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JP2013055984A - Ultrasonic diagnostic apparatus and program for ultrasonic diagnostic - Google Patents

Ultrasonic diagnostic apparatus and program for ultrasonic diagnostic Download PDF

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JP2013055984A JP2011194934A JP2011194934A JP2013055984A JP 2013055984 A JP2013055984 A JP 2013055984A JP 2011194934 A JP2011194934 A JP 2011194934A JP 2011194934 A JP2011194934 A JP 2011194934A JP 2013055984 A JP2013055984 A JP 2013055984A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To acquire data indicating the position of a focus of ultrasonic waves for subject treatment by a simple configuration.SOLUTION: In a focus observation mode, tomographic image processing using a convex probe 26 for observation and reflection distribution image processing using the convex probe 26 for the observation and a plurality of HIFU (High Intensity Focused Ultrasound) vibrators 28 are executed. The tomographic image processing is the processing of acquiring tomographic images by an operation similar to a B mode. The reflection distribution image processing is the processing of transmitting ultrasonic waves from the plurality of HIFU vibrators 28, receiving the ultrasonic waves reflected inside the subject, and acquiring reflection distribution images on the basis of the received ultrasonic waves further. The reflection distribution image indicates reflection intensity distribution of the ultrasonic waves transmitted from the plurality of HIFU vibrators 28, and by the display of the image, the position of the focus F of the HIFU vibrators 28 is recognized by a practitioner.

Description

本発明は、超音波診断装置に関し、特に、被検体治療用の超音波を送信する装置の改良に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an improvement of an apparatus for transmitting ultrasonic waves for subject treatment.

高密度焦点式超音波療法を用いた治療装置が広く用いられている。この治療装置は、HIFU照射装置と称され(High Intensity Focused Ultrasound)、治療部位に超音波を照射して組織を壊死させる。   Treatment devices using high-intensity focused ultrasound therapy are widely used. This treatment apparatus is called a HIFU irradiation apparatus (High Intensity Focused Ultrasound), and the treatment site is irradiated with ultrasonic waves to cause necrosis of the tissue.

HIFU照射装置には、複数の超音波振動子を備えるものがある。複数の超音波振動子は、それぞれから発せられた超音波が一点に照射され焦点を形成するよう筐体に固定されている。治療の際には、焦点の位置が治療部位に合わせられ超音波が照射される。照射位置の確認には、例えば、超音波の照射位置を温度上昇に基づき画像に表す磁気共鳴画像表示装置(MRI)が用いられる。この場合、施術者は、治療用の強いレベルの超音波を照射した後にMRI画像上で照射位置、すなわち温度が上昇した焼灼部位を確認する。しかし、このような操作では、事前に焦点の位置を確認することが困難であるため、実際の焼灼部位と治療すべき部位とにずれが生じ易い。   Some HIFU irradiation apparatuses include a plurality of ultrasonic transducers. The plurality of ultrasonic transducers are fixed to the housing so that ultrasonic waves emitted from the respective ultrasonic transducers are irradiated to one point to form a focal point. During the treatment, the position of the focal point is adjusted to the treatment site and ultrasonic waves are irradiated. For confirmation of the irradiation position, for example, a magnetic resonance image display device (MRI) that displays an ultrasonic irradiation position on an image based on a temperature rise is used. In this case, the practitioner confirms the irradiation position on the MRI image, that is, the ablation site where the temperature has risen, after irradiating a strong ultrasonic wave for treatment. However, in such an operation, since it is difficult to confirm the position of the focal point in advance, a shift is likely to occur between the actual ablation site and the site to be treated.

このように、磁気共鳴画像上に焼灼部位を表す装置の他、超音波画像上に焦点を表す装置もある。例えば、以下の特許文献1には、断層画像を表示する超音波診断装置を用いて焦点の位置を観測する超音波治療装置が記載されている。この装置では、組織に影響のない弱いレベルの超音波が治療用の超音波振動子から発せられると共に、超音波イメージングプローブによる超音波の送受信によって断層画像が表示される。被検体の組織の音響特性は組織の温度変化に応じて変化するため、断層画像には焦点の位置が輝度の変化によって示される。   As described above, there is an apparatus that represents a focal point on an ultrasonic image in addition to an apparatus that represents an ablation site on a magnetic resonance image. For example, Patent Document 1 below describes an ultrasonic therapy apparatus that observes the position of a focal point using an ultrasonic diagnostic apparatus that displays a tomographic image. In this apparatus, a weak level ultrasonic wave that does not affect the tissue is emitted from the ultrasonic transducer for treatment, and a tomographic image is displayed by transmission / reception of the ultrasonic wave by the ultrasonic imaging probe. Since the acoustic characteristics of the tissue of the subject change according to the temperature change of the tissue, the position of the focal point is indicated by the change in luminance in the tomographic image.

特許文献2には、超音波温熱治療装置が記載されている。この装置は、加熱用超音波プローブによる加熱部位で反射される成分を画像用超音波プローブの出力信号から検出し、その加熱部位の位置を示す情報を断層画像上に表示する。なお、画像用超音波プローブの出力信号から検出される成分は、加熱部位で発生した高次調波成分である。引用文献3には、照射用送波探触子とは独立に撮像用超音波ビーム走査を行う超音波照射装置が記載されている。この装置では、照射用の超音波の周波数の2倍以上の周波数の超音波が、撮像用の超音波として受信される。   Patent Document 2 describes an ultrasonic thermotherapy device. This apparatus detects a component reflected by a heating part by a heating ultrasonic probe from an output signal of the imaging ultrasonic probe, and displays information indicating the position of the heating part on a tomographic image. The component detected from the output signal of the imaging ultrasonic probe is a higher-order harmonic component generated at the heating site. Cited Document 3 describes an ultrasonic irradiation apparatus that performs ultrasonic beam scanning for imaging independently of the transmission probe for irradiation. In this apparatus, an ultrasonic wave having a frequency twice or more the frequency of the ultrasonic wave for irradiation is received as an ultrasonic wave for imaging.

特開平8−71069号公報JP-A-8-71069 特開昭61−13954号公報JP-A-61-13554 特開昭62−87150号公報JP-A-62-87150

HIFU照射装置においては、各超音波振動子から発せられる超音波の焦点の位置は、被検体内における超音波の伝搬速度が均一である場合には一定である。しかし、被検体内の組織には超音波の伝搬速度が他の組織とは異なるものがある。この場合、被検体内の超音波の伝搬速度は不均一となり、焦点の位置と各超音波振動子との位置関係は、伝搬速度の不均一性に応じて変化する。したがって、治療に際しては、焦点の位置を示すデータを取得して焦点の位置を表示する装置が用られることが好ましい。   In the HIFU irradiation apparatus, the position of the focal point of the ultrasonic wave emitted from each ultrasonic transducer is constant when the propagation speed of the ultrasonic wave in the subject is uniform. However, some tissues in the subject have different ultrasonic propagation speeds from other tissues. In this case, the propagation speed of the ultrasonic wave in the subject becomes non-uniform, and the positional relationship between the focus position and each ultrasonic transducer changes according to the non-uniformity of the propagation speed. Therefore, in the treatment, it is preferable to use a device that acquires data indicating the position of the focal point and displays the focal point position.

本発明は、被検体治療用の超音波の焦点の位置を示すデータを簡単な構成によって取得することを目的とする。   An object of this invention is to acquire the data which show the position of the focus of the ultrasonic wave for a subject treatment by simple structure.

本発明は、被検体内に位置させた焦点に向けて超音波を送信する治療用送信部と、前記治療用送信部から送信され前記被検体内で反射した超音波を、受信ビームを走査しながら受信する受信部と、前記受信部において受信された超音波に基づいて、前記受信ビームの走査面における超音波反射分布データを生成する反射分布データ生成部と、を備えることを特徴とする。   The present invention includes a therapeutic transmitter that transmits ultrasonic waves toward a focal point located within a subject, and a reception beam that scans the ultrasonic waves that are transmitted from the therapeutic transmitter and reflected within the subject. And a reflection distribution data generation unit that generates ultrasonic reflection distribution data on the scanning plane of the reception beam based on the ultrasonic waves received by the reception unit.

本発明において生成される超音波反射分布データは、治療用送信部から送信され被検体内の走査面上の各点において反射した超音波の強度を示す。治療用送信部の焦点の位置で反射する超音波の強度は、他の位置で反射する超音波の強度よりも大きい。そのため、超音波反射分布データによって焦点の位置が示される。   The ultrasonic reflection distribution data generated in the present invention indicates the intensity of the ultrasonic wave transmitted from the treatment transmitter and reflected at each point on the scanning plane in the subject. The intensity of the ultrasonic wave reflected at the focus position of the treatment transmitter is larger than the intensity of the ultrasonic wave reflected at another position. Therefore, the focal position is indicated by the ultrasonic reflection distribution data.

また、本発明に係る超音波診断装置は、望ましくは、前記超音波反射分布データに基づいて、前記焦点の位置を表す焦点探索画像データを求める焦点探索部を備え、前記焦点探索部は、前記超音波反射分布データに基づいて、前記走査面を複数の関心領域に区切った場合における各関心領域について、画素値の統計値を求める統計値演算手段と、各関心領域における画素値を、各関心領域について求められた前記統計値に応じた画素値に設定して前記焦点探索画像データを求める探索画像データ取得手段と、を備える。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention preferably includes a focus search unit that obtains focus search image data representing the position of the focus based on the ultrasonic reflection distribution data, and the focus search unit includes the focus search unit Based on the ultrasonic reflection distribution data, for each region of interest when the scanning plane is divided into a plurality of regions of interest, a statistical value calculation means for obtaining a statistical value of the pixel value, and a pixel value in each region of interest Search image data obtaining means for obtaining the focus search image data by setting the pixel value according to the statistical value obtained for the region.

本発明において、各関心領域について求められる統計値としては、例えば、各関心領域における画素値の平均値がある。その他の統計値として、各関心領域内における画素値の中央値、メジアン、最小値、最大値や、これらの値に所定の定数を乗じた値、これらの値に所定の定数を加算または減算した値等を用いてもよい。これらの統計値は、関心領域内の画素値の大きさの傾向を示す。   In the present invention, the statistical value obtained for each region of interest includes, for example, an average value of pixel values in each region of interest. As other statistical values, the median, median, minimum, and maximum pixel values within each region of interest, values obtained by multiplying these values by a predetermined constant, and adding or subtracting a predetermined constant to these values A value or the like may be used. These statistics show a tendency of the size of the pixel values in the region of interest.

また、本発明に係る超音波診断装置は、望ましくは、前記超音波反射分布データに基づいて、前記焦点の位置を表す焦点探索画像データを求める焦点探索部を備え、前記焦点探索部は、前記超音波反射分布データに対し、前記走査面を複数の領域に区切って形成される各関心領域についてのフーリエ変換を施し、各関心領域について空間周波数分布を求めるフーリエ変換手段と、各関心領域における画素値を、各関心領域について求められた空間周波数分布に応じた画素値に設定して前記焦点探索画像データを求める探索画像データ取得手段と、を備える。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention preferably includes a focus search unit that obtains focus search image data representing the position of the focus based on the ultrasonic reflection distribution data, and the focus search unit includes the focus search unit Fourier transform means for each region of interest formed by dividing the scanning plane into a plurality of regions to ultrasonic reflection distribution data, and obtaining a spatial frequency distribution for each region of interest, and pixels in each region of interest Search image data obtaining means for obtaining the focus search image data by setting the value to a pixel value corresponding to the spatial frequency distribution obtained for each region of interest.

治療用送信部の焦点を含む関心領域には、高い空間周波数成分が含まれる。したがって、ある関心領域について求められる空間周波数分布は、その関心領域に焦点が含まれるか否かを示す。本発明においては、このような原理に基づき、各関心領域における画素値を、各関心領域について求められた空間周波数分布に応じた画素値に設定し、焦点の位置を表す焦点探索画像データを求められる。   The region of interest including the focus of the treatment transmitter includes a high spatial frequency component. Therefore, the spatial frequency distribution obtained for a region of interest indicates whether the region of interest contains a focus. In the present invention, based on such a principle, the pixel value in each region of interest is set to a pixel value corresponding to the spatial frequency distribution obtained for each region of interest, and focus search image data representing the position of the focal point is obtained. It is done.

また、本発明に係る超音波診断装置は、望ましくは、前記治療用送信部が、複数の超音波振動子を備え、本発明に係る超音波診断装置は、さらに、前記焦点探索画像データに基づいて前記焦点の位置を求める焦点位置決定部と、前記焦点位置決定部によって求められた前記焦点の位置と目標焦点位置との差異に基づいて各超音波振動子に与える信号の遅延時間を制御し、前記焦点の位置を前記目標焦点位置に近づける焦点位置制御部と、を備える。   Also, in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, preferably, the therapeutic transmission unit includes a plurality of ultrasonic transducers, and the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention is further based on the focus search image data. A focal position determination unit for determining the focal position, and a delay time of a signal applied to each ultrasonic transducer based on a difference between the focal position and the target focal position obtained by the focal position determination unit. And a focal position control unit that brings the focal position closer to the target focal position.

