JP3158647B2 - 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、超音波診断装置、特
に、生体内に超音波ビームを発射し、生体内からの反射
エコー信号から得られた音線データを処理して得られた
生体情報を外部記録装置に記録可能な超音波診断装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】医用分野に用いられる超音波診断装置で
は、例えば心臓部の断層データを生体情報としてリアル
タイムでモニタに表示したり、またパルスドプラ法によ
り特定部位の血流速度を測定し、この分布を生体情報と
して前記同様モニタに表示することが行われている。

【０００３】また、最近、血流速度を２次元的に把握す
るために、２次元血流断層方式が採用されている。これ
は、断層データに血流速度データを合成し、血流速度を
２次元で、しかもリアルタイムで表現するものである。
すなわち、断層情報及び血流情報が、それぞれディジタ
ル化されて合成され、Ｒ，Ｇ，Ｂのテレビジョン信号に
変換されて、通常の断層像上に、検出された血流の平均
速度プロフィールがカラー表示されるようになってい
る。

【０００４】この種の超音波診断装置は、超音波パルス
を送受波するための送受波回路と、ドプラデータを得る
ためのドプラ信号処理部と、断層データを得るための断
層信号処理部と、それらを合成して表示画像データを作
成するための表示制御部と、表示モニタとを備えてい
る。この表示制御部内には、得られたドプラデータ又は
断層データ等の音線データを１又は複数本分記憶するた
めのバッファメモリと、バッファメモリに記憶された音
線データを補間等の種々の画像処理を施し、１フレーム
分の生体情報に合成するための画像メモリと、画像メモ
リに記憶された生体情報と種々のキャラクター情報とを
付加した画像データをビデオ信号の形態で記憶するビデ
オメモリとを備えている。

【０００５】画像メモリに音線データを記憶する際に
は、モードに応じて種々の処理を施す。例えばＢＭモー
ドでは、Ｂモード像とＭモード像とを画面の左右に配置
するように画像メモリに記憶する。また、カラードプラ
モードでは、Ｂモード上に血流情報を２次元的に表示す
るように合成する。またカラードプラモードでは、表示
するカラー情報（流速，パワー，分散）の選択や、選択
されたカラー情報とモノクロの断層像との合成等も行わ
れる。さらに注目すべき点の画像の拡大処理等も行われ
る。

【０００６】一方、従来装置において、画像メモリに記
憶された合成された画像データをビデオテープレコーダ
（ＶＴＲ）やハードディスク装置等の外部記録装置に記
録できるようにした装置が提案されている。また、ＶＴ
Ｒに記録したビデオ信号をビデオメモリに取り込んで表
示するようにした装置も提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成では、
モードに応じて選択された情報が合成されて画像メモリ
やビデオメモリに生体情報として記憶され、記憶された
生体情報が外部記録装置に記録されるので、外部記録装
置に記録された生体情報に対して種々の処理を施すこと
ができない。

【０００８】例えば、カラードプラモードにおいては、
流速及び分散の２つのカラー情報を断層データに対して
合成した生体情報を、一旦ハードディスク装置に記録す
ると、記録した生体情報に対してパワーを追加したり、
他の処理を行うことができない。また、ハードディスク
装置に記録された生体情報の個々のデータ（例えば断層
データ，血流データ等）に対しての画像処理を行えな
い。

【０００９】さらに、ビデオ信号をＶＴＲに記録する場
合には、一旦アナログデータからディジタルデータに変
換された信号を、再度アナログデータに変換する必要が
あり、画質が劣化するという問題がある。本発明の目的
は、外部記録装置に記録された生体情報に対して種々の
処理を行えるようにすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波診断
装置は、生体内からの反射エコー信号から得られた音線
データを処理して得られた生体情報を外部記録装置に記
録可能な装置である。この装置は、複数のディジタルメ
モリと出力選択手段と入力選択手段と複数の選択手段と
を備えている。複数のディジタルメモリは、反射エコー
信号から得られた処理前の音線データを記憶するための
バッファメモリを含んでいる。出力選択手段は、複数の
ディジタルメモリのうちの１つのメモリに記憶されたデ
ィジタルデータを選択して外部記録装置に出力するもの
である。入力選択手段は、前記外部記録装置に記録され
たディジタルデータを入力して複数のディジタルメモリ
のうちの１つのメモリに出力するものである。複数の選
択手段は、各ディジタルメモリに対応して設けられ、反
射エコー信号から得られたディジタルデータと、外部記
録装置から入力選択手段を介して得られたディジタルデ
ータとのいずれか一方を選択するものである。

