WO2010001443A1

WO2010001443A1 - 超音波診断装置

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Publication number: WO2010001443A1
Application number: PCT/JP2008/001790
Authority: WO
Inventors: 岡崎秀樹
Original assignee: 株式会社島津製作所
Priority date: 2008-07-04
Filing date: 2008-07-04
Publication date: 2010-01-07

Abstract

　一画面上に複数の超音波画像を表示する機能を備えた超音波診断装置において、エコー信号に所定の処理を施すことでＢモード信号を生成する複数の信号処理手段１２、１３と、各信号処理手段における処理条件を個別に設定する第１の処理条件設定手段２３、２４と、各信号処理手段によって生成されたＢモード信号に基づく複数のＢモード画像を一画面中に配置した合成画像を生成する合成画像生成手段１５～１８と、前記合成画像中の各Ｂモード画像の領域毎に個別の処理条件にて所定の画像処理を施す画像処理手段１９と、前記画像処理手段において前記各領域に適用される処理条件を個別に設定する第２の処理条件設定手段２３、２４とを設ける。これにより、複数の画像を比較して画質パラメータの変更による画質変化の度合いを容易に把握することができ、最適な画質パラメータの調整作業が行えるようになる。

Description

超音波診断装置

　本発明は、超音波の送受を利用して被検体内部の情報を表す超音波画像を生成・表示する超音波診断装置に関する。

　超音波診断装置を用いて被検者体内の情報を示す超音波画像を撮像する際には、被検者の体型（太っているか、痩せているか）や、診断部位、あるいは撮影を行う担当者（以下、ユーザと呼ぶ）の好みに応じて、ゲインやダイナミックレンジなどの画質に影響する種々のパラメータ（以下、画質パラメータと呼ぶ）の設定をその都度変更するのが一般的である。その際、ユーザはモニタの画面上に描出される超音波画像を参照しながら操作卓に設けられたダイヤル等を操作し、画質パラメータを様々に変化させることで前記画面上の超音波画像が最適な画質となるように調整を行う。

　しかしながら、前記画質パラメータを変更した際の微妙な画質変化の度合いをユーザが客観的に把握するのは困難であることから、画質パラメータの調整作業は時間を要し、且つ熟練を必要とするものであった。

特開2007-159923号公報

　一方、従来よりモニタの画面上に二つの超音波画像を同時に表示する（以下これを二画像表示と呼ぶ）機能を備えた超音波診断装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。そこで、例えば、このような二画像表示機能を利用してモニタの画面上に二つの超音波画像を表示させ、一方の画像の画質パラメータを種々に変更させながら他方の画像と比較することで画質の変化を確認する方法が考えられる。しかしながら、従来の超音波診断装置において二つのＢ（Brightness）モード画像を同時に表示させる場合、どちらか一方の画像のみがリアルタイム画像となり、もう一方の画像はフリーズ画像となる。そのため、ユーザは静止画像と動画像を比較することとなり、微妙な画質変化を捉えることが困難であった。

　なお、直前に取得された複数フレーム分の画像を記憶するシネメモリを備えた超音波診断装置であれば、上記のような二画像表示を行う際に、一方にリアルタイム画像を表示させ、他方にシネメモリに記憶された画像を動画像として表示させることが可能である。そこで、該リアルタイム画像の画質パラメータを様々に変更しながらシネメモリから再生した画像と比較することで画質変更の効果を確認する方法も考えられるが、操作が煩雑になるという問題があった。

　そこで、本発明が解決しようとする課題は、画質パラメータの変更による効果をユーザが容易に把握することができ、熟練者でなくても簡単に最適な画質パラメータの設定を行うことのできる超音波診断装置を提供することである。

　上記課題を解決するために成された本発明の第１の態様に係る超音波診断装置は、
　一つの画面上に複数の超音波画像を表示する機能を備えた超音波診断装置において、
　a) 超音波送受によって取得されたエコー信号に所定の処理を施すことによりＢモード信号を生成する信号処理手段と、
　b) 前記信号処理手段によって生成されたＢモード信号に基づく同一のＢモード画像を一画面中に複数個配置した合成画像を生成する合成画像生成手段と、
　c) 前記合成画像中の各Ｂモード画像の領域毎に個別の処理条件にて所定の画像処理を施す画像処理手段と、
　d) 前記画像処理手段において前記各領域に適用される処理条件を個別に設定する処理条件設定手段と、
　を有することを特徴としている。

