JP4041119B2

JP4041119B2 - 超音波診断装置

Info

Publication number: JP4041119B2
Application number: JP2004343139A
Authority: JP
Inventors: 浩仲宮木
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2024-11-26
Also published as: JP2006149582A

Description

本発明は、被検体に対して３６０度のラジアル走査を行うことで超音波断層像を得る超音波診断装置に関する。

従来、超音波振動子から被検体に超音波を送信し、音響インピーダンスの違いによって生じる反射波を受信して得られた超音波信号から被検体の超音波断層像を得る超音波診断装置が広く普及している。

この種の超音波診断装置を用い、検査者は被検体の近傍にて、被検体に超音波振動子を当てながら、超音波診断装置に付随した画像表示装置(モニタ)上の超音波断層像を観測して被検体の診断を行なう。

一般に、超音波診断装置で採用する超音波振動子には、コンベックス型超音波振動子とラジアル型超音波振動子とがある。コンベックス型超音波振動子は、例えば特許文献（特公平６−１３０３１号公報）に開示されている。

図１２に、上述した特許文献１に開示されているようなコンベックス型超音波振動子を用いて血流画像を表示する場合の表示例を示す。

血流の背景となるＢモードデータの表示可能な領域を、第１音線から最終音線までの領域とした場合、超音波診断装置の内部では、第１音線から始まり最終音線で終わる音線アドレスを順次生成し、音線アドレスの方向に超音波を順次送受信することでＢモードデータを生成する。

一方、血流画像を表示する音線を第Ｍ番目の音線から第Ｎ番目の音線までの領域に設定した場合、この領域内の音線アドレスを所定の順序で繰り返し生成しながら超音波の送受信を行い、所定の演算を行うことで血流情報を得るようにしている。そして、得られた超音波断層像と血流情報を合成処理してモニターに表示する。
特公平６−１３０３１号公報

ところで、コンベックス型超音波振動子は、第１音線と最終音線とが扇型に開いているので、第１音線側と最終音線とは空間的に離れた位置関係にある。そのため、最終音線の走査が終了した後、第１音線が連続して走査されることはなく、血流画像を表示する音線の領域（Ｍ〜Ｎ）は、必ず、第１音線側と最終音線との間に設定される。

従って、例えば図１３に示すように血流画像を表示する際に設定するＲＯＩ(関心領域：Region Of Interest)が超音波画像の右端に位置する場合、すなわち、ＲＯＩの右端が第１音線と一致する場合は、ＲＯＩをこれ以上右へ移動することはできない。同様にＲＯＩが、図の一点鎖線で示すように、超音波画像の左端にある場合も、ＲＯＩをそれ以上左に移動することはできない。換言すれば、ＲＯＩは、第１音線から最終音線までの間でのみ設定可能と言うことになる。

これに対し、ラジアル型超音波振動子を用いた超音波診断装置では、３６０度全周の超音波断層像を表示可能であるため、第１音線から最終音線まで走査すると、次は第１音線が連続して走査される、第１音線と最終音線とが空間的に連続する位置関係にある。

そのため、図１４に示すように血流画像を表示するＲＯＩの右端が第１音線と一致する場合においても、ＲＯＩを更に右方向の最終音線側に移動させたいという要望がある。

しかし、従来の超音波診断装置では第１音線と最終音線とが空間的に離れた位置にあることを前提として超音波断層像を表示するような制御が行われているため、第１音線から最終音線側にＲＯＩを移動させると、音線アドレスが連続せず、ＲＯＩの設定にエラーが生じる問題がある。

更に、ＲＯＩを第１音線と最終音線との間を通過させることができないため、超音波画像の回転操作をする際の回転範囲にも制約が生じ、良好な操作性を得ることができない問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、血流画像を表示する場合における関心画像（ＲＯＩ）の移動、及び画像回転を行う際の操作性を向上させ、取扱性の良い超音波診断装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明による超音波診断装置は、多数の振動素子を円環状に配設して３６０度のラジアル走査が可能な超音波振動子と、超音波の送受信の方向を制御する送受信方向制御手段と、前記送受信方向制御手段によって定められた方向に超音波の送受信を行う送受信手段と、前記送受信手段で得られたデータに基づきＢモードデータを演算するＢモードデータ演算手段と、前記送受信手段で得られたデータに基づき血流画像データを演算する血流画像演算手段と、前記Ｂモードデータと前記血流画像データとを合成して超音波画像データを生成する画像合成手段とを備え、前記送受信方向制御手段は、前記血流画像を表示する範囲を設定すると共に該血流画像を表示する範囲を超音波画像上の任意の音線を跨いで設定可能な関心領域設定手段と、前記関心領域設定手段で設定した関心領域の一端の方向を走査開始音線アドレスに設定し、他端の方向を走査終了音線アドレスに設定した後、該両音線アドレスを比較し、該走査終了音線アドレスが該走査開始音線アドレスよりも小さい場合、1フレームの超音波画像を表す音線数を前記走査終了音線アドレスに加算して該走査終了音線アドレスとして設定し、或いは1フレームの超音波画像を表す音線数を前記走査開始音線アドレスから減算して該走査開始音線アドレスとして設定する走査範囲算出手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、血流画像を表示する場合における関心領域（ＲＯＩ）の移動、及び画像回転の操作性が向上し、良好な取扱性を得ることができる。

