(第1の実施形態)
(First embodiment)
以下、本発明の実施形態の超音波診断装置について、図面を用いて説明する。図1は、本実施形態1の超音波診断装置1の一例を示すブロック図である。図1に示すように、超音波診断装置1は、被検体10に当接させて用いる探触子12と、探触子12を介して被検体10に所定の時間間隔で超音波を繰り返し送信する送信部14と、被検体10から反射された超音波を反射エコー信号として受信する受信部16と、送信部14と受信部16を制御する超音波送受信制御部17と、受信部16で受信された反射エコーを整相加算する整相加算部18とを備える。
Hereinafter, an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an example of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 repeatedly transmits an ultrasonic wave to the subject 10 through the probe 12 at a predetermined time interval, and a probe 12 to be used in contact with the subject 10. The transmitting unit 14, the receiving unit 16 that receives the ultrasonic wave reflected from the subject 10 as a reflected echo signal, the ultrasonic wave transmission/reception control unit 17 that controls the transmitting unit 14 and the receiving unit 16, and the receiving unit 16 receives the ultrasonic wave. And a phasing addition unit 18 for phasing and adding the reflected echoes.
また、超音波診断装置1は、整相加算部18からのRF信号フレームデータに基づいて被検体10の濃淡断層画像(例えば、白黒断層画像)を構成する断層画像構成部20と、断層画像構成部20の出力信号を画像表示部24の表示に合うように変換するスキャンコンバータ(例えば、白黒スキャンコンバータ)22とを備える。
Further, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 includes a tomographic image forming unit 20 that forms a grayscale tomographic image (for example, a black and white tomographic image) of the subject 10 based on the RF signal frame data from the phasing addition unit 18, and a tomographic image forming unit. A scan converter (for example, a black and white scan converter) 22 that converts the output signal of the unit 20 so as to match the display of the image display unit 24.
また、超音波診断装置1は、整相加算部18から出力されるRF信号フレームデータを記憶し、少なくとも2枚のフレームデータを選択するRF信号フレームデータ選択部28と、RF信号フレームデータ(超音波画像データ)に基づいて探触子12の動きを演算する動き演算部31と、動き識別部32と、装置制御部34と、スキャンコンバータ22により生成された断層画像と装置制御部34により制御された超音波診断装置1の制御状態を表す制御状態画像とを構成する画像構成部23と、画像構成部23で構成された表示画像を表示する画像表示部24とを備える。本実施形態では、動き演算部31と動き識別部32とにより、本発明の特徴部である探触子操作命令部30が構成されている。
Further, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 stores the RF signal frame data output from the phasing addition unit 18, and selects the RF signal frame data selection unit 28 that selects at least two pieces of frame data, and the RF signal frame data (super Controlled by a motion calculation unit 31 that calculates the motion of the probe 12 based on sound wave image data), a motion identification unit 32, a device control unit 34, and a tomographic image generated by the scan converter 22 and the device control unit 34. An image forming unit 23 that forms a control state image that represents the control state of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 that is displayed, and an image display unit 24 that displays the display image formed by the image forming unit 23. In the present embodiment, the motion calculation unit 31 and the motion identification unit 32 constitute a probe operation command unit 30 which is a characteristic part of the present invention.
動き識別部32は、動き演算部31で演算された探触子12の動きを示す動きフレームデータに基づいて探触子12の動きを識別し、識別された探触子12の動きに関連付けられた制御命令を装置制御部34に出力する。装置制御部34は、動き識別部32から出力される制御命令に基づいて超音波診断装置1を制御する。
The motion identification unit 32 identifies the motion of the probe 12 based on the motion frame data indicating the motion of the probe 12 calculated by the motion calculation unit 31, and is associated with the identified motion of the probe 12. The control command is output to the device control unit 34. The device control unit 34 controls the ultrasonic diagnostic apparatus 1 based on the control command output from the motion identification unit 32.
また、超音波診断装置1は、検者が装置を制御するための操作卓を備えた操作部35と、動画データを一時的に記憶するシネメモリ部36と、画像データなどのデータを記憶するデータ保存部37とを備える。
Further, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 includes an operation unit 35 having an operation console for an examiner to control the device, a cine memory unit 36 for temporarily storing moving image data, and data for storing data such as image data. And a storage unit 37.
超音波診断装置1について詳細に説明する。探触子(超音波探触子)12は、複数の振動子を配列(一般に配列方向を長軸方向という。)して形成されており、被検体10に振動子を介して超音波を送受信する機能を有している。
The ultrasonic diagnostic apparatus 1 will be described in detail. The probe (ultrasonic probe) 12 is formed by arranging a plurality of transducers (generally, the arrangement direction is referred to as a long axis direction), and transmits and receives ultrasonic waves to and from the subject 10 via the transducers. It has the function to
送信部14は、探触子12を駆動して超音波を発生させるための送波パルスを生成するとともに、送信される超音波の収束点を所定の深さに設定する機能を有している。また、受信部16は、探触子12で受信した超音波に基づく反射エコー信号を所定のゲインで増幅して、RF信号(すなわち、受波信号)を生成する機能を有している。整相加算部18は、受信部16で増幅されたRF信号を入力して位相制御し、1点又は複数の収束点に対し超音波ビームを形成してRF信号フレームデータを生成する機能を有している。
The transmission unit 14 has a function of driving the probe 12 to generate a transmission pulse for generating an ultrasonic wave and setting a convergence point of the transmitted ultrasonic wave to a predetermined depth. .. The receiving unit 16 also has a function of amplifying the reflected echo signal based on the ultrasonic wave received by the probe 12 with a predetermined gain to generate an RF signal (that is, a received signal). The phasing addition unit 18 has a function of inputting the RF signal amplified by the reception unit 16 and controlling the phase, forming an ultrasonic beam at one or a plurality of convergence points, and generating RF signal frame data. doing.
断層画像構成部20は、整相加算部18からのRF信号フレームデータを入力してゲイン補正、ログ圧縮、検波、輪郭強調、及びフィルタ処理などの信号処理を行い、断層画像データを得る機能を有している。また、スキャンコンバータ22は、断層画像構成部20からの断層画像データをデジタル信号に変換するA/D変換器と、デジタル信号に変換された複数の断層画像データを時系列に記憶するフレームメモリと、制御コントローラとを含む。
The tomographic image construction unit 20 receives the RF signal frame data from the phasing addition unit 18 and performs signal processing such as gain correction, log compression, detection, contour enhancement, and filter processing to obtain tomographic image data. Have The scan converter 22 also includes an A/D converter that converts the tomographic image data from the tomographic image forming unit 20 into a digital signal, and a frame memory that stores the plurality of tomographic image data converted into the digital signals in time series. , And a controller.
スキャンコンバータ22は、フレームメモリに格納された被検体10内の断層フレームデータ(Bモード画像のフレームデータ)を1画像として取得し、取得された断層フレームデータをテレビ同期で読み出す機能を有している。
The scan converter 22 has a function of acquiring tomographic frame data (frame data of a B-mode image) in the subject 10 stored in the frame memory as one image and reading the acquired tomographic frame data in synchronization with television. There is.
RF信号フレームデータ選択部28は、整相加算部18からの複数のRF信号フレームデータを記憶し、記憶された複数のRF信号フレームデータから、取得時刻が異なるRF信号フレームデータを順次選択する。例えば、整相加算部18から画像のフレームレートに基づいて時系列に生成されるRF信号フレームデータを、RF信号フレームデータ選択部28が順次記憶する。そして、任意のRF信号フレームデータ(N)を第1のRF信号フレームデータとして選択し、時間的に過去に記憶された複数のRF信号フレームデータ(N−1,N−2,N−3,・・・・・,N―M)の中から1つのRF信号フレームデータ(X)を選択する。なお、N,M,Xは、RF信号フレームデータに付されたインデックス番号であり、自然数である。
The RF signal frame data selection unit 28 stores the plurality of RF signal frame data from the phasing addition unit 18, and sequentially selects the RF signal frame data having different acquisition times from the stored plurality of RF signal frame data. For example, the RF signal frame data selection unit 28 sequentially stores the RF signal frame data generated in time series from the phasing addition unit 18 based on the frame rate of the image. Then, any RF signal frame data (N) is selected as the first RF signal frame data, and a plurality of RF signal frame data (N-1, N-2, N-3, stored in the temporally past are selected. ..., one RF signal frame data (X) is selected from NM). Note that N, M, and X are index numbers assigned to the RF signal frame data, and are natural numbers.
動き演算部31は、選択されて時系列で入力されるRF信号フレームデータ(N)及びRF信号フレームデータ(X)から、1次元又は2次元の相関処理などを行って、Bモード画像(断層画像)の各画素(各計測点)に対応する生体組織の変位や変位ベクトル(すなわち、変位の方向と大きさ)に関する1次元又は2次元の変位ベクトル分布を求める。この1次元又は2次元変位の変位ベクトル分布を用いれば、探触子12が被検体10の体表面を走査面に平行な方向(左右方向)、又は体表面に対して深度方向(上下方向)に移動する動きを求めることができる。
The motion calculation unit 31 performs one-dimensional or two-dimensional correlation processing from the RF signal frame data (N) and the RF signal frame data (X) that are selected and input in time series, to obtain a B-mode image (tomography). A one-dimensional or two-dimensional displacement vector distribution relating to the displacement and displacement vector (that is, the displacement direction and magnitude) of the living tissue corresponding to each pixel (each measurement point) of the image) is obtained. If the displacement vector distribution of this one-dimensional or two-dimensional displacement is used, the probe 12 makes the body surface of the subject 10 parallel to the scanning plane (horizontal direction) or in the depth direction (vertical direction) with respect to the body surface. You can ask for movement to move to.
ここで、変位又は変位ベクトル分布の演算には、ブロックマッチング法を用いることができる。この方法は、1組のRF信号フレームデータ(画像)を例えばN×N画素からなるブロックに分け、関心領域内のブロックに着目し、着目しているブロックに最も画像データが近似しているブロックを前のフレームから探し、着目しているブロックと近似しているブロックとを参照して各画素(各計測点)における変位ベクトルを求める手法である。変位ベクトルの演算は、ブロックマッチング法に限らず、一般的な画像トラッキング技術を用いることができる。また、2次元アレイプローブであれば、3次元の変位及び変位ベクトルの演算を行うことができる。
Here, the block matching method can be used for the calculation of the displacement or the displacement vector distribution. In this method, one set of RF signal frame data (image) is divided into, for example, blocks composed of N×N pixels, attention is paid to a block in a region of interest, and the block whose image data is closest to the focused block. Is searched from the previous frame, and the displacement vector at each pixel (each measurement point) is obtained by referring to the block of interest and the similar block. The calculation of the displacement vector is not limited to the block matching method, and general image tracking technology can be used. Further, if it is a two-dimensional array probe, a three-dimensional displacement and displacement vector can be calculated.
操作部35は、各種キーを有したキーボードやトラックボールなどを含み、これらのインターフェイスからの命令を装置制御部34に与え、超音波診断装置1の動作を制御する機能を有している。
The operation unit 35 includes a keyboard having various keys, a trackball, and the like, and has a function of giving a command from these interfaces to the device control unit 34 and controlling the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1.
画像構成部23は、スキャンコンバータ22からの断層画像データと装置制御部34からの命令に基づき、画像表示部24に表示する画像を構成する機能を有している。画像表示部24は、断層画像、弾性画像、及び合成画像の少なくとも1つを表示する機能を有している。
The image forming unit 23 has a function of forming an image to be displayed on the image display unit 24 based on the tomographic image data from the scan converter 22 and a command from the apparatus control unit 34. The image display unit 24 has a function of displaying at least one of a tomographic image, an elasticity image, and a composite image.
図2に、図1の動き識別部32の一例のブロック図を示す。図示のように、動き識別部32は、フレームメモリ320と、命令解析部321とを備える。フレームメモリ(記憶部)330は、動き演算部31で生成された動きフレームデータを格納する。命令解析部321は、フレームメモリ320に格納された動きフレームデータに基づいて探触子12の動きを解析し、予め設定された探触子12の特定の動きを識別する。さらに、識別した探触子12の特定の動きに関連付けて設定された装置の制御命令を装置制御部34に出力する機能を有する。なお、RF信号フレームデータに代えて、画素信号に変換された超音波画像データを用いることができるのは言うまでもない。以下、適宜、RF信号フレームデータを超音波画像データとして総称する。
FIG. 2 shows a block diagram of an example of the motion identifying unit 32 of FIG. As illustrated, the motion identifying unit 32 includes a frame memory 320 and an instruction analyzing unit 321. The frame memory (storage unit) 330 stores the motion frame data generated by the motion calculation unit 31. The command analysis unit 321 analyzes the motion of the probe 12 based on the motion frame data stored in the frame memory 320, and identifies a preset specific motion of the probe 12. Further, it has a function of outputting to the device control unit 34 a device control command set in association with the identified specific movement of the probe 12. Needless to say, ultrasonic image data converted into pixel signals can be used instead of the RF signal frame data. Hereinafter, the RF signal frame data will be collectively referred to as ultrasonic image data as appropriate.
フレームメモリ320は、例えば、10フレーム分の動きフレームデータを格納する機能を有している。図2において、“t(0)”は、現在取得した動きフレームデータを表し、“t(−1)”,“t(−2)”,・・・,“t(−10)”は、それぞれ現在の動きフレームデータから、1フレーム前、2フレーム前、・・・、10フレーム前に取得した動きフレームデータを表す。
The frame memory 320 has a function of storing motion frame data for 10 frames, for example. In FIG. 2, "t(0)" represents the currently acquired motion frame data, and "t(-1)", "t(-2)",..., "t(-10)" are Each represents the motion frame data acquired 1 frame before, 2 frames before,..., 10 frames before from the current motion frame data.
命令解析部321は、フレームメモリ320に格納された複数の探触子12の動きフレームデータに基づいて探触子12の動きを解析し、予め設定された特定の動きを識別する。例えば、探触子の動きは、基本的に、探触子の超音波送受信面が被検体の体表面に接している接触状態と、体表面から離れている非接触状態に分類できる。非接触状態のときは、超音波画像データは変化しないから、動きフレームデータは得られない。一方、探触子の超音波送受信面が被検体の体表面に接した接触状態においては、探触子の動きに応じて動きフレームデータが変化するから、複数の特定の動きを設定できる。したがって、命令解析部321は、フレームメモリ320に連続して格納された複数の動きフレームデータに基づいて、予め設定された特定の動きを識別する。そして、予め設定された探触子の特定の動きに対応して、それぞれ定められた制御命令を装置制御部34に出力する。
The command analysis unit 321 analyzes the motion of the probe 12 based on the motion frame data of the plurality of probes 12 stored in the frame memory 320, and identifies a preset specific motion. For example, the movement of the probe can be basically classified into a contact state in which the ultrasonic wave transmitting/receiving surface of the probe is in contact with the body surface of the subject and a non-contact state in which the probe is separated from the body surface. In the non-contact state, since the ultrasonic image data does not change, the motion frame data cannot be obtained. On the other hand, in the contact state in which the ultrasonic wave transmitting/receiving surface of the probe is in contact with the body surface of the subject, the motion frame data changes according to the motion of the probe, so that a plurality of specific motions can be set. Therefore, the instruction analysis unit 321 identifies a preset specific motion based on a plurality of motion frame data continuously stored in the frame memory 320. Then, corresponding control commands that are set in advance are output to the device control unit 34 in correspondence with the specific movements of the probe.
探触子の動きは、種々の動きに分類することができ、例えば探触子を体表面に接触させている状態から持ち上げて、探触子を非接触の状態にする操作は、検者が超音波撮像を休止又は停止する際の操作である。また、探触子を接触状態にする操作は、超音波撮像を行う操作である。探触子が接触状態のときは、探触子の動きに応じて、時系列で生成される複数の動きフレームデータが変化するので、命令解析部321は探触子の種々の動きを識別することができる。
The motion of the probe can be classified into various motions. For example, the operation of lifting the probe from the state where it is in contact with the body surface and bringing the probe into the non-contact state is performed by the examiner. This is an operation for suspending or stopping ultrasonic imaging. The operation of bringing the probe into contact is an operation of performing ultrasonic imaging. When the probe is in contact, a plurality of motion frame data generated in time series changes according to the motion of the probe, so the command analysis unit 321 identifies various motions of the probe. be able to.
すなわち、動き演算部31は、探触子12により時系列で取得される複数の超音波画像データ(RF信号フレームデータ)を順次入力し、超音波画像データに設定される設定領域の変位を該設定領域の画素データに基づいて求め、求められた複数の超音波画像データの設定領域の変位(変位ベクトル)分布を、動きフレームデータとして動き識別部32のフレームメモリ320に格納する。なお、各時刻“t(0)〜t(−10)”における変位ベクトルの大きさは、超音波画像データの設定領域の全計測点(全画素)における変位の平均値を用いることができる。つまり、RF信号フレームデータの全域に設定した設定領域、又は、任意に設定した設定領域(ROI)内の計測点の変位の平均値を用いてもよい。
That is, the motion calculation unit 31 sequentially inputs a plurality of ultrasonic image data (RF signal frame data) acquired by the probe 12 in time series, and calculates the displacement of the set region set in the ultrasonic image data. The displacement (displacement vector) distribution of the set region of the plurality of obtained ultrasonic image data is calculated based on the pixel data of the set region, and is stored in the frame memory 320 of the motion identifying unit 32 as the motion frame data. As the magnitude of the displacement vector at each time “t(0) to t(−10)”, the average value of the displacements at all measurement points (all pixels) in the set region of the ultrasonic image data can be used. That is, the average value of the displacements of the measurement points in the setting area set in the entire area of the RF signal frame data or in the setting area (ROI) set arbitrarily may be used.
