JP3109747B2

JP3109747B2 - 超音波診断装置

Info

Publication number: JP3109747B2
Application number: JP03053704A
Authority: JP
Inventors: 隆司杉山
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1991-02-27
Filing date: 1991-02-27
Publication date: 2000-11-20
Anticipated expiration: 2015-11-20
Also published as: JPH04272750A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は超音波診断装置に係り、
特に、時間により画像輝度が変化する血流の流速分布
像，心臓の拍動により偏位を生じる循環器系の画像等に
おいて、任意の画像範囲内で生体内からの超音波画像の
輝度の発生頻度や分布の評価パラメータとそれら経時的
変化を表示可能とした超音波診断装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】超音波画像の輝度を対象として、その発
生頻度をグラフ化，表示し診断に利用する試みが、超音波医学（１９８６）第１３巻第６号Ｐ．
１９−２７超音波医学（１９８８）第１５巻第２号Ｐ．
４２−４６超音波医学（１９８８）第１５巻第２号Ｐ．
４７−５３等の論文に記載されている。これらの論文では、乳腺，
甲状腺，肝臓，腎臓等を対象に関心領域を設定後、その
範囲内で輝度の発生頻度を求め正規化した後、グラフ化
し表示し、次いで、このヒストグラムから、分布の形
状，平均階調値，標準偏差値，最頻値等のパラメータを
求め、これらの要素と疾病との関係について論じてい
る。また、近年、超音波画像同志で差分演算を行って、
臓器の移動状態を表示する技術の開発が進められてい
る。（特開昭６２−１８０５４号公報参照）

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】超音波医学の論文は、
静止した断層像の１画像中に関心領域を設定し、その範
囲内で輝度の発生頻度を求めるものであり、複数の画像
にわたって輝度の発生頻度を求め表示するものではなか
った。また、上記特開昭６２−１８９０５４号公報に記
載されているものは、断層画像データ同志で１回差分を
行い画像表示するもので、差分画像を１画像表示するの
みであり、差分画像信号の輝度の発生頻度を測定，表示
するということについては配慮がされていなかった。

【０００４】本発明の第１の目的は、所望の期間にわた
って被検体内断層像，血流の流速分布像の輝度の発生頻
度を求めグラフ化し表示することを可能とした超音波診
断装置を提供することである。

【０００５】本発明の第２の目的は、頻度，輝度，時間
の３変数の内から複数の変数を選びグラフ化し表示する
機能を有し、これらのグラフと超音波画像とを表示する
手段を備えた超音波診断装置を提供することである。

【０００６】本発明の第３の目的は、輝度の度数分布の
最頻値，最大値，最小値，平均値，半値幅，最小値−最
大値幅，標準偏差等の度数分布形状を評価するパラメー
タを各時相で求め数値もしくはグラフ化して表示するこ
とを所望の期間につき可能な超音波診断装置を提供する
ことである。

【０００７】本発明の第４の目的は、差分画像もしくは
２階差分画像において指定された画像範囲内で輝度の発
生頻度を求め、最頻値，最大値，最小値，平均値，半値
幅，最小値−最大値幅，標準偏差等の度数分布形状を評
価するパラメータを数値もしくはグラフ化して表示可能
な超音波診断装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的又は第２
の目的を達成するために、本発明は、超音波を生体内に
送波し、生体内からの反射波を受波信号として受波する
探触子と、該受波した受波信号を処理する手段と、該処
理した受波信号から断層像へ変換する手段と、該変換し
た断層像を異なる時系列毎に記憶する手段と、該記憶し
た前記断層像を読み出して時系列毎に表示する手段とを
備えた超音波診断装置において、該時系列毎に表示した
断層像上に任意の画像範囲を指定する手段と、該指定し
た画像範囲内での画素値の度数分布を含み、画素値、時
間の３変数の中から任意に選択する手段と、該選択した
変数を時系列毎に演算する手段と、該演算した結果を時
系列毎にグラフ化する手段とを備え、前記グラフ化手段
の出力を前記表示手段に表示することを特徴とするもの
である。

【０００９】上記第３の目的を達成するために、本発明
は、前記グラフ化手段は該指定した画像範囲内での画素
値の度数分布の最頻値、最大値、最小値、平均値、半値
幅、最小値−最大値幅、標準偏差等の度数分布の形状を
評価するパラメータのうちの任意に選択されたパラメー
タを時系列毎にグラフ化し、前記表示手段は前記グラフ
化手段の出力を表示することを特徴とするものである。

【００１０】上記第４の目的を達成するために、本発明
は、超音波を生体内に送波し、生体内からの反射波を受
波信号として受波する探触子と、該受波した受波信号を
処理する手段と、該処理した受波信号から断層像へ変換
する手段と、該変換した断層像を異なる時系列毎に記憶
する手段と、該記憶した前記断層像を読み出して断層像
間の差分画像を時系列毎に得る手段と、該得た差分画像
を時系列毎に表示する手段とを備えた超音波診断装置に
おいて、前記差分画像を時系列毎に得る手段は前記生体
内から検出される１心拍以上の期間の差分画像もしくは
２階差分画像を得るものであって、該時系列毎に表示し
た差分画像もしくは２階差分画像上に任意の画像範囲を
指定する手段と、該指定した画像範囲内での画素値の度
数分布を時系列毎に演算する手段と、該演算した結果を
時系列毎にグラフ化する手段とを備え、前記グラフ化手
段の出力を前記表示手段に表示することを特徴とするも
のである。

