JP4982281B2

JP4982281B2 - 超音波診断装置及び超音波断層像表示プログラム

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Publication number: JP4982281B2
Application number: JP2007186797A
Authority: JP
Inventors: 正道小柳
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2007-07-18
Filing date: 2007-07-18
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2027-07-18
Also published as: JP2009022414A

Description

本発明は、被検体についての少なくとも３つの断面の超音波断層像を生成及び表示する超音波診断装置及び超音波断層像表示プログラムに関する。

超音波診断装置は、超音波プローブから超音波を被検体の関心領域へ向けて送信し、その反射波である超音波エコーを受信して、この受信した超音波エコーのデータを画像処理することにより関心領域の超音波断層像を生成する。そして、超音波診断装置は、生成した超音波断層像を表示手段に表示させる。操作者はその超音波断層像を参照することで被検体の関心領域の診断を行っている。

そして、単に１つの断面の超音波断層像を表示手段に表示している場合、操作者はそれが関心領域のどこの場所にあたる超音波断層像なのかを把握することは困難である。そこで従来は、関心領域上の同一軸上で直交する２つの方向に対して超音波プローブによって走査を行ない、２つの超音波断層像を同時に作成するバイプレーン（Ｂｉ−ｐｌａｎｅ）という技術を用いた超音波診断装置や、バイプレーンを用いた上で視野の方向を変更できる超音波診断装置（例えば、特許文献１参照。）が提案されている。

また、検査時間の短縮のためにほぼ同時に生成して表示させるトリプレーン（Ｔｒｉ−ｐｌａｎｅ）という技術も提案されている。

特開平０９−１９２１３１号公報

しかし、上述のバイプレーンを用いた超音波診断装置では、固定された２つの断層面しか確認できないため、操作者が参照している超音波断層像が関心領域のどこの場所にあたるのか判断することが困難であった。また、断層面の角度を変えるためには、都度操作者が断層面の角度の設定を行わなければならないため、３つ以上の角度から関心領域を参照して診断を行うことは非常に煩雑である。

さらに、上述のトリプレーンを用いた超音波診断装置では、１つの表示手段に少なくとも３つの画像、通常は２×２の表示フォーマットで表示させるため、１つずつの超音波断層像の大きさが小さくなってしまい、その超音波断層像を使用して正確な診断を行うことは困難であった。また、１回の走査で３断面分の走査を行うと超音波診断装置におけるフレームレートの上限は決まっているため、１断面当たりのフレームレート（１秒間に取得するフレームの数）は、単一断面のみを走査する場合に対して１／３となってしまう。具体的には、１秒間に６０枚のフレームレートという一般的なフレームレートを有する超音波診断装置の場合、トリプレーンを用いると、各断面におけるフレームレートはそれぞれ１秒間に２０枚になってしまう。これに対し、心臓などの動きの活発な臓器に対する超音波断層像としては最低でも１秒間に３０フレームが実用的なラインであり、それ以下のフレームレートでは、臓器の動きが把握できず診断を行うことが困難になってしまう。したがって、トリプレーンを用いた超音波診断装置では心臓のような動きの活発な臓器では、操作者が画像を参照して診断することが困難になる。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、フレームレートを落とさずに生成した３つ以上の断層面における超音波断層像を比較可能にかつ、大きなサイズの画像として表示する超音波診断装置及び超音波断層像表示方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の超音波診断装置は、互いに位置の異なる第１、第２、及び第３断面の位置情報を記憶する記憶手段と、超音波プローブを介して、前記記憶手段に記憶されている各位置情報を基に、前記第１断面の走査と、前記第２又は第３断面のいずれか一方の走査とを実行する送受信手段と、所定のタイミングにあわせて前記送受信手段が走査する断面を前記第２又は第３断面の一方から他方に切り替える制御を繰り返す走査制御手段と、受信した前記第１、第２、及び第３断面に対応する超音波エコーそれぞれに対し画像処理を行い超音波断層像を生成する画像生成手段と、前記生成した第１断面の超音波断層像を表示手段に表示させ、同時に前記第２断面又は前記第３断面の超音波断層像を前記タイミングにあわせて交互に表示手段に表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とするものである。

請求項５に記載の超音波診断装置は、互いに位置の異なる４つ以上の断面の位置情報を記憶する記憶手段と、超音波プローブを介して、前記記憶手段に記憶されている前記位置情報を元にいずれか一つの前記断面を基準断面として走査し、同時に前記基準断面以外の残りの断面のいずれか一つを比較断面として走査する送受信手段と、所定のタイミングにあわせて送受信手段が走査する比較断面を前記残りの断面のいずれかに順次切り替える制御を繰り返す走査制御手段と、受信した前記基準断面及び前記比較断面に対応する超音波エコーそれぞれに対し画像処理を行い超音波断層像を生成する画像生成手段と、前記生成した基準断面の超音波断層像を表示手段に表示させ、同時に前記比較断面の超音波断層像を前記タイミングにあわせて順次表示手段に表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とするものである。

