JP2004229924A - 超音波診断システム、超音波診断装置及び画像データ処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】超音波診断システムにおいて、画像データとその付属情報とを一体的に提供することである。
【解決手段】超音波診断システム１０は、超音波診断装置２０と画像データ処理装置７０とからなる。ＤＳＣ２８は、超音波の送受波による画像データを形成して画像データを含む原フレームデータを作成しフレームメモリ３０内に格納する。制御部３６の付属情報作成モジュール４２は画像データに関する付属情報を作成し、埋め込み合成部５０において、原フレームデータの情報埋込領域に付属情報を埋め込んで埋込合成フレームデータが合成される。埋込合成フレームデータは、画像データ処理装置７０に入力され、付属情報取出モジュール８２において埋込合成フレームデータから付属情報が取り出される。取り出された付属情報を用いて、所望の画像データに関する処理を行うことができる。
【選択図】 図１
【解決手段】超音波診断システム１０は、超音波診断装置２０と画像データ処理装置７０とからなる。ＤＳＣ２８は、超音波の送受波による画像データを形成して画像データを含む原フレームデータを作成しフレームメモリ３０内に格納する。制御部３６の付属情報作成モジュール４２は画像データに関する付属情報を作成し、埋め込み合成部５０において、原フレームデータの情報埋込領域に付属情報を埋め込んで埋込合成フレームデータが合成される。埋込合成フレームデータは、画像データ処理装置７０に入力され、付属情報取出モジュール８２において埋込合成フレームデータから付属情報が取り出される。取り出された付属情報を用いて、所望の画像データに関する処理を行うことができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波診断システムに係り、特に、超音波画像データに関わる処理を行う際に必要な付属情報を取り扱う超音波診断システム、超音波診断装置及び画像データ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波診断装置は、生体に対し超音波を送信し、生体からのエコー信号を受信し、信号処理及び画像処理を行ってディスプレイ上に断層画像等を表示する。断層画像とともに血流速度表示画像等のドプラモード画像を合わせて表示することもできる。
【０００３】
また、表示画面には、断層画像の縦横の寸法スケールや、血流速度表示画像の速度スケール、時間軸スケール等もあわせて表示され、さらに診断日付、患者名等のデータも表示することができる。このように、表示画面には、断層画像やドプラモード画像等の超音波の送受波による画像表示のみならず、診断に便利なようにさまざまなテキストデータ等が表示される。
【０００４】
また、マーカを用いて画像上での計測を行うこともできる。例えば、断層画像上で任意の２点をマーカで特定することでその２点間の距離を計測することができる。
【０００５】
【非特許文献１】
（社）日本電子機械工業会編，「改訂 医用超音波機器ハンドブック」，改訂第１刷，株式会社コロナ社，１９９７年１月２０日，ｐ．１４４
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、超音波診断装置は、超音波の送受波による画像を表示し、画面上のスケールにより概略の寸法等を把握することができ、マーカ等を用いることでより細かな計測を行うことができる。
【０００７】
このような超音波診断装置により収集された断層画像やドプラモード画像のデータを用いて、より詳しい計測、解析等を行いたいことが起こる。たとえば、病院や大学、研究機関等で、断層画像等のデータを用いて画像データ処理を行い、さらに解析を進めたい場合等である。
【０００８】
しかし、単に画像データを取得したのみでは、計測等を行うことができない。計測等を行うには、その画像データに関する計測レンジ等の付属情報の管理が必要である。
【０００９】
仮に画像データに関する付属情報を取得できるとしても、画像データと付属情報が別々のファイルで管理されているときは、画像データとその画像データに関する付属情報との一体関係の保証が困難である。
【００１０】
このように、超音波診断装置の画像データメモリから画像データを取得しても、その画像データの解析に必要な付属情報は明らかでなく、そのままでは計測、解析等の画像データに関わる処理ができない。
【００１１】
そのため、例えば手動で１画素当り何ｍｍか、といったレンジ情報を設定する必要があり、不便である。また、付属情報を別のファイルに作成して読み出す方法も考えられるが、そのときでも画像データと一緒に付属情報のデータを配布して、データの一体性を保証する必要があり、不便である。
【００１２】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題を解決し、画像データとその付属情報に関して新しい管理方式を提供することである。他の目的は、画像データとその付属情報とを一体的に提供することができる超音波診断システム、超音波診断装置及び画像データ処理装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る超音波診断システムは、超音波の送受波に基づき画像データを形成する超音波診断装置と、前記画像データを処理する画像データ処理装置とを有する超音波診断システムであって、前記超音波診断装置は、前記超音波の送受波により得られた受信信号に基づき画像データを形成する画像データ形成手段と、前記画像データを含む原フレームデータを形成する原フレームデータ形成手段と、前記原フレームデータの情報埋込領域に前記画像データの付属情報を埋め込み、前記原フレームデータと前記付属情報とが合成された埋込合成フレームデータを作成する合成手段と、前記埋込合成フレームデータを出力する出力手段と、を含み、前記画像データ処理装置は、前記埋込合成フレームデータを入力する入力手段と、前記入力された埋込合成フレームデータから前記付属情報を取り出す取出手段と、前記取り出された付属情報に基づいて、前記入力された埋込合成フレームデータにおける画像データに関わる処理を実行する画像データ処理手段と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
上記構成により、超音波装置において、超音波の送受波による画像データを含む原フレームデータを形成し、原フレームデータの情報埋込領域に画像データの付属情報を埋め込む。そして画像データ処理装置は、原フレームデータに付属情報が埋め込まれて合成された埋込合成フレームデータを入力し、埋め込まれた付属情報を取り出す。このように、埋め込み合成フレームデータにはその画像データの処理に必要な付属情報が埋め込まれて含まれているので、これを取り出すことで、その画像データに関する付属情報を取得するために別のファイルにアクセスする必要がない。
【００１５】
また、前記合成手段は、前記付属情報の内容に従って、前記原フレームデータの情報埋込領域内の各画素についてそのデータ値を変調して前記付属情報を埋め込むことが好ましい。例えば、画素のデータ値が２５６階調とすると、各画素のデータ値を１ビット変調させることで、各画素に付属情報の１ビットずつを埋め込むことができる。２５６階調に対し数ビットの変調は表示画面上あまり目立たない。仮に付属情報のデータ量を８０バイト程度とすると、各画素当り１ビットの変調を用いるとしても６４０画素程度、すなわち、表示画面上において１ライン分程度の画素の変調ですむ。このように、各画素についてそのデータ値を変調して前記付属情報を埋め込むことで、表示画面上であまり目立たずに付属情報を埋め込むことができる。
【００１６】
また、前記各画素のデータ値は、１組のＲＧＢデータによって構成され、前記１組のＲＧＢデータのうち少なくとも１つのデータが変調されることが好ましい。この構成により、表示画面上の色構成を考慮して、色の変化があまり目立たない色要素を選んで付属情報を埋め込むことができる。
【００１７】
また、前記情報埋込領域は、前記原フレームデータにおいて前記画像データ領域以外の背景領域であることが好ましい。上記構成により、画像データ領域には付属情報の埋め込みが行われず、超音波の送受波による画像データがそのまま処理に利用できる。したがって、付属情報の埋め込みが行われても画像データはそのまま保存される。
【００１８】
また、前記付属情報は、前記画像データの計測に必要なレンジ情報を含むことが好ましい。画像データの計測に必要なレンジ情報とは、例えば、表示画面上において、１画素当りの距離、時間の換算情報等である。画像データとともにこのレンジ情報を一体的に得ることができるので、これらの対応関係が明らかである。また、レンジ情報を得るために他のファイルにアクセスする必要もない。
【００１９】
