(57)【要約】【課題】超音波診断装置における改良されたメモリの構成を実現する。【解決手段】三次元空間が複数の領域に分割され、物理メモリ３０の二つの格納領域Ａ，Ｂの各々には、１つの領域の断層画像データが記憶される。二つの格納領域Ａ，Ｂを備えた物理メモリ３０が、いわゆるピンポンバッファとして機能し、各領域ごとに複数の断層画像データが次々に仮想メモリ４０に転送され、仮想メモリ４０内に、１ボリューム分の全ての断層画像データが集められる。三次元スキャンコンバータ５０は、複数の断層画像データの配列方向に関する座標変換処理を行う。そして、画像形成部６０は、三次元スキャンコンバータ５０において得られた三次元データに基づいて三次元超音波画像を形成する。【選択図】図１
2014033821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を送受するプローブと、
プローブを制御することにより三次元空間内から受信信号を得る送受信部と、
複数領域に分割された前記三次元空間内の受信信号に基づいて各領域ごとに次々に得られる画像用データを各領域ごとに記憶する物理メモリと、
物理メモリから各領域ごとに次々に転送される画像用データを複数領域に亘って集めて記憶する仮想記憶領域と、
仮想記憶領域から得られる複数領域の画像用データに基づいて前記三次元空間の超音波画像を形成する画像形成部と、
を有する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記物理メモリは、少なくとも二つの格納領域を備えた半導体メモリで構成され、一方の格納領域に一つの領域の画像用データが記憶される間に、他方の格納領域に既に記憶された他の領域の画像用データが仮想記憶領域へ転送される、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の超音波診断装置において、
前記仮想記憶領域は、当該装置が備える少なくとも一つの記憶媒体から確保される記憶領域を利用して構成される仮想メモリである、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元空間の超音波画像を形成する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波を送受することにより三次元空間内から得られる受信信号に基づいて、その三次元空間の超音波画像を形成する超音波診断装置が知られている（特許文献１，２参照）。
【０００３】
例えば、診断対象となる三次元空間全体から得られる１ボリューム分のデータを記憶するメモリを用いて、そのメモリに記憶されたデータを利用して三次元空間の超音波画像を形成することができる。しかし、その場合には、１ボリューム分のデータ量がメモリの容量により制約をうけてしまう。例えば、超音波画像の分解能を高めるために１ボリューム分のデータ量を増やそうとしても、メモリの容量を超えるデータ量の全部を一度に記憶することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１９５３１号公報
【特許文献２】特開２００９−２２６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、胎児の頭部や乳腺領域などの診断においても三次元の超音波画像による観察が行われており、分解能をさらに向上させた超音波画像が必要とされる。そのため、メモリの容量に制約をうけない装置の構成が望ましい。
【０００６】
本発明は、このような背景のもとに成されたものであり、その目的は、超音波診断装置における改良されたメモリの構成を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的にかなう好適な超音波診断装置は、超音波を送受するプローブと、プローブを制御することにより三次元空間内から受信信号を得る送受信部と、複数領域に分割された前記三次元空間内の受信信号に基づいて各領域ごとに次々に得られる画像用データを各領域ごとに記憶する物理メモリと、物理メモリから各領域ごとに次々に転送される画像用データを複数領域に亘って集めて記憶する仮想記憶領域と、仮想記憶領域から得られる複数領域の画像用データに基づいて前記三次元空間の超音波画像を形成する画像形成部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記構成において、物理メモリは、主に画像用データを記憶するために設けられた例えば半導体メモリ等である。これに対し、仮想記憶領域は、上記超音波診断装置が備える他の半導体メモリやハードディスクなどの記憶媒体から確保される記憶領域を利用して構成される仮想メモリである。
【０００９】
上記超音波診断装置によれば、各領域ごとに次々に得られる画像用データが各領域ごとに物理メモリに記憶され、その物理メモリから各領域ごとに次々に画像用データが仮想記憶領域に転送されるため、全領域の画像用データを一度に物理メモリに記憶する必要がない。そのため、例えば、超音波画像の分解能を向上させるにあたり、物理メモリの容量による制約を低減または回避することができる。
【００１０】
望ましい具体例において、前記物理メモリは、少なくとも二つの格納領域を備えた半導体メモリで構成され、一方の格納領域に一つの領域の画像用データが記憶される間に、他方の格納領域に既に記憶された他の領域の画像用データが仮想記憶領域へ転送される、ことを特徴とする。
【００１１】
