JP2008161317A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波診断装置において、ＲＡＷデータを用いて生成した画像データ又は解析データと生体信号との同期表示を正確かつ容易に行ない、かつ、装置構成を簡略化すること。
【解決手段】送受信部３１によって得られた受信信号に基づいてＲＡＷデータを生成するＲＡＷデータ生成部３２と、ＲＡＷデータを収集するための超音波送受信に対応して被検体の生体信号を収集する生体信号計測装置２２と、生体信号をＲＡＷデータに付加する際、超音波の送信条件／受信条件に応じて、ＲＡＷデータへの生体信号の付加タイミングをコントロールする生体信号付加部３３と、ＲＡＷデータを基に、所定時相の画像データ及び解析データのうち少なくとも一方を生成する画像・解析データ生成部３５と、ＲＡＷデータに付加された生体信号を基に、所定時相における生体信号と、画像データ及び解析データのうち少なくとも一方とを同期表示させる表示用データ生成部３６と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、超音波診断技術に係り、特に、被検体に対する超音波の送受波によって得られた画像データ又は解析データとこれらのデータと並行して得られる生体信号とを同期させて（時相合わせして）表示する超音波診断装置に関する。

超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された超音波振動子から発生する超音波を被検体内に放射し、被検体組織の音響インピーダンスの差異によって生ずる反射信号を超音波振動子によって受信して画像化してモニタ上に表示するものである。超音波診断装置による表示画像を用いた超音波診断方法は、超音波プローブを体表に接触させるだけの簡単な操作でリアルタイムの２次元画像データが容易に得られるため、心臓等の臓器の機能診断や形態診断に広く用いられている。

被検体の組織又は血球からの反射波により生体情報を得る超音波診断装置による診断方法は、超音波パルス反射法と超音波ドプラ法の２つの大きな技術開発により急速な進歩を遂げている。また、超音波パルス反射を用いて得られるＢモード画像データと、超音波ドプラ法を用いて得られるカラードプラ画像データとは、今日の超音波診断において不可欠なものとなっている。

さらに、超音波診断においては、被検体に対する超音波の送受波によって得られた画像データを心電波形（ＥＣＧ：ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ）信号等の生体信号と同期させて表示する方法が従来から行なわれており、特に、心臓をはじめとする循環器診断においては、画像データの時相の把握を目的とした生体信号との同時表示は必須なものとなってきている。

しかしながら、例えば、Ｂモード画像データ又はカラードプラ画像データ等の画像データとＥＣＧ信号とを同時表示する場合、画像データは、被検体からのデータ収集と表示が略同時に行なわれるＥＣＧ信号と比較して、２次元的な画像データを生成するために無視できない処理時間を要する。よって、画像データとＥＣＧ信号とを同期させて表示することが困難であった。

このような問題点に対して、画像データの生成に要する時間だけＥＣＧ信号を遅延させて同期をとる方法が考案されている（例えば、特許文献１参照。）。

一方、ネットワークを介して接続された複数の医療機器から得られる医療情報の時相を合わせる方法として、各々の医療機器が内蔵する内部時計をネットワークに接続された標準時計装置の時刻情報に基づいて補正する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

しかしながら、特許文献１の方法では、画像データの生成に要するおおよその時間を推定し、その時間分だけＥＣＧ信号を遅延させる方法がとられているため十分な同期精度が得られなかった。さらに、特許文献１の方法は、所定の手順によって生成された画像データのＥＣＧ信号に対する遅延時間を補正するためのものであり、画像データ及びＥＣＧ信号はいずれも略リアルタイムで生成及び表示されることを前提としている。同様にして、特許文献２の方法においても、既に生成された画像データ等の医療情報に対して同期補正が行なわれている。

ところで、超音波診断装置では、近年、画像データの生成に用いられる走査方向単位の超音波データ（ＲＡＷデータ）を装置内の記憶回路に一旦保存させ、後日、ＲＡＷデータに対して種々の信号処理を行ない所望の画像データ又は解析データを生成する方法が普及しつつある。この方法によれば、ＲＡＷデータに対する信号処理は被検者が不在であっても可能なため、時間的制約を受けずに行なうことができる。