また、本発明に係る超音波診断装置は、超音波の送受波により得られた受信信号に基づき画像データを形成する画像データ形成手段と、前記画像データを含む原フレームデータを形成する原フレームデータ形成手段と、前記原フレームデータの情報埋込領域に、前記画像データの計測を行うための付属情報の埋め込みを、前記付属情報の内容に従って前記情報埋込領域のデータ値を変調することによって行い、前記原フレームデータと前記付属情報とが合成された埋込合成フレームデータを作成する合成手段と、前記埋込合成フレームデータを出力する出力手段と、を含むことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る画像データ処理装置は、超音波画像データを含む原フレームデータにその画像データを計測するための付属情報を埋め込んで合成した埋込合成フレームデータを入力する入力手段と、前記入力された埋込合成フレームデータから前記付属情報を取り出す取出手段と、前記取り出された付属情報に基づいて前記入力された埋込合成フレームデータにおける画像データに関する計測を実行する画像データ処理手段と、を含むことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る付属情報埋込合成プログラムは、超音波の送受波により得られた受信信号に基づいて画像データを形成する超音波診断装置上で実行される付属情報埋込合成プログラムであって、前記画像データを含む原フレームデータの情報埋込領域に、前記画像データの計測を行うための付属情報の埋め込みを、前記付属情報の内容に従って前記情報埋込領域のデータ値を変調することで行い、前記原フレームデータと前記付属情報とが合成された埋込合成フレームデータを作成する合成処理手順と、前記埋込合成フレームデータを出力する出力処理手順と、を実行させることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る画像データ処理プログラムは、コンピュータに、超音波画像データを含む原フレームデータにその画像データの付属情報を埋め込んで合成した埋込合成フレームデータを入力する入力処理手順と、前記入力された前記埋込合成フレームデータから前記付属情報を取り出す取出処理手順と、前記取り出された付属情報に基づいて前記画像データに関わる処理を実行する画像データ処理手順と、を実行させることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１は、超音波診断システム１０のブロック図で、超音波診断システム１０は、超音波診断装置２０と画像データ処理装置７０とからなる。
【００２４】
超音波診断装置２０において、プローブ２２は、超音波パルスの送波及びエコーの受波を行う超音波探触子である。このプローブ２２はアレイ振動子を有し、このアレイ振動子の電子走査により超音波ビームが電子的に走査される。電子走査方式としては例えば電子リニア走査や電子セクタ走査等を用いることができる。
【００２５】
送受信部２４は、プローブ２２に対して送信信号を供給する送信回路と、プローブ２２からの受信信号に対し増幅や整相加算などの処理を行う受信回路とを含んで構成される。
【００２６】
信号処理部２６は、送受信部２４から出力される受信信号に対し各種の信号処理を行う機能を有する。各種の信号処理は、超音波診断装置のモード選択に応じて行われる。例えばＢモードが選択されるときは、受信信号から断層画像、すなわちＢモード画像を形成するための信号処理を行い、ドプラモードが選択されるときは、受信信号に含まれるドプラ情報を抽出し、血流速度を表す画像等を形成するための信号処理を行う。
【００２７】
ＤＳＣ２８は、超音波の送受波による画像データの形成と、画像データを含むフレームデータの作成を行う機能を有する公知の回路である。すなわち、信号処理部２６から入力される各データに対し送受波座標系から表示座標系への座標変換を行って表示座標系の画像データを形成し、その画像データを表示画面の１フレームのデータエリア内に配置してフレームデータを作成する機能を有する。作成された各フレームデータはフレームメモリ３０内に格納される。格納されるフレームデータは、例えばＢモード画像データのみを含むフレームデータ、血流速度を表す画像データのみを含むフレームデータ等のように、１種類の画像データのみを含むフレームデータとすることができる。
【００２８】
各フレームデータは、フレームのデータエリアにテキストデータ等を含まず、画像データのみが配置され、いわゆるイメージ（表示）プレーンを構成する。なお、これに対比するものは、表示画面の１フレームのデータエリア内に、スケールや日付等のテキストデータを配置したグラフィックプレーンである。
【００２９】
このフレームメモリ３０に格納されるフレームデータは、画像データに関する付属情報を埋め込む原フレームデータとして用いられる。なお、後述するように、付属情報が埋め込まれる原フレームデータとしては、１種類の画像データのみを含むフレームデータの他に、２種類以上の画像データを合成したフレームデータや、画像データにグラフィックプレーンデータをあわせて合成したフレームデータも用いることができる。
【００３０】
表示処理部３２は、画像合成機能等を有し、表示器３４に表示する表示画像を形成する回路である。例えば、Ｂモード画像データのみを含むフレームデータと、血流速度を表す画像データのみを含むフレームデータとから、Ｂモード画像と血流速度を表す画像とを１画面で表示するためのデータを合成できる。また、フレームデータすなわち表示プレーンのデータと、グラフィックプレーンのデータとから、画像とスケール等とを１画面で表示するためのデータを合成できる。これら表示処理部３２で合成されたデータを、説明の便宜上、表示画面フレームデータと呼ぶことにする。
【００３１】
制御部３６は、超音波診断装置２０の各構成要素を制御する回路で、送受信制御モジュール４０、付属情報作成モジュール４２、グラフィックプレーン作成モジュール４４、計測モジュール４６等を有する。
【００３２】
送受信制御モジュール４０は、送信ビームの形成及び受信ビームの形成を行うための送受信制御を実行する機能である。
【００３３】
付属情報作成モジュール４２は、画像データに関する付属情報を作成する機能で、例えば、送受信制御モジュール４０の制御データ等に基づいて演算により作成することができる。付属情報には、表示画面上での１画素当りの距離、時間、速度等の換算データ、例えばＢモード画像の場合、表示画面の横軸方向が１画素あたり何ｍｍに相当するか等、あるいは血流速度を表す画像の場合、縦軸方向が１画素当り何ｍ／ｓｅｃに相当するか等の換算データが含まれる。また、１フレームのデータエリアにおける各画像データの配置座標の情報を含むこともできる。その他、画像データのＩＤ、患者のＩＤ、患者名、診断日時等の情報を含むこともできる。
【００３４】
グラフィックプレーン作成モジュール４４は、作成された付属情報に基づき、上記グラフィックプレーンを作成する機能である。例えば、表示画面上に１ｃｍ刻みでスケールを設けたときに、１画素当りの距離、時間、速度等の付属情報データから、１目盛に対応する距離、時間、速度等を算出し、その値を文字表示でスケールに沿って配置したグラフィックプレーンを作成することができる。
【００３５】
計測モジュール４６は、表示画面上の２点間の距離、時間、速度等を計測する機能である。例えば、表示画面上でマーカを用いて２点を特定することで、その２点間の画素数をカウントし、１画素当りの距離等の付属情報データから２点間の距離等を算出できる。計測された結果は、テキストデータとしてグラフィックプレーン上に配置することができる。
【００３６】
埋め込み合成部５０は、フレームメモリ３０に記憶されているフレームデータに、付属情報を埋め込む機能を有する。すなわち、画像データのみを含む原フレームデータの情報埋込領域に、その画像データの付属情報を埋め込み、埋込合成フレームデータを形成する機能を有する回路である。付属情報の埋め込みは、情報埋込領域内の各画素のデータ値を変調して実行される。埋め込み合成は、ハードウエアによって行われるほか、ソフトウエアを用いて行うこともできる。すなわち、制御部３６がハードウエアとソフトウエアとで構成されている場合等では、埋め込み合成プログラムを実行させて埋め込み合成を行うことができる。
【００３７】
埋め込まれる付属情報は、制御部３６の付属情報作成モジュール４２により作成されるものを用いる。例えば付属情報として、計測に必要なレンジの換算データを３種類、画像データの配置座標、画像データのＩＤ、患者のＩＤ、患者名、診断日時の８種類の情報を埋め込む場合は、各データが１０バイトのデータ長で作成されるとして合計８０バイト、すなわち６４０ビットが埋め込むべき付属情報の全データ長となる。そして、例えば付属情報のデータの１ビットずつが情報埋込領域内の各画素に割り当てられる場合には、６４０個の画素のそれぞれにつき、付属情報の各ビットのデータ値（０，１）に応じてその輝度データ値が変調される。
【００３８】
埋め込み合成部５０で合成された埋込合成フレームデータは、媒体書込部５４においてＦＤやメモリカード等のデータ可搬媒体にそのデータを書き込まれる。データ可搬媒体に書き込む前に、合成された埋込合成フレームデータをハードディスク装置等に一旦記憶することもできる。データが書き込まれたデータ可搬媒体は画像データ処理装置７０に渡される。また、埋め込み合成部５０で合成された埋込合成フレームデータは、通信Ｉ／Ｏ５６から信号線あるいは通信線を用いて画像データ処理装置７０に直接伝送してもよい。
【００３９】
