波振動子がスパイラルスキャンを行うことにより得る、連続する複数枚の断層像データより1つの3次元エコーデータを構成するよう構成したため、走査時間を長くせず、超音波プローブの挿入軸方向の分解能を向上させることができる。
【0287】
(付記15、16の効果)
また、本発明では、駆動手段が、超音波プローブの挿入軸を中心に超音波振動子が回転するラジアルスキャンと、挿入軸に沿って超音波振動子が進退するリニアスキャンとを組み合わせた超音波振動子のスパイラルスキャンを複数回繰り返させて、駆動し、記憶手段が、超音波プローブの複数回の進退により得た、複数セットにわたる連続する複数の断層像データを記憶し、体動認識手段が、記憶手段に記憶された複数セット間で、同位置での断層像データを比較し、断層像デー間の体動を認識する。そして、体動が補正された連続する複数の代表断層像データを1セット構成するようにしたため、体動による断層像間のぶれを補正し、歪みの無い良好な3次元エコーデータを取得することができる。
【0288】
(付記17、18、19の効果)
また、本発明では、駆動手段が、超音波プローブの挿入軸を中心に超音波振動子が回転するラジアルスキャンと、挿入軸に沿って超音波振動子が進退するリニアスキャンとを組み合わせた超音波振動子のスパイラルスキャンを駆動し、超音波プローブに設けられた指標が、進退の範囲を示すよう構成したため、使用者は、スパイラルスキャンの開始時に、例えば内視鏡の光学観察系から超音波振動子、指標を観察することができ、進退の位置を把握し、スパイラルスキャンの進退の端部を知ることができる。そのため、注目組織からのエコー信号を3次元エコーデータとして取得する際の確実性を増し、検査時間を短くすることができる。
(付記18、19の効果)
また、本発明では、駆動伝達部材に設けられた指標が、半透明の可撓性シースと、可撓性シースを覆う半透明のアウタシースを通して、進退の範囲を示すよう構成したため、使用者は、指標を観察しやすい。
【0289】
(付記19の効果)
また、本発明では、指標が円環状の部材であるよう構成したため、可撓性シースの内部に気泡が存在する場合に、指標は、気泡が超音波振動子の側へ来ないよう気泡トラップとしての機能を果たし、超音波振動子から送受信される超音波、エコーが気泡に邪魔されなくなるため、良好な断層像データを得ることができる。
【0290】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、被検体の脈管を抽出する第1脈管抽出手段と、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管の3次元画像を構築する3次元処理手段を、設けた超音波画像診断装置において、
前記第1脈管抽出手段は、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより該脈管を抽出し、該3次元エコーデータより注目組織を抽出する組織抽出手段を設け、前記3次元処理手段は、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管と前記組織抽出手段により抽出された該注目組織とを合成した3次元画像を構築するように構成しているので、、第1脈管抽出手段及び組織抽出手段により脈管及び注目組織を抽出し、さらに合成して3次元画像として表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の超音波画像診断装置の構成を示すブロック図。
【図2】超音波プローブの先端側の構造を示す断面図。
【図3】超音波プローブの駆動部の構造を示す断面図。
【図4】ラジアルスキャンとリニアスキャンとの組み合わせで、スパイラルスキャンする説明図。
【図5】スパイラルスキャンにより得られる複数の断層像データを示す図。
【図6】演算処理プロセッサが行う一連の処理内容を示すフローチャート図。
【図7】図6における脈管抽出の処理内容を示すフローチャート図。
【図8】多重エコー及びそれを除去するためにオフセット円が設定された断層像データを示す図。
【図9】注目組織の領域の輪郭をポインタで囲んで抽出する様子を示す説明図。
【図10】3次元モデルを構築するための説明図。
【図11】画像処理モニタに表示される3次元画像を示す図。
【図12】本発明の第2の実施の形態における演算処理プロセッサが行う一連の処理内容を示すフローチャート図。
【図13】画像処理モニタに表示される3次元画像を示す図。
【図14】本発明の第3の実施の形態における演算処理プロセッサが行う一連の処理内容を示すフローチャート図。
【図15】画像処理モニタに表示される3次元画像を示す図。
【図16】本発明の第4の実施の形態における超音波プローブ及び駆動部の構成を示す断面図。
【図17】本発明の第4の実施の形態の超音波画像診断装置の構成を示すブロック図。
【図18】振動子アレイにより得られる複数の断層像データを模式的に示す図。
【図19】演算処理プロセッサが行う一連の処理内容を示すフローチャート図。
【図20】本発明の第5の実施の形態における演算処理プロセッサが行う一連の処理内容を示すフローチャート図。
【図21】画像処理モニタに表示される4枚の断面の候補を示す図。
【図22】最終的に構築される3次元画像を示す図。
【図23】脈管αの壁を認識する処理の説明図。
【図24】第5の実施の形態の変形例における3次元画像を示す図。
【図25】第5の実施の形態の他の変形例における3次元画像を示す図。
【図26】本発明の第6の実施の形態における超音波プローブ内のフレキシブルシャフトの先端部の構造を示す図。
【図27】超音波観測部の構成を示すブロック図。
【図28】本発明の第7の実施の形態における体動の影響を考慮して3次元エコーデータを決定する処理を示す説明図。
【図29】本発明の第8の実施の形態における超音波プローブの先端側の構造を示す断面図。
【符号の説明】
1…超音波画像診断装置
2…超音波プローブ
3…超音波観測部
4…画像処理部
5…フレキシブルシャフト
6…超音波振動子
7…可撓性シース
8…流動媒体
9…アウタシース
10A,10B…反転位置マーカ部材
11…駆動部
12…DCモータ
13…ラジアル回転部
17…ロータリエンコーダ
18…リニア駆動部材
19…ボールネジ
20…ステッピングモータ
21…送受信部
22…フレームメモリ
23…DSC23
25…観測モニタ
26…システムコントローラ
27…CPU
28…主記憶装置
29…3次元データ記憶装置
30…演算処理プロセッサ
31…3次元処理メモリ
32…外部記録装置
33…操作用端末
34…ポインティングデバイス
37…画像処理モニタ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic diagnostic imaging apparatus that creates an ultrasonic tomographic image obtained by an ultrasonic transducer.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an ultrasonic diagnostic imaging apparatus that constructs a three-dimensional image from three-dimensional echo data obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to a living body has been proposed. Among these, in the apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-183446, the contours of a plurality of different tomographic images such as X-ray CT, MRI, and ultrasound are respectively extracted, while blood vessel information is extracted on the other hand, One stereo model image is displayed.
[0003]
With this configuration, it is possible to create a three-dimensional image of the affected area by utilizing the image extractability of various tomographic imaging apparatuses. However, this apparatus requires a plurality of different tomographic imaging means such as X-ray CT, MRI, and ultrasonic waves.
[0004]
Therefore, an ultrasonic diagnostic imaging apparatus that extracts the contour of a portion of interest and blood vessels only from ultrasonic echo data has also been proposed. Among these, in the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-254097, tissue information in a three-dimensional space and movement information of a moving body are obtained based on a received signal from an ultrasonic probe.
[0005]
In particular, when obtaining movement information, a Doppler phenomenon generated by a moving body such as a blood cell is used. Then, the contour image of the portion of interest is extracted from the tissue information, and the blood flow image is extracted from the movement information. Further, the projection processing is performed on the three-dimensional distribution information of the contour image and the blood flow image at each position while changing the viewpoint to generate a plurality of two-dimensional images.
[0006]
Such a configuration realizes a three-dimensional display in which a conventional B-mode image and a CFM (color flow mapping) image using the Doppler phenomenon are combined. Therefore, the three-dimensional structure of the portion of interest and the three-dimensional structure of the blood flow image can be observed at the same time, and for example, the relationship between the tumor and its nutritional blood vessels can be grasped.
[0007]
As an apparatus for obtaining this three-dimensional echo data, an ultrasonic diagnostic imaging apparatus that transmits and receives ultrasonic waves into a living body while performing a three-dimensional scan such as a spiral scan combining a radial scan and a linear scan has been proposed. Yes.
[0008]
Among these, in the devices disclosed in JP-A-6-30937, JP-A-6-30938, and JP-A-8-56947, an ultrasonic vibrator is arranged at the tip and the opposite end is radial. A flexible shaft joined to the rotating shaft of the motor in the rotating portion and a ball screw whose end portion is joined to the rotating shaft of the stepping motor are provided.
[0009]
Then, the rotation of the ball screw causes the entire radial rotating portion to advance and retract via a member fitted to the ball screw, so that the motor, flexible shaft, and ultrasonic transducer also advance and retract while rotating themselves, thereby realizing spiral scanning.
[0010]
The rotation ratio of the ball screw with respect to the rotation of the ultrasonic transducer is a fixed value that can be set, and the ultrasonic transducer advances and retreats by a predetermined distance when it makes one rotation. Then, a plurality of continuous tomographic image data is acquired as three-dimensional echo data from the echo signal from the region to be examined.
[0011]
Furthermore, the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-56947 has a configuration in which an ultrasonic transducer is provided in a flexible sheath of an ultrasonic probe, and the ultrasonic probe body is covered with an outer sheath. .
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when an ultrasonic probe is inserted into a blood vessel other than a blood vessel such as a pancreatic duct or bile duct and three-dimensional display is performed, it is important to grasp the positional relationship between these blood vessels and the tumor spreading therearound. It is. For example, grasping how much the tumor has spread around the bile duct is medically important from the viewpoint of determining the surgical resection range.
[0013]
In addition, there are cases where a blood vessel such as a portal vein runs in a complex manner around a blood vessel other than a blood vessel such as a bile duct, and these positions are used in diagnosis by a two-dimensional ultrasonic tomographic image. The doctor predicted the relationship, but this was a difficult task.
[0014]
In addition, for example, tumors often originate from vessels other than blood vessels such as pancreatic ducts and bile ducts, and distinguishing whether or not this tumor has reached blood vessels such as portal veins means knowing the possibility of metastasis. Medically very important. Further, not only reaching the blood vessels but also distinguishing tumor invasion into vessels other than blood vessels such as lymphatic vessels is extremely important medically in the sense of knowing the possibility of metastasis.
[0015]
Furthermore, the above-mentioned matters are the same in the neck where blood vessels such as the carotid artery and the jugular vein, esophagus other than the blood vessels, and blood vessels such as the trachea are close to each other. Therefore, it is desirable to be able to grasp the positional relationship between a vessel other than a blood vessel and a target tissue such as a tumor, or the positional relationship between a vessel other than the blood vessel and the blood vessel.
[0016]
More preferably, it is desirable to be able to grasp the mutual positional relationship between a vessel other than a blood vessel, a target tissue, and a blood vessel. Here, in the apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-254097, since a blood flow image is extracted from movement information of a moving body, a nutrient blood vessel such as a portal vein can be extracted as a blood flow. .
[0017]
However, since it is difficult to obtain movement information from vessels such as pancreatic duct, bile duct, lymphatic vessel and the like through which a liquid having a low movement speed such as pancreatic juice, bile, lymphatic fluid flows, it is difficult to extract them. In addition, it has been difficult to extract blood vessels such as the trachea and gastrointestinal tracts such as the stomach, esophagus, and intestine where fluid is not always flowing.
[0018]
Therefore, a first object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic imaging apparatus capable of grasping the positional relationship between a vascular vessel in which movement information is difficult to obtain and a target tissue or blood vessel.
[0019]
On the other hand, in the devices disclosed in JP-A-6-30937, JP-A-6-30938, and JP-A-8-56947, the ultrasonic vibrator is advanced and retracted by the rotation of the ball screw. The resolution in the direction of the probe insertion axis is affected by the pitch of the ball screw.
[0020]
In particular, when the ultrasonic beam emitted from the ultrasonic transducer is sufficiently sharp, the resolution is determined by the pitch of the ball screw. Apart from that, due to constraints such as rotation resistance of the flexible shaft, the time to capture echo signals from the ultrasonic transducer, and the time it takes to transmit and receive ultrasonic waves, the rotation time of the ultrasonic transducer is shortened, and per unit time There is a limit to increasing the number of tomographic image data (frame rate) to be captured in the image.
[0021]
In addition, if the frame rate is forcibly increased, rotation unevenness occurs at both ends of the flexible shaft, and the tomographic image data does not correctly reflect the rotation angle of the ultrasonic transducer.
[0022]
For this reason, the pitch of the ball screw is made finer in order to improve the resolution in the insertion axis direction, or the rotation ratio of the ball screw with respect to the rotation of the ultrasonic transducer is reduced, thereby shortening the advance / retreat distance per rotation of the ultrasonic transducer. Then, the advance / retreat is slow, and it takes time for the spiral scan.
[0023]
In particular, patients undergoing ultrasonography suffered from patient pain during the spiral scan because they had to stop breathing to avoid respiratory migration problems.
Therefore, a second object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic imaging apparatus that improves the resolution in the insertion axis direction of the ultrasonic probe without increasing the scanning time.
[0024]
In addition, in the devices disclosed in the above-mentioned JP-A-6-30937, JP-A-6-30938, and JP-A-8-56947, pulsations generated during spiral scanning, respiratory movement, Due to the body motion consisting of periodic motion such as peristalsis, blurring occurs between the tomographic image data, and the obtained 3D echo data becomes distorted. Therefore, a distorted 3D image is constructed from this 3D echo data. There was a problem that.
[0025]
Therefore, in conventional ultrasonography, a peristalsis inhibitor must be administered to suppress peristalsis, the patient must stop breathing during the scan, and it is effective for suppressing pulsation There was no means.
[0026]
Accordingly, a third object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic imaging apparatus capable of correcting blur between tomographic images due to body motion and acquiring good three-dimensional echo data without distortion.
[0027]
By the way, the ultrasonic probe of the apparatus disclosed in the above-mentioned JP-A-6-30937, JP-A-6-30938, and JP-A-8-56947 is actually inserted into the body, and spiral scanning is performed. When performing, an ultrasonic tomographic image is often acquired by projecting from the distal end of the endoscope through an insertion portion such as a forceps tube provided in the endoscope.
[0028]
Since the tip of a normal endoscope is provided with a bending mechanism that can change the optical system and the optical observation direction, the optical system can be used for spiral scanning of the tissue of interest and the ultrasonic transducer. While observing the state, the direction of the ultrasonic transducer can be easily changed so that tomographic image data of the tissue of interest can be obtained.
[0029]
However, in the above-described apparatus, it is often difficult to know where the ultrasonic transducer advances and retreats in the insertion axis direction of the ultrasonic probe until the spiral scan starts.
[0030]
For this reason, there is a problem that the target tissue deviates from the range in which tomographic image data can be acquired, and an echo signal from the target tissue may not be acquired as three-dimensional echo data.
[0031]
Further, in order to confirm whether or not an echo signal from the target tissue has been acquired in the three-dimensional echo data, the spiral scan is repeated while referring to the tomographic image data displayed during the ultrasonic examination, so that the examination time is prolonged. There was also a problem.
[0032]
Accordingly, a fourth object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic imaging apparatus capable of increasing the reliability when acquiring an echo signal from a tissue of interest as three-dimensional echo data and shortening the examination time. is there.
[0033]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the first object, the following (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9) , (10), (11), (12), (13).
(1) Ultrasound provided with first vascular extraction means for extracting a vascular vessel of a subject and three-dimensional processing means for constructing a three-dimensional image of the vascular vessel extracted by the first vascular extraction means In diagnostic imaging equipment,
The first vascular extraction means extracts the blood vessel from three-dimensional echo data composed of echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject, and extracts a target tissue from the three-dimensional echo data. A three-dimensional image obtained by synthesizing the vessel extracted by the first vessel extracting unit and the target tissue extracted by the tissue extracting unit. It is characterized by constructing.
