JP6778028B2 - Medical system and ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、医療システム及び超音波診断装置に関する。特に、被検体への穿刺針の穿刺を支援する技術に関する。 The present invention relates to a medical system and an ultrasonic diagnostic apparatus. In particular, the present invention relates to a technique for supporting puncture of a puncture needle into a subject.
従来、医療システムは、医療の分野において広く用いられている。医療システムとしては、例えば、被検体に対して超音波を送受波することで超音波画像を形成する超音波診断装置を含む超音波診断システムなどがある。 Traditionally, medical systems have been widely used in the medical field. Examples of the medical system include an ultrasonic diagnostic system including an ultrasonic diagnostic apparatus that forms an ultrasonic image by transmitting and receiving ultrasonic waves to a subject.
医師などのユーザが、医療システムを用いて、穿刺針を被検体体腔内の組織へ穿刺する穿刺術を行う場合がある。穿刺術は、例えば、組織の採取、薬剤の注入、あるいは治療などの目的のために行われる。体腔内の組織へ穿刺針を穿刺する場合、ユーザは穿刺針が穿刺される被検部位（穿刺部位）を目視することができないことから、ユーザが穿刺部位を確認する目的で超音波画像が利用される場合がある。具体的には、穿刺部位に対して超音波が送受波され、ユーザは、それによって得られた超音波画像を確認しながら穿刺針を穿刺部位へ穿刺する。 A user such as a doctor may perform a puncture procedure in which a puncture needle is punctured into a tissue in a body cavity of a subject using a medical system. Puncture is performed for purposes such as tissue collection, drug infusion, or treatment. When a puncture needle is punctured into a tissue in the body cavity, the user cannot visually check the test site (puncture site) where the puncture needle is punctured, so that the user uses an ultrasonic image for the purpose of confirming the puncture site. May be done. Specifically, ultrasonic waves are transmitted and received to the puncture site, and the user punctures the puncture needle while checking the ultrasonic image obtained thereby.
超音波画像で穿刺部位を確認しながら穿刺を行うにあたって、体腔内に挿入される体腔内プローブであって、超音波を送受波する超音波振動子（通常細長い可撓管の先端部分に設けられる）、穿刺針が挿通される挿通孔、及び、回動することにより穿刺針の穿刺方向（穿刺角度）を調整するための方向調整機構を備えた超音波プローブが利用される場合がある。このような体腔内プローブが用いられた場合、体腔内プローブが被検体体腔内に挿入された上で、穿刺部位に対して超音波を送受波して超音波画像を形成しつつ、挿通孔を通って体腔内に挿入された穿刺針が、ユーザの方向調整機構への操作により穿刺方向が調整され、穿刺部位に穿刺される。 An intrabody probe that is inserted into the body cavity and is provided at the tip of an elongated flexible tube that transmits and receives ultrasonic waves when puncturing is performed while confirming the puncture site with an ultrasonic image. ), An insertion hole through which the puncture needle is inserted, and an ultrasonic probe provided with a direction adjusting mechanism for adjusting the puncture direction (puncture angle) of the puncture needle by rotating may be used. When such an intracorporeal probe is used, the intracorporeal probe is inserted into the body cavity of the subject, and then ultrasonic waves are transmitted and received to the puncture site to form an ultrasonic image while forming an insertion hole. The puncture needle inserted into the body cavity through the puncture needle is adjusted in the puncture direction by operating the user's direction adjustment mechanism, and is punctured at the puncture site.
このような体腔内プローブを用いた医療システムにおいて、従来、ユーザが的確な位置に穿刺針を穿刺することを支援する目的で、穿刺部位に穿刺針を穿刺する前に、超音波画像と共に、方向調整機構の回動角度に基づいて形成された、穿刺針の進む方向を示唆する予定穿刺経路シンボルを表示する技術が提案されている（例えば特許文献１）。穿刺前に予定穿刺経路シンボルが表示されることで、ユーザは、穿刺針を目的の穿刺位置に向かって方向付けるように、適切に方向調整機構を操作することができる。 In a medical system using such an intracorporeal probe, conventionally, in order to assist the user in puncturing the puncture needle at an accurate position, the direction is accompanied by an ultrasonic image before the puncture needle is punctured at the puncture site. A technique has been proposed for displaying a planned puncture path symbol formed based on the rotation angle of the adjusting mechanism, which suggests the direction in which the puncture needle advances (for example, Patent Document 1). By displaying the planned puncture route symbol before puncture, the user can appropriately operate the direction adjustment mechanism so as to orient the puncture needle toward the target puncture position.
穿刺針は、穿刺目的などに応じて様々な種類のものが用意されている。例えば、様々な太さの穿刺針が用意されている。ここで、同一の体腔内プローブにおいて、方向調整機構の回動角度が同一であったとしても、穿刺針の種類に応じて穿刺針の穿刺方向が異なる場合がある。したがって、単に方向調整機構の回動角度に応じて予定穿刺経路シンボルを形成及び表示した場合、使用する穿刺針によっては、予定穿刺経路シンボルが正確でない穿刺経路を示すという問題があった。 Various types of puncture needles are prepared according to the purpose of puncture and the like. For example, puncture needles of various thicknesses are available. Here, in the same intra-body cavity probe, even if the rotation angle of the direction adjusting mechanism is the same, the puncture direction of the puncture needle may differ depending on the type of the puncture needle. Therefore, when the planned puncture path symbol is simply formed and displayed according to the rotation angle of the direction adjusting mechanism, there is a problem that the planned puncture path symbol indicates an inaccurate puncture path depending on the puncture needle used.
本発明の目的は、使用される穿刺針に応じた正確な予定穿刺経路を表示することにある。 An object of the present invention is to display an accurate planned puncture route according to the puncture needle used.
本発明に係る医療システムは、体腔内に挿入される体腔内プローブであって、被検部位に対して超音波を送受波して受信信号を出力する超音波振動子と、前記被検部位に穿刺される穿刺針が挿通される挿通孔と、回動することにより前記穿刺針の穿刺方向を調整する方向調整機構と、を有する体腔内プローブと、前記穿刺針の種類毎に定義された、体腔内プローブに設けられた方向調整機構の回動角度を表示角度に変換するための変換情報を記憶する記憶手段と、前記受信信号に基づいて超音波画像を形成する画像形成手段であって、前記回動角度及び前記変換情報により得られた前記表示角度に基づいて、前記穿刺針の予定穿刺経路を表す予定穿刺経路シンボルを形成する画像形成手段と、前記超音波画像及び前記予定穿刺経路シンボルを表示する表示手段と、を含むことを特徴とする。 The medical system according to the present invention is an intrabody probe inserted into a body cavity, and is an ultrasonic transducer that transmits and receives ultrasonic waves to a test site and outputs a received signal, and the test site. An intrabody probe having an insertion hole into which the puncture needle to be punctured is inserted and a direction adjusting mechanism for adjusting the puncture direction of the puncture needle by rotation, and defined for each type of the puncture needle. A storage means for storing conversion information for converting the rotation angle of the direction adjusting mechanism provided in the intracorporeal probe into a display angle, and an image forming means for forming an ultrasonic image based on the received signal. An image forming means for forming a planned puncture path symbol representing the planned puncture path of the puncture needle, an ultrasonic image, and the planned puncture path symbol based on the rotation angle and the display angle obtained from the conversion information. It is characterized by including a display means for displaying.
上記構成によれば、画像形成手段は、方向調整機構の回動角度、及び、当該回動角度を表示角度に変換するための変換情報に基づいて得られた表示角度に基づいて予定穿刺経路シンボルを形成する。ここで、変換情報は、穿刺針の種類毎に定義される。したがって、表示角度として穿刺針の種類に応じた角度が得られるから、表示される予定穿刺経路シンボルは、穿刺針の種類に応じて穿刺針の正確な予定穿刺経路を示すものとなる。 According to the above configuration, the image forming means determines the planned puncture path symbol based on the rotation angle of the direction adjusting mechanism and the display angle obtained based on the conversion information for converting the rotation angle into the display angle. To form. Here, the conversion information is defined for each type of puncture needle. Therefore, since an angle corresponding to the type of the puncture needle can be obtained as the display angle, the displayed scheduled puncture route symbol indicates the accurate planned puncture route of the puncture needle according to the type of the puncture needle.
