(57)【要約】【課題】従来に比べて観察に適した静止画像を出力することができる超音波診断装置を提供する。【解決手段】本発明の超音波診断装置は、被検部位に対して送波された超音波の反射波に応じたエコー信号に基づき、前記被検部位の断層像の映像信号を生成及び出力する超音波観測装置において、前記映像信号に対するフレーム相関処理を行うフレーム相関処理部と、前記フレーム相関処理部を介さずに出力される一の映像信号と、前記フレーム相関処理部を介して出力される他の映像信号と、を選択的に出力する画像選択部と、前記断層像を静止画像または動画像のいずれかに切り替える指示を少なくとも行うことが可能な操作指示部において、前記断層像を動画像から静止画像へと切り替えるための指示が行われたことを検出した際に、前記一の映像信号を選択させる制御を前記画像選択部に対して行う制御部と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2008245791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検部位に対して送波された超音波の反射波をエコー信号として入力するとともに、該エコー信号に対して所定の信号処理を施すことにより、前記被検部位の断層像の映像信号を生成及び出力する超音波観測装置において、
前記所定の信号処理に含まれる画像処理として、前記映像信号に対するフレーム相関処理を行うフレーム相関処理部と、
前記フレーム相関処理部を介さずに出力される一の映像信号と、前記フレーム相関処理部を介して出力される他の映像信号と、を選択的に出力する画像選択部と、
前記断層像を静止画像または動画像のいずれかに切り替える第１の指示を少なくとも行うことが可能な操作指示部において、前記第１の指示として前記断層像を動画像から静止画像へと切り替えるための指示が行われたことを検出した際に、前記一の映像信号を選択させる制御を前記画像選択部に対して行う制御部と、
を有することを特徴とする超音波観測装置。
【請求項２】
前記操作指示部は、前記映像信号を前記フレーム相関処理部を介して出力させるか否かを切り替える第２の指示をさらに行うことが可能であるとともに、
前記制御部は、前記第１の指示として前記断層像を動画像から静止画像へと切り替えるための指示が行われたことを検出した際に、前記第２の指示を無効にする処理をさらに行うことを特徴とする請求項１に記載の超音波観測装置。
【請求項３】
さらに、前記所定の信号処理に含まれる画像処理として、コントラスト変更処理及びゲイン調整処理を行う画像処理部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波観測装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記他の映像信号を選択させる制御を前記画像選択部に対して行う際に、前記一の映像信号を選択させる制御を前記画像選択部に対して行う場合に比べて高いコントラスト比及び高いゲイン値を有する所定のパラメータ群を前記画像処理部に対して出力することを特徴とする請求項３に記載の超音波観測装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に、被検部位の断層像の映像信号に対してフレーム相関処理を施す超音波診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被検体としての生体内に超音波を送波し、該生体内の被検部位としての生体組織において超音波が反射した反射波を受波することにより、該生体の断層像を得る超音波診断装置が従来広く用いられている。そして、前記超音波診断装置が得た生体の断層像は、例えば、術者等のユーザが病変の深達度の診断または臓器内部の状態の観察等を行う際に用いられている。
【０００３】
前述したような生体の断層像を得るための装置としては、例えば、特許文献１において提案されている超音波診断装置が広く知られている。
【０００４】
また、モニタ等における画面のちらつき等のノイズを抑制するために、例えば、特許文献１の超音波診断装置が有するフレーム相関処理回路において行われているような、フレーム相関処理等の処理が従来用いられている。
【特許文献１】特開平０７−３０８３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、例えば、断層像の取得対象となる被検部位が敏速に動く臓器等に含まれる場合にフレーム相関処理が行われると、該フレーム相関処理後の該断層像の画像において、ぼやけ及び（または）残像等が生じることにより、乱れた画像が出力されてしまう場合がある。特に、フレーム相関処理に伴って生じるぼやけ及び残像は、前記断層像が動画像として出力される場合には目立たないが、前記断層像が静止画像として出力される場合には顕著であるため、観察に適さない静止画像が出力されてしまう場合がある。
