JPH04208143A - 超音波診断装置 - Google Patents

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、特に造影剤を用い
ることなく被検体内の心臓や血管及び血流等の運動部位
の動きを色（ｑけした差分画像で描出ｉｉＪ能とすると
共にその運動部位の時系列の運動状態を画面上に表示可
能とし、さらに被検体の生体信号」二のどのタイミング
の画像かを容易に識別することができる超音波診断装置
に関する。

〔従来の技術〕

被検体内の血流や心臓等を超音波を用いてリアルタイム
で画像表示する方法は、Ｂモード表示。

ドプラモード表示等が知られているが、最新の手法とし
て、超音波断層像間の演算により差分画像を得る試みが
、ブリティッシュ・ハート・ジャーナル５９（１９８８
年）第１２頁から第１９頁（Ｂｒｉｔｉｓｈ　Ｈｅａｒ
ｔ；Ｊｏｕｒｎｏｌ　５９（１９８８）　ＰＰ１２〜１
．９）に論じられている。

この手法は、造影剤を用いて造影剤の注入の前後の断層
像間で引き算を行い、例えば心臓の関心領域にコントラ
ストを付けて観察できるようにするものである。

すなわち、この画像表示の方法では、第６図に示すよう
に、まず、造影剤を被検体へ注入する以前に、超音波断
層像を例えば４フレーム取り込み、この４７１ノームの
画像を加算平均し、マスク像を作成し７、引き続いて、
造影剤を被検体へ注入し、造影剤が診断部位へ到達した
時刻から経時的に断層像を取り込み、前記マスク像と造
影剤注入後の各断層像との間で引き算を行って順次差分
画像を得てゆくという方法が採られている。なお、この
方法において、マスク像となる画像の各画素の濃度は４
枚のフレームの対応する画素の濃度の平均値である。こ
の理由は、差分画像にランダム・ノイズの影響が出るの
を少なくし、より良い差分画像を得るためである。

また、このような差分画像を表示する超音波診断装置と
しては、第５５回日本超音波医学会講演論文集（１９８
９年１０月４日発行）の第２９１頁から第２９２頁及び
第５６回Ｈ本超音波医学会講演論文集（１９９０年５月
発行）の第３５１頁から第３５４頁に記載されている。

そして、これらの超音波診断装置における差分画像の表
示は、時系列的な断層像間で差分を行い、得られた差分
画像を順次１枚ずつ表示するというものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような従来の超音波診断装置による画像表
示において前者の場合は、造影剤を被検体の血液中に注
入し、血液が移動する場所、例えば心室や心房をコント
ラストを強調して描出しようとするものであるため、血
流が少ない部位、例えば組織そのものの運動情報を得る
ことが困難であった。また、心室や心房の内壁の運動状
況は把握できるが、外壁の運動状況は観察ができないも
のであった。さらに、造影剤を被検体へ注入するため、
それに耐えられない人には適用することができないもの
であった。

また、後者の場合は、造影剤を用いることなくリアルタ
イムの差分画像表示が可能であり、従来の断層像表示で
は観察の不可能であった心室性期外収縮が画像表示でき
るという報告がされているように、超音波診断の新分野
を開拓する可能性を秘めているが、単に差分画像を順次
１枚ずつ表示するだしフなので、臓器等の運動部位が動
く様子は、人間の視覚の残像効果に頼って判断するもの
であった。

すなわち、上記の従来例においては、被検体の運動部位
の時系列の運動状態は直接画面に表示されず、順次１枚
ずつ表示される差分画像の変化を観察して視覚の残像効
果に頼って判断するだけであり、注意力が要求されると
共に、観察者による個人差が生ずるものであった。また
、生体信号検出部を備えて、差分画像の表示と共に当該
被検体の例えば心電波形を表示することも考えられるが
、この場合は、いちいち心電波形と差分両像とを対照し
て観察しなければ心電波形−にのどのタイミングの差分
画像かがわからず、注意力が分散されてしまい、診断が
やり難いものとなる。

そこで、本発明は、このような問題点を解決し、造影剤
を用いることなく被検体内の心臓や血管等の運動部位の
動きを色付けした差分画像で描出可能とすると共にその
運動部位の時系列の運動状態を画面−Ｌに表示可能とし
、さらに被検体の生体信号上のどのタイミングの画像か
を容易に識別することができる超音波診断装置を提供す
ることをＬＪ的とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

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１りは、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順次生成する手段と、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
示装置とを有する超音波診断装置において、上記差分画
像データへ表示画像順に異なった色相を付！ｊするため
のカラーコードを付加する手段を設け、このカラーコー
ドが付加された上記差分画像データをその付加されたカ
ラーコードで指定された色に変換すると共に複数枚の差
分画像データを重ね占きする手段を設け、この重ね書き
された差分画像データを上記画像表示装置に表示するよ
うにしたものである。

