專利名稱：超聲診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲診斷裝置，且更具體地，涉及可以用于穿刺術(shù)的超聲診斷裝置。
背景技術(shù)：
迄今為止，已經(jīng)將使用超聲圖像的超聲診斷裝置用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。一般地，這類超聲診斷裝置包括裝備有內(nèi)置振蕩器陣列的超聲探頭，和與該超聲探頭相連的裝置主體。超聲探頭將超聲波傳輸至受試者并接收來自受試者的超聲回聲。然后在所述裝置主體內(nèi)電處理接收到的信號(hào)，以生成超聲圖像。超聲診斷裝置還用于穿刺術(shù)中，在穿刺術(shù)中醫(yī)生將穿刺裝置諸如穿刺針插入至所需部位并采集組織樣品以作出細(xì)胞/組織診斷。為了在穿刺術(shù)中確保穿刺針到達(dá)靶目標(biāo)或靶部位，醫(yī)生在觀看超聲圖像的同時(shí)， 沿預(yù)定的插入路徑，將穿刺針插入至受試者中。在這樣的穿刺術(shù)中重要的是，可以在監(jiān)測(cè)器(超聲圖像)上確認(rèn)穿刺針，并且可以使穿刺針到達(dá)靶目標(biāo)或靶部位。為此，JP 2010-115M6A描述了在超聲探頭的側(cè)面上形成用于導(dǎo)引穿刺針的槽，從而根據(jù)插入路徑穩(wěn)定地插入穿刺針，并在超聲探頭的所述側(cè)面上垂直設(shè)置多個(gè)激光光源， 從而基于來自激光光源的激光束確定穿刺針的方向，以使得可以在與超聲照射表面(掃描表面)相對(duì)應(yīng)的超聲圖像上顯示穿刺針。JP 2000-166918A描述了在受試者和超聲探頭之間放入聚合物凝膠并基于聚合物凝膠部分中的穿刺針圖像顯示指示穿刺針的插入方向的導(dǎo)引線(guideline)，以使得可以確認(rèn)穿刺針是否到達(dá)靶部位，即穿刺針是否正確瞄準(zhǔn)靶部位。

發(fā)明內(nèi)容
在穿刺術(shù)中，較細(xì)的針減少患者負(fù)擔(dān)和侵入性并因此考慮到風(fēng)險(xiǎn)等來選擇盡可能最小的穿刺針。然而，針越細(xì)，則在超聲圖像上對(duì)針成像的能力越小。針不能連續(xù)成像，并且不能清楚地顯示穿刺針的位置或形狀。由于在穿刺針上反射的超聲波以穿刺針相對(duì)于受試者的較小插入角度返回至超聲探頭，即，在穿刺針和超聲探頭傳輸超聲波的方向之間形成較大角度。因此，穿刺針以較高清晰度顯示在超聲圖像上并可以被更清楚地觀察到。因此，醫(yī)學(xué)可以從遠(yuǎn)離超聲探頭的位置插入穿刺針或移動(dòng)圖像中靶部位的位置， 從而減小穿刺針的插入角度，以在這樣的狀態(tài)中進(jìn)行穿刺術(shù)，在所述狀態(tài)中，在超聲圖像上更清楚地觀察到穿刺針。存在對(duì)圖像上靶部位的位置移動(dòng)的限制，并且因此，不能顯著減小插入角度。因此，需要從遠(yuǎn)離超聲探頭的位置插入穿刺針，以使得穿刺針可以以較小的插入角度插入。然而，在如JP 2010-115246A中所述在超聲探頭的一個(gè)側(cè)面上形成的槽中導(dǎo)引穿刺針的情形中，使穿刺針與超聲探頭相接觸，并且因此如果穿刺針在遠(yuǎn)離超聲探頭的位置處插入，則不能沿預(yù)定插入路徑導(dǎo)弓I穿刺針。而且，在如JP 2000-166918A中所述基于聚合物凝膠部分中的穿刺針的圖像顯示指示穿刺針插入方向的導(dǎo)引線的情形中，使聚合物凝膠部分中的穿刺針顯示在超聲圖像上，并且因此如果穿刺針在遠(yuǎn)離超聲探頭的位置處插入，則不能顯示指示穿刺針插入方向的導(dǎo)引線。因此，高水平的穿刺術(shù)技術(shù)和醫(yī)生技能對(duì)于從遠(yuǎn)離超聲探頭的位置插入穿刺針， 以使得穿刺針可以正確地到達(dá)靶部位是必不可少的。本發(fā)明的目的是解決前述現(xiàn)有技術(shù)問題并提供超聲診斷裝置，所述超聲診斷裝置確保從遠(yuǎn)離超聲探頭的位置插入以減小插入角度的穿刺針也可以到達(dá)靶部位。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供超聲診斷裝置，其包括超聲探頭，其向受試者傳輸超聲波，接收在所述受試者上反射的超聲回聲并輸出接收信號(hào)；圖像生成裝置，其用于基于由所述超聲探頭輸出的接收信號(hào)生成所述受試者的超聲圖像；圖像顯示裝置，其用于顯示由所述圖像生成裝置生成的所述超聲圖像；位置指定裝置，其用于指定進(jìn)行穿刺術(shù)的靶位置；插入位置計(jì)算裝置，其用于由關(guān)于通過所述位置指定裝置指定的靶位置和預(yù)定的插入角度的信息計(jì)算插入位置；和插入位置顯示裝置，其用于顯示通過所述插入位置計(jì)算裝置計(jì)算的插入位置。