【００１１】

【作用】本発明に係る超音波診断装置では、生体内から
反射エコー信号が得られると、反射エコー信号から音線
データを含むディジタルデータが得られる。得られた音
線データはバッファメモリに記憶され、他のディジタル
データは他のディジタルメモリに記憶される。複数のデ
ィジタルメモリに記憶されたディジタルデータは出力選
択手段により選択されて外部記録装置に記録される。ま
た、外部記録装置に記録されたディジタルデータは、入
力選択手段により入力されて複数のディジタルメモリの
うちの１つのメモリに出力される。反射エコー信号から
得られたディジタルデータと、外部記録装置から入力選
択手段を介して得られたディジタルデータとは選択手段
により選択される。

【００１２】ここでは、リアルタイムで得られた処理前
の音線データを含むディジタルデータを一旦ディジタル
メモリに格納した後に、外部記録装置に記録することが
できるので、リアルタイムでの処理が可能であるととも
に、外部記録装置に記録したディジタルデータを再度読
み出して種々の処理を繰り返して行うことができる。ま
た、バッファメモリ、画像メモリ、ビデオメモリ等の複
数のディジタルメモリが設けられていても、これらのデ
ータを外部記録装置に記録可能である。また、外部記録
装置に記録されたディジタルデータは、入力選択手段を
介してディジタルメモリに出力される。このため、外部
記録装置に記録されたディジタルデータをいずれか１つ
のディジタルメモリに出力して、各種の処理を行うこと
が可能になる。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明の一実施例による超音波診断
装置の概略構成を示している。図において、超音波診断
装置は、装置本体１と、この装置本体１に接続されたプ
ローブ２とから構成されている。プローブ２は、複数の
微小振動子から構成されている。装置本体１は、送受波
回路３を備えている。送受波回路３は、装置制御部４に
より制御されるものであり、超音波ビームを送波するた
めの高周波パルス発振器、電子走査を行うための遅延回
路及び遅延量制御回路等を備えた送波部と、受波した信
号を増幅処理する受波部とを備えている。

【００１４】送受波回路３には、ドプラ信号処理部５及
び断層用信号処理部６が接続されている。ドプラ信号処
理部５は、９０°移相器、ミキサー、Ａ／Ｄ変換回路及
び血流速演算回路等から構成されている。血流速演算回
路は、ＭＴＩフィルタ処理、高速フーリエ変換演算等の
処理を行って、血流の平均流速、パワー及び分散を求め
るためのものである。断層用信号処理部６は、対数増幅
回路、検波回路、ローパスフィルタ、Ａ／Ｄ変換回路等
から構成されている。ドプラ信号処理部５及び断層用信
号処理部６には、表示制御部７が接続されている。表示
制御部７は、ディジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）
を含み、各種ディジタルメモリから構成されている（詳
細後述）。表示制御部７には、モニタ８が接続されてい
る。また表示制御部７には、ハードディスク装置（ＨＤ
Ｄ）９も接続可能である。

【００１５】一方、これらの各部は、装置制御部４によ
り制御されている。装置制御部４には、キーボード等か
らなるキー入力部１０が接続されている。表示制御部７
は、図２に示すように、バッファメモリ２１と、画像メ
モリ２２と、ビデオメモリ２３とを備えている。バッフ
ァメモリ２１は、超音波ビームに沿って標本されたドプ
ラデータや断層データ等の音線データを１又は複数本分
一旦記憶するものである。バッファメモリ２１の入力側
には、第１セレクタ２４が接続されている。第１セレク
タ２４は、ドプラ信号処理部５又は断層用信号処理部６
で得られた音線データ及びＨＤＤ９に記録された音線デ
ータのいずれか一方を選択してバッファメモリ２１に出
力するものである。バッファメモリ２１の出力側には第
２セレクタ２５が接続されている。第２セレクタ２５
は、バッファメモリ２１に格納された音線データ及びＨ
ＤＤ９に記録された音線データのいずれか一方を選択し
て出力するものである。

