JP4435946B2 - 超音波画像生成方法および超音波診断装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波画像生成方法および超音波診断装置に関し、さらに詳しくは、アナトミカルＭモード（anatomical Ｍ-mode：以下、ＡＭモードという）画像の画質を向上できるようにした超音波画像生成方法および超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来の超音波診断装置において、Ｂモードの走査順序を表した模式図である。
位置ｐ１〜Ｐ18は、Ｂモード画像のための各音線の位置を表している。すなわち、位置ｐ１〜Ｐ18の領域が、Ｂモード画像用走査領域である。また、位置ｐ10の音線が、Ｍモードラインに指定されている。図中の「ＡＭモードライン範囲」については後述する。
なお、１フレームのＢモード画像を構成する音線数は、実際には例えば１２８本であるが、図示の都合上、ｐ１〜ｐ18の１８本で表している。
【０００３】
時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，…，ｔ18では、Ｂモード画像のために位置ｐ１，ｐ２，ｐ３，…，ｐ18を順に走査し、１サイクルが終わる。このサイクルを繰り返し、Ｂモードデータを次々に得ている。
図８では、１サイクルに要する時間は、１８τになる。
【０００４】
図９に示すように、得られたＢモードデータは、Ｂモードデータのために割り当てられたシネメモリの領域に順に記憶される。前記領域が一杯になると、最新のＢモードデータで最古のＢモードデータを上書きする。
【０００５】
図１０は、Ｂモード画像の説明図である。
図８の時刻ｔ１〜ｔ18で得た位置ｐ１〜ｐ18のＢモードデータを画面に順に並べることでＢモード画像が形成される。
なお、ここでは音線方向が画面上の深さ方向に平行なラインスキャンを想定しているが、音線方向が放射状になるコンベックススキャンでもＢモードデータを画面に放射状に順に並べることでＢモード画像が形成される。
先述のように、図８では、１サイクルに要する時間は、１８τになるから、Ｂモード画像のフレームレートは、１／１８τである。但し、サイクルとサイクルの間に休止時間が入れば、それだけフレームレートは下がる。
【０００６】
さて、図１０に示すように、操作者がＡＭモードラインを設定したとする。このとき、ＡＭモードラインが跨る位置ｐ７からｐ13の範囲を「ＡＭモードライン範囲」と呼ぶ。
【０００７】
前記ＡＭモードライン上のＢモードデータを画面に縦ラインで表示し、次フレームのＢモード画像についても同様にＡＭモードライン上のＢモードデータを前フレームの縦ラインの隣に縦ラインで表示し、これを繰り返して、あたかもＭモード画像のような画像を表示するモードを「アナトミカルＭモード」（ＡＭモード）といい、その画像を「アナトミカルＭモード画像」（ＡＭモード画像）という。
【０００８】
図１１は、ＡＭモード画像の説明図である。
画面の縦軸は、ＡＭモードラインに沿った深さ及び位置を表す。
ある深さ及び位置の輝度は、それと図８び図１０対応するＢモードデータを参照して決める。従って、例えば最右の縦ラインは、時刻ｔ７得た位置ｐ７のＢモードデータから時刻ｔ13得た位置ｐ13のＢモードデータまでを参照して作成される。また、最右の次の縦ラインは、時刻ｔ25に得た位置ｐ７のＢモードデータから時刻ｔ31に得た位置ｐ13のＢモードデータまでを参照して作成される。以下、同様である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の超音波診断装置では、図１１に示すように、ＡＭモード画像を構成するデータ密度が低く、画質が悪い問題点がある。
そこで、本発明の目的は、ＡＭモード画像の画質を向上できるようにした超音波画像生成方法および超音波診断装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、Ｂモード画像のために超音波で走査するＢモード画像用走査領域中にアナトミカルＭモード画像のために超音波で走査するＡＭモード画像用走査領域を設定し、該ＡＭモード画像用走査領域を除く前記Ｂモード画像用走査領域の走査フレームレートよりも前記ＡＭモード画像用走査領域の走査フレームレートが高くなるように前記Ｂモード画像用走査領域および前記ＡＭモード画像用走査領域を走査することを繰り返し、前記Ｂモード画像用走査領域の走査で得たデータからＢモード画像を生成し、前記Ｂモード画像用走査領域の走査で得たデータおよび前記ＡＭモード画像用走査領域の走査で得たデータの両方からアナトミカルＭモード画像を生成することを特徴とする超音波画像生成方法を提供する。
