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技術 カテーテル施術のための最適な超音波映像を提供する医療システムおよび方法

出願人 三星メディソン株式会社
発明者 キム,チョルアンソン,ヨンソクヒョン,ドンギュ
出願日 2011年5月17日 (9年1ヶ月経過) 出願番号 2011-110746
公開日 2012年6月7日 (8年0ヶ月経過) 公開番号 2012-105948
状態 未査定
技術分野 超音波診断装置
主要キーワード 最小部位 振動印加 モーショントラッキング アブレータ Bモード パワー成分 高周波超音波 ステアリング角度θ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2012年6月7日)のものです。
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図面 (15)

課題

カテーテル施術のための最適な超音波映像を提供する医療システムおよび方法を提供すること。

解決手段

本発明における医療システムは、対象体内に挿入されて前記対象体内の病巣を除去するためのニードル(needle)および前記ニードルに振動印加する振動印加部を含む医療用器具と、超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して超音波データを取得する超音波データ取得部と、前記医療用器具および前記超音波データ取得部に連結され、前記超音波データを用いて複数の超音波映像を形成し、前記複数の超音波映像のそれぞれにモーショントラッキング(motion tracking)を行って前記ニードルの位置を検出し、前記検出されたニードルの位置に基づいて超音波映像の画質を改善させるための映像処理を前記複数の超音波映像に行うプロセッサとを備える。

概要

背景

医療技術発達するによって直接切開せず、人体最小部位のみ穴をあけた後、映像を見て病変がある部位にアブレータ(Ablator)またはバイオプシー(Biopsy)などの医療用器具(すなわち、ニードル(needle))を挿入して治療検査をする技術が用いられている。このような方法は医学映像装備で人体の内部を観察しながら施術を行うため、「映像を用いる施術法」または「カテーテル施術」という。

すなわち、カテーテル施術は、放射線科で使用する映像装備であるCTスキャナ、あるいはMRIシステムなどから得た映像を施術中に見ながら、皮膚を通じて医療用針を、検査を望む部位または治療を望む病変に直接到達させて診断や治療をする施術をいう。このカテーテル施術法は、一般に切開が必要な外科治療と比較する時、全身麻酔が必要なく、患者の身体的な負担が少なく、痛みや苦痛が少なく、入院期間も短縮され、日常への復帰が早くなり、医療費用と効果面でも大いに役立っている。

しかし、CTスキャナやMRIシステムを使用する場合、リアルタイムで映像を得難く、特にCTスキャナを用いてカテーテル施術をする場合、施術者や患者のいずれも長時間放射線露出される危険がある。これに比べて、超音波システムの場合、リアルタイムで映像を得ることができ、人体にほぼ無害である。しかし、超音波映像病巣(lesion)だけでなく医療用器具(すなわち、ニードル(needle))を明確に分別することは難しく、カテーテル施術に用いるのには多くの困難がある。

概要

カテーテル施術のための最適な超音波映像を提供する医療システムおよび方法を提供すること。本発明における医療システムは、対象体内に挿入されて前記対象体内の病巣を除去するためのニードル(needle)および前記ニードルに振動印加する振動印加部を含む医療用器具と、超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して超音波データを取得する超音波データ取得部と、前記医療用器具および前記超音波データ取得部に連結され、前記超音波データを用いて複数の超音波映像を形成し、前記複数の超音波映像のそれぞれにモーショントラッキング(motion tracking)を行って前記ニードルの位置を検出し、前記検出されたニードルの位置に基づいて超音波映像の画質を改善させるための映像処理を前記複数の超音波映像に行うプロセッサとを備える。

目的

本発明は、医療システムに関し、特に、カテーテル施術のための最適な超音波映像を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

対象体内に挿入されて前記対象体内の病巣を除去するためのニードル(needle)および前記ニードルに振動印加する振動印加部を含む医療用器具と、超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して超音波データを取得する超音波データ取得部と、前記医療用器具および前記超音波データ取得部に連結され、前記超音波データを用いて複数の超音波映像を形成し、前記複数の超音波映像のそれぞれにモーショントラッキング(motiontracking)を行って前記ニードルの位置を検出し、前記検出されたニードルの位置に基づいて超音波映像の画質を改善させるための映像処理を前記複数の超音波映像に行うプロセッサとを備えることを特徴とする医療システム

請求項2

前記超音波信号は、低周波超音波信号または高周波超音波信号を含むことを特徴とする請求項1に記載の医療システム。

請求項3

対象体内に挿入されて前記対象体内の病巣を除去するためのニードルを含む医療用器具と、基準ステアリング角度および該基準ステアリング角度に対する複数のステアリング角度に基づいて、超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して、前記基準ステアリング角度に対応する第1の超音波データと、前記複数のステアリング角度のそれぞれに対応する第2の超音波データとを取得する超音波データ取得部と、前記医療用器具および前記超音波データ取得部に連結され、前記第1の超音波データおよび前記第2の超音波データを用いて前記第1の超音波データに対応する基準超音波映像および前記第2の超音波データに対応する複数のサブ超音波映像を形成し、前記複数のサブ超音波映像のそれぞれに前記ニードルの輪郭検出を行って前記複数のサブ超音波映像のうちのいずれか1つのサブ超音波映像を抽出し、前記基準超音波映像および前記抽出されたサブ超音波映像の表示を制御するプロセッサとを備えることを特徴とする医療システム。