埋め込み合成部５０における付属情報の埋め込みについて、以下に詳細に説明する。図２は、原フレームデータを表す領域１００における画像データ領域１０２と情報埋込領域１０４との関係の一例を示す図である。この例では、原フレームデータとして、フレームメモリ３０に格納されるフレームデータが用いられている。すなわち、原フレームデータを表す領域１００には、画像データとしてＢモード画像データのみが配置されている。情報埋込領域１０４は、原フレームデータを表す領域１００の中で、画像データ領域１０２以外の領域に設けられる。例えば、原フレームデータを表す領域１００の背景領域に設けられる。原フレームデータを表す領域１００の背景領域において、例えば表示画面の下部あるいは上部における帯状領域１０６に特定色を施し、画面の体裁を整えることが行われるときは、その帯状領域１０６に情報埋込領域１０４を配置することが望ましい。
【００４０】
上記説明では、付属情報が埋め込まれる原フレームデータとして、フレームメモリ３０に格納されたフレームデータを用いたが、表示処理部３２で合成された表示画面フレームデータにアクセスが可能な場合には、付属情報が埋め込まれる原フレームデータとして表示画面フレームデータを用いてもよい。
【００４１】
図３は、原フレームデータに表示画面フレームデータを用いて付属情報を埋め込む場合において、原フレームデータを表す領域１１０における情報埋込領域１２０の配置関係の一例を示す図である。原フレームデータを表す領域１１０には、Ｂモード断層画像１１２と血流速度を表す画像１１４が割り付けられて配置され、Ｂモード断層画像１１２に対する表示レンジ１１６と、血流速度を表す画像１１４に対する流速レンジ１１８がそれぞれスケールに重ねて配置される。情報埋込領域１２０は、原フレームデータを表す領域１１０の中で、画像データに関する処理が行われる領域以外の領域に設けられる。例えば、原フレームデータを表す領域１１０の背景領域に設けられる。原フレームデータを表す領域１１０の背景領域において、例えば表示画面の下部あるいは上部における帯状領域１１２に特定色を施し、画面の体裁を整えることが行われるときは、その帯状領域１１２に情報埋込領域１２０を配置することが望ましい。
【００４２】
図４は、情報埋込領域に付属情報を埋め込む一例を示す図である。この例では、情報埋込領域内で付属情報が埋め込まれた部分のうち、１画素の幅で横方向に４画素分について示してある。１画素のデータは、１組のＲＧＢデータによって構成されている。図４（ａ）は、付属情報がまだ埋め込まれていない情報埋込領域の各画素データ１３０を示す図である。情報埋込領域として、フレームデータをあらわす領域の中で背景領域等、画素データが変化しない領域に選ばれるときは、ここに示すように、各画素のデータは同じであり、１画素を構成する１組のＲＧＢデータ１３０ｒ，１３０ｇ，１３０ｂのそれぞれも各画素間で同じデータである。ここで、Ｒにおいて「１０」とあるのは、Ｒデータが「１０」であることを示す。例えばＲデータが２５６階調を表現できるデータ幅を有しているとすると、Ｒデータは０から２５５まで取り得る。
【００４３】
図４（ｂ）は、埋め込むべき付属情報のデータ１３２を示す図である。図においては４ビット分のデータ（１００１）が示されている。また、埋め込むべき付属情報のデータ１３２の位置を、図４（ａ）に示した付属情報が埋め込まれる画素データの位置に対応付けて示してある。すなわち、埋め込むべき付属情報における最初のビットのデータ「１」は、図４（ａ）の最初の画素データ１３０に埋め込まれる。同様に付属情報における４番目のビットのデータ「１」は、図４（ａ）の４番目の画素データ１３１に埋め込まれる。
【００４４】
図４（ｃ１）は、各画素の、１組のＲＧＢデータのうち、Ｂデータを付属情報のデータで変調して付属情報を埋め込む例を示す図である。例えば、図４（ａ）における最初の画素データ１３０の原Ｂデータ１３０ｂは「３０」であるので、そのデータ値に、付属情報のデータ１３２の「１」を加算し、埋め込み後のＢデータ１３４ｂを「３１」とする。同様に他の画素データについても、その位置に対応する付属情報のデータ値が「０」のときは、原Ｂデータをそのままとし、付属情報のデータ値が「１」のときは、原Ｂデータに「１」を加える。加算でなく減算をしてもよい。この場合は埋め込み後のＢデータの値は「２９」となる。また、Ｂデータのデータ値の変調に代えて、Ｒデータのデータ値の変調を行ってもよく、Ｇデータのデータ値の変調を行ってもよい。好ましくは、図に示すように、ＲＧＢの各データの中で最もデータ値が大きい色要素のデータを変調することが好ましい。そのことで変調が表示画面上でより目立たなくすることができる。
【００４５】
図４（ｃ２）は、各画素の１組のＲＧＢデータにおいて、Ｒデータ、Ｇデータ、Ｂデータを一律に付属情報のデータで変調して付属情報を埋め込む例を示す図である。例えば、図４（ａ）における最初の画素データ１３０の原ＲＧＢデータは（Ｒ−１０，Ｇ−２０，Ｂ−３０）であるので、そのデータ値に、付属情報のデータ１３２の「１」を加算し、埋め込み後の画素データ１３６のＲＧＢデータを（Ｒ−１１，Ｇ−２１，Ｂ−３１）とする。同様に他の画素データについても、その位置に対応する付属情報のデータ値が「０」のときは、原ＲＧＢデータをそのままとし、付属情報のデータ値が「１」のときは、原ＲＧＢデータの各色要素のデータに「１」を加える。加算でなく減算をしてもよい。この場合は埋め込み後のＲＧＢデータの値は（Ｒ−９，Ｇ−１９，Ｂ−２９）となる。
【００４６】
図５は、情報埋込領域に付属情報を埋め込む他の例を示す図である。図５（ａ）において付属情報がまだ埋め込まれていない情報埋込領域の各画素データ１３０は、図４（ａ）に説明したものと同じである。
【００４７】
図５（ｂ）は、埋め込むべき付属情報のデータ１４２を示す図である。図においては８ビット分のデータ（１００１１１００）が示されている。また、埋め込むべき付属情報のデータ１４２の位置を、図５（ａ）に示した付属情報が埋め込まれる画素データの位置に対応付けて示してある。すなわち、埋め込むべき付属情報における最初と次のビットのデータ（１０）は、図５（ａ）の最初の画素データ１３０に埋め込まれる。同様に付属情報における３番目と４番目のビットのデータ（０１）は、図５（ａ）の２番目の画素データに埋め込まれる。
【００４８】
図５（ｃ１）は、各画素の、１組のＲＧＢデータのうち、Ｂデータを付属情報のデータで変調して付属情報を埋め込む例を示す図である。例えば、図５（ａ）における最初の画素データ１３０の原Ｂデータ１３０ｂは「３０」であるので、そのデータ値に、付属情報のデータ１４２の（１０）、すなわち「２」を加算し、埋め込み後のＢデータ１４４ｂを「３２」とする。同様に他の画素データについても、その位置に対応する付属情報の２ビットのデータ値が「０」のときは、原Ｂデータをそのままとし、付属情報の２ビットのデータ値が「０」以外のときは、その２ビットのデータ値を原Ｂデータに加える。加算でなく減算をしてもよい。また、Ｂデータのデータ値の変調に代えて、Ｒデータのデータ値の変調を行ってもよく、Ｇデータのデータ値の変調を行ってもよい。好ましくは、図に示すように、ＲＧＢの各データの中で最もデータ値が大きい色要素のデータを変調することが好ましい。そのことで変調が表示画面上でより目立たなくすることができる。
【００４９】
図５（ｃ２）は、各画素の１組のＲＧＢデータにおいて、Ｒデータ、Ｇデータ、Ｂデータを一律に付属情報の２ビットのデータ値で変調して付属情報を埋め込む例を示す図である。例えば、図５（ａ）における最初の画素データ１３０の原ＲＧＢデータは（Ｒ−１０，Ｇ−２０，Ｂ−３０）であるので、そのデータ値に、付属情報のデータ１４２の（１０）、すなわち「２」を加算し、埋め込み後の画素データ１４６のＲＧＢデータを（Ｒ−１２，Ｇ−２２，Ｂ−３２）とする。同様に他の画素データについても、その位置に対応する付属情報の２ビットのデータ値が「０」のときは、原ＲＧＢデータをそのままとし、付属情報の２ビットのデータ値が「０」以外のときは、原ＲＧＢデータの各色要素のデータに付属情報の２ビットのデータ値を加える。加算でなく減算をしてもよい。
【００５０】
図４に示す埋め込み方法においては、１画素につき付属情報の１ビットを割り当てて情報埋込領域内の各画素のデータ値を変調するのに対し、図５に示す埋め込み方法においては、１画素につき付属情報の２ビットを割り当てて情報埋込領域内の各画素のデータ値を変調する。したがって、図４に示す埋め込み方法に比べ、図５に示す埋め込み方法の方が、情報埋込領域を少なくすることができる。反面、図４に示す埋め込み方法に比べ、図５に示す埋め込み方法の方が、画素データの変調の程度が大きく、表示画面上で埋め込みが目立ちやすく、画像評価に影響が出る場合がある。１画素につき付属情報の何ビットを割り当てるかは、情報埋込領域の各画素の原データ値を考慮して、表示画面上で埋め込みが目立たず、画像評価に影響が及ばない程度で最大のビット数を割り当てるのが好ましい。
【００５１】
