(57)【要約】【課題】超音波診断装置において、輝度を反転させた画像の輝度増減の調整の際のつまみの操作方向を、通常の画像における操作方向と一致させる。【解決手段】輝度が反転していない画像を表示させる場合に、ゲインつまみ２８を右に操作すると画像の輝度が明るくなるとする。反転表示の場合、補正部３６にて、ゲインつまみ２８を右に操作した信号の符号を反転させる。これにより、信号処理部１８において、受信された信号の強度が低くなるが、輝度反転処理部２４にて輝度が反転処理されるために、信号の強度が低くされた部分の方が、表示画面の輝度が高く、すなわち明るくなる。結果として、反転画像においても、ゲインつまみ２８を右に操作することで、画面の輝度が高くなる。【選択図】図１
2005192900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内に対して超音波を送受して超音波画像を得る超音波診断装置において、
操作者が操作する調整つまみであって、受信した超音波の情報に基づき得られた各画素の受信強度値を増減する調整つまみを有し、
提供される超音波画像が通常画像であっても受信強度値を反転した反転画像であっても、前記調整つまみの操作方向と提供される画像の輝度の増減が一致する、
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、前記提供される反転画像は三次元画像である、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、前記調整つまみは、各画素の受信強度値を等しく増減させるつまみである、超音波診断装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の超音波診断装置において、前記調整つまみは、受信強度値の増減の対象領域ごとに設けられ、当該領域ごとに受信強度値の増減を調整可能である、超音波診断装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
提供される画像が、受信強度値を反転して形成された三次元画像と、通常の受信強度値に基づき形成された断層画像とであって、これらが同時に提供され、これらの画像の輝度の増減が、共通の調整つまみで制御される、
超音波診断装置。
【請求項６】
生体内に対して超音波を送受して超音波画像を得る超音波診断装置において、
操作者が操作する調整つまみであって、受信した超音波の情報に基づき得られた各画素の受信強度値を増加、減少させるゲイン値を調整する調整つまみと、
前記ゲイン値の調整により増減された受信強度値を反転させる輝度反転処理部と、
前記反転された受信強度値に基づき超音波画像を形成する反転画像形成部と、
を含み、
受信強度値を反転させて画像形成を行う場合には、前記調節つまみにより調整された前記ゲイン値を反転させるゲイン値補正部と、
を有する、超音波診断装置。
【請求項７】
請求項６に記載の超音波診断装置であって、前記反転画像形成部は三次元画像を形成するものである、超音波診断装置。
【請求項８】
請求項６に記載の超音波診断装置であって、さらに、反転されていない受信強度値に基づき超音波画像を形成する通常画像形成部を有し、通常の画像形成を行う場合には、前記調節された前記ゲイン値をそのまま用い、前記調整つまみが共用される、超音波診断装置。
【請求項９】
請求項８に記載の超音波診断装置であって、前記反転画像形成部は三次元画像を形成するものであり、前記通常画像形成部は断層画像を形成するものであり、これらの画像が同時に表示される表示器を有する、超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に関し、特にその画像調整の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、生体内部の様子を観察するのに利用されている。超音波は、硬い、または組織が密な部分、例えば筋肉などにおける反射波の受信強度が強くなり、一方で柔らかい、特に血液などの液体部分においては強度が弱くなる。超音波診断装置の画像表示は、受信強度が強い部分にて輝度を高く、すなわち明るくし、強度が弱い部分では暗く表示するのが通常である。ある一つの断面の情報に基づき形成された画像、すなわち断層画像においては、受信強度が弱い部分は黒く（暗く）現れるので、観察することができる。しかし、三次元の情報をレンダリング処理により二次元に表示する場合、暗い部分は、白く明るい部分に隠れてしまうために、レンダリング処理による三次元画像では、観察することができない。したがって、このような表示方法では、例えば血管が生体内をどのように走っているかを観察したいという要望に答えることができない。また、レンダリング処理による隠れが生じないまでも、血管が暗く表示されるため立体感のない三次元画像となってしまう。
【０００３】