望ましくは、前記変換情報は、前記体腔内プローブの種類と前記穿刺針の組み合わせ毎に定義された、ことを特徴とする。 Desirably, the conversion information is defined for each combination of the intracavitary probe type and the puncture needle.
体腔内プローブの種類が異なれば、挿通孔の太さや方向調整機構の構造などが異なる。したがって、複数の体腔内プローブが利用される環境下においては、変換情報が、体腔内プローブの種類と穿刺針の組み合わせ毎に定義されることで、使用される体腔内プローブ及び穿刺針が変更されたとしても、穿刺針の正確な予定穿刺経路を示した予定穿刺経路シンボルを形成及び表示することができる。 Different types of intracorporeal probes have different thicknesses of insertion holes and the structure of the direction adjustment mechanism. Therefore, in an environment where a plurality of intracorporeal probes are used, the intracavitary probe and the puncture needle used can be changed by defining the conversion information for each combination of the intracorporeal probe type and the puncture needle. Even so, it is possible to form and display a scheduled puncture route symbol indicating the exact planned puncture route of the puncture needle.
望ましくは、前記体腔内プローブは、前記超音波振動子の位置及び姿勢を調整するための屈曲部であって前記挿通孔が通過する屈曲部を有し、前記画像形成手段は、さらに、前記屈曲部の屈曲角度に基づいて演算された表示角度に基づいて、前記予定穿刺経路シンボルを形成する、ことを特徴とする。 Desirably, the intracorporeal probe has a bent portion for adjusting the position and orientation of the ultrasonic vibrator and has a bent portion through which the puncture hole passes, and the image forming means further bends the bent portion. It is characterized in that the planned puncture path symbol is formed based on the display angle calculated based on the bending angle of the portion.
屈曲部には穿刺針が挿通される挿通孔が通過するため、屈曲部が屈曲すると挿通孔に挿通された穿刺針も共に屈曲することになる。この屈曲が、穿刺針の穿刺方向に影響を与える場合がある。本構成によれば、さらに、屈曲部の屈曲角度に基づいて予定穿刺経路シンボルが形成されるから、屈曲部の屈曲が穿刺針の穿刺方向に与える影響を考慮した表示角度に基づいて予定穿刺経路シンボルを形成することができる。つまり、屈曲部が屈曲した場合に、より正確な予定穿刺経路シンボルを形成することができる。 Since the insertion hole through which the puncture needle is inserted passes through the bent portion, when the bent portion is bent, the puncture needle inserted through the insertion hole is also bent. This bending may affect the puncture direction of the puncture needle. According to this configuration, since the planned puncture path symbol is further formed based on the bending angle of the bending portion, the planned puncture path is based on the display angle considering the influence of the bending of the bending portion on the puncture direction of the puncture needle. Symbols can be formed. That is, when the bent portion is bent, a more accurate planned puncture route symbol can be formed.
また、本発明は、体腔内に挿入される体腔内プローブに設けられた挿通孔に挿通され、前記体腔内プローブに設けられた方向調整機構の回動により穿刺方向が調整される穿刺針が穿刺される被検部位の超音波画像を形成する超音波診断装置であって、前記体腔内プローブに設けられ、前記被検部位に対して超音波を送受波して受信信号を出力する超音波振動子と、前記穿刺針の種類毎に定義された、体腔内プローブに設けられた方向調整機構の回動角度を表示角度に変換するための変換情報を記憶する記憶手段と、前記受信信号に基づいて超音波画像を形成する画像形成手段であって、前記回動角度及び前記変換情報により得られた前記表示角度に基づいて、前記穿刺針の予定穿刺経路を表す予定穿刺経路シンボルを形成する画像形成手段と、前記超音波画像及び前記予定穿刺経路シンボルを表示する表示手段と、を含むことを特徴とする。 Further, in the present invention, a puncture needle is inserted into an insertion hole provided in an intrabody probe inserted into the body cavity and the puncture direction is adjusted by rotation of a direction adjusting mechanism provided in the intrabody probe. An ultrasonic diagnostic device that forms an ultrasonic image of a test site to be tested, which is provided in the intrabody probe and transmits and receives ultrasonic waves to the test site to output a received signal. Based on the child, a storage means for storing conversion information for converting the rotation angle of the direction adjusting mechanism provided in the intracavitary probe into a display angle, which is defined for each type of the puncture needle, and the received signal. An image forming means for forming an ultrasonic image, which forms a planned puncture path symbol representing the planned puncture path of the puncture needle based on the rotation angle and the display angle obtained from the conversion information. It is characterized by including a forming means and a display means for displaying the ultrasonic image and the planned puncture route symbol.
本発明によれば、使用される穿刺針に応じた正確な予定穿刺経路を表示することができる。 According to the present invention, it is possible to display an accurate planned puncture route according to the puncture needle used.
以下、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
図１は、本実施形態に係る医療システムとしての超音波診断システム１０の構成概略図である。超音波診断システム１０は、その一部が被検体体腔内に挿入され、体腔内において被検体組織（被検部位）への穿刺針の穿刺、体腔内における超音波の送受波、及び、体腔内の撮影を行う体腔内プローブ１２、体腔内プローブ１２からの超音波受信信号に基づいて超音波画像の形成及び表示を行う超音波画像形成装置１４、並びに、体腔内プローブ１２からの撮影データに基づいて体腔内の内視鏡画像を形成及び表示を行う内視鏡画像形成装置１６を含んで構成される。超音波画像形成装置１４は、超音波画像が表示される表示部２０を有し、内視鏡画像形成装置１６は、内視鏡画像が表示される表示部２２を有する。体腔内プローブ１２は、超音波画像形成装置１４及び内視鏡画像形成装置１６に対してケーブルで接続される。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ultrasonic diagnostic system 10 as a medical system according to the present embodiment. A part of the ultrasonic diagnostic system 10 is inserted into the body cavity of the subject, and the puncture needle punctures the tissue of the subject (examination site) in the body cavity, the ultrasonic wave is transmitted and received in the body cavity, and the inside of the body cavity. Based on the imaging data from the intracorporeal probe 12, the ultrasonic image forming apparatus 14 that forms and displays an ultrasonic image based on the ultrasonic reception signal from the intracorporeal probe 12, and the intracorporeal probe 12. It is configured to include an endoscopic image forming apparatus 16 that forms and displays an endoscopic image in a body cavity. The ultrasonic image forming device 14 has a display unit 20 for displaying an ultrasonic image, and the endoscopic image forming device 16 has a display unit 22 for displaying an endoscopic image. The intracorporeal probe 12 is connected to the ultrasonic image forming apparatus 14 and the endoscopic image forming apparatus 16 by a cable.
本実施形態に係る体腔内プローブ１２は、被検体の消化管などに挿入されるものである。体腔内プローブ１２は、全体として細長い形状を有しており、先端部２４、可撓性の可撓管２６、及び医師などのユーザが操作する操作部２８を含んで構成される。このうち、先端部２４及び可撓管２６の一部が体腔内に挿入される。先端部２４は、その位置及び姿勢を変更できるように、可撓管２６に設けられた関節３０を支点として上下方向及び左右方向の２方向に屈曲可能となっている。つまり、関節３０よりも先端部２４側の部分が屈曲部であると言える。 The intrabody cavity probe 12 according to the present embodiment is inserted into the digestive tract of a subject or the like. The intracorporeal probe 12 has an elongated shape as a whole, and includes a tip portion 24, a flexible flexible tube 26, and an operating portion 28 operated by a user such as a doctor. Of these, a tip portion 24 and a part of the flexible tube 26 are inserted into the body cavity. The tip portion 24 can be bent in two directions, a vertical direction and a horizontal direction, with a joint 30 provided on the flexible tube 26 as a fulcrum so that its position and posture can be changed. That is, it can be said that the portion on the tip 24 side of the joint 30 is the flexed portion.
