JP4165338B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

この発明は、医学的な診断に用いられる超音波診断装置に関し、とくにネットワークを介してリモート側で超音波動画像を表示する超音波診断装置に関する。

超音波診断装置は、超音波ビームをプローブ（超音波振動子）を介して被検体（被診察者の身体）内に入射し、その反射波をプローブで受波し、その受波信号を処理することによって身体内の断層像を得たり、ドプラ現象を利用して血流などの速度を表す画像を描出したりするものであり、医学的な診断用途に広く普及している。通常、超音波画像は動画像として撮影・表示され、これを観察することにより医学的な診断を行う。

そして、従来の超音波診断装置では、一般に、動画像として表示される超音波画像を適切なタイミングで停止させるフリーズ機能が設けられている。操作パネル上のフリーズボタンなどを操作すると、その時点での超音波動画像がフリーズされて静止画として表示されることになる。さらに、現に撮影・表示されている画像の直前の数フレーム分の画像データを常時記憶しているシネメモリと呼ばれる直前画像メモリを備え、フリーズボタンを押すタイミングが遅れてしまったような場合に、このシネメモリからの読み出しを行うことにより過去にさかのぼった時点での動画像を静止画として表示させる機能を備えたものもある。

また、撮影した超音波動画像をネットワークを介して伝送し、リモート側で表示して診断することも従来より行われている。この場合、ネットワークの帯域の制限から、動画像データの圧縮方式であるＭＰＥＧ２やＭＰＥＧ４などの非可逆圧縮方式を用いることが多く、配信先では圧縮・符号化された動画像データをデコードして復元し、表示するようにしている。

ところが、このようにネットワークを介して超音波動画像を配信しネットワークの配信先つまりリモート側で観察し診断を行う場合、基本的には、その動画像は、いわゆる垂れ流し状態で表示され、リモート側では適当な時点で動画像を静止させることなどはできないのが通常の構成となっており、リモート側で超音波画像の観察を行う際の不便さが痛感されている。

そこで、リモート側での操作によってフリーズ指令を入力し、そのコマンドをネットワークを介して本体側の超音波診断装置に送り、本体側の超音波診断装置においてフリーズ操作されたときと同様にフリーズ動作を行わせることが考えられる。しかし、この場合、ネットワークでの伝送の遅延や、動画像転送におけるパケットのジッタ吸収用バッファによる遅延、あるいはＭＰＥＧ２などのＧＯＰ（Group of Picture）単位でのエンコード処理による遅延といった各要素の集積により、大きな遅延が生じることが避けられない。そのため、リモート側で観察していて必要と思われたタイミングでフリーズ操作をしても、その必要と思われたフレームよりも数フレーム後で動画像が静止することとなり、とくに心臓などの動きの激しい臓器を観察するような場合は、必要な時相がはずれてしまうこととなるので、非常に使い勝手の悪いものとなってしまう。

この発明は、超音波画像がネットワーク配信されるリモート側において適切なタイミングで超音波動画像のフリーズを行うことができるように改善した超音波診断装置を提供することを目的とする。

さらに、この発明は、リモート側においてフリーズ操作する場合にも、直前の数フレームさかのぼって静止画を得ることができるように改善した超音波診断装置を提供することをも目的とする。

上記の目的を達成するため、この発明による超音波診断装置においては、ネットワークを介して接続された本体側とリモート側とで構成され、本体側には、超音波動画像撮影部と、該超音波動画像撮影部から順次出力される超音波動画像データを圧縮処理するエンコーダと、圧縮処理後の符号化データをネットワークに出力するネットワークアダプタとが備えられ、リモート側には、ネットワークに接続されるネットワークアダプタと、該ネットワークアダプタを介して受信した上記の符号化データを復号化し復元処理するデコーダと、フリーズ指令を入力する操作部と、該フリーズ指令に応じて上記デコーダの処理を停止させてその時点の復号化画像データを静止画データとして出力させるデコード制御部とが備えられていることが特徴となっている。

リモート側の操作部を操作してフリーズ指令を入力すると、それに応じてデコード制御部がデコーダの処理を停止させる。これにより、その時点のフレームの復号化され復元された画像データが出力されている状態が維持され、そのフレームの静止画の画像データが出力されている状態となる。したがって、デコードされた画像データが送られて超音波動画像を表示している画像表示装置などを操作者が観察しているときに、フリーズしたいフレームの画像が現れた時点でフリーズ操作を行えば、その画像がフリーズされて静止画として表示されることになる。フリーズ操作およびそれに応じたフリーズの動作はリモート側においてなされるため、たとえネットワークを介することによる遅延があったとしても、それに無関係に、操作から遅延することなく動画像のフリーズを行わせることが可能である。

また、上記の構成に加えて、リモート側には、フリーズされたフレームを特定するフレーム情報をネットワークアダプタを介して送信するフレーム情報送信部が備えられるとともに、本体側には、超音波動画像撮影部から順次出力される超音波動画像データを現時点の直前の少なくとも数フレーム分をつねに蓄積しておく直前画像メモリと、上記のリモート側より送られたフレーム情報が示すフレームの画像を該直前画像メモリから読み出し、より画質が良好になるように圧縮パラメータを変更した上で、該デコーダにより上記フレームの画像を圧縮処理してネットワークアダプタを介してネットワークに出力させる再配信処理部とが備えられることが特徴となっている。

