JP2007268148A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単にドプラ処理を実施するための関心領域の設定ができ、超音波データから血流等の運動部位をカラー化して観察する。
【解決手段】超音波観測装置５は、超音波送受信回路部８と、超音波送受信回路部８からの極座標データを記憶する極座標メモリ９と、極座標データを直交座標に変換する座標変換部１０と、座標変換部１０の出力データを基にＢモード画像データを生成するＢモード像演算部１１と、ドプラ演算部１４で演算された血流情報データ及びＢモード像演算部１１で演算されたＢモード画像データを基に超音波画像データを生成するＤＳＣ１２と、Ｂモード画像データ上に関心領域を設定しＤＳＣ１２に出力する関心領域設定部１３と、関心領域内の血流情報をカラー化してＤＳＣ１２に出力するドプラ演算部１４と、各部を制御する制御部１５とを備えて構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波データから血流等の運動部位をカラー化して表示する超音波診断装置に関する。

近年、超音波診断装置は、医療用分野及び工業用分野において、広く用いられる。超音波診断装置は、超音波を検査対象物に送受信することにより、検査対象物内を非侵襲的に診断するものである。

超音波診断装置は、超音波の走査により得られる画像が２次元画像となる。このため、超音波診断装置は、ユーザに対してより診断し易い画像を提供するために、２次元画像から３次元画像を構築する超音波画像処理装置と組み合わせて使用される場合がある。

消化管は管腔構造であり、膵臓や他の臓器が消化管を取り巻くように配置されているため、これらの詳細な診断には体外式超音波や他の画像診断機器ではアプローチしにくく、粘膜の直接診断には内視鏡を、また粘膜の内側や近傍の臓器やリンパ節の診断には内視鏡先端に超音波振動子を搭載した超音波内視鏡が一般的に使用される。

超音波振動子としては、先端端に複数個の短冊状振動子を凸面状（扇形）に配列し、スコープの挿入方向と同一方向に超音波が走査するコンベックス走査方式超音波振動子や、超音波素子を円筒状に配列し、連続的に素子に電圧をかけて超音波を送受信する電子ラジアル走査方式超音波振動子等がある。

上記従来の超音波画像処理装置は、２次元画像上で関心領域を所望の位置に配置させるために、マウス等のポインティングデバイスを用いて超音波画像を所定方向に回転（ローテーション）させていた。

そこで、例えば特開２００３−３２４４１１号公報等では、簡単な操作で、関心領域が最適な位置に配置可能な超音波画像処理装置が提案されいる。

一方、 超音波を用いて血流の有無を感度良く表示する方法の１つにパワードプラ処理がある。血流のパワードプラ処理の従来技術として特開昭６１−２５７６３１号公報がある。

この特開昭６１−２５７６３１号公報では、受信した反射エコー信号を直交検波し、さらにＭＴＩフィルタを通したあとのＩ信号とＱ信号２乗和をとることで血流のパワーを求め、２次元画像として表示することを開示している。
特開２００３−３２４４１１号公報 特開昭６１−２５７６３１号公報

一般にドプラ処理には時間を要するため、従来は、超音波の走査により広範囲にわたるモノクロ画像でドプラ観察したい血管領域を関心領域として、領域を限定して該関心領域に対してドプラ処理を行っていた。

しかしながら、超音波の走査により広範囲にわたるモノクロ画像では、拍動等により血管領域が連続的には発生しないために、術者が目視等によりマニュアルで血管領域を検出し、さらにマニュアルで関心領域を設定するため、ドプラ処理を実施するための関心領域の設定が煩雑であった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡単にドプラ処理を実施するための関心領域の設定ができ、超音波データから血流等の運動部位をカラー化して観察することのできる超音波診断装置を提供することを目的としている。

