JP3284446B2 - 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、被検体内に超音波を送
受信して観察部位について超音波画像を得る超音波診断
装置に関し、特に二次元断層像（Ｂモード像）について
対象部分の特徴量（距離、面積、周長、体積等）を求め
ることができると共に、とりわけその特徴量の時間変化
率を求めることができる超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の基本的な二次元断層像を得るＢモ
ードの超音波診断装置は、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ディジタル量に変換するＡ／Ｄ変換
部と、このＡ／Ｄ変換部から時系列的に出力される断層
像データ並びに予め設定され又は外部より入力された文
字データを表示する画像表示手段とを有して成ってい
た。そして、被検体の観察部位について経時的に１枚１
枚断層像を得ては画像表示手段の画面に順次表示してい
た。

【０００３】また、近年開発されており、被検体の例え
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す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ディジタル量
に変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部から時系
列的に出力される二つの断層像データ間で引き算を行っ
て差分画像データを生成する手段と、この差分画像デー
タ生成手段から順次出力される差分画像データ並びに予
め設定され又は外部より入力された文字データを表示す
る画像表示手段とを有して成っている。この場合、上記
Ａ／Ｄ変換部から順次出力される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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記いずれの
超音波診断装置においても、被検体の観察部位の二次元
断層像又は差分画像を表示して、観察対象部分の距離又
は面積、周長等の特徴量を形態的に計測することはでき
るが、上記の特徴量が時間経過の間でどのように変化す
るかの時間変化率を求めたり、移動速度を求めるという
動態的な計測はできないものであった。従って、血管や
心臓等の運動部位の観察においては、動態変化の情報が
不足し、医師等の観察者は表示画像の推移を追いながら
特徴量の時間変化率を推測しなければならず、診断がや
りずらいと共に不正確となるものであった。

【０００５】これに対し、超音波の発射方向を一定方向
とし、時間による反射点の変化を画像として表示するＭ
モードの超音波診断装置においては、観察対象部分の特
徴量の時間変化率を計測し、表示することはできるが、
あくまでも超音波ビームの特定方向の一次元上での計測
しかできず、二次元的な面積や周長等の時間変化率は計
測できないものであった。この場合、観察部位上で超音
波ビームを並行に移動しながら計測を行えばよいが、適
切にビーム方向を設定するには熟練を要すると共に、検
査時間が長くなるなど操作性が低下するものであった。
また、対象部分としては、円形などの規則的な形状のも
のに限られるなどの問題点があった。

【０００６】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、任意の２フレームの断層像データから成る画像デ
ータを用いて、観察対象部分の距離、面積、周長等の特
徴量及びそれらの時間変化率を求め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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第一の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、該受信した
反射エコー信号を時系列的に断層像データに変換するデ
ータ変換手段と、該変換した断層像データを画像として
表示する画像表示手段と、該表示された画像から二つの
時相の画像を指定する手段とを有する超音波診断装置に
おいて、上記指定された二時相の画像について上記被検
体内の観察部位の距離、面積、周長、体積を含む特徴量
を算出すると共に、該算出した特徴量を上記二時相の差
で除して特徴量の時間変化率を算出する手段と、該算出
した時間変化率を上記画像表示手段に表示する手段とを
備え、上記算出した特徴量の時間変化率の値を上記画像
表示手段に断層像と共に表示するものである。

【０００８】また、第二の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、該受信した反射エコー信号を時系列的に断層像デ
ータに変換するデータ変換手段と、該変換した二つの時
相の断層像データ間で引き算を行って差分画像データを
生成する手段と、該生成した差分画像データを画像とし
て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、上記生成された差分画像データを用いて上記被検
体内の観察部位の距離、面積、周長、体積を含む特徴量
を算出すると共に、該算出した特徴量を上記差分画像生
成の二時相の差で除して特徴量の時間変化率を算出する
手段と、該算出した時間変化率を上記画像表示手段に表
示する手段とを備え、上記算出した特徴量の時間変化率
の値を上記画像表示手段に断層像と共に表示するもので
ある。

【０００９】さらに、上記第一及び第二の発明による超
音波診断装置において、上記特徴量の時間変化率を算出
する手段は、画像全体のずれによる観察部位の画像全体
の移動量を求め、この移動量を用いて上記観察部位の移
動速度を補正するものである。

