JP3286062B2 - 超音波画像処理システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波を送受信して得
た超音波画像の画像処理を行う超音波画像処理システム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、医療分野のみならず、工業用分野
においても内視鏡が広く用いられるようになった。

【０００３】また、このような内視鏡の先端側に超音波
送受を行う超音波振動子を配設して、超音波画像が得ら
れるようにした超音波内視鏡も実用化されている。

【０００４】この超音波内視鏡は、超音波断層像を得る
ために信号処理を行う超音波観測装置と、この超音波観
測装置により信号処理された超音波画像を表示するモニ
タとから構成される超音波内視鏡システムで使用され
る。

【０００５】そして、このような超音波内視鏡システム
として、以下のようなシステムが提案されている。すな
わち、 （１）超音波観測装置より出力される超音波画像信号を
含むアナログ信号を記録する複数の記録装置を備え、こ
れらの記録装置の制御を複数の制御装置から可能とする
超音波内視鏡システム。 （２）超音波内視鏡からのアナログの超音波画像情報を
デジタル信号に変換した後、超音波観測装置内で超音波
画像をデジタル処理するために、超音波観測装置制御用
のＣＰＵの他に、デジタルインターフェイス制御用のＣ
ＰＵ及びメモリを超音波観測装置制御用のＣＰＵと並列
に設けた超音波内視鏡システム。 （３）超音波画像をデジタル処理するために、超音波観
測装置の画像出力インターフェイスとして、例えばハー
ドディスクを設け、このハードディスクを介在させるこ
とで画像処理におけるデジタル画像情報の入出力インタ
ーフェイスを取る超音波内視鏡システム。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の超音波内視鏡システムは、以下のような問題点を
有している。すなわち、 （１）記録装置の制御を複数の制御装置から可能とする
超音波内視鏡システムにおいては、超音波画像処理され
た画像情報をアナログ信号で記録装置に記録しているた
めに、記録された画像を用いて再度画像処理を実施する
場合、デジタル記録された画像に比べ劣化した画像で信
号処理を行うこととなり、品質の高い処理画像を得るこ
とができない。

【０００７】（２）デジタルインターフェイス制御用の
ＣＰＵ及びメモリを超音波観測装置制御用のＣＰＵと並
列に設けた超音波内視鏡システムにおいては、超音波画
像情報はデジタル信号に変換され信号処理されるので、
高度な画像処理が可能となるが、超音波観測装置制御用
のＣＰＵ及びデジタルインターフェイス制御用のＣＰＵ
を同時に動作させるために、ＣＰＵ間での処理制御のた
めのハードウェア／ソフトウェアが複雑となり、超音波
観測装置が高価になると共に、デジタルインターフェイ
ス制御用のＣＰＵへの画像情報の転送が超音波観測装置
制御用のＣＰＵを介して行っているので、高速な転送を
行うことができない。

【０００８】（３）ハードディスクを介在させることで
画像処理における入出力インターフェイスを取る超音波
内視鏡システムにおいては、上記のデジタルインターフ
ェイス制御用のＣＰＵ及びメモリを超音波観測装置制御
用のＣＰＵと並列に設けた超音波内視鏡システムと同様
に、高度な画像処理が可能となるが、ハードディスクを
介在させているため、画像処理回路とハードディスクと
の画像情報の転送速度の高速化には限界がある。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、超音波画像に対して高品質の画像処理を行うと
共に、高速でリアルタイムな画像処理を可能とする超音
波画像処理システムを提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明による超
音波画像処理システムは、超音波を被検体に送信し反射
波を受信する超音波送受信手段と、前記超音波送受信手
段が受信した前記反射波を処理して超音波画像信号を生
成する超音波画像信号生成手段とを備えた超音波画像処
理システムにおいて、前記超音波画像信号生成手段の行
う処理を制御する第１の制御手段と、前記超音波画像信
号生成手段により生成された超音波画像信号に基づく画
像データに対して複数の画像処理を施すことが可能な画
像処理手段と、前記画像処理手段が行う少なくとも１つ
の画像処理を指示する指示情報を入力する指示入力手段
と、前記指示入力手段からの前記指示情報に基づき、前
記画像処理手段を制御すると共に、前記超音波画像信号
生成手段を制御するための制御信号を前記第１の制御手
段に対して送出する第２の制御手段とを具備したことを
特徴とし、前記第２の制御手段が前記指示入力手段から
の前記指示情報に基づき、前記画像処理手段を制御する
と共に、前記超音波画像信号生成手段を制御するための
制御信号を前記第１の制御手段に対して送出すること
で、超音波画像に対して高品質の画像処理を行うと共
に、高速でリアルタイムな画像処理を可能とする。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて述べる。図１及び図２は本発明の第１実施例に係
わり、図１は超音波画像処理システムとしての超音波内
視鏡システムの構成を示す構成図、図２は図１の超音波
内視鏡システムの詳細な構成を示すブロック図である。

