JP5576041B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、超音波診断装置に関し、特に、対象組織の表示モデルを形成する超音波診断装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an ultrasonic diagnostic apparatus that forms a display model of a target tissue.
対象組織に対して超音波を送受波して得られる複数のエコーデータから対象組織の超音波画像を形成する技術が従来からよく知られている。超音波画像は、診断のみならず手術の支援画像としても利用される。さらに、近年におけるインフォームドコンセントの普及に伴い、患者への病状の説明などに超音波画像を利用する場面も少なくない。 A technique for forming an ultrasonic image of a target tissue from a plurality of echo data obtained by transmitting / receiving ultrasonic waves to / from the target tissue is well known. The ultrasonic image is used not only as a diagnosis but also as an operation support image. Furthermore, with the widespread use of informed consent in recent years, there are not a few cases in which ultrasound images are used to explain medical conditions to patients.
超音波画像には、超音波画像に特有のスペックルノイズやグレーティングローブやシャドーなどが存在する。医師等の専門家であれば、これら超音波画像に特有の現象を十分に理解したうえで、超音波画像から得られる有効な情報を利用することができる。ところが患者等に専門的な現象を理解させて超音波画像を見せることは難しい。 In the ultrasonic image, there are speckle noise, a grating lobe, a shadow and the like peculiar to the ultrasonic image. A specialist such as a doctor can use effective information obtained from an ultrasound image after fully understanding the phenomena peculiar to these ultrasound images. However, it is difficult for a patient or the like to understand a special phenomenon and show an ultrasonic image.
一方、患者等への説明において、例えば人体モデルや臓器モデルなどを利用することも考えられる。しかし、一般的な人体モデルや臓器モデルは、患者等から実際に得られる情報を反映させたものではないため、リアリティに欠ける面もある。 On the other hand, it is also conceivable to use, for example, a human body model or an organ model when explaining to a patient or the like. However, a general human body model or organ model does not reflect information actually obtained from a patient or the like, and thus lacks reality.
こうした状況から、本願発明者は、超音波を介して患者等から得られる情報と患者等への説明に利用されるモデルとの融合について研究開発を進めてきた。 Under such circumstances, the inventor of the present application has advanced research and development on the fusion of information obtained from a patient or the like via ultrasound and a model used for explanation to the patient or the like.
ちなみに、特許文献１には、超音波診断装置などから得られる断層画像データと標準モデルとをマッチングさせて検査対象の結果画像を形成する旨の技術が記載されている。しかしながら、特許文献１に記載された技術は、患者等への説明のための表示モデルを積極的に意識したものではなく、また、後に説明するように本発明との間にはいくつもの技術的な相違が存在する。 Incidentally, Patent Document 1 describes a technique for forming a result image to be inspected by matching tomographic image data obtained from an ultrasonic diagnostic apparatus or the like with a standard model. However, the technique described in Patent Document 1 is not positively conscious of a display model for explanation to a patient or the like, and there are a number of technical terms between the present invention and the present invention as will be described later. There are significant differences.
本発明は、超音波を介して得られる情報とモデルとの融合についての研究開発の過程において成されたものであり、その目的は、超音波を介して得られる情報を反映させた表示モデルを提供することにある。 The present invention was made in the process of research and development on the fusion of information and models obtained through ultrasound, and its purpose is to create a display model that reflects the information obtained through ultrasound. It is to provide.
上記目的を達成するために、本発明の好適な態様の超音波診断装置は、対象組織を含む空間に対して超音波を送受波するプローブと、前記空間内において超音波ビームを走査するようにプローブを制御する送信部と、プローブから得られる信号を処理することにより前記空間内から複数のエコーデータを得る受信部と、前記複数のエコーデータに基づいて対象組織の実相データを形成する実相データ形成部と、対象組織の実相データとの相関関係に基づいて対象組織のモデルデータの形態を変化させて表示モデルを形成する表示モデル形成部と、形成された表示モデルに対応した画像を表示する画像表示部と、を有し、前記モデルデータは、モデルデータ内における重要度に応じて優先順位がつけられた複数のセグメントによって構成され、前記表示モデル形成部は、前記実相データとの相関関係に基づいて各セグメントごとに形態を決定し、前記優先順位に従って複数のセグメントの形態を決定することにより、前記モデルデータの形態を変化させる、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to a preferred aspect of the present invention is configured to scan a ultrasonic beam in the space and a probe that transmits and receives ultrasonic waves to and from a space including a target tissue. A transmitter for controlling the probe, a receiver for obtaining a plurality of echo data from within the space by processing a signal obtained from the probe, and actual phase data for forming actual phase data of the target tissue based on the plurality of echo data A display model forming unit that forms the display model by changing the form of the model data of the target tissue based on the correlation between the forming unit and the actual phase data of the target tissue, and displays an image corresponding to the formed display model An image display unit, and the model data is composed of a plurality of segments that are prioritized according to importance in the model data, The display model forming unit determines the form for each segment based on the correlation with the actual phase data, and changes the form of the model data by determining the form of a plurality of segments according to the priority order. It is characterized by that.
上記態様により、超音波を介して得られる実相データを反映させた表示モデルを形成することが可能になる。ちなみに、上記特許文献１には、モデルデータ内における重要度に応じた優先順位に従って複数のセグメントの形態を決定する旨などの特徴事項は記載されていない。 By the said aspect, it becomes possible to form the display model reflecting the real phase data obtained via an ultrasonic wave. Incidentally, the above-mentioned patent document 1 does not describe a characteristic matter such as determining the form of a plurality of segments according to the priority order according to the importance in the model data.
望ましい態様において、前記モデルデータは、幹状部分から伸長される枝状部分を備え、枝状部分に含まれる複数のセグメントに対して、枝状部分に沿って幹状部分側から順に優先順位がつけられる、ことを特徴とする。 In a preferred aspect, the model data includes a branch portion that extends from the trunk-like portion, and a plurality of segments included in the branch-like portion are prioritized in order from the trunk-like portion side along the branch-like portion. It is characterized by being attached.
