JP3347205B2 - 超音波診断装置および超音波診断装置における画像処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波診断装置であっ
て、特に、被検体から得られた超音波画像を閾値処理す
ることにより、所望の被検体領域の輪郭を抽出し得るよ
うにした超音波診断装置および、超音波診断装置におけ
る画像処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、３次元画像表示のために表示対象
物体の表面を抽出する技術が特開平４−２７９１５６号
公報、特願平５−１９４８７３号公報により開示されて
いる。また、超音波診断装置において、診断対象物体の
長さや径を求めるために閾値処理を行なう技術が特開平
３−２０５０４１号公報により開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
３−２０５０４１号公報では、音線データを閾値と比較
してそれを上回るか否かにより処理を決定する単純な閾
値処理しか行っていないため、表示したい領域の画素値
（信号強度）が低い場合や当該領域にノイズが多い場合
には所望の輪郭線や断層像が得られないという問題が生
じる。このため、特開平４−２７９１５６号公報では、
２つの閾値を用いて処理を行うようにしているが、閾値
の数を増加させるだけでは前記問題の本質的解決となら
ず、逆に閾値設定の手間が増加する問題が生じる。一
方、特願平５−１９４８７３号公報には、体腔内管腔の
内腔とその壁面とを抽出するために、低信号強度部分の
面積により領域選択する方法が開示されているが、一般
にノイズが大きい場合の領域の分割と選択は困難であ
り、信頼性に欠ける上に、処理に多大な計算時間を要す
るという新たな問題が生じる。

