JP2000157541A - 音線データ格納方法および超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 音線データを、シネメモリを経由することな
く、ＸＹＺメモリに格納可能とする。 【解決手段】 第１フレームの音線データｑ１〜ｑｍ〜
ｑＭは、ＸＹＺメモリ７の予め決めた基準アドレスにそ
れぞれ格納する。第２フレーム以降の音線データは、当
該音線データを取得した空間位置と既格納音線データを
取得した空間位置の位置差をＸＹＺメモリ７上のアドレ
ス差に換算し、それを前記既格納音線データの格納アド
レスに加えたアドレスに格納する。 【効果】 処理を簡単化でき、処理時間を削減でき、リ
アルタイム性を向上できる。さらに、３次元超音波画像
の表示のリアルタイム性も向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音線データ格納方
法および超音波診断装置に関し、さらに詳しくは、音線
データを、シネメモリを経由することなく、３次元メモ
リに格納可能とし、３次元超音波画像の表示にリアルタ
イム性が得られるようにした音線データ格納方法および
超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１に、従来の超音波診断装置の一例
を示す。この超音波診断装置５００は、超音波パルスを
被検体内へ送信し被検体内からの超音波エコーを受信す
る超音波探触子１と、その超音波探触子１の位置（姿勢
も含む）を検出する位置センサ２と、被検体の内部を平
面的に走査するように音線方向を変えると共に各音線方
向の音線信号を生成するビームフォーマ３とを具備して
いる。また、この超音波診断装置５００は、前記音線信
号の強度に基づいてＢモード音線データを生成するＢモ
ード処理部４と、前記音線信号のドプラ成分に基づいて
ＣＦＭ（カラーフローマッピング）音線データを生成す
るＣＦＭモード処理部５と、前記Ｂモード音線データま
たは前記ＣＦＭ音線データ（以下、これらを音線データ
という）を時系列に対応したアドレスに格納するシネメ
モリ６とを具備している。なお、このシネメモリ６に
は、音線データと共に該音線データを取得した時の超音
波探触子１の位置データ（前記位置センサ２の出力デー
タ）も格納される。また、この超音波診断装置５００
は、前記音線データを実空間位置に対応したアドレスに
格納するＸＹＺメモリ７と、前記シネメモリ６に格納し
た音線データおよび位置データを読み出しその位置デー
タから前記ＸＹＺメモリ７に格納すべきアドレスを生成
し該ＸＹＺメモリ７のアドレスに前記音線データを格納
する音線データ転送制御部５８とを具備している。ま
た、この超音波診断装置５００は、所与の視線方向に沿
った空間位置にあるデータの組を前記ＸＹＺメモリ７か
ら読み出し所与の３次元演算方式（例えば、サーフェー
スレンダリング，ボリュームレンダリング，Intensity
Projection処理など）の３次元演算を前記データの組に
対して施して３次元超音波画像データを作成する３次元
演算部９と、前記３次元超音波画像データを格納する３
次元画像メモリ１０とを具備している。また、この超音
波診断装置５００は、前記音線データを画像データに変
換するＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ）１１と、
そのＤＳＣ１１を経由した画像データまたは前記３次元
画像メモリ１０に格納した３次元超音波画像データに基
づく画像を表示する制御を行う表示制御部１２と、前記
画像を表示するＣＲＴ１３とを具備している。

【０００３】図１２は、３次元表示を行うためのスキャ
ニングの例示図である。超音波探触子１を用いて被検体
Ｋの内部を平面的に走査しながら、超音波探触子１を移
動し、第１フレームＦ１〜第ＮフレームＦＮの音線デー
タを取得する。超音波探触子１の移動方向Ｍｄは、走査
平面に略直交する方向である。

【０００４】図１３は、第１フレームＦ１〜第Ｎフレー
ムＦＮに対応する実空間位置の例示図である。この例で
は、走査平面をｘｙ平面とし、それに直交する方向をｚ
方向としている。また、超音波探触子１の移動方向Ｍｄ
は、略ｚ方向である。一つのフレーム上の多数の音線デ
ータｄ１〜ｄＭは、実空間では放射状に配列された音線
上のデータである。

