JP5486449B2 - Ultrasonic image generating apparatus and method of operating ultrasonic image generating apparatus - Google Patents

Ultrasonic image generating apparatus and method of operating ultrasonic image generating apparatus Download PDF

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Description

本発明は、超音波画像生成装置及び超音波画像生成装置の作動方法に関し、特に生体組織と共に穿刺器具を画面上に表示する超音波画像生成装置及び超音波画像生成装置の作動方法に関する。 The present invention relates to an ultrasonic image generation apparatus and an operation method of the ultrasonic image generation apparatus, and more particularly to an ultrasonic image generation apparatus that displays a puncture instrument on a screen together with a living tissue and an operation method of the ultrasonic image generation apparatus .

医療分野において、超音波画像生成装置は診察や検査に広く用いられている。超音波画像生成装置とは、超音波探触子と共に用いられ、超音波探触子から被検者に超音波を照射し、そのエコー(反響)に由来する信号(以下、エコー信号という)から被検者の超音波断層画像(以下、超音波画像という)を生成する装置のことである。   In the medical field, ultrasonic image generation apparatuses are widely used for examinations and examinations. An ultrasonic image generation device is used together with an ultrasonic probe, irradiates a subject with ultrasonic waves from the ultrasonic probe, and a signal derived from the echo (echo) (hereinafter referred to as an echo signal). An apparatus that generates an ultrasonic tomographic image (hereinafter referred to as an ultrasonic image) of a subject.

超音波探触子は、アレイ状に配列された複数の圧電素子からなる圧電素子アレイを有し、圧電素子アレイから被検者に超音波を照射するとともに、被検者からのエコーを受信する。超音波画像生成装置は、エコーを受信した超音波探触子が出力するエコー信号に基づいて、被検者の超音波画像を生成してモニタに表示する。   The ultrasonic probe has a piezoelectric element array composed of a plurality of piezoelectric elements arranged in an array, and irradiates the subject with ultrasonic waves from the piezoelectric element array and receives echoes from the subject. . The ultrasonic image generating device generates an ultrasonic image of the subject based on an echo signal output from the ultrasonic probe that has received the echo, and displays the ultrasonic image on the monitor.

また、超音波画像生成装置は、穿刺器具として、例えば穿刺針を所望の部位に穿刺して細胞組織診断のための組織サンプルを採取する穿刺術を行う場合に用いられる。   In addition, the ultrasonic image generation device is used as a puncture device, for example, when performing a puncture operation in which a puncture needle is punctured at a desired site to collect a tissue sample for cell tissue diagnosis.

穿刺術においては、モニタ上、すなわち画像上で穿刺針を確認できること、及び目的物まで穿刺針を到達させることが重要である。確実に目的物まで穿刺針を到達させるため、超音波画像を見ながら予め決められた刺入経路(穿刺針が被検者中を刺入される経路)通りに穿刺針を刺入させる必要がある。また、生検等による細胞組織診断などの癌の確定診断において、穿刺針を目的物に刺した画像を残すことも重要である。   In puncture, it is important that the puncture needle can be confirmed on the monitor, that is, on the image, and that the puncture needle reaches the target. In order to ensure that the puncture needle reaches the target object, it is necessary to insert the puncture needle along a predetermined insertion path (path through which the puncture needle is inserted into the subject) while viewing the ultrasonic image. is there. It is also important to leave an image in which a puncture needle is inserted into a target object in a definitive diagnosis of cancer such as cell tissue diagnosis by biopsy or the like.

穿刺針を刺入するためのガイドとなる穿刺ガイドラインを表示する装置として、所定長さ以上の直線上の超音波エコー信号から穿刺針が進行する角度を算出し、進行角度に応じた穿刺ガイドラインを、エコー信号から生成された超音波画像であるBモード画像に重畳表示する超音波診断装置が開示されている(特許文献1参照)。   As a device that displays puncture guidelines that serve as a guide for inserting the puncture needle, the angle at which the puncture needle travels is calculated from an ultrasonic echo signal on a straight line of a predetermined length or longer, and the puncture guideline according to the progress angle is displayed. An ultrasonic diagnostic apparatus that superimposes and displays on a B-mode image that is an ultrasonic image generated from an echo signal is disclosed (see Patent Document 1).

また、穿刺針が刺入する刺入経路と、予め決められた穿刺ガイドラインとのずれ量を検出し、ガイドラインを穿刺針の基準位置に対応する基準軌跡から移動して、穿刺針の超音波画像とガイドラインとを一致させることにより、ずれを補正した穿刺ガイドラインを表示する超音波診断装置が開示されている(特許文献2参照)。   Also, an ultrasonic image of the puncture needle is detected by detecting the amount of deviation between the puncture route through which the puncture needle is inserted and a predetermined puncture guideline, and moving the guideline from the reference locus corresponding to the reference position of the puncture needle. An ultrasonic diagnostic apparatus that displays a puncture guideline in which a deviation is corrected by matching the guideline with the guideline is disclosed (see Patent Document 2).

特開2006−346477号公報JP 2006-346477 A 特開平8−299344号公報JP-A-8-299344

しかしながら、上記従来の超音波診断装置においては、超音波画像上に穿刺針を描出するのは難しく、穿刺針が途切れ途切れで表示され、穿刺針の正確な位置が不明となるという問題がある。この問題には様々な原因が考えられるが、例えば穿刺針の表面はなめらかで超音波の散乱が起こりにくいため、超音波の照射方向に対して斜めに刺入される穿刺針から探触子に戻ってくるエコーが僅かとなっていることが考えられる。   However, in the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, it is difficult to depict the puncture needle on the ultrasonic image, and there is a problem that the puncture needle is displayed in an intermittent manner and the exact position of the puncture needle is unclear. There are various causes for this problem. For example, since the surface of the puncture needle is smooth and scattering of ultrasonic waves does not occur easily, the puncture needle inserted obliquely with respect to the ultrasonic irradiation direction is changed from the probe to the probe. It is conceivable that there are only a few echoes returning.

特許文献1及び特許文献2に記載の超音波診断装置は、穿刺ガイドラインを表示するのみであり、穿刺針が途切れる点については考慮されていない。特に、特許文献1では、穿刺針の超音波画像とガイドラインとを補正する機能がないし、特許文献2では、基準位置を更新することがない。このため、穿刺ガイドラインを表示した場合であっても、硬い組織を刺入していく過程で、穿刺針が撓むことにより、穿刺ガイドラインに沿って穿刺針が描出されないという問題が生じる場合がある。また、両者とも、刺入経路のガイドラインを示すものではあるが、証拠画像として残すような場合を考慮しておらず、超音波画像上のどの輝度が針を表わす輝度であるかを示すものではない。   The ultrasonic diagnostic apparatuses described in Patent Document 1 and Patent Document 2 only display puncture guidelines, and do not consider the point at which the puncture needle is interrupted. In particular, Patent Document 1 does not have a function of correcting the ultrasound image of the puncture needle and the guideline, and Patent Document 2 does not update the reference position. For this reason, even when the puncture guideline is displayed, there may be a problem that the puncture needle is not drawn along the puncture guideline because the puncture needle is bent in the process of inserting a hard tissue. . In addition, although both show guidelines for insertion routes, they do not consider the case of leaving them as evidence images, and do not indicate which luminance on the ultrasonic image is the luminance representing the needle. Absent.

本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、穿刺針等の穿刺器具の位置を正確かつ確実にユーザに知らせるための画像を生成することができる超音波画像生成装置及び超音波画像生成装置の作動方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described facts, and an ultrasonic image generation apparatus and an ultrasonic image generation capable of generating an image for informing a user of the position of a puncture device such as a puncture needle accurately and reliably. The object is to provide a method of operating the device .

上記目的を達成するために、本発明に係る超音波画像生成装置は、穿刺器具が刺入された被検体に探触子から超音波を照射し、被検体及び穿刺器具から反射されるエコーを探触子で受信し、探触子から出力されるエコー信号から超音波画像を生成する超音波画像生成装置であって、超音波画像に基づいて穿刺器具の候補点を抽出する候補点抽出手段と、候補点抽出手段によって抽出された複数の候補点の分布から、超音波画像において穿刺器具が存在する可能性のある穿刺器具存在領域を特定する穿刺器具存在領域特定手段と、穿刺器具存在領域特定手段によって特定された穿刺器具存在領域における穿刺器具を含む直線上の強度分布に基づいて、穿刺器具の先端位置を特定する穿刺器具先端位置特定手段と、を備え、穿刺器具先端位置特定手段は、穿刺器具存在領域における穿刺器具を含む直線上の強度分布の最大値および最小値に基づいて、穿刺器具の先端位置を特定する。
また、本発明に係る超音波画像生成装置は、穿刺器具が刺入された被検体に対して探触子から超音波を照射し、被検体および穿刺器具から反射されるエコーを探触子で受信し、探触子から出力されるエコー信号から超音波画像を生成する超音波画像生成装置であって、超音波画像に基づいて穿刺器具の候補点を抽出する候補点抽出手段と、候補点抽出手段によって抽出された複数の候補点の分布から、超音波画像において穿刺器具が存在する可能性のある穿刺器具存在領域を特定する穿刺器具存在領域特定手段と、穿刺器具存在領域特定手段によって特定された穿刺器具存在領域における穿刺器具を含む直線上の強度分布に基づいて、穿刺器具の先端位置を特定する穿刺器具先端位置特定手段と、超音波画像において穿刺器具が刺入される可能性が高い予測刺入領域を設定する予測刺入領域設定手段と、穿刺器具先端位置特定手段によって特定された穿刺器具の過去における複数の先端位置を記憶する先端位置記憶手段と、を備え、予測刺入領域設定手段は、先端位置記憶手段によって記憶された穿刺器具の複数の先端位置から、穿刺器具の進行方向を推定し、穿刺器具の進行方向にある領域を前記予測刺入領域として設定し、候補点抽出手段は、予測刺入領域設定手段によって設定された領域から穿刺器具の候補点を抽出することを特徴とする。
To achieve the above object, an ultrasonic image generating apparatus according to the present invention, the ultrasonic waves irradiated from the probe to a subject puncture device is pierced, it is reflected from the objectbeauty puncture puncturing instrument An ultrasonic image generation device that receives an echo with a probe and generates an ultrasonic image from an echo signal output from the probe, and extracts a candidate point for a puncture device based on the ultrasonic image An extraction means, a puncture instrument existing area specifying means for specifying a puncture instrument existing area where a puncture instrument may be present in an ultrasonic image from the distribution of a plurality of candidate points extracted by the candidate point extraction means, and a puncture instrument based on the intensity distribution on the straight line including the puncture device in the puncture device existence region identified by the presence region specifying unit, and the puncture instrument tip position specifying means for specifying the position of the tip of the puncture device, comprising a puncture instrument tip localization Stage based on the maximum and minimum values of the straight line intensity distribution, including puncture device in the puncture device existing region, that identifies the position of the tip of the puncture device.
Further, the ultrasonic image generating apparatus according to the present invention irradiates the subject into which the puncture device is inserted with ultrasonic waves from the probe, and the echo reflected from the subject and the puncture device is detected by the probe. An ultrasound image generation device that generates an ultrasound image from an echo signal received and output from a probe, a candidate point extraction unit that extracts a candidate point of a puncture device based on the ultrasound image, and a candidate point From the distribution of a plurality of candidate points extracted by the extraction means, the puncture instrument existing area specifying means for specifying the puncture instrument existing area where the puncture instrument may exist in the ultrasonic image, and the puncture instrument existing area specifying means are specified. A puncture device tip position specifying means for specifying the tip position of the puncture device based on the intensity distribution on the straight line including the puncture device in the region where the puncture device is present, and the puncture device can be inserted in an ultrasonic image. A predictive insertion region setting means for setting a predictive insertion region having a high probability, and a tip position storage means for storing a plurality of tip positions in the past of the puncture device specified by the puncture device tip position specifying means. The puncture area setting means estimates the advancing direction of the puncture instrument from the plurality of tip positions of the puncture instrument stored by the tip position storage means, and sets an area in the advancing direction of the puncture instrument as the predicted puncture area. The candidate point extracting means extracts puncture device candidate points from the area set by the predicted insertion area setting means.

本発明に係る超音波診断装置の作動方法は、穿刺器具が刺入された被検体に探触子から超音波を照射し、被検体及び穿刺器具から反射されるエコーを探触子で受信し、探触子から出力されるエコー信号から超音波画像を生成する超音波画像生成装置の作動方法であって、超音波画像に基づいて穿刺器具の候補点を抽出する候補点抽出ステップと、候補点抽出ステップで抽出された複数の候補点の分布から、超音波画像において穿刺器具が存在する可能性のある穿刺器具存在領域を特定する穿刺器具存在領域特定ステップと、穿刺器具存在領域特定ステップで特定された穿刺器具存在領域における穿刺器具を含む直線上の強度分布の最大値および最小値に基づいて、穿刺器具の先端位置を特定する穿刺器具先端位置特定ステップと、を備える。
また、本発明に係る超音波診断装置の作動方法は、穿刺器具が刺入された被検体に対して探触子から超音波を照射し、被検体および穿刺器具から反射されるエコーを探触子で受信し、探触子から出力されるエコー信号から超音波画像を生成する超音波画像生成装置の作動方法であって、超音波画像に基づいて穿刺器具の候補点を抽出する候補点抽出ステップと、候補点抽出ステップで抽出された複数の候補点の分布から、超音波画像において穿刺器具が存在する可能性のある穿刺器具存在領域を特定する穿刺器具存在領域特定ステップと、穿刺器具存在領域特定ステップで特定された穿刺器具存在領域における穿刺器具を含む直線上の強度分布に基づいて、穿刺器具の先端位置を特定する穿刺器具先端位置特定ステップと、超音波画像において穿刺器具が刺入される可能性が高い予測刺入領域を設定する予測刺入領域設定ステップと、穿刺器具先端位置特定ステップにおいて特定された穿刺器具の過去における複数の先端位置を記憶する先端位置記憶ステップと、を備え、予測刺入領域設定ステップは、先端位置記憶ステップにおいて記憶された穿刺器具の複数の先端位置から、穿刺器具の進行方向を推定し、穿刺器具の進行方向にある領域を予測刺入領域として設定し、候補点抽出ステップは、予測刺入領域設定ステップにおいて設定された領域から穿刺器具の候補点を抽出することを特徴とする。
The operation method of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention is to irradiate the subject into which the puncture device is inserted from the probe and receive the echo reflected from the subject and the puncture device with the probe. A method for operating an ultrasonic image generating device that generates an ultrasonic image from an echo signal output from a probe, a candidate point extracting step for extracting a candidate point of a puncture device based on the ultrasonic image, and a candidate A puncture device presence region specifying step for identifying a puncture device presence region where a puncture device may be present in an ultrasonic image from the distribution of a plurality of candidate points extracted in the point extraction step, and a puncture device presence region specifying step A puncture device tip position specifying step for specifying the tip position of the puncture device based on the maximum value and the minimum value of the intensity distribution on the straight line including the puncture device in the specified puncture device presence region.
In addition, the method for operating the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes irradiating a subject into which a puncture device is inserted with ultrasonic waves from a probe, and detecting echoes reflected from the subject and the puncture device. A method for operating an ultrasonic image generation device that generates an ultrasonic image from an echo signal received by a child and output from a probe, and extracts candidate points for extracting a candidate point of a puncture device based on the ultrasonic image A puncture device presence region identifying step for identifying a puncture device presence region where a puncture device may be present in an ultrasonic image from the distribution of a plurality of candidate points extracted in the step and the candidate point extraction step, and a puncture device presence The puncture device tip position specifying step for specifying the tip position of the puncture device based on the intensity distribution on the straight line including the puncture device in the region where the puncture device is specified in the region specifying step, and the ultrasonic image A predicted insertion region setting step for setting a predicted insertion region where the puncture device is likely to be inserted, and a tip position for storing a plurality of past tip positions of the puncture device specified in the puncture device tip position specifying step A predicting insertion region setting step, wherein the advancing direction of the puncture device is estimated from a plurality of tip positions of the puncture device stored in the tip position storage step, and an area in the advancing direction of the puncture device is determined. The candidate point extraction step is set as a predicted insertion region, and the candidate point extraction step extracts candidate points of the puncture device from the region set in the prediction insertion region setting step.