請求項６に記載の超音波断層像表示プログラムは、コンピュータに、所定のタイミングにより超音波プローブを介して第１断面、及び前記第１断面と異なる角度で被検体と交差する第２断面を走査する第１の走査段階と、次の前記所定のタイミングにより走査断面を前記第１断面、及び、前記第１及び第２断面のいずれともと異なる角度で前記被検体と交差する第３断面に切り替えて前記被検体を走査する第２の走査段階とを交互に繰り返すことを送信部に実行させる制御機能と、受信した前記第１、第２、及び第３断面に対応する超音波エコーそれぞれに対し画像処理を行い、超音波断層像を生成する画像生成機能と、前記生成した第１断面の超音波断層像を表示手段に表示させ、同時に前記第２又は第３断面の超音波断層像を前記タイミングにあわせて交互に切換えて表示手段に表示させる表示制御機能とを実行させることを特徴とするものである。

請求項１又は請求項６に記載の発明によると、診断するときの基準となる被検体の断面である基準断面（例えば、第１断面）における超音波断層像を生成し表示すると同時に、基準断面と比較することで診断を行う被検体の断面である２つの比較断面（例えば、第２断面及び第３断面）における超音波断層像をタイミングに合わせて交互に生成し表示していくので、各超音波断層像のフレームレートの低下を軽減でき、さらに大きな画像で超音波断層像を表示することができる。これにより、操作者は基準断面における超音波断層像とその基準断面に対応する比較断面における超音波断層像とを、フレームレートの高い大きな画像で交互に比較することが可能となる。したがって、操作者による超音波断層像を利用した診断をより正確にすることに寄与することができる。

請求項５に記載の超音波診断装置によると、２つ以上の比較断面における超音波断層像を順次生成し表示していくことができる。これにより、操作者は対象部位のより細かい観察が可能となり、超音波断層像を利用した診断をより正確にすることに寄与することができる。

〔第１の実施形態〕
以下、この発明の第１の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。図１は本発明に係る超音波診断装置の機能を表すブロック図である。

送受信部００２は、被検体Ｐの診察対象とする部位にパルス状の超音波を超音波プローブ００１を介して送信する。さらに、送受信部００２は、被検体Ｐの対象部位で反射した超音波エコーを超音波プローブ００１を介して受信し、受信した超音波エコーを増幅し、超音波エコーの各データの遅延処理を行ったのち、画像生成部００６に遅延処理を施した超音波エコーのデータを送る。ここで、送受信部００２は本発明における「送受信手段」にあたる。

記憶部００４は、走査制御部００３が送受信部００２を制御して所望の走査を行わせるための条件などを記憶している。これは、ハードディスクなどの記憶媒体で構成されている。この記憶部００４が本発明における「記憶手段」である。操作者は、走査を開始する前に入力部００５を使用して、被検体の撮像の対象部位から生成を希望する主体的断面、すなわち、被検体Ｐに対する参照している超音波断層像の位置を把握する基準となる断面（以下、「基準断面」という。）を第１断面とし、基準断面との比較に用いる従たる断面、すなわち、基準断面と比較することにより被検体に対する参照している超音波断層像の位置を把握するための断面（以下、「比較断面」という。）を第２、第３断面として、被検体Ｐに対する同一軸上の異なった角度で交差する第１断面、第２断面、及び第３断面という３つの断面の位置情報及び走査条件を記憶させておく。図２（Ａ）は被検体Ｐの３つの走査断面を説明するための斜視図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の状態で被検体Ｐを上から見た平面図である。各断面の記憶のさせ方としては、操作者はまず図２に示すように被検体Ｐに対する基準断面の位置を第１断面２０１として記憶部００４に記憶させる。次に、操作者は第１断面２０１内の１つの同一軸２０４と交差し第１断面２０１と角度θを有する第２断面２０２を記憶部００４に記憶させる。具体的には、この第２断面２０２は、同一軸２０４を含み第２断面２０２と第１断面２０１がなす角度２０２ａがθである断面と記憶させる。さらに、操作者は第１断面２０１と第２断面２０２との交差する同一軸２０４と交差し第１断面２０１と角度φを有する第３断面２０３を記憶部００４に記憶させる。具体的には、この第３断面２０３は、同一軸２０４を含み第３断面２０３と第１断面２０１がなす角度２０３ａがφである断面として記憶させる。ここで、第１断面２０１の被検体Ｐに対する位置、角度θ、及び角度φが本発明における「位置情報」にあたる。

本実施形態に係る超音波診断装置は、トリガを利用して走査する被検体に対する断面を切り替える構成である。ここで、トリガとは走査制御部００３の送受信部００２に対する走査断面切り替えの制御を行う基準となる信号である。そして、このトリガ間の間隔をタイミングという。このトリガの仕方には、（１）心電図の所定心拍分目のＲ波をトリガとする、（２）タイマーによる所定の時間経過をトリガとする、（３）操作者からの切り替え指示の入力をトリガとする、という３種類がある。また、本実施形態では３つの種類のトリガを選択できる構成としているが、このトリガは少なくとも１種類のトリガがあれば本発明に係る超音波診断装置は動作可能である。

