JP7253058B2 - Measuring device, ultrasonic diagnostic device, measuring method, measuring program - Google Patents
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Description
本発明は、計測装置、超音波診断装置、計測方法、計測プログラムに関する。 The present invention relates to a measuring device, an ultrasonic diagnostic device, a measuring method, and a measuring program.
被検体の内部(例えば、患者の体内)又は体表面において複数の超音波振動子をそれぞれ駆動させて超音波を送受信することで被検体の内部の超音波画像を取得する超音波診断装置は、既に知られている。そして、超音波診断装置には、先端部に探触子を含む超音波観察ユニットに穿刺針を出し入れするためのユニットを取り付けたり、超音波観察ユニットの先端部の鉗子口から穿刺針を導出したりすることで、穿刺を可能とする装置がある(例えば特許文献1参照)。 An ultrasonic diagnostic apparatus that acquires an ultrasonic image of the inside of a subject by driving a plurality of ultrasonic transducers inside the subject (for example, inside the body of a patient) or on the surface of the body and transmitting and receiving ultrasonic waves, already known. In the ultrasonic diagnostic apparatus, a unit for inserting and removing the puncture needle is attached to an ultrasonic observation unit that includes a probe at the tip, and the puncture needle is led out from the forceps opening at the tip of the ultrasonic observation unit. There is a device that enables puncture by touching the skin (see, for example, Patent Literature 1).
特許文献1には、表示部に表示された超音波画像に対して穿刺目標位置を指定すると、その穿刺目標位置と、プローブ先端における穿刺針の固定位置との間の距離の計測を行う超音波診断装置が記載されている。 In Patent Document 1, when a puncture target position is specified with respect to an ultrasound image displayed on a display unit, ultrasonic waves are used to measure the distance between the puncture target position and the fixed position of the puncture needle at the tip of the probe. A diagnostic device is described.
特許文献1のように、超音波画像に対して任意の位置を指定するには、穿刺針の届く範囲を術者が予測する必要があるが、この予測には多くの経験が必要となる。また、多くの経験があったとしても、この予測を正確に行うことは難しい。そのため、穿刺針の届く範囲の外側にて穿刺目標位置を指定してしまうことも想定される。この場合には、穿刺針と穿刺目標位置との距離が計測されても、その距離を利用して穿刺手技に役立てることができない。 As in Patent Document 1, specifying an arbitrary position on an ultrasound image requires the operator to predict the reachable range of the puncture needle, but this prediction requires a lot of experience. Also, even with a lot of experience, it is difficult to make this prediction accurately. Therefore, it is conceivable that the puncture target position may be specified outside the reach of the puncture needle. In this case, even if the distance between the puncture needle and the puncture target position is measured, the distance cannot be used for the puncture procedure.
本発明は、上記事情に鑑みてなされ、穿刺針が届く範囲にて穿刺目標位置を確実に指定可能として、穿刺手技の支援を行うことのできる計測装置、超音波診断装置、計測方法、及び計測プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a measuring device, an ultrasonic diagnostic device, a measuring method, and a measuring device capable of reliably specifying a puncture target position within the reach of a puncture needle and supporting a puncture procedure. The purpose is to provide a program.
本発明の計測装置は、先端部に探触子を含む超音波観察ユニットの出力信号に基づいて生成されて表示部に表示された超音波画像に、上記先端部に設けられる穿刺針の到達可能範囲を示す情報を重畳表示させる表示制御部と、上記情報の重畳された上記超音波画像における上記到達可能範囲において指定された穿刺目標位置と、予め定められた仮想位置との距離を計測し、計測結果を出力する計測部と、を備える。 In the measuring device of the present invention, the ultrasonic image generated based on the output signal of the ultrasonic observation unit including the probe at the tip and displayed on the display unit can be reached by the puncture needle provided at the tip. a display control unit that superimposes and displays information indicating a range; measures a distance between a puncture target position specified in the reachable range in the ultrasonic image on which the information is superimposed and a predetermined virtual position; and a measurement unit that outputs a measurement result.
本発明の超音波診断装置は、上記計測装置と、超音波内視鏡の出力信号に基づいて上記超音波画像を生成する画像処理部と、を備える。 An ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention includes the measuring device and an image processing unit that generates the ultrasonic image based on the output signal of the ultrasonic endoscope.
本発明の計測方法は、先端部に探触子を含む超音波観察ユニットの出力信号に基づいて生成されて表示部に表示された超音波画像に、上記先端部に設けられる穿刺針の到達可能範囲を示す情報を重畳表示させる表示制御ステップと、上記情報の重畳された上記超音波画像における上記到達可能範囲において指定された穿刺目標位置と、予め定められた仮想位置との距離を計測し、計測結果を出力する計測ステップと、を備える。 In the measurement method of the present invention, an ultrasound image generated based on an output signal of an ultrasound observation unit including a probe at its tip and displayed on a display unit can be reached by the puncture needle provided at the tip. a display control step of superimposing and displaying information indicating a range; measuring a distance between a puncture target position specified in the reachable range in the ultrasonic image on which the information is superimposed and a predetermined virtual position; and a measurement step of outputting a measurement result.
本発明の計測プログラムは、先端部に探触子を含む超音波観察ユニットの出力信号に基づいて生成されて表示部に表示された超音波画像に、上記先端部に設けられる穿刺針の到達可能範囲を示す情報を重畳表示させる表示制御ステップと、上記情報の重畳された上記超音波画像における上記到達可能範囲において指定された穿刺目標位置と、予め定められた仮想位置との距離を計測し、計測結果を出力する計測ステップと、をコンピュータに実行させる。 The measurement program of the present invention enables the puncture needle provided at the tip to reach the ultrasonic image generated based on the output signal of the ultrasound observation unit including the probe at the tip and displayed on the display. a display control step of superimposing and displaying information indicating a range; measuring a distance between a puncture target position specified in the reachable range in the ultrasonic image on which the information is superimposed and a predetermined virtual position; and a measuring step of outputting the measurement result.
本発明によれば、穿刺針が届く範囲にて穿刺目標位置を確実に指定可能として、穿刺手技の支援を行うことのできる計測装置、超音波診断装置、計測方法、及び計測プログラムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a measurement device, an ultrasonic diagnostic device, a measurement method, and a measurement program that can reliably specify a puncture target position within the reach of a puncture needle and support a puncture procedure. can be done.
