JP2004065370A - 超音波診断装置及び超音波診断情報作成方法並びに超音波診断システム - Google Patents

Abstract

【課題】被検体について多面的な診断を可能にする。
【解決手段】送信した超音波に応じて被検体から発生する超音波を受信処理して超音波受信信号を生成する受信部１６と、受信部１６から出力される超音波受信信号に基づいて画像を再構成する画像処理部１８と、画像処理部１８の画像信号を表示する表示部２２とを備え、受信部１６から出力される超音波受信信号を転送データに変換して外部の情報処理装置２５に転送するデータ転送手段２４を設ける。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波診断装置に関し、具体的には計測した信号に基づいて、診断画像等の診断に必要な情報を作成する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波診断装置は、送信した超音波に応じて被検体から発生する超音波を受信処理して超音波受信信号すなわちＲＦ信号を生成し、生成されたＲＦ信号に基づいて例えば画像を再構成して観察部位の診断画像を表示するものとして知られている。
【０００３】
このような超音波診断装置において、診断画像の表示法として例えばＢモード、Ｍモード及びドプラモード等が知られている。例えば、Ｂモード表示は、ＲＦ信号に含まれる信号強度情報、周波数情報、位相情報のうち、信号強度情報を所定の階調で輝度変調すなわち信号の強度を輝度の強さに変えて画像を表示するものである。また、通常、画像信号はメモリに保存され、必要に応じて再表示される。つまり、輝度変調された画像信号をシネメモリに保存し、たとえば医師が被検体を再診断する際、保存された画像情報を読み出し、読み出された画像信号に基づいて観察部位の画像を再表示することが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、シネメモリには、必要な情報のみが保存される。例えば、Ｂモードでは、ＲＦ信号に含まれる信号強度情報を輝度変調する際、周波数情報と位相情報は欠落される。つまり、輝度変調された信号情報はシネメモリに保存される一方、周波数情報と位相情報に関する信号情報は保存されない。
【０００５】
したがって、後刻、多面的な診断すなわち異種のデータを利用した異なる観点からの診断を行いたいという要望を満たすことができない。すなわち、精度が重視される計測例えば心臓の筋肉の微妙な動きを計測する場合、周波数情報や位相情報を利用した数値解析が有効な場合があるが、周波数情報と位相情報を利用するには、再び被検体を撮像してＲＦ信号を取得する必要があり、時間がかかる。また、複数の診断者によって異なる解析を行い多面的な診断を行うことについては配慮されていない。
【０００６】
本発明は、被検体について多面的な診断を可能にすることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の超音波診断装置は、送信した超音波に応じて被検体から発生する超音波を受信処理して超音波受信信号を生成する受信部と、受信部から出力される超音波受信信号に基づいて画像を再構成する画像処理部と、画像処理部の画像信号を表示する表示部とを備え、受信部から出力される超音波受信信号を転送データに変換して外部の情報処理装置に転送するデータ転送手段を設けてなることを特徴とする。
【０００８】
このように、画像処理部で再構成される前の超音波受信信号をデータ転送手段により外部の情報処理装置に転送するので、転送された超音波受信信号には例えば信号強度情報、周波数情報、位相情報等の全ての計測情報が含まれている。したがって、例えば、信号強度情報、周波数情報、位相情報をそれぞれ独立に解析処理することにより、同一の観察部位例えば心臓の筋肉の微秒な動きに関して異なる観点からの複数の診断情報を得ることができる。得られた複数の診断情報に基づき多面的な診断すなわち同一対象について異なる観点から診断を行うことができるので、診断精度をより一層高めることができる。
【０００９】
また、本発明の超音波診断システムは、送信した超音波に応じて被検体から発生する超音波を受信処理して超音波受信信号を生成する受信部と、受信部から出力される超音波受信信号に基づいて画像を再構成する画像処理部と、画像処理部の画像信号を表示する表示部とを備えてなる超音波診断装置と、超音波診断装置に第１の信号伝送路を介して接続された情報処理装置と、情報処理装置に第２の信号伝送路を介して接続された情報処理端末とを備え、超音波診断装置は、受信部から出力される超音波受信信号を情報処理装置に転送するデータ転送手段を有し、情報処理装置は、データ転送手段から転送される超音波受信信号を取り込んで記憶手段に格納するとともに、情報処理端末からの要求に応じて記憶手段に格納された前記超音波受信信号を情報処理端末に出力するものであり、情報処理端末は、情報処理装置にアクセスして超音波受信信号を受信し、受信された超音波受信信号に基づいて被検体の診断情報を生成することを特徴とする。
