JP2000217815A - 超音波像を合成しパノラマ画像を合成する方法及び装置 - Google Patents
超音波像を合成しパノラマ画像を合成する方法及び装置Info
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30004—Biomedical image processing
Abstract
(57)【要約】
【目的】測定断面のパノラマ画像がリアルタイムで生成
でき、低コストかつ操作性の優れた超音波診断装置を実
現する。 【解決手段】プローブ200から取得した超音波データを
画像に変換する画像化部120と、画像化部120で得られた
画像を動画として表示する動画表示機能と、プローブ操
作によって生成された画像間の移動量を検出する移動量
検出機能とプローブ200操作によって生成された断層画
像間の回転量を検出する回転量検出機能をもつコンピュ
ータ(130、140)と、動画表示と並行して、診断中の断層
画像列をコンピュータにより検出した移動量と回転量に
応じて平面的に接続したパノラマ画像151を表示するパ
ノラマ画像表示手段150とを設けた。 【効果】プローブ操作により得た断層画像列から、実時
間でパノラマ画像を作成できる。また、パノラマ画像の
作成状況がディスプレィ上で刻々と確認できると共に、
プローブ操作の失敗を訂正できる。
でき、低コストかつ操作性の優れた超音波診断装置を実
現する。 【解決手段】プローブ200から取得した超音波データを
画像に変換する画像化部120と、画像化部120で得られた
画像を動画として表示する動画表示機能と、プローブ操
作によって生成された画像間の移動量を検出する移動量
検出機能とプローブ200操作によって生成された断層画
像間の回転量を検出する回転量検出機能をもつコンピュ
ータ(130、140)と、動画表示と並行して、診断中の断層
画像列をコンピュータにより検出した移動量と回転量に
応じて平面的に接続したパノラマ画像151を表示するパ
ノラマ画像表示手段150とを設けた。 【効果】プローブ操作により得た断層画像列から、実時
間でパノラマ画像を作成できる。また、パノラマ画像の
作成状況がディスプレィ上で刻々と確認できると共に、
プローブ操作の失敗を訂正できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波によって得
られた動画像を合成しパノラマ画像合成する方法及び装
置、更に詳しくいえば、手動の超音波プローブ操作によ
って撮影された位置的に連続する複数の動画像フレーム
列の画像を合成した画像（以下パノラマ画像と略称）を
得る方法及び装置で、特に、超音波診断及びそれに使用
する装置に好適なものである。
られた動画像を合成しパノラマ画像合成する方法及び装
置、更に詳しくいえば、手動の超音波プローブ操作によ
って撮影された位置的に連続する複数の動画像フレーム
列の画像を合成した画像（以下パノラマ画像と略称）を
得る方法及び装置で、特に、超音波診断及びそれに使用
する装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、超音波を使った診断の普及が進ん
でいる。超音波診断装置は、プローブを人体等の被検体
の表面に当て、２〜１０ＭＨｚの超音波を体内に送り、
臓器の表面等で反射された超音波を受信し、受信音波を
信号処理することで、リアルタイムに患者の体内の臓器
等の断層画像を表示する装置である。超音波を使った診
断は外科手術やＸ線による診断に比べ患者に苦痛や悪影
響を及ぼさず安全である。そのため、妊婦や幼児の診断
において重要とされている。超音波診断装置の代表的な
計測例に、胎児発育計測や循環器計測がある。これらの
計測部位はプローブで一度に断層画像表示できる範囲を
超えているため、プローブを被検体に沿ってスキャンさ
せながら断層画像をパノラマ的に表示させる機能が必要
となる。１回の取り込みでは極めて狭い範囲の２次元断
面画像しか得られないがプローブを位置センサーを有す
る機械的スキャナーに取り付け、人体を横切るようにス
キャナーを移動させつつ断面画像を記憶すれば、人体等
の被検体の上をプローブが動き終わった時に全ての記憶
された断面画像から、全体のパノラマ画像を生成して表
示できる。
でいる。超音波診断装置は、プローブを人体等の被検体
の表面に当て、２〜１０ＭＨｚの超音波を体内に送り、
臓器の表面等で反射された超音波を受信し、受信音波を
信号処理することで、リアルタイムに患者の体内の臓器
等の断層画像を表示する装置である。超音波を使った診
断は外科手術やＸ線による診断に比べ患者に苦痛や悪影
響を及ぼさず安全である。そのため、妊婦や幼児の診断
において重要とされている。超音波診断装置の代表的な
計測例に、胎児発育計測や循環器計測がある。これらの
計測部位はプローブで一度に断層画像表示できる範囲を
超えているため、プローブを被検体に沿ってスキャンさ
せながら断層画像をパノラマ的に表示させる機能が必要
となる。１回の取り込みでは極めて狭い範囲の２次元断
面画像しか得られないがプローブを位置センサーを有す
る機械的スキャナーに取り付け、人体を横切るようにス
キャナーを移動させつつ断面画像を記憶すれば、人体等
の被検体の上をプローブが動き終わった時に全ての記憶
された断面画像から、全体のパノラマ画像を生成して表
示できる。
【０００３】しかし、機械的スキャナーに取り付けたプ
ローブを、例えば、ふくらはぎ部、甲状腺部等、人体の
曲面部に沿って正確に移動させるのは難しい。超音波は
皮膚に塗られたゼリー状の物質の層を通して身体の中に
伝達されるため、プローブは人体の皮膚と直接接触する
ように保持されなければならない。そのため、表面に凹
凸がある部分を正確にスキャンさせるのは高度な操作技
術が必要である。望ましいのは、手動でプローブを人体
の表面に沿ってスキャンさせつつ、実時間で広範囲の断
面画像を繋ぎあわせ、パノラマ的に表示できる装置の実
現である。位置センサや回転センサを取り付けることな
く画像を合成するためには、位置的に隣接する画像フレ
ーム間の移動量や回転量を画像データから検出する必要
がある。この検出には、画像間の動きベクトルを計算し
なければならず、リアルタイム処理のためには高速の画
像処理プロセッサが要求される。
ローブを、例えば、ふくらはぎ部、甲状腺部等、人体の
曲面部に沿って正確に移動させるのは難しい。超音波は
皮膚に塗られたゼリー状の物質の層を通して身体の中に
伝達されるため、プローブは人体の皮膚と直接接触する
ように保持されなければならない。そのため、表面に凹
凸がある部分を正確にスキャンさせるのは高度な操作技
術が必要である。望ましいのは、手動でプローブを人体
の表面に沿ってスキャンさせつつ、実時間で広範囲の断
面画像を繋ぎあわせ、パノラマ的に表示できる装置の実
現である。位置センサや回転センサを取り付けることな
く画像を合成するためには、位置的に隣接する画像フレ
ーム間の移動量や回転量を画像データから検出する必要
がある。この検出には、画像間の動きベクトルを計算し
なければならず、リアルタイム処理のためには高速の画
像処理プロセッサが要求される。
【０００４】さらに、超音波断層像を得る装置の操作性
を向上させるためには、診断装置の使用者がプローブを
手動で移動させながら、間違った部位を操作した場合で
も、部分的に操作を修正するだけで、パノラマ画像が生
成できる機能が必要である。例えば血流を計測する場
合、ユーザは人体の表面から血管の上に沿って移動させ
る必要があるが、血管が細いのでプローブの位置が計測
すべき血管の位置からずれる場合が生じる。このような
場合、始めからプローブの操作をやり直すのではなく、
途中での修正ができて、スキャンが再開できると操作性
が確実に上がる。また、プローブを移動（スキャン）さ
せている時に、視線をプローブ位置から離さずに断層画
像が確認できる手段があると、正確な移動操作が可能に
なる。
を向上させるためには、診断装置の使用者がプローブを
手動で移動させながら、間違った部位を操作した場合で
も、部分的に操作を修正するだけで、パノラマ画像が生
成できる機能が必要である。例えば血流を計測する場
合、ユーザは人体の表面から血管の上に沿って移動させ
る必要があるが、血管が細いのでプローブの位置が計測
すべき血管の位置からずれる場合が生じる。このような
場合、始めからプローブの操作をやり直すのではなく、
途中での修正ができて、スキャンが再開できると操作性
が確実に上がる。また、プローブを移動（スキャン）さ
せている時に、視線をプローブ位置から離さずに断層画
像が確認できる手段があると、正確な移動操作が可能に
なる。
【０００５】しかしながら、望ましい超音波診断装置の
実現は位置センサの取り付けられた機械的スキャナを必
要としたり、あるいは高速の画像処理プロセッサを必要
とする等、装置コストが大幅に高くなるという問題があ
る。
実現は位置センサの取り付けられた機械的スキャナを必
要としたり、あるいは高速の画像処理プロセッサを必要
とする等、装置コストが大幅に高くなるという問題があ
る。
【０００６】超音波診断装置に使用するパノラマ画像作
成技術として相互に関連する超音波画像フレーム間動き
ベクトルを求め、その動きベクトルを利用して複数の画
像フレーム繋ぎ合わせパノラマ画像を得る技術がＵ．
Ｓ．Ｐ．５，５７７５，２８６号に開示されている。し
かし上記Ｕ．Ｓ．Ｐ．に開示されているものは動きベク
トルを求めるためいわゆる高度のブロックマッチング方
法を用いるため、依然として信号処理量が多く、実時間
処理を行うためには、高速信号処理装置を必要とする問
題がある。
成技術として相互に関連する超音波画像フレーム間動き
ベクトルを求め、その動きベクトルを利用して複数の画
像フレーム繋ぎ合わせパノラマ画像を得る技術がＵ．
Ｓ．Ｐ．５，５７７５，２８６号に開示されている。し
かし上記Ｕ．Ｓ．Ｐ．に開示されているものは動きベク
トルを求めるためいわゆる高度のブロックマッチング方
法を用いるため、依然として信号処理量が多く、実時間
処理を行うためには、高速信号処理装置を必要とする問
題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の超
音波診断装置は人体に安全ではあるが、パノラマ的に全
体の画像を表示させようとすると装置コストと操作性の
点で問題があった。すなわち、部分的な断面画像から人
体のパノラマ画像を得るためには、高速の画像処理プロ
セッサが必要となったり、正確にプローブを移動しない
とパノラマ画像がとぎれる等の問題があった。
音波診断装置は人体に安全ではあるが、パノラマ的に全
体の画像を表示させようとすると装置コストと操作性の
点で問題があった。すなわち、部分的な断面画像から人
体のパノラマ画像を得るためには、高速の画像処理プロ