先端部２４の屈曲は、ユーザが操作部２８に設けられた操作子３２を操作することによって実現される。具体的には、操作子３２に含まれるＵＤ（UP/DOWN）ノブが回転させられると、先端部２４が上下方向に屈曲する。また、操作子３２に含まれるＬＲ（LEFT/RIGHT）ノブが回転させられると、先端部２４が左右方向に屈曲する。なお、先端部２４の屈曲運動は、操作部２８から可撓管２６内を通って先端部２４まで伸びるワイヤにより実現される。例えば、２本のワイヤがＵＤノブに接続されており、ＵＤノブが操作されることで一方のワイヤが操作部２８側へ引っ張られ、他方のワイヤが先端部２４側へ移動することで先端部２４が屈曲する。また、好適には、ＵＤノブ及びＬＲノブ（以下両ノブをまとめて「屈曲ノブ」と記載する）の回転角度を検出して超音波画像形成装置１４へ送る屈曲ノブセンサ（後述）が設けられてもよい。 The bending of the tip portion 24 is realized by the user operating the operator 32 provided on the operation portion 28. Specifically, when the UD (UP / DOWN) knob included in the operator 32 is rotated, the tip portion 24 bends in the vertical direction. Further, when the LR (LEFT / RIGHT) knob included in the operator 32 is rotated, the tip portion 24 is bent in the left-right direction. The bending motion of the tip portion 24 is realized by a wire extending from the operation portion 28 through the flexible pipe 26 to the tip portion 24. For example, two wires are connected to the UD knob, and when the UD knob is operated, one wire is pulled toward the operation portion 28 side, and the other wire moves toward the tip portion 24 side to move the tip portion. 24 bends. Further, preferably, a bending knob sensor (described later) is provided which detects the rotation angle of the UD knob and the LR knob (hereinafter, both knobs are collectively referred to as "bending knob") and sends them to the ultrasonic image forming apparatus 14. May be good.
操作部２８には、体腔内の穿刺部位に穿刺される穿刺針が挿通される挿通孔としての鉗子チャンネル３４の入口（操作部２８側端部）３６が設けられる。図１に示される通り、鉗子チャンネル３４は、入口３６から先端部２４に設けられた出口（後述）まで体腔内プローブ１２内を貫通している。なお、鉗子チャンネル３４には内視鏡用の鉗子も挿通されてよい。 The operation unit 28 is provided with an inlet (end on the operation unit 28 side) 36 of the forceps channel 34 as an insertion hole through which a puncture needle to be punctured into the puncture site in the body cavity is inserted. As shown in FIG. 1, the forceps channel 34 penetrates the intrabody cavity probe 12 from the inlet 36 to the outlet (described later) provided at the tip 24. An endoscopic forceps may also be inserted through the forceps channel 34.
図２には、先端部２４の斜視図が示されている。また、図３には、先端部２４の短手方向断面図が示されている。図２及び図３を参照して先端部２４について説明する。なお、図２及び図３において、水平方向であって先端部２４の短手方向をＸ軸方向、水平方向であって先端部２４の長手方向（延伸方向）をＹ軸方向、鉛直方向（上下方向）をＺ軸方向としている。 FIG. 2 shows a perspective view of the tip portion 24. Further, FIG. 3 shows a sectional view of the tip portion 24 in the lateral direction. The tip portion 24 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. In addition, in FIGS. 2 and 3, the lateral direction of the tip portion 24 is the X-axis direction, and the horizontal direction of the tip portion 24 is the longitudinal direction (extension direction) of the Y-axis direction and the vertical direction (up and down). Direction) is the Z-axis direction.
先端部２４の最先端部分には上方を向いた超音波送受波面４０が設けられる。超音波送受波面４０の内部には、超音波を送受波するための振動子アレイ（後述）が設けられる。振動子アレイからの超音波は超音波送受波面４０から被検体（特に穿刺針が穿刺される穿刺部位）へ送信される。 An ultrasonic wave transmitting / receiving surface 40 facing upward is provided at the most advanced portion of the tip portion 24. An oscillator array (described later) for transmitting and receiving ultrasonic waves is provided inside the ultrasonic wave transmitting and receiving surface 40. The ultrasonic waves from the vibrator array are transmitted from the ultrasonic wave transmitting / receiving surface 40 to the subject (particularly, the puncture site where the puncture needle is punctured).
超音波送受波面４０よりも近位側（操作部２８側、Ｙ軸正方向側）には、鉗子チャンネル３４の出口４２が設けられる。出口４２は遠位側を向いて開口している。そのため、穿刺針４４は、出口４２から遠位側方向に突出することで、超音波送受波面４０から送信される超音波の照射範囲内へ進入するようになっている。なお、穿刺針４４は、外筒４６及び内筒４８から構成される。通常、内筒４８は外筒４６の内部に収められており、外筒４６が穿刺部位近傍まで到達したときに、内筒４８が外筒４６の端部から突出して穿刺部位に穿刺される。つまり、「穿刺針４４が穿刺部位に穿刺される」とは、内筒４８が穿刺部位に穿刺されることを意味する。 An outlet 42 of the forceps channel 34 is provided on the proximal side (operation unit 28 side, Y-axis positive direction side) of the ultrasonic wave transmitting / receiving surface 40. The outlet 42 is open toward the distal side. Therefore, the puncture needle 44 projects in the distal direction from the outlet 42 so as to enter the irradiation range of the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic wave transmitting / receiving surface 40. The puncture needle 44 is composed of an outer cylinder 46 and an inner cylinder 48. Normally, the inner cylinder 48 is housed inside the outer cylinder 46, and when the outer cylinder 46 reaches the vicinity of the puncture site, the inner cylinder 48 protrudes from the end of the outer cylinder 46 and is punctured at the puncture site. That is, "the puncture needle 44 is punctured at the puncture site" means that the inner cylinder 48 is punctured at the puncture site.
出口４２の遠位側近傍には、方向調整機構としての起上台５０が設けられる。図３に示される通り、起上台５０には、Ｘ軸方向、つまり穿刺針４４の延伸方向と直交する方向に伸びる回転軸５２が挿通されている。これにより、起上台５０は回転軸５２を中心にＹＺ平面において回動可能となっている。起上台５０の回動は、操作子３２に含まれる起上台回動ノブがユーザにより操作されることで実現される。起上台５０が回動することで、起上台５０の上面が出口４２から遠位方向に突出した穿刺針４４の下面を押し上げられる。このように、起上台５０の回動により穿刺針４４の穿刺方向が調整される。 A riser 50 as a direction adjusting mechanism is provided in the vicinity of the distal side of the outlet 42. As shown in FIG. 3, a rotating shaft 52 extending in the X-axis direction, that is, in a direction orthogonal to the extending direction of the puncture needle 44, is inserted through the raising table 50. As a result, the riser 50 can rotate around the rotation shaft 52 in the YZ plane. The rotation of the riser 50 is realized by the user operating the riser rotation knob included in the operator 32. By rotating the raising table 50, the upper surface of the raising table 50 pushes up the lower surface of the puncture needle 44 projecting distally from the outlet 42. In this way, the puncture direction of the puncture needle 44 is adjusted by the rotation of the riser 50.