請求項4

前記プロセッサは、前記検出されたニードル輪郭に基づいて前記複数のサブ超音波映像を比較して、最高輝度値の前記ニードル輪郭を有するサブ超音波映像を抽出することを特徴とする請求項3に記載の医療システム。

請求項5

液体が流れる管を含むニードルと、前記管に前記液体が一定の速度で流れるように前記液体を提供する液体提供部とを含む医療用器具と、超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して超音波データを取得する超音波データ取得部と、前記医療用器具および前記超音波データ取得部に連結され、前記超音波データを用いてBモード(brightnessmode)映像を形成し、前記超音波データを用いて前記液体の流れに対応するカラードップラ映像を形成し、前記Bモード映像と前記カラードップラ映像とを合成して合成映像を形成するプロセッサとを備えることを特徴とする医療システム。

請求項6

前記プロセッサは、前記超音波データを用いてドップラ信号を形成し、前記ドップラ信号を用いて前記液体の流れに対応する速度成分およびパワー成分を算出し、前記速度成分および前記パワー成分を用いて前記カラードップラ映像を形成することを特徴とする請求項5に記載の医療システム。

請求項7

対象体内に挿入されて前記対象体内の病巣を除去するためのニードルを含む医療用器具と、超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して、位相情報を含む超音波データを取得する超音波データ取得部と、前記医療用器具および前記超音波データ取得部に連結され、前記超音波データを用いて超音波映像を形成し、前記位相情報を用いて位相が予め定められたしきい値を超えて反転する位相反転領域を検出し、前記検出された位相反転領域に基づいて前記超音波映像にエッジ検出を行い、前記検出されたエッジに基づいて前記超音波映像に映像処理を行うプロセッサとを備えることを特徴とする医療システム。

請求項8

前記プロセッサは、前記超音波映像に対して前記位相反転領域に前記エッジ検出を行うことを特徴とする請求項7に記載の医療システム。

請求項9

a)対象体内の病巣を除去するためのニードルを前記対象体内に挿入しながら前記ニードルに振動を印加する段階と、b)超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して超音波データを取得する段階と、c)前記超音波データを用いて複数の超音波映像を形成する段階と、d)前記複数の超音波映像のそれぞれにモーショントラッキングを行って前記ニードルの位置を検出する段階と、e)前記検出されたニードルの位置に基づいて前記超音波映像の画質を改善させるための映像処理を前記複数の超音波映像に行う段階とを備えることを特徴とする超音波映像提供方法

請求項10

前記超音波信号は、低周波超音波信号または高周波超音波信号を含むことを特徴とする請求項9に記載の超音波映像提供方法。

請求項11

a)ニードルを含む医療用器具を対象体内に挿入する段階と、b)基準ステアリング角度および該基準ステアリング角度に対する複数のステアリング角度に基づいて超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して、前記基準ステアリング角度に対応する第1の超音波データと、前記複数のステアリング角度のそれぞれに対応する第2の超音波データとを取得する段階と、c)前記第1の超音波データおよび前記第2の超音波データを用いて、前記第1の超音波データに対応する基準超音波映像および前記第2の超音波データに対応する複数のサブ超音波映像を形成する段階と、d)前記複数のサブ超音波映像のそれぞれに前記ニードルの輪郭検出を行って前記複数のサブ超音波映像のうちのいずれか1つのサブ超音波映像を抽出する段階と、e)前記基準超音波映像および前記抽出されたサブ超音波映像の表示を制御する段階とを備えることを特徴とする超音波映像提供方法。

請求項12

前記段階d)は、前記検出されたニードル輪郭に基づいて前記複数のサブ超音波映像を比較して、最高の輝度値の前記ニードル輪郭を有するサブ超音波映像を抽出する段階を備えることを特徴とする請求項11に記載の超音波映像提供方法。

請求項13

a)液体が流れる管を含むニードルに対して一定の速度で流れる前記液体を前記管に提供する段階と、b)超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して超音波データを取得する段階と、c)前記超音波データを用いてBモード映像を形成する段階と、d)前記超音波データを用いて前記液体の流れに対応するカラードップラ映像を形成する段階と、e)前記Bモード映像と前記カラードップラ映像とを合成して合成映像を形成する段階とを備えることを特徴とする超音波映像提供方法。

請求項14

前記段階d)は、前記超音波データを用いてドップラ信号を形成する段階と、前記ドップラ信号を用いて前記液体の流れに対応する速度成分およびパワー成分を算出する段階と、前記速度成分および前記パワー成分を用いて前記カラードップラ映像を形成する段階とを備えることを特徴とする請求項13に記載の超音波映像提供方法。

請求項15

a)ニードルを含む医療用器具を対象体内に挿入する段階と、b)超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して、位相情報を含む超音波データを取得する段階と、c)前記超音波データを用いて超音波映像を形成する段階と、d)前記位相情報を用いて位相が予め定められたしきい値を超えて反転する位相反転領域を検出する段階と、e)前記検出された位相反転領域に基づいて前記超音波映像にエッジ検出を行う段階と、f)前記検出されたエッジに基づいて前記超音波映像に映像処理を行う段階とを備えることを特徴とする超音波映像提供方法。