本体側では、超音波動画像データが超音波動画像撮影部から順次フレームごとに得られており、この各フレームの画像が、現時点のフレームの直前の少なくとも数フレーム分、直前画像メモリに常時蓄積されている。リモート側でフリーズ操作されると、そのフリーズされたフレームを特定する情報が本体側に送られてくる。本体側とリモート側とはネットワークを介して接続されているため、画像データ伝送に遅延が生じ、リモート側で現時点の画像としてフリーズされたフレームは、本体側ではすでに過去の数フレーム前のものとなっている。ところが、本体側の直前画像メモリには過去の直前画像が数フレーム分常時蓄積されており、上記のリモート側でフリーズされたフレームを特定するフレーム情報が示すフレームの画像をこの直前画像メモリから読み出すことができる。そこで、本体側に備えられた再配信処理部によりこの直前画像メモリからの読み出しを行い、そのフレームの画像データをデコーダで再度圧縮処理してネットワークに配信することができる。この場合、圧縮・送信する画像データは１つのフレームの画像データであり、各フレームの画像データを順次送るという動画像データ配信ではないので、圧縮パラメータを変更してより情報量の多い高画質の画像データが送られるようにしても、ネットワークの帯域制限内に収まる。そのため、リモート側では、フリーズして観察したいものとして指定した１フレームのより高画質の超音波画像をフリーズされた静止画として観察することができる。

リモート側においても、操作に遅延することなく、目指すフレームの画像をフリーズさせて観察することができる。さらに、そのフリーズ操作したフレームの画像を、本体側から、より情報量の多い高画質の画像データとして再度配信させるようにして、リモート側において、より高画質の画像を観察することができるようになる。

つぎに、この発明を実施した超音波診断装置について図面を参照して説明する。

図１に示す実施例では、超音波診断装置は、ネットワーク２０を介して接続されている本体側１０とリモート側３０とからなる。

本体側１０には、超音波画像撮影部１１が備えられており、これに超音波プローブ１２が接続される。超音波プローブ１２は超音波振動子アレイからなり、被検体（被検者の腹部などの身体）にあてられ、超音波ビームを身体内へ送信し、および身体内部からの反射波を受信する。超音波画像撮影部１１は、超音波プローブ１２を介した超音波の送受信の制御を行うとともに、得られた超音波データを処理して画像を作成する。たとえば扇型のＢモード画像を得る場合、電子的な制御で送信および受信超音波の指向角度を制御して超音波ビームのセクタスキャン（扇形スキャン）などを行い、受信データを処理してセクタ画像を作成する。このような超音波画像がつぎつぎに得られ、その超音波動画像データはいったん画像メモリ１４に蓄えられた後、図示しない画像表示装置などに送られて表示される。

操作パネル１３は撮影モードの設定や深さ・感度の設定などを行なうもので、操作パネル１３から入力された信号が超音波画像撮影部１１に送られてモード設定などがなされる。また、操作パネル１３にはフリーズ操作のための押しボタンなどが設けられており、この操作に応じてフリーズ指令がシネメモリ１７に出されるようになっている。

このシネメモリ１７は、超音波画像撮影部１１順次フレームごとに得られる超音波画像データの、現時点の直前の数フレーム分を常時蓄積する画像メモリであり、この画像データは画像メモリ１４を介して送られてきている。上記のフリーズ指令が出されると、画像メモリ１４の記憶内容が固定されてその時点でのフレームの超音波画像が図示しない画像表示装置に送られて静止画として表示されたり、あるいはシネメモリ１７に蓄えられていた、直前の数フレーム分の画像がさかのぼって順次読み出されて画像メモリ１４に送られて１フレームずつ静止画として表示され、そのうちの任意のフレームの画像の表示に固定することなどができるようになっている。

本体側１０で超音波動画像を観察している操作者は、見たい画像が現れたときフリーズ操作を行って、その時点のフレームの画像の静止画を長時間観察することができるとともに、フリーズ操作が遅れて見たい画像から他の画像に移ってしまっていたときでも、その直前の過去数フレームにまでさかのぼって画像を１フレームずつ逆順に静止画として表示させ、見たい画像が現れたときにその画像の静止画表示に固定して、長時間その画像の観察を行うことができる。

超音波画像撮影部１１から画像メモリ１４を経て順次出力される超音波動画像データは、ＭＰＥＧ２やＭＰＥＧ４などのエンコーダ１５で圧縮・符号化され、ネットワークアダプタ１６を介してネットワーク２０に送られる。リモート側３０では、ネットワーク２０を介してネットワークアダプタ３１に送られてきたＭＰＥＧ符号化データがＭＰＥＧデコーダ３２で復号化されて復元され、画像メモリ３３を経て図示しない画像表示装置に送られて超音波動画像が表示される。

