(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に対する超音波の送受波により受信信号を出力する送受波手段と、
前記受信信号に基づいて超音波画像を形成する超音波画像形成手段と、
入力された生体信号の振幅の周期的変化に連動してマーカーが周期的に運動する振幅表示画像を形成する振幅表示画像形成手段と、
前記超音波画像と前記振幅表示画像とを合成表示する表示処理手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記超音波画像は横軸を時間軸とした画像であり、
前記振幅表示画像は前記超音波画像に並んで表示され、その縦軸が振幅軸であることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
生体に対する超音波の送受波により受信信号を出力する送受波手段と、
前記受信信号に基づいて超音波画像を形成する画像形成手段と、
入力された生体信号の振幅の周期的な変化に連動して表示色が変化する振幅表示画像を形成する振幅表示画像形成手段と、
前記超音波画像と前記振幅表示画像とを合成表示する表示処理手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、
前記超音波画像は横軸を時間軸とした画像であり、
前記振幅表示画像はその横軸としての時間軸が前記超音波画像の時間軸に対して並行にされつつ表示され、
前記振幅表示画像の時間軸上に沿って前記生体信号の振幅に応じた着色が施されることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
生体に対する超音波の送受波により受信信号を出力する送受波手段と、
前記受信信号に基づいて超音波画像を形成する画像形成手段と、
入力された生体信号の振幅の周期的な変化に連動して信号波形が変化する振幅表現音信号を生成する振幅表現音信号生成手段と、
前記振幅表現音信号を入力し、前記超音波画像の表示に際して振幅表現音を出力するスピーカと、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
生体に対する超音波の送受波により受信信号を出力する送受波手段と、
前記受信信号に基づいて、横軸が時間軸である超音波画像を形成する画像形成手段と、
前記超音波画像の時相に関連付けて、入力された生体信号の振幅を示す情報を記憶する記憶手段と、
前記超音波画像上において時相が選択された場合に、前記記憶部に格納された生体信号の振幅の情報に基づいて、当該振幅を表現する振幅表示画像を形成する振幅表示画像形成手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
生体に対する超音波の送受波により受信信号を出力する送受波手段と、
前記受信信号に基づいて、横軸が時間軸である超音波画像を形成する画像形成手段と、
前記超音波画像上における時相と、入力された生体信号の振幅とを関連付けする手段と、
前記生体信号の振幅が選択された場合に、当該振幅に関連付けられた超音波画像上における時相を特定する時相特定手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波診断装置に関し、特に超音波画像とともに生体信号の情報を表示する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
超音波診断装置においては超音波の送受波により超音波画像が表示される。超音波画像としては、Ｂモード画像、Ｍモード画像、ドプラ画像（Ｄモード画像）などが周知である。ここで、Ｂモード画像は二次元断層画像であり、Ｍモード画像は深さ方向（所定方位のビーム方向）に沿ったエコーデータ列を時間軸上に表した画像であり、Ｄモード画像はサンプルボリューム内のエコーデータをドプラ解析して得られるドプラ情報の周波数成分の分布を時間軸上に表した画像である。
【０００３】