請求項16

前記段階e)は、前記超音波映像に対して前記位相反転領域に前記エッジ検出を行う段階を備えることを特徴とする請求項15に記載の超音波映像提供方法。

技術分野

0001

本発明は、医療システムに関し、特に、カテーテル施術のための最適な超音波映像を提供する医療システムおよび方法に関する。

背景技術

0002

医療技術発達するによって直接切開せず、人体最小部位のみ穴をあけた後、映像を見て病変がある部位にアブレータ(Ablator)またはバイオプシー(Biopsy)などの医療用器具(すなわち、ニードル(needle))を挿入して治療検査をする技術が用いられている。このような方法は医学映像装備で人体の内部を観察しながら施術を行うため、「映像を用いる施術法」または「カテーテル施術」という。

0003

すなわち、カテーテル施術は、放射線科で使用する映像装備であるCTスキャナ、あるいはMRIシステムなどから得た映像を施術中に見ながら、皮膚を通じて医療用針を、検査を望む部位または治療を望む病変に直接到達させて診断や治療をする施術をいう。このカテーテル施術法は、一般に切開が必要な外科治療と比較する時、全身麻酔が必要なく、患者の身体的な負担が少なく、痛みや苦痛が少なく、入院期間も短縮され、日常への復帰が早くなり、医療費用と効果面でも大いに役立っている。

0004

しかし、CTスキャナやMRIシステムを使用する場合、リアルタイムで映像を得難く、特にCTスキャナを用いてカテーテル施術をする場合、施術者や患者のいずれも長時間放射線露出される危険がある。これに比べて、超音波システムの場合、リアルタイムで映像を得ることができ、人体にほぼ無害である。しかし、超音波映像は病巣(lesion)だけでなく医療用器具(すなわち、ニードル(needle))を明確に分別することは難しく、カテーテル施術に用いるのには多くの困難がある。

先行技術

0005

特開2008−237787号公報

発明が解決しようとする課題

0006

本発明の課題は、カテーテル施術のための最適な超音波映像を提供する医療システムおよび方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

本発明における医療システムは、対象体内に挿入されて前記対象体内の病巣を除去するためのニードル(needle)および前記ニードルに振動印加する振動印加部を含む医療用器具と、超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して超音波データを取得する超音波データ取得部と、前記医療用器具および前記超音波データ取得部に連結され、前記超音波データを用いて複数の超音波映像を形成し、前記複数の超音波映像のそれぞれにモーショントラッキング(motion tracking)を行って前記ニードルの位置を検出し、前記検出されたニードルの位置に基づいて超音波映像の画質を改善させるための映像処理を前記複数の超音波映像に行うプロセッサとを備える。

0008

また、本発明における医療システムは、対象体内に挿入されて前記対象体内の病巣を除去するためのニードルを含む医療用器具と、基準ステアリング角度および該基準ステアリング角度に対する複数のステアリング角度に基づいて、超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して、前記基準ステアリング角度に対応する第1の超音波データと、前記複数のステアリング角度のそれぞれに対応する第2の超音波データとを取得する超音波データ取得部と、前記医療用器具および前記超音波データ取得部に連結され、前記第1の超音波データおよび前記第2の超音波データを用いて前記第1の超音波データに対応する基準超音波映像および前記第2の超音波データに対応する複数のサブ超音波映像を形成し、前記複数のサブ超音波映像のそれぞれに前記ニードルの輪郭検出を行って前記複数のサブ超音波映像のうちのいずれか1つのサブ超音波映像を抽出し、前記基準超音波映像および前記抽出されたサブ超音波映像の表示を制御するプロセッサとを備える。

0009

また、本発明における医療システムは、液体が流れる管を含むニードルと、前記管に前記液体が一定の速度で流れるように前記液体を提供する液体提供部とを含む医療用器具と、超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して超音波データを取得する超音波データ取得部と、前記医療用器具および前記超音波データ取得部に連結され、前記超音波データを用いてBモード(brightness mode)映像を形成し、前記超音波データを用いて前記液体の流れに対応するカラードップラ映像を形成し、前記Bモード映像と前記カラードップラ映像とを合成して合成映像を形成するプロセッサとを備える。

0010

また、本発明における医療システムは、対象体内に挿入されて前記対象体内の病巣を除去するためのニードルを含む医療用器具と、超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して、位相情報を含む超音波データを取得する超音波データ取得部と、前記医療用器具および前記超音波データ取得部に連結され、前記超音波データを用いて超音波映像を形成し、前記位相情報を用いて位相が予め定められたしきい値を超えて反転する位相反転領域を検出し、前記検出された位相反転領域に基づいて前記超音波映像にエッジ検出を行い、前記検出されたエッジに基づいて前記超音波映像に映像処理を行うプロセッサとを備える。

0011

また、本発明における超音波映像提供方法は、a)対象体内の病巣を除去するためのニードルを前記対象体内に挿入しながら前記ニードルに振動を印加する段階と、b)超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して超音波データを取得する段階と、c)前記超音波データを用いて複数の超音波映像を形成する段階と、d)前記複数の超音波映像のそれぞれにモーショントラッキングを行って前記ニードルの位置を検出する段階と、e)前記検出されたニードルの位置に基づいて前記超音波映像の画質を改善させるための映像処理を前記複数の超音波映像に行う段階とを備える。