<<超音波診断装置の概要>>
本発明の超音波診断装置の一実施形態を含む超音波内視鏡システム10について、図1から図4を参照しながら、その概要を説明する。図1は、超音波内視鏡システム10の概略構成を示す図である。図2は、超音波内視鏡12の挿入部22の先端部及びその周辺を拡大して示した平面図である。なお、図2では、図示の都合上、後述のバルーン37を破線にて図示している。図3は、超音波内視鏡12の挿入部22の先端部40を図2に図示のI-I断面にて切断したときの断面を示す図である。図4は、超音波内視鏡12及び超音波用プロセッサ装置14の構成を示すブロック図である。<<Overview of Ultrasound Diagnostic Equipment>>
An outline of an
超音波内視鏡システム10は、超音波を用いて、被検体である患者の体内の観察対象部位の状態を観察(以下、超音波診断とも言う。)するために用いられる。ここで、観察対象部位は、患者の体表側(外側)からは検査が困難な部位であり、例えば胆嚢又は膵臓である。超音波内視鏡システム10を用いることにより、患者の体腔である食道、胃、十二指腸、小腸、及び大腸等の消化管を経由して、観察対象部位の状態及び異常の有無を超音波診断することが可能である。
The
超音波内視鏡システム10は、図1に示すように、超音波観察ユニットを構成する超音波内視鏡12と、超音波用プロセッサ装置14と、内視鏡用プロセッサ装置16と、光源装置18と、表示部を構成するモニタ20と、操作卓100と、を有する。また、図1に示すように、超音波内視鏡システム10の付属機器として、送水タンク21a、吸引ポンプ21b、及び送気ポンプ21cが設けられている。更に、超音波内視鏡12内には、水及び気体の流路となる管路(不図示)が形成されている。超音波用プロセッサ装置14、内視鏡用プロセッサ装置16、及び光源装置18により、超音波診断装置が構成される。なお、超音波診断装置は、更に、超音波内視鏡12を含んでもよい。
As shown in FIG. 1, the
超音波内視鏡12は、図1に示すように、患者の体腔内に挿入される挿入部22と、医師又は技師等の術者によって操作される操作部24とを有する。また、挿入部22の先端部40には、複数の超音波振動子を備えた超音波振動子ユニット46が取り付けられている。
The
超音波内視鏡12の機能により、術者は、患者の体腔内壁の内視鏡画像と、観察対象部位の超音波画像とを取得することができる。内視鏡画像は、患者の体腔内壁を光学的手法によって撮影することで得られる画像である。超音波画像は、患者の体腔内から観察対象部位に向かって送信された超音波の反射波(エコー)を受信し、その受信信号を画像化することで得られる画像である。
The function of the
超音波用プロセッサ装置14は、ユニバーサルコード26及びその端部に設けられた超音波用コネクタ32aを介して超音波内視鏡12に接続される。超音波用プロセッサ装置14は、超音波内視鏡12の超音波振動子ユニット46を制御して超音波振動子ユニット46に超音波を送信させる。また、超音波用プロセッサ装置14は、超音波の反射波(エコー)を超音波振動子ユニット46が受信したときの受信信号を画像化して超音波画像を生成する。
The
内視鏡用プロセッサ装置16は、図1に示すように、ユニバーサルコード26及びその端部に設けられた内視鏡用コネクタ32bを介して超音波内視鏡12に接続される。内視鏡用プロセッサ装置16は、超音波内視鏡12によって撮像された観察対象隣接部位の画像データを取得し、取得した画像データに対して所定の画像処理を施して内視鏡画像を生成する。
As shown in FIG. 1, the
光源装置18は、図1に示すように、ユニバーサルコード26及びその端部に設けられた光源用コネクタ32cを介して超音波内視鏡12に接続される。光源装置18は、超音波内視鏡12を用いて観察対象隣接部位を撮像する際に、赤光、緑光及び青光の三原色光からなる白色光又は特定波長光を照射する。光源装置18が照射した光は、ユニバーサルコード26に内包されたライトガイド(不図示)を通じて超音波内視鏡12内を伝搬し、超音波内視鏡12から出射される。これにより、観察対象隣接部位が光源装置18からの光によって照らされる。
As shown in FIG. 1, the
なお、本実施形態では、超音波用プロセッサ装置14及び内視鏡用プロセッサ装置16が、別々に設けられた二台の装置(コンピュータ)によって構成されている。ただし、これに限定されず、一台の装置によって超音波用プロセッサ装置14及び内視鏡用プロセッサ装置16の双方が構成されてもよい。
In this embodiment, the
モニタ20は、超音波用プロセッサ装置14及び内視鏡用プロセッサ装置16に接続されており、超音波用プロセッサ装置14により生成された超音波画像、及び内視鏡用プロセッサ装置16により生成された内視鏡画像等を表示する。モニタ20は、液晶表示装置や有機EL(electro-luminescence)表示装置などによって構成される。超音波画像及び内視鏡画像の表示に関して言うと、いずれか一方の画像を切り替えてモニタ20に表示してもよく、両方の画像を同時に表示してもよい。また、これらの表示方式を任意に選択及び変更できる構成であってもよい。
The
なお、本実施形態では、一台のモニタ20に超音波画像及び内視鏡画像を表示するが、超音波画像表示用のモニタと、内視鏡画像表示用のモニタとが別々に設けられてもよい。また、モニタ20以外の表示形態、例えば、術者が携帯する個人用端末のディスプレイに超音波画像及び内視鏡画像を表示する形態であってもよい。
In this embodiment, an ultrasonic image and an endoscopic image are displayed on the
操作卓100は、術者が超音波診断に際して必要な情報を入力したり、術者が超音波用プロセッサ装置14に対して超音波診断の開始指示を行ったりするため等に設けられた入力装置である。操作卓100は、例えば、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、又はタッチパネル等、或いはこれらの組み合わせ等によって構成されており、図4に示すように超音波用プロセッサ装置14のシステム制御部152に接続されている。操作卓100に含まれるキーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、又はタッチパネル等は、ポインティングデバイスを構成する。操作卓100が操作されると、その操作内容に応じて超音波用プロセッサ装置14のシステム制御部152が装置各部(例えば、後述の受信回路142及び送信回路144)を制御する。
The
また、術者は、超音波診断の実施に際して、各種の制御パラメータを操作卓100にて設定することが可能である。制御パラメータとしては、例えば、ライブモード及びフリーズモードの選択結果、表示デプス(深度)の設定値、及び超音波画像生成モードの選択結果等が挙げられる。
In addition, the operator can set various control parameters on the
ここで、「ライブモード」は、所定のフレームレートにて得られる超音波画像(動画像)を逐次表示(リアルタイム表示)するモードである。「フリーズモード」は、過去に取得した1フレーム分の超音波画像(静止画像)を、図示省略のシネメモリから読み出して表示するモードである。 Here, the "live mode" is a mode in which ultrasonic images (moving images) obtained at a predetermined frame rate are sequentially displayed (real-time display). The “freeze mode” is a mode in which one frame of ultrasound images (still images) acquired in the past is read out from a cine memory (not shown) and displayed.
本実施形態において選択可能な超音波画像生成モードは、複数存在し、具体的には、B(Brightness)モード、CF(Color Flow)モード、及びPW(Pulse Wave)モードである。Bモードは、超音波エコーの振幅を輝度に変換して断層画像を表示するモードである。CFモードは、平均血流速度、フロー変動、フロー信号の強さ又はフローパワー等を様々な色にマッピングしてBモード画像に重ねて表示するモードである。PWモードは、パルス波の送受信に基づいて検出される超音波エコー源の速度(例えば、血流速度)を表示するモードである。なお、上述した超音波画像生成モードは、あくまでも一例であり、上述した3種類のモード以外のモード、例えば、A(Amplitude)モード及びM(Motion)モード等が更に含まれてもよい。 There are a plurality of selectable ultrasonic image generation modes in this embodiment, specifically, B (Brightness) mode, CF (Color Flow) mode, and PW (Pulse Wave) mode. The B mode is a mode for displaying a tomographic image by converting the amplitude of an ultrasonic echo into luminance. The CF mode is a mode in which average blood flow velocity, flow fluctuation, flow signal intensity, flow power, etc. are mapped in various colors and displayed superimposed on a B-mode image. The PW mode is a mode for displaying the velocity of an ultrasonic echo source (for example, blood flow velocity) detected based on the transmission and reception of pulse waves. The ultrasonic image generation mode described above is merely an example, and modes other than the three types of modes described above, such as A (Amplitude) mode and M (Motion) mode, may be further included.
<<超音波内視鏡の構成>>
超音波内視鏡12は、超音波観察ユニットを構成しており、図1に示すように挿入部22及び操作部24を有する。挿入部22は、図1に示すように先端側(自由端側)から順に、先端部40、湾曲部42及び軟性部43を備える。先端部40には、図2に示すように超音波観察部36及び内視鏡観察部38が設けられている。<<Configuration of Ultrasound Endoscope>>
The
また、図2及び図3に示すように、先端部40には処置具導出口44が設けられている。処置具導出口44は、鉗子、穿刺針、若しくは高周波メス等の処置具(不図示)の出口となり、且つ、血液及び体内汚物等の吸引物を吸引する際の吸引口にもなる。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the
