JPH08336529A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、過去の画像と同じ画質条件で
超音波画像を得、且つ表示することを可能とする超音波
診断装置を提供することである。 【構成】本発明による超音波診断装置は、被検体の断面
を超音波でスキャンし、得られたエコー信号に基づいて
画像を収集する画像収集手段と、上記画像を表示する表
示部１１と、表示部１１による表示画面を記録するプリ
ンタ２２、ＶＴＲ２３、インスタントカメラ２７と、画
質に関わる複数のパラメータを少なくとも１つのパラメ
ータコードに変換し、表示部１１の表示画面に画像と共
に合成する手段２１，１０とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波を用いて生体の
断層像を得る超音波診断装置に係り、特に画像の画質に
関わる複数のパラメータをオペレータが選択、調整可能
な超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波の医学的な応用としては種々の装
置があるが、その主流は超音波パルス反射法を用いて生
体の軟部組織の断層像を得る超音波診断装置である。こ
の超音波診断装置は無侵襲検査法で、Ｘ線コンピュータ
断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ）などの他の診断装置に比べ
て、リアルタイム表示が可能、装置が小型で安価、Ｘ線
などの被曝がなく安全性が高い、および超音波ドプラ法
により血流イメージングが可能であるなどの特徴を有し
ている。このため心臓、腹部、乳腺、泌尿器、および産
婦人科などで広く超音波診断が行われ、安全性が高いた
め繰り返して検査が行えるほか、ベッドサイドへ移動し
ていっての検査も容易に行えるなど簡便である。

【０００３】現在では、診断装置の映像化には多種多様
な信号処理技術やデバイス技術が駆使されており、診断
時の画質をより見やすいものにするために、その時の状
況に応じて手動あるいは自動的に、画質に関わる多くの
パラメータを個々に選択、調整可能になっている。特に
超音波診断装置おいては、リアルタイム画像が得られる
ため、オペレータが検査を行いながら最も良いと思う画
質で画像が表示されるよう調整できるという利点を有す
る。

【０００４】画質に関わるパラメータとしては、非常に
多く、例えば送信パワー、ゲイン、ダイナミックレン
ジ、各モードにおける飽和レベル、ラスタ間補間条件、
送信フィルタ条件、受信フィルタ条件、輝度補正条件等
があり、さらにＣＦＭドプラモードであればこれらに色
調補正条件、繰り返し周波数（ＰＲＦ）、カラーゲイン
の値、エコーレベル、交互段数、バースト波数、位相検
波で用いる参照周波数等が加わる。

【０００５】ところで、超音波診断装置に限らず医用分
野での診断装置は、スクリーニングの所見によって疾病
の発見を行う以外に、同一患者の同一部位の画像を数カ
月あるいは数年ごとに記録して、それと現在の画像とを
比較したり、異なる被検体間での比較を行うことで、疾
病の進行の度合いを始めとする様々な医療的考察がなさ
れている。この比較診断で最も重要なものの１つは画質
の統一化であり、異なる画質による画像間での比較診断
は誤診を誘発しかねない。現在、超音波診断装置のほと
んどが上述したような送信パワー、ゲイン、ダイナミッ
クレンジといった画質に最も影響する２〜３の主要なパ
ラメータ値を画像と共にディスプレイ上に表示し、その
画面ごと写真で、又はビデオ信号としてビデオテープに
記録・保存することが可能となっている。上述したよう
に、主要なパラメータ値は記録されるので、これを元
に、過去の画像の画質をある程度再現して画質の統一化
をある程度図ることが可能である。

【０００６】しかし、近年、輝度ヒストグラム等を使っ
た定量的で詳細な比較診断の技法が検討されており、こ
れまで以上に“画質の再現性（画質の統一化）”が重要
となりつつある。