本発明によれば、穿刺針等の穿刺器具の位置を正確かつ確実にユーザに知らせるための画像を生成することができ、穿刺針等の穿刺器具の正確な位置を確実に特定することができる。
また、本発明によれば、穿刺器具である穿刺針上の特徴点を検出し、これらを直線や曲線等の線で結ぶことができるので、穿刺針が途切れて表示されても、穿刺針の繋がりを分かり易くすることができる。
また、本発明によれば、穿刺器具である穿刺針の線を時系列で補正することができるので、穿刺針の撓みや、硬い組織の存在やプローブのずれなどにより、刺入経路が変わった場合でも精度よく穿刺針の線を描出することができる。
また、本発明によれば、繋いだ線は、超音波画像の輝度を参考に、グラデーション表示もすることができるので、超音波画像の輝度情報を残しつつ、穿刺器具である穿刺針針のつながりをわかりやすくできる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the image for notifying a user of the position of puncture instruments, such as a puncture needle, can be produced | generated correctly and reliably, and the exact position of puncture instruments, such as a puncture needle, can be specified reliably. .
Further, according to the present invention, since the feature points on the puncture needle that is the puncture device can be detected and these can be connected by a line such as a straight line or a curve, the puncture needle can be displayed even if the puncture needle is displayed broken. The connection can be made easy to understand.
In addition, according to the present invention, the line of the puncture needle, which is a puncture device, can be corrected in time series, so that the puncture route has changed due to bending of the puncture needle, presence of hard tissue, probe displacement, etc. Even in this case, the line of the puncture needle can be accurately depicted.
Further, according to the present invention, since the connected line can be displayed in gradation with reference to the luminance of the ultrasonic image, the connection of the puncture needle that is the puncture device is retained while leaving the luminance information of the ultrasonic image. Can be easily understood.

本発明の実施の形態1に係る超音波画像生成装置の機能ブロック図である。1 is a functional block diagram of an ultrasonic image generation apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 図1に示す超音波画像生成装置の穿刺針領域特定部及び穿刺針先端位置特定部の詳細な構成を示した機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing a detailed configuration of a puncture needle region specifying unit and a puncture needle tip position specifying unit of the ultrasonic image generating apparatus shown in FIG. 1. (A)は、本発明におけるBモード画像の一例を表した図、(B)は、(A)に示すBモード画像に閾値処理をした後のエッジ画像を表す図、(C)は、(B)に示すエッジ画像にハフ変換を行って特定した直線を重畳表示したエッジ画像を表す図、(D)は、(C)に示すエッジ画像に穿刺針存在領域を重畳表示したエッジ画像を表す図である。(A) is a diagram showing an example of a B-mode image in the present invention, (B) is a diagram showing an edge image after threshold processing is performed on the B-mode image shown in (A), and (C) is ( FIG. 5B is a diagram showing an edge image in which a straight line identified by performing Hough transform is superimposed on the edge image shown in FIG. 5B, and FIG. 4D is an edge image in which a puncture needle presence area is superimposed on the edge image shown in FIG. FIG. (A)は、図3(D)に示す穿刺針存在領域における先端位置特定方法を示す模式図、(B)は、(A)による穿刺針の先端位置と穿刺針の始点とを結んだ直線を表す模式図である。(A) is a schematic diagram showing a tip position specifying method in the puncture needle presence region shown in FIG. 3 (D), and (B) is a straight line connecting the tip position of the puncture needle and the start point of the puncture needle according to (A). It is a schematic diagram showing. 実施の形態1に係る超音波画像生成装置において穿刺針画像を重畳表示する動作に係わる一連の処理の流れを示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a flow of a series of processes related to an operation of superimposing and displaying a puncture needle image in the ultrasonic image generating apparatus according to the first embodiment. 実施の形態1に係る超音波画像生成装置の穿刺針候補点の抽出処理の手順を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a procedure of extraction processing of candidate puncture needle points of the ultrasonic image generating apparatus according to the first embodiment. (A)は、Bモード画像中の穿刺ガイドラインを表す模式図、(B)は、予測刺入領域が狭範囲に設定された場合の予測刺入領域を表す模式図、(C)は、予測刺入領域が平均範囲に設定された場合の予測刺入領域を表す模式図、(D)は、予測刺入領域が広範囲に設定された場合の予測刺入領域を表す模式図である。(A) is a schematic diagram showing a puncture guideline in a B-mode image, (B) is a schematic diagram showing a predicted insertion area when the predicted insertion area is set to a narrow range, and (C) is a prediction FIG. 4D is a schematic diagram showing the predicted insertion area when the insertion area is set to the average range, and FIG. 4D is a schematic diagram showing the prediction insertion area when the prediction insertion area is set in a wide range. Bモード画像中の注目領域を表した模式図である。It is a schematic diagram showing the attention area | region in a B mode image. (A)は、穿刺針を表す直線をBモード画像に重畳表示した図、(B)は、穿刺針を表す直線を半透明にしてBモード画像に重畳表示した図、(C)は、穿刺針候補点に色を付してBモード画像に重畳表示した図、(D)は、穿刺針を表す輪郭をBモード画像に重畳表示した図である。(A) is a diagram in which a straight line representing a puncture needle is superimposed and displayed on a B-mode image, (B) is a diagram in which a straight line representing a puncture needle is translucently displayed and superimposed on a B-mode image, and (C) is a puncture FIG. 5D is a diagram in which needle candidate points are colored and superimposed on a B-mode image, and FIG. 4D is a diagram in which an outline representing a puncture needle is superimposed and displayed on a B-mode image. (A)は、過去3点の穿刺針の先端位置に基づいて予測刺入領域を決定する場合を示した図、(B)は、過去4点の穿刺針の先端位置に基づいて予測刺入領域を決定する場合を示した図である。(A) is the figure which showed the case where a prediction insertion area | region was determined based on the tip position of the past 3 puncture needles, (B) is the prediction insertion based on the tip position of the past four puncture needles It is the figure which showed the case where an area | region is determined. (A)は、穿刺針候補直線を上下等しい幅だけ広げて穿刺針存在領域を作成した図、(B)は、穿刺針存在領域を上側にずらした図、(C)は、穿刺針存在領域を下側にずらした図、(D)は、穿刺針候補直線の傾きと、穿刺針存在領域の傾きとが異なる場合を示した図である。(A) is a diagram in which the puncture needle candidate straight line is expanded by the same vertical width to create a puncture needle presence region, (B) is a diagram in which the puncture needle presence region is shifted upward, and (C) is a puncture needle presence region. (D) is a diagram showing a case where the inclination of the puncture needle candidate straight line is different from the inclination of the puncture needle presence area.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る超音波画像生成装置100の主要な構成を示した機能ブロック図である。
同図に示す超音波画像生成装置100は、送受信制御部102、画像生成部104、穿刺針候補点抽出部106、穿刺針情報記憶部108、候補点位置記憶部110、穿刺針領域特定部112、穿刺針先端位置特定部114、穿刺針画像生成部116、画像合成部118及び画像表示制御部120を有する。超音波画像生成装置100は、探触子122及び画像表示部124と電気的に接続されて使用される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a functional block diagram showing the main configuration of an ultrasonic image generation apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
The ultrasonic image generation apparatus 100 shown in the figure includes a transmission / reception control unit 102, an image generation unit 104, a puncture needle candidate point extraction unit 106, a puncture needle information storage unit 108, a candidate point position storage unit 110, and a puncture needle region specification unit 112. A puncture needle tip position specifying unit 114, a puncture needle image generation unit 116, an image composition unit 118, and an image display control unit 120. The ultrasonic image generating apparatus 100 is used by being electrically connected to the probe 122 and the image display unit 124.

探触子122は、図示しないが、複数の圧電素子を有し、複数の圧電素子から被検者に向けて超音波を送信するとともに、被検者から反射したエコーを受信する。圧電素子は、エコーを受信するとエコー信号を発生する。探触子122は、エコー信号を送受信制御部102へ出力する。   Although not shown, the probe 122 includes a plurality of piezoelectric elements, transmits ultrasonic waves from the plurality of piezoelectric elements to the subject, and receives echoes reflected from the subject. The piezoelectric element generates an echo signal when receiving the echo. The probe 122 outputs an echo signal to the transmission / reception control unit 102.

送受信制御部102は、図示しないが、高電圧の電気信号を発生するパルサ、探触子122から入力されたエコー信号を増幅する増幅器、エコー信号の高周波成分をカットするローパスフィルタ及びアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換部を有する。パルサが発生した高電圧の電気パルス信号を探触子122内の圧電素子に印加することにより探触子122から超音波が送信される。   Although not shown, the transmission / reception control unit 102 includes a pulser that generates a high-voltage electrical signal, an amplifier that amplifies the echo signal input from the probe 122, a low-pass filter that cuts high-frequency components of the echo signal, and an analog signal digitally. An A / D converter that converts the signal is provided. An ultrasonic wave is transmitted from the probe 122 by applying a high voltage electric pulse signal generated by the pulsar to the piezoelectric element in the probe 122.

送信制御部102は、探触子122から出力されたエコー信号を増幅器において増幅し、ローパスフィルタで高周波成分をカットした後、A/D変換を行って、画像生成部104へ出力する。   The transmission control unit 102 amplifies the echo signal output from the probe 122 with an amplifier, cuts high frequency components with a low-pass filter, performs A / D conversion, and outputs the result to the image generation unit 104.

画像生成部104は、図示しないが、遅延回路、加算回路及びSTC(自己補正型タイミング制御:Sensitivity Time Control)回路を有する。画像生成部104は、送受信制御部102から出力されたエコー信号を、圧電素子の位置に応じて遅延させて加算し、音線信号を形成する。画像生成部104は、音線信号をSTC回路によって、超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正をした後、Bモード画像データを生成する。ここで、Bモード画像データとは、いわゆる超音波画像データであり、音線信号の振幅を輝度により表した画像データをいい、Bモード画像とは、いわゆる超音波画像をいう。   Although not shown, the image generation unit 104 includes a delay circuit, an adder circuit, and an STC (Sensitivity Time Control) circuit. The image generation unit 104 adds the echo signals output from the transmission / reception control unit 102 with a delay in accordance with the position of the piezoelectric element, thereby forming a sound ray signal. The image generation unit 104 generates B-mode image data after correcting the attenuation of the sound ray signal by the distance according to the depth of the reflection position of the ultrasonic wave by the STC circuit. Here, the B-mode image data is so-called ultrasonic image data, which is image data in which the amplitude of the sound ray signal is represented by luminance, and the B-mode image is a so-called ultrasonic image.

穿刺針情報記憶部108は、穿刺器具である穿刺針に関する情報を記憶しておく記憶部である。ここで、穿刺針に関する情報とは、穿刺針の種類、太さ、刺入位置(穿刺針が被検者に刺入される位置)、刺入角度(穿刺針が被検者に刺入される角度)及び刺入経路等である。穿刺針情報記憶部108は、ユーザからの入力等により穿刺針に関する情報を取得して記憶する。   The puncture needle information storage unit 108 is a storage unit that stores information related to a puncture needle that is a puncture device. Here, the information about the puncture needle includes the type, thickness, insertion position (position where the puncture needle is inserted into the subject), and insertion angle (the puncture needle is inserted into the subject). Angle) and insertion route. The puncture needle information storage unit 108 acquires and stores information related to the puncture needle by input from the user or the like.

穿刺針候補点抽出部106は、穿刺針情報記憶部108に記憶された穿刺針に関する情報及び画像生成部104によって生成されたBモード画像データを用いて、穿刺針の特徴点を抽出する。具体的には、Bモード画像データに対してエッジ抽出フィルタを適用し、CFAR(一定誤警報率:Constant False Alarm Rate)処理等を行い、閾値処理を行ってエッジ画像データを作成して、エッジ画像データから穿刺針の候補点を穿刺針上の特徴点として抽出する。穿刺針は、表面がなめらかで超音波の散乱が起こりにくいため、Bモード画像中においては途切れ途切れで表示される。従って、穿刺針が存在するBモード画像データに対して閾値処理を行えば、途切れ途切れとなった穿刺針の一部を表す点が抽出できる。穿刺針の候補点を抽出する時間間隔は、ユーザが変更できる。なお、Bモード画像中には、組織等の穿刺針以外に由来する高輝度点も存在するため、閾値処理で抽出される特徴点は、穿刺針由来のものだけではない。組織等に由来する穿刺針候補点は、エッジ画像に基づいて穿刺針の位置を特定する場合にノイズとなる。なお、穿刺針の候補点の抽出は、1フレームから検出しても良いし、複数フレームを検出しても良い。複数フレームを検出する場合には、利用するフレーム数は5フレーム程度で、新しいものを上書きしていったものを使用すれば良い。   The puncture needle candidate point extraction unit 106 extracts feature points of the puncture needle using the information regarding the puncture needle stored in the puncture needle information storage unit 108 and the B-mode image data generated by the image generation unit 104. Specifically, an edge extraction filter is applied to B-mode image data, CFAR (Constant False Alarm Rate) processing is performed, threshold processing is performed to create edge image data, and edge processing is performed. Candidate points of the puncture needle are extracted from the image data as feature points on the puncture needle. Since the puncture needle has a smooth surface and is difficult to scatter ultrasonic waves, the puncture needle is displayed in an intermittent manner in the B-mode image. Therefore, if threshold processing is performed on B-mode image data in which a puncture needle is present, points representing a part of the puncture needle that has been interrupted can be extracted. The time interval for extracting the candidate points for the puncture needle can be changed by the user. In the B-mode image, there are also high-luminance points derived from other than the puncture needle such as tissue, so that the feature points extracted by the threshold processing are not only those derived from the puncture needle. The puncture needle candidate point derived from the tissue or the like becomes noise when the position of the puncture needle is specified based on the edge image. The extraction of candidate points for the puncture needle may be detected from one frame or a plurality of frames may be detected. When detecting a plurality of frames, the number of frames to be used is about five, and a new one overwritten may be used.

候補点位置記憶部110は、穿刺針候補点抽出部106によって抽出された全ての穿刺針候補点の位置を記憶し、穿刺針候補点の位置を穿刺針領域特定部112へ出力する。   The candidate point position storage unit 110 stores the positions of all the puncture needle candidate points extracted by the puncture needle candidate point extraction unit 106 and outputs the positions of the puncture needle candidate points to the puncture needle region specifying unit 112.

穿刺針領域特定部112は、候補点位置記憶部110に記憶された複数の穿刺針候補点の分布に基づき、穿刺針及び穿刺針の延長線を表す直線(穿刺針候補直線)を生成する。穿刺針領域特定部112は、生成した直線を含む領域を穿刺針が存在する領域として特定する。   The puncture needle region specifying unit 112 generates a straight line (puncture needle candidate straight line) representing an extension line of the puncture needle and the puncture needle based on the distribution of the plurality of puncture needle candidate points stored in the candidate point position storage unit 110. The puncture needle region specifying unit 112 specifies a region including the generated straight line as a region where the puncture needle is present.

