JPH0698134B2 - Ultrasound endoscopy - Google Patents
Ultrasound endoscopyInfo
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- JPH0698134B2 JPH0698134B2 JP63064546A JP6454688A JPH0698134B2 JP H0698134 B2 JPH0698134 B2 JP H0698134B2 JP 63064546 A JP63064546 A JP 63064546A JP 6454688 A JP6454688 A JP 6454688A JP H0698134 B2 JPH0698134 B2 JP H0698134B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、人体等の管腔に挿入し、管腔内の光学観察及
び周囲の超音波検査を行なう超音波内視鏡装置に係わ
り、詳しくは観察光学系による内視鏡画像と超音波走査
による超音波断層像との位置関係を正確に把握する為
の、管腔壁の内視鏡画像に対する超音波断層ラインの位
置を検出する手段に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ultrasonic endoscopic apparatus which is inserted into a lumen of a human body or the like to perform optical observation inside the lumen and ultrasonic examination of the surrounding area. Specifically, means for detecting the position of the ultrasonic tomographic line with respect to the endoscopic image of the lumen wall in order to accurately grasp the positional relationship between the endoscopic image by the observation optical system and the ultrasonic tomographic image by ultrasonic scanning. It is about.
［従来の技術］ 近年、内視鏡に超音波診断装置を組み込んだいわゆる超
音波内視鏡が臨床検査に使用され、診断に威力を発揮し
ている。[Prior Art] In recent years, a so-called ultrasonic endoscope in which an ultrasonic diagnostic apparatus is incorporated in the endoscope is used for clinical examination and is exerting its power in diagnosis.
この超音波内視鏡は、例えば胃等の消化管の体腔に挿入
し、体腔壁表面の様子を光学的に観察しつつ、その体腔
壁の内部状態も超音波断層像により同時に観察し得ると
言うものであり、従来の内視鏡と違い体腔壁病変の３次
元的情報が得られると言うものである。This ultrasonic endoscope is, for example, inserted into the body cavity of the digestive tract such as the stomach, and while optically observing the state of the wall surface of the body cavity, the internal state of the wall of the body cavity can be simultaneously observed by ultrasonic tomographic images. That is, unlike conventional endoscopes, three-dimensional information of body cavity wall lesions can be obtained.
この３次元的情報が得られると言う事は、近年CCD撮像
素子等のTV技術が進歩し、TVカメラが小型化され、ファ
イバースコープの接眼部に小型TVカメラを接続したり、
超小型のCCD撮像素子を挿入部先端に設けたいわゆるビ
デオエンドスコープができるようになり、体腔壁表面の
内視鏡画像とその体腔壁の内部状態を示す超音波断層像
とを２つ並べたあるいは１つのモニター上に同時に表示
できるようになった事により、大いに有用性が高まって
きた。The fact that this three-dimensional information can be obtained means that TV technologies such as CCD image sensors have advanced in recent years, TV cameras have been downsized, and small TV cameras can be connected to the eyepiece of the fiberscope.
A so-called video end scope equipped with a microminiature CCD imaging device at the tip of the insertion section became possible, and two endoscopic images of the surface of the body cavity wall and ultrasonic tomographic images showing the internal state of the body cavity wall were arranged. In addition, the fact that it can be displayed on one monitor at the same time has greatly increased its usefulness.
しかし、これまでの超音波内視鏡は、光学的に観察して
いる体腔壁表面の中のどこのラインを超音波走査してい
るのかを確認する事はできなかった。この為、体腔壁の
表面状態とその内部状態からなる３次元的状態を簡単に
かつ正確に把握することができなかった。However, the ultrasonic endoscopes up to now have not been able to confirm which line in the surface of the body cavity wall that is being optically observed is ultrasonically scanned. Therefore, it has not been possible to easily and accurately grasp the three-dimensional state including the surface state of the body cavity wall and the internal state thereof.
これを解決する一つの手段として、超音波ビームに沿っ
てレーザー光等を体腔壁表面に照射し超音波による走査
ラインをマークで表示すると言う手段が考えられる。As one means for solving this, it is conceivable to irradiate the surface of the body cavity wall with laser light or the like along the ultrasonic beam and display scanning lines by ultrasonic waves with marks.