治療用送信部が備える複数の超音波振動子と焦点との位置関係は、被検体内の伝搬速度が均一である場合には一定となる。しかし、被検体内の伝搬速度が不均一である場合には、この位置関係は伝搬速度の不均一性に応じて変化する。そこで、本発明に係る超音波診断装置は、焦点位置決定部および焦点位置制御部によって焦点の位置を目標焦点位置に近づけ、治療の際の操作を容易にする。   The positional relationship between the plurality of ultrasonic transducers and the focal point provided in the treatment transmitter is constant when the propagation speed in the subject is uniform. However, when the propagation speed in the subject is non-uniform, this positional relationship changes according to the non-uniformity of the propagation speed. Therefore, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention makes the focus position close to the target focus position by the focus position determination unit and the focus position control unit, and facilitates the operation during the treatment.

また、本発明に係る超音波診断装置は、望ましくは、観測用超音波を被検体に向けて送信し、当該観測用超音波の送信ビームを前記走査面内で走査する観測用送信部を備え、前記受信部は、前記観測用超音波の送信ビームと方向を同じくする受信ビームを形成し、前記観測用送信部から送信され前記被検体内で反射した観測用超音波を受信し、本発明に係る超音波診断装置は、さらに、前記受信部において受信された観測用超音波に基づいて、前記走査面における前記被検体の断層画像データを生成する断層画像データ生成部と、前記断層画像データに基づく画像に重ねて、前記焦点探索画像データに基づく画像を表示する画像表示部と、を備える。   In addition, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention preferably includes an observation transmission unit that transmits the observation ultrasonic wave toward the subject and scans the transmission beam of the observation ultrasonic wave in the scanning plane. The reception unit forms a reception beam having the same direction as the transmission beam of the observation ultrasonic wave, receives the observation ultrasonic wave transmitted from the observation transmission unit and reflected within the subject, and the present invention The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention further includes a tomographic image data generating unit that generates tomographic image data of the subject on the scanning plane based on the observation ultrasonic waves received by the receiving unit, and the tomographic image data And an image display unit that displays an image based on the focus search image data so as to overlap the image based on the image.

また、本発明に係る超音波診断装置は、望ましくは、観測用超音波を被検体に向けて送信し、当該観測用超音波の送信ビームを前記走査面内で走査する観測用送信部を備え、前記受信部は、前記観測用超音波の送信ビームと方向を同じくする受信ビームを形成し、前記観測用送信部から送信され前記被検体内で反射した観測用超音波を受信し、本発明に係る超音波診断装置は、さらに、前記受信部において受信された観測用超音波に基づいて、前記走査面における前記被検体の断層画像データを生成する断層画像データ生成部と、前記断層画像データに基づく画像に重ねて、前記超音波反射分布データに基づく画像を表示する画像表示部と、を備える。   In addition, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention preferably includes an observation transmission unit that transmits the observation ultrasonic wave toward the subject and scans the transmission beam of the observation ultrasonic wave in the scanning plane. The reception unit forms a reception beam having the same direction as the transmission beam of the observation ultrasonic wave, receives the observation ultrasonic wave transmitted from the observation transmission unit and reflected within the subject, and the present invention The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention further includes a tomographic image data generating unit that generates tomographic image data of the subject on the scanning plane based on the observation ultrasonic waves received by the receiving unit, and the tomographic image data And an image display unit that displays an image based on the ultrasonic reflection distribution data, overlaid on the image based on the above.

本発明における超音波反射分布データは治療用送信部の焦点の位置を示す。本発明における画像表示部は、断層画像データに基づく画像に重ねて、焦点の位置を示す画像を表示する。これによって、治療用送信部の焦点を被検体の治療部位に合わせる操作を容易にすることができる。   The ultrasonic reflection distribution data in the present invention indicates the position of the focal point of the treatment transmitter. The image display unit in the present invention displays an image indicating the position of the focus on the image based on the tomographic image data. This facilitates the operation of focusing the treatment transmitter on the treatment site of the subject.

また、本発明に係る超音波診断装置は、望ましくは、前記超音波反射分布データに基づいて、前記焦点の位置を表す焦点探索データを求める焦点探索部を備え、前記焦点探索部は、前記超音波反射分布データに基づいて、前記走査面を複数の関心領域に区切った場合における各関心領域について統計値を求める統計値演算手段と、各関心領域に対応する値を、各関心領域について求められた前記統計値に応じた値に設定して前記焦点探索データを求める焦点探索データ取得手段と、を備える。   In addition, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention preferably includes a focus search unit that obtains focus search data representing the position of the focus based on the ultrasonic reflection distribution data, and the focus search unit includes the ultrasonic search unit. Based on the sound wave reflection distribution data, a statistical value calculation means for obtaining a statistical value for each region of interest when the scanning plane is divided into a plurality of regions of interest, and a value corresponding to each region of interest can be obtained for each region of interest. And a focus search data obtaining means for obtaining the focus search data by setting the value according to the statistical value.

また、本発明に係る超音波診断装置は、望ましくは、前記超音波反射分布データに基づいて、前記焦点の位置を表す焦点探索データを求める焦点探索部を備え、前記焦点探索部は、前記超音波反射分布データに対し、前記走査面を複数の領域に区切って形成される各関心領域についてのフーリエ変換を施し、各関心領域について空間周波数分布を求めるフーリエ変換手段と、各関心領域に対応する値を、各関心領域について求められた空間周波数分布に応じた値に設定して前記焦点探索データを求める焦点探索データ取得手段と、を備える。   In addition, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention preferably includes a focus search unit that obtains focus search data representing the position of the focus based on the ultrasonic reflection distribution data, and the focus search unit includes the ultrasonic search unit. Fourier transform means for each region of interest formed by dividing the scanning plane into a plurality of regions to the sound wave reflection distribution data, and a Fourier transform means for obtaining a spatial frequency distribution for each region of interest, and corresponding to each region of interest Focus search data obtaining means for obtaining the focus search data by setting the value to a value corresponding to the spatial frequency distribution obtained for each region of interest.

また、本発明に係る超音波診断装置は、望ましくは、前記治療用送信部は、複数の超音波振動子を備え、本発明に係る超音波診断装置は、さらに、前記焦点探索データに基づいて前記焦点の位置を求める焦点位置決定部と、前記焦点位置決定部によって求められた前記焦点の位置と目標焦点位置との差異に基づいて各超音波振動子に与える信号の遅延時間を制御し、前記焦点の位置を前記目標焦点位置に近づける焦点位置制御部と、を備える。   In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, preferably, the therapeutic transmission unit includes a plurality of ultrasonic transducers, and the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention is further based on the focus search data. Controlling a delay time of a signal to be given to each ultrasonic transducer based on a difference between a focal position and a target focal position obtained by the focal position determining unit that obtains the focal position and the focal position determining unit; A focal position control unit that brings the focal position closer to the target focal position.

本発明に係る超音波診断装置においては、焦点位置決定部が焦点探索データに基づいて焦点の位置を求める。そして、焦点位置制御部は、焦点位置決定部によって求められた焦点の位置と目標焦点位置との差異に基づいて各超音波振動子に与える信号の遅延時間を制御する。焦点探索データは、治療用送信部の焦点の位置を表すデータであり、必ずしも画像表示を行うための画像データでなくともよい。   In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the focal position determination unit obtains the focal position based on the focal point search data. The focal position control unit controls the delay time of the signal to be given to each ultrasonic transducer based on the difference between the focal position and the target focal position obtained by the focal position determining unit. The focus search data is data representing the position of the focus of the treatment transmitter, and is not necessarily image data for performing image display.

また、本発明に係る超音波診断装置は、望ましくは、前記反射分布データ生成部は、前記受信部において受信された超音波の高次調波成分に基づいて、前記受信ビームの走査面における超音波反射分布データを生成する。   In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, preferably, the reflection distribution data generation unit is configured to detect an ultrasonic wave on the scanning plane of the received beam based on a higher-order harmonic component of the ultrasonic wave received by the receiving unit. Sound wave reflection distribution data is generated.

一般に、高次調波成分に対する受信ビームは、基本波成分に対する受信ビームよりも鋭く、サイドローブの大きさが小さい。したがって、高次調波成分を用いることで超音波反射分布データが示す焦点の位置の精度を向上させることができる。   In general, the reception beam for the higher-order harmonic component is sharper than the reception beam for the fundamental wave component, and the size of the side lobe is small. Therefore, the accuracy of the focus position indicated by the ultrasonic reflection distribution data can be improved by using the higher-order harmonic component.

また、本発明は、被検体内に位置させた焦点に向けて超音波を送信する治療用送信部と、前記治療用送信部から送信され前記被検体内で反射した超音波を、受信ビームを走査しながら受信する受信部と、前記受信部において受信された超音波に対する演算処理を実行するプロセッサと、を備える超音波診断装置に読み込まれる超音波診断用プログラムであって、前記プロセッサに、前記受信部において受信された超音波に基づいて、前記受信ビームの走査面における超音波反射分布データを生成する処理を実行させることを特徴とする。   The present invention also provides a therapeutic transmitter that transmits ultrasonic waves toward a focal point located within the subject, and an ultrasonic wave that is transmitted from the therapeutic transmitter and reflected within the subject. An ultrasound diagnostic program that is read into an ultrasound diagnostic apparatus comprising: a receiving unit that receives while scanning; and a processor that performs arithmetic processing on the ultrasound received by the receiving unit, wherein the processor includes the processor A process of generating ultrasonic reflection distribution data on the scanning plane of the received beam is executed based on the ultrasonic wave received by the receiving unit.

本発明によれば、被検体治療用の超音波の焦点の位置を示すデータを簡単な構成によって取得することができる。   According to the present invention, it is possible to acquire data indicating the position of the focal point of ultrasonic waves for subject treatment with a simple configuration.

第1実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ultrasonic diagnosing device which concerns on 1st Embodiment. 一次元走査面、送信されるパルス超音波、受信ビーム、および、受信されるパルス超音波を示す図である。It is a figure which shows the one-dimensional scanning plane, the transmitted pulsed ultrasonic wave, the receiving beam, and the received pulsed ultrasonic wave. 反射分布画像を概念的に示す図である。It is a figure which shows a reflection distribution image notionally. 反射分布画像が複数の関心領域に区切られた様子を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally a mode that the reflection distribution image was divided | segmented into the some region of interest. 関心領域に対して施される2次元フーリエ変換を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the two-dimensional Fourier transform performed with respect to a region of interest. 第2実施形態に係る3次元超音波診断装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the three-dimensional ultrasonic diagnosing device which concerns on 2nd Embodiment.

1.超音波診断装置
(1)超音波診断装置の構成
図1には、本発明の第1実施形態に係る超音波診断装置の構成が示されている。この超音波診断装置は、被検体の断層画像を表示するBモード、治療用超音波の焦点を示す画像を断層画像に重ねて表示する焦点観測モード、または治療部位に超音波を照射して組織を破壊する治療モードのいずれかのモードで動作する。すなわち、この超音波診断装置では、断層画像による診断を行うと共に、高密度焦点式超音波療法による治療を行うことが可能である。
1. Ultrasonic Diagnostic Device (1) Configuration of Ultrasonic Diagnostic Device FIG. 1 shows the configuration of an ultrasonic diagnostic device according to the first embodiment of the present invention. This ultrasonic diagnostic apparatus is a B mode for displaying a tomographic image of a subject, a focus observation mode for displaying an image showing the focus of a therapeutic ultrasonic wave on a tomographic image, or a tissue irradiated with ultrasonic waves on a treatment site. Operate in any mode of treatment mode to destroy. That is, in this ultrasonic diagnostic apparatus, it is possible to perform a diagnosis by a tomographic image and a treatment by high-density focused ultrasound therapy.

超音波診断装置の構成について説明する。超音波診断装置は、治療観測両用プローブ10、信号処理部12、中央処理部14、処理用メモリ16、フレームメモリ18、モニタ20、および、操作パネル22を備える。治療観測両用プローブ10は、観測用コンベックスプローブ26および複数のHIFU振動子28を備える。観測用コンベックスプローブ26は、超音波が送受信される曲面に配列された複数の超音波振動子を備える。観測用コンベックスプローブ26には、例えば、複数の超音波振動子が一列に配列されたもの、複数の超音波振動子が複数列に亘って配列されたもの等が用いられる。   The configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus will be described. The ultrasonic diagnostic apparatus includes a treatment observation probe 10, a signal processing unit 12, a central processing unit 14, a processing memory 16, a frame memory 18, a monitor 20, and an operation panel 22. The treatment observation probe 10 includes an observation convex probe 26 and a plurality of HIFU transducers 28. The observation convex probe 26 includes a plurality of ultrasonic transducers arranged on a curved surface through which ultrasonic waves are transmitted and received. As the observation convex probe 26, for example, a probe in which a plurality of ultrasonic transducers are arranged in a row, a probe in which a plurality of ultrasonic transducers are arranged in a plurality of rows, or the like is used.