穿刺針先端位置特定部114は、穿刺針領域特定部112によって特定された穿刺針が存在する可能性が高い領域の輝度情報に基づいて穿刺針の先端位置を特定し、特定した先端位置を穿刺針画像生成部116へ出力する。   The puncture needle tip position specifying unit 114 specifies the tip position of the puncture needle based on the luminance information of the region where the puncture needle specified by the puncture needle region specifying unit 112 is likely to exist, and punctures the specified tip position. The image is output to the needle image generation unit 116.

穿刺針画像生成部116は、穿刺針領域特定部112によって生成された穿刺針及び穿刺針の延長線を表す直線と、穿刺針先端位置特定部114によって特定された穿刺針の先端位置とに基づいて、穿刺針を表す画像を生成して画像合成部118へ出力する。穿刺針を表す画像は、様々な形態からユーザが選択することができる。例えば、穿刺針を直線で表す形態、穿刺針の輪郭を表す形態、点の集合として穿刺針を表す形態等である。穿刺針の輪郭を表す場合は、穿刺針情報記憶部108から穿刺針情報を読み出すことで、穿刺針の輪郭を生成する。また、穿刺針を表す画像の色や輝度等は、ユーザが設定することができる。例えば、ユーザが好みの色を設定しても良いし、色を半透明としても良い。穿刺針を表す画像の輝度は、ユーザが好みの輝度としても良いし、Bモード画像中にある穿刺針と思われる部分の輝度と同等程度の輝度としても良い。
なお、上述した穿刺針候補点抽出部106、穿刺針情報記憶部108、候補点位置記憶部110、穿刺針領域特定部112、穿刺針先端位置特定部114及び穿刺針画像生成部116は、穿刺針検出回路を構成する。
The puncture needle image generation unit 116 is based on the puncture needle generated by the puncture needle region specifying unit 112 and a straight line representing the extension line of the puncture needle and the tip position of the puncture needle specified by the puncture needle tip position specifying unit 114. Then, an image representing the puncture needle is generated and output to the image composition unit 118. The image representing the puncture needle can be selected by the user from various forms. For example, there are a form in which the puncture needle is represented by a straight line, a form in which the outline of the puncture needle is represented, a form in which the puncture needle is represented as a set of points, and the like. When expressing the outline of the puncture needle, the outline of the puncture needle is generated by reading out the puncture needle information from the puncture needle information storage unit 108. Also, the user can set the color, brightness, etc. of the image representing the puncture needle. For example, the user may set a favorite color, or the color may be translucent. The luminance of the image representing the puncture needle may be the luminance that the user likes, or may be the same level as the luminance of the portion that appears to be the puncture needle in the B-mode image.
The puncture needle candidate point extraction unit 106, the puncture needle information storage unit 108, the candidate point position storage unit 110, the puncture needle region specification unit 112, the puncture needle tip position specification unit 114, and the puncture needle image generation unit 116 described above are A needle detection circuit is configured.

画像合成部118は、画像生成部104から出力されたBモード画像データと、穿刺針画像生成部116によって生成された穿刺針を表す画像とが重畳表示される合成Bモード画像データを生成する。画像合成部118は、合成Bモード画像データを画像表示制御部120へ出力する。   The image composition unit 118 generates composite B-mode image data in which the B-mode image data output from the image generation unit 104 and the image representing the puncture needle generated by the puncture needle image generation unit 116 are superimposed and displayed. The image composition unit 118 outputs the composite B-mode image data to the image display control unit 120.

画像表示制御部120は、DSC(デジタルスキャンコンバータ:digital scan converter)を有する。画像表示制御部120は、画像合成部118によって合成された合成Bモード画像データを、DSCによって、通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像データに変換し、階調処理等の必要な画像処理を施して、画像表示部124へ出力する。超音波画像生成装置100は、Bモード画像から穿刺針の先端位置を特定して穿刺針を表す画像を作成し、Bモード画像と合成して、画像表示部124に表示させる。   The image display control unit 120 includes a DSC (digital scan converter). The image display control unit 120 converts the synthesized B-mode image data synthesized by the image synthesizing unit 118 into image data according to a normal television signal scanning method by DSC, and performs necessary image processing such as gradation processing. And output to the image display unit 124. The ultrasonic image generation apparatus 100 creates an image representing the puncture needle by specifying the tip position of the puncture needle from the B-mode image, combines it with the B-mode image, and causes the image display unit 124 to display the image.

以上において、送受信制御部102、画像生成部104、穿刺針候補点抽出部106、候補点位置記憶部110、穿刺針領域特定部112、穿刺針先端位置特定部114、穿刺針画像生成部116、画像合成部118及び画像表示制御部120は、中央演算装置(CPU)と、CPUに各種の処理を行わせるためのソフトウェア(プログラム)とによって構成してもよい。   In the above, the transmission / reception control unit 102, the image generation unit 104, the puncture needle candidate point extraction unit 106, the candidate point position storage unit 110, the puncture needle region specification unit 112, the puncture needle tip position specification unit 114, the puncture needle image generation unit 116, The image composition unit 118 and the image display control unit 120 may be configured by a central processing unit (CPU) and software (program) for causing the CPU to perform various processes.

図2は、図1に示す穿刺針領域特定部112及び穿刺針先端位置特定部114のより詳細な構成を示した機能ブロック図である。   FIG. 2 is a functional block diagram showing a more detailed configuration of the puncture needle region specifying unit 112 and the puncture needle tip position specifying unit 114 shown in FIG.

穿刺針領域特定部112は、穿刺針直線生成部126及び穿刺針領域生成部128を有する。   The puncture needle region specifying unit 112 includes a puncture needle straight line generation unit 126 and a puncture needle region generation unit 128.

穿刺針直線生成部126は、候補点位置記憶部110から出力されたBモード画像中に分布した穿刺針候補点に対してハフ変換を行い、穿刺針候補直線を生成する。穿刺針候補直線は、穿刺針候補点を最も多く通る直線である。穿刺針直線生成部126は、生成した穿刺針候補直線上にある点の位置座標を穿刺針領域生成部128へ出力する。   The puncture needle straight line generation unit 126 performs Hough transform on the puncture needle candidate points distributed in the B-mode image output from the candidate point position storage unit 110, and generates a puncture needle candidate straight line. The puncture needle candidate straight line is a straight line that passes through the most puncture needle candidate points. The puncture needle straight line generation unit 126 outputs the position coordinates of the points on the generated puncture needle candidate straight line to the puncture needle region generation unit 128.

穿刺針領域生成部128は、穿刺針直線生成部126によって生成された穿刺針候補直線を所定の幅に広げ、穿刺針候補直線に含まれる領域を穿刺針が存在する領域(穿刺針存在領域)として特定する。穿刺針領域生成部128は、特定した穿刺針存在領域に含まれる点の位置座標を穿刺針先端位置特定部114へ出力する。   The puncture needle region generation unit 128 expands the puncture needle candidate straight line generated by the puncture needle straight line generation unit 126 to a predetermined width, and the region included in the puncture needle candidate straight line is a region where the puncture needle exists (puncture needle presence region). As specified. The puncture needle region generation unit 128 outputs the position coordinates of the points included in the specified puncture needle presence region to the puncture needle tip position specifying unit 114.

穿刺針先端位置特定部114は、平均輝度演算部130、最大輝度特定部132、最小輝度特定部134及び穿刺針先端位置演算部136を有する。   The puncture needle tip position specifying unit 114 includes an average luminance calculation unit 130, a maximum luminance specification unit 132, a minimum luminance specification unit 134, and a puncture needle tip position calculation unit 136.

図3(A)〜(D)及び図4(A)〜(B)を用いて、超音波画像生成装置100がBモード画像から穿刺針先端位置の求める方法及び穿刺針を表す画像を生成する方法をより詳細に説明すると共に、穿刺針先端位置特定部114の各構成要素の機能についても説明する。
図3(A)において、Bモード画像の左上端部を原点とし、左上端部から右上端部への横軸をX軸、左上端部から左下端部への縦軸をY軸としたXY直交座標系に画像が位置する場合を考える。Bモード画像の左上端部から右上端部への方向をX軸の正の方向、Bモード画像の左上端部から左下端部への方向をY軸の正の方向とする。以下、特に説明がなければ、画像に対するXY直交座標系の定義は同様のものとする。
3 (A) to 3 (D) and FIGS. 4 (A) to 4 (B), the ultrasonic image generating apparatus 100 generates a method for obtaining the tip position of the puncture needle from the B-mode image and an image representing the puncture needle. The method will be described in more detail, and the function of each component of the puncture needle tip position specifying unit 114 will also be described.
In FIG. 3A, XY with the upper left corner of the B mode image as the origin, the horizontal axis from the upper left corner to the upper right corner as the X axis, and the vertical axis from the upper left corner to the lower left corner as the Y axis. Consider a case where an image is located in an orthogonal coordinate system. The direction from the upper left end of the B mode image to the upper right end is the positive direction of the X axis, and the direction from the upper left end of the B mode image to the lower left end of the B mode image is the positive direction of the Y axis. Hereinafter, unless otherwise specified, the definition of the XY orthogonal coordinate system for images is the same.

図3(A)は、穿刺針を含む被検者のBモード画像を示す。図3(A)中の穿刺針は、途切れ途切れで表示され、ユーザは、穿刺針の正確な位置が分かりにくい。そこで、超音波画像生成装置100は、まず、図3(A)のようなBモード画像から穿刺針が存在する可能性が高い領域を特定し、その領域内における穿刺針を含む直線上の強度分布から、穿刺針の先端位置を特定する。また、超音波画像生成装置100は、穿刺針の先端位置を基に穿刺針を表す画像を生成し、Bモード画像と共に画像表示部124に表示する。すなわち、超音波画像生成装置100は、ユーザにとって穿刺針が見えにくいBモード画像と共に、穿刺針の位置を特定して生成した穿刺針の画像を表示することで、穿刺針の正確な位置をユーザに把握させる。   FIG. 3A shows a B-mode image of a subject including a puncture needle. The puncture needle in FIG. 3 (A) is displayed in an intermittent manner, and it is difficult for the user to know the exact position of the puncture needle. Therefore, the ultrasonic image generating apparatus 100 first identifies an area where the puncture needle is likely to exist from the B-mode image as shown in FIG. 3A, and the linear intensity including the puncture needle in the area. The tip position of the puncture needle is specified from the distribution. In addition, the ultrasonic image generating apparatus 100 generates an image representing the puncture needle based on the tip position of the puncture needle and displays it on the image display unit 124 together with the B-mode image. That is, the ultrasonic image generating apparatus 100 displays the image of the puncture needle generated by specifying the position of the puncture needle together with the B-mode image in which the puncture needle is difficult for the user to see, so that the accurate position of the puncture needle can be determined. Let me grasp.

穿刺針候補点抽出部106は、図3(A)に示すBモード画像に対し、穿刺針の刺入角度に応じたエッジ抽出フィルタ(重み付け加算フィルタ)の適用を行って、穿刺針の刺入角度方向に画像の繋がりを良くする。また、穿刺針候補点抽出部106は、CFAR処理等の層構造除去処理を行い、図面下部においてX軸方向に伸びる明るい線を除去する。また、穿刺針候補点抽出部106は、エッジ抽出フィルタを適用したBモード画像に対して閾値処理を行い、閾値以上の輝度を持った特徴点(穿刺針候補点)のみが白く残るエッジ画像(図3(B)参照)を作成する。穿刺針直線生成部126は、エッジ画像中の穿刺針候補点の分布から、穿刺針候補直線の位置を求める。   The puncture needle candidate point extraction unit 106 applies an edge extraction filter (weighted addition filter) according to the puncture angle of the puncture needle to the B-mode image shown in FIG. Improve the image connection in the angular direction. The puncture needle candidate point extraction unit 106 performs layer structure removal processing such as CFAR processing, and removes bright lines extending in the X-axis direction at the bottom of the drawing. Further, the puncture needle candidate point extraction unit 106 performs threshold processing on the B-mode image to which the edge extraction filter is applied, and an edge image (only a feature point (puncture needle candidate point) having a luminance equal to or higher than the threshold remains white. (See FIG. 3B). The puncture needle straight line generation unit 126 obtains the position of the puncture needle candidate straight line from the distribution of puncture needle candidate points in the edge image.

図3(B)に示すエッジ画像には、Bモード画像中で高輝度に表示されていた複数の穿刺針候補点が分布している。エッジ画像中に分布した各穿刺針候補点は、穿刺針が存在する位置に表れるものが、主に穿刺針に由来する点であり、穿刺針が存在する位置に関係なく、画面全体に表れるものが、組織等の穿刺針以外に由来する点である。組織等に由来する穿刺針候補点は、エッジ画像に基づいて穿刺針の位置を特定する場合にノイズとなる。そこで、穿刺針直線生成部126は、図3(B)に示すようなノイズを含んだエッジ画像に対してハフ変換を行い、穿刺針に由来する穿刺針候補点を最も多く通る穿刺針候補直線を生成する。エッジ画像がノイズを含んでいても、穿刺針に由来する穿刺針候補点は直線的な繋がりがあるため、ハフ変換により穿刺針由来の穿刺針候補点による直線的な繋がりに沿った直線が生成できる。生成した穿刺針候補直線138をエッジ画像データに重ねて表示した画像が、図3(C)に示される。図3(C)の穿刺針候補直線138が、穿刺針及び穿刺針の延長線を表す。   In the edge image shown in FIG. 3B, a plurality of puncture needle candidate points displayed with high brightness in the B-mode image are distributed. Each puncture needle candidate point distributed in the edge image is a point derived mainly from the puncture needle that appears at the position where the puncture needle exists, and appears on the entire screen regardless of the position where the puncture needle exists. Is a point derived from other than the puncture needle such as tissue. The puncture needle candidate point derived from the tissue or the like becomes noise when the position of the puncture needle is specified based on the edge image. Therefore, the puncture needle straight line generation unit 126 performs Hough transform on the edge image including noise as shown in FIG. 3B, and the puncture needle candidate straight line that passes the most puncture needle candidate points derived from the puncture needle. Is generated. Even if the edge image contains noise, the puncture needle candidate points derived from the puncture needle have a linear connection, so a straight line along the linear connection by the puncture needle candidate point derived from the puncture needle is generated by the Hough transform. it can. An image obtained by superimposing the generated puncture needle candidate straight line 138 on the edge image data is shown in FIG. A puncture needle candidate straight line 138 in FIG. 3C represents the puncture needle and an extension line of the puncture needle.

穿刺針及び穿刺針の延長を表した穿刺針候補直線138は、穿刺針と、穿刺針でない部分との境界が不明なため、穿刺針候補直線138上における穿刺針と穿刺針でない部分との境界位置、すなわち穿刺針の先端位置を求める。図3(D)は、ハフ変換によって生成した穿刺針候補直線138を、穿刺針領域生成部128によって所定の幅に広げて領域140を重畳表示したエッジ画像を表す。領域140は、穿刺針候補直線138を含んだ領域である。穿刺針領域生成部128は、領域140を穿刺針が存在する穿刺針存在領域と特定する。ハフ変換によって抽出された穿刺針候補直線138は、穿刺針由来の穿刺針候補点を多数通る直線であるため、多数の穿刺針候補点が含まれる領域が穿刺針存在領域140として特定される。超音波画像生成装置100は、このようにして領域140を作成し、穿刺針が存在する可能性が高い領域を絞りこむ。ここで穿刺針候補直線138を広げる所定の幅とは、穿刺針情報記憶部108から読みだした穿刺針の太さとしても良いし、Bモード画像またはエッジ画像を見ながらユーザが設定しても良い。   The puncture needle candidate straight line 138 representing the puncture needle and the extension of the puncture needle has an unknown boundary between the puncture needle and the portion that is not the puncture needle, so the boundary between the puncture needle and the portion that is not the puncture needle The position, that is, the tip position of the puncture needle is obtained. FIG. 3D shows an edge image in which the puncture needle candidate straight line 138 generated by the Hough transform is expanded to a predetermined width by the puncture needle region generation unit 128 and the region 140 is superimposed and displayed. Region 140 is a region including puncture needle candidate straight line 138. The puncture needle region generation unit 128 identifies the region 140 as a puncture needle presence region where a puncture needle is present. Since the puncture needle candidate straight line 138 extracted by the Hough transform is a straight line that passes through many puncture needle candidate points derived from the puncture needle, an area including the many puncture needle candidate points is specified as the puncture needle existence area 140. The ultrasonic image generating apparatus 100 creates the area 140 in this way, and narrows down the area where the puncture needle is highly likely to exist. Here, the predetermined width for expanding the puncture needle candidate straight line 138 may be the thickness of the puncture needle read from the puncture needle information storage unit 108, or may be set by the user while viewing the B-mode image or the edge image. good.

