超聲波診斷裝置以及傳感器選定裝置制造方法
【專利摘要】提高將用于檢測位置以及朝向的傳感器安裝于超聲波探頭來實(shí)施的診斷、治療等中的便利性。一實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置具備探頭切換部和傳感器選定部。上述探頭切換部在分別安裝了檢測表示規(guī)定空間內(nèi)的位置以及朝向的物理量的傳感器的多個超聲波探頭之間，切換在超聲波發(fā)送接收中使用的超聲波探頭。當(dāng)通過上述探頭切換部切換了在超聲波發(fā)送接收中使用的超聲波探頭時，上述傳感器選定部基于根據(jù)上述各傳感器的檢測結(jié)果確定的位置以及朝向的至少一方的變化，從上述各傳感器中選定安裝于通過該切換成為在超聲波發(fā)送接收中使用的超聲波探頭的傳感器。
【專利說明】超聲波診斷裝置以及傳感器選定裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及通過超聲波對被檢體的體內(nèi)進(jìn)行成像的超聲波診斷裝置以及傳感器選定裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波診斷裝置是取得生物體內(nèi)信息的超聲波圖像并顯示的裝置，與X射線診斷裝置、X射線CT (Computer Tomography)裝置等其他的圖像診斷裝置相比較,廉價(jià)且沒有輻射，作為用于實(shí)時地觀察被檢體的體內(nèi)的有用的裝置而被利用。
[0003]超聲波診斷裝置在例如用于癌癥檢查的確定診斷的活組織檢查、用于RFA(Radiofrequency Ablation,射頻切除)治療的穿刺的引導(dǎo)等發(fā)揮超聲波診斷的實(shí)時性的用途方面需求很大。特別是近年來，開發(fā)了如下的技術(shù)，即、通過對超聲波探頭安裝用于檢測位置以及朝向的傳感器，將包含病灶部分的CT圖像或者M(jìn)RI (Magnetic ResonanceImaging，磁共振成像)圖像作為參照圖像與超聲波圖像一起顯示，根據(jù)由上述傳感器檢測到的位置以及朝向切換參照圖像以使得與超聲波圖像聯(lián)動，從而將超聲波探頭引導(dǎo)到病灶的位置。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開平10-151131號公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:美國專利`第6775404號說明書

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]當(dāng)進(jìn)行使用超聲波診斷裝置的診療時，有時一邊切換所使用的超聲波探頭一邊進(jìn)行作業(yè)。例如，在觀察被檢體的體內(nèi)時，使用通用的超聲波探頭，在進(jìn)行穿刺作業(yè)時，使用穿刺專用的超聲波探頭。
[0009]在只準(zhǔn)備了一個上述的傳感器的情況下，當(dāng)切換超聲波探頭時，必須將該傳感器從切換源的探頭更換為切換目標(biāo)的探頭。該作業(yè)很費(fèi)事。另一方面，當(dāng)對每個超聲波探頭都準(zhǔn)備上述的傳感器時，可能發(fā)生誤認(rèn)傳感器與超聲波探頭的對應(yīng)關(guān)系，具有由于誤診導(dǎo)致的危險(xiǎn)性。
[0010]這樣，在對超聲波探頭安裝用于檢測位置以及朝向的傳感器來實(shí)施的診斷、治療等中，存在各種問題。
[0011]因此，本發(fā)明要解決的問題在于，提高將用于檢測位置以及朝向的傳感器安裝于超聲波探頭來實(shí)施的診斷、治療等中的便利性。
[0012]一實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置具備探頭切換部和傳感器選定部。在分別安裝了檢測表示規(guī)定空間內(nèi)的位置以及朝向的物理量的傳感器的多個超聲波探頭之間，上述探頭切換部切換在超聲波發(fā)送接收中使用的超聲波探頭。當(dāng)通過上述探頭切換部切換在超聲波發(fā)送接收中使用的超聲波探頭時，上述傳感器選定部基于根據(jù)各上述傳感器的檢測結(jié)果確定的位置以及朝向的至少一方的變化，從各上述傳感器中選定安裝于通過該切換而成為在超聲波發(fā)送接收中使用的超聲波探頭的傳感器。
[0013]提高將用于檢測位置以及朝向的傳感器安裝于超聲波探頭來實(shí)施的診斷、治療等中的便利性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是表示一實(shí)施方式中的超聲波診斷裝置(傳感器選定裝置)的主要部分結(jié)構(gòu)的框圖。
[0015]圖2是表示該實(shí)施方式中的位置信息取得裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的框圖。
[0016]圖3是表不向超聲波探頭安裝該實(shí)施方式中的磁性傳感器的安裝方式的一個例子的圖。
[0017]圖4是表不該實(shí)施方式中的引導(dǎo)畫面的一個例子的圖。
[0018]圖5是表示該實(shí)施方式中的超聲波診斷裝置的動作的流程的流程圖。
[0019]圖6是表示圖5的流程圖所包含的傳感器選定處理的流程的流程圖。
[0020]圖7是表示在該實(shí)施方式中配置了直方圖的引導(dǎo)畫面的一個例子的圖。
[0021]圖8是表示在該實(shí)施方式中配置了直方圖的引導(dǎo)畫面的一個例子的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]針對一實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)行說明。
