JP6279203B2 - Ultrasonic diagnostic apparatus and control method of ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法に関するものである。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus and a method for controlling the ultrasonic diagnostic apparatus.
超音波診断装置は、超音波探触子と接続され、この超音波探触子を介して被検体内部の測定対象の情報を取得することができるので、医療分野で広く活用されている。 An ultrasonic diagnostic apparatus is widely used in the medical field because it is connected to an ultrasonic probe and can acquire information on a measurement target inside the subject via the ultrasonic probe.
超音波診断装置を用いた検査では、定期的に測定対象のほぼ同一の位置で検査したり、定期的な検査ではなくても測定対象の所定の位置で検査したりする場合がある。例えば、動脈硬化の診断において、初期の粥状硬化を知る重要な指標である頸動脈の内中膜複合体厚(Initima−MediaThickness、以下IMTと略す。)の測定は、定期的に毎回、同一の頚動脈の位置で行われることが望ましいとされている。 In the inspection using the ultrasonic diagnostic apparatus, there is a case where the inspection is periodically performed at substantially the same position of the measurement object, or the inspection is performed at a predetermined position of the measurement object even if it is not a periodic inspection. For example, in the diagnosis of arteriosclerosis, the measurement of the intima-media complex thickness (Initia-MediaThickness, hereinafter referred to as IMT) of the carotid artery, which is an important index for knowing initial atherosclerosis, is the same every time. It is desirable to be performed at the position of the carotid artery.
IMTは、血管壁の内膜と中膜の複合体の厚さのことであり、図8に示す血管内腔201と外膜202との間に見える層(内中膜203)をいう。IMT測定は、一般的に超音波診断装置を用い、血管内腔201と内膜204との境界(以後、内腔内膜境界205とする。)および中膜206と外膜202との境界(以後、中膜外膜境界207とする。)を検出し、その厚さを測定する。 IMT is the thickness of the complex of the intima and media of the blood vessel wall, and refers to the layer (intima and media 203) visible between the blood vessel lumen 201 and the outer membrane 202 shown in FIG. The IMT measurement generally uses an ultrasonic diagnostic apparatus, and includes a boundary between the blood vessel lumen 201 and the intima 204 (hereinafter referred to as a lumen-intima boundary 205) and a boundary between the medial membrane 206 and the outer membrane 202 ( Hereinafter, it will be referred to as the media-outer membrane boundary 207.) and its thickness is measured.
このIMT測定は、図8に示すような頸動脈208の長軸方向(血管が伸長した方向)に切断した断面(以下、長軸断面とする。)に基づき、血管壁にIMT測定範囲209を設定し、その範囲209内でIMT値が算出される。一般的には、このIMT測定範囲209で測定されるIMTの最大厚(maxIMT)や平均厚(meanIMT)をIMT値としている。例えば、非特許文献1では、IMT測定範囲209を頸動脈208のうち総頸動脈(CCA:Common Carotid Artery)の遠位側(頭側)の端1cmに設定することが推奨されている。 This IMT measurement is based on a cross section (hereinafter referred to as a long-axis cross section) cut in the long axis direction of the carotid artery 208 (hereinafter referred to as a long axis cross section) as shown in FIG. The IMT value is calculated within the range 209. In general, the IMT maximum thickness (maxIMT) and average thickness (meanIMT) measured in the IMT measurement range 209 are used as IMT values. For example, in Non-Patent Document 1, it is recommended that the IMT measurement range 209 is set to 1 cm on the distal side (cranial side) of the common carotid artery (CCA) in the carotid artery 208.
非特許文献1に開示されているIMT測定範囲209は、頚動脈の長軸断面における頚動脈の所定の位置でIMT測定範囲を設定するものであって、頚動脈の短軸断面における所定の位置を設定するものではない。すなわち、短軸断面とは、頚動脈の長軸方向に対して垂直方向であり、超音波探触子からの超音波を送受信する方向(以下、深さ方向とする。)と、頚動脈の長軸方向および深さ方向に対する垂直方向(以下、短軸方向とする。)とで構成される平面に存する環状の血管断面のことであって、上記非特許文献1は環状の血管壁における所定の位置でIMT測定を行うか設定するものではない。 The IMT measurement range 209 disclosed in Non-Patent Document 1 sets an IMT measurement range at a predetermined position of the carotid artery in the long-axis section of the carotid artery, and sets a predetermined position in the short-axis section of the carotid artery. It is not a thing. That is, the short-axis cross section is a direction perpendicular to the major axis direction of the carotid artery, the direction in which ultrasonic waves from the ultrasound probe are transmitted and received (hereinafter referred to as the depth direction), and the major axis of the carotid artery. An annular blood vessel cross section existing in a plane composed of a direction perpendicular to the depth direction and the depth direction (hereinafter referred to as the minor axis direction), and Non-Patent Document 1 describes a predetermined position on the annular blood vessel wall. Does not set whether or not to perform IMT measurement.
この短軸断面における所定の位置にIMT測定範囲209を設定するには、超音波探触子から頚動脈に向けて送信される超音波の送信方向が重要である。すなわち、首筋表面に配置した超音波探触子の向き(角度)が重要であって、例えば特許文献1では、IMT測定に関するものではないが、超音波探触子に角速度センサや磁気センサなどの位置センサを備え、測定対象に対する超音波探触子の向き(超音波の送信方向)示す模式図を表示器に表示することで、操作者が超音波探触子を測定対象の所定の位置に合わせるためのガイドとする構成が開示されている。 In order to set the IMT measurement range 209 at a predetermined position in the short-axis cross section, the transmission direction of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe toward the carotid artery is important. That is, the direction (angle) of the ultrasonic probe arranged on the neck surface is important. For example, Patent Document 1 does not relate to IMT measurement, but the ultrasonic probe includes an angular velocity sensor and a magnetic sensor. By providing a position sensor and displaying a schematic diagram showing the direction of the ultrasonic probe relative to the measurement target (transmission direction of ultrasonic waves) on the display, the operator places the ultrasonic probe at a predetermined position of the measurement target. A configuration serving as a guide for matching is disclosed.