これは体腔壁表面に照射された光による点状あるいは線
状の走査ラインを示すマークを内視鏡画像で見て走査ラ
インを知ると言うものである。This is to know a scanning line by observing a mark showing a dot-shaped or linear scanning line by the light irradiated on the surface of the body cavity wall in an endoscopic image.
［発明が解決しようとする課題］ しかしこの方法においては、挿入部先端にマークを付与
する手段を設けなければならず、挿入部先端の構造が複
雑化し、それにより大型化して挿入がしずらくなると言
う問題がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, in this method, it is necessary to provide a means for giving a mark to the tip of the insertion portion, and the structure of the tip of the insertion portion becomes complicated, which increases the size and makes insertion difficult. There is a problem to say.
本発明は上記不具合を鑑みこれを解決する為のものであ
り、挿入部先端にマークを付与する手段等の付加機能を
設ける事なく、すなわち挿入部先端を簡単な構造で、大
型化する事なく、超音波断層ラインと体腔壁表面の位置
関係を、簡単かつ正確に把握でき、体腔壁病変の３次元
的情報を一目で把握できる超音波内視鏡装置を提供する
事を目的としたものである。The present invention has been made in view of the above problems and solves the problem, without providing an additional function such as a means for giving a mark to the tip of the insertion section, that is, without increasing the size of the insertion section with a simple structure. The object of the present invention is to provide an ultrasonic endoscopic device capable of easily and accurately grasping the positional relationship between the ultrasonic tomographic line and the surface of the body cavity wall and grasping the three-dimensional information of the lesion of the body cavity wall at a glance. is there.
［課題を解決する為の手段］ 本発明の超音波内視鏡装置の特徴は、超音波走査ヘッド
と、該超音波走査ヘッドによる超音波走査ラインを視野
範囲に入れた観察光学系と、該超音波走査ヘッドから送
信された超音波の被検査対象表面からの反響の到達時間
から被検査対象表面までの距離を測定する距離測定手段
と、該距離測定手段による距離測定値から内視鏡画像上
の超音波走査ラインの位置を計算する位置計算手段と、
内視鏡画像と超音波断層像を表示する表示手段を有し、
該内視鏡画像上に該位置計算手段から算出された超音波
走査ラインの位置を表示するようにした事である。[Means for Solving the Problems] The features of the ultrasonic endoscope apparatus of the present invention include an ultrasonic scanning head, an observation optical system in which an ultrasonic scanning line by the ultrasonic scanning head is included in a visual field range, Distance measuring means for measuring the distance from the arrival time of the echo from the surface to be inspected of the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic scanning head to the surface to be inspected, and an endoscopic image from the distance measurement value by the distance measuring means Position calculating means for calculating the position of the ultrasonic scanning line above,
Having a display means for displaying an endoscopic image and an ultrasonic tomographic image,
The position of the ultrasonic scanning line calculated by the position calculating means is displayed on the endoscopic image.
［作用］ 本発明の超音波内視鏡装置においては、超音波により被
検査対象表面までの距離が測定され、この距離測定値か
ら位置計算手段により自動的に内視鏡画像上の超音波走
査ラインが割り出され、内視鏡画像上に表示される事と
なる。挿入部先端において超音波内視鏡の基本構成要素
である超音波走査ヘッドと観察光学系以外に超音波走査
ラインを割り出す為の物体を何等付加しないで計算手段
により内視鏡画像上の超音波走査ラインを割り出し内視
鏡画像上に表示するので、挿入部先端を簡単な構造で、
大型化する事なく、内視鏡画像上の超音波走査ラインが
表示される事となる。[Operation] In the ultrasonic endoscopic apparatus of the present invention, the distance to the surface to be inspected is measured by ultrasonic waves, and the position calculation means automatically performs ultrasonic scanning on the endoscopic image based on the measured distance value. The line is indexed and displayed on the endoscopic image. At the tip of the insertion portion, the ultrasonic scanning head, which is the basic component of the ultrasonic endoscope, and the observation optical system are used. Since the scanning line is indexed and displayed on the endoscopic image, the tip of the insertion part has a simple structure,
The ultrasonic scanning line on the endoscopic image is displayed without increasing the size.
