專利名稱：超聲波圖像診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對被檢體進行三維超聲波掃描來進行觀察和檢查的超聲波圖像診斷裝置。
背景技術(shù)：
以往，使用以下超聲波圖像診斷裝置，即把在前端部內(nèi)具有超聲波探頭的超聲波探測器插入到體腔內(nèi)，通過從超聲波探頭收發(fā)超聲波，取得活體臟器的超聲波圖像來進行診斷。
作為進行診斷的活體臟器之一有前列腺，然而在該前列腺的診斷中，不僅其形狀，而且體積也成為重要的診斷要素。
因此，在例如日本國特開2001-178725號公報中，采用了一種方法，即通過指定在超聲波斷層圖像上正交的2軸，根據(jù)該軸算出旋轉(zhuǎn)橢圓的體積。
然而，在上述日本國特開2001-178725號的方法中，由于終究是在1個平面上的測定，因而不能指定與該平面垂直的(深度)方向，測量誤差大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述情況而作成的，本發(fā)明的目的是提供可簡便且精度良好地測定關(guān)心組織的超聲波圖像診斷裝置。
本發(fā)明的超聲波圖像診斷裝置對被檢體進行三維超聲波掃描，使用通過上述超聲波掃描所取得的三維區(qū)域的超聲波數(shù)據(jù)，可顯示上述被檢體的任意的第1斷層圖像、以及與上述第1斷層圖像面垂直的第2斷層圖像，其特征在于，該超聲波圖像診斷裝置構(gòu)成為具有測量線設(shè)定單元，其將成為測量對象的線段在上述第1斷層圖像上設(shè)定2個系統(tǒng)，并在上述第2斷層圖像上設(shè)定1個系統(tǒng)；測量單元，其根據(jù)由上述測量線設(shè)定單元所設(shè)定的上述線段進行體積測量；以及顯示單元，其顯示由上述測量單元所取得的測量結(jié)果和測定范圍。
根據(jù)本發(fā)明，具有可簡便且精度良好地測定關(guān)心組織的效果。


圖1是示出本發(fā)明的實施例1的超聲波圖像診斷裝置的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是示出根據(jù)存儲在圖1的存儲裝置內(nèi)的三維回波數(shù)據(jù)由圖像處理電路所加工的圖像(將徑向剖面和線性剖面展開顯示的圖像)的圖。
圖3是示出在圖2的顯示中對徑向剖面進行下半圓顯示(僅顯示從中心起的下半部分)來映現(xiàn)特定組織(例如前列腺)的狀態(tài)的圖。
圖4是對測量圖3的特定組織的體積的過程進行說明的第1圖。
圖5是對測量圖3的特定組織的體積的過程進行說明的第2圖。
圖6是對測量圖3的特定組織的體積的過程進行說明的第3圖。
圖7是對測量圖3的特定組織的體積的過程進行說明的第4圖。
圖8是對測量圖3的特定組織的體積的過程進行說明的第5圖。
圖9是對測量圖3的特定組織的體積的過程進行說明的第6圖。
圖10是對測量圖3的特定組織的體積的過程進行說明的第7圖。
圖11是對測量圖3的特定組織的體積的過程進行說明的第8圖。
圖12是對圖4至圖11的過程中的體積測量運算進行說明的第1圖。
圖13是對圖4至圖11的過程中的體積測量運算進行說明的第2圖。
圖14是對圖4至圖11的過程中的體積測量運算進行說明的第3圖。
圖15是對圖4至圖11的過程中的體積測量運算進行說明的第4圖。
圖16是對圖4至圖11的過程中的體積測量運算進行說明的第5圖。
圖17是對圖4至圖11的過程中的體積測量運算進行說明的第6圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施例進行描述。
