JPH10314169A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、超音波画像の再生時に、各フ
レームのエコー信号を収集した時刻やフレーム間の時間
差等の時間情報を分かり易く表示できる超音波診断装置
を提供することにある。 【解決手段】本発明は、被検体の断面を超音波でスキャ
ンしてエコー信号を収集し、このエコー信号に基づいて
超音波画像信号を得、この超音波画像信号をリアルタイ
ムで表示すると共に、超音波画像信号を記録し、ここか
ら読み出した超音波画像信号を再生表示することが可能
な超音波診断装置において、上記のエコー信号を収集し
た収集時刻と、スキャン開始から収集時刻までの経過時
間との少なくとも一方の時間情報を時間情報メモリ１４
に記録し、この記録した時間情報を再生表示された超音
波画像と共に表示することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体の断面を超
音波でスキャンしてエコー信号を収集し、このエコー信
号に基づいて超音波画像信号を得、この超音波画像信号
をリアルタイムで表示すると共に、前記超音波画像信号
をメモリに記録し、このメモリから読み出した超音波画
像信号を再生表示することが可能な超音波診断装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】超音波の医学的な応用としては種々の装
置があるが、その主流は超音波パルス反射法を用いて生
体の軟部組織の断層像を超音波診断装置である。この超
音波診断装置は無侵襲検査法で、組織の断層像を表示す
るものであり、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩお
よび核医学診断装置などの他の診断装置に比べて、リア
ルタイム表示が可能、装置が小型で安価、Ｘ線などの被
曝がなく安全性が高く、さらに超音波ドプラ法により血
流イメージングが可能であるなどの独自の特徴を有して
いる。

【０００３】このため心臓、腹部、乳腺、泌尿器、およ
び産婦人科などでその活用範囲は広い。特に、超音波プ
ローブを体表から当てるだけの簡単な操作で心臓の拍動
や胎児の動きの様子がリアルタイム表示で得られ、かつ
安全性が高いため繰り返して検査が行えるほか、ベッド
サイドへ移動していっての検査も容易に行えるなど簡便
である。

【０００４】このように様々な優位性を有する超音波診
断装置の多くは、操作者がリアルタイムで表示される超
音波画像を視認して、重要と思った超音波画像を動画又
は静止画としてメモリに記録しておき、そしてスキャン
終了後に、記録した超音波画像をメモリから読み出し
て、モニタに表示（再生表示）することができるという
機能を備えている。

【０００５】この機能により、コマ送りや静止等を駆使
しながら、超音波画像をじっくり時間をかけて観察した
り、またカーソルの位置を測定対象部位にじっくり時間
をかけて正確に合わせて当該部位の大きさ等の計測を行
ったりして詳細で高精度に診断を行えるようになった。

【０００６】また、被検体に投与した造影剤が経時的に
どのように関心部位に流れ込み、そして流出していくか
を表しているタイムデンシティカーブと呼ばれるグラフ
等を作り、これを観察した上でさらに詳細にそして定量
的に診断を行えるようになった。

【０００７】このタイムデンシティカーブとしては、動
画として記録した超音波画像信号の各フレームからそれ
ぞれ関心部位の輝度を取り出し、この取り出した輝度
を、スキャン時の既知のフレーム周期の間隔を隔てて順
番に時間軸上にプロットしていくことにより作られる。
このプロットのためには、フレームの前後関係が必要に
なるが、この認識は、スキャン開始時から連番でフレー
ムに付けられているフレーム番号により行われている。

【０００８】ところで診断にあたっては、エコー信号を
収集した時刻、つまり実際にスキャンした時刻や、隣り
合っているフレーム間、或いは時間的に離れているフレ
ーム間の時間差等の時間情報を参考にしたい場合があ
る。

【０００９】通常、再生した超音波画像には、フレーム
番号が添付されているので、これらの時間情報はフレー
ム周期から換算することができる。しかし、このような
作業は非常に面倒で、また誤りが発生しないとは言え
ず、問題であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、超音
波画像の再生時に、各フレームのエコー信号を収集した
時刻やフレーム間の時間差等の時間情報を分かり易く表
示できる超音波診断装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、被検体の断面
を超音波でスキャンしてエコー信号を収集し、このエコ
ー信号に基づいて超音波画像信号を得、この超音波画像
信号をリアルタイムで表示すると共に、前記超音波画像
信号を記録手段に記録し、この記録手段から読み出した
超音波画像信号を再生表示することが可能な超音波診断
装置において、前記エコー信号を収集した収集時刻と、
スキャン開始から前記収集時刻までの経過時間との少な
くとも一方の時間情報を記録し、この記録した時間情報
を再生表示された超音波画像と共に表示することが可能
である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を好ましい実施形態により説明する。 （第１実施形態）図１は第１実施形態に係る超音波診断
装置のブロック図である。本実施形態による超音波診断
装置は、ＣＰＵ１を装置全体の制御中枢として、超音波
プローブ２と、超音波送受信回路（Ｔ／Ｒ）３と、Ｂモ
ード処理ユニット４と、ディジタル・スキャン・コンバ
ータ（ＤＳＣ）５と、モニタ６と、イメージメモリユニ
ット（ＩＭユニット）７とから構成されている。