[0023][超聲波診斷裝置]
[0024]圖1是表示本實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置I (傳感器選定裝置)的主要部分結(jié)構(gòu)的框圖。如圖1所示，本實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置I具備多個超聲波探頭2、裝置主體3、顯示器4、輸入裝置5、以及位置信息取得裝置6等。特別地，在本實(shí)施方式中，設(shè)為超聲波診斷裝置1具備4個超聲波探頭2a、2b、2c、2d。但是，超聲波診斷裝置I所具備的超聲波探頭的數(shù)量也可以小于4個或者小于等于5個。在以下的說明中，當(dāng)沒有特別地區(qū)別各超聲波探頭2a、2b、2c、2d時，簡單地稱為超聲波探頭2。
[0025]超聲波探頭2具備多個壓電振子、設(shè)置于各壓電振子的匹配層、以及防止超聲波從各壓電振子向后方傳播的背襯材料等。各壓電振子根據(jù)從裝置主體3供給的驅(qū)動信號產(chǎn)生超聲波。另外，各壓電振子接收來自被檢體P的反射波，輸出與所接收到的反射波對應(yīng)的電氣信號。超聲波探頭2也可以是扇型、線型或者凸型等任何種類的探頭。
[0026]如果從超聲波探頭2向被檢體P發(fā)送超聲波，則所發(fā)送的超聲波在被檢體P的體內(nèi)組織中的聲阻抗的不連續(xù)面依次反射，作為反射波信號由超聲波探頭2所具有的多個壓電振子接收。所接收的反射波信號的振幅依存于反射超聲波的不連續(xù)面中的聲阻抗的差。另外，所發(fā)送的超聲波脈沖在正在移動的血流、心臟壁等表面被反射時的反射波信號由于多普勒效應(yīng)，依存于相對于移動體的超聲波發(fā)送方向的速度分量，并受到頻率偏移。
[0027]輸入裝置5包含用于將來自操作者的各種指示、關(guān)心區(qū)域(ROI)的設(shè)定指示、以及各種畫質(zhì)條件設(shè)定所涉及的指示等取入裝置主體3的鼠標(biāo)、軌跡球、鍵盤、以及觸摸面板等。
[0028]顯示器4顯示用于超聲波診斷裝置I的操作者使用輸入裝置5輸入各種指示的⑶I (Graphical User Interface,圖形用戶接口),或者顯示在裝置主體3中生成的超聲波圖像。
[0029] 位置信息取得裝置6取得與規(guī)定空間內(nèi)的超聲波探頭2的位置以及朝向相關(guān)的信息。針對位置信息取得裝置6的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，在圖2的說明中隨后敘述。
[0030]裝置主體3具備探頭連接器10、發(fā)送接收部11、B模式處理部12、多普勒處理部
13、圖像生成部14、圖像存儲器15、內(nèi)部存儲部16、接口部17、以及控制部18等。
[0031]探頭連接器10分別連接從超聲波探頭2a延伸出的探頭纜線20a、從超聲波探頭2b延伸出的探頭纜線20b、從超聲波探頭2c延伸出的探頭纜線20c、以及從超聲波探頭2d延伸出的探頭纜線20d。在以下的說明中，當(dāng)不特別地區(qū)別各探頭纜線20a、20b、20c、20d時，簡單地稱為探頭纜線20。探頭纜線20負(fù)責(zé)裝置主體3與超聲波探頭2之間的電力供給以及信息傳達(dá)。
[0032]作為發(fā)送系統(tǒng)的電路，發(fā)送接收部11具備觸發(fā)發(fā)生電路、延遲電路以及脈沖發(fā)生器電路等。脈沖發(fā)生器電路以規(guī)定的速率頻率，反復(fù)發(fā)生用于形成發(fā)送超聲波的速率脈沖。延遲電路對脈沖發(fā)生器電路所發(fā)生的各速率脈沖賦予將超聲波探頭2所發(fā)生的超聲波會聚成束狀并確定發(fā)送指向性所需的每個壓電振子的延遲時間。觸發(fā)發(fā)生電路以基于速率脈沖的定時向超聲波探頭2供給驅(qū)動信號(驅(qū)動脈沖)。即，延遲電路通過使對于各速率脈沖賦予的延遲時間發(fā)生變化，來任意地調(diào)整來自壓電振子面的發(fā)送方向。
[0033]另外，作為接收系統(tǒng)的電路，發(fā)送接收部11具備放大器電路、A / D轉(zhuǎn)換器、以及加法器等。放大器電路將超聲波探頭2所接收到的反射波信號在每個通道中進(jìn)行放大進(jìn)行增益校正處理。A / D轉(zhuǎn)換器賦予對增益校正后的反射波信號進(jìn)行A / D轉(zhuǎn)換并確定接收指向性所需的延遲時間。加法器對由A / D轉(zhuǎn)換器處理后的反射波信號進(jìn)行加法處理生成反射波數(shù)據(jù)。通過加法器的加法處理，強(qiáng)調(diào)來自與反射波信號的接收指向性對應(yīng)的方向的反射分量。
[0034]B模式處理部12從發(fā)送接收部11接收反射波數(shù)據(jù)，對于所接收到的反射波數(shù)據(jù)實(shí)施對數(shù)放大、包絡(luò)線檢波處理等，生成信號強(qiáng)度由亮度的明暗來表現(xiàn)的數(shù)據(jù)(B模式數(shù)據(jù))。
[0035]多普勒處理部13根據(jù)發(fā)送接收部11所接收到的反射波數(shù)據(jù)對速度信息進(jìn)行頻率分析，提取出基于多普勒效應(yīng)的血流、組織，生成針對多點(diǎn)提取出平均速度、方差、以及能量等移動體信息的數(shù)據(jù)(多普勒數(shù)據(jù))。
