JP5199534B2 - 超音波画像再生方法および超音波診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、超音波画像再生方法および超音波診断装置に関し、特に、Ｂモード（Ｂ ｍｏｄｅ）像に非Ｂモード画像が重畳された画像を再生する方法、および、そのような画像再生を行う超音波診断装置に関する。

超音波診断装置では、超音波によって被検体のＢモード画像と非Ｂモード画像を撮影し、それら２種類の像の合成画像を表示することが行われる。非Ｂモード画像は例えばカラードプラ（ｃｏｌｏｒ Ｄｏｐｐｌｅｒ）像であり、その撮影には超音波エコー（ｅｃｈｏ）のドプラ信号が利用される。カラードプラ像は、Ｂモード撮影の範囲内に設定された関心領域（ＲＯＩ： ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ）について撮影され、Ｂモード画像に重畳して表示される（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−０３８４９１号公報（第５頁、図１−２）

録画等により保存しておいた合成画像を再生した場合、Ｂモード画像上の非Ｂモード画像の位置および範囲は撮影時に設定したＲＯＩの通りに固定される。このため、撮影時のＲＯＩ設定が大きめであった場合等は、後から見れば必要のない部分まで写っていることがあり得る。

そこで、本発明の課題は、Ｂモード画像に非Ｂモード画像が適切に重畳された画像再生する方法および超音波診断装置を実現することである。

上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、Ｂモード撮影によって得られたデータの保存値と、Ｂモード撮影の範囲内に設定されたＲＯＩにおいて非Ｂモード撮影によって得られたデータの保存値とに基づいて、Ｂモード画像に非Ｂモード画像が重畳された画像を再生するにあたり、再生画像における非Ｂモード画像の表示範囲を前記ＲＯＩ内で調節可能にした、ことを特徴とする超音波画像再生方法である。

上記の課題を解決するための他の観点での発明は、Ｂモード撮影を行う第１の撮影手段と、Ｂモード撮影の範囲内に設定されたＲＯＩについて非Ｂモード撮影を行う第２の撮影手段と、前記第１の撮影手段によって得られたデータおよび前記第２の撮影手段によって得られたデータをそれぞれ保存する保存手段と、前記保存手段に保存されたデータに基づいて、Ｂモード画像に非Ｂモード画像が重畳された画像を再生する再生手段と、前記再生手段が再生した画像における非Ｂモード画像の表示範囲を前記ＲＯＩ内で調節する調節手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置である。

前記データは、音線データであることが、画像再生の自由度が大きい点で好ましい。
前記データは、画像データであることが、画像再生が容易な点で好ましい。
前記非Ｂモードは、カラードプラ・モードであることが、Ｂモード画像とカラードプラ像の合成画像を得る点で好ましい。

前記非Ｂモードは、パワードプラ・モードであることが、Ｂモード画像とパワードプラ像の合成画像を得る点で好ましい。
前記非Ｂモードは、造影モードであることが、Ｂモード画像と造影像の合成画像を得る点で好ましい。

上記各観点での発明によれば、Ｂモード撮影によって得られたデータの保存値と、Ｂモード撮影の範囲内に設定されたＲＯＩにおいて非Ｂモード撮影によって得られたデータの保存値とに基づいて、Ｂモード画像に非Ｂモード画像が重畳された画像を再生するにあたり、再生画像における非Ｂモード画像の表示範囲を前記ＲＯＩ内で調節可能にしたので、Ｂモード画像に非Ｂモード画像が適切に重畳された画像再生することができる。

以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図１に超音波診断装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は発明を実施するための最良の形態の一例である。本装置の構成によって、超音波診断装置に関する発明を実施するための最良の形態の一例が示される。本装置の動作によって、超音波画像再生方法に関する発明を実施するための最良の形態の一例が示される。

図１に示すように、本装置は、超音波プローブ２（ｐｒｏｂｅ）を有する。超音波プローブ２は、超音波トランスデューサ（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）のアレイ（ａｒｒａｙ）を有する。アレイにおける個々の超音波トランスデューサは例えばＰＺＴ（チタン（Ｔｉ）酸ジルコン（Ｚｒ）酸鉛）セラミックス（ｃｅｒａｍｉｃｓ）等の圧電材料によって構成される。超音波プローブ２は、操作者により被検体４に当接して使用される。

超音波プローブ２は送受信部６に接続されている。送受信部６は、超音波プローブ２に駆動信号を与えて超音波を送波させる。送受信部６はまた超音波プローブ２が受波したエコー信号を受信する。