0012

また、本発明における超音波映像提供方法は、a)ニードルを含む医療用器具を対象体内に挿入する段階と、b)基準ステアリング角度および該基準ステアリング角度に対する複数のステアリング角度に基づいて超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して、前記基準ステアリング角度に対応する第1の超音波データと、前記複数のステアリング角度のそれぞれに対応する第2の超音波データとを取得する段階と、c)前記第1の超音波データおよび前記第2の超音波データを用いて前記第1の超音波データに対応する基準超音波映像および前記第2の超音波データに対応する複数のサブ超音波映像を形成する段階と、d)前記複数のサブ超音波映像のそれぞれに前記ニードルの輪郭検出を行って前記複数のサブ超音波映像のうちのいずれか1つのサブ超音波映像を抽出する段階と、e)前記基準超音波映像および前記抽出されたサブ超音波映像の表示を制御する段階とを備える。

0013

また、本発明における超音波映像提供方法は、a)液体が流れる管を含むニードルに対して一定の速度で流れる前記液体を前記管に提供する段階と、b)超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して超音波データを取得する段階と、c)前記超音波データを用いてBモード映像を形成する段階と、d)前記超音波データを用いて前記液体の流れに対応するカラードップラ映像を形成する段階と、e)前記Bモード映像と前記カラードップラ映像とを合成して合成映像を形成する段階とを備える。

0014

また、本発明における超音波映像提供方法は、a)ニードルを含む医療用器具を対象体内に挿入する段階と、b)超音波信号を前記対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信して、位相情報を含む超音波データを取得する段階と、c)前記超音波データを用いて超音波映像を形成する段階と、d)前記位相情報を用いて位相が予め定められたしきい値を超えて反転する位相反転領域を検出する段階と、e)前記検出された位相反転領域に基づいて前記超音波映像にエッジ検出を行う段階と、f)前記検出されたエッジに基づいて前記超音波映像に映像処理を行う段階と備える。

発明の効果

0015

本発明は、医療用器具、すなわち、ニードル(needle)がよく見える最適な超音波映像を提供することができ、カテーテル施術の精度および使用性を改善させることができる。

図面の簡単な説明

0016

本発明の第1の実施例における医療システムの構成を示すブロック図である。
本発明の第1の実施例における超音波データ取得部の構成を示すブロック図である。
時間に応じて超音波映像を取得する例を示す例示図である。
本発明の第1の実施例によって、カテーテル施術のための最適な超音波映像を提供する順序を示すフローチャートである。
本発明の第2の実施例における医療システムの構成を示すブロック図である。
本発明の第2の実施例における超音波データ取得部の構成を示すブロック図である。
本発明の第2の実施例における基準超音波映像および複数のサブ超音波映像を示す例示図である。
本発明の第2の実施例によって、カテーテル施術のための最適な超音波映像を提供する順序を示すフローチャートである。
本発明の第3の実施例における医療システムの構成を示すブロック図である。
本発明の第3の実施例における超音波データ取得部の構成を示すブロック図である。
本発明の第3の実施例によって、カテーテル施術のための最適な超音波映像を提供する順序を示すフローチャートである。
本発明の第4の実施例における医療システムの構成を示すブロック図である。
本発明の第4の実施例における超音波データ取得部の構成を示すブロック図である。
本発明の第4の実施例によって、カテーテル施術のための最適な超音波映像を提供する順序を示すフローチャートである。

実施例

0017

以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。

0018

第1の実施例
図1は、本発明の第1の実施例における医療システムの構成を示すブロック図である。図1を参照すると、医療システム100は、医療用器具110、超音波データ取得部120、プロセッサ130、格納部140およびディスプレイ部150を備える。

0019

医療用器具110は、対象体内に挿入されて対象体内の病巣(lesion)を除去する。本実施例において、医療用器具110は、対象体内に挿入されて対象体内の病巣を除去するためのニードル(needle)(図示せず)と、ニードルに振動を印加するための振動印加部(図示せず)とを備える。

0020

超音波データ取得部120は、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波信号(すなわち、超音波エコー信号)を受信して超音波データを取得する。

0021

図2は、本発明の第1の実施例における超音波データ取得部の構成を示すブロック図である。図2を参照すると、超音波データ取得部120は、超音波プローブ210、送信信号形成部220、ビームフォーマ230および超音波データ形成部240を備える。

0022

超音波プローブ210は、電気的信号と超音波信号を相互変換する複数の電気音響変換素子(transducer element:以下、単に変換素子と呼ぶ)(図示せず)を含む。超音波プローブ210は、複数のスキャンライン(scanline)(図示せず)それぞれに沿って超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して受信信号を形成する。受信信号は、アナログ信号である。超音波プローブ210は、コンベックスプローブ(convex probe)、リニアプローブ(linear probe)などを含む。

0023

送信信号形成部220は、超音波信号の送信を制御する。また、送信信号形成部220は、変換素子および集束点を考慮して、超音波映像を得るための送信信号を形成する。送信信号は、低周波(例えば2〜5MHz)送信信号または高周波(10MHz以上)送信信号を形成する。本実施例において、送信信号形成部220は、図3に示すように、複数の超音波映像(UIi(1≦i))のそれぞれを得るための送信信号を順次形成する。従って、超音波プローブ210は、送信信号形成部220から送信信号が提供されると、送信信号を超音波信号に変換して対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して受信信号を形成する。このとき、超音波信号は、低周波超音波信号または高周波超音波信号を含む。

0024

ビームフォーマ230は、超音波プローブ210から提供される受信信号をアナログデジタル変換してデジタル信号を形成する。また、ビームフォーマ230は、変換素子および集束点を考慮して、デジタル信号を受信集束させて受信集束信号を形成する。

