(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波プローブを動かさないで被検体に対して超音波スキャンをし超音波画像データを作成するとき、前記超音波プローブが受信した前記被検体からのエコー信号に基づいて複数フレームの超音波画像データを作成する表示画像制御部と、
前記作成された複数フレームの超音波画像データを記憶する記憶部と、
前記表示画像制御部によって設定された表示領域に超音波画像を表示する表示画面を有する表示部とを備え、
前記表示画像制御部は、前記記憶部に記憶された１フレームの超音波画像データに基づく超音波画像を前記表示領域に表示し、
前記表示部の表示領域に表示された超音波画像において、前記被検体中の移動する部分を含み、前記表示領域に表示された被検体よりも小さな領域を設定する領域設定部と、
前記領域設定部によって設定された領域に関して２つのフレームの間で前記超音波画像データの相関を演算することにより、そのフレーム間の超音波画像の移動量を算出する移動量算出部とを更に備え、
前記表示画像制御部は、前記被検体中の移動する部分が移動した後の１フレームの超音波画像を表示するとき、前記表示画面において、前記超音波画像が表示される表示領域を前記移動量算出部で算出された移動量の分だけ移動する超音波診断装置。
【請求項２】
前記表示画像制御部によって作成された前記２つのフレームは、時間的に隣り合ったフレームである請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記表示画像制御部は、前記移動量算出部によって超音波画像の移動が算出された場合に、算出された移動量の分だけ前記表示画面における前記表示領域を移動して超音波画像を表示する移動表示モードと、前記移動量算出部によって超音波画像の移動が算出された場合であっても、前記表示画面における前記表示領域を固定した状態で超音波画像を表示する非移動表示モードとを切り替えて、前記超音波画像を表示する請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
コンピュータに、
超音波プローブを動かさないで被検体に対して超音波スキャンをし超音波画像データを作成するとき、前記超音波プローブが受信した前記被検体からのエコー信号に基づいて複数フレームの超音波画像データを作成する機能と、
前記作成された複数フレームの超音波画像データを記憶する機能と、
表示部の表示画面における所定の表示領域に超音波画像を表示する機能と、
前記記憶された１フレームの超音波画像データに基づく超音波画像を前記表示領域に表示する機能と、
前記表示部の表示領域に表示された超音波画像において、前記被検体中の移動する部分を含み、前記表示領域に表示された被検体よりも小さな領域を設定する機能と、
前記設定された領域に関して２つのフレームの間で前記超音波画像データの相関を演算することにより、そのフレーム間の超音波画像の移動量を算出する機能と、
前記被検体中の移動する部分が移動した後の１フレームの超音波画像を表示するとき、前記表示画面において、前記超音波画像が表示される表示領域を前記算出された移動量の分だけ移動する機能
を実現させるための超音波診断装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示画面に設定された表示領域に超音波画像を表示する超音波診断装置に関し、特に前記表示領域を移動することができる超音波診断装置及びその制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置においては、被検体の体表面に超音波プローブを当接して超音波の送受信を行い、得られたエコーデータに基づく超音波画像を、表示画面に設定された所定の表示領域に表示している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−４２２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
超音波診断装置においては、前記超音波プローブを自由に移動させながら超音波の送受信を行なうことができる。ここで、前記表示画面においては、超音波画像の表示領域が固定されているため、超音波プローブが移動すると、これに伴って表示領域の中で超音波画像が移動する。このように超音波画像が移動すると、表示画面上において、臓器などの観察対象の位置関係が変わる。従って、超音波プローブを移動すると、観察対象の位置関係の把握が困難となったり、観察者の視線の移動が大きくなったりする。
【０００５】
また、前記超音波プローブは動いていなくても、呼吸などによって観察対象である生体組織が動く場合もある。この場合にも、表示領域の中で超音波画像が移動し、観察対象の位置関係が変わる。
【０００６】
