(57)【要約】【課題】表示画像のスクロールを行う際に、観察方向によらず表示画像のスクロール方向と操作とを一致させ、超音波診断装置の操作性を向上する。【解決手段】超音波振動子１３からの音線データは、送信受信回路３１、Ａ／Ｄ変換回路３２、音線データバッファ３３を介して座標変換部３４へ与えられ、座標変換されて得られた画像データは、表示領域抽出部３５で表示領域が抽出されて、Ｄ／Ａ変換回路３６を介してモニタ装置５へ表示される。この表示画像は、通常の観察方向からみた場合と反対方向からみた場合とでは、左右反転して表示される。そこで、操作卓４の操作を検出するデコーダ５１で得られるスクロール量に応じて表示画像をスクロールさせるとき、表示領域抽出部３５で抽出される抽出領域の移動方向を表示領域算出部４３が観察方向の別に応じて反転させることで、表示画像のスクロール方向と操作とが一致する。【選択図】　図２
2004000656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波振動子から走査されつつ送波される超音波の観察対象物からの反射波が前記超音波振動子で受波されて得られる信号から極座標系に準ずる第１の座標系の第１の画像データを得る手段と、
前記第１の画像データの第１の座標系を直交座標系である第２の座標系へ変換し第２の画像データを得る座標変換手段と、
前記第２の画像データをスクロールさせる画像スクロール手段と、
前記画像スクロール手段により前記第２の画像データがスクロールされる際のスクロール量を入力するための入力手段と、
前記スクロール量の水平座標成分である第１の座標成分と垂直座標成分である第２の座標成分とのうち小さい座標成分を抑制して前記スクロール量を補正する補正手段とを備え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】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体組織等に超音波を反射させて超音波断層像等の超音波画像を得る超音波診断装置に関し、特に超音波画像のスクロール及び回転を行う手段に特徴を有する超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、超音波ビームを送受信する超音波振動子を先端に備えた超音波プローブを体腔内等に挿入し、超音波が音響インピーダンスの異なる生体組織等の境界面で反射するという特性を利用して、反射波から得られるエコー信号を画像化し、得られた超音波断層像等の超音波画像をモニタ装置等に表示して患部の診断等を行う超音波診断装置が広く利用されている。
このような超音波診断装置の例として、例えば、特開平４−３４１２５０号では、モニタ画面上に表示される超音波画像を映像信号処理によってスクロールさせる手段が示されている。また、例えば、特開平２−２７４２３６号では、モニタ画面上に表示される超音波画像を映像信号処理によって回転させる手段が示されている。これらの超音波診断装置によれば、得られた超音波画像のスクロールや回転操作が可能であり、超音波診断装置により患部を診断する際の操作性が良い。一般に超音波診断装置で表示画像のスクロールや回転を行うときは、操作卓上のトラックボール等のポインティングデバイスや表示画面を上下左右方向へそれぞれ移動させる４つの移動キー（移動ボタン）等の入力手段が使用される。
【０００３】
ここで、従来の一般的な超音波診断装置において超音波画像のスクロール及び回転を行う際の動作原理を説明する。超音波振動子から送波される超音波は、観察対象物の音響インピーダンスの境界で反射し、この反射波は、超音波振動子で受信され電気信号に変換されて出力される。なお、本願では便宜的に、この超音波振動子で得られる電気信号をエコー信号と呼び、一方向に送受波される超音波を音線と呼び、一方向に送受波される超音波により得られるエコー信号に含まれるデータを音線データと呼ぶ。そして、送受波される超音波ビームは、例えば回転するように走査され、これにより音線データの集まりが得られる。なお、本願では、この音線データの集まりを便宜的に音線データ群と呼ぶ。このように走査されて得られた音線データ群は、極座標系の画像データであるので、この極座標系の画像データは、モニタ装置に表示したり画像記録装置等に記録する際に都合の良い直交座標系の画像データへ座標変換される。
この座標変換の原理を図４を参照して説明する。ここで、水平座標成分ｘ及び垂直座標成分ｙからなる直交座標系の座標をＰ２（ｘ，ｙ）とおき、音線データの順番を音線番号θとおき、各音線データ上のデータの例えば超音波振動子側からの順番をデータ番号ｒとしたときの極座標系の座標を座標Ｐ１（θ、ｒ）とおくと、図４に示す直交座標系のデータの座標Ｐ２（ｘ，ｙ）は、極座標系のデータの座標Ｐ１（Ｍ，Ｋ）と、座標Ｐ１（Ｍ，Ｋ＋１）と、座標Ｐ１（Ｍ＋１，Ｌ）と、座標Ｐ１（Ｍ＋１，Ｌ＋１）とで囲まれている。このとき、極座標系の座標Ｐ１（θ，ｒ）の信号レベルをＳ１（θ，ｒ）とおき、所定の重みを表す係数をａ，ｂ，ｃ，ｄとおくと、直交座標系の座標Ｐ２（ｘ，ｙ）の信号レベルＳ２（ｘ，ｙ）は、