トリガ切替部０１３はＣＰＵで構成されている。さらに、トリガ切替部０１３は内部にＲ波の信号を受けた回数を数えるカウンタを有する。トリガ切替部０１３は、操作者による入力部００５からのトリガの種類の選択及びタイミングの入力を受けて、送受信部００２に走査させる断面の切替のトリガを送受信制御部００３に送る。ここで、トリガを発生するタイミングを決める信号としては、予め決められた時間が経過する毎に内部に有するタイマー０１０が出力する信号、心電計０１１で計測した心電図（ＥＣＧ波形）のＲ波発生毎に心電計０１１が出力する信号、又は操作者による入力部００５からの走査断面を切り替える指示の入力を受けて信号受信部０１２が出力する信号などである。例えば、Ｒ波におけるタイミングを３心拍分と操作者が指定した場合、トリガ切替部０１３は入力部００５からＲ波をトリガ発生のタイミングを決める信号として使用する。具体的には、図５に示すような心電計０１１で計測した心電図（ＥＣＧ）５０４のＲ波発生毎に心電計０１１が出力する信号を、トリガ切替部０１３が受信し、受信毎に内部のカウンタをインクリメントしていき、３心拍分すなわち３回Ｒ波発生の信号を受信する（３心拍分のタイミングであり、例えば、図５のタイミング５０５などである）と、トリガ切替部０１３は走査制御部００３にトリガを送信する。ここで、図５は３心拍毎に比較断面を切り替える場合を説明するための図である。以下では、トリガとして使用する信号として、心電計０１１から送られてくる心電図のＲ波発生の信号を使用し、タイミングを３心拍分とした場合で説明する。ここで、本実施形態では、各比較断面を比較的長い時間見せるため３心拍分としたが、これは比較断面をどの程度表示させるかの条件に依存するもので、例えば細かく切換えたい場合は１心拍毎としてもよい。

走査制御部００３はＣＰＵで構成されている。走査制御部００３は、（イ）記憶部００４に記憶されている断面の位置情報を参照して、超音波プローブ００１に対して超音波の走査方向を制御する、（ロ）走査のタイミングを制御（例えば、第１断面２０１と第２断面２０２、第１断面２０１と第３断面２０３の繰返しの制御）を行う、という機能を有している。

走査制御部００３は、記憶部００４に記憶されている位置情報を基に第１断面２０１及び第２断面２０２に沿って被検体Ｐの２つの断面を同時に走査するよう送受信部００２を制御する。この走査は、基準断面である第１断面２０１を走査すると同時に、図２に示す同一軸２０４に対応する被検体Ｐの軸を中心にその基準断面から角度θ回転した断面を走査することで実行可能である。ここで、「同時」とは、各走査面の全体の走査をほぼ同時に完了することを指す。例えば、２つの断面を同時に走査するには、各断面に対し交互に焦点を合わせ超音波を照射し、各断面の１つのラスター上の超音波エコーを交互に受信していくことで、各走査面の全体の走査を行えばよい。

次に、走査制御部００３は、図５に示す３心拍分のＲ波発生のタイミング５０５でトリガ切替部０１３から出力された信号を受けて、その信号をトリガとして第１断面２０１及び第２断面２０２に沿って行っている走査を、記憶部００４に記憶されている位置情報を基に第１断面２０１及び第３断面２０３に沿って被検体Ｐの２つの断面を同時に走査するよう送受信部００２を制御する。この走査は、走査制御部００３が、基準断面である第１断面２０１を走査すると同時に、図２に示す同一軸２０４に対応する被検体Ｐの軸を中心にその基準断面から角度φ回転した断面を走査することで実行可能である。さらに、走査制御部００３は、３心拍分のＲ波発生のタイミング５０６でトリガ切替部０１３から出力された信号を受けて、その信号をトリガとして第１断面２０１及び第３断面２０３に沿って行っている走査を、第１断面２０１及び第２断面２０２に沿って被検体Ｐの２つの断面を同時に走査するよう送受信部００２を制御する。走査制御部００３は、関心領域の走査が終わるまで、トリガ切替部０１３からの３心拍分のＲ波発生のタイミングで出力された信号をトリガとして、走査する断面を第２断面２０２又は第３断面２０３いずれかの断面に交互に切り替えるよう送受信部００２を制御する。ここで、走査制御部００３は本発明における「走査制御手段」にあたる。

画像生成部００６は、送受信部００２から入力された、被検体Ｐの第１断面２０１及び第２断面２０２における超音波エコーのデータ、もしくは、被検体Ｐの第１断面２０１及び第３断面２０３における超音波エコーのデータ、という同時に送られてくる２つの断面における超音波エコーのデータそれぞれに対し画像処理を行いそれぞれの断面に対応する超音波断層像を生成する。超音波断層像生成の後、画像生成部００６は、生成した超音波断層像及び送受信部００２から該超音波断層像に対応する超音波エコーのデータを受信した時刻を表示制御部００７に送信するとともに、シネメモリ００９に生成した超音波断層像及び送受信部００２から前述のデータを受信した時刻を合わせて記憶させる。この画像生成部００６が本発明における「画像生成手段」にあたる。