在該情形中，優(yōu)選地，所述插入位置顯示裝置通過用光照射插入位置來顯示所述插入位置。此外，優(yōu)選地，所述插入位置顯示裝置通過用激光束照射來顯示所述插入位置。備選地，優(yōu)選所述插入位置顯示裝置通過在所述圖像顯示裝置上顯示從所述超聲探頭到所述插入位置的距離值來顯示所述插入位置。優(yōu)選地，所述超聲診斷裝置還包括固定于所述超聲探頭的板狀位置導(dǎo)引構(gòu)件。備選地，所述超聲診斷裝置還包括穿刺導(dǎo)引裝置，所述穿刺導(dǎo)引裝置具有固定于所述超聲探頭的板狀位置導(dǎo)引構(gòu)件和可移動(dòng)地固定于所述位置導(dǎo)引構(gòu)件并顯示用于穿刺術(shù)中的插入角度的角度導(dǎo)引構(gòu)件，所述插入位置顯示裝置通過用光照射所述位置導(dǎo)引構(gòu)件來顯示所述插入位置。此外，優(yōu)選所述圖像顯示裝置顯示所述超聲圖像和導(dǎo)引線(guideline)，所述導(dǎo)引線通過由關(guān)于所述位置指定裝置指定的靶位置和預(yù)定的插入角度的信息計(jì)算穿刺術(shù)中穿刺針的插入路徑而獲得。優(yōu)選地，所述超聲診斷裝置還包括角度調(diào)節(jié)裝置，所述角度調(diào)節(jié)裝置用于改變所述預(yù)定的插入角度。此外，優(yōu)選地，所述預(yù)定的插入角度在10° -20°的范圍內(nèi)適當(dāng)確定。此外，優(yōu)選地，所述位置指定裝置根據(jù)輸入的指令，在所述圖像顯示裝置中顯示的超聲圖像上指定靶位置。備選地，優(yōu)選所述位置指定裝置分析所述超聲圖像，以計(jì)算靶位置。本發(fā)明的超聲診斷裝置被配置為包括用于在超聲圖像上指定穿刺術(shù)中的靶位置的位置指定裝置；用于由關(guān)于指定的靶位置和預(yù)定的插入角度計(jì)算插入位置的插入位置計(jì)算裝置和用于顯示由插入位置計(jì)算裝置計(jì)算的插入位置的插入位置顯示裝置，其確保了在遠(yuǎn)離超聲探頭的位置處插入的穿刺針也可以到達(dá)靶部位。
附圖簡述

圖1是顯示本發(fā)明的超聲診斷裝置的實(shí)施方案的概念圖。圖2A是顯示可以用于圖1中所示的超聲診斷裝置的超聲探頭的概念圖，圖2B是顯示圖2A中所示的超聲探頭、穿刺針和靶部位的概念圖，且圖2C是顯示圖2A中所示的超聲探頭的角度導(dǎo)引構(gòu)件的概念圖。圖3是顯示圖1中所示的超聲診斷裝置的配置的框圖。圖4A-4C各示意性顯示用于舉例說明當(dāng)計(jì)算插入位置時(shí)圖1中所示的超聲診斷裝置的操作的超聲圖像。圖5是超聲圖像的示意圖，在其上顯示用于穿刺針的導(dǎo)引線。圖6是顯示插入位置顯示裝置的另一個(gè)實(shí)例的示意圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，通過參考附圖中所示的優(yōu)選實(shí)施方案詳細(xì)描述本發(fā)明的超聲診斷裝置。圖1是顯示本發(fā)明的超聲診斷裝置的實(shí)施方案的概念圖。舉例的超聲診斷裝置10基本上是已知的類型，不同之處在于將其配置為由通過參考生成的超聲圖像而輸入的靶位置和預(yù)設(shè)插入角度計(jì)算插入位置并顯示計(jì)算的插入位置。本發(fā)明的超聲診斷裝置10包括超聲探頭12，和診斷裝置主體14，所述診斷裝置主體14通過通信電纜18與超聲探頭12相連。圖2A是顯示超聲探頭12的示意圖。圖2B是顯示當(dāng)進(jìn)行穿刺術(shù)時(shí)超聲探頭12、穿刺針和靶部位的示意圖。超聲探頭12包括探頭主體16、通信電纜18、插入位置顯示裝置20和穿刺導(dǎo)引裝置22。探頭主體16基本上是已知的類型，并可以是線性掃描類型、凸面掃描類型或扇形掃描類型。探頭主體16具有用于傳輸和接收超聲波的超聲傳輸/接收表面16a。將插入位置顯示裝置20和穿刺導(dǎo)引裝置22布置于在掃描表面M的橫向方向上的探頭主體16的超聲傳輸/接收表面16a的一個(gè)側(cè)面上，所述掃描表面M以由超聲傳輸/接收表面16a傳輸?shù)某暡ㄐ纬?。將插入位置顯示裝置20布置于在掃描表面M的側(cè)向方向上的探頭主體16的超聲傳輸/接收表面16a的側(cè)面上，并且在使用超聲診斷裝置10進(jìn)行穿刺術(shù)時(shí)，通過使用激光束照射插入位置來顯示穿刺針的合適插入位置。