したがって、特許文献1の構成によると、操作者はまず、被検体の首筋の皮膚表面に超音波探触子を配置して超音波探触子を皮膚表面に当接させたまま移動させ、頚動脈の断層画像を取得する。そして、この頚動脈の断層画像に基づき、頚動脈の長軸断面における所定の位置近傍に超音波探触子を移動させる。その後、超音波探触子と皮膚表面との当接部
分を固定したまま、その当接部分を支点として超音波探触子の向きを調整することで、頚動脈の短軸断面における所定の位置に超音波探触子を配置していく。この際、操作者は、模式図を参照しながら、超音波探触子の向き(角度)を微調整していくことになる。
Therefore, according to the configuration of Patent Document 1, the operator first arranges the ultrasonic probe on the skin surface of the neck of the subject, moves the ultrasonic probe in contact with the skin surface, and moves the carotid artery. The tomographic image of is acquired. Then, based on the tomographic image of the carotid artery, the ultrasonic probe is moved in the vicinity of a predetermined position in the long-axis cross section of the carotid artery. Then, with the contact portion between the ultrasound probe and the skin surface fixed, the direction of the ultrasound probe is adjusted using the contact portion as a fulcrum, so that the ultrasound probe is positioned at a predetermined position on the short-axis cross section of the carotid artery. Place the ultrasound probe. At this time, the operator finely adjusts the direction (angle) of the ultrasonic probe with reference to the schematic diagram.
しかしながら、特許文献1の構成では、超音波探触子の向きを微調整する場合など厳密な角度合わせをしようとした場合、非常に使い勝手が悪いという課題を有していた。
すなわち、特許文献1の構成では、断層画像とは別に測定対象に対する超音波探触子の向きを示す模式図を備えたものであるので、断層画像と模式図とを逐次確認しながら、厳密な角度合わせをしなければならない。特に、頚動脈のIMT測定のように、測定対象が微細であり、熟練のスキルが要求される場合、使い勝手が悪いものであった。
However, the configuration of Patent Document 1 has a problem that it is very inconvenient when it is attempted to perform an accurate angle adjustment such as when finely adjusting the direction of the ultrasonic probe.
In other words, the configuration of Patent Document 1 includes a schematic diagram showing the orientation of the ultrasonic probe with respect to the measurement object separately from the tomographic image. The angle must be adjusted. In particular, as in the case of the IMT measurement of the carotid artery, when the measurement target is fine and skilled skills are required, it is inconvenient.
本発明は、前記従来の課題を解決するためのもので、操作者が使い勝手がよく、簡便に検査を行うことができる超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus and a method for controlling the ultrasonic diagnostic apparatus that are easy to use for an operator and can be easily inspected. To do.
そして、この目的を達成するために本発明の超音波診断装置は、振動子を有する超音波探触子が接続可能に構成され、測定対象に対して所定の計測処理を行う超音波診断装置であって、前記超音波探触子から前記測定対象に向けて超音波を送信させ、前記超音波探触子が受信した反射超音波に基づき複数フレームの受信信号を生成する送受信処理を行い、前記フレーム毎の受信信号に基づき断層画像の生成し、前記送受信処理時の前記超音波探触子の角度を取得し、前記超音波探触子の角度と所定の目標角度とを比較し、前記目標角度に対する前記超音波探触子の角度の差分に基づき、前記超音波探触子の角度を前記目標角度へ誘導させるためのガイド画像を生成し、前記ガイド画像を前記超音波探触子の角度を取得したフレームに対応する断層画像に重畳して表示する表示処理を行う、制御器を備えた構成とした。 In order to achieve this object, the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention is an ultrasonic diagnostic apparatus that is configured to be connectable with an ultrasonic probe having a transducer and performs a predetermined measurement process on a measurement target. And transmitting and receiving ultrasonic waves from the ultrasonic probe toward the measurement target, generating a reception signal of a plurality of frames based on the reflected ultrasonic waves received by the ultrasonic probe, A tomographic image is generated based on a reception signal for each frame, an angle of the ultrasonic probe at the time of the transmission / reception processing is acquired, an angle of the ultrasonic probe is compared with a predetermined target angle, and the target Based on the difference of the angle of the ultrasonic probe with respect to the angle, a guide image for guiding the angle of the ultrasonic probe to the target angle is generated, and the guide image is converted into the angle of the ultrasonic probe. Corresponding to the frame that acquired Performing a display process of displaying superimposed on a layer image, and configured to include a controller.
また、本発明の超音波診断装置の制御方法は、振動子を有する超音波探触子が接続可能に構成され、測定対象に対して所定の計測処理を行う超音波診断装置の制御方法であって、前記超音波探触子から前記測定対象に向けて超音波を送信させ、前記超音波探触子が受信した反射超音波に基づき複数フレームの受信信号を生成する工程Aと、前記フレーム毎の受信信号に基づき断層画像の生成する工程Bと、前記送受信処理時の前記超音波探触子の角度を取得する工程Cと、前記超音波探触子の角度と所定の目標角度とを比較し、前記目標角度に対する前記超音波探触子の角度の差分に基づき、前記超音波探触子の角度を前記目標角度へ誘導させるためのガイド画像を生成する工程Dと、前記ガイド画像を、前記超音波探触子の角度を取得したフレームに対応する断層画像に重畳して表示する表示処理を行う工程Eと、を含む。 In addition, the control method of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention is a control method of the ultrasonic diagnostic apparatus that is configured to be connectable with an ultrasonic probe having a transducer and performs a predetermined measurement process on a measurement target. A step A for transmitting ultrasonic waves from the ultrasonic probe toward the measurement target, and generating a reception signal of a plurality of frames based on the reflected ultrasonic waves received by the ultrasonic probe; The step B for generating a tomographic image based on the received signal of step B, the step C for acquiring the angle of the ultrasonic probe during the transmission / reception process, and the angle of the ultrasonic probe and a predetermined target angle are compared. Generating a guide image for guiding the angle of the ultrasonic probe to the target angle based on the difference of the angle of the ultrasonic probe with respect to the target angle; and the guide image, Obtained the angle of the ultrasound probe And a step E of performing a display process of displaying superimposed on the tomographic image corresponding to the frame, a.
