超音波画像診断装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、特にフリーズ画像や記録画像（静止画像）に対して各種の画像処理を行い得るようにした超音波画像診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超音波画像診断装置は、従来、種々のものが提案されている。なかでも医療分野において用いられている超音波画像診断装置は、リアルタイム（実時間）処理によって画像診断を行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の超音波画像診断装置にあっては、リアルタイム処理では鏡映変換（上下はそのままで左右のみ反転する）、画像回転、表示輝度値調整（ゲイン・コントラスト調整）が可能であるが、フリーズ操作によって得られる静止画像や記録されている静止画像（記録画像）に対しては、これらの画像処理ができないという問題があった。このため、特に医療分野においては、臨床上重要なフリーズ画像や記録画像に対しても、リアルタイム処理と同様の画像処理ができる超音波画像診断装置の開発が望まれている。
【０００４】この発明の目的は、上記要望に応えるべくなされたもので、フリーズ画像や記録画像に対しても所望の画像処理を行い得るよう適切に構成した超音波画像診断装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】 上記目的を達成する請求項１に係る発明は、超音波を送受波しながら被検体を走査し、順次得られる音線データを第１の座標変換手段により座標変換して超音波断層像をリアルタイムで第１の表示器に表示する超音波観測部を有する超音波画像診断装置において、前記超音波観測部より出力され前記第１の座標変換手段により前記座標変換される前の超音波断層像の一画像分の音線データを格納する音線データ記憶手段と、前記音線データ記憶手段から読み出される一画像分の音線データを、画像として表示するための画像データに変換する第２の座標変換手段と、前記第２の座標変換手段に付与する前記一画像分の音線データに対して変更が可能な画像データ変更手段とを具え、前記超音波観測部から出力され前記第１の座標変換手段により座標変換される前の超音波断層像のフリーズ画像の一画像分の音線データに対して、前記画像データ変更手段により前記音線データの変更に基づく画像処理を施して前記リアルタイムで表示する第１の表示器とは異なる第２の表示器に表示する画像を生成することを特徴とするものである。請求項２に係る発明は、超音波を送受波しながら被検体を走査し、順次得られる音線データを第１の座標変換手段により座標変換して超音波断層像をリアルタイムで第１の表示器に表示する超音波観測部を有する超音波画像診断装置において、前記超音波観測部より出力され前記第１の座標変換手段により前記座標変換される前の超音波断層像の一画像分の音線データを所定の順序で格納する音線データ記憶手段と、前記音線データ記憶手段から読み出される一画像分の音線データを、画像として表示するための画像データに変換する第２の座標変換手段と、前記第２の座標変換手段に付与する前記一画像分の音線データに対してこの第２の座標変換手段への書き込み順序の変更が可能な画像データ変更手段とを具え、前記超音波観測部から出力される超音波断層像のフリーズ画像の一画像分の音線データに対して、前記音線データの書き込み順序の変更に基づく画像処理を施して前記リアルタイムで表示する第１の表示器とは異なる第２の表示器に表示する画像を生成することを特徴とするものである。請求項３に係る発明は、超音波を送受波しながら被検体を走査し、順次得られる音線データを第１の座標変換手段により座標変換して超音波断層像をリアルタイムで第１の表示器に表示する超音波観測部を有する超音波画像診断装置において、前記超音波観測部より出力され前記第１の座標変換手段により前記座標変換される前の超音波断層像の一画像分の音線データを格納する音線データ記憶手段と、前記音線データ記憶手段から読み出される一画像分の音線データを、画像として表示するための画像データに変換する第２の座標変換手段と、予め設定された表示用の輝度値と対応させて、前記第２の座標変換手段に付与する前記一画像分の音線データの輝度値の変更が可能な画像データ変更手段とを具え、前記超音波観測部から出力される超音波断層像のフリーズ画像の一画像分の音線データに対して、前記音線データの輝度値変更に基づく画像処理を施して前記リアルタイムで表示する第１の表示器とは異なる第２の表示器に表示する画像を生成することを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】上記各発明の構成において、音線データ記憶手段に格納された一画像分の音線データは、座標変換手段で画像として表示するための画像データに変換されると共に、この座標変換手段に付与する一画像分の音線データが画像データ変更手段により変更される。したがって、超音波走査によってリアルタイムで表示されている超音波断層像の一画像分の音線データ、あるいは外部記録装置から読み出される記録画像の一画像分の音線データを音線データ記憶手段に保持し、その一画像分の音線データを座標変換手段により画像として表示するための画像データに座標変換して表示するにあたって、その一画像分の音線データを画像データ変更手段で変更すれば、リアルタイムで表示されている超音波断層像のフリーズ画像や外部記録装置からの記録画像に対する所望の画像処理が可能となる。
【０００７】
【実施例】図１は、この発明の第１実施例を示すものである。この超音波画像診断装置は、超音波観測部１と、この超音波観測部１に接続された画像処理部２と、超音波観測部１に接続された超音波プローブ３とを有する。超音波プローブ３は、Ｂモードの断層像を得るものであれば、公知の種々のものを用いることができるが、この実施例では、体腔内に挿入される挿入部の先端部内に超音波を送受波する超音波振動子（図示せず）を有し、この超音波振動子を超音波プローブ３の後端部に設けた駆動部４により回転させてラジアル走査するものを用いる。
