JPH04117950A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JPH04117950A
JPH04117950A JP2235656A JP23565690A JPH04117950A JP H04117950 A JPH04117950 A JP H04117950A JP 2235656 A JP2235656 A JP 2235656A JP 23565690 A JP23565690 A JP 23565690A JP H04117950 A JPH04117950 A JP H04117950A
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石原 謙
Jun Tauchi
潤 田内
Takashi Sugiyama
隆司 杉山
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超音波を利用して被検体の診断部位について
断層像を得る超音波診断装置に関し、特に被検体内の心
臓や血管等の運動部位の動きを差分画像で描出可能とす
ると共に、この差分画像と同時に差分演算の時間差を示
す数値を表示して、」−記′M動部位の変位量とそれに
要した時間とを直接把握することができる超音波診断装
置に関する。
〔従来の技術〕
従来、被検体の運動部位についてその動きを差分画像で
描出可能とした超音波診断装置としては、特開昭62i
、、89054号公報に記載されているように、超音波
を送信および受信する探触子と、この探触子に対して暉
動パルスを送出して超音波を発生させると共に受信した
反射エコーの信号を処理する超音波送受信部と、この超
音波送受信部からのエコー信号をディジタル化して内部
のフレームメモリに断)r’)@像のデータを書込み読
出すディジタルスキャンコンバータと、このディジタル
スキャンコンバータからの出力信号を入力して断層画像
を表示するテレビモニタとを有する超音波診断装置にお
いて、上記ディジタルスキャンコンバータの内部に、そ
れぞれ1画面分のデータを時系列で格納するフレームメ
モリを複数個設けると共に、これらフレームメモリの出
力(Itll tこ各フレームメモリから出力される時
系列のデータを人力してそれらの間でそれぞれ差分処理
を施す差分処理器を設けたものが提案されている。
さらに、第29回日本ME学会大会論文集「3H−3D
 1g1tal S ubtraction E ch
ographyの開発」([医用電子と生体工学」第2
8巻 特別号(1,990) )に記載されているよう
に、被検体の運動部位の差分画像と合わせて、−に配液
検体の心電図を表示すると共に、この心電図上に差分演
算をした二つの画像間の時間差を示す白黒の平行なバー
から成るタイミングマークを表示するようにしたものが
提案されている。
〔発明が僅′決しようとする課題〕
しかし、上記第一の従来例においては、被検体の運動部
位について差分画像によりその動きの成分のみを抽出し
て表示することはできるが、」−記差分画像について差
分演算をした二つの画像間の時間差については全く表示
されないものであった。
従って、」1記運動部位の変位量は把握できても、その
変位に要した時間は把握できず、変位の速度が推定でき
ないものであった。このことから、被検体の運動部位に
ついての診断が精密に行えないことがあった。
また、上記第二の従来例においては、被検体の運動部位
の差分画像と合わせて、該被検体の心電図上に差分演算
をした二つの画像間の時間差を示すタイミングマークを
表示することはできるが、このタイミングマークでは二
つの平行なバーの間隔の広狭により差分演算の時間差を
間接的に表示するだけで、その時間差を数値で直接表示
することはできなかった。従って、被検体の運動部位の
変位に要した時間を直接把握することはできず、その変
位の速度の推定が容易に行えないことがあった。このこ
とから、第二の従来例においても、被検体の運動部位に
ついての診断が精密に行えないことがあった。
そこで、本発明は、このような問題的を解決し、被検体
の運動部位の差分画像と同時にその差分演算の時間差を
示す数値を表示して、上記運動部位の変位量とそれに要
した時間とを直接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。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明による超音波診断装
置は、被検体に超音波を送信及び受信する超音波送受信
手段と、この超音波送受信手段からの反射エコー信号を