また、」二記被検体について生体信号を検出する手段を
設けると共に、この検出した生体信ぢのデータを断層走
査手段の断層像データと同期して書き込み読み出す記憶
手段を設け、かつこの記憶手段からの生体信号データと
前記カラーコードが付加された差分画像データとを加算
する手段を設け、上記記憶手段の生体信号データを用い
て上記生体信号データに一対−に対応する差分画像デー
タを読み出ずど共にカラーコ−１・付加手段でカラーコ
ードを付加し、フレーム毎に色を変化させて差分画像を
表示するようにすると効果的である。

〔作　用〕

このように構成された超音波診断装置６は、カラーツー
１〜付加手段で差分画像データへ表示画像順に異なった
色相を付７Ｊ、するためのカラーコードを付加し、色変
換及びデータ重ね書き手段により、上記カラーコードが
付加された差分画像データについて、上記付加されたカ
ラーコ−１−で指定された色に変換すると共に複数の差
分画像データを重ね書きし、この重ね書きされた差分画
像データを画像表示装置に表示するように動作する。こ
れにより、被検体の運動部位の動きを色付けした差分画
像で描出可能とすると共に、その運動部位の時系列の運
動状態を直接画面上に同時に表示することができる。

また、生体信号検出手段を設けると共に、生体信号デー
タの記憶手段を設け、かつ画像データの加算手段を設け
たものにおいては、上記生体信号検出手段により被検体
について生体信号を検出し、記憶手段で上記検出した生
体信号のデータに断）ｔＩＪ走査手段の断層像データと
同期して書き込み及び読み出し、画像データの加算手段
で上記記憶手段からの生体信号データと前記カラーコー
ドが付加された差分画像データとを加算することにより
、」−記記憶手段の生体信号データを用いて上記断層走
査手段から生体信号データに一対一に対応する差分画像
データを読み出すと共に、１市記力ラーコード付加手段
でカラーコードを付加し、フレーム毎に色を変化させて
差分画像を表示するように動作する。これにより、被検
体の生体信号上のどのタイミングの差分画像かを容易に
識別することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添イ」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、送波回路２と、受信回路３
と、ビデオ信号処理回路４と、ディジタルスキャンコン
バータ（以下ｒＤＳＣｌ　と略称する）５と、引算器６
と、画像表示装置７とを有し、さらにカラーコード付加
回路８と、フレー１１メモリ９ａ〜９ｎど、カラーマツ
ピング回路１０と、コン１−ローラ１１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。送波回路２は
、−トー記探触子１をｌｌｋ動して超音波を発生さぜる
ための送波パルス位生成すると共に、内蔵の送波整相回
路により送信される超音波の収束点をある深さに設定す
るものである。また、受信回路３は、Ｊ−記探触子１で
受信した反射エコーの信号について所定のゲインで増幅
すると共に、内蔵の受波整相回路により一点または複数
の収束点に位相制御して超音波ビー１１を形成するもの
である。さらに、ビデオ信号処理回路４は、上５１シ受
信回路３からの受信信号を入力してゲイン補正、ログ圧
縮、輪郭強調、フィルタ処理等のｍ号処理を行うもので
ある。そして、これらの探触子１と送波回路２と受信回
路３とビデオ信号処理回路４との全体で超音波送受信手
段を構成しており、上記探触子１で超音波ビームを被検
体の体内で一定方向に走査させることにより、１枚の断
層像を得るようになっている。

Ｉ）　Ｓ　Ｃ５は、上記超音波送受信手段のビデオ信号
処理回路４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波周期で
得、このデータを表示するためテレビ同期で読み出すた
めの手段及びシステムの制御を行うための手段となるも
ので、−■−記ビデオ信号処理回路４からの反射エコー
信号をディジタル信号に変換するＡ　／　Ｉ）変換器１
３と、このＡ　／　Ｉ）変換器］３でディジタル化され
た断層像データを時系列に記憶する複数枚のフレームメ
モリ１４ａ。

］−４，ｂ　、・・・、１４ｎと、これらのフレームメ
モリ１４、　ａ〜１４ｎに断層像データを書き込む際の
書き込みタイミングを発生する超音波送波同期回路１５
と、上記フレームメモリｉ４ａ〜１４ｎから断Ｊけ像デ
ータを読み出す際の読み出しタイミングを発生するテレ
ビ同期回路１６と、こわらの構成要素の動作を制御する
コンＩ・ローラ１７とから成る。

引算器６は、上記ＤＳＣ５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−記テ１ノビ同期回路１６からの
読み出しタイミングで読み出された２枚の断層像データ
間で引き算を行うようになっており、標準ロジックを使
用して構成されている。また、画像表示装置７は、」−
記引算器６から出力された差分画像データを画像として
表示するもので、例えば上記差分画像データをアナログ
信号に変換するＤ／Ａ変換器と、この変換されたビデオ
信号を人力してカラーで表示するテレビモニタとから成
る。