図４に、起上台５０の回動により穿刺針４４の穿刺方向が調整される様子が示されている。図４は、先端部２４の簡略側面図である。図４（ａ）には、起上台５０の回動角度が最小である場合の起上台５０と穿刺針４４の位置関係が示されている。本実施形態では、起上台５０の回動角度が最小の場合であっても、起上台５０の上面５０ａが穿刺針４４の下面に当接しており、穿刺針４４は多少上側へ押し上げられ屈曲されている。図４（ｂ）には、起上台５０の回動角度が最大である場合の起上台５０と穿刺針４４の位置関係が示されている。起上台５０がＹＺ平面内において図４における時計回りに回動することで、穿刺針４４は起上台５０によってより押し上げられ、より屈曲する。このように、穿刺針４４の穿刺方向は、起上台５０の回動角度に応じて定められる。本実施形態においては、穿刺針４４の穿刺方向は、図４（ａ）に示す方向から図４（ｂ）に示す方向まで調整可能となっている。 FIG. 4 shows how the puncture direction of the puncture needle 44 is adjusted by the rotation of the riser 50. FIG. 4 is a simplified side view of the tip portion 24. FIG. 4A shows the positional relationship between the raising table 50 and the puncture needle 44 when the rotation angle of the raising table 50 is the minimum. In the present embodiment, even when the rotation angle of the raising table 50 is the minimum, the upper surface 50a of the raising table 50 is in contact with the lower surface of the puncture needle 44, and the puncture needle 44 is slightly pushed upward and bent. ing. FIG. 4B shows the positional relationship between the raising table 50 and the puncture needle 44 when the rotation angle of the raising table 50 is maximum. As the raising table 50 rotates clockwise in FIG. 4 in the YZ plane, the puncture needle 44 is pushed up more by the raising table 50 and is bent more. In this way, the puncture direction of the puncture needle 44 is determined according to the rotation angle of the riser 50. In the present embodiment, the puncture direction of the puncture needle 44 can be adjusted from the direction shown in FIG. 4A to the direction shown in FIG. 4B.
図５には、鉗子チャンネル３４の出口４２近傍の拡大側面図が示されている。鉗子チャンネル３４の太さは、使用が想定される穿刺針４４の太さよりも太くなっている。したがって、穿刺針４４が鉗子チャンネル３４に挿通された状態において、鉗子チャンネル３４の内壁と穿刺針４４との外表面との間には隙間が生じている。つまり「あそび」が生じている。 FIG. 5 shows an enlarged side view of the forceps channel 34 near the outlet 42. The thickness of the forceps channel 34 is larger than the thickness of the puncture needle 44 that is expected to be used. Therefore, in a state where the puncture needle 44 is inserted through the forceps channel 34, a gap is formed between the inner wall of the forceps channel 34 and the outer surface of the puncture needle 44. In other words, "play" is occurring.
上述のように、本実施形態においては、出口４２から遠位方向に突出した穿刺針４４は、起上台５０の回動角度が最小の場合であっても、起上台５０により上方へ押し上げられる。したがって、穿刺針４４は、常に、鉗子チャンネル３４の内部において上方へ押し上げられ、穿刺針４４は、その上側面４４ａが鉗子チャンネル３４の内壁上側３４ａに押し付けられる形で位置決めされるようになる。これにより、穿刺針４４は、鉗子チャンネル３４の内壁上側３４ａ及び起上台５０の上面５０ａを支点として屈曲されることになる。 As described above, in the present embodiment, the puncture needle 44 protruding in the distal direction from the outlet 42 is pushed upward by the riser 50 even when the rotation angle of the riser 50 is the minimum. Therefore, the puncture needle 44 is always pushed upward inside the forceps channel 34, and the puncture needle 44 is positioned so that the upper side surface 44a thereof is pressed against the inner wall upper side 34a of the forceps channel 34. As a result, the puncture needle 44 is bent with the upper surface 34a of the inner wall of the forceps channel 34 and the upper surface 50a of the riser 50 as fulcrums.
ここで、穿刺針４４より細い穿刺針４４’（図５において破線で表示）が用いられた場合、上記のように、鉗子チャンネル３４の内壁上側３４ａ及び起上台５０の上面５０ａを支点として屈曲される関係上、起上台５０の回動角度が同じであっても、穿刺針４４’の穿刺方向は、穿刺針４４の穿刺方向とは異なるものとなる。具体的には、穿刺針４４’の穿刺角度は穿刺針４４の穿刺角度よりも小さくなる。なお、穿刺角度とは、起上台５０による穿刺針４４の屈曲角度を意味する。また、穿刺針の硬さなども穿刺角度に影響する場合もある。つまり、起上台５０の回動角度が同じであっても、穿刺針の種類によって、その穿刺方向（角度）が異なるということが言える。 Here, when a puncture needle 44'(indicated by a broken line in FIG. 5) thinner than the puncture needle 44 is used, it is bent with the upper surface 34a of the inner wall of the forceps channel 34 and the upper surface 50a of the riser 50 as fulcrums as described above. Therefore, even if the rotation angle of the raising table 50 is the same, the puncture direction of the puncture needle 44'is different from the puncture direction of the puncture needle 44. Specifically, the puncture angle of the puncture needle 44'is smaller than the puncture angle of the puncture needle 44. The puncture angle means the bending angle of the puncture needle 44 by the riser 50. In addition, the hardness of the puncture needle may also affect the puncture angle. That is, it can be said that even if the rotation angle of the raising table 50 is the same, the puncture direction (angle) differs depending on the type of the puncture needle.
図２及び図３に戻り、起上台５０近傍には、起上台５０の回動角度を検出する角度センサ５４が設けられる。角度センサ５４が検出した検出角度は、超音波画像形成装置１４へ送られる。なお、本実施形態では、角度センサ５４は起上台５０の回動角度を直接検出するが、操作子３２に含まれる起上台回動ノブの回転角度に基づいて起上台５０の回動角度を算出できる場合は、角度センサ５４としては、操作子３２に含まれる起上台回動ノブの回転角度を検出するセンサであってもよい。 Returning to FIGS. 2 and 3, an angle sensor 54 for detecting the rotation angle of the riser 50 is provided in the vicinity of the riser 50. The detection angle detected by the angle sensor 54 is sent to the ultrasonic image forming apparatus 14. In the present embodiment, the angle sensor 54 directly detects the rotation angle of the riser 50, but calculates the rotation angle of the riser 50 based on the rotation angle of the riser rotation knob included in the operator 32. If possible, the angle sensor 54 may be a sensor that detects the rotation angle of the riser rotation knob included in the operator 32.
また、先端部２４には光学観察窓５６が設けられる。光学観察窓５６の内側には内視鏡画像形成のための画像データを撮像する対物レンズが設けられる。当該対物レンズにより撮像された画像データは内視鏡画像形成装置１６へ送られる。さらに、先端部２４には、照明光窓５８が設けられる。照明光窓５８の内側には内視鏡画像データの撮像対象を照射するための照明光照射装置が設けられる。 Further, the tip portion 24 is provided with an optical observation window 56. An objective lens for capturing image data for forming an endoscopic image is provided inside the optical observation window 56. The image data captured by the objective lens is sent to the endoscopic image forming apparatus 16. Further, the tip portion 24 is provided with an illumination light window 58. Inside the illumination light window 58, an illumination light irradiation device for irradiating the imaging target of the endoscopic image data is provided.
図６には、本実施形態に係る超音波診断装置６０の機能ブロック図が示されている。以下、図１〜図３を参照しつつ図６を用いて超音波診断装置６０について説明する。超音波診断装置６０は、体腔内プローブ１２及び超音波画像形成装置１４を含むものである。 FIG. 6 shows a functional block diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus 60 according to the present embodiment. Hereinafter, the ultrasonic diagnostic apparatus 60 will be described with reference to FIGS. 1 to 3 with reference to FIG. The ultrasonic diagnostic apparatus 60 includes an intracorporeal probe 12 and an ultrasonic image forming apparatus 14.
超音波振動子としての振動子アレイ７０は、体腔内プローブ１２の先端部２４に設けられ、被検体に対して超音波の送受波を行う。特に、振動子アレイ７０は、穿刺針４４が穿刺される穿刺部位（被検部位）に対して超音波の送受波を行う。振動子アレイ７０に含まれる各振動子は、後述の送受信部７２からの各振動子に対応する複数の送信信号によって振動して超音波ビームを発生する。また、振動子アレイは送受波領域からの反射エコーを受信し、音響信号を電気信号である受信信号に変換して送受信部７２へ出力する。 The oscillator array 70 as an ultrasonic oscillator is provided at the tip 24 of the intrabody cavity probe 12 and transmits and receives ultrasonic waves to a subject. In particular, the oscillator array 70 transmits and receives ultrasonic waves to the puncture site (test site) where the puncture needle 44 is punctured. Each oscillator included in the oscillator array 70 vibrates by a plurality of transmission signals corresponding to each oscillator from the transmission / reception unit 72 described later to generate an ultrasonic beam. Further, the oscillator array receives the reflected echo from the transmission / reception wave region, converts the acoustic signal into a reception signal which is an electric signal, and outputs the acoustic signal to the transmission / reception unit 72.