動き識別部32の命令解析部321は、動き演算部31により生成された動きフレームデータに基づいて、探触子12の動きを識別し、識別された探触子の動きに対応して予め設定された制御命令を出力するようになっている。すなわち、命令解析部321は、フレームメモリ320に時系列で格納される動きフレームデータの変位ベクトルを時間軸に沿って並べて、探触子12の移動軌跡を求めることができる。求めた探触子12の移動軌跡に基づいて、探触子12の動きを識別できる。また、動きフレームデータにより求められた変位の大きさが閾値よりも小さければ探触子が静止していることを識別できる。また、探触子12が静止状態にあるか否かの好適な検出法は、後述する図6及び図7に示す第3実施形態で説明する。
The instruction analysis unit 321 of the motion identification unit 32 identifies the motion of the probe 12 based on the motion frame data generated by the motion calculation unit 31, and presets the motion of the probe 12 corresponding to the identified motion of the probe. The output control command is output. That is, the command analysis unit 321 can obtain the movement trajectory of the probe 12 by arranging the displacement vectors of the motion frame data stored in the frame memory 320 in time series along the time axis. The movement of the probe 12 can be identified based on the obtained trajectory of the movement of the probe 12. If the magnitude of the displacement obtained from the motion frame data is smaller than the threshold value, it can be identified that the probe is stationary. Further, a suitable detection method of whether or not the probe 12 is in a stationary state will be described in a third embodiment shown in FIGS. 6 and 7 described later.
ここで、探触子の動きには、基本的に、探触子の深度方向の移動(往復、押下げ、タップ)、探触子のスキャン面(走査面)に沿う移動(一方向移動、往復移動、静止、移動軌跡、等)を想定することができる。その他、探触子の移動距離、移動速度、移動加速度、などの動きを識別可能である。また、往復移動の場合は、移動幅(振幅)、往復速度(周波数)、などを識別できる。なお、以下では、深度方向の移動を上下移動、スキャン面に沿う移動を左右移動と称し、探触子の動きの識別を、具体的な実施例1、2に基づいて説明する。
Here, the movement of the probe basically includes movement of the probe in the depth direction (reciprocation, pushing, tapping), movement along the scan surface (scanning surface) of the probe (one-way movement, Reciprocating movement, stationary, moving path, etc.) can be assumed. In addition, it is possible to identify the movement such as the moving distance, moving speed, and moving acceleration of the probe. In the case of reciprocating movement, the movement width (amplitude), reciprocating speed (frequency), etc. can be identified. In the following, movement in the depth direction will be referred to as vertical movement, and movement along the scan plane will be referred to as horizontal movement, and identification of the movement of the probe will be described based on specific examples 1 and 2.
(実施例1)
図3を参照して、探触子12の接触状態において、探触子12を上下方向にタップ(トントンと叩く)する特定の動きを識別する実施例を説明する。なお、本実施例は、超音波画像(Bモード画像)をリアルタイムに撮像している場合を例として説明する。同図(a)は1回タップした例であり、同図(b)は続けて2回タップした例である。タップ回数はこれらに限らず複数回を識別するようにすることができる。タップ操作は、動き演算部31により超音波画像データの変位や変位ベクトルが求められ、その変位ベクトル分布が動きフレームデータとしてフレームメモリ320に順次格納される。
(Example 1)
With reference to FIG. 3, an example will be described in which a specific movement of vertically tapping (tapping) the probe 12 in the contact state of the probe 12 is identified. The present embodiment will be described by taking as an example the case where an ultrasonic image (B-mode image) is captured in real time. The figure (a) is an example of tapping once, and the figure (b) is an example of tapping twice successively. The number of taps is not limited to these, and a plurality of taps can be identified. In the tap operation, the motion calculator 31 obtains the displacement and displacement vector of the ultrasonic image data, and the displacement vector distribution is sequentially stored in the frame memory 320 as motion frame data.
命令解析部321は、複数の動きフレームデータの変位ベクトルを時間軸に沿って並べて、探触子12の移動軌跡を求める。すなわち、図3に示すように、例えばt(−9)、t(−8)、t(−7)・・・で得られた変位ベクトルを時間軸に沿って並べると、上下方向の変位の経時波形W1が得られる。経時波形W2についても同様である。一方、命令解析部321には、タップ操作の識別基準となる変位のサンプル波形(経時的なサンプル波形)S1,S2が予め設定されている。探触子12を1回タップすると、被検体10に1回の圧迫が与えられる。1回タップの被検体10の組織変位の経時波形W1は、例えば10フレーム分の動きフレームデータとしてフレームメモリ320に格納される。
The command analysis unit 321 arranges the displacement vectors of the plurality of motion frame data along the time axis to obtain the movement trajectory of the probe 12. That is, as shown in FIG. 3, for example, when the displacement vectors obtained at t(−9), t(−8), t(−7)... Are arranged along the time axis, the vertical displacement A temporal waveform W1 is obtained. The same applies to the temporal waveform W2. On the other hand, the command analysis unit 321 is preset with displacement sample waveforms (temporal sample waveforms) S1 and S2 serving as identification criteria for tap operations. When the probe 12 is tapped once, the subject 10 is pressed once. The temporal waveform W1 of the tissue displacement of the subject 10 with one tap is stored in the frame memory 320 as motion frame data for 10 frames, for example.
したがって、命令解析部321は、フレームメモリ320に時系列で記憶された経時波形W1と、1回のタップの変位のサンプル波形S1及び2回のタップの変位のサンプル波形S2との一致度ないし類似度を、例えば相関係数を求めて評価する。つまり、経時波形W1とサンプル波形S1(又はS2)とが一致していれば、一致度(相関係数)は“1”である。そこで、命令解析部321は、相関係数の閾値を例えば“0.9”に設定する。そして、経時波形W1とサンプル波形S1との相関係数が“0.95”であり、経時波形W1とサンプル波形S2との相関係数が“0.45”であったとする。この場合、命令解析部321は、経時波形W1とサンプル波形S2の相関係数よりも、サンプル波形S1との相関係数が大きいことから、1回のタップ操作であることを識別できる。
Therefore, the instruction analysis unit 321 determines whether the temporal waveform W1 stored in the frame memory 320 in time series matches the sample waveform S1 of one tap displacement and the sample waveform S2 of two tap displacement. The degree is evaluated by, for example, obtaining a correlation coefficient. That is, if the temporal waveform W1 and the sample waveform S1 (or S2) match, the matching degree (correlation coefficient) is “1”. Therefore, the instruction analysis unit 321 sets the threshold value of the correlation coefficient to, for example, “0.9”. Then, it is assumed that the correlation coefficient between the temporal waveform W1 and the sample waveform S1 is "0.95", and the correlation coefficient between the temporal waveform W1 and the sample waveform S2 is "0.45". In this case, the instruction analysis unit 321 can identify one tap operation because the correlation coefficient between the sample waveform S1 and the temporal waveform W1 is larger than the correlation coefficient between the sample waveform S2.
一方、探触子12を被検体10に対して2回タップして、被検体10に2回の圧迫が与えられた場合、2回タップの変位の経時波形W2が、10フレーム分の動きフレームデータとしてフレームメモリ330に格納される。命令解析部321は、フレームメモリ320に記憶された経時波形W2と予め設定されたサンプル波形S1,S2との波形の一致度ないし類似度を、上述の例と同様に、それぞれ相関係数を求めて評価する。その結果、経時波形W2とサンプル波形S1との相関係数が“0.45”であり、経時波形W2とサンプル波形S2との相関係数が“0.95”であったとする。この場合、命令解析部321は、経時波形W2とサンプル波形S1の相関係数よりも、サンプル波形S2との相関係数が大きいことから、2回のタップ操作であることを識別する。
On the other hand, when the probe 12 is tapped twice on the subject 10 and the subject 10 is pressed twice, the temporal waveform W2 of the displacement of the two taps is 10 motion frames. It is stored in the frame memory 330 as data. The instruction analysis unit 321 obtains the degree of coincidence or similarity between the waveforms of the temporal waveform W2 stored in the frame memory 320 and the preset sample waveforms S1 and S2, respectively, in the same manner as in the above example. Evaluate. As a result, it is assumed that the correlation coefficient between the temporal waveform W2 and the sample waveform S1 is “0.45”, and the correlation coefficient between the temporal waveform W2 and the sample waveform S2 is “0.95”. In this case, the instruction analysis unit 321 identifies that the tap operation is performed twice because the correlation coefficient between the sample waveform S2 and the temporal waveform W2 is larger than the correlation coefficient between the sample waveform S1.
命令解析部321は、探触子12の動きがタップ操作であることを識別した場合、予めタップ操作と、その回数に対応させて設定されている制御命令を選択して装置制御部34に出力する。例えば、1回タップの場合は、命令解析部321は、例えばカラードプラへの切替命令(命令A)であると識別し、装置制御部34に命令Aを出力する。これにより、装置制御部34は、命令Aに割り当てられているカラードプラへの切替命令を実行する。また、2回タップの場合は、命令解析部321は、例えばエラストグラフィへの切替命令(命令B)であると識別し、装置制御部34に命令Bを出力する。これにより、装置制御部34は、命令Bに割り当てられているエラストグラフィへの切替命令を実行する。
When the command analysis unit 321 identifies that the motion of the probe 12 is a tap operation, the command analysis unit 321 selects a control command set in advance corresponding to the tap operation and the number of tap operations, and outputs the control command to the device control unit 34. To do. For example, in the case of one tap, the instruction analysis unit 321 identifies that the instruction is a switching instruction to the Color Doppler (instruction A), and outputs the instruction A to the device control unit 34. Accordingly, the device control unit 34 executes the color Doppler switching instruction assigned to the instruction A. In the case of the double tap, the command analysis unit 321 identifies that the command is a command to switch to elastography (command B), and outputs the command B to the device control unit 34. Accordingly, the device control unit 34 executes the elastography switching command assigned to the command B.
ここで、タップ操作の識別精度を高めるために、例えば、命令解析部321は、経時波形W1,W2を振幅の大きさに基づいて規格化した波形に変換し、その規格化後の経時波形W1,W2とサンプル波形S1,S2との一致度(相関係数)を求めることができる。このように、一般的な信号処理による認識技術を利用することで、命令解析部321の識別精度を高めることが可能である。
Here, in order to improve the identification accuracy of the tap operation, for example, the instruction analysis unit 321 converts the temporal waveforms W1 and W2 into a standardized waveform based on the magnitude of the amplitude, and the standardized temporal waveform W1. , W2 and the sample waveforms S1 and S2, the degree of coincidence (correlation coefficient) can be obtained. As described above, it is possible to improve the identification accuracy of the instruction analysis unit 321 by using the recognition technique based on the general signal processing.
本実施例によれば、タップ操作による探触子12の瞬時的な動きを識別し、探触子12の動きに関連付けられた制御命令、例えば、カラードプラへの切替命令、カラードプラへの切替命令、静止画保存命令、及びプリント命令など、予め設定された任意の命令を実行させることができる。
According to the present embodiment, the instantaneous movement of the probe 12 by the tap operation is identified, and the control instruction associated with the movement of the probe 12, for example, the switching instruction to the color Doppler, the switching to the color Doppler. Any preset command, such as a command, a still image storage command, and a print command, can be executed.
(実施例2、3)
図4を参照して、探触子12の接触状態において、3次元空間における探触子12の上下方向の動きを識別する実施例2を説明する。探触子12の接触状態において、超音波画像(Bモード画像)を取得するモードにおいては、例えば、図5に示すBモード画像40が画像表示部24に表示される。また、Bモード画像40とともに、各種のメニュー41と、カーソル42、インジケータ51と、ボディマーク53などの画像が表示される。また、Bモード画像40に対応するRF信号フレームデータ(超音波画像データ)には、相関窓43が設定され、更に探索範囲44が設定される。
(Examples 2 and 3)
A second embodiment will be described with reference to FIG. 4 in which the vertical movement of the probe 12 in a three-dimensional space in the contact state of the probe 12 is identified. In the mode in which the ultrasonic image (B mode image) is acquired in the contact state of the probe 12, for example, the B mode image 40 shown in FIG. 5 is displayed on the image display unit 24. In addition to the B-mode image 40, various menus 41, a cursor 42, an indicator 51, a body mark 53, and other images are displayed. A correlation window 43 and a search range 44 are set in the RF signal frame data (ultrasonic image data) corresponding to the B-mode image 40.
ここで、図4(a)のように、探触子12を上下方向に動かすと、被検体10が圧迫されて生体の組織が変位する。その2次元の変位分布は、動き演算部31において、例えば変位前後の超音波画像データを相関処理することにより求められる。そして、変位ベクトル分布を動きフレームデータとして時系列的に求める。例えば、動き演算部31は、順次入力される超音波画像データに設定領域である相関窓43を設定し、相関窓43内の画像パターン又は輝度分布の少なくとも1つを求める。次いで、先に入力されている超音波画像データの探索範囲44内で探索して、相関窓43内の画像パターン又は輝度分布との相関係数を求め、相関係数が最大となる位置を求める。その相関係数が最大となる位置に相関窓43の設定領域が変位したことになる。このようにして、動き演算部31は、順次入力される超音波画像データの相関窓43の位置の変位ベクトルを求め、その変位ベクトルを動きフレームデータとして出力する。なお、動き演算部31は、設定領域の画像パターン又は輝度分布の相関係数に代えて、「画素値(輝度値)の差の絶対値の和」を用いて変位を求めることができる。
Here, as shown in FIG. 4A, when the probe 12 is moved in the vertical direction, the subject 10 is compressed and the tissue of the living body is displaced. The two-dimensional displacement distribution is obtained by the motion calculation unit 31, for example, by correlating the ultrasonic image data before and after the displacement. Then, the displacement vector distribution is obtained in time series as motion frame data. For example, the motion calculation unit 31 sets a correlation window 43, which is a set area, in the sequentially input ultrasonic image data, and obtains at least one of the image pattern and the brightness distribution in the correlation window 43. Next, a search is performed within the search range 44 of the ultrasonic image data that has been previously input, the correlation coefficient with the image pattern or the brightness distribution in the correlation window 43 is obtained, and the position where the correlation coefficient is maximum is obtained. .. This means that the setting area of the correlation window 43 is displaced to the position where the correlation coefficient becomes maximum. In this way, the motion calculation unit 31 obtains the displacement vector of the position of the correlation window 43 of the sequentially input ultrasonic image data, and outputs the displacement vector as motion frame data. The motion calculator 31 can calculate the displacement by using “the sum of absolute values of differences between pixel values (luminance values)” instead of the correlation coefficient of the image pattern or the luminance distribution in the set area.
命令解析部321は、フレームメモリ320に時系列で格納された動きフレームデータに基づいて、探触子12の上下方向の動き、つまり移動距離、移動速度、移動方向、往復移動などを求め、探触子12の上下方向の特定の動きに対応して設定されている制御命令を選択して、装置制御部34に出力する。装置制御部34は、例えば、探触子12の圧迫操作がカーソル移動命令であれば、画像表示部32に表示されているカーソル42を、第1の軸方向(例えば、上下方向)に移動させるカーソル移動命令(命令T)を実行することができる。
The command analysis unit 321 obtains the vertical movement of the probe 12, that is, the moving distance, the moving speed, the moving direction, the reciprocating movement, etc., based on the motion frame data stored in the frame memory 320 in time series. A control command set corresponding to a specific vertical movement of the tentacle 12 is selected and output to the device control unit 34. For example, if the pressing operation of the probe 12 is a cursor movement command, the device control unit 34 moves the cursor 42 displayed on the image display unit 32 in the first axial direction (for example, the vertical direction). A cursor movement command (command T) can be executed.
次に、図4(b)を参照して、探触子12の接触状態における探触子12の左右方向の動きを識別する実施例3を説明する。探触子12の左右方向の動きは、探触子の走査面(スキャン面)に平行な動きである。探触子12の接触状態において、超音波画像(Bモード画像)を取得するモードにおいては、実施例2と同様に、図5に示すBモード画像40等が画像表示部24に表示される。図4(b)のように、探触子12を左右方向に動かす移動操作により、Bモード画像40に表示される組織の位置が移動する。その2次元の変位分布は、動き演算部31において、図4(a)で説明したと同様に、例えば、順次入力される超音波画像データに設定領域である相関窓43を設定し、相関窓43内の画像パターン又は輝度分布の少なくとも1つを求める。次いで、先に入力されている超音波画像データの探索範囲44内で探索して、相関窓43内の画像パターン又は輝度分布との相関係数を求め、相関係数が最大となる位置を求める。その相関係数が最大となる位置に相関窓43の設定領域が変位したことになる。このようにして、動き演算部31は、順次入力される超音波画像データの相関窓43の位置の変位を求め、その変位ベクトルを動きフレームデータとして出力する。なお、相関窓43の画像パターン又は輝度分布の相関係数に代えて、「画素値(輝度値)の差の絶対値の和」を用いて変位を求めることができる。
Next, with reference to FIG. 4B, a third embodiment for identifying the lateral movement of the probe 12 in the contact state of the probe 12 will be described. The horizontal movement of the probe 12 is parallel to the scanning surface (scan surface) of the probe. In the mode in which the ultrasonic image (B-mode image) is acquired in the contact state of the probe 12, the B-mode image 40 and the like shown in FIG. 5 and the like are displayed on the image display unit 24 as in the second embodiment. As shown in FIG. 4B, the position of the tissue displayed in the B-mode image 40 is moved by the movement operation of moving the probe 12 in the left-right direction. As for the two-dimensional displacement distribution, the motion calculation unit 31 sets the correlation window 43, which is a set region, in the sequentially input ultrasonic image data in the same manner as described with reference to FIG. At least one of the image pattern and the luminance distribution in 43 is obtained. Next, a search is performed within the search range 44 of the ultrasonic image data that has been previously input, the correlation coefficient with the image pattern or the brightness distribution in the correlation window 43 is obtained, and the position where the correlation coefficient is maximum is obtained. .. This means that the setting area of the correlation window 43 is displaced to the position where the correlation coefficient becomes maximum. In this way, the motion calculation unit 31 obtains the displacement of the position of the correlation window 43 of the sequentially input ultrasonic image data, and outputs the displacement vector as motion frame data. It should be noted that the displacement can be obtained by using “a sum of absolute values of differences between pixel values (luminance values)” instead of the correlation coefficient of the image pattern or the luminance distribution of the correlation window 43.
命令解析部321は、フレームメモリ320に格納された動きフレームデータに基づいて、探触子12の動き、つまり左右の移動き、つまり移動距離、移動速度、移動方向、往復移動などを求める。そして、探触子12の左右方向の特定の動きに対応して設定されている制御命令を選択して、装置制御部34に出力する。
The command analysis unit 321 obtains the movement of the probe 12, that is, the left and right movement, that is, the movement distance, the movement speed, the movement direction, the reciprocating movement, and the like, based on the movement frame data stored in the frame memory 320. Then, the control command set corresponding to the specific lateral movement of the probe 12 is selected and output to the device control unit 34.