【００１２】本実施例の超音波画像処理システムとして
の超音波内視鏡システム１は、図１に示すように、管腔
内に挿入される細長な挿入部２の先端に超音波振動子３
を備えた超音波内視鏡４と、挿入部２の後端に連接され
た太径の操作部５から延出され超音波振動子３を駆動制
御する駆動／制御信号を伝送する図示しない信号ライン
を挿通した信号ケーブル６と接続可能でかつ信号ケーブ
ル６を介して超音波内視鏡４からの超音波断層像を信号
処理して画像信号を得て標準的な映像信号を生成する超
音波観測装置７と、超音波観測装置７からの映像信号を
入力し超音波断層画像を表示する第１ＣＲＴ８及び超音
波断層画像を記録するＶＴＲ９と、超音波観測装置７で
信号処理された画像信号に対して画像処理、例えば輪郭
強調処理、平滑処理等のフィルタ処理を含む画像処理を
行う超音波画像処理装置１０と、超音波画像処理装置１
０で画像処理された特殊超音波画像を通常ＴＶよりも高
精度に表示可能な第２ＣＲＴ１１と、前記超音波内視鏡
４の操作部５から延出したライトガイドケーブル１２に
接続可能な光源装置１３とを備えて構成される。

【００１３】光源装置１３からは照明光が供給され、ラ
イトガイドケーブル１２及び挿入部２内を挿通する図示
しないライトガイドを介して挿入部２先端側の端面より
照明光を出射する。照明された被写体の観察像は、挿入
部２の先端側の端面に設けられた図示しない対物光学系
を介して挿入部２内を挿通する図示しないイメージガイ
ドにより伝送され、操作部５に設けられた接眼部１４で
観察できるようになっている。

【００１４】一方、超音波画像処理装置１０にはキーボ
ード１５が接続可能に設けられており、このキーボード
１５により、超音波画像処理装置１０に対して画像処理
内容を指示できるようになっている。なお、画像処理内
容の指示手段としてはキーボード１５に限らず、ライト
ペン、マウス、トラックボールまたはタッチパネル等の
ポインティングデバイスを用いて、第２ＣＲＴ１１上の
アイコン等を選択することで画像処理内容を指示するよ
うに構成しても良い。

【００１５】上記の超音波内視鏡システム１において
は、光源装置から供給される照明光を被写体に照射する
ことで、被写体を接眼部１４で観察しながら挿入部２を
管腔内に挿入し、観察対象部位の位置に挿入部先端を挿
入する。この操作は通常の内視鏡と同じである。

【００１６】そして、図２に示すように、超音波観測装
置７内に設けられた超音波駆動回路２１により超音波内
視鏡４の先端に設けられた超音波振動子３を駆動し超音
波を観察対象部位に送出し、反射波を受信することで超
音波振動子３により得られた超音波断層像を、超音波観
測装置７内に設けられたアナログ処理回路２２で利得・
コントラスト・ＳＴＣ等のアナログ処理を行い、アナロ
グ処理された超音波断層像の信号をＡ／Ｄコンバータ２
３でデジタル信号に変換する。