【００１０】

【作用】このように構成された第一の発明の超音波診断
装置は、特徴量算出手段により、任意に指定された二時
相の画像について被検体内の観察部位の距離、面積、周
長、体積を含む特徴量を算出すると共に、時間変化率算
出手段で、上記算出された特徴量を上記二時相の差で除
して特徴量の時間変化率を算出し、該算出された時間変
化率を画像表示手段に表示すると共に、この算出された
特徴量の時間変化率の値を上記画像表示手段に断層像と
共に表示するように動作する。これにより、指定した二
つの断層像の時相間の形態変化の情報のみならず動態変
化の情報も得ることができる。

【００１１】また、第二の発明の超音波診断装置は、特
徴量算出手段により、差分画像データ生成手段で生成さ
れた差分画像データを用いて被検体内の観察部位の距
離、面積、周長、体積を含む特徴量を算出すると共に、
時間変化率算出手段により、上記算出された特徴量を上
記差分画像生成の二時相の差で除して特徴量の時間変化
率を算出し、該算出された時間変化率を画像表示手段に
表示すると共に、この算出された特徴量の時間変化率の
値を上記画像表示手段に断層像と共に表示するように動
作する。これにより、二次元断層像（Ｂモード像）上で
被検体の観察部位について動態的な計測を行うことがで
きる。

【００１２】

【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は第一の発明による超音波診断装
置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、被検体内に超音波を送受信して観察部位について
二次元断層像を得るもので、図に示すように、探触子１
と、超音波送受信回路２と、Ａ／Ｄ変換器３と、切換器
４と、画像表示装置５と、記憶用画像メモリ６と、画像
選択部７と、画像再生入力部８とを有し、さらに計測対
象入力部９と、特徴量算出部１０と、画像間時相差算出
部１１と、時間変化率算出部１２とを備えて成る。

【００１３】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。

【００１４】Ａ／Ｄ変換器３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入力してディジタル
信号に変換し、時系列的に断層像データに変換するデー
タ変換手段となるものである。そして、切換器４は、上
記Ａ／Ｄ変換器３から出力された断層像データの流れを
画像録画時と画像再生時とで切り換えるもので、画像録
画時は上記Ａ／Ｄ変換器３からの断層像データを後述の
画像表示装置５及び記憶用画像メモリ６にそれぞれ転送
し、画像再生時は上記記憶用画像メモリ６から読み出し
た画像データを画像表示装置５へ転送するようになって
いる。

【００１５】画像表示装置５は、上記切換器４を介して
出力されるＡ／Ｄ変換器３又は記憶用画像メモリ６から
の時系列の断層像データ並びに英数字等の文字データや
画像の大きさを表すスケール、計測時のトレース点、ト
レース軌跡の図形データ等を表示するもので、図示省略
したがディジタルの画像データをアナログのビデオ信号
に変換するＤ／Ａ変換器及びこのＤ／Ａ変換器からのビ
デオ信号を入力して画像表示するテレビモニタ等を含ん
でいる。

【００１６】記憶用画像メモリ６は、探触子１及び超音
波送受信回路２による超音波の送受信によって得られた
時系列の断層像データを連続して記録すると共に読み出
すものであり、例えば複数フレームの画像を記憶可能な
容量を有する半導体メモリから成る。この記憶用画像メ
モリ６は、その記憶領域が例えば画像１枚単位に区切ら
れており、各々の記憶領域に対してフレーム番号が付け
られている。また、画像選択部７は、上記記憶用画像メ
モリ６に対し画像データを書き込んだり読み出したりす
るときに、該当のフレーム番号を選択指定するものであ
る。例えば、画像録画時は、画像走査毎にメモリの先頭
部から自動的にフレーム番号をカウントアップして行
き、メモリの後端部に来ればフレーム番号を初期化す
る。また、画像再生時は、後述の画像再生入力部８によ
って指定された画像に対応するフレーム番号を選択する
ようになっている。さらに、画像再生入力部８は、上記
記憶用画像メモリ６に記録された画像を再生するとき
に、操作者が再生すべき画像のフレーム番号を指定した
り、連続再生又はコマ送り或いはコマ戻し等の再生方法
を入力するものである。

