(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に超音波を送受信する探触子と、該送受信した超音波による反射エコー信号を処理する超音波送受信部と、該処理した反射エコー信号を被検体内の断層像データとして時系列に記録する記録手段と、上記被検体の生体波を検出して心電波形として記録する生体信号検出手段と、上記超音波送受信部からの断層像のリアルタイム像の信号と記録手段から読み出したスローモーション再生像の信号とを入力して合成する表示合成手段と、上記リアルタイム像とスローモーション再生像とを同一画面に並列表示すると共にこの表示画面の一部に上記リアルタイム像の心電波形を表示するように制御する制御手段と、上記各画像データを読み出し画像として表示する画像表示手段とを有する超音波診断装置において、
上記制御手段への操作入力により、上記画像表示手段に表示された心電波形上で、特定時相から所定時間だけ遡った位置にスローモーション再生開始マークを設定し且つ所定時間だけ経過した位置にスローモーション再生終了マークを設定し、上記制御手段の制御で、上記記録手段への画像データの入力に対する出力の時遅れを、上記心電波形上での特定時相から所定時間だけ遡った時間に設定し、上記画像表示手段に表示される画像データと心電波形のデータとが同じ時間だけ遅れて表示されるようにして、上記スローモーション再生開始マーク又はスローモーション再生終了マークが設定された時相から断層像のスローモーション再生を行ない、且つスローモーション再生を終了させるようにしたことを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、超音波を利用して被検体内の診断部位について断層像データを時系列に複数フレーム記録すると共に生体信号を検出しその断層像及び生体信号を表示する超音波診断装置に関し、特に診断部位のリアルタイム像とスローモーション再生像とを同一画面に並列表示すると共に、この表示画面の一部に上記リアルタイム像の心時相とスローモーション再生像の心時相とを同時に表示することができる超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の超音波診断装置は、被検体内に超音波を送受信する探触子と、この探触子を駆動して超音波を発生させると共に受信した反射エコーの信号を処理する超音波送受信部と、この超音波送受信部からの反射エコー信号をディジタル化し運動組織を含む被検体内の断層像データを時系列に複数フレーム記録するメモリ部と、このメモリ部からのディジタル信号を超音波ビームの走査線ごとに書き込んで画像データを形成するディジタルスキャンコンバータと、上記被検体の生体波を検出して生体信号を生成すると共にこの生体信号を心電波形等として記録する生体信号検出手段と、制御・グラフィック部から出力されるグラフィックデータを記憶するグラフィックメモリと、上記ディジタルスキャンコンバータ及び生体信号検出手段並びにグラフィックメモリからの出力データを入力し画像表示するために合成する合成部と、上記各構成要素の動作を制御すると共に各種グラフィックデータを作成する制御・グラフィック部と、上記合成部からの画像データを画像として表示する画像表示手段とを有して成っていた。そして、上記画像表示手段の画面上に、得られた超音波断層像と重畳して心電波形等の生体信号を表示し、この生体信号により例えば心時相を把握していた。
【０００３】
例えば超音波断層像を計測しながら表示するリアルタイム観察時には、図４（ａ）に示すように、上記断層像の表示領域の下に設けられた生体信号表示領域Ｅ内にリアルタイムで入力する心電波形を表示し、この心電波形上で心電波形書き換えラインＬを例えば矢印Ａのように一端側から他端側へ移動して、１心拍前の古い心電波形Ｗ０に代えて現心拍の新しい心電波形Ｗｎに順次書き換えるサーベイモードにより表示していた。或いは、図４（ｂ）に示すように、上記と同様の生体信号表示領域Ｅ内にリアルタイムで入力する心電波形Ｗを表示し、この心電波形Ｗを心拍の進みに従って矢印Ｂのように進行させて、上記生体信号表示領域Ｅの右側端部Ｃに現心拍の新しい心電波形Ｗｎが順次出現するスクロールモードにより表示していた。さらに、既に計測し記録してある超音波断層像を読み出して表示するシネメモリ再生時には、図５に示すように、上記と同様の生体信号表示領域Ｅ内にシネメモリから読み出した心電波形Ｗを表示し、この心電波形Ｗ上で現時点の心時相を示すバーＤを矢印Ｆのように一端側から他端側へ移動して、上記バーＤの動く位置で心電波形上の心時相を表示していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の超音波診断装置においては、診断部位の断層像をリアルタイムで観察するときは、表示画面にそのリアルタイム像だけを表示しており、また、既に計測し記録してある断層像を読み出して観察するシネメモリ再生又はスローモーション再生時には、そのシネ再生像又はスローモーション再生像だけを表示していた。