上記第１の観点による超音波画像生成方法では、Ｂモード画像用走査領域の走査に加えて、ＡＭモード画像用走査領域の走査を行い、ＡＭモード画像用走査領域を除くＢモード画像用走査領域の走査フレームレートよりもＡＭモード画像用走査領域の走査フレームレートが高くなるようにする。そして、Ｂモード画像用走査領域の走査で得たデータおよびＡＭモード画像用走査領域の走査で得たデータの両方を用いてＡＭモード画像を作成する。よって、Ｂモード画像用走査領域の走査で得たデータだけからＡＭモード画像を作成していた従来に比べて、本発明ではＡＭモード画像を構成するデータの密度が高くなり、ＡＭモード画像の画質を向上できるようになる。
【００１１】
なお、範囲の広狭がある複数段のＡＭモード画像用走査領域を設けてもよい。このようにすることで、ＡＭモード画像用走査領域の走査のためにＢモード画像のフレームレートが下がるデメリットをある程度緩和することが出来る。
【００１２】
第２の観点では、本発明は、上記構成の超音波画像生成方法において、Ｍモードラインの近傍の所定範囲を前記ＡＭモード画像用走査領域に設定することを特徴とする超音波画像生成方法を提供する。
上記第２の観点による超音波画像生成方法では、Ｍモードラインの近傍の所定範囲をＡＭモード画像用走査領域に設定するが、一般にＡＭモードラインはＭモードラインに近似した角度に設定されるから、結果的にほぼ適正なＡＭモード画像用走査領域を設定できる。そして、処理が簡単になる。
【００１３】
第３の観点では、本発明は、上記構成の超音波画像生成方法において、前記Ｂモード画像用走査領域の走査と前記ＡＭモード画像用走査領域の走査とを交互に繰り返すことを特徴とする超音波画像生成方法を提供する。
上記第３の観点による超音波画像生成方法では、Ｂモード画像用走査領域の走査とＡＭモード画像用走査領域の走査とを交互に繰り返すが、ＡＭモード画像用走査領域はＢモード画像用走査領域の一部であるから、Ｂモード画像用走査領域の走査の時にもＡＭモード画像用走査領域は走査されており、結果としてＡＭモード画像用走査領域を除くＢモード画像用走査領域の走査フレームレートよりもＡＭモード画像用走査領域の走査フレームレートを高くできる。そして、処理が簡単になる。
【００１４】
第４の観点では、本発明は、超音波探触子と、その超音波探触子を駆動して被検体を超音波で走査しデータを取得する送受信手段と、Ｂモード画像のために超音波で走査するＢモード画像用走査領域中にアナトミカルＭモード画像のために超音波で走査するＡＭモード画像用走査領域を設定するＡＭモード画像用走査領域設定手段と、前記ＡＭモード画像用走査領域を除く前記Ｂモード画像用走査領域の走査フレームレートよりも前記ＡＭモード画像用走査領域の走査フレームレートが高くなるように前記Ｂモード画像用走査領域および前記ＡＭモード画像用走査領域を走査することを繰り返す制御を行う走査制御手段と、前記Ｂモード画像用走査領域の走査で得たデータからＢモード画像を生成すると共に前記Ｂモード画像用走査領域の走査で得たデータおよび前記ＡＭモード画像用走査領域の走査で得たデータの両方からアナトミカルＭモード画像を生成する超音波画像生成手段と、前記Ｂモード画像および前記アナトミカルＭモード画像を表示する超音波画像表示手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第４の観点による超音波診断装置では、上記第１の観点による超音波画像生成方法を好適に実施できる。
【００１５】
第５の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、前記ＡＭモード画像用走査領域設定手段は、Ｍモードラインの近傍の所定範囲を前記ＡＭモード画像用走査領域に設定することを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第５の観点による超音波診断装置では、上記第２の観点による超音波画像生成方法を好適に実施できる。
【００１６】
第６の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、前記走査制御手段は、前記Ｂモード画像用走査領域の走査と前記ＡＭモード画像用走査領域の走査とを交互に繰り返すことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第６の観点による超音波診断装置では、上記第３の観点による超音波画像生成方法を好適に実施できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施形態にかかる超音波診断装置を示す構成図である。
