WO2006040967A1 - 超音波診断装置 - Google Patents

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WO2006040967A1
WO2006040967A1 PCT/JP2005/018413 JP2005018413W WO2006040967A1 WO 2006040967 A1 WO2006040967 A1 WO 2006040967A1 JP 2005018413 W JP2005018413 W JP 2005018413W WO 2006040967 A1 WO2006040967 A1 WO 2006040967A1
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pressure
image
strain
ultrasonic
probe
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PCT/JP2005/018413
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Koji Waki
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Hitachi Medical Corporation
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    • A61B2562/04—Arrangements of multiple sensors of the same type
    • A61B2562/046—Arrangements of multiple sensors of the same type in a matrix array

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that displays an ultrasonic image of a diagnostic region in a subject using ultrasonic waves, and more particularly to an ultrasonic diagnostic apparatus that displays an image of distortion and elastic modulus.
  • An ultrasonic diagnostic apparatus measures the ultrasonic reflectance of a living tissue in a subject using ultrasonic waves, and displays it as a luminance tomographic image of a diagnostic region.
  • ultrasonic diagnostic equipment has taken image correlation, spatially differentiated the amount of movement of biological tissue, for example, displacement, measured strain, and applied pressure change to biological tissue as a histological diagnosis, and its elastic modulus Or measuring distortion and elastic modulus as an image.
  • This image is provided with hue information such as red, blue and the like according to the strain amount and elastic modulus of the living tissue.
  • the spread and size of the tumor can be easily diagnosed mainly by coloring and displaying the hard part of the living tissue.
  • a compression pressure is detected using a pressure sensor, and the information is used to color-modulate strain and elastic modulus of a living tissue to form an elastic image, which is then converted into black and white. It is displayed superimposed on the tomographic image (B image). That is, tissue elasticity is displayed as an image so that it can be recognized as relative strain or hardness of the tissue.
  • Tissue elasticity is a force that gives an image of tissue strain at the time of compression Even if the same compression is performed, the degree of strain differs depending on the target region, and there is a suitable compression for each target region. For this reason, if proper compression is not applied, images with many artifacts may result, leading to misdiagnosis.
  • the present invention has been made in view of the above-described points, and an object thereof is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that displays a compressed state on the screen.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-225239 Disclosure of the invention
  • An ultrasonic probe, an ultrasonic transmission / reception unit that transmits / receives ultrasonic waves from the ultrasonic probe to a subject or a phantom, and a signal detected by the ultrasonic probe are processed and distorted.
  • an ultrasonic diagnostic apparatus comprising a signal processing means for generating an elastic image and a display means for displaying the strain elastic image, pressures at a plurality of locations between the subject or phantom and the ultrasonic probe are detected.
  • the ultrasonic probe is provided with a pressure assisting force bra in which a plurality of pressure detecting means are arranged. Further, when the pressure in any direction of the plurality of pressure detection means is insufficient, the display means displays the direction in which the pressure is insufficient, or displays the arrangement of the pressure detection means. Corresponding pressure information is displayed by image shading or arrows, or pressure information corresponding to the arrangement of the pressure detecting means is displayed in a graph. Further, the display means displays a pressure graph at a position corresponding to the pressure detection means on the strain elastic image, or based on the pressure state of the ultrasonic probe, the length of the ultrasonic probe. Indication arrows that rotate around the axis and short axis are displayed, strain elasticity images acquired in real time and strain elasticity model images taken in advance are displayed in parallel, and the acquired pressure information is passed. Display a graph with time.
  • the pressure detection means is a cMUT element, and detects pressure by a change in capacitance.
  • FIG. 1 is a configuration diagram for realizing the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a display image of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for detecting an image matching degree according to the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a pressure graph display according to the present invention.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a probe of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of pressure measurement according to the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing a pressure distribution display according to the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a display image of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a training phantom that simulates a living body.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a method for manufacturing the training phantom of FIG.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a method for manufacturing the training phantom of FIG.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus includes a training phantom or a probe 2 having a pressure sensor or the like used in contact with the subject 1, and a training phantom or the subject via the probe 2.
  • An ultrasonic transmission / reception unit 3 that repeatedly transmits and receives ultrasonic waves with a time interval of 1; and a phasing adder circuit 4 that generates RF signal data in time series by phasing and adding the received reflected echoes; and Based on the RF signal data, the training dedicated phantom or the tomographic image forming part 5 that forms a tomographic image of the subject 1, for example, a black and white tomographic image, and the training dedicated phantom based on the RF signal data from the phasing addition circuit 4
  • a strain calculation unit 6 that measures the displacement of the living tissue of the subject 1 to obtain elasticity data
  • an elastic image configuration unit 7 that forms a color elasticity image
  • a graphic unit that renders an image other than the ultrasound signal 8
  • the probe 2 is formed by arranging a plurality of transducers, and electronically scans and transmits ultrasonic waves to / from the training phantom or the subject 1 via the transducers. It has a function.
  • the ultrasonic transmission / reception unit 3 drives the probe 2 to generate a transmission pulse for generating an ultrasonic wave, and sets the convergence point of the transmitted ultrasonic wave to a certain depth. It has a function.
  • the reflected echo signal received by the probe 2 is amplified with a predetermined gain to generate an RF signal, that is, a received signal.
  • the phasing / adding circuit 4 inputs the amplified RF signal and controls the phase.
  • the RF signal data is generated by forming a focused ultrasonic beam.
  • the tomographic image configuration unit (B / W DSC) 5 includes a signal processing unit, ie, a black and white scan converter.
  • a signal processing unit ie, a black and white scan converter.
  • the RF signal data from the phasing addition circuit 4 is input, and signal processing such as gain correction, log compression, detection, contour enhancement, and filter processing is performed to obtain tomographic image data.
  • the black-and-white scan converter also includes an A / D converter that converts tomographic image data having a signal processing capability into a digital signal, a frame memory that stores a plurality of converted tomographic image data in time series, and a control controller. It is configured to include.
  • the tomographic image constructing unit 5 acquires the training phantom stored in the black-and-white scan converter or the frame memory or the tomographic frame data in the subject 1 as one image, and reads the acquired frame data in synchronization with the television. is there.
  • the distortion calculation unit 6 includes an RF signal selection unit and a displacement calculation unit, and is provided to be branched to the subsequent stage of the phasing addition circuit 4.
  • the RF signal selection unit includes a frame memory and a selection unit. This RF signal selection unit stores a plurality of RF signal data from the phasing addition circuit 4 in a frame memory, and selects one set, that is, two RF signal frame data by the selection unit from the stored RF signal frame data group. It is.
  • the RF signal selection unit sequentially secures RF signal data generated based on the time series, that is, the frame rate of the image, from the phasing addition circuit 4 in the frame memory, and according to the command of the control calculation unit 12
  • the currently reserved RF signal frame data (N) is selected by the selection unit as the first data, and at the same time, the RF signal frame data group (N-1, N-2, ⁇ -3 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ - M) selects one RF signal frame data (X).
  • ⁇ , ⁇ , and X are index numbers attached to the RF signal frame data, and are natural numbers.