各HIFU振動子28には、焦点に向けて超音波を送信する凹面振動子を用いてもよい。各HIFU振動子28は、それぞれの焦点の位置が一致するよう配置されている。図1には、2つのHIFU振動子28が配置された例が示されているが、観測用コンベックスプローブ26の超音波送受信面の周りを円環状に囲むよう3個以上のHIFU振動子28を配置した構成を採用してもよい。また、HIFU振動子28から送信される超音波の強度が十分であれば、1個のHIFU振動子28が用いられる構成としてもよい。観測用コンベックスプローブ26および各HIFU振動子28は、信号処理部12に接続されている。   Each HIFU transducer 28 may be a concave transducer that transmits ultrasonic waves toward the focal point. The HIFU transducers 28 are arranged so that the positions of the respective focal points coincide. FIG. 1 shows an example in which two HIFU transducers 28 are arranged. However, three or more HIFU transducers 28 are annularly enclosed around the ultrasonic transmission / reception surface of the observation convex probe 26. The arranged configuration may be adopted. Further, if the intensity of the ultrasonic wave transmitted from the HIFU transducer 28 is sufficient, a configuration in which one HIFU transducer 28 is used may be used. The observation convex probe 26 and each HIFU transducer 28 are connected to the signal processing unit 12.

信号処理部12は、観測用送信部30、観測用受信部32、治療用送信部34、タイミング制御部36、および画像データ生成部38を備える。タイミング制御部36は、観測用送信部30が観測用コンベックスプローブ26に信号を出力するタイミング、治療用送信部34が各HIFU振動子28に信号を出力するタイミング、および、観測用受信部32が観測用コンベックスプローブ26から信号を取得するタイミングを制御する。信号処理部12が備えるその他の構成要素については後述する。   The signal processing unit 12 includes an observation transmission unit 30, an observation reception unit 32, a treatment transmission unit 34, a timing control unit 36, and an image data generation unit 38. The timing control unit 36 includes a timing at which the observation transmission unit 30 outputs a signal to the observation convex probe 26, a timing at which the treatment transmission unit 34 outputs a signal to each HIFU transducer 28, and an observation reception unit 32. The timing for acquiring a signal from the observation convex probe 26 is controlled. Other components included in the signal processing unit 12 will be described later.

信号処理部12、中央処理部14、処理用メモリ16、フレームメモリ18、モニタ20、および、操作パネル22は、バスライン24を介して接続されている。中央処理部14は、プログラムによって演算処理を実行するプロセッサを含み、処理用メモリ16に記憶されたプログラムに応じた処理を実行する。また、信号処理部12が備える観測用送信部30、観測用受信部32、治療用送信部34、タイミング制御部36、および画像データ生成部38のそれぞれの一部または全部はプロセッサによって構成され、処理用メモリ16に記憶されたプログラムに応じた処理を実行する。   The signal processing unit 12, central processing unit 14, processing memory 16, frame memory 18, monitor 20, and operation panel 22 are connected via a bus line 24. The central processing unit 14 includes a processor that executes arithmetic processing according to a program, and executes processing according to the program stored in the processing memory 16. In addition, a part or all of the observation transmission unit 30, the observation reception unit 32, the treatment transmission unit 34, the timing control unit 36, and the image data generation unit 38 included in the signal processing unit 12 is configured by a processor. Processing corresponding to the program stored in the processing memory 16 is executed.

中央処理部14は、操作パネル22における動作設定に応じて信号処理部12を制御する。例えば、操作パネル22においては、Bモード、焦点観測モードまたは治療モードのいずれかのモードが選択され、中央処理部14は、操作パネル22における動作モードの選択に応じた制御を実行する。   The central processing unit 14 controls the signal processing unit 12 according to the operation setting on the operation panel 22. For example, any one of the B mode, the focus observation mode, and the treatment mode is selected on the operation panel 22, and the central processing unit 14 executes control according to the selection of the operation mode on the operation panel 22.

また、中央処理部14は、信号処理部12との間でデータを授受し、信号処理部12が実行する処理の過程において適宜、処理用メモリ16にデータを記憶させ、または処理用メモリ16からデータを読み込む。さらに、中央処理部14は、フレームメモリ18に対し、信号処理部12によって求められた画像データの記憶および読み込みを行い、フレームメモリ18に記憶されている画像データに基づいてモニタ20に画像を表示させる。   In addition, the central processing unit 14 exchanges data with the signal processing unit 12, and stores the data in the processing memory 16 as appropriate in the course of processing executed by the signal processing unit 12, or from the processing memory 16. Read data. Further, the central processing unit 14 stores and reads the image data obtained by the signal processing unit 12 in the frame memory 18 and displays an image on the monitor 20 based on the image data stored in the frame memory 18. Let

(2)Bモードの動作
Bモードにおいては、治療観測両用プローブ10が備える観測用コンベックスプローブ26および複数のHIFU振動子28のうち、観測用コンベックスプローブ26が用いられる。観測用コンベックスプローブ26による送受信ビームの一次元走査面40が観測面となり、その観測面における断層画像がモニタ20に表示される。そのため、治療観測両用プローブ10は、観測用コンベックスプローブ26の一次元走査面40が、被検体の観測面に一致する姿勢で支持される。
(2) Operation in B Mode In the B mode, the observation convex probe 26 is used among the observation convex probe 26 and the plurality of HIFU transducers 28 included in the treatment observation probe 10. A one-dimensional scanning plane 40 of the transmission / reception beam by the observation convex probe 26 becomes an observation plane, and a tomographic image on the observation plane is displayed on the monitor 20. Therefore, the treatment / observation probe 10 is supported in a posture in which the one-dimensional scanning surface 40 of the observation convex probe 26 coincides with the observation surface of the subject.

Bモードの動作は、操作パネル22においてBモードの設定操作が行われることで実行される。観測用送信部30は、パルス変調された電気信号(パルス変調信号)を観測用コンベックスプローブ26に出力する。観測用コンベックスプローブ26は、観測用送信部30から出力されたパルス変調信号に基づいてパルス超音波を発生する。この際、観測用送信部30は、送信されるパルス超音波のビームフォーマとして機能する。すなわち、観測用送信部30は、観測用コンベックスプローブ26が備える複数の超音波振動子から、超音波の送信に寄与させる振動子群を選択する。そして、振動子群をなす各超音波振動子に出力する信号の遅延時間を制御して送信ビームを形成する。さらに、観測用送信部30は、複数の超音波振動子から選択される振動子群を切り替えて、送信ビームを一次元走査する。   The operation in the B mode is executed by performing a B mode setting operation on the operation panel 22. The observation transmitter 30 outputs the pulse-modulated electrical signal (pulse modulation signal) to the observation convex probe 26. The observation convex probe 26 generates pulsed ultrasonic waves based on the pulse modulation signal output from the observation transmission unit 30. At this time, the observation transmitter 30 functions as a beamformer for the transmitted pulsed ultrasonic waves. That is, the observation transmission unit 30 selects a transducer group that contributes to transmission of ultrasonic waves from a plurality of ultrasonic transducers included in the observation convex probe 26. Then, the transmission beam is formed by controlling the delay time of the signal output to each ultrasonic transducer forming the transducer group. Further, the observation transmission unit 30 switches the transducer group selected from the plurality of ultrasonic transducers and performs one-dimensional scanning with the transmission beam.

観測用コンベックスプローブ26は、被検体内において反射したパルス超音波を受信する。そして、受信したパルス超音波に基づいて電気信号を発生し、その電気信号を観測用受信部32に出力する。観測用受信部32は、受信されるパルス超音波のビームフォーマとして機能する。すなわち、観測用受信部32は、パルス超音波の送信のために選択した振動子群と同一の振動子群から出力された複数の電気信号を整相加算して受信ビームを形成する。パルス超音波の送信に寄与させる振動子群と、パルス超音波の受信に寄与させる振動子群は同一であるため、受信ビームは送信ビームと方向を同じくして一次元走査される。図1には、送信ビーム42および受信ビーム44が形成され、これらのビームが一次元走査面40において一次元走査される様子が示されている。   The observation convex probe 26 receives pulsed ultrasonic waves reflected in the subject. Then, an electric signal is generated based on the received pulse ultrasonic wave, and the electric signal is output to the observation receiving unit 32. The observation receiving unit 32 functions as a beam former of received pulsed ultrasonic waves. That is, the observation receiving unit 32 forms a received beam by phasing and adding a plurality of electrical signals output from the same transducer group as that selected for transmission of pulsed ultrasonic waves. Since the transducer group that contributes to the transmission of the pulsed ultrasonic wave is the same as the transducer group that contributes to the reception of the pulsed ultrasonic wave, the received beam is scanned one-dimensionally in the same direction as the transmission beam. FIG. 1 shows a state in which a transmission beam 42 and a reception beam 44 are formed and these beams are one-dimensionally scanned on the one-dimensional scanning plane 40.

観測用受信部32は、受信されたパルス超音波に対応するビームデータを生成する。このビームデータは、特定の送受信ビーム方向について、観測用コンベックスプローブ26からの各距離上で生じた反射波の強度を時間軸上に表したデータである。観測用受信部32は、このように生成したビームデータを画像データ生成部38に出力する。   The observation receiving unit 32 generates beam data corresponding to the received pulsed ultrasound. This beam data is data representing on the time axis the intensity of the reflected wave generated at each distance from the observation convex probe 26 in a specific transmission / reception beam direction. The observation receiving unit 32 outputs the beam data generated in this way to the image data generating unit 38.

観測用送信部30および観測用受信部32は、被検体に対し送受信ビームの一次元走査を繰り返し行う。画像データ生成部38は、一次元走査ごとに得られるビームデータ群に基づいて、一次元走査ごとに断層画像データを生成する。そして、繰り返し行われる一次元走査によって順次生成した断層画像データを、中央処理部14の制御に従ってフレームメモリ18に記憶する。中央処理部14は、モニタ20に画像を表示する画像表示部として動作し、フレームメモリ18に記憶された断層画像データに基づく断層画像を順次モニタ20に表示させる。   The observation transmission unit 30 and the observation reception unit 32 repeatedly perform one-dimensional scanning of transmission / reception beams on the subject. The image data generation unit 38 generates tomographic image data for each one-dimensional scan based on a beam data group obtained for each one-dimensional scan. Then, the tomographic image data sequentially generated by the one-dimensional scanning that is repeatedly performed is stored in the frame memory 18 under the control of the central processing unit 14. The central processing unit 14 operates as an image display unit that displays an image on the monitor 20 and causes the monitor 20 to sequentially display tomographic images based on the tomographic image data stored in the frame memory 18.

(3)焦点観測モードの動作
(3−1)焦点観測モードの概要
焦点観測モードの動作は、操作パネル22において焦点観測モードの設定操作が行われることで実行される。焦点観測モードにおいては、観測用コンベックスプローブ26を用いた断層画像処理と、観測用コンベックスプローブ26および複数のHIFU振動子28を用いた反射分布画像処理とが実行される。
(3) Operation in Focus Observation Mode (3-1) Outline of Focus Observation Mode The operation in the focus observation mode is executed by performing a focus observation mode setting operation on the operation panel 22. In the focus observation mode, tomographic image processing using the observation convex probe 26 and reflection distribution image processing using the observation convex probe 26 and the plurality of HIFU transducers 28 are executed.

断層画像処理は、Bモードと同様の動作によって断層画像を取得する処理である。反射分布画像処理は、複数のHIFU振動子28から超音波を送信し、被検体内で反射した超音波を受信し、さらに、受信した超音波に基づいて反射分布画像を取得する処理である。この反射分布画像は、複数のHIFU振動子28から送信された超音波の反射強度分布を示し、この画像が表示されることで、HIFU振動子28の焦点F(以下、HIFU焦点Fとする。)の位置が施術者に把握される。   The tomographic image processing is processing for acquiring a tomographic image by the same operation as in the B mode. The reflection distribution image processing is processing for transmitting ultrasonic waves from a plurality of HIFU transducers 28, receiving ultrasonic waves reflected in the subject, and acquiring a reflection distribution image based on the received ultrasonic waves. This reflection distribution image shows the reflection intensity distribution of ultrasonic waves transmitted from a plurality of HIFU transducers 28, and this image is displayed so that the focus F of the HIFU transducer 28 (hereinafter referred to as HIFU focus F). ) Is recognized by the practitioner.

断層画像処理および反射分布画像処理は時分割で実行される。すなわち、反射分布画像処理は、断層画像処理において各断層画像が取得される合間に実行される。例えば、先の一次元走査に基づく断層画像の取得が行われた後、次の一次元走査に基づく断層画像の取得が行われるまでの時間帯に反射分布画像処理が実行される。   The tomographic image processing and the reflection distribution image processing are executed in a time division manner. That is, the reflection distribution image processing is executed between the time when each tomographic image is acquired in the tomographic image processing. For example, the reflection distribution image processing is executed in a time period after the tomographic image is acquired based on the previous one-dimensional scan until the tomographic image is acquired based on the next one-dimensional scan.

(3−2)反射分布画像処理
反射分布画像処理について説明する。治療用送信部34は、焦点観測用のパルス変調信号を各HIFU振動子28に所定周期で繰り返し出力する。これによって各HIFU振動子28は、HIFU焦点Fに向けて焦点観測用のパルス超音波を所定周期で繰り返し送信する。この焦点観測用の超音波は、被検体の組織を壊死に至らしめることのない強度の超音波である。すなわち、治療用送信部34から出力される焦点観測用のパルス変調信号の強度は、焦点観測用のパルス超音波の強度が、被検体の組織を壊死に至らしめることのない強度となるよう設定されている。
(3-2) Reflection Distribution Image Processing The reflection distribution image processing will be described. The therapeutic transmitter 34 repeatedly outputs a pulse modulation signal for focus observation to each HIFU transducer 28 at a predetermined period. As a result, each HIFU transducer 28 repeatedly transmits pulse ultrasonic waves for focus observation to the HIFU focus F at a predetermined cycle. This ultrasonic wave for focus observation is an ultrasonic wave having an intensity that does not cause necrosis of the tissue of the subject. In other words, the intensity of the pulse modulation signal for focus observation output from the treatment transmitter 34 is set so that the intensity of the pulse ultrasound for focus observation does not cause the tissue of the subject to become necrotic. Has been.