【０００６】
そして、特許文献１の超音波診断装置は、フレーム相関処理において生じ得る、前述したような画像の乱れを抑制するための構成を具備しておらず、その結果、観察に適さない静止画像が出力されてしまうという課題を有している。
【０００７】
本発明は、前述した点に鑑みてなされたものであり、従来に比べて観察に適した静止画像を出力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している。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の超音波診断装置は、被検部位に対して送波された超音波の反射波をエコー信号として入力するとともに、該エコー信号に対して所定の信号処理を施すことにより、前記被検部位の断層像の映像信号を生成及び出力する超音波観測装置において、前記所定の信号処理に含まれる画像処理として、前記映像信号に対するフレーム相関処理を行うフレーム相関処理部と、前記フレーム相関処理部を介さずに出力される一の映像信号と、前記フレーム相関処理部を介して出力される他の映像信号と、を選択的に出力する画像選択部と、前記断層像を静止画像または動画像のいずれかに切り替える第１の指示を少なくとも行うことが可能な操作指示部において、前記第１の指示として前記断層像を動画像から静止画像へと切り替えるための指示が行われたことを検出した際に、前記一の映像信号を選択させる制御を前記画像選択部に対して行う制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明における超音波診断装置によると、従来に比べて観察に適した静止画像を出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１及び図２は、本発明の実施形態に係るものである。図１は、本実施形態に係る超音波診断装置が用いられる超音波システムの要部の構成の一例を示す図である。図２は、本実施形態に係る超音波診断装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。
【００１２】
超音波診断システム１は、超音波内視鏡２と、超音波内視鏡２からのエコー信号に対して処理を施し、該処理後のエコー信号を映像信号として出力する超音波診断装置３と、超音波診断装置３から出力される映像信号に基づいて画像表示を行うモニタ４と、超音波診断装置３に対する各種指示を行うための指示信号を出力可能な操作指示部５と、を有して要部が構成されている。
【００１３】
超音波内視鏡２は、基端側が超音波診断装置３と着脱可能であるとともに、先端側に超音波振動子２１を有して構成されている。
【００１４】
超音波振動子２１は、超音波診断装置３から出力される超音波信号に基づき、例えば生体組織である被検部位１０１に対して超音波を送波する。また、超音波振動子２１は、被検部位１０１に対して送波された超音波の反射波を受波し、該反射波に基づく各音線の走査情報をエコー信号として超音波診断装置３に出力する。
【００１５】
超音波診断装置３は、パルス発生部３１と、ビームフォーマ３２と、制御部３３と、メモリ３３ａと、信号処理部３４と、デジタルスキャンコンバータ（以降、ＤＳＣと略記する）３５と、画像処理部３６と、画像記憶部３７と、フレーム相関処理部３８と、画像選択部３９と、画像記憶部３９ａと、電源部４０と、を有して構成されている。
【００１６】
パルス発生部３１は、制御部３３から出力される制御信号に基づき、超音波振動子２１を駆動させるためのパルス信号をビームフォーマ３２に対して出力する。
【００１７】
ビームフォーマ３２は、パルス発生部３１から出力されるパルス信号に基づき、超音波振動子２１において超音波を発生させるための超音波信号を生成して出力する。また、ビームフォーマ３２は、超音波振動子２１から出力されるエコー信号に対して増幅等の処理を行い、該処理を行った後のエコー信号を信号処理部３４に対して出力する。さらに、ビームフォーマ３２は、１フレーム分のエコー信号に対して処理を行った後、１フレーム分の走査が完了したことを示すためのトリガ信号を制御部３３に対して出力する。
【００１８】
メモリ３３ａは、画像処理部３６が行うコントラスト変更処理及びゲイン調整処理等の各画像処理に関するパラメータとして、例えば、フレーム相関処理部３８による処理が施された映像信号が出力される場合に使用される第１のパラメータ群と、フレーム相関処理部３８を介さずに映像信号が出力される場合に使用される第２のパラメータ群と、を少なくとも有している。
【００１９】
