JP4649925B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

この発明は、超音波ビームを被検者の身体内に入射することによって医学的診断に役立つ各種の超音波画像を得る超音波診断装置に関し、とくに超音波画像をスクロール形式とスイープ形式（ムービングバー形式ともいうがここではスイープ方式という）で表示可能な超音波診断装置に関する。

超音波診断装置では、被検者の身体内に超音波ビームを入射しその反射波をとらえることによってＢモード画像（超音波断層像）やＭモード画像、ドプラモード画像あるいは心電波形などの生体信号波形を得ることができる。Ｂモード画像は２次元画像であり、これが順次時系列的に得られるので、画面全体を更新しながら動画として表示することになる。一方、Ｍモード画像、ドプラモード画像および心電波形などの生体信号波形については、データ自体は１次元の画像データとして時系列的に得られるものであるから、それらを時系列方向に（たとえば画面の左右方向に）並べて２次元の画像を構成して表示する。そして、新たにデータが得られる度に更新される画像の更新表示方式として、従来より、下記特許文献１に示されているように、スクロール形式あるいはスイープ方式のいずれかが選択できるように構成されている。
特開２００１−１６１６８５号公報

このスクロール表示とは、新たな１次元画像を画面の右端に加えるとともに以前の画像全体を左側に移動させ最左端に位置していた最も古いデータは消えるように表示するもので、電光掲示板のように左から右へと流れるように表示するものである。スイープ表示とは、レーダー画像のようにムービングバーが画面の左から右へと移動していきその右側が古い画像、左側が新たな画像というようにしてムービングバーの移動に伴って最新データを上書きしながら画像の表示を更新していくものである。スクロール形式で表示するとつねに連続的に表示されるので、超音波診断装置では、一般には、Ｍモード画像などはスクロール形式で表示することが好まれている。

ところで、超音波診断装置で得た動画像をデジタル保存する需要が急速に高まりつつあり、その際、記憶容量を低減するため、ＭＰＥＧ２などの動画像圧縮方式を用いて保存することも行われている。また、超音波診断装置で得た動画像をネットワークを介して転送する場合も、伝送容量を考慮してＭＰＥＧ２などの動画像圧縮方式を用いることも行われている。

しかし、こうしたＭＰＥＧ２などの動画像圧縮方式は、限られた情報量を、画像の空間的変化と時間的変化とに効率的に割り当てることで圧縮するものであるから、動きのある画像では、時間変化に情報量の多くが割り当てられることになり、その分、画像の空間的変化の情報が少なくなる。つまり、動きのある動画像をＭＰＥＧ２などの動画像圧縮方式で圧縮すると、画像の動きは表現されるものの、画像自体は粗く表示されてしまう傾向となる。

そこで、スクロール形式で表示されている画像を動画像圧縮方式で圧縮すると、スクロール方式では画面全体がつねに更新されるので、画質が劣化し、粗い画像になってしまうという不都合がある。

この発明は、動画像圧縮方式を用いてＭモード画像などの動画像のデジタル保存やネットワーク配信を行う場合の画質劣化がなるべく起こらないように改善した、超音波診断装置を提供することを課題とする。

上記の目的を達成するため、請求項１ 記載の発明によれば、超音波プローブを介して超音波の送信および受信を行ってデータを得る超音波データ収集部と、時系列的に得たデータが並べられることにより構成されかつスクロール表示を行うスクロール方式とスイープ表示を行うスイープ方式のいずれかで順次更新表示されるよう構成された画像データを得る画像処理部と、該画像処理部からの画像データを、限られた情報量を画像の空間的変化と時間的変化とに効率的に割り当てることで圧縮する動画像圧縮方式で圧縮して出力する圧縮部と、該圧縮部で圧縮されて出力されることを検知し、上記画像処理部を制御してスクロール方式からスイープ方式へと更新表示方式を切り換える制御部とが備えられていることが特徴となっている。

また、請求項２記載の発明によれば、上記の構成に加えて、前記圧縮部により圧縮された動画像の圧縮データを解凍する圧縮解凍部と、解凍された画像データの更新表示方式をスイープ方式からスクロール方式へと変換処理する変換処理部とが備えられていることが特徴となっている。

