JP2013240369A - Ultrasonic diagnostic apparatus, and control program - Google Patents

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洋一 小笠原
Keisuke Hashimoto
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic diagnostic apparatus and a control program by which the formation and the display of supporting data enabling whether the distal end section of a piercing needle which has been pierced accurately reaches a target region or not to be grasped in the initial stage when the piercing needle is pierced in a lesion of a patient under the observation of image data to perform a specified examination or medical treatment.SOLUTION: An ultrasonic diagnostic apparatus 100 includes an ultrasonic probe 2, a positional information detecting section 6, an image data forming section 9, a piercing region estimating section 11, a supporting data forming section 13, and a display section 14. In this case, the ultrasonic probe 2 performs an ultrasonic wave transmission/receipt to a three-dimensional region in the body including a lesion of a patient. The positional information detecting section detects positional information which is relative to the ultrasonic probe at the distal end section of a piercing needle which has been pierced into the body of the patient. The image data forming section forms image data in an image cross section including the lesion conforming to the volume data of the three-dimensional region. The piercing region estimating section estimates at least either one of a predicted piercing region and a predicted piercing position of the distal end section of the piercing needle in the lesion conforming to the positional information of the piercing needle distal end which is detected in time series. The supporting data forming section forms supporting data by adding at least either one of the predicted piercing region and the predicted piercing position to the image data. The display section displays the supporting data.

Description

本発明の実施形態は、患者の検査/治療対象部位を含む3次元領域から収集されたボリュームデータに基づいて穿刺針を用いた検査あるいは治療に有効な支援データの生成と表示を行なう超音波診断装置及び制御プログラムに関する。   Embodiments of the present invention provide an ultrasonic diagnosis for generating and displaying support data effective for examination or treatment using a puncture needle based on volume data collected from a three-dimensional region including a patient examination / treatment site. The present invention relates to an apparatus and a control program.

超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された振動素子から発生する超音波パルスを患者の体内に放射し、生体組織の音響インピーダンスの差異によって生ずる超音波反射波を前記振動素子により受信して種々の生体情報を収集するものである。複数の振動素子に供給する駆動信号や前記振動素子から得られる受信信号の遅延時間を制御することにより超音波の送受信方向や集束点を電子的に制御することが可能な近年の超音波診断装置では、超音波プローブの先端部を体表面に接触させるだけの簡単な操作でリアルタイムの画像データを容易に観察することができるため、生体臓器の形態診断や機能診断に広く用いられている。   The ultrasonic diagnostic apparatus radiates an ultrasonic pulse generated from a vibration element built in an ultrasonic probe into a patient's body, and receives an ultrasonic reflected wave caused by a difference in acoustic impedance of a living tissue by the vibration element. It collects various biological information. Recent ultrasonic diagnostic apparatus capable of electronically controlling the transmission / reception direction and focal point of ultrasonic waves by controlling the delay time of drive signals supplied to a plurality of vibration elements and reception signals obtained from the vibration elements. Since real-time image data can be easily observed with a simple operation by simply bringing the tip of the ultrasonic probe into contact with the body surface, it is widely used for morphological diagnosis and functional diagnosis of living organs.

一方、近年では、このような超音波診断装置を用いて得られた画像データの観察下で患者の病巣部(検査/治療対象部位)に穿刺針を刺入することにより所定の検査あるいは治療を行なう方法が開発されており、例えば、穿刺針を含む断面において収集された2次元画像データにて病巣部と共に表示される穿刺針の位置情報を観察しながら病巣部に対する穿刺針の刺入が行われる。   On the other hand, in recent years, a predetermined examination or treatment is performed by inserting a puncture needle into a lesion (examination / treatment target site) of a patient under observation of image data obtained using such an ultrasonic diagnostic apparatus. For example, the puncture needle is inserted into the lesion while observing the positional information of the puncture needle displayed together with the lesion in the two-dimensional image data collected in the cross section including the puncture needle. Is called.

又、穿刺針及び超音波プローブに設けられた位置検出器によって得られる各々の位置情報に基づいて穿刺針の予想挿入方向を示す直線状の穿刺ガイドラインを生成し、この穿刺ガイドラインを病巣部が示された2次元画像データに重畳して表示することにより更に正確な穿刺針の刺入を可能とする方法も開発されている。   In addition, a linear puncture guideline indicating the expected insertion direction of the puncture needle is generated based on the respective position information obtained by the position detector provided in the puncture needle and the ultrasonic probe, and the lesion portion indicates the puncture guideline. A method has also been developed that enables more accurate insertion of a puncture needle by displaying it superimposed on the two-dimensional image data.

しかしながら、上述した何れの方法においても、穿刺針は患者の体内において直線的に刺入されることを前提としているが、通常の穿刺針は十分な硬度を有していないため、例えば、刺入経路における生体組織の弾性(硬さ)特性が不均一な場合には、穿刺ガイドライン等によって予め設定された予想刺入方向とは異なる方向へ刺入される。そして、特に、実際の刺入方向が2次元画像データの断面から逸れた場合には、穿刺針先端部を画像データ上で把握することが不可能になるという問題点を有していた。   However, in any of the methods described above, it is assumed that the puncture needle is inserted linearly in the patient's body. However, a normal puncture needle does not have sufficient hardness. When the elasticity (hardness) characteristic of the biological tissue in the path is not uniform, the insertion is performed in a direction different from the predicted insertion direction set in advance by the puncture guideline or the like. In particular, when the actual insertion direction deviates from the cross section of the two-dimensional image data, there is a problem that it is impossible to grasp the tip of the puncture needle on the image data.

このような問題点を解決するために、最近では、振動素子が2次元配列された、所謂、2次元アレイ超音波プローブを用いて病巣部を含んだ患者体内の3次元領域におけるボリュームデータ(3次元の画像情報)を収集するとともに当該3次元領域に刺入された穿刺針の先端位置情報を検出し、穿刺針先端部を基準として形成された互いに直交する複数の断面を前記ボリュームデータに対して設定することにより収集された各々の断面における画像データとこの画像データに重畳表示された穿刺針先端部の位置情報を観測することにより、穿刺針が曲がって刺入された場合においてもその先端部を正確に把握することが可能な方法が提案されている。   In order to solve such a problem, recently, volume data (3 in a three-dimensional region in a patient body including a lesion using a so-called two-dimensional array ultrasonic probe in which vibration elements are two-dimensionally arranged are used. Dimensional image information) and the tip position information of the puncture needle inserted into the three-dimensional region is detected, and a plurality of cross-sections formed with reference to the tip of the puncture needle are orthogonal to the volume data. Even when the puncture needle is bent and inserted by observing the image data in each cross section collected by setting and the positional information of the puncture needle tip displayed superimposed on the image data, the tip A method capable of accurately grasping the part has been proposed.

特開2000−185041号公報JP 2000-185041 A

ボリュームデータを用いた上述の方法によれば、生体組織における弾性特性の不均一性に起因して穿刺針の刺入方向が予め設定された予想刺入方向から逸れた場合においても、穿刺針先端部の位置情報を正確に捉えることができる。   According to the above-described method using volume data, the tip of the puncture needle even when the puncture direction of the puncture needle deviates from a preset expected insertion direction due to the non-uniformity of the elastic characteristics in the living tissue. The position information of the part can be accurately captured.

しかしながら、上述の方法では、予定刺入方向あるいはこの予定刺入方向を中心とする予定刺入範囲に基づいて病巣部における予定刺入位置や予定刺入領域を推定する機能を有していないため、刺入された穿刺針の先端部が病巣部に対して正確に到達するか否かを初期の段階で把握することができない。即ち、刺入方向の良否は、病巣部あるいはその近傍領域に穿刺針が刺入されるまで正確に判定することができないため、不適当な方向に刺入された穿刺針に対して再刺入を行なう場合、患者に対して多大な負担を与えるという問題点を有していた。   However, the above-described method does not have a function of estimating the planned insertion position or the planned insertion area in the lesion based on the planned insertion direction or the planned insertion range centered on the planned insertion direction. It is impossible to grasp at an initial stage whether or not the tip of the inserted puncture needle accurately reaches the lesion. In other words, the quality of the puncture direction cannot be accurately determined until the puncture needle is inserted into the lesion or in the vicinity thereof, so that the puncture needle inserted in an inappropriate direction is reinserted. However, there is a problem that a great burden is placed on the patient.

本開示は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像データの観察下で患者の病巣部に対し穿刺針を刺入させて所定の検査あるいは治療を行なう際、刺入された穿刺針の先端部が目標領域に対して正確に到達するか否かを初期の段階で把握することが可能な支援データの生成と表示を行なう超音波診断装置及び制御プログラムを提供することにある。   The present disclosure has been made in view of the above-described problems. The purpose of the present disclosure is to perform puncture when performing a predetermined examination or treatment by inserting a puncture needle into a patient's lesion while observing image data. Provided are an ultrasonic diagnostic apparatus and a control program for generating and displaying support data capable of grasping at an initial stage whether or not the distal end portion of an inserted puncture needle accurately reaches a target region. There is.

上記課題を解決するために、本開示の実施形態における超音波診断装置は、患者の病巣部を含む体内の3次元領域に対し超音波送受信を行なう超音波プローブと、前記患者の体内に刺入された穿刺針先端部の位置信号と前記超音波プローブの位置信号とに基づいて前記超音波プローブに対する前記穿刺針先端部の相対的な位置情報を穿刺針先端位置情報として検出する位置情報検出手段と、前記超音波プローブを用いて収集された前記3次元領域のボリュームデータに基づいて前記病巣部を含んだ画像断面における画像データを生成する画像データ生成手段と、時系列的に検出される前記穿刺針先端位置情報に基づいて、前記病巣部における前記穿刺針先端部の予想刺入領域あるいは予想刺入位置の少なくも何れかを推定する刺入領域推定手段と、前記予想刺入領域あるいは前記予想刺入位置の少なくとも何れかを前記画像データに付加することによって支援データを生成する支援データ生成手段と、前記支援データを表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present disclosure includes an ultrasonic probe that performs ultrasonic transmission / reception with respect to a three-dimensional region in the body including a patient's lesion, and insertion into the patient's body. Position information detecting means for detecting relative position information of the puncture needle tip with respect to the ultrasonic probe as puncture needle tip position information based on the position signal of the puncture needle tip and the position signal of the ultrasonic probe And image data generating means for generating image data in an image section including the lesion based on volume data of the three-dimensional region collected using the ultrasonic probe, and the time series detected Based on the puncture needle tip position information, a puncture region estimation hand that estimates at least one of the predicted puncture region of the puncture needle tip and the expected puncture position in the lesion And support data generating means for generating support data by adding at least one of the predicted insertion area or the predicted insertion position to the image data, and display means for displaying the support data. It is characterized by.

本実施形態における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus in the present embodiment. 本実施形態の超音波診断装置が備える送受信部の具体的な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the specific structure of the transmission / reception part with which the ultrasonic diagnosing device of this embodiment is provided. 本実施形態の超音波プローブに対する座標系と超音波送受信方向の関係を説明するための図。The figure for demonstrating the relationship between the coordinate system with respect to the ultrasonic probe of this embodiment, and an ultrasonic transmission / reception direction. 本実施形態の超音波診断装置が備える受信信号処理部の具体的な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the specific structure of the received signal processing part with which the ultrasound diagnosing device of this embodiment is provided. 本実施形態の超音波診断装置が備えるボリュームデータ生成部の具体的な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the specific structure of the volume data generation part with which the ultrasound diagnosing device of this embodiment is provided. 本実施形態のMPR断面形成部において形成されるMPR断面の具体例を示す図。The figure which shows the specific example of the MPR cross section formed in the MPR cross section formation part of this embodiment. 本実施形態の刺入方向/範囲推定部によって推定された患者体内における穿刺針の予想刺入方向及び予想刺入範囲を説明するための図。The figure for demonstrating the estimated insertion direction and estimated insertion range of the puncture needle in the patient body estimated by the insertion direction / range estimation part of this embodiment. 本実施形態の刺入領域推定部によって推定された病巣部における穿刺針の予想刺入位置及び予想刺入領域の具体例を示す図。The figure which shows the specific example of the estimated insertion position of the puncture needle in the lesion part estimated by the insertion area estimation part of this embodiment, and an estimated insertion area. 本実施形態の超音波診断装置が備える警告データ発生部の具体的な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the specific structure of the warning data generation part with which the ultrasound diagnosing device of this embodiment is provided. 本実施形態の支援データ生成部において生成される支援データの具体例を示す図。The figure which shows the specific example of the assistance data produced | generated in the assistance data production | generation part of this embodiment. 本実施形態における支援データの生成/表示手順を示すフローチャート。6 is a flowchart showing a procedure for generating / displaying support data in the present embodiment.

以下、図面を参照して本開示の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.

(実施形態)
以下に述べる本実施形態の超音波診断装置は、先ず、病巣部を含んだ患者体内の3次元領域に対する超音波送受信によって収集されたボリュームデータに基づき、前記病巣部の中心部において互いに直交した3つの画像断面におけるMPR(Multi Planar Reconstruction)画像データを収集する。次いで、患者体内に刺入される穿刺針の先端位置情報を時系列的に検出し、これらの先端位置情報に基づいて体内における穿刺針の予想刺入方向及び予想刺入範囲と病巣部に対する予想刺入位置及び予想刺入領域を推定する。そして、得られたこれらの予想刺入情報を上述のMPR画像データに付加することにより当該病巣部の検査あるいは治療に有効な支援データを生成する。
(Embodiment)
The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment to be described below is based on volume data collected by ultrasonic transmission / reception for a three-dimensional region in a patient body including a lesion, and is orthogonal to each other at the center of the lesion. MPR (Multi Planar Reconstruction) image data in one image section is collected. Next, the tip position information of the puncture needle to be inserted into the patient's body is detected in time series, and the expected insertion direction and expected insertion range of the puncture needle in the body and the prediction of the lesion based on the tip position information. The insertion position and the predicted insertion area are estimated. Then, by adding the obtained predicted insertion information to the above-described MPR image data, support data effective for examination or treatment of the lesion is generated.