[0034]
According to the above configuration, the first vascular extraction means extracts a vascular vessel from three-dimensional echo data including echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject. The tissue extracting means extracts a target tissue from the three-dimensional echo data. The three-dimensional processing unit constructs a three-dimensional image obtained by synthesizing the vessel extracted by the first vessel extracting unit and the target tissue extracted by the tissue extracting unit.
[0035]
(2) The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to (1), wherein the three-dimensional processing means includes the vessel extracted by the first vessel extraction means and the attention extracted by the tissue extraction means. It is characterized by constructing a three-dimensional image in which tissues are color-coded and synthesized.
According to the above configuration, the three-dimensional processing means constructs a three-dimensional image in which the vascular extracted by the first vascular extraction means and the target tissue extracted by the tissue extracting means are color-coded and synthesized.
[0036]
(3) Super provided with a first vascular extraction means for extracting a vascular vessel of a subject and a three-dimensional processing means for constructing a three-dimensional image of the vascular vessel extracted by the first vascular extraction means. In the ultrasonic diagnostic imaging apparatus,
The first vascular extraction means extracts a plurality of the vascular vessels from three-dimensional echo data comprising echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject, and the three-dimensional processing means A three-dimensional image is constructed by synthesizing a plurality of the vessels extracted by the first vessel extracting means.
According to the above configuration, the first vascular extraction means extracts a plurality of vascular vessels from the three-dimensional echo data composed of echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject. The three-dimensional processing means constructs a three-dimensional image obtained by synthesizing the plurality of vessels extracted by the first vessel extracting means.
[0037]
(4) The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to (3), wherein the three-dimensional processing unit combines the plurality of vessels extracted by the first vessel extraction unit by color-coding each other. It is characterized by constructing a dimensional image.
According to the above configuration, the three-dimensional processing unit constructs a three-dimensional image in which a plurality of vessels extracted by the first vessel extracting unit are color-coded and synthesized.
[0038]
(5) Super provided with first vascular extraction means for extracting a vascular vessel of a subject and three-dimensional processing means for constructing a three-dimensional image of the vascular vessel extracted by the first vascular extraction means. In the ultrasonic diagnostic imaging apparatus,
The first vascular extraction means extracts the vascular vessel from three-dimensional echo data composed of echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject, and Second vessel extraction means for extracting a blood vessel from three-dimensional Doppler data comprising movement information of a moving body obtained by transmitting and receiving sound waves is provided, and the three-dimensional processing means is extracted by the first vessel extraction means. And constructing a three-dimensional image obtained by synthesizing the vessel and the vessel extracted by the second vessel extracting means.
[0039]
According to the above configuration, the first vascular extraction means extracts a vascular vessel from three-dimensional echo data including echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject. The second vascular extraction means extracts a vascular vessel from three-dimensional Doppler data including movement information of a moving body obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject. The three-dimensional processing means constructs a three-dimensional image obtained by synthesizing the vessel extracted by the first vessel extracting means and the vessel extracted by the second vessel extracting means.
[0040]
(6) The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to (5), wherein the three-dimensional processing unit is extracted by the vessel extracted by the first vessel extracting unit and the second vessel extracting unit. In addition, it is characterized in that a three-dimensional image is constructed by color-combining the vessels with each other.
According to the above configuration, the three-dimensional processing unit constructs a three-dimensional image obtained by color-coding the vascularity extracted by the first vascular extraction unit and the vascularity extracted by the second vascular extraction unit. To do.
[0041]
(7) Super provided with first vascular extraction means for extracting a vascular vessel of a subject and three-dimensional processing means for constructing a three-dimensional image of the vascular vessel extracted by the first vascular extraction means. In the ultrasonic diagnostic imaging apparatus,
The first vascular extraction means extracts the blood vessel from three-dimensional echo data composed of echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject, and extracts a target tissue from the three-dimensional echo data. And a second vascular extraction means for extracting a vascular vessel from three-dimensional Doppler data consisting of movement information of a moving body obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject,
The three-dimensional processing means includes the blood vessel extracted by the first blood vessel extracting means, the blood vessel extracted by the second blood vessel extracting means, and the tissue of interest extracted by the tissue extracting means. And a three-dimensional image obtained by combining the two.
[0042]
According to the above configuration, the first vascular extraction means extracts a vascular vessel from three-dimensional echo data including echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject. The tissue extracting means extracts a target tissue from the three-dimensional echo data. The second vascular extraction means extracts a vascular vessel from three-dimensional Doppler data including movement information of a moving body obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject. The three-dimensional processing means is a three-dimensional image obtained by combining the vessel extracted by the first vessel extracting means, the vessel extracted by the second vessel extracting means, and the target tissue extracted by the tissue extracting means. Build up.
[0043]
(8) The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to (7), wherein the three-dimensional processing means is extracted by the vessel extracted by the first vessel extracting means and the second vessel extracting means. It is characterized by constructing a three-dimensional image in which the vascularized vessel and the tissue of interest extracted by the tissue extraction means are color-coded and synthesized.
[0044]
According to the above configuration, the three-dimensional processing means includes the vessel extracted by the first vessel extracting means, the vessel extracted by the second vessel extracting means, and the target tissue extracted by the tissue extracting means. 3D images are constructed by color-coding each other.
[0045]
(9) The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), wherein the first pulse The tube extraction means is characterized in that the vessel is extracted based on a luminance difference from the surroundings of the three-dimensional echo data.
According to the above configuration, the first vascular extraction means extracts a vascular vessel based on a luminance difference from the surroundings of the three-dimensional echo data.
[0046]
(10) The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to (9), wherein the three-dimensional echo data includes a plurality of tomographic images including intensity information of echoes obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject. The first vascular extraction means includes extraction start point setting means for setting an extraction start point on a plurality of the tomographic image data, and the extraction start point on the plurality of the tomographic image data. The vessel is extracted by extending the scan line radially from the extraction start point set by the setting means and searching the vessel wall.
[0047]
According to the above configuration, the extraction start point setting unit sets the extraction start point on a plurality of tomographic image data. The first vascular extraction means extracts a vascular vessel by searching the vascular wall by extending the scan line radially from the extraction start point set by the extraction start point setting means on a plurality of tomographic image data. To do.
[0048]
(11) The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to (10), wherein the three-dimensional echo data includes a cross-section setting unit that sets a plurality of cross-sectional positions having gradations of the three-dimensional echo data, The first vascular extraction means extends the scan line within an extraction range determined by the position of the extraction start point set by the extraction start point setting means and the positions of the plurality of cross sections set by the cross section setting means. It is characterized by making it.
According to the above configuration, the cross-section setting means sets the positions of a plurality of cross-sections having the gradation of the three-dimensional echo data in the three-dimensional echo data. The first vascular extraction means extends the scan line within an extraction range determined by the position of the extraction start point set by the extraction start point setting means and the positions of a plurality of cross sections set by the cross section setting means.
[0049]
(12) The ultrasound diagnostic imaging apparatus according to (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), In the three-dimensional echo data, there is provided cross-section setting means for setting a position of a cross-section having a gradation of the three-dimensional echo data, and the three-dimensional processing means includes the cross-section set by the cross-section setting means A three-dimensional composite of the vessel extracted by the first vessel extracting means and the vessel extracted by the second vessel extracting means or the tissue of interest extracted by the tissue extracting means It is characterized by constructing an image.
[0050]
According to the above configuration, the cross-section setting means sets the position of the cross section having the gradation of the three-dimensional echo data in the three-dimensional echo data. The three-dimensional processing means includes a cross-section whose position is set by the cross-section setting means, a vascular vessel extracted by the first vascular extraction means, a vascular vessel extracted by the second vascular extraction means, or a tissue extraction means. A three-dimensional image obtained by synthesizing the extracted tissue of interest is constructed.
[0051]
(13) The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), In the three-dimensional echo data, there is provided cross-section setting means for setting the position of a cross section having the gradation of the three-dimensional echo data, and the three-dimensional processing means indicates the position of the cross section set by the cross-section setting means. The index, the vessel extracted by the first vessel extracting unit, and the vessel extracted by the second vessel extracting unit or the target tissue extracted by the tissue extracting unit are synthesized. Display means is provided for displaying a three-dimensional image at the same time and displaying the three-dimensional image constructed by synthesizing the index by the three-dimensional processing means and the cross section.
[0052]
According to the above configuration, the cross-section setting means sets the position of the cross section having the gradation of the three-dimensional echo data in the three-dimensional echo data. The three-dimensional processing means includes an index indicating the position of the cross section set by the cross section setting means, the blood vessel extracted by the first blood vessel extracting means, and the blood vessel or tissue extracted by the second blood vessel extracting means. A three-dimensional image is constructed by synthesizing the target tissue extracted by the extracting means. The display means simultaneously displays a three-dimensional image constructed by synthesizing indexes by the three-dimensional processing means and a cross section.
[0053]
In order to achieve the second object, the following configuration (14) is adopted.
(14) An ultrasonic probe in which an ultrasonic transducer that transmits ultrasonic waves to a subject and receives echoes is provided at the tip, and a radial scan in which the ultrasonic transducer rotates around the insertion axis of the ultrasonic probe And a drive means for driving a spiral scan of the ultrasonic transducer in combination with a linear scan in which the ultrasonic transducer advances and retreats along the insertion axis, and an echo signal from the ultrasonic transducer is continuous. In an ultrasonic diagnostic imaging apparatus for obtaining a plurality of tomographic image data,
A plurality of ultrasonic transducers are provided with different transmission / reception surfaces of the radial scan, and a plurality of continuous tomographic image data obtained by performing the spiral scan by the plurality of ultrasonic transducers. One piece of three-dimensional echo data is configured.
[0054]
According to the above configuration, the driving means is an ultrasonic wave that combines a radial scan in which the ultrasonic transducer rotates around the insertion axis of the ultrasonic probe and a linear scan in which the ultrasonic transducer advances and retreats along the insertion axis. Drives the spiral scan of the transducer. Then, one three-dimensional echo data is formed from a plurality of continuous tomographic image data obtained by a spiral scan performed by a plurality of ultrasonic transducers.
[0055]
In order to achieve the third object, the following configuration (15) is adopted.
(15) An ultrasonic probe in which an ultrasonic transducer that transmits ultrasonic waves to a subject and receives echoes is provided at the tip, and a radial scan in which the ultrasonic transducer rotates around the insertion axis of the ultrasonic probe And a drive means for driving a spiral scan of the ultrasonic transducer in combination with a linear scan in which the ultrasonic transducer advances and retreats along the insertion axis, and an echo signal from the ultrasonic transducer is continuous. In an ultrasonic diagnostic imaging apparatus for obtaining a plurality of tomographic image data,
The drive means stores the plurality of continuous tomographic image data over a plurality of sets obtained by repeating the advance / retreat of the ultrasonic probe a plurality of times and obtained by the advance / retreat of the ultrasonic probe a plurality of times. A body motion recognition unit that compares tomographic image data at the same position between the plurality of sets stored in the storage unit and recognizes a body motion between the tomographic image data is provided, and the body motion is corrected continuously. One set of a plurality of representative tomographic image data is configured.
[0056]
According to the above configuration, the driving means is an ultrasonic that combines a radial scan in which the ultrasonic transducer rotates about the insertion axis of the ultrasonic probe and a linear scan in which the ultrasonic transducer advances and retreats along the insertion axis. The vibrator is driven by repeating spiral scanning a plurality of times. The storage means stores a plurality of continuous tomographic image data over a plurality of sets obtained by advancing and retreating the ultrasonic probe a plurality of times. The body movement recognition unit compares the tomographic image data at the same position among a plurality of sets stored in the storage unit, and recognizes the body movement between the tomographic image data. Then, one set of a plurality of continuous representative tomographic image data in which body motion is corrected is configured.
[0057]
(16) In the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to (15), a plurality of continuous multiple motion data corrected by removing the tomographic image data generated by the motion recognized by the motion recognition means. One set of representative tomographic image data is configured.
According to the above configuration, a set of a plurality of continuous representative tomographic image data in which body motion is corrected is configured by excluding tomographic image data in which body motion recognized by the body motion recognition means.
[0058]
In order to achieve the fourth object, the following configurations (17), (18), and (19) are adopted.
(17) An ultrasonic probe in which an ultrasonic transducer that transmits ultrasonic waves to a subject and receives echoes is provided at the tip, and a radial scan in which the ultrasonic transducer rotates around the insertion axis of the ultrasonic probe And a drive means for driving a spiral scan of the ultrasonic transducer in combination with a linear scan in which the ultrasonic transducer advances and retreats along the insertion axis, and an echo signal from the ultrasonic transducer is continuous. In an ultrasonic diagnostic imaging apparatus for obtaining a plurality of tomographic image data,
The ultrasonic probe is provided with an index indicating the range of advancement and retreat.
[0059]
According to the above configuration, the driving means is an ultrasonic wave that combines a radial scan in which the ultrasonic transducer rotates around the insertion axis of the ultrasonic probe and a linear scan in which the ultrasonic transducer advances and retreats along the insertion axis. Drives the spiral scan of the transducer. The index provided on the ultrasonic probe indicates the range of advancement and retreat.
[0060]
(18) The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to (17), wherein the ultrasonic probe transmits a driving force from the driving unit to the ultrasonic transducer, and the driving transmission member. A translucent flexible sheath including the ultrasonic transducer, a translucent outer sheath covering the flexible sheath, and the index is provided on the drive transmission member. To do.
[0061]
According to the above configuration, the drive transmission member transmits the driving force from the driving means to the ultrasonic transducer, the radial scan in which the ultrasonic transducer rotates about the insertion axis of the ultrasonic probe, and the insertion axis. The spiral scan of the ultrasonic transducer combined with the linear scan in which the ultrasonic transducer advances and retreats is driven. The indicator provided on the drive transmission member indicates the range of advancement and retreat through the translucent flexible sheath and the translucent outer sheath covering the flexible sheath.
(19) The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to (18), wherein the index is an annular member.
[0062]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 to 11 relate to the first embodiment of the present invention, FIG. 1 shows the configuration of the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the tip of the ultrasonic probe. 3 shows the structure of the drive section of the ultrasonic probe, FIG. 4 shows an explanatory diagram for spiral scanning by a combination of radial scanning and linear scanning, and FIG. 5 shows a plurality of obtained by spiral scanning. FIG. 6 is a flow chart showing a series of processing contents performed by the arithmetic processing processor, FIG. 7 is a flow chart showing the processing contents of the vascular extraction in FIG. 6, and FIG. 9 shows tomographic image data in which an offset circle is set, FIG. 9 shows a state of extracting the outline of the region of the target tissue with a pointer, and FIG. 10 builds a three-dimensional model. Shows the illustration, Figure 11 shows a 3-dimensional image displayed on the image processing monitor.
[0063]
As shown in FIG. 1, an ultrasonic diagnostic imaging apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention includes an ultrasonic probe 2 that transmits and receives ultrasonic waves, and an ultrasonic wave for ultrasonic observation using the ultrasonic probe 2. An ultrasonic observation unit 3 that displays a tomographic image and the like, and an image processing unit 4 that performs image processing on ultrasonic echo data obtained by the ultrasonic observation unit 3 are provided.
