专利名称：超声探头、位置显示设备和超声诊断设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及超声探头、位置显示设备以及超声诊断设备，其中该超声诊断设备显示超声图像和指定具体区域，并且显示超声探头中换能器的对应位置。
背景技术：
超声诊断设备在图像显示单元上的B模式图像或彩色多普勒图像中显示目标对象的情况。如果该图像显示单元和超声探头的换能器阵列之间的位置关系不能被确定，操作者不能容易和准确地识别关于从超声探头观察到的目标对象的位置。专利文件1中公开的常规超声诊断设备指定了图像显示单元和超声探头的换能器阵列之间的位置关系。专利文件1中公开的常规超声诊断设备在超声探头的盖的侧边上以规律间隔形成位置标记，并在图像显示单元上以规律间隔显示对应于该位置标记的位置指示。[现有技术][专利文件][专利文件1]日本专利4489237B[相关技术描述]遗憾的是，以规律间隔放置的位置标记和位置指示提供超声图像上任意地点的粗略位置，并且难以将超声探头中的换能器阵列和超声图像上的任意地点联系起来。而且， 当操作者使用医疗笔在目标对象的表面上指示位置用于手术目的时，采用放大格式显示超声图像；采用放大格式指示放大图像的任意位置和超声探头中的换能器阵列之间的位置关系，这是优选的。

发明内容
因此本发明的目的是提供超声诊断设备，其中该装置识别在超声探头中具体区域的位置，其通过操作者对图像显示单元中显示的超声图像设置该具体区域而实现。而且，本发明涉及超声探头和位置显示设备，该位置显示设备可以显示超声探头的位置以及超声探头的具体区域的对应位置。在其第一方面，本发明提供了连接至超声诊断设备的超声探头，该超声诊断设备包括用于显示超声图像的图像显示单元。超声探头包括在预定方向上排列的换能器阵列， 用于传送超声至目标对象并且接收反射的超声；固定到该超声探头的探头显示单元，其具有与该超声探头的换能器阵列相同的长度或具有比该换能器阵列的长度更长的长度；以及显示控制单元，用于基于由图像显示单元中显示的超声图像指定的具体信息将该具体信息的对应位置显示到该探头显示单元。在其第二方面，本发明提供了超声探头。具体信息是关于预定方向的目标对象的部位的两端部，并且显示控制单元将一个端部与另一个端部分开以用于在探头显示单元上显示两个点。在其第三方面，本发明提供了超声探头。具体信息是对于预定方向的目标对象的部位的宽度，并且显示控制单元在探头显示单元中显示该宽度的区域。在其第四方面，本发明提供了位置显示设备，其以可移除方式固定到超声探头，该超声探头连接至超声诊断设备，该超声诊断设备包括用于显示超声图像的图像显示单元。 该位置显示设备包括固定到超声探头的探头显示单元，其包括具有与该超声探头内的换能器阵列相同的长度或具有比该换能器阵列的长度更长的长度的探头显示单元；以及显示控制单元，用于基于由图像显示单元中显示的超声图像指定的具体信息将对应位置显示到该探头显示单元。该位置显示单元采用探头显示单元以换能器阵列排列的方向对应于换能器阵列的方式固定到超声探头。在其第五方面，本发明提供了位置显示设备。具体信息是对于预定方向的目标对象的部位的两端部，并且显示控制单元将一个端部与另一个端部分开以用于在探头显示单元上显示两个点。在其第六方面，本发明提供了位置显示设备。具体信息是对于预定方向的目标对象的部位的宽度，并且显示控制单元在探头显示单元中显示该宽度的区域。在其第七方面，本发明提供了超声诊断设备，其包括图像显示单元，用于显示超声图像；具体信息输入单元，用于将具体信息输入到在图像显示单元中显示的在预定方向上的超声图像；输出单元，用于输出具体信息的信号；用于将换能器阵列对于预定方向放置的超声探头，其传送超声至目标对象并且从目标对象接收反射的超声；固定到该超声探头的探头显示单元，其包括具有与该超声探头的换能器阵列相同的长度或具有比该换能器阵列的长度更长的长度的探头显示单元；以及显示控制单元，用于基于从输出单元输出的信号将对应位置显示到该探头显示单元。在其第八方面，本发明提供了超声诊断设备。具体信息包括第一具体信息和在预定方向上不同于第一具体信息的第二具体信息，并且显示控制单元以对于预定方向可识别的方式在探头显示单元上显示第一具体信息和第二具体信息。本发明第九方面提供了超声诊断设备。具体信息包括第一具体信息和在预定方向的正交方向上不同于所述第一具体信息的第二具体信息，并且显示控制单元以对于正交方向可识别的方式显示第一具体信息和第二具体信息。在其第十方面，本发明提供了超声诊断设备，其包括用于探测目标对象的血液流动区的血液流动区探测单元。具体信息输入单元输入由血液流动区探测单元探测到的血液流动区作为具体信息。在其第十一方面，本发明提供了超声诊断设备。具体信息输入单元包括固定到图像显示单元的表面的触摸屏。在其第十二方面，本发明提供了超声诊断设备。具体信息是对于预定方向的目标对象的部位的两端部，并且显示控制单元将一个端部与另一个端部分开，用于在探头显示单元上显示两个点。在其第十三方面，本发明提供了超声诊断设备。具体信息是对于预定方向的目标对象的部位的宽度，并且显示控制单元在探头显示单元中显示该宽度的区域。


