JP3029706B2 - 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、超音波を用いて被検体
の撮影画像を得る超音波診断装置に係り、特に、カラー
ドップラー断層法により被検体の診断部位の断層像を得
る超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、超音波診断装置において、カラー
ドップラー断層法（カラーフローマッピング）により被
検体の診断部位の断層像を得ることが行われている。こ
のカラードップラー断層法では、超音波プローブにより
被検体の特定の診断部位に対して超音波を送受波し、そ
れによって得られるカラードップラー情報等の超音波情
報を基にして、診断部位の所定の断層面の画像を形成す
る。このカラードップラー断層法によれば、診断部位の
血流状態とともにその断層像、すなわち２次元的画像が
リアルタイムで得られる。しかし、このカラードップラ
ー断層法で小血管の走行や腫瘍血流を追うのは非常に困
難で時間がかかる。

【０００３】また、このカラードップラー断層法により
得られる断層像データを用いて、診断部位の透視画的３
次元画像を得ることも可能である。この場合には、パー
ソナルコンピュータ等を用いてこれらの断層像データに
オフラインで画像処理を行うことにより、３次元的透視
画像を形成する。従って、このような３次元的透視画像
を得るためには多くの時間が必要であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
技術の場合には、カラードップラー断層法により小血管
の走行や腫瘍血流の状態を把握するのは難しく、このよ
うな血流状態を診断するためには多くの時間がかかると
いる問題があった。また、診断部位の３次元的透視画像
を得るためには多くの時間を費やすという課題もあっ
た。

【０００５】本発明は上記した従来技術の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、速
やかに診断部位の３次元的透視画像を得ることができ、
かつカラードップラー断層法により容易に、速やかに診
断部位の血管の走行状態や血流状態を把握することがで
きる超音波診断装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明においては、超音波プローブにより被検体の診断
部位に対して超音波の送受波を行うことにより得られる
超音波情報を基にして診断部位の断層像を得る超音波診
断装置において、複数の異なる断層面の断層像データを
生成する手段と、複数の前記断層像をそれぞれ格納する
断層像データメモリと、各断層像データメモリ内の断層
像データにそれぞれ異なる重み値を乗じる重み付け手段
と、前記重み付け手段で重み付けされた断層像データを
加算する加算手段と、前記重み付け手段の重み値を、前
記断層像データメモリに新しくデータが書込まれた断層
像の重み値を大きくし、且つ前記重み値を時間と共に順
次小さくなるように重み値を換える手段と、重み付け手
段により重み付けされた断層像データを加算する加算処
理手段とを備えることを特徴とする超音波診断装置をも
って解決手段とする。

【０００７】

【作用】上記構成を有する本発明の超音波診断装置にお
いては、まず超音波プローブを診断部位の断層面に平行
な平面に対してほぼ直交する方向に移動させることによ
り、互いにほぼ平行な複数の断層面の断層像データが作
成され、これらの断層像データがその断層面毎に上記断
層像データメモリに順次格納される。そして、それと同
時に上記重み付け手段によりこれらの断層像データに各
断層像データメモリ毎に異なる重みが付加された後に、
これらの重み付けされたデータが上記加算処理手段によ
り加算され、さらに、この加算処理された断層像データ
が表示される。

【０００８】これにより、例えば、この重み付けにおい
て、所定の断層面の断層像データに対する重みを最も大
きくして、この断層面から遠ざかる断層面の断層像デー
タほど重みを小さくするように重み付けを行えば、この
所定断層面に向かう方向に透視した診断部位の３次元的
透視画像を得ることができる。また、上記断層像データ
のメモリへの書き込みとともに、各断層像データメモリ
からのデータの読み出し、重み付け、及び加算処理をほ
ぼ同時に行えば、速やかに、あるいはリアルタイムで上
記３次元的透視画像を得ることが可能になる。

【０００９】さらに、この重み付けの際に、各断層像デ
ータに対する重みの大きさを適宜選択することにより、
所望の画像部分を強調したり、不必要な画像部分を消去
することができる。それによって、血管の走行状態や血
流状態を簡単に把握できる画像を形成することが可能に
なる。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明の実施例について図を用いて
説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施例の超音波診断装置
の構成を示すブロック図である。この超音波診断装置１
において、超音波発生回路２から発生した駆動信号によ
り超音波プローブ３が駆動され、この超音波プローブ３
から被検体（生体）Ｐの診断部位Ｂに超音波を送波す
る。その反射波が超音波プローブ３で受波され、この反
射エコーがエコー信号増幅回路４で増幅処理されて、診
断部位Ｂの超音波情報としてＡ／Ｄ変換器５及びカラー
ドップラー演算回路６に送られる。

