(57)【要約】【課題】レビュー時に取り込んだ画像の全域にわたって使用者の所望する画質設定を、最小限操作によって得る。【解決手段】画質設定情報を保持する画質設定メモリ１４と、画質設定情報を画質設定メモリ１４に格納させる画質設定入力キー１５と、エコーデータとメタデータを格納するシネメモリ１６と、画質設定情報に従い出力用画像を生成するデータ処理回路１８と、画質設定メモリ１４中の画質設定情報およびシネメモリ１６中のメタデータ中の画質設定情報をモード設定キー２２が設定するモードに基づいてデータ処理回路１８に出力する制御回路１９と、シネメモリ１６中のメタデータ中の画質設定情報を画質設定メモリ１４に反映させるための画質設定反映キー２０とを備えて構成される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波送受信手段より受信したエコーデータと該エコーデータに基づく画像の画像処理の際に用いるメタデータとを保持するシネメモリと、
画質設定情報を保持する画質設定メモリと、
前記画質設定情報を変更し前記画質設定メモリに格納させる画質設定手段と、
前記エコーデータと前記画質設定情報を入力し出力画像データを生成するデータ処理手段と
を備え、
前記シネメモリには前記エコーデータと前記メタデータを関連付けて個別にフレーム毎に格納するようにし、前記メタデータは前記画質設定情報を有する
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記データ処理手段での処理モードを設定するモード設定手段と、
前記画質設定情報を前記データ処理手段に出力するデータ処理制御手段と
を備え、
前記モード設定手段が設定するモードが第１のモードである時は前記画質設定メモリ中の画質設定情報が、前記モード設定手段が設定するモードが第２のモードである時は前記シネメモリ中の前記メタデータ中の前記画質設定情報が、それぞれ前記データ処理制御手段から出力される
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記モード設定手段が設定するモードが第２のモードである時に、前記シネメモリ中の現在表示されている画像に対応する前記エコーデータに関連付けされた前記メタデータ中の前記画質設定情報を前記画質設定メモリに設定するための画質設定反映手段を
備えたことを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記画質設定情報は、ゲイン・コントラスト・ＴＧＣ（Ｔｉｍｅ　Ｇａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）・γカーブ・スクロール・画像回転・画像反転のうちの１つあるいは複数である
備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項５】
シネメモリ中のメタデータをフレーム毎に複数保持できるようにした
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体に超音波を送波しエコー信号に得て超音波画像を生成し被検体を診断する超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、超音波を対象に発信し対象からの反射エコーを受信して装置の画質設定情報に従って画像化する超音波診断装置においては、受信したエコーデータを順次に複数フレーム分格納するシネメモリを備えており、これにより例えば検査中にフリーズをかけるタイミングが若干ずれた場合でも、シネメモリ中からエコーデータを再生することにより好ましいタイミングでの画像を取得するレビュー機能を備えている。
【０００３】
また、装置の画質設定を調整するための画質設定手段を備えており、事前に画質設定を調整しておくことで得られる画像の画質を調整したり、もしくは得られた画像を後から使用者の望む画質に調整することが可能である。
【０００４】
まず、従来の超音波診断装置の構成例を図９に示す。
【０００５】
図９に示すように、従来の超音波診断装置１０１は、先端に超音波信号を送受信するための超音波振動子１０２を設け対象に適切な位置から超音波信号を照射させるためのスコープ１０３と、超音波振動子１０２に対して超音波送波し超音波画像を表示装置（図示せず）に表示させる超音波信号処理装置１０５とから構成される。