本発明の超音波診断装置は、
被検体に挿入する挿入部の先端に超音波振動子を有する超音波検出手段と、
前記超音波振動子に対して超音波送受信を行って複数の超音波データを得る超音波送受信手段と、
前記超音波送受信手段により得られた複数の超音波データに基づき第１モード画像データを算出する第１モード画像算出手段と、
前記第１モード画像データに基づき前記被検体の関心領域を設定する関心領域設定手段と、
前記超音波送受信手段により得られた複数の超音波データに基づき前記関心領域の第２モード画像データを算出する第２モード画像算出手段と
を備えて構成される。

本発明によれば、簡単にドプラ処理を実施するための関心領域の設定ができ、超音波データから血流等の運動部位をカラー化して観察することができるという効果がある。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について述べる。

図１ないし図１３は本発明の実施例１に係わり、図１は超音波内視鏡装置の構成を示す構成図、図２は図１の観察モニタ上に表示されるＢモード画像を説明する図、図３は図１の超音波観測装置の作用を説明するフローチャート、図４は図１の超音波観測装置の作用を説明する第１の図、図５は図１の超音波観測装置の作用を説明する第２の図、図６は図１の超音波観測装置の作用を説明する第３の図、図７は図１の超音波観測装置の作用を説明する第４の図、図８は図１の超音波観測装置の作用を説明する第５の図、図９は図１の超音波観測装置の作用を説明する第６の図、図１０は図１の超音波観測装置の作用を説明する第７の図、図１１は図１の超音波観測装置の作用を説明する第８の図、図１２は図１の超音波観測装置の作用を説明する第９の図、図１３は図１の超音波観測装置の作用を説明する第１０の図である。

図１に示すように、本実施例の超音波画像処理装置を構成する超音波内視鏡装置１は、被検体に対して超音波を送受する超音波振動子（図示せず）を挿入部先端に内蔵した超音波検出手段としての超音波内視鏡２と、超音波内視鏡２の超音波振動子を駆動し、エコー信号より超音波画像を生成する超音波観測装置５と、超音波観測装置５に対して各種操作を指示する関心領域指定手段としての操作部６とを備えて構成される。

なお、本実施例では、一例として超音波振動子は例えば電子ラジアル走査方式超音波振動子より構成されるが、機械式ラジアル走査方式超音波振動子でもよい。

超音波観測装置５は、駆動信号に出力し超音波振動子を駆動すると共に、超音波振動子からのエコー信号を極座標データに変換する超音波送受信手段としての超音波送受信回路部８と、超音波送受信回路部８からの極座標データを記憶する極座標メモリ９と、極座標メモリ９の極座標データを直交座標に変換する座標変換部１０と、座標変換部１０の出力データを基にＢモード画像データを生成する第１モード画像算出手段としてのＢモード像演算部１１と、後述するドプラ演算部１４で演算された血流情報データ及びＢモード像演算部１１で演算されたＢモード画像データを基に超音波振動子のスキャン形状にあった形に座標変換及び補間処理し、血流情報データ及びＢモード画像データが合成された超音波画像データを生成し観察モニタ７に出力するＤＳＣ１２と、Ｂモード画像データ上に関心領域（後述）を設定しＤＳＣ１２に出力する関心領域設定部１３と、関心領域内の血流情報をカラー化してＤＳＣ１２に出力する第２モード画像算出手段としてのドプラ演算部１４と、各部を制御する制御部１５とを備えて構成される。

なお、関心領域設定手段は、実施例１においては操作部６、制御部１５及び関心領域設定部１３より構成される。

関心領域設定部１３での関心領域の設定は、超音波内視鏡２が挿入軸回りの多重エコー部３０を中心に３６０度の超音波走査を行うことで得られた観察モニタ７上の図２に示すようなＢモード画像３１を術者が観察し、血管と思われる位置を操作部６を用いて指定することでなされる。

なお、血管像は拍動等の影響により常時Ｂモード画像３１上に現れるとは限らないので、術者は観察モニタ７を所定時間観察する必要がある。

このように構成された本実施例の作用を、図３のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ１にて超音波内視鏡２が挿入軸回りの多重エコー部３０を中心に３６０度の超音波走査を複数回行い、Ｂモード画像３１を観察モニタ７上に表示する。