　上記本発明の第１の態様に係る超音波診断装置では、まず、合成画像生成手段によって複数のＢモード画像を並べた合成画像が生成され、その後、画像処理手段によって該合成画像中の各Ｂモード画像の領域についてそれぞれ個別に設定された処理条件（すなわち画質パラメータ）で所定の画像処理が施される。ここで、前記合成画像中の各画像は信号処理手段で生成された同一のＢモード信号に基づくものであり、超音波送受及び信号処理手段での信号処理が所定の周期で繰り返し実行されるのに伴い、該合成画像中の各画像も略同一周期で更新されるため、上記合成画像中の複数の画像はいずれもリアルタイム画像とすることができる。これにより、上記の処理条件のみが異なる複数の超音波画像を動画像として一画面中に並べて表示することが可能となり、ユーザはこれらの画像を比較することによって処理条件の違いによる微妙な画質変化を容易に把握することができるようになる。

　また、上記課題を解決するために成された本発明の第２の態様に係る超音波診断装置は、
　一つの画面上に複数の超音波画像を表示する機能を備えた超音波診断装置において、
　a) 超音波送受によって取得されたエコー信号に所定の処理を施すことによりＢモード信号を生成する複数の信号処理手段と、
　b) 前記複数の信号処理手段の各々における処理条件を個別に設定する処理条件設定手段と、
　c) 前記複数の信号処理手段の各々によって生成されたＢモード信号に基づく複数のＢモード画像を一画面中に配置した合成画像を生成する合成画像生成手段と、
　を有することを特徴としている。

　上記本発明の第２の態様に係る超音波診断装置は、エコー信号からＢモード信号を生成する信号処理手段を並列に複数系統備えており、各信号処理手段では、上記処理条件設定手段によって個別に設定された処理条件に基づいてＢモード信号が生成される。各信号処理手段で生成されたＢモード信号は合成画像生成手段に入力され、そこで各Ｂモード信号に基づく複数のＢモード画像を並べた合成画像が生成される。なお、超音波送受によって取得されたエコー信号は、前記各信号処理手段に同時に入力され、これらの信号処理手段で並行に処理されるため、上記合成画像中の複数の画像はいずれもリアルタイム画像とすることができる。これにより、上記の処理条件のみが異なる複数の画像を動画像として一画面中に並べて表示することが可能となり、ユーザはこれらの画像を比較することによって処理条件の違いによる微妙な画質変化を容易に把握することができるようになる。

　さらに本発明に係る超音波診断装置は、上記第１の態様に係る超音波診断装置の特徴と第２の態様に係る超音波診断装置の特徴を兼ね備えたものとしてもよい。

　すなわち、上記課題を解決するために成された本発明の第３の態様に係る超音波診断装置は、一つの画面上に複数の超音波画像を表示する機能を備えた超音波診断装置において、
　a) 超音波送受によって取得されたエコー信号に所定の処理を施すことによりＢモード信号を生成する複数の信号処理手段と、
　b) 前記複数の信号処理手段の各々における処理条件を個別に設定する第１の処理条件設定手段と、
　c) 前記複数の信号処理手段の各々によって生成されたＢモード信号に基づく複数のＢモード画像を一画面中に配置した合成画像を生成する合成画像生成手段と、
　d) 前記合成画像中の各Ｂモード画像の領域毎に個別の処理条件にて所定の画像処理を施す画像処理手段と、
　e) 前記画像処理手段において前記各領域に適用される処理条件を個別に設定する第２の処理条件設定手段と、
　を有することを特徴としている。

　なお、上記第１乃至第３の態様に係る超音波診断装置における処理条件設定手段は、ユーザに上記処理条件を設定させるものであってもよく、装置側で適当な処理条件を自動設定するものであってもよい。また、該処理条件設定手段によって設定される項目（画質パラメータ）は、例えば、ゲイン、ダイナミックレンジ、エンハンス処理の設定値や、走査深度に応じた増幅利得の調整を行うSTC（センシティビティ・タイム・コントロール）処理の設定値、特定の階調に対する階調補正を行うポストプロセス処理の設定値など、画質に影響するパラメータであればいかなるものであっても良い。

　以上のような構成を有する本発明の第１乃至第３の態様に係る超音波診断装置によれば、一つの画面上に複数の超音波画像を同時に表示させ、各画像の画質をそれぞれ個別に調節することができる。またその際、前記複数の超音波画像はいずれもリアルタイム画像として表示させることができるため、煩雑な操作を行うことなしに動画像同士を比較することができる。従って、熟練者でなくても画質調整による効果を適切に把握することができ、最適な画質設定を行うことが可能となる。