また、図2に示すように先端部40には観察窓82及び照明窓88の表面を洗浄するために形成された洗浄ノズル90が設けられている。洗浄ノズル90からは空気又は洗浄用液体が観察窓82及び照明窓88に向けて噴出される。
Further, as shown in FIG. 2, the
更に、図1及び図2に示すように、先端部40には、超音波振動子ユニット46を覆う位置に、膨張及び収縮可能なバルーン37が装着されている。バルーン37は、超音波振動子ユニット46とともに患者の体腔内に挿入される。そして、先端部40において超音波振動子ユニット46付近に形成された送水口47から、超音波伝達媒体としての水(詳しくは、脱気水)がバルーン37内に注水されることで、バルーン37が膨張する。膨張したバルーン37が体腔内壁(例えば、観察対象隣接部位の周辺)に当接すると、超音波振動子ユニット46と体腔内壁との間から空気が排除される。これにより、空気中での超音波及びその反射波(エコー)の減衰を防止することが可能となる。
Furthermore, as shown in FIGS. 1 and 2, the
湾曲部42は、図1に示すように、挿入部22において先端部40よりも基端側(超音波振動子ユニット46が設けられている側とは反対側)に設けられた部分であり、湾曲可能である。軟性部43は、図1に示すように、湾曲部42と操作部24との間を連結している部分であり、可撓性を有し、細長く延びた状態で設けられている。
As shown in FIG. 1, the bending portion 42 is a portion of the insertion portion 22 that is provided closer to the proximal side than the distal end portion 40 (on the side opposite to the side on which the
操作部24には、図1に示すように、一対のアングルノブ29、及び処置具挿入口30が設けられている。各アングルノブ29を回動すると、湾曲部42が遠隔的に操作されて湾曲変形する。この変形操作により、超音波観察部36及び内視鏡観察部38が設けられた挿入部22の先端部40を所望の方向に向けることができる。処置具挿入口30は、穿刺針又は鉗子等の処置具を挿通するために形成された孔であり、処置具チャンネル45(図3参照)を介して処置具導出口44と連絡している。
As shown in FIG. 1 , the operating
操作部24には、図1に示すように、送水タンク21aから延びた送気送水管路(図示せず)を開閉する送気送水ボタン28a、及び吸引ポンプ21bから延びた吸引管路(図示せず)を開閉する吸引ボタン28bが設けられている。送気送水管路には、送気ポンプ21cから送られてくる空気等の気体、及び送水タンク21a内の水が流れる。送気送水ボタン28aを操作すると、送気送水管路のうち、開通する部分が切り替わり、これに対応する形で、気体及び水の噴出口も洗浄ノズル90及び送水口47の間で切り替わる。つまり、送気送水ボタン28aの操作を通じて、内視鏡観察部38の洗浄及びバルーン37の膨張を選択的に実施することができる。
As shown in FIG. 1, the
吸引管路は、洗浄ノズル90から吸引した体腔内の吸引物を吸引したり、送水口47を通じてバルーン37内の水を吸引したりするために設けられている。吸引ボタン28bを操作すると、吸引管路のうち、開通する部分が切り替わり、これに対応する形で、吸引口も洗浄ノズル90及び送水口47の間で切り替わる。つまり、吸引ボタン28bの操作を通じて、吸引ポンプ21bによって吸引される対象物を切り替えることができる。
The suction channel is provided for sucking the sucked matter in the body cavity sucked from the
ユニバーサルコード26の他端部には、図1に示すように、超音波用プロセッサ装置14に接続される超音波用コネクタ32aと、内視鏡用プロセッサ装置16に接続される内視鏡用コネクタ32bと、光源装置18に接続される光源用コネクタ32cとが設けられている。超音波内視鏡12は、これらの各コネクタ32a、32b、及び32cを介してそれぞれ超音波用プロセッサ装置14、内視鏡用プロセッサ装置16、及び光源装置18に着脱可能に接続される。
At the other end of the
次に、超音波内視鏡12の構成要素のうち、超音波観察部36と内視鏡観察部38に関して詳しく説明する。
Next, among the constituent elements of the
(超音波観察部)
超音波観察部36は、超音波画像を取得するために設けられた部分であり、図2及び図3に示すように、挿入部22の先端部40において先端側に配置されている。超音波観察部36は、図3に示すように超音波振動子ユニット46と、複数の同軸ケーブル56と、FPC(Flexible Printed Circuit)60とを備えている。(Ultrasound observation unit)
The
超音波振動子ユニット46は、図3に示すように複数の超音波振動子48が円弧状に配置されたコンベックス型の探触子であり、放射状(円弧状)に超音波を送信する。ただし、超音波振動子ユニット46の種類(型式)については特に限定されず、超音波を送受信できれば他の種類でもよく、例えば、セクタ型、リニア型、又はラジアル型等であってもよい。
The
超音波振動子ユニット46は、図3に示すようにバッキング材層54と、超音波振動子アレイ50と、音響整合層76と、音響レンズ78とを積層させることで構成されている。
The
超音波振動子アレイ50は、図3に示すように一次元アレイ状に配列された複数の超音波振動子48(超音波トランスデューサ)からなる。より詳しく説明すると、超音波振動子アレイ50は、N個(例えばN=128)の超音波振動子48が先端部40の軸線方向(挿入部22の長手軸方向)に沿って凸湾曲状に等間隔で配列されることで構成されている。なお、超音波振動子アレイ50は、複数の超音波振動子48を二次元アレイ状に配置してもよい。
The
N個の超音波振動子48の各々は、圧電素子である単結晶振動子の両面に電極を配置することで構成されている。単結晶振動子としては、水晶、ニオブ酸リチウム、マグネシウムニオブ酸鉛(PMN)、亜鉛ニオブ酸鉛(PZN)、インジウムニオブ酸鉛(PIN)、チタン酸鉛(PT)、タンタル酸リチウム、ランガサイト、及び酸化亜鉛のいずれかが用いられる。電極は、複数の超音波振動子48の各々に対して個別に設けられた個別電極(不図示)と、複数の超音波振動子48に共通のグランド電極(不図示)とからなる。また、電極は、同軸ケーブル56及びFPC60を介して超音波用プロセッサ装置14と電気的に接続される。
Each of the N
各超音波振動子48には、パルス状の駆動電圧が、入力信号として超音波用プロセッサ装置14から同軸ケーブル56を通じて供給される。この駆動電圧が超音波振動子48の電極に印加されると、圧電素子が伸縮して超音波振動子48が駆動(振動)する。この結果、超音波振動子48からパルス状の超音波が出力される。
Each
また、各超音波振動子48は、超音波の反射波(エコー)等を受信すると、これに伴って振動(駆動)し、各超音波振動子48の圧電素子が電気信号を発生する。この電気信号は、受信信号として各超音波振動子48から超音波用プロセッサ装置14に向けて出力される。
When each
本実施形態の超音波振動子ユニット46は、前述したように、コンベックス型である。つまり、本実施形態では、超音波振動子ユニット46が有するN個の超音波振動子48をマルチプレクサ140などの電子スイッチで順次駆動させることで、超音波振動子アレイ50が配された曲面に沿った走査範囲、例えば曲面の曲率中心から数十mm程度の範囲で超音波が走査される。
The
処置具導出口44から導出される穿刺針は、処置具導出口44からの導出角度を変更可能となっており、図3には、処置具導出口44から穿刺針が導出される場合の穿刺針の可動範囲Rが示されている。穿刺針の導出角度は、挿入部22(先端部40)の長手軸方向(図3中の左右方向)と、導出される穿刺針の進行方向とのなす角度にて定義される。図3に示した一点鎖線N1は、穿刺針の導出角度が最小の状態における穿刺針の進行方向を示している。図3に示した二点鎖線N2は、穿刺針の導出角度が最大の状態における穿刺針の進行方向を示している。
The puncture needle led out from the
バッキング材層54は、図3に示すように、超音波振動子アレイ50を裏側(音響整合層76とは反対側)から支持する。また、バッキング材層54は、超音波振動子48から発せられた超音波、若しくは観察対象部位にて反射された超音波(エコー)のうち、超音波振動子アレイ50の裏側に伝播した超音波を減衰させる機能を有する。なお、バッキング材は、硬質ゴム等の剛性を有する材料からなり、超音波減衰材(フェライト及びセラミックス等)が適量添加されている。
The
音響整合層76は、患者の人体と駆動対象振動子との間の音響インピーダンス整合をとるために設けられる。音響整合層76は、超音波振動子アレイ50(つまり、複数の超音波振動子48)の外側に配置され、厳密には、図3に示すように超音波振動子アレイ50の上に重ねられている。音響整合層76が設けられていることにより、超音波の透過率を高めることが可能となる。音響整合層76の材料としては、音響インピーダンスの値が超音波振動子48の圧電素子に比して、より患者の人体の音響インピーダンスの値に近い様々な有機材料を用いることができる。音響整合層76の材料としては、具体的にはエポキシ系樹脂、シリコンゴム、ポリイミド及びポリエチレン等が挙げられる。
The
音響レンズ78は、駆動対象振動子から発せられる超音波を観察対象部位に向けて収束させ、図3に示すように音響整合層76上に重ねられている。音響レンズ78は、例えば、シリコン系樹脂(ミラブル型シリコンゴム(HTVゴム)、液状シリコンゴム(RTVゴム)等)、ブタジエン系樹脂、及びポリウレタン系樹脂等からなり、必要に応じて酸化チタン、アルミナ若しくはシリカ等の粉末が混合される。
The
FPC60は、各超音波振動子48が備える電極と電気的に接続される。複数の同軸ケーブル56の各々は、図3に示すように、その一端にてFPC60に配線されている。超音波内視鏡12が超音波用コネクタ32aを介して超音波用プロセッサ装置14に接続されると、各同軸ケーブル56は、その他端(FPC60側とは反対側)にて超音波用プロセッサ装置14と電気的に接続される。
The
(内視鏡観察部)
内視鏡観察部38は、内視鏡画像を取得するために設けられた部分であり、図2及び図3に示すように、挿入部22の先端部40において超音波観察部36よりも基端側に配置されている。内視鏡観察部38は、図2及び図3に示すように観察窓82、対物レンズ84、撮像素子86、照明窓88、洗浄ノズル90、及び配線ケーブル92等によって構成されている。(Endoscope observation section)
The
観察窓82は、図3に示すように、挿入部22の先端部40において軸線方向(挿入部22の長手軸方向)に対して斜めに傾けられた状態で取り付けられている。観察窓82から入射されて観察対象隣接部位にて反射された光は、対物レンズ84で撮像素子86の撮像面に結像される。
As shown in FIG. 3, the
撮像素子86は、観察窓82及び対物レンズ84を透過して撮像面に結像された観察対象隣接部位の反射光を光電変換して、撮像信号を出力する。撮像素子86としては、CCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)、CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor:相補形金属酸化膜半導体)等が利用可能である。撮像素子86で出力された撮像画像信号は、挿入部22から操作部24まで延設された配線ケーブル92を経由して、ユニバーサルコード26により内視鏡用プロセッサ装置16に伝送される。