又、３６０度の血流画像を表示する際に、ＲＯＩが走査終了音線から走査開始音線側へ跨いで設定された場合であっても音線アドレスを連続に生成することができるため、ＲＯＩの位置設定の操作性が向上する。更に、血流画像を表示させながら超音波画像の回転操作を行うに際し、回転量の制限をなくすことができ、良好な操作性を得ることができる。

以下、図面に基づいて本発明の一形態を説明する。

［第１形態］
図１〜図７を用いて本発明の第１形態を説明する。図１は超音波診断装置の構成を示すブロック図である。

超音波診断装置１は、超音波による検査を行う電子ラジアル走査式超音波内視鏡（以下、単に「超音波内視鏡」と称する）２と、この超音波内視鏡２に接続される超音波観測装置３Ａと、この超音波観測装置３Ａに接続されて超音波画像を表示するモニター４とを備えている。

超音波内視鏡２は体腔内に挿入される細長の挿入部５を有し、この挿入部５の先端側に超音波振動子６が配設されている。この超音波振動子６は、多数の振動素子６ａを円環状に配設したアレイ振動子で構成されている。

超音波振動子６は、例えば１００〜３００個程度（本形態では約２００個）の振動素子６ａが、それぞれの超音波の送受信面を外周側として円筒状に配置されている。超音波振動子６は、超音波内視鏡２の先端において挿入軸に垂直な断面に超音波ビームを旋回させることで電子ラジアル走査を行い、３６０度のラジアル超音波画像を取得する。尚、本形態による超音波振動子６は、診断装置として適用できるものであれば、超音波内視鏡２以外のものに使用できることは云うまでもない。

一方、超音波観測装置３Ａには、送受信手段としての送受信回路１１、Ｂモードデータ演算手段としてのＢモードデータ演算部１２、血流画像演算手段としてのカラーデータ演算部１３、画像合成手段としての画像合成部１４、音線アドレス生成手段としての音線アドレス制御部１５、素子選択回路１６、音線アドレス変換回路１７、ＲＯＩ（関心領域）設定手段１８、走査範囲算出手段としての走査範囲算出回路１９が備えられている。尚、音線アドレス制御部１５、音線アドレス変換回路１７、関心領域（ＲＯＩ）設定手段１８、走査範囲算出回路１９で送受信方向制御手段が構成されている。

送受信回路１１は、超音波振動子６を構成する各振動素子６ａを駆動するための電気信号を生成する。因みに、本形態による送受信回路１１は、内部に６４チャンネルの送信回路を有しており、従って、同時に６４個の振動素子６ａを駆動することができる。

送受信回路１１で生成された送信用の電気信号は、超音波振動子６を構成する各振動素子６ａで超音波に変換され、図示しない被検体に送波される。そして、被検体で反射した超音波信号が、各振動素子６ａで再び電気信号に変換され、送受信回路１１に入力される。送受信回路１１は、内部に６４チャンネルの受信回路を有しており、各受信回路にて超音波を収束するように各振動素子６ａからの受信信号を整相加算する。

ＲＯＩ設定手段１８は、外部から操作可能なトラックボールや押しボタンスイッチ等の操作スイッチ類を有しており、操作者が血流画像を表示する際に、この操作スイッチ類を操作することで、ＲＯＩの位置及び大きさを任意に設定することができる。

走査範囲算出回路１９は、操作者の操作によって設定したＲＯＩの位置及び大きさに基づいて走査開始音線及び走査終了音線を算出し、それらを音線アドレス制御部１５へ出力する。

音線アドレス制御部１５及び音線アドレス変換回路１７は、超音波を送受信する方向を示す音線アドレスＡ_Ｂ，Ａ_Ｃを生成する。尚、この音線アドレス制御部１５及び音線アドレス変換回路１７で行われる音線アドレスＡ_Ｂ，Ａ_Ｃの生成処理については後述する。

素子選択回路１６は、内部にマルチプレクサ回路を有し、このマルチプレクサ回路により超音波の送受信を行うための振動素子６ａが選択される。すなわち、素子選択回路１６では、音線アドレス変換回路１７から出力される音線アドレスＡ_Ｂ，Ａ_Ｃの方向を中心として、隣り合う６４個の振動素子６ａを選択するように切り替える。この切り替わりにより音線アドレスＡ_Ｂ，Ａ_Ｃの方向に超音波の送受信が行われる。