图1是图示超声诊断设备的整体配置的框图。
图2是线性超声探头Ila的透视图。图3 (a)是图示从肿瘤TM垂直穿刺至目标对象的表面的穿刺路线GLl设置的图。图3 (b)是图示从肿瘤TM以预定角度穿刺至目标对象的表面的穿刺路线GL2设置的图。图4是图示在两个肿瘤上设置具体索引MKl和MK2并且在对应地点指示所显示的索引PPl和PP2的图。图5 (a)是通过使用放大超声图像EG指示具体索引MKl的示例。图5(b)是在相同放大率下显示的图5(a)的超声图像EG的图。图6(a)是指示两个所显示的索引PPl和PP2的图。图6 (b)是指示一个所显示区域PA的图。图7(a)是指示目标对象的表面上的标记的示例的图。图7(b)是超声图像EG在图7(a)中描述的线A-A处的示意图。图8(a)是将探头显示单元13a固定到凸超声探头lib上的示意图。图8(b)是将探头显示单元13a固定到扇面超声探头lib上的示意图。图9是二维超声探头Ild的配置的透视图。图10是图示在超声图像EG上探测动脉BVa和静脉BVb的图。
具体实施例方式在下文中，本发明的优选实施例将参照附图详细描述。同时，本发明的范围不限于这里描述的实施例，除非说明了本发明受限于下列描述中的任何特定实施例。<超声诊断设备的配置>图1是图示超声诊断设备的整体配置的框图。超声诊断设备100包括并行总线、连接至并行总线PB的传送/接收单元10、线型超声探头11a、存储器20、CPU(中央处理单元)30、输入单元40和显示单元50。并行总线PB是用于传送/接收各种数据的通信装置，并且可以用例如串行总线等其他通信方法来取代。CPU 30包括图像处理单元31、索引输入单元32、位置输出单元33和血液流动探测单元39。CPU 30控制超声诊断设备100并且处理各种数据。可移动线性超声探头Ila连接至传送/接收单元10。传送/接收单元10以预定扫描条件驱动线性超声探头Ila用于扫描每个声线的超声波束。而且，传送/接收单元10 对从线性超声探头Ila接收到的回波信号进行模拟/数字转换，成为声线数据。声线数据输出至图像处理单元31。从传送/接收单元10输出的声线数据可存储到存储器单元20内。线性超声探头Ila包括换能器单元1 和探头显示单元13a。该换能器单元1 和该探头显示单元13a嵌入线性超声探头1 Ia内，并且换能器单元1 和探头显示单元13a 通过并行总线PB与传送/接收单元10以及CPU 30通信。线性超声探头Ila将在下文中详细描述。图像处理单元31通过图像处理创建声线数据的B模式图像或多普勒图像。图像处理单元31对声线数据进行对数压缩和包络解调处理，并且创建实时的B模式超声图像 EG(参考图3至图7)。而且，多普勒图像从反射超声回波信号中提取相位变化信息，计算例如频移的平均频率值的平均速度、功率值和频散(dispersion)等血液流动信息(实时地)，以及设置用于在B模式图像顶部上显示的颜色。图像处理单元31可以基于存储在存储器 20中的声线数据创建B模式图像和多普勒图像。索引输入单元32可以对应于在显示单元50中显示的超声图像EG(参考图3至图 7)输入关于期望的位置的索引。索引输入单元32从输入单元40接收轨迹球移动的信号， 用于将索引移动至超声图像EG上的期望的位置。当操作者对于期望的位置输入一个点时， 显示一个具体索引MKl (参考图3至图5)，并且当操作者对于期望的位置输入两个点时，可以选择任一个具体区域MA(参考图6和图7)或两个具体索引MKl和MK2(参考图6至图 7)。而且，当操作者指示三个或更多位置时，可选择多个具体索引MK或多个区域MA。索引输入单元32将在下文中详细描述。位置输出单元33传送设置在索引输入单元32中的具体索引MK的信号至探头显示单元13a。位置输出单元33将设置在索引输入单元32中的具体索引MK解码到探头显示单元13a的坐标系。具体索引MK的解码信号通过并行总线传送至探头显示单元13a。探头显示单元13a在期望的位置和以期望的形式显示具体索引MK的解码信号。位置输出单元 33可以以相同的方式在探头显示单元13a上显示具体区域MA。血液流动区探测单元39采集在图像处理单元31中计算的多普勒信息，并且探测血液流动区的血管。血液流动区探测单元39将在下文在第四实施例中详细描述。输入单元40是使用轨迹球、鼠标或键盘的输入装置，并且它包括固定在显示单元 50上的触摸屏，其将在下文描述。存储器20包括用于存储声线数据、超声图像EG、各种数据和程序的存储器存储单元。在各种数据中，包括将在下文描述的索引位置。在必要基础上存储和访问例如超声图像EG和索引位置等各种数据以及各种程序。存储器20可以通过网络连接至外部。显示单元50是用于显示由图像处理单元31使用例如晶体显示器等图像显示设备创建的超声图像EG的图像显示单元。而且，用于显示单元50的图像显示设备可包括例如触摸屏等输入装置。触摸屏起到输入单元40的作用。(第一实施例)在下文中，基于图2至图7说明第一实施例。