【０００７】しかし、全ての画質に関わるパラメータを
画面に表示し、画面ごと写真で又はビデオ信号として記
録しておくことは、その量的な問題や画面上の見た目の
煩わしさの観点から不可能であった。ましてや、全ての
画質に関わるパラメータを台帳等に書き留め保管してお
くことは、不可能に近い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたものであり、その目的は、過去の画像と同
じ画質条件で超音波画像を得、且つ表示することを可能
とする超音波診断装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による超音波診断
装置は、被検体の断面を超音波でスキャンし、得られた
エコー信号に基づいて画像を収集する画像収集手段と、
前記画像を表示する表示手段と、前記表示手段による表
示画面を記録する記録手段と、前記画像の画質に関わる
複数のパラメータを少なくとも１つのパラメータコード
に変換し、前記表示画面に前記画像と共に合成する手段
とを具備する。

【００１０】

【作用】本発明によれば次のような作用が実現される。
画質に関わる複数のパラメータはパラメータコードに変
換されて画像と共に記録される。限り有る記録スペース
を同じと想定して、記録可能な画質に関わるパラメータ
の量を考察すると、画質に関わるパラメータをそのまま
数値の羅列の状態で記録するよりも、本実施例のように
コード化して記録する方が記録可能な画質に関わるパラ
メータの量は必ず多くなる。これは画質の再現性が向上
されることを意味し、現在の画像と過去の画像との比較
診断において診断精度が向上し、また定量的診断等の信
頼性が高くなることを実現する。

【００１１】また、画質に関わる複数のパラメータはパ
ラメータコードとして画像と同じ画面に合成されて記録
される。これは、過去の画像とそれが収集され表示され
たときのパラメータとの整合作業が不要であることを意
味し、パラメータ管理上の簡素・簡易化を実現する。

【００１２】また、現在の画像と過去の画像との画質が
変化した原因が、疾病の進行によるものなのか、パラメ
ータの相違によるものか、又は装置側の故障であるのか
という判断を正確に下すことができ、診断精度の向上が
図れ、また不要なメンテナンスを排除することが実現さ
れる。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明による好ましい実施例を図面
を参照して説明する。ここでは、心臓、特に左心室系の
筋肉への血流状態から異常部位を同定する場合を想定し
て説明するが、勿論これに限定されるものではない。

【００１４】図１は本実施例による超音波診断装置のブ
ロック図である。超音波プローブ１と、装置本体２２
と、オペレータからの各種指示・命令・情報等を装置本
体２２にとりこむための操作パネル３とから構成され
る。操作パネル３には、トラックボール２、キーボード
４等の各種入力機器が設けられる。

【００１５】オペレータはこの操作パネル３を操作する
ことにより、複数の画質に関わるパラメータ各々を適当
に選択、調整することが可能になっている。画質に関わ
るパラメータとしては、例えば送信パワー、ゲイン、ダ
イナミックレンジ、各モードにおける飽和レベル、ラス
タ間補間条件、送信フィルタ条件、受信フィルタ条件、
輝度補正条件等があり、さらにＣＦＭドプラモードであ
ればこれらに色調補正条件、繰り返し周波数（ＰＲ
Ｆ）、カラーゲインの値、エコーレベル、交互段数、バ
ースト波数、位相検波で用いる参照周波数等が加わる。
画質はこれら複数の画質に関わるパラメータに総合的に
依存して決まる。

【００１６】超音波プローブ１は、圧電セラミック等の
音響／電気可逆的変換素子としての圧電振動子を有す
る。複数の圧電振動子は並列され、プローブ１の先端に
実装される。装置本体２２はＣＰＵ１２をシステム全体
の制御中枢として次のように構成されている。プローブ
１には超音波送信部６と超音波受信部５とが接続され
る。超音波送信部６は、パルス発生器６Ａ、送信遅延回
路６Ｂ、パルサ６Ｃとを有する。パルス発生器６Ａは例
えば５ＫＨｚのレート周波数ｆr （周期；１／ｆr ）で
レートパルスを繰り返し発生する。このレートパルスは
チャンネル数に分配され、送信遅延回路６Ｂに送られ
る。送信遅延回路６Ｂは、超音波をビーム状に集束し且
つ送信指向性を決定するのに必要な遅延時間を各レート
パルスに与える。送信遅延回路６Ｂにはトリガ信号発生
器１４からのトリガがタイミング信号発生器１３を介し
てタイミング信号として供給される。パルサ６Ｃは、送
信遅延回路６Ｂからレートパルスを受けたタイミングで
プローブ１にチャンネル毎に電圧パルスを印加する。こ
れにより超音波ビームが被検体に送信される。