又、送受信回路１１で整相加算された信号は、そのデータの種類に応じて、Ｂモードデータ演算部１２、或いはカラーデータ演算部１３へ出力される。

Ｂモードデータ演算部１２では、入力された信号に対して、バンドバスフィルタ処理、Log圧縮、検波、ゲイン調整、コントラスト調整など、Ｂモードデータを生成するための処理を行う。一方、カラーデータ演算部１３は、入力された信号に基づいて血流に関するカラーデータを生成する。

図２にカラーデータ演算部１３の詳細ブロック図を示す。同図に示すように、カラーデータ演算部１３は、複素信号化回路１３１、ＭＴＩフィルタ１３２、自己相関回路１３３、血流情報演算部１３４、しきい値処理回路１３５で構成されている。

複素信号化回路１３１は、ヒルベルト変換フィルタを有しており、このヒルベルト変換フィルタにて、入力された信号の位相を９０度シフトした信号に生成する。ヒルベルト変換フィルタは、例えば所定のフィルタ係数を有するデジタルＦＩＲ(Finite Impulse Response)フィルタで実現することができる。勿論、ヒルベルト変換フィルタに代えて、所定の周波数を有する参照信号の乗算後に、ローパスフィルタ処理を行う、いわゆる直交検波処理を行うようにしても良い。

ＭＴＩフィルタ１３２は、血流以外の組織からのゆっくりとしたドプラ信号を除去するためのハイパスフィルタであり、例えばデジタルＦＩＲフィルタで構成されている。この場合のフィルタ係数は、図示しない外部入力部から任意に設定することができるものとする。

自己相関回路１３３は、複素信号化回路１３１で得られた複素信号の自己相関演算を行い、自己相関演算の結果を血流情報演算部１３４へ出力する。血流情報演算部１３４は、入力された自己相関の結果に基づき血流の速度及び血流のパワーを演算する。

しきい値処理回路１３５は、血流以外の不要な信号を血流画像上に表示させないためのしきい値処理を行う。換言すれば、血流情報演算部１３４から入力された血流の速度データ及びパワーデータが血流信号であるか否かの判断を行う。

すなわち、血流の速度データは、速度に関する予め設定したしきい値Ｖｔｈと比較する。一方、血流のパワーデータは、予め設定したしきい値Ｐｔｈと比較する。そして、血流の速度データがしきい値Ｖｔｈより大きい場合（速度データ≧Ｖｔｈ）、血流信号であると判断し、又、速度データがしきい値Ｖｔｈより遅い場合（速度データ＜Ｖｔｈ）、血流信号でないと判断し、速度データを０に置き換える。

又、血流のパワーデータがしきい値Ｐｔｈより大きい場合（パワーデータ≧Ｐｔｈ）、血流信号であると判断し、又、ワーデータがＰｔｈより小さい場合（パワーデータ＜Ｐｔｈ）、ノイズと判断してパワーデータを０に置き換える。

一方、図１に示す超音波観測装置３Ａを構成する画像合成部１４は、Ｂモードデータ演算部１２で生成されたＢモードデータと、カラーデータ演算部１３で生成された血流に関するカラーデータとを合成して超音波画像データを生成する。尚、カラーデータは、血流の速度データ或いは血流のパワーデータ、若しくはその両者を所定のカラーに割り当てたデータである。ところで、血流のパワーデータに関しては、平方根、或いはLog関数などの関数を用いて、広いダイナミックレンジの信号を狭いレンジの値に圧縮する処理を加えた後に、カラーデータに変換することが望ましい。

画像合成部１４は、同一の画像ピクセル上にＢモードデータとカラーデータとが重なる場合、カラーデータが０の場合はＢモードデータを上書きし、カラーデータが０以外の場合はカラーデータを上書きすることで超音波画像データを生成する。そして、画像合成部１４で合成された超音波画像データがモニター４に表示される。

次に、走査範囲算出回路１９及び音線アドレス制御部１５で行われる処理について説明する。音線アドレス制御部１５は、Ｂモードデータを取得するための送受信の音線アドレスＡ_Ｂとカラーデータを取得するための音線アドレスＡ_Ｃとを生成する。

先ず、音線アドレスＡ_Ｂの生成方法について説明する。例えば、図３に一点鎖線で示すような超音波画像を取得しようととした場合、Ｂモードデータを取得するための音線アドレスＡ_Ｂは、図４に示す音線アドレス生成ルーチンに従って求める。尚、本形態では、１フレーム（３６０度）の超音波画像はＫ本の音線で構成されているものとする。

すなわち、このルーチンでは、先ず、ステップＳ１で音線アドレスＡ_Ｂに１を代入し（Ａ_Ｂ＝１）、続くステップＳ２で、ステップＳ１で生成した音線アドレスＡ_Ｂ（＝１）の超音波を送受信する。