The
照明窓88は、図2に示すように観察窓82の両脇位置に設けられている。照明窓88には、ライトガイド(不図示)の出射端が接続されている。ライトガイドは、挿入部22から操作部24まで延設され、その入射端は、ユニバーサルコード26を介して接続された光源装置18に接続されている。光源装置18で発せられた照明光は、ライトガイドを伝わり、照明窓88から観察対象隣接部位に向けて照射される。
The
<<超音波用プロセッサ装置の構成>>
超音波用プロセッサ装置14は、図4に示すように、マルチプレクサ140、受信回路142、送信回路144、A/D(Analog to Digital)コンバータ146、画像処理部148、システム制御部152、DSC(デジタルスキャンコンバータ)154、及び計測制御部158を有する。<<Configuration of Ultrasonic Processor Device>>
As shown in FIG. 4, the
受信回路142及び送信回路144は、マルチプレクサ140を介して、超音波内視鏡12の超音波振動子アレイ50と電気的に接続する。マルチプレクサ140は、N個の超音波振動子48の中から1つ又は複数を選択し、そのチャンネルを開口させる。
The receiving
送信回路144は、超音波振動子ユニット46から超音波を送信するために、マルチプレクサ140により選択された超音波振動子48に対して超音波送信用の駆動電圧を供給する回路である。駆動電圧は、パルス状の電圧信号であり、ユニバーサルコード26及び同軸ケーブル56を介して駆動対象となる超音波振動子48の電極に印加される。
The
受信回路142は、超音波(エコー)を受信した超音波振動子48から出力される電気信号、すなわち出力信号を受信する回路である。また、受信回路142は、システム制御部152から送られてくる制御信号に従って、超音波振動子48から受信した受信信号を増幅し、増幅後の信号をA/Dコンバータ146に引き渡す。A/Dコンバータ146は、図4に示すように受信回路142と接続しており、受信回路142から受け取った受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、変換後のデジタル信号を画像処理部148に出力する。
The receiving
画像処理部148は、A/Dコンバータ146から出力されたデジタルの受信信号に基づいて、超音波画像を生成する。画像処理部148によって生成された超音波画像は図示省略のシネメモリに記憶されるか、DSC154に転送される。画像処理部148は、操作卓100によって超音波画像の読み出し操作がなされると、シネメモリから指定された超音波画像を読みだしてDSC154に転送する。
The
DSC154は、画像処理部148が生成した超音波画像(シネメモリから読み出した画像を含む)の信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換(ラスター変換)し、画像信号に階調処理等の各種の必要な画像処理を施した後にモニタ20に出力する。
The
システム制御部152は、超音波用プロセッサ装置14の各部を制御し、受信回路142、送信回路144、A/Dコンバータ146、画像処理部148、及び計測制御部158と接続されて、これらを制御する。システム制御部152は、操作卓100と接続しており、被検体の検査時には、操作卓100にて入力された検査情報及び制御パラメータに従って超音波用プロセッサ装置14各部を制御する。これにより、術者によって指定された超音波画像生成モードに応じた超音波画像が取得されるようになる。特にライブモード時には一定のフレームレートにて超音波画像が随時取得されて、この超音波画像がDSC154を介してモニタ20に表示される。
The
計測制御部158は、ライブモード時にモニタ20に表示された超音波画像における、操作卓100に含まれるポインティングデバイスを介して指定された穿刺目標位置と、予め決められた仮想位置との距離を計測し、計測結果をモニタ20に表示させる。計測制御部158は、穿刺目標位置の指定に際し、これを支援する制御も行う。計測制御部158は、計測装置を構成する。
The
画像処理部148、システム制御部152、及び計測制御部158は、それぞれ、プログラムを実行して処理を行う各種のプロセッサと、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)を含む。
The
本明細書における各種のプロセッサとしては、プログラムを実行して各種処理を行う汎用的なプロセッサであるCPU(Central Prosessing Unit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス(Programmable Logic Device:PLD)、又はASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。これら各種のプロセッサの構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。 The various processors in this specification include CPUs (Central Processing Units), FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), etc., which are general-purpose processors that execute programs and perform various processes, and processors whose circuit configuration can be changed after manufacture. Programmable Logic Device (PLD), or ASIC (Application Specific Integrated Circuit), which is a processor having a circuit configuration specially designed to execute specific processing, etc. . More specifically, the structure of these various processors is an electric circuit combining circuit elements such as semiconductor elements.
システム制御部152は、各種のプロセッサのうちの1つで構成されてもよいし、同種又は異種の2つ以上のプロセッサの組み合わせ(例えば、複数のFPGAの組み合わせ又はCPUとFPGAの組み合わせ)で構成されてもよい。
The
図5は、操作卓100の外観構成を示す模式図である。操作卓100は、液晶ディスプレイ等の表示装置と一体化されたタッチパネル101と、ポインティングデバイスとしてのタッチパッド102と、を備える。タッチパッド102の代わりにトラックボール、マウス、十字キー等が設けられていてもよい。タッチパネル101には、計測モードの開始を指示するためのニードルディスタンスボタン107が表示されている。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the external configuration of the
図6は、計測制御部158の機能ブロックを示す図である。計測制御部158のプロセッサは、計測モードにおいて計測プログラムを実行することにより、表示制御部158A及び計測部158Bを備える計測装置として機能する。
FIG. 6 is a diagram showing functional blocks of the
表示制御部158Aは、モニタ20に表示されている生体組織内部を示す超音波画像に、穿刺針の到達可能範囲を示す情報を重畳表示させる。
The
図7は、計測モード時にモニタ20に表示される画面例を示す図である。図7に示す画面20Aには、超音波画像Gが含まれている。超音波画像Gは、図7中の上側が超音波内視鏡12の先端部40に近い側であり、図7中の下側が超音波内視鏡12の先端部40から遠い側である。図7の上下方向を超音波画像Gの深部方向Zと定義し、深部方向Zに直交する方向(図7の左右方向)を方向Xと記載する。
FIG. 7 is a diagram showing a screen example displayed on the
表示制御部158Aは、この超音波画像Gに、穿刺針の導出角度が最小の状態にて穿刺針が生体組織に挿入される際のその穿刺針の可動経路を示す直線L1と、穿刺針の導出角度が最大の状態にて穿刺針が生体組織に挿入される際のその穿刺針の可動経路を示す直線L2とを、穿刺針の到達可能範囲を示す情報として重畳させる。
The
図7に示す画面20Aにおける超音波画像Gの外側には、処置具導出口44の開口面中心に相当する仮想位置V1が示されている。仮想位置V1は、超音波内視鏡12の構成によって一意に決まる、予め決められた位置である。直線L1と直線L2は、それぞれ、この仮想位置V1を起点として延びる線である。直線L1は、超音波画像Gと重なる部分であるサブ直線L1aと、サブ直線L1aと仮想位置V1を結ぶ部分であるサブ直線L1bとによって構成されている。直線L2は、超音波画像Gと重なる部分であるサブ直線L2aと、サブ直線L2aと仮想位置V1を結ぶ部分であるサブ直線L2bとによって構成されている。
A virtual position V1 corresponding to the center of the opening plane of the
処置具導出口44から導出される穿刺針は、穿刺対象部位を含む生体組織に突き刺される針部とこの針部を収容するシースとを含む。図7に示す直線L1のうち、サブ直線L1bは、穿刺針のシースの先端の可動経路を示しており、サブ直線L1aは、生体組織に当接したシースの先端から生体組織内部に突き刺される針部の先端の可動経路を示している。同様に、図7に示す直線L2のうち、サブ直線L2bは、穿刺針のシースの先端の可動経路を示しており、サブ直線L2aは、生体組織に当接したシースの先端から生体組織内部に突き刺される針部の先端の可動経路を示している。
The puncture needle led out from the treatment instrument lead-out
表示制御部158Aは、図7に示した直線L1のうち少なくともサブ直線L1aを画面20Aに表示させ、図7に示した直線L2のうち少なくともサブ直線L2aを画面20Aに表示させる。サブ直線L1aとサブ直線L2aが超音波画像Gに重畳して表示されることで、超音波画像Gによって示されている生体組織内部における穿刺針の届く到達可能範囲RR(図7に示す超音波画像Gのうち直線L1aと直線L2aとで挟まれる斜線を付した五角形の範囲)を術者に認識させることができる。
The
このため、サブ直線L1a及びサブ直線L2aは、超音波画像Gにおける穿刺針の到達可能範囲RRを示す情報となる。サブ直線L1a及びサブ直線L2aは、第一直線及び第二直線を構成する。 Therefore, the sub-straight line L1a and the sub-straight line L2a serve as information indicating the reachable range RR of the puncture needle in the ultrasound image G. FIG. The sub straight line L1a and the sub straight line L2a constitute a first straight line and a second straight line.