在插入位置顯示裝置20中，光源激勵(lì)器沈使發(fā)射激光束的激光光源M環(huán)繞與掃描表面M垂直的軸旋轉(zhuǎn)，從而改變激光束照射位置， 由此用激光束照射插入位置(見圖幻。這一點(diǎn)將在稍后詳細(xì)描述。可以以預(yù)定插入角度插入穿刺針的插入位置在診斷裝置主體14的插入位置計(jì)算單元64由預(yù)設(shè)的插入角度和指定的靶位置來計(jì)算。這一點(diǎn)也將在稍后詳細(xì)描述。舉例說明的實(shí)施方案優(yōu)選包括穿刺導(dǎo)引裝置22，并且因此來自插入位置顯示裝置 20的激光束照射在鄰近插入位置的穿刺導(dǎo)引裝置22的位置導(dǎo)引構(gòu)件30上(見圖2B)。
預(yù)定的插入角度優(yōu)選是在10° -20°范圍內(nèi)適當(dāng)確定的角度。以前述范圍內(nèi)的插入角度，在穿刺針上反射的超聲波返回至超聲探頭，并且因此穿刺針以更高清晰度顯示在超聲圖像上并且在超聲圖像上被更清楚地觀察到。插入位置顯示裝置20通過使用激光束照射顯示由插入位置計(jì)算單元64計(jì)算的插入位置，如上所述。從被激光束照射的位置處插入穿刺針確保穿刺針到達(dá)靶部位，甚至是在醫(yī)生在穿刺術(shù)中從遠(yuǎn)離超聲探頭的位置插入穿刺針從而以預(yù)定的小插入角度插入的情形中。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，圖示的超聲診斷裝置10包括穿刺導(dǎo)引裝置22。穿刺導(dǎo)引裝置22具有在穿刺術(shù)中使用的用于導(dǎo)引插入位置的位置導(dǎo)引構(gòu)件30和用于導(dǎo)引插入角度的角度導(dǎo)引構(gòu)件32。位置導(dǎo)引構(gòu)件30是固定于探頭主體16的細(xì)長板狀構(gòu)件，使得其最大表面與掃描表面M垂直，且具有在構(gòu)件30的寬度方向或側(cè)向方向上的中心形成的通槽(through slot) 30a,使得掃描表面M的延伸區(qū)通過槽30a或與其一個(gè)壁表面相一致。優(yōu)選形成通槽30a，使得掃描表面M的延伸區(qū)與處于這樣的方向上的一個(gè)壁相一致，在所述方向上，通槽30a延伸穿過或通過通槽30a的中心。當(dāng)插入位置顯示裝置20展示插入位置時(shí)，來自插入位置顯示裝置20的激光束照射在位置導(dǎo)引構(gòu)件30的表面上，以顯示插入位置。通過在探頭主體16的側(cè)面上設(shè)置位置導(dǎo)引構(gòu)件30，從而使激光束照射到位置導(dǎo)引構(gòu)件30上以顯示插入位置，顯示的插入位置可以是適合的，甚至在當(dāng)受試者具有彎曲表面時(shí)。在穿刺術(shù)中穿刺針經(jīng)由其插入的位置導(dǎo)引構(gòu)件30的通槽30a可以在與掃描表面M 平行的方向上充當(dāng)位置導(dǎo)引裝置，這容許穿刺針的插入路徑與處于與掃描表面M垂直方向上的掃描表面M齊平。將位置導(dǎo)引構(gòu)件30固定于探頭主體16的方法不特別受限，且可以使用不同的已知固定方法諸如使用螺絲固定。備選地，位置導(dǎo)引構(gòu)件30可以與探頭主體16的外罩形成為一體。圖2C是顯示圖2A中所示的超聲探頭12的角度導(dǎo)引構(gòu)件32的示意圖。
將角度導(dǎo)引構(gòu)件32與位置導(dǎo)引構(gòu)件30相連接，以使得其在其縱向方向上可移動(dòng)， 并具有角度顯示板32a，在所述角度顯示板3 上顯示相對(duì)于位置導(dǎo)引構(gòu)件30的表面的角度。在圖示的實(shí)施方案中，角度導(dǎo)引構(gòu)件32具有用于固定于位置導(dǎo)引構(gòu)件30的夾持部32b，且所述夾持部32b容許角度導(dǎo)引構(gòu)件32與位置導(dǎo)引構(gòu)件30可移動(dòng)地連接。將角度導(dǎo)引構(gòu)件32與位置導(dǎo)引構(gòu)件30相連接，使得角度顯示板3 可以與掃描表面M平行。當(dāng)插入位置顯示裝置20將激光束照射在位置導(dǎo)引構(gòu)件30上以顯示插入位置時(shí)， 將角度導(dǎo)引構(gòu)件32固定于插入位置處的位置導(dǎo)引構(gòu)件30。角度顯示板3 顯示用于從顯示的插入位置插入穿刺針的插入角度。角度顯示板3 用角度諸如10°，20°，30°和60°來標(biāo)記，如圖示的情形那樣。 角度顯示板3 優(yōu)選用由默認(rèn)設(shè)定的至少一個(gè)角度來標(biāo)記。根據(jù)這樣的配置，即穿刺導(dǎo)引裝置包括與位置導(dǎo)引構(gòu)件30可移動(dòng)相連接的角度