在第一实施例中，基于使用线性超声探头Ila做出说明。〈线性超声探头的配置〉详细说明线性超声探头11a。图2是该线性超声探头Ila的透视图。如在图2中描述的，线性超声探头Ila包括换能器单元12a、探头显示单元13a、电缆18和用于存放该换能器单元1 和该探头显示单元13a的箱体19。图2描述了线性超声探头Ila的内部配置以提供更好的理解。换能器单元1 传送和接收扫描到目标对象上的超声波束，用于采集超声图像 EG。线性超声探头Ila的换能器单元12a的表面接触目标对象身体的表面，并且超声波束通过换能器单元1 被传送和接收。换能器单元12a包括由多个换能器元件组成的线性换能器14、用于匹配线性换能器单元1 和目标对象之间阻抗的匹配层15以及吸收目标对象的反向振动并且最小化超声波束的脉冲波的基底材料16。线性换能器14在预定方向上朝向目标对象的表面形成多个矩形形状的换能器，并且在施加电压时传送超声波束。而且，当超声波束朝目标对象的身体组织传送时，换能器单元1 可以接收其回波信号。线性换能器14沿直线进行电扫描。线性换能器14例如由 PZT(锆钛酸铅)陶瓷组成，其将电信号转化为用于传送的超声信号并且将接收到的回波信号转化为电信号。匹配层15由具有介于线性换能器14和目标对象之间的阻抗的材料构成，用于最小化线性换能器14和身体组织之间的声阻抗，并且匹配层15抑制了超声波束向线性换能器14的反射。基底材料16吸收从线性换能器14辐射的声能，并且由例如环氧树脂构成，该环氧树脂具有大的衰减系数和低阻抗。探头显示单元13a由例如有机EL显示器或晶体面板显示器等平板显示元件构成。 平板的显示元件具有对于排列的线性换能器14的预定方向的长的形状。探头显示单元13a 包括与线性换能器14的换能器的长度大约相同或比该换能器的长度更长的显示区。探头显示单元13a可以显示与在超声诊断设备100的显示单元50中显示的索引相似的索引。探头显示单元13a并不限于平板的显示元件。例如，20-40个3mm直径的LED (激光发射二极管)可以设置成对于预定方向在一行上。当LED用作探头显示单元13a时，以与线性换能器14的换能器长度相同或比该换能器长度更长的长度设置LED。而且，当使用LED时，与在显示单元50上显示的索引的相似形式不能被显示，相反，索引通过显示其对应位置而显示或用不同颜色来显示。<在超声图像上输入索引位置>在下文中，使用图3至图7来说明在显示单元50中显示的超声图像上输入索引位置的操作。为了更好的理解，图3至图7描述了超声图像EG和探头显示单元13a。〈采用索引显示坐标〉操作者使用输入单元40在超声图像EG上指示一个点并且基于一个点在索引输入单元32上显示具体索引MKl以用于在探头显示单元13a的一个位置上设置显示索引PPl 的方法将在下面说明。当在索引输入单元32上输入一个点时，该点用于穿刺至肿瘤TM、例如血管或神经阻断的管腔结构。使用图3来详细说明穿刺至肿瘤TM。图3是描述一个具体索引MKl和显示索引PPl之间关系的透视图。例如，为了诊断身体组织，操作者使用超声诊断设备100来穿刺至肿瘤TM。在诊断身体组织中，针穿刺至目标对象的肿瘤，用于从穿刺的针中提取肿瘤。当诊断身体组织时， 操作者通过超声诊断设备100的显示单元50观察指示肿瘤TM的超声图像EG，并将针穿刺至目标对象的肿瘤。在该情况下，索引输入单元33在超声图像EG上设置肿瘤TM的位置和穿刺路线GL。穿刺路线GL可以垂直设置或以与身体的表面成某一角度设置。图3(a)是图示从肿瘤TM垂直穿刺至目标对象的表面的路线GLl设置的图。在图3(a)中，探头显示单元13a 的X轴方向坐标和超声图像EG的X轴方向坐标以相同放大率显示。如在图3(a)中显示的，操作者使用触摸屏或例如鼠标等输入单元40在显示单元 50中显示的超声图像EG上指示肿瘤TM的中心。索引输入单元32在肿瘤TM的中心上设置具体索引MK1。在图3(a)中，具体索引MKl用“X”标记选择，“X”标记表示索引的形状。该具体索引MKl包括索引的形状信息以及对于X轴和Z轴方向的坐标信息。之后，索引输入单元32计算垂直穿刺路线GLl (其垂直地连接具体索引MKl和身体表面)用于针穿刺， 并且在超声图像EG上显示路线GL1。而且，索引输入单元32指定穿刺路线GLl和身体表面的相交点作为边界位置BP1。边界位置BPl是在探头显示单元13a中显示的位置。位置输出单元33解码边界位置BPl的坐标，并转化为对应于探头显示单元13a的坐标。在图3 中，因为探头显示单元13a只能显示一维方向，可只显示对于X轴方向的解码的坐标位置。 在探头显示单元13a中，具有与具体索引MKl相同形状的显示索引PPl在对应于边界点BPl 的位置中显示。显示索引PPl包含索引的坐标信息和形状信息。操作者可以在探头显示单元13a 上确认索引“ X ”，即具有与在具体索引MKl中设置的索引相同形状的索引。由此，操作者可以使用医疗笔在目标对象的身体表面上标记，用于在精确的位置上针穿刺。图3(b)是图示从肿瘤TM以预定角度穿刺至目标对象的表面的路线GL2设置的图。