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(duì)被檢體進(jìn)行三維超聲波掃描來進(jìn)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?jī)?nèi)具有超聲波探頭的超聲波探測(cè)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(jìn)行診斷。
作為進(jìn)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(guó)特開2001-178725號(hào)公報(bào)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(guó)特開2001-178725號(hào)的方法中，由于終究是在1個(gè)平面上的測(cè)定，因而不能指定與該平面垂直的(深度)方向，測(cè)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(jiǎn)便且精度良好地測(cè)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(duì)被檢體進(jìn)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(cè)量線設(shè)定單元，其將成為測(cè)量對(duì)象的線段在上述第1斷層圖像上設(shè)定2個(gè)系統(tǒng)，并在上述第2斷層圖像上設(shè)定1個(gè)系統(tǒng)；測(cè)量單元，其根據(jù)由上述測(cè)量線設(shè)定單元所設(shè)定的上述線段進(jìn)行體積測(cè)量；以及顯示單元，其顯示由上述測(cè)量單元所取得的測(cè)量結(jié)果和測(cè)定范圍。
根據(jù)本發(fā)明，具有可簡(jiǎn)便且精度良好地測(cè)定關(guān)心組織的效果。


圖1是示出本發(fā)明的實(shí)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(chǔ)在圖1的存儲(chǔ)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(duì)徑向剖面進(jìn)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(duì)測(cè)量圖3的特定組織的體積的過程進(jìn)行說明的第1圖。
圖5是對(duì)測(cè)量圖3的特定組織的體積的過程進(jìn)行說明的第2圖。
圖6是對(duì)測(cè)量圖3的特定組織的體積的過程進(jìn)行說明的第3圖。
圖7是對(duì)測(cè)量圖3的特定組織的體積的過程進(jìn)行說明的第4圖。
圖8是對(duì)測(cè)量圖3的特定組織的體積的過程進(jìn)行說明的第5圖。
圖9是對(duì)測(cè)量圖3的特定組織的體積的過程進(jìn)行說明的第6圖。
圖10是對(duì)測(cè)量圖3的特定組織的體積的過程進(jìn)行說明的第7圖。
圖11是對(duì)測(cè)量圖3的特定組織的體積的過程進(jìn)行說明的第8圖。
圖12是對(duì)圖4至圖11的過程中的體積測(cè)量運(yùn)算進(jìn)行說明的第1圖。
圖13是對(duì)圖4至圖11的過程中的體積測(cè)量運(yùn)算進(jìn)行說明的第2圖。
圖14是對(duì)圖4至圖11的過程中的體積測(cè)量運(yùn)算進(jìn)行說明的第3圖。
圖15是對(duì)圖4至圖11的過程中的體積測(cè)量運(yùn)算進(jìn)行說明的第4圖。
圖16是對(duì)圖4至圖11的過程中的體積測(cè)量運(yùn)算進(jìn)行說明的第5圖。
圖17是對(duì)圖4至圖11的過程中的體積測(cè)量運(yùn)算進(jìn)行說明的第6圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。
(實(shí)施例1)圖1至圖17涉及本發(fā)明的實(shí)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(chǔ)在圖1的存儲(chǔ)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(duì)徑向剖面進(jìn)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(duì)測(cè)量圖3的特定組織的體積的過程進(jìn)行說明的第1圖，圖5是對(duì)測(cè)量圖3的特定組織的體積的過程進(jìn)行說明的第2圖，圖6是對(duì)測(cè)量圖3的特定組織的體積的過程進(jìn)行說明的第3圖，圖7是對(duì)測(cè)量圖3的特定組織的體積的過程進(jìn)行說明的第4圖，圖8是對(duì)測(cè)量圖3的特定組織的體積的過程進(jìn)行說明的第5圖，圖9是對(duì)測(cè)量圖3的特定組織的體積的過程進(jìn)行說明的第6圖，圖10是對(duì)測(cè)量圖3的特定組織的體積的過程進(jìn)行說明的第7圖，圖11是對(duì)測(cè)量圖3的特定組織的體積的過程進(jìn)行說明的第8圖，圖12是對(duì)圖4至圖11的過程中的體積測(cè)量運(yùn)算進(jìn)行說明的第1圖，圖13是對(duì)圖4至圖11的過程中的體積測(cè)量運(yùn)算進(jìn)行說明的第2圖，圖14是對(duì)圖4至圖11的過程中的體積測(cè)量運(yùn)算進(jìn)行說明的第3圖，圖15是對(duì)圖4至圖11的過程中的體積測(cè)量運(yùn)算進(jìn)行說明的第4圖，圖16是對(duì)圖4至圖11的過程中的體積測(cè)量運(yùn)算進(jìn)行說明的第5圖，圖17是對(duì)圖4至圖11的過程中的體積測(cè)量運(yùn)算進(jìn)行說明的第6圖。
如圖1所示，本實(shí)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(cè)器(以下記為超聲波3D探測(cè)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?qǐng)D2)，通過在驅(qū)動(dòng)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(hào)的三維回波信號(hào)；圖像處理裝置2，其具有根據(jù)由該超聲波3D探測(cè)器1所取得的三維回波數(shù)據(jù)進(jìn)行各種圖像處理的后述的測(cè)量線設(shè)定單元和測(cè)量單元；作為顯示單元的監(jiān)視器3，其進(jìn)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(jìn)行操作和指示等。