請求項１記載の超音波診断装置によれば、画像処理部から、Ｍモード画像などの動画像をスクロール方式で表示するような画像データを得て、この画像データを動画像圧縮方式で圧縮して記録装置やネットワークに出力する場合に、そのことが検知されて、スクロール方式からスイープ方式に切り換わるよう画像処理部が制御されるので、圧縮される動画像はスイープ方式で表示されるよう構成されたものとなる。スイープ方式で表示される動画像は、ムービングバー付近しか画像が更新されないため、画像の動きの部分はこの部分に限られ、時間変化に関する情報の量は少ないものとなる。そこで、このスイープ方式で表示される動画像を動画像圧縮方式で圧縮しても、画像の空間空間的変化に関する情報が不足するということはなくなり、画像が粗くなるという不都合が解消される。

請求項２記載の超音波診断装置によれば、スイープ方式で更新表示されるよう形成された動画像の圧縮データが、記録装置から再生され、あるいはネットワークを介して他から送られてきたとき、この圧縮データを解凍し、さらにその解凍された画像データの更新表示方式をスイープ方式からスクロール方式へと変換処理することができるので、一般に好まれるスクロール方式で表示される動画像として、再生あるいは転送されたＭモード画像などを表示することができる。

つぎに、この発明を実施した超音波診断装置について図面を参照して説明する。

図１は、この発明の一実施例にかかる超音波診断装置のブロック図である。超音波診断装置は、この図１に示すように、超音波プローブ１１と、送受信制御部１２と、信号処理部１３と、ＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ）部１４と、画像メモリ１５と、画像表示装置１６と、制御部１７と、キーボード１８とを備えている。キーボード１８は、Ｂモード、Ｍモードあるいはドプラモードなどの撮影モードを、ＰＣなどにより構成される制御部１７に入力するための入力装置となっている。超音波プローブ１１は、超音波の発生および受信を行なう超音波振動子エレメントが多数配列されてなり、図示しない被検者の身体表面にあてられる。

送受信制御部１２は、制御部１２の制御の下、撮影モードに応じて超音波プローブ１１の各振動子エレメントに加える駆動パルスのパワーやタイミングを定め、および各振動子エレメントからの受信信号の遅延処理などを行う。これにより、超音波プローブ１１から所定の焦点距離・指向性のものとして形成された送信超音波ビームを被検者体内に入射し、被検者体内からの反射波を、所定の焦点距離・指向性の受波超音波ビームとして受信する。このような制御によってＢモード画像の受信信号や、Ｍモード・ドプラモード等の受信信号が得られ、この受信信号は信号処理部１３でＡ／Ｄ変換された後所定の信号処理を受け、ＤＳＣ部１４に送られる。

このＤＳＣ部１４は、制御部１７によって制御される画像処理部であり、たとえば扇形スキャンによって得たデータを矩形の表示領域を持つ画像データに変換したり、Ｍモード画像データやドプラモード画像データなどの順次時系列的に得られる１次元画像データを時系列方向に並べて１枚の画像を構成するとともに、その更新表示方式がスクロール方式あるいはスイープ方式となるような動画像データを構成する。この動画像データは画像メモリ１５に蓄えられるとともに読み出されて画像表示装置１６に送られる。こうして、超音波断層像が時間とともに変化していくＢモード画像や、スクロール方式あるいはスイープ方式のＭモード画像・ドプラモード画像等が動画像として表示されることになる。

さらに、このような動画像のデータは、動画像圧縮・解凍（エンコーダ・デコーダ）部によりＭＰＥＧ２などの動画像圧縮方式により圧縮（エンコード）されて、ＤＶＤ記録装置などの記録デバイス２２や、ネットワーク２６に接続されたネットワークアダプタ２３に出力される。こうして、圧縮された動画像データが記録され、あるいはネットワーク２６へと転送される。

この圧縮動画像データの出力は検出部２４によって検出され、その検出出力が制御部１７に送られる。これにより制御部１７は圧縮動画像データの出力を常時監視し、圧縮動画像データが出力されるあるいは出力されていると判定するなら、ＤＳＣ部１４における更新表示方式がスクロール方式になっているときには、これをスイープ方式へと切り換えるようＤＳＣ部１４を制御する。すなわち、制御部１４は、キーボード１８から入力された更新表示方式で動画像データを構成するようＤＳＣ部１４を制御しているのであるが、この入力された更新表示方式がスクロール方式となっていてこのスクロール方式の動画像の圧縮データが出力されるときには、これを変更してスイープ方式となるようにする。