尚、以下の実施形態では、病巣部の組織採取を目的とした生検(生体組織検査)用の穿刺針を画像データの観察下で患者の体内に刺入する場合について述べるが、これに限定されるものではなく、例えば、病巣部の焼灼治療が可能なRFA穿刺針等の焼灼治療用穿刺針を刺入するような場合であっても構わない。又、複数個の振動素子が2次元配列された超音波プローブを用いて収集されるボリュームデータに基づいて穿刺針を用いた検査あるいは治療に有効な支援データを生成する場合について述べるが、複数個の振動素子が1次元配列された超音波プローブを機械的に移動あるいは回動させて収集されるボリュームデータに基づいて上述の支援データを生成してもよい。   In the following embodiment, a case where a puncture needle for biopsy (biological tissue examination) aimed at collecting a tissue of a lesion is inserted into a patient's body under observation of image data will be described. However, the present invention is not limited to this. For example, it may be a case where a puncture needle for ablation treatment such as an RFA puncture needle capable of ablation treatment of a lesion is inserted. Also, a case where support data effective for examination or treatment using a puncture needle is generated based on volume data collected using an ultrasonic probe in which a plurality of vibration elements are two-dimensionally arranged will be described. The above-described support data may be generated based on volume data collected by mechanically moving or rotating the ultrasonic probe in which the vibration elements are one-dimensionally arranged.

(装置の構成及び機能)
本実施形態における超音波診断装置の構成と機能につき図1乃至図10を用いて説明する。尚、図1は、超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図2及び図4は、この超音波診断装置が備える送受信部及び受信信号処理部の具体的な構成を示すブロック図である。又、図5及び図9は、上述の超音波診断装置が備えるボリュームデータ生成部及び警告データ発生部の具体的な構成を示すブロック図である。
(Configuration and function of the device)
The configuration and functions of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus, and FIGS. 2 and 4 are block diagrams showing specific configurations of a transmission / reception unit and a received signal processing unit included in the ultrasonic diagnostic apparatus. It is. 5 and 9 are block diagrams showing specific configurations of a volume data generation unit and a warning data generation unit provided in the above-described ultrasonic diagnostic apparatus.

図1に示す本実施形態の超音波診断装置100は、穿刺針150の刺入前あるいは刺入中における患者体内の3次元領域に対して送信超音波(超音波パルス)を放射し、この送信超音波により前記3次元領域から得られた受信超音波(超音波反射波)を電気的な受信信号に変換する複数個の振動素子を備えた超音波プローブ2と、前記3次元領域の所定方向に対して送信超音波を放射するための駆動信号を上述の振動素子へ供給し、これらの振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算する送受信部3と、整相加算後の受信信号を信号処理してBモードデータ、カラードプラデータ及び弾性データを生成する受信信号処理部4と、超音波の送受信方向単位で得られた上述のBモードデータ、カラードプラデータ及び弾性データに基づいてボリュームデータを生成するボリュームデータ生成部5と、穿刺針150の先端部に設けられた穿刺針位置センサ151及び超音波プローブ2に設けられたプローブ位置センサ22の検出信号に基づいて超音波プローブ2に対する穿刺針先端部の相対的な位置情報(以下、穿刺針先端位置情報と呼ぶ。)を検出する位置情報検出部6と、患者に対する穿刺針150の刺入に伴って位置情報検出部6から時系列的に供給される穿刺針先端位置情報を順次保存する位置情報記憶部7を備えている。   The ultrasonic diagnostic apparatus 100 of the present embodiment shown in FIG. 1 radiates transmission ultrasonic waves (ultrasonic pulses) to a three-dimensional region in a patient body before or during insertion of the puncture needle 150, and transmits this transmission. An ultrasonic probe 2 having a plurality of vibration elements that convert received ultrasonic waves (ultrasound reflected waves) obtained from the three-dimensional area by ultrasonic waves into electrical reception signals, and a predetermined direction of the three-dimensional area A transmission signal for radiating transmission ultrasonic waves to the above-described vibration elements, and a transmission / reception unit 3 that performs phasing addition of reception signals of a plurality of channels obtained from these vibration elements; The reception signal processing unit 4 that processes the reception signal to generate B-mode data, color Doppler data, and elasticity data, and the B-mode data, color Doppler data, and elasticity data obtained in units of ultrasonic transmission and reception directions. Based on detection signals from the volume data generation unit 5 that generates volume data based on the puncture needle position sensor 151 provided at the distal end portion of the puncture needle 150 and the probe position sensor 22 provided at the ultrasonic probe 2. A position information detector 6 that detects relative position information of the puncture needle tip with respect to the probe 2 (hereinafter referred to as puncture needle tip position information), and a position information detector that accompanies insertion of the puncture needle 150 into the patient. 6 includes a position information storage unit 7 that sequentially stores puncture needle tip position information supplied in time series from 6.

又、超音波診断装置100は、患者の体表面に穿刺針150が刺入された場合に位置情報検出部6から供給される穿刺針先端位置情報(以下、穿刺針先端部の初期位置情報と呼ぶ。)や後述の基準MPR画像データにおける病巣部の中心位置(目標刺入位置)等に基づいて互いに直交する3つの画像断面(MPR断面)を形成するMPR断面形成部8と、ボリュームデータ生成部5から供給される上述のボリュームデータに基づいて前記MPR断面における2次元の画像データ(MPR画像データ)を生成する画像データ生成部9と、位置情報記憶部7から読み出した刺入方向に隣接する複数の穿刺針先端位置情報に基づいて体内における穿刺針150の予想刺入方向及び予想刺入範囲を推定する刺入方向/範囲推定部10と、得られた予想刺入方向及び予想刺入範囲とMPR断面設定部8により病巣部に対して設定されたMPR断面とに基づいて前記予想刺入方向に略垂直なMPR画像データの病巣部に対する予想刺入位置及び予想刺入領域を推定する刺入領域推定部11を備えている。   The ultrasonic diagnostic apparatus 100 also provides puncture needle tip position information (hereinafter referred to as initial position information of the puncture needle tip portion) supplied from the position information detection unit 6 when the puncture needle 150 is inserted into the body surface of the patient. MPR cross-section forming unit 8 that forms three image cross-sections (MPR cross-sections) orthogonal to each other based on the center position (target insertion position) of a lesion in reference MPR image data, which will be described later, and volume data generation An image data generation unit 9 that generates two-dimensional image data (MPR image data) in the MPR cross section based on the volume data supplied from the unit 5, and adjacent to the insertion direction read from the position information storage unit 7 Insertion direction / range estimation unit 10 for estimating an expected insertion direction and an expected insertion range of puncture needle 150 in the body based on a plurality of puncture needle tip position information to be obtained, and obtained prediction Based on the insertion direction and the predicted insertion range and the MPR section set for the lesion by the MPR section setting unit 8, the predicted insertion position and the prediction for the lesion of the MPR image data substantially perpendicular to the predicted insertion direction The insertion area estimation unit 11 for estimating the insertion area is provided.

更に、超音波診断装置100は、穿刺針150の先端位置と予想刺入位置との距離(以下、刺入距離と呼ぶ。)及び基準MPR画像データの病巣部に基づいて設定された許容刺入領域と上述の予想刺入領域との比較結果に基づいて穿刺方向の再設定(刺入のやり直し)を促すための警告データや警告文言(以下では、これらを纏めて警告データと呼ぶ。)を発生する警告データ発生部12と、画像データ生成部9において生成された上述のMPR画像データに刺入領域推定部11から供給された予想刺入位置や予想刺入領域の推定結果、刺入方向/範囲推定部10から刺入領域推定部11を介して供給された予想刺入方向及び予想刺入範囲の推定結果、入力部15からシステム制御部16を介して供給された許容刺入領域、更には、警告データ発生部12から供給された刺入距離の計測結果や警告データ等を重畳することにより穿刺針150を用いた検査や治療に好適な支援データを生成する支援データ生成部13と、病巣部の中心位置に対応する目標刺入位置の設定及び病巣部領域に対応する許容刺入領域の設定を目的として画像データ生成部9が生成した基準MPR画像データや支援データ生成部13が生成した互いに直交する3つのMPR画像データをベースとした支援データを表示する表示部14と、患者情報の入力、ボリュームデータ収集条件及び画像データ生成条件の設定、支援データ生成条件の設定、基準MPR画像データに示された病巣部に対する目標刺入位置及び許容刺入領域の設定、各種指示信号の入力等を行なう入力部15と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部16を備えている。   Furthermore, the ultrasonic diagnostic apparatus 100 allows the allowable puncture set based on the distance between the tip position of the puncture needle 150 and the predicted puncture position (hereinafter referred to as puncture distance) and the lesion part of the reference MPR image data. Warning data and warning words (hereinafter collectively referred to as warning data) for prompting resetting of the puncture direction (re-insertion) based on the comparison result between the area and the above-described predicted insertion area. Warning data generation unit 12 to be generated, the estimated insertion position and the predicted insertion region estimation result supplied from the insertion region estimation unit 11 to the above-described MPR image data generated by the image data generation unit 9, the insertion direction / Estimated insertion direction supplied from the range estimation unit 10 via the insertion region estimation unit 11 and the estimation result of the expected insertion range, the allowable insertion region supplied from the input unit 15 via the system control unit 16, In addition, warning data A support data generation unit 13 that generates support data suitable for examination and treatment using the puncture needle 150 by superimposing the measurement result of the insertion distance and warning data supplied from the generation unit 12, and the center of the lesion The reference MPR image data generated by the image data generation unit 9 and the support data generation unit 13 are orthogonal to each other for the purpose of setting a target insertion position corresponding to the position and setting an allowable insertion region corresponding to the lesion area. Display unit 14 for displaying support data based on three MPR image data, input of patient information, setting of volume data collection conditions and image data generation conditions, setting of support data generation conditions, and reference MPR image data The input unit 15 for setting a target insertion position and an allowable insertion region for a lesion site, inputting various instruction signals, and the above units are integrated. Gosuru and a system control unit 16.

超音波プローブ2は、2次元配列されたN個(N=N1×N2)の図示しない振動素子をその先端部に有し、この先端部を患者の体表に接触させて超音波の送受信を行なう。そして、前記振動素子の各々は、図示しないNチャンネルの多芯ケーブルを介して送受信部3に接続されている。これらの振動素子は電気音響変換素子であり、送信時には駆動信号(電気パルス)を送信超音波(超音波パルス)に変換し、受信時には受信超音波(超音波反射波)を電気的な受信信号に変換する機能を有している。   The ultrasonic probe 2 has N (N = N1 × N2) vibration elements (not shown) arranged two-dimensionally at its distal end, and transmits and receives ultrasonic waves by bringing the distal end into contact with the patient's body surface. Do. Each of the vibration elements is connected to the transmission / reception unit 3 via an N-channel multi-core cable (not shown). These vibration elements are electroacoustic transducers that convert drive signals (electrical pulses) into transmission ultrasonic waves (ultrasonic pulses) during transmission, and receive ultrasonic waves (ultrasonic reflected waves) as electrical reception signals during reception. It has the function to convert to.

又、超音波プローブ2の壁面には、その先端部に穿刺針位置センサ151を有し当該病巣部の検査あるいは治療に用いられる穿刺針150の刺入方向を設定すると共にこの穿刺針150を刺入方向に対してスライド自在に保持する穿刺用アダプタ21と、超音波プローブ2の位置及び方向を把握するための複数からなるプローブ位置センサ22が備えられている。   In addition, the ultrasonic probe 2 has a puncture needle position sensor 151 at the tip thereof to set the insertion direction of the puncture needle 150 used for examination or treatment of the lesion and puncture the puncture needle 150. A puncture adapter 21 slidably held in the entry direction and a plurality of probe position sensors 22 for grasping the position and direction of the ultrasonic probe 2 are provided.

尚、超音波プローブには、セクタ走査対応、リニア走査対応、コンベックス走査対応等があり、超音波診断装置100を操作する医療従事者(以下、操作者と呼ぶ。)は、好適な超音波プローブを検査/治療部位に応じて任意に選択することが可能であるが、本実施形態では、2次元配列されたN個の振動素子をその先端部に有するセクタ走査用の超音波プローブ2を用いた場合について述べる。   The ultrasound probe includes sector scan support, linear scan support, convex scan support, and the like, and a medical worker who operates the ultrasound diagnostic apparatus 100 (hereinafter referred to as an operator) is a suitable ultrasound probe. Can be arbitrarily selected according to the examination / treatment site, but in the present embodiment, the ultrasonic probe 2 for sector scanning having N vibration elements arranged two-dimensionally at the tip thereof is used. Describe the case.

次に、図2に示す送受信部3は、患者体内の所定方向に対し各種撮影モード(即ち、Bモード、カラードプラモード及び弾性モード)の送信超音波を放射するための駆動信号を超音波プローブ2の振動素子へ供給する送信部31と、これらの振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算する受信部32を備え、送信部31は、レートパルス発生器311、送信遅延回路312及び駆動回路313を備えている。   Next, the transmission / reception unit 3 shown in FIG. 2 sends an ultrasonic probe to drive signals for radiating transmission ultrasonic waves in various imaging modes (ie, B mode, color Doppler mode, and elastic mode) in a predetermined direction in the patient's body. 2, and a receiving unit 32 for phasing and adding reception signals of a plurality of channels obtained from these vibrating elements. The transmitting unit 31 includes a rate pulse generator 311 and a transmission delay circuit. 312 and a drive circuit 313 are provided.