【００１７】被検体内の音響インピーダンスの不連続面
で反射した反射波はプローブ１を介して超音波受信部５
で受信される。超音波受信部５は、プリアンプ５Ａ、受
信遅延回路５Ｂ、加算器５Ｃを有する。受信信号は、チ
ャンネル毎にプリアンプ５Ａで増幅され、受信遅延回路
５Ｂにより受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を
与えられ、加算器５Ｃで加算される。この加算により送
信指向性及び受信指向性に応じた方向からの反射成分が
強調されたエコー信号が得られる。

【００１８】エコー信号は、レシーバ部７と、カラーフ
ローマッピング（ＣＦＭ）ユニット１９とに送られる。
レシーバ部７は、図示しないが、対数増幅器、包絡線検
波回路、アナログディジタルコンバータ（Ａ／Ｄ）から
構成される。対数増幅器は、エコー信号を対数増幅す
る。包絡線検波回路は対数増幅器からの出力信号の包絡
線を検波する。この検波信号はアナログディジタルコン
バータを介してディジタル化され、検波データ（輝度デ
ータ）として出力される。

【００１９】検波データは、Ｂモードディジタルスキャ
ンコンバータ（ＤＳＣ）部８、メモリ合成部１０を介し
て表示部１１に送られ、Ｂモード画像としてビジュアル
に濃淡表示される。フレームメモリ９は、複数フレーム
分の輝度データを記憶するためにＢモードＤＳＣ部８に
接続されている。

【００２０】ＣＦＭユニット１９は、図示しないが、位
相検波回路、アナログディジタルコンバータ、ＭＴＩフ
ィルタ、自己相関器、演算部から構成され、ドプラ効果
による血流成分を抽出し、平均速度、分散、パワー等の
血流データを多点について求める。血流データはメモリ
合成部１０を介して表示部１１に送られ、平均速度画
像、分散画像、パワー画像、これらの組み合わせ画像と
して、Ｂモード画像に重ねて又は単独でカラー表示され
る。ＣＦＭ用フレームメモリ２０は、複数フレーム分の
血流データを記憶するためにＣＦＭユニット１９に接続
されている。

【００２１】ＣＰＵ１２には入力コード処理部２１が接
続されている。入力コード処理部２１は、図２（ａ）乃
至（ｄ）に一例を掲げるコード表を保持し、これらのコ
ード表に基づいて複数の画質に関わるパラメータを少な
くとも１つのパラメータコード（記号）に変換（コード
化）し圧縮する。入力コード処理部２１は、パラメータ
コードをイメージデータとしてメモリ合成部１０に供給
する。メモリ合成部１０は、パラメータコードをＢモー
ド画像や平均速度画像等と共に１フレーム（１画面）に
合成する。これによりパラメータコードは、Ｂモード画
像や平均速度画像等と共に同じ画面に表示される。ま
た、入力コード処理部２１は、パラメータコードをバー
コードに変換し、このバーコードをイメージデータとし
てメモリ合成部１０に供給する。メモリ合成部１０は、
バーコードをＢモード画像や平均速度画像等と共に１フ
レーム（１画面）に合成する。これによりバーコード
は、Ｂモード画像や平均速度画像等と共に同じ画面に表
示される。

【００２２】この表示画面は、表示部１１に接続されて
いるプリンタ２２によりそのまま用紙にカラー印刷され
る。また、表示画面はそのままビデオ信号として、表示
部１１に接続されているビデオカセットレコーダ（ＶＴ
Ｒ）２３により記録される。また、表示画面は、インス
タントカメラ２７により写真で撮影される。

【００２３】用紙にカラー印刷され、画面に再生表示さ
れ、又は写真に撮影されているパラメータコードは、オ
ペレータに認識され、オペレータによる操作パネル３の
キーボード４のキー入力を介してコードデータとして入
力コード処理部２１に供給される。