【００１７】なお、超音波駆動回路の駆動タイミング及
びＡ／Ｄコンバータ２３の変換タイミングは、タイミン
グ発生回路２４からのタイミング信号により同期が取ら
れ、また、タイミング発生回路２４及びアナログ処理回
路２２は、制御回路２５により制御されるようになって
いる。

【００１８】Ａ／Ｄコンバータ２３からのデジタル超音
波断層画像データ（以下、画像データ）はＦＩＦＯ（フ
ァースト・イン・ファースト・アウト）メモリ２６に格
納され、ＦＩＦＯメモリ２６に格納された画像データは
デジタルスキャンコンバータ２７で読み出され、標準的
な映像信号に変換され第１ＣＲＴ８及びＶＴＲ９に出力
され、断層画像の表示及び断層画像の動画記録が行える
ようになっている。

【００１９】一方、ＦＩＦＯメモリ２６に格納された画
像データは、超音波画像処理装置１０内の画像処理回路
３１にも出力されるようになっており、これによりデジ
タルスキャンコンバータ２７により読み出される画像デ
ータと画像処置回路３１で画像処理する画像データとの
同期を確実としている。この画像処理回路３１は、キー
ボード１５からの指示に基づき画像データに対して輪郭
強調処理、平滑処理等のフィルタ処理を含む画像処理を
行ったデータ（以下、処理画像データ）を通常ＴＶより
高精度の第２ＣＲＴ１１に出力すると共に、この処理画
像データをＣＰＵ３２を介してアクセス可能なメモリ３
３に一時的に格納する。メモリ３３に一時的に格納され
た処理画像データに対して、画像処理回路３１はキーボ
ード１５からのさらなる指示に応じて信号処理し、再び
メモリ３３にデータを格納することが可能となってい
る。

【００２０】なお、メモリ３３は、処理画像データを複
数枚記憶することができ、第２ＣＲＴ１１の表示の有無
に関わらず、周辺装置制御回路３４がＣＰＵ３２の制御
下で処理画像データをアクセスできるようになってい
る。

【００２１】ＣＰＵ３２は、超音波観測装置７の制御回
路２５と第１コミュニケーションＩ／Ｆ（以下、第１Ｉ
／Ｆ）３５を介して制御信号の授受を行っており、互い
の制御のタイミングを監視するようになっている。

【００２２】周辺装置制御回路３４には、例えばフロッ
ピディスク、光磁気ディスク、光ディスク、光カードあ
るいはＩＣメモリカード等の図示しない可搬型の記憶媒
体に処理画像データを記憶できる可搬記憶装置３６、ハ
ードディスク等の固定記憶装置３７等が接続されてお
り、処理画像データを可搬記憶装置３６により可搬型の
記憶媒体あるいは固定記憶装置３７に対して記憶・再生
することでき、さらには周辺装置制御装置３４は、プリ
ンタ３８が接続可能であって処理画像データをプリント
アウトできるようになっている。周辺装置制御回路３４
は、ＣＰＵ３２の制御下で第２ＣＲＴ１１とは独立して
可搬記憶装置３６により可搬型の記憶媒体あるいは固定
記憶装置３７にアクセスでき、例えば可搬記憶装置３６
による可搬型の記憶媒体あるいは固定記憶装置３７から
の処理画像データの読みだしの際に、第２ＣＲＴ１１の
表示される画像に影響を与えることはない。

【００２３】超音波画像処理装置１０に接続されるキー
ボード１５は、第２コミュニケーションＩ／Ｆ（以下、
第２Ｉ／Ｆ）３９を介してＣＰＵ３２に処理内容を指示
するようになっている。従って、術者は、キーボード１
５により目的の画像処理を選択し、第２Ｉ／Ｆ３９を介
してＣＰＵ３２により入力キーの解析が行われ、解析さ
れた結果によりＣＰＵ３２は画像処理回路３１に対して
予めメモリ３３に格納されている処理プログラムの変更
を行うと共に、この解析結果は第１Ｉ／Ｆ３５を介して
超音波観測装置７内の制御回路２５に出力される。制御
回路２５は、キーボード１５により設定された画像処理
が最も効果的となるようにアナログ処理回路２２を制御
すると共に、同時にタイミング発生回路２４を制御し有
効な超音波走査タイミングを制御する。