［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は本実施例の全体構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of this embodiment.
本装置は超音波内視鏡１と、超音波内視鏡１を駆動さ
せ、超音波内視鏡１からの信号を処理し、内視鏡画像と
超音波断層像を表示する観測装置２とから構成される。The apparatus includes an ultrasonic endoscope 1 and an observation apparatus 2 that drives the ultrasonic endoscope 1, processes signals from the ultrasonic endoscope 1, and displays an endoscopic image and an ultrasonic tomographic image. Composed of.
超音波内視鏡１の挿入先端部３には観察光学系の対物レ
ンズ部４と超音波走査ヘッド５が設けてあり、観測装置
２には、超音波走査ヘッド５の超音波振動子６を駆動さ
せる為の駆動回路部7,超音波振動子６からの信号を受信
する受信回路部8,受信した信号を映像化する為の超音波
画像処理部9,観察光学系からの内視鏡画像信号を映像化
する為の内視鏡画像処理部10,超音波断層像及び内視鏡
画像を表示する為の表示部11が設けてある。又、観測装
置２には受信回路部８で得られた超音波振動子６と被検
査対象表面12までの距離情報から内視鏡画像上の超音波
走査ライン13を計算する位置計算手段である位置計算回
路部14、及び内視鏡画像，超音波断層像，内視鏡画像上
の超音波走査ラインの位置表示，の各表示をコントロー
ルする画像表示コントローラ25が設けてある。An objective lens section 4 of an observation optical system and an ultrasonic scanning head 5 are provided at the insertion tip 3 of the ultrasonic endoscope 1, and an ultrasonic transducer 6 of the ultrasonic scanning head 5 is provided in the observation device 2. Driving circuit section 7 for driving, receiving circuit section 8 for receiving signals from ultrasonic transducer 6, ultrasonic image processing section 9 for visualizing the received signals, endoscopic image from observation optical system An endoscopic image processing unit 10 for visualizing a signal and a display unit 11 for displaying an ultrasonic tomographic image and an endoscopic image are provided. Further, the observation device 2 is a position calculation means for calculating the ultrasonic scanning line 13 on the endoscopic image from the distance information between the ultrasonic transducer 6 and the surface 12 to be inspected obtained by the receiving circuit section 8. A position calculation circuit unit 14 and an image display controller 25 for controlling each display of the endoscopic image, the ultrasonic tomographic image, and the position display of the ultrasonic scanning line on the endoscopic image are provided.
本超音波内視鏡の挿入先端部の詳細図を兼ねた内視鏡画
像上の超音波走査ラインを計算する原理を説明する為の
原理図である第２図により超音波内視鏡１の挿入先端部
３の構造を詳述する。FIG. 2 is a principle diagram for explaining the principle of calculating an ultrasonic scanning line on an endoscopic image which also serves as a detailed view of the insertion tip portion of the present ultrasonic endoscope. The structure of the insertion tip 3 will be described in detail.
超音波内視鏡１の挿入先端部３には観察光学系の対物レ
ンズ部４が設けてある。対物レンズ部４の手前にはCCD
撮像素子15設けてあり、対物レンズ部４に入射した光は
CCD撮像素子15に結象され、電気信号に変換され信号ケ
ーブルa16により観測装置２に伝えられる。この観察光
学系の視野範囲は対物レンズを含めた観察光学系の構成
により定まり、例えば第２図の画角２×θ０の範囲を視
野におさめる。更に挿入先端部３には超音波走査ライン
17が観察光学系の視野に入るように一定距離観察光学系
と離して設けた超音波走査ヘッド５が設けてある。この
超音波走査ヘッド５には超音波振動子６が軸受18で回動
可能に支持されている。尚、この超音波走査ヘッドは、
複数個の振動子を配列した超音波プローブを固定したい
わゆる電子走査型のものでも良い。又、本実施例では光
学系の視野中心軸19と超音波走査ライン17とが交わるよ
うに角度を持たせたが、これは視野中心軸と超音波走査
ラインとを平行にしたものでも良い。20は超音波振動子
の電気信号を伝える為の信号ケーブルｂである。An objective lens section 4 of the observation optical system is provided at the insertion tip 3 of the ultrasonic endoscope 1. CCD in front of the objective lens unit 4
The image sensor 15 is provided, and the light incident on the objective lens unit 4 is
It is connected to the CCD image pickup device 15, converted into an electric signal, and transmitted to the observation device 2 through a signal cable a16. The field of view of this observation optical system is determined by the structure of the observation optical system including the objective lens, and the field of view is, for example, the range of the angle of view 2 × θ 0 in FIG. Further, an ultrasonic scanning line is provided on the insertion tip portion 3.