このような場合においても、ＲＡＷデータを用いて生成された画像データや解析データとＥＣＧ信号等の生体信号との同期表示は不可欠となるが、正確な同期表示方法についてはこれまで考慮されていなかった。

そこで、超音波ＲＡＷデータを用いて生成した画像データ又は解析データと生体信号との同期表示を精度よく行なう方法が考案されている（例えば、特許文献３参照。）。特許文献３の技術によると、被検体から得られたＲＡＷデータを使用して画像データや解析データ等の生成を行なう際に、生体信号又は生体信号に基づいて生成した時刻情報をＲＡＷデータに付帯情報として付加することによって、ＲＡＷデータを用いて生成した画像データ又は解析データと生体信号との同期表示を精度よく行なうことが可能となる。
特開平３−９０１４１号公報 特開平１１−７４２８号公報 特開２００６−６８１０１号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、画像データの生成に要するおおよその時間を推定し、その時間分だけＥＣＧ信号を遅延させる方法がとられているため十分な同期精度が得られなかった。さらに、この方法は、所定の手順によって生成された画像データのＥＣＧ信号に対する遅延時間を補正するためのものであり、画像データ及びＥＣＧ信号はいずれも略リアルタイムで生成及び表示されることを前提としている。同様にして、特許文献２の技術においても、既に生成された画像データ等の医療情報に対して同期補正がおこなわれている。

ところで、超音波診断装置では、近年、画像データの生成に用いられる走査方向単位の超音波データ（ＲＡＷデータ）を装置内の記憶回路に一旦保存させ、後日、このＲＡＷデータに対して種々の信号処理を行ない所望の画像データ又は解析データを生成する方法が普及しつつある。この方法によれば、ＲＡＷデータに対する信号処理は被検体が不在であっても可能なため、時間的制約を受けずに行なうことができる。

このような場合においても、ＲＡＷデータを用いて生成された画像データや解析データとＥＣＧ信号等の生体信号との同期表示は不可欠となるが、正確な同期表示方法について従来は考慮されていなかった。

また、特許文献３の技術によってＲＡＷデータを用いて生成された画像データや解析データとＥＣＧ信号等の生体信号とを同期させるには、装置をフリーズさせ、ソフトウェアを用いて生成時間の最新の各データを基準として、時間的に類似するデータを抽出するといった方法が採られることになる。よって、ＲＡＷデータを用いて生成された画像データや解析データとＥＣＧ信号等の生体信号との同期精度の点において、特許文献３の技術にはさらなる改善の余地がある。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、被検体から得られたＲＡＷデータを用いて画像データや解析データ等の生成を行なう際に、ＲＡＷデータを用いて生成した画像データ又は解析データと生体信号との間の同期を高精度で行なうことが可能となる超音波診断装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、ＥＣＧ信号に対する時刻情報の付加が不要となるため、装置構成を簡略化することができる超音波診断装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の超音波診断装置は、被検体に対して超音波送受波を行なうための超音波振動子を備えた超音波プローブと、前記超音波振動子を駆動して複数の方向に対して超音波の走査を行なう送受信部と、前記送受信部によって得られた受信信号に基づいてＲＡＷデータを生成するＲＡＷデータ生成部と、前記ＲＡＷデータを収集するための超音波送受信に対応して前記被検体の生体信号を収集する生体信号計測装置と、前記生体信号を前記ＲＡＷデータに付加する際、前記超音波の送信条件／受信条件に応じて、前記ＲＡＷデータへの前記生体信号の付加タイミングをコントロールする生体信号付加部と、前記ＲＡＷデータを基に、所定時相の画像データ及び解析データのうち少なくとも一方を生成する画像・解析データ生成部と、前記ＲＡＷデータに付加された生体信号を基に、前記所定時相における生体信号と、前記画像データ及び解析データのうち少なくとも一方とを同期表示させる表示用データ生成部と、を有する。

本発明に係る超音波診断装置によると、被検体から得られたＲＡＷデータを用いて画像データや解析データ等の生成を行なう際に、ＲＡＷデータを用いて生成した画像データ又は解析データと生体信号との間の同期を高精度で行なうことが可能となる。