【０００６】
超音波信号処理装置１０５は、図示しない送信波形設定情報に従って送信用信号を生成し送信するための送信回路１１０と、超音波振動子から入力されたエコー信号を受信処理するための受信回路１１１と、受信回路１１１で受信したアナログ信号のエコー信号をデジタル信号のエコーデータに変換するためのＡ／Ｄ変換器１１２と、Ａ／Ｄ変換されたエコーデータを１フレーム分保持するバッファメモリ１１３と、バッファメモリ１１３に格納されたエコーデータを順次格納するシネメモリ１１４と、バッファメモリ１１３からシネメモリ１１４へデータを転送するＤＭＡＣ１１５と、画質設定情報を保持する画質設定メモリ１１６と、使用者が画質設定情報を入力し画質設定メモリ１１６に格納させるための画質設定入力キー１１７と、シネメモリ１１４中のエコデータを元に画質設定メモリ１１６中の画質設定情報に従い出力用画像を生成するデータ処理回路１１８と、データ処理回路１１８によって生成された出力用画像を出力するための出力回路１１９と、装置内を制御する制御回路１２０とを備えて構成される。
【０００７】
なお、このうち出力回路１１９の構成例としては、図示はしないが、データ処理部１１７より生成された出力用画像を保持するフレームメモリと、該フレームメモリ中の画像データを表示装置に入力可能なアナログ゛信号に変換するＤ／Ａ変換器とによって構成されるものが挙げられる。
【０００８】
図９に例示した従来の超音波診断装置における超音波信号の流れを以下に示す。
【０００９】
図示しないフリーズ解除手段の操作によって超音波の送信が許可されライブ状態になると、まず送信回路１１０にて電気的な送信用信号が生成され、スコープ１０３を介して超音波振動子１０２に入力される。
【００１０】
超音波振動子１０２に入力された送信用信号は、超音波振動子１０２の圧電効果などによって超音波信号となって放出される。放出された超音波信号は、対象に反射してエコー信号として再び超音波振動子１０２に入力され、圧電効果などによって電気的な受信信号となる。
【００１１】
超音波振動子１０２が受信した受信信号は受信回路１１１に入力され、レベル調整やダイナミックレンジ圧縮などの処理が行われてＡ／Ｄ変換器１１２に入力される。　Ａ／Ｄ変換器１１２によってデジタル信号に変換されたエコーデータは、順次シネメモリ１１４に格納される。
【００１２】
受信されたエコーデータのシネメモリ１１４への格納方法としては様々な方式があり、例えばシネメモリ１１４終端までデータを格納したら次回のデータ格納位置はシネメモリ１１４先端になり、既存のデータが上書きされるリングバッファ方式や、リングバッファ方式のうちでもシネメモリ１１４中の特定の領域はデータを上書きしない保護領域となる方式などが挙げられる。
【００１３】
シネメモリ１１４中の、装置の出力対象フレーム番号に対応する位置に格納されたエコーデータは、データ処理回路１１８によって読み出され、（エコーライン番号、サンプル番号）の入力座標系から（ｘ座標値、ｙ座標値）などの出力座標系への座標変換処理や画質設定メモリ１１６中の画質設定情報に従ってゲイン・コントラスト・ＴＧＣ（Ｔｉｍｅ　Ｇａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）などの画像処理が施された後、出力回路１１９に出力される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
通常、超音波診断装置を用いての検査の際には、ゲイン・コントラスト・γカーブ・ＴＧＣ（Ｔｉｍｅ　Ｇａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）設定などの画質設定を予め検査する部位に適切な設定に装置を設定し、その後ライブをかけて画像を取り込み、フリーズをかけて診断及び画像の記録を行っている。また、場合によっては適宜画質設定を再設定し、適切な画像を得られるように調整を行う。
【００１５】