【００１０】
このように、画像処理部で再構成される前の超音波受信信号を記憶手段に格納するので、格納された超音波受信信号には例えば信号強度情報、周波数情報、位相情報等の全ての計測情報が含まれている。また、記憶手段を含む情報処理装置が第２の信号伝送路例えば通信ネットワークに接続されているので、通信ネットワークに接続された情報処理端末群から記憶主段にアクセスすることにより格納された超音波信号データを複数の端末間で共有することができる。したがって、例えば、観察部位たとえば心臓の筋肉の微秒な動きに関する信号強度情報、周波数情報、位相情報を複数の情報処理端末で独立かつ並列に解析処理することができる。その結果、異なる観点からの複数の診断情報を迅速たとえばリアルタイムに得ることができ、得られた複数の診断情報に基づき多面的な診断を行うことができるので、診断精度をより一層高めることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明を適用した超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。図に示すとおり、超音波診断装置１は、被検体へ超音波を送受信する探触子１０と、探触子１０を駆動して超音波を送信する送信部１４が設けられている。また、被検体から発生する超音波を受信し、受信された超音波を整相加算処理して超音波信号すなわちＲＦ信号を生成する受信部１６が備えられている。そして、受信部１６から出力されるＲＦ信号から画像信号を再構成する画像処理部１８と、画像処理部１８により再構成された画像信号に基づいて画像を表示する表示部２２が設けられて構成されている。
【００１２】
また、受信部１６から出力されるＲＦ信号を転送データに変換して転送するＲＦ信号送信部２４が設けられており、そしてＲＦ信号送信部２４により転送されたＲＦ信号を受信する外部の情報処理装置すなわちサーバ２５が設置されている。サーバ２５には、ＲＦ信号送信部２４からのＲＦ信号を受信するＲＦ信号受信部２６と、ＲＦ信号受信部２６により受信されたＲＦ信号を記憶する記憶装置２７が含まれて構成されている。
【００１３】
このように構成される超音波診断装置の動作について説明する。被検体の表面に探触子１０を当て、送信部１４から送受分離部を介して送られる送波信号に応じて探触子１０から被検体に超音波を照射する。これにより、被検体から発生する受波信号は、送受分離部１２を介して受信部１６により受信される。受信されたアナログの受波信号は、ＴＧＣ等によって最適に増幅され、増幅された受波信号は、遅延回路により整相加算されてＲＦ信号として生成される。生成されたＲＦ信号は、信号強度情報、周波数情報、位相情報等の診断に必要な情報を含んでおり、このうち信号強度情報が画像処理部１８により例えば２５６階調で輝度変調されて画像信号にされる一方、周波数情報と位相情報が欠落される。画像処理部１８により変調された画像信号は、ＤＳＣ部２０すなわちデジタルスキャンコンバータにより表示用の信号に変換されて白黒のＢモード像として表示部２２に表示される。
【００１４】
このような超音波診断装置において、精度が重視される計測たとえば心臓の筋肉の微妙な動きを計測する場合、表示部２２に表示される白黒Ｂモード像を視覚的に観察するだけでは計測精度が得られず、誤診の原因となることがある。そこで、本実施形態では、白黒Ｂモード像を視覚的に観察する診断に加えて、周波数情報と位相情報を利用した例えば数値解析を行うことにより異なる観点からの診断情報を複数得て、得られた診断情報に基づいて多面的に診断することにより診断精度をより一層向上させている。
【００１５】
ここで、本発明に係る特徴部について説明する。図２は、ＲＦ信号転送部２４の概念図を示している。図２に示すとおり、ＲＦ信号転送部２４は、データ変換部１５とメモリ１７と差動ドライバ１９とを含んで構成されている。
【００１６】
受信部１６から出力されるＲＦ信号は、ＲＦ信号送信部２４のデータ変換部１５により転送データに変換されてメモリ１７に一時記憶された後、差動ドライバ１９により転送される。転送されたＲＦ信号は、サーバ２５の記憶装置２７に保存される。
【００１７】
すなわち、ＲＦ信号は、画像処理部１８により再構成される前に、転送されてサーバ２５の記憶装置２７に保存されるので、保存されたＲＦ信号は、例えば信号強度情報、周波数情報、位相情報等の全ての診断に必要な計測情報を含んでいる。したがって、例えば、心臓の筋肉の微妙な動きを計測する際、記憶装置２７のＲＦ信号を読み出し、読み出されたＲＦ信号の信号強度情報に基づいてＢモード像を得るとともに、周波数情報、位相情報を利用して例えば数値解析すると、異なる観点からの診断情報を複数得ることができる。得られた計測情報に基づいて、多面的な診断すなわち異種のデータを利用した異なる観点からの診断を行うことができ、診断精度をより一層高めることができる。
【００１８】