セッサが必要となったり、正確にプローブを移動しない
とパノラマ画像がとぎれる等の問題があった。
【０００８】従って本発明の目的は、被検体の超音波撮
像画像のパノラマ画像をリアルタイムで生成し、表示で
きるパノラマ画像の合成方法及びその方法を実施する低
コストかつ操作性の優れた超音波パノラマ画像合成装置
を提供することである。
像画像のパノラマ画像をリアルタイムで生成し、表示で
きるパノラマ画像の合成方法及びその方法を実施する低
コストかつ操作性の優れた超音波パノラマ画像合成装置
を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の超音波像を合成しパノラマ画像を合成する
方法は、人体等の被検体から超音波によって得られた位
置的に近接した複数の画像フレーム、即ち動画像フレー
ムの画像データを得て、上記複数の動画像フレームのそ
れぞれの特定の指定領域のデータから隣接する動画像フ
レーム間の位置関係データ即ち動画像フレーム間の移動
量及び回転量を検出し、上記移動量及び回転量を用いて
上記複数の動画像フレームを所定の位置で接合すること
によってパノラマ画像データを得て、必要によっては、
上記パノラマ画像データを画像信号に変換し表示装置に
表示する。
め、本発明の超音波像を合成しパノラマ画像を合成する
方法は、人体等の被検体から超音波によって得られた位
置的に近接した複数の画像フレーム、即ち動画像フレー
ムの画像データを得て、上記複数の動画像フレームのそ
れぞれの特定の指定領域のデータから隣接する動画像フ
レーム間の位置関係データ即ち動画像フレーム間の移動
量及び回転量を検出し、上記移動量及び回転量を用いて
上記複数の動画像フレームを所定の位置で接合すること
によってパノラマ画像データを得て、必要によっては、
上記パノラマ画像データを画像信号に変換し表示装置に
表示する。
【００１０】本発明の方法は、超音波プローブから得ら
れた動画像データから直接位置関係データを求め、パノ
ラマ画像データ得て、表示装置の表示画面に超音波プロ
ーブの移動と同時に表示するリアルタイム処理を行う場
合の他に、一旦上記複数の動画像フレームのデータを蓄
積手段に蓄積し、時間を経て上記蓄積手段のデータから
上記パノラマ画像データを得て、表示手段に表示する形
態も含む。
れた動画像データから直接位置関係データを求め、パノ
ラマ画像データ得て、表示装置の表示画面に超音波プロ
ーブの移動と同時に表示するリアルタイム処理を行う場
合の他に、一旦上記複数の動画像フレームのデータを蓄
積手段に蓄積し、時間を経て上記蓄積手段のデータから
上記パノラマ画像データを得て、表示手段に表示する形
態も含む。
【００１１】また、本発明のパノラマ画像を合成する画
像合成装置は、位置的に相互に隣接する複数の動画像フ
レームの画像データを入力する手段と、上記複数の動画
像データのそれぞれの特定の領域のデータから動画像フ
レーム間の位置関係データ即ち動画像フレーム間の移動
量及び回転量を検出する動き検出手段と、上記移動量及
び回転量を用いて上記複数の動画像フレームを所定の位
置で接合することによってパノラマ画像データを得る信
号処理装置と、上記パノラマ画像データを表示する表示
装置をもち、上記動き検出手段は以下の処理を行う演算
手段を有する。上記演算部は、連続する動画像フレーム
の画像の単一の指定された特定領域の投影分布を求め、
隣接する動画像フレームの画像の単一の特定領域の投影
分布間の相関によって上記移動量を求める信号処理手段
と、連続する動画像フレームそれぞれの１軸方向に分割
された複数の特定部分領域の投影分布を求め、隣接する
画像フレーム間のそれぞれ対応する上記特定部分領域の
投影分布間の相関によって上記特定部分領域のそれぞれ
の移動量を求め、上記複数の特定部分領域の移動量の差
から連続する動画像フレームの回転量データを求める信
号処理手段とを有する。すなわち、プローブ操作の動き
を画像データより検出する。
像合成装置は、位置的に相互に隣接する複数の動画像フ
レームの画像データを入力する手段と、上記複数の動画
像データのそれぞれの特定の領域のデータから動画像フ
レーム間の位置関係データ即ち動画像フレーム間の移動
量及び回転量を検出する動き検出手段と、上記移動量及
び回転量を用いて上記複数の動画像フレームを所定の位
置で接合することによってパノラマ画像データを得る信
号処理装置と、上記パノラマ画像データを表示する表示
装置をもち、上記動き検出手段は以下の処理を行う演算
手段を有する。上記演算部は、連続する動画像フレーム
の画像の単一の指定された特定領域の投影分布を求め、
隣接する動画像フレームの画像の単一の特定領域の投影
分布間の相関によって上記移動量を求める信号処理手段
と、連続する動画像フレームそれぞれの１軸方向に分割
された複数の特定部分領域の投影分布を求め、隣接する
画像フレーム間のそれぞれ対応する上記特定部分領域の
投影分布間の相関によって上記特定部分領域のそれぞれ
の移動量を求め、上記複数の特定部分領域の移動量の差
から連続する動画像フレームの回転量データを求める信
号処理手段とを有する。すなわち、プローブ操作の動き
を画像データより検出する。
【００１２】本発明によるパノラマ画像合成装置は、好
ましい実施形態においては、上記複数の動画像フレーム
のデータを得る手段は、手動のプローブから取得した超
音波データを画像データに変換する超音波・画像化手段
で構成され、上記表示装置は上記パノラマ画像の表示と
同時に上記複数の超音波画像データからの個々の画像フ
レームを動画像として表示する様に構成される。
ましい実施形態においては、上記複数の動画像フレーム
のデータを得る手段は、手動のプローブから取得した超
音波データを画像データに変換する超音波・画像化手段
で構成され、上記表示装置は上記パノラマ画像の表示と
同時に上記複数の超音波画像データからの個々の画像フ
レームを動画像として表示する様に構成される。
【００１３】また、本発明によるパノラマ画像合成装置
の好ましい実施形態においては、上記動き検出手段及び
パノラマ画像合成手段は、中央信号処理ユニット（ＣＰ
Ｕ）と、データ及び制御プログラムを記憶するメモリを
もつコンピュータによって構成される。さらに上記パノ
ラマ画像を蓄積する画像蓄積手段をも付加する。
の好ましい実施形態においては、上記動き検出手段及び
パノラマ画像合成手段は、中央信号処理ユニット（ＣＰ
Ｕ）と、データ及び制御プログラムを記憶するメモリを
もつコンピュータによって構成される。さらに上記パノ
ラマ画像を蓄積する画像蓄積手段をも付加する。
【００１４】更に操作性を高める好ましい形態によれ
ば、上記プローブに、少なくとも、上記プローブの操作
開始手段、操作リセット手段、上記動画像表示手段、及
びパノラマ画像表示手段の少なくとも１つを取り付け
る。
ば、上記プローブに、少なくとも、上記プローブの操作
開始手段、操作リセット手段、上記動画像表示手段、及
びパノラマ画像表示手段の少なくとも１つを取り付け
る。
【００１５】本発明の他の目的及び特徴は以下の説明に
よりに明らかにされる。また本発明は、超音波診断装置
に特に有効であるので、以下の説明では超音波診断装置
に付いて説明するが、他の用途にも実施できるものであ
る。
よりに明らかにされる。また本発明は、超音波診断装置
に特に有効であるので、以下の説明では超音波診断装置
に付いて説明するが、他の用途にも実施できるものであ
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による超音波像を
合成しパノラマ画像を合成する装置の一実施形態である
超音波診断装置の構成を示すブロック図である。本実施
形態には、超音波発振部１１０からの信号によって超音
波ビーム２２０を被検体に照射し、また被検体からの反
射ビームを受信するプローブ２００と、プローブ２００
からの信号を動画像フレームデータにする画像化部１２
０と、動画像データを処理する中央処理ユニット（以
下、ＣＰＵと略称）１３０及び動画像、パノラマ画像の
処理に必要なデータ１４０−２、制御プログラム１４０
−１を格納するメモリ１４０と、パノラマ画像１５１等
をディスプレイ１5０に表示するためのビデオメモリ１
５５及びＤ／Ａ変換器１５６と、各機能部を結合するバ
ス線路１３２とをもつ超音波診断装置１００を構成す
る。超音波診断装置１００は、インタフェース（Ｉ／
Ｆ）を介して結合されるキーボード１６０、ポインティ
ングデバイス１７０等の入出力装置、プリンタ１８０及
び補助記憶装置１９０を備える。超音波診断装置１００
のハード構成は、一般に知られているデジタルコンピュ
ータの構成と同様である。
合成しパノラマ画像を合成する装置の一実施形態である
超音波診断装置の構成を示すブロック図である。本実施
形態には、超音波発振部１１０からの信号によって超音
波ビーム２２０を被検体に照射し、また被検体からの反
射ビームを受信するプローブ２００と、プローブ２００
からの信号を動画像フレームデータにする画像化部１２
０と、動画像データを処理する中央処理ユニット（以
下、ＣＰＵと略称）１３０及び動画像、パノラマ画像の
処理に必要なデータ１４０−２、制御プログラム１４０
−１を格納するメモリ１４０と、パノラマ画像１５１等
をディスプレイ１5０に表示するためのビデオメモリ１
５５及びＤ／Ａ変換器１５６と、各機能部を結合するバ
ス線路１３２とをもつ超音波診断装置１００を構成す
る。超音波診断装置１００は、インタフェース（Ｉ／
Ｆ）を介して結合されるキーボード１６０、ポインティ
ングデバイス１７０等の入出力装置、プリンタ１８０及
び補助記憶装置１９０を備える。超音波診断装置１００
のハード構成は、一般に知られているデジタルコンピュ
ータの構成と同様である。
【００１７】上記装置の構成において、超音波発振部１
１０の発振周波数（２〜１０ＭＨｚ）はＣＰＵ１３０か
らの指示に従う。画像化部１２０で変換された画像デー
タはメモリ１４０に取り込むと同時にビデオメモリ１５
５に取り込まれる。ＲＡＭＡＤＣと呼ばれているＤ／Ａ
コンバータ１５６で、ビデオメモリ１５５に書かれた表
示画像データをディスプレイ１５０の走査線スピードに
合わせて逐次読出し、ディスプレイ１５０に描画する。
１０の発振周波数（２〜１０ＭＨｚ）はＣＰＵ１３０か
らの指示に従う。画像化部１２０で変換された画像デー
タはメモリ１４０に取り込むと同時にビデオメモリ１５
５に取り込まれる。ＲＡＭＡＤＣと呼ばれているＤ／Ａ
コンバータ１５６で、ビデオメモリ１５５に書かれた表
示画像データをディスプレイ１５０の走査線スピードに
合わせて逐次読出し、ディスプレイ１５０に描画する。
【００１８】従って、ビデオメモリ１５５のデータを更
新すると、その更新内容がディスプレイ１５０の表示画
面に直ちに反映される。ディスプレイ１５０は、画像を
