WO2020044770A1 - 超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus and a control method of the ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an ultrasonic diagnostic apparatus used for a compression test of a popliteal vein of a subject and a control method of the ultrasonic diagnostic apparatus.
- an ultrasonic diagnostic apparatus has been known as an apparatus for obtaining an image inside a subject.
- An ultrasonic diagnostic apparatus generally includes an ultrasonic probe provided with a transducer array in which a plurality of elements are arranged. In a state where the ultrasonic probe is in contact with the body surface of the subject, an ultrasonic beam is transmitted from the transducer array toward the inside of the subject, and an ultrasonic echo from the subject is received by the transducer array and Data is obtained. Further, the ultrasonic diagnostic apparatus electrically processes the obtained element data to generate an ultrasonic image of the part of the subject.
- DVT Deep Vein Thrombosis
- a normal deep vein without a thrombus is easily deformed by compression, but a deep vein with a thrombus is not easily deformed by compression.
- a so-called compression test method of observing a cross section of a compressed deep vein while compressing a deep vein in which DVT may occur is known.
- a so-called two-point compression method in which only two points of a popliteal vein and a common femoral vein are subjected to a compression test is known.
- the popliteal vein is usually observed as a single blood vessel when the ultrasonic probe is brought into contact with the back of the subject's knee, but depending on the subject, the popliteal vein is branched above the back of the knee. In some cases, when the ultrasonic probe is brought into contact with the back of the knee of the subject, the ultrasonic probe is observed as two thin blood vessels, for example.
- a larger vein is more likely to form a large thrombus
- the thrombus is peeled off from the inner wall of the vein, and when flowing to the central side of the vein, there is a high possibility that pulmonary embolism or the like is caused.
- a low-skilled user may perform a compression test without moving the position of the ultrasonic probe from the back of the knee. . In such a case, there is a problem that even with the ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in Patent Document 1, an appropriate test result cannot be obtained.
- the present invention has been made to solve such a conventional problem, and provides an ultrasonic diagnostic apparatus and a control method of the ultrasonic diagnostic apparatus which can perform a compression test at an appropriate position regardless of the user's skill level.
- the purpose is to do.
- an ultrasonic diagnostic apparatus for performing a compression test on at least two points of a popliteal vein and a common femoral vein of a subject, comprising: an ultrasonic probe; An image acquisition unit that transmits an ultrasound beam from the probe to the subject to acquire an ultrasound image, and a vein detection unit that detects a popliteal vein included in the ultrasound image acquired by the image acquisition unit, When a compression test of the popliteal vein is performed, the ultrasound vein is detected by the vein detection unit such that the ultrasonic probe is located at a position where only one popliteal vein is included in the ultrasonic image acquired by the image acquisition unit. An operation guide unit for guiding the user to operate the ultrasonic probe based on the number of popliteal veins.
- the operation guide unit guides the user to operate the ultrasonic probe so as to fix the position of the ultrasonic probe when only one popliteal vein is detected by the vein detection unit.
- the popliteal vein it is preferable to guide the user to move the ultrasonic probe above the knee back of the subject.
- a probe that determines whether or not the moving range of the ultrasonic probe by the user is within a predetermined range from the time when the ultrasonic probe is guided to move above the back of the knee of the subject by the operation guide unit.
- a moving range determination unit is provided, and the operation guide unit moves the ultrasonic probe to the back of the knee of the subject when the probe moving range determination unit determines that the moving range of the ultrasonic probe has exceeded the predetermined moving range. It is preferable to guide the user to do so.
- the probe moving range determination unit is configured to perform a plurality of ultrasonic movements acquired by the image acquisition unit from the time when the operation of the ultrasound probe is guided by the operation guide unit to move the ultrasound probe above the back of the knee.
- the probe movement range determination unit may determine that the time elapsed since the operation of the ultrasonic probe was guided to move the ultrasonic probe above the back of the knee by the operation guide unit exceeds a predetermined time.
- the ultrasonic probe has an acceleration sensor, and includes a probe moving distance estimating unit that estimates a moving distance of the ultrasonic probe based on acceleration of the ultrasonic probe measured by the acceleration sensor. From the point at which the operation of the ultrasonic probe is guided by the operation guide unit to move the ultrasonic probe above the back of the knee, the distance at which the moving distance of the ultrasonic probe estimated by the probe moving distance estimating unit is determined. When the distance exceeds the range, it can be determined that the moving range of the ultrasonic probe has exceeded the predetermined moving range.
- a display unit is provided, and the operation guide unit can display operation guide of the ultrasonic probe directed to the user on the display unit.
- the control method of the ultrasonic diagnostic apparatus is a control method of the ultrasonic diagnostic apparatus for performing a compression test on at least two points of a popliteal vein and a common femoral vein of a subject.
- An ultrasonic image is acquired by transmitting an ultrasonic beam toward the device, the popliteal vein included in the acquired ultrasonic image is detected, and when a compression test of the popliteal vein is performed, the acquired ultrasonic image is obtained.
- the method is characterized in that the user is guided to operate the ultrasonic probe based on the detected number of popliteal veins so that the ultrasonic probe is located at a position where only one popliteal vein is included in the acoustic image.
- an ultrasonic diagnostic apparatus includes a vein detection unit that detects a popliteal vein included in an ultrasound image acquired by an image acquisition unit, and acquires an image when a compression test of the popliteal vein is performed.
- a vein detection unit that detects a popliteal vein included in an ultrasound image acquired by an image acquisition unit, and acquires an image when a compression test of the popliteal vein is performed.
- the user is prompted by the ultrasonic probe based on the number of popliteal veins detected by the vein detection unit. Since the operation guide unit that guides the operation is provided, the compression test can be performed at an appropriate position regardless of the skill level of the user.
- FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
- FIG. 3 is a block diagram illustrating an internal configuration of a receiving unit according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a block diagram illustrating an internal configuration of an image generation unit according to Embodiment 1 of the present invention.
- 5 is a flowchart illustrating an operation of the ultrasonic diagnostic apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
- FIG. 4 is a diagram illustrating an example of operation guidance according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a diagram showing another example of the operation guide according to Embodiment 1 of the present invention.
- FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
- FIG. 3 is a block diagram illustrating an internal configuration of a receiving unit according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a block diagram
- FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
- 6 is a flowchart illustrating an operation of the ultrasonic diagnostic apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
- FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a modification of the second embodiment of the present invention.
- FIG. 1 shows a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
- the ultrasonic diagnostic apparatus 1 includes a transducer array 2, and a transmitter 3 and a receiver 4 are connected to the transducer array 2, respectively.
- the image generation unit 5, the display control unit 6, and the display unit 7 are sequentially connected to the reception unit 4.
- the transmission unit 3, the reception unit 4, and the image generation unit 5 constitute an image acquisition unit 8.
- a vein detection unit 9 is connected to the image generation unit 5, and an operation guide unit 10 is connected to the vein detection unit 9. Further, the operation guide unit 10 is connected to the display control unit 6.
- a device control unit 12 is connected to the display control unit 6, the image acquisition unit 8, the vein detection unit 9, and the operation guide unit 10, and an input unit 13 and a storage unit 14 are connected to the device control unit 12. I have.
- the device control unit 12 and the storage unit 14 are connected so that information can be exchanged in both directions.
- the transducer array 2 is included in the ultrasonic probe 15, and the display controller 6, the image acquisition unit 8, the vein detection unit 9, the operation guide unit 10, and the device control unit 12 constitute a processor 16. I have.
- the transducer array 2 of the ultrasonic probe 15 shown in FIG. 1 has a plurality of transducers arranged one-dimensionally or two-dimensionally. Each of these transducers transmits an ultrasonic wave in accordance with a drive signal supplied from the transmission unit 3, and receives an ultrasonic echo from a subject and outputs a reception signal.
- Each vibrator is made of, for example, a piezoelectric ceramic represented by PZT (Lead Zirconate Titanate: lead zirconate titanate), a polymer piezoelectric element represented by PVDF (Poly Vinylidene Di Fluoride: polyvinylidene fluoride), and a PMN-PT (PMN-PT).
- the transmission unit 3 of the image acquisition unit 8 includes, for example, a plurality of pulse generators, and based on a transmission delay pattern selected in accordance with a control signal from the device control unit 12, a plurality of pulse generators.
- Each drive signal is supplied to a plurality of transducers by adjusting the delay amount so that the ultrasonic waves transmitted from the transducers form an ultrasonic beam.
- a pulse or continuous wave voltage is applied to the electrodes of the plurality of transducers of the transducer array 2
- the piezoelectric body expands and contracts, and a pulse or continuous wave ultrasonic wave is generated from each transducer.
- an ultrasonic beam is formed from a composite wave of the ultrasonic waves.
- the transmitted ultrasonic beam is reflected on a target such as a part of a subject, and propagates toward the transducer array 2 of the ultrasonic probe 15.
- the ultrasonic echo propagating toward the transducer array 2 is received by each transducer constituting the transducer array 2.
- each transducer constituting the transducer array 2 expands and contracts by receiving the propagating ultrasonic echo to generate electric signals, and outputs these electric signals to the receiver 4.
- the receiving unit 4 of the image acquiring unit 8 processes a received signal output from the transducer array 2 according to a control signal from the device control unit 12.
- the receiving unit 4 has a configuration in which an amplifying unit 17 and an AD (Analog Digital) converting unit 18 are connected in series.
- the amplifying unit 17 amplifies the received signal input from each of the transducers constituting the transducer array 2 and transmits the amplified received signal to the AD conversion unit 18.
- the AD conversion unit 18 converts the reception signal transmitted from the amplification unit 17 into digitized data, and sends the data to the image generation unit 5 of the image acquisition unit 8.
- the image generation unit 5 of the image acquisition unit 8 has a configuration in which a signal processing unit 19, a DSC (Digital Scan Converter) 20, and an image processing unit 21 are connected in series.
- the signal processing unit 19 performs a reception focusing process by giving each data of the reception signal a delay (phasing addition) based on the reception delay pattern selected according to the control signal from the device control unit 12. I do.
- the reception focus processing generates a sound ray signal in which the focus of the ultrasonic echo is narrowed to one scanning line.
- the signal processing unit 19 performs an envelope detection process on the generated sound ray signal after correcting the attenuation due to the propagation distance according to the depth of the position where the ultrasonic wave is reflected, A B-mode image signal representing a tissue in the subject is generated.
- the B-mode image signal generated in this way is output to the DSC 20.