【００１１】

【００１２】

【作用】請求項１に記載の超音波診断装置では、任意の
画像範囲を指定する手段は、例えば、トラックボールと
画面上に表示されたマーカにより使用者が所望の領域を
指定する。次いで、この領域情報を受け取ったコントロ
ーラは、画像メモリからその範囲内の画像データを演算
用メモリに読み込むようにメモリ制御手段をコントロー
ルする。さらに、コントローラは、これらの画像データ
を基に、輝度の度数をカウントアップしていく。これに
より、輝度とその度数が求められる。次に、輝度と度数
をもとに所望のキャラクタを選択しグラフィックメモリ
に書き込んでいく。そして、グラフィックメモリデータ
と断層画像データもしくは血流の流速分布像を加算し一
時記憶した後、画像メモリに書き直す。これを繰り返す
ことにより各時相でのにより、画像の任意範囲の輝度度
数分布が１心拍以上の期間において求められるため、長
時間に渡り輝度度数分布が変化する様子を定量的に把握
できる。

【００１３】また、請求項１に記載の超音波診断装置で
は、各時相の断層像で輝度の発生頻度を求め、次いで、
所望の輝度，頻度，時間の３変数内から複数の変数を選
びグラフ化し表示する。これにより、肝血管腫や血管内
血流像のように時間と共に輝度分布の変化を生じる部位
において時間，輝度，頻度の関係を定量的に把握するこ
とができる。

【００１４】請求項２に記載の超音波診断装置では、各
時相の断層像で度数分布形状の評価用各種パラメータを
求めグラフ化しグラフィックメモリに書き込んでいく。
そしてそのグラフィックメモリデータをパラメータに用
いた断層像もしくは血流の流速分布像を記憶しているメ
モリに書き込んでいく。次いで、パラメータが書き加え
られた画像を表示する。これにより、所望の期間中、時
間と共に輝度の度数分布の変化を生じる部位において分
布形状の変化を定量的に把握することができる。

【００１５】請求項３に記載の超音波診断装置では、差
分画像で指定された画像範囲内での輝度の度数分布形状
を評価するパラメータを求め、次いで、所望のパラメー
タをグラフ化し表示する。これにより、ある領域内の運
動部位の偏位とその変化を定量的に把握することができ
る。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１から図９により
説明する。

【実施例１】図１は本発明の第１の実施例のブロック図
を示す。図において、１は探触子で、生体内に超音波を
送波，受波するもの、２は切換器で、探触子内の超音波
発生素子へ送る送波信号と電気信号に変換された生体内
からの反射波との通過を切り換えるもの、３は送波信号
発生器で、所望の周波数，波数の超音波を発生させるた
めの送波信号を出力するもの、４は受波信号処理器で、
各受波信号の増幅，整相，加算，圧縮，検波等を行うも
の、５はディジタルスキャンコンバータ（以下、ＤＳＣ
と記す。）でＡ／Ｄ変換器を内蔵し、アナログ信号であ
った受波信号をディジタル信号に変換し、次いで、複数
のラインメモリで超音波走査線毎に受波信号を一時記憶
し送受信の繰り返し毎に、記憶したラインのデータを画
像メモリへ出力し、画像メモリ内で超音波走査線毎のデ
ータで２次元画像である断層像を作成するものである。

【００１７】また、ＤＳＣ５は各走査線毎のデータから
ドプラ偏位を検出し血流像を検出する公知の回路を包含
している。６は画像メモリで、複数の超音波断層像を記
憶可能な記憶容量を持ち、ＤＳＣ５より出力される画像
データを順次読み込むもの、７は複数のラインメモリ
で、送られてくる表示画像データを順次書き込み、ＴＶ
走査線毎に、ＴＶ同期信号に同期して読み出すもの、８
はＤ／Ａ変換器で、表示画像データをＴＶ用アナログ信
号に変換するもの、９は表示器で、例えば、ＴＶモニタ
上に画像を表示するもの、１０は外部画像記憶装置で、
例えば、ディジタルＶＴＲである。この外部画像記憶装
置１０は書き込み，読み出し速度が許せば光や磁気で記
憶するディスクやテープ等でも良い。１１は公知の画像
停止回路でスイッチ等から成る。１２はコントローラ
で、各回路の制御及び画像輝度の度数計算と、その結果
からキャラクタ選択のための制御を行う。

【００１８】１３はアドレス発生回路で各画像メモリ，
ラインメモリ，グラフィックメモリのリード，ライトア
ドレスを発生するもの、１４は、ＲＷ（リード，ライ
ト）制御回路で、どのメモリにアクセスするかを選択
し、かつ、書き込み状態か，読み出し状態かを制御する
ものである。２０は切換器で、ＤＳＣ５と画像メモリ２
７と外部画像記憶装置１０のうち信号線路を一つ選択
し、画像メモリ６と接続するもの、２１は切換器で、画
像メモリ６からの出力をラインメモリ７へ出力するか加
算器２６へ出力するかを選択するもの、２２は領域指定
回路で、例えばトラックボール等から成る。２３は演算
用メモリで、コントローラ１２内で行なう輝度の発生頻
度計算に必要な画像データ，計算結果を記憶するもの、
２４はキャラクタ発生回路で、グラフ化するために必要
な数字，図形をＲＯＭに記憶しており、コントローラ１
２からの指示に従いキャラクタのデータを出力するも
の、２５はグラフィックメモリで、ＴＶ画面に相当する
記憶容量を持ち、グラフィックデータを記憶し、必要に
応じ書き換えが可能なもの、２６は加算器で、画像メモ
リ６とグラフィックメモリ２５のデータを加算するも
の、２７は画像メモリで、画像メモリ６とグラフィック
メモリ２５の２種類のメモリデータを加算した結果を一
時保存するものである。

