JPH11146877A

JPH11146877A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPH11146877A
Application number: JP31678797A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Hayashi; 達也林
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1997-11-18
Filing date: 1997-11-18
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2017-11-18
Also published as: JP4001666B2

Abstract

(57)【要約】【課題】超音波診断装置において、目的とする臓器を
含む断層像の表示画像上で該臓器の容積を正確に計測す
る。【解決手段】ＤＳＣ３からの画像情報を取り込んで動
作する臓器容積演算部９を設けたことにより、表示画像
面に対し任意の線分を手動操作で入力する入力部４及び
この入力部４で入力された線分情報を画像表示のために
処理するグラフィック表示部５によって、臓器を含む断
層像の表示画像上で該臓器を横切って指定された複数の
線分上における画素情報を読み出し、この画素情報を上
記線分に沿って平滑化させ、この平滑化された線分上の
画素情報を該線分方向に沿って順次読み出すと共にこの
読み出された画素情報の変化度合いを検知し、この検知
した画素情報の変化度合いやその変化の極値に基づいて
臓器の境界を判定し、この判定された該臓器の境界に基
づいてその臓器の容積を演算するものである。これによ
り、目的とする臓器を含む断層像の表示画像上で該臓器
の容積を正確に計測することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を利用して
被検体内の診断部位について超音波画像を得て画像表示
する超音波診断装置に関し、特に、目的とする臓器を含
む断層像の表示画像上で該臓器の容積を正確に計測する
ことができる超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の超音波診断装置は、図１
２に示すように、被検体内に超音波を送受信する探触子
１と、この探触子１を駆動して超音波を送信させると共
に受信した反射エコー信号を増幅する超音波送受信部２
と、この超音波送受信部２からの画像信号を書き込むと
共に読み出し表示座標系に変換して出力するディジタル
スキャンコンバータ（以下「ＤＳＣ」という）３と、表
示画像面に対し任意の線分を手動操作で入力する入力部
４と、この入力部４で入力された線分情報を画像表示す
るためのグラフィック表示部５と、上記ＤＳＣ３とグラ
フィック表示部５からの画像情報を合成する合成回路６
と、この合成回路６からの画像信号を表示する画像表示
装置７とを有して成っていた。なお、符号８は、上記入
力部４で入力された線分情報をグラフィック表示部５へ
送るためのグラフィック回路を示している。そして、探
触子１で被検体内に超音波を送受信し、該探触子１で受
信した反射エコー信号を超音波送受信部２及びＤＳＣ３
により信号処理し、得られた断層像を画像表示装置７に
表示していた。

【０００３】このような状態で、診断部位の臓器、例え
ば心臓についてその容積を求めるには、上記表示された
断層像内の心臓の画像について、入力部４のトラックボ
ール又はマウス等を用いてその心臓のおおまかな形状を
手動操作で入力し、グラフィック回路８及びグラフィッ
ク表示部５、合成回路６の処理を経て画像表示装置７に
断層像と共に心臓の形状を表示する。次に、この表示さ
れた画像を基に、上記と同じく入力部４を用いて心臓の
形状をトレースする。そして、この断層像及び心臓の形
状に基づいて、例えば超音波ビーム方向に一致した仮想
の線分と上記心臓の形状の輪郭との交点位置をそれぞれ
求め、これらの交点位置間の距離を計測すると共に、こ
の計測した距離から上記心臓の容積を算出していた。

【０００４】

【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おける表示画像上での臓器容積の
計測においては、表示された断層像内の例えば心臓等の
臓器の画像について、入力部４のトラックボール又はマ
ウス等を用いてその臓器のおおまかな形状を手動操作で
入力すると共に、その臓器の形状をトレースしていたの
で、上記臓器の形状の入力やトレースの操作において装
置の操作者の個人差が影響して、最終的に算出する臓器
の容積が不正確となることがあった。したがって、臓器
容積の計測結果が信頼性に乏しいことがあった。また、
目的とする臓器が断層像の表示領域の隅部に位置してそ
の形状が欠けている場合や、被検体内に送受信した超音
波が例えば肋骨に邪魔されてその臓器の形状が一部欠け
ている場合は、当該臓器の全体形状をトレースすること
ができず、臓器の容積の計算が十分にできないことがあ
った。したがって、所要の診断ができないことがあっ
た。

【０００５】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、目的とする臓器を含む断層像の表示画像上で該臓
器の容積を正確に計測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。