レートパルス発生器311は、体内に放射する送信超音波の繰り返し周期を決定するレートパルスを、システム制御部16から供給される基準信号を分周することによって生成し、得られたレートパルスを送信遅延回路312へ供給する。送信遅延回路312は、例えば、超音波プローブ2に内蔵されたN個の振動素子の中から選択されたNt個の送信用振動素子と同数の独立な遅延回路から構成され、送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに送信超音波を集束するための集束用遅延時間と所定方向に対して前記送信超音波を放射するための偏向用遅延時間をレートパルス発生器311から供給された上述のレートパルスに与える。駆動回路313は、超音波プローブ2に内蔵されたNt個の送信用振動素子を駆動する機能を有し、送信遅延回路312から供給されるレートパルスに基づいて上述の集束用遅延時間及び偏向用遅延時間を有する駆動用パルスを生成する。   The rate pulse generator 311 generates a rate pulse for determining a repetition period of transmission ultrasonic waves radiated into the body by dividing the reference signal supplied from the system control unit 16, and transmits the obtained rate pulse. This is supplied to the delay circuit 312. The transmission delay circuit 312 is composed of, for example, the same number of independent delay circuits as Nt transmission vibration elements selected from the N vibration elements incorporated in the ultrasonic probe 2, and has a narrow beam width in transmission. The rate pulse generator 311 supplies a focusing delay time for focusing the transmission ultrasonic wave to a predetermined depth and a deflection delay time for radiating the transmission ultrasonic wave in a predetermined direction. It is given to the above-mentioned rate pulse. The drive circuit 313 has a function of driving the Nt transmission vibration elements incorporated in the ultrasonic probe 2, and based on the rate pulse supplied from the transmission delay circuit 312, the above-described focusing delay time and deflection use are performed. A driving pulse having a delay time is generated.

一方、受信部32は、超音波プローブ2に内蔵されたN個の振動素子の中から選択されたNr個の受信用振動素子に対応するNrチャンネルのプリアンプ321、A/D変換器322及び受信遅延回路323と加算器324を備え、Bモード、カラードプラモード及び弾性モードにおいて受信用振動素子からプリアンプ321を介して供給されたNrチャンネルの受信信号はA/D変換器322にてデジタル信号に変換され、受信遅延回路323へ送られる。受信遅延回路323は、所定の深さからの受信超音波を集束するための集束用遅延時間と所定方向に対して強い受信指向性を設定するための偏向用遅延時間をA/D変換器322から出力されたNrチャンネルの受信信号の各々に与え、加算器324は、受信遅延回路323から出力されたNrチャンネルの受信信号を加算合成する。即ち、受信遅延回路323と加算器324により、所定方向からの受信超音波に対応した受信信号は整相加算される。   On the other hand, the reception unit 32 includes an Nr channel preamplifier 321, an A / D converter 322, and a reception corresponding to Nr reception vibration elements selected from the N vibration elements incorporated in the ultrasonic probe 2. A delay circuit 323 and an adder 324 are provided. In the B mode, the color Doppler mode and the elastic mode, the Nr channel received signal supplied from the receiving vibration element via the preamplifier 321 is converted into a digital signal by the A / D converter 322. It is converted and sent to the reception delay circuit 323. The reception delay circuit 323 generates a focusing delay time for focusing a received ultrasonic wave from a predetermined depth and a deflection delay time for setting a strong reception directivity with respect to a predetermined direction. The adder 324 adds and synthesizes the Nr channel reception signals output from the reception delay circuit 323. That is, the reception delay circuit 323 and the adder 324 perform phasing addition on the reception signal corresponding to the reception ultrasonic wave from the predetermined direction.

図3は、超音波プローブ2の中心軸をr軸とした直交座標系(p−q−r)に対する超音波の送受信方向(θp、φq)を示しており、例えば、N個の振動素子はp軸方向及びq軸方向に2次元配列され、θp及びφqは、p−r平面及びq−r平面に投影された送受信方向を示している。   FIG. 3 shows the ultrasonic transmission / reception direction (θp, φq) with respect to the orthogonal coordinate system (pqr) with the central axis of the ultrasonic probe 2 as the r-axis. Two-dimensionally arranged in the p-axis direction and the q-axis direction, and θp and φq indicate transmission / reception directions projected on the pr plane and the qr plane.

次に、図1に示した受信信号処理部4の具体的な構成につき図4のブロック図を用いて説明する。この受信信号処理部4は、受信部32の加算部324から出力される整相加算後の受信信号を処理してBモードデータを生成するBモードデータ生成部41と、カラードプラデータを生成するカラードプラデータ生成部42と弾性データを生成する弾性データ生成部43を備えている。   Next, the specific configuration of the received signal processing unit 4 shown in FIG. 1 will be described with reference to the block diagram of FIG. The reception signal processing unit 4 processes the reception signal after the phasing addition output from the addition unit 324 of the reception unit 32 to generate B mode data, and generates color Doppler data. A color Doppler data generation unit 42 and an elasticity data generation unit 43 that generates elasticity data are provided.

Bモードデータ生成部41は、加算部324から出力された受信信号の各々に対して包絡線検波を行なう包絡線検波器411と、包絡線検波後の受信信号に対する対数変換処理により小さな信号振幅を相対的に強調してBモードデータを生成する対数変換器412を備えている。   The B-mode data generation unit 41 generates a small signal amplitude by an envelope detector 411 that performs envelope detection on each of the reception signals output from the addition unit 324 and logarithmic conversion processing on the reception signal after envelope detection. A logarithmic converter 412 that generates B-mode data with relatively high emphasis is provided.

カラードプラデータ生成部42は、π/2移相器421、ミキサ422−1及び422−2、LPF(低域通過フィルタ)423−1及び423−2を備え、受信部32の整相加算部323から出力された受信信号を直交位相検波して複素信号(I信号及びQ信号)を生成する。   The color Doppler data generation unit 42 includes a π / 2 phase shifter 421, mixers 422-1 and 422-2, and LPFs (low-pass filters) 423-1 and 423-2, and a phasing addition unit of the reception unit 32 The reception signal output from the H.323 is quadrature detected to generate a complex signal (I signal and Q signal).

更に、カラードプラデータ生成部42は、ドプラ信号記憶部424、MTIフィルタ425及び自己相関演算器426を備え、直交位相検波によって得られた複素信号は、ドプラ信号記憶部424に一旦保存される。一方、高域通過用デジタルフィルタであるMTIフィルタ425は、ドプラ信号記憶部424に保存された上述の複素信号を読み出し、この複素信号に含まれた臓器の固定反射体あるいは臓器の呼吸性移動や拍動性移動等に起因するドプラ成分(クラッタ成分)を除去する。そして、自己相関演算器426は、MTIフィルタ425によって抽出された血流情報のドプラ成分に対して自己相関値を算出し、更に、この自己相関値に基づいて血流の平均流速値、分散値、パワー値等を算出してカラードプラデータを生成する。   Further, the color Doppler data generation unit 42 includes a Doppler signal storage unit 424, an MTI filter 425, and an autocorrelation calculator 426, and a complex signal obtained by quadrature detection is temporarily stored in the Doppler signal storage unit 424. On the other hand, the MTI filter 425, which is a high-pass digital filter, reads the above-described complex signal stored in the Doppler signal storage unit 424, and performs the respiratory movement of the organ's fixed reflector or organ contained in the complex signal. A Doppler component (clutter component) caused by pulsatile movement or the like is removed. Then, the autocorrelation calculator 426 calculates an autocorrelation value for the Doppler component of the blood flow information extracted by the MTI filter 425, and further, based on the autocorrelation value, an average blood flow velocity value and a variance value The color value Doppler data is generated by calculating the power value and the like.

一方、弾性データ生成部43は、超音波プローブ2の表面近傍に設けられ、この超音波プローブ2の所定方向に対する低周波振動によって体表面に加えられた圧力を計測する圧力計測部431と、低周波振動時に受信部32の加算器324から所定時間間隔で供給される受信信号を相関処理することによって病巣部やその周辺組織の変位を計測する変位計測部432と、変位計測部432から供給される変位データと圧力計測部431から供給される圧力データに基づいて体内における歪みデータや弾性率データ等の弾性データを算出する演算部433を備えている。尚、弾性データの具体的な生成方法については特開2005−13283号公報等に記載されているため詳細な説明は省略する。   On the other hand, the elastic data generation unit 43 is provided in the vicinity of the surface of the ultrasonic probe 2, and includes a pressure measurement unit 431 that measures the pressure applied to the body surface by low-frequency vibration of the ultrasonic probe 2 in a predetermined direction, A displacement measurement unit 432 that measures the displacement of the lesion and its surrounding tissue by correlating the received signal supplied from the adder 324 of the reception unit 32 at predetermined time intervals during frequency oscillation, and the displacement measurement unit 432 And an arithmetic unit 433 that calculates elastic data such as strain data and elastic modulus data in the body based on the displacement data and the pressure data supplied from the pressure measuring unit 431. A specific method for generating elasticity data is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-13283 and the like, and thus detailed description thereof is omitted.

次に、図1のボリュームデータ生成部5は、図5に示すように超音波データ記憶部51、補間処理部52及びボリュームデータ記憶部53を備え、超音波データ記憶部51には、当該患者に対する3次元の超音波走査によって得られた受信信号に基づいて受信信号処理部4が生成したBモードデータ、カラードプラデータ及び弾性データが、システム制御部16から供給される送受信方向(θp、φq)の情報を付帯情報として順次保存される。   Next, the volume data generation unit 5 of FIG. 1 includes an ultrasonic data storage unit 51, an interpolation processing unit 52, and a volume data storage unit 53, as shown in FIG. The B-mode data, color Doppler data, and elasticity data generated by the reception signal processing unit 4 based on the reception signal obtained by three-dimensional ultrasonic scanning with respect to the transmission / reception direction (θp, φq) supplied from the system control unit 16 ) Are sequentially stored as supplementary information.

一方、補間処理部52は、超音波データ記憶部51から読み出したBモードデータ、カラードプラデータ及び弾性データを送受信方向(θp、φq)に対応させて配列することにより3次元超音波データ(3次元Bモードデータ、3次元カラードプラデータ及び3次元弾性データ)を生成し、更に、これらの3次元超音波データに対し補間処理等を行なってボリュームデータ(Bモードボリュームデータ、カラードプラボリュームデータ及び弾性ボリュームデータ)を生成する。そして、得られたこれらのボリュームデータは、ボリュームデータ記憶部53に一旦保存される。   On the other hand, the interpolation processing unit 52 arranges the B-mode data, color Doppler data, and elasticity data read from the ultrasound data storage unit 51 in correspondence with the transmission / reception directions (θp, φq), thereby obtaining the three-dimensional ultrasound data (3 Three-dimensional B-mode data, three-dimensional color Doppler data, and three-dimensional elasticity data), and further, interpolation processing or the like is performed on these three-dimensional ultrasonic data to obtain volume data (B-mode volume data, color Doppler volume data and Elastic volume data). The obtained volume data is temporarily stored in the volume data storage unit 53.

図1へ戻って、位置情報検出部6は、図示しない穿刺針先端位置検出部、プローブ位置検出部及び相対位置情報算出部を備えている。穿刺針先端位置検出部は、超音波プローブ2の穿刺用アダプタ21においてスライド自在に装着されている穿刺針150の先端部近傍に設けられた穿刺針位置センサ151から供給される位置信号に基づいて患者の体内に刺入された穿刺針150の先端位置を検出し、プローブ位置検出部は、超音波プローブ2の内部あるいは表面に設けられた複数からなるプローブ位置センサ22から供給される位置信号に基づいて患者の体表面に配置された超音波プローブ2のプローブ位置(位置及び方向)を検出する。   Returning to FIG. 1, the position information detection unit 6 includes a puncture needle tip position detection unit, a probe position detection unit, and a relative position information calculation unit (not shown). The puncture needle tip position detection unit is based on a position signal supplied from a puncture needle position sensor 151 provided near the tip of the puncture needle 150 that is slidably mounted on the puncture adapter 21 of the ultrasonic probe 2. The tip position of the puncture needle 150 inserted into the patient's body is detected, and the probe position detection unit detects a position signal supplied from a plurality of probe position sensors 22 provided inside or on the surface of the ultrasonic probe 2. Based on this, the probe position (position and direction) of the ultrasonic probe 2 placed on the body surface of the patient is detected.

穿刺針150や超音波プローブ2の位置検出法として各種の方法が既に提案されているが、検出精度、コスト及び大きさを考慮した場合、超音波センサあるいは磁気センサを位置センサとして用いる方法が好適である。磁気センサを用いたプローブ位置検出部は、例えば、特開2000−5168号公報等に記載されているように磁気を発生するトランスミッタ(磁気発生部)と、この磁気を検出した複数の磁気センサ(プローブ位置センサ22)から供給される位置信号を処理して超音波プローブ2のプローブ位置(位置及び方向)を算出する位置算出部(何れも図示せず)を備えている。   Various methods have already been proposed as a method for detecting the position of the puncture needle 150 and the ultrasonic probe 2, but in consideration of detection accuracy, cost, and size, a method using an ultrasonic sensor or a magnetic sensor as the position sensor is preferable. It is. The probe position detection unit using a magnetic sensor includes, for example, a transmitter (magnetization generation unit) that generates magnetism and a plurality of magnetic sensors that detect the magnetism (described in JP 2000-5168 A). A position calculation unit (none of which is shown) is provided that calculates a probe position (position and direction) of the ultrasonic probe 2 by processing a position signal supplied from the probe position sensor 22).

尚、プローブ位置センサ22としての磁気センサは、通常、超音波プローブ2の表面に装着され、プローブ位置検出部のトランスミッタは、超音波プローブ2の近傍に設置される。そして、上述の位置算出部は、磁気によって計測された複数からなる磁気センサの各々とトランスミッタとの距離に基づいて超音波プローブ2のプローブ位置を算出する。   The magnetic sensor as the probe position sensor 22 is usually mounted on the surface of the ultrasonic probe 2, and the transmitter of the probe position detection unit is installed in the vicinity of the ultrasonic probe 2. Then, the position calculation unit described above calculates the probe position of the ultrasonic probe 2 based on the distance between each of the plurality of magnetic sensors measured by magnetism and the transmitter.