【００１９】次に、本実施例１の動作を説明する。送波
信号発生器３は、生体内の指定された部位に超音波ビー
ムを収束させるよう複数の振動素子に時間差を設けて送
波信号を発生させる。次に、切換器２は、コントローラ
１２から送られてくる送波状態か、受波状態かの判別信
号に従い信号路を切り換える。送波状態であれば、送波
信号は、探触子１に送られる。探触子１では、振動素子
により電気信号である送波信号を超音波に変換し、生体
に超音波を送波する。超音波は、生体内の音響インピー
ダンスの異なる境界で反射され、探触子１により受波さ
れる。探触子１では、送波の時とは逆に超音波を電気信
号に変換し、受波信号は、切換器２が受波用信号路に切
り換えられた状態で受波信号処理器４に送られる。受波
信号処理器４では、増幅，整相，加算，圧縮，検波等が
行われ、複数の振動素子の受波信号が一つの受波信号に
まとめられる。次いで、受波信号はＤＳＣ５へ送られ、
Ａ／Ｄ変換器によりアナログ信号からディジタル信号に
変換され、第１のラインメモリに書き込まれる。以上の
動作により第１の超音波走査線の画像データが構成され
る。

【００２０】次に、ＤＳＣ５内部ではこの第１の超音波
走査線の画像データが第１のラインメモリから読み出さ
れ内蔵された画像メモリに書き込まれる。この間、前述
したと同様な送波，受波が走査方向を変えて行われ、第
２の超音波走査線の画像データが構成第２のラインメモ
リに書き込まれる。この時、切換器２０は、コントロー
ラ１２により、ＤＳＣ５の信号路を選択している。第３
の超音波走査線に対し、送波、受波が行われる間に、Ｄ
ＳＣ５内では第２のラインメモリからデータが読み出さ
れＤＳＣ５内の画像メモリに書き込まれ、同時に第３の
超音波走査線の画像データは、第１のラインメモリに書
き込まれる。以上の動作を順次繰返し、ＤＳＣ５の画像
メモリ内に第１の超音波断層像が構成される。第１の超
音波断層像が構成されると、次に、コントローラ１２は
超音波走査線方向を初期化し、前述した手順で順次送
波，受波を繰り返して第２の超音波断層像を構成する。
この間、ＲＷ制御回路１４は、前述した各メモリの選択
及びそのメモリが読み出し状態か，書き込み状態かを制
御する。また、アドレス発生回路１３は、ＲＷ制御回路
１４の制御状態に合わせて各メモリの読み出しまたは書
き込みアドレスを発生する。

【００２１】この様にして得られた超音波断層像は、切
換器２０が、コントローラ１２によりＤＳＣ５の信号路
を選択しているため、次々に画像メモリ６に記憶され
る。次いで、コントローラ１２の指示により、画像メモ
リ６より第１の超音波断層像から順次断層像が読み出さ
れるよう、アドレス発生回路１３，ＲＷ制御回路１４が
動作する。切換器２１では、画像メモリ６からの断層像
データがラインメモリ７に送られるようにコントローラ
１２の指示により信号路を切り換えている。このため、
断層像データは、ラインメモリ７に書き込まれＴＶ走査
線単位でＴＶ同期信号に同期して読み出される。そし
て、Ｄ／Ａ変換器８でＴＶ用アナログ信号に変換された
後、表示器９のＴＶモニタ上に表示される。また、断層
像の観察時間が長時間におよぶ場合は、切換器２０を制
御して外部画像記憶装置１０を用いれば良い。外部画像
記憶装置１０は、例えば、ディジタルＶＴＲであり、ラ
インメモリ７よりＴＶ同期して転送される画像データを
次々と書き込んでいく。本発明では、外部記憶装置１０
に記憶された画像データは輝度の発生頻度を求めるとき
再び画像メモリ６に転送される。輝度の発生頻度計算方
法については後述する。

【００２２】一方、血流の流速分布像を構成する場合
は、受波信号処理器４の出力を、特定周波数の正弦波と
掛け算した後サンプルホールド，Ａ／Ｄ変換し速度演算
等を行う公知の手法を用いる。この方法により求められ
た血流の流速分布像は、ＤＳＣ５に内蔵された画像メモ
リに記憶され前述と同様な表示手法で表示される。次
に、画像内の指定された範囲で輝度の発生頻度を求めグ
ラフ化して表示する手段について説明するが、それは次
に示す領域指定手段，コントローラ１２内に設けた度数
計算手段，グラフ化するための手段の３つの手段から成
る。まず、領域指定手段について説明する。図１中の領
域指定回路２２は、例えば、トラックボールやジョイス
ティクなどで構成される。使用者は、表示器９の画面上
でリアルタイムに描出される画像もしくは外部記憶装置
１０に記憶されていたデータの再生画像を観察し、必要
な画面の時、スイッチ等で構成される画像停止回路１１
を用いて画像を停止する。（以下、この停止画像を基準
画像と呼ぶ。）次に、この停止画面上には公知のマーカ
発生回路によりマーカを表示し、このマーカを領域指定
回路２２のトラックボール等を用いて画面上を移動させ
必要範囲を囲む。マーカの位置情報は、トラックボール
等の機械系の変位がエンコーダにより電気信号に変換さ
れ、コントローラ１２に送られる。