(實施例1)圖1至圖17涉及本發(fā)明的實施例1，圖1是示出超聲波圖像診斷裝置的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，圖2是示出根據(jù)存儲在圖1的存儲裝置內(nèi)的三維回波數(shù)據(jù)由圖像處理電路所加工的圖像(將徑向剖面和線性剖面展開顯示的圖像)的圖，圖3是示出在圖2的顯示中對徑向剖面進行下半圓顯示(僅顯示從中心起的下半部分)來映現(xiàn)特定組織(例如前列腺)的狀態(tài)的圖，圖4是對測量圖3的特定組織的體積的過程進行說明的第1圖，圖5是對測量圖3的特定組織的體積的過程進行說明的第2圖，圖6是對測量圖3的特定組織的體積的過程進行說明的第3圖，圖7是對測量圖3的特定組織的體積的過程進行說明的第4圖，圖8是對測量圖3的特定組織的體積的過程進行說明的第5圖，圖9是對測量圖3的特定組織的體積的過程進行說明的第6圖，圖10是對測量圖3的特定組織的體積的過程進行說明的第7圖，圖11是對測量圖3的特定組織的體積的過程進行說明的第8圖，圖12是對圖4至圖11的過程中的體積測量運算進行說明的第1圖，圖13是對圖4至圖11的過程中的體積測量運算進行說明的第2圖，圖14是對圖4至圖11的過程中的體積測量運算進行說明的第3圖，圖15是對圖4至圖11的過程中的體積測量運算進行說明的第4圖，圖16是對圖4至圖11的過程中的體積測量運算進行說明的第5圖，圖17是對圖4至圖11的過程中的體積測量運算進行說明的第6圖。
如圖1所示，本實施例的超聲波圖像診斷裝置100主要由以下構(gòu)成，即超聲波三維探測器(以下記為超聲波3D探測器)1，其在未作圖示的插入部的前端部具有超聲波振子15(參照圖2)，通過在驅(qū)動收發(fā)部1a中使用超聲波振子15收發(fā)超聲波，可取得作為模擬信號的三維回波信號；圖像處理裝置2，其具有根據(jù)由該超聲波3D探測器1所取得的三維回波數(shù)據(jù)進行各種圖像處理的后述的測量線設(shè)定單元和測量單元；作為顯示單元的監(jiān)視器3，其進行由該圖像處理裝置2所處理的圖像處理后的圖像顯示；以及輸入裝置4(鍵盤、鼠標(biāo)、軌跡球等)，其與上述圖像處理裝置2連接，進行操作和指示等。
上述超聲波3D探測器1由手術(shù)者(醫(yī)生等)插入到被檢者的體內(nèi)，例如胃、食道、大腸等的管腔狀臟器內(nèi)。然后，在利用驅(qū)動收發(fā)部1a使例如設(shè)置在前端部的超聲波振子15驅(qū)動的同時使其旋轉(zhuǎn)，進行徑向掃描，或者使其朝縱軸方向進退來進行線性掃描，或者進行使徑向掃描和線性掃描組合的螺旋狀的螺旋掃描，在收發(fā)超聲波的同時，取得管腔狀的三維回波，將其作為電模擬信號即三維回波信號傳送到圖像處理裝置2。
上述圖像處理裝置2主要由以下構(gòu)成，即信號處理電路6，其對從上述超聲波3D探測器1所傳送的三維回波信號實施包絡(luò)線檢波、對數(shù)放大、A/D轉(zhuǎn)換、掃描轉(zhuǎn)換等的信號處理作為數(shù)字三維回波數(shù)據(jù)，構(gòu)成測量線設(shè)定單元的一部分；存儲器7，其存儲由該信號處理電路6轉(zhuǎn)換的至少1組以上的多個三維回波數(shù)據(jù)；大容量的記錄裝置8；控制電路9，其進行來自上述輸入裝置4的輸入輸出信號的控制；圖像處理電路10，其根據(jù)存儲在上述存儲器7內(nèi)的三維回波數(shù)據(jù)，進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等的圖像處理，如圖2所示構(gòu)成用于構(gòu)建剖面展開圖的測量線設(shè)定單元的一部分；顯示電路11，其把由該圖像處理電路10所處理的超聲波三維圖像轉(zhuǎn)換成視頻信號，可將其顯示在上述監(jiān)視器3上；CPU 12，其進行這些存儲器7、記錄裝置8以及各電路6、9、10、11的控制，并存儲有執(zhí)行在進行后述的“體積測量”時的運算的測量單元；以及數(shù)據(jù)傳送總線(以下稱為總線)13，其使該CPU 12、上述存儲器7、記錄裝置8以及各電路6、9、10、11的各部分連接來進行圖像數(shù)據(jù)等的收發(fā)。
圖2是示出根據(jù)存儲在上述存儲裝置7內(nèi)的三維回波數(shù)據(jù)由圖像處理電路10所加工的圖，是將與超聲波3D探測器1的縱軸方向垂直的第1剖面(徑向剖面)和與之并列的第2剖面(線性剖面)展開后的DPR(Dual Plane Reconstruction雙平面重建)顯示。
圖3示出在上述DPR顯示中將徑向剖面進行下半圓顯示(僅顯示從中心起的下半部分)來映現(xiàn)特定組織(例如前列腺)的狀態(tài)，圖3中的符號16表示的梨皮狀部分(陰影部分)是該特定組織。