次いで、ステップＳ３へ進み、音線アドレスＡ_Ｂをインクリメントし（Ａ_Ｂ＝Ａ_Ｂ＋１）、次番目の音線アドレスＡ_Ｂを生成し、ステップＳ４へ進み、音線アドレスＡ_Ｂが、１フレームの超音波画像の最終音線アドレスＫ（設定値）に達したか否かを調べ、Ａ_Ｂ≦Ｋのときは、ステップＳ２へ戻り、ステップＳ３で生成した音線アドレスＡ_Ｂの超音波を送受信する。一方、Ａ_Ｂ＞Ｋに達したときは、１フレームの超音波画像を構成する音線数（Ｋ本）に達したので、今回のルーチンを終了する。

このように、本ルーチンでは、音線アドレスＡ_Ｂが、１フレームの超音波画像を構成する音線数（Ｋ本）に達したときは、超音波の送受信が終了されるので、無理にあり得ない音線方向を指示することが無く、良好な走査性を得ることができる。

一方、ＲＯＩ設定手段１８を操作して、１フレームの超音波画像中のＲＯＩ（関心領域）を、図３に太枠で示すように第Ｍ番目の音線アドレスＭから始まり第Ｎ番目の音線アドレスＮで終わるように設定すると、走査範囲算出回路１９において、第Ｍ番目の音線アドレスＭと第Ｎ番目の音線アドレスＮとに基づき走査開始音線アドレスＡ_ｃｓと走査終了音線アドレスＡ_ｃｅとを設定し、この走査開始音線アドレスＡ_ｃｓと走査終了音線アドレスＡ_ｃｅとで、音線アドレス制御部１５で生成するカラーデータを取得するための音線アドレスＡ_Ｃの走査範囲を設定する。

走査範囲算出回路１９にて実行する音線アドレスＡ_Ｃの走査範囲の設定は、具体的には、図５に示す走査範囲設定ルーチンに従って処理される。

このルーチンでは、先ず、ステップＳ１１で、走査終了を示す第Ｎ番目の音線アドレスＮと走査開始を示す第Ｍ番目の音線アドレスＭとを比較し、Ｎ＞Ｍの場合、ステップＳ１２へ進み、走査開始音線アドレスＡ_ｃｓに第Ｍ番目の音線アドレスＭを代入し（Ａ_ｃｓ＝Ｍ）、又、走査終了音線アドレスＡ_ｃｅに第Ｎ番目の音線アドレスＮを代入して（Ａ_ｃｅ＝Ｎ）、ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ１で、Ｎ＜Ｍと判定された場合（尚、Ｎ＝Ｍの場合は、モニター４にエラー表示するか、ルーチンを直ちに終了する）、ステップＳ１３へ分岐し、走査開始音線アドレスＡ_ｃｓに第Ｍ番目の音線アドレスＭを代入し（Ａ_ｃｓ＝Ｍ）、又、走査終了音線アドレスＡ_ｃｅに、第Ｎ番目の音線アドレスＮに超音波画像の音線数であるＫを加算した値を代入し（Ａ_ｃｅ＝Ｎ＋Ｋ）、ルーチンを終了する。

尚、音線アドレスＡ_Ｃの走査範囲は、図６に示す走査範囲設定ルーチンに従って設定しても良い。すなわち、このルーチンでは、先ず、ステップＳ２１，Ｓ２２で、上述したステップＳ１１，Ｓ１２と同様、走査終了を示す第Ｎ番目の音線アドレスＮと走査開始を示す第Ｍ番目の音線のアドレスＭとが、Ｎ＞Ｍの場合、走査開始音線アドレスＡ_ｃｓに第Ｍ番目の音線のアドレスＭを代入すると共に（Ａ_ｃｓ＝Ｍ）、走査終了音線アドレスＡ_ｃｅに第Ｎ番目の音線アドレスＮを代入して（Ａ_ｃｅ＝Ｎ）、ルーチンを終了する。

又、ステップＳ２１で、Ｎ＜Ｍと判定されて、ステップＳ２３へ分岐すると、走査開始音線アドレスＡ_ｃｓに、第Ｍ番目の音線アドレスＭから超音波画像の音線数であるＫを減算した値を代入し（Ａ_ｃｓ＝Ｍ−Ｋ）、又、走査終了音線アドレスＡ_ｃｅに、第Ｎ番目の音線アドレスＮを代入し（Ａ_ｃｅ＝Ｎ）、ルーチンを終了する。