また、画像生成部００６は、操作者による入力部００５からの静止命令を受けて超音波診断装置がフリーズ状態に変わると、シネメモリ００９から所定時間前からの超音波断層像及びその超音波断層像に対応する超音波エコーのデータを受信した時刻を表示制御部００７に送信する。フリーズとは、医師等の操作者が参照している次々と表示される超音波断層像のうち、注目する超音波断層像があった場合に、超音波診断装置における走査から画像生成までの機能を停止して、注目する超音波断層像の前後の画像を確認するためのものである。

表示制御部００７は、画像生成部００６から受けた超音波断層像を該超音波断層像に対応する超音波エコーのデータを受信した時刻にあわせて、図３に示すように、表示部００８の画像を表示する領域を図３に示すように領域３１０及び領域３２０に仮想的に２分して、領域３１０に基準断面である第１断面２０１の超音波断層像３１０ａを表示させ、領域３２０に受信した時刻に合わせて比較断面である第２断面２０２又は第３断面２０３の超音波断層像３２０ａを交互に表示させる。これは、図５に示すように、タイミング５０５の間には第１断面２０１及び第２断面２０２を表示する画面５０１を表示させ、タイミング５０６の間には第１断面２０１及び第３断面２０３を表示する画面５０２を表示させ、タイミング５０７の間には第１断面２０１及び第２断面２０２を表示する画面５０３を表示させるというこのように交互に表示する比較断面を変えていく。ここでは、３心拍分の心電図０１１のＲ波発生をトリガとしているので、心電図においてＲ波が３回発生するタイミング毎に超音波断層像３２０ａが第２断面２０２と第３断面２０３に切り替わって表示されていく。この表示制御部００７が本発明における「表示制御手段」にあたる。

さらに、現在表示している断面が被検体Ｐに対してどのような断面であるかを認識し易いように、表示制御部００７は、図３に示すように超音波断層像３１０ａ及び３２０ａとともに断面図のインジケータ３００を表示部００８に表示させても良い。ここで、インジケータ３００は被検体Ｐを上から見た模式図であり、予め表示制御部００７が記憶している図である。また、線３０１は第１断面２０１を、線３０２は第２断面２０２を、線３０３は第３断面２０３をそれぞれ表わしており、表示制御部００７は記憶部００４に記憶されている第１断面２０１の被検体Ｐに対する位置、同一軸２０４、第２断面２０２又は第３断面２０３の第１断面２０１からのそれぞれの角度θ及びφを基に被検体Ｐに対し各断面がどの位置にあるかを求めて表示することができる。このようにインジケータの形式で模式的に被検体Ｐに対する各断面を表わすことにより、どのような角度での断面が表示されているかが容易に認識できるようになる。以上の説明では、表示部００８として単一のモニタを使用し、そのモニタの画像を表示する領域を分けて超音波断層像を並べて表示しているが、これは他の方法でも良く、例えば２つのモニタを使用してそれぞれに基準断面と比較断面とを分けて同時に表示するなどでもよい。

次に、図４を参照して本実施形態に係る超音波診断装置における超音波断層像の作成及び表示の流れを説明する。図４は本実施形態に係る超音波診断装置における超音波断層像の作成及び表示のフローチャートである。

ステップＳ００１：操作者により第１断面２０１の位置、第２断面２０２の第１断面２０１からの角度θ、及び第３断面２０３の第１断面２０１からの角度φが入力され記憶部００４に記憶される。さらに、入力部００５によりトリガに使用する信号の情報がトリガ切替部０１３に入力される。

ステップＳ００２：トリガ切替部０１３は、操作者からのトリガの種類、タイミングの入力を受けてトリガに使用する信号を特定する。タイミングの計測に使用する信号が心電図におけるＲ波の場合にはステップＳ００３に進む。このＲ波をタイミングに使用する信号とする場合、操作者はタイミングとしてＮ回の心拍数を入力する。トリガに使用する信号が設定された時間経過によるタイマー０１０からの信号の場合にはステップＳ０１４に進む。トリガに使用する信号が操作者からの入力に基づく信号の場合にはステップＳ０２２に進む。

ステップＳ００３：トリガ切替部０１３は、Ｒ波が発生した回数を数えるカウンタを０にする（ｎ＝０、ｎはカウンタのカウントした数を表わす。）。

ステップＳ００４：走査制御部００３は、記憶部００４に記憶されている位置情報を基に、被検体Ｐに対する第１断面の位置、同一軸２０４、及び比較断面として第２断面２０２の第１断面２０１からの角度θを指定して、送受信部００２に第１断面２０１の及び第２断面２０２で被検体Ｐを超音波プローブ００１を介して走査させるよう制御する。送受信部００２は、制御を受けて第１断面２０１及び第２断面２０２に沿って被検体Ｐを超音波プローブ００１を介して同時に走査する。また、切り替えが行われた場合には、走査制御部００３は、記憶部００４に記憶されている位置情報を基に、被検体Ｐに対する第１断面の位置、同一軸２０４、及び比較断面として第３断面２０３の第１断面２０１からの角度φを指定して、送受信部００２に第１断面２０１及び第３断面２０３で被検体Ｐを超音波プローブ００１を介して走査させるよう制御する。送受信部００２は、制御を受けて基準断面及び比較断面に沿って被検体Ｐを超音波プローブ００１を介して同時に走査する。