図３は、ＲＦ信号転送部２４からの転送データのフレームフォーマットの概念図を示している。図３Ａは、１フレーム分のＲＦデータをデータ部に格納したフレームを示し、また図３Ｂは、１ライン分のＲＦデータをデータ部に格納したフレームを示している。受信部１６から出力されるＲＦ信号は、時系列に並んでおり、そのＲＦ信号がデータ変換部１５により図３Ａ、Ｂに示すようにヘッダー部とデータ部からなるパケットに分割される。分割されたパケットのヘッダー部には例えば同期制御信号やエラー検出信号等の条件が含まれており、またデータ部には例えば１フレーム分のＲＦデータ或いは１ライン分のＲＦデータが含まれている。このように転送用データに変換されたＲＦデータは、メモリ１７に一時記憶された後、差動ドライバー１９によりサーバ２５へ転送される。
【００１９】
ここで、転送データのデータ量は、例えば１フレームあたり約１Ｇバイトと大きい。この大量のデータを高速例えば４０ＭＨｚ以上で例えば１ｍを越えるキャプチャーケーブルを介してサーバ２５に転送する場合、外乱の影響を受けてノイズが発生しやすい。したがって、本実施形態では、差動ドライバ１９を用いてデータ転送を行っている。差動ドライバ１９とは、２つの信号レベルを用いてその信号間の偏差を検知することにより信号を送受信するものである。これにより、データの転送中に外乱の影響を受けたとしても、２つの信号レベルは一様に影響を受けることになるので信号レベル間の偏差自体は変化しない。それゆえ、偏差を検知することにより外乱の影響を受けたとしてもノイズの発生を抑制して、大量のデータを高速に転送することができる。
【００２０】
図４は、サーバ２５の概念図を示している。図に示すとおり、サーバ２５は、ＲＦ信号転送部２４から転送されるＲＦデータを受信するＲＦ信号受信部２６と、ＲＦ信号受信部２６により受信されたＲＦデータを保存する記憶装置２７と、記憶装置２７に保存されたＲＦデータを暗合する暗号化処理部３２と、記憶装置２７に保存されたＲＦデータを圧縮する圧縮処理部３４と、記憶装置２７に保存されたＲＦデータを通信ネットワーク例えばＬＡＮに伝送するＬＡＮボード３６とを含んで構成されている。
【００２１】
まず、ＲＦ信号転送部２４から転送されたＲＦデータは、ＲＦ信号受信部２６により受信された後、ＰＣＩバス２８を介し、チップセット３０を通過して記憶装置２７に保存される。
【００２２】
記憶装置２７に保存されたＲＦデータを暗合化する場合、ＣＰＵ３１がＰＣＩバス２８に接続されたＰＣＩアドインボードである暗号処理部３２を制御する。そして、例えばＤＥＳを利用したデータの暗号化が行われる。これにより、暗号化されたＲＦデータは、所定の復号鍵以外では復号されないので、たとえＲＦデータが盗聴、傍受されて漏洩した場合でも、データの機密性を確保することができ、患者のプライバシーを保護することができる。
【００２３】
また、同様に記憶装置２７に保存されたＲＦデータを圧縮する場合、ＣＰＵがＰＣＩバス２８に接続されたＰＣＩアドインボードである圧縮処理部３４を制御する。そして、例えばＭＰＥＧ圧縮を利用してＲＦデータの圧縮が行われる。これにより、大容量のデータは小さく圧縮されるので、効率良く記憶装置２７に保存することができる。さらに、ＲＦデータをＬＡＮボード３６を介してＬＡＮに伝送する場合にも、データを圧縮しているので効率良く伝送することができる。
【００２４】
図５は、ＲＦ信号受信部２６の概念図を示している。図に示すとおり、ＲＦ信号受信部２６は、ＲＦ信号転送部２４により転送されたＲＦ信号を受信するレシーバ２９と、レシーバ２９により受信されたＲＦ信号を一時記憶するメモリ３３と、メモリ３３を制御するＤＭＡコントローラ３５とを含んで構成されている。
【００２５】
まず、ＲＦ信号転送部２４から転送されたＲＦデータは、ＲＦ信号受信部２６のレシーバ２９により受信された後、メモリ３３に一時記憶される。メモリ３３に一時記憶されたＲＦデータは、ＤＭＡコントローラ３５の制御機能によりＰＣＩバス２８を介し、チップセット３０を通過して記憶装置２７に保存される。
【００２６】
図６は、本発明を適用した超音波診断システムの概念図を示している。図に示すとおり、リング状に形成された通信ネットワークであるＬＡＮ３８が設けられており、ＬＡＮ３８上に複数のネットワークポートを有するＨｕｂ１０３ａ〜１０３ｉが設置されている。Ｈｕｂ１０３ａのポートには超音波診断装置１が連結されており、またＨｕｂ１０３ｃ〜１０３ｉのポートには、情報処理端末１０４ａ〜１０４ｇ例えばワークステーション或いはパーソナルコンピュータが接続されている。そして、Ｈｕｂ１０３ｂのポートには情報処理装置すなわちサーバ１０２が接続されて構成されている。
【００２７】
このように構成される超音波診断システムの動作について説明する。まず、超音波装置１において、被検体から発生する超音波を受信処理してＲＦ信号が生成され、生成されたＲＦ信号は画像処理部１８で構成される前に、転送用のデータに変換される。変換されたＲＦデータは、Ｈｕｂ１０３ａ、Ｈｕｂ１０３ｂを介してサーバ１０２に転送されて記憶装置２７に保存されるとともに、ワークステーション１０４ａ〜１０４ｇからの要求に応じてワークステーション１０４ａ〜１０４ｇに送信される。