【００１７】ここで、本発明においては、計測対象入力
部９が設けられると共に、この計測対象入力部９には特
徴量算出部１０が接続され、また前記画像選択部７には
画像間時相差算出部１１が接続され、さらに上記特徴量
算出部１０と画像間時相差算出部１１の出力側には時間
変化率算出部１２が設けられている。そして、この時間
変化率算出部１２の出力信号線が前記画像表示装置５へ
接続されている。

【００１８】上記計測対象入力部９は、前記画像表示装
置５に表示された画像から二つの時相の画像を指定する
手段となるもので、該画像表示装置５の画面に表示され
る或る時相のフレームの断層像を見ながら、計測したい
対象部分の特徴量に関係する位置や領域等を指示し入力
するようになっており、例えばトラックボールまたはジ
ョイスティック等の入力器から成る。この実施例では、
順次表示され時相の異なる二つのフレームの断層像につ
いて同一対象部分の位置や領域等を入力することとな
る。そして、特徴量算出部１０は、上記計測対象入力部
９で指定された二時相の画像について被検体内の観察部
位の距離、面積、周長、体積を含む特徴量を算出する手
段となるもので、上記計測対象入力部９で入力された同
一対象部分の位置や領域等からそれに対応する距離や面
積、周長、体積等を算出するようになっており、異時相
の二つのフレーム画像について観察部位の特徴量をそれ
ぞれ求めるようになっている。また、画像間時相差算出
部１１は、前記画像再生入力部８で指定され画像選択部
７によって選択された計測対象となる２枚の断層像間の
時相差を算出するもので、上記画像選択部７から出力さ
れる２枚の断層像に対応するフレーム番号からフレーム
差を知ることにより、そのフレーム間の時相差を求める
ことができる。

【００１９】さらに、時間変化率算出部１２は、上記特
徴量算出部１０で算出した特徴量を上記二時相の差で除
して特徴量の時間変化率を算出する手段となるもので、
上記特徴量算出部１０で算出された時相の異なる二つの
フレームの再生画像における対象部分の特徴量を入力す
ると共に、上記画像間時相差算出部１１で算出された２
枚の断層像間の時相差を入力し、二つのフレームの再生
画像間における特徴量の変化を上記求めた時相差で除算
することにより、対象部分の特徴量の時間変化率を算出
するようになっている。例えば、ある時相と他の時相に
おける断層像の対象部分としてある点（位置）をそれぞ
れ入力し、両画像間の時相差で除算すると、その対象部
分の移動速度が求まる。また、対象部分としてある点と
他の点との間の距離をそれぞれ入力し、両画像間の時相
差で除算すると、その対象部分の距離の時間変化率が求
まる。さらに、対象部分としてある広がりを有する領域
をそれぞれ入力し、同じく時相差で除算すると、上記対
象部分の面積や周長の時間変化率が求まる。そして、こ
のようにして時間変化率算出部１２で求められた演算結
果は、出力信号線を介して画像表示装置５へ送出され、
例えばテレビモニタの画面上に断層像と共に英数字で特
徴量の時間変化率が表示される。

【００２０】次に、このように構成された超音波診断装
置における特徴部分の動作について、図２に示すフロー
チャートを参照して説明する。まず、図１において、探
触子１及び超音波送受信回路２によって走査収集された
断層像のデータが記憶用画像メモリ６に記録されている
とする。この状態で、操作者は、画像再生入力部８を操
作して任意に画像を再生表示しながら、計測すべき観察
部位の断層像を２枚選択する。最初に時相の異なる任意
の２フレームの断層像のうち、時間的に古い断層像を第
１の再生画像として選択する（ステップＡ）。このと
き、上記画像再生入力部８を適宜操作して、画像再生の
速度を遅くしたり、１フレームずつコマ送り又はコマ戻
しをして、所望の画像が再生された時に再生停止キーを
押すことにより、最適な時相の断層像を選択することが
できる。すると、この選択された断層像が第１の再生画
像として画像表示装置５の画面に表示される。このと
き、画像選択部７には当該画像に対応するフレーム番号
が保持される。