次いで、位置情報検出部6の相対位置情報算出部は、相対位置情報算出用プログラムが予め保管された図示しない演算プログラム保管部とこの相対位置情報算出用プログラムを用いて所定の演算処理を行なう演算部を備えている。即ち、演算部は、上述の穿刺針先端位置検出部から供給される穿刺針先端部の位置データとプローブ位置検出部から供給される超音波プローブ2の位置データを演算プログラム保管部から読み出した相対位置情報算出用プログラムへ入力することにより超音波プローブ2に対する穿刺針先端部の相対的な位置情報(穿刺針先端位置情報)を算出する。相対位置情報算出部において得られた穿刺針先端位置情報により、患者の体内に刺入された穿刺針150の先端部とボリュームデータ生成部5において生成されたボリュームデータあるいはこのボリュームデータに基づいて生成された各種のMPR画像データとの対応付けが可能となる。   Next, the relative position information calculation unit of the position information detection unit 6 performs an operation for performing a predetermined calculation process using an operation program storage unit (not shown) in which a relative position information calculation program is stored in advance and the relative position information calculation program. Department. That is, the calculation unit reads the position data of the puncture needle tip portion supplied from the puncture needle tip position detection unit and the position data of the ultrasonic probe 2 supplied from the probe position detection unit from the calculation program storage unit. By inputting into the position information calculation program, the relative position information (puncture needle tip position information) of the puncture needle tip with respect to the ultrasonic probe 2 is calculated. Based on the tip position information of the puncture needle obtained in the relative position information calculation unit, the tip of the puncture needle 150 inserted into the patient's body and the volume data generated in the volume data generation unit 5 or generated based on the volume data Correspondence with various types of MPR image data thus made becomes possible.

そして、上述の相対位置情報算出部において得られた穿刺針先端位置情報は位置情報記憶部7に保存される。即ち、位置情報記憶部7には、患者の体内に刺入された穿刺針先端部の移動に伴って位置情報検出部6の相対位置情報算出部から時系列的に供給される穿刺針先端部の相対的な位置情報が順次保存される。   The puncture needle tip position information obtained in the above-described relative position information calculation unit is stored in the position information storage unit 7. In other words, the position information storage unit 7 stores the tip of the puncture needle that is supplied in time series from the relative position information calculation unit of the position information detection unit 6 as the tip of the puncture needle inserted into the patient's body moves. The relative position information is sequentially stored.

次に、MPR断面形成部8は、穿刺針150が患者の体表面に刺入された場合に位置情報検出部6の相対位置情報算出部から供給される穿刺針先端部の相対的位置情報(初期位置情報)と基準MPR画像データに示された病巣部に基づいて設定された目標刺入位置の位置情報とに基づいて、例えば、目標刺入位置を含み互いに直交する3つのMPR断面を形成する。   Next, the MPR cross-section forming unit 8 detects the relative position information of the tip of the puncture needle supplied from the relative position information calculation unit of the position information detection unit 6 when the puncture needle 150 is inserted into the body surface of the patient. For example, three MPR sections including the target insertion position and orthogonal to each other are formed based on the initial position information) and the position information of the target insertion position set based on the lesion portion indicated in the reference MPR image data To do.

図6は、MPR断面形成部8において形成されるMPR断面の具体例を示したものであり、所定の基準MPR断面をボリュームデータ生成部5のボリュームデータ記憶部53から読み出したボリュームデータVbに対して設定することにより得られる基準MPR画像データが表示部14に表示され、この基準MPR画像データに示された病巣部に対して目標刺入位置Bxと図示しない許容刺入領域Byが入力部15によって設定された場合、MPR断面形成部8は、例えば、上述の目標刺入位置Bxと体表面における穿刺針先端部の初期位置a0及び超音波プローブ2の中心Px(図3に示す直交座標系(p−q−r)の原点)を含む第1のMPR断面Pm1、目標刺入位置Bxと上述の初期位置a0を含み第1のMPR断面Pm1に垂直な第2のMPR断面Pm2、目標刺入位置Bxを含み目標刺入位置Bxと初期位置a0を通る直線を法線とする第3のMPR断面Pm3を形成する。   FIG. 6 shows a specific example of the MPR cross section formed in the MPR cross section forming unit 8, and a predetermined reference MPR cross section is read from the volume data Vb read from the volume data storage unit 53 of the volume data generation unit 5. The reference MPR image data obtained by the setting is displayed on the display unit 14, and the target insertion position Bx and the allowable insertion area By (not shown) are input to the lesion part indicated in the reference MPR image data. Is set by, for example, the target insertion position Bx, the initial position a0 of the puncture needle tip on the body surface, and the center Px of the ultrasonic probe 2 (the orthogonal coordinate system shown in FIG. 3). The first MPR section Pm1 including (pq-r) origin) and the target insertion position Bx and the initial position a0 described above and perpendicular to the first MPR section Pm1 2 of MPR slice Pm2, to form a third MPR slice Pm3 a straight line passing through the target insertion position target insertion position Bx and the initial position a0 include Bx to normal.

再び図1へ戻って、画像データ生成部9は、ボリュームデータ生成部5のボリュームデータ記憶部53から読み出したボリュームデータ(Bモードボリュームデータ、カラードプラボリュームデータ及び弾性ボリュームデータ)とこれらのボリュームデータに対して設定された基準MPR断面や第1のMPR断面乃至第3のMPR断面に基づいて各種のMPR画像データを生成する機能を有し、図示しないデータ抽出部とデータ合成部を備えている。   Returning to FIG. 1 again, the image data generation unit 9 reads the volume data (B-mode volume data, color Doppler volume data, and elastic volume data) read from the volume data storage unit 53 of the volume data generation unit 5 and these volume data. Has a function of generating various MPR image data based on the reference MPR section and the first MPR section to the third MPR section set with respect to, and includes a data extraction section and a data composition section (not shown). .

そして、基準MPR画像データの生成におけるデータ抽出部は、例えば、Bモードボリュームデータの病巣部に対し所定の基準MPR断面を設定し、この基準MPR断面におけるボクセルを抽出することにより目標刺入位置及び許容刺入領域の設定を目的とした基準MPR画像データを生成する。   Then, the data extraction unit in generating the reference MPR image data sets, for example, a predetermined reference MPR section for the lesion part of the B-mode volume data, and extracts the voxel in the reference MPR section to extract the target insertion position and Reference MPR image data for setting an allowable insertion area is generated.

又、第1のMPR画像データの生成におけるデータ抽出部は、Bモードボリュームデータ、カラードプラボリュームデータ及び弾性ボリュームデータの各々にMPR断面形成部8が形成した第1のMPR断面を設定し、このMPR断面におけるボクセルを抽出することにより2次元のBモード画像データ、カラードプラ画像データ及び弾性画像データ(エラストグラフィ)を生成する。一方、データ合成部は、得られたBモード画像データ、カラードプラ画像データ及び弾性画像データを合成することにより第1のMPR画像データを生成する。   The data extraction unit in the generation of the first MPR image data sets the first MPR section formed by the MPR section forming unit 8 in each of the B mode volume data, the color Doppler volume data, and the elastic volume data. Two-dimensional B-mode image data, color Doppler image data, and elasticity image data (elastography) are generated by extracting voxels in the MPR section. On the other hand, the data combining unit generates first MPR image data by combining the obtained B-mode image data, color Doppler image data, and elasticity image data.

同様にして、第2のMPR画像データ及び第3のMPR画像データの生成におけるデータ抽出部は、上記ボリュームデータの各々に対して設定した第2のMPR断面及び第3のMPR断面におけるボクセルを抽出することによりBモード画像データ、カラードプラ画像データ及び弾性画像データを生成し、データ合成部は、得られたこれらの画像データを合成することにより第2のMPR画像データ及び第3のMPR画像データを生成する。   Similarly, the data extraction unit in generating the second MPR image data and the third MPR image data extracts voxels in the second MPR section and the third MPR section set for each of the volume data. To generate B-mode image data, color Doppler image data, and elasticity image data, and the data synthesis unit synthesizes the obtained image data to generate the second MPR image data and the third MPR image data. Is generated.

次に、刺入方向/範囲推定部10は、患者の体内に対する穿刺針150の刺入に伴って位置情報検出部6から時系列的に供給され位置情報記憶部7に一旦保存された複数からなる穿刺針先端位置情報に基づいて患者体内における穿刺針150の予想刺入方向及び予想刺入範囲を推定する機能を有し、図示しない刺入方向推定部と刺入範囲推定部を備えている。   Next, the insertion direction / range estimation unit 10 is supplied from the position information detection unit 6 in time series with the insertion of the puncture needle 150 into the patient's body, and is temporarily stored in the position information storage unit 7. And a function of estimating the expected insertion direction and the expected insertion range of the puncture needle 150 in the patient based on the puncture needle tip position information, and includes an insertion direction estimation unit and an insertion range estimation unit (not shown). .

刺入方向推定部は、位置情報記憶部7に保存された穿刺針先端位置情報の中から最新の穿刺針先端位置情報及びこの穿刺針先端位置情報に隣接する1つあるいは複数の穿刺針先端位置情報を読み出す。そして、これらの穿刺針先端位置情報を用いた外挿補間処理によって患者体内における穿刺針150の予想刺入方向を推定する。一方、刺入範囲推定部は、刺入方向推定部によって推定された予想刺入方向を中心軸とし最新の穿刺針先端位置を頂点とする円錐形状の予想刺入範囲を推定する。   The insertion direction estimation unit includes the latest puncture needle tip position information from the puncture needle tip position information stored in the position information storage unit 7 and one or more puncture needle tip positions adjacent to the puncture needle tip position information. Read information. Then, an expected insertion direction of the puncture needle 150 in the patient is estimated by extrapolation processing using the puncture needle tip position information. On the other hand, the insertion range estimation unit estimates an expected insertion range having a conical shape with the predicted insertion direction estimated by the insertion direction estimation unit as the central axis and the latest tip position of the puncture needle as a vertex.

図7は、位置情報記憶部7から読み出した最新の穿刺針先端位置情報a1とこの穿刺針先端位置情報a1に隣接する穿刺針先端位置情報a2及びa3に基づいて刺入方向/範囲推定部10が推定した穿刺針150の予想刺入方向及び予想刺入範囲を説明するための図であり、刺入方向推定部は、上述の穿刺針先端位置情報a1乃至a3を刺入方向へ外挿補間することにより予想刺入方向Axを推定し、刺入範囲推定部は、この予想刺入方向Axを中心軸とし穿刺針先端位置情報a1を頂点とする円錐形状の予想刺入範囲Ayを推定する。尚、予想刺入範囲Ayの拡がり角度αは、通常、入力部15において初期設定される。   FIG. 7 shows the insertion direction / range estimation unit 10 based on the latest puncture needle tip position information a1 read from the position information storage unit 7 and the puncture needle tip position information a2 and a3 adjacent to the puncture needle tip position information a1. FIG. 6 is a diagram for explaining an expected insertion direction and an expected insertion range of the puncture needle 150 estimated by, and the insertion direction estimation unit extrapolates the puncture needle tip position information a1 to a3 in the insertion direction. Thus, the predicted insertion direction Ax is estimated, and the insertion range estimation unit estimates the expected insertion range Ay having a conical shape with the predicted insertion direction Ax as the central axis and the puncture needle tip position information a1 as the apex. . Note that the expansion angle α of the expected insertion range Ay is usually initially set in the input unit 15.

次に、図1の刺入領域推定部11は、MPR断面形成部8によって形成された第3のMPR断面(図6参照)と刺入方向/範囲推定部10の刺入方向推定部によって推定された予想刺入方向との交点を算出することにより第3のMPR断面の病巣部における予想刺入位置を推定し、更に、第3のMPR断面と刺入方向/範囲推定部10の刺入範囲推定部によって推定された予想刺入範囲との交差領域を算出することにより上述の病巣部における予想刺入領域を推定する。   Next, the insertion area estimation unit 11 in FIG. 1 is estimated by the third MPR section (see FIG. 6) formed by the MPR section formation unit 8 and the insertion direction estimation unit of the insertion direction / range estimation unit 10. By calculating the intersection point with the predicted insertion direction, the predicted insertion position in the lesion part of the third MPR section is estimated, and further, the third MPR section and the insertion direction / range estimation unit 10 insertion By calculating a crossing area with the predicted insertion range estimated by the range estimation unit, the predicted insertion region in the above-mentioned lesion is estimated.

図8は、刺入領域推定部11によって推定された病巣部における予想刺入位置及び予想刺入領域を説明するための図であり、この図8に示すように、第3のMPR画像データIm3の病巣部Obに対する穿刺子150の予想刺入位置Dx及び予想刺入領域Dyは、MPR断面形成部8によって形成された第3のMPR断面Pm3と刺入方向/範囲推定部10によって推定された予想刺入方向Ax及び予想刺入範囲Ayとの交点及び交差領域によって推定される。   FIG. 8 is a diagram for explaining the predicted insertion position and the predicted insertion area in the lesion portion estimated by the insertion area estimation unit 11, and as shown in FIG. 8, the third MPR image data Im3 The predicted insertion position Dx and the predicted insertion area Dy of the puncture element 150 with respect to the lesion portion Ob of the third MPR section Pm3 formed by the MPR section formation section 8 and the insertion direction / range estimation section 10 were estimated. It is estimated by the intersection and the intersection area with the predicted insertion direction Ax and the predicted insertion range Ay.

次に、図1の警告データ発生部12は、図9に示すように領域比較部121、刺入距離計測部122及び警告データ生成部123を備えている。   Next, the warning data generation unit 12 in FIG. 1 includes an area comparison unit 121, a penetration distance measurement unit 122, and a warning data generation unit 123, as shown in FIG.

領域比較部121は、基準MPR画像データの病巣部に対して入力部15が設定した許容刺入領域と、刺入領域推定部11が第3のMPR断面と予想刺入範囲との交差領域に基づいて推定した予想刺入領域(図8参照)とを比較し、予想刺入領域の全てあるいはその一部が許容刺入領域の外部に存在する場合、その旨を示す刺入領域判定結果を警告データ生成部123に対して出力する。   The area comparison unit 121 includes an allowable insertion area set by the input unit 15 with respect to the lesion part of the reference MPR image data, and the insertion area estimation unit 11 determines an intersection area between the third MPR cross section and the expected insertion area. When the predicted insertion area (see FIG. 8) estimated based on this is compared, and all or a part of the predicted insertion area is outside the allowable insertion area, the insertion area determination result indicating that fact is displayed. Output to the warning data generation unit 123.