- the DSC 20 of the image generator 5 raster-converts the B-mode image signal into an image signal according to a normal television signal scanning method to generate an ultrasonic image.
- the image processing unit 21 of the image generation unit 5 performs various necessary image processing such as brightness correction, gradation correction, sharpness correction, and color correction on the image data obtained by the DSC 20, and then performs an ultrasonic image processing. Is output to the display controller 6 and the vein detector 9.
- the vein detection unit 9 of the processor 16 performs image analysis on the ultrasonic image acquired by the image acquisition unit 8, detects popliteal veins, and calculates the number of detected popliteal veins. At this time, for example, the vein detection unit 9 detects the popliteal vein by recognizing the cross section of the popliteal vein included in the ultrasound image.
- the cross section of the popliteal vein refers to a cross section of the popliteal vein when cut so as to cross the central axis of the popliteal vein. More specifically, for example, the vein detection unit 9 previously stores typical pattern data as a template, calculates the similarity to the pattern data while searching the template in the image, and determines whether the similarity is equal to or greater than the threshold.
- the transversal section of the popliteal vein can be recognized by assuming that the popliteal vein exists at the maximum position.
- the ultrasound image may include an artery existing around the popliteal vein, but the vein detection unit 9 determines the typical positional relationship between the popliteal vein and the artery.
- the popliteal vein can be recognized by pattern recognition using a template or the like based on a relative value of a typical diameter of the popliteal vein with respect to the diameter.
- the vein detection unit 9 can recognize the popliteal vein by using a so-called Doppler signal in addition to the pattern recognition.
- CNN Convolutional Neural Network
- U-Net Up-sampling layer
- Mask-R-CNN bounding box detection model
- DVT which is a disease in which thrombus occurs in deep veins
- DVT often occurs in the lower leg.
- a normal deep vein without a thrombus is easily deformed by compression, but a deep vein with a thrombus is unlikely to be deformed by compression. Therefore, as a test for DVT, for example, DVT may occur.
- a so-called compression test is performed in which a cross section of the compressed deep vein is observed while compressing the deep vein with the pressure.
- a so-called two-point compression method in which at least two points of a popliteal vein and a common femoral vein are subjected to a compression test.
- the popliteal vein is usually observed as a single blood vessel when the ultrasound probe is brought into contact with the back of the knee of the subject, but depending on the subject, the vein may be branched above the back of the knee.
- the ultrasonic probe is brought into contact with the back of the knee of the subject, it is observed as a plurality of thin blood vessels.
- a larger vein is more likely to cause a large thrombus
- the thrombus is peeled off from the inner wall of the vein, and when flowing toward the central side of the vein, the risk of pulmonary embolism is increased. That is, it is desirable that a compression test be performed at a position where only one popliteal vein is observed.
- the operation guide unit 10 of the processor 16 positions the ultrasonic probe 15 at a position where only one popliteal vein is included in the ultrasonic image acquired by the image generation unit 5 when a compression test of the popliteal vein is performed.
- the user is guided to operate the ultrasonic probe 15 in accordance with the number of popliteal veins detected by the vein detection unit 9 so as to perform the operation. For example, when the user has positioned the ultrasonic probe 15 on the back of the knee of the subject and the vein detecting unit 9 detects only one popliteal vein, the operation guide unit 10 detects the position of the ultrasonic probe 15.
- the user is guided to move the ultrasonic probe 15 above the back of the knee. This prevents the user from performing a compression test on the back of the knee when the popliteal vein branches off above the back of the knee.
- the operation guide unit 10 can guide the user to operate the ultrasonic probe 15 by displaying, for example, a text and an image indicating the guide to the user on the display unit 7. Also, for example, although not shown, a sound generating unit that emits sound can be provided in the ultrasonic diagnostic apparatus 1, and the operation guide unit 10 can also guide the user by voice via the sound generating unit. .
- the device control unit 12 of the processor 16 controls each unit of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 based on a program stored in advance in the storage unit 14 or the like and a user operation via the input unit 13.
- the display control unit 6 of the processor 16 performs a predetermined process on the ultrasonic image generated by the image generation unit 5 of the image acquisition unit 8 under the control of the device control unit 12, and displays the ultrasonic image on the display unit 7. Display.
- the display unit 7 of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 displays an ultrasonic image under the control of the display control unit 6, and is, for example, a display such as an LCD (Liquid Crystal Display) or an organic EL display (Organic Electroluminescence Display). Including equipment.
- the input unit 13 of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 is a device for a user to perform an input operation, and can be configured to include a keyboard, a mouse, a trackball, a touch pad, a touch panel, and the like.
- the storage unit 14 stores an operation program of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 and the like, and stores a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), a flexible disk (FD), and an MO disk. (Magneto-Optical disc), MT (Magnetic Tape), RAM (Random Access Memory), CD (Compact Disc), DVD (Digital Versatile Disc)
- a recording medium such as an SD card (Secure Digital card), a USB memory (Universal Serial Bus memory), a server, or the like can be used.
- the processor 16 including the display control unit 6, the image acquisition unit 8, the vein detection unit 9, the operation guide unit 10, and the device control unit 12 includes a CPU (Central Processing Unit) and various processing performed by the CPU.
- FGPA Field Programmable Gate Array: DSP
- DSP Digital Signal Processor
- ASIC Application Specific Integrated Circuit: Application Specific Integrated Circuit
- other ICs Integrated Circuits
- the display control unit 6, the image acquisition unit 8, the vein detection unit 9, the operation guide unit 10, and the device control unit 12 of the processor 16 may be partially or wholly integrated into one CPU.
- step S1 the operation guide unit 10 guides the user to position the ultrasonic probe 15 on the back of the knee of the subject.
- the operation guide unit 10 can cause the display unit 7 to display, for example, a text indicating that the ultrasonic probe 15 is located behind the knee of the subject.
- the user operates the ultrasonic probe 15 to position the ultrasonic probe 15 on the back of the knee of the subject.
- step S2 an ultrasonic beam is transmitted from the transducer array 2 of the ultrasonic probe 15 toward the back of the knee of the subject, and the ultrasonic beam propagated from the back of the subject toward the transducer array 2 A received signal is generated by the transducer array 2 based on the echo.
- the reception signal generated in this manner is sequentially processed by the reception unit 4 and the image generation unit 5 of the image acquisition unit 8, so that an ultrasonic image representing a cross section of the knee back of the subject is acquired.
- step S3 the vein detection unit 9 performs image processing on the ultrasonic image acquired in step S2 to detect popliteal veins included in the ultrasonic image, and detects the number of detected popliteal veins. Is calculated.
- the vein detection unit 9 recognizes, for example, the cross section of the blood vessel included in the ultrasonic image, and performs recognition based on the recognized diameter of the blood vessel, the thickness of the blood vessel wall, the circularity of the cross section of the blood vessel, and the like.
- the vein can be detected by determining whether the determined blood vessel is a vein or an artery.
- the operation guide unit 10 receives information indicating the number of popliteal veins detected in step S3 from the vein detection unit 9, so that the number of popliteal veins detected in step S3 is one. It is determined whether or not there are a plurality. Further, the operation guide unit 10 includes only one popliteal vein in the ultrasonic image acquired in step S2 based on whether the number of popliteal veins detected in step S3 is one or more. Instead, the user is guided to operate the ultrasonic probe 15 so as to position the ultrasonic probe 15 at a position where the popliteal vein compression test is performed.
- step S4 If it is determined in step S4 that the number of popliteal veins detected in step S3 is plural, the process proceeds to step S5.
- step S5 the operation guide unit 10 guides the user to move the ultrasonic probe 15 in parallel above the back of the knee of the subject.
- the operation guide unit 10 allows the user to operate the ultrasonic probe 15 by displaying a guide panel G1 including text indicating guidance to the user on the display unit 7 as shown in FIG. 5, for example. I can guide you.
- a guide including the text "Please translate the probe upward" is superimposed on the ultrasound image U1 including the two popliteal veins V1 and V2 and the one artery A1.
- Panel G1 is displayed.
- the user moves the ultrasonic probe 15 in parallel above the knee of the subject. This prevents the user from performing a compression test on the back of the knee when the popliteal vein branches off above the back of the knee.
- step S3 the vein detection unit 9 detects the popliteal veins included in the ultrasonic image newly acquired in step S2, and calculates the number of the detected popliteal veins.
- step S4 the operation guide unit 10 determines whether the number of popliteal veins detected in step S3 is only one or plural, and determines whether the number of popliteal veins is only one. Guidance different from each other is provided to the user depending on whether there are a plurality of guides.
- step S4 If it is determined in step S4 that the number of popliteal veins is more than one, the process proceeds to step S5, and the operation guide unit 10 guides the ultrasonic probe 15 to move in parallel above the back of the knee. . In this way, the processing of steps S2 to S5 is repeated until it is determined in step S4 that the number of popliteal veins is only one.
- step S6 the operation guide unit 10 fixes the position of the ultrasonic probe 15 on the spot, and guides the user to perform the compression test.
- the operation guide unit 10 allows the user to operate the ultrasonic probe 15 by displaying a guide panel G2 including text indicating guidance to the user on the display unit 7 as shown in FIG. 6, for example. I can guide you. In the example shown in FIG. 6, superimpose on the ultrasonic image U2 including only one cross section of the popliteal vein V3 and one cross section of the artery A2, respectively, and “fix the position of the probe and perform the compression test”.
- the operation of the ultrasonic probe 15 When the operation of the ultrasonic probe 15 is guided to the user in this way, the user performs a compression test without moving the position of the ultrasonic probe 15. Thus, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 when the compression examination of the popliteal vein of the subject is completed.
- the popliteal vein included in the ultrasonic image is detected.
- the compression of the popliteal vein is performed. Since the operation of the ultrasonic probe 15 is guided to the user so that the ultrasonic probe 15 is located at an appropriate position for the inspection, the compression inspection can be performed at an appropriate position regardless of the user's skill level.
- the transmission unit 3 and the reception unit 4 of the image acquisition unit 8 are included in the processor 16, but may be included in the ultrasonic probe 15 instead of being included in the processor 16.
- the vein detector 9 detects the popliteal vein using a technique such as pattern recognition when detecting the popliteal vein included in the ultrasound image.
- the accuracy of popliteal vein detection can be improved by using the technique of determining whether or not to perform the determination.
- the vein detection unit 9 can distinguish between a vein and an artery by performing image analysis on an ultrasonic image.