【００２４】なお、可搬記憶装置３６による可搬型の記
憶媒体あるいは固定記憶装置３７への処理画像データの
格納は、処理内容に応じた処理プログラムの画像処理回
路３１に対する変更処理（処理内容に応じた処理プログ
ラムの画像処理回路３１へのロード）または画像処理回
路３１での画像処理の実施の前後のいずれのタイミング
でも行うことができる。

【００２５】このように本実施例の超音波内視鏡システ
ム１によれば、超音波画像処理装置１０にデジタル信号
である画像データを出力し、キーボード１５からの処理
内容の指示に基づいてＣＰＵ３２が画像処理回路３１に
対してメモリ３３に格納されている処理プログラムの変
更を行うと共に、キーボード１５からの処理内容の指示
に応じた信号を第１Ｉ／Ｆ３５を介して超音波観測装置
７内の制御回路２５に出力することで、制御回路２５が
アナログ処理回路２２を制御するので、超音波画像処理
装置１０でデジタル信号である画像データに対して高品
質の画像処理を行うことができると共に、画像処理回路
３１はＣＰＵ３２により超音波観測装置７と並立して画
像処理を行うので、高速でリアルタイムな画像処理が実
現できる。

【００２６】なお、本実施例において、超音波内視鏡４
内の超音波振動子３は、超音波観測装置７内のタイミン
グ発生回路２４からのタイミング信号により駆動回路２
１が駆動するとしたが、これに限らず、超音波内視鏡内
にモータ、エンコーダを備え、モータにより超音波振動
子を回転駆動し、エンコーダにより超音波振動子の送信
駆動タイミングを得るような超音波内視鏡であってもよ
く、この場合、制御回路２５は、モータの回転速度の変
更の制御も行う。

【００２７】また、超音波を被検体に送信し反射波を受
信する超音波送受信手段として超音波内視鏡を用いて説
明したが、本実施例はこれに限らず、超音波を送信し反
射波を受信することのできる超音波送受信手段を備えた
装置、例えば体表面から超音波を送信し体内からの反射
波を受信する超音波診断装置等でも良いことはいうまで
もない。

【００２８】さらに、イメージガイドによる体腔内観察
を用いて説明したが、ビデオ内視鏡を用いても良いこと
はいうまでもない。

【００２９】次に第２実施例について説明する。図３は
第２実施例に係わる超音波内視鏡システムの構成を示す
ブロック図である。第２実施例は第１実施例とほとんど
同じであるので、異なる構成のみ説明し同一構成には同
じ符号をつけ説明は省略する。

【００３０】超音波画像処理装置１０の画像処理回路３
１に入力される信号が第１実施例の場合、超音波観測装
置７のＦＩＦＯメモリ２６に格納された画像データであ
ったのに対して、図３に示すように、第２実施例の超音
波内視鏡システム５１では、デジタルスキャンコンバー
タ２７から出力される通常ＴＶ信号である超音波映像信
号を図示しないＡ／Ｄコンバータを備えた画像処理回路
３１ａに出力するようになっている。その他の構成は第
１実施例と同じである。

【００３１】このように構成された第２実施例では、超
音波観測装置７内においてアナログ処理回路２２の出力
をデジタルスキャンコンバータ２７で通常ＴＶ信号であ
る超音波映像信号に変換し、変換された超音波映像信号
を超音波画像処理装置１０の画像処理回路３１ａに出力
する。画像処理回路３１ａでは、図示しないＡ／Ｄコン
バータによりデジタル信号に変換し第１実施例と同様な
画像処理を行う。その他の作用は第１実施例と同じであ
る。

【００３２】従って、第２実施例は、第１実施例の効果
に加え、通常ＴＶ信号の出力しか出力しないように構成
した超音波観測装置７に対しても、超音波画像処理装置
１０からの指示によりアナログ処理回路２２を制御する
ことで超音波画像を適正に設定でき、その結果、画像処
理装置１０による画像処理を最適に行うことができる。