一方、超音波診断装置には、心電信号、脈波信号、呼吸信号などの各種の生体信号が入力され、それらの生体信号の波形が上記の超音波画像とともに表示画面上に表示される。例えば、Ｍモード画像が表示される場合、その下段に重ねて心電信号の波形が表示され、また、その中央部にも重ねて呼吸信号の波形が表示される。従来、呼吸信号の周期は心拍に対して大きく、よって上下方向に比較的大きな振れ幅で表示される。よって、そのような超音波画像と波形との重なり合いが生じると、超音波画像の観察上、目障りであるという問題があった。もちろん、生体信号の波形を超音波画像上からずらして表示することも可能であるが、特に複数の生体信号を超音波画像からずらして表示する場合、超音波画像のサイズを大きく縮小しなければならず、その画像観察上、支障がある。よって、波形表示自体を変更することが求められる。
【０００４】
また、従来においては、生体信号の振幅と超音波画像の時相の関連付けはなされていない。よって、生体信号の振幅を指定して、それに対応するＭモード画像の時相を特定したり、Ｍモード画像上において時相を指定して、それに対応する生体信号の振幅を特定するようなことはできなかった。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、表示画面上において大きな表示領域を要せずに生体信号の振幅を表現することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、超音波画像上における時相との関係において生体信号の振幅を特定できるようにすることにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、生体信号の振幅との関係において超音波画像上における時相を特定できるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、生体に対する超音波の送受波により受信信号を出力する送受波手段と、前記受信信号に基づいて超音波画像を形成する超音波画像形成手段と、入力された生体信号の振幅の周期的変化に連動してマーカーが周期的に運動する振幅表示画像を形成する振幅表示画像形成手段と、前記超音波画像と前記振幅表示画像とを合成表示する表示処理手段と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、生体信号の振幅の周期的変化に連動してマーカーが周期的に運動する振幅表示画像を形成できるので、各時相における生体信号の振幅をそれほど表示領域を要することなく表示することができる。つまり、生体信号の波形表示によると、どうしてもその表示領域を大きくせざるを得ないが、上記の振幅表示画像によれば、非波形表示によって必要な表示領域を小さくすることが可能である。また、マーカーの運動によって振幅の変化態様を直感的に把握できる。
【００１０】
望ましくは、前記超音波画像は横軸を時間軸とした画像であり、前記振幅表示画像は前記超音波画像に並んで表示され、その縦軸が振幅軸である。上記超音波画像は例えばＭモード画像やＤモード画像などであり、上記振幅表示画像は望ましくは上下方向に伸長した帯状の領域内においてバー（マーカー）が上下運動する表示態様を有する。
【００１１】
（２）また、上記目的を達成するために、本発明は、生体に対する超音波の送受波により受信信号を出力する送受波手段と、前記受信信号に基づいて超音波画像を形成する画像形成手段と、入力された生体信号の振幅の周期的な変化に連動して表示色が変化する振幅表示画像を形成する振幅表示画像形成手段と、前記超音波画像と前記振幅表示画像とを合成表示する表示処理手段と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、生体信号の振幅を表示色として表示できるので、波形表示に比べて表示領域を小さくすることが可能である。ここで、表示色の変化には、輝度変化、色相変化、彩度変化などが含まれる。
【００１３】
望ましくは、前記超音波画像は横軸を時間軸とした画像であり、前記振幅表示画像はその横軸としての時間軸が前記超音波画像の時間軸に対して並行にされつつ表示され、前記振幅表示画像の時間軸上に沿って前記生体信号の振幅に応じた着色が施される。
【００１４】
上記構成によれば、超音波画像上における各時相のデータに対応付けて生体信号の振幅の情報を表示することが可能である。
【００１５】