観測用コンベックスプローブ26は、被検体内において反射した焦点観測用のパルス超音波を受信する。そして、受信したパルス超音波に基づいて電気信号を発生し、その電気信号を観測用受信部32に出力する。   The observation convex probe 26 receives pulse ultrasonic waves for focus observation reflected in the subject. Then, an electric signal is generated based on the received pulse ultrasonic wave, and the electric signal is output to the observation receiving unit 32.

Bモードの動作と同様、焦点観測モードの反射分布画像処理においても、観測用受信部32は、受信されるパルス超音波のビームフォーマとして機能し、受信ビームを一次元走査する。図2に示されるように、受信ビーム48の一次元走査においては、各HIFU振動子28から送信される1つのパルス超音波46に対し、1つの特定の方向に受信ビーム48が向けられる。すなわち、観測用受信部32は、各HIFU振動子28から送信され、被検体内で反射した1つのパルス超音波50を受信するごとに、所定の刻み角度で受信ビーム48の方向を変化させる。   Similarly to the operation in the B mode, in the reflection distribution image processing in the focus observation mode, the observation receiving unit 32 functions as a beam former of the received pulsed ultrasonic wave and performs one-dimensional scanning of the received beam. As shown in FIG. 2, in one-dimensional scanning of the reception beam 48, the reception beam 48 is directed in one specific direction with respect to one pulse ultrasonic wave 46 transmitted from each HIFU transducer 28. That is, the observation receiving unit 32 changes the direction of the reception beam 48 at a predetermined step angle every time one pulse ultrasonic wave 50 transmitted from each HIFU transducer 28 and reflected in the subject is received.

観測用受信部32は、受信されたパルス超音波の2次高調波成分に対応するビームデータを生成する。この2次高調波ビームデータは、特定の受信ビーム方向について、観測用コンベックスプローブ26からの各距離上で生じた反射波の2次高調波成分の強度を時間軸上に表したデータである。観測用受信部32は、このように生成した2次高調波ビームデータを画像データ生成部38に出力する。   The observation receiving unit 32 generates beam data corresponding to the second harmonic component of the received pulsed ultrasonic wave. The second harmonic beam data is data representing the intensity of the second harmonic component of the reflected wave generated on each distance from the observation convex probe 26 on the time axis in a specific reception beam direction. The observation receiving unit 32 outputs the second harmonic beam data generated in this way to the image data generating unit 38.

画像データ生成部38は、一次元走査ごとに得られる2次高調波ビームデータ群に基づいて、反射分布画像データを生成する。そして、繰り返し行われる一次元走査によって順次生成した反射分布画像データを、中央処理部14の制御に従ってフレームメモリ18に記憶する。中央処理部14は、一次元走査ごとにフレームメモリ18に記憶された反射分布画像データに基づく反射分布画像を、断層画像に重ねて順次モニタ20に表示させる。   The image data generation unit 38 generates reflection distribution image data based on the second harmonic beam data group obtained for each one-dimensional scan. Then, the reflection distribution image data sequentially generated by the repeated one-dimensional scanning is stored in the frame memory 18 under the control of the central processing unit 14. The central processing unit 14 sequentially displays the reflection distribution image based on the reflection distribution image data stored in the frame memory 18 for each one-dimensional scan on the tomographic image on the monitor 20.

図3には反射分布画像が概念的に示されている。この図では、高輝度である部分程、濃い色が付されている。HIFU焦点Fで反射する超音波の強度は、他の位置で反射する超音波の強度より大きいため、HIFU焦点Fの位置は他の位置よりも高輝度となる。断層画像に重ねて反射分布画像がモニタ20に表示されることで、施術者は、複数のHIFU振動子28から送信される超音波の収束度合いや、HIFU焦点Fの位置を把握することができる。   FIG. 3 conceptually shows the reflection distribution image. In this figure, darker colors are given to portions with higher luminance. Since the intensity of the ultrasonic wave reflected at the HIFU focal point F is higher than the intensity of the ultrasonic wave reflected at the other position, the position of the HIFU focal point F has higher brightness than the other position. By displaying the reflection distribution image on the monitor 20 so as to be superimposed on the tomographic image, the practitioner can grasp the degree of convergence of the ultrasonic waves transmitted from the plurality of HIFU transducers 28 and the position of the HIFU focal point F. .

このような処理に基づいて生成された反射分布画像データは、画像データとしての意義を有する他、複数のHIFU振動子28から送信され一次元走査面40上の各点において反射した超音波の強度を示す超音波反射分布データとしての意義を有する。   The reflection distribution image data generated based on such processing has significance as image data, and the intensity of ultrasonic waves transmitted from a plurality of HIFU transducers 28 and reflected at each point on the one-dimensional scanning plane 40. It has significance as ultrasonic reflection distribution data showing.

本実施形態に係る焦点観測モードでは、受信されたパルス超音波の2次高調波成分に基づいて反射分布画像データが取得される。一般に、高次調波成分に対する受信ビームは、基本波成分に対する受信ビームよりも鋭く、サイドローブの大きさが小さい。したがって、高次調波成分を用いることで反射分布画像の分解能を向上させることができるという効果や、アーティファクトを抑制することができるという効果が得られる。上記では受信されたパルス超音波の2次高調波成分を用いた処理につき説明したが、受信されたパルス超音波の3次以上の高次調波成分を用いた処理を実行してもよい。   In the focus observation mode according to the present embodiment, reflection distribution image data is acquired based on the second harmonic component of the received pulsed ultrasonic wave. In general, the reception beam for the higher-order harmonic component is sharper than the reception beam for the fundamental wave component, and the size of the side lobe is small. Therefore, the effect that the resolution of the reflection distribution image can be improved by using the higher-order harmonic component and the effect that the artifact can be suppressed can be obtained. In the above description, the processing using the second harmonic component of the received pulse ultrasonic wave has been described. However, the processing using the third or higher order higher harmonic component of the received pulse ultrasonic wave may be executed.

なお、中央処理部14は、反射分布画像を断層画像に重ねてモニタ20に表示させる代わりに、反射分布画像のみをモニタ20に表示させる処理を実行してもよい。いずれの態様で画像表示を行うかは、操作パネル22の操作によって設定される。   The central processing unit 14 may execute a process of displaying only the reflection distribution image on the monitor 20 instead of displaying the reflection distribution image on the tomographic image on the monitor 20. Which mode is used for image display is set by operating the operation panel 22.

また、上記では、断層画像処理と反射分布画像処理とを時分割で行う際の例として、先の一次元走査に基づく断層画像の取得が行われた後、次の一次元走査に基づく断層画像の取得が行われるまでの時間帯に反射分布画像を取得する例について採り上げた。このように時分割を行う他、断層画像処理の送受信ビームと反射分布画像処理の受信ビームとを同一方向に向けて一次元走査し、これらのビームがある特定の方向に向けられている間に、断層画像処理におけるパルス超音波の送受信に続けて反射分布画像処理におけるパルス超音波の送受信を行うこととしてもよい。   Also, in the above, as an example when performing tomographic image processing and reflection distribution image processing in a time-sharing manner, a tomographic image based on the next one-dimensional scan is obtained after the tomographic image is acquired based on the previous one-dimensional scan. An example in which a reflection distribution image is acquired during a time period until acquisition of the above is taken up. In addition to performing time division in this way, the transmission / reception beam for tomographic image processing and the reception beam for reflection distribution image processing are one-dimensionally scanned in the same direction, and these beams are directed in a specific direction. Further, transmission / reception of pulse ultrasonic waves in reflection distribution image processing may be performed following transmission / reception of pulse ultrasonic waves in tomographic image processing.

超音波診断装置は、反射分布画像を表示する他、次に説明する焦点探索画像を表示してもよい。焦点探索画像は、元の反射分布画像について、焦点を示す可能性が低い画素の画素値を0に置き換えた画像である。焦点探索画像には、輝度平均値に基づく焦点探索画像と、空間周波数解析に基づく焦点探索画像とがある。焦点探索画像を表す焦点探索画像データは、画像データ生成部38が備える焦点探索部38Aによって生成される。   In addition to displaying the reflection distribution image, the ultrasonic diagnostic apparatus may display a focus search image described below. The focus search image is an image obtained by replacing the pixel value of a pixel having a low possibility of showing a focus with 0 in the original reflection distribution image. The focus search image includes a focus search image based on a luminance average value and a focus search image based on spatial frequency analysis. The focus search image data representing the focus search image is generated by a focus search unit 38A included in the image data generation unit 38.

(3−3)輝度平均値に基づく焦点探索画像の表示
輝度平均値に基づく焦点探索画像について説明する。焦点探索部38Aは、反射分布画像を複数の関心領域に区切った場合における各関心領域について、輝度値の平均値、すなわち、画素値の平均値を求める。図4には、反射分布画像が複数の関心領域ROIに区切られた様子が概念的に示されている。反射分布画像に対する各関心領域ROIの区切りは図4に示されるものよりも細かくしてもよいし、粗くしてもよい。
(3-3) Display of Focus Search Image Based on Average Brightness Value A focus search image based on the average brightness value will be described. The focus search unit 38A obtains an average value of luminance values, that is, an average value of pixel values, for each region of interest when the reflection distribution image is divided into a plurality of regions of interest. FIG. 4 conceptually shows a state in which the reflection distribution image is divided into a plurality of regions of interest ROI. The division of each region of interest ROI with respect to the reflection distribution image may be finer or coarser than that shown in FIG.

焦点探索部38Aは、上記のようにして求められた反射分布画像データに対し、画素値の平均値に基づくフィルタ処理を施し、焦点探索画像データを求める。このフィルタ処理は、画素値の平均値が所定の閾値Thを超える関心領域ROIについては、画素値をそのままに維持し、画素値の平均値が所定の閾値Th以下である関心領域ROIについては、画素値を0に置き換える処理である。   The focus search unit 38A performs a filtering process based on the average value of the pixel values on the reflection distribution image data obtained as described above to obtain focus search image data. This filtering process maintains the pixel value as it is for the region of interest ROI in which the average value of the pixel values exceeds the predetermined threshold Th, and for the region of interest ROI in which the average value of the pixel values is equal to or less than the predetermined threshold Th. This is a process of replacing the pixel value with 0.

焦点探索部38Aは、受信ビームの一次元走査ごとに求められる反射分布画像データに平均値に基づくフィルタ処理を施し、焦点探索画像データを求める。そして、求められた焦点探索画像データをフレームメモリ18に記憶させる。中央処理部14は、一次元走査ごとにフレームメモリ18に記憶された焦点探索画像データに基づく焦点探索画像を断層画像に重ねて順次モニタ20に表示させる。   The focus search unit 38A performs a filtering process based on the average value on the reflection distribution image data obtained for each one-dimensional scan of the received beam to obtain focus search image data. Then, the obtained focus search image data is stored in the frame memory 18. The central processing unit 14 sequentially displays the focus search image based on the focus search image data stored in the frame memory 18 for each one-dimensional scan on the tomographic image on the monitor 20.

なお、画素値の平均値に基づくフィルタ処理の代わりに、その他の統計値に基づくフィルタ処理を採用してもよい。例えば、1つの関心領域ROI内における画素値の中央値、メジアン、最小値、最大値や、これらの値に所定の定数を乗じた値、これらの値に所定の定数を加算または減算した値等を統計値とする。この統計値は、関心領域ROI内の画素値の大きさの傾向を示す値である。フィルタ処理に際しては、統計値が所定の閾値Th1を超える関心領域ROIについては、画素値をそのままに維持し、画素値の統計値が所定の閾値Th1以下である関心領域ROIについては、画素値を0に置き換える処理が実行される。   Note that filter processing based on other statistical values may be employed instead of the filter processing based on the average value of the pixel values. For example, the median value, median, minimum value, maximum value of a pixel value within one region of interest ROI, a value obtained by multiplying these values by a predetermined constant, a value obtained by adding or subtracting a predetermined constant to these values, etc. Is a statistical value. This statistical value is a value indicating a tendency of the size of the pixel value in the region of interest ROI. In the filtering process, the pixel value is maintained as it is for the region of interest ROI whose statistical value exceeds the predetermined threshold Th1, and the pixel value is determined for the region of interest ROI whose statistical value of the pixel value is equal to or smaller than the predetermined threshold Th1. The process of replacing with 0 is executed.