一方、刺入距離計測部122は、穿刺針150の刺入に伴って位置情報検出部6からシステム制御部16を介して略リアルタイムで供給される穿刺針先端位置情報と刺入領域推定部11から供給される予想刺入位置の位置情報とに基づいて患者体内に刺入された穿刺針150の先端部と第3のMPR断面における予想刺入位置との距離を刺入距離として計測し、得られた刺入距離が所定の閾値βより短い場合、その旨を示す刺入距離判定結果を警告データ生成部123及び支援データ生成部13に対して出力する。   On the other hand, the puncture distance measuring unit 122 puncture needle tip position information and puncture area estimation unit 11 supplied from the position information detection unit 6 via the system control unit 16 in accordance with puncture of the puncture needle 150 in substantially real time. Measuring the distance between the tip of the puncture needle 150 inserted into the patient body and the expected insertion position in the third MPR section as the insertion distance based on the position information of the expected insertion position supplied from When the obtained insertion distance is shorter than the predetermined threshold value β, an insertion distance determination result indicating that is output to the warning data generation unit 123 and the support data generation unit 13.

そして、警告データ生成部123は、領域比較部121から供給される刺入領域判定結果及び刺入距離計測部122から供給される刺入距離判定結果に基づいて所定の警告データを生成する。具体的には、穿刺針150の先端部が上述の予想刺入位置に対して所定距離(閾値β)以下に接近した時点で第3のMPR断面において推定された予想刺入領域の全てあるいはその一部が許容刺入領域の外部に存在する場合、病巣部の周囲に存在する正常組織に対して穿刺針150による刺入が行なわれる危険性があるため、当該検査/治療を目的として超音波診断装置100を操作する操作者に対し穿刺針150の再刺入を促すための警告データ(警告信号あるいは警告文言)を生成する。   Then, the warning data generation unit 123 generates predetermined warning data based on the insertion area determination result supplied from the area comparison unit 121 and the insertion distance determination result supplied from the insertion distance measurement unit 122. Specifically, all or a predicted insertion region estimated in the third MPR cross section when the tip of the puncture needle 150 approaches a predetermined distance (threshold value β) or less with respect to the predicted insertion position described above. When a part of the tissue exists outside the allowable puncture area, there is a risk that the normal tissue existing around the lesion will be punctured by the puncture needle 150. Therefore, ultrasonic waves are used for the purpose of the examination / treatment. Warning data (warning signal or warning wording) for prompting an operator who operates the diagnostic apparatus 100 to re-insert the puncture needle 150 is generated.

次に、図1に示した支援データ生成部13は、画像データ生成部9において生成された第1のMPR画像データ乃至第3のMPR画像データに入力部15が設定した目標刺入位置及び許容刺入領域、刺入領域推定部11から供給された予想刺入領域及び予想刺入位置の推定結果、刺入方向/範囲推定部10から刺入領域推定部11を介して供給された予想刺入方向及び予想刺入範囲の推定結果、更には、警告データ発生部12から供給された刺入距離の計測結果や警告データを重畳することにより穿刺針150を用いた検査あるいは治療に好適な支援データを生成する。   Next, the support data generation unit 13 illustrated in FIG. 1 sets the target insertion position and the allowable tolerance set by the input unit 15 in the first to third MPR image data generated by the image data generation unit 9. The estimated area supplied from the insertion area, the estimated insertion area and the estimated insertion position supplied from the insertion area estimation unit 11, and the predicted insertion supplied from the insertion direction / range estimation unit 10 via the insertion area estimation unit 11 Assistance suitable for examination or treatment using the puncture needle 150 by superimposing the estimation result of the insertion direction and the predicted insertion range, and further, the measurement result of the insertion distance and the warning data supplied from the warning data generation unit 12 Generate data.

図10は、第1のMPR画像データ乃至第3のMPR画像データをベースとして支援データ生成部13が生成した支援データの具体例を示したものであり、この支援データAdxの左上領域には、例えば、病巣部領域Obが示された第1のMPR画像データIm1に目標刺入位置Bx、予想刺入方向Ax、予想刺入範囲Ay、予想刺入位置Dx、穿刺針150、第2のMPR断面Pm2及び第3のMPR断面Pm3等の情報を重畳することによって生成された第1のサブ支援データAd1が配置され、同様にして、支援データAdxの右上領域には、病巣部領域Obが示された第2のMPR画像データIm2に目標刺入位置Bx、予想刺入方向Ax、予想刺入範囲Ay、予想刺入位置Dx、穿刺針150、第1のMPR断面Pm1及び第3のMPR断面Pm3を重畳することによって生成された第2のサブ支援データAd2が配置される。   FIG. 10 shows a specific example of the support data generated by the support data generation unit 13 based on the first MPR image data to the third MPR image data. In the upper left area of the support data Adx, For example, the first MPR image data Im1 in which the lesion area Ob is shown is added to the target insertion position Bx, the expected insertion direction Ax, the expected insertion range Ay, the expected insertion position Dx, the puncture needle 150, the second MPR. The first sub support data Ad1 generated by superimposing information such as the cross section Pm2 and the third MPR cross section Pm3 is arranged. Similarly, the lesion area Ob is shown in the upper right area of the support data Adx. The target second insertion position Bx, the predicted insertion direction Ax, the predicted insertion range Ay, the predicted insertion position Dx, the puncture needle 150, the first MPR cross section Pm1, and the third MPR image data Im2 Second sub assistance data Ad2 generated by superimposing the PR section Pm3 are arranged.

更に、支援データAdxの左下領域には、病巣部Obが示された第3のMPR画像データIm3に目標刺入位置Bx、許容刺入領域By、予想刺入位置Dx、第1のMPR断面Pm1及び第2のMPR断面Pm2の情報や穿刺距離の計測結果等を重畳することによって生成された第3のサブ支援データAd3が配置される。   Further, in the lower left area of the support data Adx, the third MPR image data Im3 in which the lesion portion Ob is shown are added to the target insertion position Bx, the allowable insertion area By, the expected insertion position Dx, and the first MPR cross section Pm1. The third sub support data Ad3 generated by superimposing the information on the second MPR cross section Pm2, the measurement result of the puncture distance, and the like are arranged.

尚、第3のサブ支援データAd3に示された許容刺入領域Byは、既に述べたように病巣部Obの境界線に沿って設定され、この第3のサブ支援データに示された刺入距離が閾値βより短くなった時点で予想刺入範囲Dyの全てあるいはその一部が許容刺入範囲Byの外部に存在する場合、警告データ発生部12において生成された再刺入を促すための警告データ(警告文言)が支援データAdxの右下領域等において示される。   The allowable insertion area By shown in the third sub support data Ad3 is set along the boundary line of the lesion portion Ob as described above, and the insertion shown in the third sub support data When all or a part of the predicted insertion range Dy exists outside the allowable insertion range By when the distance becomes shorter than the threshold value β, the warning data generation unit 12 prompts the re-insertion Warning data (warning wording) is shown in the lower right area of the support data Adx.

次に、図1の表示部14は、図示しない表示データ生成部、データ変換部及びモニタを備え、表示データ生成部は、病巣部の中心位置に対応する目標刺入位置の設定及び病巣部領域に対応する許容刺入領域の設定を目的として画像データ生成部9が生成した基準MPR画像データや互いに直交する第1のMPR画像データ乃至第3のMPR画像データをベースとして支援データ生成部13が生成した上述の支援データを所定の表示フォーマットに変換して表示データを生成し、データ変換部は、前記表示データに対しD/A変換やテレビフォーマット変換等の変換処理を行なってモニタに表示する。   Next, the display unit 14 of FIG. 1 includes a display data generation unit, a data conversion unit, and a monitor (not shown). The display data generation unit sets the target insertion position corresponding to the center position of the lesion part and the lesion part region. The support data generation unit 13 is based on the reference MPR image data generated by the image data generation unit 9 for the purpose of setting an allowable insertion area corresponding to the first MPR image data or the third MPR image data orthogonal to each other. The generated support data is converted into a predetermined display format to generate display data, and the data conversion unit performs conversion processing such as D / A conversion and television format conversion on the display data and displays it on the monitor. .

一方、入力部15は、操作パネル上に表示パネルやキーボード、トラックボール、マウス、選択ボタン、入力ボタン等の入力デバイスを備え、患者情報の入力、ボリュームデータ収集条件及び画像データ生成条件の設定、支援データ生成条件の設定、ボリュームデータに対する基準MPR断面の設定、基準MPR画像データに示された病巣部に対する目標刺入位置及び許容刺入領域の設定、予想刺入範囲拡がり角度α及び閾値βの設定、各種指示信号の入力等を行なう。   On the other hand, the input unit 15 includes input devices such as a display panel, a keyboard, a trackball, a mouse, a selection button, and an input button on the operation panel, and inputs patient information, setting of volume data collection conditions and image data generation conditions, Setting of support data generation conditions, setting of reference MPR cross section for volume data, setting of target insertion position and allowable insertion area for lesion shown in reference MPR image data, expected insertion range expansion angle α and threshold β Make settings and input various instruction signals.

システム制御部16は、図示しないCPUと入力情報記憶部を備え、入力部15において入力あるいは設定された上述の各種情報は入力情報記憶部に保存される。一方、CPUは、上述の各種情報を用いて超音波診断装置100が備える各ユニットを統括的に制御することにより当該患者の3次元領域に対する超音波送受信を実行させ、更に、このとき得られたボリュームデータに基づいて穿刺針150を用いた検査あるいは治療に有効な支援データの生成と表示を実行させる。   The system control unit 16 includes a CPU and an input information storage unit (not shown), and the above-described various information input or set in the input unit 15 is stored in the input information storage unit. On the other hand, the CPU executes ultrasonic transmission / reception with respect to the three-dimensional region of the patient by comprehensively controlling each unit included in the ultrasonic diagnostic apparatus 100 using the various information described above, and further obtained at this time. Based on the volume data, generation and display of support data effective for examination or treatment using the puncture needle 150 is executed.

(支援データの生成/表示手順)
次に、本実施形態における支援データの生成/表示手順につき図11のフローチャートに沿って説明する。当該患者に対するボリュームデータの収集に先立ち、超音波診断装置100の操作者は、入力部15において患者情報を入力した後、ボリュームデータ収集条件及び画像データ生成条件の設定、支援データ生成条件の設定、予想刺入範囲拡がり角度α及び閾値βの設定等を行なう。そして、入力部15における上述の入力情報や設定情報は、システム制御部16が備える入力情報記憶部に保存される(図11のステップS1)。
(Assistance data generation / display procedure)
Next, a procedure for generating / displaying support data in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. Prior to collecting volume data for the patient, the operator of the ultrasound diagnostic apparatus 100 inputs patient information at the input unit 15, then sets volume data collection conditions and image data generation conditions, sets support data generation conditions, Estimated insertion range expansion angle α and threshold value β are set. And the above-mentioned input information and setting information in the input part 15 are preserve | saved at the input information storage part with which the system control part 16 is provided (step S1 of FIG. 11).

超音波診断装置100に対する上述の初期設定が終了したならば、操作者は、超音波プローブ2を患者の体表面に配置した状態で支援データ生成開始指示信号を入力部15において入力し(図11のステップS2)、この指示信号がシステム制御部16へ供給されることにより、病巣部(検査/治療対象部位)を含んだ患者体内の3次元領域に対するボリュームデータ(Bモードボリュームデータ、カラードプラボリュームデータ及び弾性ボリュームデータ)の収集が開始される。   When the above initial setting for the ultrasonic diagnostic apparatus 100 is completed, the operator inputs a support data generation start instruction signal at the input unit 15 with the ultrasonic probe 2 placed on the body surface of the patient (FIG. 11). In step S2), the instruction signal is supplied to the system control unit 16, so that the volume data (B-mode volume data, color Doppler volume) for the three-dimensional region in the patient body including the lesion (examination / treatment target site) is included. Data and elastic volume data) are started.

Bモードボリュームデータの収集に際し、送信部31のレートパルス発生器311は、システム制御部16からの制御信号に従って生成したレートパルスを送信遅延回路312へ供給する。送信遅延回路312は、送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに超音波を集束するための遅延時間と最初の送受信方向(θ1、φ1)に超音波を送信するための遅延時間を前記レートパルスに与え、このレートパルスをNチャンネルの駆動回路313へ供給する。次いで、駆動回路313は、送信遅延回路312から供給されたレートパルスに基づいて所定の遅延時間と形状を有した駆動信号を生成し、この駆動信号を超音波プローブ2において2次元配列されたN個の振動素子へ供給し患者体内に送信超音波を放射する。   When collecting B-mode volume data, the rate pulse generator 311 of the transmission unit 31 supplies the rate pulse generated according to the control signal from the system control unit 16 to the transmission delay circuit 312. The transmission delay circuit 312 has a delay time for focusing the ultrasonic wave to a predetermined depth and a delay time for transmitting the ultrasonic wave in the first transmission / reception direction (θ1, φ1) in order to obtain a narrow beam width in transmission. The rate pulse is supplied to the N-channel drive circuit 313. Next, the drive circuit 313 generates a drive signal having a predetermined delay time and shape based on the rate pulse supplied from the transmission delay circuit 312, and this drive signal is N-dimensionally arranged in the ultrasonic probe 2. The ultrasonic waves are transmitted to the individual vibrating elements and transmitted ultrasonic waves are emitted into the patient's body.

放射された送信超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる臓器境界面や組織にて反射し、前記振動素子によって受信されてNチャンネルの電気的な受信信号に変換される。次いで、この受信信号は、受信部32のプリアンプ321においてゲイン補正されA/D変換器322においてデジタル信号に変換された後、Nチャンネルの受信遅延回路323において所定の深さからの受信超音波を収束するための遅延時間と送受信方向(θ1、φ1)からの受信超音波に対し強い受信指向性を設定するための遅延時間が与えられ、加算器324にて整相加算される。   A part of the radiated transmission ultrasonic wave is reflected by an organ boundary surface or tissue having different acoustic impedance, received by the vibration element, and converted into an N-channel electrical reception signal. Next, the received signal is gain-corrected by the preamplifier 321 of the receiving unit 32 and converted into a digital signal by the A / D converter 322, and then received ultrasonic waves from a predetermined depth are received by the N-channel receiving delay circuit 323. A delay time for convergence and a delay time for setting a strong reception directivity with respect to the reception ultrasonic wave from the transmission / reception direction (θ1, φ1) are given, and the adder 324 performs phasing addition.