Ｓ２（ｘ，ｙ）＝　ａ×Ｓ１（Ｍ，Ｋ）＋ｂ×Ｓ１（Ｍ，Ｋ＋１）＋ｃ×Ｓ１（Ｍ＋１，Ｌ）＋ｄ×Ｓ１（Ｍ＋１，Ｌ＋１）
により求められる。この式により、直交座標系の各座標Ｐ２（ｘ，ｙ）について信号レベルＳ２（ｘ，ｙ）を求めることで、直交座標系の画像データが得られる。
【０００４】
このように座標変換して得られた直交座標系の画像データの画像サイズは、モニタ画面に表示される画像サイズとは必ずしも一致しないこと等から、一般に座標変換して得られた画像データから表示領域が抽出され、この抽出された表示領域の画像がモニタ画面に表示される。なお、本願では便宜的に、座標変換して得られた画像データを全体画像データと呼び、モニタ画面に表示される表示画像に対応する画像データを表示画像データと呼ぶ。
【０００５】
このとき、一般に、画像データは、例えば画像データの最も左上の画素の位置を原点とし、右にいくほど水平座標成分が増し、下にいくほど垂直座標成分が増すような直交座標系で表される。そこで、表示画像データの原点に対応する全体画像データ上の座標を指定することで、全体画像データにおける表示画像データの位置が指定される。
【０００６】
従って、表示画像のスクロールは、トラックボールや移動キー等の入力手段の操作に応じて、表示画像データの原点に対応する全体画像データの座標を変更することで行われる。ここで、表示画像データの原点に対応する全体画像データ上の座標を座標Ｐ２（ｘ０，ｙ０）とおき、入力手段の操作により指定されるスクロール量の水平座標成分及び垂直座標成分をそれぞれΔｘ，Δｙとおくと、スクロール後の表示画像データの原点に対応する全体画像データ上の座標は、座標Ｐ２（ｘ０＋Δｘ、ｙ０＋Δｙ）となる。
【０００７】
また、画像の回転は、前記座標変換を行う際に、極座標系の音線番号を変更することで行われる。例えば、トラックボールや移動キー等の入力手段の操作に応じて与えられる回転角が、音線データのΔＭ本分に相当するとき、直交座標系の座標Ｐ２（ｘ，ｙ）の信号レベルＳ２（ｘ，ｙ）は、
Ｓ２（ｘ，ｙ）＝　ａ×Ｓ１（Ｍ＋ΔＭ，Ｋ）＋ｂ×Ｓ１（Ｍ＋ΔＭ，Ｋ＋１）＋ｃ×Ｓ１（Ｍ＋１＋ΔＭ，Ｌ）＋ｄ×Ｓ１（Ｍ＋１＋ΔＭ，Ｌ＋１）
で与えられる。この式による座標変換を直交座標系のすべての座標Ｐ２（ｘ，ｙ）について行うことで、画像が回転する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特開平４−３４１２５０号等で示されるような従来の超音波診断装置で、トラックボール等のポインティングデバイスを入力手段として表示画像のスクロールを行おうとすると、例えば上下方向に表示画像をスクロールさせるべく操作しても、ポインティングデバイスの特性から、目標とするスクロール方向とは異なる左右方向にも僅かにスクロールしてしまい、表示画像のスクロール方向と入力手段の操作感覚とに違いが生じ、操作性が悪いという問題があった。特開平４−３４１２５０号等で示されるような従来の超音波診断装置では、この問題に対する解決策が示されていなかった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、表示画像のスクロール或いは回転の少なくともいずれかを行う際に、表示画像のスクロール或いは回転の方向と操作感覚との違いを減少し、操作性を向上する超音波診断装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の超音波診断装置は、超音波振動子から走査されつつ送波される超音波の観察対象物からの反射波が前記超音波振動子で受波されて得られる信号から極座標系に準ずる第１の座標系の第１の画像データを得る手段と、前記第１の画像データの第１の座標系を直交座標系である第２の座標系へ変換し第２の画像データを得る座標変換手段と、前記第２の画像データをスクロールさせる画像スクロール手段と、前記画像スクロール手段により前記第２の画像データがスクロールされる際のスクロール量を入力するための入力手段と、前記スクロール量の水平座標成分である第１の座標成分と垂直座標成分である第２の座標成分とのうち小さい座標成分を抑制して前記スクロール量を補正する補正手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図６は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は超音波診断装置の全体構成を示す説明図、図２は超音波診断装置本体の機能構成を示すブロック図、図３は超音波ビームを走査する作用を示す説明図、図４は極座標系から直交座標系へ変換する作用を示す説明図、図５は表示領域を抽出する作用を示す説明図、図６は超音波画像を回転させる作用を示す説明図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施の形態の超音波診断装置１は、体腔内等に挿入して観察対象部位へ向けて超音波ビームを送波し、観察対象部位の音響インピーダンスの境界から反射される反射波を受波してエコー信号を得る超音波プローブ２と、この超音波プローブ２で得られたエコー信号をモニタ表示可能な映像信号に変換する超音波診断装置本体３と、この超音波診断装置本体３を操作する操作卓４と、前記超音波診断装置本体３で得られる映像信号を映し出すモニタ装置５を有して構成されている。