また、フィルタ処理は、画素値の統計値が所定の閾値Th1を超える関心領域ROIについては、画素値を定数倍して増大させ、画素値の統計値が所定の閾値Th1以下である関心領域ROIについては、画素値を所定値Bに置き換える処理としてもよい。また、画素値の統計値が所定の閾値Th1を超える関心領域ROIについては、画素値を所定値Aに置き換え、画素値の統計値が所定の閾値Th1以下である関心領域ROIについては、画素値を所定値Bに置き換える処理を実行してもよい。さらに、モニタ20にカラー画像が表示される場合には、画素値の統計値が所定の閾値Th1を超える関心領域ROIについては、他の関心領域ROIとは異なる色の画素値を設定する処理を実行してもよい。   Further, the filtering process increases the pixel value by a constant multiple for the region of interest ROI in which the statistical value of the pixel value exceeds the predetermined threshold Th1, and the region of interest ROI in which the statistical value of the pixel value is equal to or less than the predetermined threshold Th1. As for, the pixel value may be replaced with the predetermined value B. In addition, for a region of interest ROI in which the statistical value of the pixel value exceeds the predetermined threshold Th1, the pixel value is replaced with the predetermined value A, and for the region of interest ROI in which the statistical value of the pixel value is equal to or less than the predetermined threshold Th1, the pixel value A process of replacing with a predetermined value B may be executed. Further, when a color image is displayed on the monitor 20, for a region of interest ROI in which the statistical value of the pixel value exceeds a predetermined threshold Th1, a process for setting a pixel value of a color different from that of the other region of interest ROI is performed. May be executed.

(3−4)空間周波数解析に基づく焦点探索画像の表示
次に、空間周波数解析に基づく焦点探索画像について説明する。焦点探索部38Aは、上記のようにして求められた反射分布画像データに対し、空間周波数解析に基づくフィルタ処理を施し、焦点探索画像データを求める。このフィルタ処理は、次のようにして実行される。
(3-4) Display of Focus Search Image Based on Spatial Frequency Analysis Next, the focus search image based on the spatial frequency analysis will be described. The focus search unit 38A performs a filtering process based on spatial frequency analysis on the reflection distribution image data obtained as described above to obtain focus search image data. This filtering process is executed as follows.

焦点探索部38Aは、各関心領域ROIについて2次元フーリエ変換を施す。ここでは、関心領域ROIにおける画素値がg(x,y)と表される場合に、g(x,y)に対して2次元フーリエ変換F[ ]を施した結果の絶対値をq(ξ,f)と表す。すなわち、q(ξ,f)=|F[g(x,y)]|である。   The focus search unit 38A performs a two-dimensional Fourier transform on each region of interest ROI. Here, when the pixel value in the region of interest ROI is expressed as g (x, y), the absolute value of the result of performing the two-dimensional Fourier transform F [] on g (x, y) is represented by q (ξ , F). That is, q (ξ, f) = | F [g (x, y)] |.

ここで、(x,y)は関心領域ROIにおける位置座標、(ξ,f)は2次元の空間周波数成分、フーリエ変換値q(ξ,f)は空間周波数分布をそれぞれ表す。   Here, (x, y) represents position coordinates in the region of interest ROI, (ξ, f) represents a two-dimensional spatial frequency component, and Fourier transform value q (ξ, f) represents a spatial frequency distribution.

焦点探索部38Aは、関心領域ROIについて求められた空間周波数分布q(ξ,f)が最大値となる最大点(ξm,fm)を求める。そして、空間周波数ξmが所定の閾値ξt以上であり、かつ、空間周波数fmが所定の閾値ft以上である場合には、その関心領域ROI内の画素値をそのまま維持する。他方、空間周波数ξmが所定の閾値ξt未満であり、または、空間周波数fmが所定の閾値ft未満である場合には、その関心領域ROI内の画素値を0に置き換える。   The focal point search unit 38A obtains the maximum point (ξm, fm) at which the spatial frequency distribution q (ξ, f) obtained for the region of interest ROI has the maximum value. When the spatial frequency ξm is equal to or higher than the predetermined threshold ξt and the spatial frequency fm is equal to or higher than the predetermined threshold ft, the pixel value in the region of interest ROI is maintained as it is. On the other hand, when the spatial frequency ξm is less than the predetermined threshold ξt or the spatial frequency fm is less than the predetermined threshold ft, the pixel value in the region of interest ROI is replaced with 0.

このような空間周波数解析に基づくフィルタ処理によれば、最大点(ξm,fm)が、ξ≧ξt、かつ、f≧ftを満たす領域にある関心領域ROIについては画素値が維持され、最大点(ξm,fm)が、ξ<ξt、または、f<ftを満たす領域にある関心領域ROIについては画素値が0とされた焦点探索画像データが求められる。   According to the filter processing based on such spatial frequency analysis, the pixel value is maintained for the region of interest ROI in which the maximum point (ξm, fm) is in the region satisfying ξ ≧ ξt and f ≧ ft, and the maximum point For a region of interest ROI in which (ξm, fm) is in a region satisfying ξ <ξt or f <ft, focus search image data having a pixel value of 0 is obtained.

この焦点探索画像データによれば、後述する原理により、HIFU焦点を示す可能性が低い画素の画素値が0となる。これによって、焦点探索画像は焦点を表す画像となる。   According to this focus search image data, the pixel value of a pixel having a low possibility of showing a HIFU focus is 0 based on the principle described later. Thereby, the focus search image becomes an image representing the focus.

焦点探索部38Aは、受信ビームの一次元走査ごとに求められる反射分布画像データに空間周波数解析に基づくフィルタ処理を施し、焦点探索画像データを求める。そして、求められた焦点探索画像データをフレームメモリ18に記憶させる。中央処理部14は、一次元走査ごとにフレームメモリ18に記憶された焦点探索画像データに基づく焦点探索画像を断層画像に重ねて順次モニタ20に表示する。   The focus search unit 38A performs a filtering process based on spatial frequency analysis on the reflection distribution image data obtained for each one-dimensional scan of the received beam to obtain focus search image data. Then, the obtained focus search image data is stored in the frame memory 18. The central processing unit 14 sequentially displays the focus search image based on the focus search image data stored in the frame memory 18 for each one-dimensional scan on the tomographic image on the monitor 20.

このようなフィルタ処理によって、焦点探索画像データが求められる原理について説明する。図5には、関心領域ROIに対して施される2次元フーリエ変換が概念的に示されている。図5(a)はHIFU焦点を含まない関心領域ROIの画素値g(x,y)を(x,y)平面上に表したものである。図5(b)は、図5(a)の関心領域ROIに2次元フーリエ変換を施して求められた空間周波数分布q(ξ,f)を(ξ,f)平面上に表したものである。ただし、(ξ,f)平面についてはξ≧0、かつ、f≧0が満たされる領域が示されている。図5(a)および(b)においては、それぞれ、g(x,y)およびq(ξ,f)が大きい程、濃い色が付されている。   The principle by which focus search image data is obtained by such filter processing will be described. FIG. 5 conceptually shows a two-dimensional Fourier transform performed on the region of interest ROI. FIG. 5A shows the pixel value g (x, y) of the region of interest ROI not including the HIFU focal point on the (x, y) plane. FIG. 5B shows a spatial frequency distribution q (ξ, f) obtained by performing a two-dimensional Fourier transform on the region of interest ROI in FIG. 5A on the (ξ, f) plane. . However, for the (ξ, f) plane, a region where ξ ≧ 0 and f ≧ 0 is satisfied is shown. In FIGS. 5 (a) and 5 (b), darker colors are given as g (x, y) and q (ξ, f) are larger.

また、図5(c)はHIFU焦点を含む関心領域ROIの画素値g(x,y)を(x,y)平面上に表したものである。図5(d)は、図5(c)の関心領域ROIに2次元フーリエ変換を施して求められた空間周波数分布q(ξ,f)を(ξ,f)平面上に表したものである。   FIG. 5C shows the pixel value g (x, y) of the region of interest ROI including the HIFU focus on the (x, y) plane. FIG. 5D shows the spatial frequency distribution q (ξ, f) obtained by performing the two-dimensional Fourier transform on the region of interest ROI in FIG. 5C on the (ξ, f) plane. .

関心領域において画素値が突出して大きい領域がある場合、その関心領域には高い空間周波数成分が含まれる。そのため、空間周波数分布は2次元周波数平面(ξ,f)の右上の領域に最大値を有する。一方、関心領域において画素値が平坦である場合、その関心領域には低い空間周波数成分が含まれる。そのため、空間周波数分布は2次元周波数平面(ξ,f)の左下の領域に最大値を有する。   When there is a large region in which the pixel value protrudes in the region of interest, the region of interest includes a high spatial frequency component. Therefore, the spatial frequency distribution has a maximum value in the upper right region of the two-dimensional frequency plane (ξ, f). On the other hand, when the pixel value is flat in the region of interest, the region of interest contains a low spatial frequency component. Therefore, the spatial frequency distribution has a maximum value in the lower left region of the two-dimensional frequency plane (ξ, f).

HIFU焦点は、画素値が突出して大きい領域として表される。したがって、HIFU焦点を含む関心領域の空間周波数分布は、図5(d)のように2次元周波数平面(ξ,f)の右上の領域に最大値を有する分布となる。他方、焦点位置を含まない関心領域の空間周波数分布は、図5(b)のように2次元周波数平面(ξ,f)の左下の領域に最大値を有する分布となる。   The HIFU focus is expressed as a large area with a large pixel value. Accordingly, the spatial frequency distribution of the region of interest including the HIFU focus is a distribution having a maximum value in the upper right region of the two-dimensional frequency plane (ξ, f) as shown in FIG. On the other hand, the spatial frequency distribution of the region of interest not including the focal position is a distribution having a maximum value in the lower left region of the two-dimensional frequency plane (ξ, f) as shown in FIG.

そこで、焦点探索部38Aは、最大点(ξm,fm)が、ξ≧ξt、かつ、f≧ftを満たす領域にある関心領域(焦点領域)については、HIFU焦点を含むものとし、その関心領域の画素値を維持する。そして、最大点(ξm,fm)が、ξ<ξt、または、f<ftを満たす領域にある関心領域(非焦点領域)については、HIFU焦点を含まないものとし、その関心領域の画素値を0とする。これによって、HIFU焦点を示す画素の画素値が維持され、その他の画素値が0とされた焦点探索画像データが求められる。   Therefore, the focal point search unit 38A includes a HIFU focal point for a region of interest (focal region) in which the maximum point (ξm, fm) is in a region satisfying ξ ≧ ξt and f ≧ ft. Maintain pixel values. For a region of interest (non-focal region) where the maximum point (ξm, fm) is in a region satisfying ξ <ξt or f <ft, the HIFU focus is not included, and the pixel value of the region of interest is 0. Thereby, focus search image data in which the pixel value of the pixel indicating the HIFU focus is maintained and the other pixel values are set to 0 is obtained.

なお、空間周波数解析に基づくフィルタ処理は、焦点領域については画素値を定数倍して増大させ、非焦点領域については画素値を所定値Bに置き換える処理としてもよい。また、焦点領域については画素値を所定値Aに置き換え、非焦点領域については、画素値を所定値Bに置き換える処理を実行してもよい。さらに、モニタ20にカラー画像が表示される場合には、焦点領域については、非焦点領域とは異なる色の画素値を設定する処理を実行してもよい。   The filtering process based on the spatial frequency analysis may be a process of increasing the pixel value by a constant multiple for the focal region and replacing the pixel value with the predetermined value B for the non-focal region. Further, a process of replacing the pixel value with the predetermined value A for the focal region and replacing the pixel value with the predetermined value B for the non-focal region may be executed. Furthermore, when a color image is displayed on the monitor 20, a process for setting pixel values of colors different from those in the non-focus area may be executed for the focus area.

また、反射分布画像、輝度平均値に基づく焦点探索画像、あるいは、空間周波数解析に基づく焦点探索画像のいずれを断層画像に重ねて表示するかについては、操作パネル22における選択操作に基づいて決定してもよい。   Also, which of the reflection distribution image, the focus search image based on the average brightness value, or the focus search image based on the spatial frequency analysis is displayed on the tomographic image is determined based on the selection operation on the operation panel 22. May be.

(4)治療モード
治療モードにおいては、各HIFU振動子28が治療用の超音波を送信し、治療部位に治療用の超音波を照射する。治療用の超音波は、被検体組織を壊死に至らしめる強度の超音波である。治療モードの動作は、操作パネル22において治療モードの設定操作が行われることで実行される。治療用送信部34は、中央処理部14の制御に基づき、治療用の連続波信号を各HIFU振動子28に出力する。これによって、各HIFU振動子28は、治療用の連続波の超音波を送信する。
(4) Treatment Mode In the treatment mode, each HIFU transducer 28 transmits a therapeutic ultrasonic wave and irradiates the therapeutic site with the therapeutic ultrasonic wave. The therapeutic ultrasonic wave is an ultrasonic wave having an intensity that causes the subject tissue to become necrotic. The operation in the treatment mode is executed by performing a treatment mode setting operation on the operation panel 22. The treatment transmitter 34 outputs a continuous wave signal for treatment to each HIFU transducer 28 based on the control of the central processing unit 14. Thus, each HIFU transducer 28 transmits a continuous wave ultrasonic wave for treatment.

治療に際しては、施術者は、次のように超音波診断装置を操作すればよい。施術者は、先に操作パネル22によって動作モードを焦点観測モードに設定する。そして、モニタ20によってHIFU焦点Fの位置を参照しながら、治療観測両用プローブ10の位置および姿勢を調整し、治療部位とHIFU焦点Fの位置とを一致させる。施術者は、その状態で治療観測両用プローブ10を支持し、操作パネル22によって動作モードを治療モードに設定する。これによって、各HIFU振動子28からは治療用の超音波が送信され、治療部位に超音波が照射される。   In the treatment, the practitioner may operate the ultrasonic diagnostic apparatus as follows. The practitioner first sets the operation mode to the focus observation mode using the operation panel 22. Then, while referring to the position of the HIFU focus F on the monitor 20, the position and posture of the treatment observation probe 10 are adjusted so that the treatment site and the position of the HIFU focus F coincide with each other. The practitioner supports the treatment observation probe 10 in this state, and sets the operation mode to the treatment mode using the operation panel 22. As a result, therapeutic ultrasonic waves are transmitted from each HIFU transducer 28, and the ultrasonic waves are irradiated to the treatment site.