計測部158Bは、表示制御部158Aによってサブ直線L1a及びサブ直線L2aが表示されると、超音波画像Gにおける穿刺目標位置(座標)を指定するための可動の画像(操作卓100に含まれるポインティングデバイスによって動かすことのできる画像)として図8に示すポインタPを、超音波画像Gにおける穿刺針の到達可能範囲RRの所定位置に表示させる。更に、計測部158Bは、図8に示すように、ポインタPと仮想位置V1を結ぶ直線Mを画面20Aに表示させる。更に、計測部158Bは、この直線Mの長さ(処置具導出口44とポインタPの位置(穿刺目標位置)との距離)を計測し、その計測結果(図8の例では“Distance 15.50mm”)を画面20Aに表示させる。
When the sub-straight line L1a and the sub-straight line L2a are displayed by the
なお、計測部158Bは、図8に示すポインタP、直線M、及び計測結果の表示を、表示制御部158Aによる直線L1及び直線L2(サブ直線L1a及びサブ直線L2a)の表示と同時に行ってもよい。又は、計測部158Bは、表示制御部158Aによる直線L1及び直線L2(サブ直線L1a及びサブ直線L2a)の表示が行われた後、操作卓100によって所定の操作がなされると、ポインタP、直線M、及び計測結果を表示させるようにしてもよい。
Note that the
計測部158Bは、上記のポインタPの初期の表示位置(上述した所定位置)を、図9に示すように、直線L1と直線L2のなす角度(換言すると、サブ直線L1aの延長線とサブ直線L2aの延長線とのなす角度)を2等分する直線L3と、超音波画像Gの方向Xの中心線L4との交点に設定することが好ましい。中心線L4は、超音波振動子アレイ50が配された曲面の曲率中心を通り且つ超音波画像Gの方向Zに延びる直線ともいうことができる。
As shown in FIG. 9, the
この交点は、超音波振動子アレイ50が配された曲面の真下に位置するため、穿刺対象部位が存在する可能性が高い。また、この交点は、直線L1と直線L2の中間にあるため、直線L1寄りの位置にポインタPを移動させる場合と、直線L2寄りの位置にポインタPを移動させる場合のいずれであっても、ポインタPの移動距離を少なくすることができる。このため、この交点をポインタPの初期位置とすることで、術者が後述のようにポインタPを移動させる際の移動量を減らすことが可能となる。
Since this intersection point is located directly below the curved surface on which the
計測部158Bは、図8に示すようにポインタPを表示させた後、操作卓100のタッチパッド102の操作によってポインタPの移動指示を受けると、この移動指示に応じてポインタPの表示位置を変更して、変更後のポインタPの表示位置を、指定された穿刺目標位置として受け付ける。図10は、図8に示す状態からタッチパッド102が操作されてポインタPの位置が変更された状態を示している。
After the pointer P is displayed as shown in FIG. 8, the
なお、計測部158Bは、ポインタPの移動可能範囲(タッチパッド102によってポインタPを動かすことのできる範囲)を、図7にて説明した穿刺針の到達可能範囲RRに制限する。これにより、穿刺針の到達可能範囲RRにおいてのみ、穿刺目標位置の指定を可能としている。
Note that the measuring
計測部158Bは、図10に示すように、ポインタPの位置が変更されて、穿刺目標位置の指定を受け付けると、その指定された穿刺目標位置(ポインタPの表示位置)と仮想位置V1との距離を計測し、その計測結果(図10の例では“Distance 17.50mm”)を画面20Aに表示させ、更に、ポインタPと仮想位置V1を結ぶ直線Mをモニタ20に表示させる。なお、図8及び図10に示す画面20Aにおいて、計測部158Bは、直線Mにて示される穿刺針の導出角度を計測し、この角度の情報を更に表示させてもよい。
As shown in FIG. 10, when the position of the pointer P is changed and the specification of the puncture target position is accepted,
<<超音波内視鏡システム10の計測モードの効果>>
超音波内視鏡システム10によれば、術者によって超音波画像G上に穿刺目標位置(ポインタPの位置)が指定されると、その穿刺目標位置と処置具導出口44との距離が計測されてモニタ20に表示される。術者は、この距離と、超音波内視鏡12の処置具挿入口30に挿入した穿刺針の処置具導出口44からの導出距離とを一致させるよう穿刺針の操作を行うことで、穿刺針の針部の先端を穿刺目標位置に正確に到達させることができる。<<Effect of Measurement Mode of
According to the
また、超音波内視鏡システム10によれば、術者は、図8及び図10に示したサブ直線L1aとサブ直線L2aが超音波画像Gに重畳表示された状態にて、穿刺目標位置の指定を行うことができる。つまり、術者は、モニタ20に表示されるサブ直線L1aとサブ直線L2aによって、超音波画像Gにおける穿刺針の到達可能範囲RRを認識しながら、穿刺目標位置の指定を行うことができる。このため、穿刺目標位置を到達可能範囲RRの外側に指定してしまう事態を防ぐことができる。これにより、正確な穿刺手技をサポートすることができる。
Further, according to the
また、超音波内視鏡システム10では、穿刺目標位置を指定するためのポインタPの移動可能範囲を、穿刺針の到達可能範囲RRに制限している。これにより、穿刺目標位置が到達可能範囲RRの外側に指定される事態を確実に防ぐことができる。
Further, in the
特に、モニタ20から離間した位置に配置された操作卓100に含まれるポインティングデバイスを用いてポインタPを移動させる構成においては、サブ直線L1aやサブ直線L2a付近に穿刺目標位置を指定するような場合に、ポインタPがサブ直線L1aやサブ直線L2aの外側にはみ出ないようにするための操作の難易度が高くなる。トラックボール又はタッチパッドを用いる場合にはその難易度が特に高くなる。
In particular, in a configuration in which the pointer P is moved using a pointing device included in the
しかし、超音波内視鏡システム10によれば、このような場合であっても、到達可能範囲RRの縁においてポインタPを止めることができる。このため、意図した位置へのポインタPの移動を容易とすることができる。例えば、サブ直線L1a上やサブ直線L2a上に穿刺目標位置を指定したい場合には、その指定を格段に容易に行うことができ、検査効率を向上させることができる。
However, according to the
なお、図8及び図10に示したポインタPの位置の指定は、例えば、モニタ20の表示面と一体的に形成されたタッチパネルの操作によって行える構成としてもよい。この構成であっても、サブ直線L1aとサブ直線L2aが表示されていることで、術者は、到達可能範囲RRを正確に認識することができる。このため、到達可能範囲RRの外側に穿刺目標位置が指定されるのを防ぐことができる。また、この構成であっても、ポインタPの移動可能範囲が到達可能範囲RRに制限されていることで、到達可能範囲RRの内側における穿刺目標位置の指定作業を容易に行うことができる。上述した操作卓100に含まれるポインティングデバイスは、モニタ20とは分離して構成(換言すると、モニタ20と非一体的に構成)されるということができる。
The position of the pointer P shown in FIGS. 8 and 10 may be specified by operating a touch panel integrally formed with the display surface of the
<<超音波内視鏡システムの第一変形例>>
計測部158Bは、図8及び図10に示したように、仮想位置V1とポインタPとを結ぶ直線Mを表示させ、この直線Mの長さを計測結果として表示するとした。計測部158Bによる計測対象範囲と計測結果の表示方法はこれに限らず、以下の(A)から(C)に示す構成を採用することもできる。<<First modified example of ultrasonic endoscope system>>
As shown in FIGS. 8 and 10, the
(A)計測部158Bは、図11に示すように、仮想位置V1とポインタPとを結ぶ直線と超音波画像Gの上端部との交点位置V2を第二の仮想位置とし、この交点位置V2とポインタPとの距離(生体組織内部に挿入される穿刺針の針部の長さ)を計測する。そして、計測部158Bは、その計測結果と、交点位置V2とポインタPを結ぶ直線Maとを、画面20Aに表示させる。交点位置V2は、超音波画像Gの上端縁のうちの直線L1及び直線L2によって挟まれた部分の各座標に設定可能であり、ポインタPの位置に応じて、この各座標から1つが選ばれて、第二の仮想位置として設定される。交点位置V2の設定可能範囲は、超音波内視鏡12の構成によって一意に決まる。このため、交点位置V2は、予め決められた位置ということができる。
(A) As shown in FIG. 11, the measuring
(B)計測部158Bは、仮想位置V1とポインタPとを結ぶ直線Mを表示させ、かつ、仮想位置V1とポインタPとの距離の計測と、交点位置V2とポインタPとの距離の計測と、をそれぞれ行い、それぞれの計測結果を分けてモニタ20に表示させる。
(B) The
(C)計測部158Bは、(B)の処理に加えて、更に、仮想位置V1と交点位置V2との距離(処置具導出口44から導出されるシースの長さ)を計測し、その計測結果をモニタ20に表示させる。
(C) In addition to the processing of (B), the
<<超音波内視鏡システムの第二変形例>>
上述した実施形態では、穿刺針の導出角度が可変であることを前提としたが、導出角度が固定の穿刺針によって穿刺が行われる場合もある。第二変形例では、この場合の計測制御部158の動作について説明する。<<Second Modification of Ultrasound Endoscope System>>
In the above-described embodiment, it is assumed that the lead-out angle of the puncture needle is variable, but puncturing may be performed with a puncture needle whose lead-out angle is fixed. In the second modified example, the operation of the
図12は、計測モード時にモニタ20に表示される画面例を示す図である。図12に示す画面20Aには、超音波画像Gが含まれている。表示制御部158Aは、この超音波画像Gに、穿刺針が処置具導出口44から導出される際のその穿刺針の可動経路を示す直線L5を、穿刺針の到達可能範囲を示す情報として重畳させる。
FIG. 12 is a diagram showing a screen example displayed on the
直線L5は、仮想位置V1を起点として延びる線である。直線L5は、超音波画像Gと重なる部分であるサブ直線L5aと、サブ直線L5aと仮想位置V1とを結ぶ部分であるサブ直線L5bとによって構成されている。 A straight line L5 is a line extending from the virtual position V1 as a starting point. The straight line L5 is composed of a sub-straight line L5a that overlaps the ultrasonic image G and a sub-straight line L5b that connects the sub-straight line L5a and the virtual position V1.
