JP2006198211A - 超音波動作条件設定方法及びそれを利用した超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の動作条件項目の中から任意に選択した項目の値を設定できるようにし、観察目的に適合した良好な超音波画像を得る。
【解決手段】観察領域、スキャンスピード、ライン密度を含む超音波動作条件の複数の項目の中で、まず操作者が任意に選択した１つの項目の値が設定され、モニタ上ではその値を選択したことを示すマークＫ_１が付され、残っている項目の可動範囲が演算され、その可動範囲がマークＫ_２で表示される。次に、この可動範囲を見ながら、残された項目の中の１つの項目値を選択すると、その選択した値が設定され、かつモニタ上にはマークＫ_１が付され、次いで更に残っている可動範囲が演算され、その可動範囲がマークＫ_２で表示されるという動作を繰り返すことにより、全ての項目の値が設定できるようにする。
【選択図】図３

Description

本発明は超音波動作条件設定方法及びそれを利用した超音波診断装置、特に被検体の観察領域、スキャンスピード、ライン数等の動作条件項目を操作者が任意に設定できる方法及び装置に関する。

従来から、超音波診断装置では、超音波画像を形成するための動作条件項目（パラメータ）として、表示する被検体の観察領域（深さ或いは大きさ）、スキャンスピード（１秒当たりの走査フレーム数）、１フレーム当たりのライン数等を設けており、これらの動作条件項目を所定値に設定することにより、観察目的に応じた被検体の画像が得られることになる。

図７には、超音波診断装置のモニタとその動作条件の表示状態が示されている。図７（Ａ）のように、モニタ１の右側等に、図７（Ｂ）のような設定可能な観察領域が表示されており、この超音波診断装置では、操作者が観察部位に応じて例えば観察領域（深さ）を６ｃｍに選択したとき、１フレーム当たりのライン数として９００本／フレーム、スキャンスピードとして１２フレーム／秒が自動的に設定され、これらの動作条件によって得られた超音波画像がモニタ１の左側等に表示される。
特公平０７−４９０４０号公報 特開２０００−３１６８６５号公報

上述のように、従来の超音波診断装置では、観察領域という１つの項目の値を選択することにより他の動作条件の項目の値を自動的に設定しており、設定が簡単であるという利点はあるが、観察部位や目的によっては必ずしも最適な超音波画像とはならないという問題があった。例えば、大きい（又は深い）観察領域を選択していた場合は、遅いスキャンスピードで画像取得が行われることから、被検体観察部位の動きが大きくかつ速いときには、フレーム間で差の大きい画像が形成される。この場合には、観察部位の動きが正確に把握できないことになる。
また、観察領域のみの選択しかできない場合は、被検体の深部において高画質（高分解能）の画像を形成することができず、深部の被検体の画質向上の要請に応えることができなかった。