本発明の超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法によれば、上記構成により、測定対象に対する超音波探触子の向きを微調整する際に、断層画像に注視しつつ、角度合わせが可能となるため、操作者に使い勝手がよく、簡便に検査を行うことができる。 According to the ultrasonic diagnostic apparatus and the control method of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, with the above configuration, when finely adjusting the direction of the ultrasonic probe with respect to the measurement target, the angle adjustment is performed while gazing at the tomographic image. Since it becomes possible, it is convenient for the operator and can be easily inspected.
以下に、本発明の超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。 Embodiments of an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic diagnostic apparatus control method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における超音波診断装置のブロック図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
図1に示す超音波診断装置1は、超音波探触子2および表示器3と接続されている。 An ultrasonic diagnostic apparatus 1 shown in FIG. 1 is connected to an ultrasonic probe 2 and a display 3.
超音波探触子2は、一次元方向に配列された複数の振動子(不図示)を有し、振動子を通じて測定対象を含む被検体に超音波を送信するとともに、その反射超音波を受信して電気信号へと変換する。 The ultrasonic probe 2 has a plurality of transducers (not shown) arranged in a one-dimensional direction, and transmits ultrasonic waves to a subject including a measurement object through the transducers and receives reflected ultrasonic waves. And converted into an electrical signal.
なお、実施の形態1では、頚動脈のIMT測定を例に説明するため、ここでいう測定対象とは血管であって、具体的には頚動脈のことを指す。また、実施の形態1においては、一次元方向に配列された複数の振動子を有する超音波探触子2の例を示しているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、頚動脈の反射超音波を取得できる構成であればよく、例えば、二次元方向に振動子を配列した二次元配列振動子や、一次元方向に配列された複数の振動子を機械的に揺動させて三次元の断層画像を構築する揺動型超音波探触子を用いてもよい。 In the first embodiment, since IMT measurement of the carotid artery is described as an example, the measurement target here is a blood vessel, and specifically refers to the carotid artery. In Embodiment 1, an example of the ultrasound probe 2 having a plurality of transducers arranged in a one-dimensional direction is shown, but the present invention is not limited to this. In other words, any configuration capable of acquiring reflected ultrasound of the carotid artery may be used. For example, a two-dimensional array transducer in which transducers are arranged in a two-dimensional direction or a plurality of transducers arranged in a one-dimensional direction are mechanically shaken. An oscillating ultrasonic probe that moves and constructs a three-dimensional tomographic image may be used.
超音波探触子2には、角度センサ4が内蔵されており、駆動中の超音波探触子2の角度情報を逐次取得し、その角度情報を超音波診断装置1に向けて出力する。 The ultrasonic probe 2 has a built-in angle sensor 4, which sequentially acquires angle information of the driving ultrasonic probe 2 and outputs the angle information to the ultrasonic diagnostic apparatus 1.
なお、実施の形態1においては、角度センサ4として超音波探触子2の重力方向に対する角度を求める加速度センサを用いた構成を示すが、本発明はこれに限定されず、例えば、磁気センサ、光学センサなど、超音波探触子2の角度情報を取得できるものであればよい。また、角度センサ4は、超音波探触子2に必ずしも内蔵する必要はなく、使用する角度センサ4の種類に応じて、内蔵するか否かを適宜定めることができる。 In the first embodiment, a configuration using an acceleration sensor for obtaining an angle with respect to the direction of gravity of the ultrasonic probe 2 as the angle sensor 4 is shown, but the present invention is not limited to this, for example, a magnetic sensor, What is necessary is just to be able to acquire angle information of the ultrasonic probe 2 such as an optical sensor. In addition, the angle sensor 4 does not necessarily need to be built in the ultrasonic probe 2, and it can be appropriately determined whether or not to be built according to the type of the angle sensor 4 to be used.
超音波診断装置1は、制御器5を備える。この制御器5は、送受信部6、角度変換部7、断層画像生成部8、ROI設定部9、ROI画像生成部10、目標角度記憶部11、角度判定部12、ガイド生成部13、ガイド表示記憶部14、IMT算出部15、表示制御部16および制御部17から構成される。 The ultrasonic diagnostic apparatus 1 includes a controller 5. The controller 5 includes a transmission / reception unit 6, an angle conversion unit 7, a tomographic image generation unit 8, a ROI setting unit 9, a ROI image generation unit 10, a target angle storage unit 11, an angle determination unit 12, a guide generation unit 13, and a guide display. The storage unit 14, the IMT calculation unit 15, the display control unit 16, and the control unit 17 are configured.
送受信部6は、超音波探触子2と接続するものであって、超音波探触子2から超音波を
送信するために、所定のタイミングの駆動パルスを複数の振動子に供給する。また、超音波探触子2で反射超音波を受信して変換した電気信号を受け取り、その電気信号の増幅、検波などの、断層画像の構築に必要な受信処理を行うことで受信信号を生成する。そして、この送信処理および受信処理を繰り返し連続して行い、複数の受信信号からなるフレームを複数構築していく。
The transmission / reception unit 6 is connected to the ultrasonic probe 2 and supplies driving pulses at a predetermined timing to a plurality of transducers in order to transmit ultrasonic waves from the ultrasonic probe 2. In addition, the ultrasonic probe 2 receives the reflected ultrasonic wave and receives the converted electric signal, and generates a received signal by performing reception processing necessary for constructing a tomographic image, such as amplification and detection of the electric signal. To do. Then, the transmission process and the reception process are repeatedly performed continuously to construct a plurality of frames made up of a plurality of received signals.
