JP2003235843A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 超音波画像に基づいて計測が行われる超音波
診断装置において、計測開始からの経過時間に応じて適
切な計測結果の表示を行えるようにする。 【解決手段】 超音波画像に基づいて計測が行われる
が、その計測の経過時間に応じて段階的に表示態様が切
換られる。経過時間が１０分に達すると、時間軸が１／
２に圧縮され、経過時間が２０分に達すると、グラフの
時間軸がさらに２／３に圧縮され、経過時間が３０分に
達するとグラフの時間軸がさらに１／２に圧縮され、経
過時間が１時間に達すると、表示方式がムービング方式
からスクロール方式に切り換えられる。すなわち、その
状態では、現在から過去１時間分の計測結果がスクロー
ル方式にてグラフ表示される。

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関
し、特に計測機能を具備する超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波診断装置においては、超音波画像
を用いた各種の計測機構が具備されている。例えば、そ
の計測機能としては、心臓における左室の断面積（及び
その時間変化）を計測する機構、同様に左室の容積（体
積）（及びその時間変化）を計測する機能、心臓におけ
る中隔の厚み（及びその時間変化）を計測する機能など
をあげることができる。それらの計測は、フリーズされ
た静止画としての超音波画像を基礎としてなされる場合
もあるし、リアルタイム表示される各フレームの超音波
画像について、心電信号などに同期させて個別的になさ
れる場合もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上のような計測によ
り得られたデータはメモリ上に記録されるが、従来の超
音波診断装置において、そのような計測データの記録時
間及び表示時間範囲は例えば数心拍分程度しかない。

【０００４】例えば、手術中においては、患者の状態を
連続的に監視することが求められる。具体的には、経食
道型の超音波プローブを食道に挿入し、食道側から心臓
の動きを継続的に超音波診断することもある。また、体
内留置型の特殊な超音波プローブを外科手術後に体内
（例えば心臓部位）に埋め込んでおき（ケーブルは体外
に引き出される）、その状態で継続的に患者の状態を超
音波診断することもある。

【０００５】以上のような場合、超音波診断装置の画面
上には、計測結果が表示されるが、その表示レンジが数
心拍分程度であると、過去から現在にわたる患者の状態
を評価する上では不十分である。

【０００６】本発明の目的は、超音波画像を基礎として
継続的になされる計測の結果を適切な態様にてグラフ表
示できるようにすることにある。

【０００７】本発明の他の目的は、計測結果をできるだ
け見やすくグラフ表示することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、生体組織に対し超音波を送受波
し、受信信号を出力する送受波手段と、前記受信信号に
基づいて前記生体組織を表す超音波画像を形成する画像
形成手段と、前記超音波画像に基づいて前記生体組織に
対する計測を行って計測値を求める計測手段と、前記計
測手段によって求められる時系列順の計測値に基づいて
グラフを作成するグラフ作成手段と、前記グラフの作成
を制御する手段であって、前記計測の経過時間に応じて
前記グラフの表示態様を切り換えるグラフ作成制御手段
と、前記グラフが表示される表示手段と、を含むことを
特徴とする。

【０００９】上記構成によれば、超音波画像に基づいて
計測が順次なされ、これにより計測値が時系列順で取得
される。その時系列順の計測値に基づいてグラフが作成
されるが、その場合において、そのグラフの表示態様は
計測の経過時間によって自動的に切り替わる。よって、
固定的な表示態様による問題に対処することができ、特
に長期にわたる計測にあたって好適なグラフ表示を実現
できる。

【００１０】ここで、グラフは、１つの情報を表す１本
のラインからなるものであってもよいし、複数の情報を
表す複数のラインからなるものであってもよい。

【００１１】望ましくは、前記グラフ作成制御手段は、
前記計測の経過時間に応じて段階的に時間軸スケールを
切り換える。時間軸スケールは例えば段階的に圧縮され
る。この場合に、時間軸方向の表示エリアを変化するよ
うにしてもよいし、維持するようにしてもよい。

【００１２】望ましくは、前記グラフ作成制御手段は、
前記計測の経過時間に応じて表示方式を切り換える。例
えば、現在から過去への所定時間内の計測値をスクロー
ル表示できるようにしてもよい。

