(57)【要約】      （修正有）【課題】相対的に広い領域を提供する光映像情報に基づいてカテーテル施術時に医療用針の挿入経路を設定し、施術過程を超音波映像を通じて観察することができる超音波システムを提供する。【解決手段】対象体に超音波を送信して、対象体から反射される受信信号に基づいて超音波映像信号を生成する超音波診断部１０と、相対的に広い領域に対する広域映像信号を提供する広域映像信号提供部２１と、超音波映像及び広域映像を結合して再構成映像を形成する映像処理部３０と、ユーザーにより対象体内の病変及び医療用針の挿入点を選択するためのユーザー入力部４０と、病変及び医療用針の挿入点に基づいて少なくとも一つの医療用針の挿入経路を設定するための経路設定部５０と、病変と医療用針の挿入点の位置及び医療用針の挿入経路を示す再構成映像をディスプレイして、超音波映像をリアルタイムでディスプレイするためのディスプレイ部６０を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象体に超音波を送信して、前記対象体から反射される受信信号に基づいて超音波映像信号を生成する超音波診断部と、
相対的に広い領域に対する広域映像信号を提供する広域映像信号提供部と、
前記超音波映像信号及び前記広域映像信号に基づいて超音波映像及び広域映像を結合して再構成映像を形成する映像処理部と、
ユーザーにより前記対象体内の少なくとも一つの病変及び少なくとも一つの医療用針の挿入点を選択するためのユーザー入力部と、
前記病変及び前記医療用針の挿入点に基づいて少なくとも一つの医療用針の挿入経路を設定するための経路設定部と、
前記病変と前記医療用針の挿入点の位置及び医療用針の挿入経路を示す前記再構成映像をディスプレイして、前記超音波映像をリアルタイムでディスプレイするためのディスプレイ部と
を備えることを特徴とする超音波システム。
【請求項２】
前記広域映像信号はＣＴスキャナにより生成されたことを特徴とする請求項１に記載の超音波システム。
【請求項３】
前記広域映像信号はＭＲＩシステムにより生成されたことを特徴とする請求項１に記載の超音波システム。
【請求項４】
前記再構成映像は多様な時点に形成された映像であることを特徴とする請求項１に記載の超音波システム。
【請求項５】
前記再構成映像は前記対象体の表面から前記病変に向かう時点に形成された映像であることを特徴とする請求項４に記載の超音波システム。
【請求項６】
前記再構成映像は前記病変から前記対象体の表面に向かう時点に形成された映像であることを特徴とする請求項４に記載の超音波システム。
【請求項７】
前記ユーザーは前記ユーザー入力部を通じて少なくとも一つの指定点をさらに選択して、前記経路設定部は前記病変、前記医療用針の挿入点及び前記指定点に基づいて前記医療用針の挿入経路を再設定することを特徴とする請求項１に記載の超音波システム。
【請求項８】
前記広域映像信号及び前記超音波映像信号に基づいて前記対象体及び前記周辺構成体の境界を抽出する境界抽出部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波システム。
【請求項９】
前記経路設定部は前記病変、前記医療用針の挿入点及び前記境界抽出部により抽出された境界に基づいて前記医療用針の挿入経路を再設定することを特徴とする請求項８に記載の超音波システム。
【請求項１０】
前記ディスプレイ部はリアルタイムでディスプレイされる前記超音波映像上に前記医療用針の挿入経路を表示することを特徴とする請求項１、７及び９のうちいずれか一項に記載の超音波システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波システムに関し、特にカテーテル施術のための超音波システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療技術が発達するによって直接切開せず、人体の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）などの医療用針を挿入して治療や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。即ち、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。
【０００３】