なお、ここでいうフレームとは、1枚の断層画像を構築する上で必要な受信信号の一つのまとまりであって、この一つのまとまりの受信信号に基づき断層画像を構築するために処理された信号、あるいは、この一つのまとまりの受信信号に基づき構築された1枚の断層画像のことをいう。 Note that a frame here is a group of received signals necessary for constructing a single tomographic image, and was processed to construct a tomographic image based on this group of received signals. A signal or a single tomographic image constructed on the basis of a single received signal.
角度情報変換部7は、角度センサ4からの角度情報に基づき、超音波探触子2の角度を算出する。 The angle information conversion unit 7 calculates the angle of the ultrasonic probe 2 based on the angle information from the angle sensor 4.
断層画像生成部8は、送受信部6で生成したフレーム毎の受信信号に基づき、座標変換などを行って断層画像情報を逐次構築する。そして、後述する表示制御部16を介して、生成した断層画像を逐次、表示器3で表示する。また、断層画像生成部8は、構築された断層画像情報(すなわち、フレーム毎の断層画像をいう。)と、その構築された断層画像情報が取得された際に角度情報演算部7で演算された超音波探触子2の角度とを関連付ける。 The tomographic image generation unit 8 sequentially constructs the tomographic image information by performing coordinate conversion based on the received signal for each frame generated by the transmission / reception unit 6. Then, the generated tomographic images are sequentially displayed on the display 3 via the display control unit 16 described later. The tomographic image generation unit 8 is calculated by the angle information calculation unit 7 when the acquired tomographic image information (that is, a tomographic image for each frame) and the acquired tomographic image information are acquired. The angle of the ultrasonic probe 2 is correlated.
なお、実施の形態1では、断層画像情報に超音波探触子2の角度を関連付ける構成としたが、フレーム毎の複数の受信信号、あるいは、フレーム毎の複数の受信信号から断層画像情報へと処理される過程の信号に関連付ける構成であってもよいことはいうまでもない。この場合、角度情報演算部7は、超音波探触子2の角度を送受信部6へ出力することになる。 In the first embodiment, the angle of the ultrasound probe 2 is associated with the tomographic image information. However, a plurality of received signals for each frame or a plurality of received signals for each frame are converted into tomographic image information. Needless to say, the configuration may be related to the signal of the process being processed. In this case, the angle information calculation unit 7 outputs the angle of the ultrasonic probe 2 to the transmission / reception unit 6.
ROI設定部9は、関心領域(以下、Region of Interestの略でROIと称する。)を設定するものであって、一般的なパターンマッチングによって設定される。このROIは、頚動脈のIMT測定ではIMT測定範囲を設定するものである。頚動脈の長軸断面の断層画像は、体表面からの深さ方向に沿って順に頚動脈の体表面に近い側の血管壁(前壁)と遠い側の血管壁(後壁)が現れる。この血管壁に相当する部分は、断層画像において高い輝度として現れる。したがって、ROI設定部9において予め記憶しておいた前壁と後壁の輝度情報のパターンと逐次得られた断層画像の輝度情報のパターンとを比較し、マッチした断層画像に対して、ROIを設定する。 The ROI setting unit 9 sets a region of interest (hereinafter, abbreviated as “Region of Interest”) and is set by general pattern matching. This ROI sets the IMT measurement range in the IMT measurement of the carotid artery. In the tomographic image of the longitudinal cross section of the carotid artery, the blood vessel wall (anterior wall) on the side closer to the body surface of the carotid artery and the blood vessel wall (the rear wall) on the far side appear in order along the depth direction from the body surface. The portion corresponding to the blood vessel wall appears as high luminance in the tomographic image. Therefore, the brightness information pattern of the front wall and the rear wall stored in advance in the ROI setting unit 9 is compared with the brightness information pattern of the tomographic image obtained sequentially, and the ROI is applied to the matched tomographic image. Set.
なお、ここでは、自動的にROIを設定する構成について示したが、操作者が断層画像を確認しながら、操作部(不図示)によりROIを設定する構成であってもよい。 Here, although the configuration in which the ROI is automatically set is shown, a configuration in which the operator sets the ROI with an operation unit (not shown) while confirming the tomographic image may be used.
また、実施の形態1においては、断層画像の輝度情報に基づきROIを設定する構成を示しているが、その上流の送受信部6からの受信信号の信号強度からROIを設定する構成であってもよい。前壁、後壁に相当する受信信号の信号強度は、他の信号強度と比べて相対的に大きいからである。 In the first embodiment, the ROI is set based on the luminance information of the tomographic image. However, even if the ROI is set based on the signal strength of the received signal from the upstream transmitting / receiving unit 6, the ROI is set. Good. This is because the signal strength of the reception signals corresponding to the front wall and the rear wall is relatively large compared to other signal strengths.
ROI画像生成部10は、ROI設定部9で設定されたROIに基づき、断層画像上にROIを表示させるための画像を生成する。 The ROI image generation unit 10 generates an image for displaying the ROI on the tomographic image based on the ROI set by the ROI setting unit 9.
目標角度記憶部11は、測定対象に対して測定すべき所定の目標角度を記憶する。すなわち、過去に診断した際の測定対象に対する超音波探触子2の角度、あるいは、予め設定しておいた所定の角度を、目標角度として記憶している。 The target angle storage unit 11 stores a predetermined target angle to be measured for the measurement target. That is, the angle of the ultrasonic probe 2 with respect to the measurement object at the time of diagnosis in the past or a predetermined angle set in advance is stored as the target angle.