さらに、本発明に係る超音波診断装置によると、ＥＣＧ信号に対する時刻情報の付加が不要となるため、装置構成を簡略化することができる。

本発明に係る超音波診断装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

本発明に係る超音波診断装置の特徴は、超音波送受波によるＲＡＷデータの生成と並行して収集される生体信号をＲＡＷデータに付加することによって、ＲＡＷデータを用いて生成した画像データ又は解析データと生体信号との同期表示を行なうことにある。

図１は、本発明に係る超音波診断装置の実施形態の全体構成を示すブロック図である。

図１は、本実施形態の超音波診断装置１０を示し、その超音波診断装置１０は、超音波プローブ１１、装置本体１２、表示装置１３及び入力装置１４を備える。

超音波プローブ１１は、被検体（図示しない）の表面に対してその前面を接触させ、第１の走査方向（θ１）、第２の走査方向（θ２）乃至第Ｍの走査方向（θＭ）に対して超音波の送受信を行なうものである。超音波プローブ１１は、例えば、１次元に配列した複数個（Ｎ個）の超音波振動子をその先端部分に有している。超音波振動子は電気音響変換素子であり、送信時には電気パルス（駆動信号）を超音波パルス（送信超音波）に変換し、また、受信時には超音波反射波（受信超音波）を電気信号（受信信号）に変換する機能を有している。超音波プローブ１１は小型、軽量に構成されており、Ｎチャンネルのケーブルを介して装置本体１３に接続されている。超音波プローブ１１は、セクタ走査対応、リニア走査対応及びコンベックス走査対応等があり、それらの中から診断部位に応じて任意に選択される。以下、セクタ走査対応の超音波プローブ１１を用いた場合について述べる。

図２は、装置本体１２の構成を示す図である。

図２に示すように、装置本体１２は、ハードウェアとしてのシステム制御装置２１、生体信号計測装置２２及び記憶装置２３を備える。また、装置本体１２は、送受信部３１、ＲＡＷデータ生成部３２、生体信号付加部３３、ＲＡＷデータ記録部３４、画像・解析データ生成部３５及び表示用データ生成部３６を有する。なお、以下、装置本体１２の各部３１乃至３６の全てを回路等のハードウェアによって構築する場合を説明する。しかし、装置本体１２の各部３１乃至３６の全部又は一部は、プログラムを実行することによって機能させてもよい。

システム制御装置２１は、図示しないＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）及びメモリを備える。システム制御装置２１から供給される各種の入力情報や選択情報等はメモリに保存される。そして、ＣＰＵは、これらの情報に基づいて、装置本体１２を構成する各部３１乃至３６等の制御やシステム全体の制御を行なう。

生体信号計測装置２２は、主に被検体の体表に接触させて使用され、心電波形（ＥＣＧ：ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ）、脳波、心音、血圧波形、呼吸波形及びインピーダンス波形等のうち少なくとも１つによる生体信号を計測し、計測した生体信号をデジタル信号に変換する。

記憶装置２３は、不揮発性の半導体メモリ等によって構成される。記憶装置２３は、後述するＲＡＷデータの一時的な記憶や、ＥＣＧ信号が付加されたＲＡＷデータ等の記憶に用いられる。

送受信部３１は、超音波プローブ１１から送信超音波を発生するための駆動信号を生成する超音波送信部３１ａと、超音波プローブ１１の超音波振動子から得られる複数チャンネルの受信信号に対して整相加算を行なう超音波受信部３１ｂとから構成される。具体的には、超音波送信部３１ａは、図示しないレートパルス発生器、送信遅延回路及びパルサを設ける。レートパルス発生器は、被検体に放射する超音波パルスの繰り返し周期（Ｔｒ）を決定するレートパルスを送信遅延回路に供給する。一方、送信遅延回路は、超音波プローブ１１において送信に使用される超音波振動子と同数（Ｎチャンネル）の独立な遅延回路から構成されており、送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに超音波を収束するための集束用遅延時間と、所定の方向に超音波を送信するための偏向用遅延時間をレートパルスに与え、このレートパルスをパルサに供給する。パルサは、送信に使用される超音波振動子と同数（Ｎチャンネル）の独立な駆動回路を有しており、超音波プローブ１１に内蔵されたＮ個の超音波振動子を駆動し、被検体に対して送信超音波を放射するための駆動パルスを生成する。