【００２８】
このように、ワークステーション１０４ａ〜１０４ｇの端末間でＬＡＮを介して同一の被検体のＲＦデータを共有することができる。したがって、それぞれのワークステーションにおいて、同一対象のＲＦデータを異なった観点から並列に複数の解析者により解析処理することができるので、複数の診断情報を多面的かつ迅速に得ることができる。その結果、公知技術、たとえば画像信号処理部により構成された画像を通信ネットワークを介してアクセスすることを可能にする特開平１０−１７５８１号や、画像信号処理部により構成されたＲＦ信号をシネメモリに保存してオフラインで診断処理することを可能にする特開２００１−２９９７４５号に比べて、異なる観点から同一の観察部位を多面的かつ迅速に診断することができる。したがって、従来に比べて診断精度をより一層高めることができる。
【００２９】
以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明に係る超音波診断装置はこれに限られるものではない。例えば、白黒Ｂモード像の画像処理をする画像処理部１８に代えて、Ｍモード像の画像処理或いはカラードップラ像の画像処理を行う画像処理部を用いてもよい。また、ＰＣＩアドインボードである暗号化処理部３２及び圧縮処理部３４に代えて、ソフトウェア処理による暗号化処理ソフトや圧縮処理ソフトを用いてもよい。さらに、サーバ２５を超音波診断装置１と一体化して構成してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたとおり、本発明によれば、被検体について多面的な診断を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明を適用した超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２はＲＦ信号転送部の概念図である。
【図３】図３は転送データのフレームフォーマットの概念図である。
【図４】図４はサーバの概念図を示している。
【図５】図５はＲＦ信号受信部の概念図を示している。
【図６】図６は本発明を適用した超音波診断システムの概念図を示している。
【符号の説明】
１６　受信部
１８　画像処理部
２２　表示部
２４　ＲＦ信号転送部
２５　情報処理装置
２６　ＲＦ信号受信部
２７　記憶装置
１０４ａ　情報処理端末

Claims (6)

1. 送信した超音波に応じて被検体から発生する超音波を受信処理して超音波受信信号を生成する受信部と、該受信部から出力される超音波受信信号に基づいて画像を再構成する画像処理部と、該画像処理部の画像信号を表示する表示部とを備え、
   前記受信部から出力される超音波受信信号を転送データに変換して外部の情報処理装置に転送するデータ転送手段を設けてなる超音波診断装置。
2. 前記データ転送手段は、通信回線を介して前記情報処理装置に接続されてなる請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記超音波受信信号は、周波数情報と位相情報とを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
4. 超音波診断装置により計測された超音波受信信号を複数の情報処理装置により同一又は異なる解析手段により解析して複数の診断情報を作成する超音波診断情報作成方法。
5. 送信した超音波に応じて被検体から発生する超音波を受信処理して超音波受信信号を生成する受信部と、該受信部から出力される超音波受信信号に基づいて画像を再構成する画像処理部と、該画像処理部の画像信号を表示する表示部とを備えてなる超音波診断装置と、該超音波診断装置に第１の信号伝送路を介して接続された情報処理装置と、該情報処理装置に第２の信号伝送路を介して接続された情報処理端末とを備え、
   前記超音波診断装置は、前記受信部から出力される超音波受信信号を前記情報処理装置に転送するデータ転送手段を有し、
   前記情報処理装置は、前記データ転送手段から転送される前記超音波受信信号を取り込んで記憶手段に格納するとともに、前記情報処理端末からの要求に応じて前記記憶手段に格納された前記超音波受信信号を前記情報処理端末に出力するものであり、
   前記情報処理端末は、前記情報処理装置にアクセスして前記超音波受信信号を受信し、該受信された前記超音波受信信号に基づいて前記被検体の診断情報を生成することを特徴とする超音波診断システム。
6. 前記第２の信号伝送路は、通信ネットワークであり、
   前記情報処理端末は、前記通信ネットワークに通信可能に接続された複数の情報処理端末であることを特徴とする請求項５に記載の超音波診断システム。

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