超音波診断装置

【目的】外部記録装置に記録された生体情報に対して種々の処理を簡単に行えるようにする。
【構成】この超音波診断装置では、音線データを記憶するバッファメモリ２１と、画像メモリ２２と、ビデオメモリ２３とに記憶されたデータを選択的にハードディスク装置９に記録し、また読み出せるようにしている。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波診断装置、特に、生体内に超音波ビームを発射し、生体内からの反射エコー信号から得られた音線データを処理して得られた生体情報を外部記録装置に記録可能な超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】医用分野に用いられる超音波診断装置では、例えば心臓部の断層データを生体情報としてリアルタイムでモニタに表示したり、またパルスドプラ法により特定部位の血流速度を測定し、この分布を生体情報として前記同様モニタに表示することが行われている。
【０００３】また、最近、血流速度を２次元的に把握するために、２次元血流断層方式が採用されている。これは、断層データに血流速度データを合成し、血流速度を２次元で、しかもリアルタイムで表現するものである。すなわち、断層情報及び血流情報が、それぞれディジタル化されて合成され、Ｒ，Ｇ，Ｂのテレビジョン信号に変換されて、通常の断層像上に、検出された血流の平均速度プロフィールがカラー表示されるようになっている。
【０００４】この種の超音波診断装置は、超音波パルスを送受波するための送受波回路と、ドプラデータを得るためのドプラ信号処理部と、断層データを得るための断層信号処理部と、それらを合成して表示画像データを作成するための表示制御部と、表示モニタとを備えている。この表示制御部内には、得られたドプラデータ又は断層データ等の音線データを１又は複数本分記憶するためのバッファメモリと、バッファメモリに記憶された音線データを補間等の種々の画像処理を施し、１フレーム分の生体情報に合成するための画像メモリと、画像メモリに記憶された生体情報と種々のキャラクター情報とを付加した画像データをビデオ信号の形態で記憶するビデオメモリとを備えている。
【０００５】画像メモリに音線データを記憶する際には、モードに応じて種々の処理を施す。例えばＢＭモードでは、Ｂモード像とＭモード像とを画面の左右に配置するように画像メモリに記憶する。また、カラードプラモードでは、Ｂモード上に血流情報を２次元的に表示するように合成する。またカラードプラモードでは、表示するカラー情報（流速，パワー，分散）の選択や、選択されたカラー情報とモノクロの断層像との合成等も行われる。さらに注目すべき点の画像の拡大処理等も行われる。
【０００６】一方、従来装置において、画像メモリに記憶された合成された画像データをビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）やハードディスク装置等の外部記録装置に記録できるようにした装置が提案されている。また、ＶＴＲに記録したビデオ信号をビデオメモリに取り込んで表示するようにした装置も提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成では、モードに応じて選択された情報が合成されて画像メモリやビデオメモリに生体情報として記憶され、記憶された生体情報が外部記録装置に記録されるので、外部記録装置に記録された生体情報に対して種々の処理を施すことができない。
【０００８】例えば、カラードプラモードにおいては、流速及び分散の２つのカラー情報を断層データに対して合成した生体情報を、一旦ハードディスク装置に記録すると、記録した生体情報に対してパワーを追加したり、他の処理を行うことができない。また、ハードディスク装置に記録された生体情報の個々のデータ（例えば断層データ，血流データ等）に対しての画像処理を行えない。