従って、診断部位のリアルタイム像とシネ再生像又はスローモーション再生像とを同一画面に並列して表示することはできなかった。このことから、注目部位についてリアルタイム像とスローモーション再生像とを同一画面上で並列して観察することはできず、診断効率が低下することがあった。また、上記リアルタイム像の心時相とスローモーション再生像の心時相とを同一画面内で同時に把握することはできず、スローモーション再生像の心時相が現在の心時相のどの辺に対応するかがわからず、正しい診断が行えないことがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、診断部位のリアルタイム像とスローモーション再生像とを同一画面に並列表示すると共に、この表示画面の一部に上記リアルタイム像の心時相とスローモーション再生像の心時相とを同時に表示することができる超音波診断装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による超音波診断装置は、被検体内に超音波を送受信する探触子と、該送受信した超音波による反射エコー信号を処理する超音波送受信部と、該処理した反射エコー信号を被検体内の断層像データとして時系列に記録する記録手段と、上記被検体の生体波を検出して心電波形として記録する生体信号検出手段と、上記超音波送受信部からの断層像のリアルタイム像の信号と記録手段から読み出したスローモーション再生像の信号とを入力して合成する表示合成手段と、上記リアルタイム像とスローモーション再生像とを同一画面に並列表示すると共にこの表示画面の一部に上記リアルタイム像の心電波形を表示するように制御する制御手段と、上記各画像データを読み出し画像として表示する画像表示手段とを有する超音波診断装置において、上記制御手段への操作入力により、上記画像表示手段に表示された心電波形上で、特定時相から所定時間だけ遡った位置にスローモーション再生開始マークを設定し且つ所定時間だけ経過した位置にスローモーション再生終了マークを設定し、上記制御手段の制御で、上記記録手段への画像データの入力に対する出力の時遅れを、上記心電波形上での特定時相から所定時間だけ遡った時間に設定し、上記画像表示手段に表示される画像データと心電波形のデータとが同じ時間だけ遅れて表示されるようにして、上記スローモーション再生開始マーク又はスローモーション再生終了マークが設定された時相から断層像のスローモーション再生を行ない、且つスローモーション再生を終了させるようにしたものである。
【０００７】
【作用】
このように構成された超音波診断装置は、制御手段への操作入力により、画像表示手段に表示された心電波形上で、特定時相から所定時間だけ遡った位置にスローモーション再生開始マークを設定し且つ所定時間だけ経過した位置にスローモーション再生終了マークを設定することで、上記制御手段の制御で、記録手段への画像データの入力に対する出力の時遅れを、上記心電波形上での特定時相から所定時間だけ遡った時間に設定し、上記画像表示手段に表示される画像データと心電波形のデータとが同じ時間だけ遅れて表示されるようにして、上記スローモーション再生開始マーク又はスローモーション再生終了マークが設定された時相から断層像のスローモーション再生を行ない、且つスローモーション再生を終了させるように動作する。これにより、断層像のリアルタイム表示をスローモーション再生開始マークの時相でスローモーション再生の状態に切り換えると共に、スローモーション再生終了マークの時相でスローモーション再生を終了させて再びリアルタイム表示とすることができる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明による超音波診断装置の実施例を示すブロック図である。この超音波診断装置は、超音波を利用して被検体内の診断部位について断層像データを時系列に複数フレーム記録すると共に生体信号を検出しその断層像及び生体信号を表示するもので、図１に示すように、探触子１と、超音波送受信部２と、メモリ部３と、ディジタルスキャンコンバータ（以下「ＤＳＣ」と略称する）４と、生体信号検出部５と、生体情報メモリ６と、グラフィックメモリ７と、合成部８と、制御・グラフィック部９と、画像表示部１０とを有し、さらに同時表示合成部１１とを備えて成る。
【０００９】