送受信部７２は、振動子アレイ７０を励振する複数の送信信号を振動子アレイ７０へ送ることで、振動子アレイ７０において超音波を発生させる。また、送受信部７２は、反射エコーを受信した複数の振動子から得られる複数の受信信号を整相加算処理して、超音波ビームの走査方向に並ぶビームデータを形成する。ビームデータは、深度方向に並ぶ複数の反射エコー信号により構成される。このように、送受信部７２は、送信ビームフォーマと受信ビームフォーマの機能を備えている。 The transmission / reception unit 72 sends a plurality of transmission signals for exciting the oscillator array 70 to the oscillator array 70 to generate ultrasonic waves in the oscillator array 70. Further, the transmission / reception unit 72 performs phase-alignment addition processing of a plurality of received signals obtained from the plurality of oscillators that have received the reflected echo to form beam data arranged in the scanning direction of the ultrasonic beam. The beam data is composed of a plurality of reflected echo signals arranged in the depth direction. As described above, the transmission / reception unit 72 has the functions of the transmission beam former and the reception beam former.
画像形成手段としての画像形成部７４は、例えばデジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）などであり、送受信部７２からのビームデータに基づいて生体イメージとしての超音波画像を形成する。本実施形態では、画像形成部７４において形成される超音波画像はＢモード画像である。また、画像形成部７４は、角度センサ５４の検出角度及び後述の表示角度ＤＢ８０に基づいて、穿刺針４４の予定穿刺経路を表す予定穿刺経路シンボルとしての穿刺ガイドラインを形成する。あるいは、より好適には、操作子３２（特に屈曲ノブ）の回転角度（つまり先端部２４の屈曲角度）をも考慮して、穿刺ガイドラインを形成する。本実施形態では、穿刺ガイドラインとして、穿刺針４４の予定穿刺経路上に延伸する直線状のシンボルを形成する。穿刺ガイドラインの形成方法の詳細については後述する。 The image forming unit 74 as an image forming means is, for example, a digital scan converter (DSC) or the like, and forms an ultrasonic image as a biological image based on beam data from the transmitting / receiving unit 72. In the present embodiment, the ultrasonic image formed by the image forming unit 74 is a B mode image. Further, the image forming unit 74 forms a puncture guideline as a planned puncture route symbol representing the planned puncture route of the puncture needle 44 based on the detection angle of the angle sensor 54 and the display angle DB 80 described later. Alternatively, more preferably, the puncture guideline is formed in consideration of the rotation angle of the operator 32 (particularly the bending knob) (that is, the bending angle of the tip portion 24). In the present embodiment, as a puncture guideline, a linear symbol extending on the planned puncture path of the puncture needle 44 is formed. Details of the method for forming the puncture guideline will be described later.
表示制御部７６は、画像形成部７４が形成した超音波画像（Ｂモード画像）及び穿刺ガイドラインを表示部２０に表示させる処理を行う。本実施形態では、穿刺ガイドラインは超音波画像に重畳して表示されるが、ユーザが穿刺針４４の穿刺方向を把握できる限りにおいて表示態様はそれに限られない。 The display control unit 76 performs a process of displaying the ultrasonic image (B mode image) formed by the image forming unit 74 and the puncture guideline on the display unit 20. In the present embodiment, the puncture guideline is displayed by superimposing it on the ultrasonic image, but the display mode is not limited to that as long as the user can grasp the puncture direction of the puncture needle 44.
表示手段としての表示部２０は、例えば液晶ディスプレイであり、超音波画像及び穿刺ガイドラインなどを表示するものである。 The display unit 20 as a display means is, for example, a liquid crystal display, and displays an ultrasonic image, a puncture guideline, or the like.
記憶手段としての記憶部７８は、例えばハードディスク、ＲＯＭ、あるいはＲＡＭなどにより構成される。記憶部７８は、超音波診断装置６０の各部を制御するためのプログラムが記憶される。また、記憶部７８には、変換情報としての表示角度ＤＢ８０が記憶される。表示角度ＤＢ８０には、穿刺針４４の種類毎に、角度センサ５４により検出される起上台５０の回動角度を表示部２０上に表示される穿刺ガイドラインの延伸方向（表示角度）に変換するための変換関数が記憶される。好適には、体腔内プローブ１２の種類と穿刺針４４の種類の組み合わせ毎に、上記変換関数が記憶される。表示角度ＤＢ８０に記憶される情報は、超音波診断装置６０のユーザあるいはサービスマンによって、穿刺術に先立って登録される。表示角度ＤＢ８０の詳細については後述する。 The storage unit 78 as a storage means is composed of, for example, a hard disk, a ROM, a RAM, or the like. The storage unit 78 stores a program for controlling each unit of the ultrasonic diagnostic apparatus 60. Further, the storage unit 78 stores the display angle DB 80 as conversion information. The display angle DB 80 is used to convert the rotation angle of the riser 50 detected by the angle sensor 54 into the extension direction (display angle) of the puncture guideline displayed on the display unit 20 for each type of puncture needle 44. The conversion function of is stored. Preferably, the conversion function is stored for each combination of the type of the intracavitary probe 12 and the type of the puncture needle 44. The information stored in the display angle DB 80 is registered by the user or serviceman of the ultrasonic diagnostic apparatus 60 prior to the puncture operation. The details of the display angle DB80 will be described later.
上述のように好適には、体腔内プローブ１２に屈曲ノブセンサ８２が設けられる。屈曲ノブセンサ８２は、屈曲ノブの回転角度を検出するものである。つまり、屈曲ノブの回転角度は、先端部２４の屈曲角度を示すものであるから、屈曲ノブセンサ８２は先端部２４の屈曲角度を検出するものであると言える。屈曲ノブセンサ８２の検出角度は画像形成部７４に送られる。 As described above, the bending knob sensor 82 is preferably provided on the intra-body cavity probe 12. The bending knob sensor 82 detects the rotation angle of the bending knob. That is, since the rotation angle of the bending knob indicates the bending angle of the tip portion 24, it can be said that the bending knob sensor 82 detects the bending angle of the tip portion 24. The detection angle of the bending knob sensor 82 is sent to the image forming unit 74.
制御部８４は、例えばマイクロコントローラを含んで構成される。制御部８４は、記憶部７８に記憶されたプログラムに従って、超音波診断装置６０の各部を制御する。 The control unit 84 includes, for example, a microcontroller. The control unit 84 controls each unit of the ultrasonic diagnostic apparatus 60 according to the program stored in the storage unit 78.
操作部８６は、例えばトラックボール、あるいは各種ボタンなどを含んで構成される。操作部８６は、超音波診断装置６０に対してユーザからの指示を入力するためのものである。 The operation unit 86 includes, for example, a trackball, various buttons, and the like. The operation unit 86 is for inputting an instruction from the user to the ultrasonic diagnostic apparatus 60.
以下、図１〜図３、及び図６を参照しつつ、図７に示されたフローチャートに従って、表示角度ＤＢの登録処理の流れについて説明する。図７に示されるフローチャートに係る処理は、穿刺術に先立って行われるものである。 Hereinafter, the flow of the registration process of the display angle DB will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and 6 according to the flowchart shown in FIG. 7. The process according to the flowchart shown in FIG. 7 is performed prior to the puncture operation.
ステップＳ１０において、ユーザは、操作部８６を用いて、穿刺術に用いる穿刺針４４を指定する穿刺針情報を入力する。本実施形態では、穿刺針情報として、穿刺針４４のメーカ、形式、及び穿刺針４４の太さを示すゲージ値を入力する。 In step S10, the user inputs the puncture needle information for designating the puncture needle 44 to be used for the puncture operation by using the operation unit 86. In the present embodiment, as the puncture needle information, a gauge value indicating the manufacturer and type of the puncture needle 44 and the thickness of the puncture needle 44 is input.