【０００６】

【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、被検体内に超音波
を送受信する探触子と、この探触子を駆動して超音波を
送信させると共に受信した反射エコー信号を増幅する超
音波送受信部と、この超音波送受信部からの画像信号を
書き込むと共に読み出し表示座標系に変換して出力する
ディジタルスキャンコンバータと、表示画像面に対し任
意の線分を手動操作で入力する入力部と、この入力部で
入力された線分情報を画像表示のために処理するグラフ
ィック表示部と、上記ディジタルスキャンコンバータと
グラフィック表示部からの画像情報を合成する合成回路
と、この合成回路からの画像信号を表示する画像表示装
置とを有して成る超音波診断装置において、上記入力部
及びグラフィック表示部により臓器を含む断層像の表示
画像上で該臓器を横切って指定された複数の線分上にお
ける画素情報を読み出し、この画素情報を上記線分に沿
って平滑化させ、この平滑化された線分上の画素情報を
該線分方向に沿って順次読み出すと共にこの読み出され
た画素情報の変化度合いを検知し、この検知した画素情
報の変化度合いやその変化の極値に基づいて臓器の境界
を判定し、この判定された該臓器の境界に基づいてその
臓器の容積を演算する臓器容積演算部を設け、この求め
た臓器容積の演算値又はその演算値の時間経過に伴う変
化波形を画像表示するようにしたものである。

【０００７】また、上記臓器容積演算部に対し、上記入
力部及びグラフィック表示部により、臓器を含む断層像
の表示画像上で該臓器の形状上の特徴を示す補助線の情
報を入力するようにしたものである。

【０００８】さらに、上記臓器容積演算部で求めた臓器
容積の演算値を時間で微分して容積変化率を求め、時間
経過に伴う容積変化率の波形として画像表示するように
したものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による超
音波診断装置の実施の形態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内の診断
部位について超音波画像を得て画像表示するもので、図
１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「ＤＳＣ」という）
３と、入力部４と、グラフィック表示部５と、合成回路
６と、画像表示装置７とを有して成り、さらに臓器容積
演算部９を備えて成る。

【００１０】上記探触子１は、被検体内の診断部位に向
けて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、例えばセクタ走査型探触子
に形成されている。超音波送受信部２は、上記探触子１
を駆動して超音波を送信させると共に受信した反射エコ
ー信号を増幅するもので、図示省略したがその中には、
該探触子１に送波パルスを送って内蔵の振動子から超音
波を発生させる送波回路と、上記振動子１で受信した反
射エコー信号を増幅する受信増幅器と、それらの制御回
路とを有して成る。ＤＳＣ３は、上記超音波送受信部２
からの画像信号を書き込むと共に読み出し表示座標系に
変換して出力するもので、該超音波送受信部２内のＡ／
Ｄ変換器でディジタル化された超音波情報を超音波ビー
ムの１走査線又は複数の走査線毎に内蔵のラインメモリ
に書き込んで断層像（Ｂモード像）の画像データを形成
するようになっている。

【００１１】入力部４は、後述の画像表示装置７に表示
された画像面に対し任意の線分を手動操作で入力するも
ので、例えばトラックボール又はマウス等から成る。グ
ラフィック表示部５は、上記入力部４で入力された線分
情報を画像表示のために処理するもので、グラフィック
回路８を介して上記線分情報を取り込むようになってい
る。合成回路６は、上記ＤＳＣ３とグラフィック表示部
５からの画像情報を合成するもので、ＤＳＣ３からの断
層像情報とグラフィック表示部５からの線分情報とを重
畳するようになっている。そして、画像表示装置７は、
上記合成回路６からの画像信号を入力して画像として表
示するもので、例えばＣＲＴ等から成る。

【００１２】ここで、本発明においては、上記ＤＳＣ３
からの画像情報を取り込んで動作する臓器容積演算部９
が設けられている。この臓器容積演算部９は、上記入力
部４及びグラフィック表示部５により臓器を含む断層像
の表示画像上で該臓器を横切って指定された複数の線分
上における画素情報を読み出し、この画素情報を上記線
分に沿って平滑化させ、この平滑化された線分上の画素
情報を該線分方向に沿って順次読み出すと共にこの読み
出された画素情報の変化度合いを検知し、この検知した
画素情報の変化度合いやその変化の極値に基づいて臓器
の境界を判定し、この判定された該臓器の境界に基づい
てその臓器の容積を演算するもので、図１に示すよう
に、２個のフレームメモリ１０ａ，１０ｂと、書込み読
出し回路１１と、マルチプレクサ１２と、スムージング
回路１３と、シフトレジスタ１４と、輝度傾斜演算回路
１５と、判定回路１６と、演算回路１７とを備えて成
る。