上記探触子１は、機械的または電子的にビーム走査を行って被検体に超音波を送信及び受信するもので、図示省略したがその中には超音波の発生源であると共に反射エコーを受信する複数の振動子が内蔵されている。超音波送受信部２は、上記探触子１に対して駆動パルスを送出して超音波を発生させると共に受信した反射エコーの信号を処理するもので、図示省略したがその中には、探触子１から被検体へ送波する超音波ビームを形成するための公知の送波パルサ及び送波遅延回路と、上記探触子１の各振動子で受信した反射エコー信号を増幅する受波増幅器と、上記受信した各反射エコー信号の位相を揃えて加算し受波の超音波ビームを形成する受波遅延回路及び加算器等から成る整相回路とが内蔵されている。そして、上記探触子１で超音波ビームを被検体の体内で一定方向に走査させることにより、１枚の断層像を得るようになっている。
【００１０】
前記メモリ部３は、上記超音波送受信部２からの反射エコー信号を入力してディジタル信号に変換すると共に、運動組織を含む被検体内の生の断層像データを時系列に複数フレーム記録する記録手段となるもので、例えばＡ／Ｄ変換器（図示省略）と半導体メモリとから成る。
【００１１】
前記ＤＳＣ４は、上記メモリ部３から出力されたディジタル信号を超音波ビームの１走査線又は複数の走査線ごとにラインメモリに書き込んで画像データを形成し、後述の合成部８へ送出するものである。
【００１２】
前記生体信号検出部５は、被検体の例えば心電波形などの生体波を検出して生体信号を生成するもので、被検体の手や足などに接触された心電電極１２で心拍信号をとらえ、図示省略したが内部構成回路で上記心拍信号を増幅し、この増幅された信号から心拍波形のＲ波頂点の信号を検出し、このＲ波信号の発生間隔を計測するようになっている。また、生体情報メモリ６は、上記生体信号検出部５からの生体信号を入力し心電波形等として記録すると共に、読み出した心電波形等のデータを後述の合成部８へ送出するようになっている。そして、上記心電電極１２と生体信号検出部５と生体情報メモリ６とで、生体信号検出手段を構成している。
【００１３】
グラフィックメモリ７は、後述の制御・グラフィック部９から出力される各種図形等のグラフィックデータを記憶するものである。また、合成部８は、上記ＤＳＣ４及び生体情報メモリ６並びにグラフィックメモリ７からの出力データを入力し画像表示するために合成するものである。
【００１４】
制御・グラフィック部９は、上記各構成要素の動作を制御すると共に、各種図形等のグラフィックデータを作成する制御手段となるもので、例えばＣＰＵから成り、入力部１３から操作者の操作により任意に入力される指令を得て、所要の制御信号を各構成要素へ送出するようになっており、リアルタイム像とスローモーション再生像とを同一画面に並列表示すると共にこの表示画面の一部に上記リアルタイム像の心電波形を表示するように制御するものである。
【００１５】
また、画像表示部１０は、上記メモリ部３及び生体信号検出部５に記録されたデータを読み出し画像として表示する画像表示手段となるもので、前記合成部８から出力された画像データをアナログビデオ信号に変換すると共に、このアナログビデオ信号を入力してテレビ表示方式により画像として表示するようになっており、例えばＤ／Ａ変換器（図示省略）とテレビモニタとから成る。なお、ディジタル方式のモニタの場合は、上記合成部８からの画像データをそのまま画像として表示することとなる。
【００１６】
さらに、上記メモリ部３とＤＳＣ４との間には、同時表示合成部１１が設けられている。この同時表示合成部１１は、前記超音波送受信部２から出力されたそのままのリアルタイム像の信号Ｄ1と、一旦メモリ部３に記録しその後該メモリ部３から読み出したスローモーション再生像の信号Ｄ2とを入力して、画像表示部１０に同時表示するために合成する表示合成手段となるものである。
【００１７】
ここで、本発明においては、上記制御・グラフィック部９への操作入力により、上記画像表示部１０に表示された心電波形上で、特定時相から所定時間だけ遡った位置にスローモーション再生開始マークを設定し且つ所定時間だけ経過した位置にスローモーション再生終了マークを設定し、上記制御・グラフィック部９の制御で、上記メモリ部３への画像データの入力に対する出力の時遅れを、上記心電波形上での特定時相から所定時間だけ遡った時間に設定し、上記画像表示部１０に表示される画像データと心電波形のデータとが同じ時間だけ遅れて表示されるようにして、上記スローモーション再生開始マーク又はスローモーション再生終了マークが設定された時相から断層像のスローモーション再生を行ない、且つスローモーション再生を終了させるようになっている。すなわち、入力部１３に設けられたトラックボール、ジョイスティック、キースイッチ等による制御・グラフィック部９への操作入力により、生体信号検出部５で検出された生体波の特定時相より所定時間だけ遡った時相から断層像のスローモーション再生を開始指示し、上記特定時相より所定時間だけ経過した時相で上記スローモーション再生を終了指示し、リアルタイム像とスローモーション再生像とを同一画面に並列表示すると共に、この表示画面の一部に上記リアルタイム像の心電波形を表示し、かつこの心電波形上に上記スローモーション再生像の心時相を表示するようになっている。