【００１３】
前記超音波プローブ２は、体腔内等に挿入する細長の挿入部１１と、この挿入部１１の基端側に連設され、超音波プローブ２を把持するための把持部１２と、前記挿入部１１の先端部に設けられ超音波ビームを送受波する超音波振動子１３と、この超音波振動子１３で送受される超音波ビームを例えば回転するように走査させるべく超音波振動子１３を回転させる図示しない電動機と、前記超音波振動子１３を駆動する信号及び前記超音波振動子１３で得られるエコー信号等を前記超音波診断装置本体３との間で伝送する信号ケーブル１４を有して構成されている。
【００１４】
前記操作卓４は、前記モニタ装置５のモニタ画面５ａに描出される表示画像のスクロール操作を開始することを指示入力するためのキー２１と、表示画像の回転操作を開始することを指示入力するためのキー２２と、表示画像を上方向へスクロールさせる指示入力を行うための移動キー２３と、表示画像を下方向へスクロールさせる指示入力を行うための移動キー２４と、表示画像を左方向へスクロールさせる指示入力及び表示画像を反時計回りに回転させる指示入力を行うための移動キー２５と、表示画像を右方向へスクロールさせる指示入力及び表示画像を時計回りに回転させる指示入力を行うための移動キー２６と、表示画像を任意の方向へスクロールさせる指示入力及び表示画像を反時計回り及び時計回りに回転させる指示入力を行うためのトラックボール２７等のポインティングデバイスと、このトラックボール２７で表示画像をスクロールさせる際に後述するようにスクロール量を補正する指示入力を行うためのキー２８を少なくとも有して構成されている。
【００１５】
図２に示すように、前記超音波診断装置本体３は、前記超音波振動子１３の駆動及び前記超音波振動子１３で得られるエコー信号の検波等を行う送信受信回路３１と、この送信受信回路３１によりエコー信号を検波する等して得られたアナログ信号をデジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換回路３２と、このＡ／Ｄ変換回路３２から出力される音線データを次々一時記憶することで少なくとも１画面分の音線データ群を一時記憶する音線データバッファ３３と、この音線データバッファ３３に記憶される音線データ群による極座標系の画像データを回転させつつ直交座標系の画像データに変換する座標変換部３４と、この座標変換部３４で得られた画像データである全体画像データから表示領域を抽出して表示画像データを得る表示領域抽出部３５と、この表示領域抽出部３５で得られた表示画像データをアナログ信号に変換する等してモニタ表示可能な映像信号を得るＤ／Ａ変換回路３６と、超音波診断装置本体３の各部を制御する制御部４１と、この制御部４１に制御され、前記座標変換部３４へ与える回転量を算出する回転量算出部４２と、表示画像データの原点に対応する全体画像データの座標を前記表示領域抽出部３５へ与えることで、前記表示領域抽出部３５に対して表示領域の抽出位置を指示する表示領域算出部４３と、後述するようにして補正したスクロール量を前記表示領域算出部４３へ与えるスクロール量補正部４４を有して構成されている。
【００１６】
前記制御部４１は、前記操作卓４からの信号を検出し、表示画像の回転量及びスクロール量を回転量算出部４２及びスクロール量補正部４４へそれぞれ与えるデコーダ５１と、表示画像データの観察方向が全体画像データの観察方向と同じ第１の観察方向であるか第１の観察方向と反対方向である第２の観察方向であるかの別が記憶される表示方向記憶部５２を少なくとも有して構成されている。なお、表示方向記憶部５２に記憶される観察方向の別を示す情報は、例えば操作卓４の図示しないキーからの指示をデコーダ５１が検出することで得られる。また、本実施の形態では、超音波プローブ２の挿入方向を第１の観察方向に対応させている。
【００１７】
次に、本実施の形態の作用のうち、先ず、超音波診断装置１全体の作用を説明する。
超音波振動子１３は、送信受信回路３１に駆動されることによって、超音波ビームを送波する。図３に示すように、本実施の形態では、超音波ビームは、超音波プローブ２の挿入部１１の挿入方向に対して垂直な方向へ送波される。そして、超音波振動子１３が、図示しない電動機によって挿入方向を回転軸として回転駆動されることにより、図３に示すように、超音波ビームの送波方向は、挿入方向を軸として回転走査される。つまり、本実施の形態の超音波プローブ２は、いわゆるラジアル機械走査式の超音波プローブである。