【００１３】上記２個のフレームメモリ１０ａ，１０ｂ
は、上記ＤＳＣ３からの画像データを入力して交互に格
納するもので、それぞれ２次元メモリから成り、例えば
第１のフレームメモリ１０ａに１フレーム分の画像デー
タが格納された後に、次の１フレーム分の画像データは
第２のフレームメモリ１０ｂに格納され、さらにその次
の１フレーム分の画像データは第１のフレームメモリ１
０ａに格納されるというように、交互に格納が繰り返さ
れるようになっている。書込み読出し回路１１は、上記
各フレームメモリ１０ａ，１０ｂへの画像データの書き
込み及び読み出しを制御するもので、読み出しの制御の
場合は、前記グラフィック回路８を介して得られる入力
部６で入力された例えば複数の線分情報に基づいて、各
線分のそれぞれの方向に沿った画像データが読み出され
るようになっている。すなわち、上記各線分を決定する
アドレスに基づいて各フレームメモリ１０ａ，１０ｂの
画素データを読み出すようになっている。マルチプレク
サ１２は、上記各フレームメモリ１０ａ，１０ｂから読
み出した画像データを入力し、各フレーム画像ごとに切
り換えて順次出力するものである。

【００１４】そして、上記２個のフレームメモリ１０
ａ，１０ｂと書込み読出し回路１１とマルチプレクサ１
２とで、前記入力部４及びグラフィック表示部５により
臓器を含む断層像の表示画像上で該臓器を横切って指定
された複数の線分上における画素情報を読み出す手段が
構成されている。

【００１５】スムージング回路１３は、上記マルチプレ
クサ１２から出力される画像データを入力し、上記複数
の線分上における画素情報を該線分に沿って平滑化させ
るもので、この平滑化の方法については後述する。シフ
トレジスタ１４は、上記スムージング回路１３で平滑化
された画像データを入力して一時記憶するもので、例え
ば図１においては５番地分の画素データ（輝度値）を順
次保持するようになっている。輝度傾斜演算回路１５
は、上記シフトレジスタ１４で保持された画素データを
入力し、上記平滑化された線分上の画素情報を該線分方
向に沿って順次読み出すと共にこの読み出された画素情
報（輝度値）の変化度合いを検知するもので、例えば入
力された五つの輝度値からそれらの経時的変化度合いを
検出し、その変化の極大値すなわち単調増加から単調減
少への変化点の値を求めるようになっている。

【００１６】また、判定回路１６は、上記輝度傾斜演算
回路１５で検知した画素情報の変化度合いやその変化の
極値に基づいて臓器の境界を判定するものである。さら
に、演算回路１７は、上記判定回路１６で判定された該
臓器の境界に基づいてその臓器の容積を演算するもので
ある。

【００１７】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、図２〜図７を参照して説明
する。まず、図１において、探触子１と、超音波送受信
部２と、ＤＳＣ３と、合成回路６と、画像表示装置７と
を備えて成る通常の超音波診断装置の構成と動作によ
り、図２に示すように、画像表示装置７の表示画面１８
には、診断部位の臓器たとえば心臓１９を含む断層像
（Ｂモード像）２０が表示される。

【００１８】この状態で、上記表示画面１８に表示され
た断層像２０及び心臓１９の画像を観察しながら、図１
に示す入力部４を手動操作してその画像上で心臓１９を
横切って指定された例えば２本の線分２１ａ，２１ｂを
入力し、及び上記心臓１９を楕円に見立てた場合の長
軸、短軸をそれぞれ指定する補助線２２ａ，２２ｂを入
力する。なお、この補助線２２ａ，２２ｂは、臓器の形
状上の特徴を示す補助線である。また、上記２本の線分
２１ａ，２１ｂは略直交した状態で入力され、各線分２
１ａ，２１ｂが心臓１９の輪郭と必ず交わるようにされ
ている。そして、上記線分２１ａ，２１ｂ及び補助線２
２ａ，２２ｂの線分情報は、図１に示すグラフィック回
路８を介して臓器容積演算部９内の書込み読出し回路１
１へ送出される。このとき、上記線分２１ａ，２１ｂと
補助線２２ａ，２２ｂとのなす角度の情報も、上記グラ
フィック回路８を介して書込み読出し回路１１へ送出さ
れる。

【００１９】これにより、上記入力部４により入力され
た線分２１ａ，２１ｂ及び補助線２２ａ，２２ｂの線分
情報は、グラフィック表示部５及び合成回路６を介して
画像表示装置７へ送られ、図２に示すように、断層像２
０及び心臓１９の画像上に重ねて表示される。このと
き、上記のように表示される線分２１ａ，２１ｂ及び補
助線２２ａ，２２ｂは表示画面１８に対して固定された
位置に表示されるが、断層像２０上における心臓１９の
画像はその収縮、膨張運動に従って動いて表示される。