そこで、例えば下記特許文献１においては、反射波の受信強度を反転して表示することにより、本来であれば暗い部分を明るくし、逆に本来明るい部分を暗くすることにより、血管など、反射波の強度が弱くなる領域を浮き出させ、三次元的に表示可能としている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３６２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
超音波診断装置には、表示される画像を明るくしたり暗くしたりして見やすい画像を得るためのつまみが設けられている。このつまみを操作することで、反射波の受信強度の値を増減させ、結果として、画像の明るさが調整される。しかしながら、前述の公報のように、反射波の強度値を反転させ、この反転された情報に基づき画像表示している場合、つまみの操作方向が、反転させない通常の画像を表示した場合と逆となるという問題がある。すなわち、通常画像において、つまみを右に操作すると表示画像が明るくなるのが、反転された画像においては、同じ右への操作で画像が暗くなる。同じ右への操作で、ある場合には画像が明るくなり、ある場合には暗くなるので、操作者は違和感を感じる。
【０００６】
本発明は、反転画像を表示している場合も、通常に画像を表示している場合と同様に明暗の調整を行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の超音波診断装置は、表示された画像の明るさを調整するために、反射波の受信強度の値を変更するとき、通常の画像表示と、反転画像表示とで、受信強度値の増減の向きを逆方向とする。例えば、通常の画像表示の場合、つまみを右に操作すると受信強度値を増加して、画像を明るくするのであれば、反転画像を表示する場合においては、同様につまみを右に操作すると受信強度値を減少させる。反転画像表示は、受信強度値を反転して表示するため、反転処理前により暗い画素が、表示されるときには明るくなる。この結果、通常画像表示であっても、反転画像表示であっても、つまみの操作方向と、表示画像の明るさの増減方向の一致するようになる。
【０００８】
ここで、受信信号の強度値を調整するために、操作者が調査するものを「つまみ」と記したが、つまみの形態は、どのようなものであってもよい。例えば、回転式のもの、上下または左右に直線上を摺動するもの、さらには、表示パネル上に、現実のつまみを模した形状に表示され、これをポインティングデバイス等でドラッグするなどして操作するものも、本明細書および本特許請求の範囲において「つまみ」と称する。
【発明の効果】
【０００９】
操作者は、通常画像表示か、反転画像表示かを意識することなく、表示画像の明るさの増減調整を行うことができるので、違和感なく操作を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１は、本実施形態の超音波診断装置１０の概略構成を示す図である。超音波診断装置１０は、観察対象となる生体内部に超音波を送信し、また送信された超音波が生体内の組織で反射した反射波を受信する探触子１２を備えている。探触子１２には、複数の超音波振動子（不図示）が備えられ、各振動子の駆動を送受信部１４が行う。送受信部１４の制御は本体制御部１６が行い、各振動子は、本体制御部１６により定められたタイミングで駆動され超音波を送信する。送信される超音波の送信方向は、主走査方向と、これに直交する副走査方向とに走査可能であり、これにより、生体内の三次元の超音波情報を得ることができる。生体内の組織で反射した超音波は、探触子１２の振動子を励振し、電圧が誘起される。送受信部１４は、所定のタイミングで振動子に誘起された電圧を取り込み受信信号として信号処理部１８に送り出す。信号処理部１８では、受信信号より生体内の各部位（画素）ごとに、反射波の情報を算出し記憶する。この反射波の情報は、例えば各画素ごとの受信された反射波の強度の値（以下、受信強度値と記す）である。
【００１１】
前述の反射波の情報に基づきモニタ２０上に表示を行う。モニタ表示を行う場合、超音波診断装置は、一般的に反射波の受信強度値を輝度で表現し、強度値が高い部分を明るく、低い部分を暗く表示する。また、得られている情報が三次元の情報であれば、三次元演算処理部２２により、モニタ２０の平面上に、三次元情報を表すための処理を行い、処理された情報に基づきモニタ２０に表示を行う。三次元演算処理は、例えばレンダリング処理、すなわち、空間上のある点から観察対象を視たときに、手前の物体に隠れる部分を表示しないようにする処理を施し、三次元的に見える平面画像を形成する。本明細書および特許請求の範囲において、このような平面画像であっても三次元形状を把握できる画像を三次元画像と表記する。
【００１２】
