JPH07163568A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フォーカシングおよび表示における繁雑な操
作を行なうことなく、断層像データの一部のみを表示す
る場合でも常に、被検体における合焦深度の断層像部分
が自動的に選択され、表示される超音波診断装置を実
現。 【構成】 超音波プローブ100 より被検体にフォーカス
された超音波ビームを走査して被検体から超音波エコー
を受波し、エコー信号に基づく被検体の断層像をビデオ
モニタ 111に表示する。この超音波診断装置は、断層像
中の深度方向における複数の位置のうちの少なくとも１
つの深度に焦点を合わせる機能と、これら複数の位置の
うち少なくとも１つが表示されなくなる機能とを有して
いる。後者の機能を使用する際、焦点の合った少なくと
も１つの深度が表示断層像中に含まれるよう制御する。
これにより、断層像データの一部のみ表示される場合で
も、表示枠10内には、常に焦点を合わせた深度の画像が
表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波診断装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】超音波プローブから被検体内に超音波パ
ルス信号を送波し、被検体内の反射部位で反射した超音
波エコー信号を超音波プローブで受波し、そのエコー信
号に基づき断層像を形成する超音波診断装置が、生体内
部の病変を診断する目的で広く用いられている。この超
音波診断装置によって得られる断層像を表示するにあた
り、関心領域の画質向上のために任意の深度でのフォー
カシングを行なったり、関心領域の拡大・縮小などの倍
率操作や、限られた表示範囲を有効に利用して画像の比
較等を行なうための多断面表示といった多様な表示機能
が広く利用され、超音波診断装置の限られた表示画面を
有効に利用して断層像の表示が行なわれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような機能を使用
して断層像表示を行なう場合、図２(b) に示すように、
一般には断層像データ全体(a) を画像表示枠内で表示で
きる。しかし、図３(b)に示すように、倍率操作によっ
て拡大表示を行なおうとした場合、表示できる画像は断
層像データ(a) の一部となってしまう。被検体の比較的
浅い深度を観察する場合はこれでもよい。しかし、深い
部位を観察しようとした場合には、図４(a) に示すよう
に、画像表示枠内に表示される断層像を選択するための
操作手段（例えば、画面スクロールキー等）を操作し
て、表示枠内に関心領域が表示されるように断層像デー
タを選択する必要があった（図４(b) ）。また、別の方
法として、図５に示すように、拡大操作を行なう前に断
層像データの拡大部位枠を何等かの操作手段によって指
定し、その部分を画面表示枠内に拡大表示する方法もあ
った。

【０００４】さらに、拡大操作以外でもマルチ画面表
示、例えば表示断面数の変更（例えば１断面表示から４
断面表示に）があれば、１断面当たりの表示枠面積が変
わり、やはり拡大操作の場合と同様に画面表示枠内には
断層像データの一部しか表示されない。そこで、図６に
示すように、表示位置選択の操作を行なう必要があっ
た。

【０００５】このように従来の超音波診断装置では、画
像観察のためのフォーカシングの機能と、倍率制御、断
面数制御等の表示機能とが独立であった。このため、関
心領域の拡大表示、多断面表示等を行なうには、フォー
カシング操作、表示操作を行なった後にさらに表示位置
選択のためのスクロール操作が必要であり、操作が繁雑
になっていた。図５に示す方式にしても、拡大部位指定
枠の操作がスクロール操作に比べて複雑になり、簡便な
方式とは言い難い。

【０００６】また、特開平2-4353や同2-4354に開示され
ている技術のように、画像の拡大等に伴って表示画像の
中央付近にフォーカス位置を自動的に合わせたり、１段
当たりのフォーカスの間隔を自動的に調整することで、
操作者が設定したフォーカスパターンが表示部分の画像
に適用される提案がある。しかしこれらの方式では、フ
ォーカシングを行なう回路が複雑になり、いずれにして
も、フォーカスや倍率の操作手段の他に表示位置選択の
ための操作手段が必要であり、操作パネルの複雑化や操
作性の低下を招く可能性もあった。