シネメモリ１１４を搭載しレビュー機能をもつ超音波診断装置においては、ライブ前に画質設定を第１の画質設定に設定し、ライブ中に画質設定を第２の画質設定に変更した場合、レビュー中に第１の画質設定の画質設定で取り込んだ画像の表示時に、使用者が所望する画質設定の画像は通常次の３通りが考えられる。
【００１６】
１つは図１０に示すような第１の画質設定での画像であり、１つは図１１に示すような第２の画質設定の画像であり、１つは図１２に示すような第１の画質設定もしくは第２の画質設定に対して微調整を施した第３の画質設定の画像である。
【００１７】
大容量のシネメモリ１１４は近年メモリの低価格化により実現しつつある。これを用いて十二指腸から胃上部までを一連の画像としてシネメモリ１１４に取り込むことも可能である。
【００１８】
しかしながら、観察する部位によっては注目すべき領域の深さや超音波の減衰率等が異なり、ゲインやコントラストなど設定値も部位ごとに異なる。
【００１９】
従来の超音波診断装置においては、画質設定情報は現在装置に設定されているもののみが保持されているため、各部位ごとに最適画質設定に再設定する時に、その操作ステップ数が多数にわたる場合、その分使用者に負担をかけることとなってしまっていた。
【００２０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、レビュー時に取り込んだ画像の全域にわたって使用者の所望する画質設定を、最小限操作によって得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。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波診断装置は、超音波送受信手段より受信したエコーデータと該エコーデータに基づく画像の画像処理の際に用いるメタデータとを保持するシネメモリと、画質設定情報を保持する画質設定メモリと、前記画質設定情報を変更し前記画質設定メモリに格納させる画質設定手段と、前記エコーデータと前記画質設定情報を入力し出力画像データを生成するデータ処理手段とを備え、前記シネメモリには前記エコーデータと前記メタデータを関連付けて個別にフレーム毎に格納するようにし、前記メタデータが前記画質設定情報を有するように構成される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【００２３】
図１ないし図８は本発明の一実施の形態に係わり、図１は超音波診断装置の構成を示す構成図、図２は図１のシネメモリのメモリ構成を示す図、図３は図２のシネメモリのエコーデータ領域の構成を示す図、図４は図２のシネメモリのメタデータ領域の構成を示す図、図５はライブ状態の図１の超音波信号処理装置の処理の流れを示すフローチャート、図６は図５の処理を説明する説明図、図７はフリーズ状態の図１の超音波信号処理装置の処理の流れを示すフローチャート、図８は図７の処理を説明する説明図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施の形態の超音波診断装置１は、体腔内に挿入する挿入部の先端に超音波信号を送受信するための超音波振動子２を設け対象に適切な位置から超音波信号を照射させるためのスコープ３と、超音波振動子２に対して超音波送波し超音波画像を表示装置（図示せず）に表示させる超音波信号処理装置５とから構成される。
【００２５】
超音波信号処理装置５は、図示しない送信波形設定情報に従って送信用信号を生成し送信するための送信回路１０と、超音波振動子から入力されたエコー信号を受信処理するための受信回路１１と、受信回路１１で受信したアナログ信号のエコー信号をデジタル信号のエコーデータに変換するためのＡ／Ｄ変換器１２と、Ａ／Ｄ変換されたエコーデータを１フレーム分保持するバッファメモリ１３と、画質設定情報を保持する画質設定メモリ１４と、使用者が画質設定情報を入力し画質設定メモリ１４に格納させるための画質設定入力キー１５と、バッファメモリ１３に格納されたエコーデータを順次格納すると共に画質設定メモリ１４中の画質設定情報をメタデータとして格納するシネメモリ１６と、バッファメモリ１３からシネメモリ１６へエコーデータを転送するＤＭＡＣ１７と、画質設定情報に従い出力用画像を生成するデータ処理回路１８と、画質設定メモリ１４中の画質設定情報およびシネメモリ１６中のメタデータ中の画質設定情報をモード設定キー２２が設定するモードに基づいてデータ処理回路１８に出力する制御回路１９と、シネメモリ１６中のメタデータ中の画質設定情報を画質設定メモリ１４に反映させるための画質設定反映キー２０と、データ処理回路１８によって生成された出力用画像を出力するための出力回路２１とを備えて構成され、モード設定キー２２は制御回路１９の振舞いを制御するための第１の状態と第２の状態に切り換え可能なスイッチで構成される。