超音波の送受信は、音線によって撮影範囲を走査しながら行われる。音線は超音波ビーム（ｂｅａｍ）で構成される。音線走査は、セクタスキャン（ｓｅｃｔｏｒ ｓｃａｎ）、コンベックススキャン（ｃｏｎｖｅｘ ｓｃａｎ）あるいはリニアスキャン（ｌｉｎｅａｒ ｓｃａｎ）等によって行われる。

送受信部６はＢモード処理部８、ハーモニック（ｈａｒｍｏｎｉｃ）処理部１０およびドプラ処理部１２に接続されている。送受信部６から出力される音線ごとのエコー受信信号は、Ｂモード処理部８、ハーモニック処理部１０およびドプラ処理部１２に入力される。

Ｂモード処理部８はＢモード画像を形成するものである。Ｂモード処理部８は、音線上の個々の反射点でのエコーの強度を表す信号を得て、この信号の各瞬時の振幅をそれぞれ輝度値としてＢモード画像を形成する。超音波プローブ２、送受信部６およびＢモード処理部８からなる部分は、本発明における第１の撮影手段の一例である。

ハーモニック処理部１０はハーモニック画像を形成するものである。ハーモニック処理部１０は、音線上の個々の反射点での高調波エコーの強度を表す信号を得て、この信号の各瞬時の振幅をそれぞれ輝度値としてハーモニック画像を形成する。高調波エコーは被検体４に造影剤を注入して撮影したときに得られる。したがって、ハーモニック画像は造影画像となる。超音波プローブ２、送受信部６およびハーモニック処理部１０からなる部分は、本発明における第２の撮影手段の一例である。

ドプラ処理部１２はドプラ画像を形成するものである。ドプラ処理部１２は、エコー受信信号を直交検波したＩ，Ｑ信号をＭＴＩ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｔａｒｇｅｔ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）処理してエコーの複素ドプラ信号を求め、複素ドプラ信号に関する所定の演算により音線ごとにドプラ画像を形成する。超音波プローブ２、送受信部６およびドプラ処理部１２からなる部分は、本発明における第２の撮影手段の一例である。

ドプラ画像は、カラードプラ画像またはパワードプラ（ｐｏｗｅｒ Ｄｏｐｐｌｅｒ）画像として形成される。カラードプラ画像は流速分布を表す。パワードプラ画像はドプラ信号のパワー分布を表す。

Ｂモード処理部８、ハーモニック処理部１０およびドプラ処理部１２は画像処理部１４に接続されている。画像処理部１４は、Ｂモード処理部８、ハーモニック処理部１０およびドプラ処理部１２からそれぞれ入力される画像データに基づいて、表示用の画像を生成する。

Ｂモード画像は色相を持たない輝度画像として生成される。造影画像は色相を持たない輝度画像または単色の輝度画像として生成される。カラードプラ画像およびパワードプラ画像はいずれもカラー画像として生成される。カラードプラ画像は、速度の大きさを色の輝度で表し、速度の方向を色相で表す。パワードプラ画像は、パワーの大きさを色の輝度で表す。

画像処理部１４は、図２に示すように、バス（ｂｕｓ）１４０によって接続された入力データメモリ（ｄａｔａ ｍｅｍｏｒｙ）１４２、ディジタル・スキャンコンバータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｃａｎ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１４４、画像メモリ１４６、プロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１４８および外部メモリ１５０を備えている。

Ｂモード処理部８、ハーモニック処理部１０およびドプラ処理部１２から音線ごとに入力されたＢモード画像、造影画像およびドプラ画像は、入力データメモリ１４２にそれぞれ記憶される。本書では、入力データメモリ１４２に記憶されるデータを音線データという。音線データは、ディジタル・スキャンコンバータ１４４で走査変換されて画像メモリ１４６に記憶される。本書では、画像メモリ１４６に記憶されるデータを画像データという。

音線データまたは画像データは、外部メモリ１５０にも記憶される。外部メモリ１５０に記憶された音線データまたは画像データは、画像を再生するのに利用される。なお、外部メモリ１５０には音線データと画像データを両方とも記憶するようにしてもよい。外部メモリ１５０としては、例えば、ＨＤ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ）装置等が用いられる。

プロセッサ１４８は、画像処理部１４の中枢として、音線データおよび画像データの処理、入力データメモリ１４２、画像メモリ１４６および外部メモリ１５０の読み書き、ディジタル・スキャンコンバータ１４４の制御等を行う。