望ましい態様において、前記表示モデル形成部は、前記枝状部分が備える複数の分岐部分と前記実相データから検出される複数の分岐位置とを互いに対応付けることにより、前記実相データを基準として前記モデルデータを位置合わせする、ことを特徴とする。 In a preferred aspect, the display model forming unit associates the plurality of branch portions included in the branch-shaped portion with a plurality of branch positions detected from the real phase data, thereby obtaining the model data based on the real phase data. It is characterized by aligning.
望ましい態様において、前記表示モデル形成部は、前記実相データに対して細線化処理を施すことにより得られる細線化データに基づいて前記実相データから複数の分岐位置を検出する、ことを特徴とする。 In a preferred aspect, the display model forming unit detects a plurality of branch positions from the real phase data based on the thin line data obtained by performing thinning processing on the real phase data.
望ましい態様において、前記表示モデル形成部は、前記実相データとの間の相関値が大きくなるように各セグメントに移動処理と拡大縮小処理を施して各セグメントの形態を決定する、ことを特徴とする。 In a preferred aspect, the display model forming unit performs a movement process and an enlargement / reduction process on each segment so as to increase a correlation value with the actual phase data, and determines the form of each segment. .
望ましい態様において、前記モデルデータを構成する複数のセグメントの各々には、対象組織内における部位を示す名称情報が対応付けられており、各セグメントの名称情報に基づいて、対象組織の画像内において部位に応じた名称を表示する、ことを特徴とする。 In a desirable mode, each of the plurality of segments constituting the model data is associated with name information indicating a part in the target tissue, and the part in the image of the target tissue is based on the name information of each segment. The name according to is displayed.
望ましい態様において、前記各セグメントには、前記名称情報に加えて、そのセグメントの配置状態を示す配置情報が対応付けられており、対象組織の画像内において部位の位置が指定され、各セグメントの配置情報に基づいて当該指定された位置に対応するセグメントが特定され、特定されたセグメントの名称情報に応じた名称を対象組織の画像内に表示する、ことを特徴とする。 In a desirable mode, in addition to the name information, each segment is associated with arrangement information indicating the arrangement state of the segment, the position of the part is designated in the image of the target tissue, and the arrangement of each segment A segment corresponding to the designated position is specified based on the information, and a name corresponding to the name information of the specified segment is displayed in the image of the target tissue.
望ましい態様において、前記超音波診断装置は、前記実相データに基づいて形成される対象組織の画像内に前記名称を表示する、ことを特徴とする。望ましい態様において、前記超音波診断装置は、前記モデルデータに基づいて形成される表示モデルに対応した画像内に前記名称を表示する、ことを特徴とする。 In a preferred aspect, the ultrasonic diagnostic apparatus displays the name in an image of a target tissue formed based on the real phase data. In a preferred aspect, the ultrasonic diagnostic apparatus displays the name in an image corresponding to a display model formed based on the model data.
また、上記目的を達成するために、本発明の好適な態様の表示モデル形成装置は、対象組織を含む空間に対して超音波を送受波することにより得られる複数のエコーデータに基づいて対象組織の実相データを形成する実相データ形成部と、対象組織の実相データとの相関関係に基づいて対象組織のモデルデータの形態を変化させて表示モデルを形成する表示モデル形成部と、を有し、前記モデルデータは、モデルデータ内における重要度に応じて優先順位がつけられた複数のセグメントによって構成され、前記表示モデル形成部は、前記実相データとの相関関係に基づいて各セグメントごとに形態を決定し、前記優先順位に従って複数のセグメントの形態を決定することにより、前記モデルデータの形態を変化させる、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a display model forming apparatus according to a preferred aspect of the present invention is a target tissue based on a plurality of echo data obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a space including the target tissue. A real phase data forming unit that forms the real phase data of the target organization, and a display model forming unit that forms a display model by changing the form of the model data of the target tissue based on the correlation with the real phase data of the target tissue, The model data is composed of a plurality of segments that are prioritized according to the importance in the model data, and the display model forming unit has a form for each segment based on the correlation with the actual phase data. And determining the form of a plurality of segments according to the priority order, thereby changing the form of the model data.
上記表示モデル形成装置は、例えばコンピュータで実現される。つまり、超音波診断装置で得られた複数のエコーデータをコンピュータに取り込むシステムを形成し、表示モデル形成装置の機能をそのコンピュータで実現させる。例えば、上記表示モデル形成装置の動作に対応したプログラムをコンピュータに読み込ませることにより、コンピュータを表示モデル形成装置として機能させることができる。ちなみに、そのプログラムは、例えば、ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶され、これらの記憶媒体を介してコンピュータに読み込まれる。あるいは、ネットワークなどを介してプログラムがコンピュータに提供されてもよい。 The display model forming apparatus is realized by a computer, for example. That is, a system for capturing a plurality of echo data obtained by the ultrasonic diagnostic apparatus into a computer is formed, and the function of the display model forming apparatus is realized by the computer. For example, by causing a computer to read a program corresponding to the operation of the display model forming apparatus, the computer can function as a display model forming apparatus. Incidentally, for example, the program is stored in a storage medium such as a disk or a memory, and is read into the computer via the storage medium. Alternatively, the program may be provided to the computer via a network or the like.
本発明により、超音波を介して得られる実相データを反映させた表示モデルを形成することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to form a display model reflecting real phase data obtained via ultrasonic waves.
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示す機能ブロック図である。プローブ１０は、対象組織を含む三次元空間に対して超音波を送受波する。送信部１２は、対象組織を含む三次元空間内で超音波ビームを走査するようにプローブ１０を送信制御する。受信部１４は、プローブ１０から得られる信号を処理することにより、対象組織を含む三次元空間内から複数のエコーデータを収集する。収集された複数のエコーデータは、例えばメモリなどに格納される。 FIG. 1 shows a preferred embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, and FIG. 1 is a functional block diagram showing the overall configuration thereof. The probe 10 transmits and receives ultrasonic waves to and from a three-dimensional space including the target tissue. The transmission unit 12 controls transmission of the probe 10 so as to scan the ultrasonic beam in a three-dimensional space including the target tissue. The receiving unit 14 collects a plurality of echo data from the three-dimensional space including the target tissue by processing the signal obtained from the probe 10. The collected plural echo data is stored in a memory, for example.