2.3次元超音波診断装置
(1)3次元超音波診断装置の構成
図6には第2実施形態に係る3次元超音波診断装置の構成が示されている。図1に示される構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。3次元超音波診断装置は、3次元Bモード、3次元焦点観測モード、または治療モードのいずれかのモードで動作し、被検体内の3次元空間に対する処理が可能である。第1実施形態に係る超音波診断装置と同様、各モードの動作は、操作パネル22において各モードについての設定操作が行われることで実行される。
2. Three-dimensional ultrasonic diagnostic apparatus (1) Configuration of three-dimensional ultrasonic diagnostic apparatus Fig. 6 shows a configuration of a three-dimensional ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment. The same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The three-dimensional ultrasonic diagnostic apparatus operates in any one of the three-dimensional B mode, the three-dimensional focus observation mode, and the treatment mode, and can process the three-dimensional space in the subject. As in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment, the operation in each mode is executed by performing a setting operation for each mode on the operation panel 22.

3次元Bモードおよび3次元焦点観測モードの各動作は、第1実施形態におけるBモードおよび焦点観測モードの各動作を2次元から3次元に拡張したものである。3次元Bモードにおいては、被検体内の3次元空間に亘って複数の断層画像データが取得され、複数の断層画像データからなるボリュームデータが取得される。モニタ20には、1つの断層画像、または、ボリュームデータに基づく立体画像が表示される。   Each operation in the three-dimensional B mode and the three-dimensional focus observation mode is obtained by extending each operation in the B mode and the focus observation mode in the first embodiment from two dimensions to three dimensions. In the three-dimensional B mode, a plurality of tomographic image data is acquired over a three-dimensional space in the subject, and volume data including a plurality of tomographic image data is acquired. The monitor 20 displays one tomographic image or a stereoscopic image based on volume data.

3次元焦点観測モードにおいては、 被検体内の3次元空間に亘って複数の断層画像データが取得され、複数の断層画像データからなるボリュームデータが取得される。さらに、被検体内の3次元空間に亘って複数の反射分布画像データが取得され、複数の反射分布画像データからなる焦点ボリュームデータが取得される。モニタ20には、1つの断層画像に反射分布画像が重ねて表示される。あるいは、モニタ20には、ボリュームデータから求められた立体画像と、焦点ボリュームデータから求められた立体画像とが重ねて表示される。   In the three-dimensional focus observation mode, a plurality of tomographic image data is acquired over a three-dimensional space in the subject, and volume data including a plurality of tomographic image data is acquired. Further, a plurality of reflection distribution image data is acquired over a three-dimensional space in the subject, and focal volume data including the plurality of reflection distribution image data is acquired. On the monitor 20, the reflection distribution image is displayed superimposed on one tomographic image. Alternatively, the stereoscopic image obtained from the volume data and the stereoscopic image obtained from the focal volume data are displayed on the monitor 20 in an overlapping manner.

次に、3次元超音波診断装置の構成について説明する。3次元超音波診断装置は、HIFUヘッド部52、3次元信号処理部66、中央処理部14、処理用メモリ16、フレームメモリ18、モニタ20、および、操作パネル22を備える。   Next, the configuration of the three-dimensional ultrasonic diagnostic apparatus will be described. The three-dimensional ultrasonic diagnostic apparatus includes a HIFU head unit 52, a three-dimensional signal processing unit 66, a central processing unit 14, a processing memory 16, a frame memory 18, a monitor 20, and an operation panel 22.

HIFUヘッド部52は、ヘッド筐体54、観測用3次元プローブ56、およびHIFU振動子アレイ58を備える。ヘッド筐体54は、椀形状に形成されている。ヘッド筐体54の底部にはプローブ穴が開けられている。観測用3次元プローブ56は、超音波が送受信される面がプローブ穴からヘッド筐体54の開口側を臨むよう、ヘッド筐体54に固定されている。観測用3次元プローブ56は、超音波が送受信される面に配列された複数の超音波振動子を備える。観測用3次元プローブ56には、例えば、複数の超音波振動子が複数列に亘って配列(2次元配列)されたもの等が用いられる。   The HIFU head unit 52 includes a head housing 54, an observation three-dimensional probe 56, and a HIFU transducer array 58. The head housing 54 is formed in a bowl shape. A probe hole is formed in the bottom of the head casing 54. The observation three-dimensional probe 56 is fixed to the head casing 54 so that the surface on which ultrasonic waves are transmitted and received faces the opening side of the head casing 54 from the probe hole. The observation three-dimensional probe 56 includes a plurality of ultrasonic transducers arranged on a surface on which ultrasonic waves are transmitted and received. As the observation three-dimensional probe 56, for example, a plurality of ultrasonic transducers arranged in a plurality of rows (two-dimensional arrangement) is used.

また、ヘッド筐体54の側面には、HIFU振動子アレイ58をなす複数のHIFU振動子60を配列する振動子穴が開けられている。各HIFU振動子60は、それぞれの焦点の位置が一致するよう振動子穴に固定されている。観測用3次元プローブ56および各HIFU振動子60は、3次元信号処理部66に接続されている。   In addition, a transducer hole for arranging a plurality of HIFU transducers 60 forming the HIFU transducer array 58 is formed in the side surface of the head casing 54. Each HIFU vibrator 60 is fixed to the vibrator hole so that the positions of the respective focal points coincide. The observation three-dimensional probe 56 and each HIFU transducer 60 are connected to a three-dimensional signal processing unit 66.

3次元信号処理部66は、3D観測用送信部68、3D観測用受信部70、画像データ生成部38、タイミング制御部36、焦点位置決定部74、焦点位置制御部76および3D治療用送信部72を備える。ここで、「3D」は、”3 Dimension”、すなわち、3次元を意味する。タイミング制御部36は、3D観測用送信部68が観測用3次元プローブ56に信号を出力するタイミング、3D治療用送信部72が各HIFU振動子60に信号を出力するタイミング、および、3D観測用受信部70が観測用3次元プローブ56から信号を取得するタイミングを制御する。3次元信号処理部66が備えるその他の構成要素については後述する。   The three-dimensional signal processing unit 66 includes a 3D observation transmission unit 68, a 3D observation reception unit 70, an image data generation unit 38, a timing control unit 36, a focal position determination unit 74, a focal position control unit 76, and a 3D treatment transmission unit. 72. Here, “3D” means “3 Dimension”, that is, 3D. The timing control unit 36 is a timing at which the 3D observation transmitter 68 outputs a signal to the observation three-dimensional probe 56, a timing at which the 3D treatment transmitter 72 outputs a signal to each HIFU transducer 60, and a 3D observation The receiving unit 70 controls the timing at which a signal is acquired from the observation three-dimensional probe 56. Other components included in the three-dimensional signal processing unit 66 will be described later.

(2)3次元Bモード
3次元Bモードにおいては、HIFUヘッド部52が備える観測用3次元プローブ56およびHIFU振動子アレイ58のうち、観測用3次元プローブ56が用いられる。3次元Bモードにおいては、繰り返し行われる一次元走査ごとに、所定の刻み角度で走査面の揺動角を変化させ、被検体内の3次元空間に亘って複数の断層画像データを取得する。ここで揺動角は、観測用3次元プローブ56において定義された揺動軸62を中心軸とした、一次元走査面40の回転角である。
(2) Three-dimensional B mode In the three-dimensional B mode, the observation three-dimensional probe 56 is used among the observation three-dimensional probe 56 and the HIFU transducer array 58 provided in the HIFU head unit 52. In the three-dimensional B mode, for each repeated one-dimensional scan, the swing angle of the scanning surface is changed by a predetermined step angle, and a plurality of tomographic image data is acquired over the three-dimensional space in the subject. Here, the swing angle is a rotation angle of the one-dimensional scanning plane 40 with the swing axis 62 defined in the observation three-dimensional probe 56 as the central axis.

3次元超音波診断装置では、観測用3次元プローブ56による送受信ビームの一次元走査面40の揺動範囲が観測領域となり、その観測領域における1つの断層画像または立体画像がモニタ20に表示される。そのため、HIFUヘッド部52は、観測用3次元プローブ56の一次元走査面40の揺動範囲が被検体内に位置する姿勢で支持される。   In the three-dimensional ultrasonic diagnostic apparatus, the fluctuation range of the one-dimensional scanning surface 40 of the transmission / reception beam by the observation three-dimensional probe 56 becomes an observation region, and one tomographic image or three-dimensional image in the observation region is displayed on the monitor 20. . Therefore, the HIFU head unit 52 is supported in a posture in which the swing range of the one-dimensional scanning surface 40 of the observation three-dimensional probe 56 is located in the subject.

3D観測用送信部68は、パルス変調信号を観測用3次元プローブ56の各超音波振動子に出力する。各超音波振動子は、3D観測用送信部68から出力されたパルス変調信号に基づいて、パルス超音波を発生する。この際、3D観測用送信部68は、送信されるパルス超音波のビームフォーマとして機能する。すなわち、3D観測用送信部68は、各超音波振動子に出力する信号の遅延時間を制御して送信ビームを形成し、送信ビームを一次元走査する。   The 3D observation transmission unit 68 outputs the pulse modulation signal to each ultrasonic transducer of the observation three-dimensional probe 56. Each ultrasonic transducer generates a pulsed ultrasonic wave based on the pulse modulation signal output from the 3D observation transmission unit 68. At this time, the 3D observation transmission unit 68 functions as a beam former of the transmitted pulsed ultrasonic waves. That is, the 3D observation transmission unit 68 controls the delay time of the signal output to each ultrasonic transducer to form a transmission beam, and performs one-dimensional scanning of the transmission beam.

観測用3次元プローブ56の各超音波振動子は、被検体内において反射したパルス超音波を受信する。各超音波振動子は、受信したパルス超音波に基づいて電気信号を発生し、その電気信号を3D観測用受信部70に出力する。3D観測用受信部70は、受信されるパルス超音波のビームフォーマとして機能する。すなわち、3D観測用受信部70は、複数の超音波振動子から出力された複数の電気信号を整相加算して受信ビームを形成し、送信ビームと方向を同じくして、受信ビームを一次元走査する。3D観測用受信部70は、受信されたパルス超音波に対応するビームデータを生成し、生成したビームデータを画像データ生成部38に出力する。   Each ultrasonic transducer of the observation three-dimensional probe 56 receives pulsed ultrasonic waves reflected in the subject. Each ultrasonic transducer generates an electric signal based on the received pulsed ultrasonic wave, and outputs the electric signal to the 3D observation receiving unit 70. The 3D observation receiving unit 70 functions as a beam former of the received pulsed ultrasonic wave. That is, the 3D observation reception unit 70 forms a reception beam by phasing and adding a plurality of electrical signals output from a plurality of ultrasonic transducers, and makes the reception beam one-dimensionally in the same direction as the transmission beam. Scan. The 3D observation receiving unit 70 generates beam data corresponding to the received pulsed ultrasound, and outputs the generated beam data to the image data generating unit 38.

3D観測用送信部68および3D観測用受信部70は、一次元走査ごとに揺動角を変化させながら、被検体に対し送受信ビームの一次元走査を繰り返し行う。画像データ生成部38は、一次元走査ごとに得られるビームデータ群に基づいて、一次元走査ごとに断層画像データを生成し、その断層画像データを中央処理部14の制御に従ってフレームメモリ18に記憶する。揺動角を変化させながら繰り返し行われる一次元走査によって得られた複数の断層画像データは、ボリュームデータとしてフレームメモリ18に記憶される。これによって、被検体内の3次元空間に亘って得られた複数の断層画像データが、ボリュームデータとしてフレームメモリ18に記憶される。   The 3D observation transmission unit 68 and the 3D observation reception unit 70 repeatedly perform one-dimensional scanning of the transmission and reception beams on the subject while changing the swing angle for each one-dimensional scanning. The image data generation unit 38 generates tomographic image data for each one-dimensional scan based on the beam data group obtained for each one-dimensional scan, and stores the tomographic image data in the frame memory 18 under the control of the central processing unit 14. To do. A plurality of tomographic image data obtained by one-dimensional scanning repeatedly performed while changing the swing angle is stored in the frame memory 18 as volume data. As a result, a plurality of tomographic image data obtained over the three-dimensional space in the subject is stored in the frame memory 18 as volume data.

中央処理部14は、操作パネル22における操作に応じて、ボリュームデータから1つの断層画像を読み込み、その断層画像データに基づく断層画像をモニタ20に表示させる。また、中央処理部14は、操作パネル22における操作に応じて、ボリュームデータに基づき立体画像データを生成し、立体画像をモニタ20に表示させる。   The central processing unit 14 reads one tomographic image from the volume data in accordance with an operation on the operation panel 22 and causes the monitor 20 to display a tomographic image based on the tomographic image data. Further, the central processing unit 14 generates stereoscopic image data based on the volume data in accordance with an operation on the operation panel 22 and displays the stereoscopic image on the monitor 20.

