JP5279177B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の診断画像を合成する超音波診断装置に関する。

従来のコンパウンド処理を行う超音波診断装置は、図１０に示すような構成を有するものがある（例えば、特許文献１参照）。電子走査式超音波探触子１０１は、対象部位に対して超音波を送受信する電子走査式の探触子である。送受信部１０２は、電子走査式超音波探触子１０１を動作させる。信号処理部１０３は、電子走査式超音波探触子１０１が受信した信号を診断画像データに変換し、複数の位置で撮影した２次元画像を重ねた如き合成画像を生成する。デジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）１０４は、診断画像データを表示部１０５に表示可能なデータに変換する。表示部１０５は、変換された診断画像データを診断画像として表示する。操作部１０７は、操作者からの指令を入力するためのものである。制御部１０６は、操作者からの指令に基づき、各部の制御を行う。

次に、上記超音波診断装置の画像合成処理について図１１を参照しながら説明する。まず、電子走査式超音波探触子１０１を被検体上の位置１１１ａに配置する。電子走査式超音波探触子１０１から超音波が送信され、その反射波を受信され、電気信号に変換される。変換された電気信号は、送受信部１０２において増幅などの処理が施された後に、信号処理部１０３で検波などの処理が施され、診断画像データが形成される。診断画像データは、デジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）１０４において走査変換され、診断画像１１２ａとして表示部１０５に表示される。

電子走査式超音波探触子１０１がその走査面に平行な方向に移動されて位置１１１ｂに配置され、電子走査式超音波探触子１０１から超音波が送受信され、同様の信号処理により信号処理部１０３に新たな診断画像データが形成される。表示部１０５に表示された複数の診断画像１１２ａ、１１２ｂは、外部からの指令が操作部１０７より入力された指令に基づいて信号処理部１０３において、重ね合わされ合成される。さらに、診断画像１１２ｃが撮影されて重ね合わされる。

なお、図１１（ｂ）において、診断画像１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃが紙面上下方向にずれ表示されているのは、見やすくするためで、実際には上下方向のずれはない。

この従来の超音波診断装置では、電子走査式超音波探触子１０１をその走査面（多数の音線により形成される平面）に平行な方向に移動しながら複数の位置で撮影した２次元画像を重ねて合成画像を生成するため、超音波探触子を固定した時に得られる診断画像より広い視野の診断画像を得ることができる。
特開２００３−１３５４５４号公報

上記従来の超音波診断装置は、図１１（ｂ）に示すように、複数の診断画像を合成する際に、３以上の診断画像１１２ａ、１１２ｂおよび１１２ｃを重ね合わせて合成している。そのため、３枚の診断画像が重ねられた領域１１３では、各診断画像の誤差が合成により加算され、特に、診断画像の継ぎ目などで画像が伸びたり、傾いたりして画質が劣化するという問題が生じる。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、診断画像を合成した合成画像において、診断画像の継ぎ目などで、画像の劣化が少ない超音波診断装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、本発明の超音波診断装置は、超音波を送受信し、受信信号を得る送受信手段と、前記受信信号から診断画像データを形成する画像形成手段と、前記診断画像データを診断画像として表示する表示手段と、前記診断画像データを記録する記録手段と、前記画像形成手段および前記記録手段の少なくとも一方から複数の診断画像データを受信して複数の診断画像として前記表示手段に表示し、前記複数の診断画像を合成する合成手段と、前記記録手段および前記合成手段に命令を送信可能な入力手段とを備え、前記合成手段は、前記入力手段の命令に従って、前記表示手段に表示された前記複数の診断画像の表示位置を調整する位置調整手段を有し、前記位置調整手段は、前記表示手段に表示された診断画像の輝度パターンあるいはカラーモードでの血流速、方向を対比して、同一・類似箇所を抽出し、前記複数の診断画像を重ねる位置調整を行い、前記診断画像は、各辺に特殊表示領域が形成されており、前記診断画像が表示される際には、特殊表示領域が特殊表示されており、前記合成手段により他の診断画像と合成された際に、前記診断画像の前記他の診断画像と重畳されている辺の特殊表示領域が通常表示に変更されることを特徴とする。この構成により、表示された診断画像の位置を調整可能であり、複数の診断画像を適切な位置に配置して画像合成することができる。そのため、合成する診断画像の枚数を減らすことができ、合成による誤差、画像の継ぎ目などによる画質の劣化を防ぐことができる。