【００２０】一方、上記ＤＳＣ３からの画像データは、
臓器容積演算部９内の２個のフレームメモリ１０ａ，１
０ｂに入力され、書込み読出し回路１１の制御により各
フレームメモリ１０ａ，１０ｂに１フレーム分の画像デ
ータが交互に格納される。その後、上記書込み読出し回
路１１の制御により各フレームメモリ１０ａ，１０ｂ内
の画像データが読み出されるが、この場合、上記入力部
４により入力されグラフィック回路８を介して得られた
線分２１ａ，２１ｂの情報に基づいて、各線分２１ａ，
２１ｂのそれぞれの方向に沿った画像データが読み出さ
れる。すなわち、上記線分２１ａ，２１ｂを決定するア
ドレスに基づいて各フレームメモリ１０ａ，１０ｂの画
素データが読み出される。

【００２１】次に、このように読み出された各フレーム
メモリ１０ａ，１０ｂからの画素データはマルチプレク
サ１２に入力され、このマルチプレクサ１２によって切
り換えられた各フレーム画像毎の各線分２１ａ，２１ｂ
に沿った画像データが順次出力される。図３は、１フレ
ーム画像に対して各線分２１ａ，２１ｂに沿って得られ
る画像データを示す説明図である。図２において、線分
２１ａに沿った画像データとしては図３（ａ）に示す輝
度情報が得られ、線分２１ｂに沿った画像データとして
は図３（ｂ）に示す輝度情報が得られる。

【００２２】次に、上記のように得られた各線分２１
ａ，２１ｂに沿った画像データは、順次スムージング回
路１３に入力され、このスムージング回路１３によって
各線分２１ａ，２１ｂに沿って平滑化される。この平滑
化の方法としては、図４（ａ）に拡大して示すようにノ
イズが乗った輝度情報の波形の各エッジの最高部を連結
する方法、同じく図４（ｂ）に示すように上記波形の各
エッジの最低部を連結する方法、同じく図４（ｃ）に示
すように上記波形の各エッジの最高部と最低部の中間を
連結する方法、同じく図４（ｄ）に示すように上記波形
の各エッジの最高部と最低部の間の移動平均処理法によ
って連結する方法等があり、これらのいずれかが適用さ
れる。このようなスムージング回路１３による平滑化に
より、図５（ａ）に示す平滑化する前の画像データ（例
えば図３（ａ）に示す線分２１ａに沿った画像データ）
に対し、平滑化後は図５（ｂ）に示すように極めて滑ら
かな曲線の画像データとなる。

【００２３】その後、上記スムージング回路１３で平滑
化された画像データは、シフトレジスタ１４に入力さ
れ、このシフトレジスタ１４で例えば５番地分の画素デ
ータ(輝度値）が順次保持される。このとき、例えば図
５（ｂ）に示す平滑化された画素データについて、図上
で左側から右側にかけて順次５画素分ずつの輝度値（波
高値）が保持され、それらの輝度値は一括して順次輝度
傾斜演算回路１５に入力される。

【００２４】この輝度傾斜演算回路１５では、上記入力
された五つの輝度値からそれらの経時的変化度合いを検
出し、これにより図５（ｂ）の波形における極大値、す
なわち単調増加から単調減少への変化点の値を求めるよ
うになっている。この場合、図５（ｂ）に示す波形で
は、極大値Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃，Ｐ₄が検出されることとな
る。ここで、極大値Ｐ₁，Ｐ₄は、図２に示す線分２１ａ
上で心臓の心室の外壁の位置を示し、極大値Ｐ₂，Ｐ
₃は、上記線分２１ａ上で心臓の心室の内壁の位置を示
している。そして、これら各極大値Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃，Ｐ₄
におけるフレームメモリ１０ａ，１０ｂのアドレスを検
出し、それらの情報は判定回路１６へ入力される。

【００２５】この判定回路１６では、上記入力された各
極大値Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃，Ｐ₄に基づいて臓器の境界を判定
する。ここでは、上記各極大値Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃，Ｐ₄のア
ドレスのうち、例えば極大値Ｐ₂，Ｐ₃のアドレスが選択
される。その理由は、図２の実施例では、心臓１９の心
室の内壁の検知に基づいて該心室の容積を求めようとし
ているからである。したがって、心臓１９の心室の外壁
をも含んだ容積を求めようとする場合には、極大値
Ｐ₁，Ｐ₄のアドレスが選択されることとなる。この場合
の例えば内壁又は外壁の選択は、入力部４からの指定に
よって行う。上記臓器の境界の判定による極大値Ｐ₂，
Ｐ₃のアドレスは、演算回路１７へ送られる。