【００１３】超音波プローブ２は、電気信号を扱う超音
波送受信回路３と、超音波に体内情報を付与する被検体
側との間を媒介するために、配列された複数の微小圧電
素子を先端部分に有している。このプローブ２の形態と
しては、セクタ対応、リニア対応、コンベックス対応等
の中から任意に選択される。

【００１４】超音波送受信回路３は、超音波送信回路と
超音波受信回路とから構成されている。超音波プローブ
２から超音波を被検体に送信するための超音波送信回路
は、パルス発生器と、送信遅延回路と、パルサととから
構成されている。パルス発生器から超音波の送信レート
（毎秒送信回数）を決定するためのレートパルスが出力
される。

【００１５】このレートパルスは、送信遅延回路で超音
波の指向性を決めるために適当な遅延を受けて、パルサ
にトリガパルスとして与えられる。このトリガパルスに
同期してパルサからプローブ２の圧電素子に個別に又は
近隣グループ単位で高周波パルスが印可される。このパ
ルサからの高周波パルスによりプローブ２の圧電素子は
振動し、これにより超音波が被検体に送信される。

【００１６】ところでスキャンは次のように行われる。
まず、代表的なセクタスキャンであれば、１回又は所定
回数の送信毎に上述の遅延時間を少しずつ変えていくこ
とにより、超音波走査線を少しずつ振っていく。また、
リニアスキャンであれば、上述の遅延時間を固定したま
まで、１回又は所定回数の送信毎に、駆動する隣接圧電
素子群を少しずつ動かしていくことにより、超音波走査
線を少しずつ平行移動していく。

【００１７】このような遅延制御や隣接圧電素子群の選
択は、走査線が予定した最後の位置まで来たとき、最初
の走査線の状態と同じ状態に戻され、そこから同じよう
に繰り返される。このような周期的な動きは、超音波送
受信回路３の内部クロック等から一定の周期で発振され
るオーバーフレーム信号（ＯＦ１）を基準にして行われ
る。このような周期は一般的に、“フレーム周期”と呼
ばれている。このオーバーフレーム信号（ＯＦ１）は、
超音波送受信回路３からイメージメモリユニット７に引
き出されて、超音波画像信号の記録や時間情報の記録に
流用されているがその詳細は後述する。

【００１８】話を戻って、プローブ２から被検体に送信
された超音波は生体内を伝播し、その途中にある音響イ
ンピーダンスの不連続面で次々と反射する。この反射に
よるエコーはプローブ２に返ってきて、圧電素子を振動
する。これにより、圧電素子からは微弱な電気信号が発
生する。

【００１９】この電気信号は、超音波受信回路に取り込
まれる。超音波受信回路は、プリアンプ、受信遅延回
路、加算器とから構成される。プローブ２からの電気信
号は、まずプリアンプで増幅され、受信遅延回路で例え
ば送信時と同様な遅延を受けた後、加算器で加算され
る。これにより受信指向性を持った１つの受信信号が取
得される。

【００２０】この受信信号は、Ｂモード処理ユニット４
に供給される。Ｂモード処理ユニット４は、検波回路
と、対数増幅器と、アナログデジタルコンバータとから
構成される。受信信号に含まれている信号成分（エコー
信号）は検波回路で取り出され、そして対数増幅器で対
数増幅され、さらにアナログデジタルコンバータでディ
ジタル信号に変換される。

【００２１】このディジタル信号は、超音波画像信号と
してディジタル・スキャン・コンバータ５により、ＴＶ
方式の直列信号列に変換され、モニタ６に送られ、断層
組織を濃淡で表すＢモード画像（超音波画像）として表
示される。

【００２２】なお、Ｂモード処理ユニット４は、Ｂモー
ド以外の種類の超音波画像を得ることができるような例
えば血流の様子を２次元的に表現するいわゆる血流画像
を得るカラーフローマッピング処理ユニットであっても
よい。

【００２３】Ｂモード処理ユニット４から出力される超
音波画像信号は、ディジタルスキャンコンバータ５に送
られると共に、イメージメモリユニット７にも送られ、
そこに記録される。イメージメモリユニット７は、画像
記録部と時間情報記録部とから構成されている。