一方、超音波受信部３１ｂは、図示しないＮチャンネルのプリアンプ、受信遅延回路及び加算器を設ける。プリアンプは、超音波振動子によって電気信号に変換された微小な受信信号を増幅し十分なＳ／Ｎを確保する。受信遅延回路は、所定の深さからの受信超音波を集束して細い受信ビーム幅を得るための収束用遅延時間と、所定の方向に超音波ビームの受信指向性を設定するための偏向用遅延時間とをプリアンプの出力に与えた後、加算器に送る。加算器は、超音波振動子からのＮチャンネルの受信信号は加算されて１つに纏められる。

ＲＡＷデータ生成部３２は、Ｂモードデータ生成部３２ａ、Ｉ／Ｑデータ生成部３２ｂ及びカラードプラデータ生成部３２ｃを設ける。Ｂモードデータ生成部３２ａは、整相加算された超音波受信部３１ｂの受信信号に対してＢモード画像用のＲＡＷデータを生成するための信号処理を行なう。具体的には、Ｂモードデータ生成部３２ａは、図示しない包絡線検波器、対数変換器及びＡ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ／ｄｉｇｉｔａｌ）変換器を備える。Ｂモードデータ生成部３２ａの入力信号は、包絡線検波器によって包絡線検波が行なわれた後対数変換器で対数変換され、弱い信号が相対的に強調される。そして、対数変換器の出力は、Ａ／Ｄ変換器によってデジタル変換されてＢモードデータを生成する。

Ｉ／Ｑデータ生成部３２ｂは、整相加算された超音波受信部３１ｂの受信信号に対してＩ／Ｑ信号を生成する。具体的には、Ｉ／Ｑデータ生成部３２ｂは、図示しない基準信号発生器、π／２移相器、ミキサ、２チャンネルから構成されるＬＰＦ（ｌａｗ ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）及びＡ／Ｄ変換器を設ける。そして、超音波の受信信号に対して直交位相検波を行なって受信信号のＩＱ成分を検出する。

カラードプラデータ生成部３２ｃは、図示しないＩ／Ｑ信号記憶回路、ＭＴＩ（ｍｏｖｉｎｇ ｔａｒｇｅｔ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）フィルタ、自己相関器及び演算器を設ける。Ｉ／Ｑ信号記憶回路は、所定の走査方向に対して行なわれる連続した複数回の超音波送受波によって得られる受信信号に対してＩ／Ｑデータ生成部３２ｂが直交位相検波を行なって得られたＩ成分（受信信号の実数成分）及びＱ成分（受信信号の虚数成分）を順次保存する。ＭＴＩフィルタは、高域通過用のデジタルフィルタであり、Ｉ／Ｑ信号記憶回路に一旦保存されたＩＱ信号に対して臓器等の固定反射体からの反射成分や呼吸性移動又は拍動性移動等に起因するドプラ信号成分（組織ドプラ成分）の除去を行なう。自己相関器は、ＭＴＩフィルタによって血流情報のみが抽出されたドプラ信号に対して自己相関処理を行なう。演算器は、この自己相関処理結果に基づいて血流の平均流速値及び分散値、さらにはパワー値等を２次元的に算出してカラードプラデータを生成する。

生体信号付加部３３は、ＲＡＷデータ生成部３２から供給されるＲＡＷデータに対して、生体信号計測装置２２から供給されるＥＣＧ信号を付加する。生体信号付加部３３は、生体信号をＲＡＷデータに付加する際、超音波の送信条件／受信条件に応じて、ＲＡＷデータへの生体信号の付加タイミングをコントロールする。

ここで、超音波送受信とＥＣＧ計測がほぼ同時刻に行なわれていても、装置内の信号伝達経路の違いにより、生体信号付加部３３へのＲＡＷデータとＥＣＧ信号との到達時刻が異なる場合がある。このような場合、生体信号付加部３３は、ＲＡＷデータにＥＣＧ信号を付加する際、生体信号付加部３３への到達時刻の違いを考慮する必要がある。例えば、装置構成上の理由で、ＲＡＷデータと同時刻に収集されたＥＣＧ信号が、ＲＡＷデータよりも一定時間遅れて生体信号付加部３３に到達する場合、ある時刻に生体信号付加部３３に到達した生体信号は、それより一定時間前に生体信号付加部３３に到達したＲＡＷデータに付加する必要がある。