【００２６】この演算回路１７では、入力した極大値Ｐ
₂，Ｐ₃のアドレスに基づいて、図６に示す線分２１ａ上
で心臓１９の心室の内壁間の線分長２ａ′が演算され
る。また、これと略直交する他の線分２１ｂ上での心室
の内壁間の線分長２ｂ′も、該線分２１ｂ上の画像デー
タについて上記と同様にして求めた極大値Ｐ₂′，Ｐ₃′
のアドレスに基づいて演算される。ここで、上記線分２
１ａは、心臓１９を楕円に見立てた場合の長軸を指定し
た補助線２２ａと角度θで交わり、他の線分２１ｂも、
心臓１９を楕円に見立てた場合の短軸を指定した補助線
２２ｂと角度θで交わっているものとする。そして、上
記長軸の線分長を２ａとし、短軸の線分長を２ｂとする
と、長軸の半径ａ及び短軸の半径ｂは、それぞれ次のよ
うな関数で表される。

【００２７】ａ＝ｆ(ａ′，ｂ′，θ) ｂ＝ｇ(ａ′，ｂ′，θ)

【００２８】このような関数を用いて、上記線分長２
ａ′，２ｂ′の実測値に基づいて、心臓１９を楕円に見
立てた場合の長軸の半径ａ及び短軸の半径ｂが求まる
と、演算回路１７により、楕円を用いた体積求積法によ
って心臓１９の容積Ｖが次の式（１）により近似的に演
算される。Ｖ＝（４／３）πａｂ² …（１）ここで、（４／３）πを定数ｋとおくと、式（１）はＶ＝ｋａｂ² …（２）となる。このとき、図６の例のように、補助線２２ａ上
の臓器（１９）の境界が表示されておらず、該臓器の容
積算出を行うための楕円の長軸（形状上の特徴）が検出
できない場合でも、線分２１ａ，２１ｂの線分長２
ａ′，２ｂ′、及び該線分２１ａ，２１ｂと補助線２２
ａ，２２ｂとのなす角度θの情報に基づいて楕円体の容
積計算を行うことができる。

【００２９】このように演算された心臓１９の容積Ｖの
値は、演算回路１７からグラフィック回路８を介してグ
ラフィック表示部５へ入力される。このグラフィック表
示部５では、上記臓器容積Ｖの値を示す数字が選択さ
れ、その数字情報が合成回路６を介して画像表示装置７
の表示画面１８に表示される。このとき、臓器容積Ｖの
算出を行うために、図６に示すように、断層像２０の表
示画像上で該臓器（１９）の形状上の特徴を示す補助線
２２ａ，２２ｂを用いて演算を行うことから、表示画像
上で該臓器（１９）の境界が一部分表示されていない場
合でも、信頼性のある正確な値を演算することができ
る。また、上記臓器容積Ｖの算出は、臓器がその大きさ
を変えてもそれに応じて追随できることから、例えば心
臓のように動きのある臓器を対象としても正確な演算が
できる。

【００３０】また、グラフィック回路８は、上記演算回
路１７で演算された心臓１９の容積Ｖの値を入力して、
時間変化に応じた容積値の変化を示すグラフを作成す
る。このグラフの情報は、グラフィック表示部５及び合
成回路６を介して画像表示装置７へ送られ、図７に示す
ように、表示画面１８に容積値の時間経過に伴う変化波
形２３として表示される。このとき、上記表示画面１８
上には、診断部位の断層像２０と共に上記変化波形２３
が表示される。このように、臓器の容積の変化を時間経
過に伴う変化波形２３として表示することから、その変
化波形は信頼性のある正確なものとなると共に、該臓器
の動きの変化を一目瞭然に把握することができる。

【００３１】さらに、上記演算回路１７は、上記演算し
た心臓１９の容積Ｖの値を時間ｔで微分し、その時間経
過に伴う容積変化率ｄＶ／ｄｔを求める。そして、グラ
フィック回路８は、上記演算された容積変化率ｄＶ／ｄ
ｔを入力して、時間経過に伴う容積変化率の波形を示す
グラフを作成する。このグラフの情報は、グラフィック
表示部５及び合成回路６を介して画像表示装置７へ送ら
れ、図７に示すように、表示画面１８に時間経過に伴う
容積変化率ｄＶ／ｄｔの波形２４として、診断部位の断
層像２０と共に表示される。このように、臓器の容積の
変化を時間経過に伴う容積変化率ｄＶ／ｄｔの波形２４
として表示することから、時間経過に伴う容積変化率の
変化を一目瞭然に把握できると共に、臓器の微妙な動き
も観察することができる。