角度判定部12は、ROIが設定されたことを前提として、目標角度記憶部11記憶された所定の目標角度に基づき、角度情報変換部7で演算された超音波探触子2の角度と比較し、その差分(ズレ)を算出する。そして、その比較結果から超音波探触子2が目標角度と一致したか否かを判定する。一致したと判定した場合は、一致したことをガイド生成部13に出力するとともに、IMT算出部15でそのROI内のIMTを測定する。一方、一致しなかった場合は、その差分(ズレ)に基づき、超音波探触子2の向きをどの程度を変えればよいかを判定し、その情報をガイド生成部13に出力する。 The angle determination unit 12 compares with the angle of the ultrasound probe 2 calculated by the angle information conversion unit 7 based on the predetermined target angle stored in the target angle storage unit 11 on the assumption that the ROI is set. Then, the difference (deviation) is calculated. Then, from the comparison result, it is determined whether or not the ultrasonic probe 2 matches the target angle. If it is determined that they match, the match is output to the guide generator 13 and the IMT calculator 15 measures the IMT in the ROI. On the other hand, if they do not match, based on the difference (deviation), it is determined how much the direction of the ultrasound probe 2 should be changed, and the information is output to the guide generator 13.
なお、超音波探触子2の角度が、目標角度に必ずしも完全一致する必要はなく、目標角度に対し、所定の範囲内の角度に超音波探触子2が位置されたとすれば、一致したと判定し、ガイド生成部13に出力する構成にしてもよい。したがって、本発明における所定の目標角度の一致とは、その角度そのものに一致した場合と、その目標角度に対して、例えば、プラスマイナス5°というように、所定の範囲内の角度に一致した場合を、を意味することになる。 Note that the angle of the ultrasound probe 2 does not necessarily coincide with the target angle. If the ultrasound probe 2 is positioned at an angle within a predetermined range with respect to the target angle, the angles match. May be determined and output to the guide generation unit 13. Therefore, the coincidence of the predetermined target angle in the present invention is the case where it coincides with the angle itself, and the case where it coincides with an angle within a predetermined range, for example, plus or minus 5 ° with respect to the target angle. Will mean.
ガイド生成部13は、角度判定部12において、超音波探触子2の角度が目標角度に一致したと判定した場合は、一致したことを示す表示画像(以下、一致画像とする。)を生成する。一方、一致しなかったと判定した場合は、その差分(ズレ)に基づき、超音波探触子2の向きをどの程度変えればよいかを示すガイド画像を生成する。 When the angle determination unit 12 determines that the angle of the ultrasound probe 2 matches the target angle, the guide generation unit 13 generates a display image (hereinafter referred to as a match image) indicating that they match. To do. On the other hand, if it is determined that they do not match, a guide image indicating how much the direction of the ultrasound probe 2 should be changed is generated based on the difference (deviation).
ガイド表示記憶部14は、ガイド生成部13で生成されたガイド画像を随時記憶する。 The guide display storage unit 14 stores the guide image generated by the guide generation unit 13 as needed.
IMT算出部15は、ROI設定部9で設定されたROIに基づき、IMT測定を行い、IMT値を算出する。 The IMT calculation unit 15 performs IMT measurement based on the ROI set by the ROI setting unit 9, and calculates an IMT value.
表示制御部16は、断層画像生成部8で生成された断層画像情報に基づき、断層画像を逐次構築する。そして、ガイド表示記憶部14で記憶されているガイド表示を断層画像に重畳して表示させるよう制御する。なお、上述の通り、断層画像情報と、その際の超音波探触子2の角度とが関連付けられているので、表示する断層画像に対応したガイド表示を断層画像上に表示することができる。また、ここで生成するガイド表示情報は、単に文字で表示する構成であってもよいし、操作者が視覚的、直感的に理解できるマークで表示してもよいし、これらを組み合わせた表示であってもよい。 The display control unit 16 sequentially constructs tomographic images based on the tomographic image information generated by the tomographic image generating unit 8. Then, control is performed so that the guide display stored in the guide display storage unit 14 is displayed superimposed on the tomographic image. As described above, since the tomographic image information is associated with the angle of the ultrasound probe 2 at that time, a guide display corresponding to the tomographic image to be displayed can be displayed on the tomographic image. Further, the guide display information generated here may be simply displayed in characters, may be displayed with a mark that the operator can visually and intuitively understand, or a combination of these. There may be.
さらに、表示制御部16は、ROI画像生成部10で生成されたROI画像を断層画像上に重畳して表示させ、IMT算出部15で算出されたIMTの測定結果(IMT値)を表示器3に表示させる制御を行う。なお、操作者が超音波探触子2の向きを厳密に調整する際に、より一層注視しながら行うことができるよう、ROI画像中、あるいはROI画像近傍にガイド表示を表示させる構成であれば、より好ましい構成となる。 Further, the display control unit 16 superimposes and displays the ROI image generated by the ROI image generation unit 10 on the tomographic image, and displays the IMT measurement result (IMT value) calculated by the IMT calculation unit 15 on the display 3. Control to display on the screen. It should be noted that the guide display may be displayed in the ROI image or in the vicinity of the ROI image so that the operator can precisely adjust the direction of the ultrasound probe 2 while paying close attention. This is a more preferable configuration.
制御部17は、上述の各ブロックを制御する。 The control unit 17 controls each block described above.
以上の構成からなる超音波診断装置1の動作について、操作者の動作を踏まえて、図2のフロー図を用いて説明する。ここでは、頚動脈のIMT測定を例に説明する。 The operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 having the above configuration will be described using the flowchart of FIG. 2 based on the operation of the operator. Here, the IMT measurement of the carotid artery will be described as an example.