本発明の一実施例に係る超音波診断装置の要部構成を示すブロック図。同実施例の超音波診断装置における画質パラメータの調整手順を示すフローチャート。本発明の別の実施例に係る超音波診断装置の要部構成を示すブロック図。本発明の更に別の実施例に係る超音波診断装置の要部構成を示すブロック図。

符号の説明

１０…超音波プローブ
１１…送受信部
１２…第１信号処理部
１３…第２信号処理部
１４…ＤＳＣ
１５…第１ラインメモリ
１６…第２ラインメモリ
１７…フレームメモリ
１８…書き込み／読み出し制御部
１９…表示処理部
２０…モニタ
２３…制御部
２４…操作部

　以下、本発明に係る超音波診断装置の一実施例について図面を参照しながら説明する。

　図１は本実施例に係る超音波診断装置の要部構成を示すブロック図である。超音波プローブ１０は被検者（図示しない）の身体に押し当てられ、送受信部１１の制御の下に、その被検者の体内に超音波を送波すると共に該体内からの反射波を受波して電気信号（以下これをエコー信号と呼ぶ）に変換する。前記エコー信号は送受信部１１にて整相加算された後、第１信号処理部１２及び／又は第２信号処理部１３へと出力される。

　これらの信号処理部１２、１３はエコー信号に対してゲイン調整処理、フィルタリング処理、対数圧縮処理、検波処理、ダイナミックレンジ調整処理、エッジエンハンス処理などの所定の処理を施すことにより超音波ビーム一本分のＢモード信号を生成するものであり、生成されたＢモード信号はデジタルスキャンコンバータ（以下、ＤＳＣと呼ぶ）１４へと送出される。

　ＤＳＣ１４は、第１信号処理部１２で生成されたＢモード画像データを格納する第１ラインメモリ１５と、第２信号処理部１３で生成されたＢモード画像データを格納する第２ラインメモリ１６を有し、更にモニタ２０の画面上に表示する画像データを格納するためのフレームメモリ１７を備えている。更に、ＤＳＣ１４は各メモリ１５、１６、１７へのデータの書込み及び各メモリ１５、１６、１７からのデータの読み出しを制御する書き込み／読み出し制御部１８を備えており、書き込み／読み出し制御部１８が第１ラインメモリ１５及び／又は第２ラインメモリ１６に格納された画像データを読み出してフレームメモリ１７上の所定のアドレスに格納し、更にフレームメモリ１７に格納された画像データをモニタ２０の走査方式に従って読み出すことによりモニタ２０の画面上に表示可能な形式の信号が生成される。こうしてフレームメモリ１７から読み出されたデータは表示処理部１９に送出され、そこでガンマ変換等のポストプロセス処理を施された後、モニタ２０に出力されてその画面上に表示される。

　上記各部の動作は制御部２３によって制御され、さらに制御部２３に対してはキーボードや各種操作ボタン、トラックボールなどを備えた操作部２４によってユーザの指示が入力される。例えば、ユーザが操作部２４で所定の操作を行うことにより、モニタ２０の画面上に1つの超音波画像を表示させる（以下これを一画像表示と呼ぶ）か、２つの超音波画像を左右に並列配置して表示させる（以下これを二画像表示と呼ぶ）かを切り替えることができる。また、ゲインやダイナミックレンジなど画質に影響するパラメータについてもユーザが操作部２４を操作することによって設定することができる。操作部２４から画質パラメータの変更が指示されると、制御部２３を介して信号処理部１２、１３及び表示処理部１９に設定の変更が伝達される。なお、二画像表示を行っている場合には、これらのパラメータを左右の画像について個別に設定することができる。制御部２３を中心とする各部の機能は、超音波プローブ１０、操作部２４、モニタ２０などの入出力装置を除いて、ＣＰＵに所定のプログラムを実行させることにより、いわゆるソフトウェア的に実現してもよく、回路などによってハードウエア的に構成してもよい。また、両者が組み合わされた構成であってもよい。

　上記構成から成る本実施例の超音波診断装置において一画像表示を行う場合、送受信部１１からの出力信号は第１信号処理部１２又は第２信号処理部１３のいずれか一方のみに入力され、第１ラインメモリ１５、又は第２ラインメモリ１６を経てフレームメモリ１７に格納される。これにより画面の中央に１つのＢモード画像が配置された表示画像データが生成され、該表示画像データが表示処理部１９を経てモニタ２０に出力される。なおこのとき、表示処理部１９では前記表示画像データの全体について均一な処理が施される。