図12に示す直線L5のうち、サブ直線L5bは、穿刺針のシースの先端の可動経路を示しており、サブ直線L5aは、生体組織に当接したシースの先端から生体組織内部に突き刺される針部の先端の可動経路を示している。 Of the straight line L5 shown in FIG. 12, the sub-straight line L5b indicates the movable path of the tip of the sheath of the puncture needle, and the sub-straight line L5a indicates that the needle pierces the inside of the living tissue from the tip of the sheath in contact with the living tissue. It shows the movable path of the tip of the part.
表示制御部158Aは、図12に示した直線L5のうち少なくともサブ直線L5aを画面20Aに表示させる。サブ直線L5aが超音波画像Gに重畳して表示されることで、超音波画像Gによって示されている生体組織内部における穿刺針の届く到達可能範囲を術者に認識させることができる。このため、サブ直線L5aは、超音波画像Gにおける穿刺針の到達可能範囲を示す情報となる。
The
計測部158Bは、表示制御部158Aによって直線L5又はサブ直線L5aが表示されると、超音波画像Gにおける穿刺目標位置(座標)を指定するための上述したポインタPを、図13に示すように、サブ直線L5a上の所定位置に表示させる。
When the straight line L5 or the sub-straight line L5a is displayed by the
計測部158Bは、ポインタPの初期位置を、図13に示すように、サブ直線L5aと中心線L4との交点の位置に設定することが好ましい。この交点の位置は、超音波振動子アレイ50が配された曲面の真下であるため、穿刺対象部位が存在する可能性が高い。このため、ここを初期位置とすることで、術者がポインタPを移動させる際の移動量を減らすことが可能となる。
The
計測部158Bは、図13に示すポインタPを表示させると、ポインタPと仮想位置V1との距離を計測する。そして、計測部158Bは、図14に示すように、その計測結果(“Distance 15.50mm”)と、ポインタPと仮想位置V1を結ぶ直線L6と、を画面20Aに表示させる。
When the pointer P shown in FIG. 13 is displayed, the
計測部158Bは、図14に示す状態において、ポインタPの移動可能範囲を、サブ直線L5a上に制限する。そして、操作卓100に含まれるポインティングデバイスの操作によってポインタPの位置が変更されると、ポインタPをサブ直線L5a上にてサブ直線L5aに沿って移動させ、移動後の位置を穿刺目標位置として受け付ける。そして、この穿刺目標位置と仮想位置V1との距離を計測してその計測結果を画面20Aに表示させる。
In the state shown in FIG. 14, the measuring
以上のように、穿刺針の導出角度が固定される場合であっても、穿刺針の到達可能範囲にて、穿刺目標位置を確実且つ容易に指定することができる。 As described above, even when the extraction angle of the puncture needle is fixed, the puncture target position can be specified reliably and easily within the reachable range of the puncture needle.
<<超音波内視鏡システムの第三変形例>>
上述してきた仮想位置V1と、超音波画像Gにおける穿刺針の到達可能範囲は、超音波内視鏡12の機種(種別)によっても変わり得る。そこで、計測制御部158のメモリには、超音波内視鏡12の種別毎に、超音波画像Gにおける穿刺針の到達可能範囲を示す情報(サブ直線L1aとサブ直線L2aの座標、又は、サブ直線L5aの座標)と仮想位置V1の座標とのセットを記憶しておく。そして、計測部158Bは、超音波内視鏡12が接続された場合に、その超音波内視鏡12の種別を判別し、判別した種別に応じた上記のセットを利用して、上述してきた処理(穿刺針の到達可能範囲を示す直線の表示、仮想位置V1とポインタPとの距離の計測等)を行う。<<Third Modification of Ultrasound Endoscope System>>
The virtual position V<b>1 described above and the reachable range of the puncture needle in the ultrasonic image G may also change depending on the model (type) of the
この変形例によれば、種別の異なる超音波内視鏡12が用いられた場合であっても、穿刺手技のサポートを適切に行うことができる。
According to this modification, even if the
<<超音波内視鏡システムの第四変形例>>
この変形例では、モニタ20に表示されている超音波画像Gが例えばCFモードによって生成された超音波画像であることを前提とする。<<Fourth Modification of Ultrasound Endoscope System>>
In this modified example, it is assumed that the ultrasonic image G displayed on the
計測部158Bは、超音波画像Gにおける、指定された穿刺目標位置(ポインタPの位置)と仮想位置V1(又は交点位置V2)を結ぶ直線との重なり部分(図8に示す超音波画像Gのうちの直線Mとの重なり部分、図11に示す超音波画像Gのうちの直線Maとの重なり部分、又は、図14に示す超音波画像Gのうちの直線L6との重なり部分)の色成分に基づいて、この重なり部分における血流量を判定する。計測部158Bは、この重なり部分に血流量が閾値以上となる領域が存在すると判定した場合には、注意を促す報知制御を行う。
The
計測部158Bは、例えば、モニタ20又は図示省略のスピーカ等を使用して、“穿刺針の移動経路上に血管があるため注意してください”等のメッセージを出力したり、図8に示す直線Mの色を別の色に変更したり、等して、術者に注意を促す。
The
この変形例によれば、術者が指定した穿刺目標位置に向かって穿刺針を挿入する場合に、穿刺針の移動経路上に血流量が多い領域があれば注意喚起がなされる。このため、穿刺手技における安全性を高めることができる。 According to this modification, when inserting the puncture needle toward the puncture target position specified by the operator, if there is a region with a large blood flow on the movement path of the puncture needle, attention is called. Therefore, safety in the puncture procedure can be enhanced.
なお、上記の実施形態とその変形例における計測制御部158の各機能ブロックは、内視鏡用プロセッサ装置16に含まれるプロセッサに持たせた構成としてもよいし、超音波内視鏡システム10に接続可能な外部サーバ等の外部装置に含まれるプロセッサに持たせた構成としてもよい。
In addition, each functional block of the
以上の説明では、超音波内視鏡12を含む超音波内視鏡システム10を例にしたが、超音波観察ユニットを構成する超音波プローブを体表面に接触させて生体内部の超音波画像を取得する超音波診断装置においても、超音波プローブと接続されるプロセッサ装置にて、本実施形態で説明した計測モードの実行を適用可能である。
In the above description, the
以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。 As described above, this specification discloses the following matters.
(1)
先端部に探触子を含む超音波観察ユニットの出力信号に基づいて生成されて表示部に表示された超音波画像に、上記先端部に設けられる穿刺針の到達可能範囲を示す情報を重畳表示させる表示制御部と、
上記情報の重畳された上記超音波画像における上記到達可能範囲において指定された穿刺目標位置と、予め定められた仮想位置との距離を計測し、計測結果を出力する計測部と、を備える計測装置。(1)
Information indicating the reachable range of the puncture needle provided at the tip is superimposed on the ultrasound image generated based on the output signal of the ultrasound observation unit including the probe at the tip and displayed on the display. a display control unit that causes
a measuring unit that measures a distance between a puncture target position specified in the reachable range in the ultrasonic image on which the information is superimposed and a predetermined virtual position, and outputs a measurement result. .
(2)
(1)記載の計測装置であって、
上記計測部は、上記超音波画像における任意の位置を指定するための可動の画像を上記表示部に表示させ、上記可動の画像が表示された状態にて行われるポインティングデバイスの操作によって指定された上記可動の画像の移動位置を上記穿刺目標位置として受け付け、かつ、上記可動の画像の移動可能範囲を上記到達可能範囲に制限する計測装置。(2)
(1) The measuring device according to
The measurement unit causes the display unit to display a movable image for specifying an arbitrary position in the ultrasonic image, and the designated position is specified by operating the pointing device while the movable image is displayed. A measuring device that accepts the movement position of the movable image as the puncture target position, and limits the movable range of the movable image to the reachable range.
(3)
(2)記載の計測装置であって、
上記ポインティングデバイスは、上記表示部とは分離して構成される計測装置。(3)
(2) The measuring device according to
The measuring device, wherein the pointing device is configured separately from the display unit.
