JP2946357B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波を利用して被検
体の診断部位、例えば血管や心臓等の運動部位について
その動きの成分を抽出し差分画像として表示し得る超音
波診断装置に関し、特に２階差分画像を描出する機能を
付加し上記運動部位について近似的な加速度を表示する
ことができる超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の差分画像を描出する機能を有する
超音波診断装置は、特開昭62-189054号公報又は特願平1
-258352号の明細書に記載されたものがある。

【０００３】特開昭62-189054号公報に記載された超音
波診断装置は、被検体に超音波を送信及び受信する超音
波送受信手段（探触子及び超音波送受信部）と、この超
音波送受信手段からの反射エコー信号を用いて運動部位
を含む被検体内の断層像データを所定周期で繰り返して
得る断層走査手段（ディジタルスキャンコンバータ）
と、この断層走査手段によって得た時系列の画像間で計
算を行ってそれらの差分画像データを生成する手段（差
分処理器）と、この差分画像データ生成手段からの差分
画像データを表示する画像表示手段（テレビモニタ）と
を有して成っていた。

【０００４】この場合、上記断層走査手段によって得た
時系列の画像において前回走査時の画像と今回走査時の
画像とを取り込んだ時間経過の間に、被検体内の運動部
位が動くと、その動いた部分については前回画像と今回
画像との間で画像データに差が生じ、静止部分について
は両画像間で画像データは同一であり差分データは零と
なり、運動部位のみが画像表示される。

【０００５】また、特願平1-258352号の明細書では、時
系列的に隣接する画像同士で差分処理をし、又は時系列
的に並んだ画像から任意時相の２画像を抽出しそれらの
画像間で差分処理をし、これらにより得られた差分画像
をカラー表示する超音波診断装置が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の超音波診断装置においては、いずれも断層走査手段
から出力された画像データについて二つの断層像を抽出
し、これらの断層像間で引き算を１回行って差分画像デ
ータを生成し、その差分画像を表示するだけであるの
で、被検体の運動部位の変位量を抽出して速度情報を画
像表示することはできるが、その運動部位の速度が変化
する状態、すなわち加速度情報は画像表示できないもの
であった。従って、上記運動部位について速度変化の大
きいところや小さいところがあっても、これらを直接画
像表示することはできないものであった。このことか
ら、被検体の特に運動部位を検査した診断情報として
は、加速度情報が不足することとなり、詳細かつ正確な
診断が困難となることがあった。

【０００７】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、被検体の診断部位について２階差分画像を描出す
る機能を付加し運動部位について近似的な加速度を表示
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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による超音波診断装置は、被検体に超音波を
送信及び受信する超音波送受信手段と、この超音波送受
信手段からの反射エコー信号を用いて運動部位を含む被
検体内の断層像データを所定周期で繰り返して得る断層
走査手段と、この断層走査手段によって得た時系列の画
像間で引き算を行ってそれらの差分画像データを生成す
る手段と、この差分画像データ生成手段からの差分画像
データを表示する画像表示手段とを有する超音波診断装
置において、上記差分画像データ生成手段は、まず、断
層走査手段からの画像データについて二つの断層像間で
１回目の差分を行い、これにより得られた二つの差分画
像間で２回目の差分を行って２階差分画像データを生成
する構成としたものである。

【０００９】そして、上記差分画像データ生成手段は、
断層走査手段から順次取り込んだ画像データについて時
系列的に隣接する断層像同士で１回目の差分を行う差分
手段と、これにより得られた差分画像データについて時
系列的に隣接する差分画像同士で２回目の差分を行う差
分手段とを有するものとするとよい。

【００１０】また、上記差分画像データ生成手段は、断
層走査手段から順次取り込んだ画像データについて時系
列的にｍ枚（ｍは２以上の整数）間隔で指定した断層像
同士で１回目の差分を行う差分手段と、これにより得ら
れた差分画像データについて時系列的に隣接する差分画
像同士で２回目の差分を行う差分手段とを有するものと
してもよい。

【００１１】さらに、上記１回目の差分を行う差分手段
及び２回目の差分を行う差分手段のそれぞれ前段に設け
られた画像データ記憶手段の記憶容量を、対象臓器の動
きの１周期分以上に相当するフレーム数を記憶可能な量
とするとよい。

