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JP4116151B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波プローブを手動により走査して被検体の3次元の超音波画像データを収集し、これに基づく3次元超音波画像を生成して表示する超音波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から知られている超音波診断装置は、一般には超音波ビームを1つの面内で走査し、これに基づく例えば断面画像(Bモード像など)を表示するシステムであるが、近年、超音波プローブを移動させながら被検体の3次元の領域を走査し、これにより3次元超音波画像を得る試みが盛んに行われてきている。超音波診断装置における3次元画像表示は新たな診断の可能性を期待されており、現状では、腹部用のコンベックスプローブやリニアアレイプローブを用い、これらを手動で又は機械的に移動させたり、電子式セクタプローブを回転させる機構を持った経食道用マルチプレーンプローブを用いるなどして、3次元の画像情報を得るための種々の研究が進められている。
【0003】
通常の体表用超音波プローブを用い、術者がフリーハンド(手動)で走査を行って複数枚の断面画像を収集し、これを3次元ユニットによる画像処理に供することで3次元超音波画像を生成する3次元超音波診断システムでは、収集した断面画像の位置情報をいかに精度良く得るかという点が大きな技術的課題の一つとなっている。この従来のシステムでは、超音波プローブに位置センサが取り付けられており、このセンサから検出されたプローブの位置に基づいて収集画像の位置情報を得るようにしている。使用される位置センサとしては、位置検出精度やセンサ自体の大きさ、コスト等の観点から磁気センサや超音波センサ等が主に用いられる。磁気センサや超音波センサは、それぞれ磁気又は超音波を発生するトランスミッタと、それを受信するレシーバ(センサ)とによって構成され、超音波プローブのケース表面にレシーバが取り付けられる。
【0004】
しかしながら、このような従来の3次元超音波診断システムにおけるプローブの位置検出には次のような問題点がある。
すなわち、トランスミッタ−レシーバ間に例えば検査者等が介在すると、これが障害物となって位置検出精度が低下するという問題点がある。また、検査者が手に保持して用いる超音波プローブは、空間中において自由にその位置及び向きを変えることができるため、超音波プローブがトランスミッタとレシーバの両者に挟まれた状態になり、すなわち超音波プローブ自体が障害物となる場合がある。この場合についても、やはり位置センサによる検出精度が低下してしまう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、超音波プローブの位置検出を高精度に行なうことができ、この位置情報に基づく高精度の3次元超音波画像が得られる超音波診断装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波診断装置は、被検体に超音波を送受波し、該被検体の断面を超音波で走査する超音波プローブと、前記超音波プローブから得られた受波信号に基づいて複数枚の2次元の超音波画像を生成する2次元画像生成手段と、前記超音波プローブの位置データを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された超音波プローブの位置データを前記複数枚の超音波画像の位置データとして用い、当該画像を画像処理して3次元超音波画像を生成する3次元画像生成手段と、前記検出手段による位置検出状態をモニタするモニタ手段と、前記モニタ手段によりモニタされた位置検出状態に基づく所定のメッセージを表示する表示手段と、を具備する。
【0007】
(作 用)
上記(1)の超音波診断装置によれば、位置センサによる位置検出状態がデータ収集前にモニタされ、この位置検出状態に基づく所定のメッセージを表示するので、ユーザは高精度の位置情報が付加された3次元画像データの収集を行うことができる。
【0008】
上記(2)の超音波診断装置によれば、超音波プローブの表裏にそれぞれ少なくとも1個以上、計2個以上のレシーバが取り付けられており、トランスミッタに近い方のレシーバが自動的に選択される。この場合、トランスミッタとレシーバ間で超音波プローブが障害物とはならない状態が得られるので、検査者はレシーバの位置を気にすることなく高精度の位置情報が付加された3次元の画像データ収集を行なうことができる。
【0009】
上記(3)の超音波診断装置によれば、超音波プローブの表裏にそれぞれ少なくとも1個以上、計2個以上のレシーバが取り付けられており、各々のレシーバから得られた位置データのうち、分散値が小さい方の位置データが記憶手段から選択的に読み出され、当該位置データに基づいて3次元画像処理が行われる。これにより、高精度の位置情報が付加された3次元の画像データ収集を行なうことができる。
【0010】
上記(4)の超音波診断装置によれば、超音波プローブの表裏にそれぞれ少なくとも1個以上、計2個以上のレシーバが取り付けられており、一定範囲時間の分散値が小さい、安定したレシーバが自動的に選択されるので、このレシーバからの位置データに基づく超音波プローブの位置検出が行われることになり、位置検出精度をより高めることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