[0064]
FIG. 2 shows the configuration of the tip of the ultrasonic probe 2 that performs spiral scanning. An ultrasonic transducer 6 provided with a lens 6a for converging the ultrasonic beam is disposed at the tip of the flexible shaft 5, and the flexible shaft 5 and the ultrasonic transducer 6 are cylindrical and translucent. The flexible sheath 7 is inserted inside.
[0065]
The flexible sheath 7 is filled with a fluid medium 8 such as water, and the fluid medium 8 functions as a lubricant and an ultrasonic transmission medium. Further, a cylindrical and translucent outer sheath 9 is provided on the outside so as to cover the flexible sheath 7 to form an insertion portion to be inserted into the body cavity.
A fluid medium 8 is filled between the outer sheath 9 and the flexible sheath 7 as in the flexible sheath 7.
[0066]
The flexible shaft 5 is provided with inversion position marker members 10A and 10B indicating the range in the insertion axis direction of the spiral scan performed by the ultrasonic probe 2, and the inversion position marker members 10A and 10B are red or yellow. The color is easy to check visually.
[0067]
Further, the inversion position marker members 10 </ b> A and 10 </ b> B have an annular shape such as a pipe, and the outer diameter thereof is the same as the inner diameter of the flexible sheath 7 so that there is no gap between the flexible sheath 7. It is almost the same. By doing so, the inversion position marker members 10 </ b> A and 10 </ b> B function as a bubble trap that prevents bubbles from leaking to the ultrasonic transducer 6 side when bubbles are present inside the flexible sheath 7.
[0068]
FIG. 3 shows the configuration of the drive unit 11 that drives the ultrasonic probe 2 of the ultrasonic diagnostic imaging apparatus 1 of the present embodiment. The rear end of the flexible shaft 5 is connected to the rotating shaft of the DC motor 12. The flexible sheath 7 is connected to the frame 14 of the radial rotating unit 13 in the driving unit 11.
[0069]
The outer sheath 9 is connected to the chassis 15 of the drive unit 11. The rotation of the DC motor 12 is transmitted to the rotary encoder 17 via, for example, a gear 16 that meshes at a gear ratio of 1: 1, and the rotational position signal of the ultrasonic transducer 6 is output from the rotary encoder 17.
[0070]
The radial rotation unit 13 including the DC motor 12, the gear 16, and the rotary encoder 17 is connected to the linear drive member 18 as a whole. The linear drive member 18 is fitted to a ball screw 19, and the rear end of the ball screw 19 is connected to the rotation shaft of the stepping motor 20.
[0071]
The ultrasonic observation unit 3 shown in FIG. 1 performs ultrasonic transmission / reception processing and real-time ultrasonic tomographic image display, and the image processing unit 4 3 based on echo data obtained by the ultrasonic observation unit 3. Perform image processing for dimensional image display.
[0072]
The ultrasonic observation unit 3 transmits electrical pulses to the ultrasonic transducer 6 and amplifies the electrical reception pulses from the ultrasonic transducer 6 so that the ultrasonic transducer 6 transmits and receives ultrasonic waves. A transmission / reception unit 21 for A / D converting the intensity into digital echo data, a frame memory 22 for storing echo data necessary to form one tomogram captured by the transmission / reception unit 21, and a frame Echo data stored in the memory 22 and expressed in a polar coordinate format represented by the rotation angle of the ultrasonic transducer 6 and the distance from the ultrasonic transducer 6 is expressed in the form of a horizontal displacement x and a vertical displacement y. A digital scan converter (abbreviated as DSC) 23 that converts coordinates into tomographic image data expressed in the orthogonal coordinate format represented; a D / A converter 24 that converts tomographic image data output from the DSC 23 into an analog signal; An observation monitor 25 that receives an output image signal of the A / A converter 24 and displays a real-time ultrasonic tomogram, and a system controller 26 that controls each unit such as the drive unit 11, the transmission / reception unit 21, and the frame memory 22. It is prepared for.
[0073]
The image processing unit 4 includes a CPU 27 that controls image processing and the like, a main storage device 28 that stores control performed by the CPU 27 and various processing programs performed by an arithmetic processing processor 30 described later, and the ultrasonic observation unit 3. Based on 3D data storage device 29 for storing a plurality of continuous tomographic image data, that is, 3D echo data, and 3D echo data stored in 3D data storage device 29, vessel extraction, tissue extraction, synthesis , An arithmetic processing processor 30 for performing various image processing such as shadow removal, shading addition, coordinate conversion, etc. at high speed, a three-dimensional processing memory 31 for storing the processing results of the arithmetic processing processor 30, a control program, backup data, etc. An external recording device 32 composed of a hard disk or the like for recording information, an operation terminal 33 such as a keyboard, and an arithmetic processor 30 A pointing device 34 such as a trackball for inputting points or areas that need to be specified for processing, a frame buffer 35 for temporarily storing data after image processing, and an output image signal from the frame buffer 35 for converting it into an analog signal D An A / A converter 36 and an image processing monitor 37 that receives an output image signal of the D / A converter 36 and displays a three-dimensional image after image processing. Each unit in the image processing unit 4 transmits and receives various commands and data through the data transfer bus 38.
[0074]
In this embodiment, as will be described later, three-dimensional echo data composed of echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject by the arithmetic processing processor 30 and the pointing device 34 of the image processing unit 4. It is characterized in that it is configured to extract a vascular vessel and a target tissue and construct a three-dimensional image in which the vascular vessel and the target tissue are synthesized.
[0075]
Hereinafter, the operation of the ultrasonic probe 2 and the drive unit 11 will be described.
When performing ultrasonic observation, the ultrasonic probe 2 is inserted into the body cavity, and the system controller 26 rotates the rotating shaft of the DC motor 12 and the flexible shaft 5 in the direction of the arrow in FIG.
[0076]
Then, the ultrasonic transducer 6 attached to the tip of the flexible shaft 5 rotates to transmit ultrasonic waves radially in a direction perpendicular to the axial direction (longitudinal direction) of the ultrasonic probe 2 and change the acoustic impedance. The reflected ultrasonic wave (echo signal) reflected by is received. That is, the ultrasonic transducer 6 scans in a radial shape.
[0077]
Further, the system controller 26 detects the rotation angle of the ultrasonic transducer 6 from the rotation position signal from the rotary encoder 17 and rotates the rotation shaft of the stepping motor 20 and the ball screw 19 by a certain angle with respect to the rotation angle.
[0078]
Then, the linear drive member 18 and the radial rotating portion 13, and thus the flexible shaft 5, the ultrasonic transducer 6, and the flexible sheath 7, are divided by a minute pitch of the ball screw 19 in the axial direction of the flexible shaft 5 in the outer sheath 9. Advance and retreat. That is, the ultrasonic transducer 6 scans linearly in the direction of the insertion axis of the ultrasonic probe 2.
[0079]
Thus, by performing the spiral scan (or three-dimensional scan) shown in FIG. 4C, which combines the radial scan shown in FIG. 4A and the linear scan shown in FIG. An echo signal for the region is obtained.
[0080]
The details of the spiral scan control by the system controller 26 will be described as follows.
The position of the linear drive member 18 at the start of scanning is indicated by A in FIG. On the other hand, it is assumed that the tip of the ultrasonic probe 2 is in the state shown in FIG. 2 at the start of scanning, and the position of the ultrasonic transducer 6 corresponding to A is indicated by a in FIG. When scanning by the system controller 26 is started, the ultrasonic transducer 6 moves backward toward the drive unit 11 while rotating. The transmission and reception of ultrasonic waves shall be performed during this backward movement.
[0081]
When the linear driving member 18 reaches the position B in FIG. 3, the system controller 26 reverses the rotation direction of the stepping motor 20 and the rotation direction of the ball screw 19. Then, the ultrasonic transducer 6 reverses the advancing / retreating direction and moves forward from the drive unit 11 side. The position of the ultrasonic transducer 6 with respect to B is indicated by b in FIG.
[0082]
In this way, the ultrasonic transducer 6 performs a spiral scan in the range shown from a to b. By acting in this way, at the start of spiral scanning, the user passes, for example, the ultrasonic transducer 6 and the inversion through the translucent flexible sheath 7 and the outer sheath 9 from the optical observation system of the endoscope. By confirming the position marker member 10A, it is possible to grasp the positions a and b and know the end portion of the spiral scan.
[0083]
Further, when the advancement / retraction amount of the ultrasonic transducer 6 is set to be short by an input from the operation terminal 33, the system controller 26 determines that the stepping motor 20 when the linear drive member 18 reaches the position C in FIG. The ultrasonic transducer 6 performs a spiral scan in the range indicated by a to c.
[0084]
In this case, the user grasps the positions a and c by confirming the ultrasonic transducer 6 and the inverted position marker member 10B from the optical observation system of the endoscope, for example, at the start of the spiral scan. You can know the end of the spiral scan.
[0085]
Hereinafter, operations of the ultrasonic observation unit 3 and the image processing unit 4 will be described.
An ultrasonic echo signal obtained by the ultrasonic probe 2 is amplified by an amplifier in the transmission / reception unit 21. Thereafter, the transmitter / receiver 21 detects the intensity of the echo signal represented by the envelope, the power of the envelope, the absolute value, the square root, etc., and converts it into digital echo data. Echo data necessary to construct one ultrasonic tomographic image is stored in the frame memory 22.
[0086]
The DSC 23 then performs coordinate conversion and interpolation from echo data expressed in polar coordinate format to tomographic image data expressed in orthogonal coordinate format. Thereafter, the tomographic image data is displayed as a real-time ultrasonic tomographic image on the observation monitor 25 via the D / A converter 24.
[0087]
Further, by repeating this operation by spiral scanning of the ultrasonic probe 2, a plurality of continuous ultrasonic tomographic images are sequentially displayed on the observation monitor 25.
[0088]
On the other hand, the tomographic image data is sent from the subsequent stage of the DSC 23 to the image processing unit 4 together with accompanying data such as the size and distance between the tomographic image data. In this way, a plurality of continuous tomographic image data shown in FIG. 5 obtained by spiral scanning of the ultrasonic probe 2, that is, three-dimensional echo data, is sent to the image processing unit 4. In FIG. 5, a plurality of tomographic image data is sequentially numbered in units of frames. 0, No. 1,. It is numbered like N.
[0089]
The three-dimensional echo data is stored in the three-dimensional data storage device 29. The arithmetic processor 30 extracts blood vessels, vessels other than blood vessels, and tissue of interest from the three-dimensional echo data, and performs various image processing such as synthesis, hidden surface removal, shadow addition, and coordinate conversion.
[0090]
The processing result of the arithmetic processor 30 is stored in the three-dimensional processing memory 31 as three-dimensional image data. Details of the processing performed by the arithmetic processor 30 will be described later.
[0091]
The three-dimensional image data is sent to the frame buffer 35, temporarily stored, and sent to the image processing monitor 37 via the D / A converter 36. Thereafter, a three-dimensional image is displayed on the image processing monitor 37.
[0092]
The various image processing processes by the arithmetic processor 30 are controlled by the CPU 27.
Hereinafter, details of processing performed mainly by the arithmetic processing processor 30 will be described.
FIG. 6 is a diagram for explaining a series of processes performed by the arithmetic processor 30.
[0093]
In step S1 shown in FIG. 6, a vascular extraction process for extracting a vascular vessel is performed. FIG. 7 is a diagram for explaining the vascular extraction process. Specifically, the processing is as follows.
In step S <b> 11 shown in FIG. 7, the three-dimensional echo data is read from the three-dimensional echo data storage device 29. For convenience of explanation, each tomographic image data constituting this three-dimensional echo data has a No. as shown in FIG. 5 corresponding to the order obtained by the spiral scan. Assume that image numbers 0 to N are assigned.
[0094]
In step S12 shown in FIG. 7, the tomographic image data is smoothed by a known method from the 3D echo data read from the 3D data storage device 29 in order to remove disturbing noises during vessel extraction. To do.
[0095]
In step S13 shown in FIG. The tomographic image data of 0 is displayed on the image processing monitor 37 as an ultrasonic tomographic image. This tomographic image data is shown in FIG.
[0096]
In step S14 shown in FIG. 7, an offset circle is set in order to remove echoes (multiple echoes) caused by multiple reflections of ultrasonic waves from the flexible sheath 7 and the outer sheath 16 that are obstructive during vessel extraction. The data in the offset circle is removed from the 3D echo data.
[0097]
These multiple echoes and offset circles are denoted by reference numerals 41 and 42 in FIG. FIG. 8 shows tomographic image data obtained by inserting the ultrasonic probe 2 into a blood vessel α other than a blood vessel in a body cavity.
[0098]
Accordingly, since the ultrasonic transducer 6 is located at the center of the tomographic image data and the multiple echo 41 appears around it, the offset circle 42 is set so as to surround it.
[0099]
The radius and center position of the offset circle 42 are set by a pointer 43 that can move freely within the screen under the control of the pointing device 34. The pointer 43 is displayed on the image processing monitor 37 as shown in FIG.
[0100]
In step S15 shown in FIG. 7, an extraction start point is set on the vessel to be extracted. This extraction start point is set by using the pointing device 34 to set a point on the pulse to be extracted using a pointer. FIG. 8 shows a case where the extraction start point is set at the center of the ultrasonic image.
[0101]
In step S16 shown in FIG. 7, the scan line is radiated radially at an equal angle from the extraction start point, and the point where the luminance value changes on the scan line is recognized as the wall of the vessel α.
[0102]
This scan line is shown as an arrow in FIG. Note that blood vessels and vessels other than blood vessels usually have lower echo signals than the parenchyma, so that the luminance value in the vessels that appear as ultrasonic tomographic images is usually low. Therefore, in this step S16, it is only necessary to search the scan line from the extraction start point and extract the point where the luminance value first increases greatly as the vascular wall.
[0103]
In step S <b> 17 shown in FIG. 7, the extracted vascular position is output to the three-dimensional processing memory 31. In the process of step S16, since the vascular wall is extracted as points on a plurality of scan lines, the region in the vascular vessel is treated as a region inside the closed curve connecting the plurality of points in order.
[0104]
In step S18 shown in FIG. 7, the center of gravity of the region in the vessel is calculated. The center of gravity can be calculated as the average (μx, μy) of the coordinates (x, y) of the constituent elements (pixels) of the tomographic image data in the vessel.
[0105]
In step S19 shown in FIG. It is determined whether or not the processing from step S16 to step S18 has been performed on the images up to N. If the processing is completed, the vascular extraction processing is terminated, and if not, the processing jumps to step S16. The above processing is performed on the tomographic image data having the next image number.
[0106]
Note that the extraction start point of tomographic image data having the next image number is the center of gravity calculated in step S18. The centroid is set as the extraction start point again because the vascular α appearing on each tomographic image data appears at almost the same position between the adjacent tomographic image data. This is because the point is on α.
In this way, a vessel is extracted for each tomographic image data, and the position thereof is stored in the three-dimensional processing memory 31.
[0107]
In step S2 shown in FIG. 6, a target tissue such as a tumor is extracted. Specifically, extraction is performed as follows. First, the three-dimensional echo data is read from the three-dimensional data storage device 29 and the tomographic image data is displayed on the image processing monitor 37 as an ultrasonic tomographic image.
[0108]
Then, the pointing device 34 is used to enclose the outline of the region to be extracted by the pointer. Further, this operation is referred to as “No. Repeat for each of 0 to N tomographic image data.
[0109]
This is shown in FIG. As shown in FIG. For the tomographic image data of J (J = 1,..., N), the outline of the target tissue region is surrounded by a pointer.