【０００８】超音波観測部１は、超音波プローブ３の超音波振動子に超音波の送信信号を供給すると共に、超音波振動子で受波されて電気信号に変換されたエコー信号を受信する送受信部５と、この送受信部５で受信されたエコー信号をデジタル信号に変換して格納するフレームメモリ６と、このフレームメモリ６に格納された１走査線毎の音線データを所望のテレビジョン方式の画像データに変換する座標変換手段としてのデジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）７と、このＤＳＣ７からのデジタル画像信号をアナログ画像信号に変換するＤ／Ａコンバータ８と、このＤ／Ａコンバータ８からのアナログ画像信号を表示するモニタ９と、超音波プローブ３の駆動部４、送受信部５、フレームメモリ６等の各部の動作を制御するシステムコントローラ１０とを有する。
【０００９】また、画像処理部２は、超音波観測部１のシステムコントローラ１０の動作や画像処理等の全体の動作を制御するＣＰＵ１１と、画像処理に関するデータ等を記憶する主記憶装置１２と、超音波観測部１のフレームメモリからの一画像分の音線データを格納する音線データ記憶装置１３と、音線データを所望のテレビジョン方式の画像データに変換する座標変換手段および画像データを変更する画像データ変更手段を有し、座標変換処理を含む各種の画像処理を高速に行うための演算処理プロセッサ１４と、処理プログラム、バックアップデータや画像データ等の情報を記録するハードディスクや光磁気ディスク等の外部記録装置１５と、キーボード等の操作端末１６と、輝度値等を設定・変更するトラックボール１７と、演算処理プロセッサ１４からの画像処理された画像データを記憶するフレームバッファ１８と、このフレームバッファ１８からのデジタル画像データをアナログ画像データに変換するＤ／Ａコンバータ１９と、このＤ／Ａコンバータ１９からのアナログ画像信号を表示するモニタ２０とを有する。なお、超音波観測部１のフレームメモリ６およびシステムコントローラ１０、画像処理部２のＣＰＵ１１、主記憶装置１２、音線データ記憶装置１３、演算処理プロセッサ１４、外部記録装置１５、操作端末１６およびトラックボール１７は、データ転送バスに接続する。
【００１０】この実施例では、超音波プローブ３を体腔内に挿入し、超音波観測部１において、システムコントローラ１０により駆動部４および送受信部６を制御して、超音波振動子を回転駆動させながら超音波の送受信を行い、これにより得られる体腔内の断層像（二次元画像）の画像データをＡ／Ｄ変換してフレームメモリ６に格納し、このフレームメモリ６に格納された画像データをＤＳＣ７で座標変換してＤ／Ａコンバータ８を経てモニタ９にリアルタイムで表示すると共に、フレームメモリ６からの画像データを画像処理部２に供給する。
【００１１】画像処理部２では、超音波観測部１からの画像データを音線データ記憶装置１３に順次取り込むと共に、その取り込まれた画像データに基づいて演算処理プロセッサ１４において、超音波観測部１のＤＳＣ７におけると同様の座標変換処理を含む所望の画像処理を行い、その処理した画像データをフレームバッファ１８およびＤ／Ａコンバータ１９を経てモニタ２０に供給してリアルタイムまたは非リアルタイムで表示する。
【００１２】この実施例では、画像処理部２において、画像回転処理、鏡映変換処理の画像処理をも行い得るようにするため、演算処理プロセッサ１４を、図２に示すように、音線データのメモリを有する座標変換手段としてのＤＳＣ２０１と、このＤＳＣ２０１への音線データの書き込み順序を、所望の画像処理に応じて変更する画像データ変更手段としての音線データ順序変更手段２０２とをもって構成する。
【００１３】以下、画像処理部２における各画像処理動作について説明する。先ず、超音波観測部１のＤＳＣ７におけると同様の座標変換処理のみを行う場合、例えば、超音波観測部１のモニタ９に表示されているリアルタイム像と同一のリアルタイム像を画像処理部２のモニタ２０に表示する場合には、図３Ａに示すように、音線データ記憶装置１３に順次記憶されるラジアル走査の一画像分（全円周３６０度）の音線データ３６０本（音線番号０から３５９まで３６０度分のデータ）を順次読み出し、その順次の音線データを演算処理プロセッサ１４において、音線データ順序変更手段２０２を経て、図３Ｂに示すように読み出された音線番号順にＤＳＣ２０１に格納し、このＤＳＣ２０１に格納された画像データを超音波観測部１のＤＳＣ７におけると同様の座標変換処理を行って、図３Ｃに示すようにモニタ２０に表示する。これにより、超音波観測部１のモニタ９に表示されているリアルタイム像と同一のリアルタイム像を、画像処理部２のモニタ２０に表示することができる。
【００１４】また、超音波観測部１のモニタ９に表示されているリアルタイム画像のフリーズ画像を画像処理部２のモニタ２０に表示する場合には、操作者において操作端末１６を操作してフリーズをかけることにより、そのフリーズ操作直前に、図３Ａに示すように音線データ記憶装置１３に記憶されたラジアル走査の一画像分の音線データを該音線データ記憶装置１３に保持して順次読み出し、その順次読み出される音線データを音線データ順序変更手段２０２を経て、図３Ｂに示すように同様に読み出された音線番号順にＤＳＣ２０１に格納し、この画像データを同様に座標変換処理して図３Ｃに示すようにモニタ２０に表示する。これにより、超音波観測部１のモニタ９に表示されているリアルタイム像と同一処理状態のフリーズ画像を、画像処理部２のモニタ２０に表示することができる。
【００１５】なお、記録画像については、フリーズ操作によって音線データ記憶装置１３に保持された一画面分の音線データを、必要に応じて外部記録装置１５に記録画像として書き込み、この外部記録装置１５に書き込まれた記録画像を、必要に応じて読み出して音線データ記憶装置１３に保持し、その保持した音線データを上記の場合と同様に処理することにより、記録画像をモニタ２０に表示することができる。
【００１６】次に、上記のリアルタイム画像、フリーズ画像あるいは記録画像に対して画像回転処理を行う場合について説明する。これらの画像に対する画像回転処理においては、例えば、操作端末１６の特定のキーを所定時間押すことにより、音線データ順序変更手段２０２により音線データ記憶装置１３から読み出される一画像分の音線データのうちの所定数の音線データのＤＳＣ２０１への書き込み順序を変更する。例えば、図３Ａに示すように音線データ記憶装置１３に記憶されて、音線番号０から３５９の順に読み出されるラジアル走査の一画像分の音線データを、音線データ順序変更手段２０２により、図３Ｄに示すように、音線番号３０，３１，３２，・・・，３５９，０，１，・・・，２７，２８，２９のように順序を変更してＤＳＣ２０１に書き込み、これを上記と同様に座標変換してモニタ２０に表示する。このようにすれば、図３Ｅに示すように、図３Ｃに示す画像に対して反時計方向に３０音線分、すなわち３０度回転した画像をモニタ２０に表示することができる。同様にして、操作端末１６の特定のキーの押圧時間に応じて、ＤＳＣ２０１への音線データの書き込み順序を適宜変更することにより、任意の画像回転を行うことができる。