An ultrasonic scanning head 5 is provided so as to be located at a fixed distance from the observation optical system so that 17 enters the field of view of the observation optical system. An ultrasonic transducer 6 is rotatably supported by a bearing 18 on the ultrasonic scanning head 5. In addition, this ultrasonic scanning head,
A so-called electronic scanning type in which an ultrasonic probe having a plurality of transducers arranged therein is fixed may be used. Further, in the present embodiment, the angle is set so that the center axis 19 of the visual field of the optical system and the ultrasonic scanning line 17 intersect, but this may be one in which the center axis of the visual field and the ultrasonic scanning line are parallel. Reference numeral 20 is a signal cable b for transmitting an electric signal of the ultrasonic transducer.
以上のように構成された本装置における内視鏡画像上の
超音波走査ライン13を計算する原理を同じく第２図を参
照して説明する。The principle of calculating the ultrasonic scanning line 13 on the endoscopic image in the present apparatus configured as described above will be described with reference to FIG.
超音波断層像を得る為の基本であるＡモードは超音波を
送信してから対象物に当たってエコーが受信されるまで
の時間、これから換算した距離を横軸に、戻って来るエ
コーの強さを縦軸にとったものであるから超音波振動子
６と被検査対象表面12までの距離は容易に測定できる。
これが距離測定手段21となる。The A mode, which is the basis for obtaining an ultrasonic tomographic image, is the time from the transmission of ultrasonic waves until the echo is received by hitting the object, the distance converted from this is the horizontal axis, and the strength of the returning echo is Since it is taken on the vertical axis, the distance between the ultrasonic transducer 6 and the surface 12 to be inspected can be easily measured.
This serves as the distance measuring means 21.
先ず、受信回路部８で得られた、円周方向に放射される
個々の超音波送受信線22上における超音波振動子６と被
検査対象表面12までの距離情報のうち、観察光学系の視
野中心軸19と同方向の超音波送受信線上における被検査
対象表面12までの距離l0をピックアップする。First, of the information on the distance between the ultrasonic transducer 6 and the surface 12 to be inspected on each ultrasonic transmitting / receiving line 22 radiated in the circumferential direction, which is obtained by the receiving circuit unit 8, the field of view of the observation optical system. The distance l 0 to the surface 12 to be inspected on the ultrasonic transmission / reception line in the same direction as the central axis 19 is picked up.
この距離l0から位置計算回路部14により内視鏡画像上の
超音波走査ライン13を計算する。その計算原理は次ぎの
如くである。From this distance l 0 , the position calculation circuit unit 14 calculates the ultrasonic scanning line 13 on the endoscopic image. The calculation principle is as follows.
視野中心23と超音波振動子６の位置はあらかじめ設定さ
れるので、視野中心23と超音波振動子６の位置の違いA0
とl00は既に判明している。また、視野中心軸19の傾き
θ00、画角θ０もあらかじめ設定されているものである
ので判明している。The positions of the visual field center 23 and the ultrasonic transducer 6 are set in advance, so that the difference between the positions of the visual field center 23 and the ultrasonic transducer 6 A 0
And l 00 are already known. It is also known that the inclination θ 00 of the visual field center axis 19 and the angle of view θ 0 are set in advance.
l1はl0が求まる事によりl0−l00＝l1で求まり、θ１
はtanθ１＝l0／A0で求まるから、視野中心軸19に対
する被検査対象表面12における超音波走査ライン24の角
度θ１はθ１＝90°−θ00−θ１で求まる。l 1 is Motomari in l 0 -l 00 = l 1 By l 0 is obtained, θ 1
Since tan θ 1 = l 0 / A 0 is obtained, the angle θ 1 of the ultrasonic scanning line 24 on the surface 12 to be inspected with respect to the central axis 19 of the visual field is obtained by θ 1 = 90 ° −θ 00 −θ 1 .
