JP7502899B2 - 超音波撮像装置、及び、それを用いた手術支援システム - Google Patents
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Description
手術支援システム1は、図1に示すように、超音波探触子3が接続される超音波撮像装置10と、デバイス2に固定された超音波発生源20と、超音波撮像装置10が形成する画像等を表示する表示装置40とを備えている。本明細書では、バルーンカテーテルやマイクロカテーテル等の治療用器具やこれら治療用器具を目的部位に運ぶためのガイドワイヤなど体内に挿入される術具を総称してデバイスという。
超音波発生源20として光音響材料を用いた場合の実施形態を説明する。
本実施形態の手術支援システム1及び超音波撮像装置10の全体構成を図3に示す。
超音波画像形成部151は、Bモード画像等の被検体の超音波画像のほかに、監視用信号を用いて超音波発生源20の画像(監視用画像という)を作成する。位置推定部152は、監視用画像を用いて超音波発生源20の位置や方向(まとめて位置情報という)を推定する。
まず撮像の対象である患部に対し撮像領域を設定し撮像が開始されると、光発生部25からのトリガー信号を受信しない状態では、制御部155は撮像モードで送受信の制御を行う。すなわち撮像領域に対し超音波の送受信を行い、撮像領域の超音波画像を作成する。
本実施形態では、超音波発生源20として圧電素子を用いる。超音波撮像装置10の構成は、実施形態1の構成と同様であるが、本実施形態では、超音波発生源20を動作させるための光発生部25は不要であり、圧電素子は超音波撮像装置10の送信部11からの電気信号を受けて動作する。以下、実施形態1と異なる点を中心に、本実施形態を説明する。図8に本実施形態の手術支援システムの構成を示す。
上述した実施形態は、超音波発生源の到来方向や位置を推定し、撮像領域外にあるときは図7に示すように到来方向が視認可能な表示を行うものであったが、さらに、撮像領域外にある超音波発生源が撮像領域となるように受信条件を変更して、撮像を行うことも可能である。
Claims (13)
- 被検体に対し超音波探触子を介してビームフォームされた超音波信号を送信する送信部と、前記超音波信号が照射された撮像領域からの反射超音波を、ビームフォームして受信する受信部と、前記受信部が受信した反射超音波から前記撮像領域の超音波画像を作成する画像形成部と、前記受信部が、前記送信部による超音波信号の非送信時に受信した、前記被検体の内部に挿入された超音波発生源が発する超音波を用いて、前記超音波発生源の位置情報を推定する位置推定部と、を備え、
前記位置推定部は、前記撮像領域外で前記超音波発生源が発した超音波によって生じる偽像を解析し、前記撮像領域に対する前記超音波発生源の位置情報を推定し、その際、前記偽像の傾斜を解析し、前記偽像の傾斜を用いて前記超音波発生源の到来方向を推定することを特徴とする超音波撮像装置。 - 請求項1に記載の超音波撮像装置であって、
前記位置情報は、前記超音波発生源の深さ、前記撮像領域までの距離、及び前記撮像領域への到来方向のいずれかを含むことを特徴とする超音波撮像装置。 - 被検体に対し超音波探触子を介してビームフォームされた超音波信号を送信する送信部と、前記超音波信号が照射された撮像領域からの反射超音波を、ビームフォームして受信する受信部と、前記受信部が受信した反射超音波から前記撮像領域の超音波画像を作成する画像形成部と、前記受信部が、前記送信部による超音波信号の非送信時に受信した、前記被検体の内部に挿入された超音波発生源が発する超音波を用いて、前記超音波発生源の位置情報を推定する位置推定部と、を備え、
前記位置推定部は、前記撮像領域外で前記超音波発生源が発した超音波によって生じる偽像と前記超音波発生源の位置情報との関係を学習した識別器を含み、前記偽像を解析し、前記撮像領域に対する前記超音波発生源の位置情報を推定することを特徴とする超音波撮像装置。 - 請求項1又は3に記載の超音波撮像装置であって、
前記超音波発生源は、電圧の印加によって超音波を発生する圧電素子を備えるものであり、
前記送信部は、前記超音波信号の非送信時に、前記圧電素子に電気信号を送ることを特徴とする超音波撮像装置。 - 請求項1又は3に記載の超音波撮像装置であって、
前記超音波発生源は、光の照射によって超音波を発生する光音響素子と当該光音響素子に光を照射するとともに前記超音波撮像装置にトリガー信号を送信する光発生部とを備えるものであり、