【００３３】［付記］ １）特許請求項１に記載の超音波画像処理システムであ
って、前記画像処理手段が画像処理した情報を、可搬型
の記憶媒体に記憶する可搬記憶手段及び／または固定型
記録媒体に記憶する固定記憶手段の少なくとも一方を備
えている。

【００３４】２）特許請求項１または付記１に記載の超
音波画像処理システムであって、前記超音波送受信手段
は、受信した前記反射波に基づいたアナログ信号を生成
し、前記超音波画像生成手段は、前記アナログ信号をデ
ジタル画像信号に変換するデジタル変換手段を備え、前
記画像処理手段は、前記デジタル画像信号を信号処理す
る。

【００３５】３）特許請求項１または付記１に記載の超
音波画像処理システムであって、前記画像処理手段は、
前記デジタル画像信号に基づきアナログ超音波映像信号
を生成する映像信号生成手段を備えている。

【００３６】４）付記３に記載の超音波画像処理システ
ムであって、前記画像処理手段は、前記アナログ超音波
映像信号をデジタル映像信号に変換する映像信号変換手
段を備え、前記デジタル映像信号を信号処理する。

【００３７】５）特許請求項１に記載の超音波画像処理
システムであって、前記指示情報を解析する情報解析手
段を備え、前記情報解析手段は、解析結果に基づき前記
画像処理手段及び前記制御手段を制御する。

【００３８】６）特許請求項１、付記１または付記５の
いずれか１つに記載の超音波画像処理システムであっ
て、前記画像処理手段が画像処理した超音波画像を複数
枚記憶する画像記憶手段を備えている。

【００３９】７）特許請求項１、付記１または付記５の
いずれか１つに記載の超音波画像処理システムであっ
て、前記超音波送受信手段は、超音波内視鏡である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の超音波画像
処理システムによれば、制御手段が指示入力手段からの
指示情報に基づき、超音波画像生成手段を制御するの
で、超音波画像に対して高品質の画像処理を行うと共
に、高速でリアルタイムな画像処理を行うことができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る超音波画像処理シス
テムとしての超音波内視鏡システムの構成を示す構成図

【図２】図１の超音波内視鏡システムの詳細な構成を示
すブロック図

【図３】本発明の第２実施例に係る超音波内視鏡システ
ムの詳細な構成を示すブロック図

【符号の説明】

１…超音波内視鏡システム ３…超音波振動子 ４…超音波内視鏡 ７…超音波観測装置 ８…第１ＣＲＴ ９…ＶＴＲ １０…超音波画像処理装置 １１…第２ＣＲＴ １３…光源装置 ２１…超音波駆動回路 ２２…アナログ処理回路 ２３…Ａ／Ｄコンバータ ２４…タイミング発生回路 ２５…制御回路 ２６…ＦＩＦＯメモリ ２７…デジタルスキャンコンバータ ３１…画像処理回路 ３２…ＣＰＵ ３３…メモリ ３４…周辺装置制御回路 ３５…第１Ｉ／Ｆ ３６…可搬記憶装置 ３７…固定記憶装置 ３８…プリンタ ３９…第２Ｉ／Ｆ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波を被検体に送信し反射波を受信す
   る超音波送受信手段と、前記超音波送受信手段が受信し
   た前記反射波を処理して超音波画像信号を生成する超音
   波画像信号生成手段とを備えた超音波画像処理システム
   において、前記超音波画像信号生成手段の行う処理を制御する第１
   の制御手段と 、前記超音波画像信号生成手段により生成された超音波画
   像信号に基づく画像データに対して複数の画像処理を施
   すことが可能な 画像処理手段と、前記画像処理手段が行う 少なくとも１つの画像処理を指
   示する指示情報を入力する指示入力手段と、 前記指示入力手段からの前記指示情報に基づき、前記画
   像処理手段を制御すると共に、前記超音波画像信号生成
   手段を制御するための制御信号を前記第１の制御手段に
   対して送出する第２の制御手段と、 を具備したことを特徴とする超音波画像処理システム。