JPH07194596A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成により、子画像による親画像のケ
ラレを防止する。 【構成】 メモリコントローラ２５により圧縮されＲＡ
Ｍ２３に記憶された子画像データをＤ／Ａコンバータ２
４で、輝度、色差信号にアナログ信号に戻し、親／子画
面切り換えスイッチ２６に出力する。メモリコントロー
ラ２５には、ＫＨ，ＫＶ，ＯＨ，ＯＶの各親子映像信号
の水平、垂直同期信号は入力される。メモリコントロー
ラ２５は、この各同期信号を内部に具備されたＰＬＬ回
路とループフィルタを用い位相をロックさせ、ＲＡＭ２
３のデータ読み出しおよび書き込み制御と、親／子画面
切り換えスイッチ２６のスイッチ切り換えを行う。そし
て、子画面の表示位置は、上記操作によりＲＡＭ２３の
読み出しを制御するだけで、親画面の任意の位置に移動
可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波を体内組織に照
射し、超音波の持つ組織の音響インピーダンスの境界面
で反射する特性を利用し、体内の組織断層画像を得る超
音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、超音波を体内組織に照射し、超音
波の持つ組織の音響インピーダンスの境界面で反射する
特性を利用し、体内の組織断層画像を得る超音波診断に
おいては、公知の細径超音波プローブを公知の内視鏡の
鉗子チャネルより挿入して超音波診断をするといった手
技が広まりつつある。

【０００３】従来は、超音波診断する際に観察部位の内
視鏡像を見る場合、超音波画像用のモニタと内視鏡用の
モニタの２つの表示手段を設けたり、また、２つの画像
を１つのモニタで観察するためには、民生品のモニタで
は公知のモニタ画面内に他の画像を子画面表示可能なモ
ニタ（以降ＰＩＰモニタ）を使用するか、または、高価
な放送用機器を用いていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、民生用
のＰＩＰモニタは、図１３に示すように、例えば胃３１
の検査で、親画面３２に超音波像、子画面３３に内視鏡
像といった親子画面表示を行ったとき、子画面３３を表
示する位置が変更できないことによって場合によって
は、超音波像の関心領域ＲＯＩ３４が子画面３３によっ
て見えなくなってしまうといった不具合がでてしまう。

【０００５】また、高価な放送用機器を使用すれば、子
画面３３の表示位置は変更可能であるが、術者が内視鏡
および超音波プローブを操作しながら、なお放送用機器
を操作するといったことは術者への負担を増加させ、そ
の結果診断時間が増加するといった不具合が発生してし
まう。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、超音波画像と他の画像とを親子画像として表示す
ると共に、簡単な構成により、子画像による親画像のケ
ラレを防止することのできる超音波診断装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】体内に超音波
を送受し、体内の断層像を超音波画像として表示する超
音波診断装置において、前記超音波画像の映像信号を含
む複数の映像信号を入力する入力手段と、前記複数の映
像信号の少なくとも１つの映像信号を縮小し縮小画像を
生成する信号処理手段と、前記信号処理手段で生成され
た前記縮小画像の映像信号を、前記縮小画像を生成した
前記映像信号と異なる前記複数の映像信号の中の他の１
つの映像信号に挿入し合成映像信号を生成する挿入手段
と、前記挿入手段が生成した合成映像信号に基づいて、
前記縮小画像が挿入された合成画像を表示する表示手段
と、前記表示手段が表示した前記合成画像の前記縮小画
像の挿入位置を設定する設定手段とを備え、前記設定手
段で前記合成画像の前記縮小画像の挿入位置を設定し
て、前記表示手段が表示することで、簡単な構成によ
り、子画像による親画像のケラレを防止することを可能
とする。

【０００８】

【実施例】図１乃至図６は第１実施例に係わり、図１は
信号処理装置構成を示す構成図、図２は図１の信号処理
装置より生成される画像の概念構成を示す概念図、図３
は図１の信号処理装置を備えた超音波診断装置の外観を
示す外観図、図４は図１のＲＡＭに取り込まれる映像信
号を説明する説明図、図５は図１の信号処理装置により
生成される親子画像での子画像の挿入位置を説明する説
明図、図６は図１による具体的な画像の表示例を説明す
る説明図である。