このリモート側３０にも、操作パネル３４が備えられ、その操作パネル３４には、フリーズ操作のための押しボタンなどが設けられており、これを操作するとフリーズ指令がデコード制御部３５に入力される。するとデコード制御部３５は、デコーダ３２の動作を停止させる制御信号をデコーダ３２に与え、デコーダ３２はただちに復号化処理を停止するので、その時点の復号化データが画像メモリ３３に格納された状態に固定され、この画像データが図示しない画像表示装置に送られた状態が維持されて、そのフレームの画像が静止画として表示される。

さらに、この実施例では、フリーズしたフレームを特定するフレーム情報がフレーム情報送信部３６によって取得され、これがネットワークアダプタ３１に送られ、ネットワーク２０を介して本体側１０に送られるようになっている。フレームを特定する情報はたとえばフレームのＩＤデータやシリアルナンバーなどであり、各フレームごとの画像データに付帯しているので、フリーズしたフレームの画像データの付帯情報から、フレーム情報送信部３６が読み取ることができる。

本体側１０では、リモート側３０でフリーズしたフレームの情報がネットワークアダプタ１６より再配信処理部１８に送られる。リモート側３０であるフレームの画像が表示され、それがフリーズされた時点では、ネットワーク２０における遅延などによって、本体側１０ではそのフレームよりさらに進んでその後の最新のフレームの画像が得られている状態になっているが、過去数フレーム分の画像データがシネメモリ１７に蓄積されている。そこで、再配信処理部１８は、受け取った情報が指定するフレームの画像をシネメモリ１７から検索し、そのフレーム画像を画像メモリ１４に送って、エンコーダ１５による圧縮・符号化処理を行わせる。このときの圧縮パラメータは、より高画質の画像が復元されるようなものに変更される。この制御は再配信処理部１８によって行われる。こうしてエンコーダ１５より１フレームの画像データとしては情報量の多い符号化データが得られ、これがネットワーク１６に送られて、ネットワーク２０を介してリモート側３０に配信されることになる。

そのため、リモート側３０では、フリーズしたフレームの画像についての高画質の画像データを再度受け取って表示することができる。この場合、そのフリーズした１フレームの画像データのみを再配信すればよいので、１フレームの画像データとしては情報量の多いものとなっても、ネットワーク２０の帯域制限などの問題を生じさせない。リモート側３０における操作者は、自らフリーズ操作したそのフレームの高画質の画像が静止画として表示されるので、これをじっくり観察して診断を下すことが可能となる。

なお、上記の実施例の説明では、各部はハードウェア的に表現しているが、ソフトウェアで実現することもできる。その他、具体的な構成などは種々に変更可能である。

この発明によれば、超音波動画像をネットワーク配信することによってリモート側においても超音波動画像の観察ができるようにした超音波診断装置において、ネットワークでのデータ伝送の遅延に関係なく、リモート側で望むタイミングで超音波動画像をフリーズさせることができる。また、そのリモート側でフリーズしたフレームの画像データを本体側から高画質の画像データとして再度リモート側へ配信し、そのフリーズしたフレームの画像をリモート側において高画質の画像として表示することができる。

この発明の一実施例を示すブロック図。

符号の説明

１０ 超音波診断装置の本体側
１１ 超音波画像撮影部
１２ 超音波プローブ
１３、３４ 操作パネル
１４、３３ 画像メモリ
１５ ＭＰＥＧエンコーダ
１６、３１ ネットワークアダプタ
１７ シネメモリ
１８ 再配信処理部
２０ ネットワーク
３０ 超音波診断装置のリモート側
３２ ＭＰＥＧデコーダ
３５ デコード制御部
３６ フレーム情報送信部

Claims (2)

1. ネットワークを介して接続された本体側とリモート側とを有し、本体側は、超音波動画像撮影部と、該超音波動画像撮影部から順次出力される超音波動画像データを圧縮処理するエンコーダと、圧縮処理後の符号化データをネットワークに出力するネットワークアダプタとを備え、リモート側は、ネットワークに接続されるネットワークアダプタと、該ネットワークアダプタを介して受信した上記の符号化データを復号化し復元処理するデコーダと、フリーズ指令を入力する操作部と、該フリーズ指令に応じて上記デコーダの処理を停止させてその時点の復号化画像データを静止画データとして出力させるデコード制御部とを備えることを特徴とする超音波診断装置。
2. リモート側は、フリーズされたフレームを特定するフレーム情報をネットワークアダプタを介して送信するフレーム情報送信部をさらに備えるとともに、本体側は、超音波動画像撮影部から順次出力される超音波動画像データを現時点の直前の少なくとも数フレーム分をつねに蓄積しておく直前画像メモリと、上記のリモート側より送られたフレーム情報が示すフレームの画像を該直前画像メモリから読み出し、より画質が良好になるように圧縮パラメータを変更した上で、該デコーダにより上記フレームの画像を圧縮処理してネットワークアダプタを介してネットワークに出力させる再配信処理部とをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。

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