JP2006087696A - 超音波イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 Ｂモード画像の微細な形態情報に基づいた、適切なカーソル位置の設定を行うことができる超音波イメージング装置を実現する。
【解決手段】 カーソル１２２の近傍領域１２１を、トラックボールにより設定し、近傍領域１２１のＢモード画像を、カーソル近傍画像１３０として表示部１０６に拡大表示することとしているので、カーソル１２２で設定されるドップラ解析を行う超音波信号の採取領域を、Ｂモード画像に含まれる微細な形態情報に基づいた、適切な位置に設定することを実現させる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、ドップラ（ｄｏｐｐｌｅｒ）解析あるいはＭモード（ｍｏｄｅ）表示を行う超音波イメージング装置に関する。

近年、超音波イメージング装置では、リアルタイム（ｒｅａｌｔｉｍｅ）のＢモード画像情報のみでなく、特定部位の血流のドップラ信号あるいは関心部位の信号強度を、時間軸上で変化する信号として表示し、これら信号の時間変化を観察することが行われる。これらの動態観察により、例えば心臓等の動きのある部位の疾患を、動態に基づいて検知することができる。ここで、時間軸上で変化する信号、例えばドップラ解析信号あるいはＭモード信号等のデータ（ｄａｔａ）は、Ｂモード画像上に表示されるカーソル（ｃｕｒｓｏｒ）の位置により、データの採取領域が設定される。

また、時間軸上で変化するドップラ解析信号あるいはＭモード信号等は、カーソルが表示されるＢモード画像と共に表示部に表示される。これにより、オペレータ（ｏｐｅｒａｔｏｒ）は、Ｂモード画像と同時に、表示されるドップラ画像あるいはＭモード画像等を参照し、カーソル位置を決定する（例えば、非特許文献１参照）。
岩井 喜典他著、「医用画像診断装置」コロナ社版、１９８８年１２月２０日、ｐ２１９〜２２２

しかしながら、上記背景技術によれば、Ｂモード画像を観察しながら、Ｂモード画像上のカーソル位置を制御することが容易でない。すなわち、カーソル位置のさらなる精密設定で、オペレータが、カーソル近傍のＢモード画像に含まれる、微細な形態情報を読み取るには困難が伴う。

ここで、表示部は複数の画像情報を同時表示するので、Ｂモード画像自体は、小さく読み取りにくいものとなる。特に、Ｂモード画像内の細い血管等にカーソル位置を設定する作業は、オペレータに高い注意力あるいは経験を要求する、負担の大きいものとなる。また、このような作業により取得されるドップラ解析信号あるいはＭモード信号は、再現性に乏しく、確実な検査を阻害する要因ともなる。

これらのことから、Ｂモード画像の微細な形態情報に基づいた、適切なカーソル位置の設定を行うことができる超音波イメージング装置をいかに実現するかが重要となる。
この発明は、上述した背景技術による課題を解決するためになされたものであり、Ｂモード画像の微細な形態情報に基づいた、適切なカーソル位置の設定を行うことができる超音波イメージング装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の観点の発明にかかる超音波イメージング装置は、被検体からの超音波信号をＢモード画像として表示する表示部と、前記超音波信号をドップラ解析あるいはＭモード表示する際に、データの採取領域を示すカーソルを前記画面上に設定する設定手段と、カーソルの近傍領域における前記Ｂモード画像の部分画像であるカーソル近傍画像を、前記表示部に拡大表示する拡大表示手段と、を備える。

この第１の観点による発明では、超音波信号をドップラ解析あるいはＭモード表示する際に、データの採取領域を示すカーソルを画面上に設定し、カーソルの近傍領域におけるＢモード画像の部分画像であるカーソル近傍画像を、表示部に拡大表示する。

また、第２の観点の発明にかかる超音波イメージング装置は、第１の観点において、前記拡大表示手段が、前記カーソル近傍画像を、前記Ｂモード画像と並列して前記表示部に表示することを特徴とする。