【０００９】本実施例では、図２に示すように、親画面
を４つの領域、すなわち第１領域１ａ，第２領域１ｂ，
第３領域１ｃ，第４領域１ｄに分割し、内視鏡画像２を
子画面とし、内視鏡画像２を第１領域１ａ，第２領域１
ｂ，第３領域１ｃ，第４領域１ｄのいずれかの領域に表
示させることのできる超音波診断装置である（図２の場
合は第４領域に内視鏡画像２を表示させている）。

【００１０】具体的な本実施例の超音波診断装置の構成
は、図３に示すように、図示しない内視鏡及び超音波プ
ローブが接続され、内視鏡像の映像信号及び超音波像の
映像信号を信号処理する信号処理装置１１と、信号処理
装置１１により信号処理された超音波画像及び内視鏡画
像を表示するモニタ装置１２とから構成され、信号処理
装置１１の操作パネル１１ａには、後述する処理を指示
するための回転スイッチ１３、キースイッチ１４及びジ
ョイスティック１５が設けられ、さらにはフットスイッ
チ１６が接続されている。

【００１１】前記信号処理装置１１では、図１に示すよ
うに、例えば内視鏡像を子画像とした子画面映像信号
（例えばＹ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ信号）が、Ａ／Ｄコンバー
タ２１と同期分離回路２２に入力される。そして、Ａ／
Ｄコンバータ２１の出力データは、ＲＡＭ２３（例えば
デュアルポートＤＲＡＭ）に出力される。ＲＡＭ２３の
制御端子には、メモリコントローラ２５の制御信号が出
力されるようになっており、このメモリコントローラ２
５の制御信号に基づき、ＲＡＭ２３ではＡ／Ｄコンバー
タ２１の出力であるデジタル画像データを圧縮画像とし
て記憶する。そして、メモリコントローラ２５の制御信
号に基づき、ＲＡＭ２３に記憶された圧縮子画面画像デ
ータが、Ｄ／Ａコンバータ２４でアナログ信号に変換さ
れ、親／子画面切り換えスイッチ２６（例えば公知のビ
デオＳＷ）に出力されるようになっている。

【００１２】同期分離回路２２では、入力された子画面
映像信号より垂直同期信号ＫＨ及び水平同期信号ＫＶを
分離しメモリコントローラ２５に出力する。

【００１３】一方、例えば超音波像を親画像とした親画
画面映像信号（例えばＹ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ信号）は、同
期分離回路２７及び親／子画面切り換えスイッチ２６に
出力され、同期分離回路２７では、入力された子画面映
像信号より垂直同期信号ＯＨ及び水平同期信号ＯＶを分
離しメモリコントローラ２５に出力する。

【００１４】る。の同期分離回路２、７からの垂直Ｋ
Ｈ，ＯＨ、水平同期信号ＫＶ，ＯＶは、メモリコントロ
ーラ５に入力される。

【００１５】また子画面表示位置を切り換える子画面表
示位置切り換え信号が、上記の回転スイッチ１３、キー
スイッチ１４及びジョイスティック１５あるいはフット
スイッチ１６（図３参照）からメモリコントローラ２５
に入力され、メモリーコントローラ５からは親子画面切
り換え信号が親／子画面切り換えスイッチ２６が入力さ
れるようになっている。

【００１６】このように構成された超音波診断装置の作
用について説明する。

【００１７】子画面映像信号は、同期分離回路２２によ
って水平同期信号ＫＨ、垂直同期信号ＫＶが子画面映像
信号の輝度信号（Ｙ信号）から分離される。同時に子画
面の輝度、色差信号は、Ａ／Ｄコンバータ２１でアナロ
グ／デジタル変換され、ＲＡＭ２３に入力される。この
際、ＲＡＭ２３に取り込まれる映像信号の範囲は、図４
の斜線の範囲であり、この取り込み範囲の制御は、メモ
リコントローラ２５に入力されるＫＨ，ＫＶ信号を基に
Ａ／Ｄコンバータ２１を動作させているクロックをカウ
ントすることで取り込みを実施している。