この超音波診断装置１００は、超音波探触子１と、その超音波探触子１を駆動して被検体を超音波で走査し音線信号を生成する送受信部２と、音線信号からＢモードデータなど生成する信号処理部３と、Ｂモードデータなどのデータを記憶すると共に記憶した最も古いデータの上に最も新しいデータを上書きすることで最新の複数のデータを記憶するシネメモリ４と、前記信号処理部３で次々に生成されるデータから次々に画像を生成し画面に表示する（これを、リアルタイム表示という）か又は前記シネメモリ４から読み出したデータから画像を次々に生成し画面に表示する（これを、シネ表示という）か又は前記シネメモリ４から読み出したデータから生成した一つの画像を継続的に画面に表示する（これを、フリーズ表示という）かなどの画面表示の制御を行う画面表示制御部５と、画面に超音波画像を表示する表示装置６と、動作モードの切り換えなどの操作を操作者が行うための入力部７と、前記超音波による走査の制御や前記シネメモリ４に対するデータのリード／ライトの制御などを行うコントローラ８とを具備している。
【００１８】
図２は、前記入力部７の要部説明図である。
前記入力部７は、「Ｂモード」押しボタンと、「Ｍモード」押しボタンと、「ＡＭモード」押しボタンと、「リアルタイム／シネ」切り換えボタンと、「フリーズ／解除」切換ボタンと、「ＳＡＭ（Special ＡＭ）モード」押しボタン７１とを備えている。
【００１９】
前記「Ｂモード」押しボタンを押すと、Ｂモード動作が行われる。すなわち、Ｂモード画像のための超音波による走査がＢモード画像用走査領域に対して行われ、Ｂモード画像が生成・記憶・表示される。このＢモード動作は、従来と同じである。
前記「Ｍモード」押しボタンを押すと、Ｍモード動作が行われる。すなわち、Ｍモード画像のための超音波による走査がＭモードラインに対して行われ、Ｍモード画像が生成・記憶・表示される。このＭモード動作は、従来と同じである。前記「ＡＭモード」押しボタンを押すと、ＡＭモード動作が行われる。すなわち、シネメモリ４に記憶したＢモード画像データからＡＭモード画像が生成・表示される。このＡＭモード動作は、従来と同じである。
前記「ＡＭモード」押しボタンを押すと、ＡＭモード動作が行われる。すなわち、シネメモリ４に記憶したＢモードデータからＡＭモード画像が生成・表示される。このＡＭモード動作は、従来と同じである。
【００２０】
前記「リアルタイム／シネ」切り換えボタンは、リアルタイム表示するか又はシネ表示するかの切り換え操作を行なうボタンである。
前記「フリーズ／解除」切換ボタンは、リアルタイム表示またはシネ表示からフリーズ表示に切り替えたり、そのフリーズ表示からリアルタイム表示またはシネ表示に戻す切り換え操作を行なうボタンである。
【００２１】
前記「ＳＡＭモード」押しボタン７１を、Ｂモード動作中であり且つＭモードラインが設定されている状態で押すと、本発明に係るスペシャルＡＭモードの動作が行われる。
図３は、スペシャルＡＭモード動作を示すフロー図である。
ステップＳＴ１では、Ｍモードラインを含む所定の近傍領域をＣ領域とする。このＣ領域は、ＡＭモード画像用走査領域の一つである。
例えば、図４に示すように、位置ｐ１〜Ｐ18の領域がＢモード画像用走査領域であり、Ｍモードラインが位置ｐ10に設定されているなら、位置ｐ８〜ｐ12をＣ領域とする。
ステップＳＴ２では、Ｃ領域の外側の所定の近傍領域をＢ領域とする。このＢ領域も、ＡＭモード画像用走査領域の一つである。
例えば、図４に示すように、位置ｐ８〜ｐ12がＣ領域なら、位置ｐ６〜ｐ８および位置ｐ13〜ｐ14をＢ領域とする。
ステップＳＴ３では、Ｂ領域の外側をＡ領域とする。このＡ領域は、ＡＭモード画像用走査領域を除くＢモード画像用走査領域である。
例えば、図４に示すように、位置ｐ１〜ｐ５および位置ｐ15〜ｐ18をＡ領域とする。
【００２２】
ステップＳＴ４では、図４の時刻ｔ１〜ｔ18に示すように、Ａ，Ｂ，Ｃ領域すなわちＢモード画像用走査領域についてＢモード画像のための走査を行い、Ｂモードデータを得る。得られたＢモードデータは、シネメモリ４に記憶される。また、ＢモードデータからＢモード画像が生成され表示される。この動作は、Ｂモード動作と同じである。
【００２３】
ステップＳＴ５では、図４の時刻ｔ19〜ｔ27に示すように、Ｂ，Ｃ領域すなわち第１段階のＡＭモード画像用走査領域についてＡＭモード画像のための走査を行い、Ｂモードデータを得る。得られたＢモードデータは、シネメモリ４に記憶される。