命令解析部321は、一連の動きフレームデータを用いて、図4(a),(b)の探触子12の動きが、移動状態、静止状態、非接触状態、及び圧迫状態の少なくとも1つを識別するようになっている。そして、識別結果に基づいて、探触子12の移動状態、静止状態、非接触状態、及び圧迫状態の少なくとも1つを示す表示を、画像表示部32のインジケータ51に表示するようになっている。なお、命令解析部321は、時系列の複数の動きフレームデータの変位分布を時間軸に沿って並べて、探触子の移動軌跡を求めることができる。
The command analysis unit 321 uses a series of motion frame data, and the motion of the probe 12 in FIGS. 4A and 4B is at least one of a moving state, a stationary state, a non-contact state, and a compressed state. To identify. Then, based on the identification result, a display showing at least one of the moving state, the stationary state, the non-contact state, and the compressed state of the probe 12 is displayed on the indicator 51 of the image display unit 32. .. The command analysis unit 321 can arrange the displacement distributions of a plurality of time-series motion frame data along the time axis to obtain the movement trajectory of the probe.
ここで、探触子12の上下の動き、左右の動きの識別は、上述の方法に代えて、後述する図6及び図7に示す第3実施形態で説明する動き監視部322において、時系列で入力される相関係数フレームデータに基づいて、第1の時間内(例えば、直近の1秒)における一致度(相関係数)の第1の統計値(平均、標準偏差、及び分散など)を用いてもよい。さらに、第2の時間内(例えば、直近の10秒)における一致度(相関係数)の第2の統計値(平均、標準偏差、及び分散など)を用いてもよい。また、第1の統計値と第2の統計値との比を用いてもよい。命令解析部321は、これらを所定の閾値と比較することにより、移動状態、静止状態、非接触状態、及び圧迫状態の少なくとも1つを識別することができる。第1の統計値又は第2の統計値を用いれば、一致度の瞬間的な異常値を排除することができ、命令解析部321の識別精度が向上する。また、絶対的な一致度を用いると、脈拍や呼吸などの拍動の一致度への影響を無視できない場合があるので、第1の統計値と第2の統計値との比(相対的な一致度)を用いることで、拍動の一致度への影響を低減することができ、動き識別部32の識別精度が向上する。
Here, the up/down movement and left/right movement of the probe 12 are identified in time series by the movement monitoring unit 322 described in a third embodiment shown in FIGS. 6 and 7 described later, instead of the above method. First statistical value (mean, standard deviation, variance, etc.) of the degree of coincidence (correlation coefficient) within the first time (eg, the latest 1 second) based on the correlation coefficient frame data input in May be used. Furthermore, the second statistical value (average, standard deviation, variance, etc.) of the degree of coincidence (correlation coefficient) within the second time (for example, the latest 10 seconds) may be used. Moreover, you may use the ratio of a 1st statistics value and a 2nd statistics value. The command analysis unit 321 can identify at least one of a moving state, a stationary state, a non-contact state, and a compressed state by comparing these with a predetermined threshold value. If the first statistical value or the second statistical value is used, an instantaneous abnormal value of the degree of coincidence can be eliminated, and the identification accuracy of the instruction analysis unit 321 improves. In addition, when the absolute coincidence is used, the influence of the beats such as the pulse and the breath on the coincidence may not be negligible. Therefore, the ratio between the first statistical value and the second statistical value (relative By using the degree of coincidence, it is possible to reduce the influence of the beat on the degree of coincidence, and the identification accuracy of the motion identification unit 32 is improved.
このように、本実施形態では、時系列で得られる動きフレームデータを用いて、命令解析部321は探触子12が被検体10に相対して動く探触子12の動きを識別する。具体的には、3次元空間における探触子12の移動、移動軌跡、移動距離、速度、加速度、往復移動の振幅及び周波数、移動方向、等を識別することができる。
As described above, in the present embodiment, the instruction analysis unit 321 identifies the movement of the probe 12 that moves relative to the subject 10 by using the movement frame data obtained in time series. Specifically, the movement of the probe 12 in the three-dimensional space, the movement trajectory, the movement distance, the speed, the acceleration, the amplitude and frequency of the reciprocating movement, the movement direction, and the like can be identified.
なお、本実施例2,3において、被検体10の体表面は平面である必要はなく、曲面であってもよい。例えば、直腸に探触子12を挿入して超音波画像を撮像する場合、探触子12を回転動作させることにより、探触子12が被検体10の直腸内面を移動する。この場合、探触子12の回転動作により、被検体10に対する探触子12の移動状態が識別される。
In the second and third embodiments, the body surface of the subject 10 does not have to be a flat surface, but may be a curved surface. For example, when the probe 12 is inserted into the rectum and an ultrasonic image is captured, the probe 12 is rotated to move the probe 12 on the inner surface of the rectum of the subject 10. In this case, the moving state of the probe 12 with respect to the subject 10 is identified by the rotation operation of the probe 12.
なお、本実施例によれば、図4(a)に例示したように、メニュー画像のボタンの押下/解除、ボタン間の上下方向移動、カーソルの移動、キャリパーの設定、その他の制御命令に関連付けることができる。また、図4(b)に例示したように、メニュー画像のボタン間の横方向移動操作、カーソルの移動、カーソルの移動速度/加速度、ボディマークの設定、動画保存範囲の設定、シネ画像の選択(フリーズ画像の選択)、ROIの移動、ROIの拡大/縮小、移動軌跡、その他の制御命令に関連付けることができる。
According to the present embodiment, as illustrated in FIG. 4A, the buttons of the menu image are pressed/released, the buttons are moved up and down, the cursor is moved, the caliper is set, and other control commands are associated. be able to. In addition, as illustrated in FIG. 4B, a lateral movement operation between buttons of a menu image, cursor movement, cursor movement speed/acceleration, body mark setting, moving image storage range setting, cine image selection (Selection of freeze image), movement of ROI, enlargement/reduction of ROI, movement locus, and other control commands.
また、後述する図6及び図7に示す第3実施形態で説明する動き監視部322又は命令解析部321において、時系列で入力される相関係数フレームデータに基づいて求めた相関係数を、装置制御部34を介して画像表示部23に指令を送り、図5のインジケータ51に表示させることができる。なお、インジケータ51は、操作者が見易い位置に表示すればよく、超音波画像40にカラー半透明で重畳して表示してもよい。
Further, in the motion monitoring unit 322 or the command analysis unit 321 described in the third embodiment shown in FIGS. 6 and 7 described later, the correlation coefficient calculated based on the correlation coefficient frame data input in time series is A command can be sent to the image display unit 23 via the device control unit 34 and displayed on the indicator 51 of FIG. It should be noted that the indicator 51 may be displayed at a position where the operator can easily see it, and may be displayed in a color semi-transparent manner on the ultrasonic image 40.
また、動き監視部322又は命令解析部321は、一致度(相関係数)を用いて、移動状態、静止状態、非接触状態、及び圧迫状態の少なくとも1つの識別結果を、装置制御部34を介して画像表示部24に送り、インジケータ51に表示させることができる。なお、静止状態を識別したときは、インジケータ51に代えて相関窓43を表示させるようにしてもよい。
In addition, the motion monitoring unit 322 or the instruction analysis unit 321 uses the degree of coincidence (correlation coefficient) to determine at least one identification result of the moving state, the stationary state, the non-contact state, and the compression state by the device control unit 34. It can be sent to the image display unit 24 via the display unit and displayed on the indicator 51. Note that when the stationary state is identified, the correlation window 43 may be displayed instead of the indicator 51.
また、動き監視部322又は命令解析部321は、一致度の時間変化の周波数及び振幅の少なくとも1つに基づいて、一致度と比較される閾値を設定(変更)してもよい。拍動を一致度の時間変化(周波数及び振幅)に基づいて計測し、拍動に基づいて閾値を可変とすることにより、拍動の一致度への影響を低減することができる。これにより、命令解析部321における探触子12の動きの識別精度を向上できる。
Further, the motion monitoring unit 322 or the instruction analysis unit 321 may set (change) a threshold value to be compared with the matching degree based on at least one of the frequency and the amplitude of the temporal change of the matching degree. By measuring the pulsation based on the temporal change of the degree of coincidence (frequency and amplitude) and making the threshold variable based on the pulsation, it is possible to reduce the influence of the pulsation on the degree of coincidence. As a result, the accuracy of identifying the movement of the probe 12 in the command analysis unit 321 can be improved.
以上説明したように、本実施形態は、被検体10との間で超音波を送受信する探触子12と、探触子12によって時系列で取得される複数の超音波画像データを順次入力し、超超音波画像データに設定される設定領域(例えば、相関窓43)の変位をその設定領域の画素データに基づいて求め、求められた複数の超音波画像データの設定領域の変位に基づいて探触子12の動きを識別し、識別された探触子12の動きに関連付けて設定されている制御命令を装置制御部34に出力する探触子操作命令部30を備えてなることを特徴とする。
As described above, in the present embodiment, the probe 12 that transmits and receives ultrasonic waves to and from the subject 10 and a plurality of ultrasonic image data acquired in time series by the probe 12 are sequentially input. , The displacement of the set region (for example, the correlation window 43) set in the ultrasonic image data is obtained based on the pixel data of the set region, and based on the displacement of the obtained set regions of the plurality of ultrasonic image data. The probe operation command unit 30 is provided which identifies the movement of the probe 12 and outputs a control command set in association with the identified movement of the probe 12 to the device control unit 34. And
また、本実施形態において、設定領域(例えば、相関窓43)は、超音波画像データの全領域、一又は複数の部分領域に設定することができる。また、設定領域(例えば、相関窓43)の変位は、設定領域に含まれる複数の画素の変位を統計処理して演算することができる。
Further, in the present embodiment, the setting area (for example, the correlation window 43) can be set to the entire area of the ultrasonic image data, or one or a plurality of partial areas. Further, the displacement of the setting area (for example, the correlation window 43) can be calculated by statistically processing the displacements of a plurality of pixels included in the setting area.
探触子操作命令部30は、設定領域(例えば、相関窓43)の変位を求めて動きフレームデータを出力する動き演算部31と、動き演算部31から出力される動きフレームデータに基づいて探触子12の動きを識別し、識別された探触子12の動きに関連付けて設定されている制御命令を装置制御部34に出力する動き識別部32とを備えてな構成できる。また、動き識別部32は、動き演算部31から順次出力される動きフレームデータを時間軸に沿って格納するフレームメモリ320と、フレームメモリ320に格納された動きフレームデータの変位を時間軸に沿って並べて探触子12の移動軌跡を生成し、生成された探触子12の移動軌跡に関連付けて設定されている制御命令を装置制御部34に出力する命令解析部とを備えて構成することができる。
The probe operation command unit 30 calculates a displacement of a set area (for example, the correlation window 43) and outputs motion frame data, and a search unit based on the motion frame data output from the motion calculation unit 31. The motion identifying unit 32 that identifies the motion of the probe 12 and outputs a control command set in association with the identified motion of the probe 12 to the device control unit 34. In addition, the motion identification unit 32 stores a frame memory 320 that stores the motion frame data sequentially output from the motion calculation unit 31 along the time axis, and a displacement of the motion frame data stored in the frame memory 320 along the time axis. And a command analysis unit that generates a movement trajectory of the probe 12 and outputs the control instruction set in association with the generated movement trajectory of the probe 12 to the device control unit 34. You can
(第2の実施形態)
本実施形態は、被検体をBモード画像(超音波画像)でスクリーニングしながら、任意の位置で探触子12により被検体10を圧迫して、エラスト画像を取得する一連の操作を、実施例2、3の探触子12の動きを適宜利用して実現する例について説明する。本実施形態の超音波診断装置1のブロック構成は、図1及び図2に示した第1の実施形態と同一であるから説明を省略する。
(Second embodiment)
In the present embodiment, a series of operations for acquiring an elast image by pressing the subject 10 with the probe 12 at an arbitrary position while screening the subject with a B-mode image (ultrasound image) is described. An example will be described in which the movement of the probe 12 is appropriately used. The block configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 of this embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIGS.
エラスト画像の取得方法は一般に知られている。基本的に、Bモード画像により被検体10をスクリーニングし、注目部位を探し当てたとき、その部位で探触子12の左右移動を静止する。次いで、探触子12を上下移動させて被検体10を圧迫する操作を繰り返す。圧迫操作の繰り返しにより被検体10の組織の硬さ軟らかさの違いにより組織の変位に違いが表れる。その変位の違いを表す例えば歪み分布画像をエラスト画像として画像表示部24に表示し、検者はエラスト画像を観察して病変部などを診断する。
A method of acquiring an elast image is generally known. Basically, when the subject 10 is screened by the B-mode image and a target site is found, the lateral movement of the probe 12 is stopped at that site. Next, the operation of moving the probe 12 up and down to press the subject 10 is repeated. By repeating the pressing operation, a difference in tissue displacement due to a difference in hardness and softness of the tissue of the subject 10. For example, a strain distribution image representing the difference in the displacement is displayed as an elast image on the image display unit 24, and the examiner observes the elast image to diagnose a lesion or the like.
エラスト画像の取得時において、検者はスクリーニングにおいて注目部位を探し当てたとき、その部位において探触子12を比較的ゆっくり上下移動して被検体10に対して圧迫操作を繰り返す。つまり、探触子12の動きに注目すると、スクリーニング中は探触子12を体表面に接触させた状態で、図4(b)の左右方向に移動させ、注目部位で探触子12を静止し、その位置で図4(a)の上下方向に移動させる動きになる。
At the time of acquiring the elast image, when the examiner finds a site of interest in the screening, the probe 12 is moved up and down relatively slowly at the site, and the pressing operation is repeated on the subject 10. That is, paying attention to the movement of the probe 12, while the probe 12 is in contact with the body surface during the screening, the probe 12 is moved to the left and right in FIG. Then, at that position, it is moved in the vertical direction of FIG.
したがって、命令解析部321は、動き演算部31によりフレームメモリに格納された動きフレームデータに基づいて、実施例1のタップ操作識別と同様の方法により圧迫操作を識別することができる。タップ操作と異なる点は、上下移動の振幅及び周波数である。エラスト画像を取得する圧迫操作を識別する場合は、サンプル波形S1、S2の振幅及び周波数を標準的な圧迫操作に合わせて設定する。例えば、振幅“0.5〜1.0mm”及び周波数“1〜2Hz”の範囲内で、探触子12が対象組織を所定の時間継続して圧迫を繰り返してエラスト画像が取得される。そこで、命令解析部321は、探触子12の圧迫操作による移動軌跡の経時波形をFFTにより解析して振幅と周波数(探触子12の動き)を求め、探触子12が振幅“0.5〜1.0mm”及び周波数“1〜2Hz”の範囲内で対象組織を所定の時間継続して圧迫を繰り返すことを識別する。これにより、エラスト画像の取得命令(命令C)を識別し、装置制御部34に命令Cを出力することにより、検者は操作部35のキーボードなどを操作することなく、容易に超音波診断装置1をエラスト画像の取得モードに切替えることができる。なお、装置制御部34は、命令Cに割り当てられているエラスト画像取得の制御命令を実行する。つまり、動き識別部32により被検体10に対する探触子12の圧迫動作を識別し、装置制御部34は動き識別部32から出力されるエラスト画像の生成命令Cを実行する。
Therefore, the instruction analysis unit 321 can identify the pressing operation based on the motion frame data stored in the frame memory by the motion calculation unit 31 by the same method as the tap operation identification according to the first embodiment. The difference from the tap operation is the amplitude and frequency of the vertical movement. When identifying the compression operation for obtaining the elast image, the amplitudes and frequencies of the sample waveforms S1 and S2 are set according to the standard compression operation. For example, within the range of the amplitude “0.5 to 1.0 mm” and the frequency “1 to 2 Hz”, the probe 12 continuously presses the target tissue for a predetermined time and repeats compression, and the elast image is acquired. Therefore, the command analysis unit 321 analyzes the temporal waveform of the movement trajectory of the probe 12 due to the pressing operation of the probe 12 by the FFT to obtain the amplitude and frequency (movement of the probe 12), and the probe 12 outputs the amplitude “0. It is identified that the target tissue is continuously compressed for a predetermined time within a range of 5 to 1.0 mm" and a frequency of "1 to 2 Hz". Accordingly, by identifying the acquisition command (command C) of the elast image and outputting the command C to the device control unit 34, the examiner can easily operate the ultrasonic diagnostic apparatus without operating the keyboard of the operation unit 35 or the like. 1 can be switched to the elast image acquisition mode. The device control unit 34 executes the control command for acquiring the elast image, which is assigned to the command C. That is, the motion identifying unit 32 identifies the pressing operation of the probe 12 on the subject 10, and the device control unit 34 executes the elast image generation command C output from the motion identifying unit 32.
なお、命令解析部321がエラスト画像の圧迫操作を識別した場合に、エラスト画像計測への切替命令(命令B)を識別し、装置制御部34に命令Bを出力してもよい。この場合、装置制御部34は、命令Bに割り当てられているエラスト画像計測への切替命令を実行し、Bモード画像モードからエラスト画像モードに遷移するように超音波診断装置1を制御する。
When the command analysis unit 321 identifies the compression operation of the elast image, the command B for switching to the elast image measurement may be identified and the command B may be output to the device control unit 34. In this case, the device control unit 34 executes the switching command to the elast image measurement assigned to the command B, and controls the ultrasonic diagnostic apparatus 1 so as to transition from the B mode image mode to the elast image mode.
(第3の実施形態)
図6に、本発明の第3の実施形態の超音波診断装置1のブロック図を示す。本実施形態は、図1の実施形態のRF信号フレームデータ選択部28と動き演算部31の間に、探触子12が被検体10の体表面に接触していない状態を検知する非接触検知部38を設けたことを特徴とする。また、非接触検知部38から非接触状態信号を動き識別部32に出力するようになっている。動き識別部32は、図7に示すように、動き監視部322と非接触状態信号を保持する非接触状態信号保持部323を備えている。その他の点は、実施形態1と同一であることから、同一の符号を付して説明を省略する。
(Third Embodiment)
FIG. 6 shows a block diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the third embodiment of the present invention. The present embodiment is a non-contact detection for detecting a state where the probe 12 is not in contact with the body surface of the subject 10 between the RF signal frame data selection unit 28 and the motion calculation unit 31 of the embodiment of FIG. It is characterized in that the portion 38 is provided. Further, the non-contact detecting section 38 outputs a non-contact state signal to the motion identifying section 32. As shown in FIG. 7, the motion identifying unit 32 includes a motion monitoring unit 322 and a non-contact state signal holding unit 323 that holds a non-contact state signal. Since the other points are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given and the description thereof will be omitted.