超音波データ形成部１６は、三次元空間内から収集された複数のエコーデータに基づいて対象組織を含んだ三次元の超音波データ（対象組織の実相データ）を形成する。プローブ１０がコンベックスタイプの探触子であれば、三次元の超音波データは、例えば、超音波ビームの主走査方向θ、これに直交する副走査方向φ、および超音波探触子の当接面の曲率中心からの距離ｒによる極座標系（θ，φ，ｒ）に対応した三次元データ空間内のアドレスに対応したデータとなる。超音波データの座標系については、超音波ビームのビーム方向や走査方向に対応した極座標系から、他の座標系、例えば直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）に変換されてもよい。その場合の三次元の超音波データは、例えば直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）に対応した三次元データ空間内のアドレスに対応したデータとなる。 The ultrasonic data forming unit 16 forms three-dimensional ultrasonic data (actual phase data of the target tissue) including the target tissue based on a plurality of echo data collected from the three-dimensional space. If the probe 10 is a convex-type probe, the three-dimensional ultrasonic data includes, for example, the main scanning direction θ of the ultrasonic beam, the sub-scanning direction φ orthogonal thereto, and the contact of the ultrasonic probe. The data corresponds to the address in the three-dimensional data space corresponding to the polar coordinate system (θ, φ, r) by the distance r from the center of curvature of the surface. As for the coordinate system of the ultrasonic data, the polar coordinate system corresponding to the beam direction or scanning direction of the ultrasonic beam may be converted into another coordinate system, for example, an orthogonal coordinate system (x, y, z). The three-dimensional ultrasonic data in that case is data corresponding to an address in a three-dimensional data space corresponding to, for example, an orthogonal coordinate system (x, y, z).
表示モデル形成部１８は、予め用意されている対象組織についての標準モデルを利用して、対象組織についての表示モデルを形成する。表示モデル形成部１８は、超音波データ形成部１６において形成された三次元の超音波データ（対象組織の実相データ）との相関関係に基づいて標準モデルの形態を変化させて表示モデルを形成する。 The display model forming unit 18 forms a display model for the target tissue using a standard model for the target tissue prepared in advance. The display model forming unit 18 changes the form of the standard model based on the correlation with the three-dimensional ultrasonic data (actual phase data of the target tissue) formed in the ultrasonic data forming unit 16 to form a display model. .
表示画像形成部２０は、表示モデル形成部１８において形成された表示モデルから、対象組織のモデル画像を形成する。また、表示画像形成部２０は、超音波データ形成部１６において形成された三次元の超音波データから、対象組織の超音波画像を形成してもよい。表示画像形成部２０において形成された対象組織のモデル画像や超音波画像は、モニタなどの表示部２２に表示される。 The display image forming unit 20 forms a model image of the target tissue from the display model formed in the display model forming unit 18. The display image forming unit 20 may form an ultrasonic image of the target tissue from the three-dimensional ultrasonic data formed by the ultrasonic data forming unit 16. The model image or ultrasonic image of the target tissue formed in the display image forming unit 20 is displayed on the display unit 22 such as a monitor.
このように、本実施形態においては、超音波を介して得られた三次元の超音波データとの相関関係に基づいて、標準モデルの形態を変化させて対象組織の表示モデルが形成される。そこで、図２から図５を利用して、本実施形態における表示モデルの形成について詳述する。なお、既に図１に示した部分については、以下の説明においても図１の符号を利用する。 As described above, in the present embodiment, the display model of the target tissue is formed by changing the form of the standard model based on the correlation with the three-dimensional ultrasound data obtained via the ultrasound. Therefore, the formation of the display model in this embodiment will be described in detail with reference to FIGS. For the portions already shown in FIG. 1, the reference numerals in FIG. 1 are also used in the following description.
図２は、超音波データと標準モデルを説明するための図である。図２（Ｉ）には、対象組織の一例である肝臓内の血管から得られる三次元の超音波データが図示されており、図２（ＩＩ）には、肝臓内の血管に対応した標準モデルが図示されている。 FIG. 2 is a diagram for explaining ultrasonic data and a standard model. FIG. 2 (I) shows three-dimensional ultrasound data obtained from blood vessels in the liver, which is an example of the target tissue, and FIG. 2 (II) shows a standard model corresponding to blood vessels in the liver. Is shown.
患者等の肝臓内の血管を含む三次元空間内から複数のエコーデータを収集し、例えば二値化処理などによりエコーレベルの比較的小さい血管部分（血流部分）を抽出すると、図２（Ｉ）に示すように、血管の構造を反映させた三次元の超音波データが得られる。三次元の超音波データは、患者等の血管の構造を直接的に反映させたものであるため、医師等による診断においては極めて有用なデータである。 When a plurality of echo data is collected from a three-dimensional space including blood vessels in the liver of a patient or the like and a blood vessel portion (blood flow portion) having a relatively low echo level is extracted by binarization processing, for example, FIG. 3), three-dimensional ultrasonic data reflecting the blood vessel structure is obtained. Since the three-dimensional ultrasonic data directly reflects the structure of a blood vessel of a patient or the like, it is extremely useful data for diagnosis by a doctor or the like.
しかし、超音波データから直接的に得られる超音波画像内には、例えばスペックルノイズやグレーティングローブやシャドーなどが存在する。医師等の専門家であれば、これら超音波画像に特有の現象を十分に理解したうえで、超音波画像から得られる有効な情報を利用することができる。ところが、患者等に対する病状の説明などにおいて、患者等に対して超音波画像を見せる場合、超音波に特有の現象を患者等に理解させて超音波画像を見せることは難しい。 However, for example, speckle noise, grating lobes, shadows, and the like exist in an ultrasonic image obtained directly from ultrasonic data. A specialist such as a doctor can use effective information obtained from an ultrasound image after fully understanding the phenomena peculiar to these ultrasound images. However, when an ultrasonic image is shown to a patient or the like in explaining a medical condition for the patient or the like, it is difficult to cause the patient or the like to understand a phenomenon peculiar to ultrasonic waves and to show the ultrasonic image.