0025

超音波データ形成部240は、ビームフォーマ230から提供される受信集束信号を用いて、超音波映像に対応する超音波データを形成する。超音波データは、RF(radio frequency)データを含む。しかし、超音波データは、必ずしもこれに限定されない。また、超音波データ形成部240は、超音波データを形成するのに必要な様々な信号処理(例えば、利得(gain)調節など)を受信集束信号に行うこともできる。

0026

再び図1を参照すると、プロセッサ130は、医療用器具110および超音波データ取得部120に連結される。プロセッサ130は、CPU(central processing unit)、マイクロプロセッサ(micro processor)、GPU(graphic processing unit)などを含む。

0027

図4は、本発明の第1の実施例によって、カテーテル施術のための最適な超音波映像を提供する順序を示すフローチャートである。図4を参照すると、プロセッサ130は、超音波データ取得部120から超音波データが提供されると、超音波データを用いて超音波映像を形成する(S402)。

0028

プロセッサ130は、超音波映像にモーショントラッキング(motion tracking)を行って(S404)、超音波映像から医療用器具110(すなわち、ニードル)の位置を検出する(S406)。モーショントラッキングおよびニードルの位置検出は、公知の様々な方法を用いて行われることができるため、本実施例では詳細に説明しない。

0029

プロセッサ130は、検出された医療器具110の位置に基づいて超音波映像に映像処理を行って、超音波映像の画質を改善させる(S408)。プロセッサ130は、全ての超音波映像に対して上述と同様な過程を行う(S410)。

0030

再び図1を参照すると、格納部140は、超音波データ取得部120で取得した超音波データを格納する。また、格納部140は、プロセッサ130で形成された超音波映像を格納することもできる。

0031

ディスプレイ部150は、プロセッサ130で形成された超音波映像を表示する。

0032

以上のような医療システム100により、対象体内の病巣を超音波映像で確認しながら、医療用器具110で該病巣を除去することができる。

0033

第2の実施例
図5は、本発明の第2の実施例における医療システムの構成を示すブロック図である。図5を参照すると、医療システム500は、医療用器具510、超音波データ取得部520、プロセッサ530、格納部540およびディスプレイ部550を備える。

0034

医療用器具510は、対象体内に挿入されて対象体内の病巣を除去する。本実施例において、医療用器具510は、対象体内に挿入されて対象体内の病巣を除去するためのニードル(図示せず)を含む。

0035

超音波データ取得部520は、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波信号(すなわち、超音波エコー信号)を受信して超音波データを取得する。

0036

図6は、本発明の第2の実施例における超音波データ取得部の構成を示すブロック図である。図6を参照すると、超音波データ取得部520は、超音波プローブ610、送信信号形成部620、ビームフォーマ630および超音波データ形成部640を備える。

0037

超音波プローブ610は、電気的信号と超音波信号を相互変換する複数の変換素子(図示せず)を含む。超音波プローブ610は、複数のスキャンラインのそれぞれに沿って超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して受信信号を形成する。受信信号は、アナログ信号である。超音波プローブ610は、コンベックスプローブ(convex probe)、リニアプローブ(linear probe)などを含む。

0038

送信信号形成部620は、超音波信号の送信を制御する。また、送信信号形成部620は、変換素子および集束点を考慮して、超音波映像を得るための送信信号を形成する。本実施例において、送信信号形成部620は、複数のスキャンラインを基準ステアリング角度でステアリングした基準超音波映像を得るための送信信号および複数のスキャンラインを基準ステアリング角度に対して複数のステアリング角度でステアリングした複数のサブ超音波映像を得るための送信信号を形成する。

0039

一例として、送信信号形成部620は、図7に示すように、複数のスキャンラインを基準ステアリング角度でステアリングした基準超音波映像UIRを得るための第1の送信信号、複数のスキャンラインを基準ステアリング角度に対して第1のステアリング角度θ1でステアリングした第1のサブ超音波映像UI1を得るための第2の送信信号、複数のスキャンラインを基準ステアリング角度に対して第2のステアリング角度θ2でステアリングした第2のサブ超音波映像UI2を得るための第3の送信信号、複数のスキャンラインを基準ステアリング角度に対して第3のステアリング角度θ3でステアリングした第3のサブ超音波映像UI3を得るための第4の送信信号および複数のスキャンラインを基準ステアリング角度に対して第4のステアリング角度θ4でステアリングした第4のサブ超音波映像UI4を得るための第5の送信信号を形成する。

0040

なお、本実施例において、基準ステアリング角度は、0°である。しかし、基準ステアリング角度は、必ずしもこれに限定されない。

0041

従って、超音波プローブ610は、送信信号形成部620から第1の送信信号が提供されると、第1の送信信号を超音波信号に変換して対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して第1の受信信号を形成する。また、超音波プローブ610は、送信信号形成部620から第2の送信信号が提供されると、第2の送信信号を超音波信号に変換して対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して第2の受信信号を形成する。また、超音波プローブ610は、送信信号形成部620から第3の送信信号が提供されると、第3の送信信号を超音波信号に変換して対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して第3の受信信号を形成する。また、超音波プローブ610は、送信信号形成部620から第4の送信信号が提供されると、第4の送信信号を超音波信号に変換して対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して第4の受信信号を形成する。また、超音波プローブ610は、送信信号形成部620から第5の送信信号が提供されると、第5の送信信号を超音波信号に変換して対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して第5の受信信号を形成する。