ステップＳ１２において、ユーザは、操作子３２（起上台回動ノブ）を操作して、起上台５０の回動角度を最小回動角度θｓｍｉｎに設定する。 In step S12, the user operates the operator 32 (raising table rotation knob) to set the rotation angle of the raising table 50 to the minimum rotation angle θ smin .
ステップＳ１４において、ユーザは、穿刺針４４を鉗子チャンネル３４に挿通させて穿刺針４４の先端を出口４２から突出させた上で、体組織に近い音響インピーダンスを有する水に先端部２４を浸す。 In step S14, the user inserts the puncture needle 44 into the forceps channel 34 to project the tip of the puncture needle 44 from the outlet 42, and then immerses the tip portion 24 in water having an acoustic impedance close to that of the body tissue.
この状態において、ステップＳ１６において、送受信部７２は振動子アレイ７０において超音波を送受波させる。これにより得られた受信信号に基づいて画像形成部７４が形成した超音波画像が表示部２０に表示される。これと共に、画像形成部７４は、直線状の角度登録用ラインを超音波画像に重畳させて表示させる。 In this state, in step S16, the transmission / reception unit 72 transmits / receives ultrasonic waves in the oscillator array 70. The ultrasonic image formed by the image forming unit 74 based on the received signal obtained thereby is displayed on the display unit 20. At the same time, the image forming unit 74 superimposes and displays a linear angle registration line on the ultrasonic image.
図８（ａ）に、表示部２０に表示された超音波画像１００及び角度登録用ライン１０２が示されている。穿刺針４４が鉗子チャンネル３４の出口４２から突出していることで超音波の照射範囲内に進入している。したがって、超音波画像１００には穿刺針４４のエコー像１０４が含まれている。角度登録用ライン１０２は、ユーザ操作により、穿刺針４４の屈曲位置に相当する仮想点１０６を中心に回転可能となっている。 FIG. 8A shows an ultrasonic image 100 and an angle registration line 102 displayed on the display unit 20. Since the puncture needle 44 protrudes from the outlet 42 of the forceps channel 34, it enters the ultrasonic irradiation range. Therefore, the ultrasonic image 100 includes an echo image 104 of the puncture needle 44. The angle registration line 102 can be rotated around a virtual point 106 corresponding to the bending position of the puncture needle 44 by a user operation.
ステップＳ１８において、ユーザは操作部８６を操作することで、エコー像１０４の延伸方向に重なるように角度登録用ライン１０２を回転させる。図８（ｂ）にエコー像１０４に角度登録用ライン１０２が重ねられた状態が示されている。 In step S18, the user operates the operation unit 86 to rotate the angle registration line 102 so as to overlap the echo image 104 in the extending direction. FIG. 8B shows a state in which the angle registration line 102 is superimposed on the echo image 104.
ステップＳ２０において、制御部８４は、角度センサ５４が検出した起上台５０の回動角度（ステップＳ２０においては最小回動角度θｓｍｉｎ）と、ステップＳ１８によりエコー像１０４に重ねられた角度登録用ライン１０２の角度である最小表示角度θｄｍｉｎ（図８（ｂ）参照）を対応付けて記憶する。なお、本実施形態では、表示角度は画面水平方向に対する角度登録用ライン１０２の角度としているが、表示角度としては、角度登録用ライン１０２の延伸方向を示す限りにおいて他の角度（例えば画面垂直方向に対する角度登録用ライン１０２の角度）であってもよい。 In step S20, the control unit 84 determines the rotation angle of the riser 50 detected by the angle sensor 54 (minimum rotation angle θ smin in step S20) and the angle registration line superimposed on the echo image 104 in step S18. The minimum display angle θ dm (see FIG. 8B), which is the angle of 102, is associated and stored. In the present embodiment, the display angle is the angle of the angle registration line 102 with respect to the horizontal direction of the screen, but the display angle is another angle (for example, the vertical direction of the screen) as long as the extension direction of the angle registration line 102 is indicated. It may be the angle of the angle registration line 102 with respect to.
ステップＳ２２において、ユーザは、操作子３２（起上台回動ノブ）を操作して、起上台５０の回動角度を最大回動角度θｓｍａｘに設定する。 In step S22, the user operates the operator 32 (raising table rotation knob) to set the rotation angle of the raising table 50 to the maximum rotation angle θ smax .
この状態において、ステップＳ２４において、送受信部７２は振動子アレイ７０において超音波を送受波させる。これにより得られた受信信号に基づいて画像形成部７４が形成した超音波画像が表示部２０に表示される。これと共に、画像形成部７４は、直線状の角度登録用ラインを超音波画像に重畳させて表示させる。 In this state, in step S24, the transmission / reception unit 72 transmits / receives ultrasonic waves in the oscillator array 70. The ultrasonic image formed by the image forming unit 74 based on the received signal obtained thereby is displayed on the display unit 20. At the same time, the image forming unit 74 superimposes and displays a linear angle registration line on the ultrasonic image.
ステップＳ２６において、ステップＳ１８と同様に、ユーザは操作部８６を操作することで、エコー像１０４に重なるように角度登録用ライン１０２を回転させる。 In step S26, as in step S18, the user operates the operation unit 86 to rotate the angle registration line 102 so as to overlap the echo image 104.
ステップＳ２８において、制御部８４は、角度センサ５４が検出した起上台５０の回動角度（ステップＳ２８においては最大回動角度θｓｍａｘ）と、ステップＳ２６によりエコー像１０４に重ねられた角度登録用ライン１０２の角度である最大表示角度θｄｍａｘを対応付けて記憶する。 In step S28, the control unit 84 determines the rotation angle of the riser 50 detected by the angle sensor 54 (maximum rotation angle θ smax in step S28) and the angle registration line superimposed on the echo image 104 in step S26. The maximum display angle θ dmax , which is an angle of 102, is stored in association with each other.
ステップＳ３０において、制御部８４は、ステップＳ２０及びステップＳ２８において記憶された、最小回動角度θｓｍｉｎに対する最小表示角度θｄｍｉｎ、及び最大回動角度θｓｍａｘに対する最大表示角度θｄｍａｘに基づいて、ステップＳ１０で入力された穿刺針４４に対する、起上台５０の回動角度を穿刺ガイドラインの表示角度に変換するための変換関数を定義する。 In step S30, the control unit 84, stored in step S20 and step S28, the minimum display angle theta dmin to the minimum pivot angle theta smin, and based on the maximum display angle theta dmax for maximum pivot angle theta smax, step A conversion function for converting the rotation angle of the riser 50 with respect to the puncture needle 44 input in S10 to the display angle of the puncture guideline is defined.
図９に、変換関数の例が示されている。図９において、横軸は起上台５０の回動角度、縦軸は穿刺ガイドラインの表示角度を示すものである。 FIG. 9 shows an example of the conversion function. In FIG. 9, the horizontal axis represents the rotation angle of the raising table 50, and the vertical axis represents the display angle of the puncture guideline.
ステップＳ２０で記憶された最小回動角度θｓｍｉｎに対応する最小表示角度θｄｍｉｎに基づいて、図９に示すグラフ上に点Ｐｍｉｎがプロットされる。同様に、ステップＳ２８で記憶された最大回動角度θｓｍａｘに対応する最大表示角度θｄｍａｘに基づいて、図９に示すグラフ上に点Ｐｍａｘがプロットされる。本実施形態においては、点Ｐｍｉｎと点Ｐｍａｘを線形補間することで変換関数が形成される。形成された変換関数がステップＳ１０で入力された穿刺針情報（穿刺針４４の種類）と関連付けられて表示角度ＤＢ８０に記憶される。 The point P min is plotted on the graph shown in FIG. 9 based on the minimum display angle θ dmin corresponding to the minimum rotation angle θ smin stored in step S20. Similarly, the point P max is plotted on the graph shown in FIG. 9 based on the maximum display angle θ dmax corresponding to the maximum rotation angle θ smax stored in step S28. In the present embodiment, the conversion function is formed by linearly interpolating the points P min and the point P max . The formed conversion function is associated with the puncture needle information (type of puncture needle 44) input in step S10 and stored in the display angle DB 80.