6導(dǎo)引構(gòu)件32，穿刺針可以在穿刺術(shù)中以預(yù)定的插入角度容易地插入，而與醫(yī)生的技能無關(guān)， 其通過以下步驟實(shí)現(xiàn)在通過用來自插入位置顯示裝置20的激光束照射而顯示在位置導(dǎo)引構(gòu)件30上的插入位置處將角度導(dǎo)引構(gòu)件32固定于位置導(dǎo)引構(gòu)件30并以由角度顯示板 32a上所示的角度指示的插入角度插入穿刺針。在圖示的情形中，使用夾持部32b將角度導(dǎo)引構(gòu)件32固定于位置導(dǎo)引構(gòu)件30，但是固定方法不僅限于此。例如，可以使用不同的已知方法，如通過使用螺絲來固定并沿與掃描表面M平行的平面可滑動(dòng)地固定所示范的。在圖示的情形中，角度導(dǎo)引構(gòu)件32具有標(biāo)以角度刻度的角度顯示板32a。然而，這不是本發(fā)明的唯一情形并且角度導(dǎo)引構(gòu)件32可以具有用于以與預(yù)設(shè)角度相同的角度導(dǎo)引穿刺針的槽。其次，超聲診斷裝置10的內(nèi)部配置顯示在圖3中。探頭主體16包括多個(gè)超聲換能器34，其組成一維或二維振蕩器陣列，且所述換能器34與它們相應(yīng)的接收信號(hào)處理器36相連。換能器34經(jīng)由傳輸激勵(lì)器38與傳輸控制器 40相連，且接收信號(hào)處理器36與接收控制器42相連。傳輸控制器40和接收控制器42與探頭控制器44相連。接收信號(hào)處理器36和探頭控制器44經(jīng)由通信電纜分別與診斷裝置主體14的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元46和裝置控制器M相連。換能器34各自根據(jù)由傳輸激勵(lì)器38提供的激勵(lì)信號(hào)傳輸超聲波并接收來自受試者的超聲回聲以輸出接收信號(hào)。每個(gè)換能器34由振蕩器包括，例如，由壓電陶瓷(其代表是PZT(鋯鈦酸鉛))或壓電聚合物(其代表是PVDF(聚偏二氟乙烯))制成的壓電體，和設(shè)置在所述壓電體各端部上的電極組成。當(dāng)向各振蕩器的電極提供脈沖電壓或連續(xù)波電壓時(shí)，壓電體擴(kuò)張和收縮以使振蕩器產(chǎn)生脈沖的或連續(xù)的超聲波。合成這些超聲波，以形成超聲波束。在接收傳播的超聲波時(shí)，各振蕩器擴(kuò)張和收縮，以產(chǎn)生電信號(hào)，隨后電信號(hào)作為超聲波接收信號(hào)輸出。傳輸激勵(lì)器38包括，例如，多個(gè)脈沖發(fā)生器并基于由傳輸控制器40選擇的傳輸延遲模式來調(diào)節(jié)用于各換能器34的激勵(lì)信號(hào)的延遲量，使得從換能器34傳輸?shù)某暡ㄐ纬蓪挸暡ㄊ搶挸暡ㄊ采w受試者一定區(qū)域的組織并向換能器34提供經(jīng)調(diào)節(jié)的激勵(lì)信號(hào)。在接收控制器42的控制下，各通道的接收信號(hào)處理器36將從相應(yīng)的換能器34輸出的接收信號(hào)進(jìn)行正交檢波或正交采樣，從而產(chǎn)生復(fù)雜基帶信號(hào)，并對(duì)所述復(fù)雜基帶信號(hào)取樣，以產(chǎn)生包含關(guān)于所述組織區(qū)域的信息的抽樣數(shù)據(jù)。接收信號(hào)處理器36可以通過進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮生成抽樣數(shù)據(jù)，以對(duì)通過采樣復(fù)雜基帶信號(hào)而獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行高效地編碼。探頭控制器44根據(jù)從診斷裝置主體14傳輸?shù)牟煌刂菩盘?hào)來控制探頭主體16 的不同元件。診斷裝置主體14包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元46，其與圖像生成器48相連。圖像生成器48 經(jīng)由顯示控制器50與監(jiān)視器52相連。裝置控制器M與圖像生成器48和顯示控制器50 相連。裝置控制器M還與用于操作者進(jìn)行輸入操作的操作單元56、用于存儲(chǔ)操作程序的存儲(chǔ)單元58、和用于計(jì)算插入位置的插入位置計(jì)算單元64相連。插入位置計(jì)算單元64與用于存儲(chǔ)設(shè)定的插入角度的角度存儲(chǔ)單元66相連。
