JP2003126091A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波診断画像と音声を同時に記憶し、再生
することができる超音波診断装置を提供する。 【解決手段】 プローブ１から超音波反射信号が、送受
波制御部２を介して入力され、音声がマイクロフォン４
から取込まれ、Ａ／Ｄ変換器５でデジタル化され、音響
信号圧縮部６でＭＰＥＧ‐１Ａｕｄｉｏ規格等により圧
縮されＷＡＶＥ形式化され、サウンド処理部１４からの
信号とＤＳＣ３ａを介して画像処理部３ｂからの信号
が、画像・音声同期部３ｆによって画像と音声の同期が
とられ、画像信号はシネメモリ８に、音声信号は記憶装
置９に記憶され、画像フリーズと同時に音声の記録も停
止する。再生時にはシネメモリ８から動画と同期して記
憶装置９から音声が読み出され、画像は超音波画像表示
部１０で表示され、音声はサウンド出力部１１で再生さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波診断装置に
係わり、特に、診断画像と音声、例えば胎児の心音を聴
取し、胎児成長過程などの画像を観察して診断する超音
波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波振動子から放射される超音波は、
伝播媒質が均一とすると、伝播特性は周波数（パルス波
の時は波形）と振動子の形状によって決まり、はじめ平
面波として直進するが、やがて球面波として広がってい
く。また、超音波は２つの媒質の境界で反射、屈折しな
がら伝播する。境界面での反射強度は２つの媒質の密度
と音速の積（音響インピーダンス）の差で決まる。生体
の軟部組織に音響インピーダンスの差が有れば、その軟
部組織で反射した超音波エコーが超音波振動子に戻って
くる。その時間を距離に換算して軟部組織の位置を判定
する。反射信号の表示には、横軸に深さ、縦軸に反射強
度を示すＡモード、超音波ビームを機械的又は電子的に
走査しながら得られる反射信号をモニタ上で輝度変調
し、走査に応じて超音波断層像を表示するＢモード、反
射源の時間的位置変化を反射信号の時間変化として捉え
運動曲線として表示するＭモード、超音波のドプラ効果
を応用して体外から血流情報を得るドプラモード等があ
る。

【０００３】図３に、従来の電子走査式の超音波診断装
置のＢモードのブロック構成図を示す。超音波診断装置
のプローブ１は、超音波を生体内に送波し、生体内から
の反射波を受波する両方の働きを有し、超音波振動子と
して、セラミック圧電材（ジルコンチタン酸鉛磁器：Ｐ
ＺＴ）や高分子圧電材などの圧電材料が用いられ、幅の
狭い振動子の素子が１００個以上直線的（リニア）また
は凸状で１列（コンベックス）に配列され、背面にバッ
キング材を貼り前面に音響整合層を介し先端に音響レン
ズを備えている。送受波制御部２は、数十ボルトから百
ボルト程度の数ＭＨｚの高周波パルスを発生させ、超音
波振動子に電気パルスを印加する。そして、受波された
反射信号は６０ｄＢ以上の広いダイナミックレンジを持
ち、プリアンプに入力されログアンプで圧縮増幅され
る。生体の深部からの反射信号はより減衰を受けるの
で、補正するために利得調整として、プローブからの距
離（伝搬時間）に応じて可変できるＳＴＣ機能が使用さ
れる。増幅された反射信号は検波され波形の包絡線信号
のみが取出される。また、ログアンプの出力範囲を可変
するダイナミックレンジコントロールや、波形のエッジ
を強調するエコーエンハンス回路などが設けられる。信
号処理部２３のＤＳＣ３ａは、送受波制御部２から送ら
れてくる超音波走査の反射信号から、超音波画像表示部
１０のモニタに表示するビデオ信号への走査変換を行な
うＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔ
ｅｒ）である。この変換にデジタルフレームメモリが用
いられ、送受信制御部２からの反射信号がＡＤ変換され
デジタルフレームメモリに書込まれ、これがモニタ走査
に従って読出され、ＤＡ変換後、ビデオ信号として超音
波画像表示部１０に表示される。このデジタルフレーム
メモリへの書込みと読出しは、独立してリアルタイムで
行なわれ、そのフレームサイズは一般に６４０×４８０
程度が用いられ、反射信号の振幅方向は４から１２ビッ
ト程度である。また、画像処理部３ｂにおいては、超音
波走査線間の補間を行ってモアレ縞をなくすことや、画
像をソフトにするためにフレーム間で平均を取るフレー
ム相関や、マルチ画面表示や、各モードの同時表示や、
振幅特性を変化させるポストプロセスなどが行なわれて
いる。また、ＤＳＣ３ａにより画面のフリーズや距離・
面積等の計測などがデジタル処理によって容易に行なわ
れている。