用いて運動組織を含む被検体内の断層像データを所定周
期で繰り返して得る断層走査手段と、この断層走査手段
によって得た時系列の画像間で計算を行ってそれらの差
分画像データを生成する手段と、この差分画像データ生
成手段からの差分画像データを表示する画像表示手段と
を有する超音波診断装置において、上記差分画像データ
生成手段で差分演算する画像間の時間差を示す数値デー
タを表示する手段を設けると共に、該差分画像データ生
成手段からの差分画像データと数値データ表示手段から
の数値データとを合成する手段を設け、差分画像と差分
演算の時開蓋数値とを画像表示手段に同時に表示するよ
うにしたものである。
また、上記データ合成手段には、被検体の生体信号を検
出して生体信号波形データを発生する手段を接続し、さ
らに前記差分画像データ生成手段で差分演算する画像間
の時間差を示すマーカデータを表示する手段を接続し、
差分画像と差分演算の時間差数値と被検体の生体信号波
形とこの生体信号波形をタイムスケールとする時間差マ
ーカとを画像表示手段に同時に表示するようにすると効
果的である。
さらに、上記差分画像と被検体の生体信号波形と差分画
像の時間差マーカとを同一時相、同一色相で時間経過に
従い色相が変化するようにカラー表示する手段を設けて
もよい。
〔作 用〕
このように構成された超音波診断装置は、数値データ表
示手段により差分画像データ生成手段で差分演算する画
像間の時間差を示す数値データを表示し、データ合成手
段により上記差分画像データ生成手段からの差分画像デ
ータと数値データ表示手段からの数値データとを合成す
ることによって、被検体の運動部位の差分画像とその差
分演算の時間差数値とを画像表示手段に同時に表示する
ように動作する。従って、画像表示手段の画面に表示さ
れた内容を見るだけで、被検体の運動部位の変位量とそ
れに要した時間とを直接把握することができると共に、
その変位の速度を容易に推定することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。
第1図は本発明による超音波診断装置の実施例を示すブ
ロック図である。この超音波診断装置は、超音波を利用
して被検体の診断部位について断層像を得るもので、図
に示すように、探触子1と、超音波送受信部2と、ディ
ジタルスキャンコンバータ(以下rDSCJ と略称す
る)3と、引算器4と、D/A変換器5と、画像表示器
6とを有し、さらに数値データ表示手段7と、データ合
成手段(8)とを備えて成る。
上記探触子1は、機械的または電子的にビーム走査を行
って被検体9に超音波を送信及び受信するもので、図示
省略したがその中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が内蔵されている。超音波送受
信部2は、上記探触子1に対して駆動パルスを送出して
超音波を発生させると共に受信した反射エコーの信号を
処理するもので、図示省略したがその中には送波パルサ
、送波遅延回路、受波増幅器、受波遅延回路及び加算器
等が内蔵されている。そして、これら探触子1と超音波
送受信部2とで超音波送受信手段を構成しており、後述
のコントローラ13からの制御信号により上記探触子1
で超音波ビームを被検体9の体内で一定方向に走査させ
、1枚の断層像を得るようになっている。
DSC3は、上記超音波送受信部2から出力される反射
エコー信号を用いて運動組織を含む被検体内の断層像デ
ータを超音波送受信に同期して取り込むと共に、テレビ
同期のタイミングで読み出すようにして走査変換を行う
もので、上記超音波送受信部2からの反射エコー信号を
ディジタル信号に変換するA/D変換器10と、このA
/D変換器10から出力されるディジタル信号を超音波
ビームの1走査線ごとに書き込み及び読み出しを繰り返
す複数のラインメモリlla、llbと、これらのライ
ンメモリlla、llbから出力される画像データを1
フレ一ム分記憶可能で例えば半導体メモリから成る複数
のフレー11メモリ12と、これらの構成要素の動作を
制御するもので例えばCPUから成るコン1ヘローラ1
3と、このコントローラ13からの制御信号を入力して
上記フレームメモリ12に画像データを書き込む際のア
ドレスを発生する第一のアドレス発生器14と、同じく
上記フレームメモリ12から画像データを読み出す際の
アドレスを発生する第二のアドレス発生器15と、上記
フレームメモリ12のうち任意に指定された2枚のフレ
ームメモリから読み出される画像データをテレビ走査線
1本分ごとに書き込むと共に読み出す2個のラインメモ
