| 【発明の名称】 |
音線データ格納方法および超音波診断装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】橋本 浩
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| 【要約】 |
【課題】音線データを、シネメモリを経由することなく、ＸＹＺメモリに格納可能とする。
【解決手段】第１フレームの音線データｑ１〜ｑｍ〜ｑＭは、ＸＹＺメモリ７の予め決めた基準アドレスにそれぞれ格納する。第２フレーム以降の音線データは、当該音線データを取得した空間位置と既格納音線データを取得した空間位置の位置差をＸＹＺメモリ７上のアドレス差に換算し、それを前記既格納音線データの格納アドレスに加えたアドレスに格納する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 データ取得点の実空間位置に対応したアドレスにデータを格納する３次元記憶手段に、超音波探触子により得た第１フレームおよび第２フレーム以降の音線データを格納する方法であって、第１フレームの第１音線データまたは全音線データを格納するときは３次元記憶手段の予め定めた基準アドレスに格納し、前記以外の音線データを格納するときは当該音線データ取得時の音線位置と既格納音線データ取得時の音線位置の位置差および該既格納音線データの格納アドレスに基づいて算出したアドレスに格納することを特徴とする音線データ格納方法。
【請求項２】 データ取得点の実空間位置に対応したアドレスに該データを格納する３次元記憶手段と、超音波探触子により得た第１フレームおよび第２フレーム以降の音線データを前記３次元記憶手段に格納するとき前記第１フレームの第１音線データまたは全音線データは予め定めた基準アドレスに格納し且つ前記以外の音線データは当該音線データ取得時の音線位置と既格納音線データ取得時の音線位置の位置差および該既格納音線データの格納アドレスに基づいて算出したアドレスに格納するようにデータ格納アドレスを制御するアドレス制御手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】 請求項２に記載の超音波診断装置において、超音波探触子の位置（姿勢を含む）を検出する位置検出手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、音線データ格納方法および超音波診断装置に関し、さらに詳しくは、音線データを、シネメモリを経由することなく、３次元メモリに格納可能とし、３次元超音波画像の表示にリアルタイム性が得られるようにした音線データ格納方法および超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１１に、従来の超音波診断装置の一例を示す。この超音波診断装置５００は、超音波パルスを被検体内へ送信し被検体内からの超音波エコーを受信する超音波探触子１と、その超音波探触子１の位置（姿勢も含む）を検出する位置センサ２と、被検体の内部を平面的に走査するように音線方向を変えると共に各音線方向の音線信号を生成するビームフォーマ３とを具備している。また、この超音波診断装置５００は、前記音線信号の強度に基づいてＢモード音線データを生成するＢモード処理部４と、前記音線信号のドプラ成分に基づいてＣＦＭ（カラーフローマッピング）音線データを生成するＣＦＭモード処理部５と、前記Ｂモード音線データまたは前記ＣＦＭ音線データ（以下、これらを音線データという）を時系列に対応したアドレスに格納するシネメモリ６とを具備している。なお、このシネメモリ６には、音線データと共に該音線データを取得した時の超音波探触子１の位置データ（前記位置センサ２の出力データ）も格納される。また、この超音波診断装置５００は、前記音線データを実空間位置に対応したアドレスに格納するＸＹＺメモリ７と、前記シネメモリ６に格納した音線データおよび位置データを読み出しその位置データから前記ＸＹＺメモリ７に格納すべきアドレスを生成し該ＸＹＺメモリ７のアドレスに前記音線データを格納する音線データ転送制御部５８とを具備している。また、この超音波診断装置５００は、所与の視線方向に沿った空間位置にあるデータの組を前記ＸＹＺメモリ７から読み出し所与の３次元演算方式（例えば、サーフェースレンダリング，ボリュームレンダリング，Intensity Projection処理など）の３次元演算を前記データの組に対して施して３次元超音波画像データを作成する３次元演算部９と、前記３次元超音波画像データを格納する３次元画像メモリ１０とを具備している。また、この超音波診断装置５００は、前記音線データを画像データに変換するＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ）１１と、そのＤＳＣ１１を経由した画像データまたは前記３次元画像メモリ１０に格納した３次元超音波画像データに基づく画像を表示する制御を行う表示制御部１２と、前記画像を表示するＣＲＴ１３とを具備している。