【００１８】
１方向に送波された超音波ビームは、観察対象物の音響インピーダンスの境界で反射し、この反射波は、超音波振動子１３で受信される。この超音波振動子１３は、この１方向に送受波される超音波ビームつまり音線に対応する音線データを含むエコー信号を出力し、このエコー信号は、送信受信回路３１へ与えられる。このとき、超音波ビームが走査されることで、異なる音線の音線データを含むエコー信号が、次々に送信受信回路３１へ与えられる。この送信受信回路３１は、与えられたエコー信号の例えば包絡線成分を抽出する検波及び波形成形を行って得られるアナログ信号をＡ／Ｄ変換回路３２へ与え、このＡ／Ｄ変換回路３２は、与えられたアナログ信号をデジタル信号に変換して得られる音線データを音線データバッファ３３へ次々与える。すると、音線データバッファ３３には、音線データ群から構成される少なくとも１画面分の極座標系の画像データが一時記憶される。このとき、各音線データには、走査される順番に従う通番である音線番号θが付与される。この音線番号θは、本実施の形態では、挿入方向つまり第１の観察方向に対して右回りに増加するように付与される。また、各音線データに含まれる画素データには、例えば超音波ビームの回転中心に近い方から順番にデータ番号ｒが付与される。これら音線番号θ及びデータ番号ｒを組み合わせることで、音線データバッファ３３に一時記憶された音線データ群に含まれる画素データの位置は、極座標系の座標Ｐ１（θ、ｒ）で表される。
【００１９】
音線データバッファ３３に一時記憶された１画面分の極座標系の画像データは、座標変換部３４により、直交座標系の画像データに変換されて表示領域抽出部３５へ与えられる。この表示領域抽出部３５は、座標変換部３４から出力される画像データである全体画像データのうちから表示領域を抽出して得られる表示画像データを出力し、この表示画像データは、Ｄ／Ａ変換回路３６により、モニタ表示可能な映像信号に変換されてモニタ装置５へ与えられ、モニタ装置５のモニタ画面５ａに、超音波画像が描出される。
【００２０】
次に、座標変換部３４による座標変換の作用を説明する。
図４に示すように、例えば、直交座標系の画像データである全体画像データに含まれる画素データの位置が、極座標系の座標Ｐ１（Ｍ，Ｋ）と、座標Ｐ１（Ｍ，Ｋ＋１）と、座標Ｐ１（Ｍ＋１，Ｌ）と、座標Ｐ１（Ｍ＋１，Ｌ＋１）にそれぞれ位置するデータで囲まれているとき、この直交座標系のデータの位置を水平座標成分ｘ及び垂直座標成分ｙからなる座標Ｐ２（ｘ，ｙ）で表し、極座標系の座標Ｐ１（θ，ｒ）のデータの信号レベルをＳ１（θ，ｒ）とおき、所定の重みを表す係数をａ，ｂ，ｃ，ｄとおくと、座標変換部３４では、（式１）により、直交座標系の座標Ｐ２（ｘ，ｙ）のデータの信号レベルＳ２（ｘ，ｙ）が算出される。
【００２１】
Ｓ２（ｘ，ｙ）＝　ａ×Ｓ１（Ｍ，Ｋ）＋ｂ×Ｓ１（Ｍ，Ｋ＋１）＋ｃ×Ｓ１（Ｍ＋１，Ｌ）＋ｄ×Ｓ１（Ｍ＋１，Ｌ＋１）　・・・（式１）
そして、直交座標系のすべての座標Ｐ２（ｘ，ｙ）について、（式１）に示す演算が行われることで、座標変換部３４は、直交座標系の全体画像データを得る。なお、この座標変換部３４等により画像を回転させる作用については後述する。
【００２２】
次に、表示領域抽出部３５による表示領域抽出の作用を説明する。
表示領域抽出部３５は、表示画像データの原点に対応する全体画像データ上の座標Ｐ２（ｘ０，ｙ０）及び観察方向の別が与えられることで、全体画像データから表示画像データを抽出する。なお、本実施の形態では、表示画像データの原点とは、表示画像データの最も左上の位置を指す。例えば、図５に示すように、表示画像データの原点が全体画像データの座標Ｑ１に対応し、観察方向が第１の観察方向である場合、表示領域抽出部３５は、全体画像データの座標Ｑ１から図中の方向ｒ１つまり右方向に水平走査しながら矩形領域を抽出する。また、表示画像データの原点が全体画像データの座標Ｑ２に対応し、観察方向が第２の観察方向である場合、表示領域抽出部３５は、全体画像データの座標Ｑ２から図中の方向ｒ２つまり左方向に水平走査しながら矩形領域を抽出する。このように、第１の観察方向と第２の観察方向とでは、全体画像データから表示画像データを抽出する際の水平走査の方向が逆向きとなる。
【００２３】
次に、表示画像データをスクロールさせる際の作用を説明する。