望ましい具体例において、前記仮想記憶領域は、当該装置が備える少なくとも一つの記憶媒体から確保される記憶領域を利用して構成される仮想メモリである、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、超音波診断装置における改良されたメモリの構成が実現される。例えば本発明の好適な態様によれば、超音波画像の分解能を向上させるにあたり、物理メモリの容量による制約を低減または回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成を示す図である。
【図２】画像用データの記憶処理を説明するための図である。
【図３】本超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施において好適な超音波診断装置（本超音波診断装置）の全体構成図である。プローブ１０は、超音波を送受する超音波探触子であり、胎児の頭部や乳腺領域などの被検体を含む三次元空間内で超音波ビームを走査する。プローブ１０は、電子的走査により、または、電子的走査と機械的走査の組み合わせにより、三次元空間内で超音波ビームを立体的に走査する。
【００１５】
送受信部１２は、プローブ１０が備える複数の振動素子を送信制御して送信ビームを形成し、送信ビームを三次元空間内で走査させる。また、送受信部１２は、複数の振動素子から得られる複数の受信信号を整相加算処理して受信ビームを形成し、三次元空間内の全域から受信信号を収集する。つまり、送受信部１２は、送信ビームフォーマと受信ビームフォーマの機能を備えている。なお、三次元空間内の全域から受信信号を収集するにあたっては、超音波ビームを走査して二次元平面内の受信信号を得て、その二次元平面の位置を移動させつつ、三次元空間内に略等間隔（略等角度間隔）で配置される複数の二次元平面から受信信号が収集される。
【００１６】
二次元スキャンコンバータ（二次元ＳＣ）２０は、二次元平面内の受信信号に関する座標変換処理を行う。例えば、超音波ビームの深さ方向ｒと超音波ビームの走査角度θで二次元平面を表現するｒθ座標系で収集された受信信号が、同じ二次元平面に対応したｘｙ直交座標系の断層画像データに変換される。二次元スキャンコンバータ２０は、複数の二次元平面の各々について座標変換処理を行う。
【００１７】
物理メモリ３０は、画像用データを記憶するために設けられた例えば半導体メモリである。物理メモリ３０は、二つの格納領域Ａ，Ｂを備えており、二次元スキャンコンバータ２０から得られる複数の断層画像データが格納領域Ａまたは格納領域Ｂに記憶される。そして、複数の断層画像データは物理メモリ３０から仮想メモリ４０に転送される。
【００１８】
仮想メモリ４０は、本超音波診断装置が備える記憶媒体の少なくとも一部の記憶領域を利用して構成される。例えば、物理メモリ３０以外の半導体メモリやハードディスクなどから確保される空き領域が仮想メモリ４０として利用される。そして、物理メモリ３０から次々に転送される断層画像データが仮想メモリ４０の記憶領域に次々に記憶される。
【００１９】
図２は、本超音波診断装置による画像用データの記憶処理を説明するための図である。図２には、二次元スキャンコンバータ２０から物理メモリ３０を経て仮想メモリ４０にデータを記憶する様子が示されている。
【００２０】
本超音波診断装置においては、診断対象となる三次元空間内に略等間隔（略等角度間隔）で配置される複数の二次元平面から受信信号が収集され、そして、二次元スキャンコンバータ２０により、各二次元平面に対応した断層画像データに変換される。
【００２１】
図２には、二次元スキャンコンバータ２０において得られる三次元空間全域の１ボリューム分の複数の断層画像データ（Ｂ）が示されている。本超音波診断装置では、三次元空間が複数の領域に分割される。例えば、図２に示すように、１ボリューム分の複数の断層画像データが領域１から領域ＮまでのＮ個の領域に分割される。
【００２２】
物理メモリ３０の二つの格納領域Ａ，Ｂの各々には、１つの領域の断層画像データが記憶される。つまり、二次元スキャンコンバータ２０において、領域１に属する各断層画像データが形成されると、形成された断層画像データが次々に物理メモリ３０の格納領域Ａに記憶される。なお、二次元スキャンコンバータ２０において領域１の全ての断層画像データが形成されてから、それら全ての断層画像データが一度に物理メモリ３０の格納領域Ａに記憶されてもよい。
【００２３】
二次元スキャンコンバータ２０において、領域１に属する全ての断層画像データが形成され、続いて、領域２に属する各断層画像データが形成されると、領域２の各断層画像データは、次々に物理メモリ３０の格納領域Ｂに記憶される。なお、二次元スキャンコンバータ２０において領域２の全ての断層画像データが形成されてから、それら全ての断層画像データが一度に物理メモリ３０の格納領域Ｂに記憶されてもよい。
【００２４】
そして、物理メモリ３０の格納領域Ｂに領域２の各断層画像データが記憶される間に、格納領域Ａに既に記憶されている領域１の全ての断層画像データが、仮想メモリ４０に転送される。
【００２５】
さらに、二次元スキャンコンバータ２０において、領域２に続いて、領域３に属する各断層画像データが形成されると、領域３の各断層画像データは、次々に物理メモリ３０の格納領域Ａに記憶される。例えば、格納領域Ａに記憶されていた領域１の全ての断層画像データを消去してから、領域３の各断層画像データが格納領域Ａに記憶される。もちろん領域３の各断層画像データが領域１の各断層画像データに上書き処理されてもよい。