図7に示す動き監視部322は、動き演算部31から出力される相関係数フレームデータを用いて探触子12の静止を識別するブロックである。ここでは、動き演算部31が、1次元アレイ探触子などを用いることにより、2次元平面内における各計測点の変位の演算を行う場合について説明する。
The motion monitoring unit 322 illustrated in FIG. 7 is a block that identifies the stillness of the probe 12 using the correlation coefficient frame data output from the motion calculation unit 31. Here, a case will be described in which the motion calculation unit 31 calculates the displacement of each measurement point in the two-dimensional plane by using a one-dimensional array probe or the like.
動き監視部322は、相関係数フレームデータを用いて探触子12の静止を識別する。探触子12が短軸方向で静止している場合、その時刻において取得した1組のRF信号フレームデータ(超音波画像データ)に基づいて計測した被検体10内の各計測点は、観測している2次元平面内に留まっているので、各計測点の変位演算により求められる相関係数は“1”に近い値が得られる。一方、探触子12が短軸方向で静止していない場合、その時刻において取得した1組のRF信号フレームデータに基づいて計測した被検体10内の各計測点は、観測している2次元平面内に留まっていないので(out of plane)、各計測点の変位演算により求められる相関係数は“0”に近い値が得られる。
The motion monitoring unit 322 identifies the stillness of the probe 12 using the correlation coefficient frame data. When the probe 12 is stationary in the short axis direction, each measurement point in the subject 10 measured based on one set of RF signal frame data (ultrasonic image data) acquired at that time is observed. Since it remains within the two-dimensional plane, the correlation coefficient obtained by the displacement calculation of each measurement point is close to "1". On the other hand, when the probe 12 is not stationary in the short axis direction, each measurement point in the subject 10 measured based on the set of RF signal frame data acquired at that time is the two-dimensional observation point. Since it does not remain within the plane (out of plane), the correlation coefficient obtained by the displacement calculation of each measurement point is close to "0".
動き監視部322は、相関係数フレームデータを入力し、1組のRF信号フレームデータの相関係数が所定の閾値以上である場合に探触子12が静止していることを識別し、1組のRF信号フレームデータの相関係数が所定の閾値未満である場合に探触子12が静止していないことを識別する。つまり、動き監視部322は、任意の時刻において得られた1組のRF信号フレームデータにより求められる相関係数(フレーム間の類似度)により、探触子12が短軸方向に静止しているか動いているかを識別できる。
The motion monitoring unit 322 inputs the correlation coefficient frame data, identifies that the probe 12 is stationary when the correlation coefficient of one set of RF signal frame data is equal to or more than a predetermined threshold, and 1 The probe 12 is not stationary when the correlation coefficient of the RF signal frame data of the set is less than a predetermined threshold value. That is, the motion monitoring unit 322 determines whether the probe 12 is stationary in the short axis direction based on the correlation coefficient (similarity between frames) obtained from one set of RF signal frame data obtained at an arbitrary time. You can identify if it is moving.
動き監視部322は、各計測点の変位演算により求められる相関係数を用いて探触子12の静止を識別したが、1組のRF信号フレームデータにより求められる1組の断層フレームデータの間の類似性により(例えば、相関演算による相関係数により)探触子12の静止を識別ししてもよい。また、動き監視部322は、相関係数の代わりに、時間的に隣接する1組の断層フレームデータの所定の計測点におけるフレーム間の断層データの値(輝度値など)の差分により、探触子12の静止を識別してもよい。この場合、動き監視部322は、所定の計測点における差分が所定の閾値未満である場合に探触子12が静止していることを識別し、所定の計測点における差分が所定の閾値以上である場合に探触子12が静止していないことを識別する。所定の計測点における差分は、全計測点の差分の平均値であってもよい。
The motion monitoring unit 322 identifies the stillness of the probe 12 by using the correlation coefficient obtained by the displacement calculation of each measurement point. The stillness of the probe 12 may be identified by the similarity (for example, by a correlation coefficient obtained by a correlation calculation). Further, the motion monitoring unit 322 uses the difference in the value (luminance value or the like) of the tomographic data between frames at a predetermined measurement point of a pair of tomographic frame data that are temporally adjacent, instead of the correlation coefficient. Stillness of child 12 may be identified. In this case, the motion monitoring unit 322 identifies that the probe 12 is stationary when the difference at the predetermined measurement point is less than the predetermined threshold, and the difference at the predetermined measurement point is equal to or larger than the predetermined threshold. In some cases it is identified that the probe 12 is not stationary. The difference at a predetermined measurement point may be an average value of the differences at all measurement points.
(実施例4、5)
非接触検知部38の動作には、以下に述べる実施例4,5がある。図8を参照して、先ず、非接触検知部38の実施例4の動作を説明する。図8(a)は探触子12が被検体10に体表面に接触している状態を示し、同図(b)は探触子12が被検体10と非接触の状態を示す。RF信号フレームデータ選択部28から順次入力される超音波画像データは、同図(a)のように、探触子12が体表面に接触している場合、被検体10のBモード画像40に相当する。これに対し、探触子12が体表面から離された非接触状態の場合は、超音波画像データは特有の多重エコー画像45になる。このように、探触子12が体表面に接触している状態と、非接触の状態は、超音波画像データが多重エコー画像45であるか否かを判別することにより検知できる。
(Examples 4 and 5)
The operation of the non-contact detection unit 38 includes Examples 4 and 5 described below. First, the operation of the non-contact detector 38 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8A shows a state in which the probe 12 is in contact with the subject 10 on the body surface, and FIG. 8B shows a state in which the probe 12 is not in contact with the subject 10. The ultrasonic image data sequentially input from the RF signal frame data selection unit 28 is displayed on the B-mode image 40 of the subject 10 when the probe 12 is in contact with the body surface as shown in FIG. Equivalent to. On the other hand, when the probe 12 is in a non-contact state in which it is separated from the body surface, the ultrasonic image data becomes a unique multi-echo image 45. As described above, the state where the probe 12 is in contact with the body surface and the non-contact state can be detected by determining whether or not the ultrasonic image data is the multiple echo image 45.
そこで、非接触検知部38に、多重エコーパターン(又は輝度分布)の多重エコー画像45のサンプル画像データを予め設定しておき、順次入力される超音波画像データと比較して、一致していれば、あるいは一致度が例えば相関係数が閾値T2(例えば、0.95)以上であれば、非接触状態であることを検知する。逆に、非接触検知部38は、順次入力される超音波画像データとサンプル画像データを比較し、その相関係数が例えば閾値T2(例えば、0.95)未満であれば、探触子12が接触状態であることを検知する。
Therefore, the sample image data of the multi-echo image 45 of the multi-echo pattern (or the brightness distribution) is set in advance in the non-contact detection unit 38, and compared with the ultrasonic image data that is sequentially input, and if they match each other. For example, if the degree of coincidence is, for example, the correlation coefficient is greater than or equal to the threshold value T2 (for example, 0.95), the non-contact state is detected. On the contrary, the non-contact detection unit 38 compares the sequentially input ultrasonic image data with the sample image data, and if the correlation coefficient is less than the threshold T2 (for example, 0.95), the probe 12 is detected. Detects that is in contact.
非接触検知部38が非接触状態を検知したときは、RF信号フレームデータ選択部28から出力される超音波画像データが動き演算部31に入力されるのを阻止するとともに、非接触状態信号を動き識別部32の非接触状態信号保持部323に保持させる。なお、多重エコー画像45に相当する超音波画像データが動き演算部31に入力されたとしても、動き演算部31は変位ベクトルを実質的に求めることが不可能であるから、動きフレームデータを生成することができない。したがって、探触子12が非接触状態のときは、フレームメモリ320に格納される動きフレームデータは、無意味な動きフレームデータになる。
When the non-contact detection unit 38 detects the non-contact state, the ultrasonic image data output from the RF signal frame data selection unit 28 is prevented from being input to the motion calculation unit 31, and the non-contact state signal is output. The non-contact state signal holding unit 323 of the motion identifying unit 32 holds the signal. Even if the ultrasonic image data corresponding to the multi-echo image 45 is input to the motion calculation unit 31, the motion calculation unit 31 cannot substantially obtain the displacement vector, and thus the motion frame data is generated. Can not do it. Therefore, when the probe 12 is in the non-contact state, the motion frame data stored in the frame memory 320 becomes meaningless motion frame data.
ところで、上述した非接触検知部38の実施例4のように、順次入力される超音波画像データと、予め記憶されている多重エコーパターンのサンプル画像データを、輝度などの絶対的な画素値により相関係数を求めて対比すると、非接触状態の検知を誤るおそれがある。すなわち、例えば検査者がゲインを変更したり、自動ゲイン制御によって画像のゲインが変化すると輝度等の画素値が変わってしまう。これにより、算出される相関係数が影響を受けるので、非接触状態の検知を誤るおそれがある。また、通常、探触子12と体表面との間の超音波の伝導障害を回避するために、探触子12にゼリーを塗布することが行われる。この場合、探触子12の超音波送受信面にゼリーが多く付着した状態だと、多重エコーパターンの縞模様が崩れ、多重エコーのサンプルパターンとの一致度が適切に評価されないことがあり、非接触状態の検知を誤るおそれがある。
By the way, as in the fourth embodiment of the non-contact detection unit 38 described above, the sequentially input ultrasonic image data and prestored sample image data of the multiple echo pattern are converted into absolute pixel values such as brightness. If the correlation coefficient is obtained and compared, the non-contact state may be erroneously detected. That is, for example, when the inspector changes the gain or the gain of the image changes due to the automatic gain control, the pixel value such as the brightness changes. As a result, the calculated correlation coefficient is affected, and there is a risk of erroneous detection of the non-contact state. Moreover, in order to avoid an ultrasonic wave conduction obstacle between the probe 12 and the body surface, jelly is usually applied to the probe 12. In this case, if a large amount of jelly is attached to the ultrasonic wave transmitting/receiving surface of the probe 12, the striped pattern of the multiple echo pattern may be broken, and the degree of coincidence with the multiple echo sample pattern may not be properly evaluated. There is a risk that the contact state may be detected incorrectly.
そこで、そのような誤検知を防止するための非接触検知部38の実施例5を次に説明する。まず、図8に示すように、Bモード画像40と多重エコー画像45に、浅部に設定領域ROI1A、設定領域ROI1Bと、深部に設定領域ROI2A、設定領域ROI2Bをそれぞれ設定する。図示のように、通常、多重エコー画像45の深度方向の浅部に設定された設定領域ROI1Bにおける輝度は、深部に設定された設定領域ROI2Bにおける輝度より高い。したがって、それらの輝度比B={(ROI1Bの輝度)/(ROI2Bの輝度)}は5.0以上である。一方、Bモード画像40の場合は、設定領域ROI1Aの輝度は、深部に設定された設定領域ROI2Aの輝度と同程度である。したがって、それらの輝度比A={(ROI1Aの輝度)/(ROI2Aの輝度)}は、略1.0程度である。
Therefore, a fifth embodiment of the non-contact detection unit 38 for preventing such erroneous detection will be described below. First, as shown in FIG. 8, in the B-mode image 40 and the multiple echo image 45, the setting region ROI 1A and the setting region ROI 1B are set in the shallow part, and the setting regions ROI 2A and ROI 2B are set in the deep part, respectively. As shown in the figure, normally, the brightness in the setting area ROI 1B set in the shallow part of the multi-echo image 45 in the depth direction is higher than the brightness in the setting area ROI 2B set in the deep part. Therefore, the luminance ratio B={(luminance of ROI 1B )/(luminance of ROI 2B )} is 5.0 or more. On the other hand, in the case of the B-mode image 40, the brightness of the setting area ROI 1A is about the same as the brightness of the setting area ROI 2A set in the deep portion. Therefore, the luminance ratio A={(luminance of ROI 1A )/(luminance of ROI 2A )} is about 1.0.
そこで、順次入力される超音波画像データの浅部と深部に設定されたROI1とROI2の比(ROI1/ROI2)を求め、求めた比が例えば5.0を超えていれば非接触状態、5.0未満であれば接触状態であることを検知できる。その結果、非接触検知部38によれば、検査者がゲインを変更した場合や、自動ゲイン制御などのゲイン制御機能を備えた超音波診断装置1に適用しても、ゲインやゼリーの影響を受けることなく、探触子12の接触状態と非接触状態の識別精度を向上することができる。
Therefore, the ratio (ROI 1 /ROI 2 ) of ROI 1 and ROI 2 set in the shallow portion and the deep portion of the sequentially input ultrasonic image data is calculated, and if the calculated ratio exceeds 5.0, it is not Contact state, if less than 5.0, it can be detected that the contact state. As a result, according to the non-contact detection unit 38, even when the inspector changes the gain, or when applied to the ultrasonic diagnostic apparatus 1 having the gain control function such as the automatic gain control, the influence of the gain or the jelly is exerted. It is possible to improve the accuracy of discrimination between the contact state and the non-contact state of the probe 12 without receiving it.
このような非接触検知部38を備えてなる本実施形態によれば、命令解析部321は、必要に応じて又は周期的に非接触状態信号保持部323を参照して、探触子12が非接触状態に変化した場合、検者の診断が少なくとも中断したものと判断して、一連の探触子の動き識別を停止することができる。
According to the present embodiment including such a non-contact detection unit 38, the command analysis unit 321 refers to the non-contact state signal holding unit 323 as needed or periodically, and the probe 12 is When the state changes to the non-contact state, it is possible to determine that the examiner's diagnosis has been interrupted at least, and stop the series of motion identification of the probe.
なお、検者の診断の中断を判断して探触子の動き識別を停止することは、第1の実施形態でも可能である。すなわち、探触子12が非接触状態に変化した場合、前述したように、フレームメモリ320に格納される時系列の動きフレームデータが無意味なもの、あるいはブランクになる。この状態は、命令解析部321で認識できるから、検者の診断が少なくとも中断したものと判断して、一連の探触子の動き識別を停止することができる。
It should be noted that it is also possible in the first embodiment to stop the movement identification of the probe upon determining the interruption of the examiner's diagnosis. That is, when the probe 12 changes to the non-contact state, the time-series motion frame data stored in the frame memory 320 becomes meaningless or blank as described above. Since this state can be recognized by the instruction analysis unit 321, it is possible to determine that the diagnosis of the examiner has been interrupted at least and stop the series of motion identification of the probe.
しかし、本実施形態の非接触検知部38の実施例4によれば、特に実施例5によれば、探触子12の接触状態と非接触状態の識別を確実に行うことができるから、探触子12が接触状態から非接触状態に変化したことを条件に、制御命令を切り替える命令を装置制御部34に出力する制御動作を組み込むことが可能になる。
However, according to the fourth example of the non-contact detection unit 38 of the present embodiment, particularly according to the fifth example, the contact state and the non-contact state of the probe 12 can be reliably discriminated. It becomes possible to incorporate a control operation for outputting a command for switching the control command to the device control unit 34 on condition that the contactor 12 has changed from the contact state to the non-contact state.
以上説明したように、本実施形態は、第1実施形態の探触子操作命令部30に、さらに、探触子12によって時系列で取得される複数の超音波画像データに基づいて探触子12が被検体10の体表面に非接触状態にあることを検出する非接触検知部38を備え、非接触検知部38は、探触子12が非接触状態における超音波画像データのサンプル画像データを有し、サンプル画像データと超音波画像データとの一致度を求め、求めた一致度が設定された閾値以上のときに探触子12が非接触状態にあることを検知するようにしている。
As described above, in the present embodiment, the probe operation command unit 30 of the first embodiment is further used, and the probe is further based on a plurality of ultrasonic image data acquired in time series by the probe 12. A non-contact detection unit 38 that detects that the probe 12 is in a non-contact state with the body surface of the subject 10 is provided. The non-contact detection unit 38 includes sample image data of ultrasonic image data when the probe 12 is in a non-contact state. And the degree of coincidence between the sample image data and the ultrasonic image data is obtained, and it is detected that the probe 12 is in the non-contact state when the obtained degree of coincidence is greater than or equal to a set threshold value. ..
そして、実施例4の非接触検知部28は、探触子12が非接触状態にあることを検知したとき、探触子12の動きを求める演算を休止、つまり動き演算部31を休止させる。また、実施例5の非接触検知部28は、探触子12が非接触状態にあることを検知した非接触状態信号を非接触状態信号保持部323に保持させる。探触子操作命令部30の命令解析部321は、非接触状態信号保持部323に非接触状態信号が保持されているか否かを条件に、予め設定されている制御命令を装置制御部34に出力することができる。
Then, when the non-contact detection unit 28 of the fourth embodiment detects that the probe 12 is in the non-contact state, the non-contact detection unit 28 suspends the computation for obtaining the motion of the probe 12, that is, suspends the motion computing unit 31. In addition, the non-contact detection unit 28 of the fifth embodiment causes the non-contact state signal holding unit 323 to hold the non-contact state signal that detects that the probe 12 is in the non-contact state. The command analysis unit 321 of the probe operation command unit 30 sends a preset control command to the device control unit 34 on condition that the non-contact state signal holding unit 323 holds the non-contact state signal. Can be output.
(第4の実施形態)
本実施形態は、第3の実施形態を用いて、探触子12が接触状態から非接触状態に変化したことを条件に、制御命令を装置制御部34に出力する制御動作を組み込んだ例である。つまり、本実施形態は、被検体をBモード画像(超音波画像)でスクリーニングしながら、任意の位置でBモード画像を静止(フリーズ)させて詳細に観察する一連の操作を、探触子12の動きにより実現する例である。本実施形態の超音波診断装置1のブロック構成は、図6及び図7に示した第3の実施形態と同一であるから説明を省略する。
(Fourth Embodiment)
The present embodiment is an example in which a control operation for outputting a control command to the device control unit 34 is incorporated using the third embodiment, on condition that the probe 12 has changed from the contact state to the non-contact state. is there. That is, in the present embodiment, the probe 12 performs a series of operations in which the B-mode image is frozen (freeze) at an arbitrary position while the subject is screened with the B-mode image (ultrasound image) and is observed in detail. This is an example realized by the movement of. The block configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 of the present embodiment is the same as that of the third embodiment shown in FIGS. 6 and 7, and the description thereof will be omitted.