【０００９】さらに、ビデオ信号をＶＴＲに記録する場合には、一旦アナログデータからディジタルデータに変換された信号を、再度アナログデータに変換する必要があり、画質が劣化するという問題がある。本発明の目的は、外部記録装置に記録された生体情報に対して種々の処理を行えるようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波診断装置は、生体内からの反射エコー信号から得られた音線データを処理して得られた生体情報を外部記録装置に記録可能な装置である。この装置は、複数のディジタルメモリと出力選択手段と入力選択手段と複数の選択手段とを備えている。複数のディジタルメモリは、反射エコー信号から得られた処理前の音線データを記憶するためのバッファメモリを含んでいる。出力選択手段は、複数のディジタルメモリのうちの１つのメモリに記憶されたディジタルデータを選択して外部記録装置に出力するものである。入力選択手段は、前記外部記録装置に記録されたディジタルデータを入力して複数のディジタルメモリのうちの１つのメモリに出力するものである。複数の選択手段は、各ディジタルメモリに対応して設けられ、反射エコー信号から得られたディジタルデータと、外部記録装置から入力選択手段を介して得られたディジタルデータとのいずれか一方を選択するものである。
【００１１】
【作用】本発明に係る超音波診断装置では、生体内から反射エコー信号が得られると、反射エコー信号から音線データを含むディジタルデータが得られる。得られた音線データはバッファメモリに記憶され、他のディジタルデータは他のディジタルメモリに記憶される。複数のディジタルメモリに記憶されたディジタルデータは出力選択手段により選択されて外部記録装置に記録される。また、外部記録装置に記録されたディジタルデータは、入力選択手段により入力されて複数のディジタルメモリのうちの１つのメモリに出力される。反射エコー信号から得られたディジタルデータと、外部記録装置から入力選択手段を介して得られたディジタルデータとは選択手段により選択される。
【００１２】ここでは、リアルタイムで得られた処理前の音線データを含むディジタルデータを一旦ディジタルメモリに格納した後に、外部記録装置に記録することができるので、リアルタイムでの処理が可能であるとともに、外部記録装置に記録したディジタルデータを再度読み出して種々の処理を繰り返して行うことができる。また、バッファメモリ、画像メモリ、ビデオメモリ等の複数のディジタルメモリが設けられていても、これらのデータを外部記録装置に記録可能である。また、外部記録装置に記録されたディジタルデータは、入力選択手段を介してディジタルメモリに出力される。このため、外部記録装置に記録されたディジタルデータをいずれか１つのディジタルメモリに出力して、各種の処理を行うことが可能になる。
【００１３】
【実施例】図１は、本発明の一実施例による超音波診断装置の概略構成を示している。図において、超音波診断装置は、装置本体１と、この装置本体１に接続されたプローブ２とから構成されている。プローブ２は、複数の微小振動子から構成されている。装置本体１は、送受波回路３を備えている。送受波回路３は、装置制御部４により制御されるものであり、超音波ビームを送波するための高周波パルス発振器、電子走査を行うための遅延回路及び遅延量制御回路等を備えた送波部と、受波した信号を増幅処理する受波部とを備えている。
【００１４】送受波回路３には、ドプラ信号処理部５及び断層用信号処理部６が接続されている。ドプラ信号処理部５は、９０°移相器、ミキサー、Ａ／Ｄ変換回路及び血流速演算回路等から構成されている。血流速演算回路は、ＭＴＩフィルタ処理、高速フーリエ変換演算等の処理を行って、血流の平均流速、パワー及び分散を求めるためのものである。断層用信号処理部６は、対数増幅回路、検波回路、ローパスフィルタ、Ａ／Ｄ変換回路等から構成されている。ドプラ信号処理部５及び断層用信号処理部６には、表示制御部７が接続されている。表示制御部７は、ディジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）を含み、各種ディジタルメモリから構成されている（詳細後述）。表示制御部７には、モニタ８が接続されている。また表示制御部７には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）９も接続可能である。