【００１７】このように、画像を任意に回転して表示すれば、関心部位を任意の方向に向けることができるので、見やすく表示することができる。また、超音波画像と内視鏡等の他の画像診断装置から得られる画像とを比較する場合、比較する画像の方向が異なっていても、超音波画像を回転することで方向を合わせることができるので、診断上有用となる。
【００１８】次に、上記のリアルタイム画像、フリーズ画像あるいは記録画像に対して鏡映変換処理を行う場合について説明する。これらの画像に対する鏡映変換処理においては、例えば、操作端末１６の特定のキーを押すことにより、音線データ順序変更手段２０２により音線データ記憶装置１３から読み出される一画像分の音線データのＤＳＣ２０１への書き込み順序を逆にする。すなわち、図４Ａに示すように音線データ記憶装置１３に記憶されて、音線番号０から３５９の順に読み出されるラジアル走査の一画像分の音線データを、音線データ順序変更手段２０２により、図４Ｂに示すように、音線番号０，３５９，３５８，・・・，３，２，１のように順序を逆にしてＤＳＣ２０１に書き込み、これを上記と同様に座標変換してモニタ２０に表示する。このようにすれば、図４Ｃに示すように、鏡映変換した画像をモニタ２０に表示することができる。
【００１９】このように、画像を鏡映変換して表示すれば、例えば、人体を頭の方向から見た画像を、足の方向から見た画像に変換することができるので、解剖学的な位置関係を容易に把握することが可能となる。また、超音波画像と内視鏡等の他の画像診断装置から得られる画像とを比較する場合に、相互の画像が鏡映関係にあっても、超音波画像を鏡映変換することで相互の画像の左右を一致させることができるので、診断上有用となる。
【００２０】図５は、この発明の第２実施例の要部を示すものである。この実施例は、図１に示す構成において、画像処理部２のモニタ２０に表示するリアルタイム画像、フリーズ画像あるいは記録画像に対して、輝度値変更処理を行い得るようにしたものである。このため、図５に示すように、演算処理プロセッサ１４を、音線データのメモリを有する座標変換手段としてのＤＳＣ５０１と、このＤＳＣ５０１に書き込む音線データの輝度値を変更する画像データ変更手段としての輝度値変更手段５０２とをもって構成する。
【００２１】輝度値変更手段５０２には、例えば、図６Ａに示すように、ＤＳＣ５０１に書き込む８ビットの音線データの画素値と、モニタ２０に表示する８ビットの表示輝度値とを対応させる変換テーブルを予め設定しておく。この変換テーブルは、輝度値変更処理に先立って、例えば、図６Ｂに示すようにグラフ化してモニタ２０に表示し、トラックボール１７によりグラフ形状を変更する等、操作者が入力手段を操作することにより、任意に設定変更するようにする。その他の構成は、図１と同様である。
【００２２】このようにして、音線データ記憶装置１３からの音線データの各画素値の輝度値を、輝度値変更手段５０２において変換テーブルに基づいて変更して、例えば、図６Ａに示すように、音線データの２５６の画素値のうち、０から１０までの画素値の輝度値を２５６階調の０に、１１から２００までの画素値の輝度値を２５６階調の０から２５５まで段階的に、２０１から２５５までの画素値を２５６階調の２５５に、それぞれ変更してＤＳＣ５０１に書き込み、座標変換してモニタ２０に表示する。
【００２３】このように、輝度値を任意に設定して画像の明るさ（ゲイン）やコントラストを変化させることにより、例えば、図６Ａの場合においては、１１から２００までの画素値の輝度変化を強調し、その他の画素値は同一の輝度値（０または２５５）にすることにより、病変部等の関心領域をより見やすく表示することができる。また、超音波画像と内視鏡等の他の画像診断装置から得られる画像とを比較する場合に、相互の画像の明るさやコントラストが異なっていても、超音波画像の輝度値を変更することで、相互の画像の明るさやコントラストを合わせることができるので、画像間の比較を容易に行うことができ、診断上有用となる。
【００２４】なお、この発明は、上述した実施例にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、第１および第２実施例では、フリーズ画像および外部記録装置からの記録画像の双方に対して上述した画像処理を行い得るよう構成したが、フリーズ画像に対してのみ、または外部記録装置からの記録画像に対してのみ上述した画像処理を施すよう構成することもできる。また、外部記録装置を省略して、フリーズ画像に対してのみ上述した画像処理を行うよう構成することもできるし、逆に超音波観測部を省略して、外部記録装置からの記録画像に対してのみ上述した画像処理を行うよう構成することもできる。さらに、第２実施例では、輝度値変更を座標変換の前に行ったが、順序を逆にして、座標変換の後に輝度値変更を行うよう構成することもできる。また、輝度値変更のビット数は、変換前の画像の画素値のビット数と、表示するモニタの階調数によって適宜変更することができる。
【００２５】この発明の他の目的は、フリーズ画像や記録画像に対して鏡映変換および画像回転処理を行い得るよう適切に構成した超音波画像診断装置を提供することにある。この目的を達成するため、この発明は、請求項１記載の超音波画像診断装置において、前記画像データ変更手段を、前記音線データ記憶手段から読み出される一画像分の音線データの順序を変更する音線データ順序変更手段をもって構成したことを特徴とするものである。このように、画像データ変更手段を音線データ順序変更手段をもって構成すると、音線データ記憶手段から読み出される一画像分の音線データは、その順序が変更された状態で座標変換されてモニタに表示されることになるので、フリーズ画像や記録画像に対する鏡映変換処理および画像回転処理の画像処理が可能となる。この発明のさらに他の目的は、フリーズ画像や記録画像に対して表示画像の輝度値（ゲイン・コントラスト）を調整し得るよう適切に構成した超音波画像診断装置を提供することにある。この目的を達成するため、この発明は、請求項１記載の超音波画像診断装置において、前記画像データ変更手段を、前記画像データの各画素の輝度値を変更する輝度値変更手段をもって構成したことを特徴とするものである。このように、画像データ変更手段を輝度値変更手段をもって構成すると、モニタに表示される画像データの各画素は、その輝度値が変更されてモニタに表示されることになるので、フリーズ画像や記録画像に対する表示画像の輝度値を調整する画像処理が可能となる。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、フリーズ画像や記録画像に対しても、各種の画像処理を行い得るようにしたので、診断効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例を示す図である。