このようなことから、対象を観察しやすい超音波画像を表示することができる超音波診断装置及びその制御プログラムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するためになされた第１の観点の発明は、所定の表示領域に超音波画像を表示する表示画面を有する表示部と、前記表示画面に前記表示領域を設定し、該表示領域に前記超音波画像を表示する表示画像制御部と、前記超音波画像の移動量を算出する移動量算出部と、を備え、前記表示画像制御部は、前記表示画面における前記表示領域を、前記移動量算出部で算出された移動量の分だけ移動することを特徴とする超音波診断装置である。
【０００８】
第２の観点の発明は、第１の観点の発明において、前記表示画像制御部は、前記超音波画像の移動に伴って移動した該超音波画像における生体組織が前記表示画面において移動前と同じ位置に表示されるように前記表示領域を移動することを特徴とする超音波診断装置である。
【０００９】
第３の観点の発明は、第１、２の観点の発明において、前記移動量算出部は、二つのフレーム間における超音波画像の移動量を算出することを特徴とする超音波診断装置である。
【００１０】
第４の観点の発明は、第３の観点の発明において、前記移動量算出部は、最新フレームの超音波画像と、該最新フレームの一フレーム前のフレームである直前フレームの超音波画像の間の移動量を算出することを特徴とする超音波診断装置である。
【００１１】
第５の観点の発明は、第１〜４のいずれか一の観点の発明において、前記移動量算出部は、二つのフレーム間における超音波画像の相関を演算することにより移動量を算出することを特徴とする超音波診断装置である。
【００１２】
第６の観点の発明は、第５の観点の発明において、前記移動量算出部によって相関を演算する対象となる領域が、超音波画像において移動する部分を少なくとも含むように設定される超音波診断装置である。
【００１３】
第７の観点の発明は、第４〜６のいずれか一の観点の発明において、前記移動量算出部は、前記最新フレームの超音波画像データと、前記直前フレームの超音波画像データとの相関を演算して移動量の算出を行なうことを特徴とする超音波診断装置である。
【００１４】
第８の観点の発明は、第４〜６のいずれか一の観点の発明において、前記移動量算出部は、前記直前フレームよりも前のフレームの超音波画像データを前記直前フレームの超音波画像データと位置合わせして合成した超音波画像データと、前記最新フレームの超音波画像データとの相関を演算して移動量の算出を行なうことを特徴とする超音波診断装置である。
【００１５】
第９の観点の発明は、第１〜４の観点の発明において、超音波の送信を行なってエコーを受信する超音波プローブの位置を検出するための位置センサと、該位置センサの位置検出情報に基づいて、エコーデータの位置を算出する位置算出部と、を備え、前記移動量算出部は、二つのフレームのエコーデータの位置情報に基づいて移動量を算出することを特徴とする超音波診断装置である。
【００１６】
第１０の観点の発明は、第１〜９のいずれか一の観点の発明において、前記表示画像制御部は、前記移動量算出部によって超音波画像の移動が算出された場合に、算出された移動量の分だけ前記表示画面における前記表示領域を移動して超音波画像を表示する移動表示モードと、前記移動量算出部によって超音波画像の移動が算出された場合であっても、前記表示画面における前記表示領域を固定した状態で超音波画像を表示する非移動表示モードとを切り替えて、前記超音波画像を表示することを特徴とする超音波診断装置である。
【００１７】
第１１の観点の発明は、コンピュータに、所定の表示領域に超音波画像を表示する表示画面に前記表示領域を設定し、該表示領域に前記超音波画像を表示する表示画像制御機能と、前記超音波画像の移動量を算出する移動量算出機能と、を実行させ、前記表示画像制御機能にあっては、前記表示画面における前記表示領域を、前記移動量算出部で算出された移動量の分だけ移動することを特徴とする超音波診断装置の制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１８】
上記観点の発明によれば、超音波画像が移動しても、この移動量の分だけ前記表示画面における前記表示領域が移動するので、移動した超音波画像における生体組織は表示画面において移動前の位置に表示される。これにより、対象を観察しやすい超音波画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第一実施形態における超音波診断装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す超音波診断装置における表示制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態の超音波診断装置における処理を示すフローチャートである。
【図４】超音波画像が表示された表示画面の一例を示す図である。
【図５】超音波画像の移動を説明する図である。
【図６】表示領域が移動した状態の表示画面の一例を示す図である。
【図７】超音波画像が移動したにもかかわらず、表示領域の位置が固定されている従来の表示画面を示す参考図である。
【図８】第一実施形態の変形例における超音波画像の一部の移動を説明する図である。
【図９】移動量の算出対象となる領域の一例を示す図である。
【図１０】第一実施形態の変形例における表示画面の一例を示す図である。