表示するためのデバイスであり、例えば、小型のＣＲＴ
やプラズマディスプレイ、液晶タイプの表示デバイス等
で構成される。画像の取り込みを、秒３０回程度の頻度
で繰り返すことで、ディスプレイの一部に連続的な被検
体の断層画像である動画像が表示される。
新すると、その更新内容がディスプレイ１５０の表示画
面に直ちに反映される。ディスプレイ１５０は、画像を
表示するためのデバイスであり、例えば、小型のＣＲＴ
やプラズマディスプレイ、液晶タイプの表示デバイス等
で構成される。画像の取り込みを、秒３０回程度の頻度
で繰り返すことで、ディスプレイの一部に連続的な被検
体の断層画像である動画像が表示される。
【００１９】補助記憶装置１１０は、ハードディスク等
の大容量記録装置であり、デジタルデータを半永久的に
記録するための装置である。これは、ＰＣＭＣＩＡ方式
のハードディスクカードのように記憶装置ごと本体１０
０から着脱できたり、あるいは、光磁気ディスク等のよ
うに、記録媒体のみを着脱できるタイプの記録装置であ
ってもよい。
の大容量記録装置であり、デジタルデータを半永久的に
記録するための装置である。これは、ＰＣＭＣＩＡ方式
のハードディスクカードのように記憶装置ごと本体１０
０から着脱できたり、あるいは、光磁気ディスク等のよ
うに、記録媒体のみを着脱できるタイプの記録装置であ
ってもよい。
【００２０】ＣＰＵ１３０は、超音波診断のための制御
をはじめ、以下に説明する画像データを得たり、画像の
動きの検出演算を行ったり、画像データを画像表示信号
に変換し画像の表示形態を制御するための制御プログラ
ムを実行する。制御プログラムは、メモリ１４０−１に
常駐し、プログラムの実行に必要となるデータは、デー
タメモリ１４０−２に必要に応じて格納される。プリン
タ１８０は処理した画像や診断結果を印刷する。
をはじめ、以下に説明する画像データを得たり、画像の
動きの検出演算を行ったり、画像データを画像表示信号
に変換し画像の表示形態を制御するための制御プログラ
ムを実行する。制御プログラムは、メモリ１４０−１に
常駐し、プログラムの実行に必要となるデータは、デー
タメモリ１４０−２に必要に応じて格納される。プリン
タ１８０は処理した画像や診断結果を印刷する。
【００２１】上記超音波診断装置の構成において、取り
込んだ動画像フレーム列をプローブ２００の移動操作
（以下スキャンとも呼ぶ）に応じて動画像フレームを相
互に接続する。メモリ１４０−１内に格納された制御プ
ログラムによって、診断中に取り込まれた画像データを
メモリ１４０に取り込みながら複数の画像フレームの指
定部分を接続しパノラマ画像データを得て、逐次ビデオ
メモリ１５５に転送し、ディスプレィ１５０に１５１を
表示する。さらに診断が終了すると、パノラマ画像デー
タを補助記憶装置１９０に、画像データ構造体１９０−
１として格納する。画像データ構造体１９０−１は画像
の種別、画像のサイズ、診断日時、診断部位等の画像の
ヘッダー情報情報１９０−１−１、圧縮又は非圧縮され
たパノラマ画像データ１９０−１−２が含まれる。
込んだ動画像フレーム列をプローブ２００の移動操作
（以下スキャンとも呼ぶ）に応じて動画像フレームを相
互に接続する。メモリ１４０−１内に格納された制御プ
ログラムによって、診断中に取り込まれた画像データを
メモリ１４０に取り込みながら複数の画像フレームの指
定部分を接続しパノラマ画像データを得て、逐次ビデオ
メモリ１５５に転送し、ディスプレィ１５０に１５１を
表示する。さらに診断が終了すると、パノラマ画像デー
タを補助記憶装置１９０に、画像データ構造体１９０−
１として格納する。画像データ構造体１９０−１は画像
の種別、画像のサイズ、診断日時、診断部位等の画像の
ヘッダー情報情報１９０−１−１、圧縮又は非圧縮され
たパノラマ画像データ１９０−１−２が含まれる。
【００２２】図２は、本発明による超音波診断装置の実
施形態を説明するための概略図である。プローブ２００
は体表（被検体の一部）２３０に沿って、プローブ２０
０の長手方向（矢印の曲線で示す）に手動で移動され
る。プローブ２００の移動で得た時間的に隣接する画像
フレーム相互間の大部分の画素が一致している。ただ
し、後で図６に関連して説明するすように、プローブの
移動方向の移動距離に対応して画像間で位置がずれる。
また、体表２３０の曲率に応じて画像間に回転ずれが生
じる。そこで本実施形態の超音波診断装置１００では、
動画像フレーム間の移動量及び回転量をＣＰＵ１２０及
びプログラム１４０−１で構成される演算手段の信号処
理により検出し、更に検出された移動量及び回転量を用
いて、複数の動画像フレームを合成し、パノラマ画像デ
ータに変換し、ビデオメモリ１５５を介してパノラマ画
像１５１としてディスプレィ１５０に逐次表示する。こ
れにより位置センサを使用することなく、操作が容易な
パノラマ画像合成装置が実現される。
施形態を説明するための概略図である。プローブ２００
は体表（被検体の一部）２３０に沿って、プローブ２０
０の長手方向（矢印の曲線で示す）に手動で移動され
る。プローブ２００の移動で得た時間的に隣接する画像
フレーム相互間の大部分の画素が一致している。ただ
し、後で図６に関連して説明するすように、プローブの
移動方向の移動距離に対応して画像間で位置がずれる。
また、体表２３０の曲率に応じて画像間に回転ずれが生
じる。そこで本実施形態の超音波診断装置１００では、
動画像フレーム間の移動量及び回転量をＣＰＵ１２０及
びプログラム１４０−１で構成される演算手段の信号処
理により検出し、更に検出された移動量及び回転量を用
いて、複数の動画像フレームを合成し、パノラマ画像デ
ータに変換し、ビデオメモリ１５５を介してパノラマ画
像１５１としてディスプレィ１５０に逐次表示する。こ
れにより位置センサを使用することなく、操作が容易な
パノラマ画像合成装置が実現される。
【００２３】図３は、上記実施形態における超音波診断
装置のデイスプレィに表示される表示画面の一例を示す
表示画面図である。表示画面１５０は商標ウィンドウ３
００、動画表示ウィンドウ３１０、パノラマ画像表示ウ
ィンドウ３２０、操作指示ウインドウ３３０から構成さ
れる。ここで、商標ウィンドウ３００には装置名や著作
権の所在等を表示する。動画表示ウィンドウ３１０は診
断中の断層画像をリアルタイムで表示するウィンドウで
ある。毎秒３０回フレームの頻度で画像を表示すること
で身体の内部の状態が動画として表示される。動画表示
ウィンドウ３１０領域内の領域３１１は断層画像の有効
領域である。上記断層画像（動画象フレーム）の有効領
域は、超音波ビーム２２０を発信・受信するプローブ２
００の形状がコンベックスタイプの場合には、図に示す
ような扇型の領域になる。図において上部が体表側、下
部が身体内部側である。また、プローブ２００の形状が
リニアタイプの場合には、有効領域３１１は長方形の領
域になる。
装置のデイスプレィに表示される表示画面の一例を示す
表示画面図である。表示画面１５０は商標ウィンドウ３
００、動画表示ウィンドウ３１０、パノラマ画像表示ウ
ィンドウ３２０、操作指示ウインドウ３３０から構成さ
れる。ここで、商標ウィンドウ３００には装置名や著作
権の所在等を表示する。動画表示ウィンドウ３１０は診
断中の断層画像をリアルタイムで表示するウィンドウで
ある。毎秒３０回フレームの頻度で画像を表示すること
で身体の内部の状態が動画として表示される。動画表示
ウィンドウ３１０領域内の領域３１１は断層画像の有効
領域である。上記断層画像（動画象フレーム）の有効領
域は、超音波ビーム２２０を発信・受信するプローブ２
００の形状がコンベックスタイプの場合には、図に示す
ような扇型の領域になる。図において上部が体表側、下
部が身体内部側である。また、プローブ２００の形状が
リニアタイプの場合には、有効領域３１１は長方形の領
域になる。
【００２４】領域３１２は断層画像３１１内に設定した
パノラマ画像作成に利用する画像処理領域であって、長
方形の図形として表示する。近接する動画像フレーム間
の動き量と回転量を検出する画像データの信号処理はこ
の領域３１２のデータを使用して実行される。処理領域
３１２の有効領域３１１に対する位置は、通常は固定で
あるが、プローブ２００を交換した場合、取り込まれる
画像のサイズや位置が変わる場合があるので、それに合
わせて処理領域を変更するように設定する。
パノラマ画像作成に利用する画像処理領域であって、長
方形の図形として表示する。近接する動画像フレーム間
の動き量と回転量を検出する画像データの信号処理はこ
の領域３１２のデータを使用して実行される。処理領域
３１２の有効領域３１１に対する位置は、通常は固定で
あるが、プローブ２００を交換した場合、取り込まれる
画像のサイズや位置が変わる場合があるので、それに合
わせて処理領域を変更するように設定する。
【００２５】領域３１３はパノラマ画像作成時に使用す
る断層画像の部分領域である。部分領域３１３は動画像
として解像度の高い部分で、各フレームとも同じ位置に
設定しておく。これらの画像処理領域３１２、３１３は
ユーザインタフェースによって、ユーザが自由に設定で
きる。
る断層画像の部分領域である。部分領域３１３は動画像
として解像度の高い部分で、各フレームとも同じ位置に
設定しておく。これらの画像処理領域３１２、３１３は
ユーザインタフェースによって、ユーザが自由に設定で
きる。
【００２６】パノラマ画像表示ウィンドウ３２０は診断
中の断層画像をリアルタイムでパノラマ化して画像の全
体像を表示するウィンドウである。領域３２１はパノラ
マ画像であり、領域３２２は現在、操作中のプローブ２
００の位置及び方向を示すカーソルである。
中の断層画像をリアルタイムでパノラマ化して画像の全
体像を表示するウィンドウである。領域３２１はパノラ
マ画像であり、領域３２２は現在、操作中のプローブ２
００の位置及び方向を示すカーソルである。
【００２７】パノラマ画像３２１はプローブ２００の移
動長によっては、パノラマ画像表示ウィンドウ３２０の
枠内を超える場合もある。この場合は、作成中のパノラ
マ画像３２１がパノラマ画像表示ウィンドウ３２０に収
まるように、スケーリングしながら表示することで解決
できる。
動長によっては、パノラマ画像表示ウィンドウ３２０の
枠内を超える場合もある。この場合は、作成中のパノラ
マ画像３２１がパノラマ画像表示ウィンドウ３２０に収
まるように、スケーリングしながら表示することで解決
できる。
【００２８】操作指示ウインドウ３３０は、診断に必要
な操作を指示するウィンドウであって、パノラマ画像表
示を指示するボタン３３１、リセットボタン３３４、操
作訂正ボタン３３５、保存ボタン３３６、印刷ボタン３
３７、設定ボタン３３８をもつ。これらのボタンの選択
はポインタ３３９をマウスなどのポインティングデバイ