(第1実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態に係る3次元超音波診断システムの概略構成を示すブロック図である。本実施形態の3次元超音波診断システムは、超音波プローブ12を備え、このプローブ12を検査者が手動で操作することによって被検体の複数枚の断面画像(2次元の超音波画像)を得るための超音波診断装置1と、これら複数枚の断面画像の画像データを画像処理し、3次元超音波画像を生成して表示する3次元システム2とによって構成される。超音波プローブ12は、被検体に対し超音波を送受波し、被検体の断面を超音波で走査するためのものである。
【0012】
3次元システム2は、超音波診断装置1から得られた複数枚の2次元超音波画像の画像データを収集する画像収集ユニット3と、超音波プローブ12の位置を検出し、その検出結果に基づき各々の断面画像の位置等を示す位置データを出力する位置検出ユニット4と、画像収集ユニット3に収集された複数枚の断面画像を、位置検出ユニット4により検出された位置データに基づいて画像処理し、3次元の画像データを構成処理する演算ユニット5と、この構成処理によって得られた3次元超音波画像を表示する表示ユニット6とによって構成される。
【0013】
位置検出ユニット4は、レシーバ(位置センサ)7と、トランスミッタ8と、位置データ信号処理回路9と、位置データチェック部10と、位置データ収集部11とによって構成される。レシーバ7は超音波プローブ12の所定の表面に取り付けられている。位置データチェック部10は位置データ信号処理回路9を介して得られた位置データに基づき、レシーバ7による位置検出状態をモニタする手段を構成するものである。
【0014】
トランスミッタ8は、位置データ信号処理回路9により駆動されて磁気又は超音波を発生し、レシーバ7は、トランスミッタから発生した磁気又は超音波を受波する。この受波信号は超音波プローブ12の所定の信号線を通じて位置検出ユニット4の位置データ信号処理回路9に供給される。位置データ信号処理回路9は、この信号に基づいて所定の演算を行なって超音波プローブ12の位置データ等を算出し、位置データ収集部11に対し出力する。
【0015】
ここで、超音波プローブ12の位置データを収集するのに適した状態を、本実施形態では次のように定義する。すなわち、レシーバ7とトランスミッタ8との間に障害物等が存在せず、トランスミッタ8から発生した磁気又は超音波をレシーバ7が安定的に受信でき、レシーバ7が、プローブ12の動きに準じた安定した受波信号を出力する状態と定義する。
【0016】
これに対し、超音波プローブ12の位置データを収集するのに適さない状態は次のように定義する。すなわち、レシーバ7とトランスミッタ8との間に超音波プローブ自体や検査者、あるいは他の磁性体などの障害物が介在し、トランスミッタ8から発生した磁気又は超音波をレシーバ7が安定的に受信することができず、レシーバ7が、例えば突出した信号値を含んでいるような不安定な受波信号を出力する状態である。この状態は、(1)手動により自在に移動可能であるプローブ12の、位置データの分散値が大きい状態、(2)プローブ12を素早く移動させている状態であってその移動速度が100mm/sを超える状態、(3)レシーバ7が取り付けられたプローブ12をトランスミッタ8から離しすぎた状態のことを言い、これらの状態は位置データを収集する状態としては不適切であるとみなせる。
【0017】
位置データ信号処理回路9により算出された位置データに基づくプローブ12の位置検出状態の判定は、位置データチェック部10により行われる。
位置データチェック部10は、位置データ信号処理回路9から位置データを順次に取り込み、以下の場合はプローブ12の位置検出状態が正常ではないと判断し、その旨を表す所定のメッセージをモニタ13,14上に表示する。
(1)一定時間間隔に於ける位置データの分散値を計算し、その値が所定の閾値を超えた場合
(2)プローブ12の2点間の位置の差を求め、これを間隔で除算して求まる速度値が100mm/sを超えた場合
(3)トランスミッタ8からレシーバ7までの距離を計算し、その値が所定の閾値(センサに依存する値、例えば70cm)を超えた場合
したがって、障害物が介在して位置検出が阻害されている状態、あるいは位置検出に不適な状態になると、その旨を表すメッセージが検査者に対して表示されることになるので、検査者は、適切な時期に検査を中断し、あるいは位置検出が正常に行えるようにプローブの位置を調整することができるようになる。これにより、高精度な位置情報を行なって3次元超音波画像を収集することができる。
【0018】
(第2実施形態)
図2は本発明の第2実施形態に係る3次元超音波システムの外観図である。また、図3は本実施形態の概略構成を示すブロック図である。図2に示すように、本実施形態の3次元超音波診断システムは、超音波プローブ12の表裏にレシーバ(位置センサ)が各1個づつ取り付けられており(7a,7b)、位置検出ユニット4(図3参照)による位置検出を2つのセンサから同時に行える構成としている点が第1実施形態のものとは異なる。他の構成については第1実施形態のものと同様である。