【００２４】また、用紙にカラー印刷され、又は写真に
撮影されているパラメータコードは、光学式文字読み取
り装置２５により読み取られ、コードデータとして入力
コード処理部２１に供給される。

【００２５】また、用紙にカラー印刷され又は写真に撮
影されているバーコードは、バーコードリーダ２６によ
り読み取られ、パラメータコードに変換された後、コー
ドデータとして入力コード処理部２１に供給される。

【００２６】入力コード処理部２１は、コードデータと
して供給されたパラメータコードをコード表に基づいて
画質に関わる複数のパラメータに解読する。解読された
画質に関わる複数のパラメータは、ＣＰＵ１２に取り込
まれる。

【００２７】ＣＰＵ１２は、入力コード処理部２１から
の画質に関わる複数のパラメータにしたがって画像が収
集され且つ表示されるように超音波送信部６、超音波受
信部５、レシーバ部７、ＢモードＤＳＣ部８、表示部１
１を制御する。これにより記録されている画像と同じ画
質で画像が収集され且つ表示される。

【００２８】次に本実施例の作用を説明する。 （画質に関わる複数のパラメータの記録）被検体の断面
は超音波送信部６及び超音波受信部５により超音波プロ
ーブ１を介して超音波ビームで繰り返しスキャンされ
る。超音波受信部５の出力に基づいてレシーバ部７で検
波データが検出される。この検波データは、ＢモードＤ
ＳＣ部８、メモリ合成部１０を介して表示部１１に送ら
れ、Ｂモード画像としてビジュアルに濃淡表示される。
またＣＦＭモードでは超音波受信部５の出力に基づいて
ＣＦＭユニット１９で血流データが検出される。この血
流データはメモリ合成部１０を介して表示部１１に送ら
れ、平均速度画像、分散画像、パワー画像、これらの組
み合わせ画像として、Ｂモード画像に重ねて又は単独で
カラー表示される。オペレータは表示された画像を観察
して、適当な画質が得られるように操作パネル３を操作
し、画質に関わる複数のパラメータを必要に応じて個々
に選択及び調整する。図３（ａ）にＢモード及びＣＦＭ
モードに共通の画質に関わる複数のパラメータの一例が
示され、図３（ｂ）にＣＦＭモード特有の画質に関わる
複数のパラメータの一例が示されている。画質に関わる
複数のパラメータとしては、上述したように、送信パワ
ー、ゲイン、ダイナミックレンジ、各モードにおける飽
和レベル、ラスタ間補間条件、送信フィルタ条件、受信
フィルタ条件、輝度補正条件等がある。また、ＣＦＭド
プラモード特有のパラメータとしては、色調補正条件、
繰り返し周波数（ＰＲＦ）、カラーゲインの値、エコー
レベル、交互段数、バースト波数、位相検波で用いる参
照周波数等がある。

【００２９】ＣＰＵ１２は、オペレータにより選択され
た画質に関わる複数のパラメータにしたがって画像が収
集され且つ表示されるように超音波送信部６、超音波受
信部５、レシーバ部７、ＢモードＤＳＣ部８、表示部１
１を制御する。これにより画像が所望の画質で収集され
且つ表示される。

【００３０】オペレータにより選択された画質に関わる
複数のパラメータ（図４（ａ）参照）は、入力コード処
理部２１により所定の順番に配列され（図４（ｂ）参
照）、図２（ａ）乃至（ｄ）に一例を掲げるコード表に
基づいて少なくとも１つのパラメータコードに変換され
る（図４（ｃ）参照）。このコード化は、図２（ａ），
（ｂ）に示すように、１つのパラメータに対して１つの
パラメータコードが対応してもよいし、図２（ｃ），
（ｄ）に示すように、複数、例えば２つのパラメータに
対して１つのパラメータコードが対応してもよい。複数
のパラメータコードは所定の順番に記号列として配列さ
れる。このようなコード化により、複数のパラメータコ
ードの記号列全体の語数（語長）は、必然的に画質に関
わる複数のパラメータ全体の語数よりも著しく短縮され
る。