【００２１】次に、この表示された断層像を見ながら、
計測対象入力部９を操作して、特徴量を算出する対象部
分を再生画像上で入力する（ステップＢ）。すなわち、
特徴量として対象部分の移動速度を求めたいのであれ
ば、ある１点を入力し、対象部分の距離の時間変化率を
求めたいのであれば、離れたある２点を入力し、対象部
分の面積や周長の時間変化率を求めたいのであれば、あ
る領域を囲むようにトレースする。いずれの場合も、操
作者は、トラックボールやジョイスティック等の入力器
を操作することにより、上記画像表示装置５の画面に表
示された断層像上にプロット点やトレース軌跡を重ねて
表示することで、容易かつ正確に対象部分を入力するこ
とができる。

【００２２】次に、上記のようにして第１の再生画像に
ついて対象部分が入力されると、その信号は次の特徴量
算出部１０へ送出される。そして、特徴量算出部１０
は、上記入力された対象部分について特徴量を算出する
（ステップＣ）。例えば、対象部分として１点が入力さ
れたのであれば、その座標を求め、２点が入力されたの
であれば、その２点間の距離を求め、トレースした領域
が入力されたのであれば、その囲まれた部分の面積又は
周長を求める。

【００２３】このようにして、第１の再生画像について
対象部分の特徴量を算出したら、次に、時相の異なる任
意の２フレームの断層像のうち、時間的に新しい断層像
を第２の再生画像として選択する（ステップＤ）。以
後、上記と全く同様にして、第２の再生画像に対して対
象部分を入力する（ステップＥ）と共に、その対象部分
について特徴量を算出する（ステップＦ）。そして、上
記ステップＣ及びステップＦで求めた時相の異なる２フ
レームの断層像についての特徴量の信号は、時間変化率
算出部１２へ送出される。

【００２４】次に、画像間時相差算出部１１により、上
記第１の再生画像及び第２の再生画像間の時相差を算出
する（ステップＧ）。すなわち、ステップＡにおける第
１の再生画像の選択と、ステップＤにおける第２の再生
画像の選択とにより、当該画像に対応するフレーム番号
が画像選択部７にそれぞれ保持されており、この画像選
択部７から出力されるフレーム番号の信号を入力して、
画像間時相差算出部１１は、選択された２枚の断層像の
フレーム差から両画像間の時相差を求めることができ
る。

【００２５】ここで、上記２画像間の時相差を算出する
方法について、図３を参照して具体的に説明する。ま
ず、図１における記憶用画像メモリ６は、例えば30枚分
の画像データを格納できるとし、図３（ａ）に示すよう
に、画像単位毎に区切られたメモリ領域にはそれぞれフ
レーム番号が０，１，２，…，２９と割り付けられてい
る。そして、画像録画時には、フレーム番号０から２９
まで順次画像データが格納されて行き、総てのメモリ領
域に画像データが格納されると、再びメモリの先頭部に
戻ってフレーム番号０から順次書き込むようになってい
る。いま、図３(ａ）において、フレーム番号０から録
画を開始してフレーム番号２８で録画を終了したとし、
このうちフレーム番号２６の断層像を第１の再生画像Ａ
として選択すると共に、フレーム番号２８の断層像を第
２の再生画像Ｂとして選択したとする。この場合、画像
１フレーム分の走査時間をΔｔとし、第１の再生画像Ａ
のフレーム番号及び第２の再生画像Ｂのフレーム番号
を、それぞれＮａ，Ｎｂとすると、両画像Ａ，Ｂ間の時
相差Ｔは次式により求められる。 Ｔ＝（Ｎｂ−Ｎａ）×Δｔ …（１） いま、図３（ａ）から明らかなように、Ｎａ＝２６，Ｎ
ｂ＝２８であるので、第（１）式から Ｔ＝（２８−２６）×Δｔ＝２×Δｔ となる。ただし、画像１フレーム分の走査時間Δｔは、
超音波ビームの送波本数と超音波パルスの繰返し周波数
との積から求められる。