【０００４】本発明は、上述した問題に鑑みてなされた
もので、簡単な画像計算処理により、ノイズ等の影響を
受けにくく、かつ、複雑な操作を必要とせずに、所望の
被検体領域の輪郭を抽出し得るようにした超音波診断装
置および超音波診断装置における画像処理方法を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的のため、本発明
は、被検体に超音波を送受波し、得られた音線データに
基づいて前記被検体内の超音波画像を表示する超音波診
断装置において、前記超音波画像の画素を受波音線に沿
って検索する画素検索手段と、前記画素検索手段による
検索の結果、閾値以上の画素値を有する画素が前記検索
の検索方向に所定数以上連続した場合、前記連続する画
素の内の最初の画素を前記超音波画像の輪郭点とし、こ
の輪郭点以前の少なくとも前記閾値を越える画素値を有
する画素をノイズとして消去するとともに、前記輪郭点
以降の画素を前記閾値を越えるか否かに拘わらず前記被
検体内の超音波画像として有効とする処理を行う閾値処
理手段と、を備えたことを特徴とする。上記目的のた
め、本発明は、被検体に超音波を送受波し、得られた音
線データに基づいて前記被検体内の超音波画像を表示す
る超音波診断装置において、前記超音波画像の画素を受
波音線に沿って検索する画素検索手段と、前記画素検索
手段による検索の結果、第１の閾値以上の画素値を有す
る画素が前記検索の検索方向に所定数以上連続した場
合、前記連続する画素の内の最初の画素を前記超音波画
像の第１の輪郭点とするとともに、第２の閾値以下の画
素値を有する画素が前記検索の検索方向に所定数以上連
続した場合、前記連続する画素の内の最初の画素を前記
超音波画像の第２の輪郭点として前記被検体内の超音波
画像の輪郭を抽出する閾値処理手段と、を備えたことを
特徴とする。前記画素検索手段は、前記受波音線に沿っ
た画素の検索を複数回行い、前記閾値処理手段は、前記
画素検索手段が行う複数回の検索の内、２回目以降の検
索により前記第２の輪郭点を抽出することを特徴とす
る。前記画素検索手段は、順次複数の受波音線に沿って
画素の検索を行い、前記検索に応じて、前記閾値処理手
段により得られた前記受波音線毎の複数の輪郭点の位置
を比較し、この比較結果に基づいて前記画素検索手段が
再度検索を行うように制御する輪郭位置比較手段をさら
に備えたことを特徴とする。上記目的のため、本発明
は、被検体に超音波を送受波して得られる音線データに
基づいて前記被検体内の超音波画像を表示する超音波診
断装置における画像処理方法において、前記超音波画像
の画素を受波音線に沿って検索する画素検索工程と、前
記画素検索工程で検索された画素値が閾値以上であるか
否かを検出し、さらに検出された閾値以上の画素値を有
する画素が前記検索の検索方向に所定数以上連続するか
否かを検出する検出工程と、前記検出工程での検出結果
に基づいて、前記連続する画素の内の最初の画素を前記
超音波画像の輪郭点とする輪郭点決定工程と、前記輪郭
点決定工程で求められた輪郭点以前の少なくとも前記閾
値を越える画素値を有する画素をノイズとして消去する
とともに、前記輪郭点以降の画素を前記閾値を越えるか
否かに拘わらず前記被検体内の超音波画像として有効と
する処理を行う閾値処理工程と、を備えたことを特徴と
する。上記目的のため、本発明は、被検体に超音波を送
受波して得られる音線データに基づいて前記被検体内の
超音波画像を表示する超音波診断装置における画像処理
方法において、前記超音波画像の画素を受波音線に沿っ
て検索する画素検索工程と、前記画素検索工程による検
索の結果、第１の閾値以上の画素値を有する画素が前記
検索の検索方向に所定数以上連続した場合、前記連続す
る画素の内の最初の画素を前記超音波画像の第１の輪郭
点とするとともに、第２の閾値以下の画素値を有する画
素が前記検索の検索方向に所定数以上連続した場合、前
記連続する画素の内の最初の画素を前記超音波画像の第
２の輪郭点として前記被検体内の超音波画像の輪郭を抽
出する閾値処理工程と、を備えたことを特徴とする。前
記画素検索工程では、前記受波音線に沿った画素の検索
を複数回行い、前記閾値処理工程では、前記画素検索工
程で行う複数回の検索の内、２回目以降の検索により前
記第２の輪郭点を抽出することを特徴とする。前記画素
検索工程では、順次複数の受波音線に沿って画素の検索
を行い、前記検索に応じて、前記閾値処理工程で得られ
た前記受波音線毎の複数の輪郭点の位置を比較し、この
比較結果に基づいて前記画素検索工程により再度検索を
行うように制御することを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明においては、画素検索手段が超音波画像
の画素を受波音線に沿って検索した結果、閾値以上の画
素値を有する画素が前記検索の検索方向に所定数以上連
続した場合、閾値処理手段が、前記連続する画素の内の
最初の画素を前記超音波画像の輪郭点とし、この輪郭点
以前の少なくとも前記閾値を越える画素値を有する画素
をノイズとして消去するとともに、前記輪郭点以降の画
素を前記閾値を越えるか否かに拘わらず前記被検体内の
超音波画像として有効とする処理を行うから、所望の通
り、被検体領域の輪郭を抽出することができる。本発明
においては、画素検索手段が超音波画像の画素を受波音
線に沿って検索した結果、第１の閾値以上の画素値を有
する画素が前記検索の検索方向に所定数以上連続した場
合、閾値処理手段が、前記連続する画素の内の最初の画
素を前記超音波画像の第１の輪郭点とし、さらに、第２
の閾値以下の画素値を有する画素が前記検索の検索方向
に所定数以上連続した場合、閾値処理手段が、前記連続
する画素の内の最初の画素を前記超音波画像の第２の輪
郭点として前記被検体内の超音波画像の輪郭を抽出する
から、所望の通り、被検体領域の輪郭を抽出することが
できる。本発明においては、画素検索工程では、超音波
画像の画素を受波音線に沿って検索し、検出工程では、
前記画素検索工程で検索された画素値が閾値以上である
か否かを検出した後に、さらに検出された閾値以上の画
素値を有する画素が前記検索の検索方向に所定数以上連
続するか否かを検出し、輪郭点決定工程では、前記検出
工程での検出結果に基づいて、前記連続する画素の内の
最初の画素を前記超音波画像の輪郭点とし、閾値処理工
程では、前記輪郭点決定工程で求められた輪郭点以前の
少なくとも前記閾値を越える画素値を有する画素をノイ
ズとして消去するとともに、前記輪郭点以降の画素を前
記閾値を越えるか否かに拘わらず前記被検体内の超音波
画像として有効とする処理を行うから、所望の通り、被
検体領域の輪郭を抽出することができる。本発明におい
ては、画素検索工程では、超音波画像の画素を受波音線
に沿って検索し、閾値処理工程では、前記画素検索工程
による検索の結果、第１の閾値以上の画素値を有する画
素が前記検索の検索方向に所定数以上連続した場合、前
記連続する画素の内の最初の画素を前記超音波画像の第
１の輪郭点とするとともに、第２の閾値以下の画素値を
有する画素が前記検索の検索方向に所定数以上連続した
場合、前記連続する画素の内の最初の画素を前記超音波
画像の第２の輪郭点として前記被検体内の超音波画像の
輪郭を抽出するから、所望の通り、被検体領域の輪郭を
抽出することができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１は本発明の第１実施例の超音波診断装置
の全体構成を示すブロック図である。本実施例の超音波
診断装置は、超音波の送受信およびリアルタイムのエコ
ー画像（断層像）の表示を行う超音波観測部１と、超音
波観測部１で得られた音線データ（エコーデータ）に基
づいて３次元画像表示のための画像処理を行う画像処理
部２とを具える。この超音波診断装置の超音波観測部１
には、超音波を送受波する超音波振動子（トランスデュ
ーサ）を有する超音波プローブ３と、この超音波プロー
ブ３を駆動する駆動部４とを接続する。