【0019】
2個のレシーバ7a,7bは、超音波プローブ12の表裏に1個ずつ取り付けられており、このため一方のレシーバがトランスミッタ8から見て超音波プローブ12の陰に入ってしまう場合、他方のレシーバは、ちょうど超音波プローブ12とトランスミッタ8との間に介在することになる。よって、少なくともどちらか一方のレシーバが正常に位置データを検出可能な状態を実現できる。
【0020】
そして本実施形態では、2次元の超音波画像データの収集を行う前に、2つのレシーバ7a,7bからの位置データの算出が行われる。すなわち、トランスミッタ8は2次元の超音波画像データの収集前に磁気又は超音波を発生し、レシーバ7a,7bはこれを受波する。この受波信号は位置データ信号処理回路9に入力され、各々のレシーバの位置データが算出される。
【0021】
ここで、位置センサ選択部15は算出された位置データに基づいて、トランスミッタ8からレシーバ7a、7bまでの各々の距離を算出する。そして両者の距離を比較し、距離が短い方(すなわちトランスミッタ8に近い方)のレシーバを選択する。
【0022】
複数枚の2次元超音波画像の収集、すなわち3次元の画像データの収集においては、選択されたレシーバに基づく位置データの検出が行われる。位置データ収集部11は、選択されたレシーバからの位置データを収集して演算ユニット5に対し出力する。演算ユニット5は、この位置データを複数枚の2次元超音波画像の位置データとして用い、当該画像を3次元画像処理し、3次元の超音波画像を生成する。
【0023】
このような本実施形態によれば、超音波プローブ12の向きによってプローブ自体が障害物となる状況にあっても、2つのレシーバのうちトランスミッタ8に近い方のレシーバ、すなわち超音波プローブ12とトランスミッタ8との間に介在するレシーバが常に選択されることになる。
【0024】
したがって、超音波プローブ12自体がトランスミッタ−レシーバ間の陰となってレシーバからの位置情報の精度が低下することを防止できる。これにより3次元画像データ収集のための位置情報を安定して得ることができ、したがって、高精度の3次元超音波画像を安定して得ることができるようになる。
【0025】
ところで、本実施形態は第1実施形態と組み合わせてもよい。すなわち、超音波プローブに2つのレシーバを設け、常にトランスミッタに近い方のレシーバを選択して位置データを得るようにし、且つ位置データチェック部により位置検出状態の判定を上記実施形態と同様に行なっても良い。これによれば第1実施形態と第2実施形態の効果を同時に得ることができる。
【0026】
(第3実施形態)
図4は本発明の第3の実施形態に係る3次元超音波診断システムの概略構成を示すブロック図である。本実施形態は、第2の実施形態と同様に超音波プローブ12の表裏にレシーバ(7a,7b)が各1個づつ取り付けられており、位置検出ユニット4(図3参照)は、2つのレシーバ7a,7bからの信号を同時に取込み、各々のレシーバに対応する2つの位置データを得る。
【0027】
そして本実施形態においては、各々のレシーバからの信号が3次元画像データの収集タイミングと同期して位置データ信号処理回路9に同時に供給され、これらの信号に基づく各々の位置データが位置データ信号処理回路9により求められる。得られた位置データは位置データ格納部16a,16bにそれぞれ格納される。そして、3次元画像データの収集終了と同時に位置データの収集も終了する。
【0028】
画像データの収集後において、レシーバ7a,7bから収集された各々の位置データは位置データ比較部17に入力される。位置データ比較部17は入力された位置データに基づき各々の分散値を算出し、両者を比較する。そして、分散の小さい、すなわち安定した値をとる位置データが選択されて演算ユニット5に対し出力される。つまり、安定した値をとる位置データが位置データ格納部16a又は16bから選択的に読み出されて演算ユニット5に対し出力される。演算ユニット5は、この位置データを複数枚の2次元超音波画像の位置データとして用い、当該画像を3次元画像処理し、3次元の超音波画像を生成する。
【0029】
このように、本実施形態によれば2つのレシーバ7a,7bのうち、安定した値をとる位置データを選択するので、超音波プローブ12の高精度な位置検出情報を得ることができ、これにより高精度の3次元超音波画像を得ることが可能となる。
【0030】
ところで、本実施形態は第1実施形態と組み合わせてもよい。すなわち、画像データの収集中において、位置データチェック部により位置検出状態の判定を上記実施形態と同様に行なうとともに2つのレシーバからの信号に基づく2つの位置データを収集して位置データ格納部に記憶させておき、画像データ収集後において、安定したデータを選択的に読み出して用いるようにしても良い。この場合は第1実施形態と第3実施形態の効果を同時に得ることができる。
【0031】
(第4実施形態)
図5は本発明の第4実施形態に係る3次元超音波診断システムの概略構成を示すブロック図である。本実施形態は、第2の実施形態と同様に超音波プローブ12の表裏にレシーバ(7a,7b)が各1個づつ取り付けられており、位置検出ユニット4(図3参照)は、2つのレシーバ7a,7bからの信号を同時に取込み、各々のレシーバに対応する2つの位置データを得る。