なお、送受信部6による超音波の送受信、断層画像生成部8による断層画像の生成、表示器3への断層画像の表示は、一般的な超音波診断装置と同様であるため、説明を省略する。 Note that transmission / reception of ultrasonic waves by the transmission / reception unit 6, generation of tomographic images by the tomographic image generation unit 8, and display of tomographic images on the display 3 are the same as those of a general ultrasonic diagnostic apparatus, and thus description thereof is omitted. .
ステップ1(S01)では、操作者が超音波の送受信をした状態で、超音波探触子2を
被検体の首筋表面に当接させた状態で移動させ、表示器3を確認しながら頚動脈が表示される位置を探索する。この際、超音波探触子2の角度センサ4は、随時、その角度情報を取得し、角度情報変換部7に出力することになる。なお、実施の形態1では、後述する図6(a)および図7(a)に示すように、被検体たる患者が横になった状態の頭部方向から見た際の被検体に対する超音波探触子2の向きを角度情報として取得する構成としている。そして、角度情報変換部7は、その角度情報に基づき超音波探触子2の角度を算出し、その角度を断層画像と関連付けていく。
In step 1 (S01), the ultrasound probe 2 is moved in contact with the surface of the subject's neck muscle while the operator transmits and receives ultrasound, and the carotid artery is checked while checking the display 3. Search the displayed position. At this time, the angle sensor 4 of the ultrasonic probe 2 acquires the angle information as needed and outputs it to the angle information conversion unit 7. In the first embodiment, as shown in FIG. 6A and FIG. 7A described later, the ultrasonic wave on the subject when viewed from the head direction in the state where the patient as the subject lies down. The orientation of the probe 2 is acquired as angle information. Then, the angle information conversion unit 7 calculates the angle of the ultrasonic probe 2 based on the angle information, and associates the angle with the tomographic image.
ステップ2(S02)では、操作者がステップ1(S01)の探索により、頚動脈が表示器3中に表示された首筋表面の位置に超音波探触子2を固定する。この場合、図3に示すように、頚動脈の長軸断面で断層画像を取得した場合には、血管壁の前壁および後壁に白く強い輝度で表示され(図3(a))、短軸断面で断層像を取得した場合には、環状の血管壁212が白く強い輝度で表示される(図3(b))。実施の形態1においては、図3(a)の長軸断面の断層画像を取得した場合で説明を行う。 In step 2 (S02), the operator fixes the ultrasonic probe 2 at the position of the neck surface where the carotid artery is displayed in the display 3 by the search in step 1 (S01). In this case, as shown in FIG. 3, when a tomographic image is acquired with a long-axis cross section of the carotid artery, it is displayed with strong white brightness on the anterior and posterior walls of the blood vessel wall (FIG. 3 (a)). When a tomographic image is acquired in a cross section, the annular blood vessel wall 212 is displayed in white with high luminance (FIG. 3B). In the first embodiment, a description will be given in the case where a tomographic image of the long-axis cross section of FIG.
ステップ3(S03)では、ROI設定部9が、予め記憶しておいたパターンに基づき、図4に示すように所定の定められた位置にROI101を設定する(図4では、後壁を跨ぐようにROI101を設定する構成としている。)。したがって、ステップ2(S02)で、頚動脈の断層画像が得られなければ、ROIの設定は行われないことになる。 In step 3 (S03), the ROI setting unit 9 sets the ROI 101 at a predetermined position as shown in FIG. 4 based on the pattern stored in advance (in FIG. 4, the ROI 101 is straddled). In this configuration, the ROI 101 is set. Therefore, if a tomographic image of the carotid artery is not obtained in step 2 (S02), the ROI is not set.
ステップ4(S04)では、ステップ3(S03)のROIの設定が行われたことを前提として、現在の超音波探触子2の角度と目標角度記憶部11で記憶されている目標角度とが一致するか否かを判定する。一致した場合はステップ5(S05)に移行し、一致しなかった場合は目標角度との差分(ズレ)の情報とともにステップ8(S08)に移行する。 In step 4 (S04), assuming that the ROI setting in step 3 (S03) has been performed, the current angle of the ultrasound probe 2 and the target angle stored in the target angle storage unit 11 are determined. It is determined whether or not they match. If they match, the process proceeds to step 5 (S05), and if they do not match, the process proceeds to step 8 (S08) together with information on the difference (deviation) from the target angle.
ステップ5(S05)では、現在の超音波探触子2の角度と目標角度とが一致した場合、その一致したことを示す一致画像を生成する。この一致画像は、単に文字で一致したことを表示しても良いし、図形等で表示する構成であってもよい。 In step 5 (S05), when the current angle of the ultrasound probe 2 matches the target angle, a coincidence image indicating the coincidence is generated. The coincidence image may simply indicate that the characters coincide with each other, or may be configured to display with a figure or the like.
ステップ6(S06)では、ステップ5(S05)で生成した一致画像をガイド表示記憶部14で記憶しておく。そして、その角度が関連付けされた断層画像を表示器3に表示する際に、表示制御部16において、例えば、図5のように断層画像に重畳し、ROI画像中に一致画像102を表示する制御を行う。 In step 6 (S06), the coincidence image generated in step 5 (S05) is stored in the guide display storage unit 14. When the tomographic image associated with the angle is displayed on the display 3, the display control unit 16 superimposes the tomographic image as shown in FIG. 5, for example, and displays the coincidence image 102 in the ROI image. I do.
ステップ7(S07)では、ステップ6(S06)にて、現在の超音波探触子2の角度が目標角度に一致したことを操作者に知らせた後、そのROIの範囲内でIMT測定を行う。超音波診断装置でのIMT測定は、公知の方法であるので、ここでは説明を省略する。 In step 7 (S07), in step 6 (S06), after notifying the operator that the current angle of the ultrasound probe 2 matches the target angle, IMT measurement is performed within the ROI range. . Since IMT measurement by the ultrasonic diagnostic apparatus is a known method, description thereof is omitted here.