【０００８】超音波観測部１は、駆動部４に対し超音波
を送受信する送受信部５と、送受信部５で取り込まれた
エコーデータを記憶するフレームメモリ６と、フレーム
メモリ６に格納された一走査毎の音線データを所望のテ
レビジョン方式の画像データに変換するディジタルスキ
ャンコンバータ（ＤＳＣ）７と、ＤＳＣ７の出力のディ
ジタル画像信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバ
ータ８と、Ｄ／Ａコンバータ８の出力画像信号を入力さ
れてリアルタイムのエコー画像の表示を行うモニタ９
と、駆動部４、送受信部５、フレームメモリ６等の各部
の制御を行うシステムコントローラ１０とを具えて成
る。

【０００９】この超音波診断装置は、超音波観測を行う
際には、超音波プローブ３を体腔内に挿入し、システム
コントローラ１０の制御に基づき送受信部５および駆動
部４により超音波プローブ３をリニア／ラジアル方向に
駆動して生体内へ超音波を送受波することにより、体腔
内の３次元領域のエコーデータを取り込むようにしてい
る。得られたエコーデータは、フレームメモリ６に格納
された後、ＤＳＣ７、Ｄ／Ａコンバータ８を経てモニタ
９に送信されて、リアルタイムのエコー画像（超音波観
察画像）として表示される。また、同時に、ＤＳＣ７の
前段からディジタル信号として連続した複数の２次元画
像（体腔断層像）データ分の音線データの形態で画像処
理部２へ送信される。このとき、２次元画像データの画
像サイズや画像間の距離等の付帯データも同時に画像処
理部２に送信される。

【００１０】画像処理部２は、画像処理等の制御を行う
ＣＰＵ１１と、各画像処理結果のデータ等を記憶する主
記憶装置１２と、超音波観測部１からの画像データ等を
３次元的に記憶する３次元データ記憶手段としての画像
データ記憶装置１３と、音線データを所望のテレビジョ
ンデータに変更するＤＳＣ処理、表面抽出処理、陰影付
け処理、表面合成処理、投影変換処理、輪郭位置計算処
理等の各演算処理を高速で行うための演算処理プロセッ
サ１４と、処理プログラムやバックアップデータ等の情
報を記憶する外部記憶装置１５と、キーボード等の操作
用端末１６と、画像表示領域の設定、閾値の設定等の入
力指示を行う断面位置設定手段としてのトラックボール
１７と、画像処理後のデータを一時記憶するフレームバ
ッファ１８と、フレームバッファ１８の出力のディジタ
ル画像信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ
１９と、Ｄ／Ａコンバータ１９の出力画像信号を入力さ
れて画像処理後の３次元画像の表示を行うモニタ２０と
を具えて成る。上記画像処理部２の各構成部は、データ
転送バス２１を介して接続されており、画像データ等の
受け渡しを行い得るようになっている。

【００１１】上記画像処理部２では、送信された画像デ
ータおよび付帯データは、画像データ記憶装置１３に、
連続した複数の２次元画像として、取り込まれた順序で
書き込まれる。この画像データ記憶装置１３に記憶され
た画像データおよび付帯データに基づいて、演算処理プ
ロセッサ１４によってＤＳＣ処理、表面抽出処理、陰影
付け処理、表面合成処理、投影変換処理、輪郭位置計算
処理等の画像演算処理が行われる。この演算処理の結果
得られた画像データは、フレームバッファ１８に送信さ
れて一時記憶され、その後、Ｄ／Ａコンバータ１９を経
てモニタ２０に送出されてエコーデータに基づく３次元
の超音波観察画像が表示される。

【００１２】次に、図２（ａ）〜（ｃ）により本実施例
の閾値処理を従来例と比較しながら説明する。図２
（ａ）は、原画像上の１音線データ（以下、原画像と称
する）を例示する図であり、図２および後述する図２
（ｂ），（ｃ）において、縦軸を原画像の画素値とし、
横軸を音線上の画素位置（以下、ｘ軸と称する）とす
る。なお、図２（ａ）では音線のトランスデューサ側の
端点から多重エコーの終了する点までは処理の対象外と
して表示せず、音線上の位置の軸（横軸）の原点は多重
エコーの終了する点としてある。