ス１７０を操作して、所望のボタン上でポインティング
デバイス１７０をクリックすることで実行される。また
ディスプレィ１５０上にタッチパネルを装着して、直
接、指で所望のボタンを押すように構成してもよい。図
３のパノラマ画像３２１は診断の最終結果を示してい
る。
な操作を指示するウィンドウであって、パノラマ画像表
示を指示するボタン３３１、リセットボタン３３４、操
作訂正ボタン３３５、保存ボタン３３６、印刷ボタン３
３７、設定ボタン３３８をもつ。これらのボタンの選択
はポインタ３３９をマウスなどのポインティングデバイ
ス１７０を操作して、所望のボタン上でポインティング
デバイス１７０をクリックすることで実行される。また
ディスプレィ１５０上にタッチパネルを装着して、直
接、指で所望のボタンを押すように構成してもよい。図
３のパノラマ画像３２１は診断の最終結果を示してい
る。
【００２９】図４は上記実施形態におけるパノラマ画像
表示ウィンドウ３２０のパノラマ画像を示す。図４及び
図３を参照しながら本発明による超音波診断装置の診断
過程の操作及びパノラマ表示画像を説明する。超音波に
よる診断は図３のパノラマボタン３３１を押すことで開
始する。パノラマボタン３３１を押すと、パノラマ画像
表示ウィンドウ３２０に表示されていた過去の画像はク
リアされる。この状態から、体表２３０上をプローブ２
００でスキャンするとパノラマ画像が逐次作成される。
表示ウィンドウ３２０のパノラマ画像を示す。図４及び
図３を参照しながら本発明による超音波診断装置の診断
過程の操作及びパノラマ表示画像を説明する。超音波に
よる診断は図３のパノラマボタン３３１を押すことで開
始する。パノラマボタン３３１を押すと、パノラマ画像
表示ウィンドウ３２０に表示されていた過去の画像はク
リアされる。この状態から、体表２３０上をプローブ２
００でスキャンするとパノラマ画像が逐次作成される。
【００３０】図４(a)は、血管に沿ってプローブ２００
をスキャンさせている途中のパノラマ画像を示してい
る。図４(b)はプローブの位置が血管からずれて、血管
部画像４００が途切れた例である。この状態で、パノラ
マボタン３３１を押すと、パノラマ画像作成が中断され
る。この状態でユーザは動画表示ウィンドウ３１０の画
像を確認しつつ、プローブ２００の位置を修正して血管
部４００の画像が表示されるようにする。その後、パノ
ラマボタン３３１を押すと、パノラマ画像の作成処理を
再開する。もし、血管部の画像４００の途切れが大きい
場合は、パノラマ画像をさらに前の状態に戻す必要があ
る。その場合には操作訂正ボタン３３５を用いる。訂正
ボタン３３５−１はパノラマ画像を前の状態に戻すボタ
ンで、訂正ボタン３３５−１を押し続けると以前の状態
にカーソル３２２が順次移動する。ボタン３３５−２は
戻し過ぎたカーソルを前に進めるボタンである。
をスキャンさせている途中のパノラマ画像を示してい
る。図４(b)はプローブの位置が血管からずれて、血管
部画像４００が途切れた例である。この状態で、パノラ
マボタン３３１を押すと、パノラマ画像作成が中断され
る。この状態でユーザは動画表示ウィンドウ３１０の画
像を確認しつつ、プローブ２００の位置を修正して血管
部４００の画像が表示されるようにする。その後、パノ
ラマボタン３３１を押すと、パノラマ画像の作成処理を
再開する。もし、血管部の画像４００の途切れが大きい
場合は、パノラマ画像をさらに前の状態に戻す必要があ
る。その場合には操作訂正ボタン３３５を用いる。訂正
ボタン３３５−１はパノラマ画像を前の状態に戻すボタ
ンで、訂正ボタン３３５−１を押し続けると以前の状態
にカーソル３２２が順次移動する。ボタン３３５−２は
戻し過ぎたカーソルを前に進めるボタンである。
【００３１】図４(c)は再開して血管部画像４００が接
続された例であり、図４(d)は最終的に得られたパノラ
マ画像の例である。尚、パノラマ画像作成中にリセット
ボタン３３４を押すと、診断の最初の状態となり、パノ
ラマ画像３２１はクリアされる。
続された例であり、図４(d)は最終的に得られたパノラ
マ画像の例である。尚、パノラマ画像作成中にリセット
ボタン３３４を押すと、診断の最初の状態となり、パノ
ラマ画像３２１はクリアされる。
【００３２】上述のように本実施形態によれば、ユーザ
は診断途中のパノラマ画像を自由に訂正したり再開する
ことが可能であるため、操作性の高い超音波診断装置が
実現される。さらに、結果の保存や印刷も簡単に行え
る。保存ボタン３３６を押すと、パノラマ画像が補助記
憶装置１９０に保存される。また、印刷ボタン３３７を
押すことで、パノラマ画像をプリンタ１８０で印刷する
ことができる。設定ボタン３３８は、画像処理領域３１
２、３１３の設定や診断に必要な各種情報の入力に利用
される。
は診断途中のパノラマ画像を自由に訂正したり再開する
ことが可能であるため、操作性の高い超音波診断装置が
実現される。さらに、結果の保存や印刷も簡単に行え
る。保存ボタン３３６を押すと、パノラマ画像が補助記
憶装置１９０に保存される。また、印刷ボタン３３７を
押すことで、パノラマ画像をプリンタ１８０で印刷する
ことができる。設定ボタン３３８は、画像処理領域３１
２、３１３の設定や診断に必要な各種情報の入力に利用
される。
【００３３】図５は本発明による超音波診断装置の他の
実施形態で使用するプローブを示す外観図である。本実
施形態では、診断の操作性を向上させるため、プローブ
２００と液晶ディスプレィ１５０を一体にし、即ちプロ
ーブ２００本体の一部に液晶ディスプレィ１５０を回転
可能に取付け、図４で示したパノラマボタン３３１及び
リセットボタン３３２とそれぞれ同等の機能を持つボタ
ン２０１及びボタン２０２をプローブに設けている。本
実施形態によれば、ボタン２０１及び２０２により診断
の再開、中断が手元のプローブ２００に設けたボタン２
０１及びボタン２０２の操作で実行できる。さらに、診
断中、プローブ２００周辺から視線をそらす必要がなく
なるので、診断が容易かつ正確に行える。
実施形態で使用するプローブを示す外観図である。本実
施形態では、診断の操作性を向上させるため、プローブ
２００と液晶ディスプレィ１５０を一体にし、即ちプロ
ーブ２００本体の一部に液晶ディスプレィ１５０を回転
可能に取付け、図４で示したパノラマボタン３３１及び
リセットボタン３３２とそれぞれ同等の機能を持つボタ
ン２０１及びボタン２０２をプローブに設けている。本
実施形態によれば、ボタン２０１及び２０２により診断
の再開、中断が手元のプローブ２００に設けたボタン２
０１及びボタン２０２の操作で実行できる。さらに、診
断中、プローブ２００周辺から視線をそらす必要がなく
なるので、診断が容易かつ正確に行える。
【００３４】図６は本発明による超音波診断装置のプロ
ーブで得られた時間的に隣接する動画像フレーム間の幾
何学的関係を示す。同図において曲線２３０は体表、画
像領域５０５は時刻ｔの時取得した断層画像It、画像領
域５０６は時刻ｔ＋１の時取得した断層画像Ｉｔ＋１で
ある。体表２３０が曲面であるので、画像Ｉｔと画像Ｉ
ｔ＋１は、図のような移動と回転の幾何学的関係が生じ
る、すなわち、画像Ｉｔの領域５０６の中心ｏを原点と
し、画像Ｉｔの横軸５０３をＸｔ軸、それに直交する軸
５０４をＹｔ軸とした座標系としたとき、画像Ｉｔ＋１
はＸ軸に沿ってｄｘ移動５０８し、原点ｏの回りでｄΘ
回転５０７する。この移動量ｄｘと回転量ｄΘから、以
下の式で近接する画像フレーム間の幾何学的関係が記述
できる。
ーブで得られた時間的に隣接する動画像フレーム間の幾
何学的関係を示す。同図において曲線２３０は体表、画
像領域５０５は時刻ｔの時取得した断層画像It、画像領
域５０６は時刻ｔ＋１の時取得した断層画像Ｉｔ＋１で
ある。体表２３０が曲面であるので、画像Ｉｔと画像Ｉ
ｔ＋１は、図のような移動と回転の幾何学的関係が生じ
る、すなわち、画像Ｉｔの領域５０６の中心ｏを原点と
し、画像Ｉｔの横軸５０３をＸｔ軸、それに直交する軸
５０４をＹｔ軸とした座標系としたとき、画像Ｉｔ＋１
はＸ軸に沿ってｄｘ移動５０８し、原点ｏの回りでｄΘ
回転５０７する。この移動量ｄｘと回転量ｄΘから、以
下の式で近接する画像フレーム間の幾何学的関係が記述
できる。
【００３５】ｐ’＝Ａｐ＋Ｂ ここで、Ａは回転行列、Ｂはシフト量、ｐは画像Itの座
標、ｐ’は画像It+1の座標である。
標、ｐ’は画像It+1の座標である。
【００３６】図７は本発明によるパノラマ画像合成装置
の一実施形態における上記移動量検出の原理を説明する
図である。同図において、画像領域５０５の画像Ｉｔ及
び画像領域５０６の画像Ｉｔ＋１内の線分、折線等（血
管等）は画像を示し、画像領域５０５及び５０６内の領
域３１２はパノラマ画像作成に利用する画像処理領域で
ある。画像Ｉｔと画像Ｉｔ＋１の間の画像の移動量ｄｘ
の検出は、それぞれの画像の領域３１２内の垂直方向へ
の投影分布６０１及び６０２を求めた後、投影分布間の
相関計算を行い、水平方向に位置をずらしながら以下に
示す相関値Ｅ（ｄｘ）が最小となる位置を移動量ｄｘと
する。相関値Ｅ（ｄｘ）は投影分布間の各要素の値の差
分絶対値の総和で、次式で表せる。
の一実施形態における上記移動量検出の原理を説明する
図である。同図において、画像領域５０５の画像Ｉｔ及
び画像領域５０６の画像Ｉｔ＋１内の線分、折線等（血
管等）は画像を示し、画像領域５０５及び５０６内の領
域３１２はパノラマ画像作成に利用する画像処理領域で
ある。画像Ｉｔと画像Ｉｔ＋１の間の画像の移動量ｄｘ
の検出は、それぞれの画像の領域３１２内の垂直方向へ
の投影分布６０１及び６０２を求めた後、投影分布間の
相関計算を行い、水平方向に位置をずらしながら以下に
示す相関値Ｅ（ｄｘ）が最小となる位置を移動量ｄｘと
する。相関値Ｅ（ｄｘ）は投影分布間の各要素の値の差
分絶対値の総和で、次式で表せる。
【００３７】
【数１】
【００３８】ここで、ｅ，ｓはｘ座標、Ｐｔは投影分布
の振幅を表す。
の振幅を表す。
【００３９】本実施形態では、画像の移動量計算に２次
元画像の一軸方向の投影分布というグローバルな特徴量
を用いているため、安定に動き量が求められるととも
に、演算量が極めて少ないので、通常のＣＰＵ１３０の
能力でリアルタイムに移動量の検出ができる。
元画像の一軸方向の投影分布というグローバルな特徴量
を用いているため、安定に動き量が求められるととも
に、演算量が極めて少ないので、通常のＣＰＵ１３０の
能力でリアルタイムに移動量の検出ができる。
【００４０】図８は本発明による診断装置の一実施形態
における回転量検出の原理を説明するための図である。
同図において、画像領域５０５及び５０６の画像は、図
７のものと同じである。移動量検出のときは、画像処理
領域３１２は１つ設定するだけで十分であったが、回転
量の検出の場合は１つでは不十分であり２つ以上設定す