  • the displacement calculation unit obtains a set of RF signal frame data force, a displacement of a living tissue, and the like. For example, the displacement calculation unit performs one-dimensional or two-dimensional correlation processing from one set of data selected by the RF signal selection unit, that is, RF signal frame data ( ⁇ ) and RF signal frame data (X). Then, the one-dimensional or two-dimensional displacement distribution related to the displacement and movement vector corresponding to each point of the tomographic image, that is, the direction and magnitude of the displacement, is obtained.
  • the block matching method is used to detect the movement vector.
  • the block matching method divides an image into, for example, blocks with NXN pixel power, focuses on the block in the region of interest, searches for the previous frame force that most closely approximates the block of interest, Is a process for determining the sample value by the prediction code ⁇ , that is, the difference.
  • the strain data is calculated by spatially differentiating the amount of movement of the living tissue, for example, the displacement.
  • the Young's modulus is the ratio of the simple tensile stress applied to the object to the strain that occurs parallel to the tension.
  • the elastic image forming unit (color DSC) 7 includes an elastic data processing unit and a color scan comparator.
  • the elastic data processing unit secures the elastic frame data output in time series from the strain calculation unit 6 in the frame memory, and performs image processing by the image processing unit in accordance with a command from the control calculation unit 12. Is what you do.
  • the color scan converter converts the color information into hue information based on the elastic frame data of the elastic data processing unit force.
  • the color scan converter converts the three primary colors of light, namely red (R), green (G), and blue (B), based on the elastic frame data.
  • red (R), green (G), and blue (B) For example, elastic data with a large strain is converted into a red cord, and elastic data with a small strain is converted into a blue cord.
  • the gradation of red (R) green (G) blue (B) is 256 gradations, the data value “255” is displayed with high brightness, and conversely the data value “0” is not displayed at all. Means that.
  • This color scan converter is connected to an operation unit 13 such as a keyboard via a control calculation unit 12, and the operation unit 13 controls the hue of the elastic image.
  • an operation unit 13 such as a keyboard
  • the operation unit 13 controls the hue of the elastic image.
  • a pressure sensor to the probe 2
  • the combining unit 10 includes a frame memory, an image processing unit, and an image selection unit.
  • the frame memory stores data of a tomographic image forming unit 5, an elastic image forming unit 7, and a graphic unit 8.
  • the image processing unit adds and combines the tomographic image data and elasticity image data secured in the frame memory at a set ratio in accordance with a command from the control unit.
  • the luminance information and hue information of each pixel of the composite image is obtained by adding each information of the black and white tomographic image and the power elastic image at a set ratio.
  • the image selection unit selects an image to be displayed on the image display 11 from the tomographic image data and elasticity image data in the frame memory and the composite image data of the image processing unit in accordance with a command from the control unit.
  • the control calculation unit 12 takes in the black and white tomographic image data, the distortion data obtained from the distortion calculation unit, the pressure data obtained from the pressure sensor at the probe tip, etc. The data is compared and examined to display an appropriate compression state or to guide the user by sound. These forms will be described below using specific examples.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a display of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment.
  • the image display 11 is created by the elastic image construction unit 7 based on the training dedicated phantom output from the tomographic image construction unit 5 or the tomographic image (monochrome tomographic data) of the subject 1 and strain (elasticity) data.
  • the obtained tissue elasticity image is displayed in the part (1) of FIG.
  • the displayed tissue elasticity image is an image (user-extracted image) obtained when the user uses a training phantom simulating a living body or a subject 1, and an image that has been captured and stored in advance, and includes a graphic unit.
  • This is a model image (model image) generated by 8 and displayed in parallel on the screen.
  • a plurality of training-specific phantoms or subjects 1 are provided for each target region.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus is provided with a table corresponding to the tracing phantom for each target region or the ID of the subject 1.
  • the training phantom or subject 1 By inputting the ID and the like to the control computation unit 12 via the operation unit 13, it is possible to perform training such as displaying the body mark of the target part and displaying an appropriate compression method for each part.
  • the user-drawn image 31 is superimposed on the model image 32, the degree of coincidence of the user-drawn image 31 with respect to the model image 32 is detected, and the degree of coincidence is displayed. . Let the user recognize whether or not the force is optimal.
  • the composition unit 10 superimposes the user-drawn image 31 on the model image 32. Since the image positions of the sample image 3 2 and the user-drawn image 31 need to match, the position of the probe 2 in the sample image 32 and the user-drawn image 31 needs to be matched.
  • the comparison target is a training-only phantom
  • the type of the contact surface of the probe 2 is marked on the phantom.
  • the probe 2 can be applied to the same marking position when acquiring the model image 32 and the user-drawn image 31.
  • the comparison target is the subject, the above marking cannot be performed, so the 3D position of the probe 2 at the time of image acquisition of the model image 32 and the user-drawn image 31 must be matched.
  • the probe 2 is attached with either a transmitter or a receiver as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-151131, and the probe 2 is attached to any part of the subject 1.
  • the control calculation unit 1 2 is made to recognize whether it is located at. Using this method, the position of the probe 2 of the image stored in advance as the model image 32 is recognized by the control calculation unit 12, and the three-dimensional position is displayed on the image display unit 11, and the position is displayed. Prompt the user with the arrow etc.
  • the control calculation unit 12 detects the degree of coincidence of the user-drawn image 31 with the model image 32.
  • the control calculation unit 12 registers the blue pattern 36 indicated by the malignant part of the model image 32 as a binary image, and sets the center of gravity of the blue pattern 36 of the model image 32. On the other hand, it is moved so that the center of gravity of the blue pattern 35 of the user-drawn image 31 is aligned. Based on the superimposed image 33, the area and the number of pixels of the non-overlapping portions are obtained, and evaluation is performed according to the size of the non-overlapping area and the number of pixels. If each of the blue patterns 35 and 36 match, it is displayed on the display box 34 on the image display 11 with a matching degree of 100%.
  • the matching value is 80% and the display box on the image display 11 is displayed.
  • the power of the blue pattern as an example may be based on a benign red pattern that can be any number of colors.
  • the images are overlapped with respect to the center of gravity of the blue patterns 35 and 36 and the degree of coincidence is obtained, but only the area size of the blue patterns 35 and 36 may be compared and evaluated.
  • the control calculation unit 12 displays “ Press the button slightly weaker! ”To display a warning message on the image display 11 like“! ”. If the area of the blue pattern 35 of the user-drawn image 31 is small compared to the blue pattern 36 of the sample image 32, a warning message about the pressure is displayed at the top of the user-extracted image, such as “Please press a little more!” 11 Show on top.
  • a graph of pressure and strain data at the time of use by the user is displayed on the pressure information from the pressure sensor attached to the probe 2 and the strain data from the strain calculation unit 6. Based on the elapsed time, it is displayed.
  • Examples of graph display include scroll type and bar graph type as shown in Fig. 2. In this graph, in the case of insufficient pressure, the character indicating the threshold value of “Under pressure” is displayed, and in the case of excessive pressure, the character indicating the threshold value of “Excessive pressure” is displayed in the graphic part. 8 generated and displayed.