前記光発生部からのトリガー信号を受信し、前記送信部及び前記受信部による超音波送受信を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする超音波撮像装置。 - 被検体に対し超音波探触子を介してビームフォームされた超音波信号を送信する送信部と、前記超音波信号が照射された撮像領域からの反射超音波を、ビームフォームして受信する受信部と、前記受信部が受信した反射超音波から前記撮像領域の超音波画像を作成する画像形成部と、前記受信部が、前記送信部による超音波信号の非送信時に受信した、前記被検体の内部に挿入された超音波発生源が発する超音波を用いて、前記超音波発生源の位置情報を推定する位置推定部と、前記受信部を制御する制御部と、を備え、
前記位置推定部は、前記撮像領域外で前記超音波発生源が発した超音波によって生じる偽像を解析し、前記撮像領域に対する前記超音波発生源の位置情報を推定し、
前記制御部は、前記位置推定部が推定した前記超音波発生源の位置情報を用いて、推定された位置情報にビームフォームされるように、前記受信部のビームフォームの位相を制御することを特徴とする超音波撮像装置。 - 請求項6に記載の超音波撮像装置であって、
前記位置推定部は、前記制御部による制御後に前記受信部が受信した超音波信号を用いて、再度、前記超音波発生源の位置情報を推定することを特徴とする超音波撮像装置。 - 請求項6に記載の超音波撮像装置であって、
前記位置推定部は、前記制御部による制御後に前記受信部が受信した超音波信号を用いて、前記超音波発生源の画像を作成し、表示装置に表示させることを特徴とする超音波撮像装置。 - 請求項1、3、6のいずれか一項に記載の超音波撮像装置であって、
前記位置推定部が推定した前記超音波発生源の位置情報を示す表示画像を形成する表示画像形成部をさらに備えることを特徴とする超音波撮像装置。 - 請求項9に記載の超音波撮像装置であって、
前記表示画像形成部は、前記画像形成部が生成した超音波画像と前記位置情報とを同一画面に含む表示画像を形成することを特徴とする超音波撮像装置。 - 被検体に対し超音波探触子を介してビームフォームされた超音波信号を送信し、当該超音波信号が照射された領域からの反射超音波信号を受信し、前記被検体の超音波画像を撮像する撮像部を備えた超音波撮像装置と、
被検体内に挿入される治療具に固定された超音波発生源と、
前記超音波画像及び前記超音波発生源の位置を表示する表示装置と、を含む手術支援システムであって、
前記超音波撮像装置は、前記被検体の内部に挿入された超音波発生源からの超音波を、前記超音波探触子を介して受信し、前記超音波発生源の位置情報を推定する位置推定部を備え、前記位置推定部は、前記撮像部が撮像する撮像領域外で前記超音波発生源が発した超音波によって生じる偽像を解析し、前記撮像領域に対する前記超音波発生源の位置情報を推定し、その際、前記偽像の傾斜を解析し、前記偽像の傾斜を用いて前記超音波発生源の到来方向を推定することを特徴とする手術支援システム。 - 被検体に対し超音波探触子を介してビームフォームされた超音波信号を送信し、当該超音波信号が照射された領域からの反射超音波信号を受信し、前記被検体の超音波画像を撮像する撮像部を備えた超音波撮像装置と、
被検体内に挿入される治療具に固定された超音波発生源と、
前記超音波画像及び前記超音波発生源の位置を表示する表示装置と、を含む手術支援システムであって、
前記超音波撮像装置は、前記被検体の内部に挿入された超音波発生源からの超音波を、前記超音波探触子を介して受信し、前記超音波発生源の位置情報を推定する位置推定部を備え、
前記位置推定部は、前記撮像部が撮像する撮像領域外で前記超音波発生源が発した超音波によって生じる偽像と前記超音波発生源の位置情報との関係を学習した識別器を含み、前記偽像を解析し、前記撮像領域に対する前記超音波発生源の位置情報を推定することを特徴とする手術支援システム。 - 被検体に対し超音波探触子を介してビームフォームされた超音波信号を送信し、当該超音波信号が照射された領域からの反射超音波信号を受信し、前記被検体の超音波画像を撮像する撮像部を備えた超音波撮像装置と、
被検体内に挿入される治療具に固定された超音波発生源と、
前記超音波画像及び前記超音波発生源の位置を表示する表示装置と、を含む手術支援システムであって、
前記超音波撮像装置は、前記被検体の内部に挿入された超音波発生源からの超音波を、前記超音波探触子を介して受信し、前記超音波発生源の位置情報を推定する位置推定部と、超音波の受信を制御する制御部と、を備え、
前記位置推定部は、前記撮像部が撮像する撮像領域外で前記超音波発生源が発した超音波によって生じる偽像を解析し、前記撮像領域に対する前記超音波発生源の位置情報を推定し、
前記制御部は、前記位置推定部が推定した前記超音波発生源の位置情報を用いて、推定された位置情報にビームフォームされるように、受信の際のビームフォームの位相を制御することを特徴とする手術支援システム。
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