リ16a。
]にト)とから成る。
引算器4は、上記I) S C3によって得た時系列の
断層像間で計算を行ってそれらの差分画像データを生成
する手段となるもので、−1記一方のラインメモリ]−
6aから出力される画像データと他力のラインメモリ1
−6bから出力される画像データとの各画像データの画
素を対応させて2枚の断層像−:j−一一夕間で引き算
を行うようになっている。また、D / A変換器5は
、上記引算器4から出力された差分画像データをアナロ
グ信号に変換するものである。さらに、画像表示器6は
、上記D/A変換器5からのビデオ信号を人力して画像
として表示するもので、例えばテレビモニタから成る。
そして、F記り/A変換器5と画像表示器6とで画像表
示手段を構成している。
ここで、本発明においては、[−記D S C3のコン
[〜ローラ13に数値データ表示手段7が接続されると
Jl:に、引算器4の後段に加算器8が接続されている
。」二記数値データ表示手段7は、引算器4て差分演算
する二つの画像間の時間差を示す数l− 値データを表示するもので、上記の時間差を表すため(
こ必要な数字のグ′フフィックデータを記憶するグラフ
ィックメ王り1゛7と、上記コン1−ローラ13からの
制御4M号を人力してグラフィックメモリ17から差分
演1)″の時間差を示す数値のグラフィックテータな読
み出す際のアトIノスを発生する第三のアI−Iノス発
生器]8とから成る。また、加算器8は、市記引算器4
から出力される差分画像データと、上記数値データ表示
手段7がら出勾される差分演算の時間差数6にのグラフ
ィックデ・−夕とを合成するものである。
なお、第1図において、符号19は装置の操作パネルを
示しており、この操作パネル1−9には、被検体9の診
断部位20について操作領域製指定する走査領域スイッ
チ21と、画像表示器6に表示するボディマーク等の付
加情報を指定する付加情報スイッチ22と、引算器4で
画像データについて差分演算する際の二つのフレームメ
モリ12の間隔を指定する差分指定スイッチ273と、
この差分指定スイッチ2:3で指定した結果の差全演t
γの時間差数値を表示する例えば液晶表示器から成る副
表示器24とが設けられている。
次に、このように構成された本発明の超音波診断装置の
動作について説明する。まず、第1図に示す探触子1を
被検体9の診断部位20に対応する位置に当接し、該診
断部位20へ超音波を送信する。このときに記探触子1
から送信される超音波は、超音波送受信部2内の送波遅
延回路によって、1−記診断部位2oにおいて細いビー
ムを形成するようにされる。この送波ビームが診断部位
20にゝ!1って反射した反射エコーは、−上記探触子
1によって受信され、超音波送受信部2内の受波遅延回
路及び加算器を介して取り込まれ、受信ビー/、が形成
される。そして、探触子1からは所定周期で超音波送受
信方向を順次変財して超音波の送受(Rが繰り返され、
診断部位20の走査が行われる1 ]−記超跨波送受信部2から出力さ扛た反射エコ信号(
,4、I’、’) −5’−′:3内のA、 / I)
変換器10へA%Ij11・  ・・    9 ′変
換  、次のうrンメモリ+−,1a 、 、L 1 
bへ送出される。これらのラインメモリ1.ia、ll
bは、コン1〜ローラ]−:3によって超音波送受信方
向が変化する度に切換スイッチ25a、25bにより切
り換えて書き込みと読み出しが制御され、順次人力する
受信ビーム毎にディジタルのエコー信号を次のフレー1
1メモリ1−2へ送出する。このとき、−)−2フレー
11メモリ】2には、第一のアドレス発生器14から送
出される制御信号により書き込みアドレスが指定され、
1超音波走査毎に順へ複数のフレームメモリ12に対し
て時系列の断層像データが1枚ず一つ書き込まれて行く
次に、上記フレームメモリ12から断層像データを読み
出し、差分画像を表示するには、まず、操作パネル19
の差分指定スイッチ23を操作し、差分演算する二つの
画像間の間隔を指定する。例えば、隣接する画像間で遼
分演算する場合はキー″1°′を押し、−・つt9きの
画像間で差分演算をする場合はギ−ut)++2押す。
すると、この指定信号・が1ン[・O−:′)13を介
して一第一どの71へiノス発生器15へ送出される。
そして、上記指定信号に応じて例えば隣接するフレーム
メモリ12a、12b同士を指定して、上記第二の71
〜レス発生器15から出力される制御信号により互いに
読み出しアドレスが指定され、1テレビ走査線のタイミ
ングごとに該フレームメモリ12a、12bから断層像
データが読み出されると共に、二つのラインメモリ1.