  • the control calculation unit 12 sets an upper limit value 41 that is “excessive compression / distortion” and a lower limit value 42 that is “insufficient compression / distortion”. Is variable. For example, in the case of a mammary gland, since the measurement site has a soft structure, the control calculation unit 12 decreases both the upper limit 41 and the lower limit 42 and widens the interval between the upper limit 41 and the lower limit 42. In the case of the prostate, since the periphery of the measurement site has a hard structure, the control calculation unit 12 increases both the upper limit value 41 and the lower limit value 42 and narrows the interval between the upper limit value 41 and the lower limit value 42.
  • control calculation unit 12 may set the upper limit value 41 and the lower limit value 42 according to the type of the probe 2.
  • probe 2 there are various types of probe 2, such as convex probe, radial probe, and sector probe.
  • the convex probe the mammary gland is mainly measured, so that the control calculation unit 12 lowers both the upper limit 41 and the lower limit 42 so that the stress becomes 20 KPa, and the interval between the upper limit 41 and the lower limit 42.
  • the control calculation unit 12 increases both the upper limit value 41 and the lower limit value 42 so that the stress becomes 60 KPa, and narrows the interval between the upper limit value 41 and the lower limit value 42.
  • the sector probe is used to observe the pancreas, aorta, and vasculature, both the upper limit 41 and the lower limit 42 are set to initial values (default state) so that the stress is 40 KPa.
  • the part (3) in Fig. 2 controls the current compression direction and pressure distribution state of the probe 2 based on the pressure information from the pressure sensor attached to the probe 2.
  • the calculation unit 12 obtains information to make the user recognize it. That is, as shown in the figure, the direction and magnitude of the force are indicated by the direction and magnitude of the arrow, and whether or not the pressing direction of the probe 2 is appropriate is displayed on the image display 11.
  • a plurality of pressure sensors are used, a plurality of arrows are shown. With this arrow, the pressure direction and size of multiple pressure sensors can be observed, and the user can check the pressure bias on the screen.
  • a warning or caution message is displayed under the arrow, such as “Please press the L side strongly!”!
  • FIG. 6 shows Figure 2. It is a figure which shows the 1st form of the probe using several pressure sensors. Probe 2 pressure Auxiliary force bra Pressure sensors lb, lc, Id, le are arranged at the four corners of the tip, right side (Right), left side (Left), front side (Front), and back side (Back). ing. Based on the pressure information from the four pressure sensors lb, lc, Id, and le, the control calculation unit 12 provides information on the pressure dispersion as shown in part (3) of FIG. Display as. If the pressure in any one direction is insufficient, the direction is flashed and displayed to indicate that the pressure in that part is insufficient. By applying pressure, it is possible to uniformly press the entire compression surface, which can lead to ideal image rendering.
  • FIG. 6B is a diagram showing a second form of the probe using the plurality of pressure sensors of FIG.
  • Plural pressure sensors are arranged along the major axis direction at the tip of the pressure assisting force bra 51 of the probe 2 so as to sandwich the vibrator 52, and an upper pressure sensor group 54 and a lower pressure sensor group 55 are configured.
  • the control calculation unit 12 displays pressure dispersion information as shown in FIG. 7 based on the pressure information of the two rows of pressure sensor forces.
  • the pressure information is displayed in shades or in color on the image display unit 11.
  • the pressure display in FIG. 7 (A) is displayed corresponding to the position of the pressure sensor of the vibrator 52 and the pressure assist force bra 51.
  • the pressure information image 55 is displayed darkly, and when pressed with weak pressure, the pressure information image 56 is displayed lightly.
  • the transducer on the right side is shown dark, so that the pressure 2 is concentrated on the right side and the probe 2 is in contact. Therefore, the user adjusts the pressure so that the pressure is applied to the left side, and brings the probe 2 into contact. Since this pressure sensor is arranged in at least two rows, it is possible to grasp the upper and lower pressure states.
  • the pressure information can be decomposed in the XY directions and displayed in a graph.
  • the major axis direction of the pressure assisting force bra 51 is the X axis direction
  • the minor axis direction is the Y axis direction.
  • the pressure distribution applied in the X-axis direction and the pressure distribution applied in the Y-axis direction are displayed in a graph. For example, if the right side of the X-axis graph is larger, it can be seen that pressure is concentrated on the right side and the probe 2 is in contact. Therefore, the user adjusts the pressure so that the pressure is applied to the left side, and brings the probe 2 into contact. In the Y-axis graph, if the upper side is larger, it can be seen that the pressure is concentrated on the upper side and the probe 2 is in contact. Therefore, the user Adjust so that pressure is applied to the lower side and bring the probe 2 into contact.
  • FIG. 6C is a diagram showing a third form of the probe using the plurality of pressure sensors of FIG.
  • the transducer of the probe 2 is composed of a plurality of cMUT elements 53, and pressure is measured using the cMUT elements 53. Specifically, when a pressure is applied to the cMUT element 53 used as a capacitance type pressure sensor, the insulating diaphragm film is deformed by the pressure, and the deformation of the diaphragm film causes deformation of the movable electrode and the fixed electrode. The distance changes. Based on this change in distance, the capacitance of the capacitor including the movable electrode and the fixed electrode changes. The pressure is detected by detecting the change in capacitance. Pressure information as shown in FIG. 7 can be displayed on the image display unit 11 by using the probe 2 using the cMUT element 53.
  • the control calculation unit 12 displays a pressure graph 80 on the user-drawn image 81.
  • pressure information is displayed on the image at a position corresponding to the pressure sensor.
  • the pressure graph 80 is displayed at the screen display position corresponding to the pressure sensor at the upper end of the user-drawn image 81.
  • the pressure graph 80 may be translucent, and the pressure graph 80 user-drawn image 81 may not be affected.
  • the pressure graph 80 may be displayed in color, for example, strong !, pressure may be displayed in yellow, weak, and pressure may be displayed in white! /.
  • FIG. 8 (B) shows a form in which the user is instructed on the screen about the inclination direction of the probe 2 and the contact direction of the probe 2 is guided.
  • the control calculation unit 12 grasps the pressure distribution applied in the major axis 84 (X axis) direction and the pressure distribution applied in the minor axis 83 (Y axis) direction, and calculates how much the probe 2 is tilted. Display. For example, if the left side of the long axis 84 (axis) is large, the indication arrow 85 is displayed to rotate clockwise. The short axis 83 ( ⁇ axis) should be larger on the upper side! / ⁇ Then, the indication arrow 86 is displayed to rotate downward. The degree of tilt is displayed in real time according to the length and thickness of the arrow.
  • the instruction arrow 86 for rotating the probe 2 around the long axis 84 (X axis) is displayed, and the probe 2 rotates around the short axis 83 (Y axis).
  • the instruction arrow 86 to be displayed is displayed. Then, it gives instructions on how much it should be brought into contact with the training phantom or subject 1 from the current contact state. The user adjusts the pressure appropriately so that the pressure is applied by the directions of the instruction arrow 85 and the instruction arrow 86, and brings the probe 2 into contact.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a training phantom that simulates a living body.
  • this training phantom include mammary gland, progenitary gland, thyroid gland, and liver.