内視鏡画像の視野範囲B0はあらかじめ設定されており、
画角θ０に対応するものであるから、B0／θ０で単位角
度あたりの画像上の変位がわかり、内視鏡画像上の超音
波走査ライン13の位置B1は、B1＝（B0／θ１）×θ１で
求まる事ができる。The field of view B 0 of the endoscopic image is preset,
Since it corresponds to the angle of view θ 0 , the displacement on the image per unit angle is known by B 0 / θ 0 , and the position B 1 of the ultrasonic scanning line 13 on the endoscopic image is B 1 = ( It can be obtained by B 0 / θ 1 ) × θ 1 .
尚、以上は計算原理であり実際の計算にはそのレンズ系
の持つ球面収差を計算にいれるのは当然である。The above is the calculation principle, and it is natural that the spherical aberration of the lens system is included in the actual calculation.
尚、超音波走査ライン17が内視鏡挿入軸方向に垂直でな
い場合は、その角度をあらかじめ計算にいれておけば良
い。When the ultrasonic scanning line 17 is not perpendicular to the endoscope insertion axis direction, the angle may be calculated in advance.
以上により求められた内視鏡画像上の超音波走査ライン
13の位置を内視鏡画像上に表示する。この表示は、内視
鏡画像信号，超音波断層画像信号，内視鏡画像上の超音
波走査ラインの位置情報を画像表示コントローラ25で処
理し、一つのモニター上に超音波走査ライン13により分
割された片方の内視鏡画像とその超音波走査ラインにお
ける超音波断層像を同時に突き合わせて表示する。Ultrasonic scanning line on endoscopic image obtained by the above
The 13 positions are displayed on the endoscopic image. In this display, the endoscopic image signal, the ultrasonic tomographic image signal, and the positional information of the ultrasonic scanning line on the endoscopic image are processed by the image display controller 25, and the ultrasonic scanning line 13 divides them on one monitor. One of the obtained endoscopic images and the ultrasonic tomographic image on the ultrasonic scanning line thereof are displayed at the same time.
尚、この表示は、内視鏡画像のみ、超音波走査ラインが
表示された内視鏡画像，超音波断層像のみ，等任意に選
択して表示できるようにしても良いし、超音波走査ライ
ンが表示された内視鏡画像の中の一部に超音波断層像を
表示しても、又その逆にするなどしても良く、表示方法
を任意に選択できるようにしても良い。It should be noted that this display may be arbitrarily selected to display only the endoscopic image, the endoscopic image in which the ultrasonic scanning line is displayed, the ultrasonic tomographic image only, or the like. The ultrasonic tomographic image may be displayed on a part of the displayed endoscopic image or vice versa, and the display method may be arbitrarily selected.
又、この表示は内視鏡画像と超音波断層像を２つのモニ
ターに別々に表示してもよく、この場合内視鏡画像上の
超音波走査ライン13の位置情報は内視鏡画像処理部10に
入力して超音波走査ラインを表示するようにする。Further, in this display, the endoscopic image and the ultrasonic tomographic image may be separately displayed on two monitors. In this case, the position information of the ultrasonic scanning line 13 on the endoscopic image is the endoscopic image processing unit. Enter 10 to display the ultrasonic scan line.