【００３１】このようなパラメータコードの記号列は、
イメージデータとして入力コード処理部２１からメモリ
合成部１０に供給され、図４（ｄ）に示すように表示部
１１によりＢモード画像や平均速度画像等と共に同じ表
示画面に表示される。なお、パラメータコードの記号列
は、入力コード処理部２１でバーコードに変換され、こ
のバーコードはイメージデータとして入力コード処理部
２１からメモリ合成部１０に供給され、図５（ａ），
（ｂ）に示すように表示部１１にＢモード画像や平均速
度画像等と共に同じ表示画面に表示されてもよい。な
お、バーコードの表示位置に関しては、図５（ａ）に示
すように画像の下方の空スペースであってもよいし、図
５（ｂ）に示すように深度ゼロを表すためのスケールの
一部を流用してもよい。

【００３２】このようにパラメータコードが画像と共に
１フレームに合成され１画面に同時表示された表示画面
は、図４（ｅ）に示すように、プリンタ２２によりその
まま用紙にカラー印刷され、用紙という媒体のもとで保
管され、また、表示画面はそのままビデオ信号として、
ビデオカセットレコーダ２３により記録され、磁気テー
プという媒体のもとで保管され、また、表示画面は、イ
ンスタントカメラ２７により印画紙に写真として撮影さ
れ、印画紙という媒体のもとで保管される。 （画質の再現）ここで同一患者の同一部位について、数
カ月あるいは数年前の画像と現在の画像とを比較した
り、異なる被検体間での数カ月あるいは数年前の画像と
現在の画像とを比較するいわゆる比較診断を行うことを
考える。

【００３３】この比較診断では、数カ月あるいは数年前
の比較対象となる画像が印刷された印刷用紙又は撮影さ
れた写真が書庫から選出され、又は比較対象となる画像
が磁気テープから検索され再生表示される。

【００３４】用紙にカラー印刷され、画面に再生表示さ
れ、又は写真に撮影されているパラメータコードは、オ
ペレータに認識され、オペレータによる操作パネル３の
キーボード４のキー入力を介してコードデータとして入
力コード処理部２１に供給される（図４（ｆ），（ｇ）
参照）。

【００３５】また、用紙にカラー印刷され、又は写真に
撮影されているパラメータコードは、光学式文字読み取
り装置２５により読み取られ、コードデータとして入力
コード処理部２１に供給される（図４（ｆ），（ｈ）参
照）。

【００３６】また、用紙にカラー印刷され又は写真に撮
影されているバーコードは、バーコードリーダ２６によ
り読み取られ、パラメータコードに変換された後、コー
ドデータとして入力コード処理部２１に供給される。

【００３７】コードデータとして供給されたパラメータ
コードは入力コード処理部２１でコード表に基づいて画
質に関わる複数のパラメータに解読される。解読された
画質に関わる複数のパラメータのデータは、ＣＰＵ１２
に取り込まれる。

【００３８】ＣＰＵ１２では、現在の超音波検査におい
て入力コード処理部２１からの画質に関わる複数のパラ
メータにしたがって画像が収集され且つ表示されるよう
に超音波送信部６、超音波受信部５、レシーバ部７、Ｂ
モードＤＳＣ部８、表示部１１を制御する。これにより
記録されている画像と同じ画質で画像が収集され且つ表
示される。

【００３９】このように画質に関わる複数のパラメータ
はパラメータコードに変換されて画像と共に記録され
る。限り有る記録スペースを同じと想定して、記録可能
な画質に関わるパラメータの量を考察すると、画質に関
わるパラメータをそのまま数値の羅列の状態で記録する
よりも、本実施例のようにコード化して記録する方が記
録可能な画質に関わるパラメータの量は必ず多くなる。
これは画質の再現性が向上されることを意味し、現在の
画像と過去の画像との比較診断において診断精度が向上
し、また定量的診断等の信頼性が高くなることを実現す
る。

【００４０】また、画質に関わる複数のパラメータはパ
ラメータコードとして画像と同じフレームに合成されて
画面写真やビデオ信号として記録される。これは、過去
の画像とそれが収集され表示されたときのパラメータと
の整合作業が不要であることを意味し、パラメータ管理
上の簡素・簡易化を実現する。