ステップＳ００５：画像生成部００６は、送受信部００２から入力された第１断面２０１及び第２断面２０２のそれぞれに沿って被検体Ｐを走査した超音波エコーのデータのそれぞれに対し画像処理を行ない、第１断面２０１及び第２断面２０２における被検体Ｐの超音波断層像を生成する。また、切り替えが行われた場合には、画像生成部００６は、送受信部００２から入力された第１断面２０１及び第３断面２０３のそれぞれに沿って被検体Ｐを走査した超音波エコーのデータのそれぞれに対し画像処理を行ない、第１断面２０１及び第３断面２０３における被検体Ｐの超音波断層像を生成する。

ステップＳ００６：表示制御部００７は、画像生成部００６から入力された基準断面及び比較断面の超音波断層像を並べて、表示部００８に表示させる。さらに、記憶部００４に記憶されている、被検体Ｐに対する第１断面２０１の位置、同一軸２０４、及び比較断面と設定されている第２断面２０２又は第３断面２０３の角度を基に、予め記憶している被検体Ｐの模式的な図とともに基準断面及び比較断面の位置をそれぞれ重ねて表示する。

ステップＳ００７：トリガ切替部０１３は、心電計０１１からＲ波発生の信号を受けたかを判断する。Ｒ波発生の信号を受けた場合にはステップＳ００８に進み、Ｒ波発生の信号を受けていない場合にはステップＳ００４からステップＳ００６までを繰り返す。

ステップＳ００８：トリガ切替部０１３は、内部に有するカウンタを１つインクリメントする（ｎ＝ｎ＋１）。

ステップＳ００９：トリガ切替部０１３は、内部に有するカウンタの数（ｎ）が操作者から入力されたＮ回の心拍数に達したか（ｎ＝Ｎ）否か（ｎ≠Ｎ）を判定する。ｎ＝Ｎの場合にはステップＳ０１０に進み、ｎ≠Ｎの場合にはステップＳ００４からステップＳ００８を繰り返す。

ステップＳ０１０：トリガ切替部０１３は、比較断面切替の信号を走査制御部００３に送る。走査制御部００３は信号を受けて比較断面を第２断面２０２及び第３断面２０３の一方から他方へ切り替える。

ステップＳ０１１：走査制御部００３は、診断が終了したか否かを判定する。この判定は、操作者からの診断終了の入力や、予め設定されている関心領域の全域の走査が終了したかなどに基づいて行われる。診断が終了していない場合にはステップＳ００３からステップＳ０１０までを繰返し、診断が終了した場合には超音波の送受信及び画像形成を終了する。

ステップＳ０１２：走査制御部００３は、被検体Ｐに対する第１断面の位置、同一軸２０４、及び比較断面として指定されている第２断面２０２又は第３断面２０３の第１断面２０１からの角度を指定して、送受信部００２に基準断面の及び比較断面で被検体Ｐを超音波プローブ００１を介して走査させるよう制御する。送受信部００２は、制御を受けて基準断面及び比較断面に沿って被検体Ｐを超音波プローブ００１を介して同時に走査する。

ステップＳ０１３：画像生成部００６は、送受信部００２から入力された基準断面及び比較断面のそれぞれに沿って被検体Ｐを走査した超音波エコーのデータのそれぞれに対し画像処理を行ない、基準断面及び比較断面における被検体Ｐの超音波断層像を生成する。

ステップＳ０１４：表示制御部００７は、画像生成部００６から入力された基準断面及び比較断面の超音波断層像を並べて、表示部００８に表示させる。さらに、記憶部００４に記憶されている、被検体Ｐに対する第１断面２０１の位置、同一軸２０４、及び比較断面と設定されている第２断面２０２又は第３断面２０３の角度を基に、予め記憶している被検体Ｐの模式的な図とともに基準断面及び比較断面の位置をそれぞれ重ねて表示する。

ステップＳ０１５：トリガ切替部０１３は、タイマー０１０からの経過時間の入力を受けて、その経過時間が操作者により予め設定された時間に達したか否かを判定する。経過時間が設定時間に達した場合にはステップＳ０１６に進み、経過時間が設定時間に達していない場合にはステップＳ０１２からステップＳ０１４まで繰り返す。

ステップＳ０１６：トリガ切替部０１３は、比較断面切替の信号を走査制御部００３に送る。走査制御部００３は信号を受けて比較断面を第２断面２０２及び第３断面２０３の一方から他方へ切り替える。

ステップＳ０１７：走査制御部００３は、診断が終了したか否かを判定する。この判定は、操作者からの診断終了の入力や、予め設定されている関心領域の全域の走査が終了したかなどに基づいて行われる。診断が終了していない場合にはステップＳ０１２からステップＳ０１６までを繰返し、診断が終了した場合には超音波の送受信及び画像形成を終了する。