【００２３】次に、図２，図３を用い輝度の度数計算を
行う方法について説明する。表示例として、肝血管腫の
ような腫瘍状の病変部を図２（ａ）に示す。上記、領域
指定手段により図２（ｂ）のように、範囲が定められた
とする。説明を明解にするために表示画面を図２（ｃ）
に示す通り、超音波走査線の左下端を０，横方向をｘ
軸，縦方向をｙ軸，ｘ軸の右端を（Ｘ，０），ｙ軸の上
端を（０，Ｙ）とする。また、指定領域は、任意の形状
とすることができるが説明簡単化のため、（ｘｍｉｎ，
ｙｍｉｎ），（ｘｍａｘ，ｙｍａｘ）の２点が対向とす
る矩形領域とする。図２（ｄ）は、画像メモリ６内の１
画面分の記憶領域を示す。超音波画像データの画像メモ
リ６への書き込みは、超音波走査線方向に従い（０，
Ｙ）から開始し、ｙ方向に書き込まれるとする。図２
（ｄ）中は、超音波走査線をＬ（ｉ）とし、超音波走査
線の画素をｐｉｘ（ｉ）て記載している。そして、超音
波走査線はＬ（０），Ｌ（１），Ｌ（２），…，Ｌ（Ｘ
ｍｉｎ），…，Ｌ（Ｘｍａｘ），…，Ｌ（Ｘ）という順
番で書き込まれる。また、読み出しは、Ｌ（０）のｐｉ
ｘ（Ｙ），Ｌ（１）のｐｉｘ（Ｙ），…，Ｌ（Ｘ）のｐ
ｉｘ（Ｙ），Ｌ（０）のｐｉｘ（Ｙ−１），Ｌ（１）の
ｐｉｘ（Ｙ−１），…，Ｌ（Ｘ）のｐｉｘ（Ｙ−１），
…，Ｌ（Ｘ）のｐｉｘ（０）となるように読み出され
る。

【００２４】このような順番で書き込みと読み出しが行
われるように、コントローラ１２はアドレス発生回路１
３，ＲＷ制御回路１４を制御し、そして、データを受け
取る。コントローラ１２内部では、領域指定時の位置情
報から領域内のメモリアドレスを算出しておき、この数
値とアドレス発生回路１４の数値が一致した時、演算用
メモリ２３にその画像データを記憶する。このようにし
て、演算用メモリ２３に読み込まれた画像データは、図
３に示す計算手順により頻度計算される。図３に頻度計
算の計算フローを示す。上記したようにコントローラ１
２に読み込まれた画像データを順番にＵＳ（１）からＵ
Ｓ（ｎ）とする。次に、輝度の度数分布を求めるため、
階級Ｊを設定する。ここでは、階級Ｊは輝度である。本
実施例では、輝度は１からｋのｋ階調とし、階級数はｋ
として説明する。Ｊは、まず、１として初期設定され
る。次に、画像データＵＳ（１）を演算用メモリ２３か
ら読み出し、ＪとＵＳ（１）が等しいか判別する。数値
が違う時は、Ｊを１カウントアップし、再度判別する。
Ｊが数値ｋにカウントアップされるまでに、Ｊ＝ＵＳ
（１）成る関係が成立したとき、階級Ｊの度数Ｆ（Ｊ）
を１カウントアップする。。この演算をＵＳ（１）から
ＵＳ（ｎ）まで全数に対し行いその結果を演算用メモリ
２３の他の記憶領域に書き込んだ後終了する。

【００２５】次に、グラフ化表示について説明する。キ
ャラクタ発生回路２４は、グラフ化に必要な例えば、縦
軸，横軸を構成する線，目盛，数字や分布を表示するの
に必要な図形の要素データが記憶されているＲＯＭ、ま
たは線分，円等の図形データを発生するグラフィックコ
ントローラなどから成る。コントローラ１２は定められ
たグラフ表示位置にグラフを表示するため、まず、縦
軸，横軸，目盛，数字の必要なデータをキャラクタ発生
回路２４から読み出すようにＲＯＭのアドレスを作り出
すか、または、グラフィックコントローラに必要なデー
タを送る。その結果、ドット単位で得られた図形データ
をグラフィックメモリ２５に転送する。転送の際、グラ
フィックメモリ２５は、ＴＶ画面イメージで記憶領域を
持っているため、表示位置に相当するグラフィックメモ
リアドレスを発生するようにアドレス発生回路１３によ
り制御される。次にコントローラ１２は、グラフ表示位
置と各階級の度数Ｆ（Ｊ）からグラフ表示のための表示
座標の計算を行い、上記したグラフ軸の表示と同様な手
法で、グラフィックメモリ２５にドット単位で得られた
図形データを書き込む。

【００２６】次に、ある所望の期間における輝度の発生
頻度グラフを表示する手法について説明する。前述した
動作の次に画像メモリ６は、再度アドレス発生回路１
３，ＲＷ制御回路１４により読み出し制御され、発生頻
度計算の対象となった画像が再び読み出される。この
時、切換器２１は、信号路を加算器２６側にするようコ
ントローラ１２により制御されている。加算器２６で
は、発生頻度計算の対象となった画像と、この時は既に
グラフィックメモリ２５に書き込まれている輝度の度数
分布グラフのグラフィックデータとを加算する。この加
算された画像データは、画像メモリ２７に一時保存され
る。次に、画像メモリ２７からデータが読み出され、こ
の時、切換器２０は信号路を画像メモリ２７に切り換え
ている。そして、画像メモリ６は書き込み制御されてお
り、発生頻度計算の対象となった画像の領域を更新す
る。即ち、画像メモリ６の発生頻度計算の対象となった
画像領域には、画像データに輝度の度数分布グラフが書
き込まれたことになる。

