JP2007185391A

JP2007185391A - 超音波画像処理装置

Info

Publication number: JP2007185391A
Application number: JP2006006792A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hattori; 浩服部
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2006-01-13
Filing date: 2006-01-13
Publication date: 2007-07-26

Abstract

【課題】関心領域が最適な位置に配置できると共に、新たな関心領域の継続的な検査を容易に行う。
【解決手段】超音波画像生成部１０は、極座標メモリ９の極座標データをＴＶ座標に変換する座標変換部１３と、ＴＶ座標変換された超音波データを格納する画像メモリ１４と、座標変換部１３及び画像メモリ１４を制御する関心領域移動手段及び元画像復帰手段としての制御部１５とから構成される。ＣＰＵ部１２は、レジスタ部１６、演算部１７及び移動量データ格納手段としての記憶部１８から構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、検査対象物に超音波を送受して超音波画像を得るための画像処理を行う超音波画像処理装置に関する。

近年、超音波診断装置は、医療用分野及び工業用分野において、広く用いられる。超音波診断装置は、超音波を検査対象物に送受信することにより、検査対象物内を非侵襲的に診断するものである。

超音波診断装置は、超音波の走査により得られる画像が２次元画像となる。このため、超音波診断装置は、ユーザに対してより診断し易い画像を提供するために、２次元画像から３次元画像を構築する超音波画像処理装置と組み合わせて使用される場合がある。

消化管は管腔構造であり、膵臓や他の臓器が消化管を取り巻くように配置されているため、これらの詳細な診断には体外式超音波や他の画像診断機器ではアプローチしにくく、粘膜の直接診断には内視鏡を、また粘膜の内側や近傍の臓器やリンパ節の診断には内視鏡先端に超音波振動子を搭載した超音波内視鏡が一般的に使用される。

超音波振動子としては、先端端に複数個の短冊状振動子を凸面状（扇形）に配列し、スコープの挿入方向と同一方向に超音波が走査するコンベックス走査方式超音波振動子や、超音波素子を円筒状に配列し、連続的に素子に電圧をかけて超音波を送受信する電子ラジアル走査方式超音波振動子等がある。

上記従来の超音波画像処理装置は、２次元画像上で関心領域を所望の位置に配置させるために、マウス等のポインティングデバイスを用いて超音波画像を所定方向に回転（ローテーション）させていた。

そこで、例えば特開２００３−３２４４１１号公報等では、簡単な操作で、関心領域が最適な位置に配置可能な超音波画像処理装置が提案されいる。
特開２００３−３２４４１１号公報

しかしながら、新たな関心領域を見い出し検査を継続する場合には、もとの画像配置に戻す必要があるが、上記特開２００３−３２４４１１号公報の超音波画像処理装置では、所定方向に回転させて関心領域を配置させることはできるが、もとの画像配置に戻すことができず、検査を継続的行うことが難しいといった問題がある。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、関心領域が最適な位置に配置できると共に、新たな関心領域の継続的な検査を容易に行うことのできる超音波画像処理装置を提供することを目的としている。

本発明の超音波画像処理装置は、
超音波を送受波し、超音波エコー信号を取得する超音波送受手段と、
前記超音波エコー信号に基づく超音波画像を生成する超音波画像生成手段と、
前記超音波画像の関心領域を指定する関心領域指定手段と、
前記関心領域を前記超音波画像の所望の位置に移動させた関心領域観察用画像を生成する関心領域移動手段と、
前記関心領域移動手段により前記関心領域が移動した際の、移動量データを記憶する移動量データ格納手段と、
前記移動量データに基づき前記関心領域観察用画像を移動前の前記超音波画像に戻す元画像復帰手段と
を備えて構成される。

本発明によれば、関心領域が最適な位置に配置できると共に、新たな関心領域の継続的な検査を容易に行うことができるという効果がある。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について述べる。