（３）また、上記目的を達成するために、本発明は、生体に対する超音波の送受波により受信信号を出力する送受波手段と、前記受信信号に基づいて超音波画像を形成する画像形成手段と、入力された生体信号の振幅の周期的な変化に連動して信号波形が変化する振幅表現音信号を生成する振幅表現音信号生成手段と、前記振幅表現音信号を入力し、前記超音波画像の表示に際して振幅表現音を出力するスピーカと、を含むことを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、聴覚によって生体信号の振幅の大小を知覚させることができる。振幅表現音信号の信号波形の変化態様には、周波数変化、レベル変化、変調などが含まれる。
【００１７】
（４）また、上記目的を達成するために、本発明は、生体に対する超音波の送受波により受信信号を出力する送受波手段と、前記受信信号に基づいて、横軸が時間軸である超音波画像を形成する画像形成手段と、前記超音波画像の時相に関連つけて、入力された生体信号の振幅を示す情報を記憶する記憶手段と、前記超音波画像上において時相が選択された場合に、前記記憶部に格納された生体信号の振幅の情報に基づいて、当該振幅を表現する振幅表示画像を形成する振幅表示画像形成手段と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、生体信号の振幅を選択して、それに対応する超音波画像上における時相あるいはその時相における画像データを特定することが可能である。
【００１９】
（５）また、上記目的を達成するために、本発明は、生体に対する超音波の送受波により受信信号を出力する送受波手段と、前記受信信号に基づいて、横軸が時間軸である超音波画像を形成する画像形成手段と、前記超音波画像上における時相と、入力された生体信号の振幅とを関連付けする手段と、前記生体信号の振幅が選択された場合に、当該振幅に関連付けられた超音波画像上における時相を特定する時相特定手段と、を含むことを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、超音波画像上において、時間軸上の時相を選択すれば、その時相に対応した生体信号の振幅を振幅表示画像から読み取ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示すブロック図である。
【００２３】
図１において、プローブ１０は体表面上に当接して用いられあるいは体腔内に挿入して用いられる超音波探触子である。プローブ１０には複数の振動素子からなるアレイ振動子が設けられており、このアレイ振動子によって超音波ビームが形成される。
【００２４】
送信部１２は、アレイ振動子に対して複数の送信信号を供給し、これによって送信ビームを形成する機能を有している。受信部１４はアレイ振動子から出力される複数の受信信号に対して整相加算を行って受信ビームを形成し、これによって整相加算後の受信信号を出力する。
【００２５】
制御部１６は、本装置の各構成を制御しており、本実施形態においては、制御部１６に操作パネル１８が接続されており、この操作パネル１８を利用してユーザーは各種の設定やモード切替えなどを行える。
【００２６】
Ｂモード処理部２０は、受信部１４から出力される受信信号に基づいて公知のＢモード画像を形成する回路である。また、Ｍモード処理部２２は、受信部１４から出力される受信信号に基づいて公知のＭモード画像を形成する回路である。図１には図示されていないが、これ以外に、Ｄモード処理部あるいはそれ以外の画像処理部を設けるようにしてもよい。
【００２７】
心電計３２は、被検体に対して設けられ、心電信号を出力する。この心電信号は信号処理部３６に入力され、この信号処理部３６によって所定の信号処理を経た後、心電信号が出力処理部２４へ出力される。呼吸センサ３４は、被検に設けられ、呼吸運動を表す呼吸信号を出力する。この呼吸信号は信号処理部３８に入力され、そこで信号処理を経た後、呼吸信号が出力処理部２４へ出力される。
【００２８】
出力処理部２４は、本実施形態において、呼吸信号に基づいて、呼吸振幅表示画像を形成する機能と、その呼吸振幅表示画像、Ｂモード画像、Ｍモード画像、心電波形などの各イメージを合成し、合成された画像を表示部２８に出力する機能と、を有している。この出力処理部２４の動作内容については後に図７〜図９を用いて説明する。
【００２９】
記憶部２６には、本実施形態において上記の各イメージが時相との関係において格納されており、本実施形態においては特にＭモード画像における時相と各時相の呼吸振幅との対応関係が管理されている。すなわち、後に説明するように、呼吸振幅からそれに対応するＭモード画像上における特定の時相を判定したり、あるいは、Ｍモード画像上における時相から特定の呼吸振幅を判定したりすることができる。