【００３２】さらにまた、上記演算回路１７は、図６に
示す心臓１９の境界部において終端を有する線分長の時
間に対する長さ変化から該心臓１９の収縮、膨張の際の
速度を演算し、さらにその速度の時間に対する変化から
加速度を求める。そして、この加速度の値に適当な質量
を乗算することによって、上記線分に相当する箇所の圧
力が算出される。グラフィック回路８は、上記演算され
た圧力の値を入力して時間経過に伴う圧力変化の波形を
示すグラフを作成する。このグラフの情報は、グラフィ
ック表示部５及び合成回路６を介して画像表示装置７へ
送られ、図７に示すように、表示画面１８に時間経過に
伴う圧力変化の波形２５として、診断部位の断層像２０
と共に表示される。

【００３３】なお、図６に示す臓器容積の演算の説明に
おいては、画素データの極値を臓器の境界と判定するも
のとしたが、これに限らず、上記極値の近傍点を臓器の
境界と判定してもよい。また、上記の例では、指定した
線分２１ａ，２１ｂと、補助線２２ａ，２２ｂとが一致
せず、これらの線分間に角度θを有するものとしたが、
これに限らず、上記線分２１ａ，２１ｂと、補助線２２
ａ，２２ｂとがそれぞれ一致（θ＝０）していてもよ
い。すなわち、指定した線分２１ａ，２１ｂと補助線２
２ａ，２２ｂとの間の角度θを用いて線分ａ，ｂを算出
し、臓器の容積が算出できればよい。さらに、上記の例
では、２本の線分２１ａ，２１ｂを指定したが、３本以
上の線分を指定してもよい。さらにまた、上記の例で
は、指定した線分２１ａ，２１ｂは、探触子１からの超
音波ビームの方向と一致せず、該超音波ビームの方向に
対して角度を有するものであるが、これに限らず、超音
波ビームの方向と一致させて線分２１ａ，２１ｂを指定
してもよい。なお、図６の例では、臓器として常に大き
さが変化する心臓を対象としたが、これに限定されるこ
となく、大きさが全く変化しない臓器を対象としてもよ
い。

【００３４】図８は、図１に示す実施形態の変形例を示
す要部のブロック図である。この変形例は、図１に示す
臓器容積演算部９のブロック構成のうち、２個のフレー
ムメモリ１０ａ，１０ｂと、書込み読出し回路１１と、
マルチプレクサ１２とから成る部分を、次のように構成
したものである。すなわち、上記フレームメモリ１０ａ
を１次元メモリから成る複数個のラインメモリ群２６
ａ，２６ｂ，…，２６ｎで構成し、フレームメモリ１０
ｂを同じく１次元メモリから成る複数個のラインメモリ
群２７ａ，２７ｂ，…，２７ｎで構成している。また、
上記書込み読出し回路１１を、上記ラインメモリ群２６
ａ〜２６ｎ及び２７ａ〜２７ｎへのデータの書込み読出
しを制御するメモリアドレス制御回路２８で構成してい
る。さらに、上記マルチプレクサ１２を、一方のライン
メモリ群２６ａ〜２６ｎの個々のメモリを切り換える切
換器２９と、他方のラインメモリ群２７ａ〜２７ｎの個
々のメモリを切り換える切換器３０と、上記切換器２
９，３０からのデータを切り換える切換部３１とで構成
している。

【００３５】そして、ＤＳＣ３からの画像データは、メ
モリアドレス制御回路２８の制御によって各ラインメモ
リ群２６ａ〜２６ｎ及び２７ａ〜２７ｎにそれぞれ入力
される。ここで、各ラインメモリ群２６ａ〜２６ｎ及び
２７ａ〜２７ｎは、それぞれ１フレームに対応してお
り、１フレーム分の画像データが交互に格納されるよう
になっている。その後、各ラインメモリ群２６ａ〜２６
ｎ及び２７ａ〜２７ｎの各ラインメモリの画素データ
は、上記メモリアドレス制御回路２８の制御によって読
み出されると共に切換器２９，３０で切り換えられ、且
つ切換部３１を介して順次スムージング回路１３へ送ら
れる。以後の動作は、図１の場合と全く同様である。

【００３６】図９は本発明の他の実施形態を示すブロッ
ク図である。この実施形態は、図１に示すグラフィック
表示部５に対して、心電検出部３２を接続し、この心電
検出部３２で検出した心電波形を画像表示装置７に表示
すると共に、該心電波形の時間経過に対応させて前述の
ように求めた臓器容積の演算値の時間経過に伴う変化波
形又はその演算値を時間で微分して求められる容積変化
率の波形を画像表示するようにしたものである。