【００２４】図２に画像記録部の構成をブロック図によ
り示している。Ｂモード処理ユニット４から出力される
超音波画像信号は、入力バッファ９を介して、画像記録
メモリ１０に送られ、制御回路８からの書き込みアドレ
ス信号に従って書き込まれ、また記録される。

【００２５】超音波画像信号の記録は例えば次のように
行われる。ここで、画像記録メモリ１０は仮想的に複数
のページエリアに区分されていて、１つのページエリア
には１フレーム分の超音波画像信号を書き込めるように
なっているとする。

【００２６】オペレータがリアルタイムで超音波画像を
観察しながら重要と思った画像が表示されたときに、図
示しないコンソール上の記録ボタンを圧す。このときＣ
ＰＵ１から書き込み信号が供給されるようになってい
て、制御回路８はこの書き込み信号とオーバーフレーム
信号（ＯＦ１）との論理積（ＡＮＤ）を取り、両信号が
立っているときにページエリアを更新し、これ以外のと
きにはページエリアを更新しない。

【００２７】ページエリアを更新しないとき、同じペー
ジエリアに超音波画像信号が次々と上書きされていき、
そしてある時、ページエリアが更新されたとき、超音波
画像信号の書き込みエリアが次のページエリアに移され
て、移す前のページエリアに最後に書き込まれていた超
音波画像信号は上書きされずに残される（記録され
る）。

【００２８】このような動作により、オペレータが重要
と思った超音波画像を静止画又は動画として自由に記録
することができる。一方、再生時（非リアルタイム表示
時）には、画像記録メモリ１０から選択的に読み出され
た超音波画像信号が、出力バッファ１１を介してディジ
タルスキャンコンバータ５に送り込まれ、そしてモニタ
６に表示される。この読み出し条件を変えるだけで、動
画、静止画あるいはコマ送り等の様々な形態で再生が可
能となる。

【００２９】次に時間情報の記録と再生について説明す
る。図３に時間情報記録部の構成をブロック図により示
している。リアルタイムクロック回路１３は、最小単位
を秒又はミリ秒で実際の時刻（何時・何分・何秒・何ミ
リ秒）を刻々と時間情報メモリ１４に出力する。画像記
録の場合と同様に、オペレータがリアルタイムで超音波
画像を観察しながら重要と思った画像が表示されたとき
に、図示しないコンソール上の記録ボタンを圧す。この
ときＣＰＵ１から供給された書き込み信号とオーバーフ
レーム信号（ＯＦ１）との論理積（ＡＮＤ）を取り、両
信号が立っているときに、制御回路８は時間情報の書き
込みアドレスを更新し、これ以外のときには更新しな
い。

【００３０】書き込みアドレスを更新しないとき、同じ
アドレスに時間情報が次々と上書きされていき、そして
ある時、アドレスが更新されたとき、更新直前のアドレ
スに書き込まれていた時間情報は上書きされずに残され
る（記録される）。

【００３１】このような動作により、オペレータが重要
と思って記録した超音波画像の元になっているエコー信
号を収集した時刻（スキャン時刻）を記録することがで
きる。

【００３２】一方、再生時（非リアルタイム表示時）に
は、画像記録メモリ１０から選択的に読み出された超音
波画像信号とリンクしている時間情報が、文字列データ
としてディジタルスキャンコンバータ５に送り込まれ、
そして図４に示すようにモニタ６に超音波画像と同画面
に同時表示される。

【００３３】このように超音波画像を再生する際、その
画像と共にその画像のスキャン時刻が表示されるので、
観察者はスキャン時刻やフレーム間の時間差等の時間情
報を簡単に把握することができる。 （第２実施形態）第１実施形態では、記録画像のスキャ
ン時刻を何時・何分・何秒・何ミリ秒という絶対的時間
で記録して、これを表示できるようになっていたが、第
２実施形態では、この絶対的時間と、当該装置の主電源
を入れて、ある患者に対して最初にスキャンを開始した
時刻から、記録画像のスキャン時刻までの経過時間との
いずれでも、オペレータが自由に選択して記録できるよ
うにしたことを特徴としている。