ＣＰＵ等からなる制御部３３は、パルス発生部３１と、ビームフォーマ３２と、信号処理部３４と、ＤＳＣ３５と、画像処理部３６と、フレーム相関処理部３８と、画像選択部３９と、電源部４０とに対し、操作指示部５から出力される指示信号に含まれる指示に応じた制御を行う。また、制御部３３は、超音波診断装置３の動作モードを、被検部位１０１の断層像を動画像として観察する動画像観察モードと、被検部位１０１の断層像を静止画像として観察する静止画像観察モードとのいずれかに切り替えるための指示信号が操作指示部５から出力されたことを検出すると、メモリ３３ａに格納された各パラメータ群のうち、一のパラメータ群のデータを読み込んで画像処理部３６へ出力する。
【００２０】
信号処理部３４は、制御部３３の制御に基づき、ビームフォーマ３２から出力されるエコー信号に対して直交検波処理、サンプリング処理及びＡ／Ｄ変換処理等の処理を行うとともに、該処理を行った後のエコー信号をＤＳＣ３５に対して出力する。なお、本実施形態の信号処理部３４は、超音波振動子２１から送波された超音波の周波数の少なくとも４倍のサンプリング周波数を用いて前記サンプリング処理を行うものとする。
【００２１】
ＤＳＣ３５は、制御部３３の制御に基づき、信号処理部３４から出力されるエコー信号に含まれる各音線の走査情報を、モニタ４における各走査線の走査情報に変換するとともに、該走査情報を画像処理部３６に対して出力する。
【００２２】
画像処理部３６は、制御部３３から出力される一のパラメータ群と、ＤＳＣ３５から出力される走査情報とに基づき、モニタ４に被検部位１０１の断層像を画像表示させるための処理として、コントラスト変更処理及びゲイン調整処理等の画像処理を行うことにより映像信号を生成した後、該映像信号を画像記憶部３７に対して出力する。また、画像処理部３６は、制御部３３の制御と、ＤＳＣ３５から出力される走査情報とに基づき、例えば、操作指示部５において、モニタ４に表示されている画像の回転、移動及びズーム等の指示がなされた場合、該指示に応じた処理を前述した信号処理に併せて行う。
【００２３】
なお、本実施形態の画像処理部３６は、前述した画像処理に加え、例えば、焦点位置が各々異なる、連続する２フレーム分の音線データがＤＳＣ３５から出力される走査情報に含まれていることを検出した場合、各焦点位置の中間の位置において該２つの音線データを接続して１フレーム分の音線データとする音線接続処理をさらに行うものであっても良い。また、本実施形態の画像処理部３６は、前記音線接続処理を行う際に、各音線データ同士が重なっている部分において、例えば、焦点位置が相対的に小さい一方の音線データの重み係数を１から０へ徐々に減らしつつ、焦点位置が相対的に大きい他方の音線データの重み係数を０から１へ徐々に増やしてゆくような処理をさらに行うものであっても良い。
【００２４】
フレームメモリ等からなる画像記憶部３７は、制御部３３の制御に基づき、画像処理部３６から出力される所定のフレーム分の映像信号を一時的に蓄積した後、該映像信号をフレーム相関処理部３８と、画像選択部３９とに対して出力する。
【００２５】
フレーム相関処理部３８は、フレーム相関処理として、例えば、複数フレーム分の映像信号に対して加算平均処理を行うことにより１フレーム分の映像信号を生成し、該１フレーム分の映像信号を画像選択部３９へ順次出力する。
【００２６】
画像選択部３９は、制御部３３の制御に基づき、フレーム相関処理部３８を介して出力された映像信号と、フレーム相関処理部３８を介さずに出力された映像信号のうち、いずれか一方の映像信号を選択するとともに、該一の映像信号に対してＤ／Ａ変換処理を施した後、モニタ４に対して出力する。
【００２７】
また、画像選択部３９は、モニタ４に対して映像信号を出力するとともに、画像記憶部３７から出力される映像信号をフレームメモリ等からなる画像記憶部３９ａに蓄積させる。そして、画像選択部３９は、例えば、画像記憶部３９ａに蓄積された映像信号をモニタ４に出力させる指示が操作指示部５においてなされた場合、該指示に応じた制御部３３の制御に基づき、該指示が行われる以前の第１のフレームから、該指示が行われた直後の第２のフレームまでの複数フレーム分の映像信号を画像記憶部３９ａから読み込むとともに、該複数フレーム分の映像信号に対してＤ／Ａ変換処理を施しつつ順次モニタ４に対して出力する。なお、画像記憶部３９ａから読み込まれた前記複数のフレーム分の映像信号は、画像選択部３９において、例えば、フレーム相関処理部３８を介して出力された映像信号と併せてモニタ４に出力されるものであっても良い。そして、このような構成を超音波診断装置３が有することにより、ユーザは、フレーム相関処理部３８による処理が施された状態の画像と、フレーム相関処理部３８による処理が施されていない状態の画像との比較を簡易的に行うことができる。
【００２８】
電源部４０は、制御部３３の制御に基づき、超音波診断装置３の各部への駆動電力の供給状態を変更する。
【００２９】
