JPH07275248A - Ultrasonic diagnostic device with piercing mechanism - Google Patents
Ultrasonic diagnostic device with piercing mechanismInfo
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- JPH07275248A JPH07275248A JP9547894A JP9547894A JPH07275248A JP H07275248 A JPH07275248 A JP H07275248A JP 9547894 A JP9547894 A JP 9547894A JP 9547894 A JP9547894 A JP 9547894A JP H07275248 A JPH07275248 A JP H07275248A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、超音波を利用して被検
体内の対象部位の断層像を計測して表示すると共に該対
象部位へ向けて穿刺針を挿入して経皮的生検などを行う
のに用いる穿刺機構付き超音波診断装置に関し、特に上
記挿入された穿刺針のカラーフロー像を対象部位の断層
像と重畳して表示し、該穿刺針の対象部位内での位置を
明確に表示することができる穿刺機構付き超音波診断装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses ultrasonic waves to measure and display a tomographic image of a target site in a subject, and inserts a puncture needle toward the target site for percutaneous biopsy. With regard to an ultrasonic diagnostic apparatus with a puncture mechanism used for performing, for example, a color flow image of the inserted puncture needle is displayed by being superimposed on a tomographic image of the target site, and the position of the puncture needle in the target site is displayed. The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus with a puncture mechanism that can be clearly displayed.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のこの種の穿刺機構付き超音波診断
装置は、被検体内へ超音波を送受信する探触子と、この
探触子に隣接して設けられ被検体内の対象部位へ向けて
穿刺針の挿入を案内するメカニカルガイドと、上記探触
子を駆動して超音波を発生させると共に受信した反射エ
コーの信号を処理する超音波送受信部と、この超音波送
受信部からの受信信号を入力し所定の遅延時間を与えて
整相加算する整相部と、この整相部からの処理信号を入
力して被検体内の対象部位の断層像を形成するBモード
像処理部と、同じく整相部からの処理信号を入力して被
検体内の対象部位周辺の運動部分のドプラ周波数偏移信
号を検出してカラーフロー像を形成するカラーフローマ
ッピング部と、上記Bモード像処理部及びカラーフロー
マッピング部で形成された断層像及びカラーフロー像を
重畳して表示可能な表示装置とを備えて成っていた。2. Description of the Related Art A conventional ultrasonic diagnostic apparatus with a puncture mechanism of this type is a probe for transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a subject, and a target site in the subject provided adjacent to the probe. A mechanical guide that guides the insertion of the puncture needle, an ultrasonic transmission / reception unit that drives the probe to generate ultrasonic waves and processes the received reflected echo signals, and reception from this ultrasonic transmission / reception unit A phasing unit for inputting a signal, giving a predetermined delay time to perform phasing addition, and a B-mode image processing unit for inputting a processing signal from the phasing unit to form a tomographic image of a target site in a subject. , A color flow mapping unit for inputting a processed signal from the phasing unit to detect a Doppler frequency shift signal of a moving portion around a target site in the subject to form a color flow image, and the B-mode image processing. Part and color flow mapping part A tomographic image and a color flow image, which is consisted with a superimposed to visible display device.
【0003】このような穿刺機構付き超音波診断装置を
用いて被検体の例えば腹腔内臓器を経皮的に穿刺する手
技は、電子走査型の超音波診断装置の普及に伴い、対象
部位の断層面と同一断面に穿刺針を挿入する際にその位
置関係を実時間で監視することができるようになったの
で、穿刺手技の安全性と確実性とが大幅に向上したとさ
れている。そして、被検体内に挿入された穿刺針を視認
するには、対象部位の臓器の構造を反映した超音波反射
エコーの強度を映像化するいわゆるBモード像におい
て、同一断面に挿入されてくる穿刺針からの反射エコー
を映像化することにより臓器の断層像の中に一緒に表示
して行っていた。A technique for percutaneously puncturing a subject, for example, an abdominal cavity organ, using such an ultrasonic diagnostic apparatus with a puncturing mechanism is a tomographic scan of a target site with the spread of electronic scanning ultrasonic diagnostic apparatuses. Since it is possible to monitor the positional relationship of the puncture needle in the same cross section as the surface in real time, it is said that the safety and certainty of the puncture procedure are significantly improved. Then, in order to visually recognize the puncture needle inserted into the subject, a puncture that is inserted in the same cross section in a so-called B-mode image that visualizes the intensity of the ultrasonic reflection echo that reflects the structure of the organ at the target site. By imaging the reflection echo from the needle, it was displayed together in the tomographic image of the organ.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の装置における穿刺針の表示においては、被検体内に
挿入された穿刺針からの超音波の反射エコーは、その超
音波ビームの送信方向と穿刺針の反射面方向とのなす角
度に極めて敏感であり、この角度によってはほとんど反
射エコーが計測できず、穿刺針をまったく表示できない
場合があった。また、穿刺針が表示できる場合でも、そ
の先端部は見えにくいものであった。そこで、穿刺針の
先端部の周面に凹凸を形成したり、先端部に特殊な電鍍
層を施すなどの工夫を行い反射エコーが発生し易いよう
にしているが、それでも針先の臓器内での位置を明確に
把握するのは困難であった。このようなことから、穿刺
針の臓器内での位置を正確に把握するのは、術者の経験
と勘に頼ったものとなり、誰でもできるものではなかっ
た。従って、穿刺手技の安全性と確実性とが向上したと
は言えないものであった。However, in the display of the puncture needle in such a conventional device, the reflected echo of the ultrasonic wave from the puncture needle inserted into the subject is transmitted in the direction of transmission of the ultrasonic beam. It is extremely sensitive to the angle formed by and the direction of the reflecting surface of the puncture needle. Depending on this angle, the reflected echo can hardly be measured and the puncture needle may not be displayed at all. Further, even when the puncture needle can be displayed, the tip portion of the puncture needle is difficult to see. Therefore, we tried to make reflection echo easy to occur by making irregularities on the peripheral surface of the tip of the puncture needle or applying a special electroplating layer on the tip to make it easier for reflected echo to occur. It was difficult to get a clear idea of the location. For this reason, accurately grasping the position of the puncture needle in the organ depends on the experience and intuition of the operator, and no one can do it. Therefore, it cannot be said that the safety and reliability of the puncture procedure are improved.
