(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、この探触子に送信信号を供給すると共に受信した反射エコー信号を増幅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画像に変換するデジタルスキャンコンバータと、断層像の表示座標面に対し線分を入力する手段と、該入力した線分を前記断層像と合成して表示する手段と、前記線分が付された前記断層像と前記線分上の時系列の超音波画像とを表示する手段とを有する超音波診断装置において、前記線分が付された断層像から所定の臓器の境界を判定する判定手段と、前記判定された境界に基づいて前記臓器の中心位置を時系列に算出する手段とを備え、前記表示手段は前記算出手段で時系列に算出した前記中心位置と前記時系列の超音波画像とを合成して表示する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、被検体内に超音波を送信し受信した反射エコー信号を用いて診断部位について超音波画像を作成し表示する超音波診断装置に関し、特に、目的とする臓器を含む任意断面の表示画面上で該臓器の中心を算出して画像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、この探触子に送信信号を供給すると共に受信した反射エコー信号を増幅する超音波送受信部と、この超音波送受信部からの画像信号を書き込み、読み出し表示座標系に変換するデジタルスキャンコンバータと、表示座標面に対し任意の線分を入力しこの線分情報を画像表示のために処理する手段と、この処理された線分情報と上記デジタルスキャンコンバータからの画像情報とを合成して表示する手段と、上記表示座標面上の断層像に対し入力された任意の線分に沿って臓器の境界を判定して表示する手段とを有して成っていた。
【０００３】
そして、上記探触子で被検体内に超音波を送受信し、該探触子で受信した反射エコー信号を超音波送受信部及びデジタルスキャンコンバータにより信号処理し、得られた断層像を画像表示手段に表示すると共に、臓器を含む断層像の表示画像上で該臓器を横切って指定された複数の線分上における画素情報を読み出し、この画素情報を上記画像表示手段に表示し、この画素情報を上記線分方向に沿って読み出すと共にこの読み出された画素情報の変化度合いを検知し、この検知した画素情報の変化度合いやその変化の極値に基づいて臓器の境界を判定して表示していた。
【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、表示座標面上の断層像に対し入力された任意の線分に沿って臓器の境界を判定して表示する手段は、臓器の任意断面の表示とその臓器の境界を検出するのみであったので、目的とする臓器を含む任意断面の表示画面上で該臓器の中心を算出して表示することはできなかった。例えば、心臓を短軸で観察した場合の動きは、臓器の境界部分が単純に円が大きくなったり小さくなったりする動きをする訳ではなく、心臓全体がドリフトの動きをするものであった。したがって、心臓の短軸方向の中心が分からなければ、該心臓がどの程度拡張し収縮しているかを正確に計測できないことがあった。このことから、操作者の主観的な判断に依存する部分があり、計測に個人的な誤差が生ずることがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、目的とする臓器を含む任意断面の表示画面上で該臓器の中心を算出して画像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、被検体内に超音波を送受信する探触子と、この探触子に送信信号を供給すると共に受信した反射エコー信号を増幅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画像に変換するデジタルスキャンコンバータと、断層像の表示座標面に対し線分を入力する手段と、該入力した線分を前記断層像と合成して表示する手段と、前記線分が付された前記断層像と前記線分上の時系列の超音波画像とを表示する手段とを有する超音波診断装置において、前記線分が付された断層像から所定の臓器の境界を判定する判定手段と、前記判定された境界に基づいて前記臓器の中心位置を時系列に算出する手段とを備え、前記表示手段は前記算出手段で時系列に算出した前記中心位置と前記時系列の超音波画像とを合成して表示するものである。
【０００７】
また、上記算出された臓器中心の演算値から画像表示手段にその画素情報をずらして表示してもよい。
【０００８】