【００３０】
表示部２８には、後に説明する合成画像が画面表示される。
【００３１】
ちなみに、本実施形態においては、出力処理部２４が振幅表現音信号を生成する機能を有しており、具体的には呼吸信号に基づいてその振幅を表す振幅表現信号が生成され、スピーカ３０へ出力されている。
【００３２】
上記構成において、呼吸信号をどのような出力形態で出力するのかについてはユーザー選択ができるように構成されている。
【００３３】
図２には、表示部２８に表示される合成画像の一例が示されている。表示画面１００内には、Ｂモード画像１０２及びＭモード画像１０６が表示されている。ここで、Ｍモード画像１０６はＢモード画像１０２上においてユーザー設定された特定の方位についての画像である。ここで、その方位を示すライン１０４が図２に示されている。Ｍモード画像１０６上にはその下側に心電波形１１０が表示されている。ちなみに、破線で示される呼吸信号の波形１０８は本実施形態において実際に表示されておらず、その代わりに振幅表示画像１１６が表示されている。この振幅表示画像１１６は、マーカーとしてのバー１１８が呼吸信号の振幅に対応して上下に周期的に運動するスライドバーとして構成されており、すなわち、Ｍモード画像１０６の形成段階における各時相に対応した呼吸振幅がこの振幅表示画像１１６によって表示される。これによって、各時相においてリアルタイムで呼吸振幅を把握することが可能となる。ちなみに、バー１１８は空気を吸う動作においては上方へ運動し、空気を吐く動作においては下方へ運動する。
【００３４】
一方、Ｍモード画像１０６をフリーズした状態において、カーソル１１４を登場させ、そのカーソル１１４によって特定の時相をユーザー指定すれば、当該時相に対応した呼吸振幅を振幅表示画像１１６によって表示することが可能である。また、そのようなカーソル１１４が表示されている状態において、バー１１８の位置をユーザー操作することにより、そのバー１１８が表す振幅の時相に対応した位置にカーソル１１４が自動的に運動し、そのカーソル１１４の位置からＭモード画像１０６上における対応時相を視覚的に確認することが可能である。つまり、バー１１８とカーソル１１４は連動関係にある。
【００３５】
図３に示す実施形態においては、呼吸振幅の大小が表示色の変化によって表現されており、具体的にはＭモード画像１０４の隣に振幅表示画像１２０が表示されている（図３（Ａ）参照）。図３（Ｂ）には、表示色の変化条件が示されており、この例では赤及び青の２色が利用され、呼吸振幅が赤又は青の輝度値に対応づけられている。よって、図３（Ａ）に示した振幅表示画像１２０によれば、そこに示される色及びその輝度から呼吸振幅の大小を直感的に把握することができる。
【００３６】
図４に示す実施形態は図３に示す実施形態を拡張したものに相当し、この実施形態においてはＭモード画像１０６の下段に振幅表示画像１２２が表示されている。ここで、Ｍモード画像１０６と振幅表示画像１２２はそれらの時間軸が共に並行にされており、かつ、水平方向における時相が一致している。この振幅表示画像１２２においては、図３（Ｂ）に示した表示条件が採用されており、すなわち呼吸の振幅が色相及び輝度の変化によって示されている。よって、従来のように呼吸信号を波形表示する場合には相当程度の表示領域を要していたが、このような色表示を採用すれば、それに必要な表示領域を小さくできるという利点がある。
【００３７】
なお、図５に示す表示例においては、呼吸振幅が数値１２４によって表示されている。
【００３８】
図６に示す実施形態においては、その（Ａ）に示すように、表示画面１００上においてはＢモード画像１０４及びＭモード画像１０６だけが表示されており、その一方において、呼吸振幅の大小は上述した振幅表現音として出力されている。具体的には、（Ｂ）に示すように、例えばｆ１〜ｆ２までの周波数帯域内において呼吸振幅の大小によって周波数変化をもたらされ、これによってその音色から呼吸振幅の大小を聴覚的に理解させることが可能である。もちろん、このような周波数変化によらずに音圧レベルの調整や変調を利用するようにしてもよい。
【００３９】
次に、図１に示した出力処理部２４を中心とする装置の動作について説明する。