  • the heel shown by the diagonal lines simulates the shape of the elastic modulus 'reflectance' of the tissue of interest such as cancer
  • B shows the elastic modulus of tissue such as normal fat (breast tissue in the mammary gland). This is a simulation of the 'reflectance rate' shape.
  • the user can perform training as if the force is also depicting a tissue elasticity image of the real living body, making training more efficient. Can proceed.
  • a compression guide corresponding to the training-specific phantom becomes possible.
  • FIG. 10 and FIG. 11 are diagrams showing an example of a method for manufacturing the training phantom of FIG.
  • a manufacturing method of a living body simulation phantom using agar is shown.
  • solutions A, B, and C are prepared in beakers 61-63. Put an ultrasonic scatterer in the solution, make solution A and solution B have the same concentration (the same brightness), and stir well while degassing.
  • the relationship of the solution is as follows.
  • cases 64 and 65 simulating a malignant tumor (cancer) and a benign tumor are prepared.
  • Case 64 is for malignant tumors (cancer)
  • case 65 is for benign tumors.
  • Agar has a melting point of 45 ° C and a boiling point of 80 ° C. It will harden without problems. When solutions A and B have solidified, remove them from cases 64 and 65.
  • a phantom case 66 for surrounding tissue as shown in FIG. 11 (A) is prepared.
  • the solid bodies 67 and 68 of the solutions A and B taken out from the cases 64 and 65 are suspended by the threads 69 and 6A and fixed in the solution C in the phantom case 66. Since the agar solidifies when stored at room temperature in this state, the phantom 70 for training as shown in FIG. 11 (D) is completed by removing it from the phantom case 66. It is desirable to wrap the extracted training phantom 70 afterwards.

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Abstract

　圧迫状態を画面表示するため、超音波探触子2と、超音波探触子2から被検体或いはファントム1に超音波を送受信させる超音波送受信部3と、超音波探触子2によって検出された信号を処理して歪み弾性画像を生成する信号処理手段と、歪み弾性画像を表示する表示手段11とを備えた超音波診断装置において、前記被検体或いはファントム1と超音波探触子2の間における複数箇所の圧力を検出する圧力検出手段を有し、複数箇所の圧力状態を表示手段11に表示する。

Description

明 細 書
超音波診断装置
技術分野
[0001] 本発明は、超音波を利用して被検体内の診断部位について超音波画像を表示す る超音波診断装置に関し、特に歪み、弾性率画像を表示する超音波診断装置に関 する。
背景技術
[0002] 超音波診断装置は、超音波を利用して被検体内の生体組織の超音波反射率を計 測し、それを輝度とし診断部位の反射率断層像として表示している。近年、超音波診 断装置において、画像相関を取り、生体組織の移動量、例えば変位を空間微分し、 歪みを計測したり、組織状診断として生体組織に対して圧力変化を与え、その弾性 率を計測したりし、歪み、あるいは弾性率を画像として表示することが行われるように なっている。この画像は、生体組織の歪み量や弾性率に応じて赤や青その他の色相 情報の付与されたものである。超音波診断装置では、主に生体組織の硬い部位に色 を付けて表示することにより、容易に腫瘍の広がりや大きさを診断することができるよ うにしてある。
[0003] 例えば特許文献 1のように、圧力センサを用いて圧迫圧力を検出し、その情報を用 いて、生体組織の歪や弾性率などを色相変調して弾性画像を構成し、これらを白黒 断層像 (B像)に重畳表示している。すなわち、組織弾性をその組織の相対的な歪み または硬さとして認識可能に画像ィ匕して表示して ヽる。
組織弾性は圧迫時の組織歪みを画像ィ匕するものである力 同じ圧迫をおこなって も、対象部位により歪みの程度は異なり、対象部位毎に適した圧迫が存在する。その ため適度な圧迫をしないと、アーチファクトの多い画像となり、誤診につながる恐れが ある。
[0004] この発明は、上述の点に鑑みなされたものであり、圧迫状態を画面表示する超音波 診断装置を提供することを目的とする。
特許文献 1：特開 2003-225239号公報 発明の開示
[0005] 超音波探触子と、前記超音波探触子から被検体或いはファントムに超音波を送受 信させる超音波送受信部と、前記超音波探触子によって検出された信号を処理して 歪み弾性画像を生成する信号処理手段と、前記歪み弾性画像を表示する表示手段 とを備えた超音波診断装置において、前記被検体或いはファントムと前記超音波探 触子の間における複数箇所の圧力を検出する圧力検出手段を有し、前記複数箇所 の圧力状態を前記表示手段に表示する。
[0006] 前記超音波探触子には、複数の圧力検出手段が配置されている圧力補助力ブラ が備えられる。また、前記表示手段は、複数の前記圧力検出手段のいずれかの方向 の圧力が不足している場合には、該圧力が不足している方向を表示したり、前記圧 力検出手段の配置に対応した圧力情報を画像濃淡或いは矢印で表示したり、前記 圧力検出手段の配置に対応した圧力情報をグラフ表示する。また、前記表示手段は 、前記歪み弾性画像上の前記圧力検出手段に対応する位置に圧力グラフを表示し たり、前記超音波探触子の圧力状態に基づいて、前記超音波探触子の長軸及び短 軸を中心にして回転させる指示矢印をそれぞれ表示したり、リアルタイムに取得され る歪み弾性画像と予め撮影した歪み弾性手本画像を並列に表示したり、取得した前 記圧力情報を経過時間とともにグラフ表示する。