【図１１】第二実施形態における超音波診断装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】図１１に示す超音波診断装置における表示制御部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について説明する。
（第一実施形態）
先ず、第一実施形態について図１〜図７に基づいて説明する。図１に示す超音波診断装置１は、超音波プローブ２、送受信部３、エコーデータ処理部４、表示制御部５、表示部６、操作部７、制御部８及びＨＤＤ（ハードディスクドライブ：Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）９を備える。
【００２１】
前記超音波プローブ２は、アレイ状に配置された複数の超音波振動子（図示省略）を有して構成され、この超音波振動子によって被検体に対して超音波を送信し、そのエコー信号を受信する。前記送受信部３は、前記超音波プローブ２を所定の送信条件で駆動させ、スキャン面を超音波ビームによって音線順次で走査させる。前記送受信部３は前記制御部８からの制御信号によって前記超音波プローブ２を駆動させる。
【００２２】
また、前記送受信部３は、前記超音波プローブ２で得られたエコー信号について、整相加算処理等の信号処理を行ない、信号処理後のエコーデータを前記エコーデータ処理部４へ出力する。
【００２３】
前記エコーデータ処理部４は、前記送受信部３から出力されたエコーデータに対し、対数圧縮処理、包絡線検波処理等の所定の処理を行う。
【００２４】
前記表示制御部５は、図２に示すように、表示画像作成部５１、メモリ５２、移動量算出部５３、表示画像制御部５４を有する。前記表示画像作成部５１は、前記エコーデータ処理部４から出力されたエコーデータを、スキャンコンバータ（Ｓｃａｎ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）によって超音波画像データに走査変換する。そして、この超音波画像データに基づく超音波画像（Ｂモード画像）が前記表示部６に表示される。
【００２５】
前記メモリ５２は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの半導体メモリ（Ｍｅｍｏｒｙ）で構成される。このメモリ５２には、例えば前記エコーデータ処理部４から出力されて、前記表示画像作成部５１において前記超音波画像データに変換される前のエコーデータなどが記憶される。前記超音波画像データに変換される前のデータを、ローデータ（Ｒａｗ  Ｄａｔａ）と云うものとする。ローデータは、前記ＨＤＤ９に記憶されるようになっていてもよい。
【００２６】
前記移動量算出部５３は、前記超音波画像の移動量を算出する（移動量算出機能）。本例では、前記移動量算出部５３は、最新フレームＦ１の超音波画像データと、この最新フレームＦ１の一フレーム前のフレームである直前フレームＦ０の超音波画像データとの相関を演算して、前記直前フレームＦ０の超音波画像と、最新フレームＦ１の超音波画像の間の移動量を算出する。前記移動量算出部５３は、本発明における移動量算出部の実施の形態の一例であり、前記移動量算出機能は本発明における移動量算出機能の実施の形態の一例である。
【００２７】
前記表示画像制御部５４は、表示画像制御機能を実行する。具体的には、前記表示画像制御部５４は、前記表示部６の表示画面６ａ（図４参照）に表示領域Ｒを設定し、この表示領域Ｒに前記超音波画像データに基づく超音波画像Ｇを表示する。また、前記表示画像制御部５４は、前記移動量算出部５３で算出された移動量の分だけ前記表示画面６ａにおける前記表示領域Ｒを移動する。詳細は後述する。前記表示画像制御部５４は、本発明における表示画像制御部の実施の形態の一例であり、前記表示画像制御機能は本発明における表示画像制御機能の実施の形態の一例である。
【００２８】
前記表示部６は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）やＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）などで構成される。前記操作部７は、操作者が指示や情報を入力するためのキーボード及びポインティングデバイス（図示省略）などを含んで構成されている。
【００２９】
前記制御部８は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔＲａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を有して構成される。この制御部８は、前記ＨＤＤ９に記憶された制御プログラムを読み出し、前記移動量算出機能及び前記表示画像制御機能をはじめとする前記超音波診断装置１の各部における機能を実行させる。
【００３０】