また、図４、図５の場合においては、データの変調は、１個の画素のＲＧＢデータにおける１つのデータ、例えばＲデータのみを変調する場合と、１個の画素のＲＧＢデータにおける３つのデータを一律に変調、すなわちＲデータ、Ｇデータ、Ｂデータのすべてを一律に変調するものとした。このほかに、１個の画素のＲＧＢデータにおける３つのデータを個々に変調してもよい。例えば３ビットの埋め込みデータ（１０１）について、最初の「１」をＲデータに割り当て、次の「０」データをＧデータに割り当て、最後の「１」データをＢデータに割り当てる。このようにして、１画素が１組のＲＧＢデータで構成されているとき、１画素当り３ビットのデータを埋め込むことができる。
【００５２】
また、白黒の画像の場合においては、白黒の１画素につき付属情報の１ビットを割り当てて情報埋込領域内の各画素のデータ値を変調することができる。また、情報埋込領域の各画素の原データ値を考慮して、表示画面上で埋め込みが目立たない程度で最大のビット数を割り当てることもできる。
【００５３】
次に画像データ処理装置について説明する。画像データ処理装置７０は一般的なパーソナルコンピュータで構成でき、ＣＰＵ７２と、キーボード等の入力器７４と、ディスプレイやプリンタ等の表示器７６と、データ可搬媒体から埋め込み合成フレームデータを読み取る媒体読取部７８と、信号線あるいは通信線を介して超音波診断装置２０から伝送される埋め込み合成フレームデータを受け取る通信Ｉ／Ｏ８０とを備え、これらは内部バスで相互に接続される。
【００５４】
ＣＰＵ７２の中の付属情報取出モジュール８２は、媒体読取部７８あるいは通信Ｉ／Ｏを介して入力された埋込合成フレームデータから埋め込まれた付属情報を取り出す機能を有する。付属情報の取り出しは、例えば、埋込合成フレームデータ領域における情報埋込領域の位置をあらかじめ定めておき、情報埋込領域の位置情報に基づいて行うことができる。すなわち、情報埋込領域の位置情報から、データが変調されるべき領域の埋め込み開始位置と埋め込み終了位置を特定し、その部分の各画素のデータ値を順次読み取り、データが変調されない領域の画素のデータ値と比較することで、変調された分のデータ値を取得することができる。埋め込み開始位置と埋め込み終了位置のデータは、超音波診断装置２０側において、埋込合成フレームデータとともに出力してもよい。
【００５５】
例えば、図４の例に準じて説明すると、付属情報が埋め込まれていない情報埋込領域の画素のデータ値は（Ｒ−１０，Ｇ−２０，Ｂ−３０）である。付属情報が埋め込まれる領域の埋め込み開始位置が、図４において最初の画素の位置であるとすると、その位置から各画素のデータ値を順次読み取る。今の場合（Ｒ−１０，Ｇ−２０，Ｂ−３１），（Ｒ−１０，Ｇ−２０，Ｂ−３０），（Ｒ−１０，Ｇ−２０，Ｂ−３０），（Ｒ−１０，Ｇ−２０，Ｂ−３１）であるので、データ値の変調を受けてない値（Ｒ−１０，Ｇ−２０，Ｂ−３０）と比較することで、各画素のＢデータが変調され、その変調により埋め込まれたデータが（１００１）であることがわかる。このようにして付属情報が取り出される。
【００５６】
取り出された付属情報は、そのままプリンタやディスプレイ等の表示器７６に表示することができる。また、グラフィックプレーン作成モジュール８４において表示画面上のスケール等のデータとして用いられ、計測モジュール８８において計測レンジ情報として用いられる。
【００５７】
ＣＰＵ７０の中のグラフィックプレーン作成モジュール８４は、超音波診断装置２０におけるグラフィックプレーン作成モジュール４４と同等の機能を有する。すなわち、取り出された付属情報に基づき、表示画面上にスケールを設け、１目盛に対応する距離、時間、速度等の値を文字表示でスケールに沿って配置したグラフィックプレーンを作成することができる。
【００５８】
ＣＰＵ７０の中の表示処理モジュール８６は、超音波診断装置２０における表示処理部３２と同様の機能を有する。すなわち、入力された埋込合成フレームデータを画像データ処理装置７０における表示器７６に表示するために必要なデータ処理を行う機能を有する。また、入力された埋込合成フレームデータと、グラフィックプレーン作成モジュール８４で作成されたグラフィックプレーンデータに基づいて、画像とスケール等とを１画面で表示するためのデータを合成できる。表示処理されたデータは表示器７６に出力され、画像のほか必要なテキストデータが表示される。
【００５９】
ＣＰＵ７０の中の計測モジュール８８は、超音波診断装置２０の計測モジュール４６と同様の機能を有する。すなわち、取り出された付属情報を用いて、表示画面上の２点間の距離、時間、速度等を計測する機能である。例えば、表示画面上でマーカを用いて２点を特定することで、その２点間の画素数をカウントし、１画素当りの距離等の付属情報データから２点間の距離等を算出できる。計測された結果は、テキストデータとしてグラフィックプレーン上に配置することができる。
【００６０】
図６は、画像データ処理装置７０の表示器７６における表示画面の一例である。この例では、原フレームデータに図３で説明した表示画面フレームデータを用い、埋め込み情報は肉眼で認識できない程度なので図示していない。図３と共通の要素については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図において、Ｂモード断層画像１１２に対してその画像データの距離を詳細に計測するため、解析者により２個のマーカ１５０，１５２がＢモード断層画像１１２上の計測したい２点上に設定されている。画像データ処理装置７０の計測モジュール８８は、この２個のマーカ１５０，１５２の間における画素数をカウントし、すでに取り出されている付属情報における１画素当りの距離のデータを用いて、２個のマーカ１５０，１５２の間における距離を精密に算出し、テキストデータとして計測データ表示部１５４に表示する。
【００６１】
このように、超音波診断装置において、画像データ処理を行いたい画像データを含む原フレームデータにその画像データの付属情報を埋め込んで埋込合成フレームデータを作成し、画像データ処理装置にこの埋込合成フレームデータを入力して埋め込まれた付属情報を取り出すことで、画像データとその付属情報とを一体的に提供することができる。
【００６２】
上記において、超音波診断装置２０と画像データ処理装置７０とはそれぞれ独立の装置として構成される超音波診断システムを説明したが、全体を１つの装置に集積してもよい。
【００６３】
【発明の効果】
本発明に係る超音波診断システムによれば、画像データとその付属情報に関して新しい管理方式を提供することができる。本発明に係る超音波診断システムによれば、画像データとその付属情報とを一体的に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態における超音波診断システムのブロック図である。
【図２】実施の形態において、情報埋込領域の配置を説明する図である。
【図３】他の実施の形態において、付属情報を埋め込む原フレームデータに表示画面フレームデータを用いる例を示す図である。
【図４】実施の形態において、情報埋込領域に付属情報を埋め込む一例を示す図である。
【図５】実施の形態において、情報埋込領域に付属情報を埋め込む他の例を示す図である。
【図６】実施の形態において、画像データ処理の一例として計測を行う例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 超音波診断システム、２０ 超音波診断装置、３０ フレームメモリ、４２ 付属情報作成モジュール、５０ 埋め込み合成部、５４ 媒体書込部、５６，８０ 通信Ｉ／Ｏ、７０ 画像データ処理装置、７２ ＣＰＵ、７８ 媒体読取部、８２ 付属情報取出モジュール、８８ 計測モジュール、１００，１１０ 原フレームデータを表す領域、１０２ 画像データ領域、１０４，１２０ 情報埋込領域、１０６，１１２ 帯状領域、１３０，１３１ 画素データ、１３０ｒ，１３０ｇ，１３０ｂ ＲＧＢデータ、１３２，１４２ 付属情報のデータ、１３６，１４６ 埋め込み後の画素データ。
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波診断システムに係り、特に、超音波画像データに関わる処理を行う際に必要な付属情報を取り扱う超音波診断システム、超音波診断装置及び画像データ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波診断装置は、生体に対し超音波を送信し、生体からのエコー信号を受信し、信号処理及び画像処理を行ってディスプレイ上に断層画像等を表示する。断層画像とともに血流速度表示画像等のドプラモード画像を合わせて表示することもできる。
【０００３】
また、表示画面には、断層画像の縦横の寸法スケールや、血流速度表示画像の速度スケール、時間軸スケール等もあわせて表示され、さらに診断日付、患者名等のデータも表示することができる。このように、表示画面には、断層画像やドプラモード画像等の超音波の送受波による画像表示のみならず、診断に便利なようにさまざまなテキストデータ等が表示される。
【０００４】
また、マーカを用いて画像上での計測を行うこともできる。例えば、断層画像上で任意の２点をマーカで特定することでその２点間の距離を計測することができる。
【０００５】
【非特許文献１】
（社）日本電子機械工業会編，「改訂 医用超音波機器ハンドブック」，改訂第１刷，株式会社コロナ社，１９９７年１月２０日，ｐ．１４４