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に露出される危険がある。これに比べて、超音波診断システムの場合、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、超音波診断装置のみ用いる場合、患者の全ての病変の映像を得難く、各病変に対しても全体でなく該当病変の一部分のみの映像を得ることができるだけでなく、病変とその周囲領域の映像を共に得ることはあり得ず、病変に至る経路を効果的に検索し難く、映像の信号対雑音比が低いため、施術計画を樹立するには適していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は相対的に広い領域を提供する光映像情報に基づいてカテーテル施術時に医療用針の挿入経路を設定し、施術過程を超音波映像を通じて観察することができる超音波システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一様態による超音波システムは、対象体に超音波を送信して、前記対象体から反射される受信信号に基づいて超音波映像信号を生成する超音波診断部と、相対的に広い領域に対する広域映像信号を提供する広域映像信号提供部と、前記超音波映像信号及び前記広域映像信号に基づいて超音波映像及び広域映像を結合して再構成映像を形成する映像処理部と、ユーザーにより前記対象体内の少なくとも一つの病変及び少なくとも一つの医療用針の挿入点を選択するためのユーザー入力部と、前記病変及び前記医療用針の挿入点に基づいて少なくとも一つの医療用針の挿入経路を設定するための経路設定部と、前記病変と前記医療用針の挿入点の位置及び医療用針の挿入経路を示す前記再構成映像をディスプレイして、前記超音波映像をリアルタイムでディスプレイするためのディスプレイ部を備える。
【発明の効果】
【０００６】
前述したようになされる本発明による超音波システムは、相対的に広い領域の映像を提供するＣＴ、ＭＲＩ映像に基づいて映像を多様な時点を基準に再構成して提供する。これにより施術者は施術計画時に病変周辺の状態をより容易かつ正確に観察しながら、医療用針の挿入経路を設定することができる。
【０００７】
また、本発明による超音波システムを用いて医療用針の挿入状態などをリアルタイムで把握することができ、医療用針の挿入過程を観察しながら施術を進めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付された図面を参照し、本発明の実施例を詳細に説明する。
【０００９】
図１に示されるように、本発明による超音波システム１００は超音波診断部１０、映像信号提供部２０、映像処理部３０、ユーザー入力部４０、医療針の挿入経路設定部（以下、経路設定部という）５０及びディスプレイ部６０を備える。
【００１０】
超音波診断部１０は対象体に超音波を送信し、対象体から反射される受信信号に基づいて超音波映像信号を生成する。
【００１１】
映像信号提供部２０は広域映像信号提供器２１と超音波映像信号提供器２２を備える。広域映像信号提供器２１はカテーテル施術を事前計画するためにＣＴスキャナまたはＭＲＩシステムなどのように相対的に広い領域の映像を提供する映像システム（以下、広域映像システムという）と連結されてＣＴ映像信号及びＭＲＩ映像信号のような広域映像信号を映像処理部３０に提供する。このために広域映像信号提供器２１は広域映像システムから入力される多数フレームに該当する広域映像信号を格納するためのメモリを備えることができる。または広域映像信号提供器２１はデータ転送ラインからもなり得る。
【００１２】
超音波映像信号提供器２２は超音波診断部１０で生成された超音波映像信号を映像処理部３０に提供する。超音波映像信号提供器２２はカテーテル施術を事前計画するために過去に獲得された超音波映像信号と施術が進行される間の超音波映像信号を提供する。即ち、施術計画設定（医療針の挿入経路を設定）過程では、以前に獲得された対象体の超音波映像信号を提供する。施術過程では、施術者（医者）が参考にすることができるように、病変の位置に向かって医療用針が挿入される間に超音波診断部１０から周期的に病変と医療用針の超音波映像信号の入力を受けて映像処理部３０に提供することができる。また、超音波映像信号提供器２２も超音波診断システムから入力される多数のフレームに該当する超音波映像信号を格納するためのメモリを備えることができ、またはデータ転送ライン自体でもある。