【００２６】
なお、出力回路２１の構成例としては、図示はしないが、データ処理回路１８より生成された出力用画像を保持するフレームメモリと、該フレームメモリ中の画像データを表示装置に入力可能なアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器によって構成されるものが挙げられる。
【００２７】
シネメモリ１６中のデータレイアウトは図２に示すように、１フレーム分のエコーデータを記憶するエコーデータ領域３１及び画質設定情報を格納するメタデータ領域３２とからなるメモリ領域が例えば１６０フレーム分設けられて構成となっている。
【００２８】
またエコーデータ領域３１は、図３に示すように、１サンプル＝１バイト、１ライン＝５１２サンプル、１フレーム＝５１２ラインにおいて、１フレームあたり５１２×５１２要素で構成される。
【００２９】
また、メタデータ領域３２は、図４に示すように、エコーデータ取込み時の画質設定情報を保持する取込み用画質設定情報領域３３と、レビュー時に画質設定を変更した際などに設定変更後の画質設定情報を保持する編集用画質設定情報領域３４とを備え、各領域３３，３４にはゲイン、コントラスト、ローテーション、γカーブ、ＴＧＣ（０〜３）の設定が保持されている。
【００３０】
図示しないフリーズ解除手段の操作によって超音波の送信が許可されライブ状態になると、図５に示すように、まずステップＳ１でパラメータｊをリセットし、ステップＳ２でパラメータｉをリセットする。
【００３１】
次に、ステップＳ３において、送信回路１０にて電気的な送信用信号が生成され、スコープ３を介して超音波振動子２に入力され、超音波振動子２に入力された送信用信号が超音波振動子２の圧電効果などによって超音波信号となって放出され、放出された超音波信号が対象に反射してエコー信号として再び超音波振動子２に入力され、圧電効果などによって電気的な受信信号となり、さらに、超音波振動子２が受信した受信信号が受信回路１１に入力され、レベル調整やダイナミックレンジ圧縮などの処理が行われてＡ／Ｄ変換器１２に入力され、Ａ／Ｄ変換器１２によってデジタル信号に変換されたエコーデータを得てバッファメモリ１３に１フレーム分保持する。
【００３２】
ステップＳ４でバッファメモリ１３に保持された１フレーム分のエコーデータは、シネメモリの第ｊのフレームのエコーデータ領域３１の第ｉのラインに格納し、ステップＳ５で画質設定メモリ１４に格納されている画質設定情報をメタデータ領域３２の第ｊのフレームの取込み用画質設定情報領域３３に格納し、ステップＳ６で画質設定メモリ１４に格納されている画質設定情報をメタデータ領域３２の第ｊのフレームの編集用画質設定情報領域３４に格納する。
【００３３】
そして、ステップＳ７で画質設定入力キー１５が操作されたかどうか判断し、画質設定入力キー１５が操作された場合は、ステップＳ８で、画質設定入力キー１５の操作により変更された画質設定情報を画質設定メモリ１４に格納してステップＳ９に進み、画質設定入力キー１５が操作されていない場合はそのままステップＳ９に進む。
【００３４】
ステップＳ９ではパラメータｉが５１１未満かどうか判断し、パラメータｉが５１１未満の場合はステップＳ１０で検査の終了が図示しない終了キーによって指示されたかどうか判断し、検査の終了が指示されたならば処理を終了し、検査の終了が指示されていないならばステップＳ１１でパラメータｉをインクリメントしてステップＳ３に戻る。そして、ステップＳ３〜Ｓ１１を繰り返すことで、第ｊのフレームのエコーデータ領域３１の全てのラインにエコーデータを格納する。
【００３５】