【００１５】一方、これらの各部は、装置制御部４により制御されている。装置制御部４には、キーボード等からなるキー入力部１０が接続されている。表示制御部７は、図２に示すように、バッファメモリ２１と、画像メモリ２２と、ビデオメモリ２３とを備えている。バッファメモリ２１は、超音波ビームに沿って標本されたドプラデータや断層データ等の音線データを１又は複数本分一旦記憶するものである。バッファメモリ２１の入力側には、第１セレクタ２４が接続されている。第１セレクタ２４は、ドプラ信号処理部５又は断層用信号処理部６で得られた音線データ及びＨＤＤ９に記録された音線データのいずれか一方を選択してバッファメモリ２１に出力するものである。バッファメモリ２１の出力側には第２セレクタ２５が接続されている。第２セレクタ２５は、バッファメモリ２１に格納された音線データ及びＨＤＤ９に記録された音線データのいずれか一方を選択して出力するものである。
【００１６】第２セレクタ２５の出力側には、画像メモリ書き込み回路２６が接続されている。画像メモリ書き込み回路２６は、画像メモリ２２に書き込むデータの書き込みタイミングの制御及び各種の画像処理を行うものである。ここでは、例えばセクタスキャンによるＢモード像の場合には、超音波ビームに沿った標本点と画像メモリの標本点の座標位置が一般には一致しないので、補間計算等により座標変換を行う。また、画像の拡大処理、部分拡大処理、回転・移動処理等の処理も行う。カラードプラモードの場合には、断層データと、カラー画像データとの重ね合わせを行う。さらに表示するカラー画像の選択（流速，パワー，分散）を行う。ＢＭモードの場合には、異なる画像の書き込み位置を変え、複数画像を並べて表示するように画像処理を行う。
【００１７】画像メモリ書き込み回路２６は、装置制御部４により制御され、バッファメモリ２１に対して読み出し制御を行うとともに、画像メモリ２２に対して書き込み制御を行う。画像メモリ２２には、画像メモリ読み出し回路２７が接続されている。画像メモリ読み出し回路２７は、装置制御部４により制御され、画像メモリ２２の読み出しを制御する。画像メモリ読み出し回路２７には、出力セレクタ３０及びビデオ信号発生回路２８が接続されている。ビデオ信号発生回路２８は、同期情報を画像メモリ読み出し回路２７及び文字グラフィック発生回路３５（後述）に出力するとともに、画像メモリ読み出し回路２７からビデオ信号に同期して画像データを受け取り、受け取った画像データをビデオ信号に変換して出力する。ビデオ信号発生回路２８には、加算回路３２が接続されている。加算回路３２には、画像に文字やグラフィック画像を重ね合わせるために設けられた文字グラフィック発生回路３５が接続されている。加算回路３２では、ビデオ信号発生回路２８で得られたビデオ信号に、文字グラフィック発生回路３５で生成された文字やグラフィックが重ね合わされる。加算回路３２の出力は、第３セレクタ３３及び第４セレクタ３４に接続されている。
【００１８】第３セレクタ３３は、外部から入力されたビデオ信号Ｖ_IN、インターフェイス回路３１を介して入力セレクタ２９に入力されたハードディスク装置９に記録されたビデオ信号の画像データ及び加算器３２から出力されたビデオ信号のいずれか１つを選択するものである。第３セレクタ３３で選択されたビデオ信号は、ビデオメモリ２３に与えられる。第４セレクタ３４は、加算回路３２から出力されたビデオ信号及びビデオメモリ２３から出力されたビデオ信号のいずれか一方を選択するものである。選択されたビデオ信号Ｖ_OUTは、モニタ８に出力される。また、ビデオメモリ２３の出力は、出力セレクタ３０にも与えられる。
【００１９】出力セレクタ３０は、バッファメモリ２１に格納された音線データ、画像メモリ２２に格納された画像データ及びビデオメモリ２３に格納されたビデオ信号のいずれか１つを選択し、インターフェイス回路３１に出力する。また、入力セレクタ２９は、インターフェイス回路３１から与えられたディジタルデータを、第１セレクタ２４、第２セレクタ２５又は第３セレクタ３３に択一的に出力する。インターフェイス回路３１は、ハードディスク装置９とデータをやり取りするためのものである。
【００２０】次に動作について説明する。キー入力部１０を用い、操作者がモードを決定すると、装置制御部４では、そのモードを判断して、各部にモードに応じた制御信号を出力する。例えば、バッファメモリ２１に格納された音線データをハードディスク装置９に記録するとともに、カラードプラモードにおいてカラー情報（流速，パワー，分散）の表示内容を変化させる場合について説明する。