【０００４】ドプラ信号処理部３ｃは、一般にＢモード
装置と組合せて用いられ、パルスドプラ法の場合、Ｂモ
ード上でドプラのサンプリング位置を設定確認しながら
血流情報を検出している。受信反射波と基準信号を掛け
算することにより、ドプラ信号がある場合、うなり現象
となる。この信号の位相検波出力をサンプリングホール
ド回路で、ある特定深度のドプラ信号のみを取り出して
いる。そして、ドプラフィルタを用いて、血流からのド
プラ信号から比較的動きの遅い心臓壁や血管壁からの不
要低周波ドプラ信号を除去している。ドプラ信号の表示
には、実時間で速度に対応するドプラ周波数に変換して
表示するＦＦＴ（高速フーリエ変換）ドプラが用いら
れ、その出力信号がＤＳＣ３ａに入力され、超音波画像
表示部１０に表示される。

【０００５】超音波画像表示部１０は、標準のモニタが
使用され、超音波の電子走査によるリアルタイム表示
や、記憶装置９に記憶された専用フォーマットの静止画
の読出し、シネメモリ８に記憶された動画の読出しに用
いられる。７はこれらのシステムを制御するＣＰＵであ
る。シネメモリ８は、動画を常時連続してデジタル的に
記録する記憶部で、大きなメモリサイズを有する高速メ
モリ等の記憶媒体が用いられ、所定時間の記録を可能に
している。そして、フリーズのタイミングを逃した場合
でも、簡便に記録したい画像のフレームに戻すことも可
能となり診断時間の短縮に役立つ。また、スローモーシ
ョン再生機能も有り、動きの速い部位での診断にも有用
である。記憶装置９は、高速かつ大容量のハードディス
クやＥＤＯ‐ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ等の記憶媒体が用い
られ、静止画が、専用フォーマットで記憶され、読出し
が可能で、読出し時の計測ができるようになっている。
また、ＢＭＰ、ＪＰＥＧ、ＤＩＣＯＭフォーマットに変
換して一般のアプリケーションソフト上で画像再生も可
能である。周辺機器として、動画に対してはビデオテー
プレコーダを備え、静止画像に対してはビデオプリンタ
が備えられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の超音波診断装置
は以上のように構成されているが、フリーズされた静止
画や連続した動画を記憶するときには、画像のみの情報
を記憶するだけで音声データを付加することがなかっ
た。超音波診断装置のフリーズが解除されるとフリーズ
されるまで、画像はシネメモリ８に保存されているが、
音声データは保存されていない。また、Ｂモードとパル
スドプラ法を用いて、Ｂモード上でドプラのサンプリン
グ位置を設定確認しながら血流情報を検出する場合、超
音波画像表示部１０にＢモードの断層像とドプラ信号波
形が表示されているが、ドプラ音は記憶装置９に記憶さ
れていない。そのため、後ほど再生して確認することが
できないという問題がある。近年、ＭＰＥＧファイルや
ＡＶＩファイルやビデオＣＤなどでは、動画と音声を汎
用コンピュータで簡単に再生できる技術が進歩してい
る。超音波診断装置もこのようなファイルフォーマッ
ト、例えば音声をＷＡＶＥフォーマットとして、診断画
像と音声、例えば胎児成長過程の画像とその胎児の心音
を記憶できるようにして、フリーズ時に音声データの書
込みが停止され、その後、動画ファイルに同期して音声
データが組込まれるようにできないかという課題があ
る。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、超音波診断画像と音声を同時に記憶
し、再生することができる超音波診断装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の超音波診断装置は、超音波パルス反射法を
用いて生体の軟部組織の断層像を映像化し、動画を連続
して記憶するシネメモリを備えた超音波診断装置におい
て、マイクロフォンとＡ／Ｄ変換器と音響信号圧縮部と
サウンド処理部と記憶装置とサウンド出力部を設け、映
像化された画像と同期して記憶された音声データを出力
できるようにしたものである。

【０００９】また、本発明の超音波診断装置は、超音波
パルス反射法を用いて生体の軟部組織の断層像を映像化
し、動画を連続して記憶するシネメモリを備えドプラ検
査機能を有する超音波診断装置において、ドプラ信号波
形をＡ／Ｄ変換しデジタル音響信号にするドプラ音響コ
ンバータと、デジタル音響信号を圧縮する音響信号圧縮
部と、サウンド処理部と、圧縮された音声データを記憶
する記憶装置と、記憶された音声データを出力するサウ
ンド出力部を設け、映像化された画像と同期して記憶さ
れた音声データを出力できるようにしたものである。