【００２６】しかし、図３（ｂ）に示すような録画状態
では、上記第（１）式をそのまま適用することはできな
い。この場合は、フレーム番号０から録画を開始してフ
レーム番号２９まで至り、再びフレーム番号０へ戻って
そこからさらにフレーム番号５まで録画をして終了した
ものである。ここでは、フレーム番号５の画像が時間的
に最も新しく、フレーム番号６の画像が最も古いことに
なる。そして、このうちフレーム番号２９の断層像を第
１の再生画像Ａとして選択すると共に、フレーム番号２
の断層像を第２の再生画像Ｂとして選択したとする。こ
の場合は、Ｎａ＝２９，Ｎｂ＝２となり、この数値をそ
のまま前記第（１）式に代入すると、Ｔの値が負になっ
てしまう。そこで、このようにＮｂ＜Ｎａの関係がある
ときは、フレーム番号Ｎｂに最大録画枚数３０を加算し
て、次式を適用することとする。 Ｔ＝｛（Ｎｂ＋３０）−Ｎａ｝×Δｔ …（２） 上記のように、Ｎａ＝２９，Ｎｂ＝２であるので、 Ｔ＝｛（２＋３０）−２９｝×Δｔ＝３×Δｔ となる。このようにして、上記第（１）式又は第（２）
式を適用することにより、第１及び第２の再生画像Ａ，
Ｂ間の時相差Ｔを算出することができる。

【００２７】しかし、超音波断層像の超音波ビームの走
査状態を厳密に観察すると、同一画像内でもビーム走査
方向に対し時相差が生じている。例えば、１枚の断層像
において画像右端と左端とでは約１フレーム分の走査時
間が時相差として生じる。その為、二つの再生画像Ａ，
Ｂにおいて、対象部分となる点や領域の位置が画像の走
査方向に対して移動量が多いと、前記第（１）式又は第
（２）式で得られる時相差Ｔに対し補正を行う必要があ
る。

【００２８】そこで、上記の時相差Ｔに対し行う補正の
方法について、図４を参照して説明する。図４における
画像Ｃは、例えば対象部分を１点Ｐａとした第１の再生
画像Ａ上に第２の再生画像Ｂの対象部分Ｐｂを重ねたも
のである。そして、画像Ｃは、図において右端側から左
端側にビーム走査されたものであり、１フレームの画像
を構成するための超音波ビームの送受波本数をｋ本と
し、画像右端から左端までのビームの送受波方向を０，
１，２，…，ｋ−１とする。ここで、上記の各点Ｐａ，
Ｐｂを通る送受波方向をそれぞれＬａ，Ｌｂとすると、
対象部分がＰａからＰｂまで移動するのに要する時間
は、前記第（１）式又は第（２）式で得られる時相差Ｔ
に対し、超音波ビームが送受波方向ＬａからＬｂに至る
までの走査時間Δｔ′を加える必要がある。このΔｔ′
は、超音波パルスの繰返し周波数をｆとすると、次式に
より求められる。 Δｔ′＝（Ｌｂ−Ｌａ）×ｆ …（３） よって、第１及び第２の再生画像Ａ，Ｂ間の厳密な時相
差Ｔ′は、次の第（４）式で求められる。 Ｔ′＝Ｔ＋Δｔ′ ＝Ｔ＋（Ｌｂ−Ｌａ）×ｆ …（４） 上記第（３）式及び第（４）式は、図４においてＰｂが
Ｐａの右側に位置するとき、すなわちＬａ＞Ｌｂのとき
でも成り立つ。

【００２９】このようにして、図２のステップＧで画像
間の時相差を算出すると、この求めた時相差の信号は、
時間変化率算出部１２へ送出される。この状態で、上記
時間変化率算出部１２は、前記特徴量算出部１０からの
第１及び第２の再生画像の各特徴量と、画像間時相差算
出部１１からの２画像間の時相差とから、その特徴量の
時間変化率を算出する（ステップＨ）。すなわち、特徴
量としての座標の移動、又は２点間の距離の変化、或い
は面積や周長の変化を、第１及び第２の再生画像間の時
相差Ｔ又はＴ′で除算する。これにより、対象部分の移
動速度、又は距離の時間変化率、或いは面積や周長の時
間変化率が求められる。

【００３０】その後、上記時間変化率算出部１２で求め
られた演算結果は、出力信号線を介して画像表示装置５
へ送出される。そして、上記移動速度、又は距離の時間
変化率、或いは面積や周長の時間変化率の値をテレビモ
ニタの画面に断層像と共に英数字等で表示する（ステッ
プＩ）。