次に、穿刺針先端位置特定部114の平均輝度演算部130は、領域140の長手方向が水平となるまで図3(D)に示すエッジ画像を回転させ、領域140の長手方向をX’軸、領域140の短手方向をY’軸としてX’Y’直交座標系を定義する。平均輝度演算部130は、領域140内において、Y’座標方向に並んだ点(X’座標の値が同じ点)の加算平均を行う。図4(A)は、領域140から先端位置を特定する方法を示すため、エッジ画像中の領域140と、領域140内の穿刺針を含む直線上(領域140内のX’座標の値が同じ点を加算平均した結果1次元となった領域140)の平均輝度の分布を示すグラフとを対応させて描いた図である。図4(A)に示すグラフは、横軸をX’座標上の位置、縦軸を平均輝度として領域140における走査方向(X’方向)から見た平均輝度分布を表したグラフである。最大輝度特定部132及び最小輝度特定部134は、図4(A)に示すグラフに基づいて、平均輝度の最大値及び最小値を求める。なお、図4(A)に示すグラフは、説明を分かりやすくするために簡略化して描かれている。   Next, the average luminance calculation unit 130 of the puncture needle tip position specifying unit 114 rotates the edge image shown in FIG. 3D until the longitudinal direction of the region 140 becomes horizontal, and the longitudinal direction of the region 140 is changed to the X ′ axis. The X′Y ′ orthogonal coordinate system is defined with the short direction of the region 140 as the Y ′ axis. The average luminance calculation unit 130 performs addition averaging of points arranged in the Y ′ coordinate direction (points having the same X ′ coordinate value) in the region 140. FIG. 4A shows a method for specifying the tip position from the region 140, and therefore, the region 140 in the edge image and a straight line including the puncture needle in the region 140 (the value of the X ′ coordinate in the region 140 is the same). It is the figure which matched and drawn the graph which shows distribution of the average brightness | luminance of the area | region 140) which became one-dimensional as a result of carrying out the addition average of the point. The graph shown in FIG. 4A is a graph showing an average luminance distribution viewed from the scanning direction (X ′ direction) in the region 140 with the horizontal axis as the position on the X ′ coordinate and the vertical axis as the average luminance. The maximum brightness specifying unit 132 and the minimum brightness specifying unit 134 obtain the maximum value and the minimum value of the average brightness based on the graph shown in FIG. Note that the graph shown in FIG. 4A is simplified for easy understanding.

穿刺針先端位置演算部136は、図4(A)に示す領域140内におけるX’座標上の位置と平均輝度との関係を表したグラフに対し、X’座標の最大値側から原点側に向かって平均輝度の値を調べ、穿刺針の先端位置を特定する。具体的には、穿刺針先端位置演算部136は、穿刺針が存在しないため最小値付近の値を示していた平均輝度が、大きく増加して最大値と最小値との差分に対して初めて8割の輝度となった点142を穿刺針の先端位置として特定する。ここで、X’座標の最大値側から調べる理由は、穿刺針が存在しないと予想される側から調べることで、輝度の大幅な変化を穿刺針の先端位置として特定することができるためである。原点側から調べると、穿刺針が途切れる位置で平均輝度は最小値付近の値を示し、その次に穿刺針が検出された点を先端と特定する可能性がある。なお、ここでは穿刺針の先端を実質的に特定できる点として経験的に望ましい点である、最大値と最小値との差分に対して8割の点を穿刺針の先端位置としたが、必ずしも8割でなくても良い。しかし、あまり平均輝度の最小値側に近い点を設定すると、ノイズを先端位置としてしまう可能性があるため、平均輝度の最大値と最小値の差分に対して5割以上の点が望ましい。   The puncture needle tip position calculation unit 136 moves from the maximum value side of the X ′ coordinate to the origin side with respect to the graph representing the relationship between the position on the X ′ coordinate and the average luminance in the region 140 shown in FIG. The value of the average luminance is examined toward the tip, and the tip position of the puncture needle is specified. Specifically, the puncture needle tip position calculation unit 136 first increases the average brightness, which indicates a value near the minimum value because there is no puncture needle, greatly increasing the difference between the maximum value and the minimum value. A point 142 having a relatively high luminance is specified as the tip position of the puncture needle. Here, the reason for examining from the maximum value side of the X ′ coordinate is that a significant change in luminance can be specified as the tip position of the puncture needle by examining from the side where the puncture needle is expected not to exist. . When examined from the origin side, there is a possibility that the average luminance shows a value near the minimum value at a position where the puncture needle is interrupted, and then the point where the puncture needle is detected is identified as the tip. Here, 80% of the difference between the maximum value and the minimum value is empirically desirable as the point at which the tip of the puncture needle can be substantially specified. It may not be 80%. However, if a point that is very close to the minimum value side of the average brightness is set, noise may be set as the tip position. Therefore, a point that is 50% or more of the difference between the maximum value and the minimum value of the average brightness is desirable.

領域140内において、穿刺針が存在しない領域の平均輝度は、おおよそ0となる。そのため、穿刺針が存在しないX’座標の最大値側から0側に向かって平均輝度の値を調べると、しばらく0付近の値が続く。穿刺針が存在しない領域から穿刺針が存在する領域に入ると、平均輝度は、急激に大きくなる。これは、穿刺針が、高輝度で検出されるためである。穿刺針先端位置演算部136は、このような穿刺針の有無による平均輝度の変化に基づいて穿刺針の先端位置である点142を特定する。穿刺針の先端位置である点142を特定した穿刺針先端位置演算部136は、X’Y’直交座標系をXY直交座標系に変換し、点142のX座標及びY座標を求める。   Within the area 140, the average luminance of the area where no puncture needle is present is approximately zero. Therefore, when the average luminance value is examined from the maximum value side of the X ′ coordinate where there is no puncture needle toward the 0 side, the value near 0 continues for a while. When entering the region where the puncture needle is present from the region where the puncture needle is not present, the average luminance increases rapidly. This is because the puncture needle is detected with high brightness. The puncture needle tip position calculation unit 136 identifies the point 142 that is the tip position of the puncture needle based on such a change in average luminance due to the presence or absence of the puncture needle. The puncture needle tip position calculation unit 136 that identifies the point 142 that is the tip position of the puncture needle converts the X′Y ′ orthogonal coordinate system to the XY orthogonal coordinate system, and obtains the X coordinate and Y coordinate of the point 142.

穿刺針画像生成部116は、穿刺針候補直線138と、穿刺針の先端位置142とに基づいて、穿刺針を表す直線を生成する。具体的には、穿刺針候補直線138を、X座標0の位置から、穿刺針の先端位置142のX座標と同じX座標を持つ穿刺針候補直線138上の点144までの線分として、穿刺針を表す直線である線分148を生成する。図4(B)は、穿刺針画像生成部116が生成した線分148を描いた模式図である。図4(B)中の点146は、穿刺針候補直線138がエッジ画像の左辺と交わる点である。   The puncture needle image generation unit 116 generates a straight line representing the puncture needle based on the puncture needle candidate straight line 138 and the tip position 142 of the puncture needle. Specifically, the puncture needle candidate straight line 138 is punctured as a line segment from the position of the X coordinate 0 to the point 144 on the puncture needle candidate straight line 138 having the same X coordinate as the X coordinate of the tip position 142 of the puncture needle. A line segment 148 that is a straight line representing the needle is generated. FIG. 4B is a schematic diagram depicting a line segment 148 generated by the puncture needle image generation unit 116. A point 146 in FIG. 4B is a point where the puncture needle candidate straight line 138 intersects the left side of the edge image.

超音波画像生成装置100は、穿刺針の先端位置の検出及び穿刺針を表す画像の生成を所定の時間間隔で繰り返し、最も新しく生成した穿刺針を表す画像を画像表示部124に表示する。超音波画像生成装置100は、穿刺針の先端位置を特定し、生成した穿刺針画像(穿刺針を表す画像)をBモード画像と重畳表示することで、穿刺針の位置をユーザに分かりやすく表示することができる。   The ultrasonic image generating apparatus 100 repeats detection of the tip position of the puncture needle and generation of an image representing the puncture needle at predetermined time intervals, and displays an image representing the most recently generated puncture needle on the image display unit 124. The ultrasonic image generation device 100 specifies the tip position of the puncture needle, and displays the generated puncture needle image (an image representing the puncture needle) on the B-mode image so that the position of the puncture needle is easily understood by the user. can do.

以下に、図5を参照して、本発明の超音波画像生成装置の作用及び本発明の超音波画像生成装置の作動方法について説明する。
図5は、本発明の超音波画像生成装置の作動方法を実施する超音波画像生成装置100において、穿刺針画像を重畳表示する動作に係わる一連の処理の流れを示すフロー図である。超音波画像の取得後、ステップST400で、ユーザが穿刺針候補点を検出する時間間隔の設定を行う。ステップST402で穿刺針候補点抽出部106が穿刺針候補点の抽出を行い、ステップST404で穿刺針候補点の座標を候補点位置記憶部110に保存する。ステップST406で穿刺針候補点の分布に基づいて穿刺針領域特定部112が穿刺針及び穿刺針の延長線を表す穿刺針候補直線の特定を行い、ステップST408で穿刺針先端位置特定部114が穿刺針の先端位置の特定を行う。ステップST410で穿刺針画像生成部116が穿刺針を表す画像を生成し、ステップST412で画像合成部118がBモード画像と穿刺針を表す画像との合成を行い、画像表示制御部120がBモード画像と穿刺針を表す画像との重畳表示を画像表示部124に行わせる。
Below, with reference to FIG. 5, the effect | action of the ultrasonic image generation apparatus of this invention and the operating method of the ultrasonic image generation apparatus of this invention are demonstrated.
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of a series of processes related to the operation of superimposing and displaying the puncture needle image in the ultrasonic image generating apparatus 100 that implements the operating method of the ultrasonic image generating apparatus of the present invention. After acquisition of the ultrasound image, in step ST400, the user sets a time interval for detecting a puncture needle candidate point. In step ST402, puncture needle candidate point extraction unit 106 extracts puncture needle candidate points, and in step ST404, coordinates of puncture needle candidate points are stored in candidate point position storage unit 110. In step ST406, the puncture needle region specifying unit 112 specifies a puncture needle candidate straight line representing the puncture needle and an extension line of the puncture needle based on the distribution of puncture needle candidate points. In step ST408, the puncture needle tip position specifying unit 114 performs puncture. The tip position of the needle is specified. In step ST410, the puncture needle image generation unit 116 generates an image representing the puncture needle, in step ST412, the image composition unit 118 performs composition of the B mode image and the image representing the puncture needle, and the image display control unit 120 performs the B mode. The image display unit 124 is caused to superimpose an image and an image representing the puncture needle.

ステップST414で、重畳表示方式を変更するかユーザに問い、YesであればステップST410へ戻り、重畳表示方式を変更した穿刺針を表す画像とBモード画像とを重畳表示する。ステップST414で重畳表示方式を変更しない場合は、ステップST416へ進む。ステップST416で穿刺針候補点を抽出する時間間隔を変更するかユーザに問い、YesであればステップST400へ戻り、新たな抽出時間間隔を設定して穿刺針候補点の抽出を行う。ステップST416で、穿刺針候補点を抽出する時間間隔の変更がNoであれば、ステップST418へ進む。ステップST418で、次のフレームも処理を続行するかユーザに問い、YesであればステップST400へ戻る。ステップST418でNoであれば、処理を終了する。   In step ST414, the user is asked whether to change the superimposed display method. If Yes, the process returns to step ST410, and the image representing the puncture needle whose superimposed display method is changed and the B-mode image are superimposed and displayed. If the superimposed display method is not changed in step ST414, the process proceeds to step ST416. In step ST416, the user is asked whether to change the time interval for extracting puncture needle candidate points. If Yes, the process returns to step ST400, and a new extraction time interval is set to extract puncture needle candidate points. If the change of the time interval for extracting the puncture needle candidate point is No in step ST416, the process proceeds to step ST418. In step ST418, the user is asked whether to continue processing for the next frame. If Yes, the process returns to step ST400. If NO in step ST418, the process ends.

図6は、ステップST402の動作をより詳細に説明したフロー図である。ステップST500で、予測刺入領域(穿刺針が刺入されると推定される領域)を設定するかユーザに問い、YesであればステップST502へ進んで予測刺入領域を設定し、ステップST504へ進む。ステップST500で予測刺入領域を設定しない場合は、ステップST504へ進む。ステップST504で、ユーザが特に詳細に見たい領域(以下、注目領域という)を高画質化するかユーザに問い、YesであればステップST506へ進んでユーザが注目領域の設定を行い、ステップST508で注目領域の高画質化処理を行ってステップST510へ進む。ステップST504で注目領域を高画質化処理しない場合は、ステップST510へ進む。ステップST510でエッジ抽出フィルタを適用し、ステップST512で閾値処理を行う。ステップST514で閾値処理を行ったエッジ画像に対して穿刺針候補点の抽出を行ってステップST402へ進む。   FIG. 6 is a flowchart illustrating the operation of step ST402 in more detail. In step ST500, the user is asked whether to set a predicted insertion area (area estimated to be inserted with a puncture needle). If yes, the process proceeds to step ST502 to set the predicted insertion area, and to step ST504. move on. If the predicted insertion area is not set in step ST500, the process proceeds to step ST504. In step ST504, the user is asked whether to improve the image quality of an area that the user wants to see in detail (hereinafter referred to as an attention area). If yes, the process proceeds to step ST506, where the user sets the attention area, and in step ST508 Processing for improving the image quality of the attention area is performed, and the process proceeds to step ST510. If it is determined in step ST504 that the region of interest is not subjected to high image quality processing, the process proceeds to step ST510. An edge extraction filter is applied in step ST510, and threshold processing is performed in step ST512. A puncture needle candidate point is extracted from the edge image subjected to the threshold processing in step ST514, and the process proceeds to step ST402.

ステップST502の予測刺入領域の設定について、図7(A)〜(D)を用いて説明する。図7(A)〜(D)において、それぞれ画像の左上端部を原点とし、左上端部から右上端部への横軸をX軸、左上端部から左下端部への縦軸をY軸としたXY直交座標系にBモード画像151が位置する場合を考える。図7(A)において、破線150は、穿刺ガイドラインを表す。穿刺針候補点抽出部106は、穿刺ガイドライン150を基準にして予測刺入領域の設定を行う。探触子に穿刺アダプタを装着した場合は、穿刺アダプタによって穿刺針の刺入経路がある程度決まるため、穿刺ガイドラインを表示することができる。   The setting of the predicted insertion area in step ST502 will be described with reference to FIGS. 7A to 7D, the left upper end of the image is the origin, the horizontal axis from the upper left end to the upper right end is the X axis, and the vertical axis from the upper left end to the lower left end is the Y axis. Consider the case where the B-mode image 151 is located in the XY orthogonal coordinate system. In FIG. 7A, a broken line 150 represents a puncture guideline. The puncture needle candidate point extraction unit 106 sets a predicted puncture region based on the puncture guideline 150. When the puncture adapter is attached to the probe, the puncture guideline is determined to some extent by the puncture adapter, so that the puncture guideline can be displayed.