【００１０】本発明の超音波診断装置は上記のように構
成されており、マイクロフォンで音声を取込み、Ａ／Ｄ
変換器でＰＣＭ（パルス符号変調）方式によりアナログ
音声をデジタル信号に変換して、音響信号圧縮部でＭＰ
ＥＧ‐１Ａｕｄｉｏ規格等により音声を高能率符号化す
ることによって圧縮し、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）で
標準的に使われているＷＡＶＥフォーマットのサウンド
ファイルとされて、バファメモリを備えたサウンド処理
部に入力される。そして、画像・音声同期部で超音波画
像と音声の同期がとられ、画像信号はシネメモリに記憶
され、音声信号はハードディスクなどの記憶装置に記憶
され、画像フリーズと同時に音声の記録も停止する。そ
して、画像再生時にはシネメモリから動画が読出され、
同期して記憶装置から音声が読み出され、超音波画像は
超音波画像表示部で表示され、音声はサウンド出力部で
再生される。

【００１１】また、本発明の超音波診断装置は、動画を
連続して記憶するシネメモリとドプラ装置を備え、サウ
ンド処理部のドプラ音響コンバータでドプラ信号波形
が、ＰＣＭ（パルス符号変調）方式によりアナログ信号
からデジタル音響信号にＡ／Ｄ変換される。そして、音
響信号圧縮部でＭＰＥＧ‐１Ａｕｄｉｏ規格等により、
音声を高能率符号化することによって圧縮され、Ｗｉｎ
ｄｏｗｓ（登録商標）で標準的に使われているＷＡＶＥ
フォーマットのサウンドファイルとされて、サウンド処
理部のバファメモリに入力される。そして、サウンド処
理部からの音声信号と画像処理部からの画像信号が、画
像・音声同期部で同期がとられ、画像信号はシネメモリ
に記憶され、音声信号はハードディスクなどの記憶装置
に記憶され、画像フリーズと同時に音声の記録も停止す
る。そして、画像再生時にはシネメモリから動画が読出
され、同期して記憶装置から音声が読み出され、超音波
画像は超音波画像表示部で表示され、音声はサウンド出
力部で再生される。そのため、超音波診断画像と音声を
同時に記憶し、再生することができ、例えば、胎児の心
音を聴取し、胎児成長過程の画像を観察して診断するこ
とができる。また、フリーズのタイミングを逃した場合
でも、シネメモリ（画像）と記憶装置（音声）に記憶さ
れたデータにより、簡便に記録したい画像のフレームに
戻すこともできる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の超音波診断装置の一実施
例を、図１を参照しながら説明する。図１は本発明の超
音波診断装置のブロック構成を示す図である。本超音波
診断装置は、超音波を生体内に送波し生体内からの反射
波を受波するプローブ１と、プローブ１に数十ボルトか
ら百ボルト程度の数ＭＨｚの高周波パルスを印加して受
波された反射信号をプリアンプで増幅しログアンプで圧
縮増幅する送受波制御部２と、生体からの音声を受波し
電気信号として出力するマイクロフォン４と、マイクロ
フォン４からのアナログ音声信号をＰＣＭ（パルス符号
変調）方式によりデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器
５と、そのデジタル信号をＭＰＥＧ‐１Ａｕｄｉｏ規格
などにより音声を高能率符号化し圧縮して、ＷＡＶＥフ
ォーマットのサウンドファイルとする音響信号圧縮部６
と、そして、送受波制御部２から送られてくる超音波走
査の反射信号から超音波画像表示部１０のモニタに表示
するビデオ信号への走査変換を行なうＤＳＣ３ａと、画
像を見やすくするポストプロセスやマルチ画面表示や各
モードの同時表示などの画像処理機能とを備えた画像処
理部３ｂと、音響信号圧縮部６と画像処理部３ｂ間のア
クセス速度に差がある場合に速度差を補うためのバッフ
ァメモリを備えたサウンド処理部１４と、超音波画像と
音声の同期を取り音声信号を所定のフォーマットで記憶
装置９に記憶できるようにする画像・音声同期部３ｆと
からなる信号処理部１３と、動画を常時連続してデジタ
ル的に記録する記憶部からなるシネメモリ８と、超音波
静止画が専用フォーマットで記憶され音声信号がサウン
ドファイルとして記憶媒体に保存される記憶装置９と、
モニタ上に超音波の電子走査によるリアルタイム表示や
静止画や動画を表示することができる超音波画像表示部
１０と、超音波画像と同時記録される又は記録された音
声を同期して出力することができるサウンド出力部１１
と、超音波診断装置のシステムを制御するＣＰＵ７とか
ら構成される。