［発明の効果］ 本発明の超音波内視鏡装置では、内視鏡画像上の超音波
走査ラインの位置を、超音波走査ヘッドから送信された
超音波の被検査対象表面からの反響の到達時間から被検
査対象表面までの距離を計算する距離測定手段と、距離
測定手段による距離測定値から内視鏡画像上の超音波走
査ラインの位置を計算する位置計算手段とにより、内視
鏡画像上の超音波走査ラインの位置を計算で割り出し表
示するようにしたので、超音波内視鏡の挿入部先端にお
いて超音波内視鏡の基本構成要素である超音波走査ヘッ
ドと観察光学系以外に、超音波走査ラインを割り出す為
の物体を何等付加しないでも超音波走査ラインが確認で
きるようになり、これにより挿入部先端を簡単な構造
で、大型化する事なく、内視鏡画像上の超音波走査ライ
ンが簡単かつ正確に把握でき、体腔壁病変の３次元的情
報を一目で把握できるようになる。EFFECTS OF THE INVENTION In the ultrasonic endoscopic apparatus of the present invention, the position of the ultrasonic scanning line on the endoscopic image reaches the echo of the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic scanning head from the surface to be inspected. The distance measuring means for calculating the distance from the time to the surface to be inspected and the position calculating means for calculating the position of the ultrasonic scanning line on the endoscopic image from the distance measurement value by the distance measuring means Since the position of the upper ultrasonic scanning line is indexed and displayed by calculation, in addition to the ultrasonic scanning head and the observation optical system which are the basic components of the ultrasonic endoscope at the tip of the insertion portion of the ultrasonic endoscope, The ultrasonic scanning line can be confirmed without adding any object for indexing the ultrasonic scanning line, which allows the tip of the insertion part to have a simple structure without increasing the size of the endoscopic image. Sound wave scanning line It can be easily and accurately grasped, and the three-dimensional information of the lesion in the body cavity can be grasped at a glance.
第１図は本実施例の全体構成を示すブロック図である。 第２図は本実施例の超音波内視鏡の挿入先端部の詳細図
を兼ねた内視鏡画像上の超音波走査ラインを計算する原
理を説明する為の原理図である。 ４……対物レンズ、11……表示部 ５……超音波走査ヘッド、14……位置計算回路部 ６……超音波振動子、21……距離測定手段 ８……受信回路部FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of this embodiment. FIG. 2 is a principle diagram for explaining the principle of calculating an ultrasonic scanning line on an endoscopic image, which also serves as a detailed view of the insertion tip of the ultrasonic endoscope of this embodiment. 4 ... Objective lens, 11 ... Display unit 5 ... Ultrasonic scanning head, 14 ... Position calculation circuit unit 6 ... Ultrasonic vibrator, 21 ... Distance measuring means 8 ... Reception circuit unit
Claims (1)
による超音波走査ラインを視野範囲に入れた観察光学系
と、該超音波走査ヘッドから送信された超音波の被検査
対象表面からの反響の到達時間から被検査対象表面まで
の距離を測定する距離測定手段と、該距離測定手段によ
る距離測定値から内視鏡画像上の超音波走査ラインの位
置を計算する位置計算手段と、内視鏡画像と超音波断層
像を表示する表示手段とを有し、該内視鏡画像上に該位
置計算手段から算出された超音波走査ラインの位置を表
示する事を特徴とする超音波内視鏡装置。1. An ultrasonic scanning head, an observation optical system in which an ultrasonic scanning line by the ultrasonic scanning head is included in a visual field range, and ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic scanning head from a surface to be inspected. Distance measuring means for measuring the distance from the arrival time of the echo to the surface to be inspected, position calculating means for calculating the position of the ultrasonic scanning line on the endoscopic image from the distance measurement value by the distance measuring means, An ultrasonic wave having a display unit for displaying an endoscopic image and an ultrasonic tomographic image, and displaying the position of the ultrasonic scanning line calculated by the position calculating unit on the endoscopic image. Endoscope device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63064546A JPH0698134B2 (en) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | Ultrasound endoscopy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63064546A JPH0698134B2 (en) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | Ultrasound endoscopy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01236042A JPH01236042A (en) | 1989-09-20 |
| JPH0698134B2 true JPH0698134B2 (en) | 1994-12-07 |
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ID=13261327
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| JP (1) | JPH0698134B2 (en) |
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