モニタ画面５ａに表示される表示画像のスクロールは、操作卓４のキー２１を押下してから、移動キー２３、２４、２５、２６、或いは、トラックボール２７を操作することで行われる。これら移動キー２３、２４、２５、２６、或いは、トラックボール２７が操作されると、これを検出した制御部４１のデコーダ５１は、スクロール量の水平座標成分Δｘ及び垂直座標成分Δｙを出力する。なお、スクロール量の水平座標成分Δｘは、例えば右方向へスクロールさせるときは正の値となり、左方向へスクロールさせるときは負の値となるように対応付けされており、垂直座標成分Δｙは、例えば下方向へスクロールさせるときは正の値となり、上方向へスクロールさせるときは負の値となるように対応付けされている。このとき、デコーダ５１は、移動キー２３が押下される回数に応じて、垂直座標成分Δｙを減少させ、移動キー２４が押下される回数に応じて、垂直座標成分Δｙを増加させ、移動キー２５が押下される回数に応じて、水平座標成分Δｘを減少させ、移動キー２６が押下される回数に応じて、水平座標成分Δｘを増加させる。また、デコーダ５１は、トラックボール２７が奥へ回動される量に応じて垂直座標成分Δｙを減少させ、手前へ回動される量に応じて垂直座標成分Δｙを増加させ、左へ回動される量に応じて水平座標成分Δｘを減少させ、右へ回動される量に応じて水平座標成分Δｘを増加させる。なお、このとき、トラックボール２７が斜め方向へ回動されると、垂直座標成分Δｙ及び水平座標成分Δｘがともに変化する。
【００２４】
このようにして得られたスクロール量は、スクロール量補正部４４へ与えられる。このスクロール量補正部４４は、キー２８が押下されていないときにスクロール量が与えられたときは、与えられたスクロール量をそのまま表示領域算出部４３へ与える。また、キー２８が押下されているときにスクロール量が与えられたときは、与えられたスクロール量の水平座標成分Δｘと垂直座標成分Δｙとのうち、小さい座標成分を０にするようにスクロール量を補正して表示領域算出部４３へ与える。これにより、例えばキー２８を押下しながらトラックボール２７を回動させると、トラックボール２７の回動方向が前後方向或いは左右方向からずれていても、表示画面を垂直方向或いは水平方向に正確にスクロールさせることができる。なお、キー２８は、日本語や英語を入力する一般的なキーボードで「Ｓｈｉｆｔ」等と表示されていたり「シフトキー」等と呼ばれるキーに割り当ててもよい。
【００２５】
一方、デコーダ５１は、操作卓４の図示しないキーの操作に応じて、観察方向の指示を検出し、表示方向記憶部５２に観察方向の別を示すデータを記憶させ、この観察方向の別を示すデータは、表示領域算出部４３へ与えられる。
【００２６】
すると、表示領域算出部４３は、観察方向が第１の観察方向であるときには、表示画像データの原点の全体画像データにおけるスクロール後の座標Ｐ２（ｘ０，ｙ０）を（式２）により算出し、観察方向が第２の観察方向であるときには、スクロール後の座標Ｐ２（ｘ０，ｙ０）を（式３）により算出して、表示領域抽出部３５へ与える。なお、スクロール前の表示画像データの原点に対応する全体画像データ上の座標を座標Ｐ２（ｘ００、ｙ００）とおく。
【００２７】
Ｐ２（ｘ０，ｙ０）＝Ｐ２（ｘ００＋Δｘ，ｙ００＋Δｙ）　…（式２）
Ｐ２（ｘ０，ｙ０）＝Ｐ２（ｘ００−Δｘ，ｙ００＋Δｙ）　…（式３）
このように、表示領域抽出部３５へ与えられるスクロール量が更新されることで、モニタ画面５ａに描出される表示画像がスクロールする。また、観察方向の別によらず、操作卓４の移動キー２３、２４、２５、２６及びトラックボール２７の操作とモニタ画面５ａ上の表示画像のスクロール方向とが一致する。
【００２８】
次に、表示画像を回転させる際の作用について説明する。
モニタ画面５ａに表示される表示画像の回転は、操作卓４のキー２２を押下してから、移動キー２３、２４、２５、２６、或いは、トラックボール２７を操作することで行われる。これら移動キー２３、２４、２５、２６、或いは、トラックボール２７が操作されると、これを検出した制御部４１のデコーダ５１は、回転変化量ΔＭＭを回転量算出部４２へ与える。なお、回転変化量ΔＭＭは、例えば時計回りに回転させるときは正の値となり、反時計回りに回転させるときは負の値となるように対応付けされている。このとき、デコーダ５１は、移動キー２５が押下される回数に応じて、回転変化量ΔＭＭを減少させ、移動キー２６が押下される回数に応じて、回転変化量ΔＭＭを増加させる。また、デコーダ５１は、トラックボール２７が左へ回動される量に応じて回転変化量ΔＭＭを減少させ、右へ回動される量に応じて回転変化量ΔＭＭを増加させる。なお、このとき、トラックボール２７が斜め方向へ回動されると、トラックボール２７の左右方向の回動量の成分のみが表示画面の回転変化量ΔＭＭに反映される。また、回転変化量ΔＭＭは、表示画像を回転させる角度に相当する音線番号の変化量で表される。
【００２９】
回転量算出部４２は、回転変化量ΔＭＭが与えられると、観察方向が第１の観察方向であるときには、操作卓４による回転操作後の回転量ΔＭを（式４）により算出し、観察方向が第２の観察方向であるときには、回転操作後の回転量ΔＭを（式５）により算出する。なお、回転操作前の回転量をΔＭ０とおく。ここで、回転量ΔＭ、ΔＭ０とは、座標変換部３４において表示画像が回転されていない状態に対して、表示画像が時計回りに回転された角度に対応した量であり、この角度に相当する音線番号の変化量で表される。
【００３０】
ΔＭ＝ΔＭ０＋ΔＭＭ　　…（式４）
ΔＭ＝ΔＭ０−ΔＭＭ　　…（式５）