【００１３】プローブ１は、超音波振動子として、セラ
ミック圧電材（ジルコンチタン酸鉛磁器：ＰＺＴ）や高
分子圧電材などの圧電材料が用いられ、幅の狭い振動子
の素子が１００個以上直線的（リニア）に配列されてリ
ニア走査を行なうもの、セクタ走査を行なうもの、凸状
に１列（コンベックス）に配列されて、コンベックス走
査を行なうものがあり、背面にバッキング材が貼られ前
面に音響整合層を介し先端に音響レンズが備えられてい
る。そして、超音波を生体内に送波し、生体内からの反
射波を受波する両方の働きを有する。送受波制御部２
は、数十ボルトから百ボルト程度の数ＭＨｚ（成人の腹
部や心臓では３．５ＭＨｚ前後、表在性臓器では７．５
ＭＨｚ前後、小児では５．０ＭＨｚ前後）の高周波パル
スを発生させ、用途に応じたプローブ１の超音波振動子
に電気パルスを印加する。リニア型プローブの場合は多
数個の素子が直線上に配列され、各素子に遅延時間を与
えて高周波パルスを印加することにより指向性の高い超
音波ビームが形成され、電子的に順次切替えて超音波ビ
ームを直線的に移動させ生体内部を走査する。コンベッ
クス型プローブは、多数個の振動子を凸面状に配列され
ている点がリニア型プローブと異なる。受波された反射
信号は、６０ｄＢ以上の広いダイナミックレンジを持っ
ているので、プリアンプに入力後、ログアンプで圧縮増
幅される。そして、生体の深部からの反射信号はより減
衰を受けるので、補正するために利得調整として、プロ
ーブからの距離（伝搬時間）に応じて可変できるＳＴＣ
機能が使用される。増幅された反射信号は検波され波形
の包絡線信号のみが取出される。また、ログアンプの出
力範囲を可変するダイナミックレンジコントロールや、
波形のエッジを強調するエコーエンハンス回路などが設
けられる。

【００１４】マイクロフォン４は、生体からの音声を受
波し電気信号として出力するもので、通常の心音計に用
いられている心音用のマイクロフォン４などでよい。ま
た、術者などの音声を参考入力できるようにするために
は、一般のマイクロフォン４を用いても良い。心音用の
マイクロフォン４は、臨床上、弁膜症・先天性心臓病な
どの診断には有力なもので、弁の開閉に伴う振動、血流
音が、もし心臓に障害があると特定の時相で異常音を聞
くことができる。聴診は本来主観的な情報であるが、マ
イクロフォン４を音声として記録しておくと、情報を客
観的にすることができる。心音用のマイクロフォン４に
は、空気伝導形と直接伝導形（加速度形、ペロッテ形）
などがあり、空気伝導形は、音圧―電気量変換が動電コ
イルによるもので、例えば、小型ケース内に設けられた
コーン紙の先端にコイルが設けられ、そのコイルが永久
磁石の磁界中にセットされた小型ダイナミックスピーカ
形式のものである。外部騒音を受け易いという難点があ
るが、同時に外部の術者の声を入力するには良い。直接
伝導形の加速度形は、振動―電気量変化が圧電あるいは
電歪素子を利用したもので、例えば、ケース内にシリコ
ンオイルが充填され燐青銅支持バネが両端に支持され、
中央に質量のあるものが固定され、その両端に圧電素子
が設けられたものである。直接伝導形のペロット形は、
振動―電気量変換が圧電素子あるいは導電コイルによる
もので、例えば、ゴム円筒状の周辺支持具内に小さなペ
ロッテ（接触子）がダンパーゴムを介して支持バネに接
続され、その上端にコイルが設けられ、永久磁石の磁界
中にセットされたものである。一般に、直接伝導形のペ
ロッテ形のマイクロフォン４では、体表面に３００ｇ近
くの重量で圧着されている時、一番変換効率が良い。ま
た、加速度形のものでは、小型軽量（３０ｇ）で胸壁に
判創膏で固定することができる。直接伝導形ではマイク
ロフォン４に適合するイコライザーネットワークを設け
て、記録波形を整合することもできる。また、心音など
に含まれる低い周波数成分を除き、他の装置などと心音
の比較ができるように統一したフィルタ（Ｌ、Ｍ、Ｈ、
Ｅなど）を用いることができる。