【０００７】本発明は、フォーカシング操作および表示
操作における前述の問題点を解消し、繁雑な操作を行な
うことなく、断層像データの一部のみを表示する場合で
も常に、被検体における合焦深度の断層像部分が自動的
に選択され、表示される超音波診断装置を実現すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
目的を達成するために、超音波プローブより被検体にフ
ォーカスされた超音波ビームを走査して被検体から超音
波エコーを受波し、エコー信号に基づく被検体の断層像
を表示する超音波診断装置は、断層像中の深度方向にお
ける複数の位置のうちの少なくとも１つの深度に焦点を
合わせる第１の機能と、前記複数の位置のうち少なくと
も１つが表示されなくなる第２の機能とを有している。
第２の機能を使用する際、前記焦点の合った少なくとも
１つの深度が表示断層像中に含まれるよう制御すること
により、断層像データの一部のみ表示される場合でも、
表示枠内には、常に焦点を合わせた深度の画像が表示さ
れる。

【０００９】

【作用】本発明による超音波診断装置は、プローブより
被検体に超音波ビームを走査して得られる超音波エコー
信号に基づいて被検体の断層像を表示するが、任意の深
度に焦点を合わせる第１の機能を使用すると、その深度
の画像はシャープに表示される。次に、操作者が表示倍
率を変更する機能、または１断層像当たりの画像表示枠
の面積を変更する機能を使用すると、その使用結果に応
じて、表示画像の倍率または画像表示枠の面積に変化が
起こる。

【００１０】このとき、超音波診断装置における断層像
データと表示枠の大きさおよび焦点位置の情報とを基に
画像表示枠内に表示すべき断層像データを自動的に選択
する機能により、断層像データのどの部分を表示するか
を決定する。これにより、それまで表示されていた断層
像におけるさらに限定された部分のみが表示される場合
であっても、表示枠内には、常に焦点を合わせた深度の
画像が表示される。

【００１１】具体的には、図７(a) および(b) に示すよ
うに、超音波断層像全体が表示されている状態から倍率
が拡大されると、図８(a) および(b) のようになる。さ
らに拡大されば、図９(a) および(b) のようになる。こ
のように、倍率拡大の操作を行なうと、フォーカス位置
の画像から外れることなく画像の拡大が行なわれる。ま
た、図10に示すように表示枠面積が変化した場合でも、
自動的にフォーカス位置の画像が表示される。

【００１２】なお、焦点深度の画像の表示枠内での位置
について本発明は、とくに限定するものではない。

【００１３】

【実施例】続いて、図面を参照しながら本発明の実施例
を詳細に説明する。図１に、本発明による超音波診断装
置の好ましい実施例のブロック構成を示す。送受信回路
101 から超音波駆動信号が超音波プローブ100 内の振動
子に伝達され、操作者の設定に基づいた被検体（図示せ
ず）内の深度にフォーカシングされた超音波パルスが超
音波プローブ100 から被検体内に送波される。送波され
た超音波パルスは、被検体内の反射部位で反射され、プ
ローブ 100の振動子で受波される。受波されたエコー信
号は、振動子で電気信号に変換され、送受信回路101 を
経て、さらに受信時のフォーカシングをされる。その
後、対数変換回路102 および検波回路103 を経て、アナ
ログ・ディジタル(A/D) 変換回路104 にてディジタル信
号に変換される。ディジタル信号に変換されたエコー信
号は、倍率制御回路105 で指定された倍率に拡大もしく
は縮小され、画像メモリ108 に記憶される。

【００１４】画像メモリ108 に記憶されたエコーデータ
は、画像表示枠制御回路106 の出力を基にアドレス制御
回路107 が発生した読出しアドレスに応じて、表示用メ
モリ109 に転送され、表示用データが形成される。表示
用メモリ109 上のデータは、ビデオ同期信号に同期して
読み出され、ディジタル・アナログ(D/A) 変換回路110
にてアナログ信号に変換され、ビデオモニタ111 上に超
音波画像として表示される。フォーカシングの深度、表
示画像の倍率、表示断面の数の変更による表示枠の変更
などの表示操作機能は、操作パネル114 を操作すること
により所望の値に設定される。

【００１５】本実施例は、操作者の指定した特定の深度
が表示断層像中に含まれるよう制御する機能を有する。
この機能は、CPU 回路115 、プログラムメモリ112 およ
びアドレス制御回路107 によって実現される。操作者が
操作パネル114 から表示が像のフォーカス位置や倍率を
操作すると、CPU 回路115 は送受信回路101 に制御信号
を送出し、操作者の指定した深度にフォーカスが合った
画像原データが得られる。この原データが倍率制御回路
105 で操作者の指定した倍率のデータに変換され、図11
に示すように画像データが画像メモリ108 に格納され
る。倍率操作によって画像のデータ量は変化する。画像
メモリ108 は、これを考慮してその容量に余裕をもたせ
て構成されているので、データが損なわれることはな
い。