図9に、本実施形態の超音波診断装置1の操作手順のフローチャートを示し、図10に、超音波診断装置1の各部の動作のタイミングチャートを示す。また、図9に、フリーズ操作において画像表示部24に表示されるフリーズ画像の一例を示す。
FIG. 9 shows a flowchart of the operation procedure of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 of the present embodiment, and FIG. 10 shows a timing chart of the operation of each unit of the ultrasonic diagnostic apparatus 1. Further, FIG. 9 shows an example of a freeze image displayed on the image display unit 24 in the freeze operation.
図9のフローチャートに従って、術者がスクリーニングしながら関心を有する診断部位のフリーズ画像を表示させて、詳細に観察する一連の操作について以下に説明する。
(ステップS100)
まず、超音波診断装置1がBモード画像によるスクリーニング動作を開始する。スクリーニング動作は、検者が被検体10の体表面に接触させた探触子12を、走査面(スキャン面)に平行な方向に移動させながら、Bモード画像の断層面を移動させて行う。なお、Bモード画像の撮像は、通常、検者が操作部35のキーボード等を操作して開始されているものとする。しかし、キーボード等を操作することに代えて、探触子12の動きに基づいて動き識別部32により通常のBモード画像の撮像を開始させることができる。例えば、図3のタップ操作、図4(a)の圧迫操作、などの動きの1つを適用できる。このようにしてスクリーニング動作が開始されると、動き演算部31が動作して探触子12の動きを示す動きフレームデータが生成され、動き識別部32のフレームメモリ320に順次格納される。
A series of operations for displaying a freeze image of a diagnostic region of interest while performing screening by an operator and observing in detail according to the flowchart of FIG. 9 will be described below.
(Step S100)
First, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 starts the screening operation using the B-mode image. The screening operation is performed by moving the probe 12 brought into contact with the body surface of the subject 10 by the examiner in a direction parallel to the scanning plane (scan plane) while moving the tomographic plane of the B-mode image. Note that it is normally assumed that the examiner operates the keyboard or the like of the operation unit 35 to start capturing the B-mode image. However, instead of operating the keyboard or the like, the motion identification unit 32 can start capturing a normal B-mode image based on the motion of the probe 12. For example, one of the movements such as the tap operation in FIG. 3 and the pressing operation in FIG. 4(a) can be applied. When the screening operation is started in this way, the motion calculating unit 31 operates to generate motion frame data indicating the motion of the probe 12, and the motion frame data is sequentially stored in the frame memory 320 of the motion identifying unit 32.
(ステップS101)
スクリーニング動作の開始と同時に、動き識別部32の命令解析部321はフレームメモリ320に格納された動きフレームデータに基づいて探触子12の動きをリアルタイムで解析する。スクリーニングは、探触子12を体表面に接触した状態で移動して行うから、命令解析部321は探触子12が静止していないことを識別してスクリーニング中であることを認識できる。ステップS101では、命令解析部321により探触子12の動きが静止したか否かを識別し、探触子12が静止するまでS101に戻ってスクリーニング動作が継続される。つまり、ステップS101において、動き監視部322は、探触子12の動きが静止しているか否かを識別する。動き監視部322が探触子12の静止を識別した場合、ステップS102において、命令解析部321は、探触子12の動きに関連付けられた制御命令(装置動作命令)を識別し、装置制御部34は、探触子12の動きに関連付けられた命令を実行する。つまり、装置制御部34は、動き監視部322が探触子12の静止を識別した場合に、超音波画像をフリーズするフリーズ命令(命令D)を実行する実行モードになる。言い換えれば、動き監視部322が探触子12の静止を識別しないために実行モードにならない場合、装置制御部34はフリーズ命令(命令D)を実行しない。これにより、探触子12の誤操作により、装置制御部(制御部)34がフリーズ命令(命令D)を実行することを防止することができる。
(Step S101)
Simultaneously with the start of the screening operation, the command analysis unit 321 of the motion identification unit 32 analyzes the motion of the probe 12 in real time based on the motion frame data stored in the frame memory 320. Since the screening is performed by moving the probe 12 in contact with the body surface, the command analysis unit 321 can recognize that the probe 12 is not stationary and recognize that the screening is in progress. In step S101, the instruction analysis unit 321 identifies whether or not the motion of the probe 12 has stopped, and the process returns to S101 until the probe 12 stops and the screening operation is continued. That is, in step S101, the movement monitoring unit 322 identifies whether or not the movement of the probe 12 is stationary. When the motion monitoring unit 322 identifies that the probe 12 is stationary, in step S102, the command analysis unit 321 identifies the control command (device operation command) associated with the motion of the probe 12, and the device control unit. 34 executes the instructions associated with the movement of the probe 12. That is, the device control unit 34 enters the execution mode in which the freeze monitoring command (command D) that freezes the ultrasonic image is executed when the motion monitoring unit 322 identifies that the probe 12 is stationary. In other words, when the motion monitoring unit 322 does not enter the execution mode because the motion monitoring unit 322 does not identify that the probe 12 is stationary, the device control unit 34 does not execute the freeze command (command D). Accordingly, it is possible to prevent the device control unit (control unit) 34 from executing the freeze command (command D) due to an erroneous operation of the probe 12.
(ステップS201、S202)
ステップS101で、探触子12の動きが静止したことを識別した場合(Yes)は、画像表示部24に静止状態を示す表示をする(S201)。例えば、図11に示す表示画面のインジケータ51に、探触子12の静止状態を示す表示(例えば、“Readyto freeze(フリーズ待機状態)”又は“Capturing(超音波画像の記憶中)”の表示)を表示する。これらに限らず、静止状態を示す表示の表示位置又は表示形態は、表示画面の任意の位置に、また任意の表示形態で表示すればよい。次いで、命令解析部321は、装置制御部34に静止状態の超音波画像を記憶させる命令を出力して、静止状態における超音波画像をシネメモリ部36に順次記憶させる(S202)。
(Steps S201, S202)
If it is determined in step S101 that the motion of the probe 12 is stationary (Yes), a display indicating the stationary state is displayed on the image display unit 24 (S201). For example, the indicator 51 on the display screen shown in FIG. 11 displays a stationary state of the probe 12 (for example, “Ready to freeze” or “Capturing”). Is displayed. The display position or display form of the display indicating the stationary state is not limited to these, and may be displayed at any position on the display screen and in any display form. Next, the command analysis unit 321 outputs a command for storing the ultrasonic image in the stationary state to the device control unit 34, and sequentially stores the ultrasonic image in the stationary state in the cine memory unit 36 (S202).
(ステップS203)
スクリーニング中に検者が注目した診断部位の超音波画像が画像表示部23に表示された場合、検者は探触子12の動きを変化させてフリーズ命令を入力する。本実施形態では、検者が探触子12を注目部位で静止させて持ち上げる動きをフリーズ命令として設定している。つまり、命令解析部321は、探触子12が体表面に接触している状態で、かつ静止状態から、体表面から離れる動きを識別した場合に、フリーズ命令を装置制御部34に出力する。命令解析部321によりフリーズ命令が識別されるまでは、ステップS100に戻って、探触子12の動きに基づいて、フリーズ命令が識別されるまで繰り返される。
(Step S203)
When the ultrasonic image of the diagnostic region focused on by the examiner is displayed on the image display unit 23 during the screening, the examiner changes the movement of the probe 12 and inputs a freeze command. In the present embodiment, the motion in which the examiner makes the probe 12 stand still at the target site and lifts it is set as the freeze command. In other words, the command analysis unit 321 outputs the freeze command to the device control unit 34 when the probe 12 is in contact with the body surface and when the movement away from the body surface is identified from the stationary state. Until the freeze analysis instruction is identified by the instruction analysis unit 321, the process returns to step S100 and is repeated until the freeze instruction is identified based on the movement of the probe 12.
(ステップS204、205)
フリーズ命令が識別された場合(Yes)は、例えば図9に示すように、画像表示部24にフリーズ画像46が表示される(S204)。また、フリーズ操作に関連するメニュー41が表示される(S205)。
(Steps S204, 205)
When the freeze command is identified (Yes), the freeze image 46 is displayed on the image display unit 24 as shown in FIG. 9 (S204). Further, the menu 41 related to the freeze operation is displayed (S205).
(ステップS205〜S211)
メニュー41が表示された状態において、本実施形態では、探触子12の動きに応じて所望のメニューの選択、変更、フリーズ画像選択、静止画像保存、フリーズ解除、ボディマーク変更、などの操作を行うことができるようになっている。
(Steps S205 to S211)
In the present embodiment, with the menu 41 displayed, operations such as desired menu selection, change, freeze image selection, still image save, freeze release, and body mark change are performed according to the movement of the probe 12. You can do it.
図10のタイミングチャートを参照して、フリーズ操作における超音波診断装置1の各部の動作を説明する。図において、横軸は時間軸を示し、“t(0)”は、現在取得した動きフレームデータの時刻を表す。“t(−1)”,“t(−2)”,・・・,“t(−10)”は、それぞれ現在の動きフレームデータから、1フレーム前、2フレーム前、・・・、10フレーム前に取得した動きフレームデータの時刻を表す。図10(a)は、探触子12の深度方向(上下の圧迫方向)の変位の時間変化を表している。図10(b)は、動き監視部322において監視している相関窓43の相関係数フレームデータに基づいて求められる相関係数の時間変化を表している。図10(c)は、記憶手法のレトロスペクティブ1〜3とプロスペクティブ1〜2のプロセスを表している。
The operation of each unit of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 in the freeze operation will be described with reference to the timing chart of FIG. 10. In the figure, the horizontal axis represents the time axis, and “t(0)” represents the time of the currently acquired motion frame data. "T(-1)", "t(-2)",..., "t(-10)" are 1 frame before, 2 frames before,... 10 from the current motion frame data, respectively. It represents the time of the motion frame data acquired before the frame. FIG. 10A shows a temporal change in the displacement of the probe 12 in the depth direction (upward and downward compression direction). FIG. 10B shows a temporal change of the correlation coefficient obtained based on the correlation coefficient frame data of the correlation window 43 monitored by the motion monitoring unit 322. FIG. 10C shows the processes of the retrospectives 1 to 3 and the prospectives 1 and 2 of the storage method.
図10の時刻“t(−10)”において、超音波画像によるスクリーニングが開始され、時刻“t(−10)〜t(−7)”において、探触子12が被検体10の体表面に接触状態で移動が継続されている。同図(a)の例では、探触子12の深度方向の上下移動は比較的小さく所定の閾値範囲±T1内である。この場合、命令解析部321は探触子12の上下移動による圧迫動作を行っていないことを識別できる。一方、探触子12は体表面に接触した状態で、走査面に沿った方向(左右方向)に移動しているので、動き監視部322に入力される相関係数フレームデータの相関係数は、閾値T2(例えば、0.95)を下回っている。この場合、命令解析部321は、探触子12の左右方向の移動であることを識別する。
At time “t(−10)” in FIG. 10, screening with an ultrasonic image is started, and at time “t(−10) to t(−7)”, the probe 12 is placed on the body surface of the subject 10. Movement continues in contact. In the example of FIG. 10A, the vertical movement of the probe 12 in the depth direction is relatively small and is within a predetermined threshold range ±T1. In this case, the command analysis unit 321 can identify that the pressing operation by the vertical movement of the probe 12 is not performed. On the other hand, since the probe 12 is in contact with the body surface and is moving in the direction (left-right direction) along the scanning surface, the correlation coefficient of the correlation coefficient frame data input to the motion monitoring unit 322 is , T2 (for example, 0.95). In this case, the command analysis unit 321 identifies that the probe 12 is moving in the left-right direction.
なお、探触子12の上下移動が所定の閾値範囲±T1を超える場合は、命令解析部321は探触子12の動きを上下往復動の圧迫状態として識別し、スクリーニングモードからエラスト画像を取得するエラストモードに切替える命令を装置制御部34に出力する第2の実施形態に適用することも可能である。
When the vertical movement of the probe 12 exceeds the predetermined threshold range ±T1, the command analysis unit 321 identifies the movement of the probe 12 as a vertically reciprocating compression state, and acquires an elast image from the screening mode. It is also possible to apply to the second embodiment in which a command to switch to the elast mode is output to the device control unit 34.
次に、図10(a)の時刻“t(−7)〜t(−3)”においては、探触子12の上下移動は比較的小さく所定の閾値範囲±T1以内であり、相関係数フレームデータの相関係数は所定の閾値T3(例えば、0.95)以上である。この場合、命令解析部321は探触子12が被検体10の体表面に接し、かつ静止状態であることを識別する。命令解析部321は、探触子12の静止状態を識別すると、予め設定された手順に従って、超音波画像の記憶を開始する記憶開始命令(命令K)、記憶開始命令を実行するまでの所定の時間をカウントする開始時間カウント命令(命令L)、シネメモリ36に記憶された超音波画像をフリーズするフリーズ命令(命令D)、超音波画像の記憶を終了する記憶終了命令(命令M)、及び記憶終了命令を実行するまでの所定の時間をカウントする終了時間カウント命令(命令N)を装置制御部34に出力する。
Next, at time “t(−7) to t(−3)” in FIG. 10A, the vertical movement of the probe 12 is relatively small and is within the predetermined threshold range ±T1, and the correlation coefficient The correlation coefficient of the frame data is greater than or equal to a predetermined threshold T3 (for example, 0.95). In this case, the command analysis unit 321 identifies that the probe 12 is in contact with the body surface of the subject 10 and is still. When the stationary state of the probe 12 is identified, the command analysis unit 321 follows a preset procedure to start a storage start command (command K) for starting the storage of the ultrasonic image, and a predetermined process until the storage start command is executed. A start time count command (command L) for counting time, a freeze command (command D) for freezing the ultrasonic image stored in the cine memory 36, a storage end command (command M) for terminating the storage of the ultrasonic image, and storage An end time count command (command N) that counts a predetermined time until the end command is executed is output to the device control unit 34.
装置制御部34は、図9のS202において、命令解析部321から入力される記憶開始命令(命令K)に従って、画像構成部23からシネメモリ36に超音波画像の記憶を開始する。次に、装置制御部34は、図9のS203におけるシネメモリ36に記憶された超音波画像をフリーズするフリーズ命令(命令D)の実行を待機する。この実行待機は、命令解析部321から開始時間カウント命令(命令L)が入力されている場合は命令Lに従って、静止状態の開始t(−7)から所定の時間内、静止状態の時間内、及び静止状態の終了t(−3)から所定の時間内の少なくとも1つの時間のカウント満了によって解除されて、フリーズ命令(命令D)が実行される。
In S202 of FIG. 9, the device control unit 34 starts storing the ultrasonic image in the cine memory 36 from the image forming unit 23 according to the storage start command (command K) input from the command analysis unit 321. Next, the device control unit 34 waits for execution of a freeze command (command D) that freezes the ultrasonic image stored in the cine memory 36 in S203 of FIG. In this execution standby, when the start time count command (command L) is input from the command analysis unit 321, according to the command L, within a predetermined time from the start t(−7) of the stationary state, within the time of the stationary state, And the freeze instruction (instruction D) is executed by the expiration of the count of at least one time within a predetermined time from the end t(−3) of the stationary state.
フリーズ命令(命令D)を実行中、命令解析部321は、静止状態の開始から所定の時間内、静止状態の時間内、及び静止状態の終了から所定の時間内の少なくとも1つの時間内に、探触子12が非接触状態になったことを識別した場合は、超音波画像をフリーズするフリーズ命令(命令D)の終了命令、及び超音波画像の記憶を終了する記憶終了命令(命令M)を装置制御部34に出力する。
During execution of the freeze instruction (instruction D), the instruction analysis unit 321 determines that at least one of the predetermined time from the start of the stationary state, the time of the stationary state, and the predetermined time from the end of the stationary state, When it is determined that the probe 12 is in the non-contact state, a freeze command (command D) ending command for freezing the ultrasonic image and a storage ending command (command M) ending storing the ultrasonic image. Is output to the device control unit 34.
上述したように、本実施形態の命令解析部321は、動きフレームから求まる探触子12の移動軌跡の被検体の深度方向の移動幅が第1閾値範囲を下回り、かつ移動軌跡の被検体の走査面に沿う方向の移動速度が第2の閾値以上であるとき、探触子が被検体の体表面に接触状態であり、かつスクリーニング中であることを識別する第1の識別機能を有している。また、第1の識別後に、深度方向の移動幅が第1閾値範囲内に変化し、かつ前記被検体の走査面に沿う方向の移動速度が第2の閾値未満に変化したとき、探触子が体表面に接触状態で、かつ静止状態であることを識別する第2の識別機能を有している。さらに、第2の識別から第1の設定時間の経過後に、静止状態の探触子により取得される超音波画像を記憶させる記憶命令を装置制御部34に出力するとともに、第1の設定時間より長い第2の設定時間の経過後に記憶命令を終了する記憶終了命令を出力し、第2の識別後に、動き演算部31が休止して動きフレームの出力が停止したことにより探触子が体表面から非接触状態に変化したことを識別する第3の識別機能を有している。そして、第3の識別後に、装置制御部34に記憶された超音波画像を静止画像として画像表示部に表示させるフリーズ命令を出力する機能を備えている。
As described above, the command analysis unit 321 of the present exemplary embodiment uses the movement locus of the probe 12 obtained from the motion frame in the depth direction to move the probe 12 in the depth direction below the first threshold range, and to detect the movement locus of the subject. When the moving speed in the direction along the scanning surface is equal to or higher than the second threshold value, the probe has a first identification function of identifying that the probe is in contact with the body surface of the subject and is under screening. ing. Further, when the movement width in the depth direction changes within the first threshold range and the movement speed in the direction along the scanning surface of the subject changes below the second threshold after the first identification, the probe. Has a second identification function of identifying that the person is in contact with the body surface and is still. Further, after a lapse of the first set time from the second identification, a storage command for storing an ultrasonic image acquired by the probe in a stationary state is output to the device control unit 34, A memory end command for ending the memory command is output after a lapse of a long second set time, and after the second identification, the motion calculation unit 31 pauses and the output of the motion frame is stopped. It has a third identification function for identifying the change from the contact state to the non-contact state. Then, after the third identification, it has a function of outputting a freeze command for displaying the ultrasonic image stored in the device control unit 34 on the image display unit as a still image.