操作指示部５は、ユーザが超音波診断システム１の各部に対して指示を行うための各種スイッチ等を有して構成されている。具体的には、操作指示部５は、超音波診断装置３の動作モードを、前述した動画像観察モード及び静止画像観察モードのいずれか一方に切り替える指示が可能な観察モード切替スイッチ５ａと、フレーム相関処理部３８による処理が施された映像信号を出力させるか否かの指示が可能なフレーム相関スイッチ５ｂと、超音波診断装置３の主電源をオンまたはオフに切り替える指示が可能な主電源スイッチ５ｃと、超音波診断装置３の主電源がオンしている場合に、ビームフォーマ３２の電源状態をオンまたはオフに切り替える指示が可能な超音波出力切替スイッチ５ｄと、を有して構成されている。そして、操作指示部５は、観察モード切替スイッチ５ａ、フレーム相関スイッチ５ｂ、主電源スイッチ５ｃ及び超音波出力切替スイッチ５ｄを含む各種スイッチ等がユーザに操作されることによりなされた指示に基づき、該指示に応じた指示信号を制御部３３に対して出力する。
【００３０】
そして、前述した構成を操作指示部５が有することにより、ユーザは、主電源スイッチ５ｃにより超音波診断装置３の主電源をオフすることなく、超音波出力切替スイッチ５ｄによりビームフォーマ３２の電源のみをオフにしつつ、超音波診断装置３に接続される超音波内視鏡２を交換することができる。これにより、ユーザは、超音波診断装置３に接続される超音波内視鏡２の交換をスムーズに行うことができる。
【００３１】
なお、本実施形態の操作指示部５は、前述した構成に加え、例えば、超音波振動子２１から送波される超音波の出力強度を所望の大きさに変更可能なスイッチをさらに有するものであっても良い。
【００３２】
また、本実施形態の画像選択部３９は、フレーム相関処理部３８による処理が施された映像信号を出力させる指示がフレーム相関スイッチ５ｂにおいてなされている場合であっても、フレーム相関処理部３８を介さずに出力された映像信号を画像記憶部３９ａに対して出力する処理を行うものとする。
【００３３】
次に、本実施形態の超音波診断システム１の作用についての説明を行う。
【００３４】
まず、ユーザは、超音波内視鏡２を生体内等に挿入し、該生体内における被検部位１０１の所望の観察部位に超音波内視鏡２の先端部を接触させる。その後、ユーザは、操作指示部５に設けられた所定のスイッチ等を操作することにより、超音波内視鏡２の先端部に設けられた超音波振動子２１を振動させ、被検部位１０１の所望の観察部位に対して超音波を送波させる。なお、前述した状態において、操作指示部５の観察モード切替スイッチ５ａは、超音波診断装置３の動作モードを動画像観察モードとする指示を行うものとする。また、前述した状態において、操作指示部５のフレーム相関スイッチ５ｂは、フレーム相関処理部３８による処理が施された映像信号を出力させる指示を行うものとする。
【００３５】
制御部３３は、観察モード切替スイッチ５ａ及びフレーム相関スイッチ５ｂから出力される指示信号に基づき、フレーム相関処理部３８による処理が施された映像信号が出力される場合に使用される第１のパラメータ群をメモリ３３ａから読み込んだ後、該第１のパラメータ群を画像処理部３６に対して出力する。また、制御部３３は、観察モード切替スイッチ５ａ及びフレーム相関スイッチ５ｂから出力される指示信号に基づき、フレーム相関処理部３８を介して出力される映像信号を選択させるための制御を画像選択部３９に対して行う。
【００３６】
一方、超音波振動子２１は、被検部位１０１に対して超音波を送波した後、被検部位１０１における該超音波の反射波を受波し、エコー信号として超音波診断装置３に出力する。
【００３７】
超音波振動子２１から出力されたエコー信号は、超音波診断装置３において、ビームフォーマ３２により増幅等の処理が行われ、信号処理部３４により検波等の処理が行われ、ＤＳＣ３５において走査情報の変換が行われた後、画像処理部３６に入力される。
【００３８】
画像処理部３６は、制御部３３から出力される第１のパラメータ群と、ＤＳＣ３５から出力される走査情報とに基づき、モニタ４に被検部位１０１の断層像を画像表示させるための処理として、コントラスト変更処理及びゲイン調整処理等の画像処理を行うことにより映像信号を生成した後、該映像信号を画像記憶部３７に対して出力する。
【００３９】
前記画像処理において用いられる第１のパラメータ群は、フレーム相関処理部３８における処理の影響が考慮されたパラメータとして、例えば、フレーム相関処理部３８における処理を行わない場合に比べて高いコントラスト比、及び、フレーム相関処理部３８における処理を行わない場合に比べて高いゲイン値を有している。
【００４０】
フレームメモリ等からなる画像記憶部３７は、制御部３３の制御に基づき、画像処理部３６から出力される所定のフレーム分の映像信号を一時的に蓄積した後、該映像信号をフレーム相関処理部３８と、画像選択部３９とに対して出力する。