【００１６】第２セレクタ２５の出力側には、画像メモ
リ書き込み回路２６が接続されている。画像メモリ書き
込み回路２６は、画像メモリ２２に書き込むデータの書
き込みタイミングの制御及び各種の画像処理を行うもの
である。ここでは、例えばセクタスキャンによるＢモー
ド像の場合には、超音波ビームに沿った標本点と画像メ
モリの標本点の座標位置が一般には一致しないので、補
間計算等により座標変換を行う。また、画像の拡大処
理、部分拡大処理、回転・移動処理等の処理も行う。カ
ラードプラモードの場合には、断層データと、カラー画
像データとの重ね合わせを行う。さらに表示するカラー
画像の選択（流速，パワー，分散）を行う。ＢＭモード
の場合には、異なる画像の書き込み位置を変え、複数画
像を並べて表示するように画像処理を行う。

【００１７】画像メモリ書き込み回路２６は、装置制御
部４により制御され、バッファメモリ２１に対して読み
出し制御を行うとともに、画像メモリ２２に対して書き
込み制御を行う。画像メモリ２２には、画像メモリ読み
出し回路２７が接続されている。画像メモリ読み出し回
路２７は、装置制御部４により制御され、画像メモリ２
２の読み出しを制御する。画像メモリ読み出し回路２７
には、出力セレクタ３０及びビデオ信号発生回路２８が
接続されている。ビデオ信号発生回路２８は、同期情報
を画像メモリ読み出し回路２７及び文字グラフィック発
生回路３５（後述）に出力するとともに、画像メモリ読
み出し回路２７からビデオ信号に同期して画像データを
受け取り、受け取った画像データをビデオ信号に変換し
て出力する。ビデオ信号発生回路２８には、加算回路３
２が接続されている。加算回路３２には、画像に文字や
グラフィック画像を重ね合わせるために設けられた文字
グラフィック発生回路３５が接続されている。加算回路
３２では、ビデオ信号発生回路２８で得られたビデオ信
号に、文字グラフィック発生回路３５で生成された文字
やグラフィックが重ね合わされる。加算回路３２の出力
は、第３セレクタ３３及び第４セレクタ３４に接続され
ている。

【００１８】第３セレクタ３３は、外部から入力された
ビデオ信号Ｖ_IN、インターフェイス回路３１を介して入
力セレクタ２９に入力されたハードディスク装置９に記
録されたビデオ信号の画像データ及び加算器３２から出
力されたビデオ信号のいずれか１つを選択するものであ
る。第３セレクタ３３で選択されたビデオ信号は、ビデ
オメモリ２３に与えられる。第４セレクタ３４は、加算
回路３２から出力されたビデオ信号及びビデオメモリ２
３から出力されたビデオ信号のいずれか一方を選択する
ものである。選択されたビデオ信号Ｖ_OUT は、モニタ８
に出力される。また、ビデオメモリ２３の出力は、出力
セレクタ３０にも与えられる。

【００１９】出力セレクタ３０は、バッファメモリ２１
に格納された音線データ、画像メモリ２２に格納された
画像データ及びビデオメモリ２３に格納されたビデオ信
号のいずれか１つを選択し、インターフェイス回路３１
に出力する。また、入力セレクタ２９は、インターフェ
イス回路３１から与えられたディジタルデータを、第１
セレクタ２４、第２セレクタ２５又は第３セレクタ３３
に択一的に出力する。インターフェイス回路３１は、ハ
ードディスク装置９とデータをやり取りするためのもの
である。

【００２０】次に動作について説明する。キー入力部１
０を用い、操作者がモードを決定すると、装置制御部４
では、そのモードを判断して、各部にモードに応じた制
御信号を出力する。例えば、バッファメモリ２１に格納
された音線データをハードディスク装置９に記録すると
ともに、カラードプラモードにおいてカラー情報（流
速，パワー，分散）の表示内容を変化させる場合につい
て説明する。