操作單元56設(shè)定成像菜單和成像條件并發(fā)出用于對(duì)受試者成像的指令。操作單元56設(shè)置有輸入裝置諸如用于設(shè)定成像菜單、成像條件等的輸入鍵、撥號(hào)按鈕、軌跡球和觸摸面板。本發(fā)明的超聲診斷裝置10由通過參考生成的超聲圖像和預(yù)設(shè)插入角度而輸入和設(shè)定的靶位置(靶部位位置)來計(jì)算插入位置，并顯示計(jì)算的插入位置。操作單元56還具有輸入用于計(jì)算/顯示插入位置的指令的功能。操作單元56還具有輸入用于輸入/設(shè)定靶位置和設(shè)定插入角度的指令的功能。操作單元56向裝置控制器M提供為計(jì)算/顯示插入位置而輸入的指令，為設(shè)定靶位置而輸入的指令，和為設(shè)定插入角度而輸入的指令。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元46由存儲(chǔ)器、硬盤等構(gòu)成并存儲(chǔ)由超聲探頭12的接收信號(hào)處理器 36通過通信電纜18傳輸?shù)闹辽僖粠闃訑?shù)據(jù)。圖像生成器48對(duì)從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元46讀出的每一幀抽樣數(shù)據(jù)進(jìn)行接收聚焦 (reception docusing)，以生成代表超聲診斷圖像的圖像信號(hào)。圖像生成器48包括定相加法器60和圖像處理器62。定相加法器60根據(jù)裝置控制器M中設(shè)定的接收方向，從多種先前存儲(chǔ)的接收延遲模式中選擇一種接收延遲模式，并基于所選擇的接收延遲模式，為由取樣數(shù)據(jù)代表的復(fù)雜基帶信號(hào)提供各自的延遲并將它們相加以進(jìn)行接收聚焦。通過該接收聚焦，生成其中超聲回聲被充分聚焦的基帶信號(hào)(聲線信號(hào))。圖像處理器62根據(jù)由定相加法器60產(chǎn)生的聲線信號(hào)，產(chǎn)生B-模式圖像信號(hào)，該信號(hào)是關(guān)于受試者內(nèi)組織的斷層圖像信息。圖像處理器62包括STC(靈敏度時(shí)間控制)部件和DSC(數(shù)字掃描變換器)。STC部件根據(jù)到達(dá)超聲波反射位置的深度，為了由距離引起的衰減而校正聲線信號(hào)。DSC將由STC部件校正的聲線信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟芘c普通電視信號(hào)掃描模式兼容的圖像信號(hào)(進(jìn)行光柵變換)并進(jìn)行所需的圖像處理諸如層次處理以產(chǎn)生B模式圖像信號(hào)。顯示控制器50使監(jiān)視器52根據(jù)由圖像生成器48產(chǎn)生的圖像信號(hào)，顯示超聲診斷圖像。監(jiān)視器52包括顯示裝置諸如例如，IXD，并在顯示控制器50的控制下顯示超聲診斷圖像。角度存儲(chǔ)單元66是用于存儲(chǔ)可以用于在插入位置計(jì)算單元64中計(jì)算插入位置的插入角度值的單元。待存儲(chǔ)在角度存儲(chǔ)單元66中的插入角度值可以是預(yù)設(shè)值，在10° -20°范圍內(nèi)適當(dāng)確定的角度或從操作單元56輸入的數(shù)值。插入位置計(jì)算單元64由從操作單元56輸入的靶位置信息和存儲(chǔ)在角度存儲(chǔ)單元66中的插入角度值來計(jì)算插入位置。靶標(biāo)和插入位置之間的距離χ可以由公式χ = d/ tan θ (其中d是由探頭主體16到靶標(biāo)的深度且θ是插入角度)來確定。插入位置計(jì)算單元64在計(jì)算插入位置時(shí)的操作在下文中參考示意性顯示超聲圖像的圖4A-4C詳細(xì)描述。圖4Α是生成的超聲圖像的示意圖。為了方便起見，顯示與超聲圖像對(duì)應(yīng)的探頭主體16的位置。如圖4Α中所示，生成的超聲圖像是位于探頭主體16下方的截面圖像。