6a、16bに順次書き込まれる。その後、上記二つの
ラインメモリ16a、16bから隣接する二つの画像の
断層像データ同様に読み出され、引算器4へ人力して対
応する画素同士で二つの画像間の差分演算が行われる。
この結果得られた二つの画像間の差分画像データは、次
の加算器8へ送出される。
これと同時に、上記差分指定スイッチ23からの指定信
号がコントローラ13へ入力している。
すると、コントローラ(CPU)13は上記指定信号に
応じて例えばキーIt 、I I+に対応する数値を。
超音波打出し間隔と走査領域を構成する超音波ビ1’=
数との積、即ち断層像1フレームに要す時間とキーより
指定された数値との積により演算してグラフィックメモ
リ17での表示データとして出力する。コントローラ1
3はこの表示データをアドレス発生器」、8を介してグ
ラフィックメモリ17へ数値データとして書き込む。グ
ラフィックメモリ17からの読み出しは、コントローラ
13によりアドレス発生器]8を介してフレームメモリ
12からの画像データの読み出しに同期して行われる。
これにより、上記グラフィックメモリ17から例えば隣
接する画像間の時間差に対応する数値データが読み出さ
れ、上記加算器8へ送出される。
これにより、加算器8は、上記引算器4からの差分画像
データと数値データ表示手段7からの数値データとを入
力して加算し、両データを一つの画像データとして合成
する。その後、この合成された画像データは、D/A変
換器5へ入力してアナログ信号に変換され、画像表示器
6へ入力して一つの画像として表示される。このとき、
上記画像表示器6には、第2図に示すように、被検体9
の診断部位20についての差分画像Isと、この差4)
演算した画像間の時間差を示す数値ST(例えば06m
5)とが同時に表示される。これにより、操作者は、画
像表示器6の−っの画面を見るだけで差分画像Isによ
る変位量と、時間差数値STによるその変位に要した時
間とを把握することができる。
これと同時に、上記コントローラ13からは、前記差分
指定スイッチ23で指定された例えばキII 1− u
に対応する信号が操作パネル19の副表示器24へ送出
される。この結果、上記差分画像Isについての差分演
算の時間差を示す数値、例えばLL 068Iが副表示
器24に表示される。これにより、操作者は、操作パネ
ル19上においても上記差分演算の時間差数値を確認す
ることができる。
なお、この副表示器24は必ずしも設けなくてもよい。
第3図は本発明の第二の実施例を示すブロック図である
。この実施例は、第1図に示す実施例に対し、生体信号
波形データ発生手段26と、マーカデータ表示手段27
とを付加し、それぞれ前記加算器8の入力側に接続した
ものである。ここで、上記生体信号波形データ発生手段
26は、被検体9の心電波形または心音波形、脈波等の
生体信号を検出してその波形データを発生するもので、
」二合己被検体9の手足等に取り付けられる心電計また
は心音計等から成る生体信号検出器28と、この生体信
号検出器28で検出した微弱な電気信号からなる生体信
号を増幅する増幅器29と、この増幅器29からのアナ
ログ信号をディジタル信号に変換するA、 / D変換
器30と、このA、 / D変換器30からの生体信号
データを記憶する生体信号メモリ3」と、コントローラ
]3からの制御信号を入力して上記生体信号メモリ31
に生体信号データを書き込む際または該生体信号データ
を読み出す際のアドレスを発生する第四のアドレス発生
器32と、この第四のアドレス発生器32によるアドレ
ス指定により前記生体信号メモリ31から読み出された
生体信号データを入力してその生体信号に対応する波形
のクラフィックデータに変換する波形表示回路33とか
ら成る。また、マーカデータ表示手段27は、前記引算
器4で差分演算する画像間の時間差を示す2本のマーカ
のデータを表示するもので、]−記の時間差を示すため
のコントローラ13より発生される異なる間隔の2本の
マーカとなるグラフィツタデータを言己憶するマーカメ
モリ34と、上記コントローラ1;3からの制御信号を
人力してマーカメモリ34からに記2本のマーカのグラ
フィックデータを書き込み及び読み出す際のアドレスを
