JP3824107B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波診断装置に係り、詳しくは増幅利得のような、エコー画像の画質に関与するパラメータを調整する部分の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波診断装置では、プローブから被検体に対して超音波の送受波を行い、その超音波エコーから被検体の断層画像を生成する。その超音波エコーは、一般に、深度が深い部分からのものほど減衰率が高く、そのまま画像化すると、深度が深い部分の画像が不鮮明になる。
【０００３】
そこで、超音波診断装置として、ＳＴＣ（センシティビディ・タイム・コントロール）機能を備えたものがある。この超音波診断装置は、エコー信号を処理する過程で走査深度に応じて増幅利得を調整することで、深度が深い部分から得られるエコー信号の減衰を補正している。ここで、走査深度と、各深度での望ましい感度との関係は一律、リニアなものではなく、さらには、診断深さとは別に、診断部位の形状や状態によっても減衰率が異なることがある。そのため、走査深度と、各深度での望ましい感度との関係を、縦軸に走査深度、横軸に感度をとって図示すると、図６（Ａ）に示すような曲線になったり、さらにはもっと不規則な曲線になるのが普通である。このような曲線はＳＴＣカーブと呼ばれている。そこで、ＳＴＣ機能を備えた従来の超音波診断装置では、複数の調整器を設けて、これらの調整器により、走査深度ごとに増幅利得（以下、ＳＴＣ値という）を設定して感度を調整するようにしている。
【０００４】
図７に従来の超音波診断装置の外観を示す。従来の装置では、ＳＴＣ値の調整器として、複数のスライドボリウムが操作ボード２０に設けられている。各スライドボリウムは、それぞれ走査深度の各単位調整深度に対応しており、各調整深度位置におけるエコー信号のＳＴＣ値を調整している。これらのスライドボリウムは互いに平行に配置され、それぞれのスライドキー２１が横に操作可能になっている。符号２２はモニター表示器である。
【０００５】
各スライドボリウムのスライドキー２１の横位置は、それぞれ対応する走査深度でのＳＴＣ値を示すから、図６（Ｂ）に示すように、これらのスライドキー２１の全体の並び方がＳＴＣカーブを描くことになる。したがって、使用者は、これらスライドキー２１の並び方を確認しながら、これらを操作することで、最適なＳＴＣカーブに合うような利得調整、すなわち、感度調整ができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の超音波診断装置は、ＳＴＣ値の調整手段として複数のスライドボリウムを備え、これらのスライドボリウムのスライドキー２１の操作により、単位調整深度ごとに利得を調整しうるのであるが、スライドボリウム各々が担当する調整深度位置は一定であるため、ＳＴＣ値の調整の際、常にスライドボリウムの全部が必要となるわけではなく、診断深さの設定により、機能するスライドボリウムの個数が異なってくる。例えば、スライドボリウムを全部で８個設置したとすると、診断深さを浅深度に設定した場合は３個のスライドボリウムが機能し、診断深さを中深度に設定した場合は５個のスライドボリウムが機能し、診断深さを最深深度に設定した場合は８個のスライドボリウムが機能する、といったようになる。したがって、設定した診断深さにおいて、機能しないスライドボリウムを操作しても、ＳＴＣ値はどの深さ位置でも変化しない。
【０００７】
また、各スライドボリウム各々が担当する調整深度位置は一定であるため、画面上において、各スライドボリウムが担当する利得調整範囲は、診断深さや、エコー画像の表示の仕方により、異なってくる。これに対して、従来の装置では、そのときの診断深さで機能するスライドボリウムの個数や、各ボリウムが有効に作用する範囲までは示していない。
【０００８】
したがって、使用者は、機能するスライドボリウムの個数や、各スライドボリウムの有効範囲をよく認識しておく必要があり、この認識が充分でないと、機能しないスライドボリウムを操作する等の無駄な操作をしたり、スライドボリウムとその有効範囲の対応関係を間違えて、調整を必要としない範囲の感度を変えてしまったりして、容易に適正な操作ができず、鮮明な画像を得るのが難しい。
【０００９】
このような問題は、ＳＴＣ（増幅利得）に限らず、走査深度ごとにコントラストや輝度等、画質に関与するパラメータを調整しうるようにした場合にも生じる。
【００１０】
本発明は、上記のような従来の課題に対処したもので、増幅利得のような画質パラメータの調整を、調整器やその有効範囲についての知識がなくても、エコー画像を見ながら適正に行えるようにして、画質調整された鮮明なエコー画像を容易に得られるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を達成するために、走査深度ごとに感度のような、単位調整深度ごとに画質に関与するパラメータの調整が可能である超音波診断装置において、次のような構成を採った。