- the blood vessel wall of the vein is thinner than the blood vessel wall of the artery, the internal pressure of the vein is lower than the internal pressure of the artery, and the circularity of the cross section of the vein is lower than the circularity of the cross section of the artery.
- the vein detection unit 9 can determine a vein and an artery based on, for example, the diameter of the cross section of the blood vessel, the thickness of the blood vessel wall, and the circularity of the cross section of the blood vessel included in the ultrasonic image.
- the vein detection unit 9 reflects the difference in the diameter of the cross section between the vein and the artery, the difference in the thickness of the blood vessel wall, the difference in the circularity of the cross section, and the like in the template and the feature amount vector in the machine learning method. Veins and arteries included in the ultrasound image can be recognized. Further, for example, the vein detection unit 9 performs deep learning such as U-Net, using the difference in the diameter of the cross section between the vein and the artery, the difference in the thickness of the blood vessel wall, the difference in the circularity of the cross section, and the like. And arteries can also be classified.
- the vein detection unit 9 determines whether the blood vessels included in the ultrasound image are beaten. This makes it possible to distinguish between a vein and an artery. More specifically, for example, the vein detecting unit 9 compares the blood vessels included in the ultrasonic image with respect to the ultrasonic images sequentially acquired by the image acquiring unit 8 in a state where the position of the ultrasonic probe 15 is fixed. The diameter can be calculated, and a blood vessel whose diameter varies periodically can be determined as an artery, and a blood vessel whose diameter does not vary periodically can be determined as a vein.
- a Doppler processing unit that generates a so-called Doppler signal by frequency-analyzing data generated by the receiving unit 4 can be provided in the ultrasonic diagnostic apparatus 1, and a vein detecting unit.
- Reference numeral 9 can determine a blood vessel in which the signal intensity of the Doppler signal obtained by the Doppler processing unit changes periodically as an artery, and can determine a blood vessel in which the signal intensity of the Doppler signal changes less as a vein.
- the vein detection unit 9 can determine the vein and the artery by arbitrarily combining the plurality of determination methods. Further, the vein detecting unit 9 can also detect the popliteal vein by learning these plural discriminating methods by a general image recognition method such as deep learning. More specifically, the vein detection unit 9 can perform classification and detection of veins and arteries by deep learning using a Doppler image based on a Doppler signal, for example. Further, the vein detection unit 9 may calculate, for example, the rate of change of the diameter and area of a blood vessel for each region classified as a blood vessel, and determine a vein and an artery using ultrasonic images of a plurality of frames. it can.
- the processing of steps S2 to S5 is repeated until it is determined in step S4 that the ultrasonic image includes only one popliteal vein.
- the position of the popliteal vein is followed in the ultrasonic images sequentially acquired by the image acquisition unit 8, so that the plurality of popliteal veins becomes one.
- the ultrasound images sequentially acquired by the image acquisition unit 8 are included in the ultrasound images by performing pattern matching between adjacent frames.
- the ultrasonic diagnostic apparatus 1 can be provided with a branch point detection unit that tracks the position of the popliteal vein and detects a branch point where a plurality of popliteal veins join one popliteal vein. Accordingly, it is not necessary to perform the vein detection processing every time a new ultrasonic image is acquired, so that the calculation load of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 can be reduced.
- the vein detection process performed on the ultrasound images sequentially acquired by the image acquisition unit 8 is performed.
- the ultrasonic diagnostic apparatus 1 may be provided with a three-dimensional data generation unit (not shown) that generates three-dimensional data representing a three-dimensional structure of the popliteal vein based on the result.
- the operation guide unit 10 places the ultrasonic probe 15 at an appropriate position for performing a compression test of the popliteal vein, Guidance to the user can be provided.
- the operation guide unit 10 includes the ultrasonic probe 15 Can be provided to the user such that the is positioned on the back of the knee and the groin of the subject.
- the ultrasonic probe 15 is located on the back of the knee or in the groin.
- the ultrasonic diagnostic apparatus 1 may be provided with a probe position determining unit that determines whether the ultrasonic probe 15 is operating.
- the operation guide unit 10 moves the ultrasonic probe 15 to the back of the knee and the groin based on the determination result by the probe position determining unit. The user can be guided to the position.
- the hardness differs between the back of the knee and the groin, for example, a so-called elastography image is generated, and from the generated elastography image, the hardness for detecting the hardness of a part included in the ultrasound image
- the detecting unit can be provided in the ultrasonic diagnostic apparatus 1, and the probe position determining unit determines whether the ultrasonic probe 15 is located on the back of the knee based on the hardness of the part detected by the hardness detecting unit, or It can be determined whether it is located in the groin.
- Embodiment 2 In the first embodiment, when a plurality of popliteal veins are detected by the vein detection unit 9, the ultrasonic probe 15 is moved upward above the back of the knee until only one popliteal vein is detected. Although the sound wave image has been acquired, the moving range of the ultrasonic probe 15 can be determined so that the ultrasonic probe 15 does not move excessively upward.
- FIG. 7 shows a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus 1A according to the second embodiment.
- the ultrasonic diagnostic apparatus 1A according to the second embodiment is different from the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 in that an apparatus control unit 12A is provided instead of the apparatus control unit 12, and the probe moving range determination unit 22 Has been added.
- a probe movement range determination unit 22 is connected to the operation guide unit 10.
- a device control unit 12A is connected to the display control unit 6, the image acquisition unit 8, the vein detection unit 9, the operation guide unit 10, the input unit 13, the storage unit 14, and the probe movement range determination unit 22.
- a processor 16A is configured by the display control unit 6, the image acquisition unit 8, the vein detection unit 9, the operation guide unit 10, the probe movement range determination unit 22, and the device control unit 12A.
- the probe movement range determination unit 22 of the processor 16A detects the plurality of popliteal veins by the vein detection unit 9 and guides the operation probe 10 to move the ultrasonic probe 15 to the position above the back of the knee of the subject. From this point, it is determined whether or not the moving range of the ultrasonic probe 15 by the user is within a predetermined range.
- the probe moving range determination unit 22 may display more ultrasonic images than a predetermined number of frames from the time when the operation guide unit 10 guides the user to move the ultrasonic probe 15 above the back of the knee.
- the acquiring unit 8 or when a predetermined time has elapsed it can be determined that the moving range of the ultrasonic probe 15 has exceeded the predetermined range. Note that the determined number of frames, the determined time, and the like representing the determined moving range of the ultrasonic probe 15 can be stored in advance in the probe moving range determining unit 22, the storage unit 14, and the like.
- step S1 the operation guide unit 10 guides the user to position the ultrasonic probe 15 on the back of the subject's knee.
- the operation guide unit 10 can cause the display unit 7 to display a guide panel G1 including a text indicating guidance for the user. Further, in accordance with such guidance by the operation guide unit 10, the user positions the ultrasonic probe 15 on the back of the knee of the subject.
- step S2 when the ultrasound image is acquired by the image acquisition unit 8, the process proceeds to step S3, where the vein detection unit 9 detects the popliteal vein included in the acquired ultrasound image, and further detects the detected knee. The number of pit veins is calculated.
- step S4 the operation guide unit 10 determines whether the number of popliteal veins detected in step S3 is only one or plural. If it is determined in step S4 that the number of popliteal veins is more than one, the process proceeds to step S5, in which the operation guide unit 10 guides the user to translate the ultrasonic probe 15 in parallel above the back of the knee. Done. As a result, the user moves the ultrasonic probe 15 in parallel above the back of the knee.
- step S5 when the guide to move the ultrasonic probe 15 in parallel to the back of the knee is provided, in step S7, the probe moving range determination unit 22 determines the moving range of the ultrasonic probe 15 moved by the user. It is determined whether it is within the specified range. At this time, for example, the probe moving range determination unit 22 determines that the operation guide unit 10 guides the user to move the ultrasonic probe 15 above the back of the knee. When the sound image is acquired by the image acquisition unit 8 or when a predetermined time has elapsed, it can be determined that the moving range of the ultrasonic probe 15 has exceeded the predetermined range.
- step S7 If it is determined in step S7 that the moving range of the ultrasonic probe 15 is within the predetermined range, the process returns to step S2.
- step S2 an ultrasonic image is newly acquired by the image acquiring unit 8, and in step S3, a popliteal vein included in the newly acquired ultrasonic image is detected.
- step S4 it is determined whether the number of popliteal veins detected in step S3 is only one or plural. If it is determined in step S4 that a plurality of popliteal veins are detected, the process proceeds to step S5, in which the operation guide unit 10 guides the user to translate the ultrasonic probe 15 in parallel above the back of the knee. Is made.
- step S7 the probe moving range determination unit 22 determines whether the moving range of the ultrasonic probe 15 moved by the user is within a predetermined range. If it is determined in step S7 that the moving range of the ultrasonic probe 15 is within the predetermined range, the process returns to step S2. Thus, in step S4, the number of popliteal veins detected is determined to be plural, and in step S7, the moving range of the ultrasonic probe 15 is out of the defined range. Until the determination is made, the processing of steps S2 to S5 and step S7 is repeated.
- step S7 the operation guide unit 10 guides the user to return the position of the ultrasonic probe 15 to the back of the knee. Thereby, the user positions the ultrasonic probe 15 on the back of the knee.
- step S8 the process proceeds to step S6, where the operation guide unit 10 guides the user to fix the position of the ultrasonic probe 15 on the spot and perform a compression test of the popliteal vein. .
- the operation guide unit 10 can cause the display unit 7 to display a guide panel G2 including a text representing guidance for the user, as shown in FIG. 6, for example.
- the process proceeds to step S6 and the operation guide unit 10 fixes the position of the ultrasonic probe 15 on the spot. Then, the user is notified that the popliteal vein compression test is to be performed, and the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1A ends.
- the operation guide unit 10 guides the user to translate the ultrasonic probe 15 in parallel above the back of the knee, and when the probe moving range determination unit 22 determines that the moving range of the ultrasonic probe 15 is out of the predetermined range, Since the operation guide unit 10 guides the user to position the ultrasonic probe 15 on the back of the knee, the vein detecting unit 9 detects a plurality of popliteal veins, and the user sets the ultrasonic probe 15 to the back of the knee. When moved upward, the ultrasonic probe 15 can be prevented from being moved to a position that is not suitable for the popliteal vein compression test.