本実施の形態では、予測刺入領域の設定は、3種類の広さを持つ領域からユーザが選択することができる。予測刺入領域の形状は、穿刺ガイドラインを基準にしてY軸方向に幅を広げた形状とする。例えば、乳がんなどの浅部に対して穿刺を行う場合は、狭領域(ほぼ穿刺ガイドラインの幅を持つ領域)、平均領域(穿刺ガイドラインを中心としてY軸方向上下に+0.5cmずつ広げた領域)、広領域(穿刺ガイドラインを中心としてY軸方向上下に+1cmずつ広げた領域)とする。穿刺ガイドラインのY軸方向上下に穿刺ガイドラインから所定距離を離した複数の直線情報を記憶させ、その複数の直線に挟まれる画像領域を予測刺入領域として、予測刺入領域を生成する。深部に対して穿刺を行う場合ほど穿刺ガイドラインに対して穿刺針がずれる可能性が高く、ずれ量も大きくなるので、予測刺入領域の面積を大きくしても良い。例えば、広領域においては、穿刺ガイドラインを中心に上下に1.5cmずつ広げた領域とする。   In the present embodiment, the user can select the predicted insertion area from three areas. The shape of the predicted insertion region is a shape that is widened in the Y-axis direction with reference to the puncture guideline. For example, when puncturing a shallow part such as breast cancer, a narrow region (a region having a width of the puncture guideline), an average region (a region expanded by +0.5 cm in the vertical direction around the puncture guideline) , And a wide region (a region widened by +1 cm vertically in the Y-axis direction with the puncture guideline as the center). A plurality of pieces of straight line information that is separated from the puncture guideline by a predetermined distance is stored in the upper and lower directions in the Y axis direction of the puncture guideline, and a predicted insertion region is generated using an image region sandwiched between the plurality of straight lines as a predicted insertion region. Since the puncture needle is more likely to be displaced with respect to the puncture guideline and the amount of deviation increases as the puncture is performed on the deeper portion, the area of the predicted puncture region may be increased. For example, in the wide area, it is assumed that the area is widened by 1.5 cm up and down around the puncture guideline.

予測刺入領域を狭範囲に設定した場合を図7(B)に示す。図7(B)において、領域152が予測刺入領域を表す。   FIG. 7B shows a case where the predicted insertion area is set to a narrow range. In FIG. 7B, a region 152 represents a predicted insertion region.

予測刺入領域を平均範囲に設定した場合を図7(C)に示す。図7(C)において、領域154が予測刺入領域を表す。領域154は、領域152より広い領域である。   FIG. 7C shows the case where the predicted insertion area is set to the average range. In FIG. 7C, a region 154 represents a predicted insertion region. The region 154 is a region wider than the region 152.

予測刺入領域を広範囲に設定した場合を図7(D)に示す。図7(D)において、領域156が予測刺入領域を表す。領域156は、領域154より広い領域である。   FIG. 7D shows a case where the predicted insertion area is set in a wide range. In FIG. 7D, an area 156 represents a predicted insertion area. The region 156 is a region wider than the region 154.

穿刺針候補点抽出部106は、予測刺入領域が設定された場合には、予測刺入領域内に対してのみ閾値処理等を行い、予測刺入領域内から穿刺針候補点を抽出する。予測刺入領域内のみから穿刺針候補点を抽出すると、予測刺入領域から生成されたエッジ画像において、組織等に由来する穿刺針候補点が減少し、全穿刺針候補点に対する穿刺針由来の穿刺針候補点の割合が高くなるため、より高精度に穿刺針候補直線を生成することができる。   When a predicted insertion area is set, puncture needle candidate point extraction unit 106 performs threshold processing only on the predicted insertion area and extracts puncture needle candidate points from the predicted insertion area. When the puncture needle candidate points are extracted only from the predicted puncture area, the puncture needle candidate points derived from the tissue or the like are reduced in the edge image generated from the predicted puncture area, and the puncture needle derived points for all puncture needle candidate points are derived. Since the ratio of puncture needle candidate points increases, a puncture needle candidate straight line can be generated with higher accuracy.

ステップST506で説明した、高画質化する注目領域の設定について図8を用いて説明する。ユーザは、Bモード画像162を見て穿刺針158の位置を確認して注目領域を設定する。具体的には、ユーザは、目視により穿刺針158の位置を確認し、穿刺針158の全体が含まれる領域を注目領域160として設定する。なお、図8では、説明を分かりやすくするために穿刺針158を途切れさせずに描いてある。また、ここでは、注目領域の設定をユーザが行ったが、必ずしもユーザが行う必要はない。例えば、穿刺針画像生成部116によって生成された穿刺針を表す画像が全て含まれる領域を注目領域として、超音波画像生成装置100が自動設定する態様としても良い。   The setting of the attention area to be improved in image quality described in step ST506 will be described with reference to FIG. The user looks at the B-mode image 162 and confirms the position of the puncture needle 158 to set a region of interest. Specifically, the user visually confirms the position of the puncture needle 158 and sets an area including the entire puncture needle 158 as the attention area 160. In FIG. 8, the puncture needle 158 is drawn without interruption for easy understanding. Here, the user sets the attention area, but the user does not necessarily need to do it. For example, the ultrasonic image generating apparatus 100 may automatically set an area including all the images representing the puncture needle generated by the puncture needle image generation unit 116 as an attention area.

送受信制御部102は、注目領域に対して高画質化処理を行う。具体的には、注目領域の音線増加処理を探触子122に行わせて、注目領域以外の領域と比較して、注目領域が高画質となる高画質化処理を行う。音線増加処理とは、超音波を照射する距離間隔を狭くすることでより細かくエコー信号を取得する処理である。音線増加処理を行った領域は、高精細な画像が得られる。なお、ここでは注目領域に対して音線増加処理を行ったが、注目領域の高画質化処理は音線増加処理に限られない。例えば、ステアビーム処理(穿刺針の長軸方向に垂直な方向に向けて超音波を照射することで、穿刺針によって反射されるエコーを増加させる処理)、周波数コンパウンド処理(送信及び受信の信号を広帯域化して帯域内をいくつかに分割して画像を複数形成し、それらの画像を加算平均することで、スペックルノイズを減少させる処理)等を行っても良い。   The transmission / reception control unit 102 performs an image quality enhancement process on the attention area. More specifically, the probe 122 performs the sound ray increasing process for the attention area, and performs the image quality enhancement process in which the attention area has a higher image quality than the area other than the attention area. The sound ray increasing process is a process of acquiring an echo signal more finely by narrowing a distance interval for irradiating ultrasonic waves. A high-definition image can be obtained in the region subjected to the sound ray increasing process. Although the sound ray increasing process is performed on the attention area here, the image quality enhancement process of the attention area is not limited to the sound ray increasing process. For example, steer beam processing (processing to increase the echo reflected by the puncture needle by irradiating ultrasonic waves in a direction perpendicular to the long axis direction of the puncture needle), frequency compound processing (transmission and reception signals) A process of reducing speckle noise by forming a plurality of images by dividing the bandwidth into several bands to form a plurality of images and averaging the images may be performed.

事前に注目領域の設定を行い、高画質化処理を行った注目領域から穿刺針候補点の抽出を行えば、ノイズが減少した穿刺針候補点を用いてハフ変換を行うことができるため、穿刺針の位置を特定する精度が向上する。例えば、周波数コンパウンドを行えばスペックルノイズを減少させることができるため、閾値処理を行った場合、穿刺針に由来する穿刺針候補点の割合が増加する。なお、図8では、説明を分かりやすくするために注目領域160の枠線とBモード画像162の枠線とが重ならないように描いてあるが、注目領域160は、Bモード画像162より外側は含まないことは言うまでもない。   By setting the attention area in advance and extracting the puncture needle candidate points from the attention area on which the image quality enhancement processing has been performed, the Hough transformation can be performed using the puncture needle candidate points with reduced noise. The accuracy of specifying the position of the needle is improved. For example, if frequency compounding is performed, speckle noise can be reduced. Therefore, when threshold processing is performed, the ratio of puncture needle candidate points derived from the puncture needle increases. In FIG. 8, for ease of explanation, the frame line of the attention area 160 and the frame line of the B-mode image 162 are drawn so as not to overlap, but the attention area 160 is outside the B-mode image 162. It goes without saying that it does not include it.

Bモード画像と穿刺針画像とを重畳表示する方法の変形例について、図9(A)〜(D)を用いて説明する。図9(A)〜(D)は、Bモード画像に重畳表示される穿刺針の表示方式をそれぞれ異ならせてある。ユーザは、図9(A)〜(D)に示す穿刺針を表す画像の表示方式から、所望の表示方式を選択することができる。なお、本変形例は、Bモード画像に重畳表示される穿刺針を表す直線や線分や点を、所定の色、例えば緑色に彩色して示すものであるが、図9(A)〜(D)では、Bモード画像に重畳表示される穿刺針を表す、彩色された直線や線分や点を黒線や黒線分や黒点で示す。   A modification of the method for displaying the B-mode image and the puncture needle image in a superimposed manner will be described with reference to FIGS. 9A to 9D show different display methods for the puncture needle superimposed on the B-mode image. The user can select a desired display method from the display methods of the image representing the puncture needle shown in FIGS. In this modification, a straight line, a line segment, or a point representing a puncture needle superimposed and displayed on the B-mode image is colored in a predetermined color, for example, green. In (D), a colored straight line, line segment, or point representing a puncture needle superimposed on the B-mode image is indicated by a black line, a black line segment, or a black dot.

図9(A)は、Bモード画像に用いられるグレースケールとは異なり、彩度を有する線分(図9(A)では濃い黒線分で示されている)で穿刺針を表し、Bモード画像に重畳表示した図である。このように表示すると、Bモード画像とは明らかに異なった態様で穿刺針を表す直線を表示することができ、ユーザに穿刺針の位置を分かりやすく知らせることができる。   FIG. 9A shows a puncture needle with a line segment having saturation (indicated by a dark black line segment in FIG. 9A), unlike the gray scale used for the B-mode image. It is the figure superimposed and displayed on the image. When displayed in this way, a straight line representing the puncture needle can be displayed in a mode clearly different from the B-mode image, and the position of the puncture needle can be easily informed to the user.

図9(B)は、図9(A)における穿刺針を表す直線に透過処理し、半透明にして重畳表示した(図9(B)では薄い黒線で示されている)ものである。例えば、透過割合を50%にして表示する。このように穿刺針を半透明としてBモード画像に重畳表示すると、穿刺針を表す直線によりBモード画像が隠されることがないため、ユーザが穿刺針及びBモード画像の双方を見ることができる。   FIG. 9 (B) is a transmission process performed on the straight line representing the puncture needle in FIG. 9 (A) and is displayed in a semi-transparent manner (indicated by a thin black line in FIG. 9 (B)). For example, the transmission ratio is set to 50% for display. Thus, when the puncture needle is made translucent and displayed on the B-mode image, the B-mode image is not hidden by the straight line representing the puncture needle, so that the user can see both the puncture needle and the B-mode image.

図9(C)は、穿刺針を表す画像を直線とせず、穿刺針候補点にBモード画像とは異なる色を付してBモード画像に重畳表示した(図9(C)では薄い黒点で示されている)ものである。重畳表示した穿刺針候補点は、穿刺針存在領域内に存在する穿刺針候補点のうち、穿刺針を表す直線の先端位置である点144のX座標以下のX座標を持つ穿刺針候補点のみである。このように、穿刺針を直線では表さず、穿刺針候補点のみに色を付してBモード画像に重畳表示すると、直線がBモード画像の描出を損なうことがない。   In FIG. 9C, the image representing the puncture needle is not made a straight line, but the puncture needle candidate point is displayed in a color different from the B-mode image and superimposed on the B-mode image (in FIG. 9C, a thin black dot is displayed). Is shown). The puncture needle candidate points displayed in a superimposed manner are only puncture needle candidate points having an X coordinate equal to or less than the X coordinate of the point 144 that is the position of the straight tip representing the puncture needle among the puncture needle candidate points existing in the puncture needle presence region. It is. In this way, when the puncture needle is not represented by a straight line but only the puncture needle candidate point is colored and superimposed on the B-mode image, the straight line does not impair the rendering of the B-mode image.

図9(D)は、穿刺針を表す直線に対し、穿刺針の形状を表す輪郭をフィッティングさせて穿刺針を表す画像とした(図9(C)では濃い黒線分で示されている)ものである。このように穿刺針の形状を表す輪郭をBモード画像に重畳表示すると、ユーザが直感的に針の形を把握することができる。なお、穿刺針の輪郭は、穿刺針情報記憶部108に記憶されている穿刺針情報として穿刺針の太さ又は形状が分かっていれば、その太さまたは形状を持った輪郭としても良いし、ユーザが設定しても良い。   FIG. 9D shows an image representing a puncture needle by fitting an outline representing the shape of the puncture needle to a straight line representing the puncture needle (shown by a dark black line in FIG. 9C). Is. Thus, when the outline representing the shape of the puncture needle is superimposed on the B-mode image, the user can intuitively grasp the shape of the needle. If the thickness or shape of the puncture needle is known as the puncture needle information stored in the puncture needle information storage unit 108, the contour of the puncture needle may be a contour having that thickness or shape. It may be set by the user.

以上、説明したように、本発明の実施の形態1に係る超音波画像生成装置100によれば、Bモード画像から穿刺針候補点を抽出し、ハフ変換を行うことで穿刺針及び穿刺針の延長線を表す穿刺針候補直線を特定することができる。さらに、超音波画像生成装置100は、特定した穿刺針候補直線を含む領域を穿刺針存在領域として特定し、穿刺針存在領域内の輝度情報に基づいて穿刺針の先端位置を特定することで、Bモード画像中の穿刺針の先端位置を特定することができる。また、超音波画像生成装置100は、特定した穿刺針の位置を基に、穿刺針を表す画像と、Bモード画像とを重畳表示することで、穿刺針の正確な位置をユーザに分かりやすく表示することができる。   As described above, according to the ultrasonic image generating apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention, the puncture needle candidate points are extracted from the B-mode image, and the Hough transform is performed, whereby the puncture needle and the puncture needle. A puncture needle candidate straight line representing an extension line can be specified. Furthermore, the ultrasonic image generating apparatus 100 identifies the region including the identified puncture needle candidate straight line as the puncture needle presence region, and identifies the tip position of the puncture needle based on the luminance information in the puncture needle presence region, The tip position of the puncture needle in the B-mode image can be specified. In addition, the ultrasonic image generating apparatus 100 displays the exact position of the puncture needle in an easy-to-understand manner for the user by superimposing and displaying the image representing the puncture needle and the B-mode image based on the specified position of the puncture needle. can do.

なお、本実施の形態では、予測刺入領域の設定において、穿刺アダプタに基づいて穿刺ガイドラインの位置を決定したが、本発明では、必ずしも穿刺アダプタを使用しなくても良い。例えば、ユーザが自分で穿刺ガイドラインを作成しても良いし、超音波画像のフレーム差分を取って、穿刺針が被検者に刺入される角度または位置を求めて穿刺ガイドラインを作成しても良い。この場合、新たに作成した穿刺ガイドラインに沿って予測刺入領域を決定する。また、過去の穿刺針の先端位置を記憶する記憶部を設けて過去の穿刺針の先端位置と検出タイミングを記憶し、過去の穿刺針の先端位置及び検出タイミングに基づいて予測刺入領域を設定しても良い。また、穿刺針の先端位置のみではなく、穿刺針を表す画像を記憶しておいても良い。   In the present embodiment, the position of the puncture guideline is determined based on the puncture adapter in setting the predicted puncture area. However, in the present invention, the puncture adapter does not necessarily have to be used. For example, a user may create a puncture guideline by himself or create a puncture guideline by obtaining an angle or a position at which the puncture needle is inserted into a subject by taking a frame difference of an ultrasonic image. good. In this case, the predicted insertion area is determined along the newly created puncture guideline. In addition, a storage unit that stores the tip position of the past puncture needle is provided to store the tip position and detection timing of the past puncture needle, and a predicted insertion area is set based on the tip position and detection timing of the past puncture needle You may do it. Further, not only the tip position of the puncture needle but also an image representing the puncture needle may be stored.