【００２１】この場合には、まず出力セレクタ３０を、
バッファメモリ２１の出力を選択するように制御する。
また第２セレクタ２５を、バッファメモリ２１を選択す
るように制御する。そして、画像メモリ書き込み回路２
６では、カラー情報として流速を選択する。すると、画
像メモリ２２に、Ｂモード像とともに流速画像が重ねて
記憶される。記憶された合成画像は、画像メモリ読み出
し回路２７によってビデオ信号に同期して読み出され
る。読み出された画像データは、ビデオ信号発生回路２
８においてビデオ信号に変換され、第４セレクタ３４を
介してモニタ８に出力される。このとき、文字グラフィ
ック発生回路３５で発生された文字やグラフィックが、
加算回路３２にて加算される。また、バッファメモリ２
１の出力は、出力セレクタ３０、インターフェイス回路
３１を介して、ハードディスク装置９に出力され記録さ
れる。

【００２２】続いて、ハードディスク装置９に記録した
画像に対して、パワーモードで再表示することを考え
る。ここでは、第１セレクタ２４を、入力セレクタ２９
の出力を選択するように制御する。また、入力セレクタ
２９を、その出力が第１セレクタ２４に出力されるよう
に制御する。この状態で、ハードディスク装置９からイ
ンターフェイス回路３１及び入力セレクタ２９を介し
て、第１セレクタ２４に音線データが与えられる。その
音線データをさらにバッファメモリ２１に記憶させる。
バッファメモリ２１の出力は、第２セレクタ２５を介し
て画像メモリ書き込み回路２６に転送される。ここで、
所望の画像処理がなされ、画像メモリ２２に、断層デー
タとともにパワーデータが記憶される。画像メモリ２２
に書き込まれた画像データは前述と同様にして、第４セ
レクタ３４を介してモニタ８に出力される。

【００２３】続いて、分散のカラー情報を表示させる場
合には、再度ハードディスク装置９から音線データを読
み出し、インターフェイス回路３１、入力セレクタ２
９、第１セレクタ２４を介して音線データがバッファ２
１に格納される。そして第２セレクタ２５を介して画像
メモリ書き込み回路２６に音線データが転送され、分散
を求めるための画像処理がなされる。得られた１画面分
の画像データは画像メモリ２２に記憶される。その後は
前述と同様であり、第４セレクタ３４を介してモニタ８
に合成画像が出力される。

【００２４】次に、画像メモリ２２に格納されたＢモー
ド像のフリーズ画像をハードディスク装置９に記録し、
これを後で読み出して、関心領域を種々の拡大率で拡大
して診断する場合について説明する。この場合には、出
力セレクタ３０を、画像メモリ読み出し回路２７の出力
を選択するように制御し、入力セレクタ２９を、その出
力が第２セレクタ２５に出力されるように制御する。こ
れにより、画像メモリ２２に格納された１画面分の画像
データが、１画面単位でハードディスク装置９に記録さ
れる。また記録された１画面の画像データは、入力セレ
クタ２９及び第２セレクタ２５を介して、再度画像メモ
リ２２に書き込み可能である。このとき、画像メモリ書
き込み回路２６で画像の拡大等の種々の画像処理を行
う。これにより、１枚の画像から、種々の画像処理が施
された画像を得ることができる。

【００２５】さらに、ビデオメモリ２３に記録されたビ
デオ信号の画像を、ディジタル信号の状態でハードディ
スク装置９に記録する場合には、第３セレクタ３３を、
加算回路３２の出力を選択するように制御し、出力セレ
クタ３０をビデオメモリ２３の出力を選択するように制
御する。これにより、得られたビデオ信号の画像データ
は、第３セレクタ３３を介してビデオメモリ３４に一旦
格納される。そしてさらに、出力セレクタ３０及びイン
ターフェイス回路３１を介してハードディスク装置９に
記録される。これにより、得られた複数枚の画像から所
望の画像を読み出して、これにコメント等を添えて写真
記録することができる。また、得られた画像に対して、
種々の計測処理を行うこともできる。

【００２６】ハードディスク装置９に記録されたビデオ
信号の画像は、インターフェイス回路３１，入力セレク
タ２９及び第３セレクタ３３を介してビデオメモリ３４
に記録することもできる。さらに第３セレクタ３３で
は、外部からのビデオ入力信号Ｖ_INをビデオメモリ３４
に格納することもできる。この場合には、第４セレクタ
３４は、ビデオメモリ２３の出力を選択する側に切り換
えられる。