- the probe movement range determination unit 22 determines a predetermined frame from the time when the operation guide unit 10 guides the user to translate the ultrasonic probe 15 in parallel above the knee back of the subject. When a greater number of ultrasonic images than the number are acquired by the image acquisition unit 8 or when a predetermined time has elapsed, it is determined that the moving distance of the ultrasonic probe 15 is out of the predetermined range.
- the determination method by the probe movement range determination unit 22 is not limited thereto.
- the probe moving range determination unit 22 can determine whether the moving range of the ultrasonic probe 15 is within a predetermined range based on the directly estimated moving distance of the ultrasonic probe 15.
- FIG. 9 shows a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus 1B according to a modification of the second embodiment.
- This ultrasonic diagnostic apparatus 1B is different from the ultrasonic diagnostic apparatus 1A of the second embodiment shown in FIG. 7 in that an apparatus control section 12B is provided instead of the apparatus control section 12A, and the acceleration sensor 23 and the probe moving distance estimation section 24 are different from each other. Has been added.
- an acceleration sensor 23 is attached to the ultrasonic probe 15, and a probe moving distance estimating unit 24 is connected to the acceleration sensor 23. Further, a probe movement range determination unit 22 is connected to the probe movement distance estimation unit 24.
- the display control unit 6, the image acquisition unit 8, the vein detection unit 9, the operation guide unit 10, the input unit 13, the storage unit 14, the probe movement range determination unit 22, and the probe movement distance estimation unit 24 include a device control unit 12B. It is connected.
- a processor 16B is configured by the display control unit 6, the image acquisition unit 8, the vein detection unit 9, the operation guide unit 10, the device control unit 12B, the probe movement range determination unit 22, and the probe movement distance estimation unit 24.
- the acceleration sensor 23 attached to the ultrasonic probe 15 detects the acceleration of the ultrasonic probe 15 moved by the user.
- the probe moving distance estimating unit 24 of the processor 16B estimates the moving distance of the ultrasonic probe 15 based on the acceleration of the ultrasonic probe 15 detected by the acceleration sensor 23.
- the probe moving range determination unit 22 uses the operation guide unit 10 to translate the ultrasonic probe 15 in parallel above the back of the knee based on the moving distance of the ultrasonic probe 15 estimated by the probe moving distance estimating unit 24. It is determined whether or not the moving distance of the ultrasonic probe 15 from the point of the guidance is within a predetermined distance. Accordingly, the probe moving range determination unit 22 can more accurately determine whether the moving range of the ultrasonic probe 15 is within the predetermined range.
- An ultrasonic diagnostic apparatus for performing a compression test on at least two points of a popliteal vein and a common femoral vein of a subject An ultrasonic probe, And a processor, The processor comprises: Acquire an ultrasonic image by transmitting an ultrasonic beam from the ultrasonic probe toward the subject, Detecting the popliteal vein included in the acquired ultrasound image, When the compression test of the popliteal vein is performed, the detected popliteal vein is positioned such that the ultrasonic probe is located at a position where only one popliteal vein is included in the acquired ultrasonic image.
- An ultrasonic diagnostic apparatus that guides a user to operate the ultrasonic probe based on the number of veins.
- the processor guides the operation of the ultrasonic probe to the user so as to fix the position of the ultrasonic probe when only one popliteal vein is detected, and the plurality of popliteal veins are detected. 2.
- the processor comprises: From the point at which the ultrasonic probe is guided to move above the back of the knee of the subject, it is determined whether the moving range of the ultrasonic probe by the user is within a predetermined range, The additional item 1 or 2, wherein the user is guided to move the ultrasonic probe to the back of the knee of the subject when it is determined that the moving range of the ultrasonic probe exceeds the predetermined moving range.
- An ultrasonic diagnostic apparatus as described in the above.
- the processor from the point in time when the operation of the ultrasonic probe is guided to move the ultrasonic probe above the back of the knee, the number of frames obtained by determining the number of frames of the plurality of acquired ultrasonic images 4.
- the ultrasonic diagnostic apparatus wherein it is determined that the moving range of the ultrasonic probe exceeds the predetermined moving range when the moving range exceeds the predetermined moving range.
- the processor when the elapsed time from the time when the operation of the ultrasonic probe is guided to move the ultrasonic probe above the back of the knee, exceeds a predetermined time, the ultrasonic probe 4.
- the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3, wherein it is determined that the moving range of the moving object exceeds the predetermined moving range.
- the ultrasonic probe has an acceleration sensor
- the processor comprises: Estimating the moving distance of the ultrasonic probe based on the acceleration of the ultrasonic probe measured by the acceleration sensor, From the time when the operation of the ultrasonic probe is guided to move the ultrasonic probe above the back of the knee, when the estimated moving distance of the ultrasonic probe exceeds a predetermined distance, the 4.