【００４１】
フレーム相関処理部３８は、複数フレーム分の映像信号に対して加算平均処理を行うことにより１フレーム分の映像信号を生成し、該１フレーム分の映像信号を画像選択部３９へ順次出力する。
【００４２】
画像選択部３９は、制御部３３の制御に基づき、フレーム相関処理部３８を介して出力された映像信号を選択するとともに、該映像信号にＤ／Ａ変換処理を施してモニタ４へ出力する。
【００４３】
以上に述べた超音波診断装置３の各部の作用により、モニタ４には、フレーム相関処理部３８による処理が施されない場合の断層像と略同様の明るさを有するとともに、画面のちらつき等のノイズが抑制された被検部位１０１の断層像が動画像として表示される。
【００４４】
その後、制御部３３は、操作指示部５からの指示信号に基づき、ユーザにより観察モード切替スイッチ５ａが操作され、超音波診断装置３の動作モードが動画像観察モードから静止画像観察モードへ切り替えられたことを検出すると（図２のステップＳ１）、次に、フレーム相関スイッチ５ｂにおいてフレーム相関処理部３８による処理が施された映像信号を出力させる指示がなされているか否かを検出する。
【００４５】
そして、制御部３３は、操作指示部５からの指示信号に基づき、フレーム相関スイッチ５ｂにおいてフレーム相関処理部３８による処理が施された映像信号を出力させる指示がなされていることを検出すると（図２のステップＳ２）、該指示を無効にする処理を行う（図２のステップＳ３）とともに、フレーム相関処理部３８を介さずに出力される映像信号を選択させるための制御を画像選択部３９に対して行う（図２のステップＳ４）。
【００４６】
また、制御部３３は、操作指示部５からの指示信号に基づき、フレーム相関スイッチ５ｂにおいてフレーム相関処理部３８による処理が施された映像信号を出力させる指示がなされていないことを検出すると（図２のステップＳ２）、フレーム相関処理部３８を介さずに出力される映像信号を選択させるための制御を画像選択部３９に対して行う（図２のステップＳ４）。
【００４７】
さらに、制御部３３は、操作指示部５からの指示信号に基づき、超音波診断装置３の動作モードが動画像観察モードから静止画像観察モードへ切り替えられたことを検出すると、フレーム相関処理部３８を介さずに映像信号が出力される場合に使用される第２のパラメータ群をメモリ３３ａから読み込んだ後、該第２のパラメータ群を画像処理部３６に対して出力する。
【００４８】
画像処理部３６は、制御部３３から出力される第２のパラメータ群と、ＤＳＣ３５から出力される走査情報とに基づき、モニタ４に被検部位１０１の断層像を画像表示させるための処理として、コントラスト変更処理及びゲイン調整処理等の画像処理を行うことにより映像信号を生成した後、該映像信号を画像記憶部３７に対して出力する。
【００４９】
前記画像処理において用いられる第２のパラメータ群は、初期値を示すパラメータとして、例えば、（ＲＧＢ比が）１：１：１であるコントラスト比、及び、１であるゲイン値を有している。
【００５０】
フレームメモリ等からなる画像記憶部３７は、制御部３３の制御に基づき、画像処理部３６から出力される所定のフレーム分の映像信号を一時的に蓄積した後、該映像信号をフレーム相関処理部３８と、画像選択部３９とに対して出力する。
【００５１】
画像選択部３９は、制御部３３の制御に基づき、フレーム相関処理部３８を介さずに出力される映像信号を選択するとともに、該映像信号にＤ／Ａ変換処理を施してモニタ４へ出力する。
【００５２】
以上に述べたような、動作モードが動画像観察モードから静止画像観察モードへ切り替えられた際に、フレーム相関処理部３８による処理が施されていない映像信号が選択及び出力される処理が超音波診断装置３において行われることにより、例えば、被検部位１０１が比較的敏速に動く臓器に含まれる部位であっても、該臓器の動きに伴うぼやけ及び残像が発生せず、観察に適した断層像が静止画像としてモニタ４に表示される。
【００５３】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本実施形態に係る超音波診断装置が用いられる超音波システムの要部の構成の一例を示す図。
【図２】本実施形態に係る超音波診断装置が行う処理の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・超音波診断システム、２・・・超音波内視鏡、３・・・超音波診断装置、５・・・操作指示部、５ａ・・・観察モード切替スイッチ、５ｂ・・・フレーム相関スイッチ、３３・・・制御部、３８・・・フレーム相関処理部、３９・・・画像選択部
【図１】
2008245791.tif 000003
【図２】
2008245791.tif 000004