【００１２】
すなわち、設定された診断深さ領域内の前記単位調整深度毎に設置される前記パラメータの調整器の形態と各調整器の画面上での有効範囲とを互いに関連付けて示す調整画像を作成する調整画像生成手段と、前記調整画像手段で作成した調整画像を単独に、もしくは超音波エコーに基づくエコー画像と重ね合わせて表示する表示手段とを備えた。
【００１３】
また、上記構成において、前記表示手段の画面上の少なくとも調整器の表示個所において接触位置を検出する接触検出手段と、前記接触検出手段の検出信号に基づいて調整器の操作に相当する調整信号を発生する調整制御手段とを更に備えた。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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３は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態の超音波診断装置の構成図、図２は、前記装置のモニター表示器の画面構成を示す斜視図、図３は、前記モニター表示器での他の画面構成を示す斜視図である。
【００１５】
図１において、符号１はプローブ、２は、プローブ１での超音波の送受波動作を制御する送受信制御回路、３は、送受信制御回路２を通じて得られるエコー信号からエコー画像である断層画像を生成するエコー画像生成部、４は、エコー画像生成部３で生成されたエコー画像を表示するモニター表示器である。
【００１６】
また、符号５は、診断深さの設定を行う深度設定キーで、この深度設定キー５の操作に応答して、走査深度制御部６が前記の送受信制御回路２へ深度設定信号を出力する。送受信制御回路２がこの深度設定信号に応答動作することで、プローブ１での超音波の走査深度が変わる。
【００１７】
さらに、本実施の形態では、単位調整深度毎にＳＴＣ値（増幅利得）を調整するために複数の調整器７が仮想的に設定されており、調整制御部８は、あたかもこれらの調整器７が実際に操作されたような調整信号をＳＴＣカーブ発生部９へ出力する。この場合、調整制御部８は走査深度制御部６から深度設定信号を取り込んでおり、設定された診断深さにおいて機能する調整器７について調整信号を出力し、機能しない他の調整器７については調整信号を出力しない。
【００１８】
ＳＴＣカーブ発生部９は、調整制御部８の調整信号から、補間等の処理を行うことでＳＴＣ値が深さ方向に連続的に変化するＳＴＣカーブを作成する。次段のＳＴＣ信号発生部１０は、ＳＴＣカーブ発生部９で作成したＳＴＣカーブに応じたＳＴＣ信号を発生してこれをエコー画像生成部３に送る。これで、エコー画像生成部３は、ＳＴＣカーブに応じて利得が調整されたエコー画像を生成する。
【００１９】
前記の走査深度制御部６に戻って、この走査深度制御部６が出力する深度設定信号は、調整画像生成部１１にも入力する。診断深さが決まると、設定した診断深さにおいて機能する調整器７や、そのときの診断画像中において各調整器７が有効となる範囲も決まるから、調整画像生成部１１は、深度設定信号に基づいて機能する調整器７とその有効範囲とを示す調整画像Ｃを生成する。
【００２０】
その調整画像Ｃは図２もしくは図３に示すようなもので、図２は診断深さが浅い場合の調整画像を、図３は診断深さが中深度の場合のものを、それぞれ示している。両図に示すように、調整画像Ｃにおいて各調整器７の有効範囲Ｃａは、走査深度方向である上下方向に沿って画面を複数に分割する形で示され、調整器は、対応する有効範囲Ｃａの内側に横向きのスライドキーＣｋの像で示される。
【００２１】
この調整画像Ｃの信号は、加算器１２でエコー画像の信号に加算されてモニター表示器４に入力する。これで、モニター表示器４の画面には、エコー画像Ｅに調整画像Ｃが重ね合わせて表示される。なお、この調整画像Ｃは、ＳＴＣ調整のモードとなったときにエコー画像Ｅに重ね合わせて表示されるものとする。
【００２２】
一方、モニター表示器４にはタッチパネルのような、画面への接触とその接触位置を検出する接触検出手段１３が設けられている。この接触検出手段１３としては種々のものがあるが、通常、図２に示すように、表示器画面に貼り付けられる透明のパネル１４と、このパネル１４からの信号を処理する検出回路１５とからなる。
【００２３】
タッチパネルの場合では、前記の透明のパネル１４は２枚構成で、パネルの一方では左右端に、他方のものでは上下端にそれぞれ電極があり、その間が均一な抵抗膜になっている。パネル各枚の電極には、接触個所の横位置もしくは上下位置に応じた電圧が現れることで、接触位置が検出される。
【００２４】