【００１２】さらにまた、上記２回目の差分を行う差分
手段の後段に、これにより生成された２階差分画像デー
タを記憶する記憶手段を設けるとよい。

【００１３】また、上記２階差分画像データの記憶手段
の後段に、これより読み出した２階差分画像データへ色
相情報を付与する手段を設けると共に、この色相情報付
与手段の後段には、断層走査手段から出力された断層像
データと上記色相情報付与手段で色相情報を付与された
２階差分画像データとを重畳させる手段を設けると効果
的である。

【００１４】

【作用】このように構成された超音波診断装置は、差分
画像データ生成手段により、断層走査手段からの画像デ
ータを入力してまず二つの断層像間で１回目の差分演算
を行い、次いでこれにより得られた二つの差分画像間で
２回目の差分演算を行って２階差分画像データを生成
し、この２階差分画像データを画像表示手段に表示する
ように動作する。これにより、被検体の運動部位につい
て近似的な加速度を表示することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明による超音波診断装置の
第一の実施例を示すブロック図である。この超音波診断
装置は、超音波を利用して被検体の診断部位、特に血管
や心臓等の運動部位についてその動きの成分を抽出して
表示し得るもので、図に示すように、探触子１と、超音
波送受信回路２と、ディジタルスキャンコンバータ（以
下「ＤＳＣ」と略称する）３と、第一の引算器４と、Ｄ
／Ａ変換器５と、画像表示器６と、コントローラ７とを
有し、さらに第二の画像メモリ８と、第二の引算器９と
を備えて成る。

【００１６】上記探触子１は、機械的または電子的にビ
ーム走査を行って被検体１３に超音波を送信及び受信す
るもので、図示省略したがその中には超音波の発生源で
あると共に反射エコーを受信する振動子が内蔵されてい
る。超音波送受信回路２は、上記探触子１に対して駆動
パルスを送出して超音波を発生させると共に受信した反
射エコーの信号を処理するもので、図示省略したがその
中には送波パルサ、送波遅延回路、受波増幅器、受波遅
延回路及び加算器等から成る整相回路や検波回路等が内
蔵されている。そして、これら探触子１と超音波送受信
回路２とで超音波送受信手段を構成しており、上記探触
子１で超音波ビームを被検体１３の体内で走査させるこ
とにより、１枚の断層像を得るようになっている。

【００１７】ＤＳＣ３は、上記超音波送受信回路２から
出力される反射エコー信号を用いて運動部位を含む被検
体１３内の断層像データを超音波送波周期で得てこのデ
ータを表示するためテレビ同期で読み出し、コントロー
ラ７とで断層走査手段をなすもので、上記超音波送受信
回路２からの反射エコー信号をディジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換器１０と、このＡ／Ｄ変換器１０から出力
されるディジタル信号を超音波ビームの１走査線または
複数の走査線ごとにラインメモリに書き込み及び読み出
しを繰り返して後述の画像メモリ１２へ送出するバッフ
ァメモリ回路１１と、このバッファメモリ回路１１から
出力される画像データを１フレーム分ずつ記憶可能で例
えば半導体メモリから成り複数フレーム（例えば３フレ
ーム）の記憶領域を有した画像メモリ１２とから成る。
なお、この画像メモリ１２は、後述の第二の画像メモリ
８に対して第一の画像メモリとなる。

【００１８】第一の引算器４は、上記ＤＳＣ３から出力
される画像データについて二つの断層像間で１回目の引
き算を行ってそれらの差分画像データを生成する手段と
なるもので、上記第一の画像メモリ１２から順次出力さ
れる２フレームの画像データについて、例えば時系列的
に隣接する断層像同士を画素アドレスを対応させて引き
算し、差分データを出力するようになっており、例えば
上記入力した２フレームの断層像の位置情報をアドレス
としその位置での輝度の差を差分データとして出力する
ように書き込まれた演算ＲＡＭから成る。なお、この引
算器４は、データの一方に負号を付加して加算する通常
の加算器を用いてもよい。

【００１９】Ｄ／Ａ変換器５は、後述の第二の引算器９
から出力される差分データを入力してアナログ信号に変
換するものである。また、画像表示器６は、上記Ｄ／Ａ
変換器５から出力されるビデオ信号を入力して画像表示
するもので、例えばテレビモニタから成る。そして、こ
れらＤ／Ａ変換器５と画像表示器６とで、画像表示手段
を構成している。さらに、コントローラ７は、上記各構
成要素の全体の動作を制御するもので、例えばＣＰＵか
ら成る。