このとき、例えば図４に示すように、血管部と思われる、複数の血管像６１、６２がＢモード画像３１上に表示されると、ステップＳ２にて術者が操作部６を操作して、関心領域（以下、ＲＯＩ）としてドプラ観察を行う血管像をポインタ６５で指定することで、血管部の指定が行われる。

図４のように例えば血管部６１がポインタ６５で指定されると、ステップＳ３及びＳ４にて関心領域設定部１３が血管部６１を含む所定領域をＲＯＩ５０として選択する。このときのＲＯＩ５０のサイズは予め設定されたサイズ以上で、少なくとも血管部６１を含むサイズに自動的に設定される。選択されたＲＯＩ５０はＤＳＣ１２及びドプラ演算部１４に出力される。ＤＳＣ１２では、図５に示すようにＲＯＩ５０をＢモード画像３１に重畳表示する。

そして、ステップＳ５にてドプラ演算部１４はドプラ走査を開始し、座標変換部１０の出力データよりＲＯＩ５０内の血流情報データを演算し、血流情報データをＤＳＣ１２に出力し、ステップＳ６にて検査が完了するまで、ステップＳ１〜Ｓ６の処理を繰り返す。

なお、本実施例では、術者は操作部６を操作することで、図６及び図７に示すように、ポインタ６５によりＢモード画像３１上のＲＯＩ５０を容易に移動させることができる。また、図８及び図９に示すように、術者は操作部６を操作することで、ポインタ６５によりＢモード画像３１上のＲＯＩ５０のサイズを容易に変更することもできる。これらの移動、サイズ変更の処理は関心領域設定部１３により実行される。

また、従来のＲＯＩ５０のＢモード画像３１上の設定位置は、図１０に示すように、第１音線８０をさける必要があったが、本実施例ではＲＯＩ５０のＢモード画像３１上の設定位置は、図１１に示すように、第１音線８０の影響を受けることなく、関心領域設定部１３により設定できるようになっている。

さらに、本実施例では、図１２に示すように、術者による操作部６の操作により、選択したＲＯＩ５０以外の血管像を子画面９１をＢモード画像３１に隣接してＰｉｎＰすることで、Ｂモード画像３１全体の血管像の位置が容易に確認できる。なお、Ｂモード画像３１全体の血管像の位置は、子画面９１に限らず、図１３に示すように、Ｂモード画像３１に血管像を残像９２として表示して確認するようにすることのできる。

このように本実施例では、Ｂモード画像３１上の血管像を選択するだけで、容易にドプラ観測するためのＲＯＩ５０を設定できる。また、簡単な操作により、ＲＯＩ５０を移動したり、ＲＯＩ５０の大きさを可変できる。さらに、継続してドプラ観測するために、他の血管像の位置を容易に確認できる。したがって、簡単にドプラ処理を実施するための関心領域の設定ができ、超音波データから血流等の運動部位をカラー化して観察することのできる

図１４ないし図１７は本発明の実施例２に係わり、図１４は超音波内視鏡装置の構成を示す構成図、図１５は図１４の超音波観測装置の作用を説明するフローチャート、図１６は図１４の超音波観測装置の作用を説明する第１の図、図１７は図１４の超音波観測装置の作用を説明する第２の図である。

実施例２は、実施例１とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。

本実施例では、図１４に示すように、Ｂモード像演算部１１からのＢモード画像データに基づいてＲＯＩ５０を自動抽出する関心領域抽出部２０が関心領域設定部１３の代りに設けられている。その他の構成は実施例１と同じである。

なお、関心領域設定手段は、実施例２においては操作部６、制御部１５及び関心領域抽出部２０より構成される。

このように構成された本実施例の作用を、図１５のフローチャートを用いて説明する。まず、実施例１と同様に、ステップＳ１にて超音波内視鏡２が挿入軸回りの多重エコー部３０を中心に３６０度の超音波走査を複数回行い、Ｂモード画像３１を観察モニタ７上に表示する。