【００１３】図２（ｂ）は、従来例の閾値処理を行った
原画像上の１音線データを例示する図である。従来例で
は、原画像上の閾値ＳＫ１以下の画素の画素値を０と
し、閾値ＳＫ１以上の画素値はそのままにして処理画像
（音線）を得るようにしている。しかし、この方法で
は、図２（ａ）の閾値ＳＫ以上の画素値を有するノイズ
Ｐ１がそのままＱ１として残るとともに、図２（ａ）の
管腔壁上の閾値ＳＫ以下の画素値を有する点Ｐ４、Ｐ５
が閾値処理の結果、図２（ｂ）のＱ４，Ｑ５のように０
となってしまう。

【００１４】一方、本実施例では、本実施例による閾値
処理を行った原画像上の１音線データを例示する図であ
る図２（ｃ）に示すように、音線のトランスデューサ側
の原点０からｘ軸に沿って原画像の画素検索を開始し、
図２（ａ）の点Ｐ２、Ｐ３のように閾値ＳＫ以上の点が
最初に２点以上連続する場合に、検索方向に対する最初
の点Ｐ２を図２（ｃ）に示すように輪郭位置（輪郭点）
Ｒ２とする。そして、音線のトランスデューサ側の原点
０から輪郭位置（Ｒ２）までを管腔内の水と見なし、そ
の間の画素値を０とする。また、輪郭位置（Ｒ２）以降
の検索方向（図示右方向）全ての点の画素値はすべてそ
のままの値とする。したがって、図２（ａ）の閾値ＳＫ
以下の点Ｐ４、Ｐ５は、上記処理後もＲ４、Ｒ５として
元の値を維持することになり、孤立点状のノイズＰ１は
消去されて画素値０の点Ｒ１となる。

【００１５】以上のような処理の結果、音線のトランス
デューサ側の原点０から輪郭位置までの体腔内の水に相
当するデータは消去され、輪郭位置以降のデータは閾値
に拘らず保存され、輪郭位置以前の孤立点状のノイズの
データは消去されるようになり、所望の閾値処理および
輪郭位置抽出が可能となる。

【００１６】なお、本実施例では、閾値処理を行う際に
閾値以下の画素の画素値を０としたが、他の値として
も、画素を表示しない処理を行うようにしてもよい。ま
た、輪郭位置以降の画素値をすべてそのままの値とした
が、これらの画素値をすべて１として、いわゆるマスク
処理に用いるようにしてもよい。さらに、本実施例では
連続した２点の画素値が閾値以上である場合の検索方向
の最初の点を輪郭位置としたが、連続する点の数を３以
上にしてもよく、また、輪郭位置を最初の点とせずに他
の適切な点としてもよい。

【００１７】図３は、本発明の第２実施例の超音波診断
装置における輪郭位置抽出を説明するための図であり、
図３には管腔壁１に胃壁のヒダなどの突起物２がある場
合の音線データ（Ａ，Ｂ，・・・，Ｚ）が例示されてい
る。この第２実施例は、上記第１実施例を一部変更した
ものであり、第１実施例と重複する部分については説明
を省略する。

【００１８】図４は第２実施例において閾値処理の前に
実施する前処理のフローチャートである。まず、図４の
ステップ５０１で、上記第１実施例の処理、すなわち全
音線について輪郭位置の抽出を行い（このステップ５０
１において抽出される輪郭位置を第１輪郭位置と称
す）、ステップ５０２で隣接音線との輪郭位置の比較を
全ての音線について行い、ステップ５０３で輪郭位置の
差の絶対値Δｘ１を計算して、このΔｘ１と予め設定し
た所定値ｄ１（本実施例ではｄ１＝５画素とする）とを
比較して、第１輪郭位置の差Δｘ１がｄ１以上の音線の
組合わせ（２本で１組）を再検索する対象に決定する。

【００１９】上記再検索の対象となる音線の例として
は、図３の場合、音線Ａ，Ｂが該当し、それらの第１輪
郭位置Ａ１，Ｂ１との差Δｘ１は図６に示すようにな
る。図６には、図３の音線データＡ、Ｂの各データを表
わすグラフと、該グラフ上の上り輪郭位置Ａ１，Ｂ１，
Ｂ３および下り輪郭位置Ｂ２と、第１の閾値ＳＫ１と、
第２の閾値ＳＫ２とが示されている。ここで、上記の音
線の組合わせの中で第１輪郭位置の大きい（ｘの値が大
きい）方を基準音線と称し、小さい方を再処理音線と称
す。また、再処理音線から見て基準音線の反対側に位置
する音線も以下に述べる終了条件に達するまでは再処理
音線と称す。