【００１５】Ａ／Ｄ変換器５は、マイクロフォン４から
のアナログ音声信号を、ＰＣＭ（パルス符号変調）方式
により、デジタル信号に変換するもので、ＷＡＶＥフォ
ーマットのサウンドファイルとする前処理変換器であ
る。ＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉ
ｏｎ）は、音声信号符号化方式の一つで、パルス符号変
調のことである。音声のアナログ信号を一定の時間ごと
に区切り、それぞれの信号の大きさをデジタル・データ
に変換する方式で、１秒間をいくつに分解するかをサン
プリング周波数、それぞれの信号を何ビットで表すかを
量子化ビット数（サンプリング・ビット数）として信号
処理され変換される。この方式は、ＦＭ（周波数変調）
と異なり、あらゆる音声の録音と再生が可能となる。一
般に、サンプリング周波数が高いほど（サンプリングの
回数が多いほど）、音質がよいとされている。音楽ＣＤ
では４４．１ｋＨｚ、ＤＶＤ‐Ｖｉｄｅｏでは９６ｋＨ
Ｚまでサポートされている。コンピュータ・ミュージッ
ク用機器は音楽ＣＤの４４．１ｋＨｚやＤＡＴ（Ｄｉｇ
ｉｔａｌ Ａｕｄｉｏ Ｔａｐｅ）の４８ｋＨｚに合わ
せたものが多く、ＤＶＤ‐Ｖｉｄｅｏの２４ビット、９
６ｋＨｚと同じ仕様を持つものが、使われ始めている。

【００１６】音響信号圧縮部６は、音声デジタル信号を
ＭＰＥＧ‐１Ａｕｄｉｏ規格などにより音声を高能率符
号化し圧縮して、ＷＡＶＥフォーマットのサウンドファ
イルとするものである。動画・音声圧縮の国際標準方式
にＭＰＥＧがある。ＭＰＥＧには、画像の解像度と符号
化レートによって、ビデオＣＤなどで利用されているＭ
ＰＥＧ‐１、ＤＶＤやデジタル衛星放送などで利用され
ているＭＰＥＧ‐２、また、携帯端末向けに現在標準化
が進められているＭＰＥＧ‐４などがある。動画圧縮の
符号化アルゴリズムは、ＭＣ（動き補償フレーム間予測
符号化）と、ＤＣＴ（離散コサイン変換）を結合したハ
イブリッド方式が用いられ、動画は、隣接するフレーム
が同じような画像であることが多いことを利用して、フ
レーム間の差分をとることで情報量を減らしている。そ
の上でＤＣＴに基づく圧縮をかけることが行なわれてい
る。これに対し、音声を高能率符号化するＭＰＥＧ Ａ
ｕｄｉｏの標準化は、ＭＰＥＧ‐１Ａｕｄｉｏ、ＭＰＥ
Ｇ‐２Ａｕｄｉｏ、ＭＰＥＧ‐４Ａｕｄｉｏなどがあ
る。ＭＰＥＧ‐１Ａｕｄｉｏは、国際委員会によって標
準化された音響信号の圧縮規格で、音源の特性を想定せ
ずに圧縮を行なうもので、符号化に際しては、マスキン
グ効果や臨界帯域といった人間の聴覚特性を利用した方
法である。音声データ圧縮の原理は、音声データの中か
ら人の感覚が感じない部分をカットし、感じるところの
情報だけを残して圧縮する。可聴域において人の耳はす
べての周波数に対して均一に反応するのでなく、３〜４
ｋＨｚあたりでは非常に感度が高いが、１０ｋＨｚ以上
や低周波領域では感度が鈍くなり、一定のレベルより低
い音は聞こえない（聴覚の閾値）。また、大きなレベル
の周波数付近で発生する小さなレベルの周波数は聞こえ
ない（マスキング効果）という人の生理的なことを利用
して音声信号の圧縮が行なわれる。サンプリング周波数
は３２ｋＨｚ、４４．１ｋＨｚ、４８ｋＨｚの三つに対
応している。圧縮されたビット・ストリームはあらかじ
めチャンネルごとに１６ｋ〜２２４ｋｂｐｓの範囲で定
義された固定ビット・レートのなかの一つが割り当てら
れる。

【００１７】信号処理部１３は、ＤＳＣ３ａと画像処理
部３ｂとサウンド処理部１４と画像・音声同期部３ｆか
ら構成される。ＤＳＣ３ａは、送受波制御部２から送ら
れてくる超音波走査の反射信号から超音波画像表示部１
０のモニタに表示するビデオ信号への走査変換を行なう
デジタル・スキャンコンバータである。この変換にデジ
タルフレームメモリが用いられ、送受信制御部２からの
反射信号がＡＤ変換されデジタルフレームメモリに書込
まれ、これをモニタ走査に従って読出され、ＤＡ変換
後、ビデオ信号として超音波画像表示部１０に表示され
る。画像処理部３ｂは、画像を見やすくするために、超
音波走査線間の補間を行ってモアレ縞をなくすことや、
画像をソフトにするためにフレーム間で平均を取るフレ
ーム相関や、マルチ画面表示や、各モードの同時表示
や、振幅特性を変化させるポストプロセスなどが行なわ
れる。サウンド処理部１４は、音響信号圧縮部６と画像
処理部３ｂ間のアクセス速度に差がある場合に速度差を
補うためのバッファメモリを備え、画像・音声同期部３
ｆによって超音波画像と音声信号の同期がとられ、音声
信号データをＷＡＶＥ形式のファイルフォーマットで記
憶装置９に記憶できるようにする。