このように、走査範囲算出回路１９では、走査終了音線アドレスＡ_ｃｅが走査開始音線アドレスＡ_ｃｓよりも必ず大きい値を示すように設定されるため、例えば、図３に示すように、ＲＯＩ（関心領域）が第１音線アドレスと最終音線アドレスＫとを跨いで設定した場合であっても、第Ｍ番目の音線から始まり第Ｎ番目の音線で終わるＲＯＩの音線アドレスＡ_Ｃを連続的に発生させることができる。従って、ＲＯＩの移動に制限を設ける必要がなくなる。

走査範囲算出回路１９で設定した走査終了音線アドレスＡ_ｃｅと走査開始音線アドレスＡ_ｃｓとは、音線アドレス制御部１５において、カラーデータを取得するための音線アドレスＡ_Ｃを設定する際に読込まれる。

音線アドレス制御部１５にて実行するカラーデータを取得するための音線アドレスＡ_Ｃの生成は、具体的には、図７に示すカラーデータ用音線アドレス生成ルーチンに従って処理される。

このルーチンでは、先ず、ステップＳ３１で、音線アドレスＡ_Ｃに走査開始音線アドレスＡ_ｃｓを代入し（Ａ_Ｃ＝Ａ_ｃｓ）、音線アドレスＡ_Ｃを初期設定する。次いで、ステップＳ３２へ進み、変数Ｐに１を代入し（Ｐ＝１）、ステップＳ３３へ進む。変数Ｐは同一方向へ繰り返し送受信を行う回数をカウントするものである。

そして、ステップＳ３３へ進むと、ステップＳ３１で生成した音線アドレスＡ_Ｃ（＝Ａ_ｃｓ）の超音波を送受信する。

次いで、ステップＳ３４へ進み、変数Ｐをインクリメントした後（Ｐ＝Ｐ＋１）、ステップＳ３５へ進み、変数Ｐと繰り返し送受信回数Ｐ_Ｃとを比較する。この繰り返し送受信回数Ｐ_Ｃは、超音波を同一方向へ繰り返し送受信することで、同一音線アドレスＡ_Ｃの血流情報を取得するために設定される回数であり、血流情報の取得状況など応じて、任意の回数に設定する。

そして、Ｐ≦Ｐ_Ｃの変数Ｐが繰り返し送受信回数Ｐ_Ｃに達していないときは、ステップＳ３３へ戻り、同一音線アドレスＡ_Ｃの超音波を送受信する。一方、Ｐ＞Ｐ_Ｃの変数Ｐが繰り返し送受信回数Ｐ_Ｃに達したときは、所定に血流情報が取得されたと判断し、ステップＳ３６へ進む。

ステップＳ３６では、音線アドレスＡ_Ｃをインクリメントし（Ａ_Ｃ＝Ａ_Ｃ＋１）、続く、ステップＳ３７で、音線アドレスＡ_Ｃと走査終了音線アドレスＡ_ｃｅとを比較する。そして、Ａ_Ｃ≦Ａ_ｃｅの音線アドレスＡ_Ｃが走査終了音線アドレスＡ_ｃｅに達していないときは、ステップＳ３２へ戻り、次番目の音線アドレスの超音波を送受信する。

一方、ステップＳ３７で、Ａ_Ｃ＞Ａ_ｃｅの音線アドレスＡ_Ｃが走査終了音線アドレスＡ_ｃｅに達したときは、ＲＯＩの終端に達したと判断し、ルーチンを終了する。

そして、音線アドレス変換回路１７において、音線アドレス制御部１５で生成した音線アドレスＡ_Ｂ，Ａ_Ｃが、予め設定されている範囲に収まるように、その値を変換する。すなわち、例えば、３６０度のラジアル画像（超音波画像）がＫ本の音線で構成されている場合、音線アドレスＡ_Ｂ，Ａ_Ｃの生成し得る範囲は、１〜Ｋまでの整数である。

音線アドレス変換回路１７は、入力される音線アドレスＡ_Ｂ，Ａ_Ｃの値が、Ｋを超えている場合、この音線アドレスＡ_Ｂ，Ａ_ＣからＫを減算した値を、素子選択回路１６へ出力する。一方、音線アドレス変換回路１７に入力される音線アドレスＡ_Ｂ，Ａ_Ｃの値が、１よりも小さい場合、この音線アドレスＡ_Ｂ，Ａ_ＣにＫを加算して、素子選択回路１６へ出力する。

その結果、音線アドレス変換回路１７から素子選択回路１６へ出力される音線アドレスＡ_Ｂ，Ａ_Ｃは、必ず１〜Ｋの間の整数となる。そのため、物理的にあり得ない音線方向を指示することがない。

このように、本形態によれば、ＲＯＩ（関心領域）が第１音線アドレスと最終音線アドレスＫとを跨いで設定した場合であっても、音線アドレスＡ_Ｃを連続的に発生させることができる。そのため、ＲＯＩの移動に制限をかける必要がなくなり、良好な操作性を得ることができる。尚、カラーデータを取得するための音線アドレスＡ_Ｃは、図７に示すカラーデータ用音線アドレス生成ルーチンで生成する以外に、例えば、特公平６−１３０３１号公報に記載されている方法を用いて生成しても良い。

