JPH03133436A

JPH03133436A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPH03133436A
Application number: JP1271798A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Mine; 喜隆嶺
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1991-06-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、超音波探触子から被検体に対して超音波を送
受波し、これにより得た受波信号を検波して超音波画像
を表示手段に表示する超音波診断装置に関し、特にＢモ
ード像の関心部位の輝度分布についてヒストグラムを１
１゛算する演算手段を備えた超音波診断装置に関する。

（従来の技術）超音波診断装置において、複数の超音波振動子を併設し
てなるアレイ型超音波探触子（プローブ）を用い、リニ
ア電子走査であれば、超音波振動子の複数個を１単位と
し、この１単位の超音波振動子について励振を行ない超
音波ビームの送波を行なう。例えば順次１振動子分づつ
ピッチをずらしながら１単位の素子の位置が順々に変わ
るようにして励振してゆくことにより、超音波ビームの
送波点位置を電子的にずらしてゆく。

そして超音波ビームがビームとして集束するように、励
振される超音波振動子は、ビームの中心部に位置するも
のと側方に位置するものとでその励振のタイミングをず
らし、これによって生ずる超音波振動子の各発生音波の
位相差を利用し反射される超音波を集束（電子フォーカ
ス）させる。

そして励振したのと同じ振動子により反射超音波を受波
して電気信号に変換して、各送受波によるエコー情報を
例えば断層像として形成し、ＴＶモニタ等に画像表示す
る。

またセクタ走査であれば、励振される１単位の超音波振
動子群に対し、超音波ビームの送波方向が超音波ビーム
１パルス分毎に順次扇形に変わるように各振動子の励振
タイミングを所望の方向に応じて変化させ、後の処理は
基本的には上述したリニア電子走査と同じである。この
ようなリニアセクタ電子走査の他に振動子（探触子）を
走査機構に取付け、走査機構を運動させることにより超
音波走査を行なう機械走査もある。

一方、映像法には、超音波送受波に伴う信号を合成して
断層像化するＢモード像以外に同一方向固定走査による
Ｍモード像が代表的である。このＭモード像は、超音波
送受波部位の時間的変化を表したものであり、とくに心
臓の如く動きのある臓器の診断には好適である。

次に超音波診断装置について説明する。まず超音波探触
子は送受波回路により送信駆動され、超音波探触子から
生体に送波された超音波パルスは、生体から反射されて
受信信号として超音波探触子および前記送受波回路に受
波される。そして送受波回路からの受信信号はＢモード
処理部によりＢモード検出され、このフレーム毎の画像
は、画像メモリ回路に入力する。すなわち連続したＢモ
ード像またはＭモード像を得るためのデータはＤＳＣ（
ディジタル・スキャン・コンバータ）内の前記画像メモ
リ回路の画像メモリに書き込まれる。か（して画像メモ
リから読み出された画像は、ＴＶ変換されてＴＶモニタ
に表示゛される。

（発明が解決しようとする課８）ところで、上述した超音波診断装置においては、Ｂモー
ド像において、関心部位の輝度分布におけるヒストグラ
ムを計算するヒストグラム回路が備えられている。これ
によりＢモード像の関心部位の輝度分布の対称性を検討
する場合、原理的には関心部位の輝度分布のヒストグラ
ム計算を複数回行ない、関心部位の対称性を吟味できる
。

しかしながら、対称性の吟味という観点からは、使い勝
手が悪く、表示方法にも工夫が不足していた。

そこで本発明の目的は、関心領域の輝度分布に関する対
称性を容易に吟味でき、これにより診断効率を高める超
音波診断装置を提供することにある。

［発明の構成コ（課題を解決する為の手段）本発明は上記の課題を解決し目的を達成する為に次のよ
うな手段を講じた。本発明は、被検体に対して超音波を
送受波し受波信号を検波して得た画像データをフレーム
メモリに書込みこの画像データを読み出して超音波画像
を表示手段に表示する超音波診断装置において、前記超
音波画像上に設定された関心領域を２等分した各関心領
域に対応する画像データを、前記フレームメモリから抽
出指示する入力手段と、この入力手段で抽出した前記各
画像データに基づき各関心領域の特定方向に対する輝度
分布のヒストグラムを求める演算手段とを具備したこと
を特徴とする。