上述超聲波3D探測(cè)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(dòng)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(dòng)的同時(shí)使其旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行徑向掃描，或者使其朝縱軸方向進(jìn)退來進(jìn)行線性掃描，或者進(jìn)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(shí)，取得管腔狀的三維回波，將其作為電模擬信號(hào)即三維回波信號(hào)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(hào)處理電路6，其對(duì)從上述超聲波3D探測(cè)器1所傳送的三維回波信號(hào)實(shí)施包絡(luò)線檢波、對(duì)數(shù)放大、A/D轉(zhuǎn)換、掃描轉(zhuǎn)換等的信號(hào)處理作為數(shù)字三維回波數(shù)據(jù)，構(gòu)成測(cè)量線設(shè)定單元的一部分；存儲(chǔ)器7，其存儲(chǔ)由該信號(hào)處理電路6轉(zhuǎn)換的至少1組以上的多個(gè)三維回波數(shù)據(jù)；大容量的記錄裝置8；控制電路9，其進(jìn)行來自上述輸入裝置4的輸入輸出信號(hào)的控制；圖像處理電路10，其根據(jù)存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)器7內(nèi)的三維回波數(shù)據(jù)，進(jìn)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(cè)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(hào)，可將其顯示在上述監(jiān)視器3上；CPU 12，其進(jìn)行這些存儲(chǔ)器7、記錄裝置8以及各電路6、9、10、11的控制，并存儲(chǔ)有執(zhí)行在進(jìn)行后述的“體積測(cè)量”時(shí)的運(yùn)算的測(cè)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(chǔ)器7、記錄裝置8以及各電路6、9、10、11的各部分連接來進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)等的收發(fā)。
圖2是示出根據(jù)存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)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(cè)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(jìn)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(hào)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(duì)手術(shù)者實(shí)際測(cè)量圖3中的特定組織16的體積的過程進(jìn)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(jìn)行測(cè)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(chǔ)在上述存儲(chǔ)器7內(nèi)的三維回波數(shù)據(jù)和這些輸入指示來進(jìn)行特定組織16的測(cè)量的圖4所示的特定組織測(cè)量用超聲波三維圖像(以下稱為測(cè)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(cè)量用圖像上識(shí)別出特定組織16時(shí)，使用輸入裝置4從測(cè)量項(xiàng)目中選擇決定“距離測(cè)量”。
這樣，在CPU 12中，在測(cè)量用圖像上，如圖4所示，把測(cè)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(cè)徑器51移動(dòng)到特定組織16的一端(參照?qǐng)D5)進(jìn)行確定時(shí)，在第1剖面像中央出現(xiàn)與上述測(cè)徑器51形狀相同的激活的測(cè)徑器52。同時(shí)通過將確定了位置的測(cè)徑器51的尺寸減小一圈，從而與激活的測(cè)徑器52加以區(qū)別。然后，使測(cè)徑器52移動(dòng)到與測(cè)徑器1大致相反側(cè)的特定組織16的一端(圖6)，進(jìn)行決定，從而顯示測(cè)徑器51與測(cè)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(cè)量”時(shí)，與第1系統(tǒng)的測(cè)徑器形狀不同的測(cè)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(diǎn)，使測(cè)徑器53移動(dòng)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(jìn)行確定。在確定的同時(shí)，由于在第1剖面像中央出現(xiàn)與上述測(cè)徑器53形狀相同的激活的測(cè)徑器54，因而與線段x一樣，使測(cè)徑器54移動(dòng)到特定組織16的另一端(圖8)，進(jìn)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(cè)量”時(shí)，與第1和第2系統(tǒng)的測(cè)徑器形狀不同的測(cè)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(cè)徑器55移動(dòng)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(jìn)行確定。在確定的同時(shí)，由于在第2剖面像中央出現(xiàn)與上述測(cè)徑器55相同形狀的激活的測(cè)徑器56，因而使其移動(dòng)到特定組織16的另一端(圖10)，進(jìn)行決定，從而顯示線段z的距離，并顯示體積測(cè)量(近似旋轉(zhuǎn)橢圓體)結(jié)果(圖11)。