在图3(b)中，探头显示单元13a的X轴方向坐标和超声图像EG的X轴方向坐标以相同放大率显示。如在图3(b)中显示的，操作者使用例如触摸屏或鼠标等输入单元40在显示单元 50中显示的超声图像EG上指示肿瘤TM的中心。索引输入单元32在肿瘤TM的中心上设置具体索引MK1。在图3(b)中，具体索引MKl也以“X”标记来选择，“X”标记表示索引的形状。之后，索引输入单元32计算垂直穿刺路线GLl (其垂直地连接具体索引MKl和身体表面)用于针穿刺，并且在超声图像EG上显示路线GL1。操作者观察穿刺路线GL1，并且如果沿穿刺路线GLl存在操作者想要避免穿刺的区域，例如血管BV，操作者能够以任意角度设置穿刺路线GL2来避免穿刺这样的区域。索引输入单元32计算穿刺路线GL2(其从目标对象的身体表面以任意角度穿刺至具体索引 MKl)，并且在超声图像EG上显示穿刺路线GL2。当将针穿刺进入目标对象时，穿刺导引附连物可固定到线性超声探头Ila上。因为穿刺导引附连物提供了用于针穿刺的预定角度，索引输入单元32可以计算具有穿刺导引附连物的角度的穿刺路线GL2来代替具有任意角度的穿刺路线GL2。而且，索引输入单元32可以计算穿刺路线GL2和身体表面之间的边界位置作为边界位置BP2。该边界位置BP2是由探头显示单元13a显示的位置，并且位置输出单元33解码该边界位置BP2的坐标并转化为对应于探头显示单元13a的坐标。在探头显示单元13a 中，具有与具体索引MKl相同形状的显示索引PP2在对应于该边界点BP2的位置中显示。如果穿刺角度不垂直于身体表面，则边界位置BP是重要的；如果穿刺角度垂直于身体表面， 可以解码具体索引MKl的坐标来代替解码边界位置BP2。此外，并不总是必须在超声图像 EG上显示边界位置BP。操作者可以在探头显示单元13a上确认索引“ X ”，即具有与在具体索引MKl中设置的索引相同形状的索引。因此，操作者可以采用医疗笔在目标对象的身体表面上标记，用于在精确的位置上针穿刺。图4是图示在显示单元50上的超声图像中显示的两个肿瘤上设置具体索引MKl 和MK2并且对探头显示单元13a的两个对应位置指示所显示的索引PPl和PP2的图。如果必须穿刺多个肿瘤，操作者设置多个具体索引MK。操作者使用输入单元40指示每个肿瘤的中心。索引输入单元32基于其的输入设置具体索引MKl和MK2。显示索引 PPl和PP2包括每个索引的坐标信息和形状信息。在图4中，具体索引MKl用“ X ”标记选择，并且具体索引MK2用“Δ”标记选择。当索引输入单元32对多个具体标记MK中的每个指示不同形状时，即使在相同的超声图像EG上设置三个或以上具体索引MK，操作者将不弄错每个索引。之后，索引输入单元32计算垂直穿刺路线GLl和GL2 (其分别垂直地连接具体索引MKl和身体表面、MK2和身体表面)用于针穿刺，并且在超声图像EG上显示路线GLl和 GL2。而且，索引输入单元32分别指定穿刺路线GLl与身体表面之间的交叉点以及穿刺路线GL2与身体表面之间的交叉点作为边界位置BPl和BP2。边界位置BPl和BP2是在探头显示单元13a中显示的位置。位置输出单元33解码具体索引MKl和MK2的坐标，并转化为对应于探头显示单元13a的坐标。在探头显示单元13a中，显示索引PPl在对应于边界位置BPl的位置用与具体索引MKl形状相同的标记“ X ”显示。而且，显示索引PP2在对应于边界位置BP2的位置用与具体索引MK2形状相同的标记“Δ”显示。操作者可以在探头显示单元13a上确认索引(“ X ”和“Δ”)，即具有与在具体索引MKl和MK2中设置的索引相同的形状的索引。因此，操作者可以使用医疗笔在目标对象的身体表面上标记，用于在准确位置针穿刺。顺便地，具体索引MKl和其对应的显示索引PPl 用标记“ X ”指示，并且具体索引MK2和其对应的显示索引PP2用标记“Δ”指示。然而形状并不限定于上文的选择；具体索引MK和显示索引PP可以指定为具有相同形状，或者可以采用单独颜色设置以用于区分。尽管没有具体描述，如图4中示出的垂直于身体表面的穿刺路线GLl和GL2可以用任意的角度设置，如在图3(b)中显示的。图3(a)、图3(b)和图4显示对于X轴方向的探头显示单元13a的坐标，并且对于X轴方向的超声图像EG以相同放大率显示。在放大图像中显示超声图像EG的示例将在下文描述。图5 (a)是超声图像EG的一部分的放大。图5 (a)显示对齐的放大超声图像EG和探头显示单元13a。当操作者详细地观察肿瘤TM时，操作者可以采用放大方式显示超声图像EG的一部分(即样本区域52)。之后，操作者在放大的超声图像EG上指示肿瘤TM的中心。索引输入单元32在肿瘤TM的中心上设置具体索引MK1。在这样的情况下，具体索引MKl用标记 “ □”指示，如在图5(a)中指示的。之后，索引输入单元32计算垂直穿刺路线GLl (其垂直地连接具体索引MKl和身体表面)用于针穿刺，并且在超声图像EG上显示路线GL1。索引输入单元32计算穿刺路线GLl与身体表面之间的交叉点作为边界位置BPl ；然而，边界位置BPl将不在超声图像EG上显示。