0042

上述した例では、基準ステアリング角度を基準に4つのサブ超音波映像を得るものとして説明したが、必ずしもこれに限定されない。

0043

ビームフォーマ630は、超音波プローブ610から提供される受信信号をアナログデジタル変換してデジタル信号を形成する。また、ビームフォーマ630は、変換素子および集束点を考慮して、デジタル信号を受信集束させて受信集束信号を形成する。

0044

一例として、ビームフォーマ630は、超音波プローブ610から第1の受信信号が提供されると、第1の受信信号をアナログデジタル変換して第1のデジタル信号を形成する。ビームフォーマ630は、変換素子および集束点を考慮して、第1のデジタル信号を受信集束させて第1の受信集束信号を形成する。また、ビームフォーマ630は、超音波プローブ610から第2の受信信号が提供されると、第2の受信信号をアナログデジタル変換して第2のデジタル信号を形成する。ビームフォーマ630は、変換素子および集束点を考慮して、第2のデジタル信号を受信集束させて第2の受信集束信号を形成する。また、ビームフォーマ630は、超音波プローブ610から第3の受信信号が提供されると、第3の受信信号をアナログデジタル変換して第3のデジタル信号を形成する。ビームフォーマ630は、変換素子および集束点を考慮して、第3のデジタル信号を受信集束させて第3の受信集束信号を形成する。また、ビームフォーマ630は、超音波プローブ610から第4の受信信号が提供されると、第4の受信信号をアナログデジタル変換して第4のデジタル信号を形成する。ビームフォーマ630は、変換素子および集束点を考慮して、第4のデジタル信号を受信集束させて第4の受信集束信号を形成する。また、ビームフォーマ630は、超音波プローブ610から第5の受信信号が提供されると、第5の受信信号をアナログデジタル変換して第5のデジタル信号を形成する。ビームフォーマ630は、変換素子および集束点を考慮して、第5のデジタル信号を受信集束させて第5の受信集束信号を形成する。

0045

超音波データ形成部640は、ビームフォーマ630から提供される受信集束信号を用いて、超音波映像に対応する超音波データを形成する。超音波データは、RFデータを含む。しかし、超音波データは、必ずしもこれに限定されない。また、超音波データ形成部640は、超音波データを形成するのに必要な様々な信号処理(例えば、利得(gain)調節など)を受信集束信号に行うこともできる。

0046

一例として、超音波データ形成部640は、ビームフォーマ630から第1の受信集束信号が提供されると、第1の受信集束信号を用いて、基準超音波映像UIRに対応する第1の超音波データを形成する。また、超音波データ形成部640は、ビームフォーマ630から第2の受信集束信号が提供されると、第2の受信集束信号を用いて、第1のサブ超音波映像UI1に対応する第2の超音波データを形成する。また、超音波データ形成部640は、ビームフォーマ630から第3の受信集束信号が提供されると、第3の受信集束信号を用いて、第2のサブ超音波映像UI2に対応する第3の超音波データを形成する。また、超音波データ形成部640は、ビームフォーマ630から第4の受信集束信号が提供されると、第4の受信集束信号を用いて、第3のサブ超音波映像UI3に対応する第4の超音波データを形成する。また、超音波データ形成部640は、ビームフォーマ630から第5の受信集束信号が提供されると、第5の受信集束信号を用いて、第4のサブ超音波映像UI4に対応する第5の超音波データを形成する。

0047

再び図5を参照すると、プロセッサ530は、医療用器具510および超音波データ取得部520に連結される。プロセッサ530は、CPU(central processing unit)、マイクロプロセッサ(microprocessor)、GPU(graphic processing unit)などを含む。

0048

図8は、本発明の第2の実施例によって、カテーテル施術のための最適な超音波映像を提供する順序を示すフローチャートである。図8を参照すると、プロセッサ530は、超音波データ取得部520から提供される超音波データを用いて、超音波映像(すなわち、基準超音波映像および複数のサブ超音波映像)を形成する(S802)。一例として、プロセッサ530は、超音波データ取得部520から提供される第1〜第5の超音波データのそれぞれを用いて、図7に示すように、基準超音波映像UIRおよび第1〜第4のサブ超音波映像UI1〜UI4を形成する。

0049

プロセッサ530は、複数のサブ超音波映像のそれぞれに輪郭検出を行って、医療用器具510(すなわち、ニードル)の輪郭を検出する(S804)。輪郭検出は、公知の様々な方法を用いて行われることができるため、本実施例で詳細に説明しない。

0050

プロセッサ530は、検出された輪郭に基づいて複数のサブ超音波映像を比較して(S806)、最適なサブ超音波映像を抽出する(S808)。一例として、プロセッサ530は、検出された輪郭に基づいて複数のサブ超音波映像から最適なサブ超音波映像、すなわち、最高輝度値の医療用器具510の輪郭を有するサブ超音波映像を抽出する。

0051

プロセッサ530は、基準超音波映像と抽出されたサブ超音波映像の表示を制御する(S810)。一例として、プロセッサ530は、ディスプレイ部550の画面領域に基準超音波映像とサブ超音波映像がデュアル方式で表示されるように制御する。

0052

再び図5を参照すると、格納部540は、超音波データ取得部520で取得された超音波データを格納する。また、格納部540は、プロセッサ530で形成された基準超音波映像およびサブ超音波映像を格納することもできる。