また関心領域を特定方向に沿って複数の微小領域に分割
した各微小領域に対応する画像データを、フレームメモ
リから抽出指示する入力手段と、この入力手段で抽出し
た各画像データに基づき各微小領域における輝度分布の
ヒストグラムを求める演算手段とを具備したことを特徴
とする。

さらに被検体に対して超音波を送受波し受波信号を検波
して得た原画像データを少なくとも２つのフレームメモ
リに書込みこれらの原画像データを読み出して原画像を
表示手段に同時表示する超音波診断装置において、前記
原画像データを前記フレームメモリの１つに書込み前記
原画像に対する対称画像に対応する対称画像データを得
るべく残りのフレームメモリに前記原画像データを、前
記原画像データのアドレスに対し対称的なアドレスを発
生して書き込む制御手段と、前記フレームメモリからの
原画像データと対称画像データとを選択する選択手段と
を備えたことを特徴とする。

さらにまた制御手段は、原画像上に設定された対称軸に
対して線対称な画像に対応する画像データを、対称画像
データとしてフレームメモリに書き込むことを特徴とす
る。

（作　用）このような手段を講じたことにより、次のような作用を
呈する。２等分した各関心領域に対応する画像データが
フレームメモリから抽出され、この各画像データに基づ
き各関心領域の特定方向に対する輝度分布のヒストグラ
ムが求られてこれらのヒストグラムが同時に表示される
ので、関心領域の輝度分布に関する例えば左右対称性を
容易に吟味でき、診断能率が向上する。

また関心領域を複数の微小領域に分割し、各微小領域に
おける輝度分布のヒストグラムを同時に表示するので、
さらに超音波診断能が向上する。

さらに原画像データのアドレスに対して対称的なアドレ
ス順序で原画像データがフレームメモリに書き込まれて
対称画像データが得られ、原画像データと対称画像デー
タとが適切に切換選択されて、順次記憶手段に書き込ま
れ、表示手段には原画像と対称画像とが同時に表示され
るので、形態の対称性を吟味でき、超音波診断能力が向
上する。

さらにまた対称画像が原画像に対して線対称、すなわち
上下対称画像、左右対称画像で表示できるので、例えば
前立線の上下方向、左右方向の対称性を吟味でき、有用
な超音波情報が得られる。

（実施例）第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
概略ブロック図、第２図は前記超音波診断装置のＴＶモ
ニタ６における２画面表示を示す概略図である。以下具
体的な実施例について説明する。

第１図において、パルス発生器、２Ａからパルスが送信
遅延回路２Ｂに出力され、送信遅延回路２Ｂにより前記
パルス発生器２Ａからのパルスは所定時間だけ遅延され
る。そしてパルサー２０により送信遅延回路２Ｂからの
遅延パルスで、超音波探触子１は送信駆動され、超音波
が図示しない被検体に送波される。

さらに前記被検体からの反射超音波は受信遅延回路３Ｂ
により前記送信遅延回路の遅延時間を元に戻すような遅
延時間で前記超音波探触子１に受波され、プリアンプ３
Ａ、受信遅延回路３Ｂを介してＢモード処理部４に送ら
れる。このＢモード処理部４により受信信号は包路線検
波されて、Ｂモード像（断層画像ともいう。）データと
なり、ＤＳＣ（ディジタル・スキャン・コンバータ）５
に書き込まれる。さらにＤＳＣ５から読み出されたＢモ
ード像データはＴＶモニタ６に出力され、ＴＶモニタ６
に前記被検体のＢモード像が表示される。