目标对象的身体表面不包括在具体区域52的放大视图中，因此不能显示边界位置BPl。位置输出单元33基于具体索引MKl位置坐标和具体区域52的放大百分比计算显示索引PPl的坐标。在探头显示单元13a中，显示索引PPl在对应于边界位置BPl的位置上用标记“□”(具有与具体索引MKl相同形状的标记)指示。在放大超声图像EG中，具体索引MKl接近超声图像EG的中心安置；显示索引PPl在探头显示单元13a的左侧上显示。图5(b)是在放大超声图像EG上设置具体索引MKl (如在图5 (a)中显示的)之后以相同放大率显示超声图像EG的示例。当以相同放大率显示探头显示单元13a和超声图像EG的位置时，具体索引MKl和显示索引PPl对于X轴方向的位置一致。在图5(b)中，另一个肿瘤TM在具体区域M中显示。操作可以通过放大具体区域M来指示肿瘤TM的中心，如在图5(b)中显示的，或者在具体区域M中以相同放大率指示肿瘤TM的中心，如在图 5(b)中显示的。显示单元50能够以任意放大率放大或缩小地显示超声图像EG。只要不以相同放大率显示超声图形EG，边界位置BPl和显示索引PPl在不同位置中显示。当操作者在放大图像中显示超声图像EG时，难以确定肿瘤在探头显示单元13a中显示的位置。然而，在该实施例中，即使当通过观看放大超声图像EG来指示肿瘤TM时，也能够确定目标对象身体表面上用于准确针穿刺的位置。《使用索引显示区域(范围)的示例》在一些情况下，当手术去除肿瘤TM或异物时，在探头显示单元13a中指示区域 (范围)来代替坐标(点)，这可是优选的。操作者能够通过在目标对象身体表面上标记肿瘤TM的大小和位置来计划切口部位。当在超声图像EG上设置范围时，使用在超声图像EG上设置两个具体索引以在探头显示单元13a上指示两个显示索引的方法。而且，还使用在超声图像EG上设置两个具体索引来设置一个显示区域的方法。图6是图示超声图像EG的示意图，其指示要手术去除的目标肿瘤。图6(a)是指示4个显示的索引PP1-PP4的图，并且图6(b)是指示探头显示单元13a中的两个显示区域 PA1-PA2的图。在图6(a)和图6(b)中，探头显示单元13a对于X轴方向的坐标和超声图像 EG对于X轴方向的坐标以相同放大率显示。例如，如在图6(a)中指示的，当操作者操作线性超声探头Ila并且在显示单元50 上显示要手术去除的肿瘤TM的超声图像EG时，肿瘤TM的两个部分(TMl和TM2)凸出。操作者使用输入单元40指示肿瘤TM的四个端点，其平行于身体表面的X轴方向。操作者在肿瘤TMl的两端上指示两个端点，并且在肿瘤TM2的两端上指示两个端点。索引输入单元 32设置具体索引MK1-MK4，并用标记“▼ ”指示索引MKl和MK2 (具有对于Z轴方向相同高度的索引)，以及用标记“□”指示索引MK3和MK4(具有对于Z轴方向相同高度的索引)。索引输入单元32计算四条路线GL1-GL4 (其垂直地连接具体索引MK1-MK4和身体表面)，并且在超声图像EG上显示路线GL1-GL4。而且，计算四条路线GL1-GL4的每条与身体表面的交叉点作为四个边界位置BP1-BP4。位置输出单元33解码具体索引MK1-MK4的坐标，并转化为用于在探头显示单元 13a上显示的具有缩减比例的坐标。而且，因为图6的探头显示单元13a具有对于Z轴方向的宽度，并可以以二维显示，具体索引MK1-MK4不仅解码X轴方向的位置，还解码Z轴方向的位置。显示索引PPl和PP2设置有相同的标记"▼”，并且显示索引PP3和PP4设置有相同的标记“ □，，(在对于Z轴方向的较低侧上)，使得所计算的坐标对应于具体索引MK1-MK4。 由此可以显示具有两个各自向Z轴方向膨胀的凸起的肿瘤TM的尺寸。操作者能够在肿瘤 TM的范围内在身体表面上标记四个显示索引PP1-PP4。如果对应的索引具有相同的形状， 操作者可以容易地区分肿瘤TM的区域来指示该区域(范围)。如在图6(b)中显示的，可以显示两个显示区域PAl和PA2来代替显示四个具体索引MK1-MK4。操作者指示肿瘤TMl的一端至另一端并且指示肿瘤TM2的一端至另一端，其都平行于身体表面的X轴方向。索引输入单元32设置肿瘤TMl的一端至另一端的具体区域 MA1，并且设置肿瘤TM2的一端至另一端的具体区域MA2。而且，索引输入单元32在具体区域MAl和具体索引MA2上设置颜色或样式用于区分它们。而且，因为图6的探头显示单元13a具有对于Z轴方向的宽度并且可以以二维显示，位置输出单元33解码具体索引MK1-MK4的坐标，并转化为对应于探头显示单元13a的坐标。在探头显示单元13a中，显示该显示区域PAl和PA2用于指示肿瘤TMl和TM2在对于Z轴方向的不同高度上的尺寸。而且，探头显示单元13a采集在超声图像EG中显示的具体区域MAl和MA2的颜色或样式信息。从而，在探头显示单元13a中，显示区域PAl和PA2 显示有对应的具体区域MAl和MA2的相同颜色或样式。操作者能够确认具体区域MAl和MA2的实际尺寸，并使用医疗笔在目标对象的身体表面上标记切口部位。