画像処理部１４には表示部１６が接続されている。表示部１６は、画像処理部１４の画像メモリ１４６から画像信号が与えられ、それに基づいて画像を表示する。表示部１６は、カラー画像が表示可能なグラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。

以上の送受信部６、Ｂモード処理部８、ハーモニック処理部１０、ドプラ処理部１２、画像処理部１４および表示部１６には制御部１８が接続されている。制御部１８は、それら各部に制御信号を与えてその動作を制御する。また、被制御の各部から各種の報知信号が入力される。

制御部１８の制御の下で、Ｂモード撮影動作、造影モード撮影動作およびドプラモード撮影動作が実行される。造影モード撮影とは、被検体４に造影剤を注入して行う撮影である。ドプラモードには、カラードプラ・モードとパワードプラ・モードがある。

制御部１８には操作部２０が接続されている。操作部２０は操作者によって操作され、制御部１８に各種の指令や情報を入力する。操作部２０は、例えば、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）やポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）およびその他の操作具を備えた操作パネル（ｐａｎｅｌ）として構成される。

本装置による撮影は、操作者が選択したモードで行われる。選択可能な撮影モードは、Ｂモード、造影モード、カラードプラ・モードおよびパワードプラ・モードである。本書では、造影モード、カラードプラ・モードおよびパワードプラ・モードを総称して非Ｂモードという。なお、造影モードとは、被検体４に造影剤を注入して行う撮影モードである。

非Ｂモード撮影は、操作者が予め設定したＲＯＩについて行われる。その場合、背景画像を得るために、Ｂモード撮影も併用される。そして、非Ｂモード画像はＢモード画像に重畳して表示される。表示画像では、非Ｂモード画像が上側レイヤー（ｌａｙｅｒ）となり、Ｂモード画像が下側レイヤーとなる。上側レイヤーの透明部分を通して下側レイヤーが見える。これによって、Ｂモード画像に非Ｂモード画像を重畳した画像が得られる。

図３に、カラードプラ・モードで撮影した画像の一例を示す。図３に示すように、白線で区画されたＲＯＩについてのカラードプラ画像が、背景画像としてのＢモード画像に重畳して表示される。カラードプラ画像が上側レイヤー、Ｂモード画像が下側レイヤーである。なお、実際のカラードプラ画像は色彩画像であるが、ここでは、無色彩画像として示す。

このような画像が、撮影進行とともにリアルタイム（ｒｅａｌ ｔｉｍｅ）の動画として得られる。また、適宜のタイミング（ｔｉｍｉｎｇ）でフリーズ（ｆｒｅｅｚｅ）操作を行うことにより、静止画を得ることができる。

撮影された動画や静止画はレイヤーごとに外部メモリ１５０に保存される。外部メモリ１５０への保存は、音線データまたは画像データの形式で行われる。なお、音線データと画像データの両方の形式で保存するようにしてもよい。外部メモリ１５０は、本発明における保存手段の一例である。

音線データの形式での保存は、生データに近い状態での保存なので、再生時の画像処理の自由度が大きい。これに対して、画像データの形式で保存したときは、画像の再生が容易である。

画像の再生は、画像処理部１４により、外部メモリ１５０に保存されたデータに基づいて行われる。画像処理部１４は、本発明における再生手段の一例である。再生手段により、図４に示すように、撮影時と同じ画像が表示される。表示画像は動画または静止画である。

再生画像は、再診断やプレゼンテーション等、様々な目的に利用される。その際、画像利用の目的によっては、撮影時に設定したＲＯＩが必ずしも適切でない場合があり得る。すなわち、画像利用の目的から見て、必要のない部分や重要性の低い部分あるいはノイズ（ｎｏｉｓｅ）部分がＲＯＩに含まれている場合があり得る。

本装置では、画像利用の目的に合わせて再生画像のＲＯＩを操作者が調節できるようになっている。ＲＯＩの調節は、操作部２０の操作に基づく制御部１８の動作によって行われる。操作部２０および制御部１８からなる部分は、本発明における調節手段の一例である。

ＲＯＩの調節は、ポインティング・デバイス等を用いて行われる。すなわち、例えば、ＲＯＩを表す図形の隅をポインティング・デバイス等でドラッグ（ｄｒａｇ）することにより、ＲＯＩの大きさを変更することができる。ただし、撮影時のＲＯＩの範囲内での変更である。

また、ＲＯＩを表す図形の辺をポインティング・デバイス等でドラッグすることにより、ＲＯＩの位置を変更することができる。ただし、撮影時のＲＯＩの範囲内での位置変更である。