更に、Ｂモードデータを取得するための音線アドレスＡ_Ｂの生成とカラーデータを生成するための音線アドレスＡ_Ｃとの生成を混合し、Ｂモードデータとカラーデータとを音線単位で交互に取得するようにしても良い。

又、音線アドレスＡ_Ｂ，Ａ_Ｃを生成するに際しては_、直前の音線アドレスＡ_Ｂ，Ａ_Ｃをインクリメントしながら超音波を順番に送受信させる以外に、例えば、最終音線アドレスＫから音線アドレスＡ_Ｂ，Ａ_Ｃを生成し、順次デクリメントしながら超音波を順番に送受信させるようにしても良い。

［第２形態］
図８、図９に本発明の第２形態を示す。図８は超音波診断装置の構成を示すブロック図である。尚、図８において、図１と同じ構成部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

本形態による超音波観測装置３Ｂは、第１形態の超音波観測装置３Ａに、超音波画像を回転させて、所望の角度で表示させることができる回転量設定手段４２を設けたものである。

すなわち、回転量設定手段４２は、ロータリースイッチ或いは押しボタンスイッチ等の操作スイッチで構成されている。操作者が超音波画像を所望の角度に回転させようとして、操作スイッチを操作すると、操作スイッチからＯＮ信号が検出されるたびに、予め設定されているステップで回転量Ｒ（音線数Ｒ本）が出力される。一般に、３６０度のラジアル画像がＫ本の音線で構成されている場合、この音線の本数ＫをＬ段に分割し、操作者が、Ｋ/Ｌ本の音線単位で画像を回転させることができるようにする。この場合、Ｌの値は、Ｋ/Ｌが整数値になるように設定するのが望ましい。又、回転量Ｒは、−Ｋ〜Ｋの範囲の値に設定する。

本形態による送受信方向制御手段を構成する音線アドレス制御部４１は、回転量設定手段４２から出力される回転量Ｒに基づき、音線アドレスＡ_Ｂ，Ａ_Ｃのシフトを行う。

すなわち、音線アドレス制御部４１では、回転量Ｒが入力された場合、Ｂモードデータを取得するための音線アドレスＡ_Ｂ及びカラーデータを取得するための音線アドレスＡ_Ｃを、この各音線アドレスＡ_Ｂ，Ａ_Ｃに回転量Ｒを加算した値で設定する（Ａ_Ｂ＝Ａ_Ｂ＋Ｒ，Ａ_Ｃ＝Ａ_Ｃ＋Ｒ）。従って、音線アドレスＡ_Ｂに関しては、１、２、３、…の代わりにＲ＋１，Ｒ＋２，Ｒ＋３…という音線アドレスＡ_Ｂが順に生成される。又、音線アドレスＡ_Ｃに関しても同様に、回転量Ｒを加算した音線アドレスＡ_Ｃ（＝Ａ_Ｃ＋Ｒ）が生成される。

_{音線アドレス制御部４１で生成された音線アドレスＡＢ}，Ａ_Ｃは、第１形態と同様、音線アドレス変換回路１７で設定範囲内の音線アドレスＡ_Ｂ，Ａ_Ｃに変換されて素子選択回路１６へ出力される。従って、音線アドレス変換回路１７から出力される音線アドレスＡ_Ｂ，Ａ_Ｃは、必ず１〜Ｋの間の整数となる。そのため、物理的にあり得ない音線方向を指示することがない。

一方、画像表示手段としての画像合成部４３は、Ｂモードデータ演算部１２で生成されたＢモードデータと、カラーデータ演算部１３で生成されたカラーデータとを合成して超音波画像データを生成し、図９に示すように、音線アドレスＲ＋１のデータを１２時方向に書き出す。従って、超音波画像は音線Ｒ本分だけ回転した画像として表示される。

このように、本形態によれば、血流画像を表示している状態で、血流画像の回転操作を行った場合であっても、設定範囲内の音線アドレスを連続的に発生させることができる。加えて、ＲＯＩが第１音線アドレスと最終音線アドレスＫを跨いで設定した場合であっても、設定範囲内の音線アドレスＡＣを連続的に発生させることができる。そのため、回転操作時の回転量に制限をかける必要がなく、良好な操作性を得ることができる。

尚、本形態では、超音波画像は回転するがＲＯＩの位置は見かけ上変わらないので、超音波画像とＲＯＩの位置関係が相対的に回転するように作用する。これに対し、超音波画像にＲＯＩを同期させて回転させるようにしても良い。ＲＯＩの位置を超音波画像と同量だけ回転させる場合には、Ｂモードデータを取得するための音線アドレスＡ_Ｂにのみ回転量Ｒを加算し、カラーデータを取得するための音線アドレスＡ_Ｃには回転量Ｒを加算しない構成とすればよい。