[0007] さらに、リアルタイムに取得される歪み弾性画像と予め撮影した歪み弾性手本画像 とを重ね合わせ、前記歪み弾性手本画像に対する前記リアルタイムに取得される歪 み弾性画像の一致度を検出する検出手段を備える。前記圧力検出手段は、 cMUT 素子であり、静電容量の変化により圧力を検出する。
図面の簡単な説明
[0008] [図 1]本発明を実現するための構成図である。
[図 2]本発明の表示画像の一例を示す図である。
[図 3]本発明の画像一致度を検出するための説明図である。
[図 4]本発明の圧力グラフ表示の一例を示す図である。
[図 5]本発明の探触子の構成図である。
[図 6]本発明の圧力計測の構成を示す図である。 [図 7]本発明の圧力分布表示を示す図である。
[図 8]本発明の表示画像の一例を示す図である。
[図 9]生体を模擬したトレーニング専用ファントムの一例を示す図である。
[図 10]図 9のトレーニング専用ファントムの製造方法の一例を示す図である。
[図 11]図 9のトレーニング専用ファントムの製造方法の一例を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0009] 以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図 1は、この実施の 形態に係る超音波診断装置の概略構成を示す図である。
[0010] 超音波診断装置は、トレーニング専用ファントム或いは被検体 1に当接させて用い る圧力センサ等を有した探触子 2と、探触子 2を介してトレーニング専用ファントム或い は被検体 1に時間間隔をお 、て超音波を繰り返し送信 ·受信する超音波送受信部 3 と、受信された反射エコーを整相加算して RF信号データを時系列に生成する整相加 算回路 4と、 RF信号データに基づいてトレーニング専用ファントム或いは被検体 1の 濃淡断層像、例えば白黒断層像を構成する断層像構成部 5と、整相加算回路 4から の RF信号データに基づいてトレーニング専用ファントム或いは被検体 1の生体組織 の変位を計測して弾性データを求める歪み演算部 6と、カラー弾性画像を構成する 弾性画像構成部 7と、超音波信号以外の画像を描出するグラフィック部 8と、力ラース ケール発生部 9と、これら白黒断層像、カラー弾性画像、グラフィック、カラースケール を同画面上に合成する合成部 10と、合成された合成画像を表示する画像表示器 11と 、これらの各構成要素を制御する制御演算部 12と、各種設定用のインタフェースとな るキーボード 13とを備えて構成されて 、る。
[0011] 探触子 2は、複数の振動子を配設して形成されており、電子的にビーム走査を行つ てトレーニング専用ファントム或いは被検体 1に振動子を介して超音波を送受信する 機能を有している。超音波送受信部 3は、送信時は、探触子 2を駆動して超音波を発 生させるための送波パルスを生成するとともに、送信される超音波の収束点をある深 さに設定する機能を有している。また、受信時には、探触子 2で受信した反射エコー 信号について所定のゲインで増幅して RF信号すなわち受波信号を生成するもので ある。整相加算回路 4は、増幅された RF信号を入力して位相制御し、複数の収束点 に対し収束した超音波ビームを形成して RF信号データを生成する。
[0012] 断層像構成部 (B/W DSC)5は、信号処理部'白黒スキャンコンバータを含んで構成 されている。ここで、整相加算回路 4からの RF信号データを入力してゲイン補正、ログ 圧縮、検波、輪郭強調、フィルタ処理等の信号処理を行い、断層像データを得るもの である。また、白黒スキャンコンバータは、信号処理部力もの断層像データをデジタ ル信号に変換する A/D変 と、変換された複数の断層像データを時系列に記憶 するフレームメモリと、制御コントローラなどを含んで構成されている。断層像構成部 5 は、白黒スキャンコンバータやフレームメモリに格納されたトレーニング専用ファントム 或いは被検体 1内の断層フレームデータを 1画像として取得し、取得された断像フレ ームデータをテレビ同期で読み出すものである。
[0013] 歪み演算部 6は、 RF信号選択部及び変位演算部を含んで構成されており、整相加 算回路 4の後段に分岐して設けられている。 RF信号選択部は、フレームメモリと、選 択部とを含んで構成されている。この RF信号選択部は、整相加算回路 4からの複数 の RF信号データをフレームメモリに格納し、格納された RF信号フレームデータ群から 選択部により 1組すなわち 2つの RF信号フレームデータを選び出すものである。例え ば、 RF信号選択部は、整相加算回路 4から時系列すなわち画像のフレームレートに 基づいて生成される RF信号データをフレームメモリ内に順次確保し、制御演算部 12 力もの指令に応じて現在確保された RF信号フレームデータ (N)を第 1のデータとして 選択部で選択すると同時に、時間的に過去に確保された RF信号フレームデータ群（ N-1, N-2, Ν-3 · · ·Ν- M)の中から 1つの RF信号フレームデータ (X)を選択するもので ある。なお、ここで Ν, Μ, Xは RF信号フレームデータに付されたインデックス番号であ り、自然数とする。
[0014] 変位演算部は、 1組の RF信号フレームデータ力 生体組織の変位などを求めるも のである。例えば、変位演算部は、 RF信号選択部により選択された 1組のデータすな わち RF信号フレームデータ (Ν)及び RF信号フレームデータ (X)から 1次元或いは 2次 元相関処理を行って、断層像の各点に対応する生体組織おける変位や移動べタト ルすなわち変位の方向と大きさに関する 1次元又は 2次元変位分布を求める。ここで 、移動ベクトルの検出にはブロックマッチング法を用 、る。 [0015] ブロックマッチング法とは、画像を例えば N X N画素力 なるブロックに分け、関心領 域内のブロックに着目し、着目しているブロックに最も近似しているブロックを前のフ レーム力 探し、これを参照して予測符号ィ匕すなわち差分により標本値を決定する処 理である。
[0016] また、歪みのデータは、生体組織の移動量例えば変位を空間微分することによって 算出される。また、弾性率のデータは、圧力の変化を移動量の変化で除することによ つて計算される。例えば、変位演算部より計測された変位を A L、圧力計測部 (図示し ない)により計測された圧力を Δ Ρとすると、歪み (S)は、 A Lを空間微分することによつ て算出することができるから、 S= A L/ Δ Χという式を用いて求められる。
[0017] また、弾性率データのヤング率 Ymは、 Ym=( A P)/( A L/L)という式によって算出さ れる。このヤング率 Ymから断層像の各点に相当する生体組織の弾性率が求められる ので、 2次元の弾性画像データを連続的に得ることができる。なお、ヤング率とは、物 体に加えられた単純引張り応力と、引張りに平行に生じるひずみに対する比である。
[0018] 弾性画像構成部 (カラー DSC)7は、弾性データ処理部及びカラースキャンコンパ一 タを含んで構成されている。弾性データ処理部は、歪み演算部 6から時系列に出力 される弾性フレームデータをフレームメモリに確保し、確保されたフレームデータを制 御演算部 12の指令に応じて画像処理部により画像処理を行うものである。