この第２の観点の発明では、拡大表示手段は、カーソル近傍画像を、Ｂモード画像と並列して表示する。
また、第３の観点の発明にかかる超音波イメージング装置は、第１または２の観点において、前記拡大表示手段が、前記拡大表示の拡大率を指定する指定手段を備えることを特徴とする。

また、第４の観点の発明にかかる超音波イメージング装置は、第１ないし３の観点いずれか１つにおいて、前記拡大表示手段が、前記拡大表示を行うかどうかを選択する選択手段を備えることを特徴とする。

また、第５の観点の発明にかかる超音波イメージング装置は、第３または５の観点の少なくと１つにおいて、前記設定手段が、前記指定および前記選択の少なくとも１つを行う入力部を備えることを特徴とする。

また、第６の観点の発明にかかる超音波イメージング装置は、第１ないし５の観点のいずれか１つにおいて、設定手段が、前記設定の際の前記近傍領域を、矩形にすることを特徴とする。

この第６の観点の発明では、設定手段は、近傍領域を矩形にする。
また、第７の観点の発明にかかる超音波イメージング装置は、第１ないし６の観点のいずれか１つにおいて、前記設定手段が、前記設定を行うポインティングデバイスを備えることを特徴とする。

また、第８の観点の発明にかかる超音波イメージング装置は、第１ないし７の観点のいずれか１つにおいて、前記ポインティングデバイスが、トラックボールであることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、超音波信号をドップラ解析あるいはＭモード表示する際に、データの採取領域を示すカーソルを画面上に設定し、カーソルの近傍領域におけるＢモード画像の部分画像であるカーソル近傍画像を、表示部に拡大表示することとしているので、カーソル位置を、カーソルを含んで拡大表示される近傍領域を参照しつつ設定し、カーソル近傍画像に含まれる被検体の微細な形態情報に基づいて、カーソルの位置設定を適切に行うことができる。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる超音波イメージング装置を実施するための最良の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図１に、本実施の形態にかかる超音波イメージング装置の全体構成を表すブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。この超音波イメージング装置は、探触子部１０１、送受信部１０２、Ｂモード処理部１０３、ドップラ処理部１０９、ＣＦＭ（ｃｏｌｏｒ ｆｌｏｗ ｍａｐｐｉｎｇ）処理部１１０、シネメモリ（ｃｉｎｅ ｍｅｍｏｒｙ）部１０４、画像表示制御部１０５、表示部１０６、スピーカ１１３、設定手段１１６および制御部１０８を有する。また、設定手段１１６は、入力部１０７、トラックボール（ｔｒａｃｋ ｂａｌｌ）１１１を含む。

探触子部１０１は、超音波を送受信するための部分、つまり生体の撮像断面の特定方向に超音波を繰り返し照射し、生体内から都度反射された超音波信号を時系列的な音線として受信する。一方、探触子部１０１は、超音波の照射方向を順次切り替えながら電子走査する。なお、図には明示していないがこの探触子部１０１には、圧電素子がアレイ（ａｒｒａｙ）状に配置してある。また、探触子部１０１は、電子走査を行う探触子に限定されず、メカニカル（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ）走査を行う探触子とすることもできる。

送受信部１０２は、探触子部１０１と同軸ケーブル（ｃａｂｌｅ）によって接続され、探触子部１０１の圧電素子を駆動するための電気信号を発生する。また、送受信部１０２は、受信した超音波信号の初段増幅も行う。

Ｂモード処理部１０３は、送受信部１０２で増幅された超音波信号からＢモード画像をリアルタイム（ｒｅａｌ ｔｉｍｅ）で生成する。具体的な処理内容は、例えば受信した超音波信号の遅延加算処理、Ａ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ／ｄｉｇｉｔａｌ）変換処理、変換した後のデジタル情報をＢモード画像情報として後述のシネメモリ部１０４に書き込む処理等である。

ドップラ処理部１０９は、送受信部１０２で増幅された超音波信号から、後述する採取領域に相当するタイミングで位相変化情報を抽出し、リアルタイムで、速度、パワー値、分散といった撮像断面の各点に付随する流れの情報を算出する。