下面，參照?qǐng)D12至圖17對(duì)上述體積測(cè)量運(yùn)算進(jìn)行說明。
(1)在進(jìn)行了2系統(tǒng)輸入的第1剖面(徑向剖面)上，把距離長(zhǎng)的系統(tǒng)作為長(zhǎng)軸(在該情況下為測(cè)量線段b)。把另一系統(tǒng)作為假短軸。考慮與長(zhǎng)軸垂直的直線d(參照?qǐng)D12)。
(2)進(jìn)行從假短軸到與長(zhǎng)軸垂直的直線d的投影，決定短軸長(zhǎng)度(參照?qǐng)D13)。
(3)決定在長(zhǎng)軸的垂直2等分線上且在(2)所決定的長(zhǎng)度的短軸e。決定與所決定的長(zhǎng)軸b和短軸e外接的旋轉(zhuǎn)橢圓f(參照?qǐng)D14)。
(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(zhǎng)軸b和短軸e的交點(diǎn)O的高度位置O’為中心的短軸e的長(zhǎng)度部分的線段g(參照?qǐng)D15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(diǎn)O、高度方向的寬度與短軸長(zhǎng)度相同的矩形區(qū)域g’)。
(5)如果線段g與測(cè)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(cè)量線段c的端點(diǎn)而與線性分割線上的線段g”交叉)，則為橢圓測(cè)量對(duì)象(參照?qǐng)D16)。
(6)考慮測(cè)量線段c、以及與c相互垂直2等分且具有與短軸相同長(zhǎng)度的第3軸h?？紤]測(cè)量線段c以及以第3軸h為軸的旋轉(zhuǎn)橢圓i(參照?qǐng)D17)。
(7)體積推測(cè)值V算出用的各軸長(zhǎng)a’長(zhǎng)軸長(zhǎng)度，b’短軸長(zhǎng)度，c’測(cè)量線段c的長(zhǎng)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(jìn)行橢圓顯示時(shí)，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(zhǎng)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(zhǎng)軸的任意一方與徑向分割相交。
以上，根據(jù)本實(shí)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(cè)量范圍，因而測(cè)量容易且可高精度進(jìn)行。
2)由于可按照進(jìn)行距離測(cè)量的感覺進(jìn)行體積測(cè)量，因而操作性不繁雜。
3)在進(jìn)行距離測(cè)量的同時(shí)，可進(jìn)行體積測(cè)量。
4)通過顯示體積測(cè)量范圍，可視覺識(shí)別測(cè)定范圍。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，可在不改變本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)進(jìn)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(duì)被檢體進(jìn)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(cè)量線設(shè)定單元，其將成為測(cè)量對(duì)象的線段在上述第1斷層圖像上設(shè)定2個(gè)系統(tǒng)，并在上述第2斷層圖像上設(shè)定1個(gè)系統(tǒng)；測(cè)量單元，其根據(jù)由上述測(cè)量線設(shè)定單元所設(shè)定的上述線段進(jìn)行體積測(cè)量；以及顯示單元，其顯示由上述測(cè)量單元所取得的測(cè)量結(jié)果和測(cè)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(cè)量單元根據(jù)由上述測(cè)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(jìn)行體積測(cè)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(cè)量單元測(cè)量由上述測(cè)量線設(shè)定單元所設(shè)定的上述線段的長(zhǎng)度(距離)并進(jìn)行體積測(cè)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(cè)量判斷單元，其根據(jù)由上述測(cè)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(jìn)行體積測(cè)量；只有當(dāng)由上述測(cè)量判斷單元判斷為可進(jìn)行體積測(cè)量時(shí)，才在上述測(cè)量單元中進(jìn)行體積測(cè)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(gè)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(hào)處理電路，其對(duì)從超聲波3D探測(cè)器(1)所傳送的三維回波信號(hào)實(shí)施信號(hào)處理；存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)由信號(hào)處理電路(6)轉(zhuǎn)換的至少1組以上的多個(gè)三維回波數(shù)據(jù)；大容量的記錄裝置；控制電路，其進(jìn)行來自輸入裝置的輸入輸出信號(hào)的控制；圖像處理電路，其根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)的三維回波數(shù)據(jù)，進(jìn)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(jìn)行“體積測(cè)量”時(shí)的運(yùn)算，該圖像處理裝置簡(jiǎn)便且精度良好地測(cè)定關(guān)心組織。
文檔編號(hào)G01S7/52GK1956681SQ200580016540
公開日2007年5月2日 申請(qǐng)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(qǐng)人:奧林巴斯株式會(huì)社