【図２】図１に示す演算処理プロセッサの構成を示す図である。
【図３】第１実施例による画像回転処理を説明するための図である。
【図４】第１実施例による鏡映変換処理を説明するための図である。
【図５】この発明の第２実施例の要部を示す図である。
【図６】第２実施例による輝度値変更処理を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 超音波観測部
２ 画像処理部
３ 超音波プローブ
４ 駆動部
５ 送受信部
６ フレームメモリ
７ デジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）
８ Ｄ／Ａコンバータ
９ モニタ
１０ システムコントローラ
１１ ＣＰＵ
１２ 主記憶装置
１３ 音線データ記憶装置
１４ 演算処理プロセッサ
１５ 外部記録装置
１６ 操作端末
１７ トラックボール
１８ フレームバッファ
１９ Ｄ／Ａコンバータ
２０ モニタ
２０１ ＤＳＣ
２０２ 音線データ順序変更手段
５０１ ＤＳＣ
５０２ 輝度値変更手段
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、特にフリーズ画像や記録画像（静止画像）に対して各種の画像処理を行い得るようにした超音波画像診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超音波画像診断装置は、従来、種々のものが提案されている。なかでも医療分野において用いられている超音波画像診断装置は、リアルタイム（実時間）処理によって画像診断を行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の超音波画像診断装置にあっては、リアルタイム処理では鏡映変換（上下はそのままで左右のみ反転する）、画像回転、表示輝度値調整（ゲイン・コントラスト調整）が可能であるが、フリーズ操作によって得られる静止画像や記録されている静止画像（記録画像）に対しては、これらの画像処理ができないという問題があった。このため、特に医療分野においては、臨床上重要なフリーズ画像や記録画像に対しても、リアルタイム処理と同様の画像処理ができる超音波画像診断装置の開発が望まれている。
【０００４】この発明の目的は、上記要望に応えるべくなされたもので、フリーズ画像や記録画像に対しても所望の画像処理を行い得るよう適切に構成した超音波画像診断装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】 上記目的を達成する請求項１に係る発明は、超音波を送受波しながら被検体を走査し、順次得られる音線データを第１の座標変換手段により座標変換して超音波断層像をリアルタイムで第１の表示器に表示する超音波観測部を有する超音波画像診断装置において、前記超音波観測部より出力され前記第１の座標変換手段により前記座標変換される前の超音波断層像の一画像分の音線データを格納する音線データ記憶手段と、前記音線データ記憶手段から読み出される一画像分の音線データを、画像として表示するための画像データに変換する第２の座標変換手段と、前記第２の座標変換手段に付与する前記一画像分の音線データに対して変更が可能な画像データ変更手段とを具え、前記超音波観測部から出力され前記第１の座標変換手段により座標変換される前の超音波断層像のフリーズ画像の一画像分の音線データに対して、前記画像データ変更手段により前記音線データの変更に基づく画像処理を施して前記リアルタイムで表示する第１の表示器とは異なる第２の表示器に表示する画像を生成することを特徴とするものである。請求項２に係る発明は、超音波を送受波しながら被検体を走査し、順次得られる音線データを第１の座標変換手段により座標変換して超音波断層像をリアルタイムで第１の表示器に表示する超音波観測部を有する超音波画像診断装置において、前記超音波観測部より出力され前記第１の座標変換手段により前記座標変換される前の超音波断層像の一画像分の音線データを所定の順序で格納する音線データ記憶手段と、前記音線データ記憶手段から読み出される一画像分の音線データを、画像として表示するための画像データに変換する第２の座標変換手段と、前記第２の座標変換手段に付与する前記一画像分の音線データに対してこの第２の座標変換手段への書き込み順序の変更が可能な画像データ変更手段とを具え、前記超音波観測部から出力される超音波断層像のフリーズ画像の一画像分の音線データに対して、前記音線データの書き込み順序の変更に基づく画像処理を施して前記リアルタイムで表示する第１の表示器とは異なる第２の表示器に表示する画像を生成することを特徴とするものである。請求項３に係る発明は、超音波を送受波しながら被検体を走査し、順次得られる音線データを第１の座標変換手段により座標変換して超音波断層像をリアルタイムで第１の表示器に表示する超音波観測部を有する超音波画像診断装置において、前記超音波観測部より出力され前記第１の座標変換手段により前記座標変換される前の超音波断層像の一画像分の音線データを格納する音線データ記憶手段と、前記音線データ記憶手段から読み出される一画像分の音線データを、画像として表示するための画像データに変換する第２の座標変換手段と、予め設定された表示用の輝度値と対応させて、前記第２の座標変換手段に付与する前記一画像分の音線データの輝度値の変更が可能な画像データ変更手段とを具え、前記超音波観測部から出力される超音波断層像のフリーズ画像の一画像分の音線データに対して、前記音線データの輝度値変更に基づく画像処理を施して前記リアルタイムで表示する第１の表示器とは異なる第２の表示器に表示する画像を生成することを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】上記各発明の構成において、音線データ記憶手段に格納された一画像分の音線データは、座標変換手段で画像として表示するための画像データに変換されると共に、この座標変換手段に付与する一画像分の音線データが画像データ変更手段により変更される。したがって、超音波走査によってリアルタイムで表示されている超音波断層像の一画像分の音線データ、あるいは外部記録装置から読み出される記録画像の一画像分の音線データを音線データ記憶手段に保持し、その一画像分の音線データを座標変換手段により画像として表示するための画像データに座標変換して表示するにあたって、その一画像分の音線データを画像データ変更手段で変更すれば、リアルタイムで表示されている超音波断層像のフリーズ画像や外部記録装置からの記録画像に対する所望の画像処理が可能となる。