【０００５】図１４は、シネメモリ６の模式図である。
シネメモリ６には、時系列に対応したアドレス（エコー
時間と音線番号とフレーム番号とに対応したアドレス）
に、音線データｄ１〜ｄＭを格納する。但し、メモリ容
量が有限であるため、一杯まで格納すると、古いデータ
の上に新しいデータを上書きする。例えば、フレーム番
号（Ｎ＋１）の音線データは、フレーム番号１の音線デ
ータの領域に上書きされる。

【０００６】図１５は、ＸＹＺメモリ７の概念図であ
る。各フレームＦ１〜ＦＮの音線データｑ１〜ｑＭを、
データ取得時の実空間位置に対応したアドレスに格納す
る。従って、ＸＹＺメモリ７のデータは、ボリュームデ
ータを構成している。

【０００７】図１６は、３次元超音波画像データＰ
（Ｔ）の概念図である。３次元超音波画像データＰ
（Ｔ）は、与えられた視線方向Ｔに沿ってＸＹＺメモリ
７（ボリュームデータ）を貫くようなアドレス（空間位
置）上にあるデータの組に対して３次元演算を施して得
られたデータである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の超音波診断
装置５００では、シネメモリ６に格納した音線データを
読み出して、アドレス変換しながら、ＸＹＺメモリ７に
転送している。しかし、かかる方法では、ＸＹＺメモリ
７上に音線データを得るまでの処理が煩雑で時間がかか
る問題点がある。また、３次元超音波画像データを算出
するまでに時間がかかるため、３次元超音波画像の表示
にリアルタイム性が得られない問題点がある。そこで、
本発明の目的は、音線データを、シネメモリを経由する
ことなく、３次元記憶手段（ＸＹＺメモリ）に格納可能
とし、３次元超音波画像の表示にリアルタイム性が得ら
れるようにした音線データ格納方法および超音波診断装
置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の観点では、本発明
は、データ取得点の実空間位置に対応したアドレスにデ
ータを格納する３次元記憶手段に、超音波探触子により
得た第１フレームおよび第２フレーム以降の音線データ
を格納する方法であって、第１フレームの第１音線デー
タまたは全音線データを格納するときは３次元記憶手段
の予め定めた基準アドレスに格納し、前記以外の音線デ
ータを格納するときは当該音線データ取得時の音線位置
と既格納音線データ取得時の音線位置の位置差および該
既格納音線データの格納アドレスに基づいて算出したア
ドレスに格納することを特徴とする音線データ格納方法
を提供する。上記第１の観点の音線データ格納方法で
は、第１のフレームの第１音線データまたは全音線デー
タは、３次元記憶手段の予め定めた基準アドレスに格納
する。この基準アドレスは、音線番号とエコー時間を３
次元記憶手段上のアドレスに予め換算したものである。
従って、第１フレームの第１音線データまたは全音線デ
ータは、データ取得点の実空間の位置に相対的に対応し
たアドレスに格納される。次に、基準アドレスに格納さ
れる音線データ以外の音線データは、当該音線データを
取得した空間位置と既格納音線データを取得した空間位
置の位置差を３次元記憶手段上のアドレス差に換算し、
それを前記既格納音線データの格納アドレスに加えたア
ドレスに格納する。従って、該音線データも、データ取
得点の実空間の位置に相対的に対応したアドレスに格納
されることになる。よって、シネメモリを経由すること
なく、音線データを３次元記憶手段に格納できる。そし
て、音線データを３次元記憶手段にリアルタイムに格納
できるから、３次元超音波画像の表示のリアルタイム性
も向上することが出来る。

【００１０】なお、超音波探触子の位置は、操作者が超
音波探触子の移動方向と移動速度とを入力し、これから
算出するようにしてもよいし、超音波探触子の位置を検
出する手段を設けて自動検出するようにしてもよい。

【００１１】また、新たな音線データを格納するとき
に、領域を確保するために、既格納の音線データを３次
元記憶手段内で全体的に移動してもよい。

【００１２】音線データとしては、Ｂモードまたはカラ
ーフローマッピングにより得られる流速，パワーまたは
セカンドハーモモックから得られる流速，パワーのいず
れか又はそれらの複合が挙げられる。