図10(A)及び(B)は、過去の穿刺針の複数の先端位置を用いて予測刺入領域を決定する方法を表した図である。図10においても、画像の左上端部を原点とし、画像の左上端部から右上端部への横軸をX軸、左上端部から左下端部への縦軸をY軸としたXY直交座標系に画像が位置する場合を考える。画像の左上端部から右上端部への方向をX軸の正の方向、画像の左上端部から左下端部への方向をY軸の正の方向とする。
図10(A)において、Bモード画像172中に穿刺針の過去の先端位置を表す複数の点174、点176及び点178がある場合を考える。ここでは、点174が最も過去に特定された穿刺針の先端位置である。点176は、点174の次に検出された穿刺針の先端位置であり、点178が最も新しい穿刺針の先端位置である。点174、点176及び点178の3点が直線182a上に並んでいるため、次の穿刺針の先端位置は、3点を通る直線の延長線である破線182b上にあることが予測される。
FIGS. 10A and 10B are diagrams showing a method of determining a predicted insertion region using a plurality of tip positions of past puncture needles. Also in FIG. 10, XY orthogonal coordinates with the upper left corner of the image as the origin, the horizontal axis from the upper left corner to the upper right corner of the image as the X axis, and the vertical axis from the upper left corner to the lower left corner as the Y axis. Consider the case where an image is located in the system. The direction from the upper left corner of the image to the upper right corner is the positive direction of the X axis, and the direction from the upper left corner of the image to the lower left corner is the positive direction of the Y axis.
In FIG. 10A, consider a case where there are a plurality of points 174, 176, and 178 representing the past tip position of the puncture needle in the B-mode image 172. Here, the point 174 is the tip position of the puncture needle identified most recently. Point 176 is the tip position of the puncture needle detected next to point 174, and point 178 is the tip position of the newest puncture needle. Since the point 174, the point 176, and the point 178 are arranged on the straight line 182a, the tip position of the next puncture needle is predicted to be on the broken line 182b that is an extension of the straight line passing through the three points. .

そのため、図10(A)中で最もY座標が大きい点178より下部で、破線182bを含みかつ穿刺針が撓む幅を考慮してサイズを設定した領域180を、予測刺入領域として決定する。ここで、領域180の形状は、破線182bをX軸方向に広げた平行四辺形の形状とする。破線182bが領域180の上辺及び下辺と接する点178と点181との距離間隔(点178と点181のy座標の差)は、過去の穿刺針の先端位置の距離間隔(例えば点176と点178との距離間隔)の2〜3倍とする。ここで、過去の穿刺針の先端位置の距離間隔(位置)を基に領域180の大きさを決定する理由は、過去に穿刺針が刺入された速さ及び角度を確認して、穿刺針の進行方向を推定するためである。過去に穿刺針が刺入された速さ及び角度を確認すれば、次の先端位置検出タイミングにおいても、過去と大きく異ならない速さ及び角度で穿刺針が刺入される(すなわち過去の先端位置の距離間隔と大体同じ間隔となる)と推定されるため、穿刺針の進行方向を推定できる。ここでは少し余裕を持たせて、過去の穿刺針の先端位置の距離間隔の2〜3倍としたが、必ずしも2〜3倍である必要はない。   Therefore, an area 180 including a broken line 182b and having a size set in consideration of the bending width of the puncture needle is determined as a predicted insertion area below the point 178 having the largest Y coordinate in FIG. . Here, the shape of the region 180 is a parallelogram shape in which the broken line 182b is expanded in the X-axis direction. The distance interval between the points 178 and 181 where the broken line 182b touches the upper side and the lower side of the region 180 (the difference between the y coordinates of the point 178 and the point 181) is the distance interval between the tip positions of the past puncture needles (for example, the point 176 and the point 181 2 to 3 times the distance interval with 178). Here, the reason for determining the size of the region 180 based on the distance interval (position) of the tip position of the past puncture needle is that the speed and angle at which the puncture needle has been inserted in the past are confirmed, and the puncture needle This is to estimate the direction of travel. If the speed and angle at which the puncture needle has been inserted in the past are confirmed, the puncture needle is inserted at a speed and angle that is not significantly different from the past at the next tip position detection timing (ie, the previous tip position). Therefore, the traveling direction of the puncture needle can be estimated. Here, a slight margin is given to make the distance interval of the tip position of the past puncture needle 2 to 3 times, but it is not necessarily 2 to 3 times.

穿刺針候補点抽出部106は、領域180内において穿刺針候補点の抽出を行う。このように過去の穿刺針の複数の先端位置を用いて予測刺入領域を決定すると、予測刺入領域のサイズを、より小さく絞ることができ、予測刺入領域内における穿刺針由来の穿刺針候補点の割合をさらに大きくすることができるため、穿刺針候補直線を高精度に生成することができる。なお、領域180の形状は平行四辺形に限られず、例えば、Y座標が減少するにしたがってX座標方向に広がる台形のような形状であっても良い。   The puncture needle candidate point extraction unit 106 extracts puncture needle candidate points in the region 180. Thus, when the predicted puncture area is determined using a plurality of tip positions of past puncture needles, the size of the predicted puncture area can be further reduced, and the puncture needle derived from the puncture needle in the predicted puncture area Since the ratio of candidate points can be further increased, a puncture needle candidate straight line can be generated with high accuracy. The shape of the region 180 is not limited to a parallelogram, and may be, for example, a trapezoidal shape that expands in the X coordinate direction as the Y coordinate decreases.

図10(B)は、図10(A)の次のタイミングで穿刺針の先端位置を検出する場合における予測刺入領域の決定方法を表した図である。図10(B)は、図10(A)に対して、Bモード画像190中に最新の穿刺針の先端位置を表す点184が追加された図である。この場合においても、点174、点176、点178及び点184を通る直線188aの延長線である破線188bを含む領域186を、予測刺入領域と設定する。このように、記憶した過去の穿刺針の先端位置が増加しても、それらの位置を基に予測刺入領域を設定することができる。また、硬い組織の存在による穿刺針の撓みや、プローブのずれなどにより、穿刺途中で当初の予測刺入領域からずれた場合においても、精度良く穿刺針候補直線を検出することができる。   FIG. 10B is a diagram showing a method for determining a predicted insertion area when the tip position of the puncture needle is detected at the next timing of FIG. FIG. 10B is a diagram in which a point 184 representing the latest tip position of the puncture needle is added to the B-mode image 190 with respect to FIG. Also in this case, the region 186 including the broken line 188b that is an extension of the straight line 188a passing through the points 174, 176, 178, and 184 is set as the predicted insertion region. Thus, even if the stored tip positions of past puncture needles increase, the predicted insertion area can be set based on those positions. In addition, even when the puncture needle is deflected due to the presence of hard tissue or the probe is displaced, the puncture needle candidate straight line can be detected with high accuracy even when the puncture needle is displaced from the initial predicted puncture area during puncture.

なお、図10(A)及び(B)では、過去の穿刺針の複数の先端位置が一直線上に並ぶ場合を例に取って説明したが、必ずしも過去の穿刺針の複数の先端位置が一直線上に並ぶ必要はない。例えば、過去の穿刺針の複数の先端位置を折れ線グラフのように繋ぎ、最新の2点を繋ぐ直線の傾きに基づいて次の予測刺入領域を設定しても良いし、最新の3点に対して最小二乗法等を行って直線の傾きを求めて予測刺入領域を設定しても良い。   In FIGS. 10A and 10B, the case where a plurality of tip positions of past puncture needles are aligned is described as an example. However, a plurality of tip positions of past puncture needles are not necessarily aligned. There is no need to line up. For example, a plurality of tip positions of past puncture needles may be connected like a line graph, and the next predicted insertion area may be set based on the slope of a straight line connecting the two most recent points. Alternatively, the prediction area may be set by obtaining the slope of a straight line by performing the least square method or the like.

また、予測刺入領域の幅は、穿刺ガイドラインに対する穿刺針のズレ幅を事前に調べ、そのズレ幅に従って決定しても良いし、予め用意された幅を調整可能であっても良い。超音波画像の取得中であっても予測刺入領域の幅を調整可能としても良い。その場合は、本体のファンクションキー等に、予測刺入領域の幅を調整する機能を割り当てることが望ましい。   Further, the width of the predicted insertion area may be determined in advance according to the deviation width of the puncture needle with respect to the puncture guideline, or the width prepared in advance may be adjustable. Even during acquisition of an ultrasound image, the width of the predicted insertion area may be adjustable. In that case, it is desirable to assign a function for adjusting the width of the predicted insertion area to a function key or the like of the main body.

また、本実施の形態では、予測刺入領域の幅の設定が3段階であったが、必ずしも3段階に限られない。さらに細かく設定できるものにすれば、それだけユーザが希望に合った範囲を設定できる。   Moreover, in this Embodiment, although the setting of the width | variety of a prediction insertion area | region was three steps, it is not necessarily restricted to three steps. If it can be set more finely, the user can set a range that suits his / her wishes.

なお、本実施の形態では、予測刺入領域が設定された場合、予測刺入領域内に対して閾値処理を行ったが、画像全体に対して閾値処理を行い、予測刺入領域内にある穿刺針候補点のみを用いてハフ変換を行う態様としても良い。このような態様にすると、ハフ変換の演算が容易になる。   In this embodiment, when a predicted insertion area is set, threshold processing is performed on the predicted insertion area. However, threshold processing is performed on the entire image and the prediction insertion area is within the predicted insertion area. It is good also as an aspect which performs Hough conversion using only a puncture needle candidate point. In this manner, the Hough transform operation is facilitated.

また、本実施の形態では、穿刺針直線生成部126によって生成された穿刺針候補直線を所定の幅に広げ、穿刺針候補直線上の領域を穿刺針存在領域としたが、穿刺針存在領域の求め方は、この方法に限らず、穿刺針候補直線を含む領域をユーザが手動で決めても良い。例えば、図11(A)〜(D)に示すように決定することもできる。   In the present embodiment, the puncture needle candidate straight line generated by the puncture needle straight line generation unit 126 is expanded to a predetermined width, and the region on the puncture needle candidate straight line is defined as the puncture needle presence region. The method of obtaining is not limited to this method, and the user may manually determine a region including the puncture needle candidate straight line. For example, it can also be determined as shown in FIGS.

図11(A)は、Bモード画像192中に穿刺針候補直線194があり、穿刺針候補直線194の幅を広げることで穿刺針存在領域196を作成した場合を示す図である。図11においても、Bモード画像192の画像の左上端部を原点とし、左上端部から右上端部への横軸をX軸、左上端部から左下端部への縦軸をY軸としたXY直交座標系にBモード画像192が位置する場合を考える。Bモード画像192の左上端部から右上端部への方向をX軸の正の方向、エッジ画像の左上端部から左下端部への方向をY軸の正の方向とする。図11(A)を基に、ユーザが穿刺針存在領域196をY座標が減少する方向に動かして穿刺針存在領域198を作成した場合を示す図が図11(B)である。図11(A)を基に、ユーザが穿刺針存在領域196をY座標が増加する方向に動かして穿刺針存在領域200を作成した場合を示す図が図11(C)である。穿刺針候補直線194と異なる傾きを持った穿刺針存在領域202をユーザが作成した場合を示す図が図11(D)である。このように穿刺針存在領域は、ユーザが調節可能であっても良い。穿刺針存在領域がユーザによって調節可能であれば、ユーザが、エッジ画像を見ながら、穿刺針を表すと考えられる穿刺針候補点を多く含む領域を穿刺針存在領域として手動で設定することができる。ユーザが設定した穿刺針存在領域に対して平均輝度を求め、穿刺針の先端位置を検出することで、穿刺針の先端位置を検出する精度を向上させることができる。   FIG. 11A shows a case where there is a puncture needle candidate straight line 194 in the B-mode image 192 and the puncture needle presence area 196 is created by widening the width of the puncture needle candidate straight line 194. Also in FIG. 11, the upper left corner of the B-mode image 192 is the origin, the horizontal axis from the upper left corner to the upper right corner is the X axis, and the vertical axis from the upper left corner to the lower left corner is the Y axis. Consider a case where the B-mode image 192 is located in the XY orthogonal coordinate system. The direction from the upper left end of the B mode image 192 to the upper right end is defined as the positive direction of the X axis, and the direction from the upper left end of the edge image to the lower left end of the edge image is defined as the positive direction of the Y axis. FIG. 11B shows a case where the user creates the puncture needle presence region 198 by moving the puncture needle presence region 196 in the direction in which the Y coordinate decreases based on FIG. 11A. FIG. 11C shows a case where the user creates the puncture needle presence area 200 by moving the puncture needle presence area 196 in the direction in which the Y coordinate increases based on FIG. 11A. FIG. 11D shows a case where the user has created a puncture needle presence area 202 having a different inclination from the puncture needle candidate straight line 194. FIG. In this way, the puncture needle presence region may be adjustable by the user. If the puncture needle presence area can be adjusted by the user, the user can manually set an area including many puncture needle candidate points that are considered to represent the puncture needle as the puncture needle presence area while viewing the edge image. . The accuracy of detecting the tip position of the puncture needle can be improved by obtaining the average luminance for the puncture needle presence region set by the user and detecting the tip position of the puncture needle.

なお、本実施の形態では、X’座標上の位置と平均輝度との関係を表したグラフに基づいて平均輝度の変化を調べる方向を決定したが、穿刺は、探触子に一般的に付されているプローブマーク(スキャン方向を表すマーク)がある方向から穿刺することが多いため、注目領域の設定は、プローブマークがある方に設定しても良い。   In the present embodiment, the direction for examining the change in average luminance is determined based on a graph representing the relationship between the position on the X ′ coordinate and the average luminance, but puncture is generally attached to the probe. Since the puncture is often performed from the direction in which the probe mark (mark indicating the scanning direction) is present, the region of interest may be set to the one having the probe mark.

なお、本実施の形態では、穿刺針の先端位置を特定することによって注目領域の設定を行ったが、必ずしも穿刺針の先端位置を特定して、注目領域を設定する必要はない。例えば、ユーザが目視でBモード画像中の穿刺針の位置を確認し、穿刺針を含む領域を注目領域としてユーザが設定しても良い。   In this embodiment, the attention area is set by specifying the tip position of the puncture needle. However, it is not always necessary to specify the tip position of the puncture needle and set the attention area. For example, the user may visually confirm the position of the puncture needle in the B-mode image, and the user may set the area including the puncture needle as the attention area.

なお、本実施の形態では、穿刺針候補直線138と、穿刺針の先端位置として特定した点142と同じX座標を持つ穿刺針候補直線138上の点144とを用いて穿刺針を表す直線を生成したが、穿刺針を表す直線は、必ずしもこのように生成する必要はない。例えば、穿刺針の先端位置である点142を終点として、始点はユーザが決定して始点と終点から線分を生成する態様にしても良い。   In the present embodiment, a straight line representing a puncture needle using a puncture needle candidate straight line 138 and a point 144 on the puncture needle candidate straight line 138 having the same X coordinate as the point 142 specified as the tip position of the puncture needle. Although generated, the straight line representing the puncture needle is not necessarily generated in this way. For example, the point 142 that is the tip position of the puncture needle may be set as the end point, the start point may be determined by the user, and a line segment may be generated from the start point and the end point.