【０００７】
【実施例】図１は、この発明の第１実施例を示すものである。この超音波画像診断装置は、超音波観測部１と、この超音波観測部１に接続された画像処理部２と、超音波観測部１に接続された超音波プローブ３とを有する。超音波プローブ３は、Ｂモードの断層像を得るものであれば、公知の種々のものを用いることができるが、この実施例では、体腔内に挿入される挿入部の先端部内に超音波を送受波する超音波振動子（図示せず）を有し、この超音波振動子を超音波プローブ３の後端部に設けた駆動部４により回転させてラジアル走査するものを用いる。
【０００８】超音波観測部１は、超音波プローブ３の超音波振動子に超音波の送信信号を供給すると共に、超音波振動子で受波されて電気信号に変換されたエコー信号を受信する送受信部５と、この送受信部５で受信されたエコー信号をデジタル信号に変換して格納するフレームメモリ６と、このフレームメモリ６に格納された１走査線毎の音線データを所望のテレビジョン方式の画像データに変換する座標変換手段としてのデジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）７と、このＤＳＣ７からのデジタル画像信号をアナログ画像信号に変換するＤ／Ａコンバータ８と、このＤ／Ａコンバータ８からのアナログ画像信号を表示するモニタ９と、超音波プローブ３の駆動部４、送受信部５、フレームメモリ６等の各部の動作を制御するシステムコントローラ１０とを有する。
【０００９】また、画像処理部２は、超音波観測部１のシステムコントローラ１０の動作や画像処理等の全体の動作を制御するＣＰＵ１１と、画像処理に関するデータ等を記憶する主記憶装置１２と、超音波観測部１のフレームメモリからの一画像分の音線データを格納する音線データ記憶装置１３と、音線データを所望のテレビジョン方式の画像データに変換する座標変換手段および画像データを変更する画像データ変更手段を有し、座標変換処理を含む各種の画像処理を高速に行うための演算処理プロセッサ１４と、処理プログラム、バックアップデータや画像データ等の情報を記録するハードディスクや光磁気ディスク等の外部記録装置１５と、キーボード等の操作端末１６と、輝度値等を設定・変更するトラックボール１７と、演算処理プロセッサ１４からの画像処理された画像データを記憶するフレームバッファ１８と、このフレームバッファ１８からのデジタル画像データをアナログ画像データに変換するＤ／Ａコンバータ１９と、このＤ／Ａコンバータ１９からのアナログ画像信号を表示するモニタ２０とを有する。なお、超音波観測部１のフレームメモリ６およびシステムコントローラ１０、画像処理部２のＣＰＵ１１、主記憶装置１２、音線データ記憶装置１３、演算処理プロセッサ１４、外部記録装置１５、操作端末１６およびトラックボール１７は、データ転送バスに接続する。
【００１０】この実施例では、超音波プローブ３を体腔内に挿入し、超音波観測部１において、システムコントローラ１０により駆動部４および送受信部６を制御して、超音波振動子を回転駆動させながら超音波の送受信を行い、これにより得られる体腔内の断層像（二次元画像）の画像データをＡ／Ｄ変換してフレームメモリ６に格納し、このフレームメモリ６に格納された画像データをＤＳＣ７で座標変換してＤ／Ａコンバータ８を経てモニタ９にリアルタイムで表示すると共に、フレームメモリ６からの画像データを画像処理部２に供給する。
【００１１】画像処理部２では、超音波観測部１からの画像データを音線データ記憶装置１３に順次取り込むと共に、その取り込まれた画像データに基づいて演算処理プロセッサ１４において、超音波観測部１のＤＳＣ７におけると同様の座標変換処理を含む所望の画像処理を行い、その処理した画像データをフレームバッファ１８およびＤ／Ａコンバータ１９を経てモニタ２０に供給してリアルタイムまたは非リアルタイムで表示する。
【００１２】この実施例では、画像処理部２において、画像回転処理、鏡映変換処理の画像処理をも行い得るようにするため、演算処理プロセッサ１４を、図２に示すように、音線データのメモリを有する座標変換手段としてのＤＳＣ２０１と、このＤＳＣ２０１への音線データの書き込み順序を、所望の画像処理に応じて変更する画像データ変更手段としての音線データ順序変更手段２０２とをもって構成する。
【００１３】以下、画像処理部２における各画像処理動作について説明する。先ず、超音波観測部１のＤＳＣ７におけると同様の座標変換処理のみを行う場合、例えば、超音波観測部１のモニタ９に表示されているリアルタイム像と同一のリアルタイム像を画像処理部２のモニタ２０に表示する場合には、図３Ａに示すように、音線データ記憶装置１３に順次記憶されるラジアル走査の一画像分（全円周３６０度）の音線データ３６０本（音線番号０から３５９まで３６０度分のデータ）を順次読み出し、その順次の音線データを演算処理プロセッサ１４において、音線データ順序変更手段２０２を経て、図３Ｂに示すように読み出された音線番号順にＤＳＣ２０１に格納し、このＤＳＣ２０１に格納された画像データを超音波観測部１のＤＳＣ７におけると同様の座標変換処理を行って、図３Ｃに示すようにモニタ２０に表示する。これにより、超音波観測部１のモニタ９に表示されているリアルタイム像と同一のリアルタイム像を、画像処理部２のモニタ２０に表示することができる。