【００２０】次に、前記図４の前処理の終了後に実施す
る本実施例の音線の処理を図５および図６に基づき図３
を例にして説明する。図５は、基準音線から再処理音線
の方向に順に各音線を処理する方法を示しており、図３
においては基準音線はＡ、再処理音線はＢであるので、
図５に示す処理は、音線Ｂから始めて順次、音線Ｃ，
Ｄ，・・・のように終了条件に達するまで行うことに対
応している。なお、以下の処理において、音線検索は第
１実施例と同様に全てｘ軸の正の方向へ向かって行うも
のとし、また、第１の閾値ＳＫ１以上の画素値を有する
点（画素）が最初に２点以上連続する場合の連続２点の
最初の点を上り輪郭位置と称し、第２の閾値ＳＫ２以下
の画素値を有する点（画素）が最初に２点以上連続する
場合の連続２点の最初の点を下り輪郭位置と称す。ま
た、図５の処理において、基準音線の第１輪郭位置から
再処理音線の検索画素の位置を引いた差をΔｘ２と定義
し、上記のごとく定義および検索（再検索）されたΔｘ
２を常に所定値ｄ２と比較して、Δｘ２＞ｄ２の条件を
満たす場合のみ同一音線再検索を続行し、上記条件外の
場合は次の音線処理または終了処理を行うものとする。
なお、本実施例ではｄ２＝−１０画素とする。

【００２１】図５のステップ６０１では、音線Ｂの第１
の輪郭位置Ｂ１から音線の再検索を開始する。ステップ
６０２では下り輪郭位置の検索を行い、Δｘ２＞ｄ２を
満たす下り輪郭位置Ｂ２を検出し、ステップ６０３で
は、下り輪郭位置Ｂ２を検出した後処理として輪郭位置
数の更新を行い、この場合、輪郭位置数を２とする。ス
テップ６０４では、上り輪郭位置の検索を行い、上記上
り輪郭位置の定義を満たすＢ３を検出し、ステップ６０
５では上り輪郭位置Ｂ３を検出した後処理として輪郭位
置数の更新を行い、この場合、輪郭位置数を３とする。
そして、処理をステップ６０１以降に戻し、２回目の音
線の再検索を行う。

【００２２】この再検索において、Δｘ２＞ｄ２の条件
を満たす場合には上記処理を繰返し、Δｘ２＞ｄ２を満
たさない場合には、処理をステップ６０６以降に進めて
次の音線の処理を行う。ステップ６０６では、輪郭位置
数が２以上になったか否かを判定し、２以上であれば処
理をステップ６０７に進め、２未満であれば処理を終了
する。ステップ６０７では、Δｘ２の算出のために使用
した基準音線の第１輪郭位置（または前の処理音線の最
後の輪郭位置）を（現在の）処理音線の最後の輪郭位置
で置き換える。その後、処理を再びステップ６０１以降
に戻し、次の音線の処理に移行する。

【００２３】本実施例の場合、音線Ｂでは２回目のステ
ップ６０２の処理でΔｘ２＜ｄ２となり、その前段階
（１回目）のステップ６０６において輪郭位置数≧２と
なるため、ステップ６０７でＡ１をＢ３に置き換えた
後、次の音線Ｃの処理を行うことになる。以下、順次、
音線Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆまで処理をおこない、音線Ｆでは輪
郭位置が１点だけであるため、その時点で処理を終了す
る。

【００２４】この結果、図３に示すように、第１の上り
輪郭位置Ｂ１〜Ｆ１、第１の下り輪郭位置Ｂ２〜Ｅ２に
対応する第２の上り輪郭位置Ｂ３〜Ｅ３が得られ、これ
らを夫々、Ｂ１〜Ｆ１の間、Ｂ２〜Ｅ２の間、Ｂ３〜Ｅ
３の間で順に結ぶことにより、突起物２の輪郭および、
突起物２の陰に位置していた管腔壁１の輪郭を抽出する
ことができる。また、原点から第１の上り輪郭位置まで
の間および下り輪郭位置から次の上り輪郭位置までの間
の画素の画素値を閾値以下と見なし０に置き換えること
により、水信号および孤立点状のノイズが消去される。

【００２５】以上の処理の結果、管腔壁に胃壁のヒダな
どの突起物や大きな浮遊物がある等の複雑な形状を有す
る診断対象物体についても、上り輪郭位置および次の下
り輪郭位置までの間のデータは閾値と無関係に保存され
る。また、下り輪郭位置から次の上り輪郭位置までの間
を水信号として閾値処理することにより、孤立点状のノ
イズは消去され、所望の閾値処理および輪郭位置抽出が
可能になる。

【００２６】なお、上記実施例では所定値ｄ１＝５画
素、ｄ２＝−１０画素としたが、この値を他の値として
もよく、画素の大きさや音線密度、被検体に応じて最適
の値となるように変更してもよい。