また、この構成により、操作者が位置調整されていない箇所を容易に認識することができる。

本発明によれば、重ね合わせ枚数を制限することにより、診断画像を合成した合成画像において、診断画像の継ぎ目などで、画像の劣化が少ない超音波診断装置を提供する。

以下、本発明の超音波診断装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置の一構成例を示すブロック図である。送受信部１（送受信手段）は、超音波探触子などにより構成され、対象部位に超音波を送信し、反射波を受信して電気信号に変換する。画像形成部２（画像形成手段）は、送受信部１で変換された電気信号から診断画像データを形成する。記録部３（記録手段）は、画像形成部２で形成された診断画像データを保存する。

合成部４（合成手段）は、画像形成部２および記録部３の少なくとも一方から診断画像データを取り出し、表示部６（表示手段）に診断画像として表示する。そして、表示部６に表示した複数の診断画像を合成する。合成部４は、位置調整部５（位置調整手段）を有し、位置調整部５は、表示部６に表示された複数の診断画像の表示位置、傾き、拡大縮小などを調整する。表示部６は、画像形成部２および合成部４と接続され、診断画像データを診断画像として表示する。入力部７（入力手段）は、記録部３および合成部４に接続され、操作者が命令を入力するためのものである。

図２（ａ）は、送受信部１を被検体に接触させ、位置をずらして超音波による走査を行うそれぞれの位置８ａ、８ｂ、８ｃを示す配置図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示された送受信部１の位置８ａ、８ｂ、８ｃにおいて得られた診断画像９ａ、９ｂ、９ｃを合成した合成画像９を示す図である。診断画像を合成する際に生じる画像が重畳される領域（以下のり代）１０において重畳される画像は、２種類である。のり代において３種類以上の画像が重なる場合は、合成部４は、不要な診断画像を取り除いて画像の合成を行う。のり代１０で重畳される画像が２枚であるため、多数枚の画像が重畳される場合に比べて画質の劣化を防ぐことができる。

次に、以上のように構成された超音波診断装置について、図３、図４を参照しながら画像合成処理動作を説明する。図３は、本実施の形態に係る超音波診断装置の画像合成処理動作を示す流れ図である。図４は、表示部６に表示された診断画像を示す図である。図４（ａ）は、診断画像が１枚表示された図であり、（ｂ）は、診断画像が２枚表示された図であり、（ｃ）は、診断画像の表示位置が調整されて２枚の診断画像が合成された図である。

まず、送受信部１が対象部位に超音波を送信し、その反射波を受信して電気信号に変換する。画像形成部２は、送受信部１が変換した電気信号から、診断画像データを形成する（ステップＳ１０１）。つぎに、記録部３は、作成された診断画像データを保存する。そして、合成部４は、図４（ａ）に示すように、表示部６に診断画像データを診断画像９ａとして表示する（ステップＳ１０２）。つぎに、操作者からの指示に基づいて、位置調整部５は、表示部６に表示された診断画像９ａの表示位置を調整する（ステップＳ１０３）。つぎに、画像合成処理を終了するか否かを操作者に判断させる（ステップＳ１０４）。

終了しない場合は、ステップＳ１０１に戻り、新たに診断画像データを形成し（ステップＳ１０１）、保存する。つぎに、合成部４は、図４（ｂ）に示すように診断画像９ｂを表示部６に表示する（ステップＳ１０２）。つぎに、図４（ｃ）に示すように、操作者からの指示に基づいて、位置調整部５は診断画像９ａおよび９ｂの表示位置などを調整する（ステップＳ１０３）。この位置調整は、位置調整部５が輝度パターンあるいはカラーモードでの血流速、方向などを対比して、相関をとり同一・類似箇所を抽出演算し、演算結果に基づいて診断画像を重ねることにより行われる。位置調整が行われると、つぎに合成画像処理を終了するか否かを操作者に判断させる（ステップＳ１０４）。

さらに、図２に示すように診断画像９ｃを検出して診断画像９ａ、９ｂと合成する。以上のように、合成画像９が得られる。

以上のように、本実施の形態に係る超音波診断装置は、のり代１０に重なる診断画像を２枚に制限することにより、画像合成による誤差の加算による継ぎ目などで画像が伸びたり、傾いたりする画像の悪化を防ぐことができる。

なお、診断画像を合成する際に、診断画像を目視で類似箇所を概略重ね合わせ、その後、位置調整部５により微調整して診断画像を合成する構成にしてもよい。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置について説明する。本実施の形態に係る超音波診断装置の構成は、第１の実施の形態と同様であり、構成の説明を省略する。以下、本実施の形態に係る超音波診断装置の画像合成処理動作について、図４および図５を参照しながら説明する。