【0032】
そして本実施形態では、2次元の超音波画像データの収集を行う前に、2つのレシーバ7a,7bの位置を検出し、各々のセンサからの位置データを収集する。位置センサ選択部18は、収集された各々のセンサからの位置データの、一定範囲時間における分散値を比較し、分散値の小さい安定した位置データが得られた方のレシーバを選択する。位置データ収集部11は、選択されたレシーバからの位置データを3次元画像データの収集位置のデータとして用いる。
【0033】
本実施形態によれば、一定範囲時間内における位置データの分散値が小さい、安定したレシーバが自動的に選択されるので、3次元画像データ収集のための位置情報を安定して得ることができ、したがって、高精度の3次元超音波画像を安定して得ることができるようになる。
【0034】
ところで、本実施形態は第1実施形態と組み合わせてもよい。すなわち、超音波プローブに2つのレシーバを設け、安定した位置データの得られるレシーバを選択して位置データを得るようにし、且つ位置データチェック部により位置検出状態の判定を上記実施形態と同様に行なっても良い。これによれば第1実施形態と第4実施形態の効果を同時に得ることができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず種々変形して実施可能である。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、磁気又は超音波を送受信するトランスミッタと位置センサ(レシーバ)により構成される位置検出ユニットを備える3次元超音波診断システムにおいて、3次元画像の構成元となる複数の超音波断面画像の各々の位置データを高精度に収集することができるようになる。このような高精度の位置データに基づく3次元画像処理によって作成された3次元超音波画像は歪み等が少なくなり、これにより画質を向上でき、表示対象物を3次元画像によって現実に近い形で表示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る3次元超音波診断システムの概略構成を示すブロック図。
【図2】本発明の第2実施形態に係る3次元超音波診断システムの外観図。
【図3】本発明の第2実施形態に係る3次元超音波診断システムの概略構成を示すブロック図。
【図4】本発明の第3実施形態に係る3次元超音波診断システムの概略構成を示すブロック図。
【図5】本発明の第4実施形態に係る3次元超音波診断システムの概略構成を示すブロック図。
【符号の説明】
1…超音波診断装置
2…3次元システム
3…画像収集ユニット
4…位置検出ユニット
5…演算ユニット
6…表示ユニット
7…レシーバ
8…トランスミッタ
9…位置データ信号処理回路
10…位置データチェック部
11…位置データ収集部
12…超音波プローブ
13、14…モニタ
15、18…位置センサ選択部
16…位置データ格納部
17…位置データ比較部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that manually scans an ultrasonic probe to collect three-dimensional ultrasonic image data of a subject, and generates and displays a three-dimensional ultrasonic image based thereon.
[0002]
[Prior art]
Conventionally known ultrasonic diagnostic apparatuses are systems that scan an ultrasonic beam in one plane and display, for example, a cross-sectional image (such as a B-mode image) based on the ultrasonic beam. There have been many attempts to obtain a three-dimensional ultrasonic image by scanning a three-dimensional region of a subject while moving the probe. Three-dimensional image display in ultrasonic diagnostic equipment is expected to be a new diagnostic possibility. Currently, abdominal convex probes and linear array probes are used, and these are moved manually or mechanically. Various studies have been conducted to obtain three-dimensional image information by using a trans-esophageal multi-plane probe having a mechanism for rotating a rotary sector probe.