超音波画像による診断は、心臓、胎児等の動き、肝臓等の各種臓器の詳細な組織等、様々な状態を観察することを目的として行われており、観察領域のみの選択・設定では、観察目的に応じた良好な画像が得られない場合があり、必ずしも超音波診断画像が有効に利用されていないという問題がある。また、検査中にパラメータの設定値を変える必要がある場合、この設定値の組合せによっては、「超音波走査線抜け」や「超音波画像の欠け」といった不完全な超音波画像が出力される恐れがある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の動作条件項目の中から任意に選択した項目の値を設定できるようにし、観察目的に適合した良好な超音波画像を得ることが可能になる超音波動作条件設定方法及びそれを利用した超音波診断装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、少なくとも被検体観察領域、スキャンスピード、ライン密度（音線密度）を含む超音波動作条件の複数の項目値を順に設定する超音波動作条件設定方法であって、操作者の操作により上記複数の項目の中の任意の項目値を選択し、この選択された項目値から他の項目の設定可能な可動範囲を求め、この項目の可動範囲内の任意の値を選択・設定することを特徴とする。
請求項２に係る発明は、少なくとも被検体観察領域、スキャンスピード、ライン密度を含む超音波動作条件の複数の項目の値を順に設定する超音波動作条件設定方法であって、上記複数の項目の中で操作者が任意に選択した項目の値を設定する第１ステップと、この第１ステップで設定された項目値から他の項目の設定可能な可動範囲を求める第２ステップと、この第２ステップで求めた項目の可動範囲内で操作者が任意に選択した値を設定する第３ステップと、この第３ステップに続いて、残されている項目の可動範囲を求め、かつこの可動範囲内の値を選択する動作を最後の項目まで順に繰り返すステップと、を含むことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、複数の項目値の設定のためにその優先順位を予め設定することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、少なくとも被検体観察領域、スキャンスピード、ライン密度を含む複数の項目の動作条件で超音波を送受波する超音波送受波部と、この超音波送受波部で得られた超音波画像を表示する表示部とを備えた超音波診断装置において、操作者の操作により上記複数の項目の中の任意の項目値を選択し、この選択された項目値から他の項目の設定可能な可動範囲を求め、この項目の可動範囲内の任意の値を選択・設定し、これらの設定条件項目に従って制御動作を実行する制御回路を設けたことを特徴とする。
請求項５に係る発明は、少なくとも被検体観察領域、スキャンスピード、ライン密度を含む複数の項目の動作条件で超音波を送受波する超音波送受波部と、この超音波送受波部で得られた超音波画像を表示する表示部とを備えた超音波診断装置において、上記複数の項目の中で操作者が任意に選択した項目の値を設定し、この設定された項目値から他の項目の設定可能な可動範囲を求め、この項目の可動範囲内で操作者が任意に選択した値を設定し、更に続いて、残されている項目の可動範囲を求め、かつこの可動範囲内の値を選択する動作を最後の項目まで順に繰り返し、これらの設定条件項目に従って制御動作を実行する制御回路を設けたことを特徴とする。
請求項６に係る発明は、上記複数の項目値の設定のためにその優先順位を予め設定することを特徴とする。
請求項７に係る発明は、上記表示部には、選択・設定するための複数の動作条件項目及びその項目値を表示すると共に、この項目値の中で選択・設定できる可動範囲を表示するようにしたことを特徴とする。

上記の構成によれば、被検体観察領域、スキャンスピード、ライン密度(又は１フレーム間の送受信回数)等の複数項目の中から、任意の項目を任意の順に選択し、その項目値を観察目的に応じて設定することができる。また、この項目及びその値の選択において優先順位を設定した場合は、優先順位に従った項目の値を観察目的に応じて設定することができる。

本発明によれば、複数の動作条件項目の中から任意に選択した項目の値を設定できるようにしたので、観察目的に適合した良好な超音波画像を得ることができ、診断に有益な情報を持つ超音波画像を提供できることになる。また、超音波画像を決定する複数のパラメータが存在し、それらを操作者が設定可能な場合に、その設定された値に応じて残りのパラメータの設定可動範囲が限定されるので、「超音波走査線抜け」や「超音波画像の欠け」といった不完全な超音波画像の出力を防止することができる。

図１〜図３には、第１実施例に係る超音波診断装置の構成が示されており、図２に示されるように、超音波診断装置には、被検体に対し超音波を送受波するための超音波プローブ１０、このプローブ１０へ与える超音波送信信号を形成する超音波送信部１２、上記プローブ１０から超音波受信信号を得るための超音波受信部１３、この超音波受信部１３で得られた画像信号をアナログ−デジタル変換するＡ／Ｄ変換器１４、スキャンコンバータ１５等が設けられ、これらの回路はマイコン（又はＣＰＵ）１６によって制御される。

このマイコン１６には、操作パネル（又はキーボード）１７からの操作信号が供給されており、この操作パネル１７のキー操作等によって超音波診断装置の各種機能の設定が行われ。また、上記スキャンコンバータ１５には、モニタ１８が接続され、このモニタ１８には、図１で示されるように、例えば図の左側に超音波画像が表示され、図の右側に患者情報や超音波動作条件の項目及びその値等が表示される。この動作条件項目及びその値は、モニタ１８へ常に表示するようにしてもよいし、メニュー画面等から動作条件項目設定モードヘ移行させたときに表示するようにしてもよい。