【００１３】
映像処理部３０は境界抽出器３１及び多重映像処理器３２及びディスプレイ信号生成器３３を備える。境界抽出部３１は映像信号提供部２０から提供された広域映像信号及び超音波映像信号に基づいて映像内に含まれたいくつかの構成体の境界を抽出する。構成体境界は予め入力された臓器形状、骨領域の明るさなどに関する情報などに基づいて公知となった多様なイメージ処理方法で抽出されることができる。システムによって境界抽出器３１は備えられないこともある。
【００１４】
多重映像処理器３２は広域映像信号提供器２１及び超音波映像信号提供器２２から入力される広域映像信号（ＣＴ映像信号またはＭＲＩ映像信号）及び超音波映像信号に基づいて再構成映像を形成する。即ち、再構成映像は広域映像と超音波映像の結合映像（ｆｕｓｉｏｎ  ｉｍａｇｅ）である。このように再構成映像は相対的に広い領域を示すので、病変周辺の状態をより正確かつ容易に把握してカテーテル施術のための医療用針の挿入経路を設定することができる。また、再構成映像はリアルタイム映像を示すので、施術者は病変に向かって医療用針が挿入される過程をリアルタイムで観察することができる。
【００１５】
再構成映像は図２に示されるように３次元映像になることができる。また、再構成映像は図３ａ及び３ｂに示されるように他の時点（ＶＰ１及びＶＰ２で眺めた病変及びその周辺領域を示す映像になることができる。図３ａは皮膚から病変に向かう時点に形成された、病変（Ｐ）及び構成体（ＰＣ１、ＰＣ２及びＰＣ３つを備える３次元再構成映像の透視図である。図３ｂは病変から皮膚に向かう時点に形成された、構成体（ＰＣ１、ＰＣ２及びＰＣ３つを備える３次元再構成映像の透視図である。このように多様な時点での再構成映像を提供することによって針の挿入経路設定に参考できる多様な情報を提供することができる。
【００１６】
このように形成された再構成映像上に、ユーザーは少なくとも一つの病変、少なくとも一つの医療用針の挿入点（以下、挿入点という）及び医療用針の挿入経路を変更するための任意の点（以下、指定点という）などを選択することができる。選択された病変、指定点及び挿入点に関する情報はテキストデータにより、ディスプレイ部６０にディスプレイされる。
【００１７】
ディスプレイ信号生成器３３はディスプレイウィンドーの数、位置及びサイズなどを制御するためのディスプレイ信号を生成してディスプレイ部６０に提供する。これにより、再構成映像、広域映像及び超音波映像とテキストデータをディスプレイ部６０上に同時にディスプレイすることができる。テキストデータは、再構成映像上にユーザーが選択した病変、指定点、挿入点の位置と個数及び医療用針の挿入経路と関連するデータである。
【００１８】
ユーザー入力部４０はユーザーに再構成映像上で病変、挿入点、指定点などを選択可能にする。ユーザー入力部４０はマウス、トラックボール（ｔｒａｃｋ  ｂａｌｌ）などで構成できる。図２に示された通り、ユーザーはユーザー入力部４０を通じて病変Ｐ１及びＰ２と挿入点ＮＰ１、ＮＰ２及びＮＰ３を選択することができる。例えば、病変Ｐ１及びＰ２と挿入点ＮＰ１、ＮＰ２及びＮＰ３は再構成映像上にそれぞれ球及び点で示すことができる。
【００１９】
経路設定部５０はユーザー入力部４０を通じてユーザーにより選択された病変、挿入点及び指定点の位置及び個数と関連した情報の入力を受け、病変、指定点及び挿入点の座標及び病変の大きさを算出して、算出された座標に基づいて医療針の挿入経路を提示する。例えば、図２に示されるように、経路設定部４０は病変Ｐ１と挿入点ＮＰ１の最短距離、病変Ｐ２と挿入点ＮＰ２の最短距離及び病変Ｐ２と挿入点ＮＰ３の最短距離を基準にそれぞれ経路Ｒ１、Ｒ２及びＲ３を設定することができる。設定された経路Ｒ１、Ｒ２及びＲ３はディスプレイ部６０に伝達されて再構成映像上にディスプレイされることによってユーザーに提供される。
【００２０】
一方、図４に示されるように病変Ｐと挿入点ＮＰの最短距離を基準に経路Ｒａが設定される場合、骨を通過して医療用針を挿入しなければならない。この場合、例えば、ユーザーは医療用針の挿入経路を変更するために指定点ＤＰを選択することができる。これにより、経路設定部５０は挿入点ＮＰ、指定点ＤＰ及び病変Ｐの位置を基準に経路Ｒｂを再設定することができる。