下面，使用圖4至圖11對手術(shù)者實際測量圖3中的特定組織16的體積的過程進行說明。
在該特定組織16在第1剖面和第2剖面上的形狀顯示在監(jiān)視器3上的狀態(tài)下，手術(shù)者使用輸入裝置4進行測量指示。這樣，在上述圖像處理電路10中，構(gòu)建用于根據(jù)存儲在上述存儲器7內(nèi)的三維回波數(shù)據(jù)和這些輸入指示來進行特定組織16的測量的圖4所示的特定組織測量用超聲波三維圖像(以下稱為測量用圖像)，經(jīng)由顯示電路11顯示在監(jiān)視器3的畫面上。
然后，當(dāng)手術(shù)者在測量用圖像上識別出特定組織16時，使用輸入裝置4從測量項目中選擇決定“距離測量”。
這樣，在CPU 12中，在測量用圖像上，如圖4所示，把測徑器51重疊顯示在第1剖面像中央。
這里，當(dāng)利用主輸入裝置4來使測徑器51移動到特定組織16的一端(參照圖5)進行確定時，在第1剖面像中央出現(xiàn)與上述測徑器51形狀相同的激活的測徑器52。同時通過將確定了位置的測徑器51的尺寸減小一圈，從而與激活的測徑器52加以區(qū)別。然后，使測徑器52移動到與測徑器1大致相反側(cè)的特定組織16的一端(圖6)，進行決定，從而顯示測徑器51與測徑器52之間的線段x的距離。
并且，當(dāng)使用輸入裝置4新選擇了第2系統(tǒng)的“距離測量”時，與第1系統(tǒng)的測徑器形狀不同的測徑器53出現(xiàn)在第1剖面像中央，手術(shù)者使其通過上述線段x的中點，使測徑器53移動到與線段x垂直的直線上且與特定組織16的邊界相交的一端附近(圖7)，進行確定。在確定的同時，由于在第1剖面像中央出現(xiàn)與上述測徑器53形狀相同的激活的測徑器54，因而與線段x一樣，使測徑器54移動到特定組織16的另一端(圖8)，進行決定，從而顯示線段y的距離。
最后，當(dāng)使用輸入裝置4新選擇了第三系統(tǒng)的“距離測量”時，與第1和第2系統(tǒng)的測徑器形狀不同的測徑器55出現(xiàn)在第1剖面像中央，手術(shù)者通過操作上述輸入電路14，使測徑器55移動到第2剖面像側(cè)的與特定組織16的邊界相交的一端附近(圖9)，進行確定。在確定的同時，由于在第2剖面像中央出現(xiàn)與上述測徑器55相同形狀的激活的測徑器56，因而使其移動到特定組織16的另一端(圖10)，進行決定，從而顯示線段z的距離，并顯示體積測量(近似旋轉(zhuǎn)橢圓體)結(jié)果(圖11)。
下面，參照圖12至圖17對上述體積測量運算進行說明。
(1)在進行了2系統(tǒng)輸入的第1剖面(徑向剖面)上，把距離長的系統(tǒng)作為長軸(在該情況下為測量線段b)。把另一系統(tǒng)作為假短軸。考慮與長軸垂直的直線d(參照圖12)。
(2)進行從假短軸到與長軸垂直的直線d的投影，決定短軸長度(參照圖13)。
(3)決定在長軸的垂直2等分線上且在(2)所決定的長度的短軸e。決定與所決定的長軸b和短軸e外接的旋轉(zhuǎn)橢圓f(參照圖14)。
(4)考慮在線性剖面中徑向分割線上的以旋轉(zhuǎn)橢圓f的長軸b和短軸e的交點O的高度位置O’為中心的短軸e的長度部分的線段g(參照圖15在線性剖面2系統(tǒng)和徑向剖面1系統(tǒng)輸入的情況下，考慮中心位置的高度是交點O、高度方向的寬度與短軸長度相同的矩形區(qū)域g’)。
(5)如果線段g與測量線段c交叉(或者在區(qū)域g’(高度方向的寬度與短軸相同，高度方向的中心O’與O的高度相同，橫方向的中心與線性分割線相同，寬度與短軸相同)內(nèi)包含有測量線段c的端點而與線性分割線上的線段g”交叉)，則為橢圓測量對象(參照圖16)。
(6)考慮測量線段c、以及與c相互垂直2等分且具有與短軸相同長度的第3軸h?？紤]測量線段c以及以第3軸h為軸的旋轉(zhuǎn)橢圓i(參照圖17)。
(7)體積推測值V算出用的各軸長a’長軸長度，b’短軸長度，c’測量線段c的長度，顯示算出結(jié)果如下V＝(4π/3)×(a’/2)×(b’/2)×(c’/2)(8)橢圓的顯示把旋轉(zhuǎn)橢圓f和旋轉(zhuǎn)橢圓i顯示在畫面上。