ステップＳ０１８：走査制御部００３は、被検体Ｐに対する第１断面の位置、同一軸２０４、及び比較断面として指定されている第２断面２０２又は第３断面２０３の第１断面２０１からの角度を指定して、送受信部００２に基準断面の及び比較断面で被検体Ｐを超音波プローブ００１を介して走査させるよう制御する。送受信部００２は、制御を受けて基準断面及び比較断面に沿って被検体Ｐを超音波プローブ００１を介して同時に走査する。

ステップＳ０１９：画像生成部００６は、送受信部００２から入力された基準断面及び比較断面のそれぞれに沿って被検体Ｐを走査した超音波エコーのデータのそれぞれに対し画像処理を行ない、基準断面及び比較断面における被検体Ｐの超音波断層像を生成する。

ステップＳ０２０：表示制御部００７は、画像生成部００６から入力された基準断面及び比較断面の超音波断層像を並べて、表示部００８に表示させる。さらに、記憶部００４に記憶されている、被検体Ｐに対する第１断面２０１の位置、同一軸２０４、及び比較断面と設定されている第２断面２０２又は第３断面２０３の角度を基に、予め記憶している被検体Ｐの模式的な図とともに基準断面及び比較断面の位置をそれぞれ重ねて表示する。

ステップＳ０２１：トリガ切替部０１３は、信号受信部０１２が入力部００５からの切り替えの指示を受けて出力する信号を受けたか否かを判定する。信号受信部０１２からの信号を受けている場合にはステップＳ０２２に進み、信号を受けていない場合にはステップＳ０１８からステップＳ０２０まで繰り返す。

ステップＳ０２２：トリガ切替部０１３は、比較断面切替の信号を走査制御部００３に送る。走査制御部００３は信号を受けて比較断面を第２断面２０２及び第３断面２０３の一方から他方へ切り替える。

ステップＳ０２３：走査制御部００３は、診断が終了したか否かを判定する。この判定は、操作者からの診断終了の入力や、予め設定されている関心領域の全域の走査が終了したかなどに基づいて行われる。診断が終了していない場合にはステップＳ０１８からステップＳ０２２までを繰返し、診断が終了した場合には超音波の送受信及び画像形成を終了する。

本実施形態に係る超音波診断装置は、以上のステップによって被検体の走査を行う動作を規定するプログラムで構成されている。

以上で説明したように、本実施形態に係る超音波診断装置では、同時に被検体を走査する断面は２つであり、その同時に走査した断面の超音波断層像を表示部の画像表示領域に２つ並べて表示させる。これにより、超音波診断装置は、一度に３つの断面の走査を行い画像を生成する場合に比べて高いフレームレートで画像を生成でき、操作者はより正確に診断を行うことができる。また、操作者は同じ表示領域に３つの超音波断層像を並べるよりも大きな超音波断層像で診断することができるとともに、表示部に表示された２つの断面を比較して正確に被検体を診断することができる。

さらに、本実施形態に係る超音波診断装置では、１つの基準断面は常に表示され、その基準断面と比較して診断するための２つの比較断面が所定のタイミングで交互に切り替わりながら表示される。これにより、操作者は被検体における３つの超音波断層像を基に診断することができ、より正確に、またより効率的に被検体の診察を行うことができる。

したがって、本実施形態に係る超音波診断装置を使用することで、操作者はフレームレートを落とすことなく被検体に対する３つの断面における精緻で大きな超音波断層像を参照でき、より正確な、またより効率的な診断を行うことが可能となる。

〔第２の実施形態〕
以下、この発明の第２の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置は、第１の実施形態に係る超音波診断装置では２つだった比較断面を３つ以上にした構成である。本実施形態に係る超音波診断装置の機能ブロックは図１と同様である。ただし、操作者による断面の入力が第１断面〜第ｍ断面（ｍ≧３）まで行われ、第２断面から第Ｎ断面までを比較断面としてタイミングにあわせて順次生成及び表示を行う構成である。以下では、操作者が設定した比較断面の切替のタイミングを３心拍分のＲ波を受信したタイミングとする。

操作者は入力部００５を使用して、被検体Ｐに対する同一軸上の異なった角度で交差する第１断面、第２断面、・・・、第ｍ断面というｍ個の断面を記憶させておく。この記憶のさせ方は、第１の実施懈怠と同様に第１断面の位置及び同一軸２０４を記憶させ、さらに同一軸２０４を中心としたそれぞれの断面の第１断面からの角度を記憶させればよい。

走査制御部００３は、第１断面を基準断面とし、第２断面を比較断面とし、第１断面及び第２断面に沿って被検体を走査するよう送受信部００２を制御する。次に、走査制御部００３は、第１の実施形態と同様にトリガ切替部０１３が心電計０１１からＲ波発生の信号を３心拍分受けたときに出力する信号をトリガとして、走査する比較断面を第３断面、第４断面、・・・と順次切り替え、基準断面及び切換えた比較断面に沿って被検体を走査するよう送受信部００２を制御する。