そこで、本実施形態においては、図２（ＩＩ）に示す標準モデルを用いて、患者等に見せるための表示モデルを形成する。標準モデルは、およそ対象組織に合った形状となっており、対象組織が肝臓内の血管の場合には、例えば、図２（ＩＩ）に示す形状の標準モデルとなる。標準モデルは、複数のセグメントによって構成されており、各セグメントには、標準モデル全体の中での重要度に応じて優先順位がつけられている。図２（ＩＩ）では、複数のセグメントに対して、１，２，３，・・・の順に優先順位がつけられている。また、標準モデルは、優先順位１，２，３のセグメントからなる幹状部分と、優先順位４，５，６，・・・のセグメントからなる枝状部分を備えている。枝状部分においては、幹状部分側から順に優先順位がつけられている。 Therefore, in the present embodiment, a display model for showing to a patient or the like is formed using the standard model shown in FIG. The standard model has a shape that roughly matches the target tissue. When the target tissue is a blood vessel in the liver, for example, the standard model has the shape shown in FIG. The standard model is composed of a plurality of segments, and each segment is prioritized according to the importance in the entire standard model. In FIG. 2 (II), priorities are assigned to a plurality of segments in the order of 1, 2, 3,. In addition, the standard model includes a trunk-like portion made up of segments with priority levels 1, 2, 3 and a branch-like portion made up of segments with priority levels 4, 5, 6,. The branch portions are prioritized in order from the trunk portion side.
本実施形態においては、表示モデル形成部１８が、図２（Ｉ）に示す超音波データとの相関関係に基づいて図２（ＩＩ）に示す標準モデルの形態を変化させて対象組織（血管）の表示モデルを形成する。 In the present embodiment, the display model forming unit 18 changes the form of the standard model shown in FIG. 2 (II) based on the correlation with the ultrasonic data shown in FIG. Form a display model.
図３は、本実施形態における表示モデルの形成処理を説明するためのフローチャートである。また、図４および図５は、図３のフローチャートの各ステップにおいて実行される処理を説明するための図である。以下、図４および図５を適宜利用して、図３のフローチャートに沿って各ステップの処理を説明する。 FIG. 3 is a flowchart for explaining display model formation processing in the present embodiment. 4 and 5 are diagrams for explaining processing executed in each step of the flowchart of FIG. Hereinafter, the processing of each step will be described along the flowchart of FIG. 3 using FIGS. 4 and 5 as appropriate.
まず、患者等の肝臓内の血管を含む三次元空間内から複数のエコーデータが収集され、二値化処理などによりエコーレベルの比較的小さい血管部分（血流部分）が抽出され、肝臓内の血管に関する三次元の超音波データが形成される（Ｓ３０１）。これにより、例えば図４（Ａ）に示す超音波データが形成される。なお、この段階で、二値化処理前の三次元空間内の各エコーデータの大きさと輝度値とを対応付けた三次元の超音波画像データを形成してもよい。 First, a plurality of echo data is collected from the 3D space including blood vessels in the liver of a patient, etc., and a blood vessel portion (blood flow portion) having a relatively low echo level is extracted by binarization processing etc. Three-dimensional ultrasound data relating to the blood vessel is formed (S301). Thereby, for example, ultrasonic data shown in FIG. 4A is formed. At this stage, three-dimensional ultrasound image data in which the size of each echo data in the three-dimensional space before binarization processing is associated with the luminance value may be formed.
三次元の超音波データが形成されると、標準モデルを対応付けるための基準位置が設定される（Ｓ３０２）。例えば、血管についての二次元または三次元の超音波画像を利用してユーザが基準位置を設定する。基準位置は、超音波データに標準モデルを対応付ける際の目安となる位置であり、例えば標準モデルの優先順位１のセグメントに対応した位置である。基準位置は、例えば複数のセグメントに対応するように、複数設定されてもよい。 When the three-dimensional ultrasonic data is formed, a reference position for associating the standard model is set (S302). For example, the user sets a reference position using a two-dimensional or three-dimensional ultrasonic image of a blood vessel. The reference position is a position that serves as a guide when associating the standard model with the ultrasound data, and is, for example, a position corresponding to a priority level 1 segment of the standard model. A plurality of reference positions may be set so as to correspond to a plurality of segments, for example.
次に、三次元の超音波データから複数の分岐位置が検出される（Ｓ３０３）。表示モデル形成部１８は、図４（Ａ）の超音波データに対して細線化処理を施すことにより、図４（Ｂ）の細線化データを形成し、細線化データに基づいて血管の分岐位置を検出する。細線化処理では、図４（Ａ）の血管のデータの表面が血管の内側に向かって徐々に削られ、線状の（例えば太さが１画素分の）血管の細線化データが形成される。その細線化データの分岐を抽出することにより、図４（Ｂ）に示すように、セグメント７に対応する分岐位置やセグメント１０に対応する分岐位置などが検出される。 Next, a plurality of branch positions are detected from the three-dimensional ultrasonic data (S303). The display model forming unit 18 performs thinning processing on the ultrasound data in FIG. 4A to form thinning data in FIG. 4B, and the branch position of the blood vessel based on the thinning data Is detected. In the thinning process, the surface of the blood vessel data in FIG. 4A is gradually scraped toward the inside of the blood vessel to form a linear blood vessel thinning data (for example, one pixel in thickness). . By extracting the branch of the thinned data, the branch position corresponding to the segment 7, the branch position corresponding to the segment 10 and the like are detected as shown in FIG. 4B.