さて、本例の超音波診断装置１の作用について図３のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ステップＳ１では、前記超音波プローブ２によって超音波の送受信を行ない、得られたエコーデータに基づいて、前記表示画像作成部５１が超音波画像データを作成する。そして、前記表示画像制御部５４は、図４に示すように前記表示部６の表示画面６ａに表示領域Ｒを設定し、この表示領域Ｒに前記超音波画像データに基づくリアルタイムの超音波画像Ｇを表示する。また、前記超音波画像データは、前記メモリ５２に記憶される。
【００３１】
ちなみに、図４において、符合ａ，ｂ，ｃは、超音波画像に表示された生体組織を示している（図５から図７においても同様）。
【００３２】
次に、ステップＳ２では、最新フレームＦ１の超音波画像Ｇと、一フレーム前の直前フレームＦ０の超音波画像Ｇとの間で画像の移動があったか否かを判定する。この移動の有無の判定は、前記移動量算出部５３が、前記最新フレームＦ１の超音波画像Ｇと前記直前フレームＦ０の超音波画像Ｇとの間の移動量を算出することにより行なう。前記移動量算出部５３は、算出された移動量が零であれば、超音波画像Ｇの移動がないと判定する（ステップＳ２でＮＯ）。一方、前記移動量算出部５３は、算出された移動量が零でなければ、超音波画像Ｇの移動があると判定する（ステップＳ２でＹＥＳ）。
【００３３】
前記移動量算出部５３による超音波画像Ｇの移動量の算出について詳しく説明する。前記移動量算出部５３は、前記最新フレームＦ１の超音波画像データと前記直前フレームＦ０の超音波画像データとの相関を演算して画像のマッチングを行ない超音波画像Ｇの移動量を算出する。前記移動量算出部５３は、移動量として平行移動量と回転移動量の算出を行なう。前記移動量算出部５３によって相関を演算する対象となる領域は、超音波画像Ｇの全領域であってもよいし、一部であってもよい。
【００３４】
ここで、本例では図５に示すように、前記超音波プローブ２を実線で示す位置から二点鎖線で示す位置（超音波プローブ２′）へ移動し、エコーデータの取得領域Ｘが取得領域Ｘ′に移動することにより、超音波画像Ｇの移動が生じる。従って、本例では、超音波画像Ｇの移動は、エコーデータの取得領域の移動を意味する。
【００３５】
ちなみに、図４における超音波画像Ｇ（移動前の画像）は、前記取得領域Ｘについての画像であり、また後述の図６における超音波画像Ｇ（移動後の画像）は、前記取得領域Ｘ′についての画像である。
【００３６】
ステップＳ２において超音波画像Ｇの移動がないと判定された場合、ステップＳ１の処理を繰り返し、図４に示すように前記表示領域Ｒの位置を固定したまま前記超音波画像Ｇを表示する。一方、ステップＳ２において超音波画像Ｇの移動があると判定された場合、ステップＳ３へ移行する。このステップＳ３では、前記表示画像制御部５４が、前記移動量算出部５３で算出された移動量の分だけ、図６に示すように前記表示領域Ｒを移動して超音波画像Ｇを表示する。
【００３７】
ここで、従来のように、超音波画像Ｇの移動があっても、図７に示すように前記表示画面６ａにおける表示領域Ｒの位置を固定したままであると、前記超音波画像Ｇの移動に伴って、例えば前記生体組織ａ，ｂ，ｃの位置が、表示画面６ａにおいて、二点鎖線で示す図４の位置から実線で示す位置に変わる。そこで、図６に示すように、前記移動量算出部５３で算出された移動量の分だけ、前記表示領域Ｒを移動して前記超音波画像Ｇを表示することにより、表示画面６ａにおいて、移動前と同じ位置に前記生体組織ａ，ｂ，ｃが表示される。これにより、超音波画像Ｇが移動しても観察しやすい超音波画像Ｇを表示することができる。
【００３８】
次に、第一実施形態の変形例について説明する。この変形例では、図８に示すように、前記超音波プローブ２の位置は変わらないものの、呼吸などによって生体組織が動いた場合について説明する。この変形例では、超音波画像Ｇの移動は、生体組織の移動を意味する。図８においては、生体組織ａ，ｂ，ｃは実線の位置から二点鎖線の位置へ移動している。
【００３９】
この変形例では、超音波画像Ｇの全体は移動せず、生体組織ａ，ｂ，ｃの部分を含む一部のみが移動する。すなわち、本発明における超音波画像の移動とは、表示領域に表示された超音波画像の全体が移動する場合のほか、超音波画像の一部が移動することも含まれる。
【００４０】
この変形例では、超音波画像Ｇの一部のみが移動するので、前記ステップＳ２において前記移動量算出部５３によって相関を演算する対象となる領域（移動量を算出する対象となる領域）を、超音波画像Ｇの一部とする。相関を演算する対象となる領域は、超音波画像Ｇにおいて移動する部分を含むように設定される。相関を演算する対象となる領域の具体例を図９に示す。超音波画像Ｇにおいて移動する部分が主な観察対象である場合、この移動する部分が超音波画像Ｇにおける深さ方向の中央部分になるように撮影を行なうため、相関を演算する対象となる領域Ｔは、破線で示すように超音波画像Ｇにおける深さ方向の中央部分に設定される。
【００４１】
前記移動量算出部５３により、前記領域Ｔを対象にして、前記最新フレームＦ１の超音波画像データと前記直前フレームＦ０の超音波画像データとの相関を演算して超音波画像Ｇの移動量が算出されると、この移動量の分だけ、図１０に示すように前記表示領域Ｒを移動して超音波画像Ｇを表示する（ステップＳ３）。これにより、超音波画像Ｇにおいて移動した部分が、前記表示画面６ａにおいて移動前と同じ位置に表示される。