【００１８】図４の例では、子画面取り込み範囲をＫＨ
の立ち下がりから例えば８８CLK カウントした領域から
を水平方向の取り込み始点とし、５１２CLK をＲＡＭ２
３に格納し、ＫＶの立ち下がりから３Ｈカウントした領
域を取り込み始点とし、２４０Ｈを３Ｈおきに間びいて
ＲＡＭ２３に格納することで、３Ｈに１ラインの間隔で
メモリに書き込んでいく（なお、例えば、１CLK ＝６４
０fH １fH＝１５．７４kHz １Ｈ＝６３．５μSEC で
ある）。

【００１９】このようなタイミングで、書き込んだデー
タを例えば、垂直方向で３Ｈおきにデータを書き込み、
連続して読み出すと、ＲＡＭ２３から出力されるデータ
は、子画面映像信号としてモニタ表示される画像の、垂
直に１／３に圧縮された画面になる。

【００２０】なお、水平方向は、読み出しにおいて約１
／３の間隔（２４０fH）をクロックとして読み出しを実
施することで水平方向の圧縮を実施している。

【００２１】この圧縮され記憶された子画像データをＤ
／Ａコンバータ２４で、輝度、色差信号にアナログ信号
に戻し、親／子画面切り換えスイッチ２６に出力され
る。

【００２２】一方、同期分離回路２７では、親画面映像
信号の水平同期信号ＯＨ、垂直同期信号ＯＶが分離され
ており、その結果、メモリコントローラ２５には、Ｋ
Ｈ，ＫＶ，ＯＨ，ＯＶの各親子映像信号の水平、垂直同
期信号は入力される。

【００２３】メモリコントローラ２５は、この各同期信
号を内部に具備された図示しない公知のＰＬＬ回路とル
ープフィルタを用い、位相をロックさせ、ＲＡＭ２３の
データ読み出しおよび書き込み制御と、親／子画面切り
換えスイッチ２６のスイッチ切り換えを行う。

【００２４】そして、子画面の表示位置は、上記操作に
よりＲＡＭ２３の読み出しを制御するだけで、親画面の
任意の位置に移動可能となり、例えば図５に示すよう
に、４つの領域に子画面が表示される。この領域の選択
は、メモリコントローラ２５に入力される子画面表示位
置切り換え信号で実施される。各領域中に出力される画
面は、図５に示すクロックと走査線の番号の位置に表示
される。

【００２５】具体的な親子画像を図６に示す。図６は、
例えば胃３１の超音波画像を親画面３２、そのときの内
視鏡画像を子画面３３とした、親子画面表示像の子画面
を第４領域（図４参照）に移動した例である。

【００２６】図６に示すように、子画面を第４領域に移
動することによって、親画面３２である超音波画面の関
心領域（ＲＯＩ）３４の表示を子画面３３が妨げること
を防いでいる。

【００２７】従って、本実施例の超音波診断装置によれ
ば、回転スイッチ１３、キースイッチ１４及びジョイス
ティック１５あるいはフットスイッチ１６等からの子画
面表示位置切り換え信号を入力し、信号処理回路１１が
子画像の表示位置を簡単に移動させることで、子画面の
表示位置を子画像による親画像のケラレを防止すること
ができ、親画像の関心領域が子画像により邪魔されない
ので、確実な診断が可能となる。

【００２８】なお、第１実施例では、親画像を超音波画
像とし子画像を内視鏡画像としたが、これに限らず、親
画像内視鏡画像とし子画像超音波画像としてもよく、さ
らには内視鏡画像を用いずに、例えば過去に撮影した同
一患者の超音波画像を録画したビデオ画像を用いてもよ
く、関心領域の時間的変化が把握でき、診断が容易にな
るといった効果が期待できる。