そして、基準位置や分岐位置に基づいて、標準モデル全体を移動させて血管の超音波データに対して標準モデルが位置合わせされ、また、血管の超音波データの大きさに合わせて標準モデル全体が拡大縮小される（Ｓ３０４）。つまり図４（Ｃ）に示すように、細線化データから検出された分岐位置と標準モデルの分岐部分（例えばセグメント７，１０）とを互いに対応付けるように、標準モデル全体を移動（平行移動や回転移動）させ、必要に応じて標準モデルを拡大縮小させる。 Then, based on the reference position and the branch position, the entire standard model is moved so that the standard model is aligned with the ultrasound data of the blood vessel, and the entire standard model is matched with the size of the ultrasound data of the blood vessel. The image is enlarged or reduced (S304). That is, as shown in FIG. 4C, the entire standard model is moved (translated or rotated) so that the branch positions detected from the thinned data and the branch portions (eg, segments 7 and 10) of the standard model are associated with each other. Move) and scale the standard model as needed.
さらに、標準モデル全体の移動と拡大縮小の後に、標準モデルと超音波データとの相関値が算出される（Ｓ３０５）。そして、Ｓ３０６を介したループ処理により、標準モデル全体の移動と拡大縮小を徐々に変化させて複数回に亘って実行し、各回ごとに相関値が算出され、相関値が最大値となった場合にＳ３０６を介したループ処理が終了する。これにより、図４（Ｄ）に示すように、血管の超音波データと標準モデル全体が概ね一致するように対応付けられて、標準モデル全体の移動と拡大縮小が終了する。 Further, after the entire standard model is moved and enlarged / reduced, a correlation value between the standard model and the ultrasonic data is calculated (S305). Then, when the entire standard model is moved and enlarged / reduced gradually by a loop process via S306 and executed multiple times, the correlation value is calculated each time, and the correlation value reaches the maximum value. In step S306, the loop process ends. As a result, as shown in FIG. 4D, the blood vessel ultrasound data and the entire standard model are associated with each other so as to substantially match, and the movement and enlargement / reduction of the entire standard model are completed.
標準モデル全体の移動と拡大縮小が終了すると、標準モデルを構成する複数のセグメントから、優先順位に従って１つのセグメントが選択される（Ｓ３０７）。そして、選択されたセグメントに対して移動（平行移動や回転移動）処理と拡大縮小処理を実行し（Ｓ３０８）、その処理後のセグメントと超音波データとの相関値が算出される（Ｓ３０９）。 When the movement and enlargement / reduction of the entire standard model are completed, one segment is selected from a plurality of segments constituting the standard model according to the priority order (S307). Then, a movement (parallel movement or rotational movement) process and an enlargement / reduction process are executed on the selected segment (S308), and a correlation value between the processed segment and the ultrasonic data is calculated (S309).
そして、Ｓ３１０を介したループ処理により、選択されたセグメントについての移動と拡大縮小を徐々に変化させて複数回に亘って実行し、各回ごとに相関値が算出され、相関値が最大値となった場合にＳ３１０を介したループ処理が終了する。これにより、選択されたセグメントが血管の超音波データと概ね一致するように対応付けられる。 Then, by the loop processing via S310, the movement and enlargement / reduction for the selected segment are gradually changed and executed over a plurality of times, and the correlation value is calculated each time, and the correlation value becomes the maximum value. If this happens, the loop process via S310 ends. As a result, the selected segments are associated with each other so as to substantially match the ultrasound data of the blood vessel.
さらに、Ｓ３１１を介したループ処理により、優先順位に従ってセグメントの選択が繰り返されて、各セグメントごとに超音波データへの対応付けが行われる。図５（Ｅ）から図５（Ｊ）は、優先順位に従ってセグメントの選択が繰り返されて、各セグメントごとに超音波データへの対応付けが行われる様子を示している。 Further, the segment processing is repeated according to the priority order by the loop processing via S311 and the association with the ultrasound data is performed for each segment. FIGS. 5E to 5J show how the selection of the segments is repeated according to the priority order, and the association with the ultrasonic data is performed for each segment.
まず、図５（Ｅ）に示すように、優先順位に従って、セグメント１から３の順に各セグメントの移動と拡大縮小が行われて超音波データに対応付けられる。セグメント１から３は、標準モデルの幹状部分のセグメントである。次に、図５（Ｆ）に示すように、優先順位に従って、セグメント４から６の順に各セグメントの移動と拡大縮小が行われる。図５（Ｇ）には、セグメント１４まで移動と拡大縮小が行われた様子が示されている。 First, as shown in FIG. 5 (E), each segment is moved and enlarged / reduced in the order of segments 1 to 3 according to the priority order, and is associated with ultrasound data. Segments 1 to 3 are segments of the trunk portion of the standard model. Next, as shown in FIG. 5F, each segment is moved and enlarged / reduced in the order of segments 4 to 6 in accordance with the priority order. FIG. 5G shows a state in which movement and enlargement / reduction have been performed up to the segment 14.
さらに、図５（Ｈ）に示すように、セグメント７において分岐されたセグメント１５から１７についての移動と拡大縮小が行われ、また、図５（Ｉ）に示すように、セグメント１８から２０についての移動と拡大縮小が行われ、そして、図５（Ｊ）に示すように、セグメント２１から２３についての移動と拡大縮小が行われる。 Further, as shown in FIG. 5 (H), movement and enlargement / reduction are performed for the segments 15 to 17 branched in the segment 7, and as shown in FIG. Movement and enlargement / reduction are performed, and as shown in FIG. 5J, movement and enlargement / reduction are performed for the segments 21 to 23.
図５（Ｊ）においては、図示された全てのセグメントについての移動と拡大縮小が終了し、その結果、複数のセグメントによって形成されるモデルが、血管の超音波データとほぼ一致する程度にまで変形されている。もちろん、図５において図示されていないセグメントについても、優先順位に従って、各セグメントごとに移動と拡大縮小が行われる。そして全てのセグメントについての処理が終了すると、図３のフローチャートが終了し、標準モデル全体が、血管の超音波データとほぼ一致する程度にまで変形され、変形後のモデルが表示モデルとして表示部２２に表示される。 In FIG. 5 (J), the movement and enlargement / reduction of all the segments shown in FIG. 5 are completed, and as a result, the model formed by the plurality of segments is deformed to the extent that it substantially matches the ultrasound data of the blood vessel. Has been. Of course, for segments not shown in FIG. 5, movement and enlargement / reduction are performed for each segment according to the priority order. When the processing for all the segments is completed, the flowchart of FIG. 3 ends, the entire standard model is deformed to the extent that it substantially matches the ultrasound data of the blood vessels, and the deformed model is displayed as a display model on the display unit 22. Is displayed.