このようにして得られた回転量ΔＭは、座標変換部３４へ与えられる。この座標変換部３４は、回転量ΔＭが与えられると、（式６）によって座標変換を行う。
【００３１】
Ｓ２（ｘ，ｙ）＝　ａ×Ｓ１（Ｍ＋ΔＭ，Ｋ）＋ｂ×Ｓ１（Ｍ＋ΔＭ，Ｋ＋１）＋ｃ×Ｓ１（Ｍ＋１＋ΔＭ，Ｌ）＋ｄ×Ｓ１（Ｍ＋１＋ΔＭ，Ｌ＋１）　　…（式６）
なお、前記（式１）は、座標変換部３４により回転が行われない場合の作用を示すものであり、つまり、前記（式１）は、（式６）において回転量ΔＭを０とおいたものである。この（式６）による座標変換は、全体画像データのすべての座標Ｐ２（ｘ，ｙ）について行われる。
【００３２】
座標変換部３４が、（式６）による座標変換を行うと、図６に示すように、回転量ΔＭが大きいほど、直交座標系である全体画像データ内のデータに対して極座標系のデータが相対的に半時計回りに回転し、従って、極座標系のデータに対して全体画像データが時計回りに回転する。このとき、観察方向によって、全体画像データと表示画像データとの左右方向が反転しても、（式４）及び（式５）に示すように、回転変化量ΔＭＭによる回転量ΔＭへの増減量も反転するので、観察方向の別によらず、操作卓４の移動キー２５、２６及びトラックボール２７の操作と表示画像の回転方向とが一致する。
【００３３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、表示画像のスクロールを行う際に、表示画像の観察方向の別によらず表示画像のスクロール方向と操作とが一致し、表示画像のスクロール方向と操作感覚との違いが減少し、操作性が向上する。
また、表示画像の回転を行う際に、表示画像の観察方向の別によらず表示画像の回転方向と操作とが一致し、表示画像の回転方向と操作感覚との違いが減少し、操作性が向上する。
また、表示画像を上下或いは左右にスクロールする際に、トラックボール等のポインティングデバイスが正確に前後或いは左右方向に操作されずに斜めに傾いて操作されても、表示画像を正確に上下或いは左右方向へスクロールさせることを可能としたことで、表示画像のスクロールと操作感覚との違いが減少し、操作性が向上する。
従って、本実施の形態によれば、表示画像のスクロール或いは回転の少なくともいずれかを行う際に、表示画像のスクロール或いは回転の方向と操作感覚との違いが減少し、操作性が向上するという効果が得られる。
また、トラックボール等のポインティングデバイスを用いても正確な方向に表示画像をスクロールできるようにしたことで、スクロール方向が正確である反面スクロール量が大きいときに操作回数が多くなる移動キーを使用しなくても、トラックボール等のポインティングデバイスによりスクロール量の大きいスクロール操作を正確且つ容易に行うことができ、表示画面のスクロールにかかる時間が減少し、操作性が向上する。
【００３４】
なお、本発明は、上述の実施の形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
例えば、超音波プローブ２は、内視鏡のチャンネルに挿入して使用するものや、内視鏡と一体に構成されたものであってもよい。
【００３５】
また、例えば、トラックボール２７は、トラックボールに限らず、他のポインティングデバイスであってもよく、マウスやデジタイザ等であってもよい。
また、例えば、超音波プローブ２は、体腔内に挿入して使用するものばかりでなく、体壁等に接触或いは接近させて使用するものであってもよい。
また、例えば、超音波ビームを走査する際の中心軸は、超音波プローブの挿入方向でなくてもよい。
また、例えば、超音波ビームの走査は、機械式に限らず、電子式であってもよい。
また、例えば、超音波ビームの走査は、超音波ビームの送受波方向を回転させるいわゆるラジアル走査に限らず、所定の角度範囲内を往復させるいわゆるセクタ走査等であってもよい。また、回転する超音波振動子から所定の角度範囲内のみに超音波ビームを送受波するいわゆるサーキュラ走査等であってもよい。
また、例えば、超音波ビームの走査は、超音波振動子から超音波ビームを放射状に送受波することで行うばかりでなく、超音波ビームの送波位置を円弧状に走査することで行ってもよい。
また、例えば、デコーダ５１と、表示方向記憶部５２と、回転量算出部４２と、座標変換部３４と、スクロール量補正部４４と、表示領域算出部４３と、表示領域抽出部３５のうち少なくともいずれかは、図示しない記憶素子等に記憶されたソフトウェアで動作する図示しないマイクロプロセッサで構成してもよい。これにより、超音波診断装置１の小型化が可能となる。
また、例えば、超音波診断装置１の技術思想は、超音波診断で使用するばかりでなく、極座標系の画像データを入力して直交座標系の画像データを得る他の画像処理や断層像を扱う他の画像処理に応用してもよく、超音波に代わってＸ線で断層像を得るＣＴスキャンや、核磁気共鳴により断層像を得るＭＲＩ等で利用してもよい。この場合、座標変換部３４へ入力される極座標系の画像データは、超音波の音線データではなく、それぞれの用途に応じた極座標系の画像データに組み替えられる。