次に本発明の特徴とする部分について説明する。

本発明が特徴とするところは、ＴＶモニタ６に表示すべ
き超音波画像上に関心領域（以下ＲＯＩという。）を設
定しこの関心領域を２等分した各関心領域に対応する画
像データを、前記ＤＳＣ５内部のフレームメモリから抽
出指示する入力手段としての入力回路１０と、この入力
回路１ｏで抽出した前記各画像データに基づき各関心領
域の特定方向に対する輝度分布のヒストグラムを求める
演算手段としての輝度分布演算部１１とを設けた点にあ
る。

イメージメモリ１２は入力回路１０がらの指示に基づき
、ＤＳＣ５内部のフレームメモリからＲＯＩに対応する
画像データを記憶する。輝度分布演算部１１は入力回路
１０からの指示に基づきイメージメモリ１２からＲＯＩ
に対応する画像データを入力して各々のＲＯＩにおける
輝度分布のヒストグラムを計算してこのヒストグラムデ
ータを前記ＤＳＣ５に出力する。

具体的には第２図（ａ）に示すようにＴＶモニタ６に表
示されたＢモード像上に任意の形状のＲＯＩを入力回路
１０により設定指示する。形状は図示の如く長方形であ
っても良く、任意である。

次に入力回路１０により前記画像上に前記ＲＯＩを左右
対称とする対称軸Ｐを設定指示し、前記ＲＯＩを２分割
してＲＯＩＬ、ＲＯＩＲを得るように指示する。そうす
ると、ＤＳＣ５のフレームメモリからこれらのＲＯＩに
対応する画像データがイメージメモリ１２に読み出され
、書き込まれる。

次に輝度分布演算部１１によりイメージメモリから読み
出された２つのＲＯＩＬ、ＲＯＩＲに対応する画像デー
タに基づき、特定方向（Ｘ軸方向）に沿って輝度分布に
対するヒストグラムを求め、これら２つのヒストクラム
データを前記ＤＳＣ５に出力する。

したがって、ＴＶモニタ６には第２図（ｂ）（ｃ）に示
すようなＲＯＩＬ、ＲＯＩＲにの輝度分布のヒストグラ
ムが同時に表示される。また輝度分布演算部１１により
平均値８分散等の統計量が＝１゛算され、これらの統＝
１量が前記ＴＶモニタ６に表示される。なおヒストグラ
ムの縦軸は、ビクセル数または各領域ごとに全てビクセ
ル数で正規化されたものであっても良い。

このように本実施例によれば、Ｂモード像の輝度分布に
ついてＲＯＩの左右対称性が容易に吟味できることから
、超音波診断の能率を向上できる。

例えば前立線の早期癌の診断において、経直腸的超音波
診断像の横断面表示により、左右方向（前立線左右方向
）の輝度分布の対称性がきわめて何益な情報となる。つ
まり早期癌がいずれの関心、領域で発生した場合、この
関心領域は低階調に表示されるから容易に異常があった
ことを認識できる。

前立腺は２ｃｍｘ２ｃｍ程度の小器官であるので、早期
癌でも周囲に対して浮き出して見えることが少なく、左
右の前立線外線の輝度比較が有効である。

次に第３図に本発明の第２の実施例を示す。本実施例は
、第４図（ａ）、第４図（ｂ）に示すようにＸｌからｘ
２までのＲＯＩをＸ軸方向に沿って複数の微小ＲＯＩに
分割しこの各微小領域に対応する画像データを、前記Ｄ
ＳＣ５内部のフレームメモリから抽出指示する入力回路
１０ａと、この入力回路１０ａで抽出した各画像データ
に基づき各微小領域における輝度分布のヒストグラムを
求める輝度分布演算部１１ａとを備えた。