【００１３】第２の観点では、本発明は、データ取得点
の実空間位置に対応したアドレスに該データを格納する
３次元記憶手段と、超音波探触子により得た第１フレー
ムおよび第２フレーム以降の音線データを前記３次元記
憶手段に格納するとき前記第１フレームの第１音線デー
タまたは全音線データは予め定めた基準アドレスに格納
し且つ前記以外の音線データは当該音線データ取得時の
音線位置と既格納音線データ取得時の音線位置の位置差
および該既格納音線データの格納アドレスに基づいて算
出したアドレスに格納するようにデータ格納アドレスを
制御するアドレス制御手段とを具備したことを特徴とす
る超音波診断装置を提供する。上記第２の観点の超音波
診断装置では、上記第１の観点の音線データ格納方法を
好適に実施できる。よって、３次元超音波画像の表示の
リアルタイム性を向上できる。

【００１４】第３の観点では、本発明は、上記第２の観
点の超音波診断装置において、超音波探触子の位置（姿
勢を含む）を検出する位置検出手段を具備したことを特
徴とする超音波診断装置を提供する。上記第３の観点の
超音波診断装置では、超音波探触子の位置を位置検出手
段で検出できるため、操作者が超音波探触子を自由に動
かしても、それに追従して音線位置を検出できる。前記
位置検出手段としては、磁気式６軸センサやアーム式セ
ンサが挙げられる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図に示す実施の形態により
本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発
明が限定されるものではない。

【００１６】−第１の実施形態− 図１に、本発明の第１の実施形態の超音波診断装置を示
す。この超音波診断装置１００は、超音波パルスを被検
体内へ送信し被検体内からの超音波エコーを受信する超
音波探触子１と、その超音波探触子１の位置（姿勢も含
む）を検出する位置センサ２と、被検体の内部を平面的
に走査するように音線方向を変えると共に各音線方向の
音線信号を生成するビームフォーマ３とを具備してい
る。また、この超音波診断装置１００は、前記音線信号
の強度に基づいてＢモード音線データを生成するＢモー
ド処理部４と、前記音線信号のドプラ成分に基づいてＣ
ＦＭ（カラーフローマッピング）音線データを生成する
ＣＦＭモード処理部５と、前記Ｂモード音線データまた
は前記ＣＦＭ音線データ（以下、これらを音線データと
いう）を時系列に対応したアドレスに格納するシネメモ
リ６とを具備している。また、この超音波診断装置１０
０は、前記音線データを実空間位置に対応したアドレス
に格納するＸＹＺメモリ７（３次元記憶手段）と、前記
超音波探触子１により得た第１フレーム１，第２フレー
ム，…の音線データを前記ＸＹＺメモリ７に格納すると
き前記第１フレームは予め定めた基準アドレスに格納し
且つ第２フレーム以降は当該フレーム取得時の超音波探
触子１の位置と第１フレーム取得時の超音波探触子１の
位置の位置差および前記基準アドレスから算出したアド
レスに格納するようにデータ格納アドレスを制御するア
ドレス制御部８（アドレス制御手段）とを具備している
（アドレス制御部８については後で詳述する）。また、
この超音波診断装置１００は、所与の視線方向に沿った
空間位置にあるデータの組を前記ＸＹＺメモリ７から読
み出し所与の３次元演算方式（例えば、サーフェースレ
ンダリング，ボリュームレンダリング，Intensity Proj
ection処理など）の３次元演算を前記データの組に対し
て施して３次元超音波画像データを作成する３次元演算
部９と、前記３次元超音波画像データを格納する３次元
画像メモリ１０とを具備している。また、この超音波診
断装置１００は、前記音線データを画像データに変換す
るＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ）１１と、その
ＤＳＣ１１を経由した画像データまたは前記３次元画像
メモリ１０に格納した３次元超音波画像データに基づく
画像を表示する制御を行う表示制御部１２と、前記画像
を表示するＣＲＴ１３とを具備している。

【００１７】図２は、前記アドレス制御部８のブロック
図である。アドレス制御部８は、音線数をカウントして
音線番号を差分アドレス生成部８７および基準アドレス
生成部８８に入力すると共に１フレームの区切りをフレ
ームカウンタ８２に入力する音線カウンタ８１と、第１
フレームではスイッチ８３，８４を破線に切り替えると
共に第２フレーム以降ではスイッチ８３，８４を実線に
切り替えるフレームカウンタ８２と、破線状態では位置
センサ２からの位置信号を基準位置レジスタ８５に導く
と共に実線状態では位置信号を第２スイッチ８４へ導く
第１スイッチ８３と、破線状態では基準位置レジスタ８
５に保持した基準位置を位置差算出８６に導くと共に実
線状態では位置センサ２からの位置信号を位置差算出８
６に導く第２スイッチ８４と、基準位置レジスタ８５に
保持した基準位置と第２スイッチ８４から入力される位
置の差すなわち位置差を算出して出力する位置差算出部
８６と、前記位置差および前記音線番号から差分アドレ
スを生成する差分アドレス生成部８７と、第１フレーム
の音線データを格納するための基準アドレスを生成する
基準アドレス生成部８８と、前記基準アドレスと前記差
分アドレスを加算してＸＹＺメモリ書込アドレスを出力
するアドレス加算部８９とを具備している。