前述したように、観察対象が血管などの反射が弱い部位である場合、この部位の輝度が暗くなり、周囲の輝度の高い部分に隠されてしまって表示することが難しい。そこで、輝度反転処理部２４において、受信強度値と輝度との関係を反転させて、強度値の高い部位が明るく、低い部位が暗くなる処理を行う。例えば、図２に示すように、通常の表示であれば、一点鎖線で示すように、受信強度値が高くなるに対して、輝度が高くなるようにして表示を行うが、反転表示の場合は、実線で示す関数により輝度を決定して、表示を行う。この関数については、観察対象などの相違に応じて、適切な関数とすることが好ましい。
【００１３】
モニタ２０に表示された画像を見やすく、すなわち観察対象をより観察しやすくするために、超音波診断装置１０には、反射波の情報を加工する調整手段が備えられている。調整手段は、超音波診断装置１０の操作パネルなどに設けられる入力部２６に備えられている。調整手段は、例えば図３に示すような、ダイアル式のつまみ（ａ）、スライダ式のつまみ（ｂ）とすることができる。この調整手段には、反射信号強度値の増減を行うゲインつまみ２８およびＳＴＣ（sensitive time control）と呼ばれる制御の調整を行うためのＳＴＣスライダ３０が設けられている。ＳＴＣは、超音波が生体内の深い位置まで達するほど減衰が大きくなることを補正する制御であり、深い位置で反射した反射波ほど、ゲインを大きくする制御である。深度とゲインの関係を示す関数を調整する手段がＳＴＣスライダ３０であり、代表的な深度ごとに設けられたスライダ３０を調整してゲインを設定でき、設定されたゲインに基づき前記の関数が定められ、ＳＴＣ制御が実行される。したがって、ＳＴＣスライダは、深度ごとのゲインを調整する調整つまみとみることができる。ＳＴＣスライダ３０は、図４に示すように深度ごとのゲインを調整する複数の摺動式の調整つまみから構成することができる。標準的なＳＴＣの関数を定める各つまみの位置が図中中央の０で示される位置であり、ある深度でのゲインを変更したい場合には、その深度に対応したつまみを摺動させて、ゲインの調整を行う。また、入力部２６には、前述の反転処理を行うか、反転せずに通常の表示を行うかを選択するモード選択スイッチ３２が設けられている。
【００１４】
ゲインつまみ２８、ＳＴＣスライダ３０およびモード選択スイッチ３２の操作に応じて、パネル制御部３４が、ゲインつまみ２８の操作に対応したゲイン値を、またＳＴＣスライダ３０の深度ごとのゲイン値（ＳＴＣ値）を、補正部３６に送出する。補正部３６は、ゲイン値とＳＴＣ値に所定の処理を施して本体制御部１６に送出する。補正部３６の処理については後に詳述する。本体制御部１６は、ゲイン値およびＳＴＣ値を信号処理部１８に送り、信号処理部１８において、送受信部１４より送られた超音波の受信強度値の増減が行われる。また、本体制御部１６は、モード選択信号に基づき輝度反転処理部２４において反転制御を行うか否かの指示を行う。
【００１５】
本実施形態の超音波診断装置１０において、ゲインつまみ２８及びＳＴＣスライダ３０は、反転を行わない通常の画像表示において右方向に操作すると、ゲイン値、ＳＴＣ値が高くなり、表示画像においては、輝度が高くなり明るくなるように調整される。ゲイン値、ＳＴＣ値をそのまま反転画像に適用すると、通常の画像であれば明るくなる右への操作で、画像が暗くなり、操作に違和感を生じる。これを解消するために、本実施形態の超音波診断装置１０においては、補正部３６が設けられている。補正部３６は、通常の画像を表示するモード（モードＯＦＦ）では、ゲイン値、ＳＴＣ値をパネル制御部３４より入力された値のまま出力する。パネル制御部３４より、反転画像を表示するモードが選択されたことを示す信号が送出された場合（モードＯＮ）、パネル制御部３４から送られてきたゲイン値、ＳＴＣ値を反転し、これを本体制御部１６に送出する。
【００１６】
図５は、通常の画像表示と輝度を反転した画像表示のそれぞれにおける、補正部３６のゲイン値の入力と出力の例を示す図である。図５（ａ）は、操作者がゲインつまみ２８を中立位置（±０）から右に１０ステップ操作した場合を示している。通常の表示モード（ＯＦＦ）であれば、入力（＋１０）と出力（＋１０）は一致する。輝度を反転する表示モード（ＯＮ）であれば、入力が「＋１０」に対して、出力は符号が逆転して「−１０」となる。図５（ｂ）は、ゲインつまみ２８を中立位置から左へ１０ステップ操作した場合を示し、この操作では、入力が「−１０」となる。この入力に対して、通常の表示であれば出力は「−１０」、反転表示であれば出力は「＋１０」となる。１０ステップ以外の操作であっても同様に、反転モードにおいては、入出力の符号が反転される。
【００１７】
輝度反転画像を表示するモードにおいては、パネル制御部３４からのゲインの入力は、補正部３６により符号が反転されるため、操作者が輝度を高めようとするゲインつまみ２８の操作は、信号処理部１８においては、各画素の受信信号の強度（受信信号強度値）を低下させるように作用する。しかし、輝度反転処理部２４で輝度が反転されることにより、先の操作は、反転処理後の画像においては輝度を高める操作となる。これにより、通常画像における輝度調整の操作と、反転画像の操作とが一致し、操作者が違和感を感じることが防止される。なお、図１においては、反転モードがＯＮとなっている場合に、ゲイン値をインバータを用いて反転しているが、ゲイン値に「−１」を乗算する乗算器を設けるなど、他の演算処理により反対符号のゲイン値を得るようにしてもよい。