さらに、上記算出された臓器中心の演算値を画像表示手段に数値表示してもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態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の形態を示すブロック図である。この超音波診断装置は、被検体内に超音波を送信し受信した反射エコー信号を用いて診断部位について超音波画像を作成し表示するもので、図１に示すように、探触子１と、超音波送受信部２と、デジタルスキャンコンバータ（以下「ＤＳＣ」と略称する）３と、入力部４と、グラフィック回路５と、グラフィック表示部６と、合成回路７と、画像表示装置８と、書き込み読み出し回路９と、フレームメモリ１０ａ，１０ｂと、マルチプレクサ１１と、シフトレジスタ１２と、判定回路１３とを有し、更に演算回路１４とを備えて成る。
【００１０】
上記探触子１は、被検体内の診断部位に向けて超音波を送信及び受信するもので、図示省略したがその内部には、超音波の発生源であると共に反射エコーを受信する振動子を有し、例えばセクタ走査型探触子に形成されている。
【００１１】
超音波送受信部２は、上記探触子１に送信信号を供給すると共に受信した反射エコー信号を増幅するもので、図示省略したがその内部には、上記探触子１に送信信号を供給して内蔵の振動子から超音波を発生させる送波回路と、上記探触子１で受信した反射エコー信号を増幅する受信増幅器と、それらの制御回路とを有している。
【００１２】
ＤＳＣ３は、上記超音波送受信部２からの画像信号を書き込むと共に読み出して表示座標系に変換して出力するもので、該超音波送受信部２内のＡ／Ｄ変換器でデジタル化された超音波情報を超音波ビームの１走査線又は複数の走査線毎に内蔵のラインメモリに書き込んで断層像（Ｂモード像）の画像データを生成するようになっている。
【００１３】
入力部４は、後述の画像表示装置８に表示される画像面に対し任意の線分を手動操作で入力するもので、例えばトラックボール又はマウス等から成る。グラフィック回路５は、上記入力部４で入力された線分情報を後述のグラフィック表示部６へ送るものである。そして、グラフィック表示部６は、上記グラフィック回路５を介して入力した入力部４からの線分情報を画像表示のために処理するものである。そして、上記入力部４とグラフィック回路５とグラフィック表示部６とで、表示座標面に対し任意の線分を入力しこの線分情報を画像表示のために処理する手段を構成している。
【００１４】
合成回路７は、上記グラフィック表示部６で処理された情報と前記ＤＳＣ３からの画像情報とを合成するもので、ＤＳＣ３からの断層像情報とグラフィック表示部６からの線分情報とを重畳するようになっている。そして、画像表示装置８は、上記合成回路７で合成された画像信号を入力して超音波画像として表示するもので、例えばＣＲＴから成る。そして、上記合成回路７と画像表示装置８とで、上記グラフィック表示部６で処理された線分情報とＤＳＣ３からの画像情報とを合成して表示する手段を構成している。
【００１５】
書き込み読み出し回路９は、後述のフレームメモリ１０ａ，１０ｂへの書き込み、読み出しを制御するもので、読み出し制御の場合は上記グラフィック回路５を介して得られる入力部４で入力された例えば複数の線分情報に基づいて、各線分のそれぞれの方向に沿った画像データが読み出されるようになっている。
【００１６】
フレームメモリ１０ａ，１０ｂは、上記ＤＳＣ３からの断層像情報を入力して交互に格納するもので、それぞれ２次元メモリからなり、例えば第一のフレームメモリ１０ａに１フレーム分の画像データが格納された後に、次の１フレーム分の画像データは第二のフレームメモリ１０ｂに格納され、さらにその次の１フレーム分の画像データは再び第一のフレームメモリ１０ａに格納されるというように、交互に格納が繰り返されるようになっている。
【００１７】
マルチプレクサ１１は、上記フレームメモリ１０ａ，１０ｂから読み出した画像データを入力し、各フレーム画像毎に切り換えて順次出力するものである。シフトレジスタ１２は、上記マルチプレクサ１１から出力される画像データを入力して一時記憶するものである。また、判定回路１３は、上記シフトレジスタ１２からの画像情報から変化度合いを検知し、この検知した変化度合いやその変化の極値に基づいて臓器の境界を判定するものである。そして、上記書き込み読み出し回路９とフレームメモリ１０ａ，１０ｂとマルチプレクサ１１とシフトレジスタ１２と判定回路１３とで、表示座標面上の断層像に対し入力された任意の線分に沿って臓器の境界を判定する手段を構成している。
【００１８】
ここで、本発明においては、上記判定回路１３と前記グラフィック回路５との間に、演算回路１４が設けられている。この演算回路１４は、上記判定回路１３で判定された臓器の境界に基づいて該臓器の中心を算出する手段となるもので、この算出された臓器の中心は前記グラフィック表示部６及び合成回路７を介して画像表示装置８に断層像と共に表示されるようになっている。