【0005】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、被検体の対象部位に挿入された穿刺針のカラーフ
ロー像を対象部位の断層像と重畳して表示し、該穿刺針
の対象部位内での位置を明確に表示することができる穿
刺機構付き超音波診断装置を提供することを目的とす
る。Therefore, the present invention addresses such a problem and displays a color flow image of a puncture needle inserted in a target region of a subject so as to be superimposed on a tomographic image of the target region. An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus with a puncture mechanism that can clearly display the position within a target site.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による穿刺機構付き超音波診断装置は、被検
体内へ超音波を送受信する探触子と、この探触子に隣接
して設けられ被検体内の対象部位へ向けて穿刺針の挿入
を案内するメカニカルガイドと、上記探触子を駆動して
超音波を発生させると共に受信した反射エコーの信号を
処理する超音波送受信部と、この超音波送受信部からの
受信信号を入力し所定の遅延時間を与えて整相加算する
整相部と、この整相部からの処理信号を入力して被検体
内の対象部位の断層像を形成するBモード像処理部と、
同じく整相部からの処理信号を入力して被検体内の対象
部位周辺の運動部分のドプラ周波数偏移信号を検出して
カラーフロー像を形成するカラーフローマッピング部
と、上記Bモード像処理部及びカラーフローマッピング
部で形成された断層像及びカラーフロー像を重畳して表
示可能な表示装置とを備えて成る穿刺機構付き超音波診
断装置において、上記カラーフローマッピング部の入力
部に、カラーフロー像のカラー感度を増減させるために
ゲインを変化する可変ゲイン増幅器を設けると共に、こ
の可変ゲイン増幅器のゲイン設定を変更するゲイン設定
変更手段を設け、さらにこのゲイン設定変更手段に対し
てゲイン設定の変更を指令する切換スイッチを設け、被
検体内の対象部位に挿入された穿刺針のカラーフロー像
と対象部位の断層像とを重畳して表示するようにしたも
のである。In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus with a puncture mechanism according to the present invention is provided with a probe for transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a subject and adjacent to the probe. And a mechanical guide for guiding the insertion of the puncture needle toward the target site in the subject, and an ultrasonic wave transmitting / receiving unit that drives the probe to generate ultrasonic waves and process received reflection echo signals. And a phasing unit for inputting a reception signal from the ultrasonic transmission / reception unit and giving a predetermined delay time for phasing addition, and a processing signal from the phasing unit for inputting a tomographic image of a target site in the subject. A B-mode image processing unit for forming an image,
Similarly, a color flow mapping unit that inputs a processed signal from the phasing unit to detect a Doppler frequency shift signal of a moving portion around a target region in the subject to form a color flow image, and the B-mode image processing unit. And a display device capable of displaying the tomographic image and the color flow image formed by the color flow mapping unit in a superimposed manner, wherein the color flow mapping unit has an input unit for color flow. A variable gain amplifier for changing the gain is provided in order to increase or decrease the color sensitivity of the image, and gain setting changing means for changing the gain setting of the variable gain amplifier is further provided, and the gain setting is changed for the gain setting changing means. Equipped with a changeover switch that commands the color flow image of the puncture needle inserted into the target site in the subject and a tomographic image of the target site. It is obtained so as to display by superimposing a.
【0007】また、上記切換スイッチは、可変ゲイン増
幅器のゲイン設定を変更するゲイン設定変更手段に対す
る変更指令を時分割に切り換えるためのコントロール部
を備えたものとしてもよい。Further, the change-over switch may be provided with a control section for time-divisionally changing a change command to the gain setting changing means for changing the gain setting of the variable gain amplifier.
【0008】[0008]
【作用】このように構成された穿刺機構付き超音波診断
装置は、カラーフローマッピング部の入力部に設けられ
た切換スイッチでゲイン設定変更手段に対してゲイン設
定の変更を指示し、これを受けたゲイン設定変更手段に
より可変ゲイン増幅器のゲイン設定を変更し、この結
果、可変ゲイン増幅器でカラーフロー像のカラー感度を
増減させるためにゲインを変化するように動作する。こ
れにより、穿刺針を表示する際にはカラーフロー像のカ
ラー感度を適宜低減させて、被検体内の対象部位に挿入
された穿刺針のカラーフロー像と対象部位の断層像とを
重畳して表示することができ、該穿刺針の対象部位内で
の位置を明確に表示することができる。In the ultrasonic diagnostic apparatus with a puncture mechanism configured as described above, the changeover switch provided in the input section of the color flow mapping section instructs the gain setting changing means to change the gain setting and receives the instruction. The gain setting changing means changes the gain setting of the variable gain amplifier, and as a result, the variable gain amplifier operates to change the gain in order to increase or decrease the color sensitivity of the color flow image. Thereby, when displaying the puncture needle, the color sensitivity of the color flow image is appropriately reduced, and the color flow image of the puncture needle inserted into the target site in the subject and the tomographic image of the target site are superimposed. It can be displayed, and the position of the puncture needle in the target site can be clearly displayed.