【００２０】ここで、本発明においては、上記第一の引
算器４の後段に第二の画像メモリ８が設けられると共
に、この第二の画像メモリ８の出力側には第二の引算器
９が設けられている。上記第二の画像メモリ８は、第一
の引算器４で１回目の差分を行って出力された差分画像
データを１フレーム分ずつ記憶するもので、例えば半導
体メモリから成り、複数フレーム（例えば３フレーム）
の記憶領域を有している。

【００２１】また、第二の引算器９は、上記第二の画像
メモリ８から出力される差分画像データについて二つの
差分画像間で２回目の引き算を行ってそれらの２階差分
画像データを生成する手段となるもので、第二の画像メ
モリ８から順次出力される２フレームの差分画像データ
について、例えば時系列的に隣接する差分画像同士を画
素アドレスを対応させて引き算し、２階差分データを出
力するようになっており、前記第一の引算器４と同様に
例えば演算ＲＡＭから成る。なお、この引算器９も前記
第一の引算器４と同様に通常の加算器を用いてもよい。

【００２２】次に、このように構成された第一の実施例
の動作について、図２を参照して説明する。まず、被検
体１３へ探触子１を当接し、該被検体１３の診断部位
（運動部位を含む）に向けて超音波を送信する。このと
き、送信される超音波は、超音波送受信回路２内の送波
遅延回路によって診断部位において細いビームを形成す
るようにされる。この送信した超音波ビームの反射エコ
ーは探触子１によって受信され、前記増幅器及び受波遅
延回路、加算器等を介して超音波送受信回路２に取り込
まれ、超音波受信ビームが形成される。そして、上記探
触子１からは、所定周期で順次超音波の送受波方向を変
更して、被検体１３の診断部位を超音波走査するように
送受波が繰り返して行われる。

【００２３】次に、超音波送受信回路２から出力された
エコー信号（アナログ信号）は、Ａ／Ｄ変換器１０でデ
ィジタル信号に変換されバッファメモリ回路１１へ出力
される。バッファメモリ回路１１は、複数のラインメモ
リから成り、コントローラ７によって超音波送受波方向
が変化する度に交互に切り換えて書き込みと読み出しが
制御され、順次入力する各超音波受信ビーム毎にディジ
タルエコー信号を第一の画像メモリ１２へ出力する。こ
の第一の画像メモリ１２へ入力したエコー信号は、コン
トローラ７の制御信号により第１の画像記憶エリア１２
₁へ順次超音波ビーム毎にそれらの送受波方向を対応さ
せて、図２に示す第１画像Ｉ₁となる１枚の超音波断層
像を形成するように書き込まれる。

【００２４】次に、探触子１は、超音波送受信回路２の
制御で１画像分の超音波走査が終了すると、再び送受波
方向を初期方向へ戻し、送受波を繰り返すとともに、送
受波方向を各送受波毎に順次変更して走査を行う。した
がって、エコー信号も上記と同様に、Ａ／Ｄ変換器１０
によりＡ／Ｄ変換され、バッファメモリ回路１１を介し
て第一の画像メモリ１２へ出力される。第一の画像メモ
リ１２は、今回の走査によって取り込まれたエコー信号
を第２の画像記憶エリア１２₂へ書き込むようにコント
ローラ７によって制御される。そして、第２の画像記憶
エリア１２₂へのデータ書き込みが超音波走査の進行と
ともに終了すると、図２に示す第２画像Ｉ₂が形成され
る。

【００２５】次いで、コントローラ７は、上記第１の画
像記憶エリア１２₁及び第２の画像記憶エリア１２₂よ
り、第１画像Ｉ₁及び第２画像Ｉ₂の画素を対応させて、
双方の画像データを読み出させ、第一の引算器４へ出力
させる。この引算器４は、それぞれ対応して入力された
データ（画素データ）毎に引き算を行って、順次第１画
像Ｉ₁と第２画像Ｉ₂との差分画像データを出力する。そ
して、上記引算器４から出力された第１画像Ｉ₁と第２
画像Ｉ₂との差分画像データは、コントローラ７によっ
て制御された第二の画像メモリ８の第１の差分画像記憶
エリア８₁へ書き込まれる。これが図２に示す第１差分
画像Ｓ₁となる。