The extracted position of the target tissue is output to the three-dimensional processing memory 31. In this way, the target tissue is extracted for each tomographic image data, and the position is stored in the three-dimensional processing memory 31.
[0110]
In step S3 shown in FIG. 6, interpolation processing between tomographic image data is performed on each of the vascular vessel extracted in step S1 and the target tissue extracted in step S2, and each three-dimensional model is constructed. FIG. 10 shows a storage format in the three-dimensional processing memory 31 at this time. Specifically, the processing is as follows.
[0111]
First, one three-dimensional data space having (x, y, z) as coordinates is prepared in the three-dimensional processing memory 31 for each of the blood vessel and the target tissue. For example, in the three-dimensional data space for the vascular vessel, the component (pixel) on the (x, y) plane having the z coordinate corresponding to each tomographic image data exists at a position corresponding to the vascular vessel. For example, blue is assigned to the pixel as data.
[0112]
The pixels in other areas are colorless. As shown in FIG. 5, this is possible because each tomographic image data has the z-axis aligned as a normal line. In addition, the pixel which exists in the position of the vascular vessel which the thing painted out black among the pixels shown by the square in FIG. 10 is shown.
[0113]
Next, interpolation processing is performed between pixels to which colors are assigned by a known method. Note that FIG. 10 shows a case where interpolation is performed by adding another interpolated plane between tomographic image data.
[0114]
As described in the case of a vascular vessel, the same processing is applied to the three-dimensional data space for the tissue of interest. At this time, the color assigned as data to the pixel is, for example, red.
In this way, the modeled vessel is stored in the three-dimensional data space for the vessel in the three-dimensional processing memory 31, and the modeled tissue is stored in the three-dimensional data space for the target tissue.
[0115]
In step S4 shown in FIG. 6, the extracted vessel and target tissue are combined into one three-dimensional data space. Specifically, the processing is as follows.
First, another three-dimensional data space is prepared in the three-dimensional processing memory 31. Then, data is added between pixels having the same coordinates (x, y, z) in the two three-dimensional data spaces for the vessel and the tissue of interest.
[0116]
When adding a colorless pixel and a red pixel, or a colorless pixel and a blue pixel, red or blue is used as an addition value. In addition, when adding the red pixel and the blue pixel, priority is given to red, and red is set as an addition value.
In this way, the blood vessel and the tissue of interest are synthesized into one three-dimensional data space and modeled.
[0117]
In step S5 shown in FIG. 6, a three-dimensional process of a known method such as shadow removal, shadow addition, coordinate transformation, etc. is performed on the synthesized vessel and target tissue to construct a three-dimensional image shown in FIG.
In step S <b> 6 shown in FIG. 6, this three-dimensional image is displayed on the image processing monitor 37.
[0118]
Thus, in the present embodiment, the arithmetic processor 30 and the pointing device 34 are the first vascular extraction means, the tissue extraction means, the three-dimensional processing means, and the extraction start point setting means, and the drive unit 11 is the drive means. The flexible shaft 5 functions as a drive transmission member, and the reversal position marker members 7 and 8 function as indices indicating the range of advancement and retraction of the ultrasonic transducer 6.
[0119]
The present embodiment has the following effects.
In the present embodiment, the blood vessel and the tissue of interest are extracted from the three-dimensional echo data including echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject by the arithmetic processor 30 and the pointing device 34. In addition, since the three-dimensional image is constructed by synthesizing the blood vessel and the tissue of interest, the positional relationship between the blood vessel where movement information is difficult to obtain and the tissue of interest can be grasped.
[0120]
Therefore, for example, it is possible to grasp how much the tumor has spread around the vascular where movement information is difficult to obtain, and for example, it is possible to provide important information when determining the resection range by surgery.
[0121]
In the present embodiment, since a three-dimensional image is constructed by color-combining the extracted vessel and the target tissue, it is easy to visually distinguish the vessel and the target tissue.
[0122]
In the present embodiment, the reversal position marker members 10A and 10B provided on the drive transmission member are moved forward and backward through the translucent flexible sheath 7 and the translucent outer sheath 9 covering the flexible sheath 7. Since the range is configured, the user can observe the ultrasonic transducer 6 and the inverted position marker members 10A and 10B well from the optical observation system of the endoscope, for example, at the start of the spiral scan, and the advance / retreat position. By grasping a, b, and c, it is possible to know the end portion of the spiral scan.
Therefore, it is possible to increase the reliability when acquiring the echo signal from the tissue of interest as the three-dimensional echo data, and to shorten the examination time.
[0123]
Further, in the present embodiment, since the reversal position marker members 10A and 10B are configured to have an annular shape, when there are bubbles inside the flexible sheath 7, the reversal position marker members 10A and 10B have air bubbles. It functions as a bubble trap so that it does not come to the ultrasonic transducer 6 side, and since ultrasonic waves and echoes transmitted and received from the ultrasonic transducer 6 are not disturbed by the bubbles, good tomographic image data can be obtained. .
[0124]
(Modification)
In the first embodiment, the outer shaft 9 is configured such that the flexible shaft 5, the ultrasonic transducer 6, and the flexible sheath 7 are advanced and retracted. The child 6 may be configured to retreat. If comprised in this way, the outer sheath 9 is unnecessary.
[0125]
In the present embodiment, after the tomographic image data is smoothed in step S12, a scan line is radiated in step S16, and a point having a change in luminance value on the scan line is recognized as a vascular wall. The tomographic image data may be binarized after step S12. In this way, the vascular wall can be recognized more clearly.
[0126]
In this embodiment, the image number No. Although 0 tomographic image data is displayed on the image processing monitor 37 as an ultrasonic tomographic image and an offset circle and an extraction start point are set, this may be performed on other tomographic image data.
[0127]
Further, in the present embodiment, a vascular α other than a blood vessel is extracted as a vascular vessel. However, in step S15 shown in FIG. 7, the extraction start point is set on the vascular (blood vessel) β shown in FIG. The vascular (blood vessel) β may be extracted by this method.
[0128]
Further, in the present embodiment, the target tissue is extracted from the three-dimensional echo data by using the pointing device 34 and enclosing the outline of the region to be extracted by the pointer. However, this extraction method may be any known method. . For example, you may make it obtain | require by the texture pattern which tomographic image data has.
[0129]
In addition, the name of a doctor who is a user may be input from the operation terminal 33 or the like, and various parameters that need to be set in processing performed by the arithmetic processing processor 30 may be changed based on the name. These various parameters include, for example, an orientation when displaying a three-dimensional image, an amount of light when a shadow is added, and a threshold value when extracting a point where the luminance value greatly increases for vessel extraction described in step S16. Etc.
[0130]
With this configuration, it is possible to simplify the setting of the apparatus even when the setting differs according to the user's preference. In this case, the operation terminal 33 functions as a user identification unit.
[0131]
In addition, a motor torque adjustment knob that adjusts the torque when the stepping motor 20 rotates may be provided in the drive unit 11. At this time, the motor torque adjustment knob is used to adjust the torque by changing the current flowing in the drive circuit (not shown) of the stepping motor 20.
[0132]
In general, the stepping motor 20 does not rotate when a force greater than a certain force corresponding to the amount of current flowing through the drive circuit is applied. Therefore, by configuring in this way, the constant force can be easily adjusted. For example, the flexible shaft 5 and the ultrasonic transducer 6 are forcibly advanced and retracted even if the ultrasonic probe 2 is sandwiched between anything. Therefore, the ultrasonic probe 2 can be prevented from being broken.
[0133]
In addition, the variation in the constant force of each stepping motor can be easily adjusted at the time of factory shipment. Further, for example, when inserting the ultrasonic probe 2 from the mouth, the torque is weakened at a less curved portion such as the esophagus, and the torque is slightly increased at a curved portion such as the duodenum, pancreatic duct, bile duct, etc. The torque can be adjusted according to the examination site.
[0134]
(Second Embodiment)
FIGS. 12 and 13 relate to the second embodiment of the present invention. FIG. 12 is a flowchart showing a series of processing contents performed by the arithmetic processor 30 in the second embodiment of the present invention. FIG. The three-dimensional image displayed on the process monitor 37 is shown. The hardware configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and the processing program is different, so that it will be omitted.
[0135]
The operation of this embodiment will be described below.
In the present embodiment, a series of processes performed by the arithmetic processor 30 is different from the first embodiment. Therefore, only different parts will be described.
FIG. 12 is a diagram for explaining a series of processes performed by the arithmetic processor 30. Each process shown in FIG. 12 is the same as the process of the same number shown in FIG. 6 described in the first embodiment.
[0136]
In step S1 shown in FIG. 12, the blood vessel α shown in FIG. 8 is extracted by the method described in the first embodiment.
In step S1 ′ shown in FIG. 12, the blood vessel (blood vessel) β shown in FIG. 8 is extracted by the method described in the first embodiment. Actually, the extraction start point may be set on the blood vessel (blood vessel) β in step S15 of step S1.
[0137]
In step S3 shown in FIG. 12, by the method described in the first embodiment, interpolation processing between tomographic image data is performed on each of the vessel extracted in step S1 and the vessel extracted in step S1 ′. To construct each three-dimensional model.
Other operations are the same as those in the first embodiment.
[0138]
When operated in this way, the complicated running relationship between the vascular α and the vascular β as shown in FIG. 13 is displayed on the image processing monitor 37 as a three-dimensional image color-coded with blue and red, for example. The
[0139]
The present embodiment has the following effects.
In the present embodiment, a three-dimensional image in which a plurality of vessels are extracted from three-dimensional echo data composed of echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a three-dimensional space of a subject and a plurality of vessels are synthesized. Therefore, it is possible to grasp the positional relationship between a vessel where movement information is difficult to obtain and another vessel such as a blood vessel.
[0140]
Further, in the present embodiment, since a three-dimensional image in which a plurality of extracted vessels are color-coded and synthesized is constructed, the vessels can be easily distinguished visually.
Other effects are the same as those of the first embodiment.
[0141]
(Modification)
In the present embodiment, the two vessels of vessel α and vessel (blood vessel) β are extracted. However, the processing described in step S1 and step S1 ′ is repeated to extract more vessels. May be.
[0142]
(Third embodiment)
14 and 15 are related to the third embodiment of the present invention. FIG. 14 is a flowchart showing a series of processing contents performed by the arithmetic processor in the third embodiment of the present invention. FIG. 3 shows a three-dimensional image displayed on a processing monitor.
[0143]
The hardware configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and the contents of the program to be processed are different and will be omitted.
Next, the operation of this embodiment will be described.
This embodiment is different from the second embodiment in a series of processes performed by the arithmetic processor 30. Therefore, only different parts will be described.
[0144]
FIG. 14 is a diagram for explaining a series of processes performed by the arithmetic processor 30. Each process shown in FIG. 14 has the same contents as the processes of the same numbers shown in FIGS. 6 and 12 described in the first embodiment and the second embodiment.
[0145]
In the first embodiment, a plurality of blood vessels α and β are extracted including the blood vessel α and the target tissue, and in the second embodiment, including the blood vessels (blood vessels) β. A target tissue is extracted by the method described in the first embodiment, and a three-dimensional image in which a plurality of vessels α and β and the target tissue are synthesized by the method described in the second embodiment is constructed. ing.
[0146]
Note that different colors (for example, blue, yellow, and red) are assigned to the vessel α, the vessel β, and the target tissue, respectively.
[0147]
Other operations are the same as those of the second embodiment.
[0148]
When processed in this way, as shown in FIG. 15, the complex positional relationships of the target tissue such as vascular α, vascular (blood vessel) β, and tumor in FIG. 8 are assigned, for example, blue, yellow, and red colors, respectively. And displayed on the image processing monitor 37 as a three-dimensional image color-coded.
[0149]
The present embodiment has the following effects.
In the present embodiment, a plurality of vessels and a tissue of interest are extracted from three-dimensional echo data composed of echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the subject's three-dimensional space, and extracted from the three-dimensional echo data. Since a three-dimensional image is constructed by synthesizing a plurality of vessels and a target tissue, it is possible to grasp the positional relationship between a vessel where movement information is difficult to obtain and another vessel such as a blood vessel.
[0150]
In addition, it is possible to grasp the positional relationship between a vessel in which movement information is difficult to obtain, a target tissue, and another vessel. Therefore, for example, it is possible to discriminate whether or not a tumor generated from a vessel where movement information is difficult to obtain has reached a blood vessel or another vessel.
[0151]
Further, in the present embodiment, since a plurality of extracted vessels including blood vessels are constructed so as to construct a three-dimensional image synthesized by color-coding the vessels and the target tissue, the vessels, the vessels and the target tissue are configured. And can be easily distinguished visually.
[0152]
Other effects are the same as those of the first embodiment and the second embodiment.
[0153]
(Fourth embodiment)
16 to 19 relate to the fourth embodiment, FIG. 16 shows the configuration of the ultrasonic probe and the drive unit in the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 17 shows the fourth embodiment of the present invention. FIG. 18 schematically shows a plurality of tomographic image data obtained by the transducer array, and FIG. 19 shows a series of processing contents performed by the arithmetic processing processor. .
[0154]
Only parts different from the first embodiment will be described.
FIG. 16 is a diagram illustrating the configuration of the distal end portion of the ultrasonic probe 2 that performs spiral scanning and the drive unit 11 that drives the ultrasonic probe 2 of the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to the present embodiment. A transducer array 49 in which a plurality of ultrasonic transducers are linearly arranged in parallel is provided at the tip of the flexible shaft 5.
[0155]
The flexible shaft 5 and the transducer array 49 are inserted into a cylindrical flexible sheath 7. The flexible sheath 7 is filled with a fluid medium 8 such as water, and the fluid medium 8 functions as a lubricant and an ultrasonic transmission medium.
[0156]
The rear end of the flexible shaft 5 is connected to the rotating shaft of the DC motor 12. The flexible sheath 7 is connected to the frame 14 in the drive unit 11. The rotation of the DC motor 12 is transmitted to the rotary encoder 17 via, for example, a gear 16 that meshes at a gear ratio of 1: 1, and the rotational position signal of the ultrasonic transducer 6 is output from the rotary encoder 17.
[0157]
FIG. 17 is a diagram illustrating configurations of the ultrasonic observation unit 3 and the image processing unit 4 of the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to the present embodiment. The ultrasonic observation unit 3 transmits and receives ultrasonic waves and displays a real-time CFM (color flow mapping) image. The image processing unit 4 displays a three-dimensional image based on echo data obtained by the ultrasonic observation unit 3. Image processing for
[0158]
The ultrasonic observation unit 3 transmits and receives electrical pulses with delay to each ultrasonic transducer constituting the transducer array 49 so that the transducer array 49 transmits and receives ultrasonic waves, and amplifies the received pulses. The transmission / reception unit 21, the B-mode image creation unit 50 that creates tomographic image data from the intensity of the echo signal amplified by the transmission / reception unit 21, and the ultrasonic wave of a plurality of times in the same direction of the transducer array 49 by the transmission / reception unit 21 A blood flow image creation unit 51 that creates blood flow image data by a known method from movement information due to the Doppler phenomenon of blood cells obtained by transmission and reception, and tomographic image data and blood flow image data are superimposed on CFM image data. The mixer 52 to be combined, the D / A converter 24 for converting the CFM image data output from the mixer 52 into an analog signal, and the output image signal from the D / A converter 24 are input to obtain tomographic image data in real time. Control of the observation monitor 25 that displays the CFM image with the blood flow image data superimposed on it, the drive unit 11, the transmission / reception unit 21, the B-mode image creation unit 50, the blood flow image creation unit 51, the mixer 52, and the like. And a system controller 26 to perform.