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當(dāng)在操作單元56中輸入用于顯示插入位置的指令時(shí)，光標(biāo)出現(xiàn)在監(jiān)視器52上顯示的超聲圖像上并顯示使得操作者將光標(biāo)指向靶標(biāo)或靶部位的屏幕。操作者使用操作單元56中的軌跡球等將光標(biāo)指向超聲圖像上的靶標(biāo)，并輸入用于指定靶標(biāo)位置的指令(圖4B)。在指定靶位置時(shí)，將靶位置信息提供給插入位置計(jì)算單元64。由提供的靶位置信息(靶標(biāo)深度d)和從角度存儲(chǔ)單元66讀出的插入角度θ，插入位置計(jì)算單元64計(jì)算探頭主體16和插入位置之間的距離χ(圖4C)。插入位置計(jì)算單元64將計(jì)算的到插入位置的距離χ提供給光源控制器28。裝置控制器M控制診斷裝置主體14中的各裝置。裝置控制器M經(jīng)由通信電纜 18與探頭主體16的探頭控制器44相連并將用于控制探頭主體I6的操作的控制信號(hào)提供給探頭控制器44。裝置控制器M經(jīng)由通信電纜18與插入位置顯示裝置20的光源控制器 28相連并將用于控制插入位置顯示裝置20的操作的控制信號(hào)提供給光源控制器觀。在這樣的診斷裝置主體14中，當(dāng)圖像生成器48、顯示控制器50、裝置控制器Μ、插入位置計(jì)算單元64各由CPU和用于使CPU進(jìn)行各種類型處理的操作程序構(gòu)成時(shí)，它們可以由數(shù)字電路構(gòu)成。前述操作程序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元58中。插入位置顯示裝置20包括用于發(fā)射激光束的激光光源對(duì)，光源激勵(lì)器沈，，和用于控制光源激勵(lì)器沈的光源控制器觀，在光源激勵(lì)器沈中使用驅(qū)動(dòng)源諸如電動(dòng)機(jī)使激光光源M環(huán)繞與掃描表面M垂直的軸旋轉(zhuǎn)，以改變激光束照射位置，從而使用激光束顯示插入位置。在如圖示的情形中使用位置導(dǎo)引構(gòu)件30的情形中，光源激勵(lì)器沈優(yōu)選旋轉(zhuǎn)激光光源24，以使得激光束可以在優(yōu)選靠近與掃描表面M的延伸區(qū)平行的通槽30a的位置導(dǎo)引構(gòu)件30上移動(dòng)。如將稍后描述地，當(dāng)不使用位置導(dǎo)引構(gòu)件30時(shí)，光源激勵(lì)器沈優(yōu)選旋轉(zhuǎn)激光光源，以使得激光束可以在掃描表面M的延伸區(qū)上移動(dòng)。光源控制器觀經(jīng)由通信電纜18連接至診斷裝置主體14的裝置控制器M和插入位置計(jì)算單元64。光源控制器觀獲得在插入位置計(jì)算單元64中計(jì)算的插入位置并控制光源激勵(lì)器26，以使得來自激光光源M的激光束可以照射在在插入位置處的位置導(dǎo)引構(gòu)件30上。光源控制器觀基于來自裝置控制器M的指令，控制激光光源M的開/關(guān)(ON/ OFF)。以下，描述超聲診斷裝置10的操作。首先，進(jìn)行普通超聲檢查。操作者將超聲探頭12的超聲傳輸/接收表面16a與受試者的表面相接觸。在這樣的狀態(tài)下，換能器34根據(jù)由探頭主體16的傳輸激勵(lì)器38提供的激勵(lì)信號(hào)傳輸超聲波，并將從已經(jīng)接收到來自受試者的超聲回聲的換能器34輸出的接收信號(hào)提供給相應(yīng)的接收信號(hào)處理器36，以產(chǎn)生抽樣數(shù)據(jù)，隨后抽樣數(shù)據(jù)通過通信電纜18 傳輸?shù)皆\斷裝置主體14并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元46中。另外，從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元46逐幀地讀出抽樣數(shù)據(jù)，并且圖像生成器48生成圖像信號(hào)并且，基于該圖像信號(hào)，顯示控制器50使監(jiān)視器52顯示超聲診斷圖像。當(dāng)在操作單元56中輸入用于顯示插入位置的指令，從而利用顯示的超聲圖像進(jìn)行穿刺術(shù)時(shí)，光標(biāo)出現(xiàn)在監(jiān)視器52中顯示的超聲圖像上，并顯示使操作者將光標(biāo)指向靶標(biāo)
的屏幕。