ここで、本実施例においては、第１−図に示すように、
Ｌ記ＤＳＣ５の出力側に、カラーコード付加回路８が設
けられると共に、引算器６の出力側には、フレームメモ
リ９８〜９ｎとカラーマツピング回路１０とが接続され
、さらにそれらのコンＩ〜ローラ１１−が設けられてい
る。Ｆ、記カラーコード付加回路８は、ＤＳＣ５から出
力される一対の断層像データ毎に異なった色相を付与す
るためのカラーコードを付加する手段となるもので、上
記Ｄ　Ｓ　ＣＳ内の各フレームメモリ１．４　ａ〜１４
ｎから読み出された断層像データに１−ピッＩ〜または
複数ピントを付加し、この付加したビットにカラーコー
・１〜を書き込むようになっている。なお、上記付加す
るピッ１−数は、例えば８色の色付けをする場合は３ビ
ツトとし、１６色の色付けをする場合は４ビツトとすれ
ばよい。

なお、本実施例では、カラーコード付加回路８をフレー
ムメモリ１．４　ａ〜１４ｎと引算器６との間に設けた
ものとして示したが、これに限らず、上記カラーコード
付加回路８は、引算器６とフレームメモリ９ａ〜９ｎと
の間、またはフレームメモリ９ａ〜９Ｂとカラーマツピ
ング回路」０との間に設けてもよい。この後者の場合に
は、一対の断層像データの差分画像データに対してカラ
ーコードを付加することになる。

前記引算器６の出力側に設けられた複数のフレームメモ
リ９ａ、９ｂ、・・・、９ｎは、被検体の運動組織の例
えば１周期分に相当する複数の断層像データから上記引
算器６の計算により生成した差分画像データをそれぞれ
記憶するもので、後述のコン１−ローラ１］により各画
像データの書き込み及び読み出しが制御されるようにな
っている。

また、このフレームメモリ９ａ〜９ｎの出力側に接続さ
れたカラーマツピング回路１０は、上記各フレームメモ
リ９ａ〜９ｎから差分画像データをテＩノビ同期回路１
６の読み出しクロックに同期して読み出す際に、前記カ
ラーコード付加回路８により付加された１ピッ１−のカ
ラーコードフラグの値に従って所要の色（＝１けを行う
と共に複数の差分画像データを重ね書きする手段となる
もので、その内部構成の一例は第２図に示すようになっ
ている。すなわち、第１図に示す各フレームメモリ９８
〜９ｎから読み出した差分画像データを順次記憶する１
フレ一ム分の容量を有する第−及び第二の画像メモリ１
８ａ、１８ｂと、この第二の画像メモリ１８ｂからの画
像データと上記各フレームメモリ９８〜９ｎからの差分
画像データとを加算する加算器１−９と、上記第一の画
像メモリ１８ａからの差分画像データを人力して後述の
ファームウェアＲＯＭ２２Ｒ，２２Ｇ、２２Ｂのいずれ
に出力するか切り換えるＲ　Ｇ　Ｂセレクタ２０と、上
記第一の画像メモリ１８ａからの差分画像データに付加
されたカラーコードに従ってその差分画像データをいず
れのファームウェアＲＯＭ２２Ｒ。

２２Ｇ、２２Ｂに出力するのかを判断して一ヒ記ＫＧＢ
セレクタ２０に切換信号を送出するセレクタ制御回路２
１と、」二記ＲＧ　Ｂセレクタ２０を介して入力された
差分画像データを所定のカラー信号に変換し画像表示装
置７のＲ，Ｇ、Ｂ端子へそれぞれ送出するファームウェ
アＲＯＭ２２Ｒ（赤色用）、２２Ｇ（緑色用）、２２Ｂ
（青色用）とから構成されている。なお、上記各ファー
ムウェアＲＯＭ２２Ｒ，２２Ｇ、２２Ｂの他のアドレス
には、第１図に示すＤＳＣ５内のフレームメモリ１４ａ
〜１．４　ｎからの白黒の断層像データが人力されるよ
うになっている。そして、これらのフレームメモリ９８
〜９ｎとカラーマツピング回路］０とで、引算器６で生
成された差分画像データについて前記力ラーコ−１く付
加回路８で付加されたカラーコードで指定された色に変
換すると共に複数の差分画像データを重ね書きする手段
を構成している。

さらに、コントローラ１１は、上記カラーコード付加回
路８と、フレームメモリ９８〜９ｎと、カラーマツピン
ク回路１０とにおけるそれぞれの動作を制御するもので
ある。

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。ます、第１−図に示す探触子１
を被検体の診断部位に対応する位置に当接し、該診断部
位へ超音波を送信する。このとき」二記探触子１から送
信される超音波は、送波回路２内の送波整相回路によっ
て、上記診断部位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に当って反射した反
射エコーは、上記探触子］４によって受信され、受信回
路３内の受波整相回路で受信ビームが形成される。