[0036]圖像生成部14根據(jù)B模式處理部12所生成的B模式數(shù)據(jù)、多普勒處理部13所生成的多普勒數(shù)據(jù)，生成超聲波圖像數(shù)據(jù)。具體而言，圖像生成部14通過將超聲波掃描的掃描線信號列轉(zhuǎn)換成電視等所代表的視頻格式的掃描線信號列，來根據(jù)B模式數(shù)據(jù)、多普勒數(shù)據(jù)生成顯示用的超聲波圖像數(shù)據(jù)(B模式圖像數(shù)據(jù)、多普勒圖像數(shù)據(jù))。
[0037]圖像存儲器15存儲由圖像生成部14生成的超聲波圖像數(shù)據(jù)。另外，圖像存儲器15根據(jù)需要存儲經(jīng)由發(fā)送接收部11的緊接之后的輸出信號(RF =Radio Frequency，射頻)、圖像的亮度信號、各種原始數(shù)據(jù)、以及經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)取得的圖像數(shù)據(jù)等。圖像存儲器15所存儲的圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)形式可以是顯示器4所顯示的視頻格式轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)形式，也可以是作為由B模式處理部12以及多普勒處理部13生成的原始數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換前的數(shù)據(jù)形式。
[0038]內(nèi)部存儲部16存儲診斷信息(例如，患者ID、醫(yī)師的觀察結(jié)果等)、診斷協(xié)議等各種數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫160、體數(shù)據(jù)161等。另外，內(nèi)部存儲部16根據(jù)需要，還用于圖像存儲器15所存儲的圖像數(shù)據(jù)的保管等。針對數(shù)據(jù)庫160的用途，在圖5、圖6的說明中之后進(jìn)行敘述。體數(shù)據(jù)161是由X射線CT裝置、MRI裝置等其他的醫(yī)用圖像攝影裝置生成的與被檢體P的規(guī)定部位相關(guān)的數(shù)據(jù)。
[0039]接口部17控制輸入裝置5、位置信息取得裝置6、以及網(wǎng)絡(luò)等與裝置主體3之間的各種信息的發(fā)送接收。
[0040]控制部18 具備 CPU (Central Processing Unit,中央處理單兀)、R0M (Read OnlyMemory,只讀存儲器)、以及RAM (Random Access Memory,隨機(jī)存儲器)等?？刂撇?8統(tǒng)一地控制超聲波診斷裝置I。具體而言，控制部18根據(jù)經(jīng)由輸入裝置5由操作者輸入的各種設(shè)定要求、從內(nèi)部存儲部16或者上述ROM等讀取的各種控制程序以及各種設(shè)定信息，控制發(fā)送接收部11、B模式處理部12、多普勒處理部13以及圖像生成部14的動作，或者將圖像存儲器15所存儲的超聲波圖像數(shù)據(jù)等顯示于顯示器4。
[0041]特別地，在本實(shí)施方式中，控制部18通過使上述CPU執(zhí)行存儲于上述ROM等的控制程序，來實(shí)現(xiàn)作為主處理部100、顯示處理部101、探頭切換部102、位置記錄部103、直方圖生成部104、傳感器選定部105、以及通知部106的功能。針對這些各部的細(xì)節(jié)，在以后的說明中進(jìn)行敘述。
[0042][位置信息取得裝置]
[0043]接著，針對位置信息取得裝置6的細(xì)節(jié)進(jìn)行敘述。
[0044]圖2是表示位置信息取得裝置6的主要部分結(jié)構(gòu)的框圖。位置信息取得裝置6具備發(fā)射機(jī)7 (磁場發(fā)生源)、多個磁性傳感器8、以及裝置主體9等。特別地，在本實(shí)施方式中，設(shè)為位置信息取得裝置6具備4個磁性傳感器8a、8b、8c、8d。但是，位置信息取得裝置6所具備的磁性傳感器8的數(shù)量也可以是小于4個或者是大于等于5個。在以下的說明中，當(dāng)沒有特別地區(qū)別各磁性傳感器`8a、8b、8c、8d時，簡單地稱為磁性傳感器8。
[0045]發(fā)射機(jī)7以自身為中心朝向外側(cè)形成磁場。
[0046]磁性傳感器8檢測由發(fā)射機(jī)7形成的三維的磁場的強(qiáng)度以及該磁場的方向，生成與檢測結(jié)果對應(yīng)的信號，向裝置主體9輸出。
[0047]位置信息取得裝置6的裝置主體9具備連接器90、接口部91、以及控制部92等。
[0048]發(fā)射機(jī)7和連接器90通過發(fā)射機(jī)纜線70連接。磁性傳感器8a和連接器90通過傳感器纜線80a連接。磁性傳感器8b和連接器90通過傳感器纜線80b連接。磁性傳感器8c和連接器90通過傳感器纜線80c連接。磁性傳感器8d和連接器90通過傳感器纜線80d連接。在以下的說明中，當(dāng)沒有特別地區(qū)別各傳感器纜線80a、80b、80c、80d時，簡單地稱為傳感器纜線80。發(fā)射機(jī)纜線70負(fù)責(zé)裝置主體9與發(fā)射機(jī)7之間的信息傳達(dá)。傳感器纜線80負(fù)責(zé)裝置主體9與磁性傳感器8之間的信息傳達(dá)。
[0049]接口部91在超聲波診斷裝置I的裝置主體3與位置信息取得裝置6的裝置主體9之間控制各種信息的發(fā)送接收。
[0050]控制部92具備CPU、ROM、RAM等，統(tǒng)一地控制位置信息取得裝置6。