當(dāng)操作者從操作單元56指定靶位置時(shí)，靶位置信息提供給插入位置計(jì)算單元64。 插入位置計(jì)算單元64由該靶位置信息和從角度存儲(chǔ)單元66讀出的插入角度來計(jì)算插入位置，并將插入位置信息提供給插入位置顯示裝置20的光源控制器觀。插入位置顯示裝置20的光源控制器28基于提供的插入位置信息控制光源激勵(lì)器沈，從而使激光光源M旋轉(zhuǎn)，以使得穿刺針以預(yù)定的插入角度插入的合適插入位置通過使用來自激光光源的激光束照射該插入位置來顯示。如上所述，由于插入位置顯示裝置20顯示穿刺針以預(yù)定的插入角度插入的插入位置，從激光束照射的位置插入穿刺針確保了穿刺針可以到達(dá)靶部位，甚至在醫(yī)生在穿刺術(shù)中從遠(yuǎn)離超聲探頭的位置插入穿刺針從而以預(yù)定的小插入角度插入的情形中。本發(fā)明基本如上所述。在圖示的情形中，計(jì)算的插入位置僅利用包括激光光源的插入位置顯示裝置20 來顯示，但是這并不是本發(fā)明唯一的情形。例如，穿刺針的插入路徑可以由在插入位置計(jì)算單元64中計(jì)算的插入位置信號(hào)和在角度存儲(chǔ)單元66中存儲(chǔ)的預(yù)定插入角度來計(jì)算，并作為監(jiān)視器52中顯示的超聲圖像的導(dǎo)引線來顯示，如在圖5中所示的超聲圖像的示意圖中那樣。還存在這樣的情形，其中醫(yī)生從與超聲圖像上相對(duì)于超聲探頭12的方向相反的方向進(jìn)行穿刺術(shù)。因此，超聲圖像的左側(cè)和右側(cè)可以根據(jù)來自操作單元56的指令被反轉(zhuǎn)。 左側(cè)和右側(cè)也可以針對(duì)穿刺針的導(dǎo)引線(如果它們被顯示)被反轉(zhuǎn)。圖示的超聲診斷裝置10被配置成使得操作者操作操作單元56，以將光標(biāo)指向超聲圖像上的靶部位位置，并指定靶位置，由此獲得靶位置信息。然而，這不是本發(fā)明的唯一情形，且超聲診斷裝置可以，例如，配置為分析超聲圖像并計(jì)算靶標(biāo)諸如腫瘤的位置。在這樣的情形中，超聲診斷裝置優(yōu)選配置為使得操作者可以，如果需要，從操作單元校正靶位置。圖示的超聲診斷裝置10被配置成使得超聲探頭12包括穿刺導(dǎo)引裝置22且來自插入位置顯示裝置20的激光束照射在穿刺導(dǎo)引裝置22 (更具體地，位置導(dǎo)引構(gòu)件30)的表面上。然而，這不是本發(fā)明的唯一情形。例如，超聲診斷裝置10可以被配置為使得來自插入位置顯示裝置20的激光束照射在受試者的皮膚表面上，以代替使用穿刺導(dǎo)引裝置22。利用插入位置顯示裝置20顯示插入位置的方法不僅限于這樣的一種，其中通過使用激光束照射來顯示插入位置，和可以利用除激光以外的光源諸如LED來顯示插入位置。圖6是顯示可以用于本發(fā)明的超聲診斷裝置中的插入位置顯示裝置的另一個(gè)實(shí)例的示意圖。圖6中所示的插入位置顯示裝置100包括光源102、狹縫構(gòu)件104和反射器106。光源102是已知類型諸如LED。將狹縫構(gòu)件104和反射器106在來自光源102光程的方向上向下布置，并且光源102朝向狹縫構(gòu)件104和反射器106發(fā)射光。狹縫構(gòu)件104是板狀構(gòu)件，其具有在其中央形成的十字形光傳輸窗口且該光傳輸窗口通過部分來自光源102的光。僅與該光傳輸窗口形狀相對(duì)應(yīng)的在狹縫構(gòu)件104上照射的部分光照射反射器106。反射器106用于反射由光源102發(fā)射并通過狹縫構(gòu)件104的光從而照射插入位置。將反射器106安裝在與掃描表面M垂直的軸上，以致可通過驅(qū)動(dòng)源諸如電動(dòng)機(jī) (未顯示)來旋轉(zhuǎn)。反射器106基于插入位置計(jì)算單元64中的插入位置的計(jì)算結(jié)果旋轉(zhuǎn)， 從而用光照射插入位置。如上所述，也可以使用除激光以外的光源(例如LED)，并且特別地，在使用無方向光源的情形中，狹縫構(gòu)件和反射器可以如在圖6中所示的插入位置顯示裝置100中那樣使用，從而用光照射插入位置。顯示插入位置的方法不僅限于使用光(激光束)照射插入位置的方法，且可以在監(jiān)視器52上顯示從探頭主體到插入位置的距離值。在這樣的情形中，穿刺導(dǎo)引裝置中的位置導(dǎo)引構(gòu)件30的表面優(yōu)選使用距離刻度來標(biāo)記。圖示的超聲診斷裝置10被配置成使得在探頭主體16和診斷裝置主體14之間經(jīng)由通信電纜18建立有線連接，從而進(jìn)行不同數(shù)據(jù)的傳輸和接收。然而，這不是本發(fā)明的唯一情形，且在探頭主體16和診斷裝置主體14之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線傳輸和接收。盡管以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的超聲診斷裝置，但是本發(fā)明決不僅限于以上實(shí)施方案，且在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的條件下，可以作出不同的改進(jìn)或改變。