[0159]
The B-mode image creation unit 50 detects the envelope of the echo signal amplified by the transmission / reception unit 21, amplifies the signal by various methods such as logarithmic amplification, and performs A / D conversion to digital echo data. 53, a frame memory 22-a for storing echo data necessary for constructing one tomographic image, and the echo data stored in the frame memory 22-a are interpolated to obtain a horizontal displacement x and a vertical direction. DSC23-a for converting to tomographic image data expressed in a rectangular coordinate format represented by the displacement y format.
[0160]
In addition, the blood flow image creation unit 51 inspects the phase of each amplified echo signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves in the same direction of the transducer array 49 by the transmission / reception unit 21 and moves relatively slowly. Removes unnecessary signal components from the body and constructs a single blood flow image with a Doppler detection calculation unit 54 that calculates Doppler data including information such as average speed, variance, and power at each point in the operating range The frame memory 22-b for storing the Doppler data necessary to perform the interpolation, the Doppler data stored in the frame memory 22-b is interpolated, and the orthogonality is expressed in the form of the displacement x in the horizontal direction and the displacement y in the vertical direction. DSC23-b which converts into blood flow image data expressed in a coordinate format.
[0161]
The configuration of the image processing unit 4 is the same as that of the first embodiment.
Next, the operation of this embodiment will be described.
Hereinafter, the operation of the ultrasonic probe 2 and the drive unit 11 will be described.
[0162]
When performing ultrasonic observation, the ultrasonic probe 2 is inserted into the body cavity. The transmitter / receiver 21 transmits an electrical pulse to several adjacent ultrasonic transducers constituting the transducer array 49 to form an ultrasonic beam.
[0163]
In this way, the ultrasonic wave is transmitted in a direction perpendicular to the axial direction (longitudinal direction) of the ultrasonic probe 2 and the reflected ultrasonic wave (echo signal) reflected by the changing portion of the acoustic impedance is received.
[0164]
The transmitter / receiver 21 drives the ultrasonic transducer so that the transducer array 49 repeats the transmission / reception of the ultrasonic wave a plurality of times in the same direction in order to obtain blood flow movement information. Further, the transmission / reception unit 21 shifts the driving ultrasonic transducer to shift transmission / reception of the ultrasonic beam in the direction of the arrow in FIG. That is, the transducer array 49 scans linearly in the direction of the insertion axis of the ultrasonic probe 2.
[0165]
Further, the system controller 26 rotates the rotating shaft of the DC motor 12 and the flexible shaft 5 in the direction of the arrow in FIG. Then, the transducer array 49 attached to the tip of the flexible shaft 5 rotates. That is, the transducer array 49 scans in a radial shape.
[0166]
Thus, an echo signal for the three-dimensional region of the subject is obtained by combining the linear scan and the radial scan.
Hereinafter, operations of the ultrasonic observation unit 3 and the image processing unit 4 will be described.
[0167]
The echo signal obtained by the ultrasonic probe 2 is amplified by the transmission / reception unit 21 and input to the B-mode image creation unit 50 and the blood flow image creation unit 51.
In the B-mode image creation unit 50, the amplified echo signal is detected by the B-mode detection unit 53 for the envelope as intensity, amplified by various methods such as logarithmic amplification, and converted into digital echo data as A / D Converted.
[0168]
The echo data necessary to construct one ultrasonic tomographic image is stored in the frame memory 22-a. Thereafter, the echo data stored in the frame memory 22-a is interpolated by the DSC 23-a, and is converted into tomographic image data expressed in the orthogonal coordinate format expressed in the form of the horizontal displacement x and the vertical displacement y. It is converted and output to the mixer 52.
[0169]
In the blood flow image creation unit 51, the phase of each amplified echo signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves in the same direction of the transducer array 49 is detected by the Doppler detection calculation unit 54 and compared. Unnecessary signal components from slow moving objects are removed.
[0170]
Then, only the frequency shift due to the Doppler phenomenon of blood cells is extracted, and Doppler data including information such as the average velocity, dispersion, and power of each point in the scanning range is calculated. The top data necessary for constructing one blood flow image is stored in the frame memory 22-b.
[0171]
The Doppler data stored in the frame memory 22-b is interpolated by the DSC 23-b and converted into blood flow image data expressed in the orthogonal coordinate format expressed in the form of the horizontal displacement x and the vertical displacement y. And output to the mixer 52.
[0172]
The tomographic image data and blood flow image data input to the mixer 52 are superimposed and synthesized with CFM (color flow mapping) image data. The CFM image data output from the mixer 52 is converted into an analog signal by the D / A converter 24.
[0173]
The output image signal of the D / A converter 24 is displayed on the observation monitor 25 as a real-time CFM image. The CFM image displayed here is a linear CFM image obtained by linear scanning of the transducer array 49.
[0174]
Furthermore, by repeating this operation as the transducer array 49 rotates, a plurality of continuous CFM images are sequentially displayed on the observation monitor 25.
[0175]
On the other hand, blood flow image data as tomographic image data is sent to the image processing unit 4 from the subsequent stage of the DSC 23-a and 23-b together with auxiliary data such as the size, each tomographic image data, and the angle between each blood flow image data. .
[0176]
Thus, blood flow image data, that is, three-dimensional echo data and three-dimensional Doppler data are sent to the image processing unit 4 as a plurality of continuous tomographic image data shown in FIG. The three-dimensional echo data and the three-dimensional Doppler data are stored in the three-dimensional data storage device 29.
[0177]
The three-dimensional echo data and the three-dimensional Doppler data stored in the three-dimensional data storage device 29 are extracted from the three-dimensional echo data by using the arithmetic processor 30 to extract a vessel other than blood vessels and a target tissue from the three-dimensional Doppler data. Is extracted. Various image processing such as synthesis, hidden surface removal, shadow addition, and coordinate conversion are performed.
[0178]
The processing result of the arithmetic processor 30 is stored in the three-dimensional processing memory 31 as three-dimensional image data. Details of the processing performed by the arithmetic processor 30 will be described later.
[0179]
The three-dimensional image data is sent to the frame buffer 35, temporarily stored, and sent to the image processing monitor 37 via the D / A converter 36. Thereafter, a three-dimensional image is displayed on the image processing monitor 37.
[0180]
The various image processing processes by the arithmetic processor 30 are controlled by the CPU 27.
Hereinafter, details of processing performed mainly by the arithmetic processing processor 30 will be described.
[0181]
FIG. 19 is a diagram for explaining a series of processes performed by the arithmetic processor 30. Each process shown in FIG. 19 is the same as the process of the same number shown in FIG. 6 described in the first embodiment.
[0182]
In step S1 shown in FIG. 19, a blood vessel is extracted from the three-dimensional echo data by the method described in the first embodiment.
In step S2 shown in FIG. 19, the target tissue is extracted from the three-dimensional echo data by the method described in the first embodiment.
[0183]
In step S7 shown in FIG. 19, blood vessels are extracted from the three-dimensional Doppler data. Specifically, threshold processing is performed on each blood flow image data, and blood cells, that is, portions where the frequency shift due to blood flow is large are extracted as blood vessels.
[0184]
In step S8 shown in FIG. 19, interpolation processing between tomographic image data and blood flow image data is performed on each of the blood vessel extracted in step S1, the target tissue extracted in step S2, and the blood vessel extracted in step S7. To construct each three-dimensional model. Specifically, the processing is as follows.
[0185]
First, one three-dimensional data space having (x, y, z) as coordinates is prepared in the three-dimensional processing memory 31 for each of the blood vessel, the target tissue, and the blood vessel. Then, for example, in the three-dimensional data space for the vascular vessel, blue is assigned as data to a pixel existing at a position corresponding to the vascular vessel extracted in each tomographic image data. The pixels in other areas are colorless.
[0186]
Next, interpolation processing is performed between pixels assigned colors by a known method.
The same processing is performed on the three-dimensional data space for the target tissue. At this time, the color assigned to the pixel as data is red.
Further, the same processing is applied to the three-dimensional data space for blood vessels. At this time, the color assigned to the pixel as data is yellow.
[0187]
In this way, the modeled vessel is stored in the three-dimensional data space for the vessel in the three-dimensional processing memory 31, and the modeled tissue is stored in the three-dimensional data space for the target tissue. The modeled blood vessel is stored in the three-dimensional data space.
[0188]
In step S4 shown in FIG. 19, the extracted vessel, target tissue, and blood vessel are combined into one three-dimensional data space by the method described in the first embodiment.
Other operations are the same as those in the first embodiment.
[0189]
When operated in this way, as shown in FIG. 15, the complex relationship between blood vessels including blood vessels, and the positional relationship between the blood vessels and the tissue of interest are displayed on the image processing monitor 37 as a color-coded three-dimensional image. .
Thus, in the present embodiment, the arithmetic processor 30 functions as a second vascular extraction means.
[0190]
The present embodiment has the following effects.
In the present embodiment, a vascular vessel and a target tissue are extracted from 3D echo data composed of echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the 3D space of the subject, and the ultrasound is transmitted to the 3D space of the subject. Vessels (blood vessels) were extracted from 3D Doppler data consisting of movement information of moving bodies obtained by sending and receiving sound waves, and extracted from the vessel, target tissue and 3D Doppler data extracted from 3D echo data Since it is configured to construct a three-dimensional image synthesized with a vessel, it is possible to grasp the positional relationship between a vessel where movement information is difficult to obtain and another vessel such as a blood vessel.
[0191]
In addition, it is possible to grasp the positional relationship between a vessel in which movement information is difficult to obtain, a target tissue, and a blood vessel. Therefore, for example, it is possible to distinguish whether or not a tumor generated from a vessel in which movement information is difficult to obtain has reached the blood vessel.
[0192]
Further, in the present embodiment, since a plurality of extracted vessels including blood vessels are constructed so as to construct a three-dimensional image synthesized by color-coding the vessels and the target tissue, the vessels, the vessels and the target tissue are configured. And can be easily distinguished visually.
Other effects are the same as those of the first embodiment.
[0193]
(Modification)
In the present embodiment, the transducer array 49 in which the ultrasonic transducers are linearly arranged is used. However, the ultrasonic transducer array is provided with a fan-shaped curve, and a transducer array generally called a convex is also used. good. The arrangement shape of the ultrasonic transducers constituting the transducer array 49 is not limited to these examples.
[0194]
(Fifth embodiment)
20 to 25 relate to the fifth embodiment. FIG. 20 is a flowchart showing a series of processing contents performed by the arithmetic processing processor in the fifth embodiment of the present invention. FIG. FIG. 22 shows the finally constructed three-dimensional image, FIG. 23 shows an explanatory diagram of processing for recognizing the wall of the vessel α, and FIG. FIG. 25 shows a three-dimensional image in another modified example, and FIG. 25 shows a three-dimensional image in another modified example.
[0195]
The hardware configuration of the present embodiment is the same as that of the third embodiment, and only the program to be processed is different, and will be omitted.
Next, the operation of this embodiment will be described.
[0196]
This embodiment is different from the third embodiment in a series of processes performed by the arithmetic processor 30. Therefore, only different parts will be described.
In the third embodiment, the target tissue and a plurality of vessels are extracted, and a three-dimensional image in which a plurality of vessels and the target tissue are combined is constructed. However, in the present embodiment, Furthermore, a three-dimensional image is constructed by synthesizing an ultrasonic tomographic image (hereinafter simply referred to as “cross section”) having a gradation of three-dimensional echo data.
[0197]
FIG. 20 is a diagram for explaining a series of processes performed by the arithmetic processor 30. Each process shown in FIG. 20 has the same contents as the process of the same number shown in FIG. 14 described in the third embodiment.
[0198]
In step S9 shown in FIG. 20, the position of the cross section to be synthesized is set. Specifically, it operates as follows.
[0199]
First, three-dimensional echo data is read from the three-dimensional data storage device 29. Then, the three-dimensional echo data is subjected to processing such as interpolation, and the four cross sections shown in FIG. 21 are constructed and displayed on the image processing monitor 37. At this time, an offset circle may be set and multiple echoes may be removed by the method described in the first embodiment.
[0200]
FIG. 21 shows four cross-section candidates to be combined with the three-dimensional image displayed on the image processing monitor 37. Here, vascular α and vascular (blood vessel) β to be extracted are shown, and a tissue of interest such as a tumor is shown as a satin pattern portion.
[0201]
Note that FIG. 22 shows a three-dimensional image that is finally constructed by appropriately setting the cross section, and cross sections A, B, C, and D in FIG. 21 are cross sections A, B, and C in FIG. It corresponds to C and D.
[0202]
That is, the cross section C is perpendicular to the cross sections A and D and includes the cutting line + shown in FIG. 21, and the cross section B similarly includes the cutting line x shown in FIG. The section A is perpendicular to the sections B and C and includes the section line Δ shown in FIG. 21, and the section D similarly includes the section line □ shown in FIG.
[0203]
In FIG. 22, since the z axis is set as the insertion axis of the ultrasonic probe 2, the cross sections A and D perpendicular to the z axis and parallel to each other are radial surfaces, and the cross sections B and C parallel to the z axis are linear surfaces. Set as.
[0204]
In this case, the cross section A is referred to as a radial surface as a front surface of the radial scan, and the cross section D is referred to as a radial surface after the radial scan. Further, as shown in FIG. 22, the cross section B is described as linear horizontal and the cross section C as linear upper, corresponding to the case where the y-axis is set upward and three-dimensional display is performed.
[0205]
By the way, since the z-axis shown in FIG. 22 is set in the same direction as the z-axis shown in FIG. 5, the only section that must be newly constructed in step S9 is a linear surface, and a plurality of radial surfaces are continuous. Just select from the tomographic image data.
[0206]
These cutting lines +, ×, Δ, □ can be arbitrarily set. In practice, as indicated by the arrows in the linear horizontal cross section of FIG. 21, a pointer 43 that can be freely moved in the screen by the control of the pointing device 34 is set on the +, X, Δ, and □ marks on the screen. This is done by moving this mark.
[0207]
Further, the cross section before and after the radial can be rotated around the center O of the cross section at an arbitrary angle. Actually, the pointer 43 is set and moved on the radial surface as indicated by the arrow in the cross section before radial in FIG.
[0208]
When the cutting line moves, that is, when the linear surface moves, or when the radial surface rotates, all cross sections are updated in conjunction with this. The pointer is set and the setting is canceled by a known method such as clicking a button (not shown) provided on the pointing device 34.
In this way, the position of the cross section shown in FIG. 22 is arbitrarily set.
[0209]
In step S10 shown in FIG. 20, the vessel α shown in FIG. 21 is extracted. Specifically, processing is performed as follows. In the method described in the first embodiment, the extraction start point is set in the cross section before the radial, the scan line is radiated radially from this point at an equal angle, and the luminance value changes on the scan line. The point is recognized as the wall of vascular α.
[0210]
Here, the extraction start point is set to the center O. Here, among the quadrants divided by the cutting lines + and x, the scan line is radiated only to the quadrant that is diagonal to the extraction start point.
[0211]
In FIG. 21, since there is an extraction start point in the upper right quadrant, the wall of the extracted vessel α automatically becomes only the portion in the lower left quadrant of FIG. FIG. 23 shows this state. Then, the extracted position of the vascular wall is output to the three-dimensional processing memory 31.