本実施形態では、点Ｐｍｉｎ及び点Ｐｍａｘの２点のプロットにより変換関数を得ていたが、変換関数を得るにあたり、３以上の起上台５０の回動角度に対する３以上の角度登録用ライン１０２の表示角度を記憶して、３点以上のプロット点に基づいて変換関数を形成するようにしてもよい。 In the present embodiment, the conversion function is obtained by plotting two points, the point P min and the point P max . However, in obtaining the conversion function, three or more angle registration lines with respect to the rotation angle of the three or more risers 50 The display angle of 102 may be stored and the conversion function may be formed based on three or more plot points.
また、好適には、ステップＳ１０において、穿刺針情報と共に、穿刺術に用いる体腔内プローブ１２を示すプローブ情報を入力してもよい。プローブ情報としては、例えば体腔内プローブ１２のメーカ、あるいは型番が入力される。これにより、表示角度ＤＢ８０において、体腔内プローブ１２の種類と穿刺針４４の種類の組み合わせ毎に変換関数が記憶される。体腔内プローブ１２によって、起上台５０の構造、起上台５０と鉗子チャンネル３４の出口４２との配置関係、あるいは鉗子チャンネル３４の太さなどが異なることから、体腔内プローブ１２が変更されると、異なる変換関数が必要になるのが一般的である。したがって、超音波診断装置６０において複数の体腔内プローブ１２が使用される環境下においては、体腔内プローブ１２の種類と穿刺針４４の種類の組み合わせ毎に変換関数を記憶しておくことで、穿刺針４４のみならず、体腔内プローブ１２に応じた適切な穿刺ガイドラインを表示させることが可能になる。 Further, preferably, in step S10, the probe information indicating the intrabody cavity probe 12 used for the puncture operation may be input together with the puncture needle information. As the probe information, for example, the manufacturer or model number of the intracorporeal probe 12 is input. As a result, in the display angle DB 80, the conversion function is stored for each combination of the type of the intracorporeal probe 12 and the type of the puncture needle 44. When the intra-body cavity probe 12 is changed, the structure of the elevating table 50, the arrangement relationship between the elevating table 50 and the outlet 42 of the forceps channel 34, the thickness of the forceps channel 34, and the like are different depending on the intra-body cavity probe 12. It is common to need different conversion functions. Therefore, in an environment in which a plurality of intracorporeal probes 12 are used in the ultrasonic diagnostic apparatus 60, the conversion function is stored for each combination of the intracorporeal probe 12 type and the puncture needle 44 type for puncture. It is possible to display an appropriate puncture guideline according to not only the needle 44 but also the intracorporeal probe 12.
以下、図１〜図３、及び図６を参照しつつ、図１０に示されたフローチャートに従って、穿刺ガイドライン表示処理の流れについて説明する。 Hereinafter, the flow of the puncture guideline display process will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and 6 according to the flowchart shown in FIG.
ステップＳ４０において、ユーザは、穿刺術に用いる穿刺針４４を指定する穿刺針情報を入力する。ここで、表示制御部７６は、表示角度ＤＢ８０を参照して表示角度ＤＢ８０に記憶されている穿刺針の種類を表示部２０に一覧表示させて、ユーザに選択させるようにしてもよい。ユーザは穿刺針情報を入力した後、体腔内プローブ１２を被検体の体腔内へ挿入する。 In step S40, the user inputs puncture needle information that specifies the puncture needle 44 to be used for puncture. Here, the display control unit 76 may refer to the display angle DB 80 and display a list of the types of puncture needles stored in the display angle DB 80 on the display unit 20 so that the user can select the type. After inputting the puncture needle information, the user inserts the intrabody cavity probe 12 into the body cavity of the subject.
ステップＳ４２において、画像形成部７４は、角度センサ５４が検出した起上台５０の回動角度を取得する。 In step S42, the image forming unit 74 acquires the rotation angle of the riser 50 detected by the angle sensor 54.
ステップＳ４４において、画像形成部７４は、ステップＳ４０で入力された穿刺針情報に基づいて、表示角度ＤＢ８０の中から当該穿刺針情報に対応する変換関数を特定する。そして、特定した変換関数と、ステップＳ４２で取得した起上台５０の回動角度に基づいて、穿刺ガイドラインの表示角度を特定する。具体的には、図９を参照して、ステップＳ４２で取得した起上台５０の回動角度がθｓだった場合、ｘ＝θｓのラインと変換関数の交点である点Ｐを演算し、点Ｐのｙ座標である表示角度θｄを特定する。 In step S44, the image forming unit 74 identifies a conversion function corresponding to the puncture needle information from the display angle DB 80 based on the puncture needle information input in step S40. Then, the display angle of the puncture guideline is specified based on the specified conversion function and the rotation angle of the raising table 50 acquired in step S42. Specifically, referring to FIG. 9, when the rotation angle of the riser 50 acquired in step S42 is θ s , the point P which is the intersection of the line of x = θ s and the conversion function is calculated. The display angle θ d , which is the y coordinate of the point P, is specified.
ステップＳ４６において、画像形成部７４は、振動子アレイ７０からの受信信号に基づいて超音波画像を形成すると共に、ステップＳ４４で特定した表示角度θｄに基づいて穿刺ガイドラインを形成する。そして、表示制御部７６は超音波画像に重畳させて穿刺ガイドラインを表示部２０に表示させる。 In step S46, the image forming unit 74 forms an ultrasonic image based on the received signal from the vibrator array 70, and forms a puncture guideline based on the display angle θ d specified in step S44. Then, the display control unit 76 superimposes it on the ultrasonic image to display the puncture guideline on the display unit 20.
図１１には、穿刺ガイドラインの表示例が示されている。図１１に示されるように、穿刺部位を表す超音波画像１１０に重畳して穿刺ガイドライン１１２が表示される。穿刺ガイドライン１１２の表示角度θｄは、ステップＳ４４で特定された表示角度である。このように、穿刺ガイドラインが穿刺針４４が穿刺部位に穿刺されるに先立って表示されることで、ユーザは、穿刺針４４を目的の位置に穿刺すべく、穿刺針４４の穿刺方向の調整を好適に行うことができる。 FIG. 11 shows a display example of the puncture guideline. As shown in FIG. 11, the puncture guideline 112 is displayed superimposing on the ultrasonic image 110 representing the puncture site. The display angle θ d of the puncture guideline 112 is the display angle specified in step S44. In this way, the puncture guideline is displayed prior to the puncture needle 44 being punctured at the puncture site, so that the user can adjust the puncture direction of the puncture needle 44 in order to puncture the puncture needle 44 at a desired position. It can be preferably performed.
表示角度ＤＢ８０において、体腔内プローブ１２の種類と穿刺針４４の種類の組み合わせ毎に変換関数が記憶されている場合は、ステップＳ４０において穿刺針情報と共に、穿刺術に用いられる体腔内プローブ１２を指定するプローブ情報が入力される。そして、ステップＳ４４において、表示角度ＤＢ８０の中から当該穿刺針情報及びプローブ情報に対応する変換関数が特定される。 When the conversion function is stored for each combination of the type of the intracorporeal probe 12 and the type of the puncture needle 44 in the display angle DB80, the intracorporeal probe 12 used for the puncture operation is specified together with the puncture needle information in step S40. The probe information to be used is input. Then, in step S44, the conversion function corresponding to the puncture needle information and the probe information is specified from the display angle DB80.