【0009】[0009]
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。図1は本発明による穿刺機構付き超音
波診断装置の実施例を示すブロック図である。この穿刺
機構付き超音波診断装置は、超音波を利用して被検体内
の対象部位の断層像を計測して表示すると共に該対象部
位へ向けて穿刺針を挿入して経皮的生検などを行うのに
用いるもので、図1に示すように、探触子1と、メカニ
カルガイド2と、超音波送受信部3と、整相部4と、B
モード像処理部5と、ドプラ処理部6と、参照信号発生
器7と、複素乗算部8と、速度演算部9と、ディジタル
スキャンコンバータ(以下「DSC」と略称する)10
と、表示装置11とを有し、さらに可変ゲイン増幅器1
2と、ゲイン設定ROM13と、切換スイッチ14とを
備えて成る。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus with a puncture mechanism according to the present invention. This ultrasonic diagnostic apparatus with a puncture mechanism measures and displays a tomographic image of a target site in a subject using ultrasonic waves, and also inserts a puncture needle toward the target site to perform percutaneous biopsy or the like. As shown in FIG. 1, the probe 1, the mechanical guide 2, the ultrasonic wave transmitting / receiving unit 3, the phasing unit 4, and the B
Mode image processing unit 5, Doppler processing unit 6, reference signal generator 7, complex multiplication unit 8, speed calculation unit 9, and digital scan converter (hereinafter abbreviated as "DSC") 10
And a display device 11, and further the variable gain amplifier 1
2, a gain setting ROM 13, and a changeover switch 14.
【0010】上記探触子1は、被検体15内の対象部位
16へ超音波を送受信するもので、例えば短冊形の小振
動子を多数配列してフェーズドアレイ型に形成されてお
り、被検体15内で超音波ビーム17を構成するように
なっている。メカニカルガイド2は、被検体15の経皮
的生検のために対象部位16へ向けて穿刺針18の挿入
を案内するもので、上記探触子1の長手方向の延長上に
隣接して設けられ、ブロック状の部材に内向きの傾きを
付けてガイド用の針挿入孔が形成されている。The probe 1 transmits / receives ultrasonic waves to / from a target portion 16 in the subject 15, and is formed in a phased array type by arranging a large number of strip-shaped small transducers, for example. The ultrasonic beam 17 is configured within 15. The mechanical guide 2 guides insertion of the puncture needle 18 toward the target site 16 for percutaneous biopsy of the subject 15, and is provided adjacent to the extension of the probe 1 in the longitudinal direction. The block-shaped member is provided with an inward inclination to form a guide needle insertion hole.
【0011】超音波送受信部3は、上記探触子1を駆動
して超音波を発生させると共に受信した反射エコーの信
号を処理するもので、図示省略したがその内部には、探
触子1に駆動パルスを送出するパルサと、その探触子1
で受信した反射エコー信号を増幅するプリアンプと、そ
れらの制御回路とを有している。また、整相部4は、上
記超音波受信部3から出力された受信信号を入力し所定
の遅延時間を与えて整相加算するもので、図示省略した
がその内部には、各チャンネルの受信信号に遅延時間を
与える遅延回路と、これらの遅延が与えられた後の受信
信号を加算する加算器とを有しており、被検体15内の
対象部位16に超音波ビーム17の焦点を一致させるよ
うになっている。The ultrasonic wave transmitting / receiving section 3 drives the probe 1 to generate ultrasonic waves and processes the signal of the reflected echo received. Although not shown, the ultrasonic wave transmitting / receiving section 3 is provided inside the probe 1. Pulser that sends a driving pulse to the probe and its probe 1
It has a preamplifier that amplifies the reflected echo signal received by and a control circuit for them. Further, the phasing unit 4 receives the reception signal output from the ultrasonic receiving unit 3 and gives a predetermined delay time to perform phasing addition. It has a delay circuit for giving a delay time to the signal and an adder for adding the received signals after these delays are given, and the focus of the ultrasonic beam 17 is made to coincide with the target portion 16 in the subject 15. It is designed to let you.
【0012】Bモード像処理部5は、上記整相部4から
出力されて分配された処理信号を入力して被検体15内
の対象部位16の断層像を形成するもので、整相部4か
らの分配信号を圧縮・検波などのアナログ処理を施した
後に内蔵のA/D変換器でディジタル信号に変換して標
本化するようになっている。また、ドプラ処理部6は、
同じく整相部4から出力されて分配された処理信号を入
力して被検体15内の対象部位16周辺の運動部分のド
プラ周波数偏移信号を検出しドプラモード像を形成する
もので、整相部4からの分配信号について周波数スペク
トラムの時間的変化を抽出した後に内蔵のA/D変換器
でディジタル信号に変換して標本化するようになってい
る。The B-mode image processing section 5 inputs the processed signal outputted from the phasing section 4 and distributed to form a tomographic image of the target portion 16 in the subject 15, and the phasing section 4 After the analog signal such as compression / detection is applied to the distributed signal from A.D., it is converted into a digital signal by the built-in A / D converter and sampled. In addition, the Doppler processing unit 6
Similarly, the processed signal output from the phasing unit 4 and distributed is input to detect the Doppler frequency shift signal of the moving portion around the target region 16 in the subject 15 to form a Doppler mode image. After the time change of the frequency spectrum is extracted from the distributed signal from the unit 4, it is converted into a digital signal by the built-in A / D converter and sampled.