一方、ステップ8(S08)では、現在の超音波探触子2の角度が目標角度と一致しなかった場合、目標角度との差分(ズレ)の情報に基づきガイド生成部13で超音波探触子2の向きをどの程度を変えればよいかを示すガイド画像を生成する。 On the other hand, in step 8 (S08), if the current angle of the ultrasound probe 2 does not match the target angle, the guide generation unit 13 uses the ultrasonic probe based on information on the difference (deviation) from the target angle. A guide image indicating how much the child 2 should be changed in direction is generated.
ステップ9(S09)では、ステップ8(S08)で生成したガイド画像をガイド表示記憶部14で記憶しておく。そして、その角度が関連付けされた断層画像を表示器3に表示する際に、表示制御部16において、断層画像に重畳し、ROI画像中にガイド画像を表示する制御を行う。 In step 9 (S09), the guide display storage unit 14 stores the guide image generated in step 8 (S08). Then, when displaying the tomographic image associated with the angle on the display 3, the display control unit 16 performs control to superimpose the tomographic image and display the guide image in the ROI image.
例えば、図6(a)のように超音波探触子2が、目標角度θよりもθ1大きな角度で配
置されていたとすると(図6(a)中の矢印は超音波探触子2を模式的に示している。)、断層画像には図6(b)に示すように、下側の矢印とともに現在の超音波探触子2の角度を何度ずらせば目標角度に到達するかを示す表示(図6(b)中の−θ1°を指す。)する。一方、図7(a)のように超音波探触子2が、目標角度θよりもθ1小さな角度で配置されていたとすると、断層画像には図7(b)に示すように上側の矢印とともに現在の超音波探触子2の角度を何度ずらせば目標角度に到達するかを示す表示(図6(b)中の+θ1°を指す。)する。これにより、操作者は超音波探触子2の首筋表面との当接部分を支点として固定した状態で、目標角度に合わせるように向きを変えればよいことが分かる。
For example, if the ultrasonic probe 2 is arranged at an angle θ 1 larger than the target angle θ as shown in FIG. 6A (the arrow in FIG. 6A indicates the ultrasonic probe 2). As shown in FIG. 6B, the tomographic image shows how many times the current angle of the ultrasonic probe 2 is shifted together with the lower arrow to reach the target angle. Is displayed (refers to −θ 1 ° in FIG. 6B). On the other hand, if the ultrasound probe 2 is arranged at an angle θ 1 smaller than the target angle θ as shown in FIG. 7A, the tomographic image has an upper arrow as shown in FIG. 7B. At the same time, a display is made to indicate how many times the current angle of the ultrasound probe 2 is shifted to reach the target angle (points to + θ 1 ° in FIG. 6B). Thereby, it is understood that the operator may change the direction so as to match the target angle in a state where the contact portion of the ultrasonic probe 2 with the neck surface is fixed as a fulcrum.
なお、図6(b)および図7(b)のガイド画像103は、本発明の一例として示したものであって、本発明はこれに限定されない。例えば、ガイド画像103を上記の通り矢印画像とするとともに点滅表示させるように構成し、超音波探触子2の角度が目標角度に近づくにつれて、その点滅が速くなるように表示させる構成であっても、操作者には、分かり易い構成となる。 The guide image 103 in FIGS. 6B and 7B is shown as an example of the present invention, and the present invention is not limited to this. For example, the guide image 103 is configured to be an arrow image as described above and blinked, and displayed so that the blinking becomes faster as the angle of the ultrasound probe 2 approaches the target angle. However, the configuration is easy for the operator to understand.
その後、ステップ2(S02)に戻り、再度、操作者は、超音波探触子2の首筋表面との当接部分を支点として固定した状態で、目標角度に合わせるように向きを変え、同様に目標角度に一致するまで、ステップ2(S02)以降のステップを繰り返すことになる。以上の構成により、本発明の超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法では、超音波探触子の現在の角度に対する目標角度の差分(ズレ)の表示を断層画像に重畳して表示するものであるので、超音波探触子の向きを微調整する場合であっても、視線を断層画像から逸らすことなく操作することができ、操作者のユーザビリティ向上を実現することができる。 After that, returning to step 2 (S02), the operator again changes the direction to match the target angle in a state where the contact portion of the ultrasonic probe 2 with the neck surface is fixed as a fulcrum. Steps 2 (S02) and subsequent steps are repeated until the target angle matches. With the above configuration, in the ultrasonic diagnostic apparatus and the control method for the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, the display of the difference (deviation) of the target angle with respect to the current angle of the ultrasonic probe is superimposed on the tomographic image. Therefore, even when the direction of the ultrasonic probe is finely adjusted, the line of sight can be operated without being deviated from the tomographic image, and the usability of the operator can be improved.
本発明の超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法によれば、上記構成により、測定対象に対する超音波探触子の向きを微調整する際に、断層画像に注視しつつ、角度合わせが可能となるため、操作者に使い勝手がよく、簡便に検査を行うことができる。
したがって、特に微細な測定対象であり、熟練のスキルが要求される血管の性状測定に有用である。
According to the ultrasonic diagnostic apparatus and the control method of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, with the above configuration, when finely adjusting the direction of the ultrasonic probe with respect to the measurement target, the angle adjustment is performed while gazing at the tomographic image. Since it becomes possible, it is convenient for the operator and can be easily inspected.
Therefore, it is a particularly fine measurement object and is useful for measuring blood vessel properties that require skilled skills.