【００２７】この動作を基準画像から次の時相の画像と
いうように画像メモリ７に書き込まれている全ての画像
に順次行っていくことにより、ある所望の期間、例えば
１心拍以上の全ての断層像で輝度の度数分布グラフが得
られる。例えば、コントローラ１２は、基準画像から次
の時相の画像へと連続的に再生していくと、その期間中
輝度の発生頻度グラフが常に表示されることになる。そ
の表示例を図４に示す。図４は、時刻ｔ1,ｔ2,ｔ3と変
化したときのもので、時刻ｔ1におけるものを図４
（ａ）、ｔ2におけるものを図４（ｂ）、ｔ3におけるも
のを図４（ｃ）に示している。表示画面は、上方に断層
像が表示されると供に、その断層像内に前記領域指定手
段によって指定された領域が、例えば破線で表示され、
そして、断層像の下方に指定領域内の輝度の発生頻度が
グラフ表示（ヒストグラム表示）される。

【００２８】ヒストグラムは横軸に輝度を、そして縦軸
に発生頻度を取って表示している。図４を参照すると、
時刻ｔ1→ｔ2→ｔ3と時間が経過するに従って、輝度の
高い部分が次第に減少して、輝度の低い部分が次第に増
加する様子がグラフとして表示されることがわかる。断
層像の輝度階調が２５６階調のように非常に細かい階調
表示を行っている場合には、目視でわずかな階調変化を
捕えることは極めて困難であるが、上記のようにグラフ
表示を行えば容易に可能となる。また、観察期間が長時
間におよぶ場合は、前述したように一旦、外部画像記憶
装置１０に画像を記憶しておく。次いで、本発明を実施
する場合は、その画像データを画像メモリ６に記憶可能
な画像数転送し、以下、上記した動作を行なう。そし
て、切換器２１をラインメモリ７に切り換え外部画像記
憶装置１０に、画像データに輝度の度数分布グラフが書
き込まれた画像を記憶する。この動作を繰返し、外部画
像記憶装置１０に記憶されている全ての画像に実施す
る。この画像を再生する場合は、外部画像記憶装置１０
に別表示器を設けても良く、また、Ｄ／Ａ変換器８，ラ
インメモリ７との間に切換器を設け外部記憶装置１０の
出力路をその切換器と接続しておき、例えば、使用者が
切り換えることにより表示器１０上に表示しても良い。

【００２９】また、本実施例では、切換器２１を発生頻
度計算の一連の動作で切り換えている。この切り換えの
状態により計算期間中表示が別画像に変化したり、ある
いは表示されなかったりする。これを避けるためには、
切換器２１とラインメモリ７の間に、さらに、画像メモ
リを設け、その画像メモリに記憶された画像を表示して
いても良い。

【００３０】なお、輝度の発生頻度計算では正規化を行
なわない例を用いたが、正規化しても本発明の効果を損
なうものではない。また、断層像例としてリニア走査の
断層像を例示したが他の断層走査手段による像、例えば
セクタ，コンベックス等による像を用いても良く、ま
た、公知の血流分布像構成手段により得られた血流分布
像を画像メモリ６に記憶することにより本発明を血流の
流速分布像に適用することができる。さらに、本発明の
説明では、領域指定は最初に一度行うように説明してい
るが、各時間の断層像ごとに行なっても良い。そしてさ
らに、領域は、一画像に一領域として説明しているが、
複数指定し、複数グラフを表示しても良い。

【００３１】

【実施例２】図５（ａ）に、本発明の第２の実施例のブ
ロック図を示す。これは、図１において、コントローラ
１２を図５（ａ）に示すコントローラ３３に変え、符号
３０から３６で示す回路を加えたものである。３０はグ
ラフ選択回路であり、表示例図５（ｂ），図５（ｃ）の
表示法を選択するパネルスイッチ等から成る。３１は輝
度指定回路であり、表示法図５（ｂ）を選択したときに
所望の輝度を設定するためのパネルスイッチ等から成
る。３２は頻度指定回路であり、表示法図５（ｃ）を選
択したときに所望の頻度を設定するためのパネルスイッ
チ等から成る。３３はコントローラで、演算，各回路の
制御，パネルスイッチ等から成る各回路からの信号読み
込みを行う。３４は頻度メモリで、表示法図５（ｂ）を
選択した時の演算結果を記憶する。３５は輝度メモリ
で、表示法図５（ｃ）を選択した時の演算結果を記憶す
る。３６は走査条件設定回路で公知の走査範囲，深度，
送波フォーカス段数等の指定を行うパネルスイッチ等か
ら成る。

【００３２】次に、本実施例２の動作を説明する。探触
子１から表示器９，外部画像記憶装置１０までは、実施
例１と同様な動作をする。本実施例でも実施例１同様に
大別して、領域指定手段，コントローラ３３内に設けた
計算手段，グラフス化するための手段という３つの手段
がある。これらのうち、領域指定手段，表示手段につい
ては、実施例１と同様であり実施例１で示された頻度計
算手段の計算結果が、演算用メモリ２３に記憶されてい
る。以下、本実施例の計算手段について説明する。

【００３３】まず、図５（ｂ）に示す表示法でグラフを
作成，表示する場合について説明する。表示法図５
（ｂ）の場合、横軸は任意の断層像を基準にそこから経
過した時間であり、縦軸は輝度指定回路３１で定められ
た輝度の発生頻度（度数）である。超音波走査により断
層像を得る場合、公知の走査条件設定回路３６により既
に、超音波走査範囲，送波フォーカス段数，深度等が使
用者により定められている。これにより、フレームレー
トつまり、時系列に取り込まれる断層像の時間間隔が定
まる。以後、画像メモリ６内で基準画像から、何枚目の
画像かをアドレスから判定し、上記時間間隔との積を求
めることにより時間が定まる。