【００２６】次に、探触子１は、その後も引き続いて断
層走査を行っており、続いて取り込まれたエコー信号は
Ａ／Ｄ変換器１０によりＡ／Ｄ変換されてバッファメモ
リ回路１１を介して第一の画像メモリ１２の第３の画像
記憶エリア１２₃へ順次書き込まれる。そして、第３画
像Ｉ₃が形成される。

【００２７】そして、コントローラ７は、第３画像Ｉ₃
が形成され終ると、前記第２の画像記憶エリア１２₂と
第３の画像記憶エリア１２₃とから、第２画像Ｉ₂及び第
３画像Ｉ₃の画素データを対応させて読み出させ、それ
らを第一の引算器４へ出力させる。すると、この引算器
４は前記と同様に、第２画像Ｉ₂と第３画像Ｉ₃との間で
引き算を行い、その差分画像データを出力する。次に、
上記引算器４から出力された第２画像Ｉ₂と第３画像Ｉ₃
との差分画像データは、コントローラ７によって制御さ
れた第二の画像メモリ８の第２の差分画像記憶エリア８
₂へ書き込まれる。これが図２に示す第２差分画像Ｓ₂と
なる。そして、この間に前記ＤＳＣ３では次の超音波走
査による第４画像Ｉ₄が形成されて、第一の画像メモリ
１２の第１の画像記憶エリア１２₁へ戻って上書きされ
ている。

【００２８】次いで、コントローラ７は、上記第１の差
分画像記憶エリア８₁及び第２の差分画像記憶エリア８₂
から、第１差分画像Ｓ₁及び第２差分画像Ｓ₂の画素を対
応させて、双方の画像データを読み出させ、第二の引算
器９へ出力させる。この引算器９は、それぞれ対応して
入力されたデータ（画素データ）毎に２回目の引き算を
行って、順次第１差分画像Ｓ₁と第２差分画像Ｓ₂との間
の２階差分画像データを出力する。これが図２に示す第
１の２階差分画像Ｉs₁となる。

【００２９】次に、上記第二の引算器９から出力された
２階差分画像データは、Ｄ／Ａ変換器５へ入力してアナ
ログ信号に変換され、順次画像表示器６へ送出される。
そして、この画像表示器６は、入力したビデオ信号を輝
度変調して画像として表示する。このとき表示される画
像は、図２に示す第１差分画像Ｓ₁と第２差分画像Ｓ₂と
の間で各画素毎に２回目の差分を行った第１の２階差分
画像Ｉs₁となっている。

【００３０】以下、上記の動作を繰り返して行うことに
より、図２に示すように、断層像Ｉ₁，Ｉ₂，…，Ｉｎを
順次形成し、これらの断層像Ｉ₁〜Ｉｎのうち二つの断
層像間で１回目の差分を行って差分画像Ｓ₁，Ｓ₂，…を
生成し、さらにこれらの差分画像Ｓ₁，Ｓ₂，…のうち二
つの差分画像間で２回目の差分を行って２階差分画像Ｉ
s₁，Ｉs₂，…を生成し表示する。これにより、被検体１
３の診断部位について近似的に加速度を表した２階差分
画像をリアルタイムに得ることができる。

【００３１】次に、このようにして得られる２階差分画
像の表示例を、血管断面を例にとり図３〜図５を参照し
て説明する。図３は運動部位としての血管１４の断面を
示しており、この血管１４は心臓の動作に従って脈動す
る。いま、心臓が最大収縮から拡張して行く時相を考え
ると、図３において破線の四角で囲んだ血管壁の部分
は、矢印ｘ方向に左から右へ移動することとなる。この
血管壁の移動する状態を拡大して示すと、図４（Ａ）の
ように時刻ｔ₁，ｔ₂，ｔ₃の経過に従って位置が変化す
る。このとき、上記血管壁の運動は、加速度を有した運
動をするので、時刻ｔ₁からｔ₂の間に移動した距離ｘ₁
と、時刻ｔ₂からｔ₃の間に移動した距離ｘ₂とでは差が
生じている。なお、上記時刻ｔ₁，ｔ₂，ｔ₃が図２で示
した断層像の第１画像Ｉ₁，第２画像Ｉ₂，第３画像Ｉ₃
の計測時点に対応するものとする。