送受信部００２は、走査制御部００３からの制御を受けて、被検体Ｐの基準断面（第１断面）を超音波プローブ００１を介して走査すると同時に、被検体Ｐの比較断面（第２断面、・・・、又は第ｍ断面）を超音波プローブ００１を介して走査を行なう。ここで、比較断面はタイミングに合わせて順次第２断面から第ｍ断面に切り替わっていく。

画像生成部００６は、順次送られてくる基準断面及び比較断面の超音波エコーのデータに対し画像処理を行ない、それぞれの超音波断層像を生成する。そして、画像生成部００６は、生成した超音波断層像及び送受信部００２からデータを受信した時刻を表示制御部００７に入力するとともに、シネメモリ００９に記憶させる。

表示制御部００７は、順次入力される基準断面及び比較断面を表示部００８の表示領域に時刻にあわせて２つ並べて表示していく。ここで、比較断面は心電図での３心拍分のＲ波発生のタイミング毎に順次第２断面から第ｍ断面へと切り替わって表示されていく。

以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置は３つ以上の比較断面を順次基本断面と並べて表示していくことができる。これにより、操作者は被検体をより細かく分けた断面の超音波断層像を参照することができ、より正確な診断を行うことが可能となる。また、この場合でも、本実施形態における超音波診断装置は一度に走査する断面は２つなので、フレームレートを落とすことなく画像生成でき、３つ以上の断面を同時に走査し超音波断層像を生成する場合と比べて画質のよい画像を提供することが可能となる。

〔第３の実施形態〕
以下、この発明の第３の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。本実施形態は被検体の血管に造影剤を注入してその造影剤の微小気泡（マイクロバルブ）を超音波で壊わし、その壊れた造影剤を映像化することで被検体の血管を鮮明に表わす超音波断層像の生成を行うものである。本実施形態に係る超音波診断装置は、第１の実施形態又は第２の実施形態に係る超音波診断装置において、基準断面である第１断面の走査においては造影剤を壊さないレベルの超音波で走査し、比較断面である第２断面、第３断面、・・・、又は第ｍ断面の走査においては造影剤を壊すレベルの超音波で走査するものである。なお、比較断面に第１断面を加えても良い。この場合、基準断面と比較断面は同じとなり、基準断面は低音圧、比較断面は高音圧の超音波で走査する。本実施形態に係る超音波診断装置の機能ブロックは図１と同様である。ただし、走査制御部００３が基準断面と比較断面とのそれぞれの走査における超音波のレベルを変更するように送受信部００２を制御する構成を有する。そこで以下では、走査制御部００３による送受信部００２の制御及びその走査に基づく超音波断層像の生成について説明する。以下の説明では、造影剤が被検体の血管に既に注入されているものとして説明する。

走査制御部００３は、第１の実施形態と同様に記憶部００４に記憶されている図２に示される第１断面２０１、第２断面２０２、及び第３断面２０３の情報を基に、送受信部００２を制御する。走査制御部００３は、基準断面を第１断面２０１とし、比較断面を第２断面２０２及び第３断面２０３とする。

走査制御部００３は、基準断面である第１断面２０１に沿った超音波による被検体Ｐの走査に対しては造影剤が壊れないレベルの超音波で被検体を走査するように送受信部００２を制御し、また、比較断面である第２断面２０２又は第３断面２０３に沿った超音波による被検体Ｐの走査に対しては造影剤が壊れるレベルの超音波で被検体を走査するように送受信部００２を制御する。そして、走査制御部００３は、上述の基準断面の走査と比較断面の走査を同時に行うように送受信部００２を制御する。

送受信部００２は、走査制御部００３からの制御を受けて、被検体Ｐを基準断面である第１断面２０１に沿って走査すると同時に、被検体Ｐを比較断面である第２断面２０２又は第３断面２０３に沿って走査する。このとき、第１断面２０１に沿った被検体Ｐの走査では小さいレベルの超音波を被検体Ｐに向けて送信し、第２断面２０２及び第３断面２０３に沿った被検体Ｐの走査では大きいレベルの超音波を被検体Ｐに向けて送信することで高音圧をかけてその断面上にある造影剤を壊す。そして、送受信部００２は、基準断面である第１断面２０２からの超音波エコーを受信するとともに、比較断面である第２断面２０２又は第３断面２０３からの超音波エコー及び造影剤が壊れることにより発生する超音波を受け取る。そして、送受信部００２は、受信した基準断面における超音波エコー、比較断面における超音波エコーに対し必要な遅延を与え、そのデータを画像生成部００６に入力する。

画像生成部００６は、送受信部００２から受信した基準断面（第１断面２０２）における超音波エコーに画像処理を加え、基準断面における超音波断層像を生成する。また、画像生成部００６は、送受信部００２から受信した比較断面（第２断面２０２又は第３断面２０３）における超音波エコーに画像処理を加え、比較断面における超音波断層像を生成する。これにより、画像生成部００６は、比較断面における超音波断層像を造影画像として生成できる。画像生成部００６は、生成した基準断面における超音波断層像及び比較断面における超音波断層像を表示制御部００７に送受信部００２から各データが入力された時間とともに送信し、同時に、シネメモリ００９に記憶させる。