【００１８】
次に、このように構成された超音波診断装置において、診断部位のリアルタイム像とスローモーション再生像とを同一画面に並列表示すると共に、この表示画面の一部に上記リアルタイム像の心時相とスローモーション再生像の心時相を同時に表示する動作について、図２及び図３を参照して説明する。まず、図１に示す超音波診断装置の通常の動作により、図３に示すように、画像表示部１０の画面のリアルタイム像表示領域Ｅｒに例えば診断部位としての心臓の断層像１４を表示すると共に、同一画面上の一部、例えば下部の生体信号表示領域Ｅに上記リアルタイム像（１４）の心電波形１５を同時に表示する。このとき、上記生体信号表示領域Ｅには、従来例で説明した図４（ａ）に示すのと同様にして、サーベイモードにより心電波形１５が書き換えラインＬを矢印Ａのように移動しながら書き換えられている。また、この心電波形１５上には、従来例で説明した図５に示すのと同様にして、シネメモリ再生におけるスローモーション再生の時相バー１６が移動表示される。
【００１９】
この状態で、図１に示す入力部１３を操作し、図３に示すように表示された心電波形１５の現心拍を示す新しい心電波形Ｗn上で特定時相としてのＲ波より所定時間だけ遡った位置（心収縮開始時）にスローモーション再生開始マーク１７を適宜移動して設定する（図２のステップＳ１）。このスローモーション再生開始マーク１７は、これが立てられた時相から断層像のスローモーション再生を開始するように指示するものであり、そのデータは図１に示すグラフィックメモリ７に書き込まれる。これにより、図１に示す制御・グラフィック部９は、上記入力部１３からの指示信号を入力し、図３に示す心電波形Ｗn上で上記スローモーション再生開始マーク１７の位置を認識し、Ｒ波より遡った時間ｔ1を算出し、記憶する（ステップＳ２）。
【００２０】
次に、入力部１３を再び操作し、上記心電波形Ｗn上でＲ波より所定時間だけ経過した位置（心収縮末期）にスローモーション再生終了マーク１８を適宜移動して設定する（ステップＳ３）。このスローモーション再生終了マーク１８は、これが立てられた時相から断層像のスローモーション再生を終了するように指示するものであり、そのデータは図１に示すグラフィックメモリ７に書き込まれる。これにより、制御・グラフィック部９は、上記入力部１３からの指示信号を入力し、図３に示す心電波形Ｗn上で上記スローモーション再生終了マーク１８の位置を認識し、Ｒ波より経過した時間ｔ2を算出し、記憶する（ステップＳ４）。
【００２１】
次に、制御・グラフィック部９は、メモリ部３への画像データの入力に対する出力の時遅れを上述の時間ｔ1に設定する（ステップＳ５）。このように、メモリ部３からｔ1の時遅れをもって画像データを出力することにより、画像表示部１０のテレビ表示画面はリアルタイム時に時間ｔ1だけ遅れた表示となるが、図１に示す生体情報メモリ６はメモリ部３に同期しているので、該生体情報メモリ６から出力される心電波形Ｗnのデータも同じく時間ｔ1だけ遅れて表示されることとなり、特に問題はない。ここで、図３に示すように、スローモーション再生開始マーク１７は、心電波形Ｗn上のＲ波を検出した時点より時間ｔ1だけ遡った位置に設定されているので、上述のことから、生体信号検出部５がＲ波を検出した時点が、テレビ表示の画面上では上記スローモーション再生開始マーク１７の位置となっている。
【００２２】
以上のようにして、図３に示す画像表示部１０の画面の一部に表示された心電波形Ｗｎ上に、スローモーション再生開始マーク１７及びスローモーション再生終了マーク１８をそれぞれ設定した状態で、図１に示すメモリ部３に断層像のデータを順次記録する。このとき、図３に示す画像表示部１０の画面のリアルタイム像表示領域Ｅｒには診断部位の断層像１４がリアルタイムで表示され、同時にスローモーション再生像表示領域Ｅｓには上記断層像が同じくリアルタイムで表示されている。そして、サーベイモードで表示されている心電波形１５において、書き換えラインＬが図上で左端側から矢印Ａ方向に移動して、上記設定したスローモーション再生開始マーク１７の位置に至ると、スローモーション再生像表示領域Ｅｓに表示されていた断層像１９は、スローモーション再生の状態に切り換わる。