【００３２】このような状態で、図４（Ａ）に示す距離
ｘを横軸とし、画像表示の輝度を縦軸としたグラフを表
すと、図４（Ｂ）のようになる。ここでは、説明を簡単
とするため、血管壁の輝度を“１”とし、その他の部分
の輝度を“０”として表し、また、時相が変化しても上
記血管壁の厚みの変化は十分に少ないものとして図示し
てある。１回目の差分は、図４（Ｂ）において、（ｂ）
に示す時刻ｔ₂における第２画像Ｉ₂から（ａ）に示す時
刻ｔ₁における第１画像Ｉ₁を引き算して、（ｄ）に示す
第１差分画像Ｓ₁を得るものであり、図上で左側に位置
する内壁側で負となり低輝度で表示され、右側に位置す
る外壁側で正となって高輝度で表示される。同様にし
て、時刻ｔ₃の第３画像Ｉ₃から時刻ｔ₂の第２画像Ｉ₂を
引き算した第２差分画像Ｓ₂（図４(Ｂ)の(ｅ)参照）
も、同じように内壁側で低輝度で表示され、外壁側で高
輝度で表示される。

【００３３】次に、２回目の差分は、図４（Ｂ）におい
て、（ｅ）に示す第２差分画像Ｓ₂から（ｄ）に示す第
１差分画像Ｓ₁を引き算して、（ｆ）に示す第１の２階
差分画像Ｉs₁を得るものであり、この場合は、両端に位
置する内壁側及び外壁側で正となって高輝度で表示さ
れ、中間部で負または零となって低輝度で表示される。
いま、血管１４の内壁側に注目して説明すると、図４
（Ａ）において、時刻ｔ₁から時刻ｔ₂の間に移動した距
離ｘ₁と、時刻ｔ₂から時刻ｔ₃の間に移動した距離ｘ₂と
の差は、高加速度ならばｘ₂≫ｘ₁となり、低加速度なら
ばｘ₁≒ｘ₂となり、さらに負の高加速度ならばｘ₁≫ｘ₂
となる。

【００３４】このように２階差分を行った結果の画像を
通常の二次元画像として表示した例を示すと、図５のよ
うになる。図５（Ａ）は図３に示す血管１４の壁が高加
速度で移動した場合の図４（Ｂ）の（ｆ）に示す第１の
２階差分画像Ｉs₁に対応する表示例を示し、図５（Ｂ）
は上記血管壁が低加速度で移動した場合の第１の２階差
分画像Ｉs₁に対応する表示例を示している。これらの図
から明らかなように、隣接する低輝度部分（黒く塗りつ
ぶしたところ）と高輝度部分（白抜きで表したところ）
の幅が、高加速度または低加速度の違いによりそれぞれ
変化している。この結果、近似的に運動部位の加速度を
表示した画像となる。

【００３５】ただし、本発明は、例えば心臓や血管等の
運動部位を対象とするものであって、差分時間（図４に
おけるｔ₂−ｔ₁，ｔ₃−ｔ₂に相当する時間）やフレーム
レートについては、被検体１３の運動部位の速度をも考
慮する必要がある。例えば、低速かつ低加速度の運動部
位では、前記の距離ｘ₁，ｘ₂はともに小となり、観察が
困難となる。この場合は、後述するように、二つの画像
データを時系列的にｍ枚間隔で指定して差分を行うこと
により改善することができる。なお、このときは、画像
をｍ枚とる時間内での速度変化を平均化したことにな
る。一方、高速かつ高加速度の運動部位では、上記の距
離ｘ₁，ｘ₂はともに大となり、よく観察できる。この場
合、さらに細部の観察を行うためには、画像のフレーム
レートを上げればよい。しかし、フレームレートは、超
音波走査線の走査範囲及び密度並びに深度等により制限
されるため、所望のフレームレートが得られないことが
ある。その場合には、超音波送受信技術として、特公昭
56-20017号公報に記載の技術を併せて用いればよい。