【００２９】次に第２実施例について説明する。図７乃
至図１２は第２実施例に係わり、図７は領域判定回路の
構成を示す構成図、図８は図７の領域輝度判定回路の構
成を示す回路図、図９は図７の領域判定回路で処理され
る親画像としての内視鏡画像を説明する説明図、図１０
は図７の領域判定回路で処理される親画像としての超音
波画像を説明する説明図、図１１は図８の領域輝度判定
回路の各信号のタイミングを示すタイミング図、図１２
は図８の判定回路の処理の流れを示すフローチャートで
ある。

【００３０】第２実施例は、第１実施例が子画面表示位
置を回転スイッチ１３、キースイッチ１４及びジョイス
ティック１５あるいはフットスイッチ１６等により術者
が指示するのに対して子画像の表示位置を自動的に判定
する領域判定手段を設けた点が第１実施例と異なるだけ
であるので、異なる構成のみ説明し、第１実施例と同一
な構成には同じ符号を付け説明は省略する。

【００３１】第２実施例の超音波診断装置では、図７に
示すような領域判定回路を備えており、この領域判定回
路では、図示しない超音波プローブからのＥＣＨＯ信号
は、検波回路４１に入力される。検波回路４１で復調さ
れたＥＣＨＯ信号は、ＬＯＧＡＭＰ４２で対数圧縮さ
れ、Ａ／Ｄコンバータ４３に入力されデジタルデータに
変換され（本実施例では８ビットデータ）、変換された
デジタルデータはＶＲＡＭ４４に入力される。ＶＲＡＭ
４４の書き込み・読み出しアドレスは、アドレス発生回
路４５で発生される。

【００３２】アドレス発生回路４５には、図示しない公
知の超音波内視鏡に具備されたエンコーダからの回転基
準信号（ラジアル走査の場合通常Ｚ相）と、回転角度信
号（ラジアル走査の場合通常Ａ相）と、テレビ信号発生
回路４６からの水平同期信号ＨＤと、垂直同期信号ＶＤ
と入力される。

【００３３】ＶＲＡＭ４４の出力（本実施例では８ビッ
トデータ）には、Ｄ／Ａコンバータ４７が接続され、Ｄ
／Ａコンバータ４７の出力（本実施例ではアナログの復
合映像後）は、モニタ１２に接続される。

【００３４】ＶＲＡＭ４４の出力（本実施例では８ビッ
トデータ）は、画面の各領域の任意の輝度より高い画素
数を計数し、子画面の挿入領域を判定する領域輝度判定
回路４８に出力される。この領域輝度判定回路４８は、
キーボードまたは超音波診断装置に具備された指示スイ
ッチからの親子画面切り換え指示信号（Ｏ／Ｋ信号）を
入力すると共に、制御回路５０から子画面の表示領域を
判定するためのＲＡＮＧＥ信号、計数値をクリアするＣ
ＬＲ信号および計数値をラッチするＬａｔｃｈ信号を入
力し、子画面の挿入領域を判定する。判定された領域
は、ＤＥＴ信号として図示はしないが第１実施例のメモ
リコントローラ２５に出力される。

【００３５】メモリコントローラ２５では、第１実施例
の子画面表示位置切り換え信号の代わりとしてＤＥＴ信
号を入力し、ＤＥＴ信号する。そして、メモリコントロ
ーラ２５は、ＤＥＴ信号により判定された領域に子画像
を挿入し、その後は第１実施例と同様に、親／子画像切
り換えスイッチ２６を介して親子画像をモニタ１２に表
示する（図１参照）。

【００３６】領域輝度判定回路４８は、図８に示すよう
に、計数すべきある任意の輝度以上の画素を選択するし
きい値回路６１（本実施例では、上位読み出された８ビ
ットの画素データ中、上位４ビットを抽出しＯＲする構
成を記載しているが、公知のコンバレータ回路等、しき
い値を決定できる回路ならば何でもよい）と、しきい値
を越える画素のカウントをする各領域用に割り振られた
カウンタ６２，６３，６４，６５と、各カウンタ６２〜
６５が各領域でカウントして得られたデータをＬａｔｃ
ｈ信号をもとに記憶するレジスタ６６，６７，６８，６
９と、各レジスタ６６〜６９の記憶データを判定し、親
子の切り換え信号を受けて、親画面としている画像の種
類（超音波像ＯＲ内視鏡画像）を判定し、後述する処理
に沿って子画面の挿入する領域を判定する判定回路７０
（公知のマグニチュードコンバレータとＰＬＤの組み合
わせやマイクロコンピュータ等どのような構成でもよ
い）が接続されている。