そして、探触子１からは所定周期で超音波送受波方向を
順次変更して超音波の送受信が繰り返され、診断部位の
走査が行わ才しる。

上記受信回路３から出力された受信ビームは、ビデオ信
号処理回路４で所要の信号処理を受けた後、反射エコー
信号としてＤＳＣ５へ送出され、Ａ　／　ｏ変換器］−
３へ人力してディジタル信号に変換される。このＤＳＣ
５は、複数のラインメモリ（図示省略）を有しており、
超音波送受波方向が変化する度にコントローラ１−７の
制御により切り換えて書き込みと読み出しが行われ、順
次入力する受信ビーム毎にディジタルの反射エコー信号
をフレームメモリ１．４　ａ〜１４ｎへ送る。このフレ
ームメモリ１４ａ〜１４ｎに入力された反射エコー信号
は、コントローラ］７の制御信号により第一の画像記憶
エリアとしてのフレームメモリ］−４ａに、超音波ビー
ム毎にそれらの送受波方向を対応させて１枚の断層像と
して書き込まれ、第１画像が形成される。

このようにして１枚の断層偏分の超音波走査が終了する
と、上記探触子］−は送波回路２及び受信回路３の制御
により再び送受波方向を初期方向に戻し、超音波の送受
信を繰り返すと共に、その送受波方向を更新して走査を
行う。そして、今回収集された反射エコー信号も−に記
と同様にＡ／Ｄ変換され、ＤＳＣ５内のフレームメモリ
１４ａ〜１４ｎに送られる。このように今回の走査で取
り込まれた反射エコー信号は、コントローラ１７の制御
により第二の画像記憶エリアとしてのフレームメモリ１
４））に１−枚の断層像としＣ書き込まれ、第２画像が
形成される。

次に、このようにして第１画像及び第２画像が形成さ第
１ると、コン１〜ローラ１７の制御によりフレームメモ
リ１４ａ及び１．４−　ｂからそれぞれ第］−画像、第
２画像を互いの画素を対応させて読み出す。そして、こ
れら一対の画像データは、カラーコード付加回路８へ人
力される。すると、このカラーコード付加回路８は、上
記読み出された一対の画像データに複数ピッ（・を付加
し、この付加したビットにカラーコードを書き込む。付
加するビット数は、画像表示装置７のＲ，Ｇ、Ｂの３端
子に対応して２ピッ１−とす九ばよい。また、カラーコ
ードをフレームメモリ１４ａ〜１４ｎから読み出すフレ
ーム毎または数フレーム毎に変化させることにより、フ
レーム毎または数フレーム毎に差分画像を異なった色の
画像とすることができる。

この場合、初期設定の色は、超音波診断装置が表示でき
るカラー数をｎ色とすると、例えば１色「１からＴＩ色
１」まで順番に設定して行けばよく、操作者がこの色の
順番と色を変化させるフレー７１数とを図示外の操作卓
から設定できるようにしておき、その設定した色順をコ
ントローラ］］−に記憶させておしづば、何回断層像デ
ータをとり直しても同じ色順で色付けされた画像を得る
ことができる。

この状態で、上記第１画像及び第２画像のデータは、そ
れぞれ引算器６へ送出される。すると、上記引算器６は
、互いに対応して入力された画素のデータ毎に引き算を
行って、順次第１画像と第２画像との差分データを出力
する。そして、この引算器６から出力された各画素の差
分データは、次段のフレームメモリ９８〜９ｎの一つに
人力して記憶される。その後、このフレームメモリ９８
〜９ｎからは、ＤＳＣ５内のテレビ同期回路１Ｇの読み
出しクロックに同期して差分画像データが読み出され、
次のカラーマツピング回路」０へ送出される。

このカラーマツピンク回路１０へ入力した差分画像デー
タは、第２図において、加算器１９を通ってまず第一の
画像メモリ１．８　ａに書き込まれる。

次に、この第一の画像メモリ１８ａから上記カラーコー
ドを付加された差分画像データが読み出され、そのうち
の差分画像のデータ部はＲＧＢセレクタ２０へ入力し、
カラーコードの部分はセレクタ制御回路２１へ入力する
。すると、セレクタａ；ｑ御回路２１は、その人力した
カラーコードに従って当該差分画像データをいずれのフ
ァームウェアＲＯＭ２２Ｒ，２２Ｇ、２２Ｂに出力する
のかを判断して、ＲＧＢセレクタ２０に所要の切換信号
を送出する。例えば上記人力したカラーコードが「赤」
を示しておれば、差分画像データを赤色用のファームウ
ェアＲＯＭ２２Ｒへ送出するようにＲＧＢセレクタ２０
を切り換える切換信号を出力する。すると、この切換信
号によってＲＧＢセレクタ２０はファームウェアＲＯＭ
　２２　Ｒを選択し、」二記入力した差分画像データは
上記赤色用のファームウェアＲＯＭ２２Ｒへ人力される
。この結果、この差分画像データは、ファームウェアＲ
ＯＭ２２１＜によって赤色に変換され、Ｒ信号として画
像表示装置７へ送出されカラー表示される。