【００３６】図６は本発明の第二の実施例を示すブロッ
ク図である。この実施例は、ＤＳＣ３内の第一の画像メ
モリ１２及び第二の画像メモリ８の記憶容量を、対象臓
器の動きの１周期分以上に相当するフレーム数を記憶可
能な量としたものである。例えば、図１に示す第一の実
施例においては、それぞれの画像メモの１２，８は３フ
レーム分の記憶容量しか持たなかったが、本実施例にお
いては、ｎフレーム分たとえば30フレーム分の記憶容量
を有して構成されている。この場合は、ＤＳＣ３による
超音波走査によって得られた断層像データは、コントロ
ーラ７の制御により、順次第一の画像メモリ１２へ入力
すると共に、第１の画像記憶エリア１２₁〜第ｎの画像
記憶エリア１２ｎに第１画像Ｉ₁，第２画像Ｉ₂，…，第
ｎ画像Ｉｎのように順次書き込まれて行く。そして、第
１画像Ｉ₁から第ｎ画像Ｉｎまで総て第一の画像メモリ
１２へ書き込まれた後に、次のように二通りの２階差分
画像表示を行う。

【００３７】第一の画像表示は、図２に示すように、前
述の第一の実施例と全く同様の手法により２階差分画像
Ｉs₁，Ｉs₂，…を得て、画像表示するものである。この
場合は、高加速度で移動する運動部位（対象臓器）を適
切に表示することができる。

【００３８】次に、第二の画像表示は、ＤＳＣ３内の第
一の画像メモリ１２から画像データを読み出す際に、時
系列的にｍ枚（ｍは２以上の整数）間隔で指定した二つ
の画像データを読み出し、これらの間で差分演算を行
う。例えば、第１画像と第ｍ画像、第ｍ画像と第２ｍ画
像、第２ｍ画像と第３ｍ画像、…のように指定して二つ
の画像データを読み出す。或いは、第１画像と第ｍ画
像、第２画像と第（ｍ＋１）画像、第３画像と第（ｍ＋
２）画像、…のように指定して二つの画像データを読み
出し、それらの断層像間で１回目の差分を行う。このよ
うにして得られた差分画像データは、順次第１差分画
像、第２差分画像、第３差分画像、…として第二の画像
メモリ８に書き込まれる。そして、この第二の画像メモ
リ８からは、図２に示す第一の実施例と同様に、時系列
的に隣接する二つの差分画像データを読み出し、これら
の差分画像Ｓ₁とＳ₂，Ｓ₂とＳ₃，…間で２回目の差分を
行い、２階差分画像Ｉs₁，Ｉs₂，…を得て、画像表示す
るものである。この場合は、運動部位の動きが低速かつ
低加速度のときに適切な速さの動画像を表示することが
でき、観察し易くすることができる。

【００３９】図７は本発明の第三の実施例を示すブロッ
ク図である。この実施例は、第二の引算器９の後段に、
これにより生成された２階差分画像データを記憶する手
段としての第三の画像メモリ１５を設けたものである。
そして、この第三の画像メモリ１５の記憶容量は、対象
臓器の動きの１周期分以上に相当するフレーム数を記憶
可能な量とされている。この場合は、図６に示す第二の
実施例において、第二の引算器９で生成した２階差分画
像データを、上記第三の画像メモリ１５に順次記憶する
ことができると共に、それらを読み出して２階差分画像
を画像表示器６に表示することができる。さらに、この
実施例の場合は、２階差分画像を表示する際に、差分画
像を得るための演算処理を画像表示器６のリフレッシュ
動作に同期させる必要がなくなり、独自のタイムチャー
トにそって行うことができる。

【００４０】図８は本発明の第四の実施例を示すブロッ
ク図である。この実施例は、上記第三の画像メモリ１５
の後段に、これより読み出した２階差分画像データへ色
相情報を付与する手段としてのカラーエンコーダ１６を
設けると共に、このカラーエンコーダ１６の後段には、
ＤＳＣ３から出力された白黒の断層像データと上記カラ
ーエンコーダ１６で色相情報を付与された２階差分画像
データとを重畳させる手段としての加算器１７を設けた
ものである。なお、この実施例における画像表示器６′
は、カラー表示が可能なものとされている。この場合
は、第三の画像メモリ１５から読み出した２階差分画像
データについて、色相情報を付与して運動部位をカラー
表示することができると共に、このカラー表示された運
動部位の画像を白黒の断層像と合成して同時に表示でき
る。