表示制御部００７は、画像生成部００６から受信した超音波断層像を第１の実施形態と同様に表示部００８に表示させる。

以上の説明では、第１の実施形態に対応する超音波診断装置の構成で説明したが、第２の実施形態に係る超音波診断装置において３つ以上の比較断面を有するような場合でも、本発明の超音波診断装置は、それぞれの比較断面に沿って走査を行う場合に造影剤を壊すレベルの超音波で走査をおこなうように動作すればよい。

以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置では、基準断面に対しては造影剤を壊さないレベルの超音波で走査を行い、比較断面に対しては造影剤を壊すレベルでの超音波で走査を行うことで造影超音波断層像の生成を行うことができる。これにより、常に走査が行われる基準断面の走査で生体内の造影剤を壊すことなく、造影検査を行うことができる。

なお、第１の実施形態及び第２の実施形態の説明では同一軸上で交差する３つの断面を走査する場合について説明を行なったが、これは走査する３断面が同一軸上で交差する必要はなく、３次元スキャンを行うのであれば、どのような角度の断面でも自由に観察することができ、例えば、送受信方向に直交する断面や、その他操作者が自由に定めた３断面でも本発明の走査を行うことは可能である。

本発明に係る超音波診断装置のブロック図（Ａ）被検体Ｐの３つの走査断面を説明するための斜視図である、（Ｂ）図２（Ａ）の状態で被検体を上から見た平面図である。基準断面と比較断面との表示を説明するための図第１の実施形態に係る超音波診断装置における超音波断層像の生成及び表示のフローチャートの図３心拍毎に比較断面を切り替える場合の比較断面の切り替えを説明するための図

符号の説明

００１超音波プローブ
００２送受信部
００３走査制御部
００４記憶部
００５入力部
００６画像生成部
００７表示制御部
００８表示部
００９シネメモリ
０１０タイマー
０１１心電計
０１２信号受信部
０１３トリガ切替部

Claims

互いに位置の異なる第１、第２、及び第３断面の位置情報を記憶する記憶手段と、
超音波プローブを介して、前記記憶手段に記憶されている各位置情報を基に、前記第１断面の走査と、前記第２又は第３断面のいずれか一方の走査とを実行する送受信手段と、
所定のタイミングにあわせて前記送受信手段が走査する断面を前記第２又は第３断面の一方から他方に切り替える制御を繰り返す走査制御手段と、
受信した前記第１、第２、及び第３断面に対応する超音波エコーそれぞれに対し画像処理を行い超音波断層像を生成する画像生成手段と、
前記生成した第１断面の超音波断層像を表示手段に表示させ、同時に前記第２断面又は前記第３断面の超音波断層像を前記タイミングにあわせて交互に表示手段に表示させる表示制御手段と
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
前記走査制御手段はトリガ信号を受けて該トリガ信号に基づく前記タイミングで前記第１断面及び第２断面の走査と、前記第１断面及び前記第３断面の走査とを交互に切り替え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。
前記トリガ信号とは、心電計からの出力、タイマーからの出力、又は外からの入力信号のいずれかである
ことを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
前記走査制御手段は、前記送受信手段に対して被検体の血管に注入された超音波造影剤を壊さないレベルの超音波で前記第１断面の走査を行わせ、前記超音波造影剤を壊すレベルの超音波で前記第１、前記第２、又は第３断面の走査を行わせ、
前記画像生成手段は壊れた超音波造影剤の位置を映像化する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の超音波診断装置
互いに位置の異なる４つ以上の断面の位置情報を記憶する記憶手段と、
超音波プローブを介して、前記記憶手段に記憶されている前記位置情報を元にいずれか一つの前記断面を基準断面として走査し、同時に前記基準断面以外の残りの断面のいずれか一つを比較断面として走査する送受信手段と、
所定のタイミングにあわせて送受信手段が走査する比較断面を前記残りの断面のいずれかに順次切り替える制御を繰り返す走査制御手段と、
受信した前記基準断面及び前記比較断面に対応する超音波エコーそれぞれに対し画像処理を行い超音波断層像を生成する画像生成手段と、
前記生成した基準断面の超音波断層像を表示手段に表示させ、同時に前記比較断面の超音波断層像を前記タイミングにあわせて順次表示手段に表示させる表示制御手段と
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
コンピュータに、
所定のタイミングにより超音波プローブを介して第１断面、及び前記第１断面と異なる角度で被検体と交差する第２断面を走査する第１の走査段階と、次の前記所定のタイミングにより走査断面を前記第１断面、及び、前記第１及び第２断面のいずれともと異なる角度で前記被検体と交差する第３断面に切り替えて前記被検体を走査する第２の走査段階とを交互に繰り返すことを送信部に実行させる制御機能と、
受信した前記第１、第２、及び第３断面に対応する超音波エコーそれぞれに対し画像処理を行い、超音波断層像を生成する画像生成機能と、
前記生成した第１断面の超音波断層像を表示手段に表示させ、同時に前記第２又は第３断面の超音波断層像を前記タイミングにあわせて交互に切換えて表示手段に表示させる表示制御機能と
を実行させることを特徴とする超音波断層像表示プログラム。