【００３１】なお、図４においては、セクタ走査画像を
表示する場合について説明したが、本発明はこれに限ら
ず、リニア走査画像又はコンベックス走査画像において
も同様に適用できる。また、図４においては、対象部分
を１点（Ｐａ又はＰｂ）としたが、対象部分が２点或い
はある広がりを有する領域である場合は、それらの中心
点を求め、その中心点を通る送受波方向をＬａ，Ｌｂと
すればよい。さらに、図１における記憶用画像メモリ６
の代わりに、任意時相の画像だけを表示できる心電同期
表示機能を設けることにより、特徴量の時間変化率を算
出するようにしてもよい。

【００３２】図５は第二の発明による超音波診断装置の
実施例を示すブロック図である。この実施例は、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画像表示する超
音波診断装置に、観察部位の特徴量の時間変化率算出手
段を付加したもので、図に示すように、探触子１と、超
音波送受信回路２と、Ａ／Ｄ変換器３と、画像切換器１
３と、二つの一時記憶用画像メモリ１４ａ，１４ｂと、
差分演算部１５と、画像表示装置５とを有し、さらに計
測対象入力部９と、特徴量算出部１０と、画像間時相差
算出部１１と、時間変化率算出部１２とを備えて成る。

【００３３】上記画像切換器１３は、前記Ａ／Ｄ変換器
３から時系列的に順次出力される断層像データを後述の
第一の一時記憶用画像メモリ１４ａまたは第二の一時記
憶用画像メモリ１４ｂのどちらかに切り換えて接続する
もので、断層像の１フレーム走査毎に交互に画像データ
を転送するメモリ１４ａ，１４ｂを切り換えるようにな
っている。また、一時記憶用画像メモリ１４ａ，１４ｂ
は、後述の差分演算部１５により二つの断層像間で差分
演算をするために画像データを一時的に記憶するもの
で、それぞれ２フレームの走査毎に画像データが書き換
えられるようになっている。例えば、時系列的に連続し
て走査される２枚の画像のうち、第１画像が第一の一時
記憶用画像メモリ１４ａに書き込まれた後に読み出され
るときに、第２画像は第二の一時記憶用画像メモリ１４
ｂに書き込まれ、この第２画像が第二の一時記憶用画像
メモリ１４ｂから読み出される時に、次の第３画像は再
び第一の一時記憶用画像メモリ１４ａに書き込まれ、こ
の第３画像が第一の一時記憶用画像メモリ１４ａから読
み出される時に、さらに次の第４画像は第二の一時記憶
用画像メモリ１４ｂに書き込まれるというように、二つ
のメモリ間で交互に読み書きが繰り返される。

【００３４】さらに、差分演算部１５は、前記Ａ／Ｄ変
換器３で変換した二つの時相の断層像データ間で引き算
を行って差分画像データを生成する手段となるもので、
上記二つの一時記憶用画像メモリ１４ａ，１４ｂから順
次出力される断層像データを入力して、連続する二つの
断層像データ間で引き算を行って差分画像データを生成
するようになっており、画素単位で輝度値の差分処理を
行うようになっている。例えば、２枚の連続した断層像
Ｉ₁，Ｉ₂（Ｉ₂の方が時間的に新しいとする）に対し、
断層像Ｉ₂の画素の輝度が断層像Ｉ₁の画素の輝度よりも
高ければ高輝度に変換し、反対に断層像Ｉ₂の輝度が低
ければ低輝度に変換し、両者の輝度が等しければ中間輝
度に変換することにより、差分画像を生成することがで
きる。この差分画像の生成について、図６を用いて更に
詳しく説明する。図６において、手前側に向かって近づ
いてくる観察部位について連続して走査された断層像Ｉ
₁，Ｉ₂（Ｉ₁の時相が古く、Ｉ₂の時相が新しいとする）
の画像データが差分演算部１５へ入力し、この差分演算
部１５により上記二つの断層像Ｉ₁，Ｉ₂間で引き算が行
われ、差分画像Ｓが出力されるとする。このとき、上記
差分演算部１５の差分処理により、元の断層像Ｉ₁，Ｉ₂
に対する変化成分が差分画像Ｓに表される。図上では、
画像内の高輝度部を塗りつぶし、中間輝度部には斜線を
付し、低輝度部は白抜きで表している。そして、差分画
像Ｓ内のリング状の高輝度部の外輪郭は元の断層像Ｉ₂
内の対象部分の輪郭を示し、内輪郭は元の断層像Ｉ₁内
の対象部分の輪郭を示している。このように差分処理を
行うことにより、２枚の断層像Ｉ₁，Ｉ₂の外形的特徴の
変化成分を抽出して表示することができる。