一方、整相加算後の受信信号が供給された受信信号処理部4の包絡線検波器411及び対数変換器412は、この受信信号に対して包絡線検波と対数変換を行なってBモードデータを生成し、得られたBモードデータは送受信方向(θ1、φ1)の情報を付帯情報としてボリュームデータ生成部5の超音波データ記憶部51に保存される。   On the other hand, the envelope detector 411 and the logarithmic converter 412 of the received signal processing unit 4 to which the received signal after the phasing addition is supplied perform envelope detection and logarithmic conversion on the received signal to obtain B-mode data. The generated B-mode data is stored in the ultrasonic data storage unit 51 of the volume data generation unit 5 with the information on the transmission / reception direction (θ1, φ1) as supplementary information.

送受信方向(θ1、φ1)に対するBモードデータの生成と保存が終了したならば、超音波の送受信方向がφ方向にΔφずつ更新されたφq=φ1+(q−1)Δφ(q=2乃至Q)によって設定される送受信方向(θ1、φ2乃至φQ)に対して超音波送受信を行ない、更に、送受信方向がθ方向にΔθずつ更新されたθp=θ1+(p−1)Δθ(p=2乃至P)によって設定される送受信方向θ2乃至θPの各々に対し上述のφ1乃至φQの超音波送受信を繰り返すことによって3次元走査が行なわれる。そして、これらの超音波送受信によって得られたBモードデータも上述の送受信方向を付帯情報としてボリュームデータ生成部5の超音波データ記憶部51に保存される。   When the generation and storage of B-mode data for the transmission / reception direction (θ1, φ1) is completed, φq = φ1 + (q−1) Δφ (q = 2 to Q) in which the ultrasonic transmission / reception direction is updated by Δφ in the φ direction. ), Ultrasonic transmission / reception is performed with respect to the transmission / reception direction (θ1, φ2 to φQ) set, and the transmission / reception direction is updated by Δθ in the θ direction by θp = θ1 + (p−1) Δθ (p = 2 to Three-dimensional scanning is performed by repeating the above-described ultrasonic transmission / reception of φ1 to φQ for each of the transmission / reception directions θ2 to θP set by P). The B-mode data obtained by the ultrasonic transmission / reception is also stored in the ultrasonic data storage unit 51 of the volume data generation unit 5 with the above transmission / reception direction as supplementary information.

同様にして、患者体内の3次元領域に対するカラードプラモードの超音波送受信及び弾性モードの超音波送受信によって得られた整相加算後の受信信号を受信した受信信号処理部4のカラードプラデータ生成部42及び弾性データ生成部43は、これらの受信信号に対し所定の信号処理を行なうことによりカラードプラデータ及び弾性データを生成し、得られたカラードプラデータ及び弾性データに送受信方向の情報を付加して超音波データ記憶部51に保存する。   Similarly, the color Doppler data generation unit of the reception signal processing unit 4 that has received the reception signal after the phasing addition obtained by the color Doppler mode ultrasonic transmission / reception and the elastic mode ultrasonic transmission / reception for a three-dimensional region in the patient's body. 42 and elasticity data generation unit 43 generate color Doppler data and elasticity data by performing predetermined signal processing on these received signals, and add transmission / reception direction information to the obtained color Doppler data and elasticity data. And stored in the ultrasonic data storage unit 51.

一方、ボリュームデータ生成部5の補間処理部52は、超音波データ記憶部51から読み出したBモードデータ、カラードプラデータ及び弾性データを送受信方向(θp、φq)に対応させて配列することにより3次元超音波データ(3次元Bモードデータ、3次元カラードプラデータ及び3次元弾性データ)を生成し、得られた3次元超音波データを補間処理して生成したボリュームデータ(Bモードボリュームデータ、カラードプラボリュームデータ及び弾性ボリュームデータ)をボリュームデータ記憶部53に保存する(図11のステップS3)。   On the other hand, the interpolation processing unit 52 of the volume data generation unit 5 arranges the B mode data, color Doppler data, and elasticity data read from the ultrasound data storage unit 51 in correspondence with the transmission / reception directions (θp, φq). Volume data (B-mode volume data, color) generated by interpolating the obtained 3D ultrasound data by generating 3D ultrasound data (3D B-mode data, 3D color Doppler data and 3D elasticity data) The Doppler volume data and the elastic volume data) are stored in the volume data storage unit 53 (step S3 in FIG. 11).

次いで、画像データ生成部9は、上述のボリュームデータ記憶部53から読み出したボリュームデータ(例えば、Bモードボリュームデータ)の病巣部に対して所定の基準MPR断面を設定し、この基準MPR断面におけるボクセルを抽出することによって基準MPR画像データを生成する。そして、得られた基準MPR画像データを表示部14のモニタに表示する(図11のステップS4)。   Next, the image data generation unit 9 sets a predetermined reference MPR section for the lesion part of the volume data (for example, B-mode volume data) read from the volume data storage unit 53, and voxels in the reference MPR section are set. Is used to generate reference MPR image data. Then, the obtained reference MPR image data is displayed on the monitor of the display unit 14 (step S4 in FIG. 11).

一方、超音波診断装置100の操作者は、表示部14に表示された基準MPR画像データにおける病巣部の中心に目標刺入位置を設定し、病巣部と正常組織との境界線に基づいて病巣部の形状や拡がりに対応した許容刺入領域を設定する(図11のステップS5)。   On the other hand, the operator of the ultrasonic diagnostic apparatus 100 sets a target insertion position at the center of the lesion in the reference MPR image data displayed on the display unit 14, and based on the boundary line between the lesion and the normal tissue. An allowable insertion area corresponding to the shape and spread of the part is set (step S5 in FIG. 11).

次いで、操作者は、表示部14に表示された穿刺針150の刺入方向に対応する穿刺ガイドラインが上述の目標刺入位置と一致するように患者の体表面に配置された超音波プローブ2及びこの超音波プローブ2の穿刺用アダプタ21に取り付けられた穿刺針150の位置や方向を微調整した後、患者体内に対する穿刺針150の刺入を開始する。   Next, the operator places the ultrasonic probe 2 disposed on the body surface of the patient so that the puncture guideline corresponding to the puncture direction of the puncture needle 150 displayed on the display unit 14 matches the target insertion position described above. After finely adjusting the position and direction of the puncture needle 150 attached to the puncture adapter 21 of the ultrasonic probe 2, insertion of the puncture needle 150 into the patient body is started.

一方、位置情報検出部6の穿刺針先端位置検出部は、穿刺針150の先端部近傍に設けられた穿刺針位置センサ151から供給される位置信号に基づいて患者の体内に刺入された穿刺針150の先端位置を検出し、位置情報検出部6のプローブ位置検出部は、超音波プローブ2の内部あるいは表面に設けられた複数からなるプローブ位置センサ22から供給される位置信号に基づいて患者の体表面に配置された超音波プローブ2の位置及び方向を検出する。そして、位置情報検出部6の相対位置情報算出部は、上述の穿刺針先端位置検出部から供給される穿刺針先端部の位置データとプローブ位置検出部から供給される超音波プローブ2の位置データ及び方向データを所定の相対位置情報算出用プログラムへ入力することにより超音波プローブ2に対する穿刺針先端部の相対的な位置情報(穿刺針先端位置情報)を算出し、得られた穿刺針先端位置情報を位置情報記憶部7に保存する(図11のステップS6)。   On the other hand, the puncture needle tip position detection unit of the position information detection unit 6 is a puncture needle inserted into the patient's body based on a position signal supplied from a puncture needle position sensor 151 provided near the tip of the puncture needle 150. The tip position of the needle 150 is detected, and the probe position detector of the position information detector 6 is based on a position signal supplied from a plurality of probe position sensors 22 provided inside or on the surface of the ultrasonic probe 2. The position and direction of the ultrasonic probe 2 disposed on the body surface of the body are detected. The relative position information calculation unit of the position information detection unit 6 includes the position data of the puncture needle tip portion supplied from the puncture needle tip position detection unit and the position data of the ultrasonic probe 2 supplied from the probe position detection unit. And relative direction information (puncture needle tip position information) of the puncture needle tip with respect to the ultrasonic probe 2 by inputting the direction data and the direction data into a predetermined relative position information calculation program, and the obtained puncture needle tip position Information is stored in the position information storage unit 7 (step S6 in FIG. 11).

次に、MPR断面形成部8は、穿刺針150が患者の体表面に刺入された場合に位置情報検出部6の相対位置情報算出部から供給された最初の穿刺針先端位置情報と基準MPR画像データの病巣部中心に対して設定された目標刺入位置の位置情報とに基づいて、例えば、目標刺入位置と体表面に刺入された穿刺針先端部の初期位置及び超音波プローブ2の中心を含む第1のMPR断面、目標刺入位置と上述の初期位置を含み第1のMPR断面に垂直な第2のMPR断面、目標刺入位置を含み前記初期位置と目標刺入位置を通る直線を法線とする第3のMPR断面を形成する(図11のステップS7)。   Next, when the puncture needle 150 is inserted into the body surface of the patient, the MPR cross-section forming unit 8 receives the first puncture needle tip position information and the reference MPR supplied from the relative position information calculation unit of the position information detection unit 6. Based on the position information of the target insertion position set with respect to the lesion center in the image data, for example, the target insertion position, the initial position of the tip of the puncture needle inserted into the body surface, and the ultrasonic probe 2 The first MPR cross section including the center of the target, the target insertion position and the second MPR cross section including the initial position and perpendicular to the first MPR cross section, including the target insertion position, the initial position and the target insertion position. A third MPR cross section having a straight line passing through as a normal is formed (step S7 in FIG. 11).

次いで、画像データ生成部9は、ボリュームデータ生成部5のボリュームデータ記憶部53から読み出したBモードボリュームデータ、カラードプラボリュームデータ及び弾性ボリュームデータの各々にMPR断面形成部8が形成した第1のMPR断面乃至第3のMPR断面を設定し、これらのMPR断面におけるボクセルを抽出することによって2次元のBモード画像データ、カラードプラ画像データ及び弾性画像データ(エラストグラフィ)を生成する。そして、得られたこれらの画像データをMPR断面単位で合成することにより第1のMPR画像データ乃至第3のMPR画像データを生成する(図11のステップS8)。   Next, the image data generation unit 9 generates the first data formed by the MPR cross-section forming unit 8 on each of the B-mode volume data, color Doppler volume data, and elastic volume data read from the volume data storage unit 53 of the volume data generation unit 5. Two-dimensional B-mode image data, color Doppler image data, and elasticity image data (elastography) are generated by setting MPR slices to third MPR slices and extracting voxels in these MPR slices. Then, the first to third MPR image data are generated by synthesizing the obtained image data in units of MPR sections (step S8 in FIG. 11).

一方、刺入方向/範囲推定部10の刺入方向推定部は、位置情報記憶部7に保存された穿刺針先端位置情報の中から最新の穿刺針先端位置情報及びこの穿刺針先端位置情報に隣接する1つあるいは複数の穿刺針先端位置情報を読み出し、これらの穿刺針先端位置情報を外挿補間することによって患者体内における穿刺針150の予想刺入方向を推定する。又、刺入方向/範囲推定部10の刺入範囲推定部は、刺入方向推定部によって推定された予想刺入方向を中心軸とし最新の穿刺針先端位置を頂点とする円錐形状の予想刺入範囲を推定する(図11のステップS9)。   On the other hand, the insertion direction estimation unit of the insertion direction / range estimation unit 10 uses the latest puncture needle tip position information and the puncture needle tip position information from the puncture needle tip position information stored in the position information storage unit 7. One or a plurality of adjacent puncture needle tip position information is read, and the estimated insertion direction of the puncture needle 150 in the patient is estimated by extrapolating the puncture needle tip position information. The insertion range estimation unit of the insertion direction / range estimation unit 10 has a conical predicted puncture with the predicted insertion direction estimated by the insertion direction estimation unit as the central axis and the latest puncture needle tip position as the apex. The entering range is estimated (step S9 in FIG. 11).

次いで、刺入領域推定部11は、MPR断面形成部8によって形成された第3のMPR断面と上述の刺入方向推定部によって推定された予想刺入方向との交点を算出することにより第3のMPR断面の病巣部における予想刺入位置を推定し、更に、第3のMPR断面と刺入範囲推定部によって推定された予想刺入範囲との交差領域を算出することにより上述の病巣部における予想刺入領域を推定する(図11のステップS10)。   Next, the insertion region estimation unit 11 calculates the third intersection point between the third MPR cross section formed by the MPR cross section formation unit 8 and the predicted insertion direction estimated by the above insertion direction estimation unit. The estimated insertion position in the lesion part of the MPR cross section of the MPR cross section is calculated, and further, the intersection area between the third MPR cross section and the predicted insertion area estimated by the insertion range estimation unit is calculated, thereby An expected insertion area is estimated (step S10 in FIG. 11).

一方、警告データ発生部12の刺入距離計測部122は、位置情報検出部6からシステム制御部16を介して略リアルタイムで供給される穿刺針先端位置情報と刺入領域推定部11から供給される予想刺入位置の位置情報とに基づき、患者の体内に刺入された穿刺針150の先端部と第3のMPR断面における予想刺入位置との距離を刺入距離として計測する(図11のステップS11)。   On the other hand, the insertion distance measurement unit 122 of the warning data generation unit 12 is supplied from the puncture needle tip position information and insertion region estimation unit 11 supplied from the position information detection unit 6 via the system control unit 16 in substantially real time. Based on the position information of the predicted insertion position, the distance between the tip of the puncture needle 150 inserted into the patient's body and the predicted insertion position in the third MPR section is measured as the insertion distance (FIG. 11). Step S11).