[0051]磁性傳感器8被裝卸于超聲波探頭2。圖3表示將磁性傳感器8安裝于超聲波探頭2的方式的一個例子。在該例子中，磁性傳感器8經(jīng)由任意的形狀的裝卸機(jī)構(gòu)安裝于與超聲波探頭2連接的探頭纜線20的根部。但是，磁性傳感器8相對于超聲波探頭2所安裝的位置也可以是其他的位置。[0052]控制部92例如根據(jù)從磁性傳感器8接收到的信號，計(jì)算由以發(fā)射機(jī)7為原點(diǎn)的X軸、Y軸、Z軸定義的三維坐標(biāo)空間(X，Y，Z)中的磁性傳感器8的位置(X，y, z)以及朝向(θχ，θy, ΘΖ)。在此，θχ是以X軸為中心的磁性傳感器8的旋轉(zhuǎn)角度，0y是以Y軸為中心的磁性傳感器8的旋轉(zhuǎn)角度，Θ Z是以Z軸為中心的磁性傳感器8的旋轉(zhuǎn)角度。
[0053]另外，控制部92計(jì)算表示磁性傳感器8的位置的磁場的擾動的強(qiáng)度(磁場單位時間的變化頻度)的QI (Quality Index，質(zhì)量索引)值?？刂撇?2例如通過將每單位時間的位置(X，I, Z)以及朝向(θ X, Θ y, θ Z)的變化次數(shù)、變化量代入預(yù)先確定的計(jì)算式來計(jì)算該QI值。在本實(shí)施方式中，設(shè)為該計(jì)算式被定義為，磁場的擾動越大則QI值越大，磁場的擾動越小則QI值越小，另外，與位置(X，I, z)以及朝向(Θ X，Θ y，θ z)的低頻的變化相比較，高頻的變化更良好地反映于QI值。上述低頻的變化例如是由于通過人的手移動磁性傳感器8時等而發(fā)生的變化。上述高頻的變化例如是由于周邊所存在的金屬而導(dǎo)致磁場的擾動等而造成的變化。
[0054]控制部92將計(jì)算出的位置(X, y, z)、朝向(Θ X，Θ y, θ z)、以及QI值經(jīng)由接口部91向超聲波診斷裝置I的裝置主體3輸出。
[0055][引導(dǎo)功能]
[0056]針對使用以上那樣的結(jié)構(gòu)的超聲波診斷裝置I而實(shí)施的診斷/治療的一個方式進(jìn)行說明。
[0057]超聲波診斷裝置I具備引導(dǎo)功能，上述引導(dǎo)功能通過將超聲波圖像和參照圖像顯示于同一畫面內(nèi)，并以與基于超聲波探頭2的操作的超聲波圖像的變化聯(lián)動的方式切換參照圖像，從而將超聲波探頭2的位置以及朝向引導(dǎo)到通過使用了體數(shù)據(jù)161的診斷發(fā)現(xiàn)的腫瘤等目標(biāo)。在本實(shí)施方式中，上述超聲波圖像是通過使用了超聲波探頭2的超聲波的發(fā)送接收而得到的B模式圖像。上述二維圖像是根據(jù)通過其他的醫(yī)療圖像攝影裝置得到的體數(shù)據(jù)161而生成的二維圖像。
[0058]引導(dǎo)功能所涉及的主要的處理由主處理部100執(zhí)行。另外，顯示處理部101、探頭切換部102、位置記錄部103、直方圖生成部104、傳感器選定部105、以及通知部106執(zhí)行輔助性的處理。
[0059]當(dāng)利用引導(dǎo)功能時，將磁性傳感器8安裝于超聲波的發(fā)送接收所使用的超聲波探頭2 (以下，稱為使用對象的超聲波探頭2)，并且為了確保準(zhǔn)確的位置(X，y, z)以及朝向(Θ X，Θ y，Θ z)的檢測，將發(fā)射機(jī)7配置在該超聲波探頭2的使用范圍的附近。另外，作為引導(dǎo)的準(zhǔn)備作業(yè)，進(jìn)行腫瘤等目標(biāo)的設(shè)定、使體數(shù)據(jù)161與超聲波探頭2的軸(角度)對準(zhǔn)的軸對準(zhǔn)、使軸對準(zhǔn)后的坐標(biāo)中的I點(diǎn)彼此對準(zhǔn)的標(biāo)記對準(zhǔn)。另外，在本實(shí)施方式中，在進(jìn)行該準(zhǔn)備作業(yè)時，設(shè)為使用對象的超聲波探頭2與安裝于該超聲波探頭2的磁性傳感器8的組合是既知的。
[0060]在目標(biāo)的設(shè)定中，操作者通過操作輸入裝置5來指定體數(shù)據(jù)161所包含腫瘤等的中心位置以及范圍。如果進(jìn)行該操作，則主處理部100進(jìn)行用于將該指定的中心位置以及范圍的坐標(biāo)設(shè)定為目標(biāo)的處理。
[0061]在軸對準(zhǔn)中，操作者將使用對象的超聲波探頭2放置為與被檢體P的體軸垂直(Axial面方向)，通過輸入裝置5的操作來指示軸對準(zhǔn)的實(shí)施。根據(jù)該指示，主處理部100進(jìn)行用于將安裝于該超聲波探頭2的磁性傳感器8的3軸X、Y、Z與體數(shù)據(jù)161的3軸對準(zhǔn)的處理。
[0062]在標(biāo)記對準(zhǔn)中，操作者通過輸入裝置5的操作，來指定根據(jù)通過向使用對象的超聲波探頭2發(fā)送接收超聲波而得到的超聲波圖像以及體數(shù)據(jù)161而生成的參照圖像的雙方所描繪出的特征部分。根據(jù)進(jìn)行了該指定的情況，主處理部100進(jìn)行用于將體數(shù)據(jù)161和磁性傳感器8的坐標(biāo)建立關(guān)聯(lián)的處理。
[0063]如果經(jīng)過以上那樣的準(zhǔn)備處理，則能夠根據(jù)體數(shù)據(jù)161生成與基于超聲波探頭2的超聲波圖像相同的剖面所涉及的參照圖像，并將使用對象的超聲波探頭2向目標(biāo)引導(dǎo)。
[0064]在準(zhǔn)備處理結(jié)束之后，顯示處理部101例如如圖4所示，將包含實(shí)時的超聲波圖像201、和根據(jù)體數(shù)據(jù)161生成的參照圖像202的引導(dǎo)畫面200顯示于顯示器4。