【００２３】
すなわち、図１に示す制御・グラフィック部９の制御により、メモリ部３に記録された画像データを読み出してスローモーション再生像の信号Ｄ２を出力し、これを入力した同時表示合成部１１は、超音波送受信部２から直接出力されるリアルタイム像の信号Ｄ１と合成し、この合成した画像データをＤＳＣ４へ送出する。これと同時に、上記制御・グラフィック部９は、上記メモリ部３からスローモーション再生時の心時相の信号を得て、図３に示すスローモーション再生の時相バー１６の信号をグラフィックメモリ７に書き込む。
【００２４】
この状態で、上記ＤＳＣ４及び生体情報メモリ６並びにグラフィックメモリ７から出力されたデータは、合成部８に入力して画像表示のために合成され、画像表示部１０へ送られる。この結果、図３に示すように、リアルタイム像（１４）とスローモーション再生像（１９）とが同一画面に並列表示されると共に、この表示画面の一部に上記リアルタイム像（１４）の心電波形１５が表示され、かつこの心電波形１５上にスローモーション再生の時相バー１６が表示される。
【００２５】
その後、上記スローモーション再生の時相バー１６が順次移動して、スローモーション再生終了マーク１８の位置に至ると、該スローモーション再生の時相バー１６は表示が消え、これと同時に、上記スローモーション再生像表示領域Ｅｓに表示されていた断層像１９は、再びリアルタイム表示となる。以後、上記の動作を繰り返す。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、請求項１に係る発明によれば、制御手段への操作入力により、画像表示手段に表示された心電波形上で、特定時相から所定時間だけ遡った位置にスローモーション再生開始マークを設定し且つ所定時間だけ経過した位置にスローモーション再生終了マークを設定することで、上記制御手段の制御で、記録手段への画像データの入力に対する出力の時遅れを、上記心電波形上での特定時相から所定時間だけ遡った時間に設定し、上記画像表示手段に表示される画像データと心電波形のデータとが同じ時間だけ遅れて表示されるようにして、上記スローモーション再生開始マーク又はスローモーション再生終了マークが設定された時相から断層像のスローモーション再生を行ない、且つスローモーション再生を終了させることができる。これにより、断層像のリアルタイム表示をスローモーション再生開始マークの時相でスローモーション再生の状態に切り換えると共に、スローモーション再生終了マークの時相でスローモーション再生を終了させて再びリアルタイム表示とすることができる。そして、リアルタイム像とスローモーション再生像とを同一画面に並列表示すると共に、この表示画面の一部に上記リアルタイム像の心電波形を表示し、かつこの心電波形上に上記スローモーション再生像の心時相を表示することができる。このことから、リアルタイム像と並列表示されるスローモーション再生像の心時相が現在の心時相のどの辺に対応するかを把握することができる。従って、スローモーション再生像と心電波形との関係が明確になり、正しい診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による超音波診断装置の実施例を示すブロック図である。
【図２】上記超音波診断装置で検出した生体信号の波形上でスローモーション再生の開始及び終了マークの設定手順を示すフローチャートである。
【図３】上記超音波診断装置の動作による画像表示例を示す説明図である。
【図４】従来の超音波診断装置において断層像をリアルタイムで観察する場合の心電波形の表示による心時相の把握の仕方を示す説明図である。
【図５】従来の超音波診断装置において断層像をシネメモリ再生する場合の心電波形の表示による心時相の把握の仕方を示す説明図である。
【符号の説明】
１…探触子
２…超音波送受信部
３…メモリ部
４…ＤＳＣ
５…生体信号検出部
６…生体情報メモリ
７…グラフィックメモリ
８…合成部
９…制御・グラフィック部
１０…画像表示部
１１…同時表示合成部
１３…入力部
１４…断層像（リアルタイム像）
１５…心電波形
１６…スローモーション再生の時相バー
１７…スローモーション再生開始マーク
１８…スローモーション再生終了マーク
１９…断層像（スローモーション再生像）
【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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