［第３形態］
図１０、図１１に本発明の第３形態を示す。図１０は超音波診断装置の構成を示すブロック図である。尚、図１０において、図８と同じ構成部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

本形態による超音波観測装置３Ｃは、第２形態の超音波観測装置３Ａから走査範囲算出回路１９を除いた構成となっている。

本形態による送受信方向制御手段を構成する音線アドレス制御部５１は、Ｂモードデータを取得するための音線アドレスＡ_Ｂを、第１形態の図４に示す音線アドレス生成ルーチンに従って求める。尚、本形態では、１フレームの超音波画像を構成する音線をＫ本としている。

一方、ＲＯＩが第Ｍ番目の音線から始まり第Ｎ番目の音線で終わるように設定されている場合、音線アドレス制御部５１は、カラーデータを取得するための音線アドレスＡ_Ｃを、図１１に示すカラーデータ用音線アドレス生成ルーチンで生成する。

このルーチンでは、先ず、ステップＳ４１で、音線アドレスＡ_Ｃに走査開始音線を示す第Ｍ番目の音線アドレスＭを代入し（Ａ_Ｃ＝Ｍ）、音線アドレスＡ_Ｃを初期設定する。次いで、ステップＳ４２へ進み、変数Ｐに１を代入し（Ｐ＝１）、ステップＳ４３へ進む。変数Ｐは同一方向へ繰り返し送受信を行う回数をカウントするものである。

その後、ステップＳ４３へ進むと、ステップＳ４１で生成した音線アドレスＡ_Ｃ（＝Ｍ）の超音波を送受信する。

次いで、ステップＳ４４へ進み、変数Ｐをインクリメントした後（Ｐ＝Ｐ＋１）、ステップＳ４５へ進み、変数Ｐと繰り返し送受信回数Ｐ_Ｃとを比較する。この繰り返し送受信回数Ｐ_Ｃは、超音波を同一方向へ繰り返し送受信することで、同一音線アドレスＡ_Ｃの血流情報を取得するために設定される回数であり、血流情報の取得状況など応じて、任意の回数に設定する。

そして、Ｐ≦Ｐ_Ｃの変数Ｐが繰り返し送受信回数Ｐ_Ｃに達していないときは、ステップＳ４３へ戻り、同一音線アドレスＡ_Ｃの超音波を送受信する。一方、Ｐ＞Ｐ_Ｃの変数Ｐが繰り返し送受信回数Ｐ_Ｃに達したときは、所定に血流情報が取得されたと判断し、ステップＳ４６へ進む。

ステップＳ４６では、音線アドレスＡ_Ｃをインクリメントし（Ａ_Ｃ＝Ａ_Ｃ＋１）、続く、ステップＳ４７で、音線アドレスＡ_Ｃと最終音線アドレスＫとを比較する。そして、Ａ_Ｃ≦Ｋの音線アドレスＡ_Ｃが最終音線アドレスＫに達していないときは、ステップＳ４９へジャンプし、又、Ａ_Ｃ＞Ｋの音線アドレスＡ_Ｃが最終音線アドレスＫを越えたときは、音線アドレスＡ_Ｃに１を代入する（Ａ_Ｃ＝１）。

そして、ステップＳ４７或いはＳ４８からステップＳ４９へ進むと、音線アドレスＡ_Ｃが、走査終了音線を示す第Ｎ番目の音線アドレスＮに１を加算した値と等しいか否かを調べる。そして、Ａ_Ｃ＜Ｎ＋１のときは、ステップＳ４２へ戻り、次番目の音線アドレスの超音波を送受信する。一方、Ａ_Ｃ＝Ｎ＋１のとき、すなわち、音線アドレスＡ_Ｃが走査終了を示す第Ｎ番目の音線アドレスＮを越えたときは、ルーチンを終了する。

すなわち、本形態では、音線アドレスＡ_Ｃが１フレームの超音波画像の最終音線アドレスＫを超えたとき、この音線アドレスＡ_Ｃを１にセットし（Ｓ４８）、その後、音線アドレスＡ_ＣがＮ＋１と等しくなるまで加算され（Ｓ４６）、音線アドレスＡ_ＣがＮ＋１に達したとき、終了する。

従って、図３に太枠で示すように、ＲＯＩの走査開始音線を示す第Ｍ番目の音線アドレスＭと走査終了音線を示す第Ｎ番目の音線アドレスＮとが、最終音線アドレスＫを跨いで設定されていたとしても、音線アドレスＡ_Ｃを連続的に発生させることができるため、ＲＯＩの移動に制限をかける必要がなくなる。