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、超音波診断装置は、超音波の送受波による画像を表示し、画面上のスケールにより概略の寸法等を把握することができ、マーカ等を用いることでより細かな計測を行うことができる。
【０００７】
このような超音波診断装置により収集された断層画像やドプラモード画像のデータを用いて、より詳しい計測、解析等を行いたいことが起こる。たとえば、病院や大学、研究機関等で、断層画像等のデータを用いて画像データ処理を行い、さらに解析を進めたい場合等である。
【０００８】
しかし、単に画像データを取得したのみでは、計測等を行うことができない。計測等を行うには、その画像データに関する計測レンジ等の付属情報の管理が必要である。
【０００９】
仮に画像データに関する付属情報を取得できるとしても、画像データと付属情報が別々のファイルで管理されているときは、画像データとその画像データに関する付属情報との一体関係の保証が困難である。
【００１０】
このように、超音波診断装置の画像データメモリから画像データを取得しても、その画像データの解析に必要な付属情報は明らかでなく、そのままでは計測、解析等の画像データに関わる処理ができない。
【００１１】
そのため、例えば手動で１画素当り何ｍｍか、といったレンジ情報を設定する必要があり、不便である。また、付属情報を別のファイルに作成して読み出す方法も考えられるが、そのときでも画像データと一緒に付属情報のデータを配布して、データの一体性を保証する必要があり、不便である。
【００１２】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題を解決し、画像データとその付属情報に関して新しい管理方式を提供することである。他の目的は、画像データとその付属情報とを一体的に提供することができる超音波診断システム、超音波診断装置及び画像データ処理装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る超音波診断システムは、超音波の送受波に基づき画像データを形成する超音波診断装置と、前記画像データを処理する画像データ処理装置とを有する超音波診断システムであって、前記超音波診断装置は、前記超音波の送受波により得られた受信信号に基づき画像データを形成する画像データ形成手段と、前記画像データを含む原フレームデータを形成する原フレームデータ形成手段と、前記原フレームデータの情報埋込領域に前記画像データの付属情報を埋め込み、前記原フレームデータと前記付属情報とが合成された埋込合成フレームデータを作成する合成手段と、前記埋込合成フレームデータを出力する出力手段と、を含み、前記画像データ処理装置は、前記埋込合成フレームデータを入力する入力手段と、前記入力された埋込合成フレームデータから前記付属情報を取り出す取出手段と、前記取り出された付属情報に基づいて、前記入力された埋込合成フレームデータにおける画像データに関わる処理を実行する画像データ処理手段と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
上記構成により、超音波装置において、超音波の送受波による画像データを含む原フレームデータを形成し、原フレームデータの情報埋込領域に画像データの付属情報を埋め込む。そして画像データ処理装置は、原フレームデータに付属情報が埋め込まれて合成された埋込合成フレームデータを入力し、埋め込まれた付属情報を取り出す。このように、埋め込み合成フレームデータにはその画像データの処理に必要な付属情報が埋め込まれて含まれているので、これを取り出すことで、その画像データに関する付属情報を取得するために別のファイルにアクセスする必要がない。
【００１５】
また、前記合成手段は、前記付属情報の内容に従って、前記原フレームデータの情報埋込領域内の各画素についてそのデータ値を変調して前記付属情報を埋め込むことが好ましい。例えば、画素のデータ値が２５６階調とすると、各画素のデータ値を１ビット変調させることで、各画素に付属情報の１ビットずつを埋め込むことができる。２５６階調に対し数ビットの変調は表示画面上あまり目立たない。仮に付属情報のデータ量を８０バイト程度とすると、各画素当り１ビットの変調を用いるとしても６４０画素程度、すなわち、表示画面上において１ライン分程度の画素の変調ですむ。このように、各画素についてそのデータ値を変調して前記付属情報を埋め込むことで、表示画面上であまり目立たずに付属情報を埋め込むことができる。
【００１６】
また、前記各画素のデータ値は、１組のＲＧＢデータによって構成され、前記１組のＲＧＢデータのうち少なくとも１つのデータが変調されることが好ましい。この構成により、表示画面上の色構成を考慮して、色の変化があまり目立たない色要素を選んで付属情報を埋め込むことができる。
【００１７】
また、前記情報埋込領域は、前記原フレームデータにおいて前記画像データ領域以外の背景領域であることが好ましい。上記構成により、画像データ領域には付属情報の埋め込みが行われず、超音波の送受波による画像データがそのまま処理に利用できる。したがって、付属情報の埋め込みが行われても画像データはそのまま保存される。
【００１８】
また、前記付属情報は、前記画像データの計測に必要なレンジ情報を含むことが好ましい。画像データの計測に必要なレンジ情報とは、例えば、表示画面上において、１画素当りの距離、時間の換算情報等である。画像データとともにこのレンジ情報を一体的に得ることができるので、これらの対応関係が明らかである。また、レンジ情報を得るために他のファイルにアクセスする必要もない。
【００１９】
また、本発明に係る超音波診断装置は、超音波の送受波により得られた受信信号に基づき画像データを形成する画像データ形成手段と、前記画像データを含む原フレームデータを形成する原フレームデータ形成手段と、前記原フレームデータの情報埋込領域に、前記画像データの計測を行うための付属情報の埋め込みを、前記付属情報の内容に従って前記情報埋込領域のデータ値を変調することによって行い、前記原フレームデータと前記付属情報とが合成された埋込合成フレームデータを作成する合成手段と、前記埋込合成フレームデータを出力する出力手段と、を含むことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る画像データ処理装置は、超音波画像データを含む原フレームデータにその画像データを計測するための付属情報を埋め込んで合成した埋込合成フレームデータを入力する入力手段と、前記入力された埋込合成フレームデータから前記付属情報を取り出す取出手段と、前記取り出された付属情報に基づいて前記入力された埋込合成フレームデータにおける画像データに関する計測を実行する画像データ処理手段と、を含むことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る付属情報埋込合成プログラムは、超音波の送受波により得られた受信信号に基づいて画像データを形成する超音波診断装置上で実行される付属情報埋込合成プログラムであって、前記画像データを含む原フレームデータの情報埋込領域に、前記画像データの計測を行うための付属情報の埋め込みを、前記付属情報の内容に従って前記情報埋込領域のデータ値を変調することで行い、前記原フレームデータと前記付属情報とが合成された埋込合成フレームデータを作成する合成処理手順と、前記埋込合成フレームデータを出力する出力処理手順と、を実行させることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る画像データ処理プログラムは、コンピュータに、超音波画像データを含む原フレームデータにその画像データの付属情報を埋め込んで合成した埋込合成フレームデータを入力する入力処理手順と、前記入力された前記埋込合成フレームデータから前記付属情報を取り出す取出処理手順と、前記取り出された付属情報に基づいて前記画像データに関わる処理を実行する画像データ処理手順と、を実行させることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１は、超音波診断システム１０のブロック図で、超音波診断システム１０は、超音波診断装置２０と画像データ処理装置７０とからなる。
【００２４】
超音波診断装置２０において、プローブ２２は、超音波パルスの送波及びエコーの受波を行う超音波探触子である。このプローブ２２はアレイ振動子を有し、このアレイ振動子の電子走査により超音波ビームが電子的に走査される。電子走査方式としては例えば電子リニア走査や電子セクタ走査等を用いることができる。
【００２５】
送受信部２４は、プローブ２２に対して送信信号を供給する送信回路と、プローブ２２からの受信信号に対し増幅や整相加算などの処理を行う受信回路とを含んで構成される。
【００２６】
信号処理部２６は、送受信部２４から出力される受信信号に対し各種の信号処理を行う機能を有する。各種の信号処理は、超音波診断装置のモード選択に応じて行われる。例えばＢモードが選択されるときは、受信信号から断層画像、すなわちＢモード画像を形成するための信号処理を行い、ドプラモードが選択されるときは、受信信号に含まれるドプラ情報を抽出し、血流速度を表す画像等を形成するための信号処理を行う。