次いで、支援データ生成部13は、画像データ生成部9において生成された第1のMPR画像データ乃至第3のMPR画像データに入力部15が設定した目標刺入位置及び許容刺入領域、刺入領域推定部11から供給された予想刺入領域及び予想刺入位置の推定結果、刺入方向/範囲推定部10から刺入領域推定部11を介して供給された予想刺入方向及び予想刺入範囲の推定結果、更には、警告データ発生部12から供給された刺入距離の計測結果等を付加して当該検査/治療に好適な支援データを生成し、得られた支援データを表示部14のモニタに表示する(図11のステップS12)。   Next, the support data generation unit 13 includes the target insertion position and the allowable insertion region set by the input unit 15 in the first to third MPR image data generated in the image data generation unit 9, the insertion, The estimation result of the predicted insertion area and the predicted insertion position supplied from the area estimation unit 11, the expected insertion direction and the expected insertion supplied from the insertion direction / range estimation unit 10 via the insertion area estimation unit 11 The range estimation result, further, the measurement result of the insertion distance supplied from the warning data generation unit 12 and the like are added to generate support data suitable for the examination / treatment, and the obtained support data is displayed on the display unit 14. (Step S12 in FIG. 11).

そして、刺入距離計測部122において計測された刺入距離が所定の閾値βより長い場合、上述のステップS6とステップS9乃至ステップS12を繰り返すことによって穿刺針150の刺入、予想刺入方向/範囲/位置/領域の推定、刺入距離の計測及び支援データの生成/表示を行なう。   When the insertion distance measured by the insertion distance measuring unit 122 is longer than the predetermined threshold β, the insertion of the puncture needle 150 and the expected insertion direction / Range / position / region estimation, penetration distance measurement, and support data generation / display.

一方、刺入距離計測部122において計測された刺入距離が閾値βより短くなった時点、即ち、穿刺針150の先端部が予想刺入位置に対して閾値β以下に接近した時点で警告データ発生部12の領域比較部121は、基準MPR画像データの病巣部に対して入力部15が設定した許容刺入領域と刺入領域推定部11が第3のMPR断面と予想刺入範囲との交差領域に基づいて推定した予想刺入領域とを比較する。そして、予想刺入領域の全てあるいはその一部が許容刺入領域の外部に存在する場合、警告データ発生部12の警告データ生成部123は、操作者に対して穿刺針150の再刺入(刺入のやり直し)を促すための警告データ(警告文言)を生成し、この警告データを支援データ生成部13によって生成された上述の支援データに付加して表示部14に表示する(図11のステップS13)。   On the other hand, when the insertion distance measured by the insertion distance measurement unit 122 becomes shorter than the threshold β, that is, when the tip of the puncture needle 150 approaches the predicted insertion position below the threshold β, the warning data The region comparison unit 121 of the generation unit 12 is configured such that the allowable insertion region set by the input unit 15 with respect to the lesion portion of the reference MPR image data and the insertion region estimation unit 11 determine the third MPR cross section and the expected insertion range. The predicted insertion area estimated based on the intersection area is compared. When all or a part of the predicted insertion area is outside the allowable insertion area, the warning data generation unit 123 of the warning data generation unit 12 re-inserts the puncture needle 150 ( Warning data (warning wording) for prompting (re-insertion) is generated, and this warning data is added to the above-described support data generated by the support data generation unit 13 and displayed on the display unit 14 (FIG. 11). Step S13).

次いで、この警告データを観察した操作者は、患者の体内から抜き出した穿刺針150の刺入方向を好適な方向へ再設定した後(図11のステップS14)、上述のステップS6乃至ステップS12を繰り返すことにより新たな支援データの生成と表示を行なう。そして、穿刺針150の先端部が病巣部の許容刺入領域に到達したならば当該病巣部に対する検査あるいは治療が開始される(図11のステップS15)。   Next, the operator who observed the warning data resets the insertion direction of the puncture needle 150 extracted from the patient's body to a suitable direction (step S14 in FIG. 11), and then performs the above-described steps S6 to S12. By repeating, new support data is generated and displayed. When the tip of the puncture needle 150 reaches the allowable puncture area of the lesion, the inspection or treatment for the lesion is started (step S15 in FIG. 11).

以上述べた本実施形態によれば、画像データの観察下で患者の病巣部に対し穿刺針を刺入させて所定の検査あるいは治療を行なう際、刺入された穿刺針の先端部が病巣部に対して正確に到達するか否かを初期の段階で把握することが可能となる。このため、再刺入が必要になった場合における患者の負担を軽減することができる。   According to the above-described embodiment, when performing a predetermined examination or treatment by inserting a puncture needle into a patient's lesion while observing image data, the tip of the inserted puncture needle is the lesion. It becomes possible to grasp at an early stage whether or not the current value is accurately reached. For this reason, it is possible to reduce the burden on the patient when reinsertion is necessary.

特に、時系列的に検出される複数の穿刺針先端位置情報に基づいて推定した患者体内における予想刺入方向及び予想刺入範囲と病巣部中心に対して設定されたMPR断面との交差領域に基づいて病巣部における予想刺入位置及び予想刺入領域を正確に推定することができ、得られた予想刺入領域と病巣部領域に対応する許容刺入領域とを比較表示することにより、穿刺針が好適な方向に対して刺入されているか否かを容易に把握することが可能となる。   In particular, in the intersection area between the predicted insertion direction and the predicted insertion range in the patient body estimated based on the plurality of puncture needle tip position information detected in time series and the MPR cross section set for the lesion center Based on this, it is possible to accurately estimate the predicted insertion position and the predicted insertion area in the lesion, and by comparing and displaying the obtained expected insertion area and the allowable insertion area corresponding to the lesion area, It is possible to easily grasp whether or not the needle is inserted in a suitable direction.

又、上述した予想刺入領域と許容刺入領域との比較結果に基づいて警告データの生成及び表示を行なうことにより、当該検査/治療を担当する医療従事者に対して穿刺針の再刺入を促すことができる。   In addition, by generating and displaying warning data based on the comparison result between the expected puncture area and the allowable puncture area, the puncture needle can be reinserted into the medical staff in charge of the examination / treatment. Can be encouraged.

更に、上述の実施形態では、病巣部の中心を含み互いに直交する3つの断面において収集されたMPR画像データに上述の予想刺入方向、予想刺入範囲、予想刺入領域、予想刺入位置、更には、予想刺入位置と穿刺針先端部との距離を示す刺入距離等を付加して表示することにより、病巣部と穿刺針先端部との位置関係を容易に把握することができる。   Furthermore, in the above-described embodiment, the above-described predicted insertion direction, predicted insertion range, predicted insertion region, predicted insertion position, MPR image data collected in three cross sections including the center of the lesion and orthogonal to each other, Furthermore, by adding and displaying the insertion distance indicating the distance between the predicted insertion position and the puncture needle tip, the positional relationship between the lesion and the puncture needle tip can be easily grasped.

又、支援データに用いられるMPR画像データは、上述の断面において生成された生体組織の形状や機能を示すBモード画像データ及びカラードプラ画像データと生体組織の弾性(硬さ)特性を示す弾性画像データ(エラストグラフィ)を合成することによって生成されるため、体内における穿刺針の局所的な刺入難度を把握することが可能となり、予め推定された予想刺入方向を前記刺入難度に基づいて補正することができる。   The MPR image data used for the support data includes B-mode image data and color Doppler image data indicating the shape and function of the living tissue generated in the above-described cross section, and an elasticity image indicating the elasticity (hardness) characteristics of the living tissue. Since it is generated by synthesizing data (elastography), it is possible to grasp the local insertion difficulty level of the puncture needle in the body, and the estimated insertion direction estimated in advance is based on the insertion difficulty level. It can be corrected.

以上、本開示の実施形態について述べてきたが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施形態では、病巣部の組織採取を目的とした生検(生体組織検査)用の穿刺針150を画像データの観察下で患者の体内に刺入する場合について述べたが、病巣部の焼灼治療が可能なRFA穿刺針等の治療用穿刺針を刺入するような場合であっても構わない。   As mentioned above, although embodiment of this indication has been described, this indication is not limited to the above-mentioned embodiment, and it can change and carry out. For example, in the above-described embodiment, a case has been described in which a puncture needle 150 for biopsy (biological tissue examination) aimed at collecting tissue at a lesion is inserted into a patient's body under observation of image data. It may be a case where a therapeutic puncture needle such as an RFA puncture needle capable of ablation treatment of the part is inserted.

又、複数個の振動素子が2次元配列された超音波プローブ2を用いて収集されるボリュームデータに基づいて穿刺針150を用いた検査あるいは治療に有効な支援データを生成する場合について述べたが、複数個の振動素子が1次元配列された超音波プローブを機械的に移動あるいは回動させて収集されるボリュームデータに基づいて上述の支援データを生成してもよい。   Further, the case has been described in which support data effective for examination or treatment using the puncture needle 150 is generated based on volume data collected using the ultrasonic probe 2 in which a plurality of vibration elements are two-dimensionally arranged. The above-described support data may be generated based on volume data collected by mechanically moving or rotating an ultrasonic probe in which a plurality of vibration elements are one-dimensionally arranged.

更に、上述の実施形態では、穿刺針150が体表面に刺入される際に得られる穿刺針先端位置情報(初期位置情報)と基準MPR画像データの病巣部中心に対して設定された目標刺入位置の位置情報とに基づいて目標刺入位置を含み互いに直交した3つの断面におけるMPR画像データを生成し、これらのMPR画像データに予想刺入方向等の予想刺入情報を付加して支援データを生成する場合について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば、患者の体内に刺入された穿刺針先端部の最新位置情報と予想刺入位置の位置情報とに基づいて予想刺入位置を含み互いに直交する3つの断面を新たに形成し、これらの断面において生成されたMPR画像データに上述の予想刺入情報を付加して支援データを生成してもよい。この方法によれば、予想刺入位置と最新の穿刺針先端位置とを含む断面において第1のMPR画像データ及び第2のMPR画像データが生成されるため病巣部を含む体内組織と各種予想刺入情報との位置関係を更に正確に把握することが可能となる。   Furthermore, in the above-described embodiment, the target puncture set with respect to the focus center of the puncture needle tip position information (initial position information) and the reference MPR image data obtained when the puncture needle 150 is inserted into the body surface. Based on the position information of the insertion position, MPR image data in three cross sections including the target insertion position and orthogonal to each other is generated, and the predicted insertion information such as the expected insertion direction is added to these MPR image data for support Although the case of generating data has been described, the present invention is not limited to this. For example, the prediction is based on the latest position information of the tip of the puncture needle inserted into the patient's body and the position information of the expected insertion position. It is also possible to newly form three cross sections including the insertion position and orthogonal to each other, and add the above-described predicted insertion information to the MPR image data generated in these cross sections to generate support data. According to this method, since the first MPR image data and the second MPR image data are generated in the cross section including the predicted insertion position and the latest puncture needle tip position, the body tissue including the lesion and various predicted punctures are generated. It becomes possible to grasp the positional relationship with the incoming information more accurately.

又、図10に示した支援データでは、刺入中の穿刺針150に対する予想刺入方向を第1のMPR画像データ及び第2のMPR画像データに付加する場合について述べたが、再刺入が行なわれた場合には、再刺入時に推定された予想刺入方向と再刺入前に推定された過去の予定刺入方向を上述のMPR画像データに付加しても構わない。この方法によれば、過去の予定刺入方向に関する情報を参考にしながら再刺入時における刺入方向を設定することができる。   In the support data shown in FIG. 10, the case where the predicted insertion direction with respect to the puncture needle 150 being inserted is added to the first MPR image data and the second MPR image data has been described. If performed, the expected insertion direction estimated at the time of re-insertion and the past planned insertion direction estimated before re-insertion may be added to the above-described MPR image data. According to this method, it is possible to set the insertion direction at the time of re-insertion while referring to information on the past planned insertion direction.

一方、警告データ発生部12において生成された警告データ(警告文言)を支援データに付加して表示する場合について述べたが、警告文言や警告信号等の警告データは、入力部15が備える表示パネルに出力してもよく、又、操作パネル等に設けられた図示しない点滅ランプやスピーカ等の警告音発生器に出力しても構わない。   On the other hand, the case where warning data (warning wording) generated by the warning data generating unit 12 is added to the support data and displayed is described. Warning data such as warning wording and warning signal is displayed on the display panel provided in the input unit 15. Or may be output to a warning sound generator such as a blinking lamp or a speaker (not shown) provided on the operation panel or the like.

尚、本実施形態の超音波診断装置100に含まれる各ユニットは、例えば、CPU、RAM、磁気記憶装置、入力装置、表示装置等で構成されるコンピュータをハードウェアとして用いることでも実現することができる。例えば、超音波診断装置100の各ユニットを制御するシステム制御部16は、上記のコンピュータに搭載されたCPU等のプロセッサに所定の制御プログラムを実行させることにより各種機能を実現することができる。この場合、上述の制御プログラムをコンピュータに予めインストールしてもよく、又、コンピュータ読み取りが可能な記憶媒体への保存あるいはネットワークを介して配布された制御プログラムのコンピュータへのインストールであっても構わない。   Each unit included in the ultrasonic diagnostic apparatus 100 of the present embodiment can be realized by using, for example, a computer including a CPU, a RAM, a magnetic storage device, an input device, a display device, and the like as hardware. it can. For example, the system control unit 16 that controls each unit of the ultrasonic diagnostic apparatus 100 can realize various functions by causing a processor such as a CPU mounted on the computer to execute a predetermined control program. In this case, the above-described control program may be installed in advance in the computer, or may be stored in a computer-readable storage medium or installed in the computer of the control program distributed via the network. .

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and equivalents thereof.