- the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3 wherein it is determined that the moving range of the ultrasonic probe exceeds the predetermined moving range.
- [Appendix 7] Equipped with a display device, 7.
- 1, 1A, 1B ultrasonic diagnostic apparatus 2 transducer array, 3 transmitting section, 4 receiving section, 5 image generating section, 6 display controlling section, 7 display section, 8 image acquiring section, 9 vein detecting section, 10 operation guide Unit, 12, 12A, 12B device control unit, 13 input unit, 14 storage unit, 15 ultrasonic probe, 16, 16A, 16B processor, 17 amplifying unit, 18 AD conversion unit, 19 signal processing unit, 20 DSC, 21 image Processing unit, 22 probe moving range determination unit, 23 acceleration sensor, A1, A2 artery, G1, G2 guide panel, U1, U2 ultrasound image, V1, V2, V3 popliteal vein.
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Abstract
ユーザの熟練度に関わらず適切な位置において圧迫検査を行うことができる超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法を提供する。超音波診断装置(1)は、被検体の膝窩静脈と総大腿静脈の少なくとも2点を圧迫検査する超音波診断装置であって、超音波プローブ(15)と、超音波プローブ(15)から被検体に向けて超音波ビームの送信を行って超音波画像を取得する画像取得部(8)と、画像取得部(8)により取得された超音波画像に含まれる膝窩静脈を検出する静脈検出部(9)と、膝窩静脈の圧迫検査が行われる場合に、画像取得部(8)により取得された超音波画像に膝窩静脈が1本のみ含まれる位置に超音波プローブ(15)を位置させるように、静脈検出部(9)により検出された膝窩静脈の本数に基づいてユーザに超音波プローブの操作を案内する操作案内部(10)とを備える。
Description
本発明は、超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法に係り、特に、被検体の膝窩静脈の圧迫検査に用いられる超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法に関する。
従来から、被検体の内部の画像を得る装置として、超音波診断装置が知られている。超音波診断装置は、一般的に、複数の素子が配列された振動子アレイが備えられた超音波プローブを備えている。この超音波プローブを被検体の体表に接触させた状態において、振動子アレイから被検体内に向けて超音波ビームが送信され、被検体からの超音波エコーを振動子アレイにおいて受信して素子データが取得される。さらに、超音波診断装置は、得られた素子データを電気的に処理して、被検体の当該部位に対する超音波画像を生成する。
このような超音波診断装置を用いて被検体の血管を観察し、血管内における血栓の有無を検査することが、一般的に行われている。血管内の血栓に関する疾患として、例えば、DVT(Deep Vein Thrombosis:深部静脈血栓)と呼ばれる疾患が知られている。DVTは、深部静脈に血栓が生じる疾患であり、下腿部に発生することが多い。
血栓が存在していない正常な深部静脈は、圧迫により容易に変形するが、血栓が生じた深部静脈は、圧迫により変形し難いため、超音波診断装置を用いて下腿部に発生したDVTを検査する方法としては、例えば、DVTが発生するおそれのある深部静脈を圧迫しながら、圧迫された深部静脈の横断面を観察する、いわゆる圧迫検査の方法が知られている。
超音波診断装置においては、このような圧迫検査を精確に行うために種々の工夫がなされている。例えば、特許文献1に、深部静脈の圧迫検査に際して、取得されたフレーム毎に深部静脈を認識して静脈径を算出し、静脈径が最大となるフレームの超音波画像と最小となるフレームの超音波画像とを並べて表示部に表示する超音波診断装置が開示されている。
ところで、被検体の下腿部に発生したDVTを素早く発見する方法として、膝窩静脈と総大腿静脈の2点のみを圧迫検査するいわゆる2点圧迫法が知られている。膝窩静脈は、通常、超音波プローブを被検体の膝裏に接触させた場合に1本の血管として観察されるが、被検体によっては膝裏よりも上方において膝窩静脈が分岐していることがあり、超音波プローブを被検体の膝裏に接触させた場合に例えば2本の細い血管として観察される。ここで、一般的に、太い静脈ほど大きい血栓が生じやすく、静脈の内壁から血栓が剥がれ、静脈の中枢側に流れると、肺塞栓症等が引き起こされるおそれが高くなるため、静脈の分岐部分よりも上方において圧迫検査することが望ましい。しかしながら、例えば、熟練度の低いユーザは、静脈が膝裏よりも上方において分岐している場合であっても、膝裏から超音波プローブの位置を移動することなく圧迫検査を行うおそれがあった。このような場合には、特許文献1に開示されている超音波診断装置でも、適切な検査結果が得られないという問題があった。
本発明は、このような従来の問題点を解消するためになされ、ユーザの熟練度に関わらず適切な位置において圧迫検査を行うことができる超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の超音波診断装置は、被検体の膝窩静脈と総大腿静脈の少なくとも2点を圧迫検査する超音波診断装置であって、超音波プローブと、超音波プローブから被検体に向けて超音波ビームの送信を行って超音波画像を取得する画像取得部と、画像取得部により取得された超音波画像に含まれる膝窩静脈を検出する静脈検出部と、膝窩静脈の圧迫検査が行われる場合に、画像取得部により取得された超音波画像に膝窩静脈が1本のみ含まれる位置に超音波プローブを位置させるように、静脈検出部により検出された膝窩静脈の本数に基づいてユーザに超音波プローブの操作を案内する操作案内部とを備えることを特徴とする。
操作案内部は、静脈検出部により膝窩静脈が1本のみ検出された場合に、超音波プローブの位置を固定するようにユーザに超音波プローブの操作を案内し、静脈検出部により複数本の膝窩静脈が検出された場合に、超音波プローブを被検体の膝裏の上方に移動させるようにユーザに案内することが好ましい。
操作案内部により超音波プローブを被検体の膝裏の上方に移動するように案内された時点から、ユーザによる超音波プローブの移動範囲が、定められた範囲内であるか否かを判定するプローブ移動範囲判定部を備え、操作案内部は、プローブ移動範囲判定部により超音波プローブの移動範囲が定められた移動範囲を超えたと判定された場合に、超音波プローブを被検体の膝裏に移動するようにユーザに案内することが好ましい。
この際に、プローブ移動範囲判定部は、操作案内部により超音波プローブを膝裏の上方に移動するように超音波プローブの操作が案内された時点から、画像取得部により取得された複数の超音波画像のフレーム数が定められたフレーム数を超えた場合に、超音波プローブの移動範囲が定められた移動範囲を超えたと判定することができる。
あるいは、プローブ移動範囲判定部は、操作案内部により超音波プローブを膝裏の上方に移動するように超音波プローブの操作が案内された時点からの経過時間が、定められた時間を超えた場合に、超音波プローブの移動範囲が定められた移動範囲を超えたと判定することもできる。
また、超音波プローブは、加速度センサを有し、加速度センサにより計測された超音波プローブの加速度に基づいて超音波プローブの移動距離を推定するプローブ移動距離推定部を備え、プローブ移動範囲判定部は、操作案内部により超音波プローブを膝裏の上方に移動するように超音波プローブの操作が案内された時点から、プローブ移動距離推定部により推定された超音波プローブの移動距離が定められた距離を超えた場合に、超音波プローブの移動範囲が定められた移動範囲を超えたと判定することもできる。
また、表示部を備え、操作案内部は、ユーザに向けた超音波プローブの操作案内を表示部に表示することができる。
本発明の超音波診断装置の制御方法は、被検体の膝窩静脈と総大腿静脈の少なくとも2点を圧迫検査する超音波診断装置の制御方法であって、超音波プローブから被検体の膝裏に向けて超音波ビームの送信を行って超音波画像を取得し、取得された超音波画像に含まれる膝窩静脈を検出し、膝窩静脈の圧迫検査が行われる場合に、取得された超音波画像に膝窩静脈が1本のみ含まれる位置に超音波プローブを位置させるように、検出された膝窩静脈の本数に基づいてユーザに超音波プローブの操作を案内することを特徴とする。
本発明によれば、超音波診断装置は、画像取得部により取得された超音波画像に含まれる膝窩静脈を検出する静脈検出部と、膝窩静脈の圧迫検査が行われる場合に、画像取得部により取得された超音波画像に膝窩静脈が1本のみ含まれる位置に超音波プローブを位置させるように、静脈検出部により検出された膝窩静脈の本数に基づいてユーザに超音波プローブの操作を案内する操作案内部とを備えているため、ユーザの熟練度に関わらず適切な位置において圧迫検査を行うことができる。
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1
図1に、本発明の実施の形態1に係る超音波診断装置1の構成を示す。図1に示すように、超音波診断装置1は、振動子アレイ2を備えており、振動子アレイ2に送信部3および受信部4がそれぞれ接続されている。受信部4には、画像生成部5、表示制御部6および表示部7が順次接続されている。ここで、送信部3、受信部4および画像生成部5により、画像取得部8が構成されている。また、画像生成部5に、静脈検出部9が接続され、静脈検出部9に操作案内部10が接続されている。また、操作案内部10は、表示制御部6に接続されている。
さらに、表示制御部6、画像取得部8、静脈検出部9、操作案内部10に、装置制御部12が接続されており、装置制御部12に、入力部13および格納部14が接続されている。ここで、装置制御部12と格納部14とは、双方向に情報の受け渡しが可能に接続されている。
また、振動子アレイ2は、超音波プローブ15に含まれており、表示制御部6、画像取得部8、静脈検出部9、操作案内部10および装置制御部12により、プロセッサ16が構成されている。
図1に示す超音波プローブ15の振動子アレイ2は、1次元または2次元に配列された複数の振動子を有している。これらの振動子は、それぞれ送信部3から供給される駆動信号に従って超音波を送信し、かつ、被検体からの超音波エコーを受信して受信信号を出力する。各振動子は、例えば、PZT(Lead Zirconate Titanate:チタン酸ジルコン酸鉛)に代表される圧電セラミック、PVDF(Poly Vinylidene Di Fluoride:ポリフッ化ビニリデン)に代表される高分子圧電素子およびPMN-PT(Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate:マグネシウムニオブ酸鉛-チタン酸鉛固溶体)に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成することにより構成される。
画像取得部8の送信部3は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、装置制御部12からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、振動子アレイ2の複数の振動子から送信される超音波が超音波ビームを形成するように、それぞれの駆動信号を、遅延量を調節して複数の振動子に供給する。このように、振動子アレイ2の複数の振動子の電極にパルス状または連続波状の電圧が印加されると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状または連続波状の超音波が発生して、それらの超音波の合成波から、超音波ビームが形成される。