【００２１】この場合には、まず出力セレクタ３０を、バッファメモリ２１の出力を選択するように制御する。また第２セレクタ２５を、バッファメモリ２１を選択するように制御する。そして、画像メモリ書き込み回路２６では、カラー情報として流速を選択する。すると、画像メモリ２２に、Ｂモード像とともに流速画像が重ねて記憶される。記憶された合成画像は、画像メモリ読み出し回路２７によってビデオ信号に同期して読み出される。読み出された画像データは、ビデオ信号発生回路２８においてビデオ信号に変換され、第４セレクタ３４を介してモニタ８に出力される。このとき、文字グラフィック発生回路３５で発生された文字やグラフィックが、加算回路３２にて加算される。また、バッファメモリ２１の出力は、出力セレクタ３０、インターフェイス回路３１を介して、ハードディスク装置９に出力され記録される。
【００２２】続いて、ハードディスク装置９に記録した画像に対して、パワーモードで再表示することを考える。ここでは、第１セレクタ２４を、入力セレクタ２９の出力を選択するように制御する。また、入力セレクタ２９を、その出力が第１セレクタ２４に出力されるように制御する。この状態で、ハードディスク装置９からインターフェイス回路３１及び入力セレクタ２９を介して、第１セレクタ２４に音線データが与えられる。その音線データをさらにバッファメモリ２１に記憶させる。バッファメモリ２１の出力は、第２セレクタ２５を介して画像メモリ書き込み回路２６に転送される。ここで、所望の画像処理がなされ、画像メモリ２２に、断層データとともにパワーデータが記憶される。画像メモリ２２に書き込まれた画像データは前述と同様にして、第４セレクタ３４を介してモニタ８に出力される。
【００２３】続いて、分散のカラー情報を表示させる場合には、再度ハードディスク装置９から音線データを読み出し、インターフェイス回路３１、入力セレクタ２９、第１セレクタ２４を介して音線データがバッファ２１に格納される。そして第２セレクタ２５を介して画像メモリ書き込み回路２６に音線データが転送され、分散を求めるための画像処理がなされる。得られた１画面分の画像データは画像メモリ２２に記憶される。その後は前述と同様であり、第４セレクタ３４を介してモニタ８に合成画像が出力される。
【００２４】次に、画像メモリ２２に格納されたＢモード像のフリーズ画像をハードディスク装置９に記録し、これを後で読み出して、関心領域を種々の拡大率で拡大して診断する場合について説明する。この場合には、出力セレクタ３０を、画像メモリ読み出し回路２７の出力を選択するように制御し、入力セレクタ２９を、その出力が第２セレクタ２５に出力されるように制御する。これにより、画像メモリ２２に格納された１画面分の画像データが、１画面単位でハードディスク装置９に記録される。また記録された１画面の画像データは、入力セレクタ２９及び第２セレクタ２５を介して、再度画像メモリ２２に書き込み可能である。このとき、画像メモリ書き込み回路２６で画像の拡大等の種々の画像処理を行う。これにより、１枚の画像から、種々の画像処理が施された画像を得ることができる。
【００２５】さらに、ビデオメモリ２３に記録されたビデオ信号の画像を、ディジタル信号の状態でハードディスク装置９に記録する場合には、第３セレクタ３３を、加算回路３２の出力を選択するように制御し、出力セレクタ３０をビデオメモリ２３の出力を選択するように制御する。これにより、得られたビデオ信号の画像データは、第３セレクタ３３を介してビデオメモリ３４に一旦格納される。そしてさらに、出力セレクタ３０及びインターフェイス回路３１を介してハードディスク装置９に記録される。これにより、得られた複数枚の画像から所望の画像を読み出して、これにコメント等を添えて写真記録することができる。また、得られた画像に対して、種々の計測処理を行うこともできる。
【００２６】ハードディスク装置９に記録されたビデオ信号の画像は、インターフェイス回路３１，入力セレクタ２９及び第３セレクタ３３を介してビデオメモリ３４に記録することもできる。さらに第３セレクタ３３では、外部からのビデオ入力信号Ｖ_INをビデオメモリ３４に格納することもできる。この場合には、第４セレクタ３４は、ビデオメモリ２３の出力を選択する側に切り換えられる。