なお、本実施の形態では、穿刺針を表す画像をBモード画像に重畳表示する表示方式について4つのバリエーションを示したが、表示方式はこれらに限られない。例えば、穿刺針を表す直線と、穿刺針候補点を同時に表示する態様であっても良いし、穿刺針候補点に透過処理を行って表示しても良い。また、穿刺針を表す直線の色は均一な一色である必要はない。例えばグラデーション等で表示しても良いし、2色で表現しても良い。   In the present embodiment, four variations of the display method for displaying the image representing the puncture needle superimposed on the B-mode image are shown, but the display method is not limited to these. For example, a straight line representing a puncture needle and a puncture needle candidate point may be displayed at the same time, or the puncture needle candidate point may be displayed after being subjected to a transmission process. Further, the color of the straight line representing the puncture needle need not be a uniform color. For example, it may be displayed in gradation or may be expressed in two colors.

また、穿刺針を表す直線の太さは、ユーザが所望の太さを選択できることが望ましい。例えば、細、並、太等の事前設定してある太さから選択できても良いし、ユーザが自分で太さを入力しても良い。使用した穿刺針の太さが分かっている場合は、穿刺針の太さと同じ太さで直線を表示しても良い。   Further, it is desirable that the thickness of the straight line representing the puncture needle can be selected by the user. For example, it may be possible to select from preset thicknesses such as thin, average, and thick, or the user may input the thickness by himself / herself. When the thickness of the used puncture needle is known, a straight line may be displayed with the same thickness as the thickness of the puncture needle.

また、穿刺針を表す直線の透過処理は、ユーザが透過の割合を設定できることが望ましい。例えば、コントロールパネル等に用意されている入力ボタンに機能を割り当て、ユーザが透過の割合を自由に設定できるようにする。   In addition, it is desirable that the user can set the transmission rate for the transmission processing of the straight line representing the puncture needle. For example, a function is assigned to an input button prepared on a control panel or the like so that the user can freely set the transmission ratio.

また、穿刺針を表す直線の輝度は、超音波画像生成装置が自動で計算して決定しても良い。例えば、閾値処理を行う前のBモード画像内の最大輝度を用いて、階調値(たとえば100)で正規化し、Bモード画像を表す輝度に上乗せすることで決定する。   Further, the luminance of the straight line representing the puncture needle may be determined by automatic calculation by the ultrasonic image generating apparatus. For example, the maximum luminance in the B-mode image before threshold processing is used, normalized by a gradation value (for example, 100), and added to the luminance representing the B-mode image.

また、穿刺針を表す画像の輝度は、超音波画像生成装置が自動で設定しても良い。例えば、穿刺針を表す画像を重畳表示するBモード画像上の周囲何画素かの平均値を利用して自動で穿刺針を表す画像の輝度を設定することができる。   Further, the luminance of the image representing the puncture needle may be automatically set by the ultrasonic image generating apparatus. For example, the brightness of the image representing the puncture needle can be automatically set using the average value of several pixels around the B-mode image on which the image representing the puncture needle is superimposed and displayed.

また、穿刺針の先端位置の検出及び穿刺針を表す画像の生成を行う所定の時間間隔は、ユーザが設定できることが好ましい。例えば、細(1秒間隔)、並(2秒間隔)、粗(3秒間隔)等から選択する。これらの時間間隔の設定は、事前にシステム設定で設定しても良いし、コントロールパネル等に用意されているボタンに機能を割り当てても良い。穿刺針を被検者に刺入させる速度はユーザによって異なるため、穿刺針を刺入させる速度に合った時間間隔で、穿刺針の先端位置の検出及び穿刺針を表す画像の生成を行うようにユーザが設定すれば良い。穿刺針を刺入させる速度に合った時間間隔で穿刺針の先端位置の検出及び穿刺針を表す画像の生成を行うようにユーザが所望の時間間隔を設定すると、穿刺針の位置があまり変わらない時に穿刺針の先端位置の検出等を行うことが減少し、装置の処理負荷を低減させることができる。   Further, it is preferable that the user can set a predetermined time interval for detecting the tip position of the puncture needle and generating an image representing the puncture needle. For example, it is selected from fine (1 second interval), normal (2 second interval), coarse (3 second interval), and the like. These time intervals may be set in advance by system settings, or functions may be assigned to buttons prepared on a control panel or the like. Since the speed at which the puncture needle is inserted into the subject varies depending on the user, detection of the tip position of the puncture needle and generation of an image representing the puncture needle are performed at time intervals that match the speed at which the puncture needle is inserted. The user can set it. When the user sets a desired time interval so that the tip position of the puncture needle is detected and an image representing the puncture needle is generated at a time interval that matches the speed at which the puncture needle is inserted, the position of the puncture needle does not change much. Sometimes the detection of the tip position of the puncture needle is reduced, and the processing load on the apparatus can be reduced.

なお、本実施の形態では、エコー信号を輝度情報で表したBモード画像に対して閾値処理等を行って穿刺針の先端位置を特定したが、必ずしもBモード画像に対して閾値処理等を行う必要はない。   In the present embodiment, threshold processing or the like is performed on the B-mode image in which the echo signal is represented by luminance information to identify the tip position of the puncture needle, but threshold processing or the like is not necessarily performed on the B-mode image. There is no need.

本実施の形態における各構成は、主に、中央演算装置(CPU)とCPUに各種の処理を行わせるためのソフトウェアとによって構成されるが、これらをデジタル回路またはアナログ回路で構成しても良い。なお、ソフトウェアは、図示しない内部メモリに記憶される。   Each configuration in the present embodiment is mainly configured by a central processing unit (CPU) and software for causing the CPU to perform various processes. However, these may be configured by a digital circuit or an analog circuit. . The software is stored in an internal memory (not shown).

また、本発明に係る超音波画像生成装置の作動方法のアルゴリズムをプログラミング言語によって記述し、必要に応じてコンパイルし、超音波画像生成方法プログラムをメモリ(記録媒体)に記憶して他の装置の情報処理手段によって実行させれば、本発明に係る超音波診断装置と同様の機能を実現することができる。すなわち、本発明の超音波画像生成装置の作動方法をコンピュータ(CPU)に実行させるためのプログラムであっても、そのプログラムを記録した記録媒体であっても、本発明の実施形態に含まれるのは言うまでもない。 In addition, the algorithm of the operation method of the ultrasonic image generation apparatus according to the present invention is described in a programming language, compiled as necessary, and the ultrasonic image generation method program is stored in a memory (recording medium) to store other apparatus If executed by the information processing means, the same function as the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention can be realized. That is, a program for causing a computer (CPU) to execute the operation method of the ultrasonic image generation apparatus of the present invention or a recording medium recording the program are included in the embodiments of the present invention. Needless to say.

なお、以上説明した本発明に係る実施の形態は、本発明の一例を示すものであり、本発明の構成を限定するものではない。本発明に係る超音波画像生成装置及び超音波画像生成装置の作動方法は、上記実施の形態に限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。 The embodiment according to the present invention described above shows an example of the present invention and does not limit the configuration of the present invention. The ultrasonic image generation apparatus and the operation method of the ultrasonic image generation apparatus according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.

本発明に係る超音波画像生成装置及び超音波画像生成装置の作動方法は、超音波を用いて穿刺器具を刺入した被検体の断層画像を取得する場合に用いることができる。 The ultrasonic image generation apparatus and the operation method of the ultrasonic image generation apparatus according to the present invention can be used when acquiring a tomographic image of a subject into which a puncture device is inserted using ultrasonic waves.

100 超音波画像生成装置
104 画像生成部
106 穿刺針候補点抽出部
110 候補点位置記憶部
112 穿刺針領域特定部
114 穿刺針先端位置特定部
116 穿刺針画像生成部
126 穿刺針直線生成部
130 平均輝度演算部
136 穿刺針先端位置演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Ultrasonic image generation apparatus 104 Image generation part 106 Puncture needle candidate point extraction part 110 Candidate point position memory | storage part 112 Puncture needle area | region specification part 114 Puncture needle tip position specification part 116 Puncture needle image generation part 126 Puncture needle straight line generation part 130 Average Luminance calculator 136 Puncture needle tip position calculator

Claims (22)