【００３４】次に、縦軸について説明する。輝度指定回
路３１は、使用者により所望の輝度Ｋが指定される。指
定輝度Ｋは、コントローラ３３に読み込まれ、図６
（ａ）に示すフローに則り計算処理される。つまり、指
定輝度Ｋが読み込まれた後、計算処理される断層像を第
ｉの断層像とし変数ｉを初期化する。演算メモリ２３に
は、発生頻度計算結果が各時相の画像ごとに記憶されて
いる。まず、第１の断層像の度数Ｆ（Ｋ）の読み出し
は、コントローラ３３が変数ｉとＫをもとにアドレス発
生回路１４を制御し、読み出しアドレスが求められ、演
算メモリ２３にアクセスする。次いで、度数Ｆ（Ｋ）を
変数Ｈ（ｉ）に代入する。そして、全断層像について度
数Ｆ（Ｋ）を読み込むまで変数ｉをカウントアップして
いく。全Ｈ（ｉ）について代入が終了すると、その結果
を頻度メモリ３４に書き込む。以上の手法により、縦
軸，横軸のデータが求められると実施例１に示した表示
方法と同様な手法でグラフ化され、表示器１０上に表示
される。また、この時コントローラ３３内に読み込まれ
た指定輝度Ｋを表示しても良い。

【００３５】次に、表示法図５（ｃ）について説明す
る。横軸は、上記した方法で求められる。縦軸について
は、図６（ｂ）に示す計算方法で求められる。頻度指定
回路３２は、使用者により所望の頻度Ｈが指定される。
指定頻度Ｈは、コントローラ３３に読み込まれ図６
（ｂ）に示す計算処理がされる。つまり、指定頻度Ｈが
読み込まれた後、計算処理される断層像を第ｉの断層像
とし変数ｉ，ｊ，ｋを初期化する。演算メモリ２３か
ら、まず、第１の断層像の度数Ｆ（ｊ）をｊ＝１から読
みだし、その値が、Ｈ＝Ｆ（ｊ）なる関係が成り立つ
時、変数Ｋ（ｉ，ｊ）に代入する。以後、Ｈ≠Ｆ（ｊ）
の時は、ｊを１カウントアップし上記演算を第ｉの断層
像の全度数データについて行う。一方、画像メモリに記
憶される画像数は、記憶容量などにより定まる。画像メ
モリ６内の画像数をｍとする。第ｉの断層像が終了する
と、次に、第（ｉ＋１）の断層像について同様な処理を
行っていきｉ＝ｍとなるまで、つまり、画像メモリ６内
の全断層像について終了するまで行う。

【００３６】このようにして、全てのＫ（ｉ，ｊ）が求
められ、その結果を輝度メモリ３５に書き込む。以上の
手法により、縦軸，横軸のデータが求められると実施例
１に示した表示方法と同様手法でグラフ化され、表示器
９上に表示される。また、この時コントローラ３３内に
読み込まれた指定頻度Ｈを表示しても良い。さらに、輝
度，頻度，時間と３変数あるため、公知の３次元グラフ
化手法を用い、３次元グラフとして表示しても良い。

【００３７】これにより、所望の輝度の度数を経時的に
観察することができる。また、逆に、所望の頻度を定め
その輝度を経時的に観察することができる。これによ
り、例えば、肝血管腫のように時間と共に輝度が変化す
る病変部について経時的かつ定量的に輝度変化を観察で
きる。なお、実施例１で述べたと同様に、各グラフでは
正規化しても本発明の効果を損なうものではない。ま
た、公知の血流分布像構成手段により得られた血流分布
像を画像メモリ７に記憶することにより本発明を血流の
流速分布像に適用することができる。さらに、領域は、
一画像に一領域として説明しているが、複数指定し、複
数グラフを表示しても良い。

【００３８】

【実施例３】図７，図８を用い、本発明の第３の実施例
を説明する。本実施例のハードウェアは実施例２とほぼ
同じで、計算結果を記憶するため頻度メモリ３４，輝度
メモリ３５をパラメータ計算結果を記憶するメモリに置
き換えたものである。ここで言うパラメータとは、輝度
の発生頻度を評価するため用いられる評価パラメータで
あり、その例を図７に示す。

【００３９】本発明では、これらのパラメータを、画像
メモリ６に記憶されている各画像での輝度の発生頻度か
ら算出，グラフ化し、以後、実施例１と同様な手順でグ
ラフィックメモリデータを画像メモリ６に加えていくも
のである。図８（ａ）〜（ｃ）にその表示例を示す。例
えば、（ａ）では、横軸に時間，縦軸に輝度をとり最頻
値をグラフ化し、必要に応じては、表示画像での時間，
平均値等のパラメータも表示できる。次に、計算手順を
図８を用いて説明する。まず、変数ｉを初期化する。次
に、画像メモリ６より第１の断層像での輝度の度数分布
データを演算メモリ２３よりコントローラ３３内に読み
込む。次いで、前述した各種パラメータを計算する計算
プログラムによりパラメータ値を算出する。そして、演
算メモリ２３に記憶された全画像の度数分布データにつ
き終了するまで変数ｉをカウントアップしていく。全画
像につき終了すると、パラメータ計算結果を計算結果記
憶用のメモリに転送し終了する。