【００１６】このとき、CPU 回路114 から送出されたフ
ォーカス位置および倍率の情報は、プログラムメモリ11
2 に格納される。また、操作者が操作パネル114 から表
示断面数の変更を操作すると、CPU 回路114 は、画像表
示枠制御回路106 に制御信号を送出し、表示枠の大きさ
を決定する。この結果は、アドレス制御回路107 に送ら
れ、表示枠の大きさに応じたアドレスの発生を行なう。
発生されたアドレスに応じた画像データが画像メモリ10
8 より読み出され、表示用メモリ109 に転送され、この
メモリ上で表示画像のレイアウトが決定される。つま
り、限られた画像表示面積内で複数の断面の表示すなわ
ち多断面表示を行なうために、断層像１断面当たりの表
示枠の面積を小さくすることにより、表示用メモリ109
上に複数の断層面を配置することになる。このとき、表
示枠制御に関連する情報もプログラムメモリ112 に格納
される。発生するアドレスは、ある表示開始アドレスか
ら１断層像当たりの表示枠の横幅と縦幅に応じた期間、
発生されるように構成されている。この表示開始アドレ
スを指定することにより、画像メモリ108 上のデータを
選択することが可能なように構成されている。表示開始
アドレスの指定はCPU回路115 が行なう。

【００１７】さて、この指定方法であるが、操作者が操
作パネル114 から表示倍率、フォーカス位置もしくは表
示断面数の設定操作を行なった時、CPU 回路115 は、プ
ログラムメモリ112 に格納された各情報を基にデータ選
択ルーチンを実行する。表示枠10と画像メモリ108 の関
係をそれぞれ図12および図13に、またデータ選択ルーチ
ンのフローの例を図14および図15にそれぞれ示す。

【００１８】図14および15を参照すると、画像メモリ10
8 の画像データは、次のように操作される。すなわち、
本実施例では横1024ドット、縦1024ドットの大きさで画
像データ全体が表示枠10内に納まらなくなると、まず横
方向については、プローブ100 の走査幅の中心が表示枠
10の横方向における中央位置になるように、画像メモリ
108 上のデータの横方向の中心アドレスＣから画像表示
枠10の横幅WXの1/2 を差し引いたアドレスＭ（表示枠10
の左端）を表示開始アドレスのＸ方向の値とする。次に
縦方向については、フォーカス深度の画像が表示枠10の
縦方向における中央位置になるように、フォーカス深度
に対応する画像メモリ108 上のデータの縦方向アドレス
FDから画像表示枠10の縦幅WYの 1/2を差し引いたアドレ
スＮ（表示枠10の上端）を表示開始アドレスのＹ方向の
値とする（ステップ 201〜205 参照）。その結果、もし
アドレスＮが０より小さくなると（ステップ 206）、こ
のアドレスは存在しないので、最小値である０とする
（ステップ 209）。こうすれば、表示される画像は、最
浅部から画像表示枠10の縦幅に対応する深度までとなる
が、フォーカス深度の画像が表示枠10から外れることは
ない。

【００１９】また、表示枠10の領域を有効に使うため
に、縦方向アドレスFDに画像表示枠10の縦幅WYの 1/2を
加えたアドレス（表示枠10の下端）が画像データの最大
深度アドレスDYより大きい場合は（ステップ 207）、最
大深度のデータが表示枠10の下端になるよう、表示開始
アドレスＮを設定する（ステップ 210）。この処理によ
り表示開始アドレスＮが０より小さくなれば（ステップ
211）、やはりＮを０とする（ステップ 212）。決定し
た表示開始アドレス(M,N) はアドレス制御回路107 へ送
られ（ステップ 213）、画像メモリ108 上の表示開始ア
ドレス(M,N) を基点として横幅WX、縦幅WYの範囲のデー
タが選択・表示される。