【0013】複素乗算部8は、同じく整相部4から出力
されて分配された処理信号を入力すると共に参照信号発
生器7からの複素参照信号を入力して両信号を乗算し、
ドプラ周波数偏移を反映した複素信号を得るもので、図
示省略のA/D変換器でディジタル信号に変換して標本
化するようになっている。また、速度演算部9は、上記
複素乗算部8からのドプラ周波数偏移を反映した複素信
号を速度成分に変換し、速度の方向に応じた色調を反映
したディジタルデータとして出力するものである。そし
て、上記参照信号発生器7と複素乗算部8と速度演算部
9とで、被検体15内の対象部位16周辺の運動部分の
ドプラ周波数偏移信号を検出してカラーフロー像を形成
するカラーフローマッピング部を構成している。The complex multiplication unit 8 inputs the processed signal which is also output from the phasing unit 4 and distributed, and inputs the complex reference signal from the reference signal generator 7 to multiply both signals.
A complex signal that reflects the Doppler frequency shift is obtained, and is converted into a digital signal by an A / D converter (not shown) and sampled. The speed calculator 9 converts the complex signal reflecting the Doppler frequency shift from the complex multiplier 8 into a speed component and outputs it as digital data reflecting a color tone according to the direction of the speed. Then, the reference signal generator 7, the complex multiplication unit 8, and the velocity calculation unit 9 detect a Doppler frequency shift signal of a moving portion around the target portion 16 in the subject 15 to form a color flow image. It constitutes a flow mapping unit.
【0014】DSC10は、上記Bモード像処理部5及
びドプラ処理部6並びに速度演算部9からの3種類のデ
ィジタルデータを入力して混合処理し、内部の記憶手段
に書き込むと共に読み出し、D/A変換器でアナログ信
号に変換して出力するものである。また、表示装置11
は、上記DSC10から出力されるアナログの画像信号
を入力して白黒の断層像及びカラーフロー像などを重畳
して表示するもので、例えばカラーのテレビモニタから
成る。The DSC 10 inputs three kinds of digital data from the B-mode image processing unit 5, the Doppler processing unit 6 and the speed calculation unit 9 to perform a mixing process, and writes and reads them in the internal storage means, and D / A. It is converted into an analog signal by the converter and output. In addition, the display device 11
Is for inputting an analog image signal output from the DSC 10 and superimposing a black and white tomographic image, a color flow image, and the like, and is composed of, for example, a color television monitor.
【0015】ここで、本発明においては、上記カラーフ
ローマッピング部を構成する複素乗算部8の入力部に、
可変ゲイン増幅器12とゲイン設定ROM13と切換ス
イッチ14とが設けられている。上記可変ゲイン増幅器
12は、カラーフロー像のカラー感度を増減させるため
にゲインを変化するもので、例えば乗算型D/A変換器
から成り、参照電圧入力として前記整相部4からの分配
信号が供給され、ディジタル入力信号として後述のゲイ
ン設定ROM13からのディジタル信号が供給され、両
信号の乗算によってその出力が定まり可変ゲインの動作
を実現するようになっている。また、ゲイン設定ROM
13は、上記可変ゲイン増幅器12のゲイン設定を変更
するゲイン設定変更手段となるもので、アドレスに対応
してゲイン設定値を記憶しており、後述の切換スイッチ
14の切り換えによりそのアドレスが選択されるように
なっている。さらに、切換スイッチ14は、上記ゲイン
設定ROM13に対してゲイン設定の変更を指令するも
ので、該ゲイン設定ROM13のアドレスを選択するよ
うになっており、例えば図示省略の操作パネル上に設け
られている。Here, in the present invention, an input unit of the complex multiplication unit 8 constituting the color flow mapping unit is
A variable gain amplifier 12, a gain setting ROM 13 and a changeover switch 14 are provided. The variable gain amplifier 12 changes the gain in order to increase or decrease the color sensitivity of the color flow image, and is composed of, for example, a multiplication type D / A converter, and the distribution signal from the phasing unit 4 serves as a reference voltage input. A digital signal from a gain setting ROM 13 which will be described later is supplied as a digital input signal, and its output is determined by multiplication of both signals to realize a variable gain operation. Also, gain setting ROM
Reference numeral 13 is a gain setting changing means for changing the gain setting of the variable gain amplifier 12 and stores a gain setting value corresponding to an address, and the address is selected by switching the changeover switch 14 described later. It has become so. Further, the changeover switch 14 is for instructing the gain setting ROM 13 to change the gain setting, and is adapted to select the address of the gain setting ROM 13, and is provided on, for example, an operation panel (not shown). There is.