【００４１】第四の実施例の場合の表示動作について、
図９を参照して説明する。ＤＳＣ３内の第一の画像メモ
リ１２には、断層像データが第１画像Ｉ₁から第ｎ画像
Ｉｎまで順次記憶され、第三の画像メモリ１５には、２
階差分画像データが第１の２階差分画像Ｉs₁，第２の２
階差分画像Ｉs₂，第３の２階差分画像Ｉs₃，…のように
順次記憶されている。この状態で、まず図８に示すコン
トローラ７から第一の画像メモリ１２及び第三の画像メ
モリ１５に対して読み出し信号が送出される。すると、
第一の画像メモリ１２からは第１画像Ｉ₁が読み出さ
れ、第三の画像メモリ１５からは第１の２階差分画像Ｉ
s₁が読み出される。そして、この読み出された第１の２
階差分画像Ｉs₁のデータは、次のカラーエンコーダ１６
へ入力され、ここでＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青
色）のいずれかの色相情報、又はそれらの組み合わされ
た色相情報が付与されてカラーの第１の２階差分画像Ｉ
sc₁となる。次に、このカラーの第１の２階差分画像Ｉs
c₁と上記読み出された第１画像Ｉ₁とは、それぞれ加算
器１７へ入力され、対応する画素アドレス毎に加算して
白黒の断層像とカラーの２階差分画像との合成画像が生
成される。その後、この合成画像のデータは、図８のＤ
／Ａ変換器５へ入力してビデオ信号に変換され、カラー
の画像表示器６′に表示される。

【００４２】以後、上記の動作を順次繰り返すことによ
り、例えば白黒の断層像中に心臓の弁等の運動部位の２
階差分画像をカラーで表示することができ、その動く状
態を鮮明に表示することができる。さらに、周囲の静止
部の中における運動部位の位置関係を把握しながら診断
部位の観察が可能となる。なお、白黒の断層像だけを表
示する場合、又はカラーの２階差分画像だけを表示する
場合は、コントローラ７からの画像データの読み出し信
号を、第一の画像メモリ１２のみ又は第三の画像メモリ
１５のみに対して送出するようにすればよい。

【００４３】なお、以上の実施例の説明においては、い
ずれも第一の引算器４と第二の引算器９との二つの引算
器を設けて、それぞれ１回目の差分と２回目の差分を行
うものとしたが、本発明はこれに限らず、引算器は一つ
だけとしてこの引算器を用いて１回目の差分と２回目の
差分を順次行うようにしてもよい。例えば、図１におい
て、第二の引算器９は設けず第一の引算器４だけとし、
第二の画像メモリ８から読み出した二つの差分画像デー
タを上記引算器４へ入力させて両者間で引き算をし、２
階差分画像データを生成するようにしてもよい。

【００４４】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
差分画像データ生成手段（４，９）により、断層走査手
段（３）からの画像データを入力してまず二つの断層像
間で１回目の差分演算を行い、次いでこれにより得られ
た二つの差分画像間で２回目の差分演算を行って２階差
分画像データを生成し、この２階差分画像データを画像
表示手段（６）に表示することができる。これにより、
被検体１３の運動部位について近似的な加速度を表示す
ることができる。従って、上記運動部位について速度変
化の大きいところや小さいところがあると、これらを計
測して直接画像表示することができる。このことから、
被検体の特に運動部位を検査した診断情報として、加速
度情報も得ることができ、詳細かつ正確な診断を可能と
することができる。

【００４５】また、図６に示すように、第一の画像メモ
リ１２及び第二の画像メモリ８の記憶容量を、対象臓器
の動きの１周期分以上に相当するフレーム数を記憶可能
な量としたものにおいては、その画像表示の手法によ
り、例えば心臓の弁のように高速かつ高加速度の運動部
位でも適切に表示することができるし、一方、例えば腹
部血管のように低速かつ低加速度の運動部位でも適切な
速さの動画像を表示して、観察し易くすることができ
る。

【００４６】さらに、図７に示すように、生成された２
階差分画像データを記憶する第三の画像メモリ１５を設
けたものにおいては、得られた２階差分画像を所望のと
きにいつでも観察できると共に、その表示の際に、差分
画像を得るための演算処理を画像表示器６のリフレッシ
ュ動作に同期させる必要がなくなる。