−２０〜 このとき差分画像データの重ね書きを指定すると、上記
第一の画像メモリ’１．８　ａからの例えばｊ−枚目の
差分画像データの読み出しに同期して、その読み出した
１枚目の差分画像データを第二の画像メモリ１８ｂに書
き込む。次に、例えば第二のフレームメモリ９ｂから２
枚目の差分画像データが読み出され、カラーマツピング
回路］０へ送出されて加算器１９へ入力する。このとき
同時に、上記第二の画像メモリ１８ｂから前回記憶され
た１枚目の差分画像データを読み出し、−ト記加算器１
−９へ送出する。すると、この加算器］−９は、上記人
力した１枚目の差分画像データと２枚目の差分画像デー
タとを加算し、この加算結果を第一の画像メモリ１８ａ
に送る。この結果、上記第一の画像メモリ１．８　ａに
は、１枚目の差分画像データと２枚目の差分画像データ
とが重ね書きされて１枚の画像メモリ」二に記憶される
。

次に、この状態で、第一の画像メモリ１８ａから上記の
ように重ね書きされた１枚目及び２枚目の差分画像デー
タが読み出される。そして、前記と同様にして差分画像
のデータ部はＲＧＢセレクタ２０へ入力し、カラーコー
ドの部分はセレクタ制御回路２１へ人力して、それぞれ
のカラーコードに従ってＲＧ　１３セレクタ２０が切り
換わる。これにより、画像データは、いずれかのファー
ムウェアＲＯＭ２２Ｒ，２２Ｇ、２２Ｂへ人力して所要
の色に変換され、画像表示装置７へ送出されカラー表示
される。

」二記第−の画像メモリ１８ａからの１枚［１及び２枚
目を重ね書きした差分画像データの読み出しに同期して
、その読み出した］枚目及び２枚目の差分画像データを
第二の画像メモリ１８ｂに書き込む。その後、例えば第
一のフレームメモリ９ｃから３枚目の差分画像データが
読み出され、カラーマツピング回路１０の加算器１９へ
人力すると、上記第二の画像メモリ１８ｂから重ね書き
さ才した１枚目及び２枚１」の差分画像データを読み出
し、」二記加算器１９で上記人力した３枚目の差分画像
データと１−枚目及び２枚１」の差分画像データとを加
算する。この加算結果は第一の画像メモリ１−８ａに送
られ、該第−の画像メモリ１．８　ａには、］−枚目と
２枚目と３枚目の差分画像データが重ね書きされて１枚
の画像メモリ上に記憶される。以後、この動作を繰り返
すことにより、任意の枚数の差分画像を１枚の画像−１
−に順次重ね書きし、所要の色付けをして画像表示装置
７にカラー表示することができる。

このとき、カラーの差分画像の色付は順序は、１枚目の
差分画像から順次重、橙、黄、緑、青、藍、紫のように
レインボーカラーで表示してもよいし、各差分画像の変
位が少ない場合には赤、紫、橙、藍、黄、青のように暖
色系と寒色系とを交互に色付けして表示してもよい。な
お、このように色付けされた差分画像に対しては、第２
図に示すカラーマツピング回路１０の各ファームウェア
ＲＯＭ２２Ｒ，２２Ｇ、２２Ｂの他のアドレスに、第１
図に示すＤＳＣ５内のフレームメモリ１４ａ〜１４ｎか
ら読み出した」二記の演算処理をする前のオリジナルの
断層像データを入力させることにより、白黒のオリジナ
ルの断層像を重畳して表示−２：（− することができる。

次に、上記のような色相の付与及び重ね書きによる差分
画像の表示動作について、第３図を参照して具体的に説
明する。第３図は一例として心臓の弁の動きを差分処理
して表示する場合を示しており、第３図（ａ）−（ｄ）
はＤ　Ｓ　ＣＳ内のフレームメモリ１４ａ〜１４ｎに時
系列的に記憶された断層像を示し、同図（ｅ）〜（ｇ）
は上記隣接した断層像間で差分演算して他のフレームメ
モリ９８〜９ｎに記憶された差分画像を示し、同図（ｈ
）ば４−記の各差分画像を重ね書きして得られた差分画
像を示している。すなわち、上記ＤＳＣ５内の例えばフ
レームメモリ１４ａに記憶された第１画像（、）と、フ
レ−ムメモリ］、　４　ｂに記憶された第２画像（１）
）との間で引算器６により差分演算することにより、第
３図（ｅ）に示す１枚目の差分画像が得られる。また、
上記フレームメモリ１４ｂに記憶された第２画像（ｂ）
と、フレームメモリ１４ｃ（図示省略）に記憶された第
２３画像（ｃ）との間で差分演算することにより、第３
図（ｆ）に示す２枚目の差分画像が得られる。さらに、
−に記フレームメモリ１−４０に記憶された第３画像（
ｃ）と、フレームメモリ１４ｄ（図示省略）に記憶され
た第４画像（ｄ）との間で差分演算することにより、第
；３図（ｇ）に示す３枚目の差分画像が得られる。ここ
で、第３図（ｅ）〜（ｇ）の差分画像において、白抜き
で見える部分は上記差分演算を行った結果正の値が残っ
た部分を示し、黒く見える部分は負の値が残った部分を
示している。