送信された超音波ビームは、例えば、被検体の部位等の対象において反射され、超音波プローブ15の振動子アレイ2に向かって伝搬する。このように振動子アレイ2に向かって伝搬する超音波エコーは、振動子アレイ2を構成するそれぞれの振動子により受信される。この際に、振動子アレイ2を構成するそれぞれの振動子は、伝搬する超音波エコーを受信することにより伸縮して電気信号を発生させ、これらの電気信号を受信部4に出力する。
画像取得部8の受信部4は、装置制御部12からの制御信号に従って、振動子アレイ2から出力される受信信号の処理を行う。図2に示すように、受信部4は、増幅部17およびAD(Analog Digital)変換部18が直列接続された構成を有している。増幅部17は、振動子アレイ2を構成するそれぞれの振動子から入力された受信信号を増幅し、増幅した受信信号をAD変換部18に送信する。AD変換部18は、増幅部17から送信された受信信号をデジタル化されたデータに変換し、これらのデータを画像取得部8の画像生成部5に送出する。
画像取得部8の画像生成部5は、図3に示すように、信号処理部19、DSC(Digital Scan Converter:デジタルスキャンコンバータ)20および画像処理部21が直列接続された構成を有している。信号処理部19は、装置制御部12からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づき、受信信号の各データにそれぞれの遅延を与えて加算(整相加算)を施す、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が1つの走査ラインに絞り込まれた音線信号が生成される。また、信号処理部19は、生成された音線信号に対して、超音波が反射した位置の深度に応じて伝搬距離に起因する減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施して、被検体内の組織を表すBモード画像信号を生成する。このように生成されたBモード画像信号は、DSC20に出力される。
画像生成部5のDSC20は、Bモード画像信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号にラスター変換して超音波画像を生成する。画像生成部5の画像処理部21は、DSC20において得られた画像データに対して、明るさ補正、諧調補正、シャープネス補正および色補正等の各種の必要な画像処理を施した後、超音波画像を表示制御部6および静脈検出部9に出力する。
プロセッサ16の静脈検出部9は、画像取得部8により取得された超音波画像に対して画像解析を行って、膝窩静脈を検出し、検出された膝窩静脈の本数を算出する。この際に、静脈検出部9は、例えば、超音波画像に含まれる膝窩静脈の横断面を認識することにより、膝窩静脈を検出する。ここで、膝窩静脈の横断面とは、膝窩静脈の中心軸を横断するように切断した際の膝窩静脈の断面を表す。より具体的には、静脈検出部9は、例えば、典型的なパターンデータをテンプレートとして予め記憶しておき、画像内をテンプレートにおいてサーチしながらパターンデータに対する類似度を算出し、類似度が閾値以上かつ最大となった場所に膝窩静脈が存在するとみなすことにより、膝窩静脈の横断面を認識することができる。ここで、超音波画像に膝窩静脈の周辺に存在する動脈が含まれていることがあるが、静脈検出部9は、膝窩静脈と動脈との典型的な位置関係、動脈の典型的な直径に対する膝窩静脈の典型的な直径の相対値等に基づいて、テンプレート等を用いたパターン認識により、膝窩静脈を認識することができる。また、静脈検出部9は、パターン認識に加え、いわゆるドプラ信号を補助的に用いて膝窩静脈を認識することもできる。
類似度の算出には、単純なテンプレートマッチングの他に、例えば、Csurka et al.: Visual Categorization with Bags of Keypoints, Proc. of ECCV Workshop on Statistical Learning in Computer Vision, pp.59-74 (2004)に記載されている機械学習手法、あるいは、Krizhevsk et al.: ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks, Advances in Neural Information Processing Systems 25, pp.1106-1114 (2012)に記載されているディープラーニング(Deep leaning:深層学習)を用いた一般画像認識手法等を用いることができる。ここで、ディープラーニングを用いた一般画像認識手法としては、例えば、膝窩静脈を含む超音波画像を正、膝窩静脈を含んでいない超音波画像を負とした畳み込みニューラルネットワーク(CNN:Convolutional Neural Network)による画像分類、U-Net等のアップサンプリング層を備えるニューラルネットワークを用いた静脈領域および動脈領域のセマンティックセグメンテーション(Semantic Segmentation)、Mask-R-CNN等のバウンディングボックス検出モデルによる静脈検出等が挙げられる。
また、一般に、深部静脈に血栓が生じる疾患であるDVTが知られており、DVTは、下腿部に発生することが多い。ここで、血栓が存在していない正常な深部静脈は、圧迫により容易に変形するが、血栓が生じた深部静脈は、圧迫により変形し難いため、DVTに対する検査として、例えば、DVTが発生するおそれのある深部静脈を圧迫しながら、圧迫された深部静脈の横断面を観察する、いわゆる圧迫検査が行われる。さらに、被検体の下腿部に発生したDVTを素早く発見する方法として、膝窩静脈と総大腿静脈の少なくとも2点のみを圧迫検査するいわゆる2点圧迫法が知られている。膝窩静脈は、通常、超音波プローブを被検体の膝裏に接触させた場合に1本の血管として観察されるが、被検体によっては、膝裏よりも上方において静脈が分岐していることがあり、超音波プローブを被検体の膝裏に接触させた場合に複数本の細い血管として観察される。一般的に、太い静脈ほど大きい血栓が生じやすく、静脈の内壁から血栓が剥がれ、静脈の中枢側に流れると、肺塞栓症等が引き起こされるおそれが高くなるため、静脈の分岐部分よりも上方、すなわち膝窩静脈が1本のみ観察される位置において圧迫検査がなされることが望ましい。
プロセッサ16の操作案内部10は、膝窩静脈の圧迫検査が行われる際に、画像生成部5により取得された超音波画像に膝窩静脈が1本のみ含まれる位置に超音波プローブ15を位置させるように、静脈検出部9により検出された膝窩静脈の本数に応じて、ユーザに超音波プローブ15の操作を案内する。例えば、操作案内部10は、ユーザにより超音波プローブ15が被検体の膝裏に位置されており、静脈検出部9により膝窩静脈が1本のみ検出された場合に、超音波プローブ15の位置をその場で固定するようにユーザに案内し、静脈検出部9により2本の膝窩静脈が検出された場合に、超音波プローブ15を膝裏の上方に移動させるようにユーザに案内する。これにより、膝窩静脈が膝裏の上方において分岐している場合に、ユーザが膝裏において圧迫検査を行うことが防止される。
また、この際に、操作案内部10は、例えば、ユーザへの案内を表すテキストおよび画像等を表示部7に表示させることにより、ユーザに超音波プローブ15の操作を案内することができる。また、例えば、図示しないが、音声を発する音声発生部を超音波診断装置1に設けることができ、操作案内部10は、音声発生部を介して、音声によりユーザへの案内を行うこともできる。
プロセッサ16の装置制御部12は、格納部14等に予め記憶されているプログラムおよび入力部13を介したユーザの操作に基づいて、超音波診断装置1の各部の制御を行う。
プロセッサ16の表示制御部6は、装置制御部12の制御の下、画像取得部8の画像生成部5により生成された超音波画像に所定の処理を施して、表示部7に超音波画像を表示させる。
超音波診断装置1の表示部7は、表示制御部6による制御の下、超音波画像を表示し、例えば、LCD(Liquid Crystal Display:液晶ディスプレイ)、有機ELディスプレイ(Organic Electroluminescence Display)等のディスプレイ装置を含む。
超音波診断装置1の入力部13は、ユーザが入力操作を行うための装置であり、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッドおよびタッチパネル等を備えて構成することができる。
格納部14は、超音波診断装置1の動作プログラム等を格納し、HDD(Hard Disc Drive:ハードディスクドライブ)、SSD(Solid State Drive:ソリッドステートドライブ)、FD(Flexible Disc:フレキシブルディスク)、MOディスク(Magneto-Optical disc:光磁気ディスク)、MT(Magnetic Tape:磁気テープ)、RAM(Random Access Memory:ランダムアクセスメモリ)、CD(Compact Disc:コンパクトディスク)、DVD(Digital Versatile Disc:デジタルバーサタイルディスク)、SDカード(Secure Digital card:セキュアデジタルカード)、USBメモリ(Universal Serial Bus memory:ユニバーサルシリアルバスメモリ)等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。
なお、表示制御部6、画像取得部8、静脈検出部9、操作案内部10および装置制御部12を有するプロセッサ16は、CPU(Central Processing Unit:中央処理装置)、および、CPUに各種の処理を行わせるための制御プログラムから構成されるが、FGPA(Field Programmable Gate Array:フィードプログラマブルゲートアレイ)、DSP(Digital Signal Processor:デジタルシグナルプロセッサ)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit:アプリケーションスペシフィックインテグレイテッドサーキット)、その他のIC(Integrated Circuit:集積回路)を用いて構成されてもよく、もしくはそれらを組み合わせて構成されてもよい。
また、プロセッサ16の表示制御部6、画像取得部8、静脈検出部9、操作案内部10および装置制御部12を部分的にあるいは全体的に1つのCPUに統合させて構成することもできる。
次に、図4に示すフローチャートを用いて、実施の形態1における超音波診断装置1の動作を詳細に説明する。図4に示すフローチャートは、被検体の膝窩静脈を圧迫検査する際の超音波診断装置1の動作を表している。
まず、ステップS1において、操作案内部10は、被検体の膝裏に超音波プローブ15を位置させるように、ユーザに対して案内する。図示しないが、この際に、操作案内部10は、例えば、被検体の膝裏に超音波プローブ15を位置させる旨のテキストを表示部7に表示させることができる。このようにして、操作案内部10により、ユーザに対する案内がなされると、ユーザは、超音波プローブ15を操作して、被検体の膝裏に位置させる。
次に、ステップS2において、超音波プローブ15の振動子アレイ2から被検体の膝裏に向けて超音波ビームが送信され、被検体の膝裏から振動子アレイ2に向かって伝搬された超音波エコーに基づいて、振動子アレイ2により受信信号が生成される。このようにして生成された受信信号は、画像取得部8の受信部4および画像生成部5により順次処理されることにより、被検体の膝裏の断面を表す超音波画像が取得される。
ステップS3において、静脈検出部9は、ステップS2で取得された超音波画像に対して画像処理を行うことにより、超音波画像に含まれる膝窩静脈を検出し、検出された膝窩静脈の本数を算出する。この際に、静脈検出部9は、例えば、超音波画像に含まれる血管の横断面を認識し、認識された血管の直径、血管壁の厚み、血管の横断面の円形度等に基づいて認識された血管が静脈か動脈かを判断することにより、静脈を検出することができる。
続くステップS4において、操作案内部10は、ステップS3で検出された膝窩静脈の本数を表す情報を静脈検出部9から受け取ることにより、ステップS3で検出された膝窩静脈の本数が1本であるか複数本であるかを判定する。さらに、操作案内部10は、ステップS3で検出された膝窩静脈が1本であるか複数本であるかに基づいて、ステップS2で取得された超音波画像に膝窩静脈を1本のみ含ませて、膝窩静脈の圧迫検査が行われる位置に超音波プローブ15を位置させるように、ユーザに超音波プローブ15の操作を案内する。