【００２０】ここで、フォーカスの段数がｎ（自然
数）、フォーカス位置がｐ（１からｎまでの整数）段目
であり、フォーカス設定深度が等間隔であるとすれば、
操作者がフォーカス位置を変更すると、フォーカス１段
当たりの画像の幅は、画像データの最大深度アドレスDY
からDY/nとなり、フォーカス深度のメモリアドレスFD
は、FD={DY(P-1)/n}+{DY/(2n)}となる。表示倍率を操作
したときは、画像メモリ108 上のデータが変化し、最大
深度アドレスDYが変化することにより、同時にフォーカ
ス深度アドレスFDも上式に従って変化する。また、表示
断面数操作を行なったときは、操作者が設定した断面数
に応じて画像表示枠10の縦WX、横幅WYが変化する。これ
らの操作が行なわれる毎に、変化後の値を用いて前述の
データ選択ルーチンを実行すれば、操作者が設定したフ
ォーカス深度の画像が表示枠10から外れることはない。

【００２１】以上のような過程により、本実施例の超音
波診断装置は、常に被検体におけるフォーカス位置の画
像を表示することが可能である。

【００２２】

【発明の効果】このように本発明による超音波診断装置
は、倍率拡大や多断面表示の操作により画像全体が表示
できなくなっても、従来のように表示位置選択のための
手段を用いることなく、焦点の合った関心領域のシャー
プな画像が常に表示される。したがって、操作が簡便か
つ迅速である。また、表示位置選択の操作手段を設ける
必要がないので、操作パネルが簡略化できる。

【００２３】また、フォーカス位置の拡大画像が表示さ
れている場合等では、焦点深度を変化させる操作を従来
の表示位置選択操作と見なすことができ、あたかも表示
の選択を行なった箇所に常に合焦するという効果も生じ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超音波診断装置の好ましい実施例
のブロック構成を示すブロック図である。

【図２】断層像データ全体を画像表示枠内で表示する表
示例を示す説明図である。

【図３】図２に示す断層像データを倍率操作によって拡
大表示を行なおうとした場合、表示できる画像が断層像
データの一部となってしまう表示例を示す説明図であ
る。

【図４】図３に示す断層像データの深い部位を観察する
場合、画像表示枠内に表示される断層像を選択するため
の操作手段の操作で表示枠内に関心領域が表示されるよ
うに断層像データを選択する表示例を示す説明図であ
る。

【図５】拡大操作を行なう前に断層像データの拡大部位
枠を操作手段によって指定し、その部分を画面表示枠内
に拡大表示する表示例を示す説明図である。

【図６】表示断面数の変更で１断面当たりの表示枠面積
が変わり、画面表示枠内には断層像データの一部しか表
示されない場合、表示位置選択の操作を行なう表示例を
示す説明図である。

【図７】図１に示す実施例において、超音波断層像全体
が表示されている状態の表示例を示す説明図である。

【図８】図７に示す表示状態から倍率が拡大されたとき
の表示例を示す説明図である。

【図９】図８に示す表示状態から倍率がさらに拡大され
たときの表示例を示す説明図である。

【図１０】図１に示す実施例において、表示枠面積が変
化した場合でも、自動的にフォーカス位置の画像が表示
される表示例を示す説明図である。

【図１１】指定した深度にフォーカスが合った画像原デ
ータが指定した倍率のデータに変換され、画像メモリに
格納される様子を示す説明図である。

【図１２】図１に示す実施例における表示枠と画像メモ
リの関係を示す説明図である。

【図１３】同実施例における表示枠と画像メモリの関係
を示す、図12と同様の説明図である。

【図１４】同実施例におけるデータ選択ルーチンのフロ
ーの例を示すフロー図である。

【図１５】図14に示すデータ選択ルーチンフローの続き
を示すフロー図である。

【符号の説明】

100 超音波プローブ 101 送受信回路 102 対数変換回路 103 検波回路 104 A/D コンバータ 105 倍率制御回路 106 画像表示枠制御回路 107 アドレス制御回路 108 画像メモリ 109 表示用メモリ 110 D/A コンバータ 111 ビデオ・モニタ 112 プログラム・メモリ 113 グラフィック・メモリ 114 操作パネル 115 CPU 回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波プローブより被検体にフォーカス
   された超音波ビームを走査して該被検体から超音波エコ
   ーを受波し、エコー信号に基づく該被検体の断層像を表
   示する超音波診断装置において、該装置は、 前記断層像中の深度方向における複数の位置のうちの少
   なくとも１つの深度に焦点を合わせる第１の機能と、 前記複数の位置のうち少なくとも１つが表示されなくな
   る第２の機能とを有し、 第２の機能を使用する際、前記焦点の合った少なくとも
   １つの深度が表示断層像中に含まれるよう制御すること
   を特徴とする超音波診断装置。