【００１２】Ａ／Ｄ変換器５に送られた信号は、Ａ／Ｄ
変換されてＢモード用断層像データとされ、白／黒ＤＳ
Ｃ（デジタルスキャンコンバータ）７によりＴＶフォー
マットにスキャンコンバートされる。

【００１３】一方、カラードップラー演算回路６は、血
流の動きに対応した信号に対して従来公知の演算処理を
行い、これをＡ／Ｄ変換して断層像データとしてのカラ
ードップラーイメージデータ（以下ＣＤＩデータと記
す）としてカラーＤＳＣ８に送る。カラーＤＳＣ８は、
上記白／黒ＤＳＣ７と同様にこのＣＤＩデータをＴＶフ
ォーマットにスキャンコンバートする。表示処理回路９
は、上記白／黒ＤＳＣ７及びカラーＤＳＣ８から送られ
る画像データをＤ／Ａ変換してＴＶビデオ信号とし、こ
のビデオ信号をモニタ１０に送る。それによって、モニ
タ１０の画面上に診断部位Ｂのカラードップラー断層像
あるいは３次元的透視画像が表示される。

【００１４】図２は上記カラーＤＳＣ８の構成を詳細に
示すブロック図である。同図に示すように、カラーＤＳ
Ｃ８には、断層像データとしてのＣＤＩデータをその断
層面毎に格納する複数の断層像データメモリとしてのフ
レームメモリＭ１〜Ｍｎと、各フレームメモリＭ１〜Ｍ
ｎから読み出されたＣＤＩデータにそれぞれ異なる重み
Ｗ１〜Ｗｎを付加する重み付け手段としての乗算器Ｄ１
〜Ｄｎと、これらの重み付けされたＣＤＩデータを加算
する加算処理手段としての加算処理回路１１と、加算処
理回路により加算されて作成された画像データを格納す
る２個のフレームメモリｍ１、ｍ２とを備える。上記重
みは、各ＣＤＩデータに色付けや揮度に関する重み付け
を行うためのものである。

【００１５】また、本実施例装置１には、図１に示すよ
うに、上記重みＷ１〜Ｗｎの大きさを設定する制御部２
０と、重みを変更するための入力手段２１とが設けられ
ている。各乗算器Ｄ１〜Ｄｎは、この制御部２０から送
られる指示信号に従って、各フレームメモリＭ１〜Ｍｎ
のＣＤＩデータにそれぞれ異なる重みＷ１〜Ｗｎをかけ
る。すなわち、この制御部２０は乗算器Ｄ１〜Ｄｎとと
もに重み付け手段としての役割を果たしている。さら
に、操作者が、診断部位Ｂの状況に応じて入力部２１に
重み付け変更のための情報を入力することにより、制御
部２０は適宜重みの大きさを変更することができる。

【００１６】本実施例において、診断部位Ｂの３次元的
透視画像を得る場合の動作について説明する。まず、こ
の場合には、超音波プローブ３は、手動により、あるい
は機械的、電子的（例えばマトリックスアレイプローブ
により実現可能）に、図３に示すように駆動される。同
図において、Ｕ１〜Ｕｎは超音波ビームを示しており、
点Ａ１、Ａ２はこの超音波ビームの移動方向の切り替え
点である。

【００１７】超音波ビームＵ１〜Ｕｎにより得られる断
層像データとしてのＣＤＩデータはカラーＤＳＣ８に送
られ、その断層面毎に順次フレームメモリＭ１〜Ｍｎに
格納される。ほぼそれと同時に各フレームメモリＭ１〜
ＭｎからＣＤＩデータが読み出され、各ＣＤＩデータに
乗算器Ｄ１〜Ｄｎによりそれぞれ異なる重みＷ１〜Ｗｎ
がかけられた後に（この重み付けについては後に詳述す
る）、これらのＣＤＩデータが加算処理回路１１により
加算される。それによって得られる３次元的透視画像の
データがフレームメモリｍ１、ｍ２のいずれか一方に格
納された後に、表示処理回路９に送られる。表示処理回
路９はこの画像データをＴＶビデオ信号とした後にモニ
タ１０に送り、モニタ１０が診断部位Ｂの３次元的透視
画像を表示する。

