超声波诊断设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种超声波诊断装置，尤其涉及一种用于辅助徒手穿刺的技术。
【背景技术】
[0002] 穿刺技术或者穿刺操纵（下文简单称为"穿刺"）是一种为了注射药品、采样组织 等而用于将穿刺针通过身体表面插入身体的技术。还可以实施穿刺用于烧灼肿瘤等。对于 穿刺，利用超声波诊断来核查穿刺针的末端和目标组织之间的位置关系。具体地，将穿刺针 插入，同时用户核查出现在层析图像上的穿刺针图像。作为穿刺的方法，存在公知的"机械 引导方法"，其中在探头上安装具有针凹槽的穿刺适配器，并且穿刺针由穿刺适配器引导； 以及"徒手（freehand)方法"，其中不使用上述装备，而是将穿刺针用手握住并且自如地实 施穿刺。在任一方法中，都要确定穿刺针的移动方向，使得穿刺路径在波束扫描平面上。
[0003]电子线性扫描包括非偏转扫描和偏转扫描。在非偏转扫描中，超声波束不偏转。也 即，超声波束形成为具有〇度的波束偏转角度（在正交于换能器的传送和接收平面的方向 上），且这种垂直超声波束被电子扫描。在这种非偏转扫描中，每次扫描都形成矩形波束扫 描区域，并且形成对应的层析图像（非偏转扫描图像）。
[0004]另一方面，在偏转扫描中，超声波束以期望偏转角度倾斜，并且倾斜超声波束被电 子扫描。通常，在偏转扫描的情形下，每次扫描都形成平行四边形状波束扫描平面，并且形 成对应的层析图像（偏转扫描图像）。相对于该扫描，公知一种空间复合方法用于改善图像 质量。在该方法中，例如，由非偏转扫描形成的帧数据，由带正偏转角度的偏转扫描形成的 帧数据，以及由带负偏转角度的偏转扫描形成的帧数据被结合以产生结合帧数据，并且基 于结合帧数据形成层析图像。在这种情况下，通常，在各个偏转扫描帧数据的该情况下，延 伸得超出非偏转帧数据的三角形部分被切去，并且形成类似于对于非偏转扫描的层析图像 的具有矩形形状的层析图像。该层析图像包括：中央子区域，其中非偏转扫描区域和两个偏 转扫描区域重叠；以及右侧子区域和左侧子区域，在这两个子区域的每个中非偏转扫描区 域和一个偏转扫描区域重叠。在以风扇形状扫描超声波束的凸面扫描等中，在一些情形下 也可以应用空间复合方法。
[0005] 出现在层析图像上的穿刺针图像取决于穿刺针的轴向方向（穿刺方向）和超声波 束之间的交叉角度而显著改变。一般来讲，当交叉角度是直角时来自穿刺针的回声的强度 最大化，并且在这种情况下穿刺针图像在层析图像上出现地最显著。因此，当实施穿刺时， 期望在设定波束偏转角度之后实施偏转扫描，使得波束方向正交于穿刺路径。另一方面，为 了形成组织的图像，或者为了形成与在正常情形下一样的矩形层析图像，期望实施非偏转 扫描。从这种观点来说，在穿刺期间，交替地重复非偏转扫描和偏转扫描，并且基于结合帧 数据来顺序显示层析图像。
[0006] 专利文献1公开了一种用来穿刺的超声波诊断装置。在超声波诊断装置中，穿刺 适配器安装在探头上，穿刺角度由穿刺适配器的类型指定。基于穿刺角度将超声波束的偏 转角度设定为正交于穿刺路径。换句话说，处于倾斜状态的超声波束被电子扫描。利用这 种构造，包括组织图像和穿刺针图像的层析图像显示在屏幕上。表示穿刺路径的引导线也 包括在屏幕上的显示中。但是，在专利文献1的超声波诊断装置中，在穿刺期间，仅显示偏 转扫描图像。专利文献1未公开使用基于空间复合方法的结合图像，因此未描述与在结合 图像上显示穿刺针图像的特有问题以及用于解决此问题的结构。
[0007] 专利文献2在图5中公开了超声波诊断装置，其结合非偏转扫描图像和偏转扫描 图像，并且显示结合图像。前者用于清晰地显示组织，后者用于清晰地显示穿刺针。利用结 合图像，能够清晰地显示组织和穿刺针。但是，专利文献2未公开与区分非偏转扫描图像 (非偏转扫描区域）和偏转扫描图像（偏转扫描区域）的形状关联的特有问题，以及用于 处理此问题的结构。更具体来说，在专利文献2中，结合图像是矩形图像，并且包括由这两 种图像形成的重叠子区域以及仅由非偏转扫描图像形成的非重叠子区域。在非重叠子区域 中，通常未清晰地显示穿刺针。因此期望的是，在穿刺之前目标组织定位于重叠子区域内， 而穿刺针设定为未达到非重叠子区域。但是，在结合图像上重叠子区域和非重叠子区域之 间的边界不必须是清晰的。专利文献2未描述用于明确地示出边界的结构。