權(quán)利要求
1.一種超聲診斷裝置，其包括超聲探頭，其向受試者傳輸超聲波，接收在所述受試者上反射的超聲回聲并輸出接收信號(hào)；圖像生成裝置，其用于基于由所述超聲探頭輸出的接收信號(hào)生成所述受試者的超聲圖像；圖像顯示裝置，其用于顯示由所述圖像生成裝置生成的所述超聲圖像；位置指定裝置，其用于指定進(jìn)行穿刺術(shù)的靶位置；插入位置計(jì)算裝置，其用于由關(guān)于通過所述位置指定裝置指定的靶位置和預(yù)定的插入角度的信息計(jì)算插入位置；和插入位置顯示裝置，其用于顯示通過所述插入位置計(jì)算裝置計(jì)算的插入位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的超聲診斷裝置，其中所述插入位置顯示裝置通過用光照射所述插入位置來顯示所述插入位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的超聲診斷裝置，其中所述插入位置顯示裝置通過用激光束照射來顯示所述插入位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的超聲診斷裝置，其中所述插入位置顯示裝置通過在所述圖像顯示裝置上顯示從所述超聲探頭到所述插入位置的距離值來顯示所述插入位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的超聲診斷裝置，還包括固定于所述超聲探頭的位置導(dǎo)引構(gòu)件。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3的超聲診斷裝置，其還包括穿刺導(dǎo)引裝置，所述穿刺導(dǎo)引裝置具有固定于所述超聲探頭的位置導(dǎo)引構(gòu)件和可移動(dòng)地固定于所述位置導(dǎo)引構(gòu)件并顯示用于穿刺術(shù)中的插入角度的角度導(dǎo)引構(gòu)件，所述插入位置顯示裝置通過用光照射所述位置導(dǎo)引構(gòu)件來顯示所述插入位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的超聲診斷裝置，其中所述圖像顯示裝置顯示所述超聲圖像和導(dǎo)引線，所述導(dǎo)引線通過由關(guān)于所述位置指定裝置指定的靶位置和預(yù)定的插入角度的信息計(jì)算穿刺術(shù)中穿刺針的插入路徑而獲得。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的超聲診斷裝置，其還包括角度調(diào)節(jié)裝置，所述角度調(diào)節(jié)裝置用于改變所述預(yù)定的插入角度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的超聲診斷裝置，其中所述預(yù)定的插入角度在 10° -20°的范圍內(nèi)適當(dāng)確定。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的超聲診斷裝置，其中所述位置指定裝置根據(jù)輸入的指令，在所述圖像顯示裝置中顯示的所述超聲圖像上指定所述靶位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的超聲診斷裝置，其中所述位置指定裝置分析所述超聲圖像以計(jì)算所述靶位置。
全文摘要
超聲診斷裝置包括超聲探頭、圖像生成器、監(jiān)視器、用于進(jìn)行穿刺術(shù)時(shí)指定靶位置的位置指定單元、用于由關(guān)于由所述位置指定單元指定的靶位置和預(yù)定的插入角度的信息計(jì)算插入位置的插入位置計(jì)算單元和用于顯示由插入位置計(jì)算單元計(jì)算的插入位置的插入位置顯示單元。該超聲診斷裝置確保從遠(yuǎn)離超聲探頭的位置插入以減小插入角度從而以較高的清晰度成像的穿刺針也可以到達(dá)靶部位。
文檔編號(hào)A61B8/00GK102551797SQ20111030840
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者田代理香 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社