発生する第五のアドレス発生器;35とから成る。
この構成においては、フレームメモリ]2への断層像デ
ータの記憶と、生体信号メモリ31への生体信号の記憶
とはコントローラ13によってフレーム同期させること
は容易であるので、コン1〜ローラ13はマーカメモリ
34へのマーカ間隔を演算し、マーカ形状を含めてマー
カデータをマーカメモリ34へ出力する。そして読み出
し時には、アドレス発生器15と同期させてアドレス発
生器35を動作させる。
この場合は、11j述と同様に動作して、引算器4から
の差分画像データと数値データ表示手段7からの数値デ
ータとが加算器8へ人力すると共に、生体信号波形デー
タ発生手段26からの生体信号波形データとマーカデー
タ表示手段27からのマーカデータも一上記加算器8へ
人力し、それらのデータが加算されて一つの画像データ
に合成される。
その後、この合成された画像データは、D/A変換器5
へ人力してアナログ信シ)に変換され、画像表示器6へ
人力して一つの両像として表示される。
この結果、第4図に示すように、上記画像表示器6には
、被検体9の診断部位20についての差分画像Isと、
この差分演算した画像間の時間差を示す数値S′Fと、
このときの被検体9の心電波形等の生体信号波形36と
、この生体信号波形236をタイムスケールとして差分
演算の時間差を示す時間差マーカ37とが同時に表示さ
れる。このとき、L記時開蓋マーカ37は、例えば画像
表示器6の画面Fの一定位置に固定して表示され、タイ
ムスケールとしての生体信号波形36が画面1−で例え
ば左方向へ刻々移動しながら表示されるようになってい
る。これにより、操作者は1画像表示器6の一つの画面
を見るだけで差分画像Isによる変位斌と1時間差数値
STによるその変位に要した時間とを把握することがで
きると共に、例えば心電波形におけるあるR波から次の
R波までの間のどの位置に時間差マーカ37が位置して
いるかによって、全表示されている差分画像Isについ
て差分演算をした生体信号上のタイミング位置をも知る
ことができる。
また、本実施例では、生体信号波形36を移動させ(い
わゆるスクロール)、時間差マーカ37の位置を固定に
して説明したが、逆に生体信号波形36の位置を固定と
し、時間差マーカ37を移動する方法も考えられる。特
にこの方法は、超音波画像、生体信号波形を一旦記憶手
段に記憶しその後画面−[−に再生、表示する場合に有
効である。
第5図は本発明の第三の実施例を示すブロック図である
。この実施例は、第3図に示す実施例にit L、引算
器4の後段に第一のカラーエンコーダ38を接続して該
引算器4からの差分画像データを入力させると共にマー
カデータ表示手段27からのマーカデータを入力させ、
さらに、生体信号波形データ発生手段26の後段に第二
のカラーエンコーダ39を接続して生体信号波形データ
を入力させるようにしたものである。ここで、第一のカ
ラーエンコーダ38及び第二のカラーエンコーダ39は
、時間の経過と共に異なる色相、例えば時間の経過と共
に、赤、橙、黄、緑、青、藍、紫のようにレインボーカ
ラーで変化するように色相を付与するものであり、か・
つ第一のカラーエンコーダ38と、第二のカラーエンコ
ーダ39は時相を〜致させて同一色相を画像データと生
体信号データとマーカデータへ与えるようになっている
この場合は、第一のカラーエンコーダ38により差分画
像データとマーカデータとがカラー情報に変換されると
共に、第二のカラーエンコーダ39により生体信号波形
データがカラー情報に変換される。従って、第4図に示
す画像表示器6の表示画面において、差分画像■Sと、
被検体9の生体信号波形36と、」−記差分画像Isに
ついての時間差マーカ37とが時相を一致させ同一の色
彩でカラー表示される。このことから、被検体9の診断
部位20の運動状態が色彩の変化等により理解し易くな
る。なお、−に記第二のカラーエンコーダ39は省略し
てもよい。
〔発明の効果〕
本発明は以上のように構成されたので、数値データ表示
手段7により差分画像データ生成手段(4)で差分演算
する画像間の時間差を示す数値データを表示し、データ
合成手段(8)により上記差分画像データ生成手段(4