図１ないし図１６は本発明の実施例１に係わり、図１は超音波内視鏡装置の構成を示す構成図、図２は図１の操作部の操作による超音波画像の描画範囲を説明する第１の図、図３は図１の操作部の操作による超音波画像の描画範囲を説明する第２の図、図４は図１の操作部の操作による超音波画像の描画範囲を説明する第３の図、図５は図３の描画範囲による観察モニタ上の画像を示す図、図６は図１の超音波観測装置の超音波画像の移動処理の流れを示すフローチャート、図７は図６の処理を説明する第１の図、図８は図６の処理を説明する第２の図、図９は図６の処理を説明する第３の図、図１０は図６の処理を説明する第４の図、図１１は図６の処理を説明する第５の図、図１２は図１の超音波観測装置の超音波画像の復帰処理の流れを示すフローチャート、図１３は図１２の処理を説明する第１の図、図１４は図１２の処理を説明する第２の図、図１５は図１２の処理を説明する第３の図、図１６は図１２の処理を説明する第４の図である。

図１に示すように、本実施例の超音波画像処理装置を構成する超音波内視鏡装置１は、被検体に対して超音波を送受する超音波振動子（図示せず）及び該被検体を撮像する撮像部である例えばＣＣＤ（図示せず）を挿入部先端に内蔵した超音波送受手段としての超音波内視鏡２と、超音波内視鏡２に照明光を供給する光源装置３と、超音波内視鏡２のＣＣＤが撮像した被検体の内視鏡画像を生成するビデオプロセッサ４と、超音波内視鏡２の超音波振動子を駆動し、エコー信号より超音波画像を生成する超音波観測装置５と、超音波観測装置５に対して各種操作を指示する関心領域指定手段としての操作部６とを備えて構成される。なお、本実施例では、超音波振動子は例えば電子ラジアル走査方式超音波振動子より構成される。

超音波観測装置５は、駆動信号に出力し超音波振動子を駆動すると共に、超音波振動子からのエコー信号を極座標データに変換する超音波送受信回路部８と、超音波送受信回路部８からの極座標データを記憶する極座標メモリ９と、極座標メモリ９の極座標データをＴＶ座標変換して超音波画像を生成する超音波画像生成手段としての超音波画像生成部１０と、超音波画像生成部１０からの超音波画像にビデオプロセッサ４からの内視鏡画像を合成し観察モニタに出力する画像合成回路部１１と、各部を制御するＣＰＵ部１２とから構成されている。

超音波画像生成部１０は、極座標メモリ９の極座標データをＴＶ座標に変換する座標変換部１３と、ＴＶ座標変換された超音波データを格納する画像メモリ１４と、座標変換部１３及び画像メモリ１４を制御する関心領域移動手段及び元画像復帰手段としての制御部１５とから構成される。

ライブ時は、極座標メモリ９に受信したデータを順次書き込むと共に、順次読み出す。これによって、ライブ画像の表示が可能となる。

またフリーズ時は、極座標１周分のデータを書込み終わるのを待って、受信したデータの極座標メモリ９への書込みを止めると共に、書き込んだデータを順次読み出す。これによって、静止画像が表示される。

ＣＰＵ部１２は、レジスタ部１６、演算部１７及び移動量データ格納手段としての記憶部１８から構成されている。操作部６は、関心領域を指定するための関心領域設定ボタン２０、トラックボール部２４、スクロール部２５、超音波画像の描画範囲を設定する設定ボタン２１〜２３及びリセットボタン２６を備えて構成される。

超音波内視鏡２は、図２に示すように、挿入軸回りの多重エコー部３０を中心に３６０度の超音波走査３１を行う。そして、操作部６は、設定ボタン２１〜２３を操作することで、超音波画像の描画範囲が設定される。図２は設定ボタン２１により多重エコー部３０を中心とした超音波画像の描画範囲３２ａを設定した状態を示し、図３は設定ボタン２３により多重エコー部３０の半分を上面中央とした超音波画像の描画範囲３２ｂを設定した状態を示し、図４は設定ボタン２２により多重エコー部３０を含む超音波画像の描画範囲３２ｃを設定した状態を示している。

例えば、設定ボタン２３が操作されると、画像合成回路部１１により画像合成がなされ、図５に示すように、観察モニタ７には、描画範囲３２ｂからなる超音波画像４０と内視鏡画像４１からなるう画像が表示されるようになっている。