【００３７】上記心電検出部３２は、被検体の心電波形
を検出するもので、該被検体の手や足に心電電極（ＥＣ
Ｇ電極）３３を取り付けてこの心電電極３３からの信号
を取り込んで心電波形を検出するようになっている。そ
して、心電検出部３２からの検出信号はグラフィック回
路８へ入力し、このグラフィック回路８で心電波形図が
作成されるようになっている。グラフィック回路８から
出力された心電波形図のデータは、この実施例で設けら
れたスクロールメモリ３４に入力され、その後合成回路
６を介して画像表示装置７へ出力される。そして、図１
０に示すように、画像表示面１８に断層像２０と共に心
電波形３５が表示されるようになっており、且つ上記断
層像２０の心臓１９の動きに対応してスクロールされる
ようになっている。なお、上記心電波形３５には、いわ
ゆるＲ波の位置が示されている。

【００３８】さらに、図９において、超音波送受信部２
とＤＳＣ３との間に、シネメモリ３６が介在されてい
る。このシネメモリ３６は、探触子１から打ち出される
各超音波ビーム毎の反射エコー信号（超音波ラインデー
タ）を順次格納してこれをフレーム毎に繰り返すもので
あり、次段のＤＳＣ３へのデータ出力のためのバッファ
メモリの機能をも有したものとなっている。そして、上
記心電電極３３からの出力に基づいて心電波形３５をも
表示する場合には、その時間的対応がとれるようになっ
ており、その時間に相当する情報は上記心電検出部３２
へ出力されるようになっている。

【００３９】このような状態で、図７の実施例で作成表
示される臓器に関する各波形２３，２４，２５は、グラ
フィック回路８によって、図１０に示すように心電波形
３５と時間的にそれぞれ対応付けられて同時に表示され
る。すなわち、画像表示装置７の表示画面１８の左側の
半分領域には断層像２０が表示され、右側の半分領域に
は例えば下から順に、心電波形３５、時間経過に伴う容
積変化率ｄＶ／ｄｔの波形２４、容積の時間経過に伴う
変化波形２３、時間経過に伴う圧力変化の波形２５が表
示される。このとき、上記各波形２３，２４，２５は、
断層像２０の心臓１９の動きに対応してスクロールされ
るようになっている。

【００４０】図１１は、図１０に示す画像表示の他の例
を示す説明図である。この例は、上述の図１０におい
て、心電波形３５と、上記臓器に関する各波形２３，２
４，２５との時間的対応が容易にわかるようにするた
め、心時相を示すライン３７を同時に表示するようにし
たものである。この心時相を示すライン３７は、例えば
心電波形３５上のＲ波の位置を基準としてその手前又は
後方の所定時相の位置に設定されたもので、その設定は
図９に示す入力部４の操作によって任意の時相点に設定
される。このように、臓器に関する各波形２３，２４，
２５を心電波形３５と時間的に対応づけて表示すること
により、該心電波形３５との関係から臓器としての例え
ば心臓１９の動きをより明確に分析することができるよ
うになる。

【００４１】なお、図７及び図１０並びに図１１では、
臓器に関する各波形２３，２４，２５を総て表示するも
のとしたが、これに限らず、何れか一つの波形を表示す
るだけでもよい。また、以上の説明では、探触子１とし
てセクタ走査型探触子を示したが、本発明はこれに限ら
ず、リニア走査型探触子を用いてもよい。

【００４２】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
ディジタルスキャンコンバータからの画像情報を取り込
んで動作する臓器容積演算部を設けたことにより、表示
画像面に対し任意の線分を手動操作で入力する入力部及
びこの入力部で入力された線分情報を画像表示のために
処理するグラフィック表示部により臓器を含む断層像の
表示画像上で該臓器を横切って指定された複数の線分上
における画素情報を読み出し、この画素情報を上記線分
に沿って平滑化させ、この平滑化された線分上の画素情
報を該線分方向に沿って順次読み出すと共にこの読み出
された画素情報の変化度合いを検知し、この検知した画
素情報の変化度合いやその変化の極値に基づいて臓器の
境界を判定し、この判定された該臓器の境界に基づいて
その臓器の容積を演算することができる。そして、この
求めた臓器容積の演算値又はその演算値の時間経過に伴
う変化波形を画像表示することができる。この場合、従
来のように入力部で目的の臓器のおおまかな形状を手動
操作で入力したり、その臓器の形状をトレースしたりし
ないので、操作者の個人差の影響により最終的に算出さ
れる臓器の容積が不正確になることを防止できる。した
がって、目的とする臓器を含む断層像の表示画像上で該
臓器の容積を正確に計測することができる。このことか
ら、臓器容積の計測結果の信頼性を向上することができ
る。