このようにして得られた例えば３枚の差力画像（ｅ　）
、（ｆ　）、（ｇ　）のデータを、第２図に示すカラー
マツピング回路１０の第−及び第二の画像メモリ１．８
ａ、１８ｂと加算器１９とにより順次加算することによ
り、第３図（ｌ））に示すように、１枚の画像上に例え
ば３枚の差分画像が重ね書きされる。

この第３図（ｈ）では各差分画像（ｅ　）、（ｆ　）、
（ｇ　）中の正の値のみを残して重ね書きをした状態を
示しているが、第１図に示すコン１−ローラ１１によっ
てカラーマツピング回路１０中のファームウェアＲＯＭ
２２Ｒ，２２Ｇ、２２Ｂのアドレスを制御し、負の値の
差分画像データをパックグラウンドと等しい値に変換す
ることによ−）で、−１−記各差分画像（ｅ　）、（ｆ
　）、（ｇ　）中の負の値を表示しないようにすること
ができる。

さらに、第３図（１１）に斜線を伺して示ずように、オ
リジナルの断層像（例えば第３図（ａ）に示ず第１画像
）をマスク像として使用したい場合は、第１図に示すＤ
　Ｓ　Ｃ５内のコン１〜ローラ１７がらフレームメモリ
Ｊ−４ａ〜１４ｎを制御し、マスク像として希望する断
層像データを読み出し、そのデータを第２図に示すファ
ームウェアＲＯＭ２２Ｒ。

２２Ｇ、２２Ｂの他のアドレスに入力すればよい。

このために１，１一記フアームウエアＲＯＭ２２Ｒ。

２２Ｇ、２２Ｂのアドレスは、断層像データ］ビクセル
分のピッ１〜数を１ワードと仮定すると、カラーの差分
画像データとマスク用の断層像データとで２ワードとな
り、さらに上記の正または負の値の差分画像データを切
り捨てるための制御ビットとして１ピッ１〜以−ヒが必
要になる。

以上のようにして差分画像を形成する耐記第１画像と第
２画像とを取り込んだ間のａ、ν間経過において、被検
体内の診断部位の組織が運動すると、その動いた組織の
部分については第１画像と第２画像との間で画像データ
に差が生じ、静止した組織の部分については両画像間で
画像データは同一であり差分データは零となり、運動組
織のみが画像表示され、静止組織の部分は何も表示され
ない。

すなわち、上記画像表示装置７に差分画像として表示さ
れるものは、第１画像を取り込んだ時から第２両像を取
り込んだ時までに動いた部分のみが表示される。

その後も前記探触子ｌ及びＤ　Ｓ　Ｃ５は、引き続いて
断層走査を行って次なる３枚目の断層像を取り込み、そ
の反射エコー信号は前述と同様にＡ／Ｄ変換され、ＤＳ
Ｃ５内のフレームメモリ１４ａ〜１４　ｎに送られ、コ
ン１〜ローラ１７の制御により第三の画像記憶エリアと
してのフレームメモリ１４ｃに書き込まれ、第３画像が
形成される。このように第３画像が形成されると、上記
コンｌ−ローラ］−７の制御によりフレームメモリ１４
））及び１４ｃからそれぞれ第２画像、第３両像を読み
出し、これらの画像データをカラーコード付加回路８を
介して引算器６へ送出する。すると、引算器６ば、前述
と同様にして第２画像と第３画像との間で引き算を行い
、その差分画像データを出力する。この差分画像データ
は、画像表示装置７へ送出さＩＬ、第２両像と第３画像
との差分画像が表示される。このとき、ゴー記画像表示
装置７に差分画像として表示されるものは、第２画像を
取り込んだ時から第３画像を取り込んだ時までに動いた
部分のみが表示される。

以後、上記の動作を繰り返し行って、第４画像、・第ｎ
画像が順次形成され、それらはフレームメモリ１−４ａ
〜１４ｎの該当する画像記憶エリアに順次記憶される。

そして、例えば隣接する画像同士で次々に引き算を行っ
て差分画像データを順次得て、そわらを画像表示装置７
に連続的に表示すると、診断部位の運動組織のみのリア
ルタイム画像が得られる。このとき、ｈ配函像表示装置
７の表示のフレームレイＩ−については、上記運動組織
の運動速度を考慮する必要がある。そして、画像表示装
置７の画像の椋準フレームレイトより速い運動組織の差
分画像を得るために高フレームレイトの断層像を得るに
は、超音波送受信技術として、例えば特許第１０９５３
７７号の明細書く特公昭５６−２００１．７号公報）に
記載の技術を併せて用いるとよい。

なお、被検体の運動組織の運動速度が超音波送波周期と
比較してあまり速くない場合は、得られる差分画像の変
化が少なく（差分画像間の差が小さい）、それらの差分
画像を重ね書きすると変化量を表示できないことが生じ
る。このようなときは、引算器６で差分画像を生成する
際に、第１図に示すコン１−ローラ１７でフレームメモ
リ１４ａ〜ｉ　４　ｎを制御して、ＤＳＣ５から出力す
る断層像データを数枚間隔で」１記フレームメモリ１．
４　ａ〜１．４　ｎを読み飛ばしをすることにより、演
算して出力される差分画像間の間隔を広げてやれはよし
）、ｌ また、上記の実施例では、差分画像の１画像毎に異なっ
た色相を付与する場合について説明したが、これに限ら
ず、動きの遅い部位のような場合や、臓器の移動が差分
画像」二で識別しにくい、すなわちフＩノームレ−１・
がマツチングしないような場合には、Ｘ：分画像の任意
枚数を一組として各組に同一色相を順次伺Ｊｊするよう
にし、各組中の対応順の差分画像を読み出して重ね書き
表示するようにしてもよい。