[0003]
Using a normal ultrasonic probe for the body surface, the operator scans freehand (manually) and collects a plurality of cross-sectional images, which are subjected to image processing by a three-dimensional unit, thereby obtaining a three-dimensional ultrasonic image. In the three-dimensional ultrasonic diagnostic system that generates the image, one of the major technical issues is how to accurately obtain the positional information of the collected cross-sectional images. In this conventional system, a position sensor is attached to the ultrasonic probe, and position information of the collected image is obtained based on the position of the probe detected from the sensor. As the position sensor to be used, a magnetic sensor, an ultrasonic sensor, or the like is mainly used from the viewpoints of position detection accuracy, the size of the sensor itself, cost, and the like. A magnetic sensor and an ultrasonic sensor are each constituted by a transmitter that generates magnetism or ultrasonic waves and a receiver (sensor) that receives the transmitter, and the receiver is attached to the case surface of the ultrasonic probe.
[0004]
However, probe position detection in such a conventional three-dimensional ultrasonic diagnostic system has the following problems.
That is, when an inspector or the like is interposed between the transmitter and the receiver, there is a problem that this becomes an obstacle and the position detection accuracy decreases. In addition, since the position and orientation of the ultrasonic probe held and used by the examiner can be freely changed in the space, the ultrasonic probe is sandwiched between both the transmitter and the receiver. The ultrasonic probe itself may be an obstacle. Also in this case, the detection accuracy by the position sensor is lowered.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and can detect the position of an ultrasonic probe with high accuracy and can obtain a highly accurate three-dimensional ultrasonic image based on this positional information. An object is to provide a diagnostic apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes an ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves to a subject and scans a cross section of the subject with ultrasonic waves, and a plurality of received signals obtained based on the received signals obtained from the ultrasonic probes. Two-dimensional image generation means for generating two sheets of two-dimensional ultrasonic images, detection means for detecting position data of the ultrasonic probe, and position data of the ultrasonic probes detected by the detection means Using as the position data of the ultrasonic image, the image is processed to generate a three-dimensional ultrasonic image, the three-dimensional image generating means, the monitor means for monitoring the position detection state by the detecting means, and the monitor means for monitoring Display means for displaying a predetermined message based on the detected position detection state.
[0007]
(Work)
According to the ultrasonic diagnostic apparatus of (1) above, the position detection state by the position sensor is monitored before data collection, and a predetermined message based on this position detection state is displayed, so that the user can add highly accurate position information. The collected three-dimensional image data can be collected.
[0008]
According to the ultrasonic diagnostic apparatus of (2) above, at least one receiver, at least two receivers in total, are attached to the front and back of the ultrasonic probe, and the receiver closer to the transmitter is automatically selected. . In this case, since the state in which the ultrasonic probe does not become an obstacle is obtained between the transmitter and the receiver, the inspector can collect three-dimensional image data to which high-precision position information is added without worrying about the position of the receiver. Can be performed.
[0009]
According to the ultrasonic diagnostic apparatus of (3) above, at least one receiver is attached to each of the front and back of the ultrasonic probe, and a total of two or more receivers are installed. Of the position data obtained from each receiver, the variance is distributed. Position data having a smaller value is selectively read from the storage means, and three-dimensional image processing is performed based on the position data. As a result, it is possible to collect three-dimensional image data to which position information with high accuracy is added.
[0010]
According to the ultrasonic diagnostic apparatus of the above (4), at least one receiver is attached to each of the front and back of the ultrasonic probe, and a total of two or more receivers are attached. Since the selection is automatically performed, the position of the ultrasonic probe is detected based on the position data from the receiver, and the position detection accuracy can be further improved.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a three-dimensional ultrasonic diagnostic system according to the first embodiment of the present invention. The three-dimensional ultrasonic diagnostic system of the present embodiment includes an ultrasonic probe 12, and a plurality of cross-sectional images (two-dimensional ultrasonic images) of a subject are obtained by manually operating the probe 12 by an examiner. And a three-dimensional system 2 that generates and displays a three-dimensional ultrasonic image by performing image processing on the image data of the plurality of cross-sectional images. The ultrasonic probe 12 is for transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a subject and scanning the cross section of the subject with ultrasonic waves.