[0019] カラースキャンコンバータは、弾性データ処理部力 の弾性フレームデータに基づ いて色相情報に変換するものである。つまり、カラースキャンコンバータは、弾性フレ ームデータに基づいて光の 3原色すなわち赤 (R)、緑 (G)、青 (B)に変換するものである 。例えば、歪みが大きい弾性データを赤色コードに変換すると同時に、歪みが小さい 弾性データを青色コードに変換する。なお、赤 (R)緑 (G)青 (B)の階調は 256階調であり 、データ値「255」は、大輝度で表示することを、逆にデータ値「0」は全く表示されない ことを意味する。このカラースキャンコンバータには、制御演算部 12を介してキーボー ドなどの操作部 13に接続されており、この操作部 13によって弾性画像の色合いなど が制御されるようになっている。また、探触子 2に圧力センサを取り付けることで、探触 子 2をトレーニング専用ファントム或いは被検体 1に押しつけた時の圧力を計測するこ とが可能となり、この圧力情報を制御演算部 12で取り込み、その圧力を測定し、表示 部 11に表示させることも可能である。
[0020] 合成部 10は、フレームメモリと、画像処理部と、画像選択部とを備えて構成されてい る。ここで、フレームメモリは、断層像構成部 5、弾性画像構成部 7及びグラフィック部 8 力ものデータを格納するものである。また、画像処理部は、フレームメモリに確保され た断層像データと弾性画像データを制御部の指令に応じて設定割合で加算して合 成するものである。合成画像の各画素の輝度情報及び色相情報は、白黒断層像と力 ラー弾性像の各情報を設定割合で加算したものとなる。さらに、画像選択部は、フレ ームメモリ内の断層像データと弾性画像データ及び画像処理部の合成画像データ のうちから画像表示器 11に表示する画像を制御部の指令に応じて選択するものであ る。
[0021] 制御演算部 12は、白黒断層像データ、歪み演算部から得られた歪みデータ、探触 子先の圧力センサより得られた圧力データなどを取り込み、これらと内部に持ったデ ータベースのデータとを比較検討し、適切な圧迫状態を表示したり、鳴音によってュ 一ザにガイドしたりするものである。これら形態に関し、具体例を用いて下記より説明 する。
[0022] 図 2は、この実施の形態に係る超音波診断装置の表示の一例を示す図である。画 像表示器 11には、断層像構成部 5から出力されるトレーニング専用ファントム或いは 被検体 1の濃淡断層像 (白黒断層データ)と、歪み (弾性)データに基づいて弾性画像 構成部 7で作成された組織弾性画像が図 2の (1)の部分に表示される。表示される組 織弾性画像は、ユーザが生体を模擬したトレーニング専用ファントム或いは被検体 1 を用いた場合の画像 (ユーザ抽出像)と、予め撮影されるとともに記憶された画像であ つて、グラフィック部 8によって生成された手本の画像 (手本像)とであり、これらが画面 上に並列に表示される。したがって、ユーザは自身が現在加圧中のユーザ抽出像と 手本像とを目視にて比較することによって、現在の加圧状態が適切なのか、不適切 なのかを容易に判断することができる。トレーニング専用ファントム或いは被検体 1は 、対象部位毎に複数種類設けられる。超音波診断装置は、この対象部位毎のトレー ユング専用ファントム或いは被検体 1の IDに対応したテーブルを備えている。そして、 トレーニングモードが選択された時には、トレーニング専用ファントム或いは被検体 1 の ID等を操作部 13を介して制御演算部 12に入力することで、対象部位のボディーマ ークの表示や、部位毎の適切な圧迫方法を表示するなどのトレーニングが可能とな る。
[0023] また、図 3に示すように、手本像 32にユーザ描出像 31を重ね合わせ、手本像 32に対 するユーザ描出像 31の一致度を検出して、その一致度を表示させる。圧迫の度合い が最適である力否かを使用者に認識させる。
具体的には、合成部 10が、手本像 32にユーザ描出像 31を重ね合わせる。手本像 3 2とユーザ描出像 31との画像位置を一致させる必要があるため、手本像 32とユーザ描 出像 31における探触子 2の位置を合わせる必要がある。
[0024] 比較対象がトレーニング専用ファントムであれば、探触子 2の当接面の型をファント ムにマーキングをしておく。手本像 32とユーザ描出像 31の画像取得の際、同じマー キング位置に探触子 2を当てることができる。また、比較対象が被検体であれば、上 記のようなマーキングをすることができないため、手本像 32とユーザ描出像 31の画像 取得時の探触子 2の 3次元位置を一致させる必要がある。具体的に、探触子 2には、 特開平 10- 151131号公報で開示されるような発信器及び受信器のいずれか一方が 取り付けられており、探触子 2が被検体 1のどの部位に位置しているかを制御演算部 1 2に認識させる。この方式を用いて、手本像 32となる予め記憶された画像の探触子 2 の位置を制御演算部 12に認識させておき、画像表示器 11上に 3次元位置を表示させ 、その位置に探触子 2がー致させるように、矢印等で使用者に促す。
[0025] また、制御演算部 12は、手本像 32に対するユーザ描出像 31の一致度を検出する。
一致度の検出方法としては、制御演算部 12において、手本像 32の悪性部位で示さ れる青色パターン 36を 2値ィ匕画像として登録しておき、手本像 32の青色パターン 36の 重心に対しユーザ描出像 31の青色パターン 35の重心が合うように移動させて重ね合 わせる。この重ね合わせ画像 33に基づいて、各々重なり合わない部分の面積、画素 数を求め、その重なり合わない面積の大きさ、画素数に応じて評価する。各々の青色 パターン 35, 36が全て一致していたら、一致度 100%として画像表示器 11上の表示ボ ックス 34に表示する。また、手本像 32の青色パターン 36に対しユーザ描出像 31の青 色パターン 35が 20%外れていたら、一致度 80%として画像表示器 11上の表示ボック ス 34に表示する。なお、ここでは青色パターンを例に取った力 何色でもよぐ良性の 赤色パターンを基準にしてもよい。また、青色パターン 35, 36の重心を基準にして、 画像を重ね合わせ、一致度を求めたが、青色パターン 35, 36の面積の大きさのみを 比較して評価してもよい。
[0026] さらに、制御演算部 12は、手本像 32の青色パターン 36に対してユーザ描出像 31の 青色パターン 35の面積が大きい場合、図 2に示すように、ユーザ抽出像の上部に「も う少し弱く押してください！ ！」のように圧迫に関する注意文を画像表示器 11上に表 示する。手本像 32の青色パターン 36に対してユーザ描出像 31の青色パターン 35の 面積が小さい場合、ユーザ抽出像の上部に「もう少し強く押してください！ ！」のよう に圧迫に関する注意文を画像表示器 11上に表示する。
[0027] 図 2の (2)の部分には、ユーザ使用時の圧力'歪みデータのグラフが探触子 2に取り 付けられた圧力センサからの圧力情報及び歪み演算部 6からの歪みデータに基づい て経過時間と共に表示されるようになっている。グラフの表示例としては、図 2のような スクロール式や棒グラフ式等がある。このグラフには、圧力不足の場合には、「不足の 圧迫'歪み」のしきい値を示す文字が、圧力過度の場合には、「過度の圧迫'歪み」の 閾値を示す文字がグラフィック部 8によって生成されて表示される。
[0028] このグラフの詳細を図 4を用いて説明する。「過度の圧迫'歪み」の閾値となる上限 値 41と「不足の圧迫 ·歪み」の閾値となる下限値 42と、圧力 ·歪みを示す曲線グラフ 43 が時系列に表示される。曲線グラフ 43力 現時刻で圧力が適度な閾値外 46であった ならば、制御演算部 12は点滅，鳴音 (ビープ音，音声等)'警告文を表示したりしてュ 一ザに認知させる。