そこで、生体信号付加部３３は、一定時間以上のＲＡＷデータを、バッファとしての記憶装置２３に一時的に記憶させる。すなわち、生体信号付加部３３に到達したＲＡＷデータは一時的に記憶装置２３に書き込まれる。その際、１ベクターのデータが１アドレスに書き込まれるとすると、このバッファメモリ１アドレスは、次の式（１）によって算出される時間（Ｔ１）に相当すると考えられる。なお、次の式中の送信多段段数とは、１ベクター（ＲＡＷデータ）を生成するために必要な送信数である。
［数１］
Ｔ１＝（１／パルス繰り返し周波数）／送信多段段数 …（１）

ＲＡＷデータと同時刻に収集されたＥＣＧ信号が、ＲＡＷデータよりも時間Ｔ２だけ遅れて生体信号付加部３３に到達したとすると、生体信号付加部３３に到達したＥＣＧ信号は、最新のＲＡＷデータ書き込みアドレスよりもＴ２／Ｔ１分、過去のアドレスのＲＡＷデータに付加される。また、ＥＣＧ信号の収集間隔が時間Ｔ３である場合、Ｔ３／Ｔ１分のアドレスのＲＡＷデータに同じＥＣＧ信号が付加されることになる。

また、ＲＡＷデータ記録部３４は、ＥＣＧ信号が付加されたＲＡＷデータを順次記憶装置２３に記録する。

図３は、ＲＡＷデータ（Ｂモード用ＲＡＷデータ）の構造の第１例を説明するための図である。

図３に示すように、例えば、第１の走査方向（θ１）に対して得られたＢモード用ＲＡＷデータＢ−１の画素ａ１１乃至ａ１Ｌの各々は１２ビットで構成される。Ｂモード用ＲＡＷデータＢ−１の画素ａ１（Ｌ−１１）乃至ａ１Ｌの１２画素のＬＳＢを生体信号記憶領域ａ１０ｃに設定する。すなわち、生体信号計測装置２２から供給される１２ビットのＥＣＧ信号は、生体信号記憶領域ａ１０ｃに保存される。なお、生体信号記憶領域ａ１０ｃは各画素のＬＳＢ（ｌｅｓｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｂｉｔ）で構成されているため、Ｂモード画像データの画質に与える影響は小さい。

図４は、ＲＡＷデータ（Ｂモード用ＲＡＷデータ）の構造の第２例を説明するための図である。

図４に示したデータ構造は、図３に示したデータ構造と同様にして、第１の走査方向（θ１）に対して得られたＢモード用ＲＡＷデータＢ−１の画素ａ１１乃至ａ１Ｌの各々は１２ビットで構成されている。そして、Ｂモード用ＲＡＷデータＢ−１の画素ａ１Ｌにおける１２ビット（ＬＳＢ乃至ＭＳＢ（ｍｏｓｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｂｉｔ））を生体信号記憶領域ａ１０ｃに設定する。この場合、画素ａ１Ｌは全てＥＣＧ信号の情報が保存されているため、Ｂモード画像データを表示する際には画素ａ１Ｌを表示させないためのブランキング処理を行なうことが望ましい。

また、Ｂモード用ＲＡＷデータの画素数をＬ個より増加させ、ａ１（Ｌ＋１）に生体信号記憶領域を設定してもよい。さらに、他の付加情報が存在するヘッダ／フッタ情報領域に埋め込むようにしてもよい。

図２に示す画像・解析データ生成部３５は、記憶装置２３に記憶されたＲＡＷデータの中から、所定の時相における１つ又は複数個のＲＡＷデータを読み出し、この読み出したＲＡＷデータに対して必要に応じてデータ処理し、走査変換（スキャンコンバージョン）を行なって画像データを生成する。具体的には、画像・解析データ生成部３５は、ＲＡＷデータ処理部３５ａ及び画像データ生成部３５ｂを備える。ＲＡＷデータ処理部３５ａは、所定時相のＲＡＷデータを読み出し、Ｂモード用ＲＡＷデータやカラードプラ用ＲＡＷデータに対する画像処理や画像分析、Ｉ／Ｑ信号に対するスペクトラム解析等のデータ処理を行なう。画像データ生成部３５ｂは、ＲＡＷデータ処理部３５ａにおいて読み出された所定時相のＢモード用ＲＡＷデータ又はカラードプラ用ＲＡＷデータに対して走査変換を行なって画像データを生成する。