【００４３】また、上記臓器容積演算部に対し、上記入
力部及びグラフィック表示部により、臓器を含む断層像
の表示画像上で該臓器の形状上の特徴を示す補助線の情
報を入力するようにしたものにおいては、目的とする臓
器が断層像の表示領域の隅部に位置するなどしてその形
状が欠けている場合でも、臓器を横切って指定された複
数の線分の線分長、及び該線分と補助線とのなす角度の
情報に基づいて該臓器の容積計算を行うことができる。

【００４４】さらに、上記臓器容積演算部で求めた臓器
容積の演算値を時間で微分して容積変化率を求め、時間
経過に伴う容積変化率の波形として画像表示するように
したものにおいては、時間経過に伴う容積変化率の変化
を一目瞭然に把握できると共に、臓器の微妙な動きも観
察することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超音波診断装置の実施の形態を示
すブロック図である。

【図２】画像表示装置の表示画面における臓器及び指定
された線分並びに補助線の表示状態を示す説明図であ
る。

【図３】１フレーム画像に対して上記指定された線分に
沿って得られる画像データを示す説明図である。

【図４】上記指定された線分に沿って得られた画像デー
タを平滑化するいくつかの方法を示す説明図である。

【図５】上記画像データの平滑化において、平滑化する
前の画像データと平滑化後の画像データとを示す説明図
である。

【図６】演算回路により、楕円を用いた体積求積法によ
って例えば心臓の容積を近似的に演算する状態を示す説
明図である。

【図７】画像表示装置の表示画面における断層像及び臓
器容積の時間経過に伴う変化波形を表示する状態を示す
説明図である。

【図８】図１に示す実施形態の変形例を示す要部のブロ
ック図である。

【図９】本発明の他の実施形態を示すブロック図であ
る。

【図１０】図９の実施形態における断層像及び臓器容積
の時間経過に伴う変化波形を表示する状態を示す説明図
である。

【図１１】図１０に示す画像表示の他の例を示す説明図
である。

【図１２】従来例の超音波診断装置を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１…探触子２…超音波送受信装置３…ＤＳＣ４…入力部５…グラフィック表示部６…合成回路７…画像表示装置８…グラフィック回路９…臓器容積演算部１８…表示画面１９…心臓２０…断層像２１ａ，２１ｂ…指定された線分２２ａ，２２ｂ…補助線２３…容積値の時間経過に伴う変化波形２４…時間経過に伴う容積変化率の波形２５…時間経過に伴う圧力変化の波形３２…心電検出部３３…心電電極３４…スクロールメモリ３５…心電波形３６…シネメモリ３７…心時相を示すライン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体内に超音波を送受信する探触子
と、この探触子を駆動して超音波を送信させると共に受
信した反射エコー信号を増幅する超音波送受信部と、こ
の超音波送受信部からの画像信号を書き込むと共に読み
出し表示座標系に変換して出力するディジタルスキャン
コンバータと、表示画像面に対し任意の線分を手動操作
で入力する入力部と、この入力部で入力された線分情報
を画像表示のために処理するグラフィック表示部と、上
記ディジタルスキャンコンバータとグラフィック表示部
からの画像情報を合成する合成回路と、この合成回路か
らの画像信号を表示する画像表示装置とを有して成る超
音波診断装置において、上記入力部及びグラフィック表
示部により臓器を含む断層像の表示画像上で該臓器を横
切って指定された複数の線分上における画素情報を読み
出し、この画素情報を上記線分に沿って平滑化させ、こ
の平滑化された線分上の画素情報を該線分方向に沿って
順次読み出すと共にこの読み出された画素情報の変化度
合いを検知し、この検知した画素情報の変化度合いやそ
の変化の極値に基づいて臓器の境界を判定し、この判定
された該臓器の境界に基づいてその臓器の容積を演算す
る臓器容積演算部を設け、この求めた臓器容積の演算値
又はその演算値の時間経過に伴う変化波形を画像表示す
るようにしたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】上記臓器容積演算部に対し、上記入力部
及びグラフィック表示部により、臓器を含む断層像の表
示画像上で該臓器の形状上の特徴を示す補助線の情報を
入力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。
【請求項３】上記臓器容積演算部で求めた臓器容積の
演算値を時間で微分して容積変化率を求め、時間経過に
伴う容積変化率の波形として画像表示するようにしたこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の超音波診断装置。