【００２７】
ＤＳＣ２８は、超音波の送受波による画像データの形成と、画像データを含むフレームデータの作成を行う機能を有する公知の回路である。すなわち、信号処理部２６から入力される各データに対し送受波座標系から表示座標系への座標変換を行って表示座標系の画像データを形成し、その画像データを表示画面の１フレームのデータエリア内に配置してフレームデータを作成する機能を有する。作成された各フレームデータはフレームメモリ３０内に格納される。格納されるフレームデータは、例えばＢモード画像データのみを含むフレームデータ、血流速度を表す画像データのみを含むフレームデータ等のように、１種類の画像データのみを含むフレームデータとすることができる。
【００２８】
各フレームデータは、フレームのデータエリアにテキストデータ等を含まず、画像データのみが配置され、いわゆるイメージ（表示）プレーンを構成する。なお、これに対比するものは、表示画面の１フレームのデータエリア内に、スケールや日付等のテキストデータを配置したグラフィックプレーンである。
【００２９】
このフレームメモリ３０に格納されるフレームデータは、画像データに関する付属情報を埋め込む原フレームデータとして用いられる。なお、後述するように、付属情報が埋め込まれる原フレームデータとしては、１種類の画像データのみを含むフレームデータの他に、２種類以上の画像データを合成したフレームデータや、画像データにグラフィックプレーンデータをあわせて合成したフレームデータも用いることができる。
【００３０】
表示処理部３２は、画像合成機能等を有し、表示器３４に表示する表示画像を形成する回路である。例えば、Ｂモード画像データのみを含むフレームデータと、血流速度を表す画像データのみを含むフレームデータとから、Ｂモード画像と血流速度を表す画像とを１画面で表示するためのデータを合成できる。また、フレームデータすなわち表示プレーンのデータと、グラフィックプレーンのデータとから、画像とスケール等とを１画面で表示するためのデータを合成できる。これら表示処理部３２で合成されたデータを、説明の便宜上、表示画面フレームデータと呼ぶことにする。
【００３１】
制御部３６は、超音波診断装置２０の各構成要素を制御する回路で、送受信制御モジュール４０、付属情報作成モジュール４２、グラフィックプレーン作成モジュール４４、計測モジュール４６等を有する。
【００３２】
送受信制御モジュール４０は、送信ビームの形成及び受信ビームの形成を行うための送受信制御を実行する機能である。
【００３３】
付属情報作成モジュール４２は、画像データに関する付属情報を作成する機能で、例えば、送受信制御モジュール４０の制御データ等に基づいて演算により作成することができる。付属情報には、表示画面上での１画素当りの距離、時間、速度等の換算データ、例えばＢモード画像の場合、表示画面の横軸方向が１画素あたり何ｍｍに相当するか等、あるいは血流速度を表す画像の場合、縦軸方向が１画素当り何ｍ／ｓｅｃに相当するか等の換算データが含まれる。また、１フレームのデータエリアにおける各画像データの配置座標の情報を含むこともできる。その他、画像データのＩＤ、患者のＩＤ、患者名、診断日時等の情報を含むこともできる。
【００３４】
グラフィックプレーン作成モジュール４４は、作成された付属情報に基づき、上記グラフィックプレーンを作成する機能である。例えば、表示画面上に１ｃｍ刻みでスケールを設けたときに、１画素当りの距離、時間、速度等の付属情報データから、１目盛に対応する距離、時間、速度等を算出し、その値を文字表示でスケールに沿って配置したグラフィックプレーンを作成することができる。
【００３５】
計測モジュール４６は、表示画面上の２点間の距離、時間、速度等を計測する機能である。例えば、表示画面上でマーカを用いて２点を特定することで、その２点間の画素数をカウントし、１画素当りの距離等の付属情報データから２点間の距離等を算出できる。計測された結果は、テキストデータとしてグラフィックプレーン上に配置することができる。
【００３６】
埋め込み合成部５０は、フレームメモリ３０に記憶されているフレームデータに、付属情報を埋め込む機能を有する。すなわち、画像データのみを含む原フレームデータの情報埋込領域に、その画像データの付属情報を埋め込み、埋込合成フレームデータを形成する機能を有する回路である。付属情報の埋め込みは、情報埋込領域内の各画素のデータ値を変調して実行される。埋め込み合成は、ハードウエアによって行われるほか、ソフトウエアを用いて行うこともできる。すなわち、制御部３６がハードウエアとソフトウエアとで構成されている場合等では、埋め込み合成プログラムを実行させて埋め込み合成を行うことができる。
【００３７】
埋め込まれる付属情報は、制御部３６の付属情報作成モジュール４２により作成されるものを用いる。例えば付属情報として、計測に必要なレンジの換算データを３種類、画像データの配置座標、画像データのＩＤ、患者のＩＤ、患者名、診断日時の８種類の情報を埋め込む場合は、各データが１０バイトのデータ長で作成されるとして合計８０バイト、すなわち６４０ビットが埋め込むべき付属情報の全データ長となる。そして、例えば付属情報のデータの１ビットずつが情報埋込領域内の各画素に割り当てられる場合には、６４０個の画素のそれぞれにつき、付属情報の各ビットのデータ値（０，１）に応じてその輝度データ値が変調される。
【００３８】
埋め込み合成部５０で合成された埋込合成フレームデータは、媒体書込部５４においてＦＤやメモリカード等のデータ可搬媒体にそのデータを書き込まれる。データ可搬媒体に書き込む前に、合成された埋込合成フレームデータをハードディスク装置等に一旦記憶することもできる。データが書き込まれたデータ可搬媒体は画像データ処理装置７０に渡される。また、埋め込み合成部５０で合成された埋込合成フレームデータは、通信Ｉ／Ｏ５６から信号線あるいは通信線を用いて画像データ処理装置７０に直接伝送してもよい。
【００３９】
埋め込み合成部５０における付属情報の埋め込みについて、以下に詳細に説明する。図２は、原フレームデータを表す領域１００における画像データ領域１０２と情報埋込領域１０４との関係の一例を示す図である。この例では、原フレームデータとして、フレームメモリ３０に格納されるフレームデータが用いられている。すなわち、原フレームデータを表す領域１００には、画像データとしてＢモード画像データのみが配置されている。情報埋込領域１０４は、原フレームデータを表す領域１００の中で、画像データ領域１０２以外の領域に設けられる。例えば、原フレームデータを表す領域１００の背景領域に設けられる。原フレームデータを表す領域１００の背景領域において、例えば表示画面の下部あるいは上部における帯状領域１０６に特定色を施し、画面の体裁を整えることが行われるときは、その帯状領域１０６に情報埋込領域１０４を配置することが望ましい。
【００４０】
上記説明では、付属情報が埋め込まれる原フレームデータとして、フレームメモリ３０に格納されたフレームデータを用いたが、表示処理部３２で合成された表示画面フレームデータにアクセスが可能な場合には、付属情報が埋め込まれる原フレームデータとして表示画面フレームデータを用いてもよい。
【００４１】
図３は、原フレームデータに表示画面フレームデータを用いて付属情報を埋め込む場合において、原フレームデータを表す領域１１０における情報埋込領域１２０の配置関係の一例を示す図である。原フレームデータを表す領域１１０には、Ｂモード断層画像１１２と血流速度を表す画像１１４が割り付けられて配置され、Ｂモード断層画像１１２に対する表示レンジ１１６と、血流速度を表す画像１１４に対する流速レンジ１１８がそれぞれスケールに重ねて配置される。情報埋込領域１２０は、原フレームデータを表す領域１１０の中で、画像データに関する処理が行われる領域以外の領域に設けられる。例えば、原フレームデータを表す領域１１０の背景領域に設けられる。原フレームデータを表す領域１１０の背景領域において、例えば表示画面の下部あるいは上部における帯状領域１１２に特定色を施し、画面の体裁を整えることが行われるときは、その帯状領域１１２に情報埋込領域１２０を配置することが望ましい。
【００４２】
図４は、情報埋込領域に付属情報を埋め込む一例を示す図である。この例では、情報埋込領域内で付属情報が埋め込まれた部分のうち、１画素の幅で横方向に４画素分について示してある。１画素のデータは、１組のＲＧＢデータによって構成されている。図４（ａ）は、付属情報がまだ埋め込まれていない情報埋込領域の各画素データ１３０を示す図である。情報埋込領域として、フレームデータをあらわす領域の中で背景領域等、画素データが変化しない領域に選ばれるときは、ここに示すように、各画素のデータは同じであり、１画素を構成する１組のＲＧＢデータ１３０ｒ，１３０ｇ，１３０ｂのそれぞれも各画素間で同じデータである。ここで、Ｒにおいて「１０」とあるのは、Ｒデータが「１０」であることを示す。例えばＲデータが２５６階調を表現できるデータ幅を有しているとすると、Ｒデータは０から２５５まで取り得る。
【００４３】