表示用データ生成部３６は、画像・解析データ生成部３５から供給される画像データ又は解析データと生体信号とを合成して表示用データを生成する。

図１に示した表示装置１３は、図示しないＤ／Ａ変換回路とモニタを備える。Ｄ／Ａ変換回路は、装置本体１２の表示用データ生成部３６によって生成された表示用データを、Ｄ／Ａ変換とテレビフォーマット変換によって映像信号に変換する。ＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）又は液晶等のモニタは、Ｄ／Ａ変換回路から出力された映像信号を表示する。

入力装置１４は、操作パネル上にキーボード、トラックボール及びマウス等の入力デバイスと表示パネルを備える。入力装置１４は、患者情報、各種コマンド、画像データ生成モードの入力信号を装置本体１２のシステム制御装置２１に入力する。

続いて、本実施形態の超音波診断装置１０の動作について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。なお、本実施形態では、画像データ（解析データ）と生体信号との同期表示として、Ｂモード用ＲＡＷデータから生成されるＢモード画像データとＥＣＧ信号との同期表示を例にとって説明するが、本発明はこの組み合わせに限定されるものではない。

被検体に対する超音波送受波に先立って、医師や検査技師等の操作者は、被検体の所定の位置に生体信号計測装置２２としてのＥＣＧの電極を装着する。次いで、操作者は、入力装置１４の入力デバイスを用いて被検体情報の入力や画像データ生成モードとしてＢモード画像データの選択等を行ない、超音波プローブ１１の先端部を被検体の所定位置に配置する（ステップＳ１）。このとき、入力情報や選択情報は、システム制御装置２１のメモリに保存される。

ステップＳ１によって初期設定が終了すると、システム制御装置２１は、図２に示した超音波送信部３１ａのレートパルス発生器に対して送信制御信号を供給する。レートパルス発生器は、システム制御装置２１からの制御信号に同期して被検体に放射する超音波パルスの繰り返し周期（Ｔｒ）を決定するレートパルスを送信遅延回路に供給する。

次いで、超音波送信部３１ａの送信遅延回路は、所定の深さに超音波を集束するための集束用遅延時間と、第１の走査方向（θ１）に超音波を送信するための偏向用遅延時間をレートパルスに与え、このレートパルスをパルサに供給する。パルサは、レートパルスの駆動によって生成される駆動信号を、ケーブルを介して超音波プローブ１１におけるＮ個の超音波振動子に供給し、被検体のθ１方向に超音波パルスを放射する。

被検体に放射された超音波パルスの一部は、音響インピーダンスの異なる臓器間の境界面又は組織にて反射する。被検体の組織にて反射した超音波反射波（受信超音波）は、超音波プローブ１１の超音波振動子によって受信されて電気信号（受信信号）に変換される。受信信号は、超音波受信部３１ｂにおけるＮチャンネルの独立なプリアンプにて増幅されてＮチャンネルの受信遅延回路に送られる。

超音波受信部３１ｂの受信遅延回路は、所定の深さからの超音波を収束するための集束用遅延時間と、第１の走査方向に強い受信指向性をもたせて受信するための偏向用遅延時間を受信信号に与えた後、加算器に送る。そして、加算器は、受信遅延回路から出力されたＮチャンネルの受信信号を加算合成し、１つの受信信号に纏めた後、ＲＡＷデータ生成部３２に供給する。

次いで、ＲＡＷデータ生成部３２のＢモードデータ生成部３２ａは、超音波受信部３１ｂの加算器からの出力信号に対して包絡線検波、対数変換、Ａ／Ｄ変換を行なってＢモード用ＲＡＷデータを生成する（ステップＳ２）。Ｂモードデータ生成部３２ａによって生成されたＢモード用ＲＡＷデータは、生体信号付加部３３に供給される。