【００１３】望ましくは、前記グラフ作成制御手段は、
前記計測の経過時間が所定の方式切り換え時間に到達す
るまでは段階的に時間軸スケールを切り換えつつ計測開
始から現在までの時間範囲の全部をカバーするグラフを
作成させ、前記計測の経過時間が前記所定の方式切り換
え時間に到達した以降は現在から過去の一定時間までの
時間範囲をカバーするグラフを作成させる。

【００１４】この構成によれば、計測の経過時間が所定
の方式切り換え時間に達するまではグラフの時間軸が段
階的に圧縮され、計測の全期間の計測値がグラフ表示さ
れ、それ以降は、現在から過去への一定時間分のグラフ
が表示される。

【００１５】望ましくは、前記グラフは、前記時系列順
の計測値に対して、単位時間当たりの最大値、最小値、
平均値、及び、最大値と最小値の差分の少なくとも１つ
を演算することにより作成される。

【００１６】望ましくは、前記単位時間は表示画面上の
画素を単位として定められる時間である。単位時間は１
画素に相当するものであるのが望ましいが、複数画素に
相当するものであってもよい。

【００１７】望ましくは、前記計測値は、心臓に関する
面積、体積及び長さの内の少なくとも１つに基づいて求
められる。

【００１８】（２）また上記目的を達成するために、本
発明は、心臓に対して超音波を送受波し、受信信号を出
力する送受波手段と、前記受信信号に基づいて前記心臓
を表す各フレームの超音波画像を形成する画像形成手段
と、前記各フレームの超音波画像ごとに心機能を評価す
るための計測値を求める計測手段と、前記各フレームご
とに求められた計測値を時系列順で格納する記憶部と、
前記記憶部から読み出される時系列順の計測値に基づい
てグラフを作成するグラフ作成手段と、前記グラフの作
成を制御する手段であって、前記計測の時間経過に応じ
て前記グラフの表示態様を切り換えるグラフ作成制御手
段と、前記グラフが表示される表示手段と、を含むこと
を特徴とする。

【００１９】上記構成によれば、時系列順の計測値が記
憶部に格納される。例えば、１〜数時間にわたって記憶
される。そして、経過時間に応じた表示態様をもって計
測値の時間変化を表すグラフが表示される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００２１】図１には、本発明に係る超音波診断装置の
好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を
示すブロック図である。プローブ１０は、例えば体表面
上に当接して用いられあるいは体腔内に挿入して用いら
れる超音波探触子である。心臓の計測を行う場合には例
えば、プローブ１０は胸部表面上に当接される。プロー
ブ１０には複数の振動素子からなるアレイ振動子が設け
られている。このアレイ振動子によって超音波ビームが
形成され、その超音波ビームが電子走査される。その電
子走査方式としては電子リニア走査、電子セクタ走査な
どをあげることができる。

【００２２】送受信部１２は、プローブ１０に接続され
ており、送受信部１２は送信ビームフォーマー及び受信
ビームフォーマーとして機能する。すなわち、送信部１
２から複数の振動素子に対して所定の遅延関係をもって
送信信号が供給される。一方、複数の振動素子から出力
される複数の受信信号は送受信部１２において処理さ
れ、具体的には整相加算処理などがなされ、その整相加
算後の受信信号が送受信部１２から出力される。

【００２３】信号処理部１４は、Ｂモード画像やカラー
ドプラ画像などを形成するための信号処理を行うユニッ
トである。本実施形態においては、二次元断層画像とし
てのＢモード画像が形成されているが、各種の超音波画
像がその計測対象となりうる。走査変換部１６は、例え
ばデジタルスキャンコンバータとして構成され、この走
査変換部１６によって座標変換、補間処理などがなされ
る。この走査変換部１６により、表示座標系に従った超
音波画像が形成され、その画像データが表示処理部１８
へ出力される。表示処理部１８は、表示画面を構成する
超音波画像やグラフなどを合成し、その画像データを表
示部２０へ出力する。本実施形態において、表示処理部
１８には、生体信号としての心電信号１００が入力され
ており、その心電信号を表す心電波形も表示部２０に表
示される。ちなみに、そのような生体信号は後の長期的
な表示のために後述する記憶部２８上に時系列順の計測
値と共に格納されるようにしてもよい。