このように、本実施形態によれば、患者等の実際の血管の形態を直接的に反映させた超音波データに基づいて、標準モデルが超音波データにほぼ一致する程度にまで変形されて表示モデルが形成される。そのため、その表示モデルは、患者等の個人ごとの特徴を反映させたものとなり、例えば患者等に対する病状の説明などにおいて、リアリティに富んだ説得力のある画像となる。 As described above, according to the present embodiment, based on the ultrasonic data that directly reflects the shape of the actual blood vessel of the patient or the like, the standard model is deformed and displayed so as to substantially match the ultrasonic data. A model is formed. Therefore, the display model reflects characteristics of each individual such as a patient, and becomes a realistic and persuasive image in, for example, explanation of a medical condition for the patient or the like.
さらに、標準モデルを構成する複数のセグメントの各々に、対象組織内の部位を示す名称情報とそのセグメントの配置状態を示す配置情報とを対応付けておき、各セグメントの名称情報と配置情報に基づいて、対象組織の画像内において部位に応じた名称を表示するようにしてもよい。そこで、部位に応じた名称の表示について説明する。なお、既に図１に示した部分については、以下の説明においても図１の符号を利用する。 Further, name information indicating a site in the target tissue and location information indicating the placement state of the segment are associated with each of the plurality of segments constituting the standard model, and based on the name information and placement information of each segment. Thus, a name corresponding to the site in the image of the target tissue may be displayed. Therefore, display of names corresponding to the parts will be described. For the portions already shown in FIG. 1, the reference numerals in FIG. 1 are also used in the following description.
図６は、各セグメントの名称情報と配置情報を説明するための図であり、図６には、各セグメントに対応付けられた名称情報と配置情報を示すテーブルが図示されている。図６に示すテーブルは、図２（ＩＩ）の標準モデルに対応している。 FIG. 6 is a diagram for explaining the name information and the arrangement information of each segment. FIG. 6 shows a table indicating the name information and the arrangement information associated with each segment. The table shown in FIG. 6 corresponds to the standard model in FIG.
図６に示すテーブルにおいて、セグメント番号１〜３の各セグメントには、名称情報として「下大静脈」が対応付けられている。つまり、図２（ＩＩ）の標準モデルに含まれるセグメント１〜３が下大静脈に対応していることを意味している。また、図６に示すテーブルにより、図２（ＩＩ）の標準モデルに含まれる複数のセグメントのうち、セグメント４〜２２が右肝静脈に対応付けられており、セグメント２３〜４２が中肝静脈に対応付けられており、セグメント４３，４４が左肝静脈に対応付けられている。 In the table shown in FIG. 6, “inferior vena cava” is associated with each segment of segment numbers 1 to 3 as name information. That is, it means that the segments 1 to 3 included in the standard model of FIG. 2 (II) correspond to the inferior vena cava. Further, according to the table shown in FIG. 6, among the plurality of segments included in the standard model of FIG. 2 (II), the segments 4 to 22 are associated with the right hepatic vein and the segments 23 to 42 are associated with the middle hepatic vein. The segments 43 and 44 are associated with the left hepatic vein.
さらに、図６に示すテーブルにおいて、各セグメントに対して配置情報が対応付けられている。配置情報には、各セグメントの位置を示す位置データｐと、各セグメントの形状や大きさを示す形状データｓが含まれている。位置データｐは、例えば三次元データ空間内における各セグメントの座標である。各セグメントは立体的な形状であり三次元的な領域を占めるため、その領域を特定する複数の座標を位置データｐとしてもよい。形状データｓは、例えば各セグメントの立体的な形状と大きさを示すデータである。なお、位置データｐにより各セグメントが占める領域が特定されるのであれば、形状データｓを省略（位置データと形状データとを一体化）してもよい。 Furthermore, in the table shown in FIG. 6, arrangement information is associated with each segment. The arrangement information includes position data p indicating the position of each segment and shape data s indicating the shape and size of each segment. The position data p is, for example, the coordinates of each segment in the three-dimensional data space. Since each segment has a three-dimensional shape and occupies a three-dimensional area, a plurality of coordinates specifying the area may be used as the position data p. The shape data s is data indicating, for example, the three-dimensional shape and size of each segment. If the area occupied by each segment is specified by the position data p, the shape data s may be omitted (position data and shape data are integrated).
図６に示すテーブルは、例えばメモリ等に記憶され、表示モデル形成部１８や表示画像形成部２０により参照される。既に説明したように、表示モデル形成部１８は、超音波データ形成部１６において形成された三次元の超音波データ（対象組織の実相データ）との相関関係に基づいて標準モデルの形態を変化させて表示モデルを形成する。例えば、図３のフローチャートに従って処理が進められ、各セグメントの形態を変化させ、標準モデル全体が血管の超音波画像とほぼ一致する程度にまで変形される。その形態の変化に応じて、図６に示すテーブルの配置情報が更新される。なお、変形前の配置情報をデフォルト値として残しつつ、変形後の配置情報を記憶するようにしてもよい。 The table shown in FIG. 6 is stored in, for example, a memory or the like, and is referred to by the display model forming unit 18 or the display image forming unit 20. As already described, the display model forming unit 18 changes the form of the standard model based on the correlation with the three-dimensional ultrasonic data (actual phase data of the target tissue) formed in the ultrasonic data forming unit 16. To form a display model. For example, the process proceeds according to the flowchart of FIG. 3, the shape of each segment is changed, and the entire standard model is deformed to an extent that substantially matches the ultrasound image of the blood vessel. The arrangement information of the table shown in FIG. 6 is updated according to the change in the form. In addition, you may make it memorize | store the arrangement information after a deformation | transformation, leaving the arrangement information before a deformation | transformation as a default value.