一方、第１の走査方向（θ１）に対する超音波送受波と並行して、生体信号計測装置２２としてのＥＣＧは、被検体のＥＣＧ信号を収集する（ステップＳ３）。生体信号計測装置２２によって収集されたＥＣＧ信号は、生体信号付加部３３に供給される。

次いで、生体信号付加部３３は、Ｂモード用ＲＡＷデータのヘッダ部又は画素に設けられた生体信号記憶領域に対して、生体信号計測装置２２から供給されるＥＣＧ信号を付加する（ステップＳ４）。生体信号付加部３３は、ステップＳ４によってＲＡＷデータにＥＣＧ信号を付加する際、前述したように、Ｂモード用ＲＡＷデータへの生体信号の付加タイミングをコントロールする。次いで、ＥＣＧ信号が付加されたＢモード用ＲＡＷデータは、ＲＡＷデータ記録部３４によって記憶装置２３に記録される。

次いで、システム制御装置２１は、第１の走査方向の場合と同様に、第２の走査方向乃至第Ｍの走査方向に対して超音波送受波を行なって、さらに、第Ｍの走査方向に対する超音波送受波に後続して第１の走査方向乃至第Ｍの走査方向に対する超音波送受波を繰り返し行なって、Ｂモード用ＲＡＷデータを生成する（ステップＳ２）。また、第２の走査方向（θ２）乃至第Ｍの走査方向（θＭ）に対する超音波送受波や第Ｍの走査方向に対する超音波送受波に後続して第１の走査方向乃至第Ｍの走査方向に対する超音波送受波と並行して、ＥＣＧは、被検体のＥＣＧ信号を収集する（ステップＳ３）。そして、生体信号付加部３３は、各Ｂモード用ＲＡＷデータに対して、各ＥＣＧ信号をそれぞれ付加する（ステップＳ４）。

ステップＳ４によって生成されたＥＣＧ信号が付加された各Ｂモード用ＲＡＷデータは、ＲＡＷデータ記録部３４によって記憶装置２３にそれぞれ記録される（ステップＳ５）。

画像・解析データ生成部３５のＲＡＷデータ処理部３５ａは、記憶装置２３に一旦保存されたＢモード用ＲＡＷデータから、所定時相のＢモード用ＲＡＷデータをＥＣＧ信号と共に読み出す（ステップＳ６）。読み出されたＢモード用ＲＡＷデータに対して必要に応じて画像処理が行なわれた後、Ｂモード用ＲＡＷデータは画像データ生成部３５ｂに供給される。一方、Ｂモード用ＲＡＷデータと共に読み出されたＥＣＧ信号は、表示用データ生成部３６に供給される。

画像データ生成部３５ｂは、ＲＡＷデータ処理部３５ａによって読み出された所定時相における１フレーム分のＢモード用ＲＡＷデータに対して走査変換を行なってＢモード画像データを生成する（ステップＳ７）。

次いで、表示用データ生成部３６は、画像・解析データ生成部３５の画像データ生成部３５ｂから供給されるＢモード画像データと、ＲＡＷデータ処理部３５ａから供給されるＥＣＧ信号とを合成した表示用データを生成する。

表示装置１３は、表示用データ生成部３６によって生成された表示用データをＤ／Ａ変換及びテレビフォーマット変換して映像信号を生成しモニタに表示する（ステップＳ８）。よって、モニタには、選択された所定時相のＢモード用ＲＡＷデータを基に生成されたＢモード画像と、所定時相のＢモード用ＲＡＷデータに同期したＥＣＧ信号とが同期表示される。

本実施形態の超音波診断装置１０を用いて説明したように、本発明によると、被検体から得られたＲＡＷデータを使用して画像データや解析データ等の生成を行なう際に、ＲＡＷデータの収集と並行して得られる生体信号をＲＡＷデータに付加することによって、ＲＡＷデータを用いて生成した画像データ又は解析データと生体信号との同期表示を正確かつ容易に行なうことが可能となる。

さらに、本実施形態の超音波診断装置１０を用いて説明したように、本発明によると、ＥＣＧ信号に対する時刻情報の付加が不要となるため、装置構成を簡略化することができる。