ここで、図9のステップS202で超音波画像をシネメモリ部36に記憶する制御について説明する。まず、記憶手法には、レトロスペクティブとプロスペクティブがある。レトロスペクティブの記憶手法では、探触子12の静止状態の開始前から超音波画像の記憶が開始されている。一方、プロスペクティブの記憶手法では、探触子12の静止状態の開始後に超音波画像の記憶が開始される。
Here, the control of storing the ultrasonic image in the cine memory unit 36 in step S202 of FIG. 9 will be described. First, there are retrospective and prospective memory methods. In the retrospective storage method, storage of an ultrasonic image is started before the probe 12 is in a stationary state. On the other hand, in the prospective storage method, the ultrasonic image is started to be stored after the probe 12 starts to be stationary.
すなわち、レトロスペクティブの記憶手法では、図10の時刻“t(−7)”の前から超音波画像がシネメモリ部36に記憶される。図10では、命令解析部321は、時刻“(−2)”において探触子12が非接触状態になった場合、図9のステップS203において、装置制御部34に超音波画像をフリーズするフリーズ命令(命令D)を実行させる。レトロスペクティブの記憶手法には、3つの記憶手法がある。
That is, in the retrospective storage method, the ultrasonic image is stored in the cine memory unit 36 before the time “t(−7)” in FIG. 10. In FIG. 10, when the probe 12 is brought into the non-contact state at the time “(−2)” in FIG. 10, the command analysis unit 321 freezes the ultrasonic image in the device control unit 34 in step S<b>203 of FIG. 9. The command (command D) is executed. There are three retrospective memory methods.
図10では、時刻“t(−2)〜t(0)”において、探触子12が被検体10の表面から離れ、探触子12の非接触状態が継続される。つまり、探触子12は非接接触状態であり、探触子12の深度方向の変位は0であり、閾値範囲±T1内である。ここで、非接触状態検知部38に実施例4を適用すれば、順次入力される超音波画像データは、多重エコー画像45であるから、それらの相関係数(一致度)は所定の閾値T3(例えば、0.95)以上である。その結果、非接触状態検知部38は非接触状態を検知して、非接触状態検知信号が非接触状態検知信号保持部323に格納される。これにより、命令解析部321は探触子12の非接触状態を識別する。なお、非接触状態検知部38に実施例5を適用すれば、超音波画像データのゲインが大きく変更されても、接触、非接触の識別の信頼性を向上させることができる。
In FIG. 10, at the time “t(−2) to t(0)”, the probe 12 is separated from the surface of the subject 10 and the probe 12 is kept in the non-contact state. That is, the probe 12 is in a non-contact state, the displacement of the probe 12 in the depth direction is 0, and is within the threshold range ±T1. Here, if the fourth embodiment is applied to the non-contact state detection unit 38, since the ultrasonic image data that is sequentially input is the multiple echo image 45, the correlation coefficient (degree of coincidence) between them is a predetermined threshold value T3. (For example, 0.95) or more. As a result, the non-contact state detection unit 38 detects the non-contact state, and the non-contact state detection signal is stored in the non-contact state detection signal holding unit 323. As a result, the command analysis unit 321 identifies the non-contact state of the probe 12. If the fifth embodiment is applied to the non-contact state detection unit 38, the reliability of contact/non-contact discrimination can be improved even if the gain of the ultrasonic image data is significantly changed.
レトロスペクティブ1では、命令解析部321が探触子12の静止状態が非接触状態に変わったことを識別したとき、装置制御部34に超音波画像をフリーズするフリーズ命令(命令D)を実行させる。すなわち、図10(a)では、時刻“t(−3)〜t(−2)”の間において、命令解析部321は探触子12が上下方向に移動している圧迫状態(非接触への遷移状態)を識別してしまう。つまり、静止状態の識別が解除される。そのため、静止状態から非接触状態に変化したときに、フリーズ命令(命令D)を出力するように設定されていると、静止状態が解除されているので、命令解析部321からフリーズ命令(命令D)が装置制御部34に出力されない。その結果、レトロスペクティブ1の場合、装置制御部34がフリーズ命令(命令D)を実行できないおそれがある。
In the retrospective 1, when the command analysis unit 321 identifies that the stationary state of the probe 12 has changed to the non-contact state, the device control unit 34 executes the freeze command (command D) to freeze the ultrasonic image. That is, in FIG. 10A, during the time “t(−3) to t(−2)”, the command analysis unit 321 causes the probe 12 to move in the vertical direction in the compressed state (to the non-contact state). Transition state) is identified. That is, the identification of the stationary state is released. Therefore, when the freeze command (command D) is set to be output when the stationary state is changed to the non-contact state, the stationary state is released, and therefore the command analysis unit 321 issues the freeze command (command D). ) Is not output to the device control unit 34. As a result, in the case of Retrospective 1, the device control unit 34 may not be able to execute the freeze command (command D).
このような場合、命令解析部321は、図10(c)のレトロスペクティブ2に示すように、静止状態の終了を識別した時刻“t(−3)”から設定された猶予時間(例えば、0.5秒)内に、探触子12が非接触状態になったことを識別した場合に、フリーズ命令(命令D)を出力するようにすれば、レトロスペクティブ1の不備を解消できる。あるいは、図10(c)のレトロスペクティブ3に示すように、命令解析部321は、静止状態の開始から所定の時間内(例えば、静止状態の開始直後)に、記憶終了命令を実行させるまでの所定の時間(例えば、2秒)をカウントする終了時間カウント命令(命令N)を実行させるようにしてもよい。また、命令解析部321は、静止状態の開始から所定の時間内(例えば、静止状態の開始から2秒後)に、超音波画像の記憶を終了する記憶終了命令(命令M)を実行して、超音波画像をフリーズするフリーズ命令(命令D)を実行してもよい。
In such a case, as shown in the retrospective 2 of FIG. 10C, the instruction analysis unit 321 sets the grace time (for example, 0..0) set from the time “t(−3)” at which the end of the stationary state is identified. If it is determined that the probe 12 is in the non-contact state within 5 seconds, the freeze command (command D) is output, so that the defect of the retrospective 1 can be solved. Alternatively, as shown in Retrospective 3 in FIG. 10C, the instruction analysis unit 321 may execute a storage end instruction within a predetermined time (for example, immediately after the start of the stationary state) from the start of the stationary state. The end time count command (command N) that counts the time (for example, 2 seconds) may be executed. In addition, the command analysis unit 321 executes a storage end command (command M) that ends the storage of the ultrasonic image within a predetermined time from the start of the static state (for example, 2 seconds after the start of the static state). Alternatively, a freeze command (command D) for freezing the ultrasonic image may be executed.
一方、図10のプロスペクティブ1では、図9のステップS202において、装置制御部34は静止状態の開始から所定の時間内(例えば、静止状態の開始直後)に、記憶開始命令を実行するまでの所定の時間(例えば、1秒)をカウントする開始時間カウント命令(命令L)を実行する。そして、静止状態の開始から所定の時間内(例えば、静止状態の開始から1秒後)に、超音波画像の記憶を開始する記憶開始命令(命令K)を実行する。この場合、命令解析部321は、レトロスペクティブ2と同様に、静止状態の終了(時刻“t(−3)”)から所定の猶予時間(例えば、0.5秒))内に探触子12が非接触状態になった場合に、超音波画像の記憶を終了する記憶終了命令(命令M)及び超音波画像をフリーズするフリーズ命令(命令D)を実行させるようにしてもよい(ステップS203)。
On the other hand, in Prospect 1 of FIG. 10, in step S202 of FIG. 9, the device control unit 34 executes the storage start command within a predetermined time (for example, immediately after the start of the stationary state) from the start of the stationary state. A start time count command (command L) that counts a predetermined time (for example, 1 second) is executed. Then, a storage start command (command K) for starting the storage of the ultrasonic image is executed within a predetermined time from the start of the static state (for example, 1 second after the start of the static state). In this case, as in the retrospective 2, the command analysis unit 321 causes the probe 12 to move within a predetermined grace period (for example, 0.5 seconds) from the end of the stationary state (time “t(−3)”). When the non-contact state is set, a storage end command (command M) for ending the storage of the ultrasonic image and a freeze command (command D) for freezing the ultrasonic image may be executed (step S203).
また、図10のプロスペクティブ2のように、命令解析部321は、静止状態の開始から所定の時間内(例えば、静止状態の開始直後)に、超音波画像の記憶を開始する記憶開始命令(命令K)及び記憶終了命令を実行するまでの所定の時間をカウントする終了時間カウント命令(命令N)を出力する。これに基づいて装置制御部34はそれらの命令を実行する。また、命令解析部321は、静止状態の開始から所定の時間内(例えば、静止状態の開始から2秒後)に、超音波画像の記憶を終了する記憶終了命令(命令M)及び超音波画像をフリーズするフリーズ命令(命令D)を、装置制御部34に出力して実行させるようにしてもよい(ステップS203)。
Further, as in Prospective 2 in FIG. 10, the instruction analysis unit 321 starts the storage of the ultrasonic image within a predetermined time (for example, immediately after the start of the stationary state) from the start of the stationary state (a storage start command ( The instruction K) and an end time count instruction (instruction N) for counting a predetermined time until the storage end instruction are executed are output. Based on this, the device control unit 34 executes those commands. The command analysis unit 321 also stores a storage end command (command M) for ending the storage of the ultrasonic image within a predetermined time from the start of the stationary state (for example, 2 seconds after the start of the stationary state) and the ultrasonic image. A freeze command (command D) for freezing may be output to the device control unit 34 and executed (step S203).
ここで、本実施形態3のフリーズ操作の確実性を高める変形例について次に説明する。本変形例は、探触子12の把持部に操作スイッチを設け、その操作スイッチによりフリーズ操作の実行モードをオン/オフすることにより、確実にフリーズ命令(命令D)を装置制御部34に実行させることができる。すなわち、図10(d)に示すように、操作スイッチがオフのときはフリーズ操作を無効とし、オンのときはフリーズ操作を有効に定める。そして、t(−7)〜t(−2)の間のみ、操作スイッチをオンにする。これにより、図10(e)のようなタイミングでフリーズ操作が命令解析部321で検出(識別)された場合は、有効なフリーズ操作としてフリーズ命令(命令D)を装置制御部34に出力する。一方、図10(f)に示すように、何らかの原因により、命令解析部321でフリーズ操作が検出(識別)されても、無効なフリーズ操作であるとして、フリーズ命令(命令D)を装置制御部34に出力しないようにすることができる。
Here, a modified example of enhancing the certainty of the freeze operation of the third embodiment will be described below. In this modification, an operation switch is provided in the grip of the probe 12, and the operation switch is used to turn on/off the freeze operation execution mode, thereby reliably executing the freeze command (command D) to the device control unit 34. Can be made. That is, as shown in FIG. 10D, the freeze operation is invalidated when the operation switch is off, and the freeze operation is validated when the operation switch is on. Then, the operation switch is turned on only between t(-7) and t(-2). As a result, when the freeze operation is detected (identified) by the instruction analysis unit 321 at the timing shown in FIG. 10E, the freeze instruction (command D) is output to the device control unit 34 as a valid freeze operation. On the other hand, as shown in FIG. 10F, even if the instruction analysis unit 321 detects (identifies) a freeze operation for some reason, the freeze instruction (command D) is regarded as an invalid freeze operation and the device control unit It is possible not to output to 34.
装置制御部34は、超音波画像40の記憶中(例えば、“Capturing”の表示)又は記憶時間を示す表示、及び超音波画像の記憶を開始又は終了するまでの時間を示す表示を、画像表示部24の表示画像のインジケータ51に表示する。
The device control unit 34 displays an image during storage of the ultrasonic image 40 (for example, a display of “Capturing”) or a display indicating a storage time, and a display indicating a time until starting or ending the storage of the ultrasonic image. It is displayed on the indicator 51 of the display image of the section 24.
また、フリーズ命令(命令D)が実行された場合、装置制御部34は、フリーズされた超音波画像を表示する表示命令(命令E)を画像構成部23に出力し、画像表示部24にフリーズされた超音波画像を表示させる(図9のステップS204)。
When the freeze command (command D) is executed, the device control unit 34 outputs a display command (command E) for displaying the frozen ultrasonic image to the image composing unit 23 and freezes the image display unit 24. The displayed ultrasonic image is displayed (step S204 in FIG. 9).
また、装置制御部34は、静止状態の超音波画像40を記憶する記憶命令を実行し、記憶された超音波画像40のうち最大の一致度(相関係数)を有する超音波画像(図10の時刻“t(−4)”で取得された超音波画像40−1)をフリーズするフリーズ命令(命令D)を実行する。また、装置制御部34は、所定の閾値T2以上の一致度(相関係数)を有する最新の超音波画像(図10の時刻“t(−3)”で取得された超音波画像40−2)をフリーズするフリーズ命令(命令D)を実行してもよい。これにより、図11に示すように、画像表示部24には、超音波画像40のフリーズ画像(frozen image)46が表示される。
Further, the device control unit 34 executes a storage command for storing the ultrasonic image 40 in a stationary state, and the ultrasonic image having the maximum matching degree (correlation coefficient) among the stored ultrasonic images 40 (see FIG. 10). The freeze command (command D) that freezes the ultrasonic image 40-1) acquired at time “t(−4)” is executed. In addition, the device control unit 34 causes the latest ultrasonic image having the degree of coincidence (correlation coefficient) equal to or greater than the predetermined threshold T2 (the ultrasonic image 40-2 acquired at time “t(−3)” in FIG. 10). ) May be executed by executing a freeze instruction (instruction D). As a result, as shown in FIG. 11, a frozen image 46 of the ultrasonic image 40 is displayed on the image display unit 24.
なお、フリーズ命令(命令D)が実行された場合、超音波診断装置1は、リアルタイムの超音波画像(Bモード画像)40の撮像を中断してもよいし、継続してもよい。
When the freeze command (command D) is executed, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 may interrupt the imaging of the real-time ultrasonic image (B-mode image) 40 or may continue the imaging.
画像表示部24は、リアルタイムの超音波画像(Bモード画像)40をフリーズ画像46とともに表示してもよい。また、超音波画像(Bモード画像)40には、超音波画像40においてパターン及び輝度分布の少なくとも1つの一致度を求めるために設定される領域(相関窓)43が表示されてもよい。探触子12の移動状態、静止状態、及び圧迫状態は、探触子12が被検体10に接触した状態における超音波画像(Bモード画像)40の変化に基づいて識別されるので、超音波画像(Bモード画像)40からフリーズ画像46に表示が変更された場合、検者は探触子12を被検体10に適切に接触させているか否かを判断することができない。そこで、画像表示部24がフリーズ画像46とともに超音波画像(Bモード画像)40及び領域(相関窓)43を表示することにより、検者が超音波画像(Bモード画像)40を確認すれば、探触子12を被検体10に適切に接触させているか否かを判断することができる。
The image display unit 24 may display a real-time ultrasonic image (B-mode image) 40 together with the freeze image 46. Further, in the ultrasonic image (B-mode image) 40, a region (correlation window) 43 set to obtain at least one degree of coincidence of the pattern and the luminance distribution in the ultrasonic image 40 may be displayed. The moving state, the stationary state, and the compressed state of the probe 12 are identified based on the change of the ultrasonic image (B-mode image) 40 in the state where the probe 12 is in contact with the subject 10. When the display is changed from the image (B mode image) 40 to the freeze image 46, the examiner cannot determine whether or not the probe 12 is appropriately brought into contact with the subject 10. Therefore, when the image display unit 24 displays the ultrasonic image (B mode image) 40 and the region (correlation window) 43 together with the freeze image 46, the examiner confirms the ultrasonic image (B mode image) 40. It is possible to determine whether or not the probe 12 is appropriately brought into contact with the subject 10.
なお、相関窓43は矩形であってもよいし、矩形の頂点のみの表示であってもよい。相関窓43は、超音波画像40の動画保存の際には保存されない。また、画像表示部24は、複数の超音波画像40のフリーズ画像46を表示してもよい。画像表示部24が複数のフリーズ画像46を表示することにより、対照的な部位(例えば、両腕や両足など)を比較観察することができる。
The correlation window 43 may have a rectangular shape, or may display only the vertices of the rectangular shape. The correlation window 43 is not saved when the moving image of the ultrasonic image 40 is saved. The image display unit 24 may also display freeze images 46 of the plurality of ultrasonic images 40. By displaying the plurality of freeze images 46 by the image display unit 24, it is possible to perform comparative observation of contrasting parts (for example, both arms or both feet).
装置制御部34が、命令Eを実行した後に、例えば図11に示したメニュー41を表示するメニュー表示命令(命令F)を画像構成部23に出力し、画像表示部24にメニュー41を表示させる(ステップS205)。メニュー41は、図4(a)、(b)に示した実施例の探触子の動きを用いて、超音波画像(Bモード画像)40の撮像時に画像表示部24の表示画面に表示されるカーソル42を操作して選択するようにしてもよい。
After executing the command E, the device control unit 34 outputs, for example, a menu display command (command F) for displaying the menu 41 illustrated in FIG. 11 to the image composing unit 23 and causes the image display unit 24 to display the menu 41. (Step S205). The menu 41 is displayed on the display screen of the image display unit 24 when the ultrasonic image (B mode image) 40 is captured by using the movement of the probe of the embodiment shown in FIGS. 4(a) and 4(b). You may make it select by operating the cursor 42.
また、図9のS205において、装置制御部34は、静止状態が所定の時間継続したとき(例えば、図10のレトロスペクティブ3又はプロスペクティブ2の時刻“t(−3)”)にメニュー41を表示するメニュー表示命令(命令F)を実行してもよい。さらにまた、装置制御部34は、非接触状態が識別されたとき、例えば、図10のレトロスペクティブ2又はプロスペクティブ1の時刻“t(−2)”に、メニュー41を表示するメニュー表示命令(命令F)を実行してもよい。
Further, in S205 of FIG. 9, the device control unit 34 displays the menu 41 when the stationary state continues for a predetermined time (for example, the time “t(−3)” of the retrospective 3 or the prospective 2 in FIG. 10). The menu display command (command F) to be executed may be executed. Furthermore, when the non-contact state is identified, the device control unit 34 displays the menu 41 at the time “t(−2)” of the retrospective 2 or the prospective 1 in FIG. F) may be executed.