接触検出手段１３としては、他に、透明のフィルム上に透明電極のパターンにより多数の接触スイッチ部を形成したシートキーを用いてもよいし、また、所定のペンを使用し、そのペンの接触に伴う磁界変化から接触位置を検出するようにしたものでもよい。この接触検出手段でも透明パネルは２枚構成で、パネル各枚には磁界検出コイルとして縦もしくは横方向にそれぞれ多数本の電極線が設けられている。このほか、モニター表示器４がＣＲＴである場合、本体に接続されたペンで画面に触れ、画面を走査する電子ビームと位置が合ったときの電位変化で、接触位置を検出するようにしたものでもよい。
【００２５】
接触検出手段１３は、エコー画像Ｅと重ね合わせて表示される調整画像Ｃのうち、スライドキーＣｋの表示部分への接触を検出するためのもので、したがって、スライドキーＣｋの表示部分への接触を検出できればよい。このように、接触検出手段１３はスライドキーＣｋの表示部分への接触を検出するから、接触検出手段１３の検出信号は、対応する調整器７が操作されたことを示す信号として調整制御部８に入力する。そして、調整制御部８は、これらの調整器７の操作量に応じた調整信号を前記したＳＴＣカーブ発生部９へと出力する。
【００２６】
なお、調整制御部８の調整信号は、調整画像生成部１１にも入力する。調整信号は画面上のいずれかのスライドキーＣｋが操作されたことを示す信号であるから、調整画像生成部１１はこの調整信号に基づいて、調整画像Ｃのうち対応するスライドキーＣｋの部分を修正する。これで、モニター表示器４の画面ではスライドキーＣｋの像が接触に伴って変化する。
【００２７】
上記の構成において、深度設定キー５の操作に応じて診断深さが設定され、プローブ１ではその診断深さに応じて超音波の送受波が行われ、そのプローブ１からのエコー信号に基づいてエコー画像生成部３は、エコー画像である断層画像を生成し、その断層画像はモニター表示器４に表示される。
【００２８】
ここで、ＳＴＣ調整モードにすると、モニター表示器４の画面にはエコー画面Ｅに重ね合わせて調整画像Ｃが表示される。この調整画像Ｃは、深度設定信号に基づいたもので、設定された診断深さで機能する調整器７のスライドキーＣｋと、各調整器７の有効範囲Ｃａとを示している。使用者はこの調整画像Ｃを見るだけで、設定した診断深さで機能する調整器とその有効範囲とが分かる。
【００２９】
実際にＳＴＣ調整を行うには、モニター表示器４に表示されている調整画像Ｃのうち、所要のスライドキーＣｋの像に指等を接触させて横に動かせばよい。このスライドキーＣｋの像への接触は、接触検出手段１３により検出され、その検出信号は調整制御部８に入力する。接触検出手段１３の検出信号は、いずれかの調整器７が操作されたことを示すものであるから、調整制御部８は、対応する調整器７の操作量に応じた調整信号を出力する。これに対応して、ＳＴＣカーブ発生部９ではＳＴＣカーブが修正され、ＳＴＣ信号発生部１０からのＳＴＣ信号も変化する。これで、エコー画像生成部３は、ＳＴＣ調整（利得調整）されたエコー画像を生成する。
【００３０】
このように、ＳＴＣ調整するには、画面上のＳＴＣ調整したい部分のスライドキーＣｋの像に触れればよく、その操作の結果は、直ちに目の前に現れるから、調整後の状態を確認しながら、画面から目を離さずにＳＴＣ調整の操作ができる。
【００３１】
また、いずれかのスライドキーＣｋの像に指を接触させて横に動かすと、その接触移動に伴って、調整画像Ｃが変化し、調整画像Ｃの中で同一のスライドキーＣｋの像が移動するから、このスライドキーＣｋの像により調整量を確認することができる。さらに、スライドキーＣｋの像は上下に並んでいるので、その全体の並び方を見ることで、全走査深度の調整量がどのようなＳＴＣカーブを描いているかについても確認できる。
【００３２】
次に、図４および図５により本発明の第２の実施の形態を説明する。図４は第２の実施の形態に係る超音波診断装置の構成図で、図５は、前記装置の外観を示す正面図である。
【００３３】
この実施の形態では、モニター表示器４とは別に調整用表示器１６がある。そして、調整画像生成部１１で生成された調整画像Ｃは、エコー画像Ｅに重畳されることなく単独でこの調整用表示器１６に表示される。また、調整用表示器１６には、画面上の接触位置を検出するタッチパネルのような、透明のパネル１４と検出回路１５とからなる接触検出手段１３が設けられている。
【００３４】
調整画像生成部１１で生成される調整画像Ｃが、設定された診断深さにおいて機能する調整器７のスライドキーＣｋおよび各調整器７の画面上での有効範囲Ｃａを図示するものであり、また接触検出手段１３が、調整画像ＣのうちスライドキーＣｋの像への接触を検出するものである点は、第１の実施の形態と同じである。その他の部分も第１の実施の形態と変わらないので、それらについては図１ないし図３と同一の符号を付して、説明は省略する。
【００３５】
この実施の形態の装置でＳＴＣ調整するには、調整用表示器１６に表示される調整画像Ｃを見て、その画像Ｃ中のスライドキーＣｋの像に触れることで、設定した診断深さで機能する調整器７の所要のものを操作すればよい。その操作に応じて、ＳＴＣ調整されたエコー画像Ｅが得られる。使用者はモニター表示器４と調整用表示器１６とを見比べることになるが、モニター表示器４にはエコー画像Ｅのみが表示されるので、調整後のエコー画像Ｅが見やすく、調整の状況をより正確に確認できる。