　一方、二画像表示を行う場合には、送受信部１１からの出力信号は第１信号処理部１２及び第２信号処理部１３の双方に同時に入力される。各信号処理部１２、１３ではそれぞれ個別に設定された画質パラメータに従って所定の信号処理が施され、各信号処理部１２、１３で生成されたＢモード画像データはそれぞれ第１ラインメモリ１５及び第２ラインメモリ１６に格納される。そして、書込み／読み出し制御部１８によって第１ラインメモリ１５内の画像データをフレームメモリ１７の画面左側に相当する区画に格納し、第２ラインメモリ１６内の画像データをフレームメモリ１７の画面右側に相当する区画に格納することにより、２つのＢモード画像を左右に並列配置した表示画像データ（合成画像データ）が生成される。その後、該表示画像データは表示処理部１９にてガンマ補正等の所定の画像処理を施された上でモニタ２０に出力されるが、その際、表示処理部１９では該表示画像データの左側半分と右側半分についてそれぞれ個別の画質パラメータが適用される。

　なお、本実施例では、第１信号処理部１２及び第２信号処理部１３が本発明における信号処理手段に相当し、ラインメモリ１５、１６、フレームメモリ１７、及び書込み／読み出し制御部１８が本発明における合成画像生成手段に相当する。また、表示処理部１９が本発明における画像処理手段に相当し、更に、本実施例の操作部２４及び制御部２３が協同して本発明における処理条件設定手段（第１の処理条件設定手段及び第２の処理条件設定手段）として機能する。

　以下、本実施例の超音波診断装置において二画像表示を利用して画質調整を行う際の手順について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。

　本実施例の超音波診断装置において、一画像表示の実行中にユーザが操作部２４から二画像表示の開始を指示すると、上述したような二画像表示が開始され、モニタ２０の画面上に２つのＢモード画像２１、２２が左右に並べて表示される（ステップＳ１１）。なお、この時点では、左右の画像には同一の画質パラメータが適用されているため、両画像２１、２２は完全に同一の画像となっている。

　続いて、ユーザが操作部２４を操作してゲイン、ダイナミックレンジ、ガンマ値などの画質パラメータの設定を変更する（ステップＳ１２）。ここで、ユーザは例えば右画像２２用の画質パラメータのみを変更し、左画像２１用の画質パラメータはそれまでと同一の値に設定する。

　更にユーザが操作部２４で所定の操作を行って上記画質パラメータの設定を確定すると、制御部２３は左画像２１用の画質パラメータを第１信号処理部１２に、右画像２２用の画質パラメータを第２信号処理部１３に送出する。また、表示処理部１９へは右画像用パラメータ及び左画像用パラメータの両方を送出する。これにより、第２信号処理部１３では変更後の右画像用パラメータに従った信号処理が、第１信号処理部１２ではそれまでと同一設定の左画像用パラメータに従った信号処理がそれぞれ実行される（ステップＳ１３）。また、表示処理部１９における画像処理では、合成画像中の右画像２２の領域には変更後の右画像用パラメータが適用され、左画像２１の領域にはそれまでと同一設定の左画像用パラメータが適用される（ステップＳ１３）。

　以上により、モニタ２０の画面上に表示された右画像２２の画質が変化するため、ユーザは該画像を左画像２１と比較することで画質パラメータの変更による効果を確認する。なお、このとき左右の画像はいずれもリアルタイム画像であり、画質以外の条件（描出部位や時相等）は同一であるため、ユーザはこれらの画像２１、２２を比較することで画質パラメータ変更による微妙な画質の変化を容易且つ適切に把握することができる。

　こうした比較の結果、右画像２２が最適画質になったとユーザが判断した場合（ステップＳ１４でＹｅｓ）は、操作部２４で所定の操作を行うことにより右画像２２を選択して一画像表示への切り替えを指示する（ステップＳ１５）。これにより、送受信部１１からの出力信号が第２信号処理部１３のみに出力されるようになると共に、表示処理部１９において画面全域に均一な処理が施されるようになる。なお。このとき第２信号処理部１３及び表示処理部１９における処理には、一画像表示への切り替えを指示した時点（すなわちステップＳ１５）における右画像用パラメータが適用される。その結果、モニタ２０上には最適画質のＢモード画像が一画像表示され、該画像が診断に供されることとなる。