図４（ｂ）は、埋め込むべき付属情報のデータ１３２を示す図である。図においては４ビット分のデータ（１００１）が示されている。また、埋め込むべき付属情報のデータ１３２の位置を、図４（ａ）に示した付属情報が埋め込まれる画素データの位置に対応付けて示してある。すなわち、埋め込むべき付属情報における最初のビットのデータ「１」は、図４（ａ）の最初の画素データ１３０に埋め込まれる。同様に付属情報における４番目のビットのデータ「１」は、図４（ａ）の４番目の画素データ１３１に埋め込まれる。
【００４４】
図４（ｃ１）は、各画素の、１組のＲＧＢデータのうち、Ｂデータを付属情報のデータで変調して付属情報を埋め込む例を示す図である。例えば、図４（ａ）における最初の画素データ１３０の原Ｂデータ１３０ｂは「３０」であるので、そのデータ値に、付属情報のデータ１３２の「１」を加算し、埋め込み後のＢデータ１３４ｂを「３１」とする。同様に他の画素データについても、その位置に対応する付属情報のデータ値が「０」のときは、原Ｂデータをそのままとし、付属情報のデータ値が「１」のときは、原Ｂデータに「１」を加える。加算でなく減算をしてもよい。この場合は埋め込み後のＢデータの値は「２９」となる。また、Ｂデータのデータ値の変調に代えて、Ｒデータのデータ値の変調を行ってもよく、Ｇデータのデータ値の変調を行ってもよい。好ましくは、図に示すように、ＲＧＢの各データの中で最もデータ値が大きい色要素のデータを変調することが好ましい。そのことで変調が表示画面上でより目立たなくすることができる。
【００４５】
図４（ｃ２）は、各画素の１組のＲＧＢデータにおいて、Ｒデータ、Ｇデータ、Ｂデータを一律に付属情報のデータで変調して付属情報を埋め込む例を示す図である。例えば、図４（ａ）における最初の画素データ１３０の原ＲＧＢデータは（Ｒ−１０，Ｇ−２０，Ｂ−３０）であるので、そのデータ値に、付属情報のデータ１３２の「１」を加算し、埋め込み後の画素データ１３６のＲＧＢデータを（Ｒ−１１，Ｇ−２１，Ｂ−３１）とする。同様に他の画素データについても、その位置に対応する付属情報のデータ値が「０」のときは、原ＲＧＢデータをそのままとし、付属情報のデータ値が「１」のときは、原ＲＧＢデータの各色要素のデータに「１」を加える。加算でなく減算をしてもよい。この場合は埋め込み後のＲＧＢデータの値は（Ｒ−９，Ｇ−１９，Ｂ−２９）となる。
【００４６】
図５は、情報埋込領域に付属情報を埋め込む他の例を示す図である。図５（ａ）において付属情報がまだ埋め込まれていない情報埋込領域の各画素データ１３０は、図４（ａ）に説明したものと同じである。
【００４７】
図５（ｂ）は、埋め込むべき付属情報のデータ１４２を示す図である。図においては８ビット分のデータ（１００１１１００）が示されている。また、埋め込むべき付属情報のデータ１４２の位置を、図５（ａ）に示した付属情報が埋め込まれる画素データの位置に対応付けて示してある。すなわち、埋め込むべき付属情報における最初と次のビットのデータ（１０）は、図５（ａ）の最初の画素データ１３０に埋め込まれる。同様に付属情報における３番目と４番目のビットのデータ（０１）は、図５（ａ）の２番目の画素データに埋め込まれる。
【００４８】
図５（ｃ１）は、各画素の、１組のＲＧＢデータのうち、Ｂデータを付属情報のデータで変調して付属情報を埋め込む例を示す図である。例えば、図５（ａ）における最初の画素データ１３０の原Ｂデータ１３０ｂは「３０」であるので、そのデータ値に、付属情報のデータ１４２の（１０）、すなわち「２」を加算し、埋め込み後のＢデータ１４４ｂを「３２」とする。同様に他の画素データについても、その位置に対応する付属情報の２ビットのデータ値が「０」のときは、原Ｂデータをそのままとし、付属情報の２ビットのデータ値が「０」以外のときは、その２ビットのデータ値を原Ｂデータに加える。加算でなく減算をしてもよい。また、Ｂデータのデータ値の変調に代えて、Ｒデータのデータ値の変調を行ってもよく、Ｇデータのデータ値の変調を行ってもよい。好ましくは、図に示すように、ＲＧＢの各データの中で最もデータ値が大きい色要素のデータを変調することが好ましい。そのことで変調が表示画面上でより目立たなくすることができる。
【００４９】
図５（ｃ２）は、各画素の１組のＲＧＢデータにおいて、Ｒデータ、Ｇデータ、Ｂデータを一律に付属情報の２ビットのデータ値で変調して付属情報を埋め込む例を示す図である。例えば、図５（ａ）における最初の画素データ１３０の原ＲＧＢデータは（Ｒ−１０，Ｇ−２０，Ｂ−３０）であるので、そのデータ値に、付属情報のデータ１４２の（１０）、すなわち「２」を加算し、埋め込み後の画素データ１４６のＲＧＢデータを（Ｒ−１２，Ｇ−２２，Ｂ−３２）とする。同様に他の画素データについても、その位置に対応する付属情報の２ビットのデータ値が「０」のときは、原ＲＧＢデータをそのままとし、付属情報の２ビットのデータ値が「０」以外のときは、原ＲＧＢデータの各色要素のデータに付属情報の２ビットのデータ値を加える。加算でなく減算をしてもよい。
【００５０】
図４に示す埋め込み方法においては、１画素につき付属情報の１ビットを割り当てて情報埋込領域内の各画素のデータ値を変調するのに対し、図５に示す埋め込み方法においては、１画素につき付属情報の２ビットを割り当てて情報埋込領域内の各画素のデータ値を変調する。したがって、図４に示す埋め込み方法に比べ、図５に示す埋め込み方法の方が、情報埋込領域を少なくすることができる。反面、図４に示す埋め込み方法に比べ、図５に示す埋め込み方法の方が、画素データの変調の程度が大きく、表示画面上で埋め込みが目立ちやすく、画像評価に影響が出る場合がある。１画素につき付属情報の何ビットを割り当てるかは、情報埋込領域の各画素の原データ値を考慮して、表示画面上で埋め込みが目立たず、画像評価に影響が及ばない程度で最大のビット数を割り当てるのが好ましい。
【００５１】
また、図４、図５の場合においては、データの変調は、１個の画素のＲＧＢデータにおける１つのデータ、例えばＲデータのみを変調する場合と、１個の画素のＲＧＢデータにおける３つのデータを一律に変調、すなわちＲデータ、Ｇデータ、Ｂデータのすべてを一律に変調するものとした。このほかに、１個の画素のＲＧＢデータにおける３つのデータを個々に変調してもよい。例えば３ビットの埋め込みデータ（１０１）について、最初の「１」をＲデータに割り当て、次の「０」データをＧデータに割り当て、最後の「１」データをＢデータに割り当てる。このようにして、１画素が１組のＲＧＢデータで構成されているとき、１画素当り３ビットのデータを埋め込むことができる。
【００５２】
また、白黒の画像の場合においては、白黒の１画素につき付属情報の１ビットを割り当てて情報埋込領域内の各画素のデータ値を変調することができる。また、情報埋込領域の各画素の原データ値を考慮して、表示画面上で埋め込みが目立たない程度で最大のビット数を割り当てることもできる。
【００５３】
次に画像データ処理装置について説明する。画像データ処理装置７０は一般的なパーソナルコンピュータで構成でき、ＣＰＵ７２と、キーボード等の入力器７４と、ディスプレイやプリンタ等の表示器７６と、データ可搬媒体から埋め込み合成フレームデータを読み取る媒体読取部７８と、信号線あるいは通信線を介して超音波診断装置２０から伝送される埋め込み合成フレームデータを受け取る通信Ｉ／Ｏ８０とを備え、これらは内部バスで相互に接続される。
【００５４】
ＣＰＵ７２の中の付属情報取出モジュール８２は、媒体読取部７８あるいは通信Ｉ／Ｏを介して入力された埋込合成フレームデータから埋め込まれた付属情報を取り出す機能を有する。付属情報の取り出しは、例えば、埋込合成フレームデータ領域における情報埋込領域の位置をあらかじめ定めておき、情報埋込領域の位置情報に基づいて行うことができる。すなわち、情報埋込領域の位置情報から、データが変調されるべき領域の埋め込み開始位置と埋め込み終了位置を特定し、その部分の各画素のデータ値を順次読み取り、データが変調されない領域の画素のデータ値と比較することで、変調された分のデータ値を取得することができる。埋め込み開始位置と埋め込み終了位置のデータは、超音波診断装置２０側において、埋込合成フレームデータとともに出力してもよい。
【００５５】
例えば、図４の例に準じて説明すると、付属情報が埋め込まれていない情報埋込領域の画素のデータ値は（Ｒ−１０，Ｇ−２０，Ｂ−３０）である。付属情報が埋め込まれる領域の埋め込み開始位置が、図４において最初の画素の位置であるとすると、その位置から各画素のデータ値を順次読み取る。今の場合（Ｒ−１０，Ｇ−２０，Ｂ−３１），（Ｒ−１０，Ｇ−２０，Ｂ−３０），（Ｒ−１０，Ｇ−２０，Ｂ−３０），（Ｒ−１０，Ｇ−２０，Ｂ−３１）であるので、データ値の変調を受けてない値（Ｒ−１０，Ｇ−２０，Ｂ−３０）と比較することで、各画素のＢデータが変調され、その変調により埋め込まれたデータが（１００１）であることがわかる。このようにして付属情報が取り出される。
【００５６】
取り出された付属情報は、そのままプリンタやディスプレイ等の表示器７６に表示することができる。また、グラフィックプレーン作成モジュール８４において表示画面上のスケール等のデータとして用いられ、計測モジュール８８において計測レンジ情報として用いられる。
【００５７】