【００４７】さらにまた、図８に示すように、第三の画
像メモリ１５の後段にカラーエンコーダ１６及び加算器
１７を設けたものにおいては、生成した２階差分画像を
カラーで表示することができると共に、このカラーで表
示された運動部位の画像を白黒の断層像と合成して同時
に表示できる。従って、運動部位の動く状態を鮮明に表
示することができると共に、静止部の中における運動部
位の位置関係を把握しながら診断部位の観察が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による超音波診断装置の第一の実施例
を示すブロック図、

【図２】 第一の実施例における画像表示の動作を示す
説明図、

【図３】 運動部位としての血管を示す断面図、

【図４】 上記血管についての２階差分画像の表示例を
説明するためのグラフ、

【図５】 上記血管について２階差分を行った結果の画
像を通常の二次元画像として表示した例を示す説明図、

【図６】 第二の実施例を示すブロック図、

【図７】 第三の実施例を示すブロック図、

【図８】 第四の実施例を示すブロック図、

【図９】 第四の実施例における画像表示の動作を示す
説明図。

【符号の説明】

１…探触子、 ２…超音波送受信回路、 ３…ＤＳＣ、
４…第一の引算器、 ５…Ｄ／Ａ変換器、 ６…画像
表示器、 ７…コントローラ、 ８…第二の画像メモ
リ、 ９…第二の引算器、 １０…Ａ／Ｄ変換器、 １
１…バッファメモリ回路、 １２…第一の画像メモリ、
１３…被検体、 １５…第三の画像メモリ、 １６…
カラーエンコーダ、 １７…加算器。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A61B 8/00 - 8/15 A61B 6/00 - 6/14

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体に超音波を送信及び受信する超音
   波送受信手段と、この超音波送受信手段からの反射エコ
   ー信号を用いて運動部位を含む被検体内の断層像データ
   を所定周期で繰り返して得る断層走査手段と、この断層
   走査手段によって得た時系列の画像間で引き算を行って
   それらの差分画像データを生成する手段と、この差分画
   像データ生成手段からの差分画像データを表示する画像
   表示手段とを有する超音波診断装置において、上記差分
   画像データ生成手段は、まず、断層走査手段からの画像
   データについて二つの断層像間で１回目の差分を行い、
   これにより得られた二つの差分画像間で２回目の差分を
   行って２階差分画像データを生成する構成としたことを
   特徴とする超音波診断装置。
2. 【請求項２】 上記差分画像データ生成手段は、断層走
   査手段から順次取り込んだ画像データについて時系列的
   に隣接する断層像同士で１回目の差分を行う差分手段
   と、これにより得られた差分画像データについて時系列
   的に隣接する差分画像同士で２回目の差分を行う差分手
   段とを有するものであることを特徴とする請求項１記載
   の超音波診断装置。
3. 【請求項３】 上記差分画像データ生成手段は、断層走
   査手段から順次取り込んだ画像データについて時系列的
   にｍ枚（ｍは２以上の整数）間隔で指定した断層像同士
   で１回目の差分を行う差分手段と、これにより得られた
   差分画像データについて時系列的に隣接する差分画像同
   士で２回目の差分を行う差分手段とを有するものである
   ことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
4. 【請求項４】 上記１回目の差分を行う差分手段及び２
   回目の差分を行う差分手段のそれぞれ前段に設けられた
   画像データ記憶手段の記憶容量を、対象臓器の動きの１
   周期分以上に相当するフレーム数を記憶可能な量とした
   ことを特徴とする請求項１，２又は３記載の超音波診断
   装置。
5. 【請求項５】 上記２回目の差分を行う差分手段の後段
   に、これにより生成された２階差分画像データを記憶す
   る記憶手段を設けたことを特徴とする請求項１，２，３
   又は４記載の超音波診断装置。
6. 【請求項６】 上記２階差分画像データの記憶手段の後
   段に、これより読み出した２階差分画像データへ色相情
   報を付与する手段を設けると共に、この色相情報付与手
   段の後段には、断層走査手段から出力された断層像デー
   タと上記色相情報付与手段で色相情報を付与された２階
   差分画像データとを重畳させる手段を設けたことを特徴
   とする請求項５記載の超音波診断装置。