【００２７】図７は本発明の第３実施例の超音波診断装
置の全体構成を示すブロック図である。本実施例の超音
波診断装置は、汎用超音波観測装置５１に、超音波画像
を表示するためのＣＲＴ５２と、通常超音波プローブ５
３または３次元超音波専用プローブ５４と、通常（２次
元）超音波プローブ５３または３次元超音波専用プロー
ブ５４を駆動制御する制御ユニット５５と、汎用超音波
観測装置５１の画像出力を取り込んで３次元画像を構築
する３次元構築ユニット５６とを接続し、さらに、３次
元構築ユニット５６には３次元構築された画像を表示す
るＣＲＴ５７と、コマンド操作入力を行うキーボード６
６とを接続して構成する。汎用超音波観測装置５１に
は、通常超音波プローブ５３または３次元超音波専用プ
ローブ５４内に設置したモータ５８（図８参照）のため
の直流電源５９を設ける。なお、通常超音波プローブ５
３は制御ユニット５５の２次元専用コネクタ５５ａのみ
に接続されているが、３次元超音波専用プローブ５４は
２次元専用コネクタ５５ａおよび３次元専用コネクタ５
５ｂの双方に接続されている。

【００２８】また、汎用超音波観測装置５１内には、図
８に示す制御回路６０を設け、制御回路６０からの指令
によりフリーズスイッチ６１のＯＮ／ＯＦＦに応じて直
流電源５９の電源の接断を行うリレー６２を直流電源５
９と直列に接続し、前記電源を通常超音波プローブ５３
または３次元超音波専用プローブ５４に出力する。直流
電源５は、汎用超音波観測装置５１の電源を通常超音波
プローブ５３または３次元超音波専用プローブ５４に伝
達するとともに、抵抗６３、ホトカプラ６４の入力側を
並列接続されている。ホトカプラ６４の出力側はフリー
ズ制御回路６５を介して３次元構築ユニット５６に接続
する。通常超音波プローブ５３または３次元超音波専用
プローブ５４内にフリーズスイッチ６７を設け、制御ユ
ニット５５を介して汎用超音波観測装置５１に接続す
る。

【００２９】次に、本実施例の動作を説明する。制御ユ
ニット５５を動作させない場合には、通常超音波プロー
ブ５３または３次元超音波専用プローブ５４は汎用超音
波観測装置５１に直接接続される。このとき、汎用超音
波観測装置５１内の直流電源５９を用いてモータ５８を
回転駆動することにより汎用超音波観測装置５１で超音
波画像を作成し、ＣＲＴ５２に表示する。その際、フリ
ーズスイッチ６１またはフリーズスイッチ６７のどちら
でもフリーズ制御が可能である。フリーズスイッチ６
１，６７のＯＮ／ＯＦＦ状態は制御回路６０に入力さ
れ、リレー６２を制御する。この場合、フリーズスイッ
チ６１，６７は単純にＯＮ／ＯＦＦ動作を行うだけであ
り、実際のフリーズＯＮ／ＯＦＦの状態を拘束するもの
ではなく、使用者がＣＲＴ５２に表示された画像を見な
がらフリーズスイッチ６１，６７の何れか一方を制御し
て所望の状態に変更することができる。

【００３０】しかし、３次元構築ユニット５６を用いて
３次元画像を表示する場合に、通常超音波プローブ５３
または３次元超音波専用プローブ５４がフリーズされて
いた場合には、フリーズを解除する必要がある。このた
め、制御ユニット５５を汎用超音波観測装置５１と通常
超音波プローブ５３または３次元超音波専用プローブ５
４との間に接続して、汎用超音波観測装置５１の直流電
源５９の出力状態を検出する必要があるので、汎用超音
波観測装置５１の直流電源５９を出力は抵抗６３により
電流制限して、ホトカプラ６４に入力する。

【００３１】ここで、フリーズが解除され、超音波画像
の取り込みが可能な状態、すなわちリレー６２がＯＮに
なっている場合には、ホトカプラ６４の出力側がＯＮさ
れ、フリーズ制御回路６５に対しモータ５８が駆動中で
あることを示す情報が入力される。一方、リレー６２が
ＯＦＦであれば、制御回路６５に対しモータ８が非駆動
中であるので、３次画像の取り込みに当ってはフリーズ
を解除する必要がある。このとき、キーボード６６から
３次元構築ユニット５６に対し３次元画像の取り込み開
始指令を入力すると、３次元構築ユニット５６を経由し
て制御回路６５が制御され、常にフリーズ解除の状態と
なる。