【００２７】ここでは、バッファメモリ２１に格納されたデータをハードディスク装置９等の外部記録装置に記録することにより、複数種の画像処理を行う場合に、その都度超音波走査を行う必要がなくなる。つまり、一旦ハードディスク装置９に音線データ、画像データ、ビデオ信号等のディジタルデータを記憶すれば、画像処理は、ハードディスク装置９からディジタルデータを読み出すだけで行うことができる。例えば、フリーズ画像を拡大縮小する場合や、複数画像を並べて表示する場合には、画像メモリ２２に記憶された画像データをハードディスク装置９に一旦格納し、それを読み出して、再度画像処理することにより行える。
【００２８】さらに、ビデオメモリ３４に記録されたビデオ信号の形態の画像データを、ディジタル状態でハードディスク装置９に記録でき、ビデオ信号の画質劣化を防止できる。
〔他の実施例〕
（ａ）前記実施例では、ディジタルメモリとしてバッファメモリ２１と画像メモリ２２とビデオメモリ２３とを例示したが、ディジタルメモリとしては、例えばフリーズ画像を記録するシネメモリ等の他のディジタルメモリを用いることもできる。シネメモリの内容を外部記録装置（ハードディスク装置）に記録すると、それらを連続再生することも可能になる。
（ｂ）前記実施例では、外部記録装置としてハードディスク装置９を用いたが、外部記録装置としては、ＤＡＴ，ＩＣカード，半導体ディスク，光磁気ディスク，フレキシブルディスク等を用いてもよい。
（ｃ）前記実施例では、画像メモリ書き込み回路２６にリアルタイムで各種の画像処理する等の演算機能を持たせたが、インターフェイス回路３１にさらに演算機能を持たせてもよい。この場合には、ハードディスク装置９から読み出した音線データに対して、画像メモリ書き込み回路２６とは異なる演算処理やリアルタイムで処理できない複雑な演算処理を行い、画像メモリ９に書き込むことができる。例えば、画像メモリ書き込み回路２６とは異なる拡大率での表示や、複雑なアルゴリズムの補間処理等が可能になる。
【００２９】これにより、ハードディスク装置９から読みだした画像メモリ２２のデータとビデオメモリ２３との間、ハードディスク装置９から読みだした音線データとビデオメモリ２３との間でも同様な演算処理が可能になる。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明では、処理前の音線データを記憶するバッファメモリを含む複数のディジタルメモリに記憶されたディジタルデータを出力選択手段を介して外部記録装置に記録でき、記録されたディジタルデータを入力選択手段及び選択手段を介してディジタルメモリに書き込むことができるので、外部記録装置に記録されたディジタルデータに対して種々の処理を行える。また、特にビデオ信号の画質の劣化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による超音波診断装置の概略ブロック構成図。
【図２】その表示制御部のブロック回路図。
【符号の説明】
２プローブ
４装置制御部
７表示制御部
８モニタ
９ハードディスク装置
２１バッファメモリ
２２画像メモリ
２３ビデオメモリ
２４第１セレクタ
２５第２セレクタ
２９入力セレクタ
３０出力セレクタ
３１インターフェイス回路

【特許請求の範囲】
【請求項１】生体内からの反射エコー信号から得られた音線データを処理して得られた生体情報を外部記録装置に記録可能な超音波診断装置において、前記反射エコー信号から得られた処理前の音線データを記憶するためのバッファメモリを含む複数のディジタルメモリと、前記複数のディジタルメモリのうちの１つのメモリに記憶されたディジタルデータを選択して前記外部記録装置に出力する出力選択手段と、前記外部記録装置に記録されたディジタルデータを入力して前記複数のディジタルメモリのうちの１つのメモリに出力する入力選択手段と、前記各ディジタルメモリに対応して設けられ、前記反射エコー信号から得られたディジタルデータと、前記外部記録装置から前記入力選択手段を介して得られたディジタルデータとのいずれか一方を選択する複数の選択手段と、を備えた超音波診断装置。

【図１】