ＣＰＵ７０の中のグラフィックプレーン作成モジュール８４は、超音波診断装置２０におけるグラフィックプレーン作成モジュール４４と同等の機能を有する。すなわち、取り出された付属情報に基づき、表示画面上にスケールを設け、１目盛に対応する距離、時間、速度等の値を文字表示でスケールに沿って配置したグラフィックプレーンを作成することができる。
【００５８】
ＣＰＵ７０の中の表示処理モジュール８６は、超音波診断装置２０における表示処理部３２と同様の機能を有する。すなわち、入力された埋込合成フレームデータを画像データ処理装置７０における表示器７６に表示するために必要なデータ処理を行う機能を有する。また、入力された埋込合成フレームデータと、グラフィックプレーン作成モジュール８４で作成されたグラフィックプレーンデータに基づいて、画像とスケール等とを１画面で表示するためのデータを合成できる。表示処理されたデータは表示器７６に出力され、画像のほか必要なテキストデータが表示される。
【００５９】
ＣＰＵ７０の中の計測モジュール８８は、超音波診断装置２０の計測モジュール４６と同様の機能を有する。すなわち、取り出された付属情報を用いて、表示画面上の２点間の距離、時間、速度等を計測する機能である。例えば、表示画面上でマーカを用いて２点を特定することで、その２点間の画素数をカウントし、１画素当りの距離等の付属情報データから２点間の距離等を算出できる。計測された結果は、テキストデータとしてグラフィックプレーン上に配置することができる。
【００６０】
図６は、画像データ処理装置７０の表示器７６における表示画面の一例である。この例では、原フレームデータに図３で説明した表示画面フレームデータを用い、埋め込み情報は肉眼で認識できない程度なので図示していない。図３と共通の要素については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図において、Ｂモード断層画像１１２に対してその画像データの距離を詳細に計測するため、解析者により２個のマーカ１５０，１５２がＢモード断層画像１１２上の計測したい２点上に設定されている。画像データ処理装置７０の計測モジュール８８は、この２個のマーカ１５０，１５２の間における画素数をカウントし、すでに取り出されている付属情報における１画素当りの距離のデータを用いて、２個のマーカ１５０，１５２の間における距離を精密に算出し、テキストデータとして計測データ表示部１５４に表示する。
【００６１】
このように、超音波診断装置において、画像データ処理を行いたい画像データを含む原フレームデータにその画像データの付属情報を埋め込んで埋込合成フレームデータを作成し、画像データ処理装置にこの埋込合成フレームデータを入力して埋め込まれた付属情報を取り出すことで、画像データとその付属情報とを一体的に提供することができる。
【００６２】
上記において、超音波診断装置２０と画像データ処理装置７０とはそれぞれ独立の装置として構成される超音波診断システムを説明したが、全体を１つの装置に集積してもよい。
【００６３】
【発明の効果】
本発明に係る超音波診断システムによれば、画像データとその付属情報に関して新しい管理方式を提供することができる。本発明に係る超音波診断システムによれば、画像データとその付属情報とを一体的に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態における超音波診断システムのブロック図である。
【図２】実施の形態において、情報埋込領域の配置を説明する図である。
【図３】他の実施の形態において、付属情報を埋め込む原フレームデータに表示画面フレームデータを用いる例を示す図である。
【図４】実施の形態において、情報埋込領域に付属情報を埋め込む一例を示す図である。
【図５】実施の形態において、情報埋込領域に付属情報を埋め込む他の例を示す図である。
【図６】実施の形態において、画像データ処理の一例として計測を行う例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 超音波診断システム、２０ 超音波診断装置、３０ フレームメモリ、４２ 付属情報作成モジュール、５０ 埋め込み合成部、５４ 媒体書込部、５６，８０ 通信Ｉ／Ｏ、７０ 画像データ処理装置、７２ ＣＰＵ、７８ 媒体読取部、８２ 付属情報取出モジュール、８８ 計測モジュール、１００，１１０ 原フレームデータを表す領域、１０２ 画像データ領域、１０４，１２０ 情報埋込領域、１０６，１１２ 帯状領域、１３０，１３１ 画素データ、１３０ｒ，１３０ｇ，１３０ｂ ＲＧＢデータ、１３２，１４２ 付属情報のデータ、１３６，１４６ 埋め込み後の画素データ。
Claims (9)
- 超音波の送受波に基づき画像データを形成する超音波診断装置と、前記画像データを処理する画像データ処理装置とを有する超音波診断システムであって、
前記超音波診断装置は、
前記超音波の送受波により得られた受信信号に基づき画像データを形成する画像データ形成手段と、
前記画像データを含む原フレームデータを形成する原フレームデータ形成手段と、
前記原フレームデータの情報埋込領域に前記画像データの付属情報を埋め込み、前記原フレームデータと前記付属情報とが合成された埋込合成フレームデータを作成する合成手段と、
前記埋込合成フレームデータを出力する出力手段と、
を含み、
前記画像データ処理装置は、
前記埋込合成フレームデータを入力する入力手段と、
前記入力された埋込合成フレームデータから前記付属情報を取り出す取出手段と、
前記取り出された付属情報に基づいて、前記入力された埋込合成フレームデータにおける画像データに関わる処理を実行する画像データ処理手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断システム。 - 請求項１に記載の超音波診断システムにおいて、
前記合成手段は、
前記付属情報の内容に従って、前記原フレームデータの情報埋込領域内の各画素についてそのデータ値を変調して前記付属情報を埋め込むことを特徴とする超音波診断システム。 - 請求項２に記載の超音波診断システムにおいて、
前記各画素のデータ値は、１組のＲＧＢデータによって構成され、前記１組のＲＧＢデータのうち少なくとも１つのデータが変調されることを特徴とする超音波診断システム。 - 請求項１に記載の超音波診断システムにおいて、
前記情報埋込領域は、前記原フレームデータにおいて前記画像データ以外の背景領域であることを特徴とする超音波診断システム。 - 請求項１に記載の超音波診断システムにおいて、
前記付属情報は、前記画像データの計測に必要なレンジ情報を含むことを特徴とする超音波診断システム。 - 超音波の送受波により得られた受信信号に基づき画像データを形成する画像データ形成手段と、
前記画像データを含む原フレームデータを形成する原フレームデータ形成手段と、
前記原フレームデータの情報埋込領域に、前記画像データの計測を行うための付属情報の埋め込みを、前記付属情報の内容に従って前記情報埋込領域のデータ値を変調することによって行い、前記原フレームデータと前記付属情報とが合成された埋込合成フレームデータを作成する合成手段と、
前記埋込合成フレームデータを出力する出力手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。 - 超音波画像データを含む原フレームデータにその画像データを計測するための付属情報を埋め込んで合成した埋込合成フレームデータを入力する入力手段と、
前記入力された埋込合成フレームデータから前記付属情報を取り出す取出手段と、
前記取り出された付属情報に基づいて前記入力された埋込合成フレームデータにおける画像データに関する計測を実行する画像データ処理手段と、
を含むことを特徴とする画像データ処理装置。 - 超音波の送受波により得られた受信信号に基づいて画像データを形成する超音波診断装置上で実行される付属情報埋込合成プログラムであって、
前記画像データを含む原フレームデータの情報埋込領域に、前記画像データの計測を行うための付属情報の埋め込みを、前記付属情報の内容に従って前記情報埋込領域のデータ値を変調することによって行い、前記原フレームデータと前記付属情報とが合成された埋込合成フレームデータを作成する合成処理手順と、
前記埋込合成フレームデータを出力する出力処理手順と、
を実行させることを特徴とする付属情報埋込合成プログラム。 - 画像データ処理装置上で実行される画像データ処理プログラムであって、
超音波画像データを含む原フレームデータにその画像データの付属情報を埋め込んで合成した埋込合成フレームデータを取得する取得処理手順と、
前記取得された前記埋込合成フレームデータから前記付属情報を取り出す取出処理手順と、
前記取り出された付属情報に基づいて前記取得された埋込合成フレームデータにおける画像データに関わる処理を実行する画像データ処理手順と、
を実行させることを特徴とする画像データ処理プログラム。
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|---|---|---|---|---|
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2003
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