【００１８】シネメモリ８は、動画を常時連続してデジ
タル的に記録する記憶部で、大きなメモリサイズを有す
る高速メモリ等の記憶媒体が用いられ、所定時間の記録
を可能にしている。記録時は、同時に音声データが画像
データと同期して記憶装置９に記憶される。そして、フ
リーズのタイミングを逃した場合でも、簡便に記録した
い画像のフレームに戻し、音声と同時に再生して観察す
ることが可能となり診断時間の短縮に役立つ。また、ス
ローモーション再生機能も有り、動きの速い部位での診
断にも有用である。記憶装置９は、高速かつ大容量のハ
ードディスクやＥＤＯ‐ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ等の記憶
媒体が用いられ、専用のフォーマットで静止画が記憶さ
れ、ＷＡＶＥ形式の音声ファイルが保存される。また、
ＢＭＰ、ＪＰＥＧ、ＤＩＣＯＭフォーマットに変換して
記憶し、一般のアプリケーションソフト上で画像再生も
可能である。

【００１９】周辺機器として、動画に対してはビデオテ
ープレコーダが備えられ、静止画像に対してはビデオプ
リンタが備えられている。超音波画像表示部１０は、標
準のＸＧＡ用のモニタが使用され、超音波の電子走査に
よるリアルタイム表示や、記憶装置９に記憶された専用
フォーマットの静止画の読出し、シネメモリ８に記憶さ
れた動画の読出しに用いられる。サウンド出力部１１
は、超音波画像と同時記録される又は記録された音声
を、同期して出力することができる。記憶装置９に記憶
されたＷＡＶＥ形式の音声ファイルデータを読出し、画
像・音声同期３ｆの回路によって、シネメモリ８に記憶
された動画のファイルと同期して、音声が出力される。
ＣＰＵ７は、高速に音声信号をデジタル化し圧縮するた
め、装置全体の信号処理速度を向上することが必要で、
高速信号処理のＨＤＤと、外部から入力されたクロック
信号を内部でフェーズ・ロックド・ループと呼ばれる回
路によって、内部処理速度を高速化し、ＣＰＵキャッシ
ュを増設したものが用いられる。

【００２０】次に、本超音波診断装置の動作と操作につ
いて説明する。まず、マイクロフォン４を生体にあて
て、テープなどで固定する。そして、体表皮に超音波ゼ
リーを塗布する。次に、プローブ１を持って生体内を超
音波で走査する。生体内で反射された超音波信号が送受
波制御部２に入力され、プリアンプ‐ログアンプを経由
して信号処理部１３に入力される。ＤＳＣ３ａでＡ／Ｄ
変換されバッファメモリを経由してフレームメモリに入
る。そして、超音波走査の反射信号から超音波画像表示
部１０のモニタに表示するビデオ信号への走査変換が行
なわれる。一方、生体内の音声信号がマイクロフォン４
から入力され、Ａ／Ｄ変換器５でＰＣＭ（パルス符号変
調）法によってデジタル化され、音響信号圧縮部６でＭ
ＰＥＧ‐１Ａｕｄｉｏ規格などにより圧縮され、ＷＡＶ
Ｅ形式のサウンドファイルに変換される。そして、信号
処理部１３のサウンド処理部１４に入力される。サウン
ド処理部１４で、音響信号圧縮部６と画像処理部３ｂ間
のアクセス速度に差がある場合に速度差をバッファメモ
リによって補い、画像・音声同期部３ｆによって超音波
画像と音声信号の同期がとられ、音声信号データがＷＡ
ＶＥ形式のファイルフォーマットで記憶装置９に記憶で
きるようにして送信される。同時に画像データはＤＳＣ
３ａからシネメモリ８に連続して記憶される。超音波画
像表示部１０にはリアルタイムの超音波画像、又は、後
ほどシネメモリ８に記憶された動画又は記憶装置９に記
憶されたフリーズ画像を読み出すことができる。同時に
超音波画像と同期して、音声がリアルタイムで、又は、
記憶装置９に記憶されたＷＡＶＥ形式の音声ファイルが
サウンド出力部１１に出力される。