设置多个具体区域MA用于避开肿瘤TM上方的区域的详细示例在下文说明。当使用医疗标记在目标对象的身体表面上标记肿瘤TM的形状和范围时，标记将以二维形式在身体表面上画出。图7(a)是使用探头显示单元13a在身体表面上标记的详细示例。操作者可以通过改变肿瘤TM的超声图像EG的角度在身体表面上画出肿瘤线TL作为肿瘤TM的轮廓。同时，操作者可以画出血管线BL，用于避开血管BV的目的。图7(b)是超声图像EG在图7(a)中描述的线A-A的示意图。超声图像EG在线 A-A的横截面可以通过在图7(a)中描述的线A-A上放置线性超声探头Ila来获取。如在图 7(b)中示出的，肿瘤TM和血管BV在超声图像EG上出现。操作者在肿瘤TM上指示具体区域MAl，并且在血管上指示具体区域MA2。具体区域MAl和具体区域MA2分别作为显示区域 PAl和显示区域PA2在探头显示单元13a上显示。操作者在身体表面上标记显示区域PAl 和显示区域PA2。由于应用上的约束，具体区域MA和显示区域PA之间颜色差异通过区分式样差异来描述。使用通过在相对于Y轴方向平行的方向上移动线A_A(其也是线性超声探头Ila 的位置)采集的超声图像EG或者使用通过以与旋转方向成180度角旋转A-A线采集的超声图像EG，操作者在身体表面上标记显示区域PAl和显示区域PA2。从而，操作者可以在身体表面上以二维形式画出肿瘤线TL和血管线BL，如在图7(a)中指示的。因此，操作者能够画出切口线CL来识别用于进行安全手术的切口方向。在图6和图7中，探头显示单元13a和超声图像EG的位置以相同放大率显示。当超声图像EG放大或缩小时，位置输出单元33根据放大率将边界位置的坐标转化为探头显示单元13a的坐标。在图6中，计算两条路线GLl和GL2 (两个具体索引MKl和MK2与身体表面垂直交叉的路线)以及两个边界位置BPl和BP2并在超声图像EG上显示它们；然而，在身体表面上标记肿瘤TM范围的情况下，因为不必倾斜路线GL，从而可以从显示单元50中消除两条路线GLl和GL2以及两个边界位置BPl和BP2。(第二实施例)在第二实施例的超声诊断设备中，在第一实施例中说明的探头显示单元13a配置为位置显示设备并且作为可移除形式配置。将探头显示单元13a和位置显示处理单元34改变为可移除形式的益处是增加了可移除超声探头的种类。超声诊断设备120的配置与先前在第一配置中说明的配置类似；因此，相同的编号用于相同配置，并且省略先前说明过的相同配置的说明。具有可移除位置显示单元的超声探头不仅可以与第一实施例中描述的线性超声探头Ila —起使用，还可以与凸超声探头lib或者扇面超声探头Ilc 一起使用。将探头显示单元13a固定至凸超声探头lib和扇面超声探头Ilc的示例在下文说明。尽管在图中没有描述，位置显示设备在探头显示单元13a上具有固定设备，例如夹子。当超声诊断设备120想要在身体表面上标记索引时，探头显示单元13a固定到预定超声探头。图8(a)是将探头显示单元13a固定到凸超声探头lib上的示意图。因为凸超声探头lib的超声换能器(未在图上描述)以扇形形成，超声图像EG也以扇形显示。如在图8(a)中描述的，超声图像EG是从凸超声探头lib和身体表面的接触点延展的横截面图像。而且，探头显示单元13a在可以由凸超声探头lib对于X轴方向采集的范围中形成。超声诊断设备的位置输出单元33 (参考图1)根据从凸超声探头lib采集的信息校正向扇形方向延展的超声图像EG的具体索引MK的坐标，转化为探头显示单元13a的坐标并以实际尺寸显示。而且，超声诊断设备120在存储器20中存储由凸超声探头lib采集的超声图像EG的坐标的校正值。探头显示单元13a基于索引形状或例如颜色等附加信息显示所采集的具体索引 MK的位置信息作为显示索引PP。图8(b)是将探头显示单元13a固定到扇面超声探头Ilc上的示意图。扇面超声探头1 Ic配置成具有与凸超声探头1 Ib相比更狭窄的超声换能器(未在图上描述)，并且它的超声图像EG以扇形显示。如在图中示出的，扇面超声探头Ilc采用具有比凸超声探头lib(在图8(a)中描述)更小的接触点的方式来配置。而且，相比于超声探头11b，超声图像向扇形方向延展。相似地，超声诊断设备的位置输出单元33根据从扇面超声探头Ilc采集的信息校正向扇形方向延展的超声图像EG的具体索引MK的坐标，转化为探头显示单元13a的坐标并以实际尺寸显示。同样，超声诊断设备120在存储器20中存储由凸超声探头Ilc采集的超声图像EG的坐标的校正值。在该实施例中，具体索引MK用于说明；与第一实施例相似，具体区域MA可以在探头显示单元13a中显示。(第三实施例)在第一实施例和第二实施例中的探头显示单元13a指示对于长轴方向(X轴方向) 的超声探头的位置。在第三实施例中的二维超声探头Ild上，探头显示单元13b固定到对于短轴方向(Y轴方向)的二维超声探头lid。二维超声探头Ild在第一实施例和第二实施例中指示的超声诊断设备中使用。将二维超声探头Ild固定到第一实施例的超声诊断设备的示例在下文说明。