以上、本実施形態の超音波診断装置１０を用いて説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することが可能である。例えば、既に述べたように、Ｂモード用ＲＡＷデータから生成されるＢモード画像データとＥＣＧ信号の同期表示について述べたが、この組み合わせに限定されるものではなく、生体信号と同期表示される画像データ又は解析データはカラードプラ画像データやドプラスペクトラムデータ等であってもよい。また、生体信号は、脳波、心音、血圧波形、呼吸波形及びインピーダンス波形等によるものであってもよい。

特に、カラードプラ用ＲＡＷデータの画素に対して生体信号を付加する場合には、使用頻度や重要性が比較的低い分散値画素を用いることが好適である。

また、ＲＡＷデータは、走査方向単位のＲＡＷデータ（すなわち、ベクターデータ）としたが、走査変換を行なう前の超音波データであれば特に限定されない。

さらに、１つの画像データ又は解析データと１つの生体信号との同期表示について述べたが、複数の生体信号と複数の画像データ及び解析データとの同期表示であってもよい。

なお、ＲＡＷデータは２次元的に収集される場合について述べたが、３次元的に収集されるものであってもよい。そして、この場合の超音波プローブ１１は、３次元的なＲＡＷデータを収集するために超音波振動子が２次元配列されていることが好適である。

本発明に係る超音波診断装置の実施形態の全体構成を示すブロック図。 装置本体の構成を示す図。 Ｂモード用ＲＡＷデータの構造の第１例を説明するための図。 Ｂモード用ＲＡＷデータの構造の第２例を説明するための図。 本実施形態の超音波診断装置の動作を示すフローチャート。

符号の説明

１０ 超音波診断装置
１１ 超音波プローブ
１２ 装置本体
１３ 表示装置
１４ 入力装置
２１ システム制御装置
２２ 生体信号計測装置
２３ 記憶装置
３１ 送受信部
３１ａ 超音波送信部
３１ｂ 超音波受信部
３２ ＲＡＷデータ生成部
３２ａ Ｂモードデータ生成部
３２ｂ Ｉ／Ｑデータ生成部
３２ｃ カラードプラデータ生成部
３３ 生体信号付加部
３５ 画像・解析データ生成部
３５ａ ＲＡＷデータ処理部
３５ｂ 画像データ生成部
３６ 表示用データ生成部

Claims (5)

1. 被検体に対して超音波送受波を行なうための超音波振動子を備えた超音波プローブと、
   前記超音波振動子を駆動して複数の方向に対して超音波の走査を行なう送受信部と、
   前記送受信部によって得られた受信信号に基づいてＲＡＷデータを生成するＲＡＷデータ生成部と、
   前記ＲＡＷデータを収集するための超音波送受信に対応して前記被検体の生体信号を収集する生体信号計測装置と、
   前記生体信号を前記ＲＡＷデータに付加する際、前記超音波の送信条件／受信条件に応じて、前記ＲＡＷデータへの前記生体信号の付加タイミングをコントロールする生体信号付加部と、
   前記ＲＡＷデータを基に、所定時相の画像データ及び解析データのうち少なくとも一方を生成する画像・解析データ生成部と、
   前記ＲＡＷデータに付加された生体信号を基に、前記所定時相における生体信号と、前記画像データ及び解析データのうち少なくとも一方とを同期表示させる表示用データ生成部と、を有することを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記ＲＡＷデータ生成部は、前記ＲＡＷデータとして、Ｂモード用ＲＡＷデータ、カラードプラ用ＲＡＷデータ及びドプラスペクトラム用ＲＡＷデータのうち少なくとも１つを生成することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記生体信号計測装置は、前記生体信号として、心電波形、脳波、心音、血圧波形、呼吸波形及びインピーダンス波形のうち少なくとも１つを計測することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
4. 前記生体信号付加部は、前記ＲＡＷデータのヘッダ部及び画素の１部のうち少なくとも１つに前記生体信号を付加することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
5. 前記生体信号付加部は、パルス繰り返し周波数及び送信多段段数をパラメータとして、前記ＲＡＷデータへの前記生体信号の付加タイミングをコントロールすることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。

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