【００４０】以上の手法により、縦軸のデータが全画像
に対して求められると次に実施例１，実施例２に示した
横軸（時間軸）算出方法，グラフ化手法，画像メモリ６
への書き込み手法と同じ動作をする。そして、所望の
時、表示器９上に表示する。以上により、分布形状の評
価に用いる各種パラメータをグラフ化し画像メモリ６に
記憶できるため読み出しに応じ、即時、断層画像と共に
グラフを表示でき、長時間に渡り各種パラメータの変化
が観察可能である。これにより、例えば、肝血管腫のよ
うに時間と共に輝度が変化する病変部について経時的か
つ定量的に各種パラメータの変化を観察できる。なお、
実施例１で述べたと同様に、各グラフでは正規化しても
本発明の効果を損なうものではない。また、公知の血流
分布像構成手段により得られた血流分布像を画像メモリ
７に記憶することにより本発明を血流の流速分布像に適
用することができる。さらに、領域は、一画像に一領域
として説明しているが、複数指定し、複数グラフを表示
しても良い。

【００４１】

【実施例４】図９に、本発明の第４の実施例のブロック
図を示す。本実施例では、実施例１における構成の一部
を図示する回路に変えたものである。図９において、４
０は画像メモリであり、１心拍以上の断層像を記憶可能
な記憶容量を有する。４１は差分処理器で画像メモリ４
０内の２画像をそれぞれの画素を対応するように差分を
行うもので、差分処理は、１回または２回行う。４２は
切換器で、差分処理器４１，外部画像記憶装置１１，画
像メモリ２７の各信号路の一つを選択し画像メモリ４３
の信号路に接続する。４３は画像メモリであり、１心拍
以上の期間にわたり、超音波断層像を１回または２回差
分を行った画像（以下、差分画像，２階差分画像と言
う。）を記憶可能な記憶容量を有する。４４は切換器で
あり、画像メモリ４０と画像メモリ４３の信号路のうち
一つを選択しコントローラ４７の信号路と接続する。４
５は切換器であり、画像メモリ４０と画像メモリ４３の
信号路のうち一つを選択し切換器４６の信号路と接続す
る。４６は切換器であり、画像メモリ４５からの信号路
を加算器４６，ラインメモリ８の信号路のうち一つを選
択し切り換える。

【００４２】次に、本実施例４の動作を説明する。本発
明は、実施例１から３が断層像であるのに対し差分画
像，２階差分画像にも適用可能としたものであるから、
図９に示されていない各回路は、実施例１から３に示し
たものと同じであり、しかも同様な動作をする。まず、
画像選択手段４０で使用者が、断層像，差分画像，２階
差分画像の中から所望の画像を選択する。次に、実施例
１に示したと同じ動作で断層像を画像メモリ４０に書き
込んでいく。次に、断層像は画像メモリ４０より読み出
される。この時、切換器４５は画像メモリ４０を切換器
４６はラインメモリ８を選択している。以後、実施例１
と同様に表示器１０に表示される。一方、差分処理器４
１は、２画像の画素が対応するように差分を行う。画像
メモリ４０に取り込まれたｎ番目の断層像とｎ＋ｍ番目
（ｍは、１以上の整数）の断層像で差分を行う。また、
差分を２回行う場合は差分処理器４１内に、さらに最低
でも２画像分記憶可能なメモリを持ち、１回目の差分結
果の２画像を記憶する。そして、このメモリより差分画
像データ同志を読み出し、さらにもう一度画素を対応さ
せ差分処理する。こうして得られた差分画像もしくは２
階差分画像は、切換器４２が信号路を差分処理器４１を
選択しており、画像メモリ４３に転送される。

【００４３】次に、実施例１に示す方法で、領域指定が
行われる。次いで、切換器４４は、コントローラ４７の
指示に従い、信号路を画像メモリ４３側に切り換えてお
く。そして、実施例１に示す方法と同様に、差分画像も
しくは２階差分画像をコントローラ４７に転送し、輝度
の発生頻度計算が行われる。以後、グラフ化が行われ加
算器２６に出力されていく、この時、切換器４５は信号
路を画像メモリ４３側を、切換器４６は信号路を加算器
２６側を、それぞれ選択している。そして、再び、画像
メモリ４３より画像データが読み出され加算器２６にて
グラフデータと加算される。画像メモリ２７に一時記憶
された後、切換器４２が、画像メモリ２７の信号路を選
択し、そしてデータは画像メモリ４３に書き込まれてい
く。表示の際は、切換器４６がラインメモリ８側を選択
し表示器１０に表示される。外部記憶装置１１に差分画
像もしくは２階差分画像が記憶されている場合は、切換
器４２は、信号路を外部記憶装置１１側に選択してい
る。以後、実施例１と同じ手法で輝度の発生頻度がグラ
フ化され表示される。また、切換器４６の入力側に新た
に加算器，カラーエンコーダを設けることにより断層像
と、差分画像もしくは２階差分画像との重畳画像を作
成、表示する場合についても本実施例を適用できる。
この動作と同じ動作で実施例２，３の手法を適用可能で
ある。

【００４４】以上述べたように、１心拍以上の期間にわ
たり差分画像もしくは２階差分画像の輝度の発生頻度を
観察することが可能となる。差分画像，２階差分画像
は、それぞれ運動部位の速度情報，加速度情報を反映し
ており、その輝度は速度，加速度の大小を反映する。よ
って、例えば、血管系のように心拍に伴い運動する部位
で病変により硬化が生じ運動状態が変化した場合、輝度
の発生頻度のグラフは分布形状を変化させる。これらの
画像の輝度の発生頻度をグラフ化表示することは、これ
らの情報を画像の主観評価から数値とし把握する客観評
価とするものであり、さらに、その経時的変化をも観察
できる。また、差分画像もしくは２階差分画像で所望の
輝度の発生頻度、逆に所望の頻度を定めその輝度を経時
的に観察することができ、特定の速度，加速度の経時的
変化を評価できる。また、分布形状の評価に用いる各種
パラメータをグラフ化し画像メモリ４０に記憶している
ため、読み出しに応じ即時に差分画像もしくは２階差分
画像と共にグラフを表示でき、かつ、長時間にわたり各
種パラメータの経時変化が観察可能である。