相同的编号用于相同配置，并且省略先前说明过的相同配置的说明。该实施例中的二维超声探头Ild包括矩阵阵列换能器17，其以二维形式放置。图9是二维超声探头Ild配置的透视图。如在图9中说明的，二维超声探头Ild包括箱体19、换能器单元12b、探头显示单元13a、i;3b和电缆18。图2描述了二维超声探头Ild的内部配置以提供更好的理解。在二维超声探头Ild中，嵌入的换能器单元12b和探头显示单元13a和13b通过并行总线PB与传送/接收单元10以及CPU30 (参考图1)通信。如在图中指示的，换能器单元12b包括矩阵阵列换能器17、匹配层15和基底材料16。矩阵阵列换能器17配置有在朝X轴方向和Y轴方向的二维中放置的多个超声换能器。传送/接收单元10驱动矩阵阵列换能器17，来形成扫描预置三维感兴趣区域的超声波束。传送的超声波束在目标对象内部反射，并且反射波由矩阵阵列换能器17接收。传送 /接收单元10放大并延迟在矩阵阵列换能器17中接收的信号，并产生对应于感兴趣区域的多个波束形成信号。图像处理单元31基于预置透视，通过处理在矩阵阵列换能器17中产生的波束形成信号，产生感兴趣区域的绘制图像。显示单元50显示由图像处理单元31产生的渲染图像。因此，通过在多个三维区域上使用超声进行扫描、在每个扫描区域上独立地设置透视点以及以并行方式显示多个图像，矩阵阵列换能器17可以采集关于多个三维区域的体渲染图像。由此矩阵阵列换能器17可以高速地扫描多个三维感兴趣区域。探头显示单元13a和探头显示单元1 配置成具有液晶面板。探头显示单元13a 安置在对于长轴(X轴)方向的二维超声探头Iid中，并且探头显示单元1 安置在对于短轴(Y轴)方向的二维超声探头Ild中。索引输入单元32从渲染图像设置具体区域MK，位置输出单元将具体索引MK转化为实际尺寸的坐标，并划分为对于X轴方向的位置和对于Y轴方向的位置用于输出。探头显示单元13a用索引显示对于X轴方向的具体索引MK的位置。探头显示单元1 用索引显示对于Y轴方向的具体索引MK的位置。而且，探头显示单元13a和探头显示单元13b不仅可以显示具体索引MK，还可以显示具体区域MA。在第三实施例中，探头显示单元13a和探头显示单元13b固定到二维超声探头 lid;然而，如在第二实施例中指示的，可以使用可移除的探头显示单元13a和探头显示单元 13b0(第四实施例)在第四实施例中的超声诊断设备100中，可以探测血管的范围以在超声探头11上显示。在下文说明血液流动探测单元39，其为探测血液流动区的部分。在第一实施例中，说明了使用超声诊断设备100将针穿刺至肿瘤；相同的方法可应用于将针穿刺至血管BV。在第四实施例中，说明了操作者在超声诊断设备100中选择血管穿刺模式的情况。在输入单元40中，选择血管穿刺模式，并且CPU 30的血液流动区探测单元39开始运转(参考图1)。血液流动区探测单元39采用后台处理，并且操作者能够通过超声探头 11的探头显示单元13a确认血液流动区探测单元39的处理结果。血液流动区探测单元39 获得由图像处理单元31计算的多普勒信息，并探测血管BV。而且，血液流动区探测单元39 可以自动传输坐标信号至位置输出单元33。图10是图示在超声图像EG上探测动脉BVa和静脉BVb的图。如图上描述的，显示了动脉BVa和静脉BVb的血管BV的短轴图像。血液流动区探测单元39从多普勒信息识别血管BV，并且一旦血管BV识别为动脉BVa或静脉BVb，超声图像EG将它在超声图像EG 顶部上的区域作为颜色信息显示。例如，动脉BVa可以以红色显示，并且静脉BVb可以以蓝色显示。血液流动区探测单元39采集对于X轴方向的动脉BVa和静脉BVb的范围、Y轴的位置以及颜色信息，并传送至位置输出单元33。位置输出单元33以实际尺寸转化为短轴图像的位置和宽度(血管直径)，并传送至探头显示单元13a。探头显示单元13a可以分别将动脉BVa和静脉BVb的位置作为显示区域PAl和显示区域PA2而显示。超声诊断设备100可以在操作血液流动区探测单元39时在探头显示单元13a上一直显示探测到的血管BV ；因此，当操作者将血管BV的显示角度从短轴方向改变至长轴方向时，操作者可以确认所期望的血管BV是动脉BVa还是静脉BVb。例如，当超声探头11安置在动脉BVa的顶部上时，探头显示单元13a的颜色变红。而且，在由第四实施例中指示的矩阵阵列换能器17组成的超声探头Ild的情况下，即使捕获了对于长轴方向的血管的图像，该血管BV的位置也可以在探头显示单元1
上显不。
部件列表
100超声诊断设备120超声诊断设备
10传送/接收单元11探头
Ila线性超声探头lib凸超声探头
Ilc扇面超声探头Ild二维超声探头
12a换能器单元12b换能器单元
13a探头显示单元13b探头显示单元
14线性换能器15匹配层
16基底材料17矩阵阵列换能器
18电缆19箱体
20存储器30CPU
31图像处理单元32索引输入单元
33位置输出单元39血液流动区探测单元
40输入单元50显示单元
BL血管线BPl边界位置