【００３７】このように構成された第２実施例の作用に
ついて説明する。

【００３８】本実施例は、親画面に挿入する子画面の位
置設定を超音波観測装置本体が、自動的に行い、術者の
操作を必要としない例である。

【００３９】術者が親画面に内視鏡像を設定した場合、
内視鏡画像は図９に示すように、画面の右部分に内視鏡
像８０が映し出され、残りの部分は患者ＩＤ、名前、時
間等の情報が映し出されるデータ表示部８１となってい
るのが一般的である。患者ＩＤ等は、診断時における情
報としては術者にとって関心の薄い情報であり、内視鏡
診断中の術者の関心は、一般的に画面右部分の内視鏡像
８０に集中する。

【００４０】仮に、内視鏡像８０の関心領域ＲＯＩが画
面の左の部分に表示されても、内視鏡の図示しないアン
グルを操作するだけで、関心領域ＲＯＩを右の部分に移
動して表示する。

【００４１】一方、術者が親画面に超音波像を設定した
場合、通常内視鏡に比べて超音波内視鏡は、その操作が
難しく一旦表示された関心領域ＲＯＩを画面上の任意の
位置に移動させることは容易ではない。また一般的に、
超音波診断においては、粘膜面のある限られた部分の層
構造を観察する等超音波像の関心領域ＲＯＩは画面のあ
る限られた領域に限定されることが多い。

【００４２】すなわち、超音波画面に内視鏡像を子画面
表示する場合、現在表示されている超音波画面のどの部
分が関心領域ＲＯＩであるか判断して、子画面挿入位置
を決定すると親画面の関心領域ＲＯＩが子画面の表示で
見えなくなるといった不具合の解消になると考えられ
る。

【００４３】そこで、超音波画像の輝度の高い部分が集
合している場合、その領域に関心領域ＲＯＩが存在する
確率が高い、裏を返せば子画面挿入に最も適した領域
は、高い輝度の分布が最も低い領域であることを利用し
て子画面の、親画面への挿入を術者の操作がなく自動で
行う。

【００４４】つまり、超音波の断層像はモニタ一杯に表
示されるのではなく、図１０に示すようなフォーマット
で映し出される。

【００４５】そこで、超音波の断層像を、図１０に示さ
れるように、４つの領域に分割して（ＲＡＮＧＥ１〜
４）、その各領域の任意のしきい値レベルを越える画素
の数をカウントする。

【００４６】図７及び図８において、ＶＲＡＭ４４から
領域輝度判定回路４８に画素の輝度レベルデータ（本実
施例では８ビット）の上位の４ビットデータが入力され
る。上位の４ビットデータは、領域輝度判定回路４８の
しきい値回路６１（本実施例では４入力ＯＲで構成され
る）でしきい値を越えるデータが入力されたとき、ＨＩ
ＧＨのデータが入力される。

【００４７】同時に制御回路５０は、水平同期信号ＯＨ
垂直同期信号ＯＶを基準とし、上記４ビットデータがど
の領域のデータであるか判定し、領域輝度判定回路４８
の後段のカウンタ６２〜６５のＥＴ信号を操作し、各カ
ウンタを切り換える信号ＲＡＮＧＥ１〜４がカウンタ６
２〜６５に入力される。なお、各信号のタイミングを図
１１に示す。