立体画像の表示に際しては、望ましくはボリュームレンダリング法が採用される。ボリュームレンダリング法は、視点から伸びる各視線(レイ)上において奥行き方向に各ピクセルを参照して、不透明度(オパシティ)を示す情報を所定のピクセル演算によって求め、最終的なピクセル演算結果を当該視線に対応する画素の画素値とする公知のレンダリング処理法である。ボリュームレンダリング法によれば、視点から奥行き方向側にある組織が、輝度の強弱を以て立体的に表示される。   When displaying a stereoscopic image, a volume rendering method is preferably employed. Volume rendering method refers to each pixel in the depth direction on each line of sight (ray) extending from the viewpoint, obtains information indicating opacity by a predetermined pixel calculation, and obtains the final pixel calculation result Is a known rendering processing method in which the pixel value of the pixel corresponding to is used. According to the volume rendering method, the tissue located in the depth direction from the viewpoint is displayed three-dimensionally with brightness intensity.

(3)3次元焦点観測モード
3次元焦点観測モードにおいては、3次元Bモードと同様の動作によって複数の断層画像を取得する断層画像処理と、被検体内の3次元空間に亘って複数の反射分布画像を取得する反射分布画像処理とが時分割で行われる。焦点観測モードによって取得される断層画像データ、および反射分布画像データはフレームメモリ18に記憶される。
(3) Three-dimensional focus observation mode In the three-dimensional focus observation mode, tomographic image processing for acquiring a plurality of tomographic images by the same operation as the three-dimensional B mode and a plurality of reflections over a three-dimensional space in the subject. Reflection distribution image processing for acquiring a distribution image is performed in a time division manner. The tomographic image data and the reflection distribution image data acquired in the focus observation mode are stored in the frame memory 18.

反射分布画像処理について説明する。3D治療用送信部72は、焦点観測用のパルス変調信号を各HIFU振動子60に所定周期で繰り返し出力する。これによって各HIFU振動子60は、それぞれの焦点に向けて焦点観測用のパルス超音波を所定周期で繰り返し送信する。この際、3D治療用送信部72は、後述するように、各HIFU振動子60に出力する焦点観測用のパルス変調波の遅延時間を、焦点位置制御部76から出力される制御ベクトルに基づいて調整し、HIFU焦点Fの位置を制御する。   The reflection distribution image processing will be described. The 3D therapy transmitter 72 repeatedly outputs a pulse modulation signal for focus observation to each HIFU transducer 60 at a predetermined period. Thereby, each HIFU transducer 60 repeatedly transmits pulse ultrasonic waves for focus observation at a predetermined cycle toward the respective focal points. At this time, as will be described later, the 3D treatment transmitter 72 determines the delay time of the pulse modulated wave for focus observation output to each HIFU transducer 60 based on the control vector output from the focus position controller 76. Adjust and control the position of the HIFU focus F.

観測用3次元プローブ56は、被検体内において反射した焦点観測用のパルス超音波を受信する。観測用3次元プローブ56は、受信したパルス超音波に基づいて電気信号を発生し、その電気信号を3D観測用受信部70に出力する。3次元Bモードの動作と同様、3次元焦点観測モードの反射分布画像処理においても、3D観測用受信部70は、受信されるパルス超音波のビームフォーマとして機能し、受信ビームを一次元走査する。   The observation three-dimensional probe 56 receives the focus observation pulse ultrasonic wave reflected in the subject. The observation three-dimensional probe 56 generates an electric signal based on the received pulse ultrasonic wave and outputs the electric signal to the 3D observation receiving unit 70. Similar to the operation in the three-dimensional B mode, also in the reflection distribution image processing in the three-dimensional focus observation mode, the 3D observation receiving unit 70 functions as a beam former of the received pulsed ultrasonic wave and performs one-dimensional scanning of the received beam. .

3D観測用受信部70は、受信されたパルス超音波の2次高調波成分に対応するビームデータを生成し、2次高調波ビームデータを画像データ生成部38に出力する。3D観測用受信部70は、各HIFU振動子60から送信され、被検体内で反射した1つのパルス超音波が受信されるごとに、所定の刻み角度で受信ビームの方向を変化させる。これによって、一次元走査面40上における各受信ビームの方向について2次高調波ビームデータが生成される。   The 3D observation receiving unit 70 generates beam data corresponding to the second harmonic component of the received pulsed ultrasonic wave, and outputs the second harmonic beam data to the image data generating unit 38. The 3D observation receiving unit 70 changes the direction of the received beam at a predetermined step angle every time one pulse ultrasonic wave transmitted from each HIFU transducer 60 and reflected in the subject is received. As a result, second harmonic beam data is generated in the direction of each received beam on the one-dimensional scanning plane 40.

3D観測用受信部70は、所定の刻み角度で一次元走査ごとに揺動角を変化させて、被検体に対し受信ビームの一次元走査を繰り返し行う。画像データ生成部38は、各一次元走査ごとに得られる2次高調波ビームデータ群に基づいて、一次元走査ごとに反射分布画像データを生成し、その反射分布画像データを中央処理部14の制御に従ってフレームメモリ18に記憶する。揺動角を変化させながら繰り返し行われる一次元走査によって得られた複数の反射分布画像データは、焦点ボリュームデータとしてフレームメモリ18に記憶される。これによって、被検体内の3次元空間に亘って得られた複数の反射分布画像データが、焦点ボリュームデータとしてフレームメモリ18に記憶される。   The 3D observation receiving unit 70 repeatedly performs one-dimensional scanning of the received beam on the subject by changing the swing angle for each one-dimensional scanning at a predetermined step angle. The image data generation unit 38 generates reflection distribution image data for each one-dimensional scan based on the second harmonic beam data group obtained for each one-dimensional scan, and the reflection distribution image data is stored in the central processing unit 14. It is stored in the frame memory 18 according to the control. A plurality of reflection distribution image data obtained by one-dimensional scanning repeatedly performed while changing the swing angle is stored in the frame memory 18 as focal volume data. As a result, a plurality of reflection distribution image data obtained over the three-dimensional space in the subject is stored in the frame memory 18 as the focus volume data.

中央処理部14は、フレームメモリ18を参照し、操作パネル22における操作に応じて、ボリュームデータから1つの断層画像データを選択して読み込み、さらに、焦点ボリュームデータから、その断層画像に対応する反射分布画像データを選択して読み込む。そして、反射分布画像を断層画像に重ねてモニタ20に表示させる。また、中央処理部14は、操作パネル22における操作に応じて、ボリュームデータおよび焦点ボリュームデータに基づき、それぞれの立体画像データを生成し、各立体画像を重ねてモニタ20に表示させる。   The central processing unit 14 refers to the frame memory 18 and selects and reads one tomographic image data from the volume data according to an operation on the operation panel 22, and further reflects from the focal volume data corresponding to the tomographic image. Select and read distribution image data. Then, the reflection distribution image is superimposed on the tomographic image and displayed on the monitor 20. In addition, the central processing unit 14 generates respective stereoscopic image data based on the volume data and the focal volume data in accordance with an operation on the operation panel 22 and displays each stereoscopic image on the monitor 20 in a superimposed manner.

このような処理によれば、被検体の断層画像に重ねて反射分布画像を表示することができる。反射分布画像としてHIFU焦点Fの画像を含むものが選択されることにより、HIFU焦点Fの様子が断層画像に重ねて表示される。また、被検体内部の立体画像と、HIFU焦点Fを示す立体画像とを重ねて表示することができる。これによって、HIFU焦点Fの位置が立体的に示される。   According to such processing, the reflection distribution image can be displayed so as to be superimposed on the tomographic image of the subject. By selecting an image including the image of the HIFU focal point F as the reflection distribution image, the state of the HIFU focal point F is displayed superimposed on the tomographic image. In addition, a stereoscopic image inside the subject and a stereoscopic image showing the HIFU focus F can be displayed in an overlapping manner. Thereby, the position of the HIFU focal point F is three-dimensionally shown.

なお、上記では受信されたパルス超音波の2次高調波成分を用いた処理につき説明したが、受信されたパルス超音波の3次以上の高次調波成分を用いた処理を実行してもよい。   In the above description, the processing using the second harmonic component of the received pulsed ultrasonic wave has been described. However, even if the processing using the third-order or higher harmonic component of the received pulsed ultrasonic wave is executed, Good.

(4)HIFU焦点の位置制御
各HIFU振動子60とHIFU焦点Fとの位置関係は、被検体内の伝搬速度が均一である場合には一定となる。しかし、超音波の伝搬速度が他の組織とは異なる不連続媒体組織が存在すると、不連続媒体組織と他の組織との境界において超音波が屈折し、各HIFU振動子60とHIFU焦点Fとの位置関係が変化する。この場合、治療部位にHIFU焦点Fを合わせる操作が困難となる場合がある。そこで、本実施形態に係る3次元超音波診断装置は、HIFU焦点Fの位置を目標位置に合わせる制御を実行する。
(4) Position control of HIFU focus The positional relationship between each HIFU transducer 60 and the HIFU focus F is constant when the propagation speed in the subject is uniform. However, when there is a discontinuous medium tissue in which the propagation speed of ultrasonic waves is different from that of other tissues, the ultrasonic waves are refracted at the boundary between the discontinuous medium tissue and the other tissues, and each HIFU transducer 60 and HIFU focal point F The positional relationship of changes. In this case, it may be difficult to adjust the HIFU focus F to the treatment site. Therefore, the three-dimensional ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment executes control for adjusting the position of the HIFU focus F to the target position.

超音波診断装置が、HIFU焦点Fの位置を制御する処理について説明する。焦点探索部38Aは、フレームメモリ18に記憶されている焦点ボリュームデータをなす複数の反射分布画像データのそれぞれについて、焦点探索画像データを求める。この焦点探索画像データは、輝度平均値に基づく焦点探索画像データであってもよいし、空間周波数解析に基づく焦点探索画像データであってもよい。焦点探索部38Aは、複数の反射分布画像データに対して求められた複数の焦点探索画像データをフレームメモリ18に記憶する。   A process in which the ultrasonic diagnostic apparatus controls the position of the HIFU focus F will be described. The focus search unit 38A obtains focus search image data for each of a plurality of reflection distribution image data forming the focus volume data stored in the frame memory 18. The focus search image data may be focus search image data based on an average luminance value or focus search image data based on spatial frequency analysis. The focus search unit 38A stores a plurality of focus search image data obtained for the plurality of reflection distribution image data in the frame memory 18.

ここで、フレームメモリ18に記憶されている複数の焦点探索画像データは、必ずしもモニタ表示用の画像データとして用いられなくともよい。すなわち、これら複数の焦点探索画像データは、HIFU焦点Fの位置制御においてHIFU焦点Fの位置を検出するための焦点探索データとして用いられてもよい。   Here, the plurality of focus search image data stored in the frame memory 18 do not necessarily have to be used as image data for monitor display. That is, the plurality of focus search image data may be used as focus search data for detecting the position of the HIFU focus F in the position control of the HIFU focus F.

焦点位置決定部74は、フレームメモリ18に記憶されている複数の焦点探索画像データを参照し、HIFU焦点Fの位置座標値を求める。例えば、複数の焦点探索画像データが示す総ての画素のうち、画素値が0でないものの重心をHIFU焦点Fの位置座標値として求める。焦点位置決定部74は、HIFU焦点Fの位置座標値を焦点位置制御部76に出力する。   The focal position determination unit 74 refers to the plurality of focal point search image data stored in the frame memory 18 and obtains the position coordinate value of the HIFU focal point F. For example, the centroid of the pixel whose pixel value is not 0 among all the pixels indicated by the plurality of focus search image data is obtained as the position coordinate value of the HIFU focus F. The focal position determination unit 74 outputs the position coordinate value of the HIFU focal point F to the focal position control unit 76.

焦点位置制御部76は、HIFU焦点Fの位置に対する目標座標値を予め取得し保持している。この目標座標値は、操作パネル22における操作によって焦点位置制御部76に入力されてもよい。   The focal position control unit 76 acquires and holds a target coordinate value for the position of the HIFU focal point F in advance. This target coordinate value may be input to the focal position control unit 76 by an operation on the operation panel 22.

焦点位置制御部76は、目標座標値からHIFU焦点Fの位置座標値を減算した制御ベクトルを求め、3D治療用送信部72に出力する。3D治療用送信部72は、制御ベクトルで示される方向および距離にHIFU焦点Fが移動するよう、各HIFU振動子60に出力するパルス変調信号の遅延時間を制御する。   The focal position control unit 76 obtains a control vector obtained by subtracting the position coordinate value of the HIFU focal point F from the target coordinate value, and outputs the control vector to the 3D treatment transmission unit 72. The 3D treatment transmitter 72 controls the delay time of the pulse modulation signal output to each HIFU transducer 60 so that the HIFU focus F moves in the direction and distance indicated by the control vector.

このような処理によれば、HIFUヘッド部52に対し機械的な操作を行うことなく、HIFU焦点Fの位置を目標座標値が示す位置に合わせることができる。また、パネル操作部から目標座標値を入力し、HIFU焦点Fの位置を調整することができる。これによって、HIFU焦点Fを治療部位に合わせる操作が容易となる。   According to such processing, the position of the HIFU focal point F can be adjusted to the position indicated by the target coordinate value without performing a mechanical operation on the HIFU head unit 52. Further, the target coordinate value can be input from the panel operation unit, and the position of the HIFU focus F can be adjusted. This facilitates the operation of adjusting the HIFU focus F to the treatment site.