【００２４】
ステップＳＴ６では、図４の時刻ｔ28〜ｔ32に示すように、Ｃ領域すなわち第２段階のＡＭモード画像用走査領域についてＡＭモード画像のための走査を行い、Ｂモードデータを得る。得られたＢモードデータは、シネメモリ４に記憶される。
【００２５】
ステップＳＴ７では、前記「フリーズ／解除」押しボタンが押されてないなら前記ステップＳＴ４に戻り、上記ステップＳＴ４〜ＳＴ６のサイクルを繰り返す。図４では、１サイクルに要する時間は、３１τになる。前記「フリーズ／解除」押しボタンが押されたならステップＳＴ８へ進む。
【００２６】
図５に示すように、前記ステップＳＴ４で得られたＢモードデータは、Ｂモードデータのために割り当てられたシネメモリ４の領域に順に記憶される。次に、前記ステップＳＴ５で得られたＢモードデータは、先の続きに順に記憶される。さらに、前記ステップＳＴ６で得られたＢモードデータは、さらに先の続きに順に記憶される。このサイクルが繰り返され、前記領域が一杯になると、最新のデータで最古のデータを上書きする。
【００２７】
図６は、Ｂモード画像の説明図である。
図４の時刻ｔ１〜ｔ18で得た位置ｐ１〜ｐ18のＢモードデータを画面に順に並べることでＢモード画像が形成される。
なお、ここでは音線方向が画面上の深さ方向に平行なラインスキャンを想定しているが、音線方向が放射状になるコンベックススキャンでもＢモードデータを画面に放射状に順に並べることでＢモード画像が形成される。
先述のように、図４では、１サイクルに要する時間は、３１τになるから、Ｂモード画像のフレームレートは、１／３１τである。但し、サイクルとサイクルの間に休止時間が入れば、それだけフレームレートは下がる。
なお、図６に示すようにＡＭモードラインが設定されたとする。このとき、ＡＭモードラインが跨る位置ｐ７からｐ13の範囲がＡＭモードライン範囲である。
【００２８】
図３に戻り、ステップＳＴ８では、前記「ＳＡＭモード」押しボタン７１が再び押されるまでは、フリーズ表示を行う。すなわち、前記「フリーズ／解除」押しボタンが押された時点で表示されていたＢモード画像が静止表示される。前記「ＳＡＭモード」押しボタン７１が再び押されたならば、ステップＳＴ９へ進む。
【００２９】
ステップＳＴ９では、前記「ＳＡＭモード」押しボタン７１が再々度押されるか又は前記「フリーズ／解除」押しボタンが再度押されるまでは、ＳＡＭモード表示を行う。すなわち、シネメモリ４に記憶したＢモードデータを用いてＡＭモード画像を生成し、表示する。前記「ＳＡＭモード」押しボタン７１が再々度押されるか又は前記「フリーズ／解除」押しボタンが再度押されたならば、処理を終了する（Ｂモード表示に戻る）。
【００３０】
図７は、ＳＡＭモードで表示されるＡＭモード画像の説明図である。
画面の縦軸は、ＡＭモードラインに沿った深さ及び位置を表す。
ある深さ及び位置の輝度は、それと図４及び図６で対応するＢモードデータを参照して決める。従って、例えば最右の縦ラインは、時刻ｔ７に得た位置ｐ７のＢモードデータから時刻ｔ13に得た位置ｐ13のＢモードデータまでを参照して作成される。また、最右の次の縦ラインは、時刻ｔ20に得た位置ｐ７のＢモードデータから時刻ｔ26に得た位置ｐ13のＢモードデータまでを参照して作成される。また、最右の次の次の縦ラインは、時刻ｔ28に得た位置ｐ８のＢモードデータから時刻ｔ32に得た位置ｐ12のＢモードデータまでを参照して作成される。以下、同様である。
なお、比較説明のために、図７のＡＭモード画像と図１１のＡＭモード画像の横軸の時間スケールを合わせてある。
【００３１】
以上の超音波診断装置１００によれば、図７（実施形態）と図１１（従来例）とを比較すれば判るように、本発明に係るＡＭモード画像を構成するデータの密度（時間当たりのデータ量）は、従来のＡＭモード画像を構成するデータの密度よりも高くなっている。このため、ＡＭモード画像の画質を従来よりも向上できることとなる。
【００３２】
なお、上記実施形態ではシネ表示を想定して説明したが、リアルタイム表示でも同様のＡＭモード画像の生成・表示が可能である。
【００３３】
また、上記実施形態では、Ｍモードラインの近傍の所定範囲をＡＭモード画像用走査領域に設定した（Ｂ，Ｃ領域）が、実際のＡＭモードラインをちょうど含むようにＡＭモード画像用走査領域を算出してもよい。この場合、例えば図６では、位置ｐ７〜ｐ13がＡＭモード画像用走査領域として設定される（Ｂ領域として設定すればよく、Ｃ領域は設定しなくてもよい）。
【００３４】
【発明の効果】