ステップS4において、ステップS3で検出された膝窩静脈の本数が複数本であると判定された場合には、ステップS5に進む。ステップS5において、操作案内部10は、超音波プローブ15を被検体の膝裏の上方に平行移動する旨をユーザに対して案内する。この際に、操作案内部10は、例えば、図5に示すように、ユーザへの案内を表すテキストを含むガイドパネルG1を表示部7に表示させることにより、ユーザに超音波プローブ15の操作を案内することができる。図5に示す例では、2本の膝窩静脈V1およびV2と、1本の動脈A1を含む超音波画像U1に重畳して、「プローブを上に平行移動してください」というテキストを含むガイドパネルG1が表示されている。このようにして、超音波プローブ15の操作がユーザに対して案内されると、ユーザは、被検体の膝裏の上方に超音波プローブ15を平行移動する。これにより、膝窩静脈が膝裏の上方において分岐している場合に、ユーザが膝裏において圧迫検査を行うことが防止される。
このようにして、ユーザにより超音波プローブ15が膝裏の上方に平行移動された状態において、ステップS2に戻り、画像取得部8により新たに超音波画像が取得される。
ステップS3において、静脈検出部9は、ステップS2で新たに取得された超音波画像に含まれる膝窩静脈を検出し、検出された膝窩静脈の本数を算出する。
続くステップS4において、操作案内部10は、ステップS3で検出された膝窩静脈の本数が1本のみであるか複数本であるかを判定し、膝窩静脈の本数が1本のみであるか複数本であるかに応じて、互いに異なる案内をユーザに対して行う。
ステップS4で膝窩静脈の本数が複数本であると判定された場合には、ステップS5に進み、超音波プローブ15を膝裏の上方に平行移動する旨の案内が操作案内部10によりなされる。このようにして、ステップS4において膝窩静脈の本数が1本のみであると判定されるまで、ステップS2~ステップS5の処理が繰り返される。
ステップS4で膝窩静脈の本数が1本であると判定された場合には、ステップS6に進む。ステップS6において、操作案内部10は、超音波プローブ15の位置をその場で固定し、圧迫検査を行う旨をユーザに対して案内する。この際に、操作案内部10は、例えば、図6に示すように、ユーザへの案内を表すテキストを含むガイドパネルG2を表示部7に表示させることにより、ユーザに超音波プローブ15の操作を案内することができる。図6に示す例では、膝窩静脈V3の横断面および動脈A2の横断面をそれぞれ1本のみ含む超音波画像U2に重畳して、「プローブの位置を固定して圧迫検査をしてください」というテキストを含むガイドパネルG2が表示されている。このようにして、超音波プローブ15の操作がユーザに対して案内されると、ユーザは、超音波プローブ15の位置を移動しないで、圧迫検査を行う。これにより、被検体の膝窩静脈を圧迫検査する際の超音波診断装置1の動作が終了する。
以上により、実施の形態1に係る超音波診断装置1によれば、超音波画像に含まれる膝窩静脈を検出し、特に、複数の膝窩静脈が検出された場合に、膝窩静脈の圧迫検査に関して適切な位置に超音波プローブ15を位置させるように、ユーザに超音波プローブ15の操作を案内するため、ユーザの熟練度に関わらず適切な位置において圧迫検査を行うことができる。
なお、実施の形態1では、画像取得部8の送信部3および受信部4はプロセッサ16に含まれているが、プロセッサ16に含まれる代わりに超音波プローブ15に含まれることもできる。
また、実施の形態1において、静脈検出部9は、超音波画像に含まれる膝窩静脈を検出する際に、パターン認識等の手法を用いて膝窩静脈を検出しているが、動脈と静脈とを判別する手法を補助的に用いることにより、膝窩静脈の検出精度を向上させることができる。
例えば、静脈検出部9は、超音波画像に対して画像解析を行うことにより、静脈と動脈とを判別することができる。ここで、一般的に、静脈の血管壁は動脈の血管壁よりも薄く、静脈の内圧は動脈の内圧よりも低く、静脈の横断面の円形度は動脈の横断面の円形度よりも低いため、静脈検出部9は、例えば、超音波画像に含まれる血管の横断面の直径、血管壁の厚み、血管の横断面の円形度に基づいて静脈と動脈とを判別することができる。例えば、静脈検出部9は、静脈と動脈における横断面の直径の差、血管壁の厚みの差、横断面の円形度の差等をテンプレートおよび機械学習手法における特徴量ベクトルに反映させることにより、超音波画像に含まれる静脈および動脈を認識することができる。また、例えば、静脈検出部9は、U-Net等のディープラーニングにより、静脈と動脈における横断面の直径の差、血管壁の厚みの差、横断面の円形度の差等を用いて、静脈と動脈とを分類することもできる。
また、動脈は心臓の拍動に対応して拍動するが、静脈は拍動しないため、例えば、静脈検出部9は、超音波画像に含まれる血管が拍動しているか否かを判定することにより、静脈と動脈とを判別することができる。より具体的には、例えば、静脈検出部9は、超音波プローブ15の位置が固定された状態において画像取得部8により順次取得される超音波画像に対して、超音波画像に含まれる血管の直径を算出し、直径が周期的に変動している血管を動脈と判断し、直径が周期的に変動しない血管を静脈と判断することができる。
また、拍動に伴う血管壁の動きをいわゆるドプラ信号により取得することにより、静脈と動脈を判別することもできる。より具体的には、例えば、図示しないが、受信部4により生成されたデータを周波数解析することによりいわゆるドプラ信号を生成するドプラ処理部を超音波診断装置1に設けることができ、静脈検出部9は、ドプラ処理部により得られたドプラ信号の信号強度が周期的に変化する血管を動脈と判断し、ドプラ信号の信号強度の変化がより少ない血管を静脈と判断することができる。
また、例えば、静脈検出部9は、これらの複数の判別方法を任意に組み合わせることにより、静脈と動脈を判別することもできる。また、静脈検出部9は、例えば、ディープラーニング等の一般画像認識手法により、これらの複数の判別手法を学習することにより、膝窩静脈を検出することもできる。より具体的には、静脈検出部9は、例えば、ドプラ信号に基づくドプラ画像を用いてディープラーニングにより静脈と動脈の分類、検出等を行うことができる。また、静脈検出部9は、例えば、血管であると分類された領域毎に血管の直径および面積等の変化率を算出し、複数フレームの超音波画像を用いて静脈と動脈を判断することもできる。
また、実施の形態1では、ステップS4において超音波画像に含まれる膝窩静脈が1本のみであると判断されるまでステップS2~ステップS5の処理が繰り返される。この際に、例えば、ステップS3の静脈検出処理の代わりに、画像取得部8により順次取得される超音波画像において膝窩静脈の位置を追従させることにより、複数本の膝窩静脈が1本の膝窩静脈に合流する分岐点を検出し、超音波画像に含まれる膝窩静脈の本数が1本のみであるか否かを表す情報を得ることができる。例えば、このような処理を行うために、図示しないが、画像取得部8により順次取得される超音波画像に対して、互いに隣接するフレーム間のパターンマッチング等を行うことにより超音波画像に含まれる膝窩静脈の位置を追従し、複数本の膝窩静脈が1本の膝窩静脈に合流する分岐点を検出する分岐点検出部を、超音波診断装置1に設けることができる。これにより、新たに超音波画像が取得される毎に静脈検出処理を行う必要がないため、超音波診断装置1の計算負荷を軽減することができる。
また、ステップS4において超音波画像に複数の膝窩静脈が含まれていると判別された際に、例えば、画像取得部8により順次取得された超音波画像に対して行われた静脈検出処理の結果に基づいて、膝窩静脈の3次元的な構造を表す3次元データを生成する図示しない3次元データ生成部を超音波診断装置1に設けることもできる。この場合に、操作案内部10は、3次元データ生成部により生成された3次元データに基づいて、膝窩静脈の圧迫検査を行うための適切な位置に超音波プローブ15を位置させるように、ユーザに対する案内を行うことができる。
また、2点圧迫法を用いるDVTの検査においては、被検体の膝窩静脈に対する圧迫検査の他に、総大腿静脈に対する圧迫検査も行われるため、例えば、操作案内部10は、超音波プローブ15を、被検体の膝裏および鼠径部に位置させるように、ユーザに対する案内を行うこともできる。この際に、例えば、図示しないが、画像取得部8により取得された超音波画像に含まれる被検体の部位を認識し、超音波プローブ15が膝裏に位置しているか、あるいは鼠径部に位置しているかを判別するプローブ位置判別部を超音波診断装置1に設けることができ、操作案内部10は、プローブ位置判別部による判別結果に基づいて、超音波プローブ15を膝裏および鼠径部に位置させるようにユーザに案内することができる。
また、一般に、膝裏と鼠径部とでは硬さが異なるため、例えば、いわゆるエラストグラフィ画像を生成し、生成されたエラストグラフィ画像から、超音波画像に含まれる部位の硬さを検出する硬さ検出部を超音波診断装置1に設けることができ、プローブ位置判別部は、硬さ検出部により検出された部位の硬さに基づいて、超音波プローブ15が膝裏に位置しているか、あるいは鼠径部に位置しているかを判別することができる。
実施の形態2
実施の形態1では、静脈検出部9により複数本の膝窩静脈が検出された場合に、膝窩静脈が1本のみ検出されるまで、超音波プローブ15を膝裏の上方に移動させながら超音波画像が取得されているが、超音波プローブ15が上方に移動しすぎないように、超音波プローブ15の移動範囲を定めることができる。
図7に、実施の形態2に係る超音波診断装置1Aの構成を示す。実施の形態2の超音波診断装置1Aは、図1に示す実施の形態1の超音波診断装置1において、装置制御部12の代わりに装置制御部12Aが備えられ、プローブ移動範囲判定部22が追加されている。
実施の形態2の超音波診断装置1Aにおいて、操作案内部10にプローブ移動範囲判定部22が接続されている。また、表示制御部6、画像取得部8、静脈検出部9、操作案内部10、入力部13、格納部14およびプローブ移動範囲判定部22に、装置制御部12Aが接続されている。さらに、表示制御部6、画像取得部8、静脈検出部9、操作案内部10、プローブ移動範囲判定部22および装置制御部12Aにより、プロセッサ16Aが構成されている。
プロセッサ16Aのプローブ移動範囲判定部22は、静脈検出部9により複数の膝窩静脈が検出され、操作案内部10により超音波プローブ15を被検体の膝裏の上方に移動する旨の案内がなされた時点から、ユーザによる超音波プローブ15の移動範囲が定められた範囲内であるか否かを判定する。例えば、プローブ移動範囲判定部22は、操作案内部10により超音波プローブ15を膝裏の上方に移動する旨の案内がなされた時点から、定められたフレーム数よりも多数の超音波画像が画像取得部8により取得された場合、あるいは、定められた時間が経過した場合に、超音波プローブ15の移動範囲が定められた範囲を超えたと判断することができる。
なお、超音波プローブ15の定められた移動範囲を表す定められたフレーム数、定められた時間等は、プローブ移動範囲判定部22および格納部14等に予め記憶されていることができる。
次に、図8に示すフローチャートを用いて実施の形態2に係る超音波診断装置1Aの動作を説明する。このフローチャートは、膝裏の圧迫検査をする際の超音波診断装置1Aの操作を表しており、図4に示す実施の形態1のフローチャートにおいて、ステップS7およびステップS8が追加されている。
まず、ステップS1において、操作案内部10は、被検体の膝裏に超音波プローブ15を位置させる旨の案内をユーザに対して行う。この際に、操作案内部10は、図5に示すように、ユーザに向けた案内を表すテキストを含むガイドパネルG1を表示部7に表示させることができる。また、このような操作案内部10による案内に従って、ユーザは、超音波プローブ15を被検体の膝裏に位置させる。
ステップS2において、画像取得部8により超音波画像が取得されるとステップS3に進み、静脈検出部9により、取得された超音波画像に含まれる膝窩静脈が検出され、さらに、検出された膝窩静脈の本数が算出される。
続くステップS4において、操作案内部10は、ステップS3で検出された膝窩静脈が1本のみであるか、あるいは複数本であるかを判定する。ステップS4において、膝窩静脈の本数が複数本であると判定された場合には、ステップS5に進み、操作案内部10により、超音波プローブ15を膝裏の上方に平行移動する旨の案内がなされる。これにより、ユーザは、超音波プローブ15を膝裏の上方に平行移動させる。
ステップS5で超音波プローブ15を膝裏の上方に平行移動する旨の案内がなされると、ステップS7において、プローブ移動範囲判定部22は、ユーザにより移動された超音波プローブ15の移動範囲が定められた範囲内であるか否かを判定する。この際に、プローブ移動範囲判定部22は、例えば、操作案内部10により超音波プローブ15を膝裏の上方に移動する旨の案内がなされた時点から、定められたフレーム数よりも多数の超音波画像が画像取得部8により取得された場合、あるいは、定められた時間が経過した場合に、超音波プローブ15の移動範囲が定められた範囲を超えたと判断することができる。
ステップS7において超音波プローブ15の移動範囲が定められた範囲内であると判定された場合には、ステップS2に戻る。ステップS2では、画像取得部8により超音波画像が新たに取得され、ステップS3において、新たに取得された超音波画像に含まれる膝窩静脈が検出される。続くステップS4において、ステップS3で検出された膝窩静脈が1本のみであるか複数本であるかが判定される。ステップS4において、検出された膝窩静脈が複数本であると判定された場合には、ステップS5に進み、操作案内部10により、超音波プローブ15を膝裏の上方に平行移動する旨の案内がなされる。