なお、HIFU焦点Fの位置を制御する処理と共に、フレームメモリ18に記憶されている複数の焦点探索画像データをモニタ20に表示する処理を実行してもよい。この場合、中央処理部14は、フレームメモリ18を参照し、ボリュームデータから1つの断層画像データを選択して読み込み、さらに、その断層画像に対応する焦点探索画像データを選択して読み込む。そして、焦点探索画像を断層画像に重ねてモニタ20に表示させる。また、中央処理部14は、ボリュームデータおよび複数の焦点探索画像データに基づき、被検体内の立体画像データおよび焦点の立体画像データを生成し、各立体画像を重ねてモニタ20に表示させる処理を実行してもよい。   In addition to the process of controlling the position of the HIFU focus F, a process of displaying a plurality of focus search image data stored in the frame memory 18 on the monitor 20 may be executed. In this case, the central processing unit 14 refers to the frame memory 18, selects and reads one tomographic image data from the volume data, and further selects and reads the focus search image data corresponding to the tomographic image. Then, the focus search image is superimposed on the tomographic image and displayed on the monitor 20. Further, the central processing unit 14 generates stereo image data and focus stereo image data in the subject based on the volume data and the plurality of focus search image data, and causes the monitor 20 to superimpose and display the stereo images. May be executed.

10 治療観測両用プローブ、12 信号処理部、14 中央処理部、16 処理用メモリ、18 フレームメモリ、20 モニタ、22 操作パネル、24 バスライン、26 観測用コンベックスプローブ、28,60 HIFU振動子、30 観測用送信部、32 観測用受信部、34 治療用送信部、36 タイミング制御部、38 画像データ生成部、38A 焦点探索部、40 一次元走査面、42 送信ビーム、44,48 受信ビーム、46,50 パルス超音波、52 HIFUヘッド部、54 ヘッド筐体、56 観測用3次元プローブ、58 HIFU振動子アレイ、62 揺動軸、66 3次元信号処理部、68 3D観測用送信部、70 3D観測用受信部、72 3D治療用送信部、74 焦点位置決定部、76 焦点位置制御部、F HIFU焦点、ROI 関心領域。   10 treatment observation probe, 12 signal processing unit, 14 central processing unit, 16 processing memory, 18 frame memory, 20 monitor, 22 operation panel, 24 bus line, 26 observation convex probe, 28, 60 HIFU transducer, 30 Observation transmission unit, 32 Observation reception unit, 34 Treatment transmission unit, 36 Timing control unit, 38 Image data generation unit, 38A Focus search unit, 40 One-dimensional scanning plane, 42 Transmission beam, 44, 48 Reception beam, 46 , 50 pulse ultrasound, 52 HIFU head unit, 54 head housing, 56 three-dimensional probe for observation, 58 HIFU transducer array, 62 rocking axis, 66 three-dimensional signal processing unit, 68 3D observation transmission unit, 70 3D Observation receiver, 72 3D therapy transmitter, 74 focal position determination unit, 76 focal position controller, F HIFU focus, ROI region of interest.

Claims (11)

被検体内に位置させた焦点に向けて超音波を送信する治療用送信部と、
前記治療用送信部から送信され前記被検体内で反射した超音波を、受信ビームを走査しながら受信する受信部と、
前記受信部において受信された超音波に基づいて、前記受信ビームの走査面における超音波反射分布データを生成する反射分布データ生成部と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
A treatment transmitter for transmitting ultrasonic waves toward a focal point located in the subject;
A receiver that receives ultrasonic waves transmitted from the therapeutic transmitter and reflected in the subject while scanning a reception beam;
A reflection distribution data generation unit that generates ultrasonic reflection distribution data on the scanning plane of the reception beam based on the ultrasonic waves received by the reception unit;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
請求項1に記載の超音波診断装置において、
前記超音波反射分布データに基づいて、前記焦点の位置を表す焦点探索画像データを求める焦点探索部を備え、
前記焦点探索部は、
前記超音波反射分布データに基づいて、前記走査面を複数の関心領域に区切った場合における各関心領域について、画素値の統計値を求める統計値演算手段と、
各関心領域における画素値を、各関心領域について求められた前記統計値に応じた画素値に設定して前記焦点探索画像データを求める探索画像データ取得手段と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1,
A focus search unit for obtaining focus search image data representing the position of the focus based on the ultrasonic reflection distribution data;
The focus search unit
Statistical value calculation means for obtaining a statistical value of a pixel value for each region of interest when the scanning plane is divided into a plurality of regions of interest based on the ultrasonic reflection distribution data;
Search image data acquisition means for setting the pixel value in each region of interest to a pixel value corresponding to the statistical value obtained for each region of interest and obtaining the focus search image data;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
請求項1に記載の超音波診断装置において、
前記超音波反射分布データに基づいて、前記焦点の位置を表す焦点探索画像データを求める焦点探索部を備え、
前記焦点探索部は、
前記超音波反射分布データに対し、前記走査面を複数の領域に区切って形成される各関心領域についてのフーリエ変換を施し、各関心領域について空間周波数分布を求めるフーリエ変換手段と、
各関心領域における画素値を、各関心領域について求められた空間周波数分布に応じた画素値に設定して前記焦点探索画像データを求める探索画像データ取得手段と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1,
A focus search unit for obtaining focus search image data representing the position of the focus based on the ultrasonic reflection distribution data;
The focus search unit
Fourier transform means for each region of interest formed by dividing the scanning plane into a plurality of regions for the ultrasonic reflection distribution data, and Fourier transform means for obtaining a spatial frequency distribution for each region of interest;
Search image data acquisition means for setting the pixel value in each region of interest to a pixel value corresponding to the spatial frequency distribution obtained for each region of interest and obtaining the focus search image data;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
請求項2または請求項3に記載の超音波診断装置において、
前記治療用送信部は、複数の超音波振動子を備え、
前記超音波診断装置は、さらに、
前記焦点探索画像データに基づいて前記焦点の位置を求める焦点位置決定部と、
前記焦点位置決定部によって求められた前記焦点の位置と目標焦点位置との差異に基づいて各超音波振動子に与える信号の遅延時間を制御し、前記焦点の位置を前記目標焦点位置に近づける焦点位置制御部と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2 or 3,
The therapeutic transmitter includes a plurality of ultrasonic transducers,
The ultrasonic diagnostic apparatus further includes:
A focus position determination unit for determining the position of the focus based on the focus search image data;
A focal point for controlling the delay time of a signal applied to each ultrasonic transducer based on the difference between the focal position and the target focal position obtained by the focal position determining unit, and bringing the focal position closer to the target focal position. A position control unit;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
観測用超音波を被検体に向けて送信し、当該観測用超音波の送信ビームを前記走査面内で走査する観測用送信部を備え、
前記受信部は、
前記観測用超音波の送信ビームと方向を同じくする受信ビームを形成し、前記観測用送信部から送信され前記被検体内で反射した観測用超音波を受信し、
前記超音波診断装置は、さらに、
前記受信部において受信された観測用超音波に基づいて、前記走査面における前記被検体の断層画像データを生成する断層画像データ生成部と、
前記断層画像データに基づく画像に重ねて、前記焦点探索画像データに基づく画像を表示する画像表示部と、
を備え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 2 to 4,
An observation ultrasonic wave is transmitted toward the subject, and an observation transmission unit that scans the transmission beam of the observation ultrasonic wave in the scanning plane is provided.
The receiver is
Forming a reception beam having the same direction as the transmission beam of the observation ultrasonic wave, receiving the observation ultrasonic wave transmitted from the observation transmission unit and reflected in the subject,
The ultrasonic diagnostic apparatus further includes:
A tomographic image data generating unit that generates tomographic image data of the subject on the scanning plane based on the observation ultrasound received by the receiving unit;
An image display unit that displays an image based on the focus search image data, overlaid on the image based on the tomographic image data;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
観測用超音波を被検体に向けて送信し、当該観測用超音波の送信ビームを前記走査面内で走査する観測用送信部を備え、
前記受信部は、
前記観測用超音波の送信ビームと方向を同じくする受信ビームを形成し、前記観測用送信部から送信され前記被検体内で反射した観測用超音波を受信し、
前記超音波診断装置は、さらに、
前記受信部において受信された観測用超音波に基づいて、前記走査面における前記被検体の断層画像データを生成する断層画像データ生成部と、
前記断層画像データに基づく画像に重ねて、前記超音波反射分布データに基づく画像を表示する画像表示部と、
を備え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 4,
An observation ultrasonic wave is transmitted toward the subject, and an observation transmission unit that scans the transmission beam of the observation ultrasonic wave in the scanning plane is provided.
The receiver is
Forming a reception beam having the same direction as the transmission beam of the observation ultrasonic wave, receiving the observation ultrasonic wave transmitted from the observation transmission unit and reflected in the subject,
The ultrasonic diagnostic apparatus further includes:
A tomographic image data generating unit that generates tomographic image data of the subject on the scanning plane based on the observation ultrasound received by the receiving unit;
An image display unit for displaying an image based on the ultrasonic reflection distribution data, overlaid on the image based on the tomographic image data;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
請求項1に記載の超音波診断装置において、
前記超音波反射分布データに基づいて、前記焦点の位置を表す焦点探索データを求める焦点探索部を備え、
前記焦点探索部は、
前記超音波反射分布データに基づいて、前記走査面を複数の関心領域に区切った場合における各関心領域について統計値を求める統計値演算手段と、
各関心領域に対応する値を、各関心領域について求められた前記統計値に応じた値に設定して前記焦点探索データを求める焦点探索データ取得手段と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1,
A focus search unit that obtains focus search data representing the position of the focus based on the ultrasonic reflection distribution data;
The focus search unit
Statistical value calculation means for obtaining a statistical value for each region of interest when the scanning plane is divided into a plurality of regions of interest based on the ultrasonic reflection distribution data;
A focus search data acquisition means for obtaining the focus search data by setting a value corresponding to each region of interest to a value corresponding to the statistical value obtained for each region of interest;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
請求項1に記載の超音波診断装置において、
前記超音波反射分布データに基づいて、前記焦点の位置を表す焦点探索データを求める焦点探索部を備え、
前記焦点探索部は、
前記超音波反射分布データに対し、前記走査面を複数の領域に区切って形成される各関心領域についてのフーリエ変換を施し、各関心領域について空間周波数分布を求めるフーリエ変換手段と、
各関心領域に対応する値を、各関心領域について求められた空間周波数分布に応じた値に設定して前記焦点探索データを求める焦点探索データ取得手段と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1,
A focus search unit that obtains focus search data representing the position of the focus based on the ultrasonic reflection distribution data;
The focus search unit
Fourier transform means for each region of interest formed by dividing the scanning plane into a plurality of regions for the ultrasonic reflection distribution data, and Fourier transform means for obtaining a spatial frequency distribution for each region of interest;
A focus search data obtaining means for setting the value corresponding to each region of interest to a value corresponding to the spatial frequency distribution obtained for each region of interest and obtaining the focus search data;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
請求項7または請求項8に記載の超音波診断装置において、
前記治療用送信部は、複数の超音波振動子を備え、
前記超音波診断装置は、さらに、
前記焦点探索データに基づいて前記焦点の位置を求める焦点位置決定部と、
前記焦点位置決定部によって求められた前記焦点の位置と目標焦点位置との差異に基づいて各超音波振動子に与える信号の遅延時間を制御し、前記焦点の位置を前記目標焦点位置に近づける焦点位置制御部と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 7 or 8,
The therapeutic transmitter includes a plurality of ultrasonic transducers,
The ultrasonic diagnostic apparatus further includes:
A focal position determination unit for determining the focal position based on the focal point search data;
A focal point for controlling the delay time of a signal applied to each ultrasonic transducer based on the difference between the focal position and the target focal position obtained by the focal position determining unit, and bringing the focal position closer to the target focal position. A position control unit;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
前記反射分布データ生成部は、前記受信部において受信された超音波の高次調波成分に基づいて、前記受信ビームの走査面における超音波反射分布データを生成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 9,
The ultrasound distribution distribution generating unit generates ultrasound reflection distribution data on a scanning plane of the received beam based on a higher-order harmonic component of the ultrasound received by the receiving unit. apparatus.
被検体内に位置させた焦点に向けて超音波を送信する治療用送信部と、
前記治療用送信部から送信され前記被検体内で反射した超音波を、受信ビームを走査しながら受信する受信部と、
前記受信部において受信された超音波に対する演算処理を実行するプロセッサと、
を備える超音波診断装置に読み込まれる超音波診断用プログラムであって、
前記プロセッサに、
前記受信部において受信された超音波に基づいて、前記受信ビームの走査面における超音波反射分布データを生成する処理を実行させることを特徴とする超音波診断用プログラム。
A treatment transmitter for transmitting ultrasonic waves toward a focal point located in the subject;
A receiver that receives ultrasonic waves transmitted from the therapeutic transmitter and reflected in the subject while scanning a reception beam;
A processor that executes arithmetic processing on the ultrasonic waves received by the receiving unit;
An ultrasonic diagnostic program loaded into an ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
In the processor,
An ultrasonic diagnostic program that executes processing for generating ultrasonic reflection distribution data on a scanning plane of the reception beam based on ultrasonic waves received by the receiving unit.
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