【００１８】
ＳＴＣ値については、深度ごとのゲイン値の調整を、ゲインつまみ２８と同様に行うことにより、輝度反転画像の表示に対応することができる。
【００１９】
ゲインつまみ２８、ＳＴＣスライダ３０は、図３に示した回転式、摺動式のもの以外の形態であってもよい。また、表示画面上に、つまみの表示し、このつまみをトラックボールやマウスなどのポインティングデバイスで操作する形態であってもよい。
【００２０】
また、超音波診断装置１０においては、反転表示モードが選択されると、補正部３６にてゲイン値、ＳＴＣ値の符号を反転するように制御がなされるが、操作者が手動で補正部３６における補正処理の実行をするか否か選択するようにもできる。
【００２１】
図６は、他の実施形態の超音波診断装置４０の概略構成を示すブロック図である。図１に示す超音波診断装置１０と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。超音波診断装置４０は、輝度を反転した画像と、通常の画像を同時に表示する装置の構成例である。反転画像の例としては、前述の超音波診断装置１０と同様に、レンダリング処理された三次元画像であり、通常の画像では任意断面における断層画像である。
【００２２】
超音波診断装置４０はそれぞれの画像に対し、第１信号処理部１８Ａ、第２信号処理部１８Ｂを別個に有する。これらの処理部１８Ａ，１８Ｂの機能は、前述の信号処理部１８と同様であり、得られた超音波情報は、表示処理部４２に送られる。表示処理部４２は、前述した輝度反転処理部２４と、三次元演算処理部２２を備え、得られた超音波情報に基づき、三次元的な画像情報を形成する。また、任意断面における断層画像を作成する断層画像作成部４４も有している。三次元演算処理部２２と断層画像作成部４４により形成された画像情報は、モニタ２０に送られ、同時に表示される。また、別個のモニタに同時に表示するようにしてもよい。
【００２３】
通常の画像と反転画像を同時に表示する場合に、同一のゲイン値、ＳＴＣ値で調整を行うと、一方の画像が明るくなり、他方の画像は暗くなる。この実施形態の超音波診断装置４０においては、通常画像用のゲイン値およびＳＴＣ値と、反転画像用のゲイン値およびＳＴＣ値をそれぞれ生成し、第１信号処理部１８Ａおよび第２信号処理部１８Ｂに送出する。具体的にはパネル制御部３４にて生成されたゲイン値、ＳＴＣ値は、直接本体制御部１６に送られるものと、補正部３６を経由して補正されて本体制御部１６に送られるものとがある。補正部３６における補正処理は、前述の超音波診断装置１０の場合と同様である。補正された値、すなわち反転用ゲイン値と反転用ＳＴＣ値も本体制御部１６に送られる。本体制御部１６から、通常画像、ここでは断層画像に用いられるゲイン値およびＳＴＣ値が、断層画像に用いられる超音波情報の処理を行う第１信号処理部１８Ａに送られる。一方、反転画像に用に用いられる超音波情報の処理を行う第２信号処理部１８Ｂには、符号が反転された反転用ゲイン値と反転用ＳＴＣ値が送られる。
【００２４】
反転画像に関して、ゲイン値およびＳＴＣ値の符号が反転されているため、通常画像の輝度を高める入力操作と同じ操作で輝度が高くなり、同時に表示されている通常画像と同じ方向の輝度変化が生じ、操作に違和感がない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態の超音波診断装置１０の概略構成を示すブロック図である。
【図２】反射波の受信強度と表示の輝度の関係を示す図である。
【図３】つまみの形態の例を示す図である。
【図４】ＳＴＣスライダの形態の例を示す図である。
【図５】補正部３６の入力信号、出力信号の関係を示す図である。
【図６】他の実施形態の超音波診断装置４０の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０，４０  超音波診断装置、１６  本体制御部、１８  信号処理部、１８Ａ  第１信号処理部、１８Ｂ  第２信号処理部、２２  三次元演算処理部、２４  輝度反転処理部、２６  入力部、２８  ゲインつまみ、３０  ＳＴＣスライダ、３２  モード選択スイッチ。
【図１】
2005192900.tif 000003
【図２】
2005192900.tif 000004
【図３】
2005192900.tif 000005
【図４】
2005192900.tif 000006
【図５】
2005192900.tif 000007
【図６】
2005192900.tif 000008