[0212]
Furthermore, this is repeated from tomographic image data corresponding to the cross section before radial to tomographic image data corresponding to the cross section after radial. However, the extraction start point at the time of repetition is fixed at the point set in the cross section before the radial (in this case, the center O).
In step S1 ′ shown in FIG. 20, vascular β shown in FIG. 21 is extracted by the method described in the first embodiment.
In step 2 shown in FIG. 20, the target tissue shown in FIG. 21 is extracted by the method described in the first embodiment.
In step S21 shown in FIG. 20, in the method described in the first embodiment, a portion in the lower left quadrant of the cross section A of FIG. A portion below the cutting line + between □ and □, a portion of the cross section C between the cutting line Δ and □, and a portion on the left side of the cutting line ×, a portion of the cross section D other than the lower left quadrant, and a step A portion in the lower left quadrant sandwiched between the cutting lines Δ and □ of the vascular α extracted in S10, a portion of the vascular β extracted in step S1 ′ between the cutting lines Δ and □, Interpolation processing between tomographic image data is performed on each of the portions in the lower left quadrant sandwiched between the cutting lines Δ and □ of the tissue of interest extracted in step S2, and each three-dimensional model is constructed.
[0213]
Note that gradations from white to black reflecting echo data are assigned as data to the pixels present at the position of the cross section. For example, blue, yellow, and red are assigned as data to the pixels existing at the position of the vessel α, the vessel β, and the target tissue, respectively.
[0214]
In step S22 shown in FIG. 20, the cross-section where the position is set, the extracted vessel α, vessel β, and target tissue are combined into one three-dimensional data space. Note that only the surface of the vascular α is synthesized, and the cross sections A, B, and C are synthesized excluding the inside of the vascular α.
Other operations are the same as those of the second embodiment.
[0215]
When operated in this way, as shown in FIG. 22, the complex positional relationships of the tissue of interest such as vascular α, vascular β, and tumor are assigned colors such as blue, yellow, and red, respectively, and are color-coded from each other. In addition to being displayed on the image processing monitor 37 as a three-dimensional image, a section to which the gradation of echo data is assigned is also displayed at the same time.
[0216]
As described above, in this embodiment, the arithmetic processor 30 and the pointing device 34 function as a cross-section setting unit.
The present embodiment has the following effects.
[0217]
In the present embodiment, the position of the cross section having the gradation of the three-dimensional echo data is set in the three-dimensional echo data by the arithmetic processor 30 and the pointing device 34, and the cross section and the extracted vessel are extracted. Since it is configured to construct a three-dimensional image synthesized with the focused tissue, the portion other than the extracted tissue and the vessel can be observed on the cross section, and the positional relationship with the extracted portion can be easily grasped. . Further, diagnosis can be performed by the gradation of echo data on a two-dimensional cross section.
[0218]
In the present embodiment, the extraction necessary for constructing a three-dimensional image by extracting a scan line only within an extraction range determined by the position of the extraction start point and the positions of a plurality of cross sections. Since the configuration is limited to the range, the processing can be performed at a higher speed than the method of extending the scan line around the entire circumference of the blood vessel. Other effects are the same as those of the third embodiment.
[0219]
(Modification)
In this embodiment, the blood vessel (blood vessel) β is extracted from the three-dimensional echo data. However, a method of extracting from the three-dimensional topler data as described in the fourth embodiment may be used.
[0220]
In the present embodiment, a plurality of cross sections and extracted vessels and target tissue are synthesized. However, only one cross section is set and synthesized into a three-dimensional image as shown in FIG. May be displayed on the display surface 37a.
[0221]
Further, as shown in FIG. 25, a three-dimensional image is constructed by combining the index indicating the position of the set cross section, the extracted vessel, and the extracted tissue of interest by the arithmetic processor 30 and the pointing device 34. The three-dimensional image and the cross section may be displayed simultaneously on the display surface 37a of the image processing monitor 37.
[0222]
With this configuration, the cross-section is not inclined as shown in FIG. 24, and the observation can be performed with the same feeling as in observation with a normal ultrasonic tomographic image. In this case, the image processing monitor 37 functions as a display unit.
[0223]
In this embodiment, the extraction start point is set at the center O in step S10. However, if the position is always on the vessel α on the tomographic image data for performing the processing for extracting the vessel α. It doesn't matter anywhere.
[0224]
(Sixth embodiment)
FIGS. 26 and 27 relate to the sixth embodiment of the present invention, FIG. 26 shows the structure of the tip of the flexible shaft in the ultrasonic probe in the sixth embodiment of the present invention, and FIG. The configuration of the sound wave observation unit is shown in a block diagram.
[0225]
Only parts different from the first embodiment will be described.
[0226]
FIG. 26 is a diagram illustrating the configuration of the distal end portion of the flexible shaft 5 in the ultrasonic probe 2 that performs spiral scanning of the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to the present embodiment. In the present embodiment, the two ultrasonic transducers 6-c and 6-d are provided so as to be shifted so that the transmission / reception surfaces when transmitting / receiving ultrasonic waves by radial scanning are separated by a distance δ / 2 in parallel. ing. Further, the ultrasonic transducers 6-c and 6-d are attached to the sides where the ultrasonic wave transmitting / receiving surfaces are 180 ° different from each other.
Note that δ / 2 is half of the advance / retreat width δ when the flexible shaft 5 makes one rotation during the spiral scan.
[0227]
FIG. 27 is a diagram illustrating a configuration of the ultrasonic observation unit 3 of the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to the present embodiment. Corresponding to the ultrasonic transducers 6-c and 6-d, two systems of signal processing circuits of transmission / reception units 21-c, 21-d, frame memories 22-c, 22-d, DSC 23-c, 23-d Is provided. In one of the systems, a rotating unit 55 is provided between the frame memory 22-d and the DSC 23-d.
[0228]
Further, the tomographic image data output from the DSCs 23-c and 23-d is input to the switch 56, and the output to the image processing unit 4 is switched. Further, the rotational position signal from the rotary encoder 17 provided in the drive unit 11 is input to the switch 56.
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0229]
Next, the operation of this embodiment will be described.
The two-system transmission / reception unit 21 drives the ultrasonic transducers 6-c and 6-d in synchronization with the control of the system controller 26. In one of the two systems, echo data output from the transmission / reception unit 21-d is input to the rotation unit 55.
[0230]
Then, the rotation unit 55 performs coordinate conversion on the echo data so as to rotate 180 degrees so that the directions of the tomographic image data output from the DSCs 23-c and 23-d coincide. The two systems of tomographic image data output by the DSCs 23-c and 23-d are switched to the image processing unit 4 and output by the rotation position signal from the rotary encoder 17 that the flexible shaft 5 is rotated 180 °.
Other operations are the same as those in the first embodiment.
[0231]
The present embodiment has the following effects.
In the present embodiment, 1 is obtained from a plurality of continuous tomographic image data obtained by performing a spiral scan by a plurality of ultrasonic transducers 6-c and 6-d provided with different radial scan transmission / reception surfaces. Since three three-dimensional echo data are configured, one tomographic image data can be obtained at intervals of half of the advance / retreat width δ when the flexible shaft 5 rotates once, and one tomogram is obtained at intervals of the advance / retreat width. Compared to the first embodiment for obtaining image data, the resolution is improved by half.
[0232]
Therefore, the resolution in the insertion axis direction of the ultrasonic probe can be improved without increasing the scanning time.
Other effects are the same as those of the first embodiment.
[0233]
(Modification)
In the present embodiment, the two ultrasonic transducers 6-c and 6-d are provided so as to be shifted so that the transmission / reception surfaces when transmitting / receiving ultrasonic waves by radial scanning are separated by a distance δ / 2 in parallel. However, the number of ultrasonic transducers may be any number as long as it is plural, for example, three. When it is desired to reduce the number of ultrasonic transducers to n, the transmission / reception surfaces may be shifted so as to be separated by a distance δ / n in parallel.
If comprised in this way, the space | interval of tomographic image data can be narrowed further and the resolution can be improved.
[0234]
(Seventh embodiment)
FIG. 28 shows processing for determining three-dimensional echo data in consideration of the influence of body movement in the seventh embodiment of the present invention.
Since the configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, it will be omitted.
Next, the operation of this embodiment will be described.
Only parts different from the first embodiment will be described.
[0235]
In the present embodiment, first, the spiral scan of the ultrasonic transducer 6 is repeated n + 1 times without moving the ultrasonic probe 2. Then, three-dimensional echo data consisting of a plurality of tomographic image data shown in FIG. 5 is obtained for n + 1 sets of set 0, set 1,..., Set n as shown in FIG. Is remembered.
[0236]
The arithmetic processor 30 corrects blurring between tomographic images due to body movement before extracting a vessel or a tissue of interest and constructing a three-dimensional image. Specifically, the processing is as follows. First, tomographic image data having the same image number from each set is compared, and tomographic image data when body motion occurs is extracted. The image number of the extracted tomographic image data is No. as shown in FIG. K. In this case, there are n + 1 pieces of image data.
[0237]
The ultrasonic transducer 6 should spiral scan the same part of the subject. The tomographic image data of K should be the same if there is no influence by body movement.
[0238]
Comparison between tomographic image data and extraction of tomographic image data when body motion occurs are performed by comparing the gradation of the echo data at the comparison point provided at the same position in the tomographic image data, that is, the luminance value.
[0239]
Specifically, the average value of the luminance values at all the comparison points is obtained, and the tomographic image data in which the luminance value at the comparison point is greatly different from other tomographic image data, exceeding a preset threshold value, It is regarded as tomographic image data when body movement occurs.
[0240]
Next, the average value of the luminance values of the comparison points is calculated again, except for the tomographic image data when the body movement occurs. In this way, an average value can be calculated from information with less fluctuation.
[0241]
Then, the tomographic image data closest to the average value is obtained as the image No. K representative tomographic image data.
[0242]
The above operation is also applied to tomographic image data of other image numbers, and a plurality of continuous representative tomographic image data are changed to three-dimensional echo data. Then, a 3D image is constructed using the 3D echo data.
[0243]
As described above, in the present embodiment, the three-dimensional data storage device 29 functions as a storage unit, and the arithmetic processor 30 functions as a body movement recognition unit.
[0244]
The present embodiment has the following effects.
[0245]
In the present embodiment, a spiral of an ultrasonic transducer that combines a radial scan in which the ultrasonic transducer rotates about the insertion axis of the ultrasonic probe and a linear scan in which the ultrasonic transducer advances and retreats along the insertion axis. The scan is repeated a plurality of times, the three-dimensional data storage device 29 stores a plurality of sets of continuous tomographic image data obtained by advancing and retreating the ultrasonic probe a plurality of times, and the arithmetic processor 30 stores the three-dimensional data. By comparing the tomographic image data at the same position between a plurality of sets stored in the storage device 29 and recognizing the body movement between the tomographic image data, a plurality of continuous representative tomographic image data in which the body movement is corrected is obtained. Therefore, it is possible to correct blurring between tomographic images due to body motion and obtain good three-dimensional echo data without distortion.
[0246]
Other operations are the same as those in the first embodiment.
[0247]
(Modification)
In this embodiment, the tomographic image data having the brightness value of the comparison point closest to the average value is used as the representative tomographic image data. However, instead of selecting the representative tomographic image data from the specific tomographic image data, a plurality of tomographic images are selected. It may be created by averaging the data.
If comprised in this way, the noise which generate | occur | produces randomly on tomogram data can be suppressed.
[0248]
In this embodiment, since the threshold value used for extracting tomographic image data when body motion occurs is set in advance, the average value and the variance value of the luminance values of the comparison points are calculated. The threshold value may be determined therefrom.
With this configuration, it is possible to set a threshold value in consideration of variations in luminance values.
[0249]
Further, in the present embodiment, the comparison between the tomogram data is performed by comparing the luminance values at the comparison points, and the tomogram data is extracted when the body motion occurs. When it is considered that there is a luminance difference due to noise, the tomographic image data may be smoothed in advance.
[0250]
Further, comparison points may be provided at a plurality of positions, and the luminance values of the comparison points at the same position may be compared separately. Moreover, you may compare the average luminance value of a certain area | region instead of a point. With this configuration, the influence of fluctuations in the tomographic image data such as noise is reduced, and the tomographic image data can be extracted more accurately when body movement occurs.
[0251]
Further, in the present embodiment, a set of a plurality of continuous representative tomographic image data in which body motion is corrected is constituted by excluding tomographic image data in which body motion recognized by the arithmetic processing processor 30 is generated. However, the tomographic image data at the same position may be compared to calculate the two-dimensional correlation function, and the position of the tomographic image data may be corrected by a known method so as to construct the representative tomographic image data. .
[0252]
(Eighth embodiment)
FIG. 29 shows the structure of the distal end side of the ultrasonic probe according to the eighth embodiment of the present invention. The configuration of this embodiment is almost the same as that of the first embodiment, and therefore only different parts will be described.
[0253]
FIG. 29 is a diagram illustrating the configuration of the distal end portion of the ultrasonic probe 2 that performs spiral scanning in the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to the present embodiment. In the present embodiment, a start position marker 57 and reverse position markers 58 and 59 are drawn on the outer sheath 9 instead of the reverse position marker members 10A and 10B described in the first embodiment.
[0254]
The start position marker 57 and the reversal position markers 58 and 59 indicate the ends of the spiral scan of the ultrasonic transducer 6 described in the first embodiment.
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0255]
Thus, in the present embodiment, the start position marker 57 and the reverse position markers 58 and 59 function as an index indicating the advance / retreat range of the ultrasonic transducer 6.
Since the operation of this embodiment is the same as that of the first embodiment, it will be omitted.
[0256]
The present embodiment has the following effects.
In the present embodiment, since the start position marker 57 and the reverse position markers 58 and 59 are drawn on the outer sheath 9 that does not advance or retreat, the start position marker 57 and the reverse position markers 58 and 59 are not only at the start of the spiral scan but also during the spiral scan. However, it is possible to always grasp the advance / retreat positions a, b, c, and to know the end of advance / retreat of the spiral scan.
Other effects are the same as those of the first embodiment.
[0257]
(Modification)
In the present embodiment, the outer shaft 9 is configured such that the flexible shaft 5, the ultrasonic transducer 6, and the flexible sheath 7 are advanced and retracted. The child 6 may be configured to advance and retreat. In this case, the start position marker 57 and the reverse position markers 58 and 59 may be drawn on the flexible sheath 7.
[0258]
[Appendix]
1. An ultrasonic diagnostic imaging apparatus comprising: a first vascular extraction unit that extracts a vascular vessel of a subject; and a three-dimensional processing unit that constructs a three-dimensional image of the vascular vessel extracted by the first vascular extraction unit. In
The first vascular extraction means extracts the blood vessel from three-dimensional echo data composed of echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject, and extracts a target tissue from the three-dimensional echo data. A three-dimensional image obtained by synthesizing the vessel extracted by the first vessel extracting unit and the target tissue extracted by the tissue extracting unit. An ultrasonic diagnostic imaging apparatus characterized by being constructed.
[0259]
2. The three-dimensional processing means constructs a three-dimensional image obtained by color-coding and synthesizing the vessel extracted by the first vessel extraction means and the target tissue extracted by the tissue extraction means; The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to Supplementary Note 1, wherein the ultrasonic diagnostic imaging apparatus is characterized.
[0260]
3. Ultrasound image diagnosis provided with first vascular extraction means for extracting a vascular vessel of a subject and three-dimensional processing means for constructing a three-dimensional image of the vascular vessel extracted by the first vascular extraction means In the device
The first vascular extraction means extracts a plurality of the vascular vessels from three-dimensional echo data comprising echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject, and the three-dimensional processing means An ultrasonic image diagnostic apparatus characterized by constructing a three-dimensional image obtained by synthesizing a plurality of the vessels extracted by the first vessel extracting means.