【００１８】次に、上記重み付けについて詳しく説明す
る。

【００１９】（１）ＣＤＩデータを用いて３次元的透視
画像を形成する場合の重み付けの一例 まず、図３に示すように超音波ビームＵ１〜Ｕｎが２点
Ａ１、Ａ２間を往復移動するときに得られる複数の断層
面のＣＤＩデータが、フレームメモリＭ１〜Ｍｎの順番
で順次これらのフレームメモリＭ１〜Ｍｎに格納され
る。それとほぼ同時にこれらのフレームメモリＭ１〜Ｍ
ｎから読み出されるＣＤＩデータに、それぞれ上記乗算
器Ｄ１〜Ｄｎにより図４に示すような重みＷ１〜Ｗｎが
かけられる。

【００２０】同図に示すように、これらの重みＷ１〜Ｗ
ｎの大きさは時間とともに変化する。同図の時間軸下部
にはＣＤＩデータが書き込まれるフレームメモリが時間
に対応して記されている。すなわち、常に、ＣＤＩデー
タが書き込まれるフレームメモリから読み出されたＣＤ
Ｉデータへの重みが最も大きくなり、かつ、そのフレー
ムメモリから上記順番とは逆の順に各フレームメモリの
ＣＤＩデータへの書き込みが小さくなるように、各ＣＤ
Ｉデータに重みがかけられる。このように重みがかけら
れた各ＣＤＩデータは上記加算処理回路１１に送られ
る。

【００２１】加算処理回路１１はこれらの重み付けされ
たＣＤＩデータを加算処理し、加算処理されたＣＤＩデ
ータがフレームメモリｍ１、ｍ２に書き込まれる。この
とき、フレームメモリｍ１にはこれらのＣＤＩデータが
重みの大きい順に優先されて書き込まれ、フレームメモ
リｍ２にはこれらのＣＤＩデータが重みの小さい順に優
先されて書き込まれるように加算処理が行われる。この
ような加算処理によって、常に、超音波ビームＵ１〜Ｕ
ｎの移動に対応する断層面に向かって透視した３次元的
透視画像のデータと、これとは逆方向から透視した３次
元的透視画像のデータとが得られ、この２種類の透視画
像のデータが速やかにフレームメモリｍ１、ｍ２に格納
されることになる。このようにしてフレームメモリｍ
１、ｍ２に格納された画像データに従ってモニタ１０に
表示された３次元的透視画像の一例を図５に示す。図５
の２個の透視画像は互いに透視方向が逆となっている。

【００２２】また、上記重み付け方法において、同時に
読み出されたＣＤＩデータの中でデータが重複する部分
がある場合には、この重複部分に対しては、上記重み付
け及び加算処理を行わずに、この重複部分に新たな重み
Ｗｘをかけて各フレームメモリｍ１、ｍ２に書き込むよ
うにしてもよい。この新たな重みＷｘとしては、重複部
分の色付けが濃くなるような重みが考えられる。このよ
うな重み付けを行えば、例えば図６に示すような、血管
の重なりあった部分の状態が把握しやすい画像が得られ
る。

【００２３】（２）３次元的透視画像をリアルタイムで
表示する場合の重み付け 超音波プローブ３を機械的、または電子的に、定量的に
図３に示すように駆動し、このとき得られるＣＤＩデー
タをフレームメモリＭ１〜Ｍｎに書き込む順番を、図７
に示すように、Ｍ１、Ｍ２、…Ｍｎ、Ｍｎ、Ｍ（ｎ−
１）、…Ｍ１のようにする。また、フレームメモリへの
ＣＤＩデータの書き込みとほぼ同時に各フレームメモリ
Ｍ１〜Ｍｎから読み出したＣＤＩデータにかける重みＷ
１〜Ｗｎの大きさは、図７に示すように、常にフレーム
メモリＭ１、Ｍ２、…Ｍｎの順でこれに対応するＣＤＩ
データにかける重みが大きくなるように設定される。

【００２４】このように重み付けされたＣＤＩデータが
上記（１）の方法と同様に加算処理手段１１により加算
処理され、フレームメモリｍ１、ｍ２に書き込まれるこ
とにより、例えば図５の左側に示す画像のような、常に
フレームメモリＭｎのＣＤＩデータに対応する断層面に
向かう方向に透視した３次元的透視画像がリアルタイム
で得られることになる。