スクロール方式の場合、全画像が順次左方向に移動していくような画像となるので、画像の時間変化に関する情報量が多くなり、そのためこの動画像を圧縮すると画像の空間的変化を表わす情報量が少なくなって画像が荒れたようになる。これに対して、スイープ方式の場合は、時間とともにムービングバーが動いていくとともにそのムービングバーの付近が更新表示されるにすぎないので、画像の時間変化を表わす情報は少ない。そのためこのようなスイープ方式に動画像を圧縮する場合、画像の空間的変化に関して情報量を多く割り当てることができるので高画質を維持することができ、画像が荒れたようにはならない。

このようにしてスイープ方式とされた動画像データが圧縮されて記録デバイス２２に記録されたとき、後に再生されたとする。また、上記のようにしてスイープ方式とされた動画像データが圧縮されて他の超音波診断装置などからネットワーク２６を経て配信されてきたとする。この場合、この圧縮データはまず動画像圧縮・解凍部２１によってその圧縮が解凍（デコード）される。これによりスイープ方式とされた動画像データが再現される。この動画像データをそのまま画像表示装置１６に送ってスイープ方式の動画像を表示することも可能であるが、ここでは更新表示方式変換処理部２５を備えており、制御部１７の制御の下でスイープ方式からスクロール方式へと変換することが可能となっている。

スイープ方式の動画像では、動いていくムービングバーの後ろの細長い部分がフレームごとに更新されていくよう表示されるので、この動いていくムービングバーの後ろの細長い部分のみを取り出して画像を形成するともに、フレームごとに更新される部分を画像の右端に追加しかつ左端の最も古い部分を消去するように画像を形成すると、スクロール方式の画像となる。そこで、キーボード１８などから入力することによってこのような変換処理を選ぶと、制御部１７によって更新表示方式変換処理部２５がこうした処理を行うよう制御され、これによりスクロール方式の画像が得られる。これが画像表示装置１６に送られて表示されるので、スクロール方式で表示された動画像を観察することができる。

なお、上記は一つの実施例について説明したものであり、具体的な構成などは、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々に変更可能である。たとえば、ＤＳＣ部１４や動画像圧縮・解凍部２１、検出部２４、更新表示方式変換処理部２５等はハードウェアで構成することもできるが、一つのＰＣ上で動作するソフトウェアで構成することも可能である。

この発明によれば、ＭＰＥＧ２などの動画像圧縮方式を用いて超音波動画像データを圧縮した上で記録あるいはネットワーク配信する場合に、画像の空間的変化情報がなるべく失われないようにして高画質を維持することが可能となる。また、スイープ形式の動画像データが圧縮されて記録されあるいはネットワーク配信されてきたとき、その再生側あるいはネットワーク受信側では、スイープ形式の動画像データをスクロール方式に変換処理できるので、スクロール方式での観察も可能となる。

この発明の一実施例にかかる超音波診断装置のブロック図。

符号の説明

１１……超音波プローブ
１２……送受信制御部
１３……信号処理部
１４……ＤＳＣ部
１５……画像メモリ
１６……画像表示装置
１７……制御部
１８……キーボード
２１……動画像圧縮・解凍部
２２……記録デバイス
２３……ネットワークアダプタ
２４……検出部
２５……更新表示方式変換処理部
２６……ネットワーク

Claims (2)

1. 超音波プローブを介して超音波の送信および受信を行ってデータを得る超音波データ収集部と、時系列的に得たデータが並べられることにより構成されかつスクロール表示を行うスクロール方式とスイープ表示を行うスイープ方式のいずれかで順次更新表示されるよう構成された画像データを得る画像処理部と、該画像処理部からの画像データを、限られた情報量を画像の空間的変化と時間的変化とに効率的に割り当てることで圧縮する動画像圧縮方式で圧縮して出力する圧縮部と、該圧縮部で圧縮されて出力されることを検知し、上記画像処理部を制御してスクロール方式からスイープ方式へと更新表示方式を切り換える制御部とを有することを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記圧縮部により圧縮された動画像の圧縮データを解凍する圧縮解凍部と、解凍された画像データの更新表示方式をスイープ方式からスクロール方式へと変換処理する変換処理部とをさらに有することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。

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