ＣＦＭ処理部１１０は、超音波信号に含まれる血流情報を、探触子部１０１に近づく流れを赤色に、探触子部１０１から遠ざかる流れを青色に着色する画像情報を生成する。
シネメモリ部１０４は、Ｂモード処理部１０３で生成されたＢモード画像情報、ＣＦＭ処理部１１０で生成されたカラー画像情報およびドップラ処理部１０９で生成された流れの情報を、時系列を持って蓄積するための画像メモリ（ｍｅｍｏｒｙ）である。

画像表示制御部１０５は、Ｂモード処理部１０３で生成されたＢモード画像情報およびドップラ処理部１０９で生成された流れの情報等の表示フレームレート（ｆｒａｍｅ ｒａｔｅ）変換、画像表示の形態、並びに、表示部１０６での画像配置の制御を行う。

表示部１０６は、ＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）あるいはＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）等を用いて、画像表示制御部１０５により制御された複数の画像情報を、オペレータに対して可視表示する。

スピーカ１１３は、ドップラ処理部１０９で生成されるドップラ信号を、音声情報としてオペレータに伝える。
設定手段１１６をなす入力部１０７は、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等の情報入力装置からなり、オペレータによる操作入力信号を制御部１０８に伝える。

設定手段１１６をなすトラックボール１１１は、後述する表示部１０６の画面上に示されるカーソル（ｃｕｒｓｏｒ）およびカーソルを含む近傍領域を設定するポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）である。このカーソルは、表示部１０６のＢモード画像上で、ドップラ処理あるいはＭモード処理を行うデータの採取領域を示している。また、この近傍領域は、Ｂモード画像を拡大表示する領域を示している。

また、トラックボール１１１により設定されるカーソル位置および近傍領域の確定信号は、入力部１０７からのキーボード操作等により行われる。
制御部１０８は、入力部１０７から与えられた操作入力信号および予め記憶したプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）やデータ（ｄａｔａ）に基づいて上述した超音波診断装置各部の動作を制御し、表示部１０６にＢモード画像、ドップラ画像等を表示する。

図２は、超音波イメージング装置の制御部１０８および画像表示制御部１０５で行われる表示部１０６の拡大表示制御を中心とする機能ブロック図である。
画像表示制御部１０５は、表示画像形成部２０２、フレームメモリ２０３、表示画像読み出し部２０４、拡大表示手段２１０を含む。フレームメモリ２０３は、表示部１０６に表示される表示画面情報を蓄積するメモリである。表示画像形成部２０２は、Ｂモード処理部１０３あるいはドップラ処理部１０９からの画像情報の基づいて、表示部１０６に表示する形態の画像とする。そして、表示画像形成部２０２は、フレームメモリ２０３の表示位置に対応するアドレス（ａｄｄｒｅｓｓ）に画像情報の書き込みを行う。また、表示画像読み出し部２０４は、フレームメモリ２０３に書き込まれた画像情報を読み出し、表示部１０６に表示する。

表示部１０６の画面上には、Ｂモード画像１２０、カーソル近傍画像１３０、ドップラ画像１４０が表示される。なお、Ｍモードが選択される場合には、ドップラ画像１４０の代わりにＭモード画像が表示される。カーソル近傍画像１３０は、近傍領域１２１のＢモード画像が拡大表示されたものである。

制御部１０８は、Ｂモード画像１２０上のカーソル位置情報２２０および近傍領域位置情報２３０、並びに、拡大率情報２４０および選択情報２５０を有する。カーソル位置情報２２０および近傍領域位置情報２３０は、トラックボール１１１により、Ｂモード画像１２０上に設定される、カーソル１２２および矩形領域である近傍領域１２１の位置情報である。これらは、オペレータにより、Ｂモード画像１２０を参照しつつ、目的とする部位に設定される。

拡大率情報２４０および選択情報２５０は、入力部１０７から入力される、拡大表示されるカーソル近傍画像１３０の拡大率を示す情報およびカーソル近傍画像１３０を表示するかどうかを選択する情報である。