即ち、図１（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、モニタ１８には、画面内に表示する例えば被検体の観察領域［大きさであり、実施例では超音波画像中心からの深さ（距離）］、スキャンスピード（１秒当たりの走査フレーム数）、音線密度である１フレーム当たりの走査ライン数又は１走査ラインに複数回の送受信を行う場合には１フレーム当たりの送受信回数等の各項目とその値が表示されると共に、選択した項目値には図示の四角枠のような選択マークＫ_１が表示され、他の項目において選択可能な可動範囲には図示の下線のような可動範囲マークＫ_２が表示される。このような表示制御は、上記マイコン１６によって行われ、このマイコン１６では、動作条件の各項目の値の選択・設定制御が行われる。なお、上記選択マークＫ_１及び可動範囲マークＫ_２は、その他の形状、模様、色、濃度等のマークにすることができる。

図３には、操作者の操作に基づいて上記マイコン１６及びモニタ１８で実行される動作が示されており、まずステップ１０１では、操作者が、観察領域、スキャンスピード、ライン数等の複数の項目の中から任意に１つの項目を選び、この項目のある値を選択すると、その選択した値が超音波動作条件として設定され、その値に選択したことを示す表示が付けられる。例えば、図１（Ｂ）に示されるように、観察領域（深さ）の６ｃｍを選択した場合は、その“６”に四角枠の選択マークＫ_１が付けられる。次のステップ１０２では、ステップ１０１で設定された１つの項目値に基づいて、残っている項目の可動範囲が演算（限定）され、その可動範囲が表示される。例えば、上記６ｃｍの観察領域の値の設定で、残されたスキャンスピードとライン数の可動範囲が演算され、図１（Ｂ）に示されるように、スキャンスピードでは２０（フレーム／秒）以下の可動範囲、ライン数では９００（本／フレーム）以下の範囲に、下線からなる可動範囲マークＫ_２が付けられる。

次に、ステップ１０３では、操作者が、残された項目の中で任意に選んだ１つの項目の可動範囲内の値から選択した値が設定され、その値に選択マークＫ_１が付けられ、次のステップ１０４では、上記ステップで設定された２つの項目値に基づいて残っている項目の可動範囲が演算（限定）され、その可動範囲（Ｋ_２）が表示される。即ち、図１（Ｃ）に示されるように、例えば操作者がライン数の７２０（本／フレーム）を選択した場合は、その“７２０”に選択マークＫ_１が付けられ、スキャンスピードの１５（フレーム／秒）以下の範囲に可動範囲マークＫ_２が付けられる。

ここで、上記の可動範囲の演算について簡単に説明する。被検体をラジアルスキャン（円形状スキャン）する場合を考えると、生体の音速は、約１５３０ｍ／ｓｅｃであり、上記のように選択された観察領域（表示深さ）が６ｃｍ（半径）であるとき、振動子から放射された超音波は、半径６ｃｍを往復し１２ｃｍ進むことになるので、１走査に要する時間は、
０．１２（ｍ）÷１５３０（ｍ／sec）＝７８．４３（μsec）
となる。
次に、ライン数を７２０本に設定する場合、１フレーム形成（１回転）に要する時間は、
｛７８．４３×１０^−６（sec）｝×７２０（本／フレーム）＝５６．４７（ｍsec）
となる。従って、１秒間に回転可能な回数、即ちスキャンスピードは、
１÷｛５６．４７×１０^−６（sec）｝＝１７．７１（フレーム／ｓｅｃ）
となる。
このようにして、観察領域６ｃｍ、ライン数７２０本が選択・設定された場合には、１７．７１フレーム以下、即ち１５フレーム以下が可動範囲として求められる。

図３において、ステップ１０５では、操作者が、最後に残された項目の可動範囲にある値から選択した値が設定され、例えば図１（Ｃ）でスキャンスピードの１５（フレーム／ｓｅｃ）を選択した場合は、その１５が設定される。なお、実施例において、上記の３つの項目以外の項目がある場合は、ステップ１０４の後に、ステップ１０３と１０４をその他の項目についても繰り返し、ステップ１０５で最後の項目値を設定することにより、全ての項目の超音波動作条件が設定される。そして、この条件に従って、マイコン１６は超音波送受波及び超音波画像形成の動作を制御することになる。