[0065]顯示處理部101通過圖像生成部14生成使用對象的超聲波探頭2所涉及的超聲波圖像數(shù)據(jù)，每當(dāng)將該超聲波圖像數(shù)據(jù)存儲于圖像存儲器15時，通過基于該超聲波圖像數(shù)據(jù)的圖像置換超聲波圖像201。由此，實(shí)況顯示描繪出被檢體P的體內(nèi)的超聲波圖像201。另外，顯示處理部101基于安裝于使用對象的超聲波探頭2的磁性傳感器8的位置(X，y,z)以及朝向(θχ，ΘΥ, ΘΖ)，根據(jù)體數(shù)據(jù)161生成與超聲波圖像201對應(yīng)的剖面的二維圖像數(shù)據(jù)，通過基于該二維圖像數(shù)據(jù)的圖像置換參照圖像202。由此，超聲波圖像201和參照圖像202連動。另外，當(dāng)在超聲波圖像201以及參照圖像202中描繪出所設(shè)定的目標(biāo)時，顯示處理部101在兩圖像201，202上添加標(biāo)記等，強(qiáng)調(diào)該目標(biāo)。
[0066][超聲波探頭的切換以及磁性傳感器的選定]
[0067]在正在進(jìn)行使用上述那樣的引導(dǎo)功能的診斷、治療中，有時產(chǎn)生在超聲波探頭2a~2d之間切換使用對象的超聲波探頭2的需要。例如，當(dāng)實(shí)施RFA療法時，一般通過能夠得到以良好的分辨率以及對比度從淺部到深部描繪出的圖像的大口徑的凸型探頭進(jìn)行上述的準(zhǔn)備作業(yè)，由小口徑的凸型探頭進(jìn)行之后的穿刺。
`[0068]每當(dāng)切換使用對象的超聲波探頭2，操作者操作輸入裝置5，從超聲波探頭2a~2d之中指定切換后所使用的探頭。該指定例如也可以通過將與探頭連接器10的各連接端子對應(yīng)的按鈕設(shè)置于輸入裝置5，操作這些按鈕來進(jìn)行。
[0069]如果指定切換后所使用的超聲波探頭2，則探頭切換部102指示發(fā)送接收部11，以使得將成為驅(qū)動脈沖以及反射波信號的輸入輸出目的地的超聲波探頭2設(shè)定為該指定的超聲波探頭2。在接受了該指示之后，發(fā)送接收部11向該指定的超聲波探頭2依次供給驅(qū)動脈沖而產(chǎn)生超聲波，并且依次接收來自該超聲波探頭2的反射波信號而生成反射波數(shù)據(jù)。經(jīng)由B模式處理部12以及圖像生成部14生成基于該反射波數(shù)據(jù)的超聲波圖像數(shù)據(jù)，并存儲于圖像存儲器15。從而，引導(dǎo)畫面200所顯示的超聲波圖像201也成為使用該切換后的超聲波探頭2而得到的圖像。
[0070]當(dāng)切換使用對象的超聲波探頭2時，需要超聲波診斷裝置I識別安裝于切換后的超聲波探頭2的磁性傳感器8。在本實(shí)施方式中，當(dāng)切換使用對象的超聲波探頭2時，通過由控制部18，特別地，由位置記錄部103、直方圖生成部104、傳感器選定部105、以及通知部106執(zhí)行圖5、圖6的流程圖所示的處理，來使該識別所涉及的步驟自動化。
[0071]以下，針對這些流程圖進(jìn)行說明。另外，作為前提，設(shè)為位置信息取得裝置6周期性地計(jì)算各磁性傳感器8a~8d所有的位置(X, y, z)、朝向(Θ X，Θ y, θζ)以及QI值，并向超聲波診斷裝置I的裝置主體3發(fā)送。[0072]在圖5的流程圖中，首先，位置記錄部103通過接口部17將從位置信息取得裝置6接收的各磁性傳感器8a~8d的位置(X, y, z)、朝向(Θ X，Θ y, θζ)以及QI值寫入數(shù)據(jù)庫160 (步驟SI)。
[0073]接著，直方圖生成部104生成在當(dāng)前顯示的超聲波圖像201中定義的規(guī)定區(qū)域所包含的像素的直方圖數(shù)據(jù)(步驟S2)。該直方圖數(shù)據(jù)是表示每個亮度的像素?cái)?shù)的分布的數(shù)據(jù)。上述規(guī)定區(qū)域例如是預(yù)先定義于超聲波發(fā)送的焦點(diǎn)附近、顯示圖像的中心部附近的區(qū)域、或者由操作者任意地設(shè)定的ROI等區(qū)域。
[0074]也可以將基于由步驟S2生成的直方圖數(shù)據(jù)的直方圖顯示于引導(dǎo)畫面200。圖7、圖8表示顯示出基于直方圖數(shù)據(jù)的直方圖203的引導(dǎo)畫面200的一個例子。圖7、圖8中的矩形虛線204表示上述規(guī)定區(qū)域。直方圖203的橫軸是亮度，縱軸是像素?cái)?shù)。圖7所示的引導(dǎo)畫面200是在未使使用對象的超聲波探頭2接近被檢體P的體表面的狀態(tài)下顯示的畫面的一個例子。此時，由于幾乎沒有得到來自視野內(nèi)的反射波，因此，超聲波圖像201整體上成為最低亮度的圖像。從而，在直方圖203中幾乎不能看到像素?cái)?shù)的分布。另一方面，圖8所示的引導(dǎo)畫面200是在使使用對象的超聲波探頭2與被檢體P的體表面接觸的狀態(tài)下顯示的畫面的一個例子。此時，由于從視野內(nèi)得到良好的反射波，因此，超聲波圖像201整體上成為高亮度的圖像。從而，在直方圖203中出現(xiàn)清晰的像素?cái)?shù)的分布。
[0075]在步驟S2之后，直方圖生成部104根據(jù)通過這次的步驟S2生成的直方圖數(shù)據(jù)、和通過前次的步驟S2生成的直方圖數(shù)據(jù)，判定處于沒有與被檢體P的體表面接觸的狀態(tài)的使用對象的超聲波探頭2是否移動到與被檢體P的體表面接觸(步驟S3)。另外，在開始圖5的流程圖所示的處理的起初，不存在前次的直方圖數(shù)據(jù)。此時，直方圖生成部104判定為使用對象的超聲波探頭2沒有移動到與被檢體P的體表面接觸(步驟S3否定)，再次執(zhí)行步驟S1、S2。