[0008] 在专利文献2的图5示出的结构中，使用穿刺适配器（采用机械引导方法），并且 在穿刺之前确定穿刺角度。因而，始终形成恒定穿刺路径。在该情况下，因为偏转角度始终 恒定，所以边界的位置不改变，并且让用户在每次检查时注意边界位置的必要性较低。可替 换地，可以确定穿刺角度（也即，偏转角度）使得在结合图像中重叠子区域占优势。在该情 况下，在大多数情形下目标组织将定位于重叠子区域内，因而具有上述问题的可能性较低。
[0009] 相反，在徒手方法的情形下，尤其在能够自由选择偏转角度的徒手方法中，每次检 查时边界的位置会改变，一开始难以在屏幕上识别偏转角度。即使显示穿刺引导线，也仅能 够获得对穿刺方向的粗略估计，而难以识别重叠子区域的边缘（以上描述的边界）。因此， 难以在图像上识别目标组织（或者穿刺针的末端达到的点）是否定位于重叠子区域内。在 徒手方法的情形下，一方面需要用一只手握住探头另一方面需要同时握住穿刺针，难以在 穿刺开始之后指定或者选择偏转角度。必须在穿刺之前指定偏转角度。
[0010] 专利文献3示出了基于空间复合方法的图像结合系统。该系统似乎假定为徒手方 法。在该系统中，为了清晰地形成组织和穿刺针这两种图像，而结合了具有不同偏转角度的 多个层析图像。专利文献3在图8中示出了在结合图像中表示梯形子区域的图形。梯形 子区域可以理解为非偏转扫描图像和偏转扫描图像彼此重叠的区域，并且图形化表示其外 围。但是，在专利文献3的图8的结构中，不存在对应于穿刺引导线的元件。因为穿刺针的 移动方向看起来不正交于图8中的梯形子区域的斜边，所以专利文献3不能识别正交关系 的建立。
[0011] [相关参考文献]
[0012] [专利文献]
[0013][专利文献1]日本专利申请公开平9-28708A
[0014][专利文献2]日本专利申请公开2006-320378
[0015][专利文献3]美国专利申请公开2011/0249878A
【发明内容】
[0016] [技术问题]
[0017] 本发明的优势是检查者能够在穿刺之前核查根据波束偏转角度改变的参考穿刺 路径，并且能够核查形成根据波束偏转角度改变的子区域的穿刺针图像的边界。本发明的 另一优势在于，在穿刺之前，检查者能够容易地核查目标组织定位于形成子区域的穿刺针 图像内。
[0018] [解决问题的方案]
[0019] 根据本发明的一个方案，提供了一种超声波诊断装置，其包括：偏转角度确定单 元，其确定对应于计划穿刺角度的波束偏转角度；扫描控制器，其根据波束偏转角度控制用 于形成组织图像的第一波束扫描和用于形成穿刺针图像的第二波束扫描；图形图像形成单 元，其形成具有穿刺引导的图形图像；结合单元，其结合由第一波束扫描获得的第一帧数据 和由第二波束扫描获得的第二帧数据，以产生结合帧数据；以及显示处理器，其将图形图像 和基于结合帧数据的超声波图像进行结合以产生显示图像，其中穿刺引导包括：主引导线， 其表示由计划穿刺角度确定的参考穿刺路径；以及子引导线，其与主引导线交叉，子引导线 比主引导线短并且表示第二波束扫描的区域的边缘。
[0020] 根据上述构造，图形图像与超声波图像一起显示，图形图像包括穿刺引导。穿刺引 导用于辅助穿刺，并且包括主引导线和子引导线。利用主引导线，能够视觉地识别参考穿刺 路径。参考穿刺路径功能为粗略估计以用于获得清晰的穿刺针图像。即使穿刺针偏离于参 考穿刺路径，只要用于目标组织的实际穿刺路径不偏离就能够实现穿刺的目的。当参考穿 刺路径和穿刺针的移动的实际方向之间的偏离角度变得较大时，穿刺针图像的清晰性将降 低。因此期望实施穿刺以使得实际穿刺路径尽可能靠近、或者尽可能平行于参考穿刺路径。 当确定参考穿刺路径正好通过穿刺目标坐标时，期望实施穿刺以使得实际穿刺路径尽可能 靠近参考穿刺路径。期望地，通过参考点和计划穿刺角度来确定参考穿刺路径。例如，参考 点是超声波图像的右上角或者左上角的点，对应于探头的一个端部或者另一端部（或者阵 列换能器的一个端部或者另一端部）。可替换地，参考点可以不设定为固定点，而是取决于 实际穿刺位置可变。
[0021] 子引导线表示第二波束扫描区域的边缘。换句话说，利用子引导线，能够视觉地易 于辨认能够显示清晰穿刺针图像（实施第二波束扫描的区域；重叠子区域）的子区域。具 体地，期望的是，确定计划穿刺角度并且确定探头的位置和方位，使得通过穿刺针末端达到 的目标组织或者穿刺目标坐标包括在子区域中。根据这种设定，能够在穿刺处理期间继续 始终清晰地显示穿刺针图像（尤其，其末端）。也即，能够解决穿刺针末端从子区域移除并 且穿刺针末端的图像突然不形成或者变得不清晰的问题。
[0022] 在上述构造中，当通