【００１８】図３は、基準アドレスの説明図である。Ａ
１は第１フレームの第１音線データ（ｑ１）を格納する
基準アドレスであり、Ａｎは第１フレームの第ｍ音線デ
ータ（ｑｍ）を格納する基準アドレスであり、ＡＭは第
１フレームの第Ｍ音線データ（ｑＭ）を格納する基準ア
ドレスである。なお、図３の例では基準アドレスをＸＹ
Ｚメモリ７の開始部に割り当てたが、任意であり、例え
ばＸＹＺメモリ７の中央部を割り当ててもよい。

【００１９】図４に示すように、第１フレームＦ１の音
線データを取得したとき、図２のアドレス制御部８のス
イッチ８３，８４は破線状態になるから、位置差分は
“０”であり、差分アドレスも“０”であり、基準アド
レスがＸＹＺメモリ用書込アドレスとなる。したがっ
て、図５に示すように、第１フレームＦ１の音線データ
ｑ１〜ｑｍ〜ｑＭは、それぞれ基準アドレスＡ１〜Ａｍ
〜ＡＭに格納される。

【００２０】図６に示すように、第ｎフレームＦｎの音
線データを取得したとき、図２のアドレス制御部８のス
イッチ８３，８４は実線状態になるから、位置差分は第
１フレームＦ１の取得位置と第ｎフレームの取得位置の
位置差であり、差分アドレスも位置差に応じた値とな
り、“基準アドレス＋差分アドレス”がＸＹＺメモリ用
書込アドレスとなる。したがって、図７に示すように、
第ｎフレームＦｎの音線データｑ１〜ｑｍ〜ｑＭは、そ
れぞれ基準アドレスから差分アドレスだけずれたアドレ
スに格納される。

【００２１】図８に示すように、第ＮフレームＦＮの音
線データを取得したとき、図２のアドレス制御部８のス
イッチ８３，８４は実線状態であるから、位置差分は第
１フレームＦ１の取得位置と第Ｎフレームの取得位置の
位置差であり、差分アドレスも位置差に応じた値とな
り、“基準アドレス＋差分アドレス”がＸＹＺメモリ用
書込アドレスとなる。したがって、図９に示すように、
第ＮフレームＦＮの音線データｑ１〜ｑｍ〜ｑＭは、そ
れぞれ基準アドレスから差分アドレスだけずれたアドレ
スに格納される。

【００２２】なお、新たなフレームの音線データを格納
するときに、ＸＹＺメモリ７に領域が不足するときは、
既格納のフレームの音線データをＸＹＺメモリ７内で全
体的に移動して領域を確保する。それでも不足するとき
は、不足する部分の音線データを捨てる。また、時間的
に許せば、取得した音線データ間の補間を、アドレス制
御部８または３次元演算部９が行うようにするのが好ま
しい。

【００２３】以上のように、上記超音波診断装置１００
では、リアルタイムに取得した音線データが、シネメモ
リ６を経由せずに、直接的に、ＸＹＺメモリ７に格納さ
れる。よって、リアルタイムにボリュームデータを得る
ことが出来る。従って、ＸＹＺメモリ７に格納された３
次元超音波画像の表示のリアルタイム性も向上する。特
に、ＸＹＺメモリ７に音線データが格納されていく途中
でも３次元超音波画像を作成し表示すれば、よりリアル
タイム性が得られる。

【００２４】−第２の実施形態− 前記アドレス制御部８を、図１０に示すアドレス制御処
理を実行するソフトウエアとして構成してもよい。図１
０に示すアドレス制御処理は、１フレーム取り込む毎に
（又は１音線取り込む毎に）実行される。ステップＳ１
では、取り込んだフレーム（又は音線）が第１フレーム
（又は第１フレームの第１音線）ならステップＳ２へ進
み、そうでないならステップＳ３へ進む。ステップＳ２
では、取り込んだフレーム（又は音線）を基準アドレス
に書き込む。そして、処理を終了する。ステップＳ３で
は、第１フレーム（又は第１フレームの第１音線）に対
する差分アドレスを求め、それを基準アドレスに加えた
アドレスに書き込む。そして、処理を終了する。