[0076]在步驟S3中的判定中，例如，能夠使用根據(jù)直方圖數(shù)據(jù)求得的平均亮度值。即，直方圖生成部104計(jì)算這次生成的直方圖數(shù)據(jù)的平均亮度值BI和前次生成的直方圖數(shù)據(jù)的平均亮度值B2，對這些的差分ΛΒ (=Bl — B2)和預(yù)先確定的閾值Bs進(jìn)行比較。閾值Bs是劃分能夠判定為處于未與被檢體P的體表面接觸的狀態(tài)的使用對象的超聲波探頭2與被檢體P的體表面接觸或者接近的情況或者不是這樣的情況的值。閾值Bs的具體的值根據(jù)實(shí)驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)、或者理論來確定。上述比較的結(jié)果，如果ΛΒ≤Bs成立，則直方圖生成部104判定為使用對象的超聲波探頭2沒有移動到與被檢體P的體表面接觸(步驟S3的“否”)。此時，再次執(zhí)行步驟S1、S2。
[0077]另一方面，如果ΛΒ > Bs成立，則直方圖生成部104判定為使用對象的超聲波探頭2移動到與被檢體P的體表面接觸(步驟S3的“是”)。此時，傳感器選定部105執(zhí)行傳感器選定處理(步驟S4)。
[0078]在傳感器選定處理中，傳感器選定部105按照圖6的流程圖進(jìn)行動作。即，首先，傳感器選定部105在使用對象的超聲波探頭2與被檢體P的體表面接觸時，確定位置(X，y,z)以及朝向(θχ，ΘΥ, ΘΖ)的至少一方發(fā)生變化的磁性傳感器8 (步驟S41)。具體而言，傳感器選定部105參照數(shù)據(jù)庫160，在用于得到作為緊接之前的步驟S2中的直方圖數(shù)據(jù)的生成源的超聲波圖像數(shù)據(jù)的超聲波發(fā)送接收時附近，確定位置(X，1，ζ)變化預(yù)先確定的距離Ds以上、或者角度Θ X，Θ y，Θ Z的至少一個變化預(yù)先確定的角度Θ S以上的磁性傳感器8。距離Ds以及角度Θ s是劃分能夠判定為磁性傳感器8與使用對象的超聲波探頭2 —起移動的情況和不能判定的情況的閾值。距離Ds以及角度Θ s的具體的值根據(jù)實(shí)驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)、或者理論來確定即可。
[0079]接著，傳感器選定部105判定在步驟S41中是否能夠確定至少I個磁性傳感器8(步驟S42)。如果能夠確定至少I個(步驟S42的“是”)，則傳感器選定部105判定能夠確定的磁性傳感器8是否只有I個(步驟S43)。當(dāng)能夠確定的磁性傳感器8只有I個時(步驟S43的“是”)，則傳感器選定部105將該磁性傳感器8選定為安裝于使用對象的超聲波探頭2的磁性傳感器(步驟S44)。
[0080]另一方面，當(dāng)在步驟S41中能夠確定的磁性傳感器8存在多個時(步驟S43的“否”)，傳感器選定部105從這些磁性傳感器8中選定I個(步驟S45)。具體而言，傳感器選定部105參照數(shù)據(jù)庫160，將在用于得到作為緊接之前的步驟S2中的直方圖數(shù)據(jù)的生成源的超聲波圖像數(shù)據(jù)的超聲波發(fā)送接收時附近QI值最低(最良好的)的磁性傳感器8選定為安裝于使用對象的超聲波探頭2的磁性傳感器。QI值可以使用特定的I個時刻的值，也可以使用規(guī)定時間內(nèi)的值的平均值。
[0081]通過步驟S44或者步驟S45，傳感器選定處理結(jié)束。另外，當(dāng)在步驟S41中不能確定至少一個磁性傳感器8時(步驟S42的“否”)，不選定磁性傳感器8而傳感器選定處理結(jié)束。
[0082]在傳感器選定處理之后，如圖5的流程圖所示，主處理部100判定在傳感器選定處理中是否選定了安裝于使用對象的超聲波探頭2的磁性傳感器8 (步驟S5)。當(dāng)經(jīng)過步驟S44或者步驟S45，傳感器選定處理結(jié)束時，主處理部100判定為選定了磁性傳感器8 (步驟S5的“是”)，將該選定的磁性傳感器8設(shè)定為以后的引導(dǎo)用(步驟S6)。通過步驟S6結(jié)束圖5的流程圖所示的處理。這以后，顯示處理部101基于在步驟S6中設(shè)定的磁性傳感器8的位置(X，y，z)以及朝向(θχ，θy, θζ)，根據(jù)體數(shù)據(jù)161生成與超聲波圖像201對應(yīng)的剖面的二維圖像數(shù)據(jù)，由基于該二維圖像數(shù)據(jù)的圖像置換參照圖像202。
[0083]另外，當(dāng)在傳感器選定處理中沒有選定磁性傳感器8時(步驟S5的“否”)，通知部106通知錯誤(步驟S7)。該通知例如通過將磁性傳感器8沒有正確地安裝于使用對象的超聲波探頭2的意思的消息顯示于顯示器4等來進(jìn)行即可。該通知之后，處理返回步驟SI。此時，如果操作者將使用對象的超聲波探頭2從被檢體P的體表面遠(yuǎn)離，安裝某一磁性傳感器8，使該超聲波探頭2再次與被檢體P的體表面接觸，則通過傳感器選定處理來選定該磁性傳感器8。并且，將所選定的磁性傳感器8設(shè)定為引導(dǎo)用，圖5的流程圖所示的處理結(jié)束。
[0084]如以上說明的那樣，當(dāng)在超聲波探頭2a~2d之間切換使用對象的超聲波探頭2時，本實(shí)施方式所涉及的超聲波診斷裝置I基于根據(jù)各磁性傳感器8a~8d的輸出確定的位置(X，y，Z)以及朝向(Θ X，Θ y, θ Z)的至少一方的變化，從各磁性傳感器8a~8d中選定安裝于通過該切換新成為使用對象的超聲波探頭2的磁性傳感器。如果是這樣的結(jié)構(gòu)，則當(dāng)切換使用對象的超聲波探頭2時，不需要操作者指定安裝于該超聲波探頭2的磁性傳感器8。另外，當(dāng)操作者指定磁性傳感器8時，存在操作者弄錯超聲波探頭2與磁性傳感器8的對應(yīng)關(guān)系而誤診的危險(xiǎn)性，但在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中不會發(fā)生這樣的事態(tài)。