(4)
(3)記載の計測装置であって、
上記ポインティングデバイスは、トラックボール又はタッチパッドである計測装置。(4)
(3) The measuring device according to
The measuring device, wherein the pointing device is a trackball or a touchpad.
(5)
(2)から(4)のいずれか1つに記載の計測装置であって、
上記表示制御部は、上記到達可能範囲を示す上記情報として、上記穿刺針の導出角度を最小に設定した状態の上記穿刺針の可動経路を示す第一直線と、上記穿刺針の導出角度を最大に設定した状態の上記穿刺針の可動経路を示す第二直線とを表示させ、
上記計測部は、上記可動の画像の初期位置を、上記第一直線の延長線と上記第二直線の延長線とのなす角度を2等分する直線と、上記超音波画像の深部方向に直交する方向の中心線との交点に設定する計測装置。(5)
The measuring device according to any one of (2) to (4),
The display control unit uses, as the information indicating the reachable range, a first straight line indicating a movable path of the puncture needle in a state in which the lead-out angle of the puncture needle is set to a minimum, and a line in which the lead-out angle of the puncture needle is set to a maximum. displaying a second straight line indicating the movable path of the puncture needle in the set state;
The measurement unit determines the initial position of the movable image so that the straight line that bisects the angle formed by the extension of the first straight line and the extension of the second straight line is perpendicular to the depth direction of the ultrasonic image. A measuring device set at the point of intersection with the centerline of a direction.
(6)
(1)から(5)のいずれか1つに記載の計測装置であって、
上記計測部は、上記超音波観察ユニットの種別を判別し、上記種別に応じて上記情報と上記仮想位置を決定する計測装置。(6)
The measuring device according to any one of (1) to (5),
The measurement device, wherein the measurement unit determines the type of the ultrasonic observation unit and determines the information and the virtual position according to the type.
(7)
(1)から(6)のいずれか1つに記載の計測装置であって、
上記計測部は、上記超音波画像における、上記穿刺目標位置と上記仮想位置を結ぶ直線との重なり部分、の色成分に基づいて、上記重なり部分における血流量を判定し、上記血流量が閾値以上となる領域が存在する場合に、注意を促す報知を行う計測装置。(7)
The measuring device according to any one of (1) to (6),
The measurement unit determines the blood flow in the overlapping portion based on the color component of the overlapping portion of the puncture target position and the straight line connecting the virtual position in the ultrasonic image, and determines the blood flow in the overlapping portion, and the blood flow is equal to or greater than a threshold. A measuring device that issues a warning when there is an area where
(8)
(1)から(7)のいずれか1つに記載の計測装置と、
上記超音波観察ユニットの出力信号に基づいて上記超音波画像を生成する画像処理部と、を備える超音波診断装置。(8)
a measuring device according to any one of (1) to (7);
and an image processing unit that generates the ultrasonic image based on the output signal of the ultrasonic observation unit.
(9)
先端部に探触子を含む超音波観察ユニットの出力信号に基づいて生成されて表示部に表示された超音波画像に、上記先端部に設けられる穿刺針の到達可能範囲を示す情報を重畳表示させる表示制御ステップと、
上記情報の重畳された上記超音波画像における上記到達可能範囲において指定された穿刺目標位置と、予め定められた仮想位置との距離を計測し、計測結果を出力する計測ステップと、を備える計測方法。(9)
Information indicating the reachable range of the puncture needle provided at the tip is superimposed on the ultrasound image generated based on the output signal of the ultrasound observation unit including the probe at the tip and displayed on the display. a display control step that causes
a measuring step of measuring a distance between a puncture target position specified in the reachable range in the ultrasonic image on which the information is superimposed and a predetermined virtual position, and outputting the measurement result; .
(10)
先端部に探触子を含む超音波観察ユニットの出力信号に基づいて生成されて表示部に表示された超音波画像に、上記先端部に設けられる穿刺針の到達可能範囲を示す情報を重畳表示させる表示制御ステップと、
上記情報の重畳された上記超音波画像における上記到達可能範囲において指定された穿刺目標位置と、予め定められた仮想位置との距離を計測し、計測結果を出力する計測ステップと、をコンピュータに実行させるための計測プログラム。(10)
Information indicating the reachable range of the puncture needle provided at the tip is superimposed on the ultrasound image generated based on the output signal of the ultrasound observation unit including the probe at the tip and displayed on the display. a display control step that causes
a measurement step of measuring a distance between a puncture target position specified in the reachable range in the ultrasonic image on which the information is superimposed and a predetermined virtual position, and outputting the measurement result to the computer; measurement program for
上記記載から、以下の付記項1から7に記載の超音波診断装置、及び付記項8に記載の超音波診断装置を把握することができる。
[付記項1]
プロセッサを備え、
上記プロセッサは、
先端部に探触子を含む超音波観察ユニットの出力信号に基づいて生成されてモニタに表示された超音波画像に、上記先端部に設けられる穿刺針の到達可能範囲を示す情報を重畳表示させ、
上記情報の重畳された上記超音波画像における上記到達可能範囲において指定された穿刺目標位置と、予め定められた仮想位置との距離を計測し、計測結果を出力する計測装置。
[付記項2]
付記項1記載の計測装置であって、
上記プロセッサは、上記超音波画像における任意の位置を指定するための可動の画像を上記モニタに表示させ、上記可動の画像が表示された状態にて行われるポインティングデバイスの操作によって指定された上記可動の画像の移動位置を上記穿刺目標位置として受け付け、かつ、上記可動の画像の移動可能範囲を上記到達可能範囲に制限する計測装置。
[付記項3]
付記項2記載の計測装置であって、
上記ポインティングデバイスは、上記モニタとは分離して構成される計測装置。
[付記項4]
付記項3記載の計測装置であって、
上記ポインティングデバイスは、トラックボール又はタッチパッドである計測装置。
[付記項5]
付記項2から4のいずれか1項記載の計測装置であって、
上記プロセッサは、
上記到達可能範囲を示す上記情報として、上記穿刺針の導出角度を最小に設定した状態の上記穿刺針の可動経路を示す第一直線と、上記穿刺針の導出角度を最大に設定した状態の上記穿刺針の可動経路を示す第二直線とを表示させ、
上記可動の画像の初期位置を、上記第一直線の延長線と上記第二直線の延長線とのなす角度を2等分する直線と、上記超音波画像の深部方向に直交する方向の中心線との交点に設定する計測装置。
[付記項6]
付記項1から5のいずれか1項記載の計測装置であって、
上記プロセッサは、上記超音波観察ユニットの種別を判別し、上記種別に応じて上記情報と上記仮想位置を決定する計測装置。
[付記項7]
付記項1から6のいずれか1項記載の計測装置であって、
上記プロセッサは、上記超音波画像における、上記穿刺目標位置と上記仮想位置を結ぶ直線との重なり部分、の色成分に基づいて、上記重なり部分における血流量を判定し、上記血流量が閾値以上となる領域が存在する場合に、注意を促す報知を行う計測装置。
[付記項8]
付記項1から7のいずれか1項記載の計測装置を備え、
上記プロセッサは、
上記超音波観察ユニットの出力信号に基づいて上記超音波画像を生成する超音波診断装置。From the above description, it is possible to understand the ultrasonic diagnostic apparatuses according to the following additional items 1 to 7 and the ultrasonic diagnostic apparatus according to the additional item 8 below.
[Appendix 1]
with a processor
The above processor
Information indicating a reachable range of the puncture needle provided at the tip is superimposed on an ultrasound image generated based on an output signal of an ultrasound observation unit including a probe at the tip and displayed on a monitor. ,
A measuring device that measures a distance between a puncture target position specified in the reachable range in the ultrasonic image on which the information is superimposed and a predetermined virtual position, and outputs a measurement result.
[Appendix 2]
The measuring device according to appendix 1,
The processor causes the monitor to display a movable image for designating an arbitrary position in the ultrasonic image, and the movable image designated by operating a pointing device performed while the movable image is displayed. as the puncture target position, and limits the movable range of the movable image to the reachable range.
[Appendix 3]
The measuring device according to additional item 2,
The measuring device, wherein the pointing device is configured separately from the monitor.
[Appendix 4]
The measuring device according to additional item 3,
The measuring device, wherein the pointing device is a trackball or a touchpad.
[Appendix 5]
The measuring device according to any one of additional items 2 to 4,
The above processor
As the information indicating the reachable range, a first straight line indicating a movable path of the puncture needle when the lead-out angle of the puncture needle is set to the minimum, and the puncture needle when the lead-out angle of the puncture needle is set to the maximum Display a second straight line indicating the movable path of the needle,
The initial position of the movable image is defined by a straight line that bisects the angle formed by the extension of the first straight line and the extension of the second straight line, and the center line of the ultrasonic image in the direction perpendicular to the depth direction. A measuring device set at the intersection of .
[Appendix 6]
6. The measuring device according to any one of additional items 1 to 5,
The processor determines the type of the ultrasonic observation unit, and determines the information and the virtual position according to the type.