パラメータｉが５１１になると、ステップＳ９からステップＳ１２に処理が移行し、ステップＳ１２において、データ処理回路１８に画質設定メモリ１４に格納されている画質設定情報が出力され、第ｊのフレームのエコーデータに対して該画質設定情報に基づいて信号処理が実行される。
【００３６】
そして、ステップＳ１３でパラメータｊをインクリメントしてステップＳ１４でパラメータｊが１６０未満かどうか判断し、パラメータｊが１６０未満ならばステップＳ２に戻り、パラメータｊが１６０になるとステップＳ１に戻る。これにより、シネメモリ１６終端までデータを格納したら次回のデータ格納位置はシネメモリ１６先端になり、既存のデータが上書きされる。
【００３７】
上記の処理を実行することで、ライブ中は、図６に示すように、最初の段階のフレームでは画質設定メモリ１４に格納されている第１の画質設定情報に基づいて信号処理が実行され、途中で画質設定入力キー１５の操作により画質設定情報が変更されると、その変更後の第２の画質設定情報が画質設定メモリ１４に格納され、画質設定情報の変更後のフレームでは第２の画質設定情報に基づいて信号処理が実行される。
【００３８】
ここで、エコーデータは、実際にはバッファメモリ１３に一旦保持され１フレーム分のデータが溜まると、図示しないＤＭＡ転送フラグがセットされ、シネメモリ１６内のフレームカウンタ５１（図１参照）により示されるフレーム番号により算出されるアドレスにＤＭＡＣ１７によってフレーム単位でシネメモリ１６に転送される。転送が完了するとフレームカウンタ５１の値は１つ増加し、フレームカウンタ５１の値がある最大値を超えると、フレームカウンタ５１の値は０に設定される。
【００３９】
また、エコーデータをシネメモリ１６に格納するのに同期してＤＭＡ転送フラグがセットされると制御回路１９によって画質設定メモリ１４の画質設定情報もメタデータとして併せてシネメモリ１６に転送される。その際メタデータ中の取込み用画質設定情報領域３３と編集用画質設定情報領域３４の双方には同じデータがそれぞれ転送される。シネメモリ１６の画質設定情報は編集用画質設定情報領域３４が参照・更新される。
【００４０】
シネメモリ１６中の、装置の出力対象フレーム番号に対応する位置に格納されたエコデータは、データ処理回路１８によって読み出され、（エコーライン番号、サンプル番号）の入力座標系から（ｘ座標値、ｙ座標値）などの出力座標系への座標変換処理やデータ処理制御部より入力された画質設定情報に従ってゲイン・コントラスト・ＴＧＣ（Ｔｉｍｅ　Ｇａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）などの画像処理が施された後、出力回路２１に出力される。
【００４１】
次に図示しないフリーズ手段の操作によってフリーズ状態になると、図７に示すように、まずステップＳ３１でモード設定キー２２が設定しいるモードが第１のモードか第２のモードかを判断する。
【００４２】
第１のモードの場合は、ステップＳ３２でデータ処理回路１８に画質設定メモリ１４の画質設定情報を出力し、ステップＳ３３で画質設定入力キー１５が操作されたかどうか判断し、画質設定入力キー１５が操作された場合は、ステップＳ３４で画質設定入力キー１５の操作により変更された画質設定情報を画質設定メモリ１４に格納してステップＳ３５に進み、画質設定入力キー１５が操作されていない場合はそのままステップＳ３５に進む。
【００４３】
ステップＳ３５では、画質設定反映キー２０が操作されたかどうか判断し、画質設定反映キー２０が操作された場合は、ステップＳ３６で画質設定メモリ１４の画質設定情報を再生中のフレームのシネメモリ１６の編集用画質設定情報領域３４に格納してステップＳ３７に進み、画質設定反映キー２０が操作されていない場合はそのままステップＳ３７に進み、ステップＳ３７でモードを第２のモードに設定して処理を終了する。
【００４４】
また、ステップＳ３１において第２のモードの場合は、ステップＳ３８でデータ処理回路１８にシネメモリ１６の編集用画質設定情報領域３４の画質設定情報を出力し、ステップＳ３９で画質設定入力キー１５が操作されたかどうか判断し、画質設定入力キー１５が操作された場合は、ステップＳ４０で画質設定入力キー１５の操作により変更された画質設定情報をシネメモリ１６の編集用画質設定情報領域３４に格納してステップＳ４１に進み、画質設定入力キー１５が操作されていない場合はそのままステップＳ４１に進む。