図４及び図５には、項目の設定に優先順位を付けた第２実施例の構成及び動作が示されており、図４はモニタ１８上の表示であり、図５はマイコン１６及びモニタ１８で実行される動作である。図５に示されるように、ステップ２０１では、操作者が決定した複数項目の優先順位が設定され、その優先順位と第１順位の項目の可動範囲がモニタ１８上に表示される。例えば、図４（Ａ）のように、優先順位を観察領域、ライン数、スキャンスピードの順とした場合は、この順位がマイコン１６で設定され、モニタ１８上の各項目には、優先順位を示す１，２，３の数字が付されると共に、第１順位の観察領域の全ての値に対し可動範囲Ｋ_２が表示される。

次のステップ２０２では、操作者が第１順位の項目の中で選択した値が設定され、その値に選択マークＫ_１が付けられ、ステップ２０３では、第１順位の項目値に基づいて第２順位の可動範囲が演算（限定）され、その可動範囲（Ｋ_２）が表示される。例えば、図４（Ｂ）のように、第１順位の観察領域を６ｃｍに設定したときは、この位置に四角形の選択マークＫ_１が付けられると共に、第２順位のライン数については、７２０（本／フレーム）以下の位置に可動範囲マークＫ_２が表示される。

更に、ステップ２０４では、操作者が第２順位の項目中で選択した値を設定し、その値に選択マークＫ１を付け、ステップ２０５では、第１順位の項目値と第２順位の項目値に基づいて第３順位の項目の可動範囲が演算（限定）され、その可動範囲（Ｋ_２）が表示される。図４（Ｃ）に示されるように、第２順位のライン数を７２０（本／フレーム）にした場合は、その“７２０”に選択マークＫ_１が付けられ、またこのライン数７２０（本／フレーム）と上記観察領域６（ｃｍ）によれば、上述のようにスキャンスピードが約１７（フレーム／秒）以下となるので、第３順位のスキャンスピードでは、１５（フレーム／秒）以下の範囲に可動範囲マークＫ_２が付けられる。

そして、ステップ２０６では、操作者が、最終順位の項目の可動範囲にある値から選択した値が設定され、例えば図４（Ｃ）でスキャンスピードの１５（フレーム／ｓｅｃ）を選択した場合は、その１５が設定される。なお、上記の３つの項目以外の項目がある場合は、ステップ２０５の後に、第４順位以降についても同様の動作を繰り返すことにより、全ての項目の超音波動作条件が設定される。

図６には、任意に設定可能な項目グループを設定すると共に、項目値設定に優先順位を付ける第３実施例の動作が示されており、この第３実施例のステップ３０１では、複数項目の中で操作者が実際に設定するために選択した項目グループ（このグループ内の項目は１つでもよい）が設定されると共に、操作者が決定した複数項目の優先順位が設定される。次のステップ３０２では、選択された項目グループ内の項目が１つのとき、その項目で操作者が選択した値が設定され、ステップ３０３では、項目グループ以外の項目について優先順位に従ってそれらの可動範囲内で表示性能が最も高い値に自動的に設定される。

一方、ステップ３０４では、項目グループの項目が複数のとき、優先順位に従って操作者が選択した各項目の可動範囲内の値が順に設定される。そして、次のステップ３０５では、項目グループ以外の項目があるとき、上記ステップ３０３と同様に、優先順位に従って可動範囲内で表示性能の最も高い値に自動的に設定され、ステップ３０５では、項目グループ以外の項目がないとき（項目グループとして全ての項目が選択されているとき）、第２実施例と同様に、操作者が最終順位まで繰り返し選択した可動範囲内の値が設定される。

この第３実施例においても、第１及び第２実施例と同様に、各項目の選択マークと可動範囲マークをモニタ１８上に表示し、これらの表示に基づいて動作条件項目の選択・設定及び可動範囲内の値の選択・設定をすることができる。