【００４２】
次に、第二変形例について説明する。この第二変形例では、前記移動量算出部５３は、前記直前フレームＦ０よりも前のフレームの超音波画像データを前記直前フレームＦ０の超音波画像データと位置合わせして合成した超音波画像データと、前記最新フレームＦ１の超音波画像データとの間で移動量の算出を行なってもよい。
【００４３】
（第二実施形態）
次に、第二実施形態について説明する。図１１には第二実施形態の超音波診断層２０の概略構成が示されている。図１１において第一実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４４】
本例の超音波診断装置２０は、磁気発生部２１及び磁気センサ２２を備えている。前記磁気センサ２２は、前記超音波プローブ２に設けられており、例えばホール素子などで構成されている。そして、この磁気センサ２２により、例えば磁気発生コイルなどで構成される前記磁気発生部２１から発生する磁気が検出されるようになっている。前記磁気センサ２２における検出信号は、前記表示制御部５へ入力されるようになっている。前記磁気センサ２２における検出信号は、図示しないケーブルを介して前記表示制御部５へ入力されてもよいし、無線で前記表示制御部５へ入力されてもよい。前記磁気発生部２１及び前記磁気センサ２２は、本発明における位置センサの実施の形態の一例である。
【００４５】
本例では、前記表示制御部５は、図１２に示すように、前記表示画像作成部５１、前記メモリ５２、前記移動量算出部５３及び前記表示画像制御部５４のほか、位置算出部５５を有する。この位置算出部５５は、前記磁気センサ２２からの磁気検出信号に基づいて、前記磁気発生部２１を原点とする三次元空間における前記超音波プローブ２の位置及び傾きの情報（以下、「プローブ位置情報」と云う）を算出する。さらに、前記位置算出部５５は、前記プローブ位置情報に基づいてエコーデータの前記三次元空間における位置情報を算出する。前記位置算出部５５は、本発明における位置算出部の実施の形態の一例である。
【００４６】
本例の超音波診断装置１の作用は、第一実施形態と基本的に同一であるが、ステップＳ２における前記移動量算出部５３による移動量の算出方法が第一実施形態と異なる。具体的には、前記移動量算出部５３は、前記最新フレームＦ１のエコーデータ（ローデータ）の位置情報と前記直前フレームＦ０のエコーデータ（ローデータ）の位置情報とに基づいて超音波画像Ｇの移動量を算出する。ここでは、前記超音波プローブ２を移動することによる超音波画像Ｇの移動が算出される。
【００４７】
なお、ステップＳ１，Ｓ３については第一実施形態と同一であり、説明を省略する。
【００４８】
以上説明した第二実施形態によっても、第一実施形態と同一の効果を得ることができる。
【００４９】
以上、本発明を前記実施形態によって説明したが、本発明はその主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことはもちろんである。例えば、前記移動量算出部５３によって超音波画像Ｇの移動が算出された場合に、上述のように算出された移動量の分だけ前記表示画面６ａにおける前記表示領域Ｒを移動して超音波画像Ｇを表示する移動表示モードと、前記移動量算出部５３によって超音波画像Ｇの移動が算出された場合であっても、前記表示画面６ａにおける前記表示領域Ｒを移動せずに固定した状態で超音波画像Ｇを表示する非移動表示モードとを切り替えることができるようになっていてもよい。移動表示モードと非移動表示モードは、例えば前記操作部７からの指示入力により切り替えられる。
【００５０】
また、上述の各実施形態ではリアルタイムの超音波画像を対象としているが、前記ＨＤＤ９や前記メモリ５２に記憶されたエコーデータ（ローデータ）や超音波画像データに基づく超音波画像を対象にしてもよい。すなわち、前記ＨＤＤ９や前記メモリ５２に記憶されたエコーデータ（ローデータ）や超音波画像データに基づく超音波画像を表示する際に、超音波画像の移動量の分だけ表示領域を移動させて表示するようにしてもよい。
【００５１】
さらに、前記表示部６の表示画面６ａに表示される超音波画像Ｇは、移動量の算出に用いる超音波画像データに基づく画像でなくてもよい。例えば、前記最新フレームＦ１の超音波画像データを、この最新フレームＦ１以前のフレームの超音波画像データと合成して得られた超音波画像データに基づく超音波画像Ｇが、最新フレームＦ１の画像として表示されてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１，２０  超音波診断装置
２、２′  超音波プローブ
６  表示部
６ａ  表示画面
２１  磁気発生部（位置センサ）
２２  磁気センサ（位置センサ）
５３  移動量算出部
５４  表示画像制御部
５５  位置算出部
Ｒ  表示領域
Ｇ  超音波画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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