【００２１】次に、本発明の他の実施例を、図２を参照
しながら説明する。図２は本発明の超音波診断装置のブ
ロック構成を示す図である。本超音波診断装置は、超音
波を生体内に送波し生体内からの反射波を受波するプロ
ーブ１と、プローブ１に数十ボルトから百ボルト程度の
数ＭＨｚの高周波パルスを印加して受波された反射信号
をプリアンプで増幅しログアンプで圧縮増幅する送受波
制御部２と、そして、Ｂモードと組合せて用いられＢモ
ード上でドプラのサンプリング位置を設定確認しながら
血流情報を検出するパルスドプラ法によるドプラ信号処
理部３ｃと、ドプラ信号波形をＰＣＭ（パルス符号変
調）方式によりＡ／Ｄ変換しデジタル音響信号にするド
プラ音響コンバータ３ｄと、デジタル音響信号をＭＰＥ
Ｇ‐１Ａｕｄｉｏ規格などにより音声を高能率符号化し
圧縮してＷＡＶＥフォーマットのサウンドファイルとす
る音響信号圧縮部３ｅと、送受波制御部２から送られて
くる超音波走査の反射信号から超音波画像表示部１０の
モニタに表示するビデオ信号への走査変換を行なうＤＳ
Ｃ３ａと、画像を見やすくするポストプロセスやマルチ
画面表示や各モードの同時表示などの画像処理機能とを
備えた画像処理部３ｂと、音響信号圧縮部３ｅと画像処
理部３ｂ間のアクセス速度に差がある場合に速度差を補
うためのバッファメモリをサウンド処理部１２に備え、
超音波画像と音声信号の同期を取り音声信号を所定のフ
ォーマットで記憶装置９に記憶できるようにする画像・
音声同期部３ｆとからなる信号処理部３と、動画を常時
連続してデジタル的に記録する記憶部からなるシネメモ
リ８と、超音波静止画が専用フォーマットで記憶され音
声信号がサウンドファイルとして記憶媒体に保存される
記憶装置９と、モニタ上に超音波の電子走査によるリア
ルタイム表示や静止画や動画を表示することができる超
音波画像表示部１０と、超音波画像と同時記録される又
は記録された音声を同期して出力することができるサウ
ンド出力部１１と、超音波診断装置のシステムを制御す
るＣＰＵ７とから構成される。

【００２２】本発明の超音波診断装置の図１に示された
装置と、図２の装置との異なるところは、図１ではマイ
クロフォン４から音声データをとり込むのに対し、図２
ではプローブ１からのドプラ信号波形から音声データを
とり込むところにある。Ａ／Ｄ変換器５がドプラ音響コ
ンバータ３ｄに相当する図２に示す装置は、Ｂモード表
示機能とパルスドプラ検査機能を有した装置で、動画を
記憶するシネメモリ８と音声データを記憶する記憶装置
とを備え、マイクロフォン４を備えず、ドプラ装置のド
プラ信号波形から音声をとり込んでいる。ドプラ信号処
理部３ｃは、Ｂモード上でドプラのサンプリング位置を
設定確認しながら血流情報を検出し、受信反射波と基準
信号を掛け算することにより、ドプラ信号がうなり現象
となる。この信号の位相検波出力をサンプリングホール
ド回路で、ある特定深度のドプラ信号のみを取り出し、
ドプラフィルタを用いて、血流からのドプラ信号から比
較的動きの遅い心臓壁や血管壁からの不要低周波ドプラ
信号を除去している。そして、ドプラ音響コンバータ３
ｄによって、このドプラ信号波形をＰＣＭ（パルス符号
変調）方式によりＡ／Ｄ変換しデジタル音響信号にし、
音響信号圧縮部３ｅでデジタル音響信号をＭＰＥＧ‐１
Ａｕｄｉｏ規格などにより音声を高能率符号化し圧縮し
てＷＡＶＥフォーマットのサウンドファイルとする。サ
ウンド処理部１２で、音響信号圧縮部３ｅと画像処理部
３ｂ間のアクセス速度に差がある場合に速度差をバッフ
ァメモリによって補い、画像・音声同期部３ｆによって
超音波画像と音声信号の同期がとられ、音声信号データ
がＷＡＶＥ形式のファイルフォーマットで記憶装置９に
記憶できるようにして送信される。同時に画像データは
ＤＳＣ３ａからシネメモリ８に連続して記憶される。ド
プラ信号の表示には、実時間で速度に対応するドプラ周
波数に変換して表示するＦＦＴ（高速フーリエ変換）ド
プラが用いられ、その出力信号がＤＳＣ３ａに入力さ
れ、超音波画像表示部１０に表示される。超音波画像表
示部１０にはリアルタイムの超音波画像、ドプラ信号、
又は、後ほどシネメモリ８に記憶された動画又は記憶装
置９に記憶されたフリーズ画像を読み出すことができ
る。同時に超音波画像と同期して、音声がリアルタイム
で、又は、記憶装置９に記憶されたＷＡＶＥ形式の音声
ファイルがサウンド出力部１１に出力される。