【００３５】そして、計測対象入力部９及び特徴量算出
部１０並びに画像間時相差算出部１１、時間変化率算出
部１２は、図１に示す第一の発明と同様に動作する。た
だし、画像表示装置５に表示される差分画像のデータの
中には、例えば図６に示す断層像Ｉ₁，Ｉ₂のように時相
の異なる二つの画像データが既に含まれているので、図
２のステップＤに示す第２の再生画像を選択するような
手順は不要である。従って、第二の発明においても、被
検体の対象部分の特徴量の時間変化率を求めることがで
きる。なお、この第二の発明においては、被検体の対象
部分の特徴量、例えば距離、面積、周長や体積そのもの
も求めることができるのは明かである。これらの算出に
ついては、公知の手法を上記特徴量算出部１０に適用す
ればよく、前記第一の発明の実施例と比較して、既に時
相の異なる二つの断層像データから成る差分画像上で行
うことができるため、変化率だけでなく、変化の前と後
との双方の特徴量それ自体が求められることから、診断
上有効である。

【００３６】なお、図５に示す第二の発明の他の実施例
として、図１に示す記憶用画像メモリ６と、画像選択部
７と、画像再生入力部８とを図５のブロック図に付加し
て装置を構成してもよい。この場合は、差分演算部１５
で順次生成される差分画像を複数枚記録できるので、検
査能率の向上を図ることができる。

【００３７】また、上記第一及び第二の発明において、
観察部位内の対象部分の移動速度を求める際に、その観
察部位の画像全体の移動量を求め、これにより上記対象
部分の移動速度を補正することもできる。例えば、図７
に示すように、特徴量を算出するための第１の再生画像
Ａ及び第２の再生画像Ｂにおける対象部分の座標をそれ
ぞれＰａ，Ｐｂとし、本来動かないが画像全体のずれの
ため座標が代わってしまった基準点の座標をそれぞれＰ
ｃ，Ｐｄとする。ここで、上記基準点Ｐｃ，Ｐｄは、対
象部分Ｐａ，Ｐｂの位置入力と同様に、操作者が行うも
のとする。このとき、点Ｐａ，Ｐｂ間の移動距離Ｄは、
点Ｐａ，Ｐｂ間の移動ベクトルのｘ，ｙ方向成分、すな
わちｘ₁，ｙ₁と、点Ｐｃ，Ｐｄ間の移動ベクトルのｘ，
ｙ方向成分、すなわちｘ₂，ｙ₂とから、次式により算出
される。

【数１】 このようにして求めた移動距離Ｄを用いて、上記対象部
分Ｐａ，Ｐｂの移動速度を補正することができる。

【００３８】さらに、以上の説明では、被検体の観察部
位の特徴量として点、距離、面積、周長等を求め、その
時間変化率を算出するものとしたが、上記の手法を応用
して特徴量として対象部分の体積を求め、その時間変化
率を算出することもできる。さらにまた、図１の実施例
では、記憶用画像メモリ６を装置内部に内蔵したものと
して示したが、本発明はこれに限らず、ＶＴＲやビデオ
フロッピー等の外部録画装置を付加または置換してこれ
らに画像データを記録してもよい。なお、図１及び図５
に示す特徴量算出部１０及び画像間時相差算出部１１並
びに時間変化率算出部１２は、ＲＯＭとＣＰＵを用いて
ソフトウェア上でその機能を発揮させてもよい。

【００３９】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
第一の発明の超音波診断装置によれば、任意に指定され
た二時相の画像について被検体内の観察部位の距離、面
積、周長、体積を含む特徴量を算出すると共に、該算出
された特徴量を上記二時相の差で除して特徴量の時間変
化率を算出し、該算出された時間変化率を画像表示手段
に表示すると共に、この算出された特徴量の時間変化率
の値を上記画像表示手段に断層像と共に表示することが
できる。これにより、指定した二つの断層像の時相間の
形態変化の情報のみならず動態変化の情報も得ることが
でき、表示画像上で各種特徴量の時間変化率を数値によ
り直接把握することができ、診断が正確かつ容易とな
る。