【００３６】
上記した各実施の形態では、調整画像Ｃを表示する表示器４（もしくは１６）に、タッチパネルのような接触検出手段１３を設けて、画面の所要部への接触により、調整器７の操作が行えるようにしたが、接触検出手段１３と、この接触検出手段１３の検出信号に応答する調整制御部８とを省略し、表示器４（１６）に調整画像Ｃを表示するだけの構成としてもよい。この場合、調整画像Ｃは、設定された診断深さにおいて機能する調整器７と、各調整器の画面上での有効範囲とを示すものであればよく、調整器７について特にスライドキーの像を示す必要はなく、番号、記号等でどの調整器７であるかを示せばよい。表示器は、エコー画像Ｅに調整画像Ｃを重ね合わせて表示するモニター表示器４に限らず、調整画像Ｃを単独で表示する調整用表示器１６でもよい。なお、このように構成した場合には、装置の操作ボードに、従来の装置と同様のスライドボリウムのような調整器を複数個並設しておく必要がある。
【００３７】
この実施の形態の装置では、表示器４（１６）に表示された調整画像Ｃを見ると、設定された診断深さにおいて機能する調整器７と、それぞれの有効範囲とが分かるので、それを見ながら、操作ボード上の実在の調整器のキーを操作すればよい。調整画像Ｃが操作案内となるので、使用者に調整器やその有効範囲についての充分な知識がなくても、適正なＳＴＣ調整ができる。
【００３８】
なお、上記した各実施の形態では、ＳＴＣ値、すなわち、増幅利得を調整するための構成を示したが、調整の対象は増幅利得に限らず、単位調整深度ごとにコントラストや輝度等、画質に関与する他のパラメータを調整することが可能である場合、そのパラメータを調整する構成に本発明を実施することができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は、増幅利得のような画質に関与するパラメータについて、表示器の画面上に、そのときの診断深さで機能する調整器とそれぞれの有効範囲とを表示するようにしたもので、調整器とその有効範囲とについて充分な知識がない者でも、画質パラメータの調整を行うことができ、画質調整された鮮明なエコー画像を容易に得ることができる。
【００４０】
しかも、モニター表示器の画面に機能可能な調整器等を示す調整画像をエコー画像に重ね合わせて表示し、その調整画像の所要部に触れることで、調整器の操作ができるようにすると、使用者は、調整後の状態を確認しながら調整操作ができ、操作の際に画面から目を離す必要がなく、操作が極めて容易で、より適正な調整ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置の構成図である。
【図２】上記第１の実施の形態でのモニター表示器の画面構成を示す斜視図である。
【図３】上記第１の実施の形態でのモニター表示器の他の画面構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置の構成図である。
【図５】上記第２の実施の形態の装置の外観を示す正面図である。
【図６】ＳＴＣ値調整の説明図であって、（Ａ）はＳＴＣカーブを、（Ｂ）はＳＴＣカーブに沿って操作したスライドボリウムのキーの並び方を、それぞれ示す。
【図７】従来の超音波診断装置の外観を示す正面図である。
【符号の説明】
１ プローブ、 ３ エコー画像生成部、 ４ モニター表示器、
７ 調整器、 ８ 調整制御部、
１１ 調整画像生成部、１３ 接触検出手段、 Ｅ エコー画像、
Ｃ 調整画像、 Ｃｋ スライドキー（像）、Ｃａ 有効範囲

Claims (3)

1. 単位調整深度ごとに画質に関与するパラメータの調整が可能である超音波診断装置であって、
   設定された診断深さ領域内の前記単位調整深度毎に設置される前記パラメータの調整器の形態と各調整器の画面上での有効範囲とを互いに関連付けて示す調整画像を作成する調整画像生成手段と、
   前記調整画像手段で作成した調整画像を単独に、もしくは超音波エコーに基づくエコー画像と重ね合わせて表示する表示手段とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。
2. 請求項１記載の超音波診断装置であって、
   前記表示手段の画面上の少なくとも調整器の表示個所において接触位置を検出する接触検出手段と、
   前記接触検出手段の検出信号に基づいて調整器の操作に相当する調整信号を発生する調整制御手段とを更に備えたことを特徴とする超音波診断装置。
3. 請求項１または２記載の超音波診断装置であって、
   前記パラメータが超音波エコーの増幅利得であることを特徴とする超音波診断装置。

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