　一方、ステップＳ１４において、更なる画質変更が必要であるとユーザが判断した場合（ステップＳ１４でＮｏ）は、ステップＳ１２に戻って画質パラメータの設定をやり直し、右画像２２が最適な画質となるまでステップＳ１２～Ｓ１４を繰り返し実行する。

　なお、ここでは右画像２２の画質パラメータのみを種々に変更させながら画質パラメータを変更しない左画像２１と比較し、右画像２２が最適な画質となった時点で該画像２２を一画像表示して診断に供する場合を例に取って説明したが、当然ながら左画像２１の画質パラメータを変更するようにしてもよい。また、左右両方の画像２１、２２の画質パラメータを変更し、最適な方を選択して一画像表示するようにしてもよい。

　以上、実施例を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明を行ったが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変更が許容される。例えば、上記実施例では、二系統の信号処理部１２、１３を設けて個別の画質パラメータに基づく処理を行い、更に表示処理部１９において左画像と右画像の領域に個別の画質パラメータを適用する構成としたが、このいずれか一方のみを行う構成としてもよい。このような装置の一例を図３に示す。この例では、各信号処理部１２、１３では上述の実施例と同様に個別の画質パラメータに基づく処理を行い、表示処理部１９では単一の画質パラメータに基づく均一な画像処理を行う。あるいは、図４に示すように信号処理部２５を一系統のみ備えた構成とし、ラインメモリ２６からフレームメモリ１７へのデータの書き込み制御によって信号処理部２５からの出力に基づく同一のＢモード画像を左右に並べた合成画像をフレームメモリ１７内に生成し、その後、表示処理部１９において該合成画像内の左画像２１と右画像２２の領域について個別の画質パラメータに基づく処理を施すようにしてもよい。これらの構成とした場合でも、２つのＢモード画像を同時にリアルタイム表示して両画像の画質を個別に変更することが可能である。

　また、上記では２つの断層画像を左右に並べて表示する例を示したが、これらの画像は上下に並べるようにしてもよく、あるいは３つ以上の画像を同時に表示し、その各々について個別に画質パラメータを設定できる構成としてもよい。

　なお、上記実施例においては、本発明を医療用の超音波診断装置に適用するものとしたが、本発明は、工業製品や建造物等の欠陥検出等の非破壊検査に用いられる超音波診断装置など、超音波の送受信を利用して対象の内部情報を取得する種々の装置に適用できることは明らかである。

Claims

　一つの画面上に複数の超音波画像を表示する機能を備えた超音波診断装置において、
　a) 超音波送受によって取得されたエコー信号に所定の処理を施すことによりＢモード信号を生成する信号処理手段と、
　b) 前記信号処理手段によって生成されたＢモード信号に基づく同一のＢモード画像を一画面中に複数個配置した合成画像を生成する合成画像生成手段と、
　c) 前記合成画像中の各Ｂモード画像の領域毎に個別の処理条件にて所定の画像処理を施す画像処理手段と、
　d) 前記画像処理手段において前記各領域に適用される処理条件を個別に設定する処理条件設定手段と、
　を有することを特徴とする超音波診断装置。
　一つの画面上に複数の超音波画像を表示する機能を備えた超音波診断装置において、
　a) 超音波送受によって取得されたエコー信号に所定の処理を施すことによりＢモード信号を生成する複数の信号処理手段と、
　b) 前記複数の信号処理手段の各々における処理条件を個別に設定する処理条件設定手段と、
　c) 前記複数の信号処理手段の各々によって生成されたＢモード信号に基づく複数のＢモード画像を一画面中に配置した合成画像を生成する合成画像生成手段と、
　を有することを特徴とする超音波診断装置。
　一つの画面上に複数の超音波画像を表示する機能を備えた超音波診断装置において、
　a) 超音波送受によって取得されたエコー信号に所定の処理を施すことによりＢモード信号を生成する複数の信号処理手段と、
　b) 前記複数の信号処理手段の各々における処理条件を個別に設定する第１の処理条件設定手段と、
　c) 前記複数の信号処理手段の各々によって生成されたＢモード信号に基づく複数のＢモード画像を一画面中に配置した合成画像を生成する合成画像生成手段と、
　d) 前記合成画像中の各Ｂモード画像の領域毎に個別の処理条件にて所定の画像処理を施す画像処理手段と、
　e) 前記画像処理手段において前記各領域に適用される処理条件を個別に設定する第２の処理条件設定手段と、
　を有することを特徴とする超音波診断装置。