【００２４】図１に示されるように、超音波診断装置に
は計測ユニット２２が設けられている。この計測ユニッ
ト２２は、超音波画像に基づいて所定の計測を実行し、
その計測結果である計測値を時間軸上に表したグラフを
作成するユニットである。具体的に説明すると、計測部
２４は、超音波画像上においてユーザーによって指定さ
れた計測を実行する。その計測には、例えば、面積計
測、体積計測、心筋長の計測などが含まれる。それらの
計測値がそのままグラフ表示されるようにしてもよい
し、それらの値に基づいてさらに他の演算を実行し、そ
の演算結果がグラフ表示されるようにしてもよい。例え
ば心機能計測を行う場合には、心臓の左室についての面
積、体積、心筋厚み、心筋長さ、その他それらの変化率
などが計測される。この場合においては、上述した心電
信号２００に基づいて同期計測を行うようにしてもよ
い。また、後に説明するように、例えば心臓の左室を複
数の領域に区分し、各領域ごとに面積演算などの計測を
行うようにしてもよい。計測部２４によって実行される
計測の内容は、グラフ作成制御部３２によって決定され
る。なお、このグラフ作成制御部３２には、図示されて
いない入力部からの信号２０２が入力されており、ユー
ザーはその入力部を用いてグラフ作成に関する各種の選
択や条件設定を行うことができる。

【００２５】計測部２４から出力される計測値は、本実
施形態において、記憶部２８に出力される。この記憶部
２８は例えばＲＡＭなどのメモリによって構成され、例
えば計測値を数時間にわたって格納することが可能であ
る。記憶部２８へのデータの書き込み及びデータの読み
出しはグラフ作成制御部３２によって制御されている。

【００２６】表示演算部３０は、グラフ作成制御部３２
による制御の下、記憶部２８から読み出された各時刻の
計測値について単位時間当たりの最大値、最小値、平均
値、最大値と最小値との差分値などを演算する。また、
グラフ表示条件によっては、記憶部２８から読み出され
た計測値をそのままグラフ作成部２６などに出力する。

【００２７】ここで、上記の最大値や最小値などの演算
を行う単位時間は、本実施形態において、グラフ表示さ
れるエリアの時間軸方向のピクセル数及びその表示時間
によって定められ、具体的には、１ピクセルに相当する
時間として定められる。つまり、１ピクセルに複数の計
測値が対応した場合、それらの複数の計測値に対して最
大値、最小値あるいは平均値などが演算される。その演
算結果はグラフ作成部２６に出力される他、表示処理部
１８にも出力されている。

【００２８】グラフ作成部２６は、グラフ作成制御部３
２によって設定された作成条件に従って、表示演算部３
０から出力されるデータに基づきグラフを作成する。こ
こで、そのグラフには１本のラインあるいは複数のライ
ンが含まれる。グラフ作成部２６によって作成されたグ
ラフの画像データは表示処理部１８に出力される。上記
のように、表示処理部１８は超音波画像にグラフの画像
を合成し、それらを所定のレイアウトで配置した表示画
像のデータを表示部２０へ出力する。

【００２９】本実施形態において、グラフ作成制御部３
２は、計測部２４による計測の実行開始からの経過時間
に基づいて、グラフ作成の条件をすなわちグラフの表示
態様を段階的に変化させている。このため、グラフ作成
制御部３２にはタイマー３３が接続され、そのタイマー
３３によって表される計測開始からの経過時間に基づい
てグラフ作成条件が段階的に切り替えられている。これ
については後に図３を用いて詳述する。

【００３０】図２には、表示部２０に表示される表示画
面４０の一例が示されている。表示画面４０には、Ｂモ
ード画像４２と、グラフ４６と、数値表示画像４４とが
含まれている。例えば左室の機能を診断する場合、Ｂモ
ード画像４２として左室を含む画像が表示され、その左
室の心内膜４３が自動的なトレースによって抽出され、
これにより左室内腔の領域が抽出される。そしてその領
域が複数のラインによって部分領域Ａ１〜Ａ６に分割さ
れ、各部分領域Ａ１〜Ａ６ごとに面積などの計測が実行
される。

【００３１】ちなみに、このような演算及び計測は上記
の計測部２４によって実行される。数値表示画像４４内
には、例えば各領域Ａ１〜Ａ６ごとに求められた計測値
が１種類あるいは複数種類の数値として表示される。