る必要がある。図８は６つの指定された部分領域７００
ｉ（ｉ＝１…６）を垂直方向に整列して設定した例を示
す。ここで下側から画像処理領域に１から６のｉ番号を
付けておく。このような画像処理領域に対して、各部分
領域７００ｉ毎に投影分布を求めて各移動量dxiを計算
する。画像間で回転があると、原理的にはｉ番号順に各
移動量は図８の下部に示す様に、領域の移動ベクトルが
単調増加又は単調減少する。そこで、最も離れた領域間
の移動量の差から以下に示す回転量ｄΘの式で回転量ｄ
Θを計算する。
における回転量検出の原理を説明するための図である。
同図において、画像領域５０５及び５０６の画像は、図
７のものと同じである。移動量検出のときは、画像処理
領域３１２は１つ設定するだけで十分であったが、回転
量の検出の場合は１つでは不十分であり２つ以上設定す
る必要がある。図８は６つの指定された部分領域７００
ｉ（ｉ＝１…６）を垂直方向に整列して設定した例を示
す。ここで下側から画像処理領域に１から６のｉ番号を
付けておく。このような画像処理領域に対して、各部分
領域７００ｉ毎に投影分布を求めて各移動量dxiを計算
する。画像間で回転があると、原理的にはｉ番号順に各
移動量は図８の下部に示す様に、領域の移動ベクトルが
単調増加又は単調減少する。そこで、最も離れた領域間
の移動量の差から以下に示す回転量ｄΘの式で回転量ｄ
Θを計算する。
【００４１】
【数２】
【００４２】ここで、ｄｘ６、ｄｘ１及びｈｘはそれぞ
れ、部分領域７００６の移動量、部分領域７００１の移
動量及び領域７００６と領域７００１との間の垂直方向
の幅である。また移動量検出に使用する部分領域７００
ｉは局所的に設定するので、移動量検出の信頼性は図７
で示した移動量検出に比べて劣る。例えば、プローブ２
００を移動しているときに、骨等に遭遇すると超音波ビ
ームが体内をそれ以上通過しないため、それ以降の場所
からはエコーが戻らない。そのため、得られた断層画像
は骨以降の場所では暗くなる。暗くなる部分が各画像処
理領域を大きく覆うと移動量は正しく求められなくな
る。そこで、本実施形態では、各領域７００−ｉ毎に画
素の評価を行い、暗い画素が多い場合は、移動量検出は
行わないようにする。そして検出した移動量の信頼性を
判定するために、ｉ番号順に各移動量の単調増加性又は
単調減少性を調べて単調性が確認された場合のみ回転量
の計算を行う。その際、回転量の計算には、移動量が求
まっている最も距離の離れた部分領域間での移動量の差
分値を用いる。
れ、部分領域７００６の移動量、部分領域７００１の移
動量及び領域７００６と領域７００１との間の垂直方向
の幅である。また移動量検出に使用する部分領域７００
ｉは局所的に設定するので、移動量検出の信頼性は図７
で示した移動量検出に比べて劣る。例えば、プローブ２
００を移動しているときに、骨等に遭遇すると超音波ビ
ームが体内をそれ以上通過しないため、それ以降の場所
からはエコーが戻らない。そのため、得られた断層画像
は骨以降の場所では暗くなる。暗くなる部分が各画像処
理領域を大きく覆うと移動量は正しく求められなくな
る。そこで、本実施形態では、各領域７００−ｉ毎に画
素の評価を行い、暗い画素が多い場合は、移動量検出は
行わないようにする。そして検出した移動量の信頼性を
判定するために、ｉ番号順に各移動量の単調増加性又は
単調減少性を調べて単調性が確認された場合のみ回転量
の計算を行う。その際、回転量の計算には、移動量が求
まっている最も距離の離れた部分領域間での移動量の差
分値を用いる。
【００４３】本実施形態では画像の回転量検出の演算に
複数の部分領域を設定し、部分的に移動量が検出できな
い状況が発生しても、残りの画像処理領域から得られた
移動量から回転量が計算されるため、信頼性が高くな
る。実施例では６つの部分領域を設定しているが、６つ
のうち４つ検出ができなくても残りの２つから回転量が
検出できるため、検出率は高くなる。また演算量は極め
て少ないので、通常のＣＰＵの処理能力でリアルタイム
に回転量検出ができる。
複数の部分領域を設定し、部分的に移動量が検出できな
い状況が発生しても、残りの画像処理領域から得られた
移動量から回転量が計算されるため、信頼性が高くな
る。実施例では６つの部分領域を設定しているが、６つ
のうち４つ検出ができなくても残りの２つから回転量が
検出できるため、検出率は高くなる。また演算量は極め
て少ないので、通常のＣＰＵの処理能力でリアルタイム
に回転量検出ができる。
【００４４】図９は超音波断層画像の一例を示す。断層
画像領域５０５は上部が体表２３０側、即ちプローブ２
００に接する側である。色彩部８０１は、カラードプラ
ー法によって、血管部で血流が計測された部分であっ
て、特別に色付けされる。灰色部８０２は超音波のエコ
ーが戻ってきた部分である。暗部８０３は超音波のエコ
ーが戻らなかった部分であって、超音波２２０を照射し
たときに、途中で骨や空洞があった場合に暗部が発生す
る。本実施形態では、移動量や回転量を検出する際、カ
ラーフィルタを用い灰色部８０２のみを有効画素と見な
して処理を行い、検出精度の劣化を防止する。
画像領域５０５は上部が体表２３０側、即ちプローブ２
００に接する側である。色彩部８０１は、カラードプラ
ー法によって、血管部で血流が計測された部分であっ
て、特別に色付けされる。灰色部８０２は超音波のエコ
ーが戻ってきた部分である。暗部８０３は超音波のエコ
ーが戻らなかった部分であって、超音波２２０を照射し
たときに、途中で骨や空洞があった場合に暗部が発生す
る。本実施形態では、移動量や回転量を検出する際、カ
ラーフィルタを用い灰色部８０２のみを有効画素と見な
して処理を行い、検出精度の劣化を防止する。
【００４５】図１０は本発明による超音波診断装置を構
成する制御プログラムの一実施例のフローチャートで、
特に、診断中のパノラマ画像生成処理を中心にしたフロ
ーチャートを示す。このパノラマ画像生成処理の他に
も、超音波発振の制御、診断箇所の図形表示、画像の検
索等の処理もあるが、それらは、従来知られている動画
像を得る超音波診断装置のものと同様の処理を行うの
で、詳細な説明は省く。なお、図１０の制御プログラム
１４０−１は図１１と図１２に示す制御データ１４０−
２を参照して実行される。なお、図１１と図１２の入力
画像メモリ、パノラマ画素メモリ、X_Proj_Current,X_P
roj_Last,Rotate_Proj_Current,Rotate_Count_Current,
Rotate_Proj_Last,Rotate_Count_Last,Total_dx,Total_
dΘ及びkはいずれもデータメモリ140-2の中に設けられ
るメモリ領域を示す。
成する制御プログラムの一実施例のフローチャートで、
特に、診断中のパノラマ画像生成処理を中心にしたフロ
ーチャートを示す。このパノラマ画像生成処理の他に
も、超音波発振の制御、診断箇所の図形表示、画像の検
索等の処理もあるが、それらは、従来知られている動画
像を得る超音波診断装置のものと同様の処理を行うの
で、詳細な説明は省く。なお、図１０の制御プログラム
１４０−１は図１１と図１２に示す制御データ１４０−
２を参照して実行される。なお、図１１と図１２の入力
画像メモリ、パノラマ画素メモリ、X_Proj_Current,X_P
roj_Last,Rotate_Proj_Current,Rotate_Count_Current,
Rotate_Proj_Last,Rotate_Count_Last,Total_dx,Total_
dΘ及びkはいずれもデータメモリ140-2の中に設けられ
るメモリ領域を示す。
【００４６】図１０において、ステップ９００は初期化
処理であり、デイスプレイ１５０上に超音波診断装置の
初期画面表示を行う。ステップ９０５では、変数status
を０にリセットする。超音波診断装置の電源が入ってい
る間（ステップ９１０）は、以下のパノラマ画像生成処
理を行う。
処理であり、デイスプレイ１５０上に超音波診断装置の
初期画面表示を行う。ステップ９０５では、変数status
を０にリセットする。超音波診断装置の電源が入ってい
る間（ステップ９１０）は、以下のパノラマ画像生成処
理を行う。
【００４７】まず、ステップ９１５で超音波画像即ち動
画像の画像フレームの信号の取り込みを行い、配列入力
画像メモリ１４０−２−１に格納する。入力画像メモリ
１４０−２−１は、図１のメモリ１４０内にあり、図１
１の入力画像メモリに示すように、高さ１〜Ｈ、幅１〜
Ｗの画像のデータを格納する。この領域の超音波画像を
ディスプレイ１５０の動画表示ウィンドウ３１０に表示
する（ステップ９２０）。ステップ９２５ではパノラマ
ボタン３３１が押されたどうかをチェックし、以下のス
テップ９３０の判定処理を行う。
画像の画像フレームの信号の取り込みを行い、配列入力
画像メモリ１４０−２−１に格納する。入力画像メモリ
１４０−２−１は、図１のメモリ１４０内にあり、図１
１の入力画像メモリに示すように、高さ１〜Ｈ、幅１〜
Ｗの画像のデータを格納する。この領域の超音波画像を
ディスプレイ１５０の動画表示ウィンドウ３１０に表示
する（ステップ９２０）。ステップ９２５ではパノラマ
ボタン３３１が押されたどうかをチェックし、以下のス
テップ９３０の判定処理を行う。
【００４８】もしstatusが０でパノラマボタン３３１が
押された場合は、パノラマ画像生成の開始処理９３１を
実行する。ここでは、パノラマ画像表示ウィンドウ３２
０に表示されていた以前のパノラマ画像を消去し、新し
いパノラマ画像表示に備える。尚、この処理９３１の詳
細は後で図１３を参照して説明する。次にステップ９３
２で変数statusに１をセットし、パノラマ画像生成中の
状態とする。もし変数statusが１でパノラマボタン３３
１が押された場合は、変数statusに２をセットするステ
ップ９３３を実行し、パノラマ画像生成の中断状態とす
る。
押された場合は、パノラマ画像生成の開始処理９３１を
実行する。ここでは、パノラマ画像表示ウィンドウ３２
０に表示されていた以前のパノラマ画像を消去し、新し
いパノラマ画像表示に備える。尚、この処理９３１の詳
細は後で図１３を参照して説明する。次にステップ９３
２で変数statusに１をセットし、パノラマ画像生成中の
状態とする。もし変数statusが１でパノラマボタン３３
１が押された場合は、変数statusに２をセットするステ
ップ９３３を実行し、パノラマ画像生成の中断状態とす
る。
【００４９】もし変数statusが２でパノラマボタン３３
１が押された場合は、ステップ９３４を実行し、変数st
atusに１をセットし、パノラマ画像生成の再開状態とす
る。次にステップ９４０の判定処理で、リセットボタン
３３４が押されたかどうかを判定し、押された場合はス
テップ９４１で既に説明したパノラマ画像生成の開始処