[0012]
The three-dimensional system 2 detects the positions of the image acquisition unit 3 that collects image data of a plurality of two-dimensional ultrasonic images obtained from the ultrasonic diagnostic apparatus 1 and the ultrasonic probe 12, and based on the detection result. A position detection unit 4 that outputs position data indicating the position and the like of each cross-sectional image, and a plurality of cross-sectional images collected by the image acquisition unit 3 are processed based on the position data detected by the position detection unit 4 The calculation unit 5 is configured to process the three-dimensional image data, and the display unit 6 displays the three-dimensional ultrasonic image obtained by the configuration process.
[0013]
The position detection unit 4 includes a receiver (position sensor) 7, a transmitter 8, a position data signal processing circuit 9, a position data check unit 10, and a position data collection unit 11. The receiver 7 is attached to a predetermined surface of the ultrasonic probe 12. The position data check unit 10 constitutes means for monitoring the position detection state by the receiver 7 based on the position data obtained via the position data signal processing circuit 9.
[0014]
The transmitter 8 is driven by the position data signal processing circuit 9 to generate magnetism or ultrasound, and the receiver 7 receives the magnetism or ultrasound generated from the transmitter. This received signal is supplied to the position data signal processing circuit 9 of the position detection unit 4 through a predetermined signal line of the ultrasonic probe 12. The position data signal processing circuit 9 performs a predetermined calculation based on this signal to calculate the position data of the ultrasonic probe 12 and outputs it to the position data collecting unit 11.
[0015]
Here, a state suitable for collecting the position data of the ultrasonic probe 12 is defined as follows in the present embodiment. That is, there is no obstacle or the like between the receiver 7 and the transmitter 8, and the receiver 7 can stably receive the magnetism or ultrasonic waves generated from the transmitter 8, and the receiver 7 is stable according to the movement of the probe 12. It is defined as a state in which the received signal is output.
[0016]
On the other hand, a state that is not suitable for collecting the position data of the ultrasonic probe 12 is defined as follows. That is, an obstacle such as an ultrasonic probe itself, an inspector, or another magnetic substance is interposed between the receiver 7 and the transmitter 8, and the receiver 7 stably receives the magnetism or ultrasonic waves generated from the transmitter 8. In this state, the receiver 7 outputs an unstable received signal including, for example, a protruding signal value. This state is (1) a state in which the dispersion value of the position data of the probe 12 that can be freely moved manually is large, and (2) a state in which the probe 12 is quickly moved, and the moving speed is 100 mm / s. (3) A state in which the probe 12 to which the receiver 7 is attached is too far away from the transmitter 8, and these states can be regarded as inappropriate for collecting position data.
[0017]
The position data check unit 10 determines the position detection state of the probe 12 based on the position data calculated by the position data signal processing circuit 9.
The position data check unit 10 sequentially takes position data from the position data signal processing circuit 9, determines that the position detection state of the probe 12 is not normal in the following cases, and displays a predetermined message indicating that to the monitor 13, 14 is displayed.
(1) When the dispersion value of the position data at a fixed time interval is calculated and the value exceeds a predetermined threshold value, (2) the position difference between the two points of the probe 12 is obtained and divided by the interval. (3) When the distance from the transmitter 8 to the receiver 7 is calculated and the value exceeds a predetermined threshold (a value depending on the sensor, for example, 70 cm). If the position detection is hindered due to the presence of an object, or if the position detection is inappropriate, a message indicating that will be displayed to the inspector. Thus, the inspection can be interrupted, or the position of the probe can be adjusted so that the position can be detected normally. Thereby, highly accurate position information can be performed and a three-dimensional ultrasonic image can be collected.
[0018]
(Second Embodiment)
FIG. 2 is an external view of a three-dimensional ultrasonic system according to the second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the present embodiment. As shown in FIG. 2, in the three-dimensional ultrasonic diagnostic system of the present embodiment, one receiver (position sensor) is attached to each of the front and back of the ultrasonic probe 12 (7 a, 7 b), and the position detection unit 4. It differs from that of the first embodiment in that the position can be detected simultaneously from two sensors (see FIG. 3). Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0019]
The two receivers 7a and 7b are attached to the front and back of the ultrasonic probe 12 one by one. For this reason, when one receiver enters the shadow of the ultrasonic probe 12 when viewed from the transmitter 8, the other receiver Is just interposed between the ultrasonic probe 12 and the transmitter 8. Therefore, it is possible to realize a state in which at least one of the receivers can detect the position data normally.