【００４０】
図７において、Ｓ１０１では、ユーザーによりいずれかの呼吸表示モードが選択される。Ｓ１０２では、入力される呼吸信号に基づいて、Ｓ１０１で選択された表示モードに応じた振幅表示画像が生成される。もちろん、呼吸表示モードとして音出力モードが選択された場合には、上述した呼吸表現音信号が生成されることになる。Ｓ１０３では、上述したように、振幅表示画像を含む画像が表示される。あるいは、超音波画像の表示と共に、上記の呼吸振幅表現音がスピーカーから出力されることになる。Ｓ１０４では、処理を終了するか否かが判断され、その処理を終了しない場合には上述したＳ１０２からの工程が繰り返し実行される。すなわち、リアルタイムで視覚的にあるいは聴覚的に呼吸振幅の大小を認識できるような出力がなされる。
【００４１】
図８において、Ｓ２０１では、図２に示したように、表示画面１００にカーソル１１４が表示される。Ｓ２０２では、ユーザー操作によってそのカーソル１１４が所望の位置に移動される。これはＭモード画像１０６上における時相の選択に相当する。
【００４２】
Ｓ２０３では、当該時相に対応する振幅表示画像が生成される。あるいは、上記のように呼吸振幅表現音が生成される。これは図１に示した記憶部２６上に格納されている情報に基づいて行われるものである。Ｓ２０４では上記の合成画像が表示され、あるいは超音波画像の表示と共に呼吸振幅表現音が出力される。そして、Ｓ２０５においてこの処理を終了しないと判断した場合には、Ｓ２０２からの各工程が繰り返し実行される。すなわち、ユーザーによってカーソル１１４の位置を自在に設定すれば、その時相に対応した呼吸振幅の情報を得ることが可能となる。
【００４３】
図９において、Ｓ３０１で図２に示したカーソル１１４が表示されると、Ｓ３０２では、図２に示したバー１１８がユーザーによって操作され、それが所望の位置に位置決めされる。これは実質的に呼吸信号上における時相の選択に相当するものである。
【００４４】
Ｓ３０３では、Ｍモード画像１０６上において、Ｓ３０２で指定された時相に対応する位置へカーソル１１４が移動され、そこに位置決めされる。ちなみに、これは画像の更新を伴うものである。Ｓ３０４で処理を終了しないと判断された場合、上記のＳ３０２からの各工程が繰り返し実行される。
【００４５】
上記実施形態においては、呼吸振幅の情報が表現されていたが、もちろん例えば脈波などの振幅の情報を表現するようにしてもよく、さらに他の情報を上記の手法を組み合わせて表示するようにしてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、生体信号の振幅の情報を非波形表示することが可能となる。また、本発明によれば、使い勝手の良い超音波診断装置を構成できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】スライドバーによって呼吸振幅を表現する場合の表示例を示す図である。
【図３】表示色によって呼吸振幅を表現する場合の例を示す図である。
【図４】時間軸上に沿って着色を施す例を示す図である。
【図５】呼吸振幅を数値表現する場合の例を示す図である。
【図６】呼吸振幅を音として表現する場合の例を示す図である。
【図７】画像合成表示における処理例を示す図である。
【図８】超音波画像上で時相を選択し、それに対応する呼吸振幅の情報を出力する場合の処理例を示す図である。
【図９】呼吸振幅の時相を指定し、それに対応する超音波画像上の時相を特定する場合の処理例を示す図である。
【符号の説明】
１０  プローブ、１２  送信部、１４  受信部、２０  Ｂモード処理部、２２Ｍモード処理部、２４  出力処理部、２６  記憶部、２８  表示部、３０  スピーカ、３２  心電計、３４  呼吸センサ、３６，３８  信号処理部。
【図１】
0003628272.tif 000002
【図２】
0003628272.tif 000003
【図３】
0003628272.tif 000004
【図４】
0003628272.tif 000005
【図５】
0003628272.tif 000006
【図６】
0003628272.tif 000007
【図７】
0003628272.tif 000008
【図８】
0003628272.tif 000009
【図９】
0003628272.tif 000010