【０００３】図１２は、３次元表示を行うためのスキャニングの例示図である。超音波探触子１を用いて被検体Ｋの内部を平面的に走査しながら、超音波探触子１を移動し、第１フレームＦ１〜第ＮフレームＦＮの音線データを取得する。超音波探触子１の移動方向Ｍｄは、走査平面に略直交する方向である。
【０００４】図１３は、第１フレームＦ１〜第ＮフレームＦＮに対応する実空間位置の例示図である。この例では、走査平面をｘｙ平面とし、それに直交する方向をｚ方向としている。また、超音波探触子１の移動方向Ｍｄは、略ｚ方向である。一つのフレーム上の多数の音線データｄ１〜ｄＭは、実空間では放射状に配列された音線上のデータである。
【０００５】図１４は、シネメモリ６の模式図である。シネメモリ６には、時系列に対応したアドレス（エコー時間と音線番号とフレーム番号とに対応したアドレス）に、音線データｄ１〜ｄＭを格納する。但し、メモリ容量が有限であるため、一杯まで格納すると、古いデータの上に新しいデータを上書きする。例えば、フレーム番号（Ｎ＋１）の音線データは、フレーム番号１の音線データの領域に上書きされる。
【０００６】図１５は、ＸＹＺメモリ７の概念図である。各フレームＦ１〜ＦＮの音線データｑ１〜ｑＭを、データ取得時の実空間位置に対応したアドレスに格納する。従って、ＸＹＺメモリ７のデータは、ボリュームデータを構成している。
【０００７】図１６は、３次元超音波画像データＰ（Ｔ）の概念図である。３次元超音波画像データＰ（Ｔ）は、与えられた視線方向Ｔに沿ってＸＹＺメモリ７（ボリュームデータ）を貫くようなアドレス（空間位置）上にあるデータの組に対して３次元演算を施して得られたデータである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の超音波診断装置５００では、シネメモリ６に格納した音線データを読み出して、アドレス変換しながら、ＸＹＺメモリ７に転送している。しかし、かかる方法では、ＸＹＺメモリ７上に音線データを得るまでの処理が煩雑で時間がかかる問題点がある。また、３次元超音波画像データを算出するまでに時間がかかるため、３次元超音波画像の表示にリアルタイム性が得られない問題点がある。そこで、本発明の目的は、音線データを、シネメモリを経由することなく、３次元記憶手段（ＸＹＺメモリ）に格納可能とし、３次元超音波画像の表示にリアルタイム性が得られるようにした音線データ格納方法および超音波診断装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１の観点では、本発明は、データ取得点の実空間位置に対応したアドレスにデータを格納する３次元記憶手段に、超音波探触子により得た第１フレームおよび第２フレーム以降の音線データを格納する方法であって、第１フレームの第１音線データまたは全音線データを格納するときは３次元記憶手段の予め定めた基準アドレスに格納し、前記以外の音線データを格納するときは当該音線データ取得時の音線位置と既格納音線データ取得時の音線位置の位置差および該既格納音線データの格納アドレスに基づいて算出したアドレスに格納することを特徴とする音線データ格納方法を提供する。上記第１の観点の音線データ格納方法では、第１のフレームの第１音線データまたは全音線データは、３次元記憶手段の予め定めた基準アドレスに格納する。この基準アドレスは、音線番号とエコー時間を３次元記憶手段上のアドレスに予め換算したものである。従って、第１フレームの第１音線データまたは全音線データは、データ取得点の実空間の位置に相対的に対応したアドレスに格納される。次に、基準アドレスに格納される音線データ以外の音線データは、当該音線データを取得した空間位置と既格納音線データを取得した空間位置の位置差を３次元記憶手段上のアドレス差に換算し、それを前記既格納音線データの格納アドレスに加えたアドレスに格納する。従って、該音線データも、データ取得点の実空間の位置に相対的に対応したアドレスに格納されることになる。よって、シネメモリを経由することなく、音線データを３次元記憶手段に格納できる。そして、音線データを３次元記憶手段にリアルタイムに格納できるから、３次元超音波画像の表示のリアルタイム性も向上することが出来る。
【００１０】なお、超音波探触子の位置は、操作者が超音波探触子の移動方向と移動速度とを入力し、これから算出するようにしてもよいし、超音波探触子の位置を検出する手段を設けて自動検出するようにしてもよい。