【００３６】
［付記］
（付記項１−１）
超音波振動子から走査されつつ送波される超音波の観察対象物からの反射波が前記超音波振動子で受波されて得られる信号から極座標系に準ずる第１の座標系の第１の画像データを得る手段と、
前記第１の画像データの第１の座標系を直交座標系である第２の座標系へ変換し第２の画像データを得る座標変換手段と、
前記第２の画像データと同じ観察方向である第１の観察方向とこの第１の観察方向の反対方向である第２の観察方向とを選択的に描出すべく前記第２の画像データから表示領域を抽出して第３の画像データを得る表示領域抽出手段と、
前記第３の画像データをスクロールさせる際のスクロール量と前記第３の画像データを回転させる回転量とのうち少なくともいずれかを入力するための入力手段と、
前記入力手段から与えられる前記スクロール量の水平座標成分の符号を前記第１の観察方向及び前記第２の観察方向の別に応じて反転させて前記スクロール量を変換した第１の変位量を取得しこの第１の変位量によって前記第２の座標系に対する前記第３の座標系の相対的な位置を変位させることで前記第３の画像データをスクロールさせる画像スクロール手段と前記入力手段から与えられる前記回転量の符号を前記第１の観察方向及び前記第２の観察方向の別に応じて反転させて第２の変位量を取得しこの第２の変位量によって前記第１の座標系に含まれる角度座標成分に相当する座標成分を変位させることで前記第２の画像データ及び前記第３の画像データを回転させる画像回転手段とのうち少なくともいずれかとを備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【００３７】
（付記項１−２）
付記項１−１に記載の超音波診断装置であって、
前記超音波振動子を備えた。
【００３８】
（付記項１−３）
付記項１−２に記載の超音波診断装置であって、
前記超音波振動子が配設された超音波プローブを備えた。
【００３９】
（付記項１−４）
付記項１−３に記載の超音波診断装置であって、
前記超音波プローブは、体腔内等に挿入される。
【００４０】
（付記項１−５）
付記項１−２に記載の超音波診断装置であって、
前記超音波振動子を回転駆動する手段を備えた。
【００４１】
（付記項１−６）
付記項１−１に記載の超音波診断装置であって、
前記超音波振動子で得られる信号を少なくとも検波する機能を有する受信手段を備えた。
【００４２】
（付記項１−７）
付記項１−６に記載の超音波診断装置であって、
前記受信手段で得られる信号をデジタル信号に変換する手段を備えた。
【００４３】
（付記項１−８）
付記項１−１に記載の超音波診断装置であって、
前記第１の画像データを一時記憶する手段を備えた。
【００４４】
（付記項１−９）
付記項１−１に記載の超音波診断装置であって、
前記第３の画像データをスクロールさせる際のスクロール量を入力するための入力手段と、
前記入力手段から与えられる前記スクロール量の水平座標成分の符号を前記第１の観察方向及び前記第２の観察方向の別に応じて反転させて前記スクロール量を変換した第１の変位量を取得しこの第１の変位量によって前記第２の座標系に対する前記第３の座標系の相対的な位置を変位させることで前記第３の画像データをスクロールさせる画像スクロール手段とを備えた。
【００４５】
（付記項１−１０）
付記項１−１に記載の超音波診断装置であって、
前記第３の画像データを回転させる回転量とのうち少なくともいずれかを入力するための入力手段と、
前記入力手段から与えられる前記回転量の符号を前記第１の観察方向及び前記第２の観察方向の別に応じて反転させて第２の変位量を取得しこの第２の変位量によって前記第１の座標系に含まれる角度座標成分に相当する座標成分を変位させることで前記第２の画像データ及び前記第３の画像データを回転させる画像回転手段とを備えた。
【００４６】
（付記項１−１１）
付記項１−１に記載の超音波診断装置であって、
前記入力手段は、ポインティングデバイスを含む。
【００４７】
（付記項１−１２）
付記項１−１に記載の超音波診断装置であって、
前記入力手段は、トラックボールを含む。
【００４８】
（付記項２−１）
超音波振動子から走査されつつ送波される超音波の観察対象物からの反射波が前記超音波振動子で受波されて得られる信号から極座標系に準ずる第１の座標系の第１の画像データを得る手段と、
前記第１の画像データの第１の座標系を直交座標系である第２の座標系へ変換し第２の画像データを得る座標変換手段と、
前記第２の画像データをスクロールさせる画像スクロール手段と、
前記画像スクロール手段により前記第２の画像データがスクロールされる際のスクロール量を入力するための入力手段と、
前記スクロール量の水平座標成分である第１の座標成分と垂直座標成分である第２の座標成分とのうち小さい座標成分を抑制して前記スクロール量を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【００４９】