[0029] また、適切でない圧迫は、圧力 (歪)が閾値以上 (以下)の時や圧力/ Δ Τにより、圧力 の変化が余りにも大き 、(少な 、；)時、或いはストレインレートが大き 、時等が考えられ る。例えば、太線グラフ 45のように急激に圧迫された場合、トレーニング専用ファント ム或 、は被検体 1内の固 、部位が圧迫方向とは異なる方向に滑るため、正確に歪み を計測することができない。そのため、ここではグラフの傾きが例えば 60度以上の場 合、或いはストレインレートが 1.7以上で異常である場合、制御演算部 12は急激に圧 迫されたと判定し、点滅 ·鳴音 (ビープ音 ·音声等) ·警告文を表示したりしてユーザに 認知させる。
[0030] また、乳腺、前立腺等の測定部位によって固さが異なるため、部位によって最適な 圧迫度合いも異なる。そこで、操作部 13にて或る測定部位を表示ボックス 44に入力 すると、制御演算部 12は「過度の圧迫 ·歪み」である上限値 41と「不足の圧迫 ·歪み」 である下限値 42とを可変させる。例えば、乳腺の場合、計測部位周辺が柔らかい構 造であるため、制御演算部 12は、上限値 41と下限値 42を共に下げ、上限値 41と下限 値 42の間隔を広くする。前立腺の場合、計測部位周辺が硬い構造であるため、制御 演算部 12は、上限値 41と下限値 42を共に上げ、上限値 41と下限値 42の間隔を狭くす る。
[0031] また、制御演算部 12は、探触子 2の種類によって上限値 41と下限値 42を設定しても よい。探触子 2は、コンベックス探触子、ラジアル探触子、セクタ探触子などの種類が あり、最適な圧迫加減が異なる。例えば、コンベックス探触子では、主に乳腺を計測 するため、制御演算部 12は、応力が 20KPaとなるよう、上限値 41と下限値 42を共に下 げ、上限値 41と下限値 42の間隔を広くする。ラジアル探触子では、制御演算部 12は 、応力が 60KPaとなるよう、上限値 41と下限値 42を共に上げ、上限値 41と下限値 42の 間隔を狭くする。セクタ探触子では、すい臓、大動脈、脈管、を観察するものであるた め、応力が 40KPaとなるように、上限値 41と下限値 42を共に初期値 (デフォルト状態)と する。
[0032] 図 2の (3)の部分には、探触子 2に取り付けられた圧力センサからの圧力情報に基づ いて探触子 2の現在の圧迫の方向や圧力の分散の状態を制御演算部 12が求め、そ れをユーザに認知させるための情報を表示するものである。すなわち、図に示すよう に矢印の方向と大きさで力の方向と大きさを示し、探触子 2の圧迫方向が適切かどう かを画像表示器 11に表示するものである。この実施の形態では、複数の圧力センサ を用いているので、複数の矢印が示されている。この矢印によって複数の圧力センサ の圧力方向と大きさを目視することができ、ユーザは圧力の偏りを画面で確認するこ とができる。なお、図 2では、矢印の下に「Lサイドを強く押してください！ ！」のように 警告文や注意文を表示して!/、る。
[0033] 探触子 2の圧力センサの構造について図 5,図 6を用いて説明する。図 6(A)は、図 2 の複数の圧力センサを用いた探触子の第 1の形態を示す図である。探触子 2の圧力 補助力ブラ 51の先端の 4隅、右側 (Right)、左側 (Left)、前側 (Front)、後側 (Back)に圧 力センサ lb, lc, Id, leが配置されている。制御演算部 12は、このような 4個の圧力セ ンサ lb, lc, Id, leからの圧力情報に基づいて、図 2の (3)の部分に示すような圧力の 分散の情報を矢印等として表示する。仮に、いずれか一方向の圧力が不足している 場合には、その方向を点滅 ·表示等を行うことで、その部分の圧力が不足しているこ とを示すので、操作者はその部分を加圧することによって、圧迫面全体を均一にカロ 圧することが可能となり、理想的な画像の描出に結びつけることが可能となる。
[0034] また、図 6(B)は、図 2の複数の圧力センサを用いた探触子の第 2の形態を示す図で ある。探触子 2の圧力補助力ブラ 51の先端に、振動子 52を挟む様にして長軸方向に 沿って圧力センサが複数配置され、上側圧力センサ群 54と下側圧力センサ群 55が 構成されている。制御演算部 12は、このような 2列の圧力センサ力もの圧力情報に基 づ 、て、図 7に示すように圧力の分散の情報を表示する。
[0035] 図 7(A)に示すように、圧力情報を濃淡で表示したり、カラーで画像表示部 11に表示 する。図 7(A)の圧力表示は、振動子 52及び圧力補助力ブラ 51の圧力センサの位置 に対応して表示して 、る。圧力補助力ブラ 52がトレーニング専用ファントム或 ヽは被 検体 1に対し強く圧力を力けて押すと圧力情報画像 55は濃く表示され、弱く圧力をか けて押すと圧力情報画像 56薄く表示される。図 7(A)では、右側の振動子が濃く示さ れていることから、右側に圧力が集中して探触子 2が当接されていることがわかる。よ つて、使用者は左寄りに圧力が掛カるように調整し、探触子 2を当接させる。なお、こ の圧力センサは少なくとも 2列配置されているため、上下の圧力状態も把握できる。
[0036] また、図 7(B)に示すように、圧力情報を XY方向に対して分解し、グラフで表示するこ ともできる。圧力補助力ブラ 51の長軸方向を X軸方向、短軸方向を Y軸方向とする。 X 軸方向に掛カる圧力分布、及び Y軸方向に掛カる圧力分布がグラフで表示されるこ とになる。例えば、 X軸グラフにおいて右側が大きくなつていれば、右側に圧力が集 中して探触子 2が当接されていることがわかる。よって、使用者は左寄りに圧力が掛か るように調整し、探触子 2を当接させる。 Y軸グラフにおいて、上側が大きくなつていれ ば、上側に圧力が集中して探触子 2が当接されていることがわかる。よって、使用者 は下寄りに圧力が掛カるように調整し、探触子 2を当接させる。
[0037] 図 6(C)は、図 2の複数の圧力センサを用いた探触子の第 3の形態を示す図である。
探触子 2の振動子が複数の cMUT素子 53で構成されており、 cMUT素子 53を用いて 圧力を計測する。具体的に、静電容量型圧力センサとして用いられる cMUT素子 53 に圧力が加えられると、その圧力によって、絶縁性のダイヤフラム膜が変形するととも に、ダイヤフラム膜の変形により、可動電極と固定電極の距離が変化する。そして、こ の距離の変化に基づ!、て、可動電極および固定電極を含むキャパシタの静電容量 が変化する。この静電容量の変化を検出することで圧力を検出する。 cMUT素子 53を 用いた探触子 2を用いて図 7で示すような圧力情報を画像表示部 11に表示することが できる。
[0038] 次に、圧力グラフ 80を表示させる例を図 8(A)に示す。制御演算部 12は、ユーザ描出 像 81に圧力グラフ 80を表示させる。触子 2の圧力補助力ブラ 51に複数の圧力センサ が複数配置された場合や、 cMUT素子 53である場合において、圧力センサに対応す る位置に圧力情報を画像に表示させる。具体的には、ユーザ描出像 81の上端部に 圧力センサに対応する画面表示位置に圧力グラフ 80を表示させる。
[0039] 図 8(A)の例では、ユーザ描出像 81の右側の方に圧力が大きく掛カつていることが分 かる。よって、探触子 2の左寄りに圧力が大きく掛力 ていることになるため、使用者 は右寄りに圧力が掛カるように調整し、探触子 2を当接させる。このようにユーザ描出 像 81上に圧力グラフ 80を表示させることにより、画面を見ながら圧力情報を得ることが できるため、効率が向上する。