【００４０】また、第二の発明の超音波診断装置によれ
ば、差分画像データ生成手段により生成された差分画像
データを用いて被検体内の観察部位の距離、面積、周
長、体積を含む特徴量を算出すると共に、該算出された
特徴量を上記差分画像生成の二時相の差で除して特徴量
の時間変化率を算出し、該算出された時間変化率を画像
表示手段に表示すると共に、この算出された特徴量の時
間変化率の値を上記画像表示手段に断層像と共に表示す
ることができる。これにより、二次元断層像（Ｂモード
像）上で被検体の観察部位について動態的な計測を行う
ことができる。従って、血管や心臓等の運動部位の観察
において、形態変化の情報のみならず動態変化の情報も
得ることができ、表示画像上で各種特徴量の時間変化率
を数値により直接把握することができ、診断が正確かつ
容易となる。

【００４１】さらに、請求項３に係る発明によれば、画
像全体のずれによる被検体内の観察部位の画像全体の移
動量を求め、この移動量を用いて上記観察部位の移動速
度を 補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第一の発明による超音波診断装置の実施例を
示すブロック図、

【図２】 上記超音波診断装置における特徴量及びその
時間変化率の算出動作を説明するためのフローチャー
ト、

【図３】 ２画像間の時相差を算出する方法を示す説明
図、

【図４】 ２画像間の時相差について同一画像内でビー
ム走査方向の違いにより生ずる時相差に対し行う補正の
方法を示す説明図、

【図５】 第二の発明による超音波診断装置の実施例を
示すブロック図、

【図６】 上記超音波診断装置において差分画像を生成
する動作を示す説明図、

【図７】 観察部位内の対象部分の移動速度を求める際
の移動速度の補正を行う他の例を示す説明図。

【符号の説明】

１…探触子、 ２…超音波送受信回路、 ３…Ａ／Ｄ変
換器、 ４…切換器、 ５…画像表示装置、 ６…記憶
用画像メモリ、 ７…画像選択部、 ８…画像再生入力
部、 ９…計測対象入力部、 １０…特徴量算出部、
１１…画像間時相差算出部、 １２…時間変化率算出
部、 １３…画像切換器、 １４ａ，１４ｂ…一時記憶
用画像メモリ、 １５…差分演算部。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−77841（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−4339（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−89146（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−226673（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−164046（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 8/00 - 8/15 実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)

Claims (3)

(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、該受信した反射エコー信号を時系列的に
   断層像データに変換するデータ変換手段と、該変換した
   断層像データを画像として表示する画像表示手段と、該
   表示された画像から二つの時相の画像を指定する手段と
   を有する超音波診断装置において、 上記指定された二時相の画像について上記被検体内の観
   察部位の距離、面積、周長、体積を含む特徴量を算出す
   ると共に、該算出した特徴量を上記二時相の差で除して
   特徴量の時間変化率を算出する手段と、該算出した時間
   変化率を上記画像表示手段に表示する手段とを備え、上
   記算出した特徴量の時間変化率の値を上記画像表示手段
   に断層像と共に表示することを特徴とする超音波診断装
   置。
2. 【請求項２】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、該受信した反射エコー信号を時系列的に
   断層像データに変換するデータ変換手段と、該変換した
   二つの時相の断層像データ間で引き算を行って差分画像
   データを生成する手段と、該生成した差分画像データを
   画像として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、 上記生成された差分画像データを用いて上記被検体内の
   観察部位の距離、面積、周長、体積を含む特徴量を算出
   すると共に、該算出した特徴量を上記差分画像生成の二
   時相の差で除して特徴量の時間変化率を算出する手段
   と、該算出した時間変化率を上記画像表示手段に表示す
   る手段とを備え、上記算出した特徴量の時間変化率の値
   を上記画像表示手段に断層像と共に表示することを特徴
   とする超音波診断装置。
3. 【請求項３】上記特徴量の時間変化率を算出する手段
   は、画像全体のずれによる観察部位の画像全体の移動量
   を求め、この移動量を用いて上記観察部位の移動速度を
   補正することを特徴とする請求項１又は２記載の超音波
   診断装置。