本発明による超音波画像生成方法および超音波診断装置によれば、アナトミカルＭモード画像の画質を向上することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる超音波診断装置の構成図である。
【図２】図１の超音波診断装置の入力部の要部構成図である。
【図３】本発明に係るＳＡＭモード動作を示すフロー図である。
【図４】本発明に係る走査順序の説明図である。
【図５】本発明に係るシネメモリのデータ記憶領域の説明図である。
【図６】Ｂモード画像およびＡＭモードラインの説明図である。
【図７】本発明に係るＡＭモード画像の模式図である。
【図８】従来の走査順序の説明図である。
【図９】従来のシネメモリのデータ記憶領域の説明図である。
【図１０】Ｂモード画像およびＡＭモードラインの模式図である。
【図１１】従来のＡＭモード画像の模式図である。
【符号の説明】
１ 超音波探触子
２ 送受信部
３ 画像生成部
４ シネメモリ
５ 画面表示制御部
６ 表示装置
７ 入力部
８ コントローラ
７１ 「ＳＡＭモード」押しボタン
１００ 超音波診断装置

Claims (6)

1. Ｂモード画像上に超音波の音線方向と平行でないアナトミカルＭモードライン（ＡＭモードライン）を設定して前記ＡＭモードラインに対応するＭモード画像であるＡＭモード画像を生成する超音波画像生成方法であって、
   Ｂモード画像のために超音波で走査するＢモード画像用走査領域中に前記ＡＭモード画像のために超音波で走査するＡＭモード画像用走査領域を設定し、
   前記ＡＭモード画像用走査領域を除く前記Ｂモード画像用走査領域の走査フレームレートよりも前記ＡＭモード画像用走査領域の走査フレームレートが高くなるように前記Ｂモード画像用走査領域および前記ＡＭモード画像用走査領域を走査することを繰り返し、
   前記Ｂモード画像用走査領域の走査で得たデータからＢモード画像を生成し、
   前記Ｂモード画像用走査領域の走査で得たデータおよび前記ＡＭモード画像用走査領域の走査で得たデータの両方から前記ＡＭモード画像を生成することを特徴とする超音波画像生成方法。
2. 請求項１に記載の超音波画像生成方法において、
   前記ＡＭモードラインの近傍の所定範囲を前記ＡＭモード画像用走査領域に設定することを特徴とする超音波画像生成方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の超音波画像生成方法において、
   前記Ｂモード画像用走査領域の走査と前記ＡＭモード画像用走査領域の走査とを交互に繰り返すことを特徴とする超音波画像生成方法。
4. Ｂモード画像上に超音波の音線方向と平行でないアナトミカルＭモードライン（ＡＭモードライン）を設定して前記ＡＭモードラインに対応するＭモード画像であるＡＭモード画像を生成する超音波診断装置であって、
   超音波探触子と、
   前記超音波探触子を駆動して被検体を超音波で走査しデータを取得する送受信手段と、
   Ｂモード画像のために超音波で走査するＢモード画像用走査領域中に前記ＡＭモード画像のために超音波で走査するＡＭモード画像用走査領域を設定するＡＭモード画像用走査領域設定手段と、
   前記ＡＭモード画像用走査領域を除く前記Ｂモード画像用走査領域の走査フレームレートよりも前記ＡＭモード画像用走査領域の走査フレームレートが高くなるように前記Ｂモード画像用走査領域および前記ＡＭモード画像用走査領域を走査することを繰り返す制御を行う走査制御手段と、
   前記Ｂモード画像用走査領域の走査で得たデータからＢモード画像を生成すると共に前記Ｂモード画像用走査領域の走査で得たデータおよび前記ＡＭモード画像用走査領域の走査で得たデータの両方から前記ＡＭモード画像を生成する超音波画像生成手段と、
   前記Ｂモード画像および前記ＡＭモード画像を表示する超音波画像表示手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置。
5. 請求項４に記載の超音波診断装置において、
   前記ＡＭモード画像用走査領域設定手段は、前記ＡＭモードラインの近傍の所定範囲を前記ＡＭモード画像用走査領域に設定することを特徴とする超音波診断装置。
6. 請求項４または請求項５に記載の超音波診断装置において、
   前記走査制御手段は、前記Ｂモード画像用走査領域の走査と前記ＡＭモード画像用走査領域の走査とを交互に繰り返すことを特徴とする超音波診断装置。

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