【００２７】ここでは、バッファメモリ２１に格納され
たデータをハードディスク装置９等の外部記録装置に記
録することにより、複数種の画像処理を行う場合に、そ
の都度超音波走査を行う必要がなくなる。つまり、一旦
ハードディスク装置９に音線データ、画像データ、ビデ
オ信号等のディジタルデータを記憶すれば、画像処理
は、ハードディスク装置９からディジタルデータを読み
出すだけで行うことができる。例えば、フリーズ画像を
拡大縮小する場合や、複数画像を並べて表示する場合に
は、画像メモリ２２に記憶された画像データをハードデ
ィスク装置９に一旦格納し、それを読み出して、再度画
像処理することにより行える。

【００２８】さらに、ビデオメモリ３４に記録されたビ
デオ信号の形態の画像データを、ディジタル状態でハー
ドディスク装置９に記録でき、ビデオ信号の画質劣化を
防止できる。 〔他の実施例〕 （ａ）前記実施例では、ディジタルメモリとしてバッフ
ァメモリ２１と画像メモリ２２とビデオメモリ２３とを
例示したが、ディジタルメモリとしては、例えばフリー
ズ画像を記録するシネメモリ等の他のディジタルメモリ
を用いることもできる。シネメモリの内容を外部記録装
置（ハードディスク装置）に記録すると、それらを連続
再生することも可能になる。 （ｂ）前記実施例では、外部記録装置としてハードディ
スク装置９を用いたが、外部記録装置としては、ＤＡ
Ｔ，ＩＣカード，半導体ディスク，光磁気ディスク，フ
レキシブルディスク等を用いてもよい。 （ｃ）前記実施例では、画像メモリ書き込み回路２６に
リアルタイムで各種の画像処理する等の演算機能を持た
せたが、インターフェイス回路３１にさらに演算機能を
持たせてもよい。この場合には、ハードディスク装置９
から読み出した音線データに対して、画像メモリ書き込
み回路２６とは異なる演算処理やリアルタイムで処理で
きない複雑な演算処理を行い、画像メモリ９に書き込む
ことができる。例えば、画像メモリ書き込み回路２６と
は異なる拡大率での表示や、複雑なアルゴリズムの補間
処理等が可能になる。

【００２９】これにより、ハードディスク装置９から読
みだした画像メモリ２２のデータとビデオメモリ２３と
の間、ハードディスク装置９から読みだした音線データ
とビデオメモリ２３との間でも同様な演算処理が可能に
なる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明では、処理前の音線
データを記憶するバッファメモリを含む複数のディジタ
ルメモリに記憶されたディジタルデータを出力選択手段
を介して外部記録装置に記録でき、記録されたディジタ
ルデータを入力選択手段及び選択手段を介してディジタ
ルメモリに書き込むことができるので、外部記録装置に
記録されたディジタルデータに対して種々の処理を行え
る。また、特にビデオ信号の画質の劣化を抑えることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による超音波診断装置の概略
ブロック構成図。

【図２】その表示制御部のブロック回路図。

【符号の説明】

２ プローブ ４ 装置制御部 ７ 表示制御部 ８ モニタ ９ ハードディスク装置 ２１ バッファメモリ ２２ 画像メモリ ２３ ビデオメモリ ２４ 第１セレクタ ２５ 第２セレクタ ２９ 入力セレクタ ３０ 出力セレクタ ３１ インターフェイス回路

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−111350（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−129036（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−213041（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−293393（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−231652（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−210233（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−111108（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 8/00 - 8/15

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】生体内からの反射エコー信号から得られた
   音線データを処理して得られた生体情報を外部記録装置
   に記録可能な超音波診断装置において、 前記反射エコー信号から得られた処理前の音線データを
   記憶するためのバッファメモリを含む複数のディジタル
   メモリと、 前記複数のディジタルメモリのうちの１つのメモリに記
   憶されたディジタルデータを選択して前記外部記録装置
   に出力する出力選択手段と、 前記外部記録装置に記録されたディジタルデータを入力
   して前記複数のディジタルメモリのうちの１つのメモリ
   に出力する入力選択手段と、 前記各ディジタルメモリに対応して設けられ、前記反射
   エコー信号から得られたディジタルデータと、前記外部
   記録装置から前記入力選択手段を介して得られたディジ
   タルデータとのいずれか一方を選択する複数の選択手段
   と、を備えた超音波診断装置。