このとき、例えば図４に示すように、血管部と思われる、複数の血管像６１、６２がＢモード画像３１上に表示されると、ステップＳ２ａにて図１６に示すように、関心領域抽出部２０がＲＯＩ５０に指定可能な候補として血管像６１、６２を抽出し、ステップＳ３ａにて血管像６１、６２を含む領域に複数のＲＯＩ５０を描画する。

そして、ステップＳ４にて例えばＲＯＩ５０がポインタ６５で指定されると、関心領域抽出部２０が血管部６１を含む所定領域をＲＯＩ５０として選択する。

なお、実施例２では、関心領域抽出部２０において、複数の血管部を抽出するとしたが、もっとも鮮明な血管像を、例えば輪郭抽出処理等により抽出し、ポインタ６５による指定無しで、ＲＯＩ５０を選択することも可能である。

このように本実施例では、実施例１の効果に加え、関心領域抽出部２０が血管像あるいはＲＯＩを自動抽出するので、より簡単にドプラ処理を実施するための関心領域の設定ができる。

なお、上記各実施例では、ＲＯＩ５０を設定する全画面スキャンよりＢモード画像データを生成し、Ｂモード画像３１上でＲＯＩ５０を指定あるいは抽出するとしたが、これに限らない。

例えばＢモード像演算部１１の代りに第２のドプラ演算部（図示せず）を設けてＲＯＩ５０を設定するための全画面スキャンを血流観測モードとして実施し、全画面スキャン時においてもドプラ処理を実施する。そして、全画面スキャンの血流観測モード画像データを第１モード画像データとして生成して、該全画面スキャンの血流観測モード画像データよりＲＯＩ５０を指定あるいは抽出するようにしても良い。

この場合、全画面スキャンをＢモードとしたときに比べ、全画面スキャン時は処理が重いが、血流判定が最も簡単で、ＲＯＩ５０を設定するまでの判定処理が楽になる。

ところで、上記各実施例では、電子ラジアル走査方式超音波振動子を備えた超音波内視鏡２を例に説明したが、図１８に示すような先端にコンベックス走査方式超音波振動子１００を備えた超音波内視鏡１０１を上記各実施例の超音波観測装置５に接続することができる。

この超音波内視鏡１０１の場合は、図１９に示すように、扇型のＢモード画像３１が生成され、ＲＯＩ５０がＢモード画像３１上に生成される。

これらは電子ラジアル走査方式超音波振動子を備えた超音波内視鏡２と同じであるが、コンベックス走査型の超音波内視鏡１０１の場合、生検針１０３が先端部より突出し、生体組織を該生検針１０３を用いて採取可能な構成となっいる。

そして、この生検針の突出角度は、コンベックス走査型の超音波内視鏡の種類により異なり、例えば図１８の超音波内視鏡１００の場合は突出角度が挿入軸に対してθ１であるが、図２０の超音波内視鏡１００ａの場合は突出角度がθ１とはことなる、挿入軸に対してθ２となっている。

コンベックス走査型の超音波内視鏡は内部に識別情報が格納されたＩＤ部１０２（図１８及び図２０参照）を有しており、上記各実施例の超音波観測装置５の制御部１５が超音波送受信回路部８を介してＩＤ部１０２の識別情報を読み出すことで、Ｂモード像演算部１１においてＢモード画像データ上に生検針１０３が先端部より突出方向をガイド（案内）する穿針ガイド像データをＢモード画像データ上に重畳させることができる。

図２１は観察モニタ７に表示される図１８の超音波内視鏡１００の場合の穿針ガイド像１５０が重畳されたＢモード画像を示し、図２２は観察モニタ７に表示される図２０の超音波内視鏡１００ａの場合の穿針ガイド像１５０が重畳されたＢモード画像を示している。