第３図（ａ）に示すように入力回路１０ａによりＢモー
ド像にＲＯＩを設定指示し、縦、横いずれかの軸にＸ軸
を設定指示する。また、前記ＲＯＩを微小ＲＯＩに分割
指示しＸ軸を微小幅ΔＸに分割する。ここでΔＸの最小
値はビクセル値である。そして各ＲＯＩごとに輝度分布
演算部１１ａにより輝度分布のヒストグラムを計算し、
適当な方式で表示する。

例えば第５図（ａ）では、各ヒストグラムを並列にＸ軸
方向、輝度分布、ビクセル数の３次元で表示する。

また第５図（ｂ）では、ヒストグラム縦軸をグレースケ
ールに変換して濃淡表示する。ここでヒストグラム縦軸
はビクセル数あるいは小領域ごとに全てビクセル数で正
規化された量である。

さらに第５図（Ｃ）では、各ヒストグラムの統計量（平
均１分散等）を捩れ線表示する。

これにより超音波診断のための統討量が得られるので、
ＲＯＩの対称性を容品に吟味できる。

第６図は本発明の第３の実施例を示す概略図であり、本
実施例は前記第２の実施例の変形例である。第６図（ａ
）に示すようにＢモード像上の任意な形状からなるＲＯ
Ｉに対してＸ軸、Ｙ軸を設定する。そして第６図（ｂ）
に示すように前記ＲＯＩをＸ軸に沿って刻み幅ΔＸで小
領域に分割する。その後の処理は、前記第２の実施例と
同様であり、同様な効果が得られる。

次に本発明の第４の実施例について説明する。

第７図は前記超音波診断装置におけるＤＳＣ５の詳細を
示すブロック図である。第８図は原画像と原画像に対す
る左右反転画像との同時表示を示す概略図、第９図（ａ
）（ｂ）はフレームメモリ２４．２６の書込みアドレス
発生順序、第９図（ｃ）はＤＳＣ出力部のＲＡＭの書込
みアドレス発生順序を示す概略図である。

前記第７図において、ＤＳＣ５には前記第１図に示す超
音波診断装置のＢモード処理部４で処理されたアナログ
態様の画像データをディジタル態様の画像データに変換
するＡＤＣ２０と、原画像の任意の対称軸あるいは対称
点に対する対称画像を生成すべく、例えばキーボード、
トラックボール、ジョイスティック等により指示入力す
る入力回路２８とが接続されている。ＤＳＣ５はＤＳＣ
入力部２２．フレームメモリ２４，２６．ＤＳＣ制御部
３０．マルチプレクサ３２．ＤＳＣ出力部３４からなる
。

前記ＤＳＣ入力部２２は、ＡＤＣ２０からディジタル変
換された画像データを入力し、この画像データをフレー
ムメモリ２４．２６に出力する。

またＤＳＣ制御部３０は、前記入力回路２８からの入力
指令に基づき、フレームメモリ２４に原画像データを格
納すべく、第９図（ａ）に示す書込みアドレス、すなわ
ちフレームメモリ２４の記憶領域に対して左上方向から
右上方向に書込みアドレスＡＩｌ〜Ａｌｎを発生させて
原画像データＤ１１〜Ｄｌｎを書き込んでいく。さらに
下方向に書込みアドレスを発生させて原画像データを書
き込んでいく。

一方、フレームメモリ２６に左右反転画像データを格納
すべく、第９図（ｂ）に示す書込みアドレス、すなわち
フレームメモリ２６の記憶領域に対して右上方向から左
上方向に書込みアドレスＢ１ｎ−Ｂ１１を発生させて左
右反転画像データＤＩｌ〜Ｄｌｎを書き込んでいく。さ
らに下方に書込みアドレスを発生させて左右反転画像デ
ータを書き込んでいく。