表示画像形成部２０は、超音波データ形成部１６において形成された超音波データに基づいて対象組織の超音波画像を形成する。表示画像形成部２０において形成された超音波画像は表示部２２に表示される。そして、その表示された超音波画像内において部位の位置が指定されると、その部位に応じた名称が表示される。 The display image forming unit 20 forms an ultrasonic image of the target tissue based on the ultrasonic data formed in the ultrasonic data forming unit 16. The ultrasonic image formed in the display image forming unit 20 is displayed on the display unit 22. And if the position of the site | part is designated in the displayed ultrasonic image, the name according to the site | part will be displayed.
図７は、超音波画像と部位の名称についての表示態様を示す図である。図７（Ｉ）は、断層画像の表示例を示している。図７（Ｉ）の断層画像が表示部２２に表示されると、ユーザは、例えばトラックボールやマウスやタッチパネルなどの操作デバイスを利用して、断層画像上に表示されるポインタ（例えば矢印形状）を移動させ、名称を表示させたい部位の位置を指定する。部位の位置が指定されると、その位置に対応するセグメントが特定される。 FIG. 7 is a diagram illustrating a display mode for the ultrasound image and the part name. FIG. 7I shows a display example of a tomographic image. When the tomographic image shown in FIG. 7I is displayed on the display unit 22, the user uses an operation device such as a trackball, a mouse, or a touch panel, for example, to display a pointer (for example, an arrow shape) displayed on the tomographic image. Move and specify the position of the part whose name you want to display. When the position of the part is designated, the segment corresponding to the position is specified.
超音波画像との相関関係に基づいて各セグメントの形態を変化させ、標準モデル全体が血管の超音波画像とほぼ一致する程度にまで変形されている。そこで、図６に示すテーブルの変形後の配置情報が参照され、超音波画像（断層画像）内に指定されたポインタの位置に対応するセグメントが検索される。 The shape of each segment is changed based on the correlation with the ultrasound image, and the entire standard model is deformed to the extent that it substantially matches the ultrasound image of the blood vessel. 6 is referred to, and a segment corresponding to the position of the pointer designated in the ultrasonic image (tomographic image) is searched.
例えば、ポインタの位置がセグメント内にあれば、ポインタの位置に対応するセグメントとして、ポインタの位置を含んだセグメントが選定される。また、ポインタの位置がセグメント内になければ、例えば、ポインタの位置に最も近いセグメントが選定される。ポインタの位置に対応するセグメントを選定するにあたって、例えばヒット判定などの判定処理を利用してもよい。 For example, if the pointer position is within the segment, a segment including the pointer position is selected as a segment corresponding to the pointer position. If the pointer position is not within the segment, for example, the segment closest to the pointer position is selected. In selecting a segment corresponding to the position of the pointer, for example, determination processing such as hit determination may be used.
ポインタの位置に対応するセグメントが選定されると、そのセグメントの名称情報が参照され、その名称情報に対応した名称が例えば超音波画像上に表示される。図７（Ｉ）の例においては、ポインタの位置に対応するセグメントが右肝動脈であり、ポインタの近傍に「右肝動脈」の文字が表示されている。名称はポインタから離れた位置に表示されてもよいし、超音波画像外に表示されてもよい。 When a segment corresponding to the position of the pointer is selected, name information of the segment is referred to, and a name corresponding to the name information is displayed on, for example, an ultrasonic image. In the example of FIG. 7I, the segment corresponding to the position of the pointer is the right hepatic artery, and the characters “right hepatic artery” are displayed in the vicinity of the pointer. The name may be displayed at a position away from the pointer, or may be displayed outside the ultrasound image.
図７（ＩＩ）は、三次元画像の表示例を示している。三次元画像の場合においても、ポインタにより名称を表示させたい部位の位置が指定され、その位置に対応するセグメントが特定される。そして、特定されたセグメントの名称情報に対応した名称が表示される。図７（ＩＩ）の例においては、ポインタの位置に対応するセグメントが右肝動脈であり、ポインタの近傍に「右肝動脈」の文字が表示されている。 FIG. 7 (II) shows a display example of a three-dimensional image. Even in the case of a three-dimensional image, the position of the part whose name is to be displayed is specified by the pointer, and the segment corresponding to the position is specified. And the name corresponding to the name information of the specified segment is displayed. In the example of FIG. 7 (II), the segment corresponding to the position of the pointer is the right hepatic artery, and the characters “right hepatic artery” are displayed in the vicinity of the pointer.
なお、図７においては、超音波画像上に名称を表示させる例を示したが、表示モデル形成部１８において形成される表示モデル上に名称を表示させてもよい。 In addition, although the example which displays a name on an ultrasonic image was shown in FIG. 7, you may display a name on the display model formed in the display model formation part 18. FIG.
超音波画像上に位置を指定し、その指定した位置（部位）の名称が表示されるため、例えば、各部位の位置と名称とを容易に認識することができる。そのため、例えば、医師等の検査者の負担を軽減させるなどの効果も期待できる。 Since the position is designated on the ultrasonic image and the name of the designated position (part) is displayed, for example, the position and name of each part can be easily recognized. Therefore, for example, the effect of reducing the burden on the examiner such as a doctor can be expected.
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。例えば、図３や図７を利用して説明した処理の全てあるいは一部に対応したプログラムをコンピュータに読み込ませて、コンピュータを表示モデル形成装置として機能させて表示モデルを形成してもよい。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, embodiment mentioned above is only a mere illustration in all the points, and does not limit the scope of the present invention. The present invention includes various modifications without departing from the essence thereof. For example, a display model may be formed by causing a computer to read a program corresponding to all or part of the processing described with reference to FIGS. 3 and 7 and causing the computer to function as a display model forming apparatus.
１０ プローブ、１２ 送信部、１４ 受信部、１６ 超音波データ形成部、１８ 表示モデル形成部、２０ 表示画像形成部、２２ 表示部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Probe, 12 Transmission part, 14 Reception part, 16 Ultrasonic data formation part, 18 Display model formation part, 20 Display image formation part, 22 Display part.