1 超音波診断装置
2 超音波探触子
3 表示器
4 角度センサ
5 制御器
6 送受信部
7 角度情報変換部
8 断層像生成部
9 ROI設定部
10 ROI画像生成部
12 角度判定部
13 ガイド生成部
14 ガイド表示記憶部
15 IMT算出部
16 表示制御部
17 制御部
101 ROI
102 一致画像
103 ガイド画像
201 血管内腔
202 外膜
203 内中膜
204 内膜
205 内腔内膜境界
206 中膜
207 中膜外膜境界
208 頚動脈
209 IMT測定範囲
210 前壁
211 後壁
212 環状の血管壁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic diagnostic apparatus 2 Ultrasonic probe 3 Display 4 Angle sensor 5 Controller 6 Transmission / reception part 7 Angle information conversion part 8 Tomographic image generation part 9 ROI setting part 10 ROI image generation part 12 Angle determination part 13 Guide generation part 14 Guide display storage unit 15 IMT calculation unit 16 Display control unit 17 Control unit 101 ROI
102 coincidence image 103 guide image 201 blood vessel lumen 202 outer membrane 203 intima 204 inner membrane 205 lumen intima boundary 206 media intima 207 media intima boundary 208 carotid artery 209 IMT measurement range 210 front wall 211 rear wall 212 annular Blood vessel wall
Claims (10)
前記超音波探触子から前記測定対象に向けて超音波を送信させ、前記超音波探触子が受信した反射超音波に基づき複数フレームの受信信号を生成する送受信処理を行なう送受信部と、
前記フレーム毎の受信信号に基づき断層画像を生成する断層画像生成部と、
前記送受信処理時の前記超音波探触子の角度を取得する角度情報変換部と、
前記超音波探触子の角度と所定の目標角度とを比較し、前記目標角度に対する前記超音波探触子の角度の差分を算出する角度判定部と、
前記断層画像の特徴に基づいて、自動的に、前記測定対象の断層画像上に関心領域であるROI画像を設定するROI設定部と、
前記超音波探触子の角度を前記目標角度へ誘導させるべく、前記目標角度に対する前記超音波探触子の角度の差分を示すガイド画像を生成するガイド生成部と、
前記ガイド画像を前記ROI画像中あるいはROI画像近傍に位置する断層画像に重畳して表示する表示制御部と、
前記測定対象に対して所定の計測処理を行う計測処理部と、を備え、
前記角度判定部は、前記ROI画像が設定されたことを前提として、前記目標角度に対する前記超音波探触子の角度の差分を算出する、
超音波診断装置。 An ultrasonic diagnostic apparatus that is configured to be connectable to an ultrasonic probe having a transducer and that performs a predetermined measurement process on a measurement target,
A transmission / reception unit for transmitting / receiving ultrasonic waves from the ultrasonic probe toward the measurement target, and performing transmission / reception processing for generating a reception signal of a plurality of frames based on the reflected ultrasonic waves received by the ultrasonic probe;
A tomographic image generator for generating a tomographic image based on the received signal for each frame;
An angle information conversion unit for acquiring an angle of the ultrasonic probe at the time of the transmission / reception process;
Said ultrasonic compares the angle and Jo Tokoro target angle of probe, the target the relative angle ultrasonic angle judging unit calculating a difference angle probe,
An ROI setting unit that automatically sets an ROI image that is a region of interest on the tomographic image to be measured based on the characteristics of the tomographic image;
A guide generating unit that generates a guide image indicating a difference of the angle of the ultrasonic probe with respect to the target angle in order to guide the angle of the ultrasonic probe to the target angle;
A display control unit that superimposes and displays the guide image on a tomographic image located in or near the ROI image;
A measurement processing unit that performs a predetermined measurement process on the measurement object,
The angle determination unit calculates a difference of the angle of the ultrasonic probe with respect to the target angle on the assumption that the ROI image is set.
Ultrasonic diagnostic equipment.
前記超音波探触子から前記測定対象に向けて超音波を送信させ、前記超音波探触子が受信した反射超音波に基づき複数フレームの受信信号を生成する工程と、
前記フレーム毎の受信信号に基づき断層画像の生成する工程と、
送受信処理時の前記超音波探触子の角度を取得する工程と、
前記断層画像の特徴に基づいて、自動的に、前記測定対象の断層画像上に関心領域であるROI画像を設定する工程と、
前記ROI画像が設定されたことを前提として、前記超音波探触子の角度と所定の目標角度とを比較して、前記目標角度に対する前記超音波探触子の角度の差分を算出し、
前記超音波探触子の角度を前記目標角度へ誘導させるべく、前記目標角度に対する前記超音波探触子の角度の差分を示すガイド画像を生成する工程と、
前記ガイド画像を、前記ROI画像中あるいはROI画像近傍に位置する断層画像に重畳して表示する表示処理を行う工程と、
前記測定対象に対して所定の計測処理を行う工程と、
を含む超音波診断装置の制御方法。 An ultrasonic probe having a transducer is configured to be connectable, and is a method for controlling an ultrasonic diagnostic apparatus that performs a predetermined measurement process on a measurement target,
Transmitting ultrasonic waves from the ultrasonic probe toward the measurement target, and generating a reception signal of a plurality of frames based on reflected ultrasonic waves received by the ultrasonic probe;
Generating a tomographic image based on the received signal for each frame;
Obtaining an angle of the ultrasonic probe during transmission / reception processing;
Automatically setting an ROI image that is a region of interest on the tomographic image to be measured based on the characteristics of the tomographic image;
The assumption that the ROI image is set, the by comparing the angle and Jo Tokoro of the target angle of the ultrasonic probe, calculates the difference between the angle of the ultrasonic probe with respect to the target angle,
Generating a guide image indicating a difference of the angle of the ultrasonic probe with respect to the target angle in order to guide the angle of the ultrasonic probe to the target angle;
Performing a display process of displaying the guide image superimposed on a tomographic image located in or near the ROI image;
Performing a predetermined measurement process on the measurement object;
A method for controlling an ultrasonic diagnostic apparatus including:
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