【００１１】また、新たな音線データを格納するときに、領域を確保するために、既格納の音線データを３次元記憶手段内で全体的に移動してもよい。
【００１２】音線データとしては、Ｂモードまたはカラーフローマッピングにより得られる流速，パワーまたはセカンドハーモモックから得られる流速，パワーのいずれか又はそれらの複合が挙げられる。
【００１３】第２の観点では、本発明は、データ取得点の実空間位置に対応したアドレスに該データを格納する３次元記憶手段と、超音波探触子により得た第１フレームおよび第２フレーム以降の音線データを前記３次元記憶手段に格納するとき前記第１フレームの第１音線データまたは全音線データは予め定めた基準アドレスに格納し且つ前記以外の音線データは当該音線データ取得時の音線位置と既格納音線データ取得時の音線位置の位置差および該既格納音線データの格納アドレスに基づいて算出したアドレスに格納するようにデータ格納アドレスを制御するアドレス制御手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。上記第２の観点の超音波診断装置では、上記第１の観点の音線データ格納方法を好適に実施できる。よって、３次元超音波画像の表示のリアルタイム性を向上できる。
【００１４】第３の観点では、本発明は、上記第２の観点の超音波診断装置において、超音波探触子の位置（姿勢を含む）を検出する位置検出手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。上記第３の観点の超音波診断装置では、超音波探触子の位置を位置検出手段で検出できるため、操作者が超音波探触子を自由に動かしても、それに追従して音線位置を検出できる。前記位置検出手段としては、磁気式６軸センサやアーム式センサが挙げられる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１６】−第１の実施形態−図１に、本発明の第１の実施形態の超音波診断装置を示す。この超音波診断装置１００は、超音波パルスを被検体内へ送信し被検体内からの超音波エコーを受信する超音波探触子１と、その超音波探触子１の位置（姿勢も含む）を検出する位置センサ２と、被検体の内部を平面的に走査するように音線方向を変えると共に各音線方向の音線信号を生成するビームフォーマ３とを具備している。また、この超音波診断装置１００は、前記音線信号の強度に基づいてＢモード音線データを生成するＢモード処理部４と、前記音線信号のドプラ成分に基づいてＣＦＭ（カラーフローマッピング）音線データを生成するＣＦＭモード処理部５と、前記Ｂモード音線データまたは前記ＣＦＭ音線データ（以下、これらを音線データという）を時系列に対応したアドレスに格納するシネメモリ６とを具備している。また、この超音波診断装置１００は、前記音線データを実空間位置に対応したアドレスに格納するＸＹＺメモリ７（３次元記憶手段）と、前記超音波探触子１により得た第１フレーム１，第２フレーム，…の音線データを前記ＸＹＺメモリ７に格納するとき前記第１フレームは予め定めた基準アドレスに格納し且つ第２フレーム以降は当該フレーム取得時の超音波探触子１の位置と第１フレーム取得時の超音波探触子１の位置の位置差および前記基準アドレスから算出したアドレスに格納するようにデータ格納アドレスを制御するアドレス制御部８（アドレス制御手段）とを具備している（アドレス制御部８については後で詳述する）。また、この超音波診断装置１００は、所与の視線方向に沿った空間位置にあるデータの組を前記ＸＹＺメモリ７から読み出し所与の３次元演算方式（例えば、サーフェースレンダリング，ボリュームレンダリング，Intensity Projection処理など）の３次元演算を前記データの組に対して施して３次元超音波画像データを作成する３次元演算部９と、前記３次元超音波画像データを格納する３次元画像メモリ１０とを具備している。また、この超音波診断装置１００は、前記音線データを画像データに変換するＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ）１１と、そのＤＳＣ１１を経由した画像データまたは前記３次元画像メモリ１０に格納した３次元超音波画像データに基づく画像を表示する制御を行う表示制御部１２と、前記画像を表示するＣＲＴ１３とを具備している。