【００１４】また、超音波観測部１のモニタ９に表示されているリアルタイム画像のフリーズ画像を画像処理部２のモニタ２０に表示する場合には、操作者において操作端末１６を操作してフリーズをかけることにより、そのフリーズ操作直前に、図３Ａに示すように音線データ記憶装置１３に記憶されたラジアル走査の一画像分の音線データを該音線データ記憶装置１３に保持して順次読み出し、その順次読み出される音線データを音線データ順序変更手段２０２を経て、図３Ｂに示すように同様に読み出された音線番号順にＤＳＣ２０１に格納し、この画像データを同様に座標変換処理して図３Ｃに示すようにモニタ２０に表示する。これにより、超音波観測部１のモニタ９に表示されているリアルタイム像と同一処理状態のフリーズ画像を、画像処理部２のモニタ２０に表示することができる。
【００１５】なお、記録画像については、フリーズ操作によって音線データ記憶装置１３に保持された一画面分の音線データを、必要に応じて外部記録装置１５に記録画像として書き込み、この外部記録装置１５に書き込まれた記録画像を、必要に応じて読み出して音線データ記憶装置１３に保持し、その保持した音線データを上記の場合と同様に処理することにより、記録画像をモニタ２０に表示することができる。
【００１６】次に、上記のリアルタイム画像、フリーズ画像あるいは記録画像に対して画像回転処理を行う場合について説明する。これらの画像に対する画像回転処理においては、例えば、操作端末１６の特定のキーを所定時間押すことにより、音線データ順序変更手段２０２により音線データ記憶装置１３から読み出される一画像分の音線データのうちの所定数の音線データのＤＳＣ２０１への書き込み順序を変更する。例えば、図３Ａに示すように音線データ記憶装置１３に記憶されて、音線番号０から３５９の順に読み出されるラジアル走査の一画像分の音線データを、音線データ順序変更手段２０２により、図３Ｄに示すように、音線番号３０，３１，３２，・・・，３５９，０，１，・・・，２７，２８，２９のように順序を変更してＤＳＣ２０１に書き込み、これを上記と同様に座標変換してモニタ２０に表示する。このようにすれば、図３Ｅに示すように、図３Ｃに示す画像に対して反時計方向に３０音線分、すなわち３０度回転した画像をモニタ２０に表示することができる。同様にして、操作端末１６の特定のキーの押圧時間に応じて、ＤＳＣ２０１への音線データの書き込み順序を適宜変更することにより、任意の画像回転を行うことができる。
【００１７】このように、画像を任意に回転して表示すれば、関心部位を任意の方向に向けることができるので、見やすく表示することができる。また、超音波画像と内視鏡等の他の画像診断装置から得られる画像とを比較する場合、比較する画像の方向が異なっていても、超音波画像を回転することで方向を合わせることができるので、診断上有用となる。
【００１８】次に、上記のリアルタイム画像、フリーズ画像あるいは記録画像に対して鏡映変換処理を行う場合について説明する。これらの画像に対する鏡映変換処理においては、例えば、操作端末１６の特定のキーを押すことにより、音線データ順序変更手段２０２により音線データ記憶装置１３から読み出される一画像分の音線データのＤＳＣ２０１への書き込み順序を逆にする。すなわち、図４Ａに示すように音線データ記憶装置１３に記憶されて、音線番号０から３５９の順に読み出されるラジアル走査の一画像分の音線データを、音線データ順序変更手段２０２により、図４Ｂに示すように、音線番号０，３５９，３５８，・・・，３，２，１のように順序を逆にしてＤＳＣ２０１に書き込み、これを上記と同様に座標変換してモニタ２０に表示する。このようにすれば、図４Ｃに示すように、鏡映変換した画像をモニタ２０に表示することができる。
【００１９】このように、画像を鏡映変換して表示すれば、例えば、人体を頭の方向から見た画像を、足の方向から見た画像に変換することができるので、解剖学的な位置関係を容易に把握することが可能となる。また、超音波画像と内視鏡等の他の画像診断装置から得られる画像とを比較する場合に、相互の画像が鏡映関係にあっても、超音波画像を鏡映変換することで相互の画像の左右を一致させることができるので、診断上有用となる。
【００２０】図５は、この発明の第２実施例の要部を示すものである。この実施例は、図１に示す構成において、画像処理部２のモニタ２０に表示するリアルタイム画像、フリーズ画像あるいは記録画像に対して、輝度値変更処理を行い得るようにしたものである。このため、図５に示すように、演算処理プロセッサ１４を、音線データのメモリを有する座標変換手段としてのＤＳＣ５０１と、このＤＳＣ５０１に書き込む音線データの輝度値を変更する画像データ変更手段としての輝度値変更手段５０２とをもって構成する。
【００２１】輝度値変更手段５０２には、例えば、図６Ａに示すように、ＤＳＣ５０１に書き込む８ビットの音線データの画素値と、モニタ２０に表示する８ビットの表示輝度値とを対応させる変換テーブルを予め設定しておく。この変換テーブルは、輝度値変更処理に先立って、例えば、図６Ｂに示すようにグラフ化してモニタ２０に表示し、トラックボール１７によりグラフ形状を変更する等、操作者が入力手段を操作することにより、任意に設定変更するようにする。その他の構成は、図１と同様である。
【００２２】このようにして、音線データ記憶装置１３からの音線データの各画素値の輝度値を、輝度値変更手段５０２において変換テーブルに基づいて変更して、例えば、図６Ａに示すように、音線データの２５６の画素値のうち、０から１０までの画素値の輝度値を２５６階調の０に、１１から２００までの画素値の輝度値を２５６階調の０から２５５まで段階的に、２０１から２５５までの画素値を２５６階調の２５５に、それぞれ変更してＤＳＣ５０１に書き込み、座標変換してモニタ２０に表示する。
【００２３】このように、輝度値を任意に設定して画像の明るさ（ゲイン）やコントラストを変化させることにより、例えば、図６Ａの場合においては、１１から２００までの画素値の輝度変化を強調し、その他の画素値は同一の輝度値（０または２５５）にすることにより、病変部等の関心領域をより見やすく表示することができる。また、超音波画像と内視鏡等の他の画像診断装置から得られる画像とを比較する場合に、相互の画像の明るさやコントラストが異なっていても、超音波画像の輝度値を変更することで、相互の画像の明るさやコントラストを合わせることができるので、画像間の比較を容易に行うことができ、診断上有用となる。