図５は、本実施の形態に係る超音波診断装置の画像合成処理動作を示す流れ図である。まず、送受信部１が対象部位に超音波を送信し、その反射波を受信して電気信号に変換する。画像形成部２は、変換した電気信号から診断画像データを形成する（ステップＳ２０１）。つぎに、記録部３は診断画像データを保存する（ステップＳ２０２）。つぎに、操作者に診断画像データの取得を終了するか否かを判断させる（ステップＳ２０３）。終了しない場合は、ステップＳ２０１に戻り、新たに診断画像データを取得する。

ステップＳ２０３において、診断画像データの取得を終了する場合は、つぎに、合成部４は、図４（ａ）に示すように、取得した診断画像データから合成する診断画像９ａを表示部６に表示する（ステップＳ２０４）。つぎに、操作者からの指示に基づいて、位置調整部５は診断画像９ａの表示位置などを調整する（ステップＳ２０５）。つぎに、合成処理動作を終了するか否かを操作者に判断させる（ステップＳ２０６）。終了しない場合は、ステップＳ２０４に戻り、図４（ｂ）に示すように、新たに合成する診断画像９ｂを表示する。そして、図４（ｃ）に示すように、操作者からの指示により診断画像９ｂの表示位置を調整して（ステップＳ２０５）診断画像９ａ、９ｂを合成する。さらに、診断画像９ｃを合成することにより、図２（ｂ）に示す合成画像９が得られる。なお、のり代１０に３枚以上画像が重なる場合には合成部４は、不要な診断画像を間引く。

以上のように、本実施の形態に係る超音波診断装置は、のり代１０に重なる画像を２枚に制限することにより、画像合成による誤差の加算による継ぎ目などで画像が伸びたり、傾いたりする画像の悪化を防ぐことができる。

また、取得した診断画像データを記録部３に保存することにより、診断画像の合成作業を診断中に行う必要がなく、被検者の負担を減らすことができる。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る超音波診断装置について説明する。本実施の形態に係る超音波診断装置の構成は、第１の実施の形態と同様であり、構成の説明を省略する。以下、本実施の形態に係る超音波診断装置の画像合成処理動作について、図４および図６を参照しながら説明する。

図６は、本実施の形態に係る超音波診断装置の画像合成処理動作を示す流れ図である。まず、送受信部１が対象部位に超音波を送信し、その反射波を受信して電気信号に変換する。画像形成部２は、変換された電気信号に基づいて、診断画像データを形成する（ステップＳ３０１）。つぎに、合成部４は、図４（ａ）に示すように、診断画像データを診断画像９ａとして表示部６に表示する。そして、必要に応じて操作者からの指示に基づいて、位置調整部５は診断画像９ａの表示位置を調整する（ステップＳ３０２）。

つぎに、操作者に所望の合成画像が得られたか否かを判断させる（ステップＳ３０３）。所望の合成画像が得られていない場合は、ステップＳ３０１に戻り診断画像データを取得する。そして、図４（ｂ）に示すように、診断画像９ｂを表示部６に表示する。つぎに、操作者からの指示に基づいて、位置調整部５は診断画像９ａおよび９ｂの表示位置などを調整する（ステップＳ３０２）。さらに、診断画像９ｃを取得し、図２（ｂ）に示す合成画像９を得る。なお、のり代１０に３枚以上の診断画像が重なる場合には、合成部４は、不要な診断画像を間引く。

ステップＳ３０３において、所望の合成画像９が得られている場合は、取得した診断画像データを記録部３に保存する（ステップＳ３０４）。つぎに、画像合成処理を終了するか否かを操作者に判断させる（ステップＳ３０５）。終了しない場合は、ステップＳ３０１に戻り、上述したように新たに診断画像データを取得する。以上のように、診断画像の合成処理を行う。

以上のように、本実施の形態に係る超音波診断装置は、のり代１０に重なる画像を２枚に制限することにより、画像合成による誤差の加算による継ぎ目などで画像が伸びたり、傾いたりする画像の悪化を防ぐことができる。

また、ステップＳ２０１において以前記録した複数の対象部位の診断画像を表示させた状態で診断画像を取得することにより、新たに合成するための所望の診断画像を確認しながら合成することができる。

なお、本発明の第１〜３の実施の形態において、診断画像を合成する枚数を３枚の場合の例を示したが２枚であっても、４枚以上あってもよい。

また、図７は、画像合成の際の診断画像を示す図である。図７（ａ）は、２枚の診断画像１１ａ、１１ｂが離れて配置されており、図７（ｂ）は、２枚の診断画像１１ａ、１１ｂが合成された状態を示す。図７（ａ）に示すように、診断画像１１ａ、１１ｂの左右両辺には、色を変える、白黒を反転させるなど特殊表示可能な特殊表示領域１２が形成されている。診断画像が表示される際に、特殊表示領域１２は、特殊表示で表示される。合成部４は、診断画像１１ａ、１１ｂが画像合成位置に調整完了すると、画像合成された辺の特殊表示領域１２を特殊表示から通常表示に戻す。