理を実行し、変数statusに１をセットするステップ９４
２を実行するし、パノラマ画像生成中の状態とする。
１が押された場合は、ステップ９３４を実行し、変数st
atusに１をセットし、パノラマ画像生成の再開状態とす
る。次にステップ９４０の判定処理で、リセットボタン
３３４が押されたかどうかを判定し、押された場合はス
テップ９４１で既に説明したパノラマ画像生成の開始処
理を実行し、変数statusに１をセットするステップ９４
２を実行するし、パノラマ画像生成中の状態とする。
【００５０】そして、ステップ９５０で状態がパノラマ
画像生成中であるかどうかを判定する。もし変数status
が1であれば、パノラマ画像生成中であるので、ステッ
プ９５１でパノラマ画像生成処理を行い、結果をパノラ
マ画像メモリ１４０−２−２に格納する。パノラマ画像
メモリ１４０−２−２は、図１のメモリ１４０−２内に
あり、図１１のパノラマ入力画像メモリに示すように、
高さ１〜ＰＨ、幅１〜ＰＷの画像のデータを格納する。
尚、ステップ９５１の処理の詳細は後で図１４を用いて
説明する。そしてパノラマ画像メモリ１４０−２−２内
に格納されているパノラマ画像データを画像表示信号に
変換しパノラマ画像表示ウィンドウ３２０へ表示する。
その際、現在のプローブ２００の位置と方向に関する情
報をカーソル図形３２２をパノラマ画像表示ウィンドウ
３２０に表示する。
画像生成中であるかどうかを判定する。もし変数status
が1であれば、パノラマ画像生成中であるので、ステッ
プ９５１でパノラマ画像生成処理を行い、結果をパノラ
マ画像メモリ１４０−２−２に格納する。パノラマ画像
メモリ１４０−２−２は、図１のメモリ１４０−２内に
あり、図１１のパノラマ入力画像メモリに示すように、
高さ１〜ＰＨ、幅１〜ＰＷの画像のデータを格納する。
尚、ステップ９５１の処理の詳細は後で図１４を用いて
説明する。そしてパノラマ画像メモリ１４０−２−２内
に格納されているパノラマ画像データを画像表示信号に
変換しパノラマ画像表示ウィンドウ３２０へ表示する。
その際、現在のプローブ２００の位置と方向に関する情
報をカーソル図形３２２をパノラマ画像表示ウィンドウ
３２０に表示する。
【００５１】次に、ステップ９６０で保存ボタン３３６
が押されたかどうかを判定し、押された場合はステップ
９６１を実行する。ステップ９６１はパノラマ画像保存
処理であり、パノラマ画像メモリ１４０−２−２に格納
された現在までに生成されているパノラマ画像データを
補助記憶装置１９０に保存する。次に、ステップ９７０
で印刷ボタン３３７が押されたかどうかを判定し、押さ
れた場合はステップ９７１を実行する。ステップ９７１
はパノラマ画像印刷処理であり、パノラマ画像メモリ１
４０−２−２に格納された現在までに生成されているパ
ノラマ画像をプリンタ１８０に出力する。
が押されたかどうかを判定し、押された場合はステップ
９６１を実行する。ステップ９６１はパノラマ画像保存
処理であり、パノラマ画像メモリ１４０−２−２に格納
された現在までに生成されているパノラマ画像データを
補助記憶装置１９０に保存する。次に、ステップ９７０
で印刷ボタン３３７が押されたかどうかを判定し、押さ
れた場合はステップ９７１を実行する。ステップ９７１
はパノラマ画像印刷処理であり、パノラマ画像メモリ１
４０−２−２に格納された現在までに生成されているパ
ノラマ画像をプリンタ１８０に出力する。
【００５２】次に、ステップ９８０で設定ボタン３３８
が押されたかどうかを判定し、押された場合はステップ
９８１を実行する。ステップ９８１はパラメータ設定処
理であり、特定領域３１２、画像合成領域３１３の設定
や診断箇所、患者名等、各種情報の入力に利用される。
が押されたかどうかを判定し、押された場合はステップ
９８１を実行する。ステップ９８１はパラメータ設定処
理であり、特定領域３１２、画像合成領域３１３の設定
や診断箇所、患者名等、各種情報の入力に利用される。
【００５３】最後に、ステップ９９０でパノラマ画像生
成が中断の状態、すなわち、変数statusが２で、操作訂
正ボタン３３５が押されたかどうかを判定し、押された
場合は、ステップ９９１で、現在表示中のカーソル３２
２の位置を指定の位置へ移動させて表示する。すなわ
ち、ボタン３３５−１が押され続けている間、過去に順
次遡り、パノラマ画像の位置にカーソルを戻す。またボ
タン３３５−２が押され続けている間はそれとは逆の方
向にカーソルを進める。このようにして、パノラマ画像
生成の途中において、パノラマ画像の修正を行う。以上
のステップ９１５からステップ９９１の処理を繰り返す
ことで、超音波画像のパノラマ画像が操作者の希望する
状態で生成される。
成が中断の状態、すなわち、変数statusが２で、操作訂
正ボタン３３５が押されたかどうかを判定し、押された
場合は、ステップ９９１で、現在表示中のカーソル３２
２の位置を指定の位置へ移動させて表示する。すなわ
ち、ボタン３３５−１が押され続けている間、過去に順
次遡り、パノラマ画像の位置にカーソルを戻す。またボ
タン３３５−２が押され続けている間はそれとは逆の方
向にカーソルを進める。このようにして、パノラマ画像
生成の途中において、パノラマ画像の修正を行う。以上
のステップ９１５からステップ９９１の処理を繰り返す
ことで、超音波画像のパノラマ画像が操作者の希望する
状態で生成される。
【００５４】図１３は、図１０のパノラマ画像生成の開
始処理９３１の詳細を示すフローチャートである。ま
ず、ステップ１０００でパノラマ画像生成に寄与した動
画像フレームの総数をカウントする変数ｋを０にリセッ
トする。変数ｋは図１２のメモリ１４０−２−１１に記
憶される。次にステップ１０１０でパノラマ画像生成に
使用する移動及び回転パラメータを格納するメモリ領域
Total_dx１４０−２−９とメモリ領域Total_ｄΘ１４０
−２−１０のそれぞれの先頭１の要素を０にリセットす
る（図１２）。そして、ステップ１０２０でパノラマ画
像表示ウィンドウ３２０に表示中のパノラマ画像３２１
を消去する。
始処理９３１の詳細を示すフローチャートである。ま
ず、ステップ１０００でパノラマ画像生成に寄与した動
画像フレームの総数をカウントする変数ｋを０にリセッ
トする。変数ｋは図１２のメモリ１４０−２−１１に記
憶される。次にステップ１０１０でパノラマ画像生成に
使用する移動及び回転パラメータを格納するメモリ領域
Total_dx１４０−２−９とメモリ領域Total_ｄΘ１４０
−２−１０のそれぞれの先頭１の要素を０にリセットす
る（図１２）。そして、ステップ１０２０でパノラマ画
像表示ウィンドウ３２０に表示中のパノラマ画像３２１
を消去する。
【００５５】その後、ステップ１０３０で入力した画像
の部分領域３１３の画像データを、パノラマ画像を格納
する配列パノラマ画像メモリ１４０−２−２に書き込
む。この最初の画像フレームがパノラマ作成の基準の画
像となり、以降の画像フレームの移動パラメータや回転
パラメータは上記最初の画像フレームのデータとの相対
的な差で表される。そして、ステップ１０４０でパノラ
マ画像表示ウィンドウ３２０にパノラマ画像メモリ１４
０−２−２の内容を表示するとともにカーソル３２２も
表示する。
の部分領域３１３の画像データを、パノラマ画像を格納
する配列パノラマ画像メモリ１４０−２−２に書き込
む。この最初の画像フレームがパノラマ作成の基準の画
像となり、以降の画像フレームの移動パラメータや回転
パラメータは上記最初の画像フレームのデータとの相対
的な差で表される。そして、ステップ１０４０でパノラ
マ画像表示ウィンドウ３２０にパノラマ画像メモリ１４
０−２−２の内容を表示するとともにカーソル３２２も
表示する。
【００５６】図１４は、図１０のパノラマ画像生成処理
９５１の詳細を示すフローチャートである。ステップ１
１００から１１２０までは、連続する画像フレーム間の
移動量ｄｘを求めるための処理である。
９５１の詳細を示すフローチャートである。ステップ１
１００から１１２０までは、連続する画像フレーム間の
移動量ｄｘを求めるための処理である。
【００５７】まずステップ１１００で入力画像メモリ１
４−２−１に格納された画像の指定された特定領域３１
２内の垂直方向の投影分布を計算し、メモリ領域X_Proj
_Current１４０−２−３へ格納する。次にステップ１１
０５でフレーム総数ｋが０よりも大きいかどうかを判定
し、大きい場合はステップ１１１０、１１２０を実行す
る。ステップ１１１０では、現在入力した画像の投影分
布をメモリ領域１４０−２−３と一つ前に入力した画像
の投影分布をメモリ領域X_Proj_Last１４０−２−４の
過去の投影分布との間で位置ｄｘをずらしながらマッチ
ング即ち類似度演算を行う。そしてステップ１１２０で
類似度の最も高い位置ｄｘを２つの時間的に連続する画
像間の移動量とする。尚、このマッチングは具体的には
前述の式(1)の計算をする。
４−２−１に格納された画像の指定された特定領域３１
２内の垂直方向の投影分布を計算し、メモリ領域X_Proj
_Current１４０−２−３へ格納する。次にステップ１１
０５でフレーム総数ｋが０よりも大きいかどうかを判定
し、大きい場合はステップ１１１０、１１２０を実行す
る。ステップ１１１０では、現在入力した画像の投影分
布をメモリ領域１４０−２−３と一つ前に入力した画像
の投影分布をメモリ領域X_Proj_Last１４０−２−４の
過去の投影分布との間で位置ｄｘをずらしながらマッチ
ング即ち類似度演算を行う。そしてステップ１１２０で
類似度の最も高い位置ｄｘを２つの時間的に連続する画
像間の移動量とする。尚、このマッチングは具体的には
前述の式(1)の計算をする。
【００５８】ステップ１１３０から１１６５までは連続
する画像フレーム間の回転量ｄΘを求めるための処理で
ある。ステップ１１３０で入力画像メモリ１４０−２−
１に格納された画像の複数の部分領域７００i内の有効
画素数すなわち超音波エコーが存在する灰色部８０２の
画素を、それぞれの領域７００ｉで列毎にカウントし、
メモリ領域Rotate_Proj_Current１４０−２−６に書き
込む。そしてステップ１１４０で入力画像メモリ１４０
−２−１に格納された画像の複数の部分領域７００ｉそ
れぞれ内の有効画素を対象とした垂直方向の投影分布を
計算し、メモリ領域Rotate_Proj_Current１４０−２−
５に書き込む。尚、通常投影分布の値は各列毎に足し込
むことで計算できるが、ここではさらに、各列の有効画
素数で正規化した値を配列に格納する。
する画像フレーム間の回転量ｄΘを求めるための処理で
ある。ステップ１１３０で入力画像メモリ１４０−２−
１に格納された画像の複数の部分領域７００i内の有効
画素数すなわち超音波エコーが存在する灰色部８０２の