0053

ディスプレイ部550は、プロセッサ530で形成された基準超音波映像および複数のサブ超音波映像を表示する。また、ディスプレイ部550は、プロセッサ530の制御によって、基準超音波映像およびサブ超音波映像を表示する。

0054

上述した実施例では、複数のサブ超音波映像に輪郭検出を行って最適なサブ超音波映像を抽出するものと説明したが、必ずしもこれに限定されず、複数のサブ超音波映像を順次表示しながら、ユーザによって最適なサブ超音波映像として選択されるサブ超音波映像を抽出することもできる。

0055

以上のような医療システム500により、対象体内の病巣を基準超音波映像およびサブ超音波映像で確認しながら、医療用器具510で該病巣を除去することができる。

0056

第3の実施例
図9は、本発明の第3の実施例における医療システムの構成を示すブロック図である。図9を参照すると、医療システム900は、医療用器具910、超音波データ取得部920、プロセッサ930、格納部940およびディスプレイ部950を備える。

0057

医療用器具910は、対象体内に挿入されて対象体内の病巣を除去する。本実施例において、医療用器具910は、内部に液体が流れる管(図示せず)を含むニードル(図示せず)およびニードルの管に液体が一定の速度で流れるように液体を提供するための液体提供部(図示せず)を備える。

0058

超音波データ取得部920は、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波信号(すなわち、超音波エコー信号)を受信して超音波データを取得する。

0059

図10は、本発明の第3の実施例における超音波データ取得部の構成を示すブロック図である。図10を参照すると、超音波データ取得部920は、超音波プローブ1010、送信信号形成部1020、ビームフォーマ1030および超音波データ形成部1040を備える。

0060

超音波プローブ1010は、電気的信号と超音波信号を相互変換する複数の変換素子(図示せず)を含む。超音波プローブ1010は、複数のスキャンライン(scanline)(図示せず)のそれぞれに沿って超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して受信信号を形成する。受信信号は、アナログ信号である。超音波プローブ1010は、コンベックスプローブ(convex probe)、リニアプローブ(linear probe)などを含む。

0061

送信信号形成部1020は、超音波信号の送信を制御する。また、送信信号形成部1020は、変換素子および集束点を考慮して、超音波映像を得るための送信信号を形成する。本実施例において、送信信号形成部1020は、超音波映像を得るための複数の送信信号を形成する。従って、超音波プローブ1010は、送信信号形成部1020から順次提供される送信信号を超音波信号に変換して対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して複数の受信信号を形成する。

0062

ビームフォーマ1030は、超音波プローブ1010から提供される受信信号をアナログデジタル変換してデジタル信号を形成する。また、ビームフォーマ1030は、変換素子および集束点を考慮して、デジタル信号を受信集束させて受信集束信号を形成する。本実施例において、ビームフォーマ1030は、超音波プローブ1010から順次提供される受信信号をアナログデジタル変換して複数のデジタル信号を形成する。また、ビームフォーマ1030は、変換素子および集束点を考慮して、複数のデジタル信号を受信集束させて複数の受信集束信号を形成する。

0063

超音波データ形成部1040は、ビームフォーマ1030から提供される受信集束信号を用いて、超音波データを形成する。超音波データは、RFデータを含む。しかし、超音波データは必ずしもこれに限定されない。また、超音波データ形成部1040は、超音波データを形成するのに必要な様々な信号処理(例えば、利得調節など)を受信集束信号に行うこともできる。本実施例において、超音波データ形成部1040は、ビームフォーマ1030から提供される複数の受信集束信号を用いて、複数の超音波映像のそれぞれに対応する超音波データを形成する。

0064

再び図9を参照すると、プロセッサ930は、医療用器具910および超音波データ取得部920に連結される。プロセッサ930は、CPU(central processing unit)、マイクロプロセッサ(micro processor)、GPU(graphic processing unit)などを含む。

0065

図11は、本発明の第3の実施例によって、カテーテル施術のための最適な超音波映像を提供する順序を示すフローチャートである。図11を参照すると、プロセッサ930は、超音波データ取得部920から提供される超音波データを用いてBモード映像を形成する(S1102)。一例として、プロセッサ930は、超音波データを用いて、複数のBモード映像を形成する。他の例として、プロセッサ930は、超音波データを用いて1つのBモード映像を形成する。

0066

プロセッサ930は、超音波データ取得部920から提供される超音波データを用いて、ドップラ信号を形成する(S1104)。超音波データを用いたドップラ信号の形成は、公知の様々な方法が用いられることができるため、本実施例では詳細に説明しない。

0067

プロセッサ930は、ドップラ信号を用いて、液体の流れに対応する速度成分およびパワー成分を算出する(S1106)。速度成分およびパワー成分は、公知の様々な方法を用いて算出することができるため、本実施例では詳細に説明しない。

0068

プロセッサ930は、算出された速度成分およびパワー成分を用いて、液体流れに対応するカラードップラ映像を形成する(S1108)。カラードップラ映像は、公知の様々な方法を用いて形成され得るため、本実施例では詳細に説明しない。

0069

プロセッサ930は、Bモード映像とカラードップラ映像とを合成して合成映像を形成する(S1110)。

0070

上述した実施例では、Bモード映像とカラードップラ映像とを合成して合成映像を形成するものと説明したが、必ずしもこれに限定されず、カラードップラ映像に基づいてBモード映像から医療用器具910(すなわち、ニードル)の位置を検出し、検出された位置に基づいてBモード映像に映像処理を行うこともできる。