[0085]具體而言，超聲波診斷裝置I將在各磁性傳感器8a~8d中的、根據(jù)其輸出確定的位置(X，y，Z)以及朝向(θχ，ΘΥ, θζ)的至少一方的變化超過預(yù)先確定的閾值的傳感器選定為安裝于使用對象的超聲波探頭2的傳感器。另外，如果存在多個位置(X，y, z)以及朝向(Θ X，ΘΥ, θζ)的至少一方的變化超過上述閾值的傳感器，則超聲波診斷裝置I將根據(jù)這些傳感器的輸出計(jì)算出的QI值為最小的傳感器選定為安裝于使用對象的超聲波探頭2的傳感器。通常，在使使用對象的超聲波探頭2與被檢體P的體表面接觸的狀態(tài)下，為了使安裝于該超聲波探頭2的磁性傳感器8的磁場檢測靈敏度變得良好，配置發(fā)射機(jī)7、周邊設(shè)備。因此，在使用對象的超聲波探頭2與被檢體P的體表面接觸的狀態(tài)下，假設(shè)安裝于該超聲波探頭2的磁性傳感器8所涉及的QI值表示良好的值(低的值)。從而，如本實(shí)施方式那樣，通過考慮QI值，從而能夠準(zhǔn)確地選定安裝于使用對象的超聲波探頭2的磁性傳感器8。
[0086]另外，超聲波診斷裝置I在與超聲波圖像201中的規(guī)定區(qū)域所包含的像素的亮度相關(guān)的直方圖中發(fā)生規(guī)定的變化(超過閾值Bs的平均亮度值的變化)時，將位置(x，y，z)以及朝向(ΘΧ，ΘΥ, ΘΖ)的至少一方發(fā)生變化的磁性傳感器8選定為安裝于使用對象的超聲波探頭2的傳感器。這樣，當(dāng)在直方圖中發(fā)生變化時，假設(shè)使用對象的超聲波探頭2被操作者移動而與被檢體P的體表面接觸等。在該定時中，安裝于該超聲波探頭2的磁性傳感器8應(yīng)該也會移動，因此，通過著眼于該定時中的各磁性傳感器8a~8d的位置(X，y，z)以及朝向(ΘΧ，ΘΥ, ΘΖ)的變化，從而，提高磁性傳感器8的選定的精度。
[0087]另外，超聲波診斷裝置I當(dāng)不能選定安裝于使用對象的超聲波探頭2的磁性傳感器8時通知錯誤。通過該通知，能夠使操作者注意忘記向使用對象的超聲波探頭2安裝磁性傳感器8等情況。
[0088]這樣，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的結(jié)構(gòu)，能夠大大地提高將磁性傳感器8安裝于超聲波探頭2來實(shí)施的診斷、治療等中的便利性。
[0089][變形例]
[0090]另外，在上述實(shí)施方式中公開的結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)行各種變形實(shí)施。
[0091]例如，在上述實(shí)施方式中，示例出了作為對位置(x，y，z)以及朝向(ΘΧ，0y，ΘΖ)進(jìn)行檢測的傳感器而使用磁性傳感器`8的情況。然而，代替磁性傳感器8，也可以使用檢測表示位置(x，y，z)以及朝向(ΘΧ，ΘΥ, ΘΖ)的磁場以外的物理量的傳感器。作為這樣的傳感器，例如，能夠利用輸出與接收的光對應(yīng)的信號的光學(xué)傳感器。
[0092]另外，在上述實(shí)施方式中，示出了在步驟S3的判定中使用根據(jù)直方圖數(shù)據(jù)求得的平均亮度值的情況。然而，在步驟S3的判定中也可以使用平均亮度值以外的參數(shù)。作為這樣的參數(shù)，例如，能夠利用根據(jù)直方圖數(shù)據(jù)求得的方差的值。
[0093]另外，在上述實(shí)施方式中，假設(shè)基于安裝于使用對象的超聲波探頭2的磁性傳感器8的位置(x，y，z)，根據(jù)體數(shù)據(jù)161生成參照圖像202的圖像數(shù)據(jù)。然而，對于超聲波探頭2的磁性傳感器8的安裝位置假設(shè)還依存于超聲波探頭2的形狀等而不同的情況，因此，如果在切換前后的超聲波探頭2中磁性傳感器8的安裝位置不同，則在切換前后在位置(X，y，z)發(fā)生偏移。此時，需要再次執(zhí)行標(biāo)記對準(zhǔn)等準(zhǔn)備作業(yè)。鑒于該點(diǎn)，也可以考慮切換前后的超聲波探頭2中的磁性傳感器8的安裝位置等來校正在引導(dǎo)中使用的位置(X，y, z),不需要再次執(zhí)行準(zhǔn)備作業(yè)。
[0094]另外，超聲波診斷裝置I的裝置主體3所具備的控制部18實(shí)現(xiàn)的主處理部100、顯示處理部101、探頭切換部102、位置記錄部103、直方圖生成部104、傳感器選定部105、以及通知部106的一部分或者全部也可以由位置信息取得裝置6的裝置主體9所具備的控制部92實(shí)現(xiàn)。特別地，當(dāng)使控制部92實(shí)現(xiàn)包含傳感器選定部105的要素時，位置信息取得裝置6作為傳感器選定裝置來發(fā)揮作用。
[0095]雖然說明了本發(fā)明的幾個實(shí)施方式，但這些實(shí)施方式是作為例子提示的，并不意圖限定本發(fā)明的范圍。這些新的實(shí)施方式能夠以其他的各種方式進(jìn)行實(shí)施，在不脫離發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種的省略、置換、變更。