【００２３】上記のように、超音波診断装置のシネ機能
を利用することで、画像を一時的に高速メモリに保存す
ることができる、これに対し、音声データは画像がシネ
メモリ８に貯えられている間、ハードディスクなどの記
憶装置９にＷＡＶＥ形式で保存される。画像がフリーズ
されて画像データのシネメモリ８への書込みが中止され
ると、同時に音声データの保存も中止する。動画ファイ
ルの場合は、使用者によって動画ファイル保存のための
スタートとエンドの指定が実行されると、フレームレー
トなどのパラメータからそれらの画像に相当する音声デ
ータの時相が計算されて、動画と音声を簡単に再生する
ことができるファイルフォーマットで保存することがで
きる。静止画ファイルの場合は、使用者によって音声記
録時間の指定が実行されると、その時間に相当する音声
データの時相が計算されて静止画と音声を簡単に再生で
きるファイルフォーマットで保存することができる。使
用者はこのファイルを利用することによって、音声付き
診断をすることができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明の超音波診断装置は上記のように
構成されており、マイクロフォンで音声がとり込まれ、
または、ドプラ装置のドプラ信号波形から音声がとり込
まれ、Ａ／Ｄ変換器、または、ドプラ音響コンバータで
ＰＣＭ（パルス符号変調）方式によりデジタル化され、
音響信号圧縮部でＭＰＥＧ‐１Ａｕｄｉｏ規格等により
圧縮されてＷＡＶＥ形式にされ、サウンド処理部から超
音波画像と音声の同期がとられて画像信号はシネメモリ
に、音声信号はハードディスクなどの記憶装置に記憶さ
れ、画像フリーズと同時に音声の記録も停止する。そし
て、再生時にはシネメモリから動画と同期して記憶装置
から音声が読み出され、それぞれ、画像は表示部で表示
され、音声はサウンド出力部で再生される。そのため、
診断が終わった後でも、デジタル保管されたファイルを
利用することで、診断時と同じ鮮明な画像と音声を同時
に観察し聞くことができる。音声データが付加されてい
るため、より一層診断に役立てることができる。例え
ば、胎児成長過程の画像とその胎児の心音のデータや、
ドップラを利用した画像等、音声のデータを付加するこ
とは診断においても非常に役立てることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の超音波診断装置の一実施例を示す図
である。

【図２】 本発明の超音波診断装置の他の実施例を示す
図である。

【図３】 従来の超音波診断装置のブロック構成図を示
す図である。

【符号の説明】

１…プローブ ２…送受波制御部 ３、１３、２３…信号処理部 ３ａ…ＤＳＣ ３ｂ…画像処理部 ３ｃ…ドプラ信号処理部 ３ｄ…ドプラ音響コンバータ ３ｅ…音響信号圧縮部 ３ｆ…画像・音声同期部 ４…マイクロフォン ５…Ａ／Ｄ変換器 ６…音響信号圧縮部 ７…ＣＰＵ ８…シネメモリ ９…記憶装置 １０…超音波画像表示部 １１…サウンド出力部 １２、１４…サウンド処理部

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Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超音波パルス反射法を用いて生体の軟部組
   織の断層像を映像化し、動画を連続して記憶するシネメ
   モリを備えた超音波診断装置において、マイクロフォン
   とＡ／Ｄ変換器と音響信号圧縮部とサウンド処理部と記
   憶装置とサウンド出力部を設け、映像化された画像と同
   期して記憶された音声データを出力できるようにしたこ
   とを特徴とする超音波診断装置。
2. 【請求項２】超音波パルス反射法を用いて生体の軟部組
   織の断層像を映像化し、動画を連続して記憶するシネメ
   モリを備えドプラ検査機能を有する超音波診断装置にお
   いて、ドプラ信号波形をＡ／Ｄ変換してデジタル音響信
   号にするドプラ音響コンバータと、デジタル音響信号を
   圧縮する音響信号圧縮部と、サウンド処理部と、圧縮さ
   れた音声データを記憶する記憶装置と、記憶された音声
   データを出力するサウンド出力部を設け、映像化された
   画像と同期して記憶された音声データを出力できるよう
   にしたことを特徴とする超音波診断装置。