このように構成された本実施例の超音波観測装置５の作用について説明する。図６に示すように、ステップＳ１にて操作部６の設定ボタン２１〜２３を操作して、観察モニタ７での描画範囲を設定する。例えば設定ボタン２３を操作すことで図３に示すような画像が観察モニタ７に表示される。

このとき超音波内視鏡２のフリーズボタン（図示せず）が操作されると、観察モニタ７に表示されている超音波画像４０と内視鏡画像４１は共に静止画像となる。

そして、ステップＳ２にて関心領域設定ボタン２０を押下後、トラックボール部２４あるいはスクロール部２５を操作することで、図７に示すように、関心領域５１にマーキングを行う。続いて、ステップＳ３にてマーキングした関心領域５１の位置を画像中心に移動するかどうかを関心領域設定ボタン２０が再押下されたかどうかで判断する。

関心領域設定ボタン２０が再押下されない場合はステップＳ７に進むが、関心領域設定ボタン２０が再押下された場合はステップＳ４に進む。

ステップＳ４にて画像メモリ１４から超音波データを読み出し、トラックボール部２４あるいはスクロール部２５を操作することで、制御部１５は回転移動あるいは並進移動、またはその両方の回転移動及び並進移動を実施し、関心領域５１の位置を画像中心とした超音波画像を生成し、生成した超音波画像データを画像メモリ１４に格納する。

これにより、図８に示すように、関心領域５１の位置が画像中心となった超音波画像４０が観察モニタ７に表示される。図８は図７の超音波画像４０を回転移動させて関心領域５１の位置が画像中心とした場合を示しており、図９及び図１０は超音波画像４０を並進移動させて関心領域５１の位置が画像中心とした場合を示している。また、図１１は回転移動及び並進移動の両方が実施された場合を示す。

そして、ステップＳ５にて制御部１５は、回転移動あるいは並進移動した際の移動データを算出し、算出した移動データをＣＰＵ部１２に送信する。そして、ステップＳ６にてＣＰＵ部１２は受信した移動データを記憶部に格納し、ステップＳ７にて超音波内視鏡による観察が終了するまで、ステップＳ２〜Ｓ６の処理を繰り返す。

詳細には、ＣＰＵ部１２は極座標メモリ９への書込みアドレスを制御し極座標系の配列で極座標メモリ９に書き込み、超音波画像生成部１０では、画像メモリ１４への読出しアドレスを制御しＴＶ座標系の配列で読み出すことにより行われる。

ＣＰＵ部１２におけるレジスタ１６の設定：
（１）回転移動
例えば回転量のレジスタ１６が６ビットとすると、回転量は６４ステップで、１ステップ＝３６０度／６４の回転を行う。

回転は（トラックボール部２４あるいはスクロール部２５）等の指示量、又は自動抽出による回転量をレジスタ１６に設定する。

例えばスクロール部２５の矢印を３回押したら、回転量としてレジスタ１６に「３」を設定する。制御部１５では極座標変換部１３から読み出したデータを画像メモリ１４に書き込む際、書込みの開始位置をレジスタ１６で設定した値により変更する。これにより３ステップ分、回転した画像が表示される。

なお、回転移動だけの場合は、画像メモリ１４の書込みアドレスのみ変更され、読み出しアドレスは変更されない。

（２−１）並進移動１：水平方向の移動量
（２−２）並進移動２：垂直方向の移動量
並進移動は（トラックボール部２４あるいはスクロール部２５）等の指示、又は自動抽出による水平方向、及び垂直方向の移動量をレジスタ１６に設定する。

制御部１５で画像メモリ１４に書き込まれたデータを読み出す際、水平方向及び垂直方向読出しの開始位置をレジスタ１６の値で設定された値により変更する。これにより、移動した画像を表示する。

並進移動だけの場合は、画像メモリ１４の書込みアドレスは変更されず、読み出しアドレスのみ変更される。

なお、レジスタ１６のデータは記憶部１８に格納される。また、回転移動、並進移動は共、ライブ／静止画共に制御可能である。

このように関心領域５１の位置が画像中心とした超音波画像４０が観察モニタ７された状態は、リセットボタン２６を操作することにより、容易に初期の超音波画像に戻すことができる。