【００２１】
さらに、図４に示される場合、経路設定部５０は病変Ｐ、挿入点ＮＰ及び境界抽出部３１により抽出された境界の位置情報に基づいて任意経路を提示することができる。普遍的に伝えられたＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｌａｎａｒ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）、３Ｄ陰影ボリュームレンダリング（Ｓｈａｄｅｄ／Ｕｎｓｈａｄｅｄ  Ｖｏｌｕｍｅ  Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）ＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）、ＭｉｎＩＰ（Ｍｉｎｕｍｕｍ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）、ＳＳＤ（Ｓｈａｄｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、仮想内視鏡検査法（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｅｎｄｏｓｃｏｐｙ）を用いて設定された経路に沿って経路に経由する骨や組織の特性を示す周辺構成体に対する映像信号が生成される。その後、その周辺構成体に対する映像信号に基づいて、経路設定部５０は図４に示された通り経路Ｒｃを提示することができる。ユーザーはユーザー入力部４０を通じて提示された経路の中で最終経路を選択したり、再構成映像上に医療用針の挿入経路を直接設定することができる。
【００２２】
ディスプレイ部６０は映像処理部３０で形成された再構成映像、広域映像及び超音波映像をディスプレイする。また、ディスプレイ部６０はテキストデータをディスプレイすることができる。図５はディスプレイウィンドーＡ、Ｂ、Ｃに再構成映像、広域映像及び超音波映像がディスプレイされ、テキストウィンドーＤに病変の位置、個数、経路などに関するテキストデータがディスプレイされる例を示している。前述したように、ディスプレイウィンドーの数及び各ウィンドーにディスプレイされる映像の種類はシステム設定条件に応じて変化することがある。
【００２３】
一方、ディスプレイ部６０は映像処理部３０から周辺構成体に対する映像信号の提供を受けて、ディスプレイウィンドー（Ａ、Ｂ、Ｃ）の中のいずれか一つまたは追加されたディスプレイウィンドーに周辺構成体の映像をディスプレイすることができる。
【００２４】
また、ディスプレイ部６０は施術過程、即ち病変に向けて医療用針が挿入される状態を示す超音波映像をリアルタイムでディスプレイする。この時、ディスプレイ部６０はリアルタイムでディスプレイされる超音波映像上に最終経路をガイドラインとして提供し、医療用針が設定された経路に沿って挿入されるかを示すことができる。
【００２５】
本発明は望ましい実施例を通じて説明し例示したが、当業者であれば添付した請求の範囲の思想及び範疇を逸脱せず、様々な変形及び変更ができることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例による超音波システムの構成を示すブロック図である。
【図２】再構成映像の一例を示す斜視図である。
【図３ａ】皮膚から病変を眺めた観点から具現された再構成映像を示す斜視図である。
【図３ｂ】病変から皮膚を眺めた観点から具現された再構成映像を示す斜視図である。
【図４】医療用針の挿入経路設定を説明するための例示図である。
【図５】本発明の実施例によるディスプレイ例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１００：超音波システム、
１０：超音波診断部、
２０：映像信号提供部、
２１：広域映像信号提供器、
２２：超音波映像信号提供器、
３０：映像処理部、
３１：境界抽出器、
３２：多重映像処理器、
３３：ディスプレイ信号生成器、
４０：ユーザー入力部、
５０：医療針の挿入経路設定部、
６０：ディスプレイ部。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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