【0016】次に、このように構成された穿刺機構付き
超音波診断装置の動作について説明する。まず、超音波
送受信部3及び探触子1の動作により、被検体15内の
対象部位16へ向けて超音波ビーム17を送受信し、上
記超音波送受信部3から出力される受信信号を整相部4
及びBモード像処理部5で処理し、DSC10を介して
表示装置11に上記対象部位16の断層像19を表示す
る。この状態で、超音波穿刺手技においては、術者が被
検体15の対象部位16に向けて穿刺針18をメカニカ
ルガイド2の案内により挿入する。このとき、上記穿刺
針18はメカニカルガイド2を介して手動によって挿入
されるが、上記メカニカルガイド2の針挿入孔の孔径が
やや大きいことから、術者の手の微妙な振動によって穿
刺針18自身も微妙に振動している。Next, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus with a puncture mechanism constructed as described above will be described. First, the ultrasonic wave transmitter / receiver 3 and the probe 1 are operated to transmit / receive an ultrasonic beam 17 to / from a target portion 16 in the subject 15, and the received signal output from the ultrasonic wave transmitter / receiver 3 is phased. Part 4
And the B-mode image processing unit 5, and displays the tomographic image 19 of the target region 16 on the display device 11 via the DSC 10. In this state, in the ultrasonic puncture procedure, the operator inserts the puncture needle 18 toward the target region 16 of the subject 15 by the guide of the mechanical guide 2. At this time, the puncture needle 18 is manually inserted through the mechanical guide 2, but since the diameter of the needle insertion hole of the mechanical guide 2 is slightly large, the puncture needle 18 itself due to delicate vibration of the operator's hand. Is also vibrating subtly.
【0017】上記において、超音波送受信部3により探
触子1から打ち出された超音波パルスは被検体15内で
超音波ビーム17を構成し、対象部位16及び挿入中の
穿刺針18から反射されたエコーを上記探触子1で受信
し、超音波送受信部3で増幅された受信信号は整相部4
に並列入力される。そして、この整相部4により、上記
対象部位16に超音波ビーム17の焦点が一致するよう
に整相加算される。次に、この整相加算処理された受信
信号は、Bモード像処理部5とドプラ処理部6とカラー
フローマッピング部の複素乗算部8とに分配される。In the above, the ultrasonic pulse emitted from the probe 1 by the ultrasonic transmitting / receiving section 3 constitutes the ultrasonic beam 17 in the subject 15, and is reflected from the target portion 16 and the puncture needle 18 being inserted. The echoes received by the probe 1 and received by the ultrasonic wave transmitter / receiver 3 are received by the phasing unit 4
Are input in parallel. Then, the phasing unit 4 performs phasing addition so that the focal point of the ultrasonic beam 17 matches the target region 16. Next, the phasing-added received signal is distributed to the B-mode image processing unit 5, the Doppler processing unit 6, and the complex multiplication unit 8 of the color flow mapping unit.
【0018】上記Bモード像処理部5は、整相部4から
の分配信号を圧縮・検波などのアナログ処理を施した後
に内蔵のA/D変換器で標本化し、画像形成処理を行う
DSC10へ供給する。また、ドプラ処理部6は、同じ
く整相部4からの分配信号よりドプラ周波数偏移を検出
し、周波数スペクトラムの時間的変化を抽出して、内蔵
のA/D変換器で標本化し、画像形成を行うDSC10
へ供給する。さらに、複素乗算部8は、整相部4からの
分配信号を可変ゲイン増幅器12を介して入力し、この
可変ゲイン増幅器12からの出力信号と参照信号発生器
7からの複素参照信号とを乗算し、ドプラ周波数偏移を
反映した複素信号を得て、図示省略のA/D変換器で標
本化し、速度演算部9へ供給する。この速度演算部9で
は、上記のドプラ周波数偏移を速度に変換し、速度の方
向に応じた色調を反映するディジタルデータとしてDS
C10へ供給する。そして、以上の3種類のディジタル
データは、DSC10において混合処理され、表示装置
11上に例えば対象部位16は断層像(Bモード像)1
9として、穿刺針18はカラーフロー像20として重畳
表示される。The B-mode image processing unit 5 subjects the distributed signal from the phasing unit 4 to analog processing such as compression / detection, and then samples it with an internal A / D converter to the DSC 10 which performs image forming processing. Supply. The Doppler processing unit 6 also detects the Doppler frequency shift from the distribution signal from the phasing unit 4, extracts the time change of the frequency spectrum, samples it with the built-in A / D converter, and forms an image. DSC10 to perform
Supply to. Further, the complex multiplication unit 8 inputs the distribution signal from the phasing unit 4 via the variable gain amplifier 12, and multiplies the output signal from the variable gain amplifier 12 by the complex reference signal from the reference signal generator 7. Then, a complex signal that reflects the Doppler frequency shift is obtained, sampled by an A / D converter (not shown), and supplied to the velocity calculator 9. The speed calculator 9 converts the Doppler frequency deviation into speed, and outputs DS as digital data that reflects a color tone according to the direction of the speed.
Supply to C10. Then, the above three types of digital data are mixed in the DSC 10, and for example, the target region 16 is a tomographic image (B mode image) 1 on the display device 11.
9, the puncture needle 18 is displayed as a color flow image 20 in a superimposed manner.