【００４５】本実施例の説明では、領域指定は最初に一
度行うように説明しているが、各時間の断層像ごとに行
なっても良い。そしてさらに、領域は、一画像に一領域
として説明しているが、複数指定し、複数グラフを表示
しても良い。なお、実施例１で述べたと同様に、各グラ
フでは正規化しても本発明の効果を損なうものではな
い。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、以上説明したように次
の優れた効果がもたらされるものである。即ち、請求項
１においては、断層像での輝度の発生頻度をグラフ化
し、その経時的観察が可能である。例えば、肝血管腫の
ように時間により輝度が変化する病変部においても輝度
の経時変化を数値として把握し客観的評価ができる。ま
た、請求項１においては、肝血管腫のように時間により
輝度が変化する病変部において特定輝度，頻度に着目し
グラフ表示するため詳細に経時的変化が観察できる。請
求項２においては、分布形状の評価用パラネータを求め
画像メモリ内に記憶しているため所望のとき即時に表示
でき、かつ、その経時的変化が観察できる。請求項３に
おいては、１心拍以上の期間にわたり差分画像もしくは
２階差分画像の輝度の発生頻度を観察することが可能と
なる。例えば、血管系のように心拍に伴い運動する部位
で運動状態が変化した場合、輝度の発生頻度のグラフは
分布形状を変化させるが、これらの画像の輝度の発生頻
度をグラフ化表示することは、これらの情報を画像の主
観評価から数値とし把握する客観評価とするものであ
り、さらに、その経時的変化をも観察できる。また、差
分画像もしくは２階差分画像で特定の輝度，頻度に着目
しグラフ表示するため詳細に経時変化を観察することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック図。

【図２】図１内に示す画像メモリ７の読み出し，書き込
み動作の説明図。

【図３】図１のコントローラ内での輝度の頻度計算フロ
ーを示す図。

【図４】図４は、本発明の第１の実施例の表示例を示す
図。

【図５】図５は、本発明の第２の実施例とその表示例を
示す図。

【図６】図６は、本発明の第２の実施例での計算フロー
を説明する図。

【図７】図７は、本発明の第３の実施例での求める評価
パラメータを説明する図。

【図８】図８は、本発明の第３の実施例での表示例と計
算フローを示す図。

【図９】図９は、本発明の第４の実施例を示すブロック
図

【符号の説明】

１探触子２切換器３送波信号発生器４受波信号処理器５ディジタルスキャンコンバータ６画像メモリ７ラインメモリ８Ｄ／Ａ変換器９表示器１０外部画像記憶装置１１画像停止回路１２コントローラ１３アドレス発生回路１４ＲＷ制御回路２０切換器２１切換器２２領域指定回路２３演算用メモリ２４キャラクタ発生回路２５グラフィックメモリ２６加算器２７画像メモリ３０グラフ選択回路３１輝度指定回路３２頻度指定回路３３コントローラ３４頻度メモリ３５輝度メモリ３６走査条件設定回路４０画像メモリ４１差分処理器４２切換器４３画像メモリ４４切換器４５切換器４６切換器４７コントローラ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波を生体内に送波し、生体内からの
反射波を受波信号として受波する探触子と、該受波した
受波信号を処理する手段と、該処理した受波信号から断
層像へ変換する手段と、該変換した断層像を異なる時系
列毎に記憶する手段と、該記憶した前記断層像を読み出
して時系列毎に表示する手段とを備えた超音波診断装置
において、該時系列毎に表示した断層像上に任意の画像
範囲を指定する手段と、該指定した画像範囲内での画素
値の度数分布を含み、画素値、時間の３変数の中から任
意に選択する手段と、該選択した変数を時系列毎に演算
する手段と、該演算した結果を時系列毎にグラフ化する
手段とを備え、前記グラフ化手段の出力を前記表示手段
に表示することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】前記グラフ化手段は該指定した画像範囲
内での画素値の度数分布の最頻値、最大値、最小値、平
均値、半値幅、最小値−最大値幅、標準偏差等の度数分
布の形状を評価するパラメータのうちの任意に選択され
たパラメータを時系列毎にグラフ化し、前記表示手段は
前記グラフ化手段の出力を表示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。
【請求項３】超音波を生体内に送波し、生体内からの
反射波を受波信号として受波する探触子と、該受波した
受波信号を処理する手段と、該処理した受波信号から断
層像へ変換する手段と、該変換した断層像を異なる時系
列毎に記憶する手段と、該記憶した前記断層像を読み出
して断層像間の差分画像を時系列毎に得る手段と、該得
た差分画像を時系列毎に表示する手段とを備えた超音波
診断装置において、前記差分画像を時系列毎に得る手段
は前記生体内から検出される１心拍以上の期間の差分画
像もしくは２階差分画像を得るものであって、該時系列
毎に表示した差分画像もしくは２階差分画像上に任意の
画像範囲を指定する手段と、該指定した画像範囲内での
画素値の度数分布を時系列毎に演算する手段と、該演算
した結果を時系列毎にグラフ化する手段とを備え、前記
グラフ化手段の出力を前記表示手段に表示することを特
徴とする超音波診断装置。