この構成にすることにより、操作者が位置調整されていない箇所を容易に認識することができる。

図８（ａ）は、送受信部１の位置１３ａ、１３ｂ、１３ｃを示す図であり、図８（ｂ）は、位置１３ａ、１３ｂ、１３ｃにおいて得られた診断画像１４ａ、１４ｂ、１４ｃを示す図である。診断画像１４ｂと１４ｃの間には、隙間１５が生じている。そのため、診断画像１４ｂ、１４ｃの向かい合う辺の特殊表示領域１２は、画像合成されていないため、特殊表示されている。このため、必要に応じて、図８に示すように、診断画像の無い隙間の診断画像を新たに取得する必要があるか否かの判断をすることができる。

また、診断画像を横方向に合成する場合について説明したが、例えば、図９に示すように、診断画像１４ａ〜１４ｇを縦方向（走査する超音波の方向）および横方向に診断画像を合成することもできる。この構成により、視野を広くすることができる。診断画像を縦方向にも合成する場合は、上述の特殊表示領域１２を診断画像の上下の辺にも設けることが好ましい。

また、のり代１０において重畳される診断画像の枚数を２枚とした例を挙げたが、縦横方向に診断画像を合成する場合など３枚以上が重畳される場合があってもよく、合成する必要最小限の枚数であればよい。

また、位置調整部５により、診断画像の位置を調整する際に、診断画像の傾き、拡大縮小、あるいは輝度調整などを行い、画像合成の際に生じる誤差を減らす構成にすることもできる。

本発明の超音波診断装置は、診断画像を合成する際の誤差を減少させることができるという利点を有し、超音波診断の分野において有用である。

本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図 （ａ）は、送受信部の位置を示す配置図、（ｂ）は、（ａ）の位置における得られる診断画像を合成した合成画像を示す図 同上超音波診断装置の画像合成処理動作を示す流れ図 画像合成処理の工程における診断画像を示す図 本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置の画像合成処理動作を示す流れ図 本発明の第３の実施の形態に係る超音波診断装置の画像合成処理動作を示す流れ図 画像合成の際の診断画像を示す図であり、（ａ）は、２枚の診断画像が離れて配置された図、（ｂ）は、２枚の診断画像が合成された状態を示す図 合成画像の隙間を示す図 合成画像の一例を示す図 従来の超音波診断装置に係るブロック図 （ａ）同上超音波診断装置の電子走査式超音波探触子の位置を示す断面図（ｂ）その際の診断画像を示す平面図

符号の説明

１ 送受信部
２ 画像形成部
３ 記録部
４ 合成部
５ 位置調整部
６ 表示部
７ 入力部
８ａ〜８ｃ、１３ａ〜１３ｃ 位置
９、１１ 合成画像
９ａ〜９ｃ、１１ａ、１１ｂ、１４ａ〜１４ｇ 診断画像
１０ のり代
１２ 特殊表示領域
１５ 隙間

Claims (1)

1. 超音波を送受信し、受信信号を得る送受信手段と、
   前記受信信号から診断画像データを形成する画像形成手段と、
   前記診断画像データを診断画像として表示する表示手段と、
   前記診断画像データを記録する記録手段と、
   前記画像形成手段および前記記録手段の少なくとも一方から複数の診断画像データを受信して複数の診断画像として前記表示手段に表示し、前記複数の診断画像を合成する合成手段と、
   前記記録手段および前記合成手段に命令を送信可能な入力手段とを備え、
   前記合成手段は、前記入力手段の命令に従って、前記表示手段に表示された前記複数の診断画像の表示位置を調整する位置調整手段を有し、
   前記位置調整手段は、前記表示手段に表示された診断画像の輝度パターンあるいはカラーモードでの血流速、方向を対比して、同一・類似箇所を抽出し、前記複数の診断画像を重ねる位置調整を行い、
   前記診断画像は、各辺に特殊表示領域が形成されており、前記診断画像が表示される際には、特殊表示領域が特殊表示されており、前記合成手段により他の診断画像と合成された際に、前記診断画像の前記他の診断画像と重畳されている辺の特殊表示領域が通常表示に変更されることを特徴とする超音波診断装置。

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