【００２５】（３）ウィンドウ処理を行う場合の重み付
け 上記（１）、（２）の方法において、所望の画像が得ら
れたときにフレームメモリＭ１〜ＭｎへのＣＤＩデータ
の書き込みを止める。このとき図８に示すような画像が
得られるとする。同図において、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３はそ
れぞれフレームメモリＭ１、Ｍ２、Ｍ３で得られる画像
の血管部分である。このとき重みＷ１の大きさを例えば
図９に示すように変更する。同図は上記（１）の方法に
おける重みＷ１を示しており、時刻Ｇで書き込みを止
め、時刻Ｈで重み付けを変更する。すなわち、フレーム
メモリＭ１のＣＤＩデータに対する重みが最も大きくな
るようにする。このように重み付けを変更することによ
り、Ｆ１の画像を最も表側にして再表示することがで
き、図８の画像においては血管部分Ｆ３に隠れて不明確
であったＦ１の血管部分の走行状態が、図１０に示すよ
うに明らかにされた画像が得られる。

【００２６】また、図８の画像においてＦ１の血管部分
とＦ２の血管部分との関係を詳細に観察したい場合に
は、Ｆ３の画像を消去するように重み付けを変更する。
それによって図１１に示すようなＦ３の画像部分が消去
された画像が得られ、Ｆ１、Ｆ２の血管の走行状態を容
易に把握することができる。

【００２７】なお、上記（１）〜（３）の重み付け方法
において、フレームメモリへのＣＤＩデータの書き込み
とともに、これ以外のフレームメモリからＣＤＩデータ
を同時に読み出し、これらの読み出されたＣＤＩデータ
を用いて３次元的透視画像を得るようにしてもよい。こ
のようにすれば、より速やかに、リアルタイムで診断部
位Ｂの３次元的透視画像を得ることが可能である。

【００２８】上記したように、本実施例においては、カ
ラードップラー断層法を用いて、速やかに、あるいはリ
アルタイムで、診断部位Ｂの３次元的透視画像を得るこ
とができる。また、この３次元的透視画像に適宜上記し
たようなウィンドウ処理を行うことにより、血管の走行
状態や血流状態を明確にした画像を得ることができる。
従って、診断時間を短縮し、診断能率を向上させること
ができる。

【００２９】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、種々変形実施
が可能である。

【００３０】

【発明の効果】本発明の超音波診断装置は以上の構成及
び作用を有するもので、例えば、カラードップラー断層
法を用いて、速やかに診断部位の３次元的透視画像を得
ることができ、これにより容易且つ速やかに血管の走行
状態や血流状態を把握することができる。従って、診断
時間を短縮し、診断能率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の超音波診断装置の構成を示
すブロック図である。

【図２】同実施例におけるカラーＤＳＣの構成を詳しく
示すブロック図である。

【図３】同実施例における超音波プローブの操作状態を
示す図である。

【図４】同実施例における重み付けの一例を示す図であ
る。

【図５】同実施例における３次元的透視画像の一例を示
す図である。

【図６】同実施例における３次元的透視画像の他の例を
示す図である。

【図７】同実施例における重み付けの他の例を示す図で
ある。

【図８】同実施例における３次元的透視画像の他の例を
示す図である。

【図９】同実施例における重み付けの他の例を示す図で
ある。

【図１０】同実施例における３次元的透視画像の他の例
を示す図である。

【図１１】同実施例における３次元的透視画像の他の例
を示す図である。

【符号の説明】

１ 超音波診断装置 ３ 超音波プローブ ８ カラーＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ） １１ 加算処理回路（加算処理手段） ２０ 制御部（重み付け手段） Ｂ 診断部位 Ｐ 被検体 Ｍ１〜Ｍｎ フレームメモリ（断層像データメモリ） Ｄ１〜Ｄｎ 乗算器（重み付け手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波プローブにより被検体の診断部位
   に対して超音波の送受波を行うことにより得られる超音
   波情報を基にして診断部位の断層像を得る超音波診断装
   置において、 複数の異なる断層面の断層像データを生成する手段と、 複数の前記断層像をそれぞれ格納する断層像データメモ
   リと、 各断層像データメモリ内の断層像データにそれぞれ異な
   る重み値を乗じる重み付け手段と、 前記重み付け手段で重み付けされた断層像データを加算
   する加算手段と、 前記重み付け手段の重み値を、前記断層像データメモリ
   に新しくデータが書込まれた断層像の重み値を大きく
   し、且つ前記重み値を時間と共に順次小さくなるように
   重み値を換える手段と、 重み付け手段により重み付けされた断層像データを加算
   する加算処理手段とを備えることを特徴とする超音波診
   断装置。