【００２６】
そして、物理メモリ３０の格納領域Ａに領域３の各断層画像データが記憶される間に、格納領域Ｂに既に記憶されている領域２の全ての断層画像データが、仮想メモリ４０に転送される。さらに、二次元スキャンコンバータ２０において形成される領域４の各断層画像データが、次々に物理メモリ３０の格納領域Ｂに記憶される。
【００２７】
このように、二つの格納領域Ａ，Ｂを備えた物理メモリ３０が、いわゆるピンポンバッファとして機能し、各領域ごとに複数の断層画像データが次々に仮想メモリ４０に転送され、仮想メモリ４０内に、１ボリューム分の全ての断層画像データが集められる。なお、仮想メモリ４０内において、１ボリューム分の全ての断層画像データは、例えば互いに異なる記憶領域に分散して記憶されてもよい。もちろん、分散して記憶する場合には、本超音波診断装置が備えるＣＰＵ等により構成される制御部が、どのデータをどこに記憶したのかを把握して、データの記憶と読み出しを制御する。
【００２８】
図１に戻り、三次元スキャンコンバータ（三次元ＳＣ）５０は、複数の断層画像データの配列方向に関する座標変換処理を行う。例えば、角度φ方向に沿って三次元空間内に配列された複数の断層画像データが角度φ方向から直線のｚ方向に変換される。こうして、二次元スキャンコンバータ２０と三次元スキャンコンバータ５０における座標変換処理により、例えば、ｒθφ走査座標系で得られた複数の断層画像データが、ｘｙｚ直交座標系の三次元データに変換される。
【００２９】
画像形成部６０は、三次元スキャンコンバータ５０において得られた三次元データに基づいて三次元超音波画像を形成する。画像形成部６０は、三次元データに基づいて、例えば、ボリュームレンダリング処理を行うことにより、胎児や乳腺等の被検体を立体的に映し出した三次元超音波画像の画像データを形成する。そして、画像形成部６０において形成された画像データに対応する三次元超音波画像が表示部７０に表示される。
【００３０】
なお、三次元スキャンコンバータ５０における座標変換処理と、画像形成部６０における画像形成処理は、仮想メモリ４０に各領域の断層画像データが転送される度に実行されてもよい。もちろん、１ボリューム分の全ての断層画像データが仮想メモリ４０に記憶されてから、三次元スキャンコンバータ５０における座標変換処理と、画像形成部６０における画像形成処理が実行されてもよい。
【００３１】
図３は、本超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。図１に示した構成（部分）については図１の符号を利用し、図３のフローチャートに沿って本超音波診断装置の動作を説明する。
【００３２】
まず、超音波の送受に先立って、例えば装置内全体の初期化処理において、メモリの設定が初期化される（Ｓ３０１）。次に、三次元画像を構成する断層画像データの１枚分のデータ容量が算出される（Ｓ３０２）。例えば、装置に予め設定されている又はユーザによって設定される分解能等の設定情報に基づいて、１枚の断層画像データに必要とされるデータ容量が算出される。
【００３３】
次に、物理メモリ３０に格納される断層画像データの枚数が算出される（Ｓ３０３）。例えば、物理メモリ３０の格納領域Ａと格納領域Ｂが互いに同じ格納容量であり、一方の格納容量とＳ３０２で算出された１枚の断層画像データのデータ容量とに基づいて、一方の格納領域に一度に格納できる断層画像データの枚数が算出される。
【００３４】
さらに、三次元空間を分割する領域の個数が算出される（Ｓ３０４）。例えば、装置に予め設定されている又はユーザによって設定される三次元空間全体の断層画像の枚数と、Ｓ３０３で算出された一方の格納領域に一度に格納できる枚数とに基づいて、三次元空間を分割する領域の個数が算出される。
【００３５】
そして、三次元空間に対する超音波の送受が開始されて受信信号が収集され（Ｓ３０５）、受信信号に基づいて得られる画像用データが図２を利用して詳述した処理により仮想メモリ４０に記憶される（Ｓ３０６）。つまり、Ｓ３０３で算出された枚数（例えば５枚）の断層画像データで１つの領域が構成され、各領域ごとに物理メモリ３０の格納領域Ａと格納領域Ｂに交互に断層画像データの記憶と転送が繰り返され、Ｓ３０４で算出される１ボリューム分の個数の領域の断層画像データが仮想メモリ４０に転送される。
【００３６】
さらに、仮想メモリ４０に記憶された複数の断層画像データに対して、三次元スキャンコンバータ５０において座標変換処理が行われ（Ｓ３０７）、画像形成部６０において三次元画像が形成されて表示部７０に表示される（Ｓ３０８）。
【００３７】
本超音波診断装置によれば、１ボリューム分の全ての画像用データを一度に物理メモリ３０に記憶する必要がないため、比較的低い容量で安価な物理メモリ３０を利用して、比較的高い分解能の三次元画像を形成することが可能になる。これにより、例えば、乳腺領域における微小石灰化などの診断において、従来では観察が困難であった微小疾患などを検出することが可能になる。
【００３８】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。
【符号の説明】
【００３９】
１０  プローブ、１２  送受信部、３０  物理メモリ、４０  仮想メモリ、６０  画像形成部。
【図１】
2014033821.tif 000003
【図２】
2014033821.tif 000004
【図３】
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