2…超音波プローブ
21…穿刺用アダプタ
22…プローブ位置センサ
3…送受信部
31…送信部
32…受信部
4…受信信号処理部
5…ボリュームデータ生成部
6…位置情報検出部
7…位置情報記憶部
8…MPR断面形成部
9…画像データ生成部
10…刺入方向/範囲推定部
11…刺入領域推定部
12…警告データ発生部
13…支援データ生成部
14…表示部
15…入力部
16…システム制御部
150…穿刺針
151…穿刺針位置センサ
100…超音波診断装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Ultrasonic probe 21 ... Puncture adapter 22 ... Probe position sensor 3 ... Transmission / reception part 31 ... Transmission part 32 ... Reception part 4 ... Reception signal processing part 5 ... Volume data generation part 6 ... Position information detection part 7 ... Position information storage Section 8 ... MPR cross section forming section 9 ... Image data generation section 10 ... Insertion direction / range estimation section 11 ... Insertion area estimation section 12 ... Warning data generation section 13 ... Support data generation section 14 ... Display section 15 ... Input section 16 ... System controller 150 ... Puncture needle 151 ... Puncture needle position sensor 100 ... Ultrasonic diagnostic apparatus

Claims (11)

患者の病巣部を含む体内の3次元領域に対し超音波送受信を行なう超音波プローブと、
前記患者の体内に刺入された穿刺針先端部の位置信号と前記超音波プローブの位置信号とに基づいて前記超音波プローブに対する前記穿刺針先端部の相対的な位置情報を穿刺針先端位置情報として検出する位置情報検出手段と、
前記超音波プローブを用いて収集された前記3次元領域のボリュームデータに基づいて前記病巣部を含んだ画像断面における画像データを生成する画像データ生成手段と、
時系列的に検出される前記穿刺針先端位置情報に基づいて、前記病巣部における前記穿刺針先端部の予想刺入領域あるいは予想刺入位置の少なくも何れかを推定する刺入領域推定手段と、
前記予想刺入領域あるいは前記予想刺入位置の少なくとも何れかを前記画像データに付加することによって支援データを生成する支援データ生成手段と、
前記支援データを表示する表示手段とを
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
An ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves to and from a three-dimensional region in the body including the lesion of the patient;
Based on the position signal of the puncture needle tip inserted into the body of the patient and the position signal of the ultrasonic probe, the relative position information of the puncture needle tip with respect to the ultrasonic probe is obtained. Position information detecting means for detecting,
Image data generating means for generating image data in an image section including the lesion based on volume data of the three-dimensional region collected using the ultrasonic probe;
Puncture area estimation means for estimating at least one of an expected puncture area or an expected puncture position of the puncture needle tip in the lesion based on the puncture needle tip position information detected in time series; ,
Support data generation means for generating support data by adding at least one of the predicted insertion area or the predicted insertion position to the image data;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: display means for displaying the support data.
前記支援データ生成手段は、前記画像データ生成手段が前記ボリュームデータに基づいて生成したBモード画像データ、カラードプラ画像データあるいは弾性画像データ(エラストグラフィ)の少なくとも何れかに前記予想刺入領域あるいは前記予想刺入位置の少なくとも何れかを付加することにより前記支援データを生成することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。   The support data generation unit includes the predicted insertion area or the at least one of B-mode image data, color Doppler image data, and elasticity image data (elastography) generated by the image data generation unit based on the volume data. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the support data is generated by adding at least one of predicted insertion positions. 前記ボリュームデータの基準MPR断面において生成された基準MPR画像データの病巣部に対して目標刺入位置及び許容刺入領域を設定する刺入位置/領域設定手段を備え、前記支援データ生成手段は、前記刺入領域推定手段によって推定された前記予想刺入領域あるいは前記予想刺入位置の少なくとも何れかと前記刺入位置/領域設定手段によって設定された前記目標刺入位置あるいは前記許容刺入領域の少なくとも何れかを前記画像データに付加することによって前記支援データを生成することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。   A support position generating unit for setting a target insertion position and an allowable insertion region for a lesion portion of the reference MPR image data generated in the reference MPR section of the volume data; At least one of the predicted insertion area or the predicted insertion position estimated by the insertion area estimation means, and at least the target insertion position or the allowable insertion area set by the insertion position / area setting means. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the support data is generated by adding any one to the image data. MPR断面形成手段を備え、前記MPR断面形成手段は、前記穿刺針先端部が前記患者の体表面に刺入された場合に前記位置情報検出手段から供給される前記穿刺針先端部の初期位置情報と前記基準MPR画像データの病巣部に対して設定された目標刺入位置の位置情報とに基づき、前記目標刺入位置を含み互いに直交する複数のMPR断面を形成し、前記画像データ生成手段は、前記ボリュームデータの前記MPR断面におけるボクセルを抽出することによって前記MPR断面における画像データを生成することを特徴とする請求項3記載の超音波診断装置。   MPR cross-section forming means, wherein the MPR cross-section forming means is the initial position information of the puncture needle tip supplied from the position information detection means when the puncture needle tip is inserted into the body surface of the patient. And a plurality of MPR sections including the target insertion position and orthogonal to each other based on the position information of the target insertion position set for the lesion part of the reference MPR image data, and the image data generating means The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3, wherein image data in the MPR cross section is generated by extracting voxels in the MPR cross section of the volume data. 前記MPR断面形成手段は、前記穿刺針先端部の初期位置、前記目標刺入位置及び前記超音波プローブの中心を含む第1のMPR断面と、前記穿刺針先端部の初期位置及び前記目標刺入位置を含み前記第1のMPR断面に垂直な第2のMPR断面と、前記目標刺入位置を含み前記目標刺入位置と前記前記穿刺針先端部の初期位置を通る直線を法線とする第3のMPR断面を形成することを特徴とする請求項4記載の超音波診断装置。   The MPR section forming means includes a first MPR section including an initial position of the puncture needle tip, a target insertion position and a center of the ultrasonic probe, an initial position of the puncture needle tip, and the target insertion. A second MPR section perpendicular to the first MPR section including the position, and a straight line including the target insertion position and passing through the target insertion position and the initial position of the puncture needle tip. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4, wherein three MPR sections are formed. 前記刺入領域推定手段は、前記予想刺入範囲と前記第3のMPR断面との交差領域あるいは前記予想刺入方向と前記第3のMPR断面との交点に基づいて前記病巣部における前記穿刺針先端部の予想刺入領域あるいは予想刺入位置の少なくも何れかを推定することを特徴とする請求項5記載の超音波診断装置。   The insertion region estimation means includes the puncture needle in the lesion based on an intersection region between the predicted insertion range and the third MPR section or an intersection between the predicted insertion direction and the third MPR section. 6. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 5, wherein at least one of an expected insertion area or an expected insertion position of the tip is estimated. 前記支援データ生成手段は、前記刺入方向及び前記刺入範囲の情報が付加された前記第1のMPR断面及び第2のMPR断面における画像データと前記予想刺入位置、前記予想刺入領域、前記目標刺入位置、前記許容刺入領域の少なくとも何れかの情報が付加された前記第3のMPR断面における画像データに基づいて前記支援データを生成することを特徴とする請求項6記載の超音波診断装置。   The support data generating means includes the image data in the first MPR section and the second MPR section to which the information of the insertion direction and the insertion range is added, the predicted insertion position, the predicted insertion area, 7. The super data according to claim 6, wherein the support data is generated based on image data in the third MPR cross section to which information on at least one of the target insertion position and the allowable insertion area is added. Ultrasonic diagnostic equipment. 警告信号発生手段を備え、前記警告信号発生手段は、前記許容刺入領域と前記予想刺入領域との領域比較結果及び前記体内に刺入された穿刺針の最新先端位置と前記予想刺入位置との距離計測結果に基づいて所定の警告信号を発生することを特徴とする請求項7記載の超音波診断装置。   Warning signal generating means, wherein the warning signal generating means includes a region comparison result between the allowable insertion region and the predicted insertion region, and the latest tip position of the puncture needle inserted into the body and the predicted insertion position. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 7, wherein a predetermined warning signal is generated on the basis of a distance measurement result. 前記支援データ生成手段は、前記穿刺針の最新先端位置と前記予想刺入位置との距離計測結果を更に付加することによって前記支援データを生成することを特徴とする請求項3記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnosis according to claim 3, wherein the support data generation unit generates the support data by further adding a distance measurement result between the latest tip position of the puncture needle and the predicted insertion position. apparatus. 前記体内における前記穿刺針先端部の刺入に伴って時系列的に検出される前記穿刺針先端位置情報に基づいて前記穿刺針先端部の予想刺入方向及び予想刺入範囲を推定する刺入方向/範囲推定手段を備え、前記刺入領域推定手段は、前記予想刺入範囲と前記画像断面との交差領域あるいは前記予想刺入方向と前記画像断面との交点に基づいて前記画像データに示された前記病巣部における前記穿刺針先端部の予想刺入領域あるいは予想刺入位置の少なくも何れかを推定することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。   Insertion for estimating an expected insertion direction and an expected insertion range of the puncture needle tip based on the puncture needle tip position information detected in time series with the insertion of the puncture needle tip in the body Direction / range estimation means, wherein the insertion area estimation means indicates the image data based on an intersection area between the predicted insertion range and the image cross section or an intersection between the predicted insertion direction and the image cross section. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein at least one of an expected insertion area and an expected insertion position of the tip of the puncture needle in the lesion is estimated. 患者の病巣部を含む3次元領域において収集したボリュームデータに基づいて前記病巣部の検査あるいは治療に好適な支援データを生成する超音波診断装置に対し、
前記患者の体内に刺入された穿刺針先端部の位置信号と前記3次元領域に対して超音波送受信を行なう超音波プローブの位置信号とに基づいて前記超音波プローブに対する前記穿刺針先端部の相対的な位置情報を穿刺針先端位置情報として検出する位置情報検出機能と、
前記超音波プローブを用いて収集された前記3次元領域のボリュームデータに基づいて前記病巣部を含んだ画像断面における画像データを生成する画像データ生成機能と、
時系列的に検出される前記穿刺針先端位置情報に基づいて、前記病巣部における前記穿刺針先端部の予想刺入領域あるいは予想刺入位置の少なくも何れかを推定する刺入領域推定機能と、
前記予想刺入領域あるいは前記予想刺入位置の少なくとも何れかを前記画像データに付加することによって支援データを生成する支援データ生成機能と、
前記支援データを表示する表示機能を
実行させることを特徴とする制御プログラム。
For an ultrasonic diagnostic apparatus that generates support data suitable for examination or treatment of a lesion based on volume data collected in a three-dimensional region including the lesion of a patient,
Based on the position signal of the tip of the puncture needle inserted into the body of the patient and the position signal of the ultrasound probe that transmits and receives ultrasound to and from the three-dimensional region, the tip of the puncture needle with respect to the ultrasound probe A position information detection function for detecting relative position information as puncture needle tip position information;
An image data generation function for generating image data in an image section including the lesion based on volume data of the three-dimensional region collected using the ultrasonic probe;
Based on the puncture needle tip position information detected in time series, a puncture region estimation function for estimating at least one of the predicted puncture region or the predicted puncture position of the puncture needle tip at the lesion ,
A support data generation function for generating support data by adding at least one of the predicted insertion area or the predicted insertion position to the image data;
A control program for executing a display function for displaying the support data.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015139624A (en) * 2014-01-30 2015-08-03 日立アロカメディカル株式会社 ultrasonic diagnostic apparatus
JP2015186647A (en) * 2015-07-16 2015-10-29 日立アロカメディカル株式会社 Ultrasonic diagnostic equipment
JP2017070362A (en) * 2015-10-05 2017-04-13 東芝メディカルシステムズ株式会社 Ultrasonic diagnostic apparatus and medical image diagnostic apparatus
JP2017118921A (en) * 2015-12-28 2017-07-06 東芝メディカルシステムズ株式会社 Ultrasonic diagnostic apparatus
JP2018050655A (en) * 2016-09-26 2018-04-05 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 Ultrasonic diagnostic apparatus and medical image processing program
JP2018511447A (en) * 2015-04-20 2018-04-26 无錫海斯凱尓医学技術有限公司Wuxi Hisky Medical Technologies Co.,Ltd. Tissue morphology and elasticity information processing method, and elasticity detection apparatus
US10405827B2 (en) 2014-06-04 2019-09-10 Hitachi, Ltd. Medical treatment system
CN111150461A (en) * 2020-02-04 2020-05-15 赵天力 Puncture needle positioning system and method
JP2021514266A (en) * 2018-02-22 2021-06-10 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Intervention medical device tracking
CN113229851A (en) * 2019-10-24 2021-08-10 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 Ultrasonic image processing device
WO2024034557A1 (en) * 2022-08-08 2024-02-15 学校法人立命館 Puncturing technique assistance system, puncturing assistance image generation device, and puncturing assistance image generation method

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015114887A1 (en) * 2014-01-30 2015-08-06 日立アロカメディカル株式会社 Diagnostic ultrasound apparatus
JP2015139624A (en) * 2014-01-30 2015-08-03 日立アロカメディカル株式会社 ultrasonic diagnostic apparatus
US10405827B2 (en) 2014-06-04 2019-09-10 Hitachi, Ltd. Medical treatment system
JP2018511447A (en) * 2015-04-20 2018-04-26 无錫海斯凱尓医学技術有限公司Wuxi Hisky Medical Technologies Co.,Ltd. Tissue morphology and elasticity information processing method, and elasticity detection apparatus
US11241221B2 (en) 2015-04-20 2022-02-08 Wuxi Hisky Medical Technologies Co., Ltd. Method for processing morphology information and elasticity information of tissue and device for elasticity detection
JP2015186647A (en) * 2015-07-16 2015-10-29 日立アロカメディカル株式会社 Ultrasonic diagnostic equipment
JP2017070362A (en) * 2015-10-05 2017-04-13 東芝メディカルシステムズ株式会社 Ultrasonic diagnostic apparatus and medical image diagnostic apparatus
JP2017118921A (en) * 2015-12-28 2017-07-06 東芝メディカルシステムズ株式会社 Ultrasonic diagnostic apparatus
JP2018050655A (en) * 2016-09-26 2018-04-05 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 Ultrasonic diagnostic apparatus and medical image processing program
US11723629B2 (en) 2016-09-26 2023-08-15 Canon Medical Systems Corporation Ultrasound diagnosis apparatus and medical image processing method
JP2021514266A (en) * 2018-02-22 2021-06-10 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Intervention medical device tracking
JP7299228B2 (en) 2018-02-22 2023-06-27 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ Tracking interventional medical devices
CN113229851A (en) * 2019-10-24 2021-08-10 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 Ultrasonic image processing device
CN111150461A (en) * 2020-02-04 2020-05-15 赵天力 Puncture needle positioning system and method
WO2024034557A1 (en) * 2022-08-08 2024-02-15 学校法人立命館 Puncturing technique assistance system, puncturing assistance image generation device, and puncturing assistance image generation method

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