0071

再び図9を参照すると、格納部940は、超音波データ取得部920で取得された複数の超音波データを格納する。また、格納部940は、プロセッサ930で形成されたBモード映像およびカラードップラ映像を格納することもできる。

0072

ディスプレイ部950は、プロセッサ930で形成された合成映像を表示する。また、ディスプレイ部950は、プロセッサ930で形成されたBモード映像およびカラードップラ映像を表示する。

0073

以上のような医療システム900により、対象体内の病巣をBモード映像、カラードップラ映像または合成映像で確認しながら、医療用器具910で該病巣を除去することができる。

0074

第4の実施例
図12は、本発明の第4の実施例における医療システムの構成を示すブロック図である。図12を参照すると、医療システム1200は、医療用器具1210、超音波データ取得部1220、プロセッサ1230、格納部1240およびディスプレイ部1250を備える。

0075

医療用器具1210は、対象体内に挿入されて対象体内の病巣を除去する。本実施例において、医療用器具1210は、対象体内に挿入されて対象体内の病巣を除去するためのニードル(図示せず)を含む。

0076

超音波データ取得部1220は、超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波信号(すなわち、超音波エコー信号)を受信して超音波データを取得する。

0077

図13は、本発明の第4の実施例における超音波データ取得部の構成を示すブロック図である。図13を参照すると、超音波データ取得部1220は、超音波プローブ1310、送信信号形成部1320、ビームフォーマ1330および超音波データ形成部1340を備える。

0078

超音波プローブ1310は、電気的信号と超音波信号を相互変換する複数の変換素子(図示せず)を含む。超音波プローブ1310は、複数のスキャンライン(図示せず)のそれぞれに沿って超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して受信信号を形成する。受信信号は、アナログ信号である。超音波プローブ1310は、コンベックスプローブ(convex probe)、リニアプローブ(linear probe)などを含む。

0079

送信信号形成部1320は、超音波信号の送信を制御する。また、送信信号形成部1320は、変換素子および集束点を考慮して、超音波映像を得るための送信信号を形成する。従って、超音波プローブ1310は、送信信号形成部1320から提供される送信信号を超音波信号に変換して対象体に送信し、対象体から反射される超音波エコー信号を受信して受信信号を形成する。

0080

ビームフォーマ1330は、超音波プローブ1310から提供される受信信号をアナログデジタル変換してデジタル信号を形成する。また、ビームフォーマ1330は、変換素子および集束点を考慮して、デジタル信号を受信集束させて受信集束信号を形成する。

0081

超音波データ形成部1340は、ビームフォーマ1330から提供される受信集束信号を用いて超音波データを形成する。超音波データは、位相情報を含む。また、超音波データは、RFデータを含む。しかし、超音波データは必ずしもこれに限定されない。また、超音波データ形成部1340は、超音波データを形成するのに必要な様々な信号処理(例えば、利得調節など)を受信集束信号に行うこともできる。

0082

再び図12を参照すると、プロセッサ1230は、医療用器具1210および超音波データ取得部1220に連結される。プロセッサ1230は、CPU(central processing unit)、マイクロプロセッサ(micro processor)、GPU(graphic processing unit)などを含む。

0083

図14は、本発明の第4の実施例によって、カテーテル施術のための最適な超音波映像を提供する順序を示すフローチャートである。図14を参照すると、プロセッサ1230は、超音波データ取得部1220から提供される超音波データを分析して(S1402)、超音波データから、位相が予め定められたしきい値以上に反転する領域を検出する(S1404)。一般に、音波は、軟性媒質から硬性媒質に伝達されるとき、反射面で位相が反転する。よって、プロセッサ1230は、このような特性を用いて、位相反転領域を検出することができる。

0084

プロセッサ1230は、超音波データ取得部1220から提供される超音波データおよび検出された位相反転領域を用いて、位相反転領域を含む超音波映像を形成する(S1406)。超音波映像は、Bモード映像を形成する。しかし、超音波映像は、必ずしもこれに限定されない。

0085

プロセッサ1230は、超音波映像の位相反転領域にエッジ検出を行う(S1408)。エッジは、ソーベル(Sobel)マスクプレウィット(Prewitt)マスク、ロバート(Robert)マスク、キャニー(Canny)マスクなどのような境界マスク(edge mask)を用いて検出することができる。また、エッジは、構造テンソル(Structure tensor)を用いた固有値(eigen value)の差から検出することもできる。

0086

プロセッサ1230は、検出されたエッジに基づいて超音波映像に映像処理を行う(S1410)。一例として、プロセッサ1230は、超音波映像でエッジ領域を目立たせるための映像処理を行う。

0087

再び図12を参照すると、格納部1240は、超音波データ取得部1220で取得された超音波データを格納する。ディスプレイ部1250は、プロセッサ1230で形成された位相反転領域を含む超音波映像を表示する。

0088

本発明は、望ましい実施例によって説明および例示をしたが、当業者であれば添付した特許請求の範囲の事項および範疇を逸脱することなく、様々な変形および変更が可能である。

0089

100、500、900、1200医療システム
110、510、910、1210医療用器具
120、520、920、1220超音波データ取得部
130、530、930、1230プロセッサ
140、540、940、1240 格納部
150、550、950、1250ディスプレイ部
210、610、1010、1310超音波プローブ
220、620、1020、1320送信信号形成部
230、630、1030、1330ビームフォーマ
240、640、1040、1340超音波データ形成部

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