[0020]
In this embodiment, the position data from the two receivers 7a and 7b are calculated before collecting the two-dimensional ultrasonic image data. That is, the transmitter 8 generates magnetism or ultrasound before collecting the two-dimensional ultrasound image data, and the receivers 7a and 7b receive this. This received signal is input to the position data signal processing circuit 9, and the position data of each receiver is calculated.
[0021]
Here, the position sensor selector 15 calculates the distances from the transmitter 8 to the receivers 7a and 7b based on the calculated position data. Then, the distance between the two is compared, and the receiver having the shorter distance (that is, the one closer to the transmitter 8) is selected.
[0022]
In collecting a plurality of two-dimensional ultrasonic images, that is, collecting three-dimensional image data, position data is detected based on a selected receiver. The position data collection unit 11 collects position data from the selected receiver and outputs it to the arithmetic unit 5. The arithmetic unit 5 uses this position data as position data of a plurality of two-dimensional ultrasound images, and performs three-dimensional image processing on the images to generate a three-dimensional ultrasound image.
[0023]
According to the present embodiment, even if the probe itself becomes an obstacle depending on the orientation of the ultrasonic probe 12, the receiver closer to the transmitter 8 out of the two receivers, that is, the ultrasonic probe 12 and the transmitter. 8 is always selected.
[0024]
Therefore, it is possible to prevent the accuracy of the position information from the receiver from being deteriorated because the ultrasonic probe 12 itself becomes a shade between the transmitter and the receiver. As a result, the position information for collecting the three-dimensional image data can be obtained stably, and accordingly, a highly accurate three-dimensional ultrasonic image can be obtained stably.
[0025]
By the way, this embodiment may be combined with the first embodiment. In other words, two receivers are provided in the ultrasonic probe, the receiver closer to the transmitter is always selected to obtain position data, and the position detection state is determined by the position data check unit in the same manner as in the above embodiment. Also good. According to this, the effect of 1st Embodiment and 2nd Embodiment can be acquired simultaneously.
[0026]
(Third embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a three-dimensional ultrasonic diagnostic system according to the third embodiment of the present invention. In the present embodiment, one receiver (7a, 7b) is attached to each of the front and back of the ultrasonic probe 12 as in the second embodiment, and the position detection unit 4 (see FIG. 3) includes two receivers. The signals from 7a and 7b are simultaneously acquired, and two position data corresponding to each receiver are obtained.
[0027]
In this embodiment, signals from the respective receivers are simultaneously supplied to the position data signal processing circuit 9 in synchronization with the collection timing of the three-dimensional image data, and the respective position data based on these signals are processed by the position data signal processing. It is determined by the circuit 9. The obtained position data is stored in the position data storage units 16a and 16b, respectively. At the same time as the collection of the three-dimensional image data is completed, the collection of position data is also completed.
[0028]
After the image data is collected, the respective position data collected from the receivers 7 a and 7 b is input to the position data comparison unit 17. The position data comparison unit 17 calculates each variance value based on the input position data, and compares the two values. Then, position data having a small variance, that is, a stable value is selected and output to the arithmetic unit 5. That is, position data having a stable value is selectively read from the position data storage unit 16 a or 16 b and output to the arithmetic unit 5. The arithmetic unit 5 uses this position data as position data of a plurality of two-dimensional ultrasound images, and performs three-dimensional image processing on the images to generate a three-dimensional ultrasound image.
[0029]
As described above, according to the present embodiment, position data having a stable value is selected from the two receivers 7a and 7b, so that highly accurate position detection information of the ultrasonic probe 12 can be obtained. A highly accurate three-dimensional ultrasonic image can be obtained.
[0030]
By the way, this embodiment may be combined with the first embodiment. That is, during the collection of image data, the position data check unit determines the position detection state in the same manner as in the above embodiment, and collects two position data based on signals from the two receivers and stores them in the position data storage unit. In addition, after collecting image data, stable data may be selectively read out and used. In this case, the effects of the first embodiment and the third embodiment can be obtained simultaneously.
[0031]
(Fourth embodiment)
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a three-dimensional ultrasonic diagnostic system according to the fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, one receiver (7a, 7b) is attached to each of the front and back of the ultrasonic probe 12 as in the second embodiment, and the position detection unit 4 (see FIG. 3) includes two receivers. The signals from 7a and 7b are simultaneously acquired, and two position data corresponding to each receiver are obtained.