[Appendix 7]
7. The measuring device according to any one of additional items 1 to 6,
The processor determines the blood flow in the overlapping portion based on the color component of the overlapping portion of the puncture target position and the straight line connecting the virtual position in the ultrasound image, and determines that the blood flow is equal to or greater than a threshold. A measuring device that alerts you when there is an area that is
[Appendix 8]
Equipped with the measuring device according to any one of appendices 1 to 7,
The above processor
An ultrasonic diagnostic apparatus that generates the ultrasonic image based on the output signal of the ultrasonic observation unit.
10 超音波内視鏡システム
12 超音波内視鏡
14 超音波用プロセッサ装置
16 内視鏡用プロセッサ装置
18 光源装置
20 モニタ
20A 画面
21a 送水タンク
21b 吸引ポンプ
21c 送気ポンプ
22 挿入部
24 操作部
26 ユニバーサルコード
28a 送気送水ボタン
28b 吸引ボタン
30 処置具挿入口
32a 超音波用コネクタ
32b 内視鏡用コネクタ
32c 光源用コネクタ
36 超音波観察部
37 バルーン
38 内視鏡観察部
40 先端部
42 湾曲部
43 軟性部
46 超音波振動子ユニット
47 送水口
48 超音波振動子
50 超音波振動子アレイ
54 バッキング材層
56 同軸ケーブル
60 FPC
76 音響整合層
78 音響レンズ
82 観察窓
84 対物レンズ
86 撮像素子
88 照明窓
90 洗浄ノズル
92 配線ケーブル
100 操作卓
101 タッチパネル
102 タッチパッド
107 ニードルディスタンスボタン
140 マルチプレクサ
142 受信回路
144 送信回路
146 A/Dコンバータ
148 画像処理部
152 システム制御部
154 DSC
158 計測制御部
158A 表示制御部
158B 計測部
R 可動範囲
N1 一点鎖線
N2 二点鎖線
L1、L2、L3、L5、L6 直線
L4 中心線
L1a、L1b、L2a、L2b、L5a、L5b サブ直線
V1 仮想位置
V2 交点位置
RR 到達可能範囲
P ポインタ
G 超音波画像
M、Ma 直線10
76
158
Claims (10)
前記情報の重畳された前記超音波画像における前記到達可能範囲において指定された穿刺目標位置と、前記先端部に設けられた処置具導出口の開口面中心に相当し、前記超音波画像の外側に設定される仮想位置との距離を計測し、計測結果を出力する計測部と、を備える計測装置。 Information indicating the reachable range of the puncture needle provided at the tip is superimposed on the ultrasonic image generated based on the output signal of the ultrasound observation unit including the probe at the tip and displayed on the display. a display control unit that causes
Corresponding to the puncture target position specified in the reachable range in the ultrasonic image on which the information is superimposed, and the center of the opening surface of the treatment instrument outlet provided at the tip, outside the ultrasonic image A measuring device, comprising: a measuring unit that measures a distance from a set virtual position and outputs a measurement result.
前記計測部は、前記超音波画像における任意の位置を指定するための可動の画像を前記表示部に表示させ、前記可動の画像が表示された状態にて行われるポインティングデバイスの操作によって指定された前記可動の画像の移動位置を前記穿刺目標位置として受け付け、かつ、前記可動の画像の移動可能範囲を前記到達可能範囲に制限する計測装置。 The measuring device according to claim 1,
The measurement unit causes the display unit to display a movable image for specifying an arbitrary position in the ultrasonic image, and the designated position is specified by operating a pointing device while the movable image is displayed. A measuring device that accepts the movement position of the movable image as the puncture target position, and limits the movable range of the movable image to the reachable range.
前記ポインティングデバイスは、前記表示部とは分離して構成される計測装置。 The measuring device according to claim 2,
The measuring device, wherein the pointing device is configured separately from the display unit.
前記ポインティングデバイスは、トラックボール又はタッチパッドである計測装置。 The measuring device according to claim 3,
The measuring device, wherein the pointing device is a trackball or a touchpad.
前記情報の重畳された前記超音波画像における前記到達可能範囲において指定された穿刺目標位置と、予め定められた仮想位置との距離を計測し、計測結果を出力する計測部と、を備え、
前記計測部は、前記超音波画像における任意の位置を指定するための可動の画像を前記表示部に表示させ、前記可動の画像が表示された状態にて行われるポインティングデバイスの操作によって指定された前記可動の画像の移動位置を前記穿刺目標位置として受け付け、かつ、前記可動の画像の移動可能範囲を前記到達可能範囲に制限し、
前記表示制御部は、前記到達可能範囲を示す前記情報として、前記穿刺針の導出角度を最小に設定した状態の前記穿刺針の可動経路を示す第一直線と、前記穿刺針の導出角度を最大に設定した状態の前記穿刺針の可動経路を示す第二直線とを表示させ、
前記計測部は、前記可動の画像の初期位置を、前記第一直線の延長線と前記第二直線の延長線とのなす角度を2等分する直線と、前記超音波画像の深部方向に直交する方向の中心線との交点に設定する計測装置。 Information indicating the reachable range of the puncture needle provided at the tip is superimposed on the ultrasonic image generated based on the output signal of the ultrasound observation unit including the probe at the tip and displayed on the display. a display control unit that causes
a measurement unit that measures the distance between a puncture target position specified in the reachable range in the ultrasonic image on which the information is superimposed and a predetermined virtual position, and outputs the measurement result;
The measurement unit causes the display unit to display a movable image for specifying an arbitrary position in the ultrasonic image, and the designated position is specified by operating a pointing device while the movable image is displayed. accepting the movement position of the movable image as the puncture target position, and limiting the movable range of the movable image to the reachable range;
The display control unit uses, as the information indicating the reachable range, a first straight line indicating a movable path of the puncture needle when the lead-out angle of the puncture needle is set to a minimum, and a line when the lead-out angle of the puncture needle is set to a maximum displaying a second straight line indicating the movable path of the puncture needle in the set state;
The measurement unit sets the initial position of the movable image perpendicular to a straight line that bisects an angle formed by an extension line of the first straight line and an extension line of the second straight line, and a deep direction of the ultrasonic image. A measuring device set at the point of intersection with the centerline of a direction.
前記計測部は、前記超音波観察ユニットの種別を判別し、前記種別に応じて前記情報と前記仮想位置を決定する計測装置。 The measuring device according to any one of claims 1 to 5,
The measurement unit determines the type of the ultrasonic observation unit, and determines the information and the virtual position according to the type.
前記計測部は、前記超音波画像における、前記穿刺目標位置と前記仮想位置を結ぶ直線との重なり部分、の色成分に基づいて、前記重なり部分における血流量を判定し、前記血流量が閾値以上となる領域が存在する場合に、注意を促す報知を行う計測装置。 The measuring device according to any one of claims 1 to 6,
The measuring unit determines the blood flow in the overlapping portion based on the color component of the overlapping portion of the puncture target position and the straight line connecting the virtual position in the ultrasonic image, and determines that the blood flow is equal to or greater than a threshold. A measuring device that issues a warning when there is an area where
前記超音波観察ユニットの出力信号に基づいて前記超音波画像を生成する画像処理部と、を備える超音波診断装置。 a measuring device according to any one of claims 1 to 7;
and an image processing unit that generates the ultrasonic image based on the output signal of the ultrasonic observation unit.
前記情報の重畳された前記超音波画像における前記到達可能範囲において指定された穿刺目標位置と、前記先端部に設けられた処置具導出口の開口面中心に相当し、前記超音波画像の外側に設定される仮想位置との距離を計測し、計測結果を出力する計測ステップと、を備える計測方法。 Information indicating the reachable range of the puncture needle provided at the tip is superimposed on the ultrasonic image generated based on the output signal of the ultrasound observation unit including the probe at the tip and displayed on the display. a display control step that causes
Corresponding to the puncture target position specified in the reachable range in the ultrasonic image on which the information is superimposed, and the center of the opening surface of the treatment instrument outlet provided at the tip, outside the ultrasonic image a measuring step of measuring a distance from a set virtual position and outputting a measurement result.
前記情報の重畳された前記超音波画像における前記到達可能範囲において指定された穿刺目標位置と、前記先端部に設けられた処置具導出口の開口面中心に相当し、前記超音波画像の外側に設定される仮想位置との距離を計測し、計測結果を出力する計測ステップと、をコンピュータに実行させるための計測プログラム。 Information indicating the reachable range of the puncture needle provided at the tip is superimposed on the ultrasonic image generated based on the output signal of the ultrasound observation unit including the probe at the tip and displayed on the display. a display control step that causes
Corresponding to the puncture target position specified in the reachable range in the ultrasonic image on which the information is superimposed, and the center of the opening surface of the treatment instrument outlet provided at the tip, outside the ultrasonic image A measurement program for causing a computer to execute a measurement step of measuring a distance from a set virtual position and outputting the measurement result.
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