【００４８】各領域において、カウンタ６２〜６５で画
素のカウントが実施され、最終的に制御回路５０から入
力される垂直同期信号ＯＶの立ち上がりに同期したＬＡ
ＴＣＨ信号で、カウンタ６２〜６５のカウンタの最終カ
ウント値を、レジスタ６６〜６９に蓄える。記憶された
データ（ＤＡＴＡ１〜４）はその後、親と子の切り換え
信号により、使用している親画面が超音波画像であるこ
とを確認し、判定回路７０から最もレジスタに蓄えられ
たデータの小さい領域を判定する。判定された領域はＤ
ＥＴ信号として、第１実施例のメモリコントローラ２５
に入力され、子画面の挿入領域が自動的に切り換えられ
る。

【００４９】判定回路７０による具体的な処理の流れ
は、図１２に示すように、ステップＳ１で親子画面切り
換え指示信号により親画像が超音波画像であるか内視鏡
画像であるかを判断し、超音波画像ならばステップＳ２
に、内視鏡画像ならばステップＳ３に進む。

【００５０】ステップＳ３では、内視鏡を親画面にした
場合、第１または第４の領域に子画面（例えば超音波
像）を挿入するＤＥＴ信号をメモリコントローラ２５に
出力し処理を終了する。

【００５１】ステップＳ２では、親画像である超音波画
像の各領域の輝度を積算し、ステップＳ４で最も輝度の
低い領域を判定し、ステップＳ５で最も輝度の低い領域
に子画面（例えば内視鏡像）を挿入するＤＥＴ信号をメ
モリコントローラ２５に出力し処理を終了する。

【００５２】このように第２実施例によれば、第１実施
例の効果に加え、術者が子画面の表示位置を設定するこ
となく最適な位置に子画面を自動的に表示することがで
きるので、特別な操作を必要とせずに、常に子画面の表
示位置を子画像による親画像のケラレを防止することが
できる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したよう日本発明の超音波診断
装置によれば、設定手段で合成画像の縮小画像の挿入位
置を設定して前記表示手段に合成画像を表示するので、
簡単な構成により、子画像による親画像のケラレを防止
することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る信号処理装置構成を示す構成
図

【図２】図１の信号処理装置より生成される画像の概念
構成を示す概念図

【図３】図１の信号処理装置を備えた超音波診断装置の
外観を示す外観図

【図４】図１のＲＡＭに取り込まれる映像信号を説明す
る説明図

【図５】図１の信号処理装置により生成される親子画像
での子画像の挿入位置を説明する説明図

【図６】図１による具体的な画像の表示例を説明する説
明図

【図７】第２実施例に係る領域判定回路の構成を示す構
成図

【図８】図７の領域輝度判定回路の構成を示す回路図

【図９】図７の領域判定回路で処理される親画像として
の内視鏡画像を説明する説明図

【図１０】図７の領域判定回路で処理される親画像とし
ての超音波画像を説明する説明図

【図１１】図８の領域輝度判定回路の各信号のタイミン
グを示すタイミング図

【図１２】図８の判定回路の処理の流れを示すフローチ
ャート

【図１３】従来の超音波診断装置による親子画像を説明
する説明図

【符号の説明】

１１…信号処理装置 １１ａ…操作パネル １２…モニタ装置 １３…回転スイッチ １４…キースイッチ １５…ジョイスティック ２１…Ａ／Ｄコンバータ ２２…同期分離回路 ２３…ＲＡＭ ２４…Ｄ／Ａコンバータ ２５…メモリコントローラ ２６…親／子画面切り換えスイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 体内に超音波を送受し、体内の断層像を
   超音波画像として表示する超音波診断装置において、 前記超音波画像の映像信号を含む複数の映像信号を入力
   する入力手段と、 前記複数の映像信号の少なくとも１つの映像信号を縮小
   し縮小画像を生成する信号処理手段と、 前記信号処理手段で生成された前記縮小画像の映像信号
   を、前記縮小画像を生成した前記映像信号と異なる前記
   複数の映像信号の中の他の１つの映像信号に挿入し合成
   映像信号を生成する挿入手段と、 前記挿入手段が生成した合成映像信号に基づいて、前記
   縮小画像が挿入された合成画像を表示する表示手段と、 前記表示手段が表示した前記合成画像の前記縮小画像の
   挿入位置を設定する設定手段とを備えたことを特徴とす
   る超音波診断装置。