【００３２】ところで、従来においては、２次元用およ
び３次元用プローブを交換使用する際には夫々の制御ユ
ニットを交換していたが、この第３実施例では、通常超
音波プローブ５３または３次元超音波専用プローブ５４
と、汎用超音波観測装置５１との間に制御ユニット５５
を設けたので、制御ユニットの交換を行わずに通常超音
波プローブ５３、３次元超音波専用プローブ５４を交換
するだけで夫々の診断が可能になり、操作性が向上し
た。さらに、３次元超音波専用プローブ５４に対する制
御が容易になった。

【００３３】図９は本発明の第４実施例の超音波診断装
置の全体構成を示すブロック図であり、第３実施例と同
一の部分には同一符号を付けてある。本実施例の超音波
診断装置は、通常超音波プローブ５３または３次元超音
波専用プローブ５４内に単板振動子６８，６９を設け、
単板振動子６８，６９を図示しないモータにより回転制
御し、エンコーダ７０で位置検出し、汎用超音波観測装
置５１内の超音波送受信回路７１に位置検出情報を入力
する。超音波送受信回路７１を制御ユニット５５内の振
動子送受信駆動回路７２ａ〜７２ｄに接続する。

【００３４】制御ユニット５５内には振動子送受信駆動
回路７２ａ〜７２ｄの選択回路（選択スイッチ）７３を
設け，選択回路７３に対応させて通常超音波プローブ５
３または３次元超音波専用プローブ５４内に選択回路７
４を設け、選択回路７３，７４を制御ユニット５５内に
設けた選択制御回路７５に接続する。選択制御回路７５
にはさらに、通常超音波プローブ５３または３次元超音
波専用プローブ５４の周波数選択スイッチ７６を接続し
てその状態を表わす信号を入力するとともに、３次元構
築ユニット５６の制御信号を入力し、選択制御回路７５
の出力信号を汎用超音波観測装置５１内の周波数制御回
路７７に入力する。周波数制御回路７７は超音波送受信
回路７１に補正信号を出力する。

【００３５】次に、本実施例の動作を説明する。周波数
制御回路７７または３次元構築ユニット５６を経由して
キーボード１６からの入力により通常超音波プローブ５
３または３次元超音波専用プローブ５４の単板振動子６
８，６９を切り換えると、選択制御回路７５により選択
回路７４，７３が切り換えられ、周波数に応じた最適の
駆動状態および受信状態を実現するように振動子送受信
駆動回路７２ａ〜７２ｄの何れか１つが選択され、それ
が超音波送受信回路７１に接続される。超音波送受信回
路７１は、エンコーダ７０からの信号に同期して、超音
波の送受信を行う。また、選択制御回路７５は、周波数
制御回路７７に対し周波数コードを出力し、ＣＲＴ５２
へ周波数コードを表示するとともに、周波数に応じた補
正を超音波送受信回路７１に指示する。

【００３６】この第４実施例は、上記際３実施例と同様
の作用効果が得られる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、簡
単な画像計算処理でノイズなどの影響を受けにくく、複
雑な走査を必要とせずに所期の被検体領域の輪郭を抽出
することが可能となる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の超音波診断装置の全体構
成を示すブロック図である。