これによって、再生画像におけるカラードプラ画像の表示範囲の大きさおよび位置を、撮影時のＲＯＩの範囲内で自由に調節することができる。図５の（ａ），（ｂ），（ｃ）に、そのようにして調節されたＲＯＩの例を示す。図５に示すように、変更によりカラードプラ画像の表示範囲でなくなった部分には、背景画像としてのＢモード画像が表示される。これによって、背景画像が見やすくなる効果も生じる。

以上は、カラードプラ画像の再生の例であるが、他の非Ｂモード画像すなわちパワードプラ画像や造影画像等の再生についても同様になる。また、再生画像が２Ｄ画像の例を示したが、３Ｄ画像の場合も同様になる。

上記のような再生を行う場合の、本装置の動作のフロー（ｆｌｏｗ）図を図６に示す。図６に示すように、ステップ６０１で、撮影および保存を行う。撮影は背景画像としてのＢモード処理部の撮影を伴う非Ｂモード撮影である。

ステップ６０３で再生を行い、ステップ６０５でＲＯＩが適正か否かを判定する。適正と判定したときはそのままＲＯＩが確定するが、適正でないと判定したときは、ステップ６０７でＲＯＩ調節を行う。これによってＲＯＩが確定し、ステップ６０９で、確定ＲＯＩでの再生が行われる。

本発明を実施するための最良の形態の一例の超音波診断装置のブロック図である。 画像処理部のブロック図である。 表示画像の一例を中間調の写真で示す図である。 表示画像の一例を中間調の写真で示す図である。 表示画像の一例を中間調の写真で示す図である。 本発明を実施するための最良の形態の一例の超音波診断装置の動作を示すフロー図である。

符号の説明

２ ： 超音波プローブ
４ ： 被検体
６ ： 送受信部
８ ： Ｂモード処理部
１０ ： ハーモニック処理部
１２ ： ドプラ処理部
１４ ： 画像処理部
１６ ： 表示部
１８ ： 制御部
２０ ： 操作部
１４２ ： 入力データメモリ
１４４ ： スキャンコンバータ
１４６ ： 画像メモリ
１４８ ： プロセッサ
１５０ ： 外部メモリ

Claims (12)

1. Ｂモード撮影を行う第１の撮影手段によってＢモード画像を形成する処理を行って得られたデータの保存値と、Ｂモード撮影の範囲内に設定されたＲＯＩにおいて非Ｂモード撮影を行う第２の撮影手段によって非Ｂモード画像を形成する処理を行って得られたデータの保存値とに基づいて、Ｂモード画像に非Ｂモード画像が重畳された画像を、Ｂモード撮影及び非Ｂモード撮影の後に再生するにあたり、
   再生画像における非Ｂモード画像の表示範囲を前記ＲＯＩ内で調節可能にした、
   ことを特徴とする超音波画像再生方法。
2. 前記データは、音線データである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の超音波画像再生方法。
3. 前記データは、画像データである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の超音波画像再生方法。
4. 前記非Ｂモードは、カラードプラ・モードである、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の超音波画像再生方法。
5. 前記非Ｂモードは、パワードプラ・モードである、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の超音波画像再生方法。
6. 前記非Ｂモードは、造影モードである、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の超音波画像再生方法。
7. Ｂモード撮影を行う第１の撮影手段と、
   Ｂモード撮影の範囲内に設定されたＲＯＩについて非Ｂモード撮影を行う第２の撮影手段と、
   前記第１の撮影手段によってＢモード画像を形成する処理を行って得られたデータおよび前記第２の撮影手段によって非Ｂモード画像を形成する処理を行って得られたデータをそれぞれ保存する保存手段と、
   前記保存手段に保存されたデータに基づいて、Ｂモード画像に非Ｂモード画像が重畳された画像を、Ｂモード撮影及び非Ｂモード撮影の後に再生する再生手段と、
   前記再生手段が再生した画像における非Ｂモード画像の表示範囲を前記ＲＯＩ内で調節する調節手段と、
   を具備することを特徴とする超音波診断装置。
8. 前記データは、音線データである、
   ことを特徴とする請求項７に記載の超音波診断装置。
9. 前記データは、画像データである、
   ことを特徴とする請求項７に記載の超音波診断装置。
10. 前記非Ｂモードは、カラードプラ・モードである、
    ことを特徴とする請求項７ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載の超音波診断装置。
11. 前記非Ｂモードは、パワードプラ・モードである、
    ことを特徴とする請求項７ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載の超音波診断装置。
12. 前記非Ｂモードは、造影モードである、
    ことを特徴とする請求項７ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載の超音波診断装置。