【００４５】
ステップＳ４１では、画質設定反映キー２０が操作されたかどうか判断し、画質設定反映キー２０が操作された場合は、ステップＳ４２でシネメモリ１６の編集用画質設定情報領域３４の画質設定情報を画質設定メモリ１４に格納してステップＳ４３に進み、画質設定反映キー２０が操作されていない場合はそのままステップＳ４３に進み、ステップＳ４３でモードを第１のモードに設定して処理を終了する。
【００４６】
この処理により第１のモードでは、フリーズ時のフレーム単位の再生では、画質設定メモリ１４に格納されている画質設定情報に基づいて画像処理がなされ、使用者は画像をフレーム単位で再生しながら画質設定入力キー１５を操作するだけで画質の設定を変更し画質設定メモリ１４に変更後の画質設定情報を格納することができると共に、画質設定反映キー２０の操作だけで編集用画質設定情報領域３４に対しても画質設定情報の変更を反映させることができる。
【００４７】
また、第１のモードでの処理が終了するとモードが第２のモードに移行するので、第２のモードでのフリーズ時のフレーム単位の再生では、編集用画質設定情報領域３４に格納されている画質設定情報に基づいて画像処理がなされ、使用者は画像をフレーム単位で再生しながら画質設定入力キー１５を操作するだけで画質の設定を変更し編集用画質設定情報領域３４に変更後の画質設定情報を格納することができると共に、画質設定反映キー２０の操作だけで画質設定メモリ１４に対しても画質設定情報の変更を反映させることができる。これにより、図８に示すように、フレーム単位の編集用画質設定情報領域３４の画質設定情報によって、フレーム毎の画像に対して所望の画質の画像を簡単な操作で再生することができる。
【００４８】
画質設定メモリの内容は、以下の場合に変更される。超音波診断装置の電源を投入したときは、装置の初期設定用の画質設定情報が設定される。操作者が画質設定入力キーを操作して設定を変更すると、変更後の画質設定情報が格納される。操作者が画質設定反映キーを操作したときは、シネメモリ中のフレームカウンタで示されるフレーム番号に対応するアドレスの編集用画質設定情報領域に格納された画質設定情報が格納される。
【００４９】
本実施の形態の超音波診断装置において、各条件で出力される画像の画質設定と画質設定メモリの内容との関係を表１に示す。
【００５０】
【表１】
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本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、レビュー時に取り込んだ画像の全域にわたって使用者の所望する画質設定を、最小限操作によって得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示す構成図
【図２】図１のシネメモリのメモリ構成を示す図
【図３】図２のシネメモリのエコーデータ領域の構成を示す図
【図４】図２のシネメモリのメタデータ領域の構成を示す図
【図５】ライブ状態の図１の超音波信号処理装置の処理の流れを示すフローチャート
【図６】図５の処理を説明する説明図
【図７】フリーズ状態の図１の超音波信号処理装置の処理の流れを示すフローチャート
【図８】図７の処理を説明する説明図
【図９】従来の超音波診断装置の構成を示す構成図
【図１０】図９の超音波診断装置の作用を説明する第１の図
【図１１】図９の超音波診断装置の作用を説明する第２の図
【図１２】図９の超音波診断装置の作用を説明する第３の図
【符号の説明】
１…超音波診断装置
２…超音波振動子
３…スコープ
５…超音波信号処理装置
１０…送信回路
１１…受信回路
１２…Ａ／Ｄ変換器
１３…バッファメモリ
１４…画質設定メモリ
１５…画質設定入力キー
１６…シネメモリ
１７…ＤＭＡＣ
１８…データ処理回路
１９…制御回路
２０…画質設定反映キー
２１…出力回路
２２…モード設定キー
５１…フレームカウンタ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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