また、装置制御部34は、カーソル42が所定のメニュー(メニューボタン)41に接触した状態でメニュー41を表示するメニュー表示命令(命令F)を実行してもよい。画像表示部24には、メニュー41が表示されるときにメニュー41に接触した状態のカーソル42が表示される。例えば、最初からカーソル42がメニューボタン“静止画保存”に接触した状態でメニュー41が表示される。操作者の選択履歴から選択頻度が高いメニュー(メニューボタン)41に最初からカーソル42を接触させることで、選択頻度が高いメニュー(メニューボタン)41を選択する際にカーソル42を移動させる必要がなくなり、メニュー選択の時間を短縮することができる。
Further, the device control unit 34 may execute a menu display command (command F) that displays the menu 41 in a state where the cursor 42 is in contact with a predetermined menu (menu button) 41. On the image display unit 24, a cursor 42 that is in contact with the menu 41 when the menu 41 is displayed is displayed. For example, the menu 41 is displayed with the cursor 42 in contact with the menu button “save still image” from the beginning. By touching the cursor 42 from the beginning to the menu (menu button) 41 that is frequently selected from the operator's selection history, it is not necessary to move the cursor 42 when selecting the menu (menu button) 41 that is frequently selected. , Menu selection time can be shortened.
装置制御部34は、メニュー選択命令(命令H)を実行する(図9のステップS206)。装置制御部34は、カーソル42がメニュー(メニューボタン)41に接触した状態で非接触状態が識別されたときにメニューを選択するメニュー選択命令(命令H)を実行してもよい。例えば、カーソル42をメニューボタン“静止画保存”に接触した状態で探触子12を非接触状態にすると、メニューボタン“静止画保存”のメニュー選択命令(命令H)が実行される。
The device control unit 34 executes the menu selection command (command H) (step S206 in FIG. 9). The device control unit 34 may execute a menu selection command (command H) that selects a menu when the non-contact state is identified while the cursor 42 is in contact with the menu (menu button) 41. For example, when the probe 12 is brought into a non-contact state while the cursor 42 is in contact with the menu button "save still image", the menu selection command (command H) of the menu button "save still image" is executed.
また、装置制御部34は、カーソル42がメニュー(メニューボタン)41に接触したときにメニュー41を選択するメニュー選択命令(命令H)を実行してもよい。カーソル42がメニュー41に接触するだけでメニュー41を選択することができるので、メニュー選択の時間を短縮することができる。また、装置制御部(制御部)34は、カーソル42がメニュー41に接触した状態で静止状態が所定の時間継続したときにメニュー41を選択するメニュー選択命令(命令H)を実行してもよい。静止状態が所定の時間継続した後にメニュー41を選択することができるので、誤ったメニュー選択を防止することができる。
Further, the device control unit 34 may execute a menu selection command (command H) for selecting the menu 41 when the cursor 42 contacts the menu (menu button) 41. Since the menu 41 can be selected only by the cursor 42 touching the menu 41, the time for menu selection can be shortened. The device control unit (control unit) 34 may execute a menu selection command (command H) that selects the menu 41 when the stationary state continues for a predetermined time while the cursor 42 is in contact with the menu 41. .. Since the menu 41 can be selected after the stationary state continues for a predetermined time, erroneous menu selection can be prevented.
また、装置制御部34は、カーソル42がメニュー41に接触した状態で探触子12の移動に応じて異なるメニューを選択するメニュー選択命令(命令H)を実行してもよい。例えば、カーソル42をメニューボタン“動画保存”に接触した状態で、探触子12を非接触状態にすると、レトロスペクティブの記憶手法で超音波画像40がシネメモリ部36に記憶されるメニュー選択命令(命令H)が実行され、探触子12の接触状態を継続するとプロスペクティブの記憶手法で超音波画像40がシネメモリ部36に記憶されるメニュー選択命令(命令H)が実行される。
Further, the device control unit 34 may execute a menu selection command (command H) that selects a different menu according to the movement of the probe 12 while the cursor 42 is in contact with the menu 41. For example, when the probe 12 is brought into a non-contact state while the cursor 42 is in contact with the menu button “video saving”, a menu selection command (command to store the ultrasonic image 40 in the cine memory unit 36 by a retrospective storage method). H) is executed and when the contact state of the probe 12 is continued, a menu selection command (command H) in which the ultrasonic image 40 is stored in the cine memory unit 36 by the prospective storage method is executed.
また、装置制御部34は、画像表示部24中の所定の位置にカーソル42が接触したときにメニューを変更するメニュー変更命令(命令O)を実行してもよい(図9のS207)。例えば、カーソル42が画像表示部24の左側面(カーソル42の可動範囲の左端部)に接触したときに、メニュー41のメニューボタンが左に1秒ごとに変更する(メニューボタンが、フリーズ解除、ゲイン、ボディマーク、動画保存、静止画保存、フリーズ解除の順に1秒ごとに変更する)メニュー変更命令(命令O)が実行される。
Further, the device control unit 34 may execute a menu change command (command O) that changes the menu when the cursor 42 comes into contact with a predetermined position in the image display unit 24 (S207 in FIG. 9). For example, when the cursor 42 contacts the left side surface of the image display unit 24 (the left end portion of the movable range of the cursor 42), the menu button of the menu 41 changes to the left every one second (the menu button releases the freeze, A menu change command (command O) is executed to change the gain, body mark, moving image save, still image save, and freeze release in order of 1 second.
また、装置制御部34は、画像表示部24中の所定の位置にカーソル42が接触した時間に応じてシネメモリ部36から超音波画像40のフリーズ画像を選択するフリーズ画像選択命令(命令P)を実行してもよい(図9のS208)。レトロスペクティブ又はプロスペクティブの記憶手法により複数の超音波画像(フレームデータ)40がシネメモリ部36に記憶されている。複数の超音波画像40はフレームごとにフレーム番号(例えば、1〜250)が付与され、フリーズ画像46とともにフレーム番号が画像表示部24に表示される。図11では、250枚のフレームデータのうち245番目のフレームデータがフリーズ画像46として表示されている。この状態で、カーソル42が画像表示部24の左側面(カーソル42の可動範囲の左端部)に接触したときに、フレーム番号が所定の時間(例えば、0.01秒)ごとに増減し、フレーム番号に対応するフレームデータがフリーズ画像46として表示されるフリーズ画像選択命令(命令P)が実行される。これにより、“フリーズ画像選択”のメニュー41が表示されなくても、画像表示部24中の所定の位置にカーソル42を接触させることで、フリーズ画像46の選択を命令することができ、カーソル42の接触時間に応じて複数のフレームデータから任意のフリーズ画像を選択することができる。装置制御部34は、カーソル42の接触時間の代わりに、探触子12の移動距離に応じてシネメモリから超音波画像40のフリーズ画像46を選択するフリーズ画像選択命令(命令P)を実行してもよい(図9のS208)。
The device control unit 34 also issues a freeze image selection command (command P) that selects a freeze image of the ultrasonic image 40 from the cine memory unit 36 according to the time when the cursor 42 contacts a predetermined position in the image display unit 24. You may perform (S208 of FIG. 9). A plurality of ultrasonic images (frame data) 40 are stored in the cine memory unit 36 by a retrospective or prospective storage method. A frame number (for example, 1 to 250) is given to each of the plurality of ultrasonic images 40, and the frame number is displayed on the image display unit 24 together with the freeze image 46. In FIG. 11, the 245th frame data of the 250 frame data is displayed as the freeze image 46. In this state, when the cursor 42 comes into contact with the left side surface of the image display unit 24 (the left end portion of the movable range of the cursor 42), the frame number is increased/decreased every predetermined time (for example, 0.01 seconds), The freeze image selection command (command P) in which the frame data corresponding to the number is displayed as the freeze image 46 is executed. As a result, even if the "freeze image selection" menu 41 is not displayed, it is possible to instruct the selection of the freeze image 46 by bringing the cursor 42 into contact with a predetermined position in the image display section 24, and the cursor 42 It is possible to select an arbitrary freeze image from a plurality of frame data according to the contact time of. The device control unit 34 executes a freeze image selection command (command P) that selects the freeze image 46 of the ultrasonic image 40 from the cine memory according to the moving distance of the probe 12 instead of the contact time of the cursor 42. It is good (S208 of FIG. 9).
また、本実施形態の変形例で説明したように、探触子12の把持部に操作スイッチを設け、その操作スイッチによりメニュー選択や、保存フレームの選択等の操作に応用することができる。例えば、メニュー選択のためにカーソルを比較的長い距離移動させる場合、被検者の診断部位によっては移動距離が制約される場合がある。この場合、検者が探触子を持ち上げて非接触の状態にすると、その位置のメニューボタンが選択されたり、フレーム選択される誤操作につながる。このような場合、検査者が探触子を持ち上げる前に、把持部の操作スイッチをオフすることにより、命令解析部321が静止状態を識別し、かつ接触から非接触に変わったことを識別しても、メニューボタンの選択や、フレーム選択無効にする。これにより、検者は探触子を持ち上げ、繰り返し同一方向に移動させることにより、実質的にカーソルを比較的長い距離移動させることができる。
Further, as described in the modified example of the present embodiment, an operation switch is provided in the grip portion of the probe 12, and the operation switch can be applied to operations such as menu selection and selection of a storage frame. For example, when the cursor is moved for a relatively long distance for menu selection, the movement distance may be restricted depending on the diagnosis site of the subject. In this case, if the examiner lifts the probe to bring it into a non-contact state, it may lead to an erroneous operation of selecting a menu button at that position or selecting a frame. In such a case, before the inspector lifts the probe, by turning off the operation switch of the grip section, the command analysis section 321 identifies the stationary state and also identifies that the contact state has changed to the non-contact state. Even disable the menu button selection and frame selection. Thereby, the examiner can move the cursor substantially by a relatively long distance by lifting the probe and repeatedly moving it in the same direction.
また、装置制御部34は、探触子12の静止状態が解除されたときに静止状態における最新の超音波画像40をフリーズ画像46として選択するフリーズ画像選択命令(命令P)を実行してもよい(図9のS208)。例えば、探触子12が非接触状態になったときに静止状態の解除が認識されることによりフリーズ画像が選択される場合、非接触遷移状態(圧迫状態)でフリーズ画像の選択位置がずれるおそれがある。そこで、装置制御部(制御部)34が、非接触遷移状態の前段である静止状態における最新の超音波画像40をフリーズ画像46として選択するフリーズ画像選択命令(命令P)を実行することで、操作者が指定したフリーズ画像46を適切に選択することができる。
The device control unit 34 also executes a freeze image selection command (command P) that selects the latest ultrasonic image 40 in the static state as the freeze image 46 when the static state of the probe 12 is released. Good (S208 of FIG. 9). For example, when the freeze image is selected by recognizing the release of the stationary state when the probe 12 is in the non-contact state, the selection position of the freeze image may be displaced in the non-contact transition state (compression state). There is. Therefore, the device control unit (control unit) 34 executes the freeze image selection command (command P) that selects the latest ultrasonic image 40 in the stationary state, which is the previous stage of the non-contact transition state, as the freeze image 46. The freeze image 46 designated by the operator can be appropriately selected.
また、装置制御部34は、探触子12の非接触状態が識別されたときにフリーズ画像46を保存する静止画保存命令(命令Q)を実行してもよい(図9のS209)。また、装置制御部34は、画像表示部24中の所定の位置にカーソルが接触したときに超音波画像のフリーズを解除するフリーズ解除命令(命令R)を実行してもよい(図9のS210)。例えば、カーソル42が画像表示部24の右側面(カーソル42の可動範囲の右端部)に接触したときに、フリーズ画像46のフリーズが解除され、超音波画像のBモード画像が表示される。
Further, the device control unit 34 may execute a still image save command (command Q) that saves the freeze image 46 when the non-contact state of the probe 12 is identified (S209 of FIG. 9). Further, the device control unit 34 may execute a freeze release command (command R) that releases the freeze of the ultrasonic image when the cursor contacts a predetermined position in the image display unit 24 (S210 in FIG. 9). ). For example, when the cursor 42 comes into contact with the right side surface of the image display unit 24 (the right end portion of the movable range of the cursor 42), the freeze image 46 is unfrozen and the B-mode image of the ultrasonic image is displayed.
また、装置制御部34は、超音波画像40の所定の枠52にカーソルが接触したときに枠52内に表示されるボディマーク53を設定するボディマーク設定命令(命令S)を実行してもよい(図9のS211)。
The device control unit 34 also executes a body mark setting command (command S) that sets the body mark 53 displayed in the frame 52 when the cursor contacts the predetermined frame 52 of the ultrasonic image 40. Good (S211 in FIG. 9).
このように、動き識別部32が探触子12の動きを識別し、装置制御部34が探触子12の動きに関連付けられた命令を実行する。
In this way, the movement identification unit 32 identifies the movement of the probe 12, and the device control unit 34 executes the command associated with the movement of the probe 12.
装置制御部34は、探触子12の圧迫操作によりカーソル42を第1の軸方向(例えば、上下方向)に移動させ、探触子12の被検体表面での移動操作によりカーソル42を第2の方向(例えば、左右方向)に移動させるカーソル移動命令(命令T)を実行してもよい。図12は、超音波画像40の枠52(カーソル42の可動範囲)内に表示されるボディマーク53を示した図である。図12(a)に示すように、探触子12の圧迫操作によりカーソル42が第1の軸方向(例えば、上下方向)に移動し、探触子12の被検体表面での移動操作によりカーソル42が第2の方向(例えば、左右方向)に移動する。また、図12(b)に示すように、装置制御部(制御部)34は、超音波画像40の枠52(カーソル42の可動範囲の端部)にカーソル42が接触したときに枠52内に表示されるボディマーク53を設定(変更)するボディマーク設定命令(命令S)を実行してもよい。
The device control unit 34 moves the cursor 42 in the first axial direction (for example, the vertical direction) by the pressing operation of the probe 12, and moves the cursor 42 to the second axis by the moving operation of the probe 12 on the surface of the subject. The cursor movement command (command T) for moving in the direction (for example, the left-right direction) may be executed. FIG. 12 is a diagram showing the body mark 53 displayed within the frame 52 (the movable range of the cursor 42) of the ultrasonic image 40. As shown in FIG. 12A, the cursor 42 is moved in the first axial direction (for example, the vertical direction) by the pressing operation of the probe 12, and the cursor is moved by the moving operation of the probe 12 on the surface of the subject. 42 moves in the second direction (for example, the left-right direction). In addition, as shown in FIG. 12B, the device control unit (control unit) 34 is arranged inside the frame 52 when the cursor 42 comes into contact with the frame 52 (end of the movable range of the cursor 42) of the ultrasonic image 40. A body mark setting command (command S) for setting (changing) the body mark 53 displayed in FIG.
また、装置制御部34は、探触子12の被検体表面での回転操作又は移動操作に応じてカーソルを所定の点を中心に回転させるカーソル移動命令(命令T)を実行してもよい。この場合、画像表示部24は、探触子12の回転操作又は移動操作に応じて所定の点を中心に回転するカーソル42の角度を表示してもよい。例えば、乳腺の超音波画像(断層画像)を画像表示部24に表示する場合、乳腺は乳頭を中心に放射状に位置するため、探触子12を回転操作又は移動操作することで、乳頭を中心とするカーソル42の角度を乳房のボディマークにおいて調整することができ、操作者は所望の超音波画像(断層画像)を表示させることができる。
Further, the device control unit 34 may execute a cursor movement command (command T) that rotates the cursor about a predetermined point in response to a rotation operation or a movement operation of the probe 12 on the subject surface. In this case, the image display unit 24 may display the angle of the cursor 42 that rotates around a predetermined point in response to the rotation operation or the movement operation of the probe 12. For example, when an ultrasonic image (tomographic image) of the mammary gland is displayed on the image display unit 24, since the mammary gland is located radially around the papilla, the probe 12 is rotated or moved to center the papilla. The angle of the cursor 42 to be adjusted can be adjusted on the body mark of the breast, and the operator can display a desired ultrasonic image (tomographic image).
また、装置制御部34は、探触子12の移動距離、速度、加速度、変位、及び姿勢の少なくとも1つに応じてカーソル42の移動速度又は移動加速度を変化させるカーソル速度/加速度変更命令(命令U)を実行してもよい。例えば、探触子12の移動速度が大きいほど、カーソル42の移動距離が大きくなる。これにより、探触子12の移動距離が短くても、カーソル42の移動距離を長くすることができる。
In addition, the device control unit 34 changes the moving speed or the moving acceleration of the cursor 42 according to at least one of the moving distance, the speed, the acceleration, the displacement, and the posture of the probe 12, and a cursor speed/acceleration changing command (command). U) may be performed. For example, as the moving speed of the probe 12 increases, the moving distance of the cursor 42 increases. Thereby, even if the moving distance of the probe 12 is short, the moving distance of the cursor 42 can be lengthened.
また、装置制御部34は、探触子12の移動速度又は移動加速度に応じて超音波画像40のパターン及び輝度分布の少なくとも1つの一致度が最大となる領域を探索する探索範囲44又は探索ピッチを調整する探索範囲/ピッチ調整命令(命令V)を実行してもよい。例えば、探触子12の移動速度が遅い場合は、探索範囲44が狭くなり、探索ピッチが小さくなる。これにより、探触子12の移動速度に応じて探索範囲44又はピッチを調整することで、画像相関法による領域の探索の精度又は処理速度を向上させることができる。
In addition, the device control unit 34 searches for a region in which the degree of coincidence of at least one of the pattern and the luminance distribution of the ultrasonic image 40 is maximum according to the moving speed or the moving acceleration of the probe 12, or the search pitch. The search range/pitch adjustment command (command V) for adjusting For example, when the moving speed of the probe 12 is slow, the search range 44 becomes narrow and the search pitch becomes small. As a result, by adjusting the search range 44 or the pitch according to the moving speed of the probe 12, it is possible to improve the accuracy or the processing speed of the area search by the image correlation method.
また、装置制御部34は、探触子12の回転に応じてゲインを調整するゲイン調整命令(命令W)又は探触子12の回転に応じて超音波画像40の表示深度を調整する表示深度調整命令(命令X)を実行してもよい。回転式ボタンの回転操作に相当する命令を探触子12の回転動作で実行することにより、操作者は、回転式ボタンを回転させるように、ゲイン調整や表示深度調整を行うことができる。
In addition, the device control unit 34 adjusts the gain according to the rotation of the probe 12 (command W) or the display depth for adjusting the display depth of the ultrasonic image 40 according to the rotation of the probe 12. The adjustment instruction (instruction X) may be executed. By executing the command corresponding to the rotation operation of the rotary button by the rotation operation of the probe 12, the operator can perform the gain adjustment and the display depth adjustment so as to rotate the rotary button.