なお、この圧力グラフ 80は半透明でもよぐ圧力グラフ 80ユーザ描出像 81に影響さ せないようにすることもできる。また、圧力グラフ 80はカラーで表示してもよぐ例えば、 強!、圧力は黄色、弱 、圧力は白色として表示してもよ!/、。
[0040] また、使用者に探触子 2の傾き方向を画面に指示し、探触子 2の当接方向を誘導す る形態を図 8(B)に示す。長軸 84(X軸)方向に掛かる圧力分布、及び短軸 83(Y軸)方向 に掛力る圧力分布を制御演算部 12が把握し、探触子 2をどれだけ傾ける力を演算し て表示させる。例えば、長軸 84(Χ軸)において左側が大きくなつていれば、指示矢印 8 5は右回りに回転させるように表示する。短軸 83(Υ軸)にお 、て上側が大きくなつて!/ヽ れば、指示矢印 86は下回りに回転させるように表示する。その傾ける度合いは、矢印 の長さや太さによってリアルタイムに表示させる。
[0041] このように、探触子 2の長軸 84(X軸)を中心にして回転させる指示矢印 86を表示させ 、また探触子 2の短軸 83(Y軸)を中心にして回転させる指示矢印 86を表示させる。そし て、現在の当接状態からトレーニング専用ファントム或いは被検体 1に対して、どの程 度傾けて当接させればいいのか指示を与える。指示矢印 85と指示矢印 86の指示によ り、使用者は適切に圧力が掛カるように調整し、探触子 2を当接させる。
[0042] 図 9は、生体を模擬したトレーニング専用ファントムの一例を示す図である。このトレ 一ユング専用ファントムには、例えば、乳腺用、前率腺用、甲状腺用、肝臓用などが ある。図 9において、斜線で示す Α部は、癌等の関心組織の弾性率 '反射率'形状を 模擬したものであり、 B部は正常の脂肪等の組織 (乳腺では乳腺組織)の弾性率 ·反 射率'形状を模擬したものである。このような生体を模擬したトレーニング専用ファント ムを用いることで、ユーザはあた力も実生体の組織弾性像を描写して 、るかのように 、トレーニングを行うことができ、よりトレーニングを効率的に進めることができる。これ らのトレーニング専用ファントム情報を ID等で制御部で管理することで、トレーニング 専用ファントムに応じた圧迫ガイドが可能となる。
[0043] 図 10及び図 11は、図 9のトレーニング専用ファントムの製造方法の一例を示す図で ある。ここでは、寒天を使ったトレーニング用生体模擬ファントムの製造方法を示す。 まず、図 10(A)のように、溶液 A, B, Cをビーカ 61〜63に準備する。溶液中には超音波 散乱体を入れ、溶液 Aと溶液 Bが同濃度 (輝度が同じになるよう)にし、脱気をしながら じっくりかきまぜる。この場合、溶液の関係は次のようにする。
A：寒天の濃度を高い (硬くなる）
B：寒天の濃度が低!、(軟らカ 、）
C：寒天の濃度が低 、(軟らカ 、）
[0044] 次に、図 10(B)のように、悪性腫瘍 (癌)と良性腫瘍を模擬した形のケース 64, 65をそ れぞれ準備する。ケース 64が悪性腫瘍 (癌)用であり、ケース 65が良性腫瘍用である。 図 10(C)のように、ケース 64に硬い組織用の溶液 Aを、ケース 65に軟らかい組織用の 溶液 Bを注ぎ、冷やして固める。寒天は融点が 45°Cで沸点は 80°Cであるので常温保 存でも問題なく固まる。溶液 A, Bが固まったらケース 64, 65から取り出す。
次に、図 11(A)のような周辺組織用のファントムケース 66を準備する。このファントム ケース 66に図 11(B)のように周辺組織用の溶液 Cを注ぐ。これに、ケース 64, 65から取 り出した溶液 A, Bの凝固体 67, 68を糸 69, 6Aで吊るし、ファントムケース 66内の溶液 C中に固定する。この状態で常温保存することによって、寒天が凝固するので、これ をファントムケース 66から取り出すことによって、図 11(D)のようなトレーニング専用ファ ントム 70が完成する。取り出したトレーニング専用ファントム 70には、その後ラッピング 処理を行うことが望ましい。

Claims

請求の範囲
[1] 超音波探触子と、前記超音波探触子から被検体或いはファントムに超音波を送受 信させる超音波送受信部と、前記超音波探触子によって検出された信号を処理して 歪み弾性画像を生成する信号処理手段と、前記歪み弾性画像を表示する表示手段 とを備えた超音波診断装置において、前記被検体或いはファントムと前記超音波探 触子の間における複数箇所の圧力を検出する圧力検出手段を有し、前記複数箇所 の圧力状態を前記表示手段に表示することを特徴とする超音波診断装置。
[2] 前記超音波探触子には、複数の圧力検出手段が配置されている圧力補助力ブラ が備えられることを特徴とする請求項 1記載の超音波診断装置。
[3] 前記表示手段は、複数の前記圧力検出手段のいずれかの方向の圧力が不足して いる場合には、該圧力が不足している方向を表示することを特徴とする請求項 1記載 の超音波診断装置。
[4] 前記表示手段は、前記圧力検出手段の配置に対応した圧力情報を画像濃淡或!ヽ は矢印で表示することを特徴とする請求項 1記載の超音波診断装置。
[5] 前記表示手段は、前記圧力検出手段の配置に対応した圧力情報をグラフ表示す ることを特徴とする請求項 1記載の超音波診断装置。
[6] 前記圧力検出手段は、 cMUT素子であり、静電容量の変化により圧力を検出するこ とを特徴とする請求項 1記載の超音波診断装置。
[7] 前記表示手段は、前記歪み弾性画像上の前記圧力検出手段に対応する位置に圧 力グラフを表示することを特徴とする請求項 1記載の超音波診断装置。
[8] 前記超音波探触子の圧力状態に基づいて、前記超音波探触子の長軸及び短軸を 中心にして回転させる指示矢印をそれぞれ表示させることを特徴とする請求項 1記載 の超音波診断装置。
[9] 前記表示手段は、リアルタイムに取得される歪み弾性画像と予め撮影した歪み弹 性手本画像を並列に表示することを特徴とする請求項 1記載の超音波診断装置。
[10] 前記表示手段は、前記歪み弾性画像の生成時に取得される歪み量及び前記圧力 の少なくとも一方をグラフ表示することを特徴とする請求項 1記載の超音波診断装置
[11] 前記被検体或いはファントムの対照部位毎に対応した圧迫方法テーブルを備え、 前記対照部位に対応した圧迫方法を表示させることを特徴とする請求項 1記載の超 音波診断装置。
[12] リアルタイムに取得される歪み弾性画像と予め撮影した歪み弾性手本画像とを重ね 合わせ、前記歪み弾性手本画像に対する前記リアルタイムに取得される歪み弾性画 像の一致度を検出する検出手段を備えることを特徴とする請求項 1記載の超音波診 断装置。
[13] 前記検出手段は、前記リアルタイムに取得される歪み弾性画像及び予め撮影した 歪み弾性手本画像の色相情報を 2値ィ匕して重ね合わせることを特徴とする請求項 12 記載の超音波診断装置。
[14] 前記検出手段は、前記歪み弾性手本画像に対する前記リアルタイムに取得される 歪み弾性画像の重なり合わない部分の面積或いは画素により一致度を検出すること を特徴とする請求項 12記載の超音波診断装置。
[15] 前記一致度に応じて注意文を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項 1
2記載の超音波診断装置。
[16] 前記表示手段は、取得した前記圧力情報を経過時間とともにグラフ表示させること を特徴とする請求項 1記載の超音波診断装置。
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