【0019】この場合、血流の走行状況をカラーによっ
て描画するカラーフローマッピングにおいて、術者の手
動挿入によって微妙に振動している穿刺針18をドプラ
効果によりカラーフロー像20として表示するには、該
穿刺針18が金属でできており超音波の反射強度が大き
いことから、カラー感度を通常の血流描画時に比べ著し
く低減させることにより、通常の血流などの表示を妨げ
てドプラ感度が大きな穿刺針18のみを強調し、該穿刺
針18のカラーフロー像20のみを表示するようにす
る。このとき、上記穿刺針18からの反射ドプラ信号
は、対象部位16の血流からの反射信号に比べて約20〜
30dBも反射強度が強いため、通常のカラーフローマッピ
ングでは両立表示が困難である。In this case, in the color flow mapping for drawing the running condition of the blood flow in color, in order to display the puncture needle 18 which is delicately vibrated by the manual insertion of the operator as the color flow image 20 by the Doppler effect, Since the puncture needle 18 is made of metal and has a high ultrasonic wave reflection intensity, the color sensitivity is significantly reduced as compared with the normal blood flow drawing, so that the display of the normal blood flow is hindered and the Doppler sensitivity is high. Only the puncture needle 18 is emphasized, and only the color flow image 20 of the puncture needle 18 is displayed. At this time, the reflected Doppler signal from the puncture needle 18 is about 20 to 20 times larger than the reflected signal from the blood flow in the target region 16.
Since the reflection intensity is as strong as 30 dB, it is difficult to display both simultaneously with ordinary color flow mapping.
【0020】そこで、可変ゲイン増幅器12のゲインを
変化させてカラーフロー像のカラー感度を低減させる。
すなわち、可変ゲイン増幅器12の参照電圧入力として
整相部4からの分配信号が供給され、ディジタル入力信
号としてゲイン設定ROM13からのディジタル信号が
供給され、両信号の乗算によってその出力が定まり、可
変ゲインの動作が実現される。このとき、前記切換スイ
ッチ14の操作により、対象部位16の血流を描画する
のに好適なゲインを選択する「血流モード」と、穿刺針
18を描画するのに好適なゲインを選択する「穿刺モー
ド」とが手動で切り換えられる。すると、上記可変ゲイ
ン増幅器12は、上記切換スイッチ14によって選択さ
れたゲイン設定ROM13のアドレスに対応したゲイン
を提供し、通常の血流を描画する場合にはゲインを増大
し、穿刺針18を表示する場合には、ゲインを低減す
る。両者のゲインの差は、約20〜30dBに設定することが
望ましい。そして、「穿刺モード」にすると、被検体1
5内の対象部位16へ挿入された穿刺針18のカラーフ
ロー像20と対象部位16の断層像19とを重畳して表
示することができ、該穿刺針18の対象部位16内での
位置を明確に表示することができる。Therefore, the gain of the variable gain amplifier 12 is changed to reduce the color sensitivity of the color flow image.
That is, the distribution signal from the phasing unit 4 is supplied as the reference voltage input of the variable gain amplifier 12, the digital signal from the gain setting ROM 13 is supplied as the digital input signal, and the output is determined by the multiplication of both signals, and the variable gain The operation of is realized. At this time, by operating the change-over switch 14, a “blood flow mode” for selecting a gain suitable for drawing the blood flow in the target region 16 and a “gain for drawing the puncture needle 18” are selected. The "puncture mode" is manually switched. Then, the variable gain amplifier 12 provides a gain corresponding to the address of the gain setting ROM 13 selected by the changeover switch 14, increases the gain when drawing a normal blood flow, and displays the puncture needle 18. If so, the gain is reduced. It is desirable to set the difference in gain between the two to about 20 to 30 dB. When the "puncture mode" is set, the subject 1
5, the color flow image 20 of the puncture needle 18 inserted into the target site 16 and the tomographic image 19 of the target site 16 can be displayed in a superimposed manner, and the position of the puncture needle 18 in the target site 16 can be determined. Can be clearly displayed.
【0021】図2は本発明の第二の実施例を示すブロッ
ク図である。この実施例は、ゲイン設定ROM13に対
してゲイン設定の変更を指令する切換スイッチ14に対
し、上記ゲイン設定ROM13に対する変更指令を時分
割に切り換えるためのコントロール部21を接続したも
のである。このコントロール部21は、血流描画と穿刺
針描画とを別表示するか同時表示するかのモードを切り
換えるモード選択スイッチ22と、超音波診断装置全体
の動作を制御するCPU(中央処理装置)23と、超音
波ビーム17の送受信のラインアドレスに従って切換ス
イッチ14を血流描画の高ゲイン側と穿刺針描画の低ゲ
イン側とで時分割的に切り換えるデータが記憶されたR
OM24とから成る。なお、この場合、上記切換スイッ
チ14は、例えば電子スイッチとされている。FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a changeover switch 14 for instructing the gain setting ROM 13 to change the gain setting is connected to a control section 21 for time-divisionally changing the change instruction for the gain setting ROM 13. The control unit 21 has a mode selection switch 22 that switches between a mode in which the blood flow drawing and the puncture needle drawing are displayed separately or simultaneously, and a CPU (central processing unit) 23 that controls the overall operation of the ultrasonic diagnostic apparatus. And data for switching the changeover switch 14 between the high gain side of blood flow drawing and the low gain side of puncture needle drawing in a time division manner according to the line address of transmission and reception of the ultrasonic beam 17.
It consists of OM24. In this case, the changeover switch 14 is, for example, an electronic switch.