さらに、ステップS7において、プローブ移動範囲判定部22により、ユーザにより移動された超音波プローブ15の移動範囲が定められた範囲内であるか否かが判定される。
ステップS7において、超音波プローブ15の移動範囲が定められた範囲内であると判定された場合には、ステップS2に戻る。このように、ステップS4で、検出された膝窩静脈の本数が複数本であると判定されている状態で、且つ、ステップS7で、超音波プローブ15の移動範囲が定められた範囲外であると判定されるまで、ステップS2~ステップS5およびステップS7の処理が繰り返される。
ステップS2~ステップS5およびステップS7の処理が繰り返されることにより、ユーザにより超音波プローブ15が被検体の膝裏の上方に平行移動された結果、ステップS7において、超音波プローブ15の移動範囲が定められた範囲外であると判定された場合には、ステップS8に進む。ステップS8において、操作案内部10は、超音波プローブ15の位置を膝裏に戻す旨の案内をユーザに対して行う。これにより、ユーザは、超音波プローブ15を膝裏に位置させる。
さらに、ステップS8の処理が完了すると、ステップS6に進み、操作案内部10により、超音波プローブ15の位置をその場で固定して、膝窩静脈の圧迫検査を行う旨がユーザに案内される。この際に、操作案内部10は、例えば図6に示すように、ユーザに向けた案内を表すテキストを含むガイドパネルG2を表示部7に表示させることができる。これにより、超音波診断装置1Aの動作が終了する。
また、ステップS4において、検出された膝窩静脈の本数が1本のみであると判定された場合には、ステップS6に進み、操作案内部10により、超音波プローブ15の位置をその場で固定して、膝窩静脈の圧迫検査を行う旨がユーザに案内され、超音波診断装置1Aの動作が終了する。
以上により、実施の形態2の超音波診断装置1Aによれば、プローブ移動範囲判定部22により超音波プローブ15の移動範囲が定められた範囲内であると判定された場合には、操作案内部10により、超音波プローブ15を膝裏の上方に平行移動させる旨の案内がなされ、プローブ移動範囲判定部22により超音波プローブ15の移動範囲が定められた範囲外であると判定された場合には、操作案内部10により、超音波プローブ15を膝裏に位置させる旨の案内がなされるため、静脈検出部9により複数本の膝窩静脈が検出され、超音波プローブ15がユーザにより膝裏の上方に移動される際に、膝窩静脈の圧迫検査に適さない位置にまで超音波プローブ15が移動されてしまうことを防止することができる。
なお、実施の形態2では、プローブ移動範囲判定部22は、操作案内部10により超音波プローブ15を被検体の膝裏の上方に平行移動させる旨の案内がなされた時点から、定められたフレーム数よりも多数の超音波画像が画像取得部8により取得された場合、あるいは、定められた時間が経過した場合に、超音波プローブ15の移動距離が定められた範囲外であると判定することが説明されているが、プローブ移動範囲判定部22による判断方法は、これらに限定されない。
例えば、プローブ移動範囲判定部22は、直接推定された超音波プローブ15の移動距離に基づいて、超音波プローブ15の移動範囲が定められた範囲内であるが否かを判定することができる。図9に、実施の形態2の変形例に係る超音波診断装置1Bの構成を示す。この超音波診断装置1Bは、図7に示す実施の形態2の超音波診断装置1Aにおいて、装置制御部12Aの代わりに装置制御部12Bを備え、加速度センサ23とプローブ移動距離推定部24とが追加されている。
超音波診断装置1Bにおいて、超音波プローブ15に加速度センサ23が取り付けられ、加速度センサ23に、プローブ移動距離推定部24が接続されている。また、プローブ移動距離推定部24に、プローブ移動範囲判定部22が接続されている。また、表示制御部6、画像取得部8、静脈検出部9、操作案内部10、入力部13、格納部14、プローブ移動範囲判定部22およびプローブ移動距離推定部24に、装置制御部12Bが接続されている。さらに、表示制御部6、画像取得部8、静脈検出部9、操作案内部10、装置制御部12B、プローブ移動範囲判定部22およびプローブ移動距離推定部24により、プロセッサ16Bが構成されている。
超音波プローブ15に取り付けられた加速度センサ23は、ユーザにより移動された超音波プローブ15の加速度を検出する。
プロセッサ16Bのプローブ移動距離推定部24は、加速度センサ23により検出された超音波プローブ15の加速度に基づいて、超音波プローブ15の移動距離を推定する。
プローブ移動範囲判定部22は、プローブ移動距離推定部24により推定された超音波プローブ15の移動距離に基づいて、操作案内部10により、超音波プローブ15を膝裏の上方に平行移動させる旨の案内がなされた時点からの超音波プローブ15の移動距離が、定められた距離内であるか否かを判定する。これにより、プローブ移動範囲判定部22は、超音波プローブ15の移動範囲が定められた範囲内であるか否かをより精確に判定することができる。
上記記載から、以下の付記項1~7に記載の超音波診断装置を把握することができる。
[付記項1]
被検体の膝窩静脈と総大腿静脈の少なくとも2点を圧迫検査する超音波診断装置であって、
超音波プローブと、
プロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、
前記超音波プローブから前記被検体に向けて超音波ビームの送信を行って超音波画像を取得し、
取得された前記超音波画像に含まれる前記膝窩静脈を検出し、
前記膝窩静脈の前記圧迫検査が行われる場合に、取得された前記超音波画像に前記膝窩静脈が1本のみ含まれる位置に前記超音波プローブを位置させるように、検出された前記膝窩静脈の本数に基づいてユーザに前記超音波プローブの操作を案内する超音波診断装置。
[付記項2]
前記プロセッサは、前記膝窩静脈が1本のみ検出された場合に、前記超音波プローブの位置を固定するように前記ユーザに前記超音波プローブの操作を案内し、複数本の前記膝窩静脈が検出された場合に、前記超音波プローブを前記被検体の膝裏の上方に移動させるように前記ユーザに案内する付記項1に記載の超音波診断装置。
[付記項3]
前記プロセッサは、
前記超音波プローブを前記被検体の膝裏の上方に移動するように案内された時点から、前記ユーザによる前記超音波プローブの移動範囲が、定められた範囲内であるか否かを判定し、
前記超音波プローブの移動範囲が前記定められた移動範囲を超えたと判定された場合に、前記超音波プローブを前記被検体の膝裏に移動するように前記ユーザに案内する付記項1または2に記載の超音波診断装置。
[付記項4]
前記プロセッサは、前記超音波プローブを前記膝裏の上方に移動するように前記超音波プローブの操作が案内された時点から、取得された複数の前記超音波画像のフレーム数が定められたフレーム数を超えた場合に、前記超音波プローブの移動範囲が前記定められた移動範囲を超えたと判定する付記項3に記載の超音波診断装置。
[付記項5]
前記プロセッサは、前記超音波プローブを前記膝裏の上方に移動するように前記超音波プローブの操作が案内された時点からの経過時間が、定められた時間を超えた場合に、前記超音波プローブの移動範囲が前記定められた移動範囲を超えたと判定する付記項3に記載の超音波診断装置。
[付記項6]
前記超音波プローブは、加速度センサを有し、
前記プロセッサは、
前記加速度センサにより計測された前記超音波プローブの加速度に基づいて前記超音波プローブの移動距離を推定し、
前記超音波プローブを前記膝裏の上方に移動するように前記超音波プローブの操作が案内された時点から、推定された前記超音波プローブの移動距離が定められた距離を超えた場合に、前記超音波プローブの移動範囲が前記定められた移動範囲を超えたと判定する付記項3に記載の超音波診断装置。
[付記項7]
ディスプレイ装置を備え、
前記プロセッサは、前記ユーザに向けた前記超音波プローブの操作案内を前記ディスプレイ装置に表示する付記項1~6のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
1,1A,1B 超音波診断装置、2 振動子アレイ、3 送信部、4 受信部、5 画像生成部、6 表示制御部、7 表示部、8 画像取得部、9 静脈検出部、10 操作案内部、12,12A,12B 装置制御部、13 入力部、14 格納部、15 超音波プローブ、16,16A,16B プロセッサ、17 増幅部、18 AD変換部、19 信号処理部、20 DSC、21 画像処理部、22 プローブ移動範囲判定部、23 加速度センサ、A1,A2 動脈、G1,G2 ガイドパネル、U1,U2 超音波画像、V1,V2,V3 膝窩静脈。
Claims (8)
-
被検体の膝窩静脈と総大腿静脈の少なくとも2点を圧迫検査する超音波診断装置であって、
超音波プローブと、
前記超音波プローブから前記被検体に向けて超音波ビームの送信を行って超音波画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部により取得された前記超音波画像に含まれる前記膝窩静脈を検出する静脈検出部と、
前記膝窩静脈の前記圧迫検査が行われる場合に、前記画像取得部により取得された前記超音波画像に前記膝窩静脈が1本のみ含まれる位置に前記超音波プローブを位置させるように、前記静脈検出部により検出された前記膝窩静脈の本数に基づいてユーザに前記超音波プローブの操作を案内する操作案内部と
を備えた超音波診断装置。
-
前記操作案内部は、前記静脈検出部により前記膝窩静脈が1本のみ検出された場合に、前記超音波プローブの位置を固定するように前記ユーザに前記超音波プローブの操作を案内し、前記静脈検出部により複数本の前記膝窩静脈が検出された場合に、前記超音波プローブを前記被検体の膝裏の上方に移動させるように前記ユーザに案内する請求項1に記載の超音波診断装置。
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前記操作案内部により前記超音波プローブを前記被検体の膝裏の上方に移動するように案内された時点から、前記ユーザによる前記超音波プローブの移動範囲が、定められた範囲内であるか否かを判定するプローブ移動範囲判定部を備え、
前記操作案内部は、前記プローブ移動範囲判定部により前記超音波プローブの移動範囲が前記定められた移動範囲を超えたと判定された場合に、前記超音波プローブを前記被検体の膝裏に移動するように前記ユーザに案内する請求項1または2に記載の超音波診断装置。
-
前記プローブ移動範囲判定部は、前記操作案内部により前記超音波プローブを前記膝裏の上方に移動するように前記超音波プローブの操作が案内された時点から、前記画像取得部により取得された複数の前記超音波画像のフレーム数が定められたフレーム数を超えた場合に、前記超音波プローブの移動範囲が前記定められた移動範囲を超えたと判定する請求項3に記載の超音波診断装置。
-
前記プローブ移動範囲判定部は、前記操作案内部により前記超音波プローブを前記膝裏の上方に移動するように前記超音波プローブの操作が案内された時点からの経過時間が、定められた時間を超えた場合に、前記超音波プローブの移動範囲が前記定められた移動範囲を超えたと判定する請求項3に記載の超音波診断装置。
-
前記超音波プローブは、加速度センサを有し、
前記加速度センサにより計測された前記超音波プローブの加速度に基づいて前記超音波プローブの移動距離を推定するプローブ移動距離推定部を備え、
前記プローブ移動範囲判定部は、前記操作案内部により前記超音波プローブを前記膝裏の上方に移動するように前記超音波プローブの操作が案内された時点から、前記プローブ移動距離推定部により推定された前記超音波プローブの移動距離が定められた距離を超えた場合に、前記超音波プローブの移動範囲が前記定められた移動範囲を超えたと判定する請求項3に記載の超音波診断装置。
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表示部を備え、
前記操作案内部は、前記ユーザに向けた前記超音波プローブの操作案内を前記表示部に表示する請求項1~6のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
-
被検体の膝窩静脈と総大腿静脈の少なくとも2点を圧迫検査する超音波診断装置の制御方法であって、
超音波プローブから前記被検体の膝裏に向けて超音波ビームの送信を行って超音波画像を取得し、
取得された前記超音波画像に含まれる前記膝窩静脈を検出し、
前記膝窩静脈の前記圧迫検査が行われる場合に、取得された前記超音波画像に前記膝窩静脈が1本のみ含まれる位置に前記超音波プローブを位置させるように、検出された前記膝窩静脈の本数に基づいてユーザに前記超音波プローブの操作を案内する超音波診断装置の制御方法。
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