另外，當(dāng)進行橢圓顯示時，還有必要全部滿足以下(a)和(b)的條件。
(a)徑向剖面2系統(tǒng)、線性剖面1系統(tǒng)的情況·短軸和長軸的任意一方與螺旋分割線相交。
·線性剖面系統(tǒng)與徑向分割線相交。
(b)線性剖面2系統(tǒng)、徑向剖面1系統(tǒng)的情況·短軸和長軸的任意一方與徑向分割相交。
以上，根據(jù)本實施例，可取得以下1)～4)的效果。
1)由于可在三維圖像上指定測量范圍，因而測量容易且可高精度進行。
2)由于可按照進行距離測量的感覺進行體積測量，因而操作性不繁雜。
3)在進行距離測量的同時，可進行體積測量。
4)通過顯示體積測量范圍，可視覺識別測定范圍。
本發(fā)明不限于上述實施例，可在不改變本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)進行各種變更、改變等。
權(quán)利要求
1.一種超聲波圖像診斷裝置，該裝置對被檢體進行三維超聲波掃描，使用通過上述超聲波掃描所取得的三維區(qū)域的超聲波數(shù)據(jù)，可顯示上述被檢體的任意的第1斷層圖像、以及與上述第1斷層圖像面垂直的第2斷層圖像，其特征在于，該超聲波圖像診斷裝置具有測量線設(shè)定單元，其將成為測量對象的線段在上述第1斷層圖像上設(shè)定2個系統(tǒng)，并在上述第2斷層圖像上設(shè)定1個系統(tǒng)；測量單元，其根據(jù)由上述測量線設(shè)定單元所設(shè)定的上述線段進行體積測量；以及顯示單元，其顯示由上述測量單元所取得的測量結(jié)果和測定范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波圖像診斷裝置，其特征在于，上述測量單元根據(jù)由上述測量線設(shè)定單元所設(shè)定的上述線段，使用旋轉(zhuǎn)橢圓體進行體積測量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波圖像診斷裝置，其特征在于，上述測量單元測量由上述測量線設(shè)定單元所設(shè)定的上述線段的長度(距離)并進行體積測量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波圖像診斷裝置，其特征在于，該裝置具有測量判斷單元，其根據(jù)由上述測量線設(shè)定單元所設(shè)定的上述線段的輸入條件，判斷可否進行體積測量；只有當(dāng)由上述測量判斷單元判斷為可進行體積測量時，才在上述測量單元中進行體積測量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波圖像診斷裝置，其特征在于，上述線段的輸入條件是(1)上述第1斷層圖像上的2個系統(tǒng)中的至少一方與上述第2斷層圖像面相交；以及(2)上述第2斷層圖像上的線段與上述第1斷層圖像面相交。
全文摘要
超聲波圖像診斷裝置。本發(fā)明的圖像處理裝置主要由以下部分構(gòu)成，即信號處理電路，其對從超聲波3D探測器(1)所傳送的三維回波信號實施信號處理；存儲器，其存儲由信號處理電路(6)轉(zhuǎn)換的至少1組以上的多個三維回波數(shù)據(jù)；大容量的記錄裝置；控制電路，其進行來自輸入裝置的輸入輸出信號的控制；圖像處理電路，其根據(jù)存儲在存儲器內(nèi)的三維回波數(shù)據(jù)，進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等的圖像處理；顯示電路，其顯示由圖像處理電路所處理的超聲波三維圖像；以及CPU，其執(zhí)行在進行“體積測量”時的運算，該圖像處理裝置簡便且精度良好地測定關(guān)心組織。
文檔編號G01S7/52GK1956681SQ200580016540
公開日2007年5月2日 申請日期2005年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月24日
發(fā)明者吉村武浩 申請人:奧林巴斯株式會社