穿刺器具が刺入された被検体に対して探触子から超音波を照射し、前記被検体および前記穿刺器具から反射されるエコーを前記探触子で受信し、前記探触子から出力されるエコー信号から超音波画像を生成する超音波画像生成装置であって、
前記超音波画像に基づいて前記穿刺器具の候補点を抽出する候補点抽出手段と、
該候補点抽出手段によって抽出された複数の候補点の分布から、前記超音波画像において前記穿刺器具が存在する可能性のある穿刺器具存在領域を特定する穿刺器具存在領域特定手段と、
該穿刺器具存在領域特定手段によって特定された前記穿刺器具存在領域における前記穿刺器具を含む直線上の強度分布に基づいて、前記穿刺器具の先端位置を特定する穿刺器具先端位置特定手段と、を備え
前記穿刺器具先端位置特定手段は、
前記穿刺器具存在領域における前記穿刺器具を含む直線上の強度分布の最大値および最小値に基づいて、前記穿刺器具の先端位置を特定することを特徴とする超音波画像生成装置。
An ultrasonic wave is irradiated from a probe to a subject into which a puncture device is inserted, and echoes reflected from the subject and the puncture device are received by the probe and output from the probe. An ultrasonic image generation device that generates an ultrasonic image from an echo signal,
Candidate point extracting means for extracting candidate points for the puncture device based on the ultrasound image;
A puncture device existing region specifying unit for specifying a puncture device existing region where the puncture device may be present in the ultrasonic image from the distribution of a plurality of candidate points extracted by the candidate point extracting unit;
Puncture device tip position specifying means for specifying the tip position of the puncture device based on a linear intensity distribution including the puncture device in the puncture device presence region specified by the puncture device presence region specifying means; ,
The puncture device tip position specifying means,
The puncture the in instrument existing region based on the maximum and minimum values of the straight line intensity distribution, including puncture device, an ultrasonic image generating apparatus characterized that you identify the position of the tip of the puncture device.
さらに、前記穿刺器具先端位置特定手段によって特定された前記穿刺器具の先端位置に基づいて前記穿刺器具を表す穿刺器具画像を生成する穿刺器具画像生成手段と、
該穿刺器具画像生成手段によって生成された前記穿刺器具画像を前記超音波画像に重畳表示する画像合成手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の超音波画像生成装置。
Further, a puncture device image generating means for generating a puncture device image representing the puncture device based on the tip position of the puncture device specified by the puncture device tip position specifying means;
Image synthesis means for superimposing and displaying the puncture instrument image generated by the puncture instrument image generation means on the ultrasonic image;
The ultrasonic image generating apparatus according to claim 1, comprising:
前記穿刺器具存在領域特定手段は、
前記候補点抽出手段によって抽出された複数の候補点から穿刺器具候補直線を生成し、該穿刺器具候補直線が含まれる領域を前記穿刺器具存在領域と特定するものであり、
前記穿刺器具画像生成手段は、
前記穿刺器具の先端位置と、前記穿刺器具候補直線とから、前記穿刺器具画像を生成することを特徴とする請求項2に記載の超音波画像生成装置。
The puncture device presence area specifying means includes
A puncture device candidate straight line is generated from a plurality of candidate points extracted by the candidate point extraction means, and a region including the puncture device candidate straight line is specified as the puncture device existence region,
The puncture device image generation means includes
The ultrasonic image generating apparatus according to claim 2, wherein the puncture device image is generated from a tip position of the puncture device and the puncture device candidate straight line.
さらに、前記穿刺器具の情報を記憶する穿刺器具情報記憶手段を備え、
前記穿刺器具画像生成手段は、前記穿刺器具情報記憶手段に記憶された前記穿刺器具に関する情報を用いて前記穿刺器具画像の形状を決定することを特徴とする請求項2または3に記載の超音波画像生成装置。
Furthermore, a puncture device information storage means for storing information of the puncture device is provided,
The ultrasonic wave according to claim 2 or 3, wherein the puncture device image generation means determines the shape of the puncture device image using information related to the puncture device stored in the puncture device information storage means. Image generation device.
前記穿刺器具存在領域における前記穿刺器具を含む直線上の強度分布とは、前記穿刺器具存在領域内の前記穿刺器具を含む直線上の平均輝度の分布であり、The intensity distribution on the straight line including the puncture device in the puncture device existing area is a distribution of average luminance on the straight line including the puncture instrument in the puncture instrument existing area,
前記穿刺器具存在領域特定手段は、前記穿刺器具存在領域の長手方向の位置と平均輝度との関係を表したグラフにおいて、前記穿刺針が存在しないため最小値付近の値を示していた平均輝度が、大きく増加して前記最大値と前記最小値との差分に対して初めて8割の輝度となった点を前記穿刺針の先端位置として特定することを特徴とする請求項1〜4に記載の超音波画像生成装置。In the graph showing the relationship between the longitudinal position of the puncture device presence area and the average brightness, the puncture device presence area specifying means has an average brightness that indicates a value near the minimum value because the puncture needle is not present. The point at which the brightness is increased to 80% for the first time with respect to the difference between the maximum value and the minimum value is specified as the tip position of the puncture needle. Ultrasound image generation device.
前記穿刺器具存在領域特定手段は、
前記候補点抽出手段によって抽出された複数の候補点に対してハフ変換を行って穿刺器具候補直線の生成を行うことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の超音波画像生成装置。
The puncture device presence area specifying means includes
The ultrasonic image according to any one of claims 1 to 5, wherein a puncture device candidate straight line is generated by performing a Hough transform on a plurality of candidate points extracted by the candidate point extraction means. Generator.
前記候補点抽出手段は、
前記超音波画像に対して閾値処理を行うことで、前記穿刺器具の候補点を抽出することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の超音波画像生成装置。
The candidate point extracting means includes:
The ultrasonic image generation apparatus according to claim 1, wherein a candidate point of the puncture device is extracted by performing threshold processing on the ultrasonic image.
さらに、前記超音波画像において前記穿刺器具が刺入される可能性が高い予測刺入領域を設定する予測刺入領域設定手段を備え、
前記候補点抽出手段は、前記予測刺入領域設定手段によって設定された領域から前記穿刺器具の候補点を抽出することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の超音波画像生成装置。
Furthermore, it comprises a predicted insertion area setting means for setting a predicted insertion area where the puncture device is likely to be inserted in the ultrasonic image,
The ultrasound image according to any one of claims 1 to 7, wherein the candidate point extracting unit extracts candidate points of the puncture device from the region set by the predicted insertion region setting unit. Generator.
さらに、前記超音波画像において前記穿刺器具が刺入される可能性が高い予測刺入領域を設定する予測刺入領域設定手段を備え、
前記穿刺器具存在領域特定手段は、前記候補点抽出手段によって抽出された前記穿刺器具の候補点のうち、前記予測刺入領域設定手段によって設定された予測刺入領域に含まれる前記候補点から、前記穿刺器具存在領域を特定することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の超音波画像生成装置。
Furthermore, it comprises a predicted insertion area setting means for setting a predicted insertion area where the puncture device is likely to be inserted in the ultrasonic image,
The puncture device presence area specifying means includes the candidate points included in the predicted insertion area set by the predicted insertion area setting means among the candidate points of the puncture apparatus extracted by the candidate point extraction means. The ultrasonic image generating apparatus according to claim 1, wherein the puncture device existing area is specified.
前記予測刺入領域設定手段は、前記穿刺器具が前記被検体に刺入される角度およびまたは位置に基づき、前記予測刺入領域を設定することを特徴とする請求項8または9の超音波画像生成装置。   The ultrasound image according to claim 8 or 9, wherein the predicted insertion region setting means sets the predicted insertion region based on an angle and / or position at which the puncture device is inserted into the subject. Generator. さらに、前記穿刺器具先端位置特定手段によって特定された前記穿刺器具の過去における複数の先端位置を記憶する先端位置記憶手段を備え、
前記予測刺入領域設定手段は、
前記先端位置記憶手段によって記憶された前記穿刺器具の複数の先端位置から、前記穿刺器具の進行方向を推定し、前記穿刺器具の進行方向にある領域を前記予測刺入領域として設定することを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項に記載の超音波画像生成装置。
Furthermore, a tip position storage means for storing a plurality of tip positions in the past of the puncture device specified by the puncture device tip position specifying means,
The predicted insertion area setting means includes
Advancing direction of the puncture device is estimated from a plurality of tip positions of the puncture device stored by the tip position storage means, and a region in the traveling direction of the puncture device is set as the predicted insertion region. The ultrasonic image generating apparatus according to claim 8.
さらに、前記穿刺器具が存在する注目領域を設定する注目領域設定手段と、
該注目領域設定手段が設定する前記注目領域を注目領域以外の領域に対して高画質化処理する高画質化処理手段と、
を備える請求項1乃至11のいずれか1項に記載の超音波画像生成装置。
Furthermore, attention area setting means for setting an attention area where the puncture device exists;
Image quality enhancement processing means for performing image quality enhancement processing on the area of interest set by the area of interest setting means for areas other than the area of interest;
An ultrasonic image generating apparatus according to claim 1, comprising:
穿刺器具が刺入された被検体に対して探触子から超音波を照射し、前記被検体および前記穿刺器具から反射されるエコーを前記探触子で受信し、前記探触子から出力されるエコー信号から超音波画像を生成する超音波画像生成装置であって、
前記超音波画像に基づいて前記穿刺器具の候補点を抽出する候補点抽出手段と、
該候補点抽出手段によって抽出された複数の候補点の分布から、前記超音波画像において前記穿刺器具が存在する可能性のある穿刺器具存在領域を特定する穿刺器具存在領域特定手段と、
該穿刺器具存在領域特定手段によって特定された前記穿刺器具存在領域における前記穿刺器具を含む直線上の強度分布に基づいて、前記穿刺器具の先端位置を特定する穿刺器具先端位置特定手段と、
前記超音波画像において前記穿刺器具が刺入される可能性が高い予測刺入領域を設定する予測刺入領域設定手段と、
前記穿刺器具先端位置特定手段によって特定された前記穿刺器具の過去における複数の先端位置を記憶する先端位置記憶手段と、を備え、
前記予測刺入領域設定手段は、前記先端位置記憶手段によって記憶された前記穿刺器具の複数の先端位置から、前記穿刺器具の進行方向を推定し、前記穿刺器具の進行方向にある領域を前記予測刺入領域として設定し、
前記候補点抽出手段は、前記予測刺入領域設定手段によって設定された領域から前記穿刺器具の候補点を抽出することを特徴とする超音波画像生成装置。
An ultrasonic wave is irradiated from a probe to a subject into which a puncture device is inserted, and echoes reflected from the subject and the puncture device are received by the probe and output from the probe. An ultrasonic image generation device that generates an ultrasonic image from an echo signal,
Candidate point extracting means for extracting candidate points for the puncture device based on the ultrasound image;
A puncture device existing region specifying unit for specifying a puncture device existing region where the puncture device may be present in the ultrasonic image from the distribution of a plurality of candidate points extracted by the candidate point extracting unit;
Puncture device tip position specifying means for specifying the tip position of the puncture device based on a linear intensity distribution including the puncture device in the puncture device presence region specified by the puncture device presence region specifying means;
A predicted insertion area setting means for setting a predicted insertion area where the puncture device is likely to be inserted in the ultrasonic image;
Bei example the tip position storing means for storing a plurality of tip position, the in the past identified the puncture device by said lance tip position specifying means,
The predicted insertion area setting unit estimates a traveling direction of the puncture device from a plurality of distal end positions of the puncture device stored by the distal position storage unit, and predicts an area in the traveling direction of the puncture device Set it as the insertion area,
The candidate point extraction means, the prediction insertion region ultrasonic image generating device for the set region, wherein that you extracted candidate points of the lance by the setting means.
さらに、前記穿刺器具先端位置特定手段によって特定された前記穿刺器具の先端位置に基づいて前記穿刺器具を表す穿刺器具画像を生成する穿刺器具画像生成手段と、Further, a puncture device image generating means for generating a puncture device image representing the puncture device based on the tip position of the puncture device specified by the puncture device tip position specifying means;
該穿刺器具画像生成手段によって生成された前記穿刺器具画像を前記超音波画像に重畳表示する画像合成手段と、  Image synthesis means for superimposing and displaying the puncture instrument image generated by the puncture instrument image generation means on the ultrasonic image;
を備えることを特徴とする請求項13に記載の超音波画像生成装置。The ultrasonic image generating apparatus according to claim 13, comprising:
前記穿刺器具存在領域特定手段は、The puncture device presence area specifying means includes
前記候補点抽出手段によって抽出された複数の候補点から穿刺器具候補直線を生成し、該穿刺器具候補直線が含まれる領域を前記穿刺器具存在領域と特定するものであり、  A puncture device candidate straight line is generated from a plurality of candidate points extracted by the candidate point extraction means, and a region including the puncture device candidate straight line is specified as the puncture device existence region,
前記穿刺器具画像生成手段は、The puncture device image generation means includes
前記穿刺器具の先端位置と、前記穿刺器具候補直線とから、前記穿刺器具画像を生成することを特徴とする請求項14に記載の超音波画像生成装置。The ultrasonic image generating apparatus according to claim 14, wherein the puncture device image is generated from a tip position of the puncture device and the puncture device candidate straight line.
さらに、前記穿刺器具の情報を記憶する穿刺器具情報記憶手段を備え、Furthermore, a puncture device information storage means for storing information of the puncture device is provided,
前記穿刺器具画像生成手段は、前記穿刺器具情報記憶手段に記憶された前記穿刺器具に関する情報を用いて前記穿刺器具画像の形状を決定することを特徴とする請求項14または15に記載の超音波画像生成装置。The ultrasonic wave according to claim 14 or 15, wherein the puncture device image generation means determines the shape of the puncture device image using information related to the puncture device stored in the puncture device information storage means. Image generation device.
前記穿刺器具存在領域特定手段は、The puncture device presence area specifying means includes
前記候補点抽出手段によって抽出された複数の候補点に対してハフ変換を行って穿刺器具候補直線の生成を行うことを特徴とする請求項13乃至16のいずれか1項に記載の超音波画像生成装置。The ultrasound image according to any one of claims 13 to 16, wherein a puncture device candidate straight line is generated by performing a Hough transform on a plurality of candidate points extracted by the candidate point extraction means. Generator.
前記候補点抽出手段は、The candidate point extracting means includes:
前記超音波画像に対して閾値処理を行うことで、前記穿刺器具の候補点を抽出することを特徴とする請求項13乃至17のいずれか1項に記載の超音波画像生成装置。The ultrasonic image generating apparatus according to claim 13, wherein a candidate point of the puncture device is extracted by performing threshold processing on the ultrasonic image.
前記予測刺入領域設定手段は、前記穿刺器具が前記被検体に刺入される角度およびまたは位置に基づき、前記予測刺入領域を設定することを特徴とする請求項13の超音波画像生成装置。14. The ultrasonic image generating apparatus according to claim 13, wherein the predicted insertion area setting means sets the predicted insertion area based on an angle and / or position where the puncture device is inserted into the subject. . さらに、前記穿刺器具が存在する注目領域を設定する注目領域設定手段と、Furthermore, attention area setting means for setting an attention area where the puncture device exists;
該注目領域設定手段が設定する前記注目領域を注目領域以外の領域に対して高画質化処理する高画質化処理手段と、Image quality enhancement processing means for performing image quality enhancement processing on the area of interest set by the area of interest setting means for areas other than the area of interest;
を備える請求項13乃至19のいずれか1項に記載の超音波画像生成装置。An ultrasonic image generating apparatus according to any one of claims 13 to 19.
穿刺器具が刺入された被検体に対して探触子から超音波を照射し、前記被検体および前記穿刺器具から反射されるエコーを前記探触子で受信し、前記探触子から出力されるエコー信号から超音波画像を生成する超音波画像生成装置の作動方法であって、
前記超音波画像に基づいて前記穿刺器具の候補点を抽出する候補点抽出ステップと、
該候補点抽出ステップで抽出された複数の候補点の分布から、前記超音波画像において前記穿刺器具が存在する可能性のある穿刺器具存在領域を特定する穿刺器具存在領域特定ステップと、
該穿刺器具存在領域特定ステップで特定された前記穿刺器具存在領域における前記穿刺器具を含む直線上の強度分布の最大値および最小値に基づいて、前記穿刺器具の先端位置を特定する穿刺器具先端位置特定ステップと、
を備えることを特徴とする超音波画像生成装置の作動方法。
An ultrasonic wave is irradiated from a probe to a subject into which a puncture device is inserted, and echoes reflected from the subject and the puncture device are received by the probe and output from the probe. An operation method of an ultrasonic image generating device for generating an ultrasonic image from an echo signal,
A candidate point extracting step of extracting candidate points of the puncture device based on the ultrasound image;
A puncture device presence region specifying step for specifying a puncture device presence region in which the puncture device may be present in the ultrasonic image from the distribution of a plurality of candidate points extracted in the candidate point extraction step;
The tip position of the puncture device that specifies the tip position of the puncture device based on the maximum value and the minimum value of the intensity distribution on the straight line including the puncture device in the puncture device presence area specified in the puncture device presence area specifying step Specific steps,
A method for operating an ultrasonic image generating apparatus .
穿刺器具が刺入された被検体に対して探触子から超音波を照射し、前記被検体および前記穿刺器具から反射されるエコーを前記探触子で受信し、前記探触子から出力されるエコー信号から超音波画像を生成する超音波画像生成装置の作動方法であって、
前記超音波画像に基づいて前記穿刺器具の候補点を抽出する候補点抽出ステップと、
該候補点抽出ステップで抽出された複数の候補点の分布から、前記超音波画像において前記穿刺器具が存在する可能性のある穿刺器具存在領域を特定する穿刺器具存在領域特定ステップと、
該穿刺器具存在領域特定ステップで特定された前記穿刺器具存在領域における前記穿刺器具を含む直線上の強度分布に基づいて、前記穿刺器具の先端位置を特定する穿刺器具先端位置特定ステップと、
前記超音波画像において前記穿刺器具が刺入される可能性が高い予測刺入領域を設定する予測刺入領域設定ステップと、
前記穿刺器具先端位置特定ステップにおいて特定された前記穿刺器具の過去における複数の先端位置を記憶する先端位置記憶ステップと、
を備え
前記予測刺入領域設定ステップは、前記先端位置記憶ステップにおいて記憶された前記穿刺器具の複数の先端位置から、前記穿刺器具の進行方向を推定し、前記穿刺器具の進行方向にある領域を前記予測刺入領域として設定し、
前記候補点抽出ステップは、前記予測刺入領域設定ステップにおいて設定された領域から前記穿刺器具の候補点を抽出することを特徴とする超音波画像生成装置の作動方法。
An ultrasonic wave is irradiated from a probe to a subject into which a puncture device is inserted, and echoes reflected from the subject and the puncture device are received by the probe and output from the probe. An operation method of an ultrasonic image generating device for generating an ultrasonic image from an echo signal,
A candidate point extracting step of extracting candidate points of the puncture device based on the ultrasound image;
A puncture device presence region specifying step for specifying a puncture device presence region in which the puncture device may be present in the ultrasonic image from the distribution of a plurality of candidate points extracted in the candidate point extraction step;
A puncture device tip position specifying step for specifying a tip position of the puncture device based on a linear intensity distribution including the puncture device in the puncture device presence region specified in the puncture device presence region specifying step;
A predicted insertion area setting step for setting a predicted insertion area where the puncture device is likely to be inserted in the ultrasonic image; and
A tip position storing step for storing a plurality of tip positions in the past of the puncture device specified in the puncture device tip position specifying step;
Equipped with a,
The predicted insertion region setting step estimates a traveling direction of the puncture device from a plurality of tip positions of the puncture device stored in the distal position storing step, and predicts a region in the traveling direction of the puncture device Set it as the insertion area,
The method for operating an ultrasonic image generating apparatus, wherein the candidate point extracting step extracts candidate points of the puncture device from the region set in the predicted insertion region setting step .
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US14/951,613 US20170273661A9 (en) 2010-09-28 2015-11-25 Ultrasound diagnostic system, ultrasound image generation apparatus, and ultrasound image generation method
US17/037,825 US11786210B2 (en) 2010-09-28 2020-09-30 Ultrasound diagnostic system, ultrasound image generation apparatus, and ultrasound image generation method
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10639003B2 (en) 2015-01-09 2020-05-05 Konica Minolta, Inc. Ultrasound diagnosis apparatus
US10893846B2 (en) 2015-01-09 2021-01-19 Konica Minolta, Inc. Ultrasound diagnosis apparatus

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5837261B2 (en) * 2012-06-20 2015-12-24 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Multi-camera device tracking
JP5636467B2 (en) * 2013-04-22 2014-12-03 日立アロカメディカル株式会社 Ultrasonic diagnostic equipment
JP6123458B2 (en) * 2013-04-25 2017-05-10 コニカミノルタ株式会社 Ultrasonic diagnostic imaging apparatus and method of operating ultrasonic diagnostic imaging apparatus
CN105491955B (en) * 2013-08-30 2018-07-03 富士胶片株式会社 Diagnostic ultrasound equipment and method of generating ultrasonic image
US10130329B2 (en) 2014-01-28 2018-11-20 General Electric Company Distinct needle display in ultrasonic image
JP6094525B2 (en) 2014-04-30 2017-03-15 コニカミノルタ株式会社 Image forming method
EP3202328B8 (en) 2014-09-29 2021-05-26 FUJIFILM Corporation Photoacoustic imaging device
WO2016051764A1 (en) * 2014-09-29 2016-04-07 富士フイルム株式会社 Photoacoustic image generation device
WO2016143441A1 (en) * 2015-03-10 2016-09-15 富士フイルム株式会社 Acoustic wave image generation device and method for controlling same
JP6918125B2 (en) 2017-09-08 2021-08-11 富士フイルム株式会社 How to operate the photoacoustic image generator and the photoacoustic image generator
FR3071396B1 (en) * 2017-09-22 2022-01-21 Koelis MEDICAL INSTRUMENT GUIDE DEVICE AND CORRESPONDING METHOD
WO2019109211A1 (en) 2017-12-04 2019-06-13 Covidien Lp Automatic ablation antenna segmentation from ct image
EP3632333A1 (en) * 2018-10-05 2020-04-08 Koninklijke Philips N.V. Interventional device positioning respective an ultrasound image plane

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3723663B2 (en) * 1997-07-15 2005-12-07 フクダ電子株式会社 Ultrasonic diagnostic equipment
JP2000107178A (en) * 1998-09-30 2000-04-18 Olympus Optical Co Ltd Ultrasonic-guided paracentesis system
JP4205957B2 (en) * 2003-01-09 2009-01-07 アロカ株式会社 Ultrasonic diagnostic equipment
JP4575033B2 (en) * 2004-06-02 2010-11-04 株式会社東芝 Ultrasonic diagnostic apparatus and method of operating ultrasonic diagnostic apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10639003B2 (en) 2015-01-09 2020-05-05 Konica Minolta, Inc. Ultrasound diagnosis apparatus
US10893846B2 (en) 2015-01-09 2021-01-19 Konica Minolta, Inc. Ultrasound diagnosis apparatus

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