第４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図に示す実施例に苅し、生体信号
検出器２３ど、生体信号メモリ２４ど、加算器２５とを
（＝Ｊ加し、この加算器２５からの出力データを画像表
示装置７へ人力させるようにしたものである。」〕記生
体４８号検出器２３は、被検体について生体信号を検出
する手段となるもので、被検体の手足等に取り付けられ
る心電計または心音剖等から成り、−に配液検体の心電
波形または心音波形、脈波等の生体信号を検出してその
波形データを出力するようになっている。また、生体信
号メモリ２４は、１−；生体体信号検出器２３で検出し
た生体信号データをＤＳＣ５の断層像データと同期しで
書き込み及び読み出す記憶手段となるもので、上記Ｄ　
Ｓ　Ｃ５内のコン１−ローラ１７及び他のコン１−ロー
ラ」−１によって制御されるようになっている。そして
、この生体信号メモリ２４の生体信号データを用いて上
記Ｄ　Ｓ　Ｃ５がら上記生体信号データに一対−・に対
応する断層像データを読み出すと共にカラーコード付加
回路８でカラーコードを付加し、フレーム毎に色を変化
させて差分画像を表示することができる。さらに、加算
器２５ば、前記カラーマツピング回路１０で色付けされ
ると共に重ね書きされた差分画像データと、上記生体信
号メモリ２４から出力される心電波形等の生体信号デー
タとを加算して画像表示装置７に同時に表示させるため
の手段となるものである。

以下に、この第二の実施例の特徴部分の動作について説
明する。まず、ＤＳＣ５ににす］一部分の断層像データ
を受信すると同時に、生体信号データ２３で被検体の例
えば心電波形を検出して、その心電波形のデータを生体
信号メモリ２４に記憶する。このとき、−１−生体体信
号メモリ２４への心電波形データの書き込み及び読み出
しは、ＤＳＣ５内のフレームメモリ１４ａ〜１４ｎへの
断層像データの読み書きと同様に、超音波送波同期回路
１５に同期して書き込まれ、テレビ同期回路１６に同期
して読み出される。このことから、Ｄ　Ｓ　Ｃ５内のフ
レームメモリ１−４ａ〜１４ｎに記憶された断層像デー
タと、生体信号メモリ２４に記憶された心電波形データ
とは一対一に対応することとなる。従って、上記生体信
号メモリ２４の心電波形データを指定することにより、
上記フレームメモリ１４ａ〜１４ｎに記憶された断層像
データを特定して指定することができる。このことがら
、心電波形データを指定することにより特定の断１９１
像データを二つ指定し、これらの間で差分演算して生成
された差分画像データも、−１ユ記心電波形データに同
期していることになる。

そこで、第４図に示す加算器２５を介して画像表示装置
ｎ７の画面に被検体の診断部位の差分画像と共に表示さ
れる心電波形を見て、図示外の操作卓の操作により特定
の心電波形を指定することによって、他のフレームメモ
リ９８〜９ｎに記憶されている差分画像データを指定す
ると共に、コントローラ」−１を介してカラーツー１〜
付加回路８で所要のカラーコードを付加することによっ
て、上記差分画像のフレームごとに色（（けを指定でき
る。

次に、この心電波形の指定による差分画像の表示動作に
ついて、第５図を参照して７４体的に説明する。第５図
は被検体から検出した心電波形図と、ＤＳＣ５内のフレ
ームメモリ１４　ａ　〜ｉ　４−　ｎに記憶された断層
像とを示している。第５図において、（、）〜（ｄ）に
示す断層像は、それぞれ心電波形図上のタイミング１’
１．　”Ｉ”７．　’Ｉ”、、　’Ｉ’、におけるデー
タを収集したものであり、心電波形データと断層像デー
タとは一対−に対にｉ　している。また、これらの断層
像（ａ）と（ｂ）、（ｂ）と（ｃ）、（ｃ　）と（ｄ）
との間で差分演算して得られる差分画像は、それぞれ第
３図（ｅ　）、（ｆ　）、（ｇ　）に示すものとなる３
、そして、上記断層像データと心電波形データとが一対
一に対応していることから、−１−記のようにして得た
差分画像データも心電波形データと一対一に対応してい
ることとなる。従って、第４図に示す画像表示装置７の
画面上に表示された心電波形図を見て、マーカ２６を移
動して心電波形図上のどのタイミングＴ□〜Ｔ４を指定
するかにより、第３図（ｅ）〜（ｇ）のいずれかの差分
画像を指定することができる。そして、その指定した差
分画像について色付けを指定することにより、各フレー
ム毎の差分画像に対して色付けが可能となる。