そして前記フレームメモリ２４．２６から原画像データ
、左右反転画像データを読み出し、マルチプレクサ３２
によりフレームメモリ２４がらの１ライン毎の原画像デ
ータと、フレームメモリ２６からの１ライン毎の左右反
転画像データとが選択され、第９図（ｃ）に示すＲＡＭ
に順次書き込まれる。すなわち、左上方向から右上方向
にフレームメモリ２４からの１ライン毎の原画像データ
Ｄ１１〜Ｄｌｎそしてフレームメモリ２６からの１ライ
ン毎の左右反転画像データＤｉｎ〜Ｄ　］、、　１の順
序で書き込まれる。同様に下方向に１ライン毎の原画像
データそしてフレームメモリ２６からの１ライン毎の左
右反転画像データ順序で書き込まれる。

したがって、ＲＡＭに記憶された原画像データ及び左右
反転画像データを読み出せば、第８図に示すような原画
像と左右反転画像がＴＶモニタ６に表示できる。その結
果、原画像と左右反転画像とを比較することにより、関
心部位の形態あるいは血流分布の対称の歪みが強調され
、対称または非対称の弁別能の向上が期待できる。例え
ば早期症の場合には、左右対称性の歪みは微妙であるが
、本実施例によれば、対称性を強調できるので、癌を早
期発見できる。

また前立線診断において、形態の対称性は非常に重要で
あり、経直腸的超音波断層法の横断像において、前立腺
の左右方向及び上下方向の対称性を吟味できる。

次に前記第３の実施例の変形例を説明する。第１０図は
原画像と原画像の関心部位に対する線対称画像との同時
表示を示す概略図、第１１図（ａ）（ｂ）はフレームメ
モリ２４．２６の書込みアドレス発生順序、第１１図（
ｃ）はＤＳＣ出力部のＲＡＭの書込みアドレス発生順序
を示す概略図である。

本実施例においては、ＤＳＣ制御部３０によるフレーム
メモリ２４への原画像データの書込み制御、フレームメ
モリ２６への上下対称画像データの書込み制御は、前記
第３の実施例と同一であるが、マルチプレクサ３２の原
画像データ、上下対称画像データの選択をフレーム毎に
行なっている。

すなわちマルチプレクサ３２により前記フレームメモリ
２４から１フレームの原画像データを読み出してＲＡＭ
に書込み、しかるのちフレームメモリ２６からの左右反
転画像データをフレーム毎に読み出して第１１図（ｃ）
に示すように前記原画像データの記憶領域の下に書き込
む。

このようにすれば、第１０図に示すような原画像及び上
下対称画像がＴＶモニタ６上に得られ、上記第３の実施
例と同様な効果を得ることができる。

次に前記第３の実施例の他の変形例を説明する。

第１２図は原画像と原画像の特定点に対する点対称画像
との同時表示を示す概略図、第１３図（ａ）（ｂ）はフ
レームメモリ２４．２５の書込みアドレス発生順序、第
１３図（ｃ）はＤＳＣ出力部のＲＡＭの書込みアドレス
発生順序を示す概略図である。

本実施例においては、前記第３の実施例におけるフレー
ムメモリ２６への左右反転画像データ書込みに対して、
ＤＳＣ制御部により書込みアドレスを右下方向から左下
方向に発生させさらに上方向に順次発生させこれに対応
して点対称画像データを書き込み、マルチプレクサによ
り原画像データと点対称画像データをフレーム毎に選択
している。

このようにすれば、第１２図に示すような原画像及び点
対称画像がＴＶモニタ６上に得られ、上記第３の実施例
と同様な効果を得ることができる。

さらに前記第３の実施例の他の変形例を説明する。第１
４図は原画像と原画像に対する左右反転画像及び上下反
転画像との同時表示を示す概略図、第１５図（ａ）（ｂ
）はフレームメモリ２４゜２６の書込みアドレス発生順
序、第１５図（ｃ）はＤＳＣ出力部のＲＡＭの書込みア
ドレス発生順序を示す概略図である。

本実施例において、上下対称画像は前記第１０図に示す
変形例を用い、左右反転画像は前記第８図に示す第３の
実施例及び前記第１２図に示す変形例を用いれば、第１
４図に示す原画像、上下対称画像、左右反転画像を容易
に得られ、超音波診断に有益な情報を提供できる。