【００３４】図２に第１実施形態に係る超音波診断装置
と構成が相違する第２実施形態に係る時間情報記録部の
構成をブロック図により示している。時間制御回路１
５、リアルタイムクロック回路１６、時間情報メモリ２
２は基本的に第１実施形態と同様であるが、時間情報メ
モリ２２にはリアルタイムクロック回路１６からの絶対
的時刻と、カウンタ１９からの計数値とのいずれかがマ
ルチプレクサ（ＭＵＸ）２１を介して選択的に供給さ
れ、記録されるようになっている。いずれを記録する
か、つまりいずれの情報を時間情報メモリ２２に送り込
むかは、オペレータが図示しないコンソールから入力し
た切り替えコマンドに従ってカウンタ制御回路２０から
マルチプレクサ２１へ供給される切り替え制御信号によ
り自由に切り替えられる。

【００３５】カウンタ１９には、クロック回路１７から
１秒周期又はミリ秒周期で出力されるクロックパルス
と、超音波送受信回路３からのオーバーフレーム信号
（ＯＦ１）とがマルチプレクサ１８を介して選択的に供
給される。いずれをカウンタ１９に供給してカウンタ１
９で計数するか、つまりスキャン開始からの経過時間を
１秒又はミリ秒を最小単位として計数するか、又はフレ
ーム周期で計数するかを、オペレータが図示しないコン
ソールから入力した切り替えコマンドに従ってカウンタ
制御回路２０からマルチプレクサ１８へ供給される切り
替え制御信号により自由に切り替えられるようになって
いる。なお、この切り替えを、アプリケーションに従っ
て自動的に行うようにしてもよい。例えば、アプリケー
ションが、造影検査でよく用いられる輝度の時間変化を
観察するためにタイム・デンシティ・カーブ（ＴＤＣ）
を作成するような場合には、そのアプリケーションの起
動に伴って、経過時間を１秒又はミリ秒を最小単位とし
て計数するように自動的に選択するようにする。

【００３６】カウンタ１９の計数値は、主電源を入れて
から最初にスキャンを開始したスキャン開始時はもちろ
んのこと、スキャン状態をフリーズからライブに戻した
時にも“０”に自動的に初期化される。Ｕ／Ｄ切り替え
により、カウンタ１９の計数を１から１つずつＵＰして
いくだけでなく、所定値から１つずつＤＯＷＮしていく
ように切り替えら得るようになっている。また、計数を
２進数又は６０進数のいずれでも自由に切り替えて行え
るようになっている。

【００３７】このように第２実施形態では、時間情報を
何時・何分・何秒・何ミリ秒という絶対的時間で、或い
はスキャン開始時刻からの経過時間（秒単位又はミリ秒
単位）でオペレータが自由に選択して記録することがで
きる。本発明は、上述した実施形態に限定されることな
く、種々変形して実施可能である。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、超音波画像の再生時
に、各フレームのエコー信号を収集した時刻やフレーム
間の時間差等の時間情報を分かり易く表示できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る超音波診断装置の
構成を示すブロック図。

【図２】図１のイメージメモリユニット内の画像記録部
の構成を示すブロック図。

【図３】図１のイメージメモリユニット内の時間情報記
録部の構成を示すブロック図。

【図４】画像再生表示時に図１のモニタに表示される表
示画面の一例を示す図。

【図５】第２実施形態の時間情報記録部の構成を示すブ
ロック図。

【符号の説明】

１…ＣＰＵ、 ２…超音波プローブ、 ３…超音波送受信回路、 ４…Ｂモード処理ユニット、 ５…ディジタルスキャンコンバータ、 ６…モニタ、 ７…イメージメモリユニット、 ８…制御回路、 ９…入力バッファ、 １０…画像記録メモリ、 １１…出力バッファ、 １２…時間情報制御回路、 １３…リアルタイムクロック回路、 １４…時間情報メモリ、 １５…時間情報制御回路、 １６…リアルタイムクロック回路、 １７…クロック回路、 １８…マルチプレクサ、 １９…カウンタ、 ２０…カウンタ制御回路、 ２１…マルチプレクサ、 ２２…時間情報メモリ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体の断面を超音波でスキャンしてエ
   コー信号を収集し、このエコー信号に基づいて超音波画
   像信号を得、この超音波画像信号をリアルタイムで表示
   すると共に、前記超音波画像信号を記録手段に記録し、
   この記録手段から読み出した超音波画像信号を再生表示
   することが可能な超音波診断装置において、前記エコー
   信号を収集した収集時刻と、スキャン開始から前記収集
   時刻までの経過時間との少なくとも一方の時間情報を記
   録し、この記録した時間情報を、前記再生表示された超
   音波画像と共に表示することが可能であることを特徴と
   する超音波診断装置。
2. 【請求項２】 前記収集時刻と経過時間とのいずれを記
   録するかを操作者が選択できるようになっていることを
   特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
3. 【請求項３】 前記時間情報を秒単位とミリ秒単位のい
   ずれでを記録するかを操作者が選択できるようになって
   いることを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。