[0261]
4). The ultrasonic image according to appendix 3, wherein the three-dimensional processing means constructs a three-dimensional image in which a plurality of the vessels extracted by the first vessel extracting means are color-coded and synthesized with each other. Diagnostic device.
[0262]
5. Ultrasound image diagnosis provided with first vascular extraction means for extracting a vascular vessel of a subject and three-dimensional processing means for constructing a three-dimensional image of the vascular vessel extracted by the first vascular extraction means In the device
The first vascular extraction means extracts the vascular vessel from three-dimensional echo data composed of echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject, and Second vessel extraction means for extracting a blood vessel from three-dimensional Doppler data comprising movement information of a moving body obtained by transmitting and receiving sound waves is provided, and the three-dimensional processing means is extracted by the first vessel extraction means. And constructing a three-dimensional image obtained by synthesizing the vascular vessel and the vascular vessel extracted by the second vascular extraction means. 6). The three-dimensional processing means constructs a three-dimensional image obtained by color-coding the vascularity extracted by the first vascular extraction means and the vascularity extracted by the second vascular extraction means. The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to appendix 5, characterized in that.
[0263]
7). Ultrasound image diagnosis provided with first vascular extraction means for extracting a vascular vessel of a subject and three-dimensional processing means for constructing a three-dimensional image of the vascular vessel extracted by the first vascular extraction means In the device
The first vascular extraction means extracts the blood vessel from three-dimensional echo data composed of echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject, and extracts a target tissue from the three-dimensional echo data. A tissue extraction means for extracting a blood vessel, and a second vessel extraction means for extracting a blood vessel from 3D Doppler data consisting of movement information of a moving body obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a 3D space of a subject, The three-dimensional processing means includes the blood vessel extracted by the first blood vessel extracting means, the blood vessel extracted by the second blood vessel extracting means, and the tissue of interest extracted by the tissue extracting means. An ultrasonic diagnostic imaging apparatus characterized by constructing a three-dimensional image obtained by combining the two.
[0264]
8). The three-dimensional processing means includes the blood vessel extracted by the first blood vessel extracting means, the blood vessel extracted by the second blood vessel extracting means, and the tissue of interest extracted by the tissue extracting means. The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to appendix 7, characterized in that a three-dimensional image is constructed by color-combining each other.
[0265]
9. Additional notes 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 characterized in that the first vessel extracting means extracts the vessel based on a luminance difference from the surroundings of the three-dimensional echo data. The ultrasonic diagnostic imaging apparatus described.
[0266]
10. The three-dimensional echo data is composed of a plurality of tomographic image data composed of echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject, and the first vascular extraction means includes a plurality of the tomographic images. Extraction start point setting means for setting an extraction start point on the image data is provided, and a scan line is radially extended from the extraction start point set by the extraction start point setting means on a plurality of the tomographic image data. 10. The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to appendix 9, wherein the vascular wall is extracted by searching the vascular wall.
[0267]
11. In the three-dimensional echo data, there is provided cross-section setting means for setting positions of a plurality of cross-sections having gradations of the three-dimensional echo data, and the first vascular extraction means is set by the extraction start point setting means. The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to appendix 10, wherein the scan line is extended within an extraction range determined by a position of an extraction start point and a plurality of cross-sectional positions set by the cross-section setting means.
[0268]
12 In the three-dimensional echo data, provided is a cross-section setting means for setting the position of a cross-section having the gradation of the three-dimensional echo data, the three-dimensional processing means, the cross-section whose position is set by the cross-section setting means, A three-dimensional image obtained by synthesizing the vessel extracted by the first vessel extracting means and the vessel extracted by the second vessel extracting means or the tissue of interest extracted by the tissue extracting means The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to appendix 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, or 9, characterized in that
[0269]
13. In the three-dimensional echo data, there is provided cross-section setting means for setting the position of a cross section having the gradation of the three-dimensional echo data, and the three-dimensional processing means indicates the position of the cross section set by the cross-section setting means. The index, the vessel extracted by the first vessel extracting unit, and the vessel extracted by the second vessel extracting unit or the target tissue extracted by the tissue extracting unit are synthesized. Appendices 1, 2 characterized in that a display means is provided for constructing a three-dimensional image and displaying the three-dimensional image constructed by synthesizing the index by the three-dimensional processing means and the cross section simultaneously. The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to 3, 4, 5, 6, 7, 8, or 9.
[0270]
14 An ultrasonic probe having an ultrasonic transducer that transmits ultrasonic waves to the subject and receives echoes at the tip; a radial scan in which the ultrasonic transducer rotates about the insertion axis of the ultrasonic probe; and Drive means for driving a spiral scan of the ultrasonic transducer combined with a linear scan in which the ultrasonic transducer advances and retreats along the insertion axis, and a plurality of continuous tomograms from echo signals from the ultrasonic transducer In an ultrasonic diagnostic imaging apparatus for obtaining image data,
A plurality of ultrasonic transducers are provided with different transmission / reception surfaces of the radial scan, and a plurality of continuous tomographic image data obtained by performing the spiral scan by the plurality of ultrasonic transducers. An ultrasonic diagnostic imaging apparatus characterized by comprising one piece of three-dimensional echo data.
[0271]
15. An ultrasonic probe having an ultrasonic transducer that transmits ultrasonic waves to the subject and receives echoes at the tip; a radial scan in which the ultrasonic transducer rotates about the insertion axis of the ultrasonic probe; and Drive means for driving a spiral scan of the ultrasonic transducer combined with a linear scan in which the ultrasonic transducer advances and retreats along the insertion axis, and a plurality of continuous tomograms from echo signals from the ultrasonic transducer In an ultrasonic diagnostic imaging apparatus for obtaining image data,
Storage means for storing the plurality of continuous tomographic image data over a plurality of sets obtained by the drive means repeating the advance and retreat of the ultrasonic probe a plurality of times and obtained by the plurality of advance and retreat of the ultrasonic probe; A body motion recognition unit that compares tomographic image data at the same position between the plurality of sets stored in the storage unit and recognizes a body motion between the tomographic image data is provided, and the body motion is corrected continuously. An ultrasonic diagnostic imaging apparatus comprising a set of representative tomographic image data.
[0272]
16. Item 15. The supplementary note 15, wherein a set of a plurality of continuous representative tomographic image data in which body motion is corrected is configured by excluding tomographic image data in which body motion has been recognized recognized by the body motion recognition means. Ultrasonic diagnostic imaging equipment.
[0273]
17. An ultrasonic probe having an ultrasonic transducer that transmits ultrasonic waves to the subject and receives echoes at the tip; a radial scan in which the ultrasonic transducer rotates about the insertion axis of the ultrasonic probe; and Drive means for driving a spiral scan of the ultrasonic transducer combined with a linear scan in which the ultrasonic transducer advances and retreats along the insertion axis, and a plurality of continuous tomograms from echo signals from the ultrasonic transducer In an ultrasonic diagnostic imaging apparatus for obtaining image data,
An ultrasonic diagnostic imaging apparatus, wherein the ultrasonic probe is provided with an index indicating the range of advancement and retreat.
[0274]
18. A drive transmission member for transmitting a driving force from the drive means to the ultrasonic transducer; a translucent flexible sheath in which the drive transmission member and the ultrasonic transducer are contained; 18. The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to appendix 17, wherein a translucent outer sheath covering the flexible sheath is provided, and the index is provided on the drive transmission member.
[0275]
19. The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to appendix 18, wherein the index is an annular member.
[0276]
(Effects of Supplementary Notes 1-19)
(Effects of Supplementary Notes 1, 2, 9, 10, 11, 12, 13)
In the present invention, the first vascular extraction means extracts a vascular vessel from three-dimensional echo data consisting of echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject. The target tissue is extracted from the two-dimensional echo data, and the three-dimensional processing unit is configured to construct a three-dimensional image in which the vessel extracted by the first vessel extracting unit and the target tissue extracted by the tissue extracting unit are combined. Therefore, it is possible to grasp the positional relationship between the vascular vessel from which movement information is difficult to obtain and the target tissue. Therefore, for example, it is possible to grasp how much the tumor has spread around the vascular where movement information is difficult to obtain, and for example, it is possible to provide important information when determining the resection range by surgery.
[0277]
(Effects of Supplementary Notes 2, 9, 10, 11, 12, 13)
Further, in the present invention, the three-dimensional processing unit is configured to construct a three-dimensional image in which the vessel extracted by the first vessel extracting unit and the target tissue extracted by the tissue extracting unit are color-coded and synthesized. Therefore, it is easy to visually distinguish the vascular vessel from the target tissue. (Effects of Supplementary Notes 3, 4, 9, 10, 11, 12, 13)
In the present invention, the first vessel extracting means extracts a plurality of vessels from 3D echo data consisting of echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the 3D space of the subject. Since the processing means is configured to construct a three-dimensional image obtained by synthesizing a plurality of vessels extracted by the first vessel extracting means, the position of a vessel where movement information is difficult to obtain and other vessels such as blood vessels You can understand the relationship.
[0278]
(Effects of Supplementary Notes 4, 9, 10, 11, 12, 13)
In the present invention, the three-dimensional processing means is configured to construct a three-dimensional image in which a plurality of blood vessels extracted by the first blood vessel extracting means are color-coded to each other. Are easy to distinguish.
[0279]
(Effects of Supplementary Notes 5, 6, 9, 10, 11, 12, 13)
In the present invention, the first vascular extraction means extracts a vascular vessel from three-dimensional echo data including echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject, and the second vascular vessel. The extraction means extracts a vessel from 3D Doppler data consisting of movement information of a moving body obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the 3D space of the subject, and the 3D processing means is obtained by the first vessel extraction means. Since the three-dimensional image is constructed by combining the extracted vessel and the vessel extracted by the second vessel extracting means, the positional relationship between the vessel and the blood vessel where movement information is difficult to obtain is grasped. Can do.
[0280]
(Effects of Supplementary Notes 6, 9, 10, 11, 12, 13)
In the present invention, the three-dimensional processing means generates a three-dimensional image obtained by color-coding the vascularity extracted by the first vascular extraction means and the vascularity extracted by the second vascular extraction means. Since it is configured to construct, it is easy to visually distinguish between vessels.
[0281]
(Effects of Supplementary Notes 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13)
In the present invention, the first vascular extraction means extracts a vascular vessel from three-dimensional echo data consisting of echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject, and the tissue extraction means The tissue of interest is extracted from the three-dimensional echo data, and the second vessel extracting means extracts the vessel from the three-dimensional Doppler data including movement information of the moving body obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject. The three-dimensional processing means combines the vascular vessel extracted by the first vascular extraction means, the vascular vessel extracted by the second vascular extraction means, and the target tissue extracted by the tissue extraction means. Since the three-dimensional image is constructed, it is possible to grasp the positional relationship between the vessel in which movement information is difficult to obtain, the target tissue, and the blood vessel. Therefore, for example, it is possible to distinguish whether or not a tumor generated from a vessel in which movement information is difficult to obtain has reached the blood vessel.
[0282]
(Effects of Supplementary Notes 8, 9, 10, 11, 12, 13)
In the present invention, the three-dimensional processing means includes a vessel extracted by the first vessel extracting means, a vessel extracted by the second vessel extracting means, and a target tissue extracted by the tissue extracting means. Therefore, it is easy to visually distinguish between the vessels, the vessel and the target tissue.
[0283]
(Effects of Appendix 11)
In the present invention, the cross-section setting means sets the positions of a plurality of cross-sections having the gradation of the three-dimensional echo data in the three-dimensional echo data, and the first vascular extraction means is set by the extraction start point setting means. Since the scan line is extended within the extraction range determined by the position of the extraction start point and the position of the plurality of cross sections set by the cross section setting means, compared to the method of extending the scan line all around the vessel , Processing can be performed at high speed.
[0284]
(Effects of Appendix 12)
In the present invention, the cross-section setting means sets the position of the cross-section having the gradation of the three-dimensional echo data in the three-dimensional echo data, and the three-dimensional processing means sets the cross section whose position is set by the cross-section setting means, Since it is configured to construct a three-dimensional image in which the vessel extracted by the one vessel extracting unit and the vessel extracted by the second vessel extracting unit or the target tissue extracted by the tissue extracting unit are combined, A portion other than the extracted tissue or vessel can be observed on the cross section, and the positional relationship with the extracted portion can be easily grasped. Further, diagnosis can be performed by the gradation of echo data on a two-dimensional cross section.
[0285]
(Effects of Supplementary Note 13)
In the present invention, the cross-section setting means sets the position of the cross section having the gradation of the three-dimensional echo data in the three-dimensional echo data, and the three-dimensional processing means determines the position of the cross section set by the cross-section setting means. A three-dimensional image is constructed by synthesizing the indicated index, the vessel extracted by the first vessel extracting means, and the vessel extracted by the second vessel extracting means or the target tissue extracted by the tissue extracting means In addition, since the display means is configured to simultaneously display the three-dimensional image constructed by synthesizing the index by the three-dimensional processing means and the cross section, the normal ultrasonic tomography is not performed with the cross section being oblique as shown in FIG. It is possible to observe with the same feeling as the observation with images.
[0286]
(Effects of Appendix 14)
In the present invention, a plurality of ultrasonic transducers are provided with different radial scan transmission / reception surfaces, and a plurality of continuous tomographic images obtained by performing a spiral scan with a plurality of ultrasonic transducers. Since one three-dimensional echo data is configured from data, it is possible to improve the resolution of the ultrasonic probe in the insertion axis direction without increasing the scanning time.
[0287]
(Effects of Supplementary Notes 15 and 16)
Further, in the present invention, the driving means combines ultrasonic scanning in which the ultrasonic transducer rotates around the insertion axis of the ultrasonic probe and linear scan in which the ultrasonic transducer advances and retreats along the insertion axis. The vibrator is driven by repeating the spiral scan a plurality of times, and the storage means stores a plurality of sets of continuous tomographic image data obtained by advancing and retreating the ultrasonic probe a plurality of times, and the body movement recognition means The tomographic image data at the same position is compared between a plurality of sets stored in the storage means to recognize the body movement between the tomographic image data. Since a set of a plurality of continuous representative tomographic image data in which body motion is corrected is configured, blurring between tomographic images due to body motion is corrected, and good three-dimensional echo data without distortion is acquired. Can do.
[0288]
(Effects of Supplementary Notes 17, 18, and 19)
Further, in the present invention, the driving means combines ultrasonic scanning in which the ultrasonic transducer rotates around the insertion axis of the ultrasonic probe and linear scan in which the ultrasonic transducer advances and retreats along the insertion axis. Since the spiral scan of the vibrator is driven and the index provided on the ultrasonic probe indicates the range of advancement / retraction, the user can start ultrasonic vibration from the optical observation system of the endoscope, for example, at the start of the spiral scan. The child and the index can be observed, the position of advance and retreat can be grasped, and the end of advance and retreat of the spiral scan can be known. Therefore, the certainty at the time of acquiring the echo signal from the tissue of interest as three-dimensional echo data can be increased, and the examination time can be shortened.
(Effects of Supplementary Notes 18 and 19)
In the present invention, since the index provided on the drive transmission member is configured to show the range of advancement and retreat through the translucent flexible sheath and the translucent outer sheath covering the flexible sheath, the user can Easy to observe indicators.