【００３２】グラフ４６には、上記の複数の部分領域Ａ
１〜Ａ６に対応して各部分領域ごとの計測値の時間変化
を表す複数のラインが表示される。これと共に、そのグ
ラフの時間軸と同一の時間軸上において心電波形５０が
表示される。図２において、符号１００は例えば計測開
始時間を表しており、符号１０２は現在の時間を表して
いる。また符号Ｔ１はグラフの時間軸上の範囲を表して
いる。上述したように、このグラフ４６の表示形態は、
計測開始からの経過時間に応じて段階的に切換られる。

【００３３】図３には、そのような表示形態の段階的な
切換の概念が示されている。図３に示されるように、こ
の例では、計測開始から１０分までの期間においては、
符号１２０で示されるような表示形態が設定される。具
体的には、グラフ１２０の時間軸の幅は１０分であり、
計測開始から現在時刻までの各計測値がラインによって
表示される。なお、図３に示す各表示例においては１本
のラインが示されているが、もちろん複数の情報が同時
表示される場合には、その情報の個数に応じた本数分の
ラインが表示されることになる。また、それに併せて場
合によっては心電信号あるいは他の信号を同時表示する
ことも可能である。経過時間が１０分に到達すると、符
号１２２に示されるように、グラフの横軸が１／２に圧
縮され、１０分をスタート点としてラインが経過時間に
応じて描かれていくことになる。これと同様に、経過時
間が２０分に到達すると、符号１２２で表されるグラフ
の横軸が２／３に圧縮され、その上で符号１２４に示さ
れるように２０分以降の計測値が経過時間に応じて表示
されることになる。すなわちラインが時間軸方向に伸長
する。さらに、経過時間が３０分に到達すると、符号１
２４で表されるグラフの横軸がさらに１／２に圧縮さ
れ、符号１２６で示されるように、グラフ全体として１
時間の時間レンジをもったグラフとなる。すなわち１時
間分のラインに対してその後の計測値が順次付加されラ
インが延長されることになる。

【００３４】そして、経過時間が１時間に到達すると、
表示形態が符号１２６で示されるものから符号１２８で
示されるものへ切換えられる。符号１２８に示すグラフ
は現在から１時間前までの計測値をスクロール表示する
ものであり、すなわちグラフの表示方式がムービング方
式からスクロール方式へ切換えられる。

【００３５】もちろん、以上あげた各時間は一例であっ
て、例えば表示方式を切換える時間についてはユーザー
によって可変設定できるようにしてもよく、これと同様
に、段階的に時間軸レンジを圧縮していく際の各切換時
間についてもユーザーによって可変設定できるように構
成するのが望ましい。

【００３６】いずれにしても、図３に示すような段階的
な時間軸の圧縮及び表示方式の変更によれば、計測の開
始からの経過時間に応じて、診断目的にかなった適切な
情報表示を行うことができ、特に数十分あるいは数時間
にわたって超音波診断及び計測を連続的に行うような場
合において、計測値の変化の履歴を一目瞭然に把握する
ことが可能となる。

【００３７】ここで、図４に示した数値表示画像４４に
ついては、通常は現在計測されている計測値が一覧表示
されるが、例えばグラフ上においてある時間を選択し、
当該時間についての計測値を数値表示させるようにして
もよい。また図２において、複数のライン４８を同時表
示するような場合には、各ラインの輝度や色を変化さ
せ、それぞれのラインの視認性を向上させてもよい。

【００３８】本実施形態においては上述したように、各
ピクセルごとにユーザー選択された条件に従って複数の
計測値に基づく最大値や平均値などが演算され、それが
グラフとして表示されるため、ラインが上下に激しく変
動したりあるいは特定の現象が見逃されてしまったりす
るような問題を未然に防止することもできる。通常は単
位時間当たりの平均値をグラフとして表示させるのが望
ましいが、例えば特定の臨床上の評価を行う場合には最
大値あるいは最小値あるいはそれらの差分を表示させる
ようにしてもよい。

【００３９】図４には、表示画面４０の他の構成例が示
されている。なお、図２に示したものと同様の構成には
同一の符号を付しその説明を省略する。図４において
は、２つのグラフ５２，５４が表示される。ここでグラ
フ５２はリアルタイムグラフであり、最新の１０分間の
計測値を表したものである。符号１０６は現在時刻を表
しており、符号１０４は１０分前の時刻を表している。
そして符号Ｔ２は例えば１０分間であるがもちろんそれ
をユーザーによって選択させるようにしてもよい。この
リアルタイムグラフ５２においては、例えば左室の部位
ごと面積変化などが複数のライン５６によって表示さ
れ、これと共に心電信号の波形５８が同時表示される。
またグラフ５４は、例えば図３に示したような表示形態
の切換にしたがって作成される長期表示用のグラフであ
り、その選択された表示形態に従って、符号１０８は例
えば計測開始を表し、かつ、符号１１０は当該表示形態
における最大時間を表している。また経過時間に伴っ
て、その時間軸についても段階的に圧縮され、また表示
形態が切換えられる。符号６０に示されるように、リア
ルタイムグラフ５２の複数のライン５６に対応させて複
数のラインを表示するのが望ましい。