拡大表示手段２１０は、制御部１０８の近傍領域位置情報２３０に基づいて、表示画像形成部２０２のＢモード画像１２０から、近傍領域１２１の画像情報を抽出し、この抽出された画像情報を拡大し、フレームメモリ２０３のカーソル近傍画像１３０に対応するアドレスに書き込む。なお、拡大表示手段２１０は、指定手段２１１および選択手段２１２を含む。指定手段２１１は、制御部１０８の拡大率情報２４０に基づいて、近傍領域１２１の拡大率を決定する。また、選択手段２１２は、制御部１０８の選択情報２５０に基づいて、カーソル近傍画像１３０を表示あるいは非表示とする。

つづいて、超音波イメージング装置のカーソル設定処理の動作を、図３を用いて説明する。図３は、カーソル設定処理の動作を示すフローチャートである。まず、オペレータは、入力部１０７からドップラ処理を選択する（ステップＳ３０１）。そして、オペレータは、被検体に探触子部１０１を当て、Ｂモード画像１２０の取得を行う（ステップＳ３０２）。

その後、オペレータは、表示部１０６に表示されたＢモード画像１２０上に、ドップラ処理を行う採取領域を示すカーソルを設定する（ステップＳ３０３）。図４は、表示部１０６に表示される画像情報の具体例である。ステップＳ３０２で取得されたＢモード画像１２０は、画面右上の部分に表示される。そして、Ｂモード画像１２０上では、音線上にカーソル１２２が表示される。オペレーターは、トラックボール１１１により、このカーソル１２２を目的とする撮像部位に設定する。なお、ドップラ処理部１０９は、設定されたカーソル１２２の位置のドップラ処理を逐次行い、結果を画面下部のドップラ画像１４０に随時表示する。

その後、オペレータは、カーソル１２２近傍の拡大表示を行うかどうかを判定する（ステップＳ３０４）。オペレータは、拡大表示を行う場合には（ステップＳ３０４肯定）、入力部１０７からの設定により拡大表示を選択し、また、入力部１０７から、拡大する倍率を示す拡大率を設定する（ステップＳ３０６）。そして、拡大表示手段２１０は、カーソルが設定された位置を中心とする近傍領域のＢモード画像を、拡大率で示される大きさに拡大し、表示部１０６の左上に位置するカーソル近傍画像１３０として表示する（ステップＳ３０７）。

また、オペレータは、拡大表示を行わない場合には（ステップＳ３０４否定）、ステップＳ３０６〜３０７で行うカーソル近傍画像１３０の表示を行わず、次のステップに移行する。

その後、オペレータは、カーソル位置が適切かどうかを、カーソル近傍画像１３０、Ｂモード画像１２０およびドップラ画像１４０を参照しつつ判定する（ステップＳ３０８）。ここで、特にカーソル近傍画像１３０が表示される際には、カーソル１２２の近傍領域１２１が拡大して表示されるので、目的とする撮像部位を、微細に観察し判定することができる。なお、ドップラ処理を行う場合には、図４に示す様に、Ｂモード画像１２０と同時にドップラ画像１４０も表示するので、Ｂモード画像１２０は、通常の単独表示されるＢモード画像と比較して小さい画面となり、視覚的に判別しくいものとなる。

そして、オペレータは、カーソル位置が適切でない場合には（ステップＳ３０８否定）、カーソル近傍画像１３０あるいはＢモード画像１２０を参照して、カーソル１２２の再設定を行い（ステップＳ３０９）、拡大表示を行うかどうかを判定する（ステップＳ３０５）。そして、拡大表示を行わない場合には（ステップＳ３０５否定）、ステップＳ３０８に移行し、そのまま、カーソル位置が適切となるまで再設定を繰り返す。

また、オペレータは、拡大表示を行う場合には（ステップＳ３０５肯定）、ステップＳ３０７に移行し、新たなカーソル位置での拡大表示を行い、カーソル位置が適切となるまで再設定を繰り返す。