[0289]
(Effect of Supplementary Note 19)
Further, in the present invention, since the indicator is configured to be an annular member, when the bubble exists inside the flexible sheath, the indicator is used as a bubble trap so that the bubble does not come to the ultrasonic transducer side. Since the ultrasonic wave and echo transmitted / received from the ultrasonic vibrator are not disturbed by the bubbles, good tomographic image data can be obtained.
[0290]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the first vascular extraction means for extracting the blood vessel of the subject and the three-dimensional image for constructing the three-dimensional image of the vascular vessel extracted by the first vascular extraction means. In the ultrasonic diagnostic imaging apparatus provided with the processing means,
The first vascular extraction means extracts the blood vessel from three-dimensional echo data composed of echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject, and extracts a target tissue from the three-dimensional echo data. A three-dimensional image obtained by synthesizing the vessel extracted by the first vessel extracting unit and the target tissue extracted by the tissue extracting unit. Since they are constructed, the blood vessel and the tissue of interest can be extracted by the first blood vessel extracting means and the tissue extracting means, and further synthesized and displayed as a three-dimensional image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the tip side of an ultrasonic probe.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a structure of a driving unit of an ultrasonic probe.
FIG. 4 is an explanatory diagram for performing spiral scan by a combination of radial scan and linear scan.
FIG. 5 is a diagram showing a plurality of tomographic image data obtained by spiral scanning.
FIG. 6 is a flowchart showing a series of processing contents performed by the arithmetic processing processor.
FIG. 7 is a flowchart showing processing details of vascular extraction in FIG. 6;
FIG. 8 is a diagram showing tomographic image data in which multiple echoes and offset circles are set in order to remove them.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state in which an outline of a region of a target tissue is extracted by surrounding it with a pointer.
FIG. 10 is an explanatory diagram for constructing a three-dimensional model.
FIG. 11 is a diagram showing a three-dimensional image displayed on the image processing monitor.
FIG. 12 is a flowchart showing a series of processing contents performed by the arithmetic processing processor according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing a three-dimensional image displayed on the image processing monitor.
FIG. 14 is a flowchart showing a series of processing contents performed by the arithmetic processing processor according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing a three-dimensional image displayed on the image processing monitor.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a configuration of an ultrasonic probe and a drive unit according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a diagram schematically showing a plurality of tomographic image data obtained by a transducer array.
FIG. 19 is a flowchart showing a series of processing contents performed by the arithmetic processing processor.
FIG. 20 is a flowchart showing a series of processing contents performed by the arithmetic processing processor according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a diagram showing four cross-section candidates displayed on the image processing monitor.
FIG. 22 is a diagram showing a three-dimensional image that is finally constructed.
FIG. 23 is an explanatory diagram of processing for recognizing a wall of the vessel α.
FIG. 24 is a diagram showing a three-dimensional image in a modified example of the fifth embodiment.
FIG. 25 is a diagram showing a three-dimensional image in another modification of the fifth embodiment.
FIG. 26 is a diagram showing the structure of the distal end portion of a flexible shaft in an ultrasonic probe according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic observation unit.
FIG. 28 is an explanatory diagram showing a process of determining three-dimensional echo data in consideration of the influence of body movement in the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a sectional view showing the structure of the distal end side of an ultrasonic probe according to an eighth embodiment of the invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Ultrasonic diagnostic imaging equipment
2 ... Ultrasonic probe
3. Ultrasonic observation section
4. Image processing unit
5 ... Flexible shaft
6 ... Ultrasonic transducer
7 ... Flexible sheath
8 ... Fluid medium
9 ... Outer sheath
10A, 10B ... Reverse position marker member
11 ... Drive unit
12 ... DC motor
13. Radial rotating part
17 ... Rotary encoder
18 ... Linear drive member
19 ... Ball screw
20 ... Stepping motor
21 ... Transmitter / receiver
22 Frame memory
23 ... DSC23
25. Observation monitor
26 ... System controller
27 ... CPU
28 ... Main memory device
29. Three-dimensional data storage device
30. Arithmetic processor
31 ... 3D processing memory
32 ... External recording device
33 ... Operation terminal
34 ... Pointing device
37. Image processing monitor

Claims (4)

被検体の脈管を抽出する第1脈管抽出手段と、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管の3次元画像を構築する3次元処理手段とを設けた超音波画像診断装置において、
前記第1脈管抽出手段は被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより該脈管を抽出し、該3次元エコーデータより注目組織を抽出する組織抽出手段を有し、
前記3次元処理手段は前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管と前記組織抽出手段により抽出された該注目組織とを合成した3次元画像を構築し、
前記第1脈管抽出手段は、該3次元エコーデータが有する周囲との輝度差により該脈管を抽出し、
該3次元エコーデータは、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる複数の断層像データから構成され、前記第1脈管抽出手段は、複数の該断層像データ上で、抽出開始点を設定する抽出開始点設定手段を設け、複数の該断層像データ上で、前記抽出開始点設定手段により設定された該抽出開始点からスキャンラインを放射状に延伸させて脈管壁を探索することにより、該脈管を抽出することを特徴とし、
該3次元エコーデータにおいて、該3次元エコーデータの階調を有する複数の断面の位置を設定する断面設定手段を設け、前記第1脈管抽出手段は、前記抽出開始点設定手段が設定する該抽出開始点の位置と前記断面設定手段が設定する複数の該断面の位置により決定される抽出範囲内に該スキャンラインを延伸させることを特徴とする超音波画像診断装置。
An ultrasonic diagnostic imaging apparatus comprising: a first vascular extraction unit that extracts a vascular vessel of a subject; and a three-dimensional processing unit that constructs a three-dimensional image of the vascular vessel extracted by the first vascular extraction unit. In
The first vascular extraction means extracts the vascular vessel from the three-dimensional echo data including echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject, and extracts the target tissue from the three-dimensional echo data. Having a tissue extraction means for extracting;
The three-dimensional processing means constructs a three-dimensional image obtained by synthesizing the vessel extracted by the first vessel extracting means and the target tissue extracted by the tissue extracting means,
The first vessel extracting means extracts the vessel based on a luminance difference from the surroundings of the three-dimensional echo data,
The three-dimensional echo data is composed of a plurality of tomographic image data composed of echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject, and the first vascular extraction means includes a plurality of the tomographic images. Extraction start point setting means for setting an extraction start point on the image data is provided, and a scan line is radially extended from the extraction start point set by the extraction start point setting means on a plurality of the tomographic image data. And by extracting the vessel by searching the vessel wall ,
In the three-dimensional echo data, there is provided cross-section setting means for setting positions of a plurality of cross-sections having gradations of the three-dimensional echo data, and the first vascular extraction means is set by the extraction start point setting means. An ultrasonic diagnostic imaging apparatus , wherein the scan line is extended within an extraction range determined by a position of an extraction start point and a plurality of positions of the cross section set by the cross section setting means .
被検体の脈管を抽出する第1脈管抽出手段と、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管の3次元画像を構築する3次元処理手段とを設けた超音波画像診断装置において、
前記第1脈管抽出手段は、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより複数の該脈管を抽出し、前記3次元処理手段は、前記第1脈管抽出手段により抽出された複数の該脈管を合成した3次元画像を構築し、
前記第1脈管抽出手段は、該3次元エコーデータが有する周囲との輝度差により該脈管を抽出し、
該3次元エコーデータは、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる複数の断層像データから構成され、前記第1脈管抽出手段は、複数の該断層像データ上で、抽出開始点を設定する抽出開始点設定手段を設け、複数の該断層像データ上で、前記抽出開始点設定手段により設定された該抽出開始点からスキャンラインを放射状に延伸させて脈管壁を探索することにより、該脈管を抽出することを特徴とし、
該3次元エコーデータにおいて、該3次元エコーデータの階調を有する複数の断面の位置を設定する断面設定手段を設け、前記第1脈管抽出手段は、前記抽出開始点設定手段が設定する該抽出開始点の位置と前記断面設定手段が設定する複数の該断面の位置により決定される抽出範囲内に該スキャンラインを延伸させることを特徴とする超音波画像診断装置。
An ultrasonic diagnostic imaging apparatus comprising: a first vascular extraction unit that extracts a vascular vessel of a subject; and a three-dimensional processing unit that constructs a three-dimensional image of the vascular vessel extracted by the first vascular extraction unit. In
The first vascular extraction means extracts a plurality of the vascular vessels from three-dimensional echo data comprising echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject, and the three-dimensional processing means , Constructing a three-dimensional image obtained by synthesizing a plurality of the vessels extracted by the first vessel extracting means,
The first vessel extracting means extracts the vessel based on a luminance difference from the surroundings of the three-dimensional echo data,
The three-dimensional echo data is composed of a plurality of tomographic image data composed of echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject, and the first vascular extraction means includes a plurality of the tomographic images. Extraction start point setting means for setting an extraction start point on the image data is provided, and a scan line is radially extended from the extraction start point set by the extraction start point setting means on a plurality of the tomographic image data. And by extracting the vessel by searching the vessel wall,
In the three-dimensional echo data, there is provided cross-section setting means for setting positions of a plurality of cross-sections having gradations of the three-dimensional echo data, and the first vascular extraction means is set by the extraction start point setting means. An ultrasonic diagnostic imaging apparatus , wherein the scan line is extended within an extraction range determined by a position of an extraction start point and a plurality of positions of the cross section set by the cross section setting means .
被検体の脈管を抽出する第1脈管抽出手段と、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管の3次元画像を構築する3次元処理手段とを設けた超音波画像診断装置において、
前記第1脈管抽出手段は、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより該脈管を抽出し、被検体の3次元空間に超音波を送受して得た移動体の移動情報からなる3次元ドップラデータより脈管を抽出する第2脈管抽出手段を設け、前記3次元処理手段は、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管と前記第2脈管抽出手段により抽出された該脈管とを合成した3次元画像を構築し、
前記第1脈管抽出手段は、該3次元エコーデータが有する周囲との輝度差により該脈管を抽出し、
該3次元エコーデータは、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情 報からなる複数の断層像データから構成され、前記第1脈管抽出手段は、複数の該断層像データ上で、抽出開始点を設定する抽出開始点設定手段を設け、複数の該断層像データ上で、前記抽出開始点設定手段により設定された該抽出開始点からスキャンラインを放射状に延伸させて脈管壁を探索することにより、該脈管を抽出することを特徴とし、
該3次元エコーデータにおいて、該3次元エコーデータの階調を有する複数の断面の位置を設定する断面設定手段を設け、前記第1脈管抽出手段は、前記抽出開始点設定手段が設定する該抽出開始点の位置と前記断面設定手段が設定する複数の該断面の位置により決定される抽出範囲内に該スキャンラインを延伸させることを特徴とする超音波画像診断装置。
An ultrasonic diagnostic imaging apparatus comprising: a first vascular extraction unit that extracts a vascular vessel of a subject; and a three-dimensional processing unit that constructs a three-dimensional image of the vascular vessel extracted by the first vascular extraction unit. In
The first vascular extraction means extracts the vascular vessel from three-dimensional echo data composed of echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject, and Second vessel extraction means for extracting a blood vessel from three-dimensional Doppler data comprising movement information of a moving body obtained by transmitting and receiving sound waves is provided, and the three-dimensional processing means is extracted by the first vessel extraction means. Constructing a three-dimensional image obtained by synthesizing the vessel and the vessel extracted by the second vessel extraction means;
The first vessel extracting means extracts the vessel based on a luminance difference from the surroundings of the three-dimensional echo data,
The three-dimensional echo data includes a plurality of tomographic image data consisting of the intensity information of the echo obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves in a three-dimensional space of the object, the first vessel extraction means, a plurality of the An extraction start point setting means for setting an extraction start point on the tomographic image data is provided, and a scan line is radially extended from the extraction start point set by the extraction start point setting means on a plurality of the tomographic image data. The vascular wall is extracted by searching the vascular wall,
In the three-dimensional echo data, there is provided cross-section setting means for setting positions of a plurality of cross-sections having gradations of the three-dimensional echo data, and the first vascular extraction means is set by the extraction start point setting means. An ultrasonic diagnostic imaging apparatus , wherein the scan line is extended within an extraction range determined by a position of an extraction start point and a plurality of positions of the cross section set by the cross section setting means .
被検体の脈管を抽出する第1脈管抽出手段と、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管の3次元画像を構築する3次元処理手段とを設けた超音波画像診断装置において、
前記第1脈管抽出手段は、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる3次元エコーデータより該脈管を抽出し、該3次元エコーデータより注目組織を抽出する組織抽出手段と、被検体の3次元空間に超音波を送受して得た移動体の移動情報からなる3次元ドップラデータより脈管を抽出する第2脈管抽出手段とを設け、前記3次元処理手段は、前記第1脈管抽出手段により抽出された該脈管と、前記第2脈管抽出手段により抽出された該脈管と、前記組織抽出手段により抽出された該注目組織とを合成した3次元画像を構築し、
前記第1脈管抽出手段は、該3次元エコーデータが有する周囲との輝度差により該脈管を抽出し、
該3次元エコーデータは、被検体の3次元空間に超音波を送受して得たエコーの強度情報からなる複数の断層像データから構成され、前記第1脈管抽出手段は、複数の該断層像データ上で、抽出開始点を設定する抽出開始点設定手段を設け、複数の該断層像データ上で、前記抽出開始点設定手段により設定された該抽出開始点からスキャンラインを放射状に延伸させて脈管壁を探索することにより、該脈管を抽出することを特徴とし、
該3次元エコーデータにおいて、該3次元エコーデータの階調を有する複数の断面の位置を設定する断面設定手段を設け、前記第1脈管抽出手段は、前記抽出開始点設定手段が設定する該抽出開始点の位置と前記断面設定手段が設定する複数の該断面の位置により決定される抽出範囲内に該スキャンラインを延伸させることを特徴とする超音波画像診断装置。
An ultrasonic diagnostic imaging apparatus comprising: a first vascular extraction unit that extracts a vascular vessel of a subject; and a three-dimensional processing unit that constructs a three-dimensional image of the vascular vessel extracted by the first vascular extraction unit. In
The first vascular extraction means extracts the vascular vessel from three-dimensional echo data including echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject, and extracts a target tissue from the three-dimensional echo data. A tissue extraction means for extracting a blood vessel, and a second vessel extraction means for extracting a blood vessel from 3D Doppler data consisting of movement information of a moving body obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a 3D space of a subject, The three-dimensional processing means includes the blood vessel extracted by the first blood vessel extracting means, the blood vessel extracted by the second blood vessel extracting means, and the tissue of interest extracted by the tissue extracting means. Construct a 3D image
The first vessel extracting means extracts the vessel based on a luminance difference from the surroundings of the three-dimensional echo data,
The three-dimensional echo data is composed of a plurality of tomographic image data composed of echo intensity information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the three-dimensional space of the subject, and the first vascular extraction means includes a plurality of the tomographic images. Extraction start point setting means for setting an extraction start point on the image data is provided, and a scan line is radially extended from the extraction start point set by the extraction start point setting means on a plurality of the tomographic image data. And by extracting the vessel by searching the vessel wall,
In the three-dimensional echo data, there is provided cross-section setting means for setting positions of a plurality of cross-sections having gradations of the three-dimensional echo data, and the first vascular extraction means is set by the extraction start point setting means. An ultrasonic diagnostic imaging apparatus , wherein the scan line is extended within an extraction range determined by a position of an extraction start point and a plurality of positions of the cross section set by the cross section setting means .
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