穿刺針４４は、可撓管２６を通過する鉗子チャンネル３４に挿通されるため、関節３０を支点とした先端部２４の屈曲により、穿刺針４４も屈曲されることになる。これにより、先端部２４の屈曲角度が穿刺針４４の穿刺方向（角度）に影響を及ぼす場合がある。図１２には、本実施形態における先端部２４の屈曲角度に対する穿刺針４４の穿刺角度の変化の例が示されている。 Since the puncture needle 44 is inserted into the forceps channel 34 passing through the flexible tube 26, the puncture needle 44 is also bent by bending the tip portion 24 with the joint 30 as a fulcrum. As a result, the bending angle of the tip portion 24 may affect the puncture direction (angle) of the puncture needle 44. FIG. 12 shows an example of a change in the puncture angle of the puncture needle 44 with respect to the bending angle of the tip portion 24 in the present embodiment.
ステップＳ４４において、画像形成部７４は、さらに、先端部２４の屈曲角度も考慮して穿刺ガイドラインの表示角度を特定するようにしてもよい。具体的には、起上台５０の回動角度と変換関数に基づいて穿刺ガイドライン１１２の表示角度を特定した上で、屈曲ノブセンサ８２の検出値に基づいて、当該特定された表示角度に対して補正をかけるようにしてもよい。補正の方法は様々な方法が考えられる。例えば、図１２に示すように、先端部２４の各屈曲角度に対する、起上台５０が最小回動角度θｓｍｉｎのときの穿刺針４４の穿刺角度、及び起上台５０が最大回動角度θｓｍａｘのときの穿刺針４４の穿刺角度を予め記憶しておき、これらから導かれる補正関数により補正してもよい。 In step S44, the image forming portion 74 may further specify the display angle of the puncture guideline in consideration of the bending angle of the tip portion 24. Specifically, after specifying the display angle of the puncture guideline 112 based on the rotation angle of the riser 50 and the conversion function, the specified display angle is corrected based on the detection value of the bending knob sensor 82. You may try to apply. Various correction methods can be considered. For example, as shown in FIG. 12, the puncture angle of the puncture needle 44 when the riser 50 is the minimum rotation angle θ smin and the maximum rotation angle θ smax of the riser 50 with respect to each bending angle of the tip portion 24. The puncture angle of the puncture needle 44 at that time may be stored in advance and corrected by a correction function derived from these.
以上説明した本実施形態によれば、穿刺ガイドライン１１２の表示角度は、使用される穿刺針４４に応じて決定されるから、どのような穿刺針４４を用いたとしても、穿刺ガイドライン１１２は正確な穿刺方向を指し示すことができる。好適には、穿刺ガイドライン１１２の表示角度は、使用される穿刺針４４及び体腔内プローブ１２に応じて決定されるから、どのような穿刺針４４及び体腔内プローブ１２を用いたとしても、穿刺ガイドライン１１２は正確な穿刺方向を指し示すことができる。 According to the present embodiment described above, the display angle of the puncture guideline 112 is determined according to the puncture needle 44 used. Therefore, no matter what puncture needle 44 is used, the puncture guideline 112 is accurate. Can indicate the puncture direction. Preferably, the display angle of the puncture guideline 112 is determined according to the puncture needle 44 and the intracoelomic probe 12 used, so that no matter what puncture needle 44 and the intracoelomic probe 12 are used, the puncture guideline 112 can indicate the exact puncture direction.
以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 Although the embodiments according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
１０ 超音波診断システム、１２ 体腔内プローブ、１４ 超音波画像形成装置、１６ 内視鏡画像形成装置、２０，２２ 表示部、２４ 先端部、２６ 可撓管、２８ 操作部、３０ 関節、３２ 操作子、３４ 鉗子チャンネル、４０ 超音波送受波面、４４ 穿刺針、５０ 起上台、５２ 回転軸、５４ 角度センサ、６０ 超音波診断装置、７０ 振動子アレイ、７２ 送受信部、７４ 画像形成部、７６ 表示制御部、７８ 記憶部、８０ 表示角度ＤＢ、８２ 屈曲ノブセンサ、８４ 制御部、８６ 操作部。 10 Ultrasound diagnostic system, 12 Intraluminal probe, 14 Ultrasound image forming device, 16 Endoscopic image forming device, 20, 22 Display, 24 Tip, 26 Flexible tube, 28 Manipulation, 30 Joints, 32 Operations Child, 34 forceps channel, 40 ultrasonic wave transmission / reception surface, 44 puncture needle, 50 riser, 52 rotation axis, 54 angle sensor, 60 ultrasonic diagnostic equipment, 70 oscillator array, 72 transmitter / receiver, 74 image forming unit, 76 display Control unit, 78 storage unit, 80 display angle DB, 82 bending knob sensor, 84 control unit, 86 operation unit.
Claims (4)
前記穿刺針の種類毎に定義された、体腔内プローブに設けられた方向調整機構の回動角度を表示角度に変換するための変換情報を記憶する記憶手段と、
前記受信信号に基づいて超音波画像を形成する画像形成手段であって、前記回動角度及び前記変換情報により得られた前記表示角度に基づいて、前記穿刺針の予定穿刺経路を表す予定穿刺経路シンボルを形成する画像形成手段と、
前記超音波画像及び前記予定穿刺経路シンボルを表示する表示手段と、
を含むことを特徴とする医療システム。 An intrabody probe that is inserted into the body cavity and an ultrasonic transducer that sends and receives ultrasonic waves to the test site and outputs a received signal, and a puncture needle that is punctured into the test site are inserted. An intracorporeal probe having an insertion hole and a direction adjusting mechanism for adjusting the puncture direction of the puncture needle by rotating.
A storage means for storing conversion information for converting the rotation angle of the direction adjusting mechanism provided in the intrabody cavity probe into a display angle, which is defined for each type of puncture needle.
An image forming means for forming an ultrasonic image based on the received signal, and a planned puncture path representing the planned puncture path of the puncture needle based on the rotation angle and the display angle obtained from the conversion information. Image forming means for forming symbols and
A display means for displaying the ultrasonic image and the planned puncture path symbol, and
A medical system characterized by including.
ことを特徴とする、請求項１に記載の医療システム。 The conversion information is defined for each combination of the type of the intracorporeal probe and the puncture needle.
The medical system according to claim 1, wherein the medical system is characterized in that.
前記画像形成手段は、さらに、前記屈曲部の屈曲角度に基づいて演算された表示角度に基づいて、前記予定穿刺経路シンボルを形成する、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の医療システム。 The intrabody cavity probe has a bent portion for adjusting the position and posture of the ultrasonic vibrator and has a bent portion through which the insertion hole passes.
The image forming means further forms the planned puncture path symbol based on the display angle calculated based on the bending angle of the bending portion.
The medical system according to claim 1 or 2, wherein the medical system is characterized in that.
前記体腔内プローブに設けられ、前記被検部位に対して超音波を送受波して受信信号を出力する超音波振動子と、
前記穿刺針の種類毎に定義された、体腔内プローブに設けられた方向調整機構の回動角度を表示角度に変換するための変換情報を記憶する記憶手段と、
前記受信信号に基づいて超音波画像を形成する画像形成手段であって、前記回動角度及び前記変換情報により得られた前記表示角度に基づいて、前記穿刺針の予定穿刺経路を表す予定穿刺経路シンボルを形成する画像形成手段と、
前記超音波画像及び前記予定穿刺経路シンボルを表示する表示手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。 A puncture needle that is inserted into an insertion hole provided in an intrabody cavity probe to be inserted into a body cavity and whose puncture direction is adjusted by rotation of a direction adjusting mechanism provided in the intrabody cavity probe. An ultrasonic diagnostic device that forms an ultrasonic image.
An ultrasonic vibrator provided in the intra-body cavity probe, which transmits and receives ultrasonic waves to the test site and outputs a received signal.
A storage means for storing conversion information for converting the rotation angle of the direction adjusting mechanism provided in the intrabody cavity probe into a display angle, which is defined for each type of puncture needle.
An image forming means for forming an ultrasonic image based on the received signal, and a planned puncture path representing the planned puncture path of the puncture needle based on the rotation angle and the display angle obtained from the conversion information. Image forming means for forming symbols and
A display means for displaying the ultrasonic image and the planned puncture path symbol, and
An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by including.
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