[0032]
In this embodiment, before collecting the two-dimensional ultrasonic image data, the positions of the two receivers 7a and 7b are detected, and the position data from each sensor is collected. The position sensor selection unit 18 compares the dispersion values of the collected position data from each sensor over a certain range of time, and selects the receiver from which stable position data having a smaller dispersion value is obtained. The position data collection unit 11 uses the position data from the selected receiver as data of the collection position of the 3D image data.
[0033]
According to the present embodiment, since a stable receiver having a small dispersion value of position data within a certain range of time is automatically selected, position information for collecting three-dimensional image data can be obtained stably. Therefore, a highly accurate three-dimensional ultrasonic image can be stably obtained.
[0034]
By the way, this embodiment may be combined with the first embodiment. That is, two receivers are provided in the ultrasonic probe, a receiver that obtains stable position data is selected to obtain position data, and the position data check unit determines the position detection state in the same manner as in the above embodiment. May be. According to this, the effect of 1st Embodiment and 4th Embodiment can be acquired simultaneously.
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various modifications.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a three-dimensional ultrasonic diagnostic system including a position detection unit including a transmitter and a position sensor (receiver) that transmit and receive magnetism or ultrasonic waves, The position data of each of the plurality of ultrasonic cross-sectional images can be collected with high accuracy. A three-dimensional ultrasonic image created by three-dimensional image processing based on such highly accurate position data is less distorted, thereby improving the image quality and making the display object close to reality with a three-dimensional image. It is possible to display.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a three-dimensional ultrasonic diagnostic system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an external view of a three-dimensional ultrasonic diagnostic system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a three-dimensional ultrasonic diagnostic system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a three-dimensional ultrasonic diagnostic system according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a three-dimensional ultrasonic diagnostic system according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ultrasonic diagnostic apparatus 2 ... Three-dimensional system 3 ... Image acquisition unit 4 ... Position detection unit 5 ... Calculation unit 6 ... Display unit 7 ... Receiver 8 ... Transmitter 9 ... Position data signal processing circuit 10 ... Position data check part 11 ... Position data collection unit 12 ... ultrasonic probes 13 and 14 ... monitors 15 and 18 ... position sensor selection unit 16 ... position data storage unit 17 ... position data comparison unit

Claims (3)

被検体に超音波を送受波し、該被検体の断面を超音波で走査する超音波プローブと、
前記超音波プローブから得られた受波信号に基づいて複数枚の2次元の超音波画像を生成する2次元画像生成手段と、
前記超音波プローブの位置データを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された超音波プローブの位置データを前記複数枚の超音波画像の位置データとして用い、当該画像を画像処理して3次元超音波画像を生成する3次元画像生成手段と、
前記検出手段による位置検出状態をモニタするモニタ手段と、
前記モニタ手段によりモニタされた位置検出状態に基づく所定のメッセージを表示する表示手段と、を具備する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 the subject, and scans the cross section of the subject with ultrasonic waves;
Two-dimensional image generation means for generating a plurality of two-dimensional ultrasonic images based on a received signal obtained from the ultrasonic probe;
Detecting means for detecting position data of the ultrasonic probe;
Using the position data of the ultrasonic probe detected by the detection means as the position data of the plurality of ultrasonic images, and processing the image to generate a three-dimensional ultrasonic image;
Monitoring means for monitoring a position detection state by the detection means;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: display means for displaying a predetermined message based on the position detection state monitored by the monitor means.
前記検出手段は、
磁気又は超音波を発生するトランスミッタと、
前記超音波プローブに取り付けられ、前記トランスミッタが発生した磁気又は超音波を受波するレシーバと、
前記レシーバの受波信号を処理し、前記超音波プローブの位置データを算出する信号処理手段と、を具備することを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
The detection means includes
A transmitter that generates magnetism or ultrasound; and
A receiver attached to the ultrasonic probe and receiving the magnetic or ultrasonic waves generated by the transmitter;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising: a signal processing unit that processes a reception signal of the receiver and calculates position data of the ultrasonic probe.
前記表示手段は、前記モニタ手段によりモニタされた位置検出状態が異常である場合は、その旨を示す前記メッセージを表示することを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波診断装置。  3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein when the position detection state monitored by the monitoring unit is abnormal, the display unit displays the message indicating that fact. 4.
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