勿論、走査開始音線を示す第Ｍ番目の音線アドレスＭと走査終了音線とを示す第Ｎ番目の音線アドレスＮとが、最終音線アドレスＫを跨がず、１〜Ｋの間に設定されている場合は、ステップＳ４７では必ずＡ_Ｃ≦ＫとなってステップＳ４９へ進むことになる。そして、ステップＳ４９で、音線アドレスＡ_ＣがＮ＋１に達していれば、ルーチンが終了する。従って、この場合も音線アドレスＡ_Ｃを連続的に発生させることができる。

第１形態による超音波診断装置の構成を示すブロック図同、カラーデータ演算部の詳細ブロック図同、超音波画像の表示状態を示す説明図同、音線アドレス生成ルーチンを示すフローチャート同、走査範囲設定ルーチンを示すフローチャート同、別の態様による走査範囲設定ルーチンを示すフローチャート同、カラーデータ用音線アドレス生成ルーチンをしめすフローチャート第２形態による超音波診断装置の構成を示すブロック図同、超音波画像の表示状態を示す説明図第３形態による超音波診断装置の構成を示すブロック図同、カラーデータ用音線アドレス生成ルーチンを示すフローチャート従来のコンベックス型超音波振動子を用いた超音波画像の表示例を示す説明図図１２で設定した超音波画像のＲＯＩ（関心領域）を移動させた場合の表示例を示す説明図従来のラジアル型超音波振動子を用いた超音波画像の表示例を示す説明図

符号の説明

１…超音波診断装置、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…超音波観測装置、６…超音波振動子、６ａ…振動素子、１１…送受信回路、１２…モードデータ演算部、１３…カラーデータ演算部、１４…画像合成部、１５，４１，５１…音線アドレス制御部、１６…素子選択回路、１７…音線アドレス変換回路、１８…ＲＯＩ設定手段、１９…走査範囲算出回路、４２…回転量設定手段、４３…画像合成部、Ａ_Ｂ，Ａ_Ｃ…音線アドレス、Ａ_ｃｅ…走査終了音線アドレス、Ａ_ｃｓ…走査開始音線アドレスＡ、Ｋ…最終音線アドレス

代理人弁理士伊藤進

Claims

多数の振動素子を円環状に配設して３６０度のラジアル走査が可能な超音波振動子と、
超音波の送受信の方向を制御する送受信方向制御手段と、
前記送受信方向制御手段によって定められた方向に超音波の送受信を行う送受信手段と、
前記送受信手段で得られたデータに基づきＢモードデータを演算するＢモードデータ演算手段と、
前記送受信手段で得られたデータに基づき血流画像データを演算する血流画像演算手段と、
前記Ｂモードデータと前記血流画像データとを合成して超音波画像データを生成する画像合成手段と
を備え、
前記送受信方向制御手段は、
前記血流画像を表示する範囲を設定すると共に該血流画像を表示する範囲を超音波画像上の任意の音線を跨いで設定可能な関心領域設定手段と、
前記関心領域設定手段で設定した関心領域の一端の方向を走査開始音線アドレスに設定し、他端の方向を走査終了音線アドレスに設定した後、該両音線アドレスを比較し、該走査終了音線アドレスが該走査開始音線アドレスよりも小さい場合、1フレームの超音波画像を表す音線数を前記走査終了音線アドレスに加算して該走査終了音線アドレスとして設定し、或いは１フレームの超音波画像を表す音線数を前記走査開始音線アドレスから減算して該走査開始音線アドレスとして設定する走査範囲算出手段と
を有することを特徴とする超音波診断装置。
前記送受信方向制御手段は、
前記関心領域設定手段で設定した関心領域の位置に基づき、前記血流画像データを演算するための送受信の音線アドレスを生成する音線アドレス生成手段を含み、
前記音線アドレス生成手段は、生成した前記音線アドレスが設定範囲を超える場合に、該音線アドレスが該設定範囲に収まるように補正を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
超音波画像の回転量を設定する回転量設定手段を更に備え、
前記送受信方向制御手段は、前記回転量設定手段から出力される回転量に応じて前記超音波の送受信方向をシフトさせる
ことを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
前記送受信方向制御手段は、
前記関心領域設定手段で設定した関心領域の位置及び前記回転量設定手段から出力される回転量に基づき、前記血流画像データを演算するための送受信の音線アドレスを生成する音線アドレス生成手段を含み、
前記音線アドレス生成手段は、前記回転量を音線アドレスに加算し、且つ生成した前記音線アドレスが設定範囲を超える場合に、該音線アドレスが該設定範囲に収まるように補正を行う
ことを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
前記音線アドレス生成手段は、前記血流画像データの走査開始音線アドレスを前記Ｂモードデータの走査開始音線アドレスとは独立に設定可能である
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか1項に記載の超音波診断装置。