このような穿針ガイド像１５０が重畳されたＢモード画像にＲＯＩ５０を指定する場合は、従来は図２３に示すように、穿針ガイド像１５０の位置に関係なく指定されたが、上記各実施例の超音波観測装置５では、ＲＯＩ５０を穿針ガイド像１５０に指定する。これにより生検針１０３が生検する前に、生体組織をＲＯＩ５０にて詳細に観察することが可能となっている。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本発明の実施例１に係る超音波内視鏡装置の構成を示す構成図 図１の観察モニタ上に表示されるＢモード画像を説明する図 図１の超音波観測装置の作用を説明するフローチャート 図１の超音波観測装置の作用を説明する第１の図 図１の超音波観測装置の作用を説明する第２の図 図１の超音波観測装置の作用を説明する第３の図 図１の超音波観測装置の作用を説明する第４の図 図１の超音波観測装置の作用を説明する第５の図 図１の超音波観測装置の作用を説明する第６の図 図１の超音波観測装置の作用を説明する第７の図 図１の超音波観測装置の作用を説明する第８の図 図１の超音波観測装置の作用を説明する第９の図 図１の超音波観測装置の作用を説明する第１０の図 本発明の実施例２に係る超音波内視鏡装置の構成を示す構成図 図１４の超音波観測装置の作用を説明するフローチャート 図１４の超音波観測装置の作用を説明する第１の図 図１４の超音波観測装置の作用を説明する第２の図 コンベックス走査型の超音波内視鏡における超音波観測装置の作用を説明する第１の図 コンベックス走査型の超音波内視鏡における超音波観測装置の作用を説明する第２の図 コンベックス走査型の超音波内視鏡における超音波観測装置の作用を説明する第３の図 コンベックス走査型の超音波内視鏡における超音波観測装置の作用を説明する第４の図 コンベックス走査型の超音波内視鏡における超音波観測装置の作用を説明する第５の図 コンベックス走査型の超音波内視鏡における超音波観測装置の作用を説明する第６の図 コンベックス走査型の超音波内視鏡における超音波観測装置の作用を説明する第１の図

符号の説明

１…超音波内視鏡装置
２…超音波内視鏡
５…超音波観測装置
６…操作部
７…観測モニタ
８…超音波送受信回路部
９…極座標メモリ
１０…座標変換部
１１…Ｂモード像演算部
１２…ＤＳＣ
１３…関心領域設定部
１４…ドプラ演算部
１５…制御部

Claims (8)

1. 被検体に挿入する挿入部の先端に超音波振動子を有する超音波検出手段と、
   前記超音波振動子に対して超音波送受信を行って複数の超音波データを得る超音波送受信手段と、
   前記超音波送受信手段により得られた複数の超音波データに基づき第１モード画像データを算出する第１モード画像算出手段と、
   前記第１モード画像データに基づき前記被検体の関心領域を設定する関心領域設定手段と、
   前記超音波送受信手段により得られた複数の超音波データに基づき前記関心領域の第２モード画像データを算出する第２モード画像算出手段と
   を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記第１モード画像データは、Ｂモード画像データであり、
   前記第２モード画像データは、血流観測モード画像データである
   ことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記第１モード画像データ及び前記第２モード画像データは、血流観測モード画像データである
   ことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
4. 前記関心領域設定手段は、前記第１モード画像データに基づき前記被検体の生体組織を抽出し、前記関心領域を設定する
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の超音波診断装置。
5. 前記関心領域設定手段は、前記第１モード画像データに基づく第１モード画像上で前記被検体の生体組織を指定し、前記関心領域を設定する
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の超音波診断装置。
6. 前記関心領域の設定状態を変更する関心領域設定状態変更手段を
   さらに有することを特徴とする請求項１ないし５に記載の超音波診断装置。
7. 前記関心領域の設定状態は、前記前記第１モード画像データに基づく第１モード画像上での関心領域の移動設定状態である
   ことを特徴とする請求項１ないし６に記載の超音波診断装置。
8. 前記関心領域の設定状態は、前記前記第１モード画像データに基づく第１モード画像上での関心領域のサイズ設定状態である
   ことを特徴とする請求項１ないし７に記載の超音波診断装置。

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