すなわち、マーカ２６を操作して、まず、心電波形図上
のタイミングＴ□を指定すると、第３図（ｅ）に示す差
分画像が選択され、この差分画像について例えば赤色で
色付けするように指定する。

次に、同じくマーカ２６の操作によりタイミング′工゛
２を指定すると、第３図（ｆ）に示す差分画像が選択さ
れ、この差分画像について例えば青色で色付けするよう
に指定する。さらに、同じくマーカ２６の操作によりタ
イミングＴ３を指定すると、第；３図（ｇ）に示す差分
画像が選択され、この差分画像について例えば緑色で色
付けするように指定する。これにより、第４図に示すフ
レームメモリ９ａ〜９ｎ中の各フレーム毎の差分画像に
対して色付けすることができる。この場合、心電波形図
の心拍］一周期分を使って各差分両像の色指定を行い、
この色指定をした心電波形図を保存しておくことにより
、新たに断層像データを収集し直しても、それらから得
た差分画像データに対して色指定をし直さなくてもよい
。

〔発明の効果〕 本発明は以上のように構成されたので、カラーコード付
加手段（８）で差分画像データへ表示画像順に異なった
色相を付与するためのカラーコードを付加し、色変換及
びデータ重ね書き手段（１０）により、−１−配力ラー
コードが付加された差分画像データについて、上記付加
されたカラーコードで指定された色に変換すると共に複
数の差分画像データを重ね書きし、この重ね書きされた
差分画像データを画像表示装置７に表示することができ
る。

これにより、被検体の運動部位の動きを色付けした差分
画像で描出可能とすると共に、その運動部位の時系列の
運動状態を直接画面上に同時に表示することができる。

従って、従来のように人間の視覚の残像効果に頼ること
なく、運動部位の動く様子を直接観察することができる
と共に、観察者による個人差を無くすことができる。

また、生体信号検出手段（２３）を設けると共に、生体
信号デ・−夕の記憶手段（２４）を設け、かつ画像デー
タの加算手段（２５）を設けたものにおいては、」−生
体体信号検出手段（２３）により被検体について生体信
号を検出し、記憶手段（２４）で上記検出した生体信号
のデータを断層走査手段（５）の断層像データと同期し
て書き込み及び読み出し、画像データの加算手段（２５
）で上記記憶手段（２４）からの生体信号データと前記
重ね書きされた差分画像データとを加算することにより
、上記記憶手段（２４）の生体信号データを用いて生体
信号データに一対−に対応する差分画像データを読み出
すと共に、上記カラーコード付加手段（８）で力ラーコ
−１−を付加し、フレーム毎に色を変化させてＺ分画像
を表示することができる。これにより、被検体の生体信
号−１−のどのタイミングの差分画像かを容易に識別す
ることができる。従って、いちいち心電波形と差分画像
とを対照して観察することを要さず、注意力が分散され
ることはない。これらのことから、本発明の超音波診断
装置によれば診断をやり易くすることができる。

【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図はカラーマツピング回路の内部構成の
一例を示すブロック図、第３図はこの実施例における重
ね書きによる差分画像の表示動作の具体例を示す説明図
、第４図は本発明の第二の実施例を示すブロック図、第
５図は第二の実施例における心電波形の指定による差分
画像の表示動作の具体例を示す説明図、第６図は従来例
における差分画像の表示動作を説明するための説明図で
ある。 １・・探触子、　２・・・送波回路、　３・・・受信回
路、４・・・ビデオ信号処理回路、　５・・・Ｉ）　Ｓ
　Ｃ５６・・・引算器、　　７・・画像表示装置、　８
　・カラーコード付加回路、　９ａ−９ｎ、１４ａ−１
４ｎ＝フレームメモリ、　　１０・・・カラーマツピン
グ回路、１１・・コン１〜ローラ、　２３・・生体信号
検出器、２４　生体信号メモリ、　２５・・加算器。

Claims (2)

【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
   分画像データを順次生成する手段と、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装
   置とを有する超音波診断装置において、上記差分画像デ
   ータへ表示画像順に異なった色相を付与するためのカラ
   ーコードを付加する手段を設け、このカラーコードが付
   加された上記差分画像データをその付加されたカラーコ
   ードで指定された色に変換すると共に複数枚の差分画像
   データを重ね書きする手段を設け、この重ね書きされた
   差分画像データを上記画像表示装置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）上記被検体について生体信号を検出する手段を設
   けると共に、この検出した生体信号のデータを断層走査
   手段の断層像データと同期して書き込み読み出す記憶手
   段を設け、かつこの記憶手段からの生体信号データと前
   記カラーコードが付加された差分画像データとを加算す
   る手段を設け、上記記憶手段の生体信号データを用いて
   上記生体信号データに一対一に対応する差分画像データ
   を読み出すと共にカラーコード付加手段でカラーコード
   を付加し、フレーム毎に色を変化させて差分画像を表示
   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。