具体的には、図１２に示すように、ＣＰＵ部１２は、ステップＳ２１にてリセットボタン２６が操作されたかどうか判断し、リセットボタン２６が操作されると、ステップＳ２２にて移動時の回転角情報あるいは並進移動情報を記憶部１８から読み出しレジスタ１６に格納する。そして、ステップＳ２３にてＣＰＵ部１２から制御部１５に回転角情報あるいは並進移動情報を出力することで、制御部１５が超音波画像データを画像メモリ１４から読み出し、回転あるいは並進操作によりマーキングした位置を元の位置に移動して、再度画像メモリ１４に格納する。

図１３及び図１４は超音波画像４０を回転移動させて関心領域５１の位置が画像中心とした場合の画像を元の画像に戻した状態を示し、図１５及び図１６は超音波画像４０を並進移動させて関心領域５１の位置が画像中心とした場合の画像を元の画像に戻した状態を示している。

このように本実施例によれば、所望の関心領域を画像中心に移動させることができると共に、内視鏡のライブ画像との相対位置関係をもとに戻すこともできるので、関心領域が最適な位置に配置できると共に、新たな関心領域の継続的な検査を容易に行うことができる。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

発明の実施例１に係る超音波内視鏡装置の構成を示す構成図図１の操作部の操作による超音波画像の描画範囲を説明する第１の図図１の操作部の操作による超音波画像の描画範囲を説明する第２の図図１の操作部の操作による超音波画像の描画範囲を説明する第３の図図３の描画範囲による観察モニタ上の画像を示す図図１の超音波観測装置の超音波画像の移動処理の流れを示すフローチャート図６の処理を説明する第１の図図６の処理を説明する第２の図図６の処理を説明する第３の図図６の処理を説明する第４の図図６の処理を説明する第５の図図１の超音波観測装置の超音波画像の復帰処理の流れを示すフローチャート図１２の処理を説明する第１の図図１２の処理を説明する第２の図図１２の処理を説明する第３の図図１２の処理を説明する第４の図

符号の説明

１…超音波内視鏡装置
２…超音波内視鏡
３…光源装置
４…ビデオプロセッサ
５…超音波観測装置
６…操作部
７…観察モニタ
８…超音波送受信回路部
９…極座標メモリ
１０…超音波画像生成部
１１…画像合成回路部
１２…ＣＰＵ部
１３…座標変換部
１４…画像メモリ
１５…制御部
１６…レジスタ部
１７…演算部
１８…記憶部
２０…関心領域設定ボタン
２１〜２３…設定ボタン
２４…トラックボール部
２５…スクロール部
２６…リセットボタン

Claims

超音波を送受波し、超音波エコー信号を取得する超音波送受手段と、
前記超音波エコー信号に基づく超音波画像を生成する超音波画像生成手段と、
前記超音波画像の関心領域を指定する関心領域指定手段と、
前記関心領域を前記超音波画像の所望の位置に移動させた関心領域観察用画像を生成する関心領域移動手段と、
前記関心領域移動手段により前記関心領域が移動した際の、移動量データを記憶する移動量データ格納手段と、
前記移動量データに基づき前記関心領域観察用画像を移動前の前記超音波画像に戻す元画像復帰手段と
を備えたことを特徴とする超音波画像処理装置。
前記関心領域移動手段が生成する前記関心領域観察用画像の前記超音波画像は、静止画像である
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波画像処理装置。
前記関心領域移動手段が生成する前記関心領域観察用画像の前記超音波画像は、ライブ画像である
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波画像処理装置。
前記関心領域移動手段は、回転移動及び／または並進移動により前記関心領域を前記超音波画像の所望の位置に移動させ、
前記移動量データ格納手段は、前記移動量データとして、回転移動量データ及び／または並進移動量データを格納し、
前記元画像復帰手段は、前記回転移動量データ及び／または前記並進移動量データ基づき前記関心領域観察用画像を移動前の前記超音波画像に戻す
ことを特徴とする請求項１ないし３に記載の超音波画像処理装置。