その後、オペレータは、カーソル位置が適切と判定される場合には（ステップＳ３０８肯定）、カーソル１２２の設定を終了する。
上述してきたように、本実施の形態では、カーソル１２２の近傍領域１２１を設定し、近傍領域１２１のＢモード画像を、カーソル近傍画像１３０として表示部１０６に拡大表示することとしているので、カーソル１２２で設定されるドップラ解析を行う超音波信号の採取領域を、Ｂモード画像に含まれる微細な形態情報に基づいた、適切な位置に設定することができる。

また、本実施の形態は、ドップラ処理を行う場合を例示したが、全く同様にＭモード表示を行う場合にもカーソル近傍画像１３０を用いることができる。この場合には、図４に示すドップラ画像１４０の代わりにＭモード表示画像が表示され、Ｂモード画像１２０中に設定される音線位置のＢモード画像情報が、時間変化する様子が示される。また、Ｍモード表示で拡大表示を行う際には、音線上のカーソル１２２により、拡大の中心位置が設定される。

また、本実施の形態は、ドップラ処理を行う場合を例示したが、全く同様にＣＦＭを行う場合にも、カーソル近傍画像１３０を用いることができる。この場合には、Ｂモード画像１２０に重ねてＣＦＭ画像が表示される。

また、本実施の形態では、カーソル近傍画像１３０の表示画面内での位置を、画面左上としたが、入力部１０７からの設定により、オペレータの好みの位置とすることもできる。

また、本実施の形態では、カーソル１２２を含む近傍領域１２１は、矩形であるとしたが、円形あるいはその他の形状とすることもできる。

超音波イメージング装置の全体構成を示すブロック図である。 実施の形態の制御部および画像表示制御部の機能的な構成を示す機能ブロック図である。 実施の形態のカーソル設定処理の動作を示すフローチャートある。 実施の形態の表示部に表示される画面構成を示す説明図である。

符号の説明

１０１ 探触子部
１０２ 送受信部
１０３ Ｂモード処理部
１０４ シネメモリ部
１０５ 画像表示制御部
１０６ 表示部
１０７ 入力部
１０８ 制御部
１０９ ドップラ処理部
１１０ ＣＦＭ処理部
１１１ トラックボール
１１３ スピーカ
１１６ 設定手段
１２０ Ｂモード画像
１２１ 近傍領域
１２２ カーソル
１３０ カーソル近傍画像
１４０ ドップラ画像
２０２ 表示画像形成部
２０３ フレームメモリ
２０４ 表示画像読み出し部
２１０ 拡大表示手段
２１１ 指定手段
２１２ 選択手段
２２０ カーソル位置情報
２３０ 近傍領域位置情報
２４０ 拡大率情報
２５０ 選択情報

Claims (8)

1. 被検体からの超音波信号をＢモード画像として表示する表示部と、
   前記超音波信号をドップラ解析あるいはＭモード表示する際に、データの採取領域を示すカーソルを前記Ｂモード画像上に設定する設定手段と、
   カーソルの近傍領域における前記Ｂモード画像の部分画像であるカーソル近傍画像を、前記表示部に拡大表示する拡大表示手段と、
   を備える超音波イメージング装置。
2. 前記拡大表示手段は、前記カーソル近傍画像を、前記Ｂモード画像と並列して前記表示部に表示することを特徴とする請求項１に記載の超音波イメージング装置。
3. 前記拡大表示手段は、前記拡大表示の拡大率を指定する指定手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の超音波イメージング装置。
4. 前記拡大表示手段は、前記拡大表示を行うかどうかを選択する選択手段を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の超音波イメージング装置。
5. 前記設定手段は、前記指定および前記選択の少なくとも１つを行う入力部を備えることを特徴とする請求項３または５の少なくと１つに記載の超音波イメージング装置。
6. 前記設定手段は、前記設定の際の前記近傍領域を、矩形にすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の超音波イメージング装置。
7. 前記設定手段は、前記設定を行うポインティングデバイスを備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の超音波イメージング装置。
8. 前記ポインティングデバイスは、トラックボールであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の超音波イメージング装置。

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