画素を、それぞれの領域７００ｉで列毎にカウントし、
メモリ領域Rotate_Proj_Current１４０−２−６に書き
込む。そしてステップ１１４０で入力画像メモリ１４０
−２−１に格納された画像の複数の部分領域７００ｉそ
れぞれ内の有効画素を対象とした垂直方向の投影分布を
計算し、メモリ領域Rotate_Proj_Current１４０−２−
５に書き込む。尚、通常投影分布の値は各列毎に足し込
むことで計算できるが、ここではさらに、各列の有効画
素数で正規化した値を配列に格納する。
【００５９】次にステップ１１６０でフレーム総数ｋが
０よりも大きいかどうかを判定し、大きい場合はステッ
プ１１６１から１１６７を実行する。ステップ１１６１
から１１６４では６つの領域７００ｉ（ｉ＝１…６）に
ついて、連続する画像フレーム間の局所的な移動量を計
算する。まずステップ１１６２で領域iの有効画素数の
割合が一定の値たとえば０．５以上かどうか判定する。
一定値以上であれば、ステップ１１６３、１１６４を実
行する。ステップ１１６３では、現在入力した画像の投
影分布とメモリ領域Rotate_Proj_Current１４０−２−
５と一つ前に入力した画像の投影分布とメモリ領域Rota
te_Proj_Current１４０−２−７との間で位置ｄｘiをず
らしながら類似度の演算を行う。そしてステップ１１６
４で類似度の最も高いときの位置ｄｘiを２つの時間的
に連続する画像間の領域iの移動量とする。
０よりも大きいかどうかを判定し、大きい場合はステッ
プ１１６１から１１６７を実行する。ステップ１１６１
から１１６４では６つの領域７００ｉ（ｉ＝１…６）に
ついて、連続する画像フレーム間の局所的な移動量を計
算する。まずステップ１１６２で領域iの有効画素数の
割合が一定の値たとえば０．５以上かどうか判定する。
一定値以上であれば、ステップ１１６３、１１６４を実
行する。ステップ１１６３では、現在入力した画像の投
影分布とメモリ領域Rotate_Proj_Current１４０−２−
５と一つ前に入力した画像の投影分布とメモリ領域Rota
te_Proj_Current１４０−２−７との間で位置ｄｘiをず
らしながら類似度の演算を行う。そしてステップ１１６
４で類似度の最も高いときの位置ｄｘiを２つの時間的
に連続する画像間の領域iの移動量とする。
【００６０】次に、ステップ１１６５で移動量が計算で
きた領域のうち最も距離が離れた領域間の移動量から図
８に示す式により回転量ｄΘを計算する。
きた領域のうち最も距離が離れた領域間の移動量から図
８に示す式により回転量ｄΘを計算する。
【００６１】以上の処理で隣接する画像フレーム間の移
動量ｄｘと回転量ｄΘが求められる。次にステップ１１
６６で基準の画像と現在の画像との移動量及び回転量を
計算する。これは、常に前の画像までの計算結果に今回
算出したフレーム毎の移動量及び回転量を累積加算する
ことで容易に計算できる。そしてステップ１１６７では
基準の画像に対して、現在の画像の移動量及び回転量が
分かっているので、まず画像の回転量と移動量に基づく
座標変換を行って、パノラマ画像メモリ１４０−２−２
に画像データを書き込む。以上の処理によって移動と回
転を伴う画像列からパノラマ画像が生成される。
動量ｄｘと回転量ｄΘが求められる。次にステップ１１
６６で基準の画像と現在の画像との移動量及び回転量を
計算する。これは、常に前の画像までの計算結果に今回
算出したフレーム毎の移動量及び回転量を累積加算する
ことで容易に計算できる。そしてステップ１１６７では
基準の画像に対して、現在の画像の移動量及び回転量が
分かっているので、まず画像の回転量と移動量に基づく
座標変換を行って、パノラマ画像メモリ１４０−２−２
に画像データを書き込む。以上の処理によって移動と回
転を伴う画像列からパノラマ画像が生成される。
【００６２】最後にステップ１１７０で次のパノラマ画
像生成のための準備を行う。メモリ領域X_Proj_Current
１４０−２−３のデータをメモリ領域X_Proj_Last１４
０−２-４へ転送し、メモリ領域Rotate_Proj_Current１
４０−２−５のデータをメモリ領域Rotate-Proj-Last１
４０−２−７へ転送し、メモリ領域Rotate_Proj_Curren
tメモリ１４０−２−６のデータをメモリ領域Rotate_Co
unt_Last１４０−２−８へ転送する。そしてパノラマ画
像生成に使われた画像フレームの総数を計数する変数ｋ
を１だけ加算する。
像生成のための準備を行う。メモリ領域X_Proj_Current
１４０−２−３のデータをメモリ領域X_Proj_Last１４
０−２-４へ転送し、メモリ領域Rotate_Proj_Current１
４０−２−５のデータをメモリ領域Rotate-Proj-Last１
４０−２−７へ転送し、メモリ領域Rotate_Proj_Curren
tメモリ１４０−２−６のデータをメモリ領域Rotate_Co
unt_Last１４０−２−８へ転送する。そしてパノラマ画
像生成に使われた画像フレームの総数を計数する変数ｋ
を１だけ加算する。
【００６３】以上述べたように、本発明のパノラマ画像
生成方法は有効画素のみを対象に画像間の移動量及び回
転量を検出するので、骨や空洞といった超音波を透過さ
せない部分が診断中の画像に含まれていても、それらの
部分の影響を検出結果に及ぼさないようにすることがで
きる。また、画像特徴量は広い領域の投影分布を用いて
いるため、ノイズの多い超音波画像に対して、移動量及
び回転量を安定に検出することができる。さらに、移動
量及び回転量の検出に使用する投影分布の計算量は極め
て少ないので、安価なＣＰＵでリアルタイムに計算がで
きるという効果がある。
生成方法は有効画素のみを対象に画像間の移動量及び回
転量を検出するので、骨や空洞といった超音波を透過さ
せない部分が診断中の画像に含まれていても、それらの
部分の影響を検出結果に及ぼさないようにすることがで
きる。また、画像特徴量は広い領域の投影分布を用いて
いるため、ノイズの多い超音波画像に対して、移動量及
び回転量を安定に検出することができる。さらに、移動
量及び回転量の検出に使用する投影分布の計算量は極め
て少ないので、安価なＣＰＵでリアルタイムに計算がで
きるという効果がある。
【００６４】以上本発明の超音波像を合成しパノラマ画
像を合成する方法及び装置を超音波診断装置の実施例に
よって説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、動画像の発生源が位置的に変動する場合、
動画像フレーム列を合成して合成画像を合成する場合に
実施できることは明らかである。また上記実施例では、
プローブ、超音波発信部、超音波画像化部とＣＰＵなど
のコンピュータ部を一体的に接続した場合を示したが、
一連の動画像フレームのデータを画像蓄積メモリに蓄積
し、画像蓄積メモリの画像データを入力し、パノラマ画
像を得る場合も含まれる。
像を合成する方法及び装置を超音波診断装置の実施例に
よって説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、動画像の発生源が位置的に変動する場合、
動画像フレーム列を合成して合成画像を合成する場合に
実施できることは明らかである。また上記実施例では、
プローブ、超音波発信部、超音波画像化部とＣＰＵなど
のコンピュータ部を一体的に接続した場合を示したが、
一連の動画像フレームのデータを画像蓄積メモリに蓄積
し、画像蓄積メモリの画像データを入力し、パノラマ画
像を得る場合も含まれる。
【００６５】
【発明の効果】本発明によれば、超音波診断装置等に実
施した場合、診断中の動画像を自動的に合成してパノラ
マ画像を生成することができ、装置操作者のプローブ操
作により得た断層画像列から、リアルタイムでパノラマ
画像を作成できる。また、パノラマ画像の作成状況がデ
ィスプレィ上で刻々と確認できるとともに、診断中のプ
ローブ操作の失敗を訂正することができる。また、好ま
しい実施形態ではプローブとディスプレィが一体になっ
ているので、診断箇所から視線を離すことなく診断作業
が行える。以上のように、本発明によれば高い操作性の
超音波診断装置が実現される。
施した場合、診断中の動画像を自動的に合成してパノラ
マ画像を生成することができ、装置操作者のプローブ操
作により得た断層画像列から、リアルタイムでパノラマ
画像を作成できる。また、パノラマ画像の作成状況がデ
ィスプレィ上で刻々と確認できるとともに、診断中のプ
ローブ操作の失敗を訂正することができる。また、好ま
しい実施形態ではプローブとディスプレィが一体になっ
ているので、診断箇所から視線を離すことなく診断作業
が行える。以上のように、本発明によれば高い操作性の
超音波診断装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による超音波像を合成しパノラマ画像を
合成する装置の一実施形態である超音波診断装置の構成
を示すブロック図である。
合成する装置の一実施形態である超音波診断装置の構成
を示すブロック図である。
【図２】本発明による超音波診断装置の実施形態を説明
するための概略図である。
するための概略図である。
【図３】上記実施形態における超音波診断装置のデイス
プレィに表示される表示画面の一例を示す表示画面図で
ある。
プレィに表示される表示画面の一例を示す表示画面図で
ある。
【図４】上記実施形態におけるパノラマ画像表示ウィン
ドウに表示されるパノラマ画像を示す図である。
ドウに表示されるパノラマ画像を示す図である。
【図５】本発明による超音波診断装置の他の実施形態で
使用するプローブを示す外観図である。
使用するプローブを示す外観図である。
【図６】本発明による超音波診断装置のプローブで得ら
れた時間的に隣接する動画像フレーム間の幾何学的関係
を示す図である。
れた時間的に隣接する動画像フレーム間の幾何学的関係
を示す図である。
【図７】本発明によるパノラマ画像合成装置の一実施形
態における上記移動量検出の原理を説明する図である。
態における上記移動量検出の原理を説明する図である。
【図８】本発明によるパノラマ画像合成装置の一実施形
態のおける回転量検出の原理を説明するための図であ
る。
態のおける回転量検出の原理を説明するための図であ
る。
【図９】超音波断層画像の一例を示す図である。
【図１０】図１０の本発明のパノラマ画像生成処理９５
１の詳細を示すフローチャートで
１の詳細を示すフローチャートで
【図１１】本発明のパノラマ画像合成方法で実施する制
御プログラムが参照する制御データの構造を説明する図
である。
御プログラムが参照する制御データの構造を説明する図
である。
【図１２】本発明のパノラマ画像合成方法で実施する制
御プログラムが参照する制御データの構造を説明する図