なお本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能で
あるのは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、２等分した各関心領域に対応する画像
データがフレームメモリから抽出され、この各画像デー
タに基づき各関心領域の特定方向に対する輝度分布のヒ
ストグラムが求られてこれらのヒストグラムが同時に表
示されるので、関心領域の輝度分布に関する例えば左右
対称性を容易に吟味でき、超音波診断能が向上する。

また関心領域を複数の微小領域に分割し各微小領域にお
ける輝度分布のヒストグラムを同時に表示するので、さ
らに超音波診断能が向上する。

さらにまた対称画像が原画像に対して線対称、すなわち
上下対称画像、左右対称画像で表示できるので、例えば
前立腺の上下方向、左右方向の対称性を吟味でき、超音
波診断において有益な診断情報を提供でき、診断能率を
向上し得る超音波診断装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
概略ブロック図、第２図は輝度分布のヒストグラムの２
画面表示を示す概略図、第３図は本発明の第２の実施例
を示す概略図、第４図及び第５図は前記第２の実施例を
説明するための図、第６図は前記第２の実施例の変形例
を示す図、第７図は第３の実施例を示すＤＳＣの詳細を
示すブロック図、第８図は原画像と原画像に対する左右
反転画像との同時表示を示す概略図、第９図はフレーム
メモリの書込みアドレス発生順序及びＤＳＣ出力部のＲ
ＡＭの書込みアドレス発生順序を示す概略図、第１０図
乃至第１５図は前記第３の実施例の変形例をボす概略図
である。１・・・超音波探触子、２・・・送信系、３・・・受信
系、４・・・Ｂモード処理部、５・・・ＤＳＣ，６・・
・ＴＶモニタ、１０，１０ａ、２８・・・入力回路、１
１゜１１、　ａ・・・輝度分布演算部、１２・・・イメ
ージメモリ、２０・・・ＡＤＣ，２２・・・ＤＳＣ入力
部、２４．２６・・・フレームメモリ、３０・・・ＤＳ
Ｃ制御部、３２・・・マルチプレクサ、３４・・・ＤＳ
Ｃ出力部、ＲＯＩ・・・関心領域。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検体に対して超音波を送受波し受波信号を検波
して得た画像データをフレームメモリに書込みこの画像
データを読み出して超音波画像を表示手段に表示する超
音波診断装置において、前記超音波画像上に設定された
関心領域を２等分した各関心領域に対応する画像データ
を、前記フレームメモリから抽出指示する入力手段と、
この入力手段で抽出した前記各画像データに基づき各関
心領域の特定方向に対する輝度分布のヒストグラムを求
める演算手段とを具備したことを特徴とする超音波診断
装置。
（２）関心領域を特定方向に沿って複数の微小領域に分
割した各微小領域に対応する画像データを、フレームメ
モリから抽出指示する入力手段と、この入力手段で抽出
した各画像データに基づき各微小領域における輝度分布
のヒストグラムを求める演算手段とを具備したことを特
徴とする超音波診断装置。
（３）被検体に対して超音波を送受波し受波信号を検波
して得た原画像データを少なくとも２つのフレームメモ
リに書込みこれらの原画像データを読み出して原画像を
表示手段に同時表示する超音波診断装置において、前記
原画像データを前記フレームメモリの１つに書込み前記
原画像に対する対称画像に対応する対称画像データを得
るべく残りのフレームメモリに前記原画像データを、前
記原画像データのアドレスに対し対称的なアドレスを発
生して書き込む制御手段と、前記フレームメモリからの
原画像データと対称画像データとを選択する選択手段と
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
（４）制御手段は、原画像上に設定された対称軸に対し
て線対称な画像に対応する画像データを、対称画像デー
タとしてフレームメモリに書き込むことを特徴とする請
求項３記載の超音波診断装置。