【0022】そして、モード選択スイッチ22を「別表
示」のモードとすると、図1において切換スイッチ14
を手動で「血流モード」又は「穿刺モード」に切り換え
たように、それぞれ血流描画の画像又は穿刺針描画の画
像が別々に表示される。また、上記モード選択スイッチ
22を「同時表示」のモードとすると、図2において、
CPU23を介してモード信号がROM24へ送られ、
このROM24から血流描画の高ゲイン側と穿刺針描画
の低ゲイン側とで時分割的に切り換えるデータが読み出
され、電子スイッチから成る切換スイッチ14を時分割
的にオン、オフさせる。これにより、図1に示すと同様
に、ゲイン設定ROM13を介して可変ゲイン増幅器1
2のゲインを変化させ、カラーフロー像のカラー感度を
時分割的に低減又は復帰させて、穿刺針描画と血流描画
とを表示装置11の画面に擬似的に同時表示することが
できる。When the mode selection switch 22 is set to the "separate display" mode, the changeover switch 14 shown in FIG.
The blood flow drawing image and the puncture needle drawing image are separately displayed, as if was manually switched to the “blood flow mode” or the “puncture mode”. When the mode selection switch 22 is set to the "simultaneous display" mode, in FIG.
A mode signal is sent to the ROM 24 via the CPU 23,
From the ROM 24, data for time-division switching between the high gain side for blood flow drawing and the low gain side for puncture needle drawing is read, and the changeover switch 14 composed of an electronic switch is turned on and off in a time sharing manner. As a result, as in the case shown in FIG.
The gain of 2 can be changed to reduce or restore the color sensitivity of the color flow image in a time division manner, and the puncture needle drawing and the blood flow drawing can be displayed on the screen of the display device 11 in a pseudo manner at the same time.
【0023】この状態を図3を参照して説明すると、R
OM24から読み出したデータにより切換スイッチ14
を時分割的にオン、オフさせ、例えば超音波ビーム17
の送受信方向にてラインアドレスのときは血流描画の
高ゲインに切り換え、それと同一方向にてラインアドレ
スのときは穿刺針描画の低ゲインに切り換え、次の超
音波ビーム17の送受信方向にてラインアドレスのと
きは血流描画の高ゲインに切り換え、それと同一方向に
てラインアドレスのときは穿刺針描画の低ゲインに切
り換えという具合に、一つの超音波ビーム17の送受信
方向にてラインアドレス毎に交互に高ゲインと低ゲイン
とを時分割的に切り換える。これにより、前述のように
穿刺針描画と血流描画とが擬似的に同時表示される。こ
の場合、切換スイッチ14の切り換えの時分割の時間比
率は、術者が血流描画又は穿刺針描画のいずれにより関
心があるかによって、不等間隔としてもよい。This state will be described with reference to FIG.
Changeover switch 14 according to the data read from OM24
Is turned on and off in a time division manner, and the ultrasonic beam 17
When the line address is in the transmission / reception direction, the blood flow drawing is switched to a high gain, and when the line address is in the same direction, the puncture needle drawing is switched to a low gain, and the line is transmitted / received in the next ultrasonic beam 17. For an address, switching to a high gain for drawing blood flow, and for a line address in the same direction as that, switching to a low gain for drawing a puncture needle, and so on. The high gain and the low gain are alternately switched in a time division manner. As a result, the puncture needle drawing and the blood flow drawing are displayed simultaneously in a pseudo manner as described above. In this case, the time ratio of the time division of the changeover of the changeover switch 14 may be unequal intervals depending on whether the operator is interested in drawing the blood flow or drawing the puncture needle.
【0024】[0024]
【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
カラーフローマッピング部の入力部に設けられた切換ス
イッチでゲイン設定変更手段に対してゲイン設定の変更
を指示し、これを受けたゲイン設定変更手段により可変
ゲイン増幅器のゲイン設定を変更し、この結果、可変ゲ
イン増幅器でカラーフロー像のカラー感度を増減させる
ためにゲインを変化することができる。これにより、穿
刺針を表示する際にはカラーフロー像のカラー感度を適
宜低減させて、被検体内の対象部位に挿入された穿刺針
のカラーフロー像と対象部位の断層像とを重畳して表示
することができ、該穿刺針の対象部位内での位置を明確
に表示することができる。従って、従来のように術者の
経験と勘に頼ることなく、誰でも穿刺針の対象部位内で
の位置を正確に把握することができる。このことから、
穿刺手技の安全性と確実性とを向上することができる。Since the present invention is constructed as described above,
The changeover switch provided in the input section of the color flow mapping section instructs the gain setting changing means to change the gain setting, and the gain setting changing means receives the instruction to change the gain setting of the variable gain amplifier. The gain can be changed by the variable gain amplifier to increase or decrease the color sensitivity of the color flow image. Thereby, when displaying the puncture needle, the color sensitivity of the color flow image is appropriately reduced, and the color flow image of the puncture needle inserted into the target site in the subject and the tomographic image of the target site are superimposed. It can be displayed, and the position of the puncture needle in the target site can be clearly displayed. Therefore, anyone can accurately grasp the position of the puncture needle in the target site without relying on the experience and intuition of the operator as in the past. From this,
The safety and reliability of the puncture procedure can be improved.
【図1】本発明による穿刺機構付き超音波診断装置の実
施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus with a puncture mechanism according to the present invention.
【図2】本発明の第二の実施例を示すブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図3】上記第二の実施例において穿刺針描画と血流描
画とを擬似的に同時表示する状態を説明するための図で
ある。FIG. 3 is a diagram for explaining a state in which a puncture needle drawing and a blood flow drawing are displayed simultaneously in a pseudo manner in the second embodiment.