【００２５】−他の実施形態− 前記実施形態では、第ｎ（＞１）フレームの音線データ
の格納アドレスを、常に基準アドレスに基づいて算出し
たが、例えば第（ｎ−１）フレームの音線データの格納
アドレスに基づいて算出するようにしてもよい。

【００２６】また、前記実施形態では、第１フレームＦ
１の全音線データを基準アドレスに格納したが、第１フ
レームＦ１の第１音線データｑ１のみを基準アドレスに
格納し、他の音線データは、当該音線データ取得時の音
線位置と既格納音線データ取得時の音線位置の位置差
（超音波探触子１の位置差および音線番号差から求めう
る）および該既格納音線データの格納アドレスに基づい
て算出したアドレスに格納するようにしてもよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明の音線データ格納方法および超音
波診断装置によれば、音線データを、シネメモリを経由
することなく、３次元記憶手段に格納可能となる。従っ
て、音線データを一旦シネメモリに格納しアドレス変換
を行いながら３次元記憶手段に転送する場合に比べて、
処理を簡単化でき、処理時間を削減でき、リアルタイム
性を向上できる。さらに、３次元超音波画像の表示のリ
アルタイム性も向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態にかかる超音波診断装
置のブロック図である。

【図２】アドレス制御部のブロック図である。

【図３】基準アドレスの説明図である。

【図４】第１フレームの取得状態の説明図である。

【図５】第１フレームの格納状態の説明図である。

【図６】第ｎフレームの取得状態の説明図である。

【図７】第ｎフレームの格納状態の説明図である。

【図８】第Ｎフレームの取得状態の説明図である。

【図９】第Ｎフレームの格納状態の説明図である。

【図１０】本発明の第２の実施形態にかかるアドレス制
御処理のフロー図である。

【図１１】従来の超音波診断装置の一例のブロック図で
ある。

【図１２】３次元表示を行うためのスキャニングの説明
図である。

【図１３】複数のフレームに対応する空間位置の概念図
である。

【図１４】シネメモリの構成概念図である。

【図１５】ＸＹＺメモリの構成概念図である。

【図１６】ボリュームデータに対する３次元演算と３次
元超音波画像データの概念図である。

【符号の説明】

１００ 超音波診断装置 １ 超音波探触子 ２ 位置センサ ６ シネメモリ ７ ＸＹＺメモリ ８ アドレス制御部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C301 BB13 BB28 BB34 CC02 DD01 EE10 EE20 GD02 GD03 HH60 JB50 JC13 KK02 KK17 KK22 LL03 LL04 5B047 AA07 AA17 AA30 AB10 EA07 EB12

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データ取得点の実空間位置に対応したア
   ドレスにデータを格納する３次元記憶手段に、超音波探
   触子により得た第１フレームおよび第２フレーム以降の
   音線データを格納する方法であって、第１フレームの第
   １音線データまたは全音線データを格納するときは３次
   元記憶手段の予め定めた基準アドレスに格納し、前記以
   外の音線データを格納するときは当該音線データ取得時
   の音線位置と既格納音線データ取得時の音線位置の位置
   差および該既格納音線データの格納アドレスに基づいて
   算出したアドレスに格納することを特徴とする音線デー
   タ格納方法。
2. 【請求項２】 データ取得点の実空間位置に対応したア
   ドレスに該データを格納する３次元記憶手段と、超音波
   探触子により得た第１フレームおよび第２フレーム以降
   の音線データを前記３次元記憶手段に格納するとき前記
   第１フレームの第１音線データまたは全音線データは予
   め定めた基準アドレスに格納し且つ前記以外の音線デー
   タは当該音線データ取得時の音線位置と既格納音線デー
   タ取得時の音線位置の位置差および該既格納音線データ
   の格納アドレスに基づいて算出したアドレスに格納する
   ようにデータ格納アドレスを制御するアドレス制御手段
   とを具備したことを特徴とする超音波診断装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の超音波診断装置におい
   て、超音波探触子の位置（姿勢を含む）を検出する位置
   検出手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置。