Claims (10)
前記空間内において超音波ビームを走査するようにプローブを制御する送信部と、
プローブから得られる信号を処理することにより前記空間内から複数のエコーデータを得る受信部と、
前記複数のエコーデータに基づいて対象組織の実相データを形成する実相データ形成部と、
対象組織の実相データとの相関関係に基づいて対象組織のモデルデータの形態を変化させて表示モデルを形成する表示モデル形成部と、
対象組織の表示画像を形成する表示画像形成部と、
を有し、
前記モデルデータは、モデルデータ内における重要度に応じて優先順位がつけられた複数のセグメントによって構成され、
前記表示モデル形成部は、前記実相データとの相関関係に基づいて各セグメントごとに形態を決定し、前記優先順位に従って複数のセグメントの形態を決定することにより、前記モデルデータの形態を変化させ、
前記表示画像形成部は、複数のセグメントの各々と各セグメントの位置を示す位置データとを対応付けたテーブルを参照し、対象組織の表示画像内において指定された位置に対応したセグメントを特定する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 A probe that transmits and receives ultrasonic waves to and from the space including the target tissue;
A transmitter for controlling the probe to scan an ultrasonic beam in the space;
A receiver that obtains a plurality of echo data from within the space by processing a signal obtained from a probe;
A real phase data forming unit for forming real phase data of the target tissue based on the plurality of echo data;
A display model forming unit that forms a display model by changing the form of model data of the target organization based on correlation with actual phase data of the target organization;
A display image forming unit for forming a display image of the target tissue;
Have
The model data is composed of a plurality of segments that are prioritized according to their importance in the model data,
The display model forming unit determines the form for each segment based on the correlation with the real phase data, and determines the form of a plurality of segments according to the priority order, thereby changing the form of the model data ,
The display image forming unit refers to a table in which each of a plurality of segments and position data indicating the position of each segment are associated with each other, and identifies a segment corresponding to a specified position in the display image of the target tissue.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記モデルデータは、幹状部分から伸長される枝状部分を備え、枝状部分に含まれる複数のセグメントに対して、枝状部分に沿って幹状部分側から順に優先順位がつけられる、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1,
The model data includes a branch portion extending from the trunk portion, and a plurality of segments included in the branch portion are prioritized in order from the trunk portion side along the branch portion.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記表示モデル形成部は、前記枝状部分が備える複数の分岐部分と前記実相データから検出される複数の分岐位置とを互いに対応付けることにより、前記実相データを基準として前記モデルデータを位置合わせする、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2,
The display model forming unit aligns the model data with reference to the real phase data by associating a plurality of branch portions included in the branch-shaped portion with a plurality of branch positions detected from the real phase data.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記表示モデル形成部は、前記実相データに対して細線化処理を施すことにより得られる細線化データに基づいて前記実相データから複数の分岐位置を検出する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3.
The display model forming unit detects a plurality of branch positions from the real phase data based on the thinning data obtained by performing the thinning process on the real phase data;
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記表示モデル形成部は、前記実相データとの間の相関値が大きくなるように各セグメントに移動処理と拡大縮小処理を施して各セグメントの形態を決定する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 In the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The display model forming unit determines the form of each segment by performing a movement process and an enlargement / reduction process on each segment so that a correlation value between the actual phase data is increased.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記実相データを基準として前記モデルデータの全体の位置合わせをしてから、各セグメントごとに前記優先順位に従って形態を決定する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 5,
After aligning the entire model data with reference to the real phase data, determine the form according to the priority for each segment,
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記各セグメントには、前記位置データに加えて、対象組織内における部位を示す名称情報が対応付けられており、
前記表示画像形成部は、各セグメントに対応付けられた位置データに基づいて、対象組織の表示画像内において指定された位置に対応したセグメントを特定し、特定したセグメントに対応付けられた名称情報を参照し、その名称情報に対応した名称を表示画像内に表示させる、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 6 ,
In addition to the position data , each segment is associated with name information indicating a site in the target tissue ,
The display image forming unit identifies a segment corresponding to a specified position in the display image of the target tissue based on position data associated with each segment, and name information associated with the identified segment. Refer to and display the name corresponding to the name information in the display image.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記実相データに基づいて形成される対象組織の表示画像内に前記名称を表示する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 7 ,
Displaying the name in a display image of the target tissue formed based on the real phase data;
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記モデルデータに基づいて形成される表示モデルに対応した表示画像内に前記名称を表示する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 7 ,
Displaying the name in a display image corresponding to a display model formed based on the model data;
An ultrasonic diagnostic apparatus.
対象組織の実相データとの相関関係に基づいて対象組織のモデルデータの形態を変化させて表示モデルを形成する表示モデル形成部と、
を有し、
前記モデルデータは、モデルデータ内における重要度に応じて優先順位がつけられた複数のセグメントによって構成され、
前記表示モデル形成部は、前記実相データを基準として前記モデルデータの全体の位置合わせをしてから、前記実相データとの相関関係に基づいて各セグメントごとに形態を決定し、前記優先順位に従って複数のセグメントの形態を決定することにより、前記モデルデータの形態を変化させ、
複数のセグメントの各々と各セグメントの位置を示す位置データとを対応付けたテーブルを参照し、対象組織の表示画像内において指定された位置に対応したセグメントを特定する、
ことを特徴とする表示モデル形成装置。
A real phase data forming unit that forms real phase data of the target tissue based on a plurality of echo data obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a space including the target tissue;
A display model forming unit that forms a display model by changing the form of model data of the target organization based on correlation with actual phase data of the target organization;
Have
The model data is composed of a plurality of segments that are prioritized according to their importance in the model data,
The display model forming unit aligns the entire model data with the actual phase data as a reference , determines a form for each segment based on a correlation with the actual phase data, by determining the form of the segment, to change the form of the model data,
Referring to a table in which each of a plurality of segments and position data indicating the position of each segment are associated with each other, and specifying a segment corresponding to a specified position in the display image of the target tissue;
A display model forming apparatus characterized by that.
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