1…探触子 2…メカニカルガイド 3…超音波送受信部 4…整相部 5…Bモード像処理部 6…ドプラ処理部 7…参照信号発生器 8…複素乗算部 9…速度演算部 10…DSC 11…表示装置 12…可変ゲイン増幅器 13…ゲイン設定ROM 14…切換スイッチ 15…被検体 16…対象部位 18…穿刺針 19…断層像 20…カラーフロー像 21…コントロール部 22…モード選択スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Probe 2 ... Mechanical guide 3 ... Ultrasonic wave transmission / reception part 4 ... Phase adjusting part 5 ... B mode image processing part 6 ... Doppler processing part 7 ... Reference signal generator 8 ... Complex multiplication part 9 ... Velocity calculation part 10 ... DSC 11 ... Display device 12 ... Variable gain amplifier 13 ... Gain setting ROM 14 ... Changeover switch 15 ... Subject 16 ... Target site 18 ... Puncture needle 19 ... Tomographic image 20 ... Color flow image 21 ... Control unit 22 ... Mode selection switch
Claims (2)
と、この探触子に隣接して設けられ被検体内の対象部位
へ向けて穿刺針の挿入を案内するメカニカルガイドと、
上記探触子を駆動して超音波を発生させると共に受信し
た反射エコーの信号を処理する超音波送受信部と、この
超音波送受信部からの受信信号を入力し所定の遅延時間
を与えて整相加算する整相部と、この整相部からの処理
信号を入力して被検体内の対象部位の断層像を形成する
Bモード像処理部と、同じく整相部からの処理信号を入
力して被検体内の対象部位周辺の運動部分のドプラ周波
数偏移信号を検出してカラーフロー像を形成するカラー
フローマッピング部と、上記Bモード像処理部及びカラ
ーフローマッピング部で形成された断層像及びカラーフ
ロー像を重畳して表示可能な表示装置とを備えて成る穿
刺機構付き超音波診断装置において、上記カラーフロー
マッピング部の入力部に、カラーフロー像のカラー感度
を増減させるためにゲインを変化する可変ゲイン増幅器
を設けると共に、この可変ゲイン増幅器のゲイン設定を
変更するゲイン設定変更手段を設け、さらにこのゲイン
設定変更手段に対してゲイン設定の変更を指令する切換
スイッチを設け、被検体内の対象部位に挿入された穿刺
針のカラーフロー像と対象部位の断層像とを重畳して表
示するようにしたことを特徴とする穿刺機構付き超音波
診断装置。1. A probe for transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a subject, and a mechanical guide provided adjacent to the probe for guiding insertion of a puncture needle toward a target site in the subject.
An ultrasonic wave transmission / reception unit that drives the probe to generate an ultrasonic wave and processes a signal of a reflected echo that is received, and a reception signal from the ultrasonic wave transmission / reception unit are input and a predetermined delay time is given to perform phasing. The phasing unit for addition, the B-mode image processing unit for inputting the processed signal from the phasing unit to form a tomographic image of the target region in the subject, and the processing signal for the phasing unit are also input. A color flow mapping unit that forms a color flow image by detecting a Doppler frequency shift signal of a moving portion around a target region in a subject, a tomographic image formed by the B-mode image processing unit and the color flow mapping unit, and In an ultrasonic diagnostic apparatus with a puncture mechanism, comprising: a display device capable of displaying a color flow image in a superimposed manner, for increasing or decreasing the color sensitivity of the color flow image in the input section of the color flow mapping section. In addition to providing a variable gain amplifier for changing the gain, a gain setting changing means for changing the gain setting of the variable gain amplifier is provided, and a changeover switch for instructing the gain setting changing means to change the gain setting is provided. An ultrasonic diagnostic apparatus with a puncture mechanism, wherein a color flow image of a puncture needle inserted into a target site in a sample and a tomographic image of the target site are displayed in a superimposed manner.
のゲイン設定を変更するゲイン設定変更手段に対する変
更指令を時分割に切り換えるためのコントロール部を備
えたものであることを特徴とする請求項1記載の穿刺機
構付き超音波診断装置。2. The change-over switch is equipped with a control section for time-divisionally changing a change command to a gain setting changing means for changing the gain setting of the variable gain amplifier. Ultrasonic diagnostic device with puncture mechanism.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP09547894A JP3468431B2 (en) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | Ultrasound diagnostic device with puncture mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
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JPH07275248A true JPH07275248A (en) | 1995-10-24 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004298476A (en) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Toshiba Corp | Ultrasonic diagnostic apparatus and puncture treatment supporting program |
EP1803402A1 (en) * | 2004-10-20 | 2007-07-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultrasonic diagnostic equipment and control method therefor |
JP2007301122A (en) * | 2006-05-11 | 2007-11-22 | Aloka Co Ltd | Ultrasonic diagnosis device |
-
1994
- 1994-04-11 JP JP09547894A patent/JP3468431B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2004298476A (en) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Toshiba Corp | Ultrasonic diagnostic apparatus and puncture treatment supporting program |
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EP1803402A4 (en) * | 2004-10-20 | 2008-10-29 | Toshiba Kk | Ultrasonic diagnostic equipment and control method therefor |
JP2007301122A (en) * | 2006-05-11 | 2007-11-22 | Aloka Co Ltd | Ultrasonic diagnosis device |
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