また、第１及び第２実施例のように、モニタ１８上に、選択・設定のための複数の項目とその項目値を表示せずに、各項目値を選択・設定することも可能である。即ち、操作パネル（又はキーボード）に各項目の値を選択し設定する操作部（キー等）を設け、モニタ１８上の超音波画像を見ながら、即ち超音波画像の表示状態を評価しながら、この操作部で動作条件の各項目値を任意に設定することにより、観察目的に合った超音波画像を得ることもできる。

本発明の第１実施例に係る超音波診断装置におけるモニタ上の動作条件項目及びその値の表示状態を示す図である。 実施例に係る超音波診断装置の主要構成を示すブロック図である。 第１実施例の動作を示すフローチャートである。 第２実施例の超音波診断装置におけるモニタ上の動作条件項目及びその値の表示状態を示す図である。 第２実施例の動作を示すフローチャートである。 第３実施例の動作を示すフローチャートである。 従来の超音波診断装置におけるモニタ上の動作条件項目及びその値の表示状態を示す図である。

符号の説明

１，１８…モニタ、 １０…超音波プローブ、
１６…マイコン（マイクロコンピュータ）、
１７…操作パネル、
Ｋ_１…選択マーク、
Ｋ_２…可動範囲マーク。

Claims (7)

1. 少なくとも被検体観察領域、スキャンスピード、ライン密度を含む超音波動作条件の複数の項目値を順に設定する超音波動作条件設定方法であって、
   操作者の操作により上記複数の項目の中の任意の項目値を選択し、この選択された項目値から他の項目の設定可能な可動範囲を求め、この項目の可動範囲内の任意の値を選択・設定する超音波動作条件設定方法。
2. 少なくとも被検体観察領域、スキャンスピード、ライン密度を含む超音波動作条件の複数の項目の値を順に設定する超音波動作条件設定方法であって、
   上記複数の項目の中で操作者が任意に選択した項目の値を設定する第１ステップと、
   この第１ステップで設定された項目値から他の項目の設定可能な可動範囲を求める第２ステップと、
   この第２ステップで求めた項目の可動範囲内で操作者が任意に選択した値を設定する第３ステップと、
   この第３ステップに続いて、残されている項目の可動範囲を求め、かつこの可動範囲内の値を選択する動作を最後の項目まで順に繰り返すステップと、を含む超音波動作条件設定方法。
3. 上記複数の項目値の設定のためにその優先順位を予め設定することを特徴とする請求項１又は２記載の超音波動作条件設定方法。
4. 少なくとも被検体観察領域、スキャンスピード、ライン密度を含む複数の項目の動作条件で超音波を送受波する超音波送受波部と、この超音波送受波部で得られた超音波画像を表示する表示部とを備えた超音波診断装置において、
   操作者の操作により上記複数の項目の中の任意の項目値を選択し、この選択された項目値から他の項目の設定可能な可動範囲を求め、この項目の可動範囲内の任意の値を選択・設定し、これらの設定条件項目に従って制御動作を実行する制御回路を設けたことを特徴とする超音波診断装置。
5. 少なくとも被検体観察領域、スキャンスピード、ライン密度を含む複数の項目の動作条件で超音波を送受波する超音波送受波部と、この超音波送受波部で得られた超音波画像を表示する表示部とを備えた超音波診断装置において、
   上記複数の項目の中で操作者が任意に選択した項目の値を設定し、この設定された項目値から他の項目の設定可能な可動範囲を求め、この項目の可動範囲内で操作者が任意に選択した値を設定し、更に続いて、残されている項目の可動範囲を求め、かつこの可動範囲内の値を選択する動作を最後の項目まで順に繰り返し、これらの設定条件項目に従って制御動作を実行する制御回路を設けたことを特徴とする超音波診断装置。
6. 上記複数の項目値の設定のためにその優先順位を予め設定することを特徴とする請求項４又は５記載の超音波診断装置。
7. 上記表示部には、選択・設定するための複数の動作条件項目及びその項目値を表示すると共に、この項目値の中で選択・設定できる可動範囲を表示するようにしたことを特徴とする請求項４乃至６記載の超音波診断装置。