【００４０】この図２に示す表示例によれば、最近の計
測値の推移の他、長期的な計測値の変動傾向を同時に把
握することができるという利点がある。もちろん、図２
及び図４に示した表示内容は一例であって、これ以外に
も各種の表示パターンを採用することが可能である。い
ずれにしても、計測開始からの経過時間に従って時間軸
のスケールや表示形式を適宜切り替えることにより、診
断目的にかなった計測結果の表示を実現することができ
る。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
継続的になされる計測の結果を適切な表示態様にてグラ
フ表示することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形
態を示すブロック図である。

【図２】 表示部に表示される表示画面の一例を示す図
である。

【図３】 計測開始からの経過時間に伴う表示条件の変
化を説明するための図である。

【図４】 表示部に表示される他の表示例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０ プローブ、１２ 送受信部、１４ 信号処理部、
１６ 走査変換部、１８ 表示処理部、２０ 表示部、
２２ 計測ユニット、２４ 計測部、２８ 記憶部、２
６ グラフ作成部、３０ 表示演算部、３２ グラフ作
成制御部、３３タイマー。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生体組織に対し超音波を送受波し、受信
   信号を出力する送受波手段と、 前記受信信号に基づいて前記生体組織を表す超音波画像
   を形成する画像形成手段と、 前記超音波画像に基づいて前記生体組織に対する計測を
   行って計測値を求める計測手段と、 前記計測手段によって求められる時系列順の計測値に基
   づいてグラフを作成するグラフ作成手段と、 前記グラフの作成を制御する手段であって、前記計測の
   経過時間に応じて前記グラフの表示態様を切り換えるグ
   ラフ作成制御手段と、 前記グラフが表示される表示手段と、 を含むことを特徴とする超音波診断装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 前記グラフ作成制御手段は、前記計測の経過時間に応じ
   て段階的に時間軸スケールを切り換えることを特徴とす
   る超音波診断装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の装置において、 前記グラフ作成制御手段は、前記計測の経過時間に応じ
   て表示方式を切り換えることを特徴とする超音波診断装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の装置において、 前記グラフ作成制御手段は、 前記計測の経過時間が所定の方式切り換え時間に到達す
   るまでは段階的に時間軸スケールを切り換えつつ計測開
   始から現在までの時間範囲の全部をカバーするグラフを
   作成させ、 前記計測の経過時間が前記所定の方式切り換え時間に到
   達した以降は現在から過去の一定時間までの時間範囲を
   カバーするグラフを作成させることを特徴とする超音波
   診断装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の装置において、 前記グラフは、前記時系列順の計測値に対して、単位時
   間当たりの最大値、最小値、平均値、及び、最大値と最
   小値の差分の少なくとも１つを演算することにより作成
   されることを特徴とする超音波診断装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の装置において、 前記単位時間は表示画面上の画素を単位として定められ
   る時間であることを特徴とする超音波診断装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載の装置において、 前記計測値は、心臓に関する面積、体積及び長さの内の
   少なくとも１つに基づいて求められることを特徴とする
   超音波診断装置。
8. 【請求項８】 心臓に対して超音波を送受波し、受信信
   号を出力する送受波手段と、 前記受信信号に基づいて前記心臓を表す各フレームの超
   音波画像を形成する画像形成手段と、 前記各フレームの超音波画像ごとに心機能を評価するた
   めの計測値を求める計測手段と、 前記各フレームごとに求められた計測値を時系列順で格
   納する記憶部と、 前記記憶部から読み出される時系列順の計測値に基づい
   てグラフを作成するグラフ作成手段と、 前記グラフの作成を制御する手段であって、前記計測の
   時間経過に応じて前記グラフの表示態様を切り換えるグ
   ラフ作成制御手段と、 前記グラフが表示される表示手段と、 を含むことを特徴とする超音波診断装置。