這些實(shí)施方式或其變形與包含于發(fā)明的范圍或要旨 中一起，包含于權(quán)利要求書記載的發(fā)明及其均等的范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲波診斷裝置，其特征在于，具備: 探頭切換部，在分別安裝了傳感器的多個超聲波探頭之間，切換在超聲波發(fā)送接收中使用的超聲波探頭，上述傳感器檢測表示規(guī)定空間內(nèi)的位置以及朝向的物理量； 傳感器選定部，當(dāng)通過上述探頭切換部切換了在超聲波發(fā)送接收中使用的超聲波探頭時，基于根據(jù)各上述傳感器的檢測結(jié)果確定的位置以及朝向的至少一方的變化，從各上述傳感器中選定安裝于通過該切換而成為在超聲波發(fā)送接收中使用的超聲波探頭的傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 各上述傳感器檢測磁場發(fā)生源所發(fā)生的磁場作為上述物理量， 上述傳感器選定部將在各上述傳感器中的、根據(jù)其檢測結(jié)果確定的位置以及朝向的至少一方的變化超過預(yù)先確定的閾值的傳感器選定為安裝于通過由上述探頭切換部進(jìn)行的切換而成為在超聲波發(fā)送接收中使用的超聲波探頭的傳感器，當(dāng)存在上述位置以及朝向的至少一方的變化超過上述閾值的多個傳感器時，將表示根據(jù)這些傳感器的檢測結(jié)果導(dǎo)出的磁場的擾動的指標(biāo)為最良好的傳感器選定為安裝于通過該切換而成為在超聲波發(fā)送接收中使用的超聲波探頭的傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 上述超聲波診斷裝置還具備直方圖生成部，上述直方圖生成部生成與超聲波圖像所包含的像素的亮度相關(guān)的直方圖，上述超聲波圖像使用通過由上述探頭切換部進(jìn)行的切換而成為在超聲波發(fā)送接收中使用的超聲波探頭而得到， 當(dāng)在上述直方圖生成部所生成的直方圖中發(fā)生了規(guī)定的變化時，上述傳感器選定部將根據(jù)檢測結(jié)果確定的位置以及朝向的至少一方發(fā)生變化的傳感器選定為安裝于通過由上述探頭切換部進(jìn)行的切換而成為在超聲波發(fā)送接收中使用的超聲波探頭的傳感器。`
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 上述直方圖生成部生成與以下區(qū)域的任一個所包含的像素的亮度相關(guān)的直方圖，這些區(qū)域是:在通過由上述探頭切換部的切換而成為在超聲波發(fā)送接收中使用的超聲波探頭所進(jìn)行的超聲波發(fā)送的焦點(diǎn)附近所設(shè)定的區(qū)域、在上述超聲波圖像的中心部分附近所設(shè)定的區(qū)域、或者由操作者指定的任意區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于。 上述超聲波診斷裝置還具備通知部，該通知部當(dāng)上述傳感器選定部不能選定傳感器時通知錯誤。
6.一種傳感器選定裝置，其特征在于， 上述傳感器選定裝置具備傳感器選定部，當(dāng)在分別安裝了檢測表示規(guī)定空間內(nèi)的位置以及朝向的物理量的傳感器的多個超聲波探頭之間切換在超聲波發(fā)送接收中使用的超聲波探頭時，上述傳感器選定部基于根據(jù)各上述傳感器的檢測結(jié)果確定的位置以及朝向的至少一方的變化，從各上述傳感器中選定安裝于通過該切換成為在超聲波發(fā)送接收中使用的超聲波探頭的傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳感器選定裝置，其特征在于， 各上述傳感器檢測磁場發(fā)生源所發(fā)生的磁場作為上述物理量， 上述傳感器選定部將在各上述傳感器中的根據(jù)其檢測結(jié)果所確定的位置以及朝向的至少一方的變化超過預(yù)先確定的閾值的傳感器選定為安裝于通過上述切換成為在超聲波發(fā)送接收中使用的超聲波探頭的傳感器，當(dāng)存在上述位置以及朝向的至少一方的變化超過上述閾值的多個傳感器時，將表示根據(jù)這些傳感器的檢測結(jié)果導(dǎo)出的磁場的擾動的指標(biāo)為最良好的傳感器選定為安裝于通過上述切換成為在超聲波發(fā)送接收中使用的超聲波探頭的傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳感器選定裝置，其特征在于， 上述傳感器選定裝置還具備直方圖生成部，上述直方圖生成部生成與超聲波圖像所包含的像素的亮度相關(guān)的直方圖，上述超聲波圖像使用通過上述切換成為在超聲波發(fā)送接收中使用的超聲波探頭而得到， 當(dāng)在上述直方圖生成部所生成的直方圖中發(fā)生了規(guī)定的變化時，上述傳感器選定部將根據(jù)檢測結(jié)果確定的位置以及朝向的至少一方發(fā)生變化的傳感器選定為安裝于通過上述切換成為在超聲波發(fā)送接收中使用的超聲波探頭的傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳感器選定裝置，其特征在于， 上述直方圖生成部生成與以下區(qū)域的任一個所包含的像素的亮度相關(guān)的直方圖，這些區(qū)域是:在由通過上述切換成為在超聲波發(fā)送接收中使用的超聲波探頭來進(jìn)行的超聲波發(fā)送的焦點(diǎn)附近所設(shè)定的區(qū)域、在上述超聲波圖像的中心部分附近所設(shè)定的區(qū)域、或者由操作者指定的任意區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳感器選定裝置，其特征在于， 上述傳感器選定裝置還具備通知部，該通知部當(dāng)上述傳感器選定部不能選定傳感器時通知錯誤。`
【文檔編號】A61B8/00GK103635142SQ201380000777
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月29日
【發(fā)明者】米山直樹 申請人:株式會社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社