)からの差分画像データと数値データ表示手段7からの
数値データとを合成することによって、被検体9の運動
部位の差分画像isとその差分演算の時間差数値STと
を画像表示手段(6)に同時に表示することができる。
従って、画像表示手段(6)の画面に表示された内容を
見るだけで、被検体9の運動部位の変位量とそれに要し
た時間とを直接把握することができると共に、その変位
の速度を容易に推定することができる。
また、生体信号波形データ発生手段26とマーカデータ
表示手段27とを付加した場合は、画像表示手段(6)
の同一画面に、被検体9の運動部位の差分画像Isと、
差分演算の時間差数値STと、このときの被検体9の心
電波形等の生体信号波形36と、この生体信号波形36
をタイムスケールとする時間差マーカ37とを同時に表
示することができる。
さらに、カラー表示する手段として時間経過と共に異な
る色相を付与する第−及び第二のカラーエンコーダ38
.39を付加した場合は、画像表示手段(6)の表示画
面において、差分画像Isと、被検体9の生体信号波形
36と、上記差分画像Isについての時間差マーカ37
とを時相を一致させてカラー表示することができる。
これらのことから、被検体9の運動部位についての診断
が従来に比し精密に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による超音波診断装置の実施例を示すブ
ロック図、第2図はその画像表示器における表示画面の
状態を示す説明図、第3図は本発明の第二の実施例を示
すブロック図、第4図はその画像表示器における表示画
面の状態を示す説明図、第5図は本発明の第三の実施例
を示すブロック図である。 」 ・探触子、 2・・超音波送受信部、  3・・D
SC24・引算器、 5 ・D/’A変換器、 6・画
像表示器、  7・・数値データ表示手段、 8加算器
、 9・被検体、 19・操作パネル、23・・差分指
定スイッチ、 26・・・生体信号波形データ発生手段
、  27・・マーカデータ表示手段、36・・・生体
信号波形、 37・・・時間差マーカ、38.39・・
カラーエンコーダ、  Is・・差分画像。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被検体に超音波を送信及び受信する超音波送受信
    手段と、この超音波送受信手段からの反射エコー信号を
    用いて運動組織を含む被検体内の断層像データを所定周
    期で繰り返して得る断層走査手段と、この断層走査手段
    によって得た時系列の画像間で計算を行ってそれらの差
    分画像データを生成する手段と、この差分画像データ生
    成手段からの差分画像データを表示する画像表示手段と
    を有する超音波診断装置において、上記差分画像データ
    生成手段で差分演算する画像間の時間差を示す数値デー
    タを表示する手段を設けると共に、該差分画像データ生
    成手段からの差分画像データと数値データ表示手段から
    の数値データとを合成する手段を設け、差分画像と差分
    演算の時間差数値とを画像表示手段に同時に表示するよ
    うにしたことを特徴とする超音波診断装置。
  2. (2)上記データ合成手段には、被検体の生体信号を検
    出して生体信号波形データを発生する手段を接続し、さ
    らに前記差分画像データ生成手段で差分演算する画像間
    の時間差を示すマーカデータを表示する手段を接続し、
    差分画像と差分演算の時間差数値と被検体の生体信号波
    形とこの生体信号波形をタイムスケールとする時間差マ
    ーカとを画像表示手段に同時に表示するようにしたこと
    を特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
  3. (3)上記差分画像と被検体の生体信号波形と差分画像
    の時間差マーカとを同一時相、同一色相で時間経過に従
    い色相が変化するようにカラー表示する手段を設けたこ
    とを特徴とする請求項2記載の超音波診断装置。
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