【００２４】なお、この発明は、上述した実施例にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、第１および第２実施例では、フリーズ画像および外部記録装置からの記録画像の双方に対して上述した画像処理を行い得るよう構成したが、フリーズ画像に対してのみ、または外部記録装置からの記録画像に対してのみ上述した画像処理を施すよう構成することもできる。また、外部記録装置を省略して、フリーズ画像に対してのみ上述した画像処理を行うよう構成することもできるし、逆に超音波観測部を省略して、外部記録装置からの記録画像に対してのみ上述した画像処理を行うよう構成することもできる。さらに、第２実施例では、輝度値変更を座標変換の前に行ったが、順序を逆にして、座標変換の後に輝度値変更を行うよう構成することもできる。また、輝度値変更のビット数は、変換前の画像の画素値のビット数と、表示するモニタの階調数によって適宜変更することができる。
【００２５】この発明の他の目的は、フリーズ画像や記録画像に対して鏡映変換および画像回転処理を行い得るよう適切に構成した超音波画像診断装置を提供することにある。この目的を達成するため、この発明は、請求項１記載の超音波画像診断装置において、前記画像データ変更手段を、前記音線データ記憶手段から読み出される一画像分の音線データの順序を変更する音線データ順序変更手段をもって構成したことを特徴とするものである。このように、画像データ変更手段を音線データ順序変更手段をもって構成すると、音線データ記憶手段から読み出される一画像分の音線データは、その順序が変更された状態で座標変換されてモニタに表示されることになるので、フリーズ画像や記録画像に対する鏡映変換処理および画像回転処理の画像処理が可能となる。この発明のさらに他の目的は、フリーズ画像や記録画像に対して表示画像の輝度値（ゲイン・コントラスト）を調整し得るよう適切に構成した超音波画像診断装置を提供することにある。この目的を達成するため、この発明は、請求項１記載の超音波画像診断装置において、前記画像データ変更手段を、前記画像データの各画素の輝度値を変更する輝度値変更手段をもって構成したことを特徴とするものである。このように、画像データ変更手段を輝度値変更手段をもって構成すると、モニタに表示される画像データの各画素は、その輝度値が変更されてモニタに表示されることになるので、フリーズ画像や記録画像に対する表示画像の輝度値を調整する画像処理が可能となる。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、フリーズ画像や記録画像に対しても、各種の画像処理を行い得るようにしたので、診断効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例を示す図である。
【図２】図１に示す演算処理プロセッサの構成を示す図である。
【図３】第１実施例による画像回転処理を説明するための図である。
【図４】第１実施例による鏡映変換処理を説明するための図である。
【図５】この発明の第２実施例の要部を示す図である。
【図６】第２実施例による輝度値変更処理を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 超音波観測部
２ 画像処理部
３ 超音波プローブ
４ 駆動部
５ 送受信部
６ フレームメモリ
７ デジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）
８ Ｄ／Ａコンバータ
９ モニタ
１０ システムコントローラ
１１ ＣＰＵ
１２ 主記憶装置
１３ 音線データ記憶装置
１４ 演算処理プロセッサ
１５ 外部記録装置
１６ 操作端末
１７ トラックボール
１８ フレームバッファ
１９ Ｄ／Ａコンバータ
２０ モニタ
２０１ ＤＳＣ
２０２ 音線データ順序変更手段
５０１ ＤＳＣ
５０２ 輝度値変更手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】 超音波を送受波しながら被検体を走査し、順次得られる音線データを第１の座標変換手段により座標変換して超音波断層像をリアルタイムで第１の表示器に表示する超音波観測部を有する超音波画像診断装置において、前記超音波観測部より出力され前記第１の座標変換手段により前記座標変換される前の超音波断層像の一画像分の音線データを格納する音線データ記憶手段と、前記音線データ記憶手段から読み出される一画像分の音線データを、画像として表示するための画像データに変換する第２の座標変換手段と、前記第２の座標変換手段に付与する前記一画像分の音線データに対して変更が可能な画像データ変更手段とを具え、前記超音波観測部から出力され前記第１の座標変換手段により座標変換される前の超音波断層像のフリーズ画像の一画像分の音線データに対して、前記画像データ変更手段により前記音線データの変更に基づく画像処理を施して前記リアルタイムで表示する第１の表示器とは異なる第２の表示器に表示する画像を生成することを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項２】 超音波を送受波しながら被検体を走査し、順次得られる音線データを第１の座標変換手段により座標変換して超音波断層像をリアルタイムで第１の表示器に表示する超音波観測部を有する超音波画像診断装置において、前記超音波観測部より出力され前記第１の座標変換手段により前記座標変換される前の超音波断層像の一画像分の音線データを所定の順序で格納する音線データ記憶手段と、前記音線データ記憶手段から読み出される一画像分の音線データを、画像として表示するための画像データに変換する第２の座標変換手段と、前記第２の座標変換手段に付与する前記一画像分の音線データに対してこの第２の座標変換手段への書き込み順序の変更が可能な画像データ変更手段とを具え、前記超音波観測部から出力される超音波断層像のフリーズ画像の一画像分の音線データに対して、前記音線データの書き込み順序の変更に基づく画像処理を施して前記リアルタイムで表示する第１の表示器とは異なる第２の表示器に表示する画像を生成することを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項３】 