【００４１】また、現在の画像と過去の画像との画質が
変化した原因が、疾病の進行によるものなのか、パラメ
ータの相違によるものか、又は装置側の故障であるのか
という判断を正確に下すことができ、診断精度の向上が
図れ、また不要なメンテナンスを排除することが実現さ
れる。本発明は、上述した実施例に限定されることな
く、種々変形して実施可能である。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば次のような効果が実現さ
れる。画質に関わる複数のパラメータはパラメータコー
ドに変換されて画像と共に記録される。限り有る記録ス
ペースを同じと想定して、記録可能な画質に関わるパラ
メータの量を考察すると、画質に関わるパラメータをそ
のまま数値の羅列の状態で記録するよりも、本実施例の
ようにコード化して記録する方が記録可能な画質に関わ
るパラメータの量は必ず多くなる。これは画質の再現性
が向上されることを意味し、現在の画像と過去の画像と
の比較診断において診断精度が向上し、また定量的診断
等の信頼性が高くなることを実現する。

【００４３】また、画質に関わる複数のパラメータはパ
ラメータコードとして画像と同じ画面に合成されて記録
される。これは、過去の画像とそれが収集され表示され
たときのパラメータとの整合作業が不要であることを意
味し、パラメータ管理上の簡素・簡易化を実現する。

【００４４】また、現在の画像と過去の画像との画質が
変化した原因が、疾病の進行によるものなのか、パラメ
ータの相違によるものか、又は装置側の故障であるのか
という判断を正確に下すことができ、診断精度の向上が
図れ、また不要なメンテナンスを排除することが実現さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る超音波診断装置のブロ
ック図。

【図２】コード表の一例を示す図。

【図３】画質に関わるパラメータの一例を示す図。

【図４】本実施例の動作説明図。

【図５】パラメータコードがバーコードとして表示され
る場合の表示画面の一例を示す図。

【符号の説明】

１…超音波プローブ、 ２…トラックボ
ール、３…操作パネル、 ４…キー
ボード、５…超音波受信部、 ６…超
音波送信部、７…レシーバ部、 ８
…Ｂモード用ＤＳＣ部リ、９…フレームメモリ、
１０…メモリ合成部、１１…表示部、
１２…ＣＰＵ、１３…タイミング信号発
生器、 １４…トリガ信号発生器、１９…ＣＦＭ
ユニット、 ２０…ＣＦＭ用フレームメモ
リ、２１…入力コード処理部、 ２２…プリ
ンタ、２３…ＶＴＲ、 ２４…装
置本体、２５…光学式文字読み取り装置、 ２６…
バーコードリーダ、２７…インスタントカメラ。

【手続補正書】

【提出日】平成７年１０月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】本実施例の動作説明図。(d),(f),(h),(i) は、
ディスプレー上に表示した中間調画像の写真である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】パラメータコードがバーコードとしてディスプ
レー上に表示された表示画面の中間調画像の写真であ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体の断面を超音波でスキャンし、得
   られたエコー信号に基づいて画像を収集する画像収集手
   段と、 前記画像を表示する表示手段と、 前記表示手段による表示画面を記録する記録手段と、 前記画像の画質に関わる複数のパラメータを少なくとも
   １つのパラメータコードに変換し、前記表示画面に前記
   画像と共に合成する手段とを具備することを特徴とする
   超音波診断装置。
2. 【請求項２】 前記記録手段により前記表示画面内に記
   録された前記パラメータコードを前記複数のパラメータ
   に解読する解読手段と、前記解読手段により解読された
   前記複数のパラメータで画像が収集され且つ表示される
   ように前記画像収集手段及び前記表示手段を制御する手
   段とをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の超
   音波診断装置。
3. 【請求項３】 前記記録手段は前記表示画面を写真撮影
   し又は用紙に印刷するものであり、前記写真又は前記用
   紙に記録されている前記パラメータコードを光学的に読
   み取る手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記
   載の超音波診断装置。