BP2边界位置BV血管
CL切口线EG超声图像
GLl路线GL2路线
MAl具体区域MA2具体区域
MKl具体位置MK2具体位置
PAl显示区域PA2显示区域
PB并行总线PPl显示位置
PP2显示位置TL肿瘤线
TM肿瘤BVa血管(动脉)
BVb 血管(静脉)
权利要求
1.一种连接至超声诊断设备的超声探头，所述超声诊断设备具有用于显示超声图像的显示单元，所述超声探头包括在预定方向上排列的换能器阵列，用于传送超声至目标对象并且接收反射的超声； 固定到所述超声探头的探头显示单元，其具有与所述超声探头中的所述换能器阵列的长度相同的长度或具有比所述换能器阵列的长度更长的长度；以及显示控制单元，用于基于由在所述图像显示单元中显示的所述超声图像指定的具体信息将所述具体信息的对应位置显示到所述探头显示单元。
2.如权利要求1所述的超声探头，其中所述具体信息是对于所述预定方向的所述目标对象的部位的端部，并且所述显示控制单元将一个端部与另一个端部分开，用于在所述探头显示单元上显示两个点。
3.如权利要求1所述的超声探头，其中所述具体信息是对于所述预定方向的所述目标对象的部位的宽度，并且所述显示控制单元在所述探头显示单元中显示所述宽度的区域。
4. 一种以可移除方式固定到超声探头的位置显示设备，所述超声探头连接至超声诊断设备，其包括用于显示超声图像的图像显示单元，所述位置显示设备包括固定到所述超声探头的探头显示单元，其具有与所述超声探头中的换能器阵列的长度相同的长度或具有比该换能器阵列的长度更长的长度；以及显示控制单元，用于基于由在所述图像显示单元中显示的所述超声图像指定的具体信息将对应位置显示到所述探头显示单元，其中所述探头显示单元采用所述探头显示单元在所述换能器阵列排列的所述方向上对应于所述换能器阵列的方式固定到所述超声探头。
5.如权利要求4所述的位置显示设备，其中所述具体信息是关于所述预定方向的所述目标对象的所述部位的端部，并且所述显示控制单元将一个端部与另一个端部分开，用于在所述探头显示单元上显示两个点。
6.如权利要求4所述的位置显示设备，其中所述具体信息是对于所述预定方向的所述目标对象的所述部位的宽度，并且所述显示控制单元在所述探头显示单元中显示所述宽度的区域。
7. 一种超声诊断设备，其包括 图像显示单元，用于显示超声图像；具体信息输入单元，用于将具体信息输入到在所述图像显示单元中显示的预定方向上的所述超声图像；输出单元，用于输出所述具体信息的信号；超声探头，用于将换能器阵列对于所述预定方向放置，该超声探头传送超声至目标对象并从所述目标对象接收反射的超声；固定到所述超声探头的探头显示单元，其具有与所述超声探头中的所述换能器阵列的长度相同的长度或具有比所述换能器阵列的长度更长的长度；以及显示控制单元，用于基于从所述输出单元输出的信号将对应位置显示到所述探头显示单元。
8.如权利要求7所述的超声诊断设备，其中所述具体信息包括第一具体信息和在所述预定方向上不同于所述第一具体信息的第二具体信息，并且所述显示控制单元以对于所述预定方向可识别的方式在所述探头显示单元上显示所述第一具体信息和所述第二具体信肩、ο
9.如权利要求7所述的超声诊断设备，其中所述具体信息包括所述第一具体信息和在所述预定方向的正交方向上不同于所述第一具体信息的所述第二具体信息，并且所述显示控制单元以对于所述正交方向可识别的方式显示所述第一具体信息和所述第二具体信息。
10.如权利要求7所述的超声诊断设备，其包括用于探测所述目标对象的血液流动区的血液流动区探测单元，其中所述具体信息输入单元输入由所述血液流动区探测单元探测到的所述血液流动区作为所述具体信息。
11.如权利要求7-9中任一项所述的超声诊断设备，其中所述具体信息输入单元包括固定到所述图像显示单元的表面的触摸屏。
12.如权利要求7-11中任一项所述的超声诊断设备，其中所述具体信息是对于预定方向的所述目标对象的部位的两端部，并且所述显示控制单元将一个端部与另一个端部分开，用于在所述探头显示单元上显示两个点。
13.如权利要求7-11中任一项所述的超声诊断设备，其中所述具体信息是对于所述预定方向的所述目标对象的部位的宽度，并且所述显示控制单元在所述探头显示单元中显示所述宽度的所述区域。
全文摘要
本发明涉及超声探头、位置显示设备和超声诊断设备。一种连接至超声诊断设备(其具有用于显示超声图像的显示单元)的超声探头，所述超声探头包括在预定方向上排列的换能器阵列，用于传送超声至目标对象并且接收反射的超声；固定到所述超声探头的探头显示单元，其具有与所述超声探头中的所述换能器阵列的长度相同的长度或具有比所述换能器阵列的长度更长的长度；以及显示控制单元，用于基于由所述图像显示单元中显示的所述超声图像指定的具体信息将所述具体信息的对应位置显示到所述探头显示单元。
文档编号A61B8/00GK102551805SQ20111046254
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者小笠原正文, 野崎光弘 申请人:Ge医疗系统环球技术有限公司