（付記項２−２）
付記項２−１に記載の超音波診断装置であって、
前記超音波振動子を備えた。
【００５０】
（付記項２−３）
付記項２−２に記載の超音波診断装置であって、
前記超音波振動子が配設された超音波プローブを備えた。
【００５１】
（付記項２−４）
付記項２−３に記載の超音波診断装置であって、
前記超音波プローブは、体腔内等に挿入される。
【００５２】
（付記項２−５）
付記項２−２に記載の超音波診断装置であって、
前記超音波振動子を回転駆動する手段を備えた。
【００５３】
（付記項２−６）
付記項２−１に記載の超音波診断装置であって、
前記超音波振動子で得られる信号を少なくとも検波する機能を有する受信手段を備えた。
【００５４】
（付記項２−７）
付記項２−６に記載の超音波診断装置であって、
前記受信手段で得られる信号をデジタル信号に変換する手段を備えた。
【００５５】
（付記項２−８）
付記項２−１に記載の超音波診断装置であって、
前記第１の画像データを一時記憶する手段を備えた。
【００５６】
（付記項２−９）
付記項２−１に記載の超音波診断装置であって、
前記入力手段は、ポインティングデバイスを含む。
【００５７】
（付記項２−１０）
付記項２−１に記載の超音波診断装置であって、
前記入力手段は、トラックボールを含む。
【００５８】
（付記項２−１１）
付記項２−１に記載の超音波診断装置であって、
前記補正手段を作動させる指示を入力するための手段を備えた。
【００５９】
（付記項３−１）
極座標系に準ずる第１の座標系の第１の画像データを得る手段と、
前記第１の画像データの第１の座標系を直交座標系である第２の座標系へ変換し第２の画像データを得る座標変換手段と、
前記第２の画像データと同じ観察方向である第１の観察方向とこの第１の観察方向の反対方向である第２の観察方向とを選択的に描出すべく前記第２の画像データから表示領域を抽出して第３の画像データを得る表示領域抽出手段と、
前記第３の画像データをスクロールさせる際のスクロール量と前記第３の画像データを回転させる回転量とのうち少なくともいずれかを入力するための入力手段と、
前記入力手段から与えられる前記スクロール量の水平座標成分の符号を前記第１の観察方向及び前記第２の観察方向の別に応じて反転させて前記スクロール量を変換した第１の変位量を取得しこの第１の変位量によって前記第２の座標系に対する前記第３の座標系の相対的な位置を変位させることで前記第３の画像データをスクロールさせる画像スクロール手段と前記入力手段から与えられる前記回転量の符号を前記第１の観察方向及び前記第２の観察方向の別に応じて反転させて第２の変位量を取得しこの第２の変位量によって前記第１の座標系に含まれる角度座標成分に相当する座標成分を変位させることで前記第２の画像データ及び前記第３の画像データを回転させる画像回転手段とのうち少なくともいずれかとを備えたことを特徴とする画像処理装置。
【００６０】
（付記項３−２）
付記項３−１に記載の画像処理装置であって、
前記第１の画像データは、超音波振動子から走査されつつ送波される超音波の観察対象物からの反射波が前記超音波振動子で受波されて得られる信号から得られる。
【００６１】
（付記項３−３）
付記項３−１に記載の画像処理装置であって、
超音波診断装置である。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、表示画像のスクロール或いは回転の少なくともいずれかを行う際に、表示画像のスクロール或いは回転の方向と操作感覚との違いが減少し、操作性が向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ないし図６は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は超音波診断装置の全体構成を示す説明図
【図２】超音波診断装置本体の構成を示すブロック図
【図３】超音波ビームを走査する作用を示す説明図
【図４】極座標系から直交座標系へ変換する作用を示す説明図
【図５】表示領域を抽出する作用を示す説明図
【図６】超音波画像を回転させる作用を示す説明図
【符号の説明】
１…超音波診断装置
３…超音波診断装置本体
４…操作卓
２３、２４、２５、２６…移動キー
２７…トラックボール
３４…座標変換部
３５…表示領域抽出部
４２…回転量算出部
４３…表示領域算出部
４４…スクロール量補正部
【図１】
2004000656.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004000656.tif 000005
【図４】
2004000656.tif 000006
【図５】
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【図６】
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