超音波を送受波しながら被検体を走査し、順次得られる音線データを第１の座標変換手段により座標変換して超音波断層像をリアルタイムで第１の表示器に表示する超音波観測部を有する超音波画像診断装置において、前記超音波観測部より出力され前記第１の座標変換手段により前記座標変換される前の超音波断層像の一画像分の音線データを格納する音線データ記憶手段と、前記音線データ記憶手段から読み出される一画像分の音線データを、画像として表示するための画像データに変換する第２の座標変換手段と、予め設定された表示用の輝度値と対応させて、前記第２の座標変換手段に付与する前記一画像分の音線データの輝度値の変更が可能な画像データ変更手段とを具え、前記超音波観測部から出力される超音波断層像のフリーズ画像の一画像分の音線データに対して、前記音線データの輝度値変更に基づく画像処理を施して前記リアルタイムで表示する第１の表示器とは異なる第２の表示器に表示する画像を生成することを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項１】 超音波を送受波しながら被検体を走査し、順次得られる音線データを第１の座標変換手段により座標変換して超音波断層像をリアルタイムで第１の表示器に表示する超音波観測部を有する超音波画像診断装置において、前記超音波観測部より出力され前記第１の座標変換手段により前記座標変換される前の超音波断層像の一画像分の音線データを格納する音線データ記憶手段と、前記音線データ記憶手段から読み出される一画像分の音線データを、画像として表示するための画像データに変換する第２の座標変換手段と、前記第２の座標変換手段に付与する前記一画像分の音線データに対して変更が可能な画像データ変更手段とを具え、前記超音波観測部から出力され前記第１の座標変換手段により座標変換される前の超音波断層像のフリーズ画像の一画像分の音線データに対して、前記画像データ変更手段により前記音線データの変更に基づく画像処理を施して前記リアルタイムで表示する第１の表示器とは異なる第２の表示器に表示する画像を生成することを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項２】 超音波を送受波しながら被検体を走査し、順次得られる音線データを第１の座標変換手段により座標変換して超音波断層像をリアルタイムで第１の表示器に表示する超音波観測部を有する超音波画像診断装置において、前記超音波観測部より出力され前記第１の座標変換手段により前記座標変換される前の超音波断層像の一画像分の音線データを所定の順序で格納する音線データ記憶手段と、前記音線データ記憶手段から読み出される一画像分の音線データを、画像として表示するための画像データに変換する第２の座標変換手段と、前記第２の座標変換手段に付与する前記一画像分の音線データに対してこの第２の座標変換手段への書き込み順序の変更が可能な画像データ変更手段とを具え、前記超音波観測部から出力される超音波断層像のフリーズ画像の一画像分の音線データに対して、前記音線データの書き込み順序の変更に基づく画像処理を施して前記リアルタイムで表示する第１の表示器とは異なる第２の表示器に表示する画像を生成することを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項３】 超音波を送受波しながら被検体を走査し、順次得られる音線データを第１の座標変換手段により座標変換して超音波断層像をリアルタイムで第１の表示器に表示する超音波観測部を有する超音波画像診断装置において、前記超音波観測部より出力され前記第１の座標変換手段により前記座標変換される前の超音波断層像の一画像分の音線データを格納する音線データ記憶手段と、前記音線データ記憶手段から読み出される一画像分の音線データを、画像として表示するための画像データに変換する第２の座標変換手段と、予め設定された表示用の輝度値と対応させて、前記第２の座標変換手段に付与する前記一画像分の音線データの輝度値の変更が可能な画像データ変更手段とを具え、前記超音波観測部から出力される超音波断層像のフリーズ画像の一画像分の音線データに対して、前記音線データの輝度値変更に基づく画像処理を施して前記リアルタイムで表示する第１の表示器とは異なる第２の表示器に表示する画像を生成することを特徴とする超音波画像診断装置。
【図２】
【図１】
【図３】
【図５】
【図４】
【図６】
【図１】
【図３】
【図５】
【図４】
【図６】
【特許番号】特許第３４４９４９９号（Ｐ３４４９４９９）
【登録日】平成１５年７月１１日（２００３．７．１１）
【発行日】平成１５年９月２２日（２００３．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平６−２５５１１
【出願日】平成６年２月２３日（１９９４．２．２３）
【公開番号】特開平７−２３１８８９
【公開日】平成７年９月５日（１９９５．９．５）
【審査請求日】平成１２年１２月２７日（２０００．１２．２７）
【前置審査】 前置審査
【出願人】（００００００３７６）オリンパス光学工業株式会社 (11,466)
【参考文献】
【文献】特開 平４−２１５７４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６２−１２９０３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平５−３２９１４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平２−２７４２３６（ＪＰ，Ａ）
【登録日】平成１５年７月１１日（２００３．７．１１）
【発行日】平成１５年９月２２日（２００３．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成６年２月２３日（１９９４．２．２３）
【公開番号】特開平７−２３１８８９
【公開日】平成７年９月５日（１９９５．９．５）
【審査請求日】平成１２年１２月２７日（２０００．１２．２７）
【前置審査】 前置審査
【出願人】（００００００３７６）オリンパス光学工業株式会社 (11,466)
【参考文献】
【文献】特開 平４−２１５７４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６２−１２９０３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平５−３２９１４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平２−２７４２３６（ＪＰ，Ａ）
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