また、装置制御部34は、超音波画像40においてパターン及び輝度分布の少なくとも1つの一致度を計測するために設定される領域(ROI又は相関窓43)の大きさ、位置、及び数の少なくとも1つを探触子12の動きに応じて調整する領域調整命令(命令Y)を実行してもよい。これにより、探触子12の動きに応じて領域(ROI又は相関窓43)を調整することで、画像相関法による領域の探索及び追跡の精度又は処理速度を向上させることができる。
Further, the device control unit 34 has at least one of the size, position, and number of regions (ROI or correlation window 43) set for measuring at least one degree of coincidence of the pattern and the luminance distribution in the ultrasonic image 40. An area adjustment command (command Y) for adjusting one according to the movement of the probe 12 may be executed. Accordingly, by adjusting the region (ROI or correlation window 43) according to the movement of the probe 12, it is possible to improve the accuracy or processing speed of the region search and tracking by the image correlation method.
また、動き演算部31は、パターン及び輝度分布の少なくとも1つに基づいて、領域(ROI又は相関窓43)が設定される位置が適切であるか否かを判定し、適切であると判定された位置に領域(ROI又は相関窓43)を設定してもよい。複数の領域(ROI又は相関窓43)が設定された場合、動き演算部31は、パターン又は輝度分布と所定の閾値とを比較することで、不適切な位置に設定された領域(例えば、探触子12の移動で“out of plane”となり観測されなくなった位置に設定された領域、探触子12の移動で被検体10に対する非接触部分が生じることに起因して無エコーとなった位置に設定された領域、又は超音波画像40にサチレーションが生じている位置に設定された領域)を除外して、領域を探索して追跡する。また、動き演算部31は、パターン又は輝度分布の輝度差の統計値やコントラストに基づいて、適切な位置(例えば、領域の探索及び追跡が容易となる特徴部位や組織の境界など)に領域を設定してもよい。これにより、領域(ROI又は相関窓43)が適切な位置に設定されることで、画像相関法による領域の探索及び追跡の精度又は処理速度を向上させることができる。
In addition, the motion calculation unit 31 determines whether or not the position where the region (ROI or correlation window 43) is set is appropriate based on at least one of the pattern and the luminance distribution, and it is determined to be appropriate. A region (ROI or correlation window 43) may be set at a different position. When a plurality of regions (ROI or correlation window 43) are set, the motion calculation unit 31 compares the pattern or the luminance distribution with a predetermined threshold value to set a region (for example, a search region) set at an inappropriate position. A region set to a position where it becomes “out of plane” due to the movement of the probe 12 and is no longer observed, and a position where no echo occurs due to a non-contact portion with the subject 10 caused by the movement of the probe 12 The region set to 1) or the region set to the position where the ultrasound image 40 is saturated) is excluded to search for and track the region. In addition, the motion calculation unit 31 sets a region to an appropriate position (for example, a characteristic site or a tissue boundary where the search and tracking of the region are easy) based on the statistical value or the contrast of the brightness difference of the pattern or the brightness distribution. You may set it. As a result, the region (ROI or correlation window 43) is set at an appropriate position, so that it is possible to improve the accuracy or processing speed of the region search and tracking by the image correlation method.
動き識別部32は、超音波画像に1つ又は複数の領域を設定し、設定領域の画像パターン及び輝度分布の少なくとも1つの一致度が最大となる領域を探索して追跡することにより、探触子の移動軌跡、移動距離、速度、加速度、回転、振動、向き、変位、及び姿勢の少なくとも1つを識別する。また、動き識別部32は、画像パターン及び輝度分布の少なくとも1つに基づいて、設定領域が設定される位置が適切であるか否かを判定し、適切であると判定された位置に設定領域を設定する。
The motion identification unit 32 sets one or a plurality of regions in the ultrasonic image, searches for and traces a region where the degree of coincidence of at least one of the image pattern and the luminance distribution of the set region is the maximum, thereby detecting At least one of the moving path, moving distance, speed, acceleration, rotation, vibration, orientation, displacement, and posture of the child is identified. Further, the motion identification unit 32 determines whether or not the position where the setting area is set is appropriate based on at least one of the image pattern and the brightness distribution, and the setting area is set at the position determined to be appropriate. To set.
また、装置制御部(制御部)34は、探触子12の動きに応じて超音波画像40に複数の位置が設定されたときに複数の位置間の距離又は面積を計測する計測命令(命令Z)を実行してもよい。また、画像表示部24は、距離又は面積を計測するために超音波画像40に設定される複数の位置を示す表示又は超音波画像40に設定される複数の位置により計測された距離又は面積を、インジケータ51に表示する。例えば、図11に示すように、探触子12の動きに応じて複数の位置54−1,54−2が設定され、複数の位置54−1,54−2間の距離55が計測され、インジケータ51に表示される。これにより、探触子12の動きでキャリパーによる距離計測などを行うことができる。
Further, the device control unit (control unit) 34 is a measurement command (command) for measuring a distance or an area between a plurality of positions when a plurality of positions are set in the ultrasonic image 40 according to the movement of the probe 12. Z) may be executed. Further, the image display unit 24 displays the distance or area measured by the plurality of positions set in the ultrasonic image 40 or the display indicating the plurality of positions set in the ultrasonic image 40 to measure the distance or area. , Indicator 51 is displayed. For example, as shown in FIG. 11, a plurality of positions 54-1 and 54-2 are set according to the movement of the probe 12, and a distance 55 between the plurality of positions 54-1 and 54-2 is measured, It is displayed on the indicator 51. Thus, the movement of the probe 12 can be used to perform distance measurement with a caliper.
また、装置制御部34は、探触子12の移動状態、静止状態、非接触状態、及び圧迫状態の少なくとも1つが識別されたときに、これらの状態に応じた音声を発生させる音声命令(命令AA)を実行してもよい。例えば、図10の時刻“t(−2)”において、装置制御部(制御部)34は、探触子12が非接触状態(超音波画像のフリーズ状態)になったことを操作者に知らせる音声を発生させる。
Further, when at least one of the moving state, the stationary state, the non-contact state, and the compressed state of the probe 12 is identified, the device control unit 34 generates a voice command (command) that generates a voice corresponding to these states. AA) may be performed. For example, at time “t(−2)” in FIG. 10, the device control unit (control unit) 34 notifies the operator that the probe 12 is in a non-contact state (freezing state of ultrasonic image). Generate sound.
また、装置制御部34は、メニュー41が選択されたときに音声を発生させる音声命令(命令AA)を実行してもよい。また、装置制御部(制御部)34は、超音波画像40の記憶を開始又は終了するときに音声を発生させる音声命令(命令AA)を実行してもよい。また、装置制御部(制御部)34は、超音波画像40の記憶を開始又は終了するまでの時間を示す音声を発生させる音声命令(命令AA)を実行してもよい。例えば、図10のプロスペクティブ1の記憶手法において、装置制御部(制御部)34は、時刻“t(−7)”で、記憶開始命令(命令K)を実行するまでの所定の時間をカウントする音声を発生させ、時刻“t(−5)”で、記憶を開始する音声を発生させる。また、図10のプロスペクティブ2の記憶手段において、装置制御部(制御部)34は、時刻“t(−7)”で、記憶を開始する音声とともに記憶終了命令(命令M)を実行するまでの所定の時間をカウントする音声を発生させ、時刻“t(−3)”で、記憶を終了する音声を発生させる。
Further, the device control unit 34 may execute a voice command (command AA) for generating a voice when the menu 41 is selected. Further, the device control unit (control unit) 34 may execute a voice command (command AA) for generating a voice when starting or ending the storage of the ultrasonic image 40. Further, the device control unit (control unit) 34 may execute a voice command (command AA) for generating a voice indicating a time until starting or ending the storage of the ultrasonic image 40. For example, in the storage method of prospective 1 in FIG. 10, the device control unit (control unit) 34 counts a predetermined time until the storage start command (command K) is executed at time “t(−7)”. Voice is generated, and at time “t(−5)”, a voice to start storing is generated. Further, in the storage means of the prospective 2 in FIG. 10, the device control unit (control unit) 34 executes the storage end command (command M) together with the voice for starting the storage at time “t(−7)”. A sound for counting a predetermined time is generated, and at time "t(-3)", a sound for ending the storage is generated.
また、装置制御部(制御部)34は、超音波画像40の記憶を終了した後にフレームレートを上げるフレームレート調整命令(命令AB)を実行してもよい。超音波画像40の記憶が終了した後は、動き識別部32の命令解析部321が探触子12の動きを識別し、装置制御部34が探触子12の動きに関連付けられた命令を実行するので、探触子12の動きに対する即応性が高いほうが望ましい。そこで、周波数が高い平面波などを利用してフレームレートを上げることで、探触子12の動きに対する即応性を向上させることができる。
The device control unit (control unit) 34 may execute a frame rate adjustment command (command AB) to increase the frame rate after the storage of the ultrasonic image 40 is completed. After the storage of the ultrasonic image 40 is completed, the command analysis unit 321 of the motion identification unit 32 identifies the motion of the probe 12, and the device control unit 34 executes the command associated with the motion of the probe 12. Therefore, it is desirable that the responsiveness to the movement of the probe 12 is high. Therefore, by increasing the frame rate using a plane wave having a high frequency, it is possible to improve the responsiveness to the movement of the probe 12.
また、装置制御部34は、超音波画像40の記憶を終了した後に、超音波画像40の取得範囲を狭くする画像取得範囲調整命令(命令AC)を実行してもよい。超音波画像40の撮像深度を浅くするか探触子12の口径を狭くするか(又は、両方)により、調整超音波画像40の取得範囲を狭くすることで、フレームレートを上げることができ、探触子12の動きに対する即応性を向上させることができる。
Further, the device control unit 34 may execute an image acquisition range adjustment command (command AC) that narrows the acquisition range of the ultrasonic image 40 after the storage of the ultrasonic image 40 is completed. The frame rate can be increased by narrowing the acquisition range of the adjusted ultrasonic image 40 depending on whether the imaging depth of the ultrasonic image 40 is shallow or the aperture of the probe 12 is narrowed (or both). The responsiveness to the movement of the probe 12 can be improved.
また、記憶手法としてはレトロスペクティブとプロスペクティブのプロセス以外にも、本実施の形態に係る発明は適用可能である。装置制御部34は、探触子12の非接触状態が認識されたときに画像モードを切り替える画像モード切替命令(命令AD)を実行してもよい。
Further, the invention according to the present embodiment is applicable as a storage method other than the retrospective and prospective processes. The device control unit 34 may execute an image mode switching command (command AD) that switches the image mode when the non-contact state of the probe 12 is recognized.
また、命令解析部321により探触子12の接触状態と非接触状態の間の切り替えが所定の時間内(例えば、0.5秒以内)に複数回認識されたとき(接触状態及び非接触状態が繰り返し複数回認識されたとき)に画像モード切替命令が実行されてもよい。例えば、装置制御部34は、所定の時間内に3回の接触状態と非接触状態の間の切り替えが認識されたときに、カラードプラへの切替命令(命令A)を実行し、所定の時間内に4回の接触状態と非接触状態の間の切り替えが認識されたときに、エラストグラフィへの切替命令(命令B)を実行してもよい。
In addition, when the command analysis unit 321 recognizes the switching between the contact state and the non-contact state of the probe 12 multiple times within a predetermined time (for example, within 0.5 seconds) (contact state and non-contact state). The image mode switching command may be executed when is repeatedly recognized a plurality of times. For example, the device control unit 34 executes a switching command (command A) to color Doppler when a switch between the contact state and the non-contact state is recognized three times within a predetermined time, and the device control unit 34 executes the predetermined time. A switching command (command B) to the elastography may be executed when the switching between the contact state and the non-contact state is recognized four times.
また、装置制御部34は、所定の時間内に3回の接触状態と非接触状態の間の切り替えが認識されたときに、カラードプラへの切替命令(命令A)を実行し、次の所定の時間内に3回の接触状態と非接触状態の間の切り替えが認識されたときに、エラストグラフィへの切替命令(命令B)を実行してもよい。
Further, when the device control unit 34 recognizes the switching between the contact state and the non-contact state three times within a predetermined time, it executes a switching command (command A) to the color Doppler, and the next predetermined The switching command (command B) to the elastography may be executed when the switching between the contact state and the non-contact state is recognized three times within the time of.
また、装置制御部34は、所定の時間内に3回の接触状態と非接触状態の間の切り替えが認識されたときに、画像モードを切り替えるメニューを表示するメニュー表示命令(命令F)を実行してもよい。
The device control unit 34 also executes a menu display command (command F) that displays a menu for switching the image mode when the switching between the contact state and the non-contact state is recognized three times within a predetermined time. You may.
また、装置制御部34は、探触子12の接触状態と非接触状態の間の切り替えが所定の時間内(例えば、1.0秒以内)に複数回認識された後の探触子12の接触状態及び非接触状態のそれぞれで異なる命令を実行してもよい。例えば、装置制御部34は、所定の時間内に3回の接触状態と非接触状態の間の切り替えが認識された後に探触子12の非接触状態が認識された場合、画像モード切替命令(命令AD)を実行し、所定の時間内に3回の接触状態と非接触状態の間の切り替えが認識された後に探触子12の接触状態が認識された場合、ゲインを設定するモードを表示するゲイン設定モード表示命令(命令AE)を実行してもよい。
In addition, the device control unit 34 of the probe 12 after the switching between the contact state and the non-contact state of the probe 12 is recognized multiple times within a predetermined time (for example, within 1.0 second). Different instructions may be executed in each of the contact state and the non-contact state. For example, when the non-contact state of the probe 12 is recognized after the switching between the contact state and the non-contact state is recognized three times within a predetermined time, the device control unit 34 may change the image mode switching command ( Command AD) is executed, and when the contact state of the probe 12 is recognized after the switching between the contact state and the non-contact state is recognized three times within a predetermined time, the mode for setting the gain is displayed. A gain setting mode display command (command AE) may be executed.
また、2次元アレイプロー部を用いることで、装置制御部34は、探触子12の被検体表面での2次元方向の移動操作によりカーソル42を第1の軸方向(例えば、上下方向)及び第2の方向(例えば、左右方向)に移動させるカーソル移動命令(命令S)を実行することができる。
In addition, by using the two-dimensional array probe unit, the device control unit 34 moves the cursor 42 to the first axial direction (for example, the vertical direction) and the first by moving the probe 12 in the two-dimensional direction on the surface of the subject. A cursor movement command (command S) for moving in two directions (for example, left and right directions) can be executed.
以上のように、命令解析部321が探触子12の動きを識別し、装置制御部34が探触子12の動きに関連付けられた命令を実行することにより、超音波診断装置の操作性を高めることができる。
As described above, the instruction analysis unit 321 identifies the movement of the probe 12, and the device control unit 34 executes the instruction associated with the movement of the probe 12, thereby improving the operability of the ultrasonic diagnostic apparatus. Can be increased.
検者や走査部位によって探触子12を握る位置が異なる。また、操作者が右手で探触子12を握り、左手で穿刺針を操作している場合、このままでは超音波診断装置の操作卓に設けられた機械的な操作部(ボタン、回転ツマミ、及びレバーなど)を操作することができない。また、超音波診断装置の操作卓から離れた位置で探触子12を操作している場合、探触子12を操作したままで超音波診断装置の操作卓に設けられた機械的な操作部(ボタン、回転ツマミ、及びレバーなど)を操作することができない。
The position at which the probe 12 is gripped differs depending on the examiner and the scanning site. In addition, when the operator holds the probe 12 with the right hand and operates the puncture needle with the left hand, the mechanical operation unit (button, rotary knob, and Lever) cannot be operated. Further, when the probe 12 is operated at a position away from the console of the ultrasonic diagnostic apparatus, a mechanical operation unit provided on the console of the ultrasonic diagnostic apparatus with the probe 12 being operated. (Buttons, rotary knobs, levers, etc.) cannot be operated.
上記の実施の形態によれば、探触子が機械的な操作部(ボタン、回転ツマミ、及びレバーなど)の機能を備えることで、これらの問題を解決することができ、超音波診断装置の操作性を高めることができる。
According to the above-described embodiment, since the probe has the function of the mechanical operation unit (button, rotary knob, lever, etc.), these problems can be solved, and the ultrasonic diagnostic apparatus Operability can be improved.
また、上記の実施の形態によれば、探触子の移動に応じた超音波画像の変化に基づいて、探触子の動きを検出することができるので、新しいソフトウェアを導入しても、機械的な操作部(ボタン、回転ツマミ、及びレバーなど)を設けることなく、汎用の超音波診断装置に適用することができる。
Further, according to the above-described embodiment, the movement of the probe can be detected based on the change of the ultrasonic image according to the movement of the probe. The present invention can be applied to a general-purpose ultrasonic diagnostic apparatus without providing a general operation section (button, rotary knob, lever, etc.).
さらに、図13に示すように、ポータブルの超音波診断装置では、小型化のために機械的な操作部(ボタン、回転ツマミ、及びレバーなど)のスペースが限られていることから、上記の実施の形態によれば、機械的な操作部を装備することなく様々な機能をポータブルの超音波診断装置に搭載することができる。また、機械的な操作部を最小限にとどめ、探触子による操作と機械的なボタンによる操作とを連携させることで、超音波診断装置の利便性や操作性がさらに向上する。例えば、カーソルの移動は探触子の操作で行い、メニューの選択及び解除は機械的な操作部で行うことができる。
Further, as shown in FIG. 13, in the portable ultrasonic diagnostic apparatus, the space for mechanical operation parts (buttons, rotary knobs, levers, etc.) is limited for downsizing. According to this aspect, various functions can be mounted on the portable ultrasonic diagnostic apparatus without equipping a mechanical operation unit. Further, by minimizing the mechanical operation unit and linking the operation with the probe and the operation with the mechanical button, the convenience and operability of the ultrasonic diagnostic apparatus are further improved. For example, the movement of the cursor can be performed by operating the probe, and the selection and cancellation of the menu can be performed by a mechanical operation unit.