である。
御プログラムが参照する制御データの構造を説明する図
である。
【図１３】図１０のパノラマ画像生成の開始処理９３１
の詳細を示すフローチャートである。
の詳細を示すフローチャートである。
【図１４】図１０のパノラマ画像生成処理９５１の詳細
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
１００…超音波診断装置、１１０…超音波発振部、１２
０…超音波・画像化部、１３０…ＣＰＵ、１４０…メモ
リ、１３２…データバス、１５０…デイスプレィ、１５
５……ビデオメモリ、１５６…D/Aコンバータ、１６０
…キーボード、１７０…ポインティングデバイス、１８
０…プリンタ、１９０…補助記憶装置、２００…プロー
ブ。
０…超音波・画像化部、１３０…ＣＰＵ、１４０…メモ
リ、１３２…データバス、１５０…デイスプレィ、１５
５……ビデオメモリ、１５６…D/Aコンバータ、１６０
…キーボード、１７０…ポインティングデバイス、１８
０…プリンタ、１９０…補助記憶装置、２００…プロー
ブ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅村 晋一郎 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 4C301 AA02 BB05 CC01 EE10 EE13 EE17 GB04 GB06 JB04 JB28 JC14 JC16 JC20 KK02 KK27 KK31 KK33 KK40 LL02 LL13 LL20 5B057 AA07 BA05 BA24 CA01 CB01 DA07 DC02 DC08 DC19
Claims (22)
- 【請求項１】超音波によって得られた位置的に近接して
た複数の動画像フレームの画像データを得て、上記複数
の動画像フレーム間の位置関係データを検出し、上記位
置関関係データを用いて上記複数の動画像フレームを結
合しパノラマ画像データを合成する方法であって、 上記位置関係データの検出は上記複数の動画像フレーム
の単一の特定領域の画像の移動量及び回転量から求める
信号処理ステップを有することを特徴とする超音波像の
パノラマ画像合成方法。 - 【請求項２】上記パノラマ画像データを表示装置のディ
スプレイに表示するステップをさらに含む請求項１記載
の超音波像のパノラマ画像合成方法。 - 【請求項３】信号処理ステップは、上記単一の特定領域
の投影分布を求め、上記連続する動画像フレームの単一
の特定領域の投影分布間の相関によって上記移動量を求
める第１の信号処理と、 連続する動画像フレーム内の１軸方向に分割された複数
の特定部分領域の投影分布を求め、連続する画像フレー
ム間のそれぞれに対応する上記特定部分領域の投影分布
間の相関によって上記特定部分領域のそれぞれの移動量
を求め、上記複数の特定部分領域の移動量の差から連続
する動画像フレームの回転量データを求める第２の信号
処理を行う請求項１又は２記載の超音波像のパノラマ画
像合成方法。 - 【請求項４】被検体から超音波によって得られた位置的
に近接してた複数の動画像フレーム列の画像データを得
て、上記複数の動画像フレームの近接する画像フレーム
間の位置関係データを検出し、上記位置関係データを用
いてパノラマ画像データを合成する装置であって、 上記複数の動画像フレームの画像データの入力部と、 上記画像データから上記複数の動画像フレーム内の特定
領域の画像の移動量及び回転量を求める演算部と、 上記演算部で得られた移動量及び回転量を用いて複数の
画像フレームを合成しパノラマ画像データを合成する手
段をもつ超音波像のパノラマ画像合成装置。 - 【請求項５】上記演算部は、連続する動画像フレームの
画像の単一の特定領域の投影分布を求め、上記連続する
動画像フレームの画像の単一の特定領域の投影分布間の
相関によって上記移動量を求める第１の信号処理手段
と、 連続する動画像フレームそれぞれの１軸方向に分割され
た複数の特定部分領域の投影分布を求め、連続する画像
フレーム間のそれぞれ対応する上記特定部分領域の投影
分布間の相関によって上記特定部分領域のそれぞれの移
動量を求め、上記複数の特定部分領の移動量の差から連
続する動画像フレームの回転量データを求める第２の信
号処理手段とを有する請求項４記載の超音波像のパノラ
マ画像合成装置。 - 【請求項６】上記第１及び第２のの信号処理手段は、そ
れぞれ上記単一の特定領域及び上記複数の特定部分領域
の投影分布を１軸方向の画素を積分した結果を積分した
個数で正規化するように構成された請求項５記載の超音
波像のパノラマ画像合成装置。 - 【請求項７】上記投影分布を求める画素が特定の色彩信
号の画素である請求項５又は６記載の超音波像のパノラ
マ画像合成装置。 - 【請求項８】上記第２の信号処理手段は上記１軸方向に
分割された複数の特定部分領域の最も距離の離れた領域
の組みから得た移動量を利用することを特徴とする請求
項５、６又は７記載の超音波像のパノラマ画像合成装
置。 - 【請求項９】上記動画像データ及びパノラマ画像データ
を画像表示信号に変換し、ディスプレイに表示する画像
表示手段を更に付加した請求項５ないし８のいずれか１
つに記載のパノラマ画像合成装置。 - 【請求項１０】上記画像表示手段は上記表示画面に上記
移動量又は上記回転量の少なくとも一方を検出するため
の画像処理領域を図形として上記表示画面の動画像表示
領域に表示する処理領域指定手段をもつ請求項９記載の
超音波像のパノラマ画像合成装置。 - 【請求項１１】上記画像表示手段は上記表示画面の動画
表示領域に上記パノラマ画像の作成に利用する画像処理
領域を図形として表示する処理領域指定手段をもつ請求
項９記載の超音波像のパノラマ画像合成装置。 - 【請求項１２】上記画像表示手段は上記表示画面のパノ
ラマ画像表示領域に現在処理中の動画像の位置情報を図
形として表示する位置指定手段をもつ請求項９記載の超
音波像のパノラマ画像合成装置。 - 【請求項１３】上記画像表示手段は上記位置情報を移動
することにより、上記パノラマ画像を任意時間前の状態
に戻す手段をもつ請求項９記載の超音波像のパノラマ画
像合成装置。 - 【請求項１４】上記複数の動画像フレームのデータの入
力部が超音波データを得るプローブに接続され、上記プ
ローブ操作と同時に動画像又は上記パノラマ画像の少な
くとも一方を上記表示画面に表示する様に上記演算部、
合成する手段及び表示手段が構成された請求項４ないし
１３のいずれか１つに記載の超音波像のパノラマ画像合
成装置。 - 【請求項１５】上記表示画面が上記プローブと一体的に
構成された請求項１4記載の超音波像のパノラマ画像合
成装置。 - 【請求項１６】上記プローブにプローブ操作のセット、
リセットを指示する手段を取り付けた請求項１４又は１
５記載の超音波像のパノラマ画像合成装置。 - 【請求項１７】上記パノラマ画像データを蓄積する着脱
可能な画像蓄積手段を付加した請求項４ないし１６のい
ずれか一つに記載の超音波像のパノラマ画像合成装置。 - 【請求項１８】被検体から超音波によって得られた位置
的に近接した複数の動画像の画像フレームの動画像デー
タから上記複数の画像フレームの位置関データである動
き量を検出し、上記位置関データを用いてパノラマ画像
データを合成し、上記動画像データ及び上記パノラマ画
像データを画像表示信号に変換して表示画面に上記動画
像及び上記パノラマ画像を表示し、表示画面の操作によ
って操作する方法であって、 上記表示画面にパノラマ指示ボタン、リセットボタン、
前進か後進かの指示ボタン領域を持つ画像操作種別記号
表示領域を設け、上記パノラマ指示ボタン、リセットボ
タン、前進か後進かの指示ボタン領域の押ボタンによっ
て上記パノラマ画像の表示画像開始、中断、再開、後戻
りを行うパノラマ画像合成装置の操作方法。 - 【請求項１９】超音波手段によって得られた位置的に近
接した複数の画像フレームの動画像データ得て、上記複
数の画像フレームの位置関係データを検出し、上記位置
関係データを用いて上記複数の画像フレームの動画を結
合しパノラマ画像データを得るため、コンピュータに実
行させるプログラムを記録したコンピュータが読み取り
可能な記録媒体であって、 上記位置関係データを求めようとする現在及び過去の２
画像フレーム内のそれぞれの指定領域の垂直方向の画素
の投影分布を計算し、上記現在及び過去の投影分布のマ
ッチングにより上記現在及び過去の２画像フレームの水
平方向の移動量を求める第１ステップと、 上記位置関係データを求めようとする現在及び過去の２
画像フレーム内のそれぞれの対応する位置に複数の分割
指定領域を設け、上記複数の分割指定領域のそれぞれの
画素の投影分布を計算し、上記複数の分割指定領域の投
影分布のマッチングにより上記現在及び過去の２画像フ
レームの上記複数の分割指定領域毎の移動量を求める第
２ステップと上記第２ステップで得られた上記分割指定
領域毎の移動量を用いて上記現在及び過去の２画像フレ
ーム回転角を計算する第３ステップと、 上記第１ステップで得た移動量と上記第３ステップ得た
回転角とで上記現在の画像フレームの合成すべき画像領
域を移動、回転し、パノラマ画像メモリ部に書き込む第
４ステップと、 新しく入力される画像フレームを上記現在の画像フレー
ムとして上記第１ステップないし第４ステップを繰り返
し行うステップとをもつプログラムを記録したコンピュ
ータが読み取り可能な記録媒体。 - 【請求項２０】上記第２ステップは上記複数の分割され
た部分領域のそれぞれの全画素に対する有効画素の割合
を調べ、有効画素の割合が一定値以上の場合のみ上記分
割指定領域の投影分布を計算し、上記第３ステップは上
記複数の分割された部分領域毎の移動量のうち、最も距
離の離れた２つの分割指定領域の移動量を選択し、上記
２つの分割指定領域の距離をｈ，上記２つの分割指定領
域の移動量をｄｘａ及びｄｘｂ，回転角をｄΘとし、ｄ
Θ＝ｔａｎ-1（ｄｘａ−ｄｘｂ）／ｈの演算処理を行う
ステップをもつことを特徴とする請求項１９記載のコン
ピュータが読み取り可能な記録媒体。 - 【請求項２１】超音波データを得るプローブと、上記プ
ローブで得た超音波データを複数の動画像の画像フレー
ム列にし、上記複数の画像フレーム列の近接する画像フ
レーム間の位置関係データを検出し、上記位置関係デー
タを用いてパノラマ画像を合成する信号処理装置と、上
記動画像及びパノラマ画像をディスプレイに表示する画
像表示装置をもち、上記ディスプレイが上記プローブに
装着された超音波診断装置。 - 【請求項２２】上記プローブにプローブの操作開始及び
操作リセット手段の少なくとも一方を取り付けた請求項
２２記載の超音波診断装置。
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