【図２】（ａ）〜（ｃ）は第１本実施例の閾値処理を従
来例と比較しながら説明する図である。

【図３】本発明の第２実施例の超音波診断装置における
輪郭位置抽出を説明するための図である。

【図４】第２実施例において閾値処理の前に実施する前
処理のフローチャートである。

【図５】第２実施例のおいて図４の前処理の終了後に実
施する音線の処理のフローチャートである。

【図６】第２実施例における音線の再検索を説明するた
めの図である。

【図７】本発明の第３実施例の超音波診断装置の全体構
成を示すブロック図である。

【図８】第３実施例の各装置の内部の詳細図である。

【図９】本発明の第４実施例の超音波診断装置の全体構
成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 超音波観測部 ２ 画像処理部 ３ 超音波プローブ ４ 駆動部 ５ 送受信部 ６ フレームメモリ ７ ディジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ） ８ Ｄ／Ａコンバータ ９ モニタ １０ システムコントローラ １１ ＣＰＵ １２ 主記憶装置 １３ 画像データ記憶装置 １４ 演算処理プロセッサ １５ 外部記憶装置 １６ 操作用端末 １７ トラックボール １８ フレームバッファ １９ Ｄ／Ａコンバータ ２０ モニタ ２１ 転送バス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 8/00 - 8/15 G06T 1/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体に超音波を送受波し、得られた音
   線データに基づいて前記被検体内の超音波画像を表示す
   る超音波診断装置において、 前記超音波画像の画素を受波音線に沿って検索する画素
   検索手段と、 前記画素検索手段による検索の結果、閾値以上の画素値
   を有する画素が前記検索の検索方向に所定数以上連続し
   た場合、前記連続する画素の内の最初の画素を前記超音
   波画像の輪郭点とし、この輪郭点以前の少なくとも前記
   閾値を越える画素値を有する画素をノイズとして消去す
   るとともに、前記輪郭点以降の画素を前記閾値を越える
   か否かに拘わらず前記被検体内の超音波画像として有効
   とする処理を行う閾値処理手段と、を備えたことを特徴
   とする超音波診断装置。
2. 【請求項２】 被検体に超音波を送受波し、得られた音
   線データに基づいて前記被検体内の超音波画像を表示す
   る超音波診断装置において、 前記超音波画像の画素を受波音線に沿って検索する画素
   検索手段と、 前記画素検索手段による検索の結果、第１の閾値以上の
   画素値を有する画素が前記検索の検索方向に所定数以上
   連続した場合、前記連続する画素の内の最初の画素を前
   記超音波画像の第１の輪郭点とするとともに、第２の閾
   値以下の画素値を有する画素が前記検索の検索方向に所
   定数以上連続した場合、前記連続する画素の内の最初の
   画素を前記超音波画像の第２の輪郭点として前記被検体
   内の超音波画像の輪郭を抽出する閾値処理手段と、を備
   えたことを特徴とする超音波診断装置。
3. 【請求項３】 前記画素検索手段は、前記受波音線に沿
   った画素の検索を複数回行い、 前記閾値処理手段は、前記画素検索手段が行う複数回の
   検索の内、２回目以降の検索により前記第２の輪郭点を
   抽出することを特徴とする請求項２記載の超音波診断装
   置。
4. 【請求項４】 前記画素検索手段は、順次複数の受波音
   線に沿って画素の検索を行い、 前記検索に応じて、前記閾値処理手段により得られた前
   記受波音線毎の複数の輪郭点の位置を比較し、この比較
   結果に基づいて前記画素検索手段が再度検索を行うよう
   に制御する輪郭位置比較手段をさらに備えたことを特徴
   とする請求項２または３記載の超音波診断装置。
5. 【請求項５】 被検体に超音波を送受波して得られる音
   線データに基づいて前記被検体内の超音波画像を表示す
   る超音波診断装置における画像処理方法において、 前記超音波画像の画素を受波音線に沿って検索する画素
   検索工程と、 前記画素検索工程で検索された画素値が閾値以上である
   か否かを検出し、さらに検出された閾値以上の画素値を
   有する画素が前記検索の検索方向に所定数以上連続する
   か否かを検出する検出工程と、 前記検出工程での検出結果に基づいて、前記連続する画
   素の内の最初の画素を前記超音波画像の輪郭点とする輪
   郭点決定工程と、 前記輪郭点決定工程で求められた輪郭点以前の少なくと
   も前記閾値を越える画素値を有する画素をノイズとして
   消去するとともに、前記輪郭点以降の画素を前記閾値を
   越えるか否かに拘わらず前記被検体内の超音波画像とし
   て有効とする処理を行う閾値処理工程と、を備えたこと
   を特徴とする超音波診断装置における画像処理方法。
6. 【請求項６】 被検体に超音波を送受波して得られる音
   線データに基づいて前記被検体内の超音波画像を表示す
   る超音波診断装置における画像処理方法において、 前記超音波画像の画素を受波音線に沿って検索する画素
   検索工程と、 前記画素検索工程による検索の結果、第１の閾値以上の
   画素値を有する画素が前記検索の検索方向に所定数以上
   連続した場合、前記連続する画素の内の最初の画素を前
   記超音波画像の第１の輪郭点とするとともに、第２の閾
   値以下の画素値を有する画素が前記検索の検索方向に所
   定数以上連続した場合、前記連続する画素の内の最初の
   画素を前記超音波画像の第２の輪郭点として前記被検体
   内の超音波画像の輪郭を抽出する閾値処理工程と、を備
   えたことを特徴とする超音波診断装置における画像処理
   方法。
7. 【請求項７】 前記画素検索工程では、前記受波音線に
   沿った画素の検索を複数回行い、 前記閾値処理工程では、前記画素検索工程で行う複数回
   の検索の内、２回目以降の検索により前記第２の輪郭点
   を抽出することを特徴とする請求項６記載の超音波診断
   装置における画像処理方法。
8. 【請求項８】 前記画素検索工程では、順次複数の受波
   音線に沿って画素の検索を行い、 前記検索に応じて、前記閾値処理工程で得られた前記受
   波音線毎の複数の輪郭点の位置を比較し、この比較結果
   に基づいて前記画素検索工程により再度検索を行うよう
   に制御することを特徴とする請求項６または７記載の超
   音波診断装置における画像処理方法。