【００１９】
次に、このように構成された超音波診断装置の動作について、図２〜図５を参照して説明する。まず、図１において、探触子１と超音波送受信部２とＤＳＣ３と合成回路７と画像表示装置８の動作により、図２に示すように、画像表示装置８の表示画面１５の一半部には、目的とする臓器としての例えば心臓１６を含む断層像１７が表示される。また、入力部４とグラフィック回路５とグラフィック表示部６と合成回路７と画像表示装置８の動作により、図２において表示画面１５の一半部には断層像１７を任意断面で切る線分１８が表示される。
【００２０】
さらに、書き込み読み出し回路９とフレームメモリ１０ａ，１０ｂとマルチプレクサ１１とシフトレジスタ１２と判定回路１３の動作により、図２に示すように、表示画面１５の他半部には上記任意断面で切る線分１８上の画像１９が表示されると共に、上記判定回路１３により目的とする臓器（例えば心臓１６）の境界が判定された臓器境界線２０ａ，２０ｂが表示される。
【００２１】
次に、上記判定回路１３により判定された臓器境界線２０ａ，２０ｂの信号は演算回路１４へ入力し、該演算回路１４は、上記判定された臓器の境界に基づいて該臓器の中心を算出する。すなわち、図３に示すように、臓器の一方の境界線２０ａの位置をｘ1とし、他方の境界線２０ｂの位置をｘ2とし、両者の中心の位置をｘ3とすると、中心の位置ｘ3は、次式で計算できる。
ｘ3＝（ｘ1＋ｘ2）／２  …（１）
【００２２】
この状態で、図１に示す入力部４を手動操作して臓器の中心値算出モードに入る。すると、上記演算回路１４は、式（１）に示す計算を臓器境界線２０ａ，２０ｂの長さ方向に沿って計算する。その結果、上記臓器境界線２０ａ，２０ｂの長さ方向の各位置について中心位置ｘ3が計算され、この中心位置ｘ3を連結して、図４に示すように、表示画面１５の他半部に臓器中心線２１が表示される。これにより、操作者は、目的とする臓器の中心位置を画面上で見ることができる。
【００２３】
図５は画面表示の他の例を示す説明図である。この例による画面表示は、上記算出された臓器中心の演算値から画像表示装置８にその画素情報をずらして表示するものである。すなわち、上記のように算出され表示された臓器中心線２１が表示画面１５の中心において直線となるように、線分１８上の画像１９において臓器境界線２０ａ，２０ｂを互いにずらし、算出された臓器中心線２１をずらして表示したものである。この場合は、目的とする臓器の中心位置がより見易くなる。
【００２４】
また、上記算出された臓器中心の演算値を画像表示装置８に数値表示してもよい。すなわち、上述の図３〜図５の表示画面において、図１に示す演算回路１４で算出した臓器の中心位置の数値を表示してもよい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、画像表示における表示座標面上の断層像に対し入力された任意の線分に沿って臓器の境界を判定すると共に、この判定された境界に基づいて該臓器の中心を算出して画像表示する手段を備えたことにより、目的とする臓器を含む任意断面の表示画面上で該臓器の中心を算出して画像表示することができる。したがって、操作者は、目的とする臓器の中心位置を画面上で見ることができ、操作者の主観的な判断に依存することなく、計測に個人的な誤差が入らないようにできる。このことから、誤差の少ない計測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の形態を示すブロック図である。
【図２】画像表示装置の表示画面における断層像及びこの断層像に対し入力された線分並びにこの線分に沿った臓器境界線を示す説明図である。
【図３】上記表示画面において臓器境界線の中心位置を算出している状態を示す説明図である。
【図４】上記表示画面において上記のように算出された臓器中心線を表示した状態を示す説明図である。
【図５】上記表示画面において画面表示の他の例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…ＤＳＣ
４…入力部
５…グラフィック回路
６…グラフィック表示部
７…合成回路
８…画像表示装置
９…書き込み読み出し回路
１０ａ，１０ｂ…フレームメモリ
１１…マルチプレクサ
１２…シフトレジスタ
１３…判定回路
１４…演算回路
１６…心臓（臓器）
１７…断層像
１８…線分
２０ａ，２０ｂ…臓器境界線
２１…臓器中心線
【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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