【００１７】図２は、前記アドレス制御部８のブロック図である。アドレス制御部８は、音線数をカウントして音線番号を差分アドレス生成部８７および基準アドレス生成部８８に入力すると共に１フレームの区切りをフレームカウンタ８２に入力する音線カウンタ８１と、第１フレームではスイッチ８３，８４を破線に切り替えると共に第２フレーム以降ではスイッチ８３，８４を実線に切り替えるフレームカウンタ８２と、破線状態では位置センサ２からの位置信号を基準位置レジスタ８５に導くと共に実線状態では位置信号を第２スイッチ８４へ導く第１スイッチ８３と、破線状態では基準位置レジスタ８５に保持した基準位置を位置差算出８６に導くと共に実線状態では位置センサ２からの位置信号を位置差算出８６に導く第２スイッチ８４と、基準位置レジスタ８５に保持した基準位置と第２スイッチ８４から入力される位置の差すなわち位置差を算出して出力する位置差算出部８６と、前記位置差および前記音線番号から差分アドレスを生成する差分アドレス生成部８７と、第１フレームの音線データを格納するための基準アドレスを生成する基準アドレス生成部８８と、前記基準アドレスと前記差分アドレスを加算してＸＹＺメモリ書込アドレスを出力するアドレス加算部８９とを具備している。
【００１８】図３は、基準アドレスの説明図である。Ａ１は第１フレームの第１音線データ（ｑ１）を格納する基準アドレスであり、Ａｎは第１フレームの第ｍ音線データ（ｑｍ）を格納する基準アドレスであり、ＡＭは第１フレームの第Ｍ音線データ（ｑＭ）を格納する基準アドレスである。なお、図３の例では基準アドレスをＸＹＺメモリ７の開始部に割り当てたが、任意であり、例えばＸＹＺメモリ７の中央部を割り当ててもよい。
【００１９】図４に示すように、第１フレームＦ１の音線データを取得したとき、図２のアドレス制御部８のスイッチ８３，８４は破線状態になるから、位置差分は“０”であり、差分アドレスも“０”であり、基準アドレスがＸＹＺメモリ用書込アドレスとなる。したがって、図５に示すように、第１フレームＦ１の音線データｑ１〜ｑｍ〜ｑＭは、それぞれ基準アドレスＡ１〜Ａｍ〜ＡＭに格納される。
【００２０】図６に示すように、第ｎフレームＦｎの音線データを取得したとき、図２のアドレス制御部８のスイッチ８３，８４は実線状態になるから、位置差分は第１フレームＦ１の取得位置と第ｎフレームの取得位置の位置差であり、差分アドレスも位置差に応じた値となり、“基準アドレス＋差分アドレス”がＸＹＺメモリ用書込アドレスとなる。したがって、図７に示すように、第ｎフレームＦｎの音線データｑ１〜ｑｍ〜ｑＭは、それぞれ基準アドレスから差分アドレスだけずれたアドレスに格納される。
【００２１】図８に示すように、第ＮフレームＦＮの音線データを取得したとき、図２のアドレス制御部８のスイッチ８３，８４は実線状態であるから、位置差分は第１フレームＦ１の取得位置と第Ｎフレームの取得位置の位置差であり、差分アドレスも位置差に応じた値となり、“基準アドレス＋差分アドレス”がＸＹＺメモリ用書込アドレスとなる。したがって、図９に示すように、第ＮフレームＦＮの音線データｑ１〜ｑｍ〜ｑＭは、それぞれ基準アドレスから差分アドレスだけずれたアドレスに格納される。
【００２２】なお、新たなフレームの音線データを格納するときに、ＸＹＺメモリ７に領域が不足するときは、既格納のフレームの音線データをＸＹＺメモリ７内で全体的に移動して領域を確保する。それでも不足するときは、不足する部分の音線データを捨てる。また、時間的に許せば、取得した音線データ間の補間を、アドレス制御部８または３次元演算部９が行うようにするのが好ましい。
【００２３】以上のように、上記超音波診断装置１００では、リアルタイムに取得した音線データが、シネメモリ６を経由せずに、直接的に、ＸＹＺメモリ７に格納される。よって、リアルタイムにボリュームデータを得ることが出来る。従って、ＸＹＺメモリ７に格納された３次元超音波画像の表示のリアルタイム性も向上する。特に、ＸＹＺメモリ７に音線データが格納されていく途中でも３次元超音波画像を作成し表示すれば、よりリアルタイム性が得られる。
【００２４】−第２の実施形態−前記アドレス制御部８を、図１０に示すアドレス制御処理を実行するソフトウエアとして構成してもよい。図１０に示すアドレス制御処理は、１フレーム取り込む毎に（又は１音線取り込む毎に）実行される。ステップＳ１では、取り込んだフレーム（又は音線）が第１フレーム（又は第１フレームの第１音線）ならステップＳ２へ進み、そうでないならステップＳ３へ進む。ステップＳ２では、取り込んだフレーム（又は音線）を基準アドレスに書き込む。そして、処理を終了する。ステップＳ３では、第１フレーム（又は第１フレームの第１音線）に対する差分アドレスを求め、それを基準アドレスに加えたアドレスに書き込む。そして、処理を終了する。
【００２５】−他の実施形態−前記実施形態では、第ｎ（＞１）フレームの音線データの格納アドレスを、常に基準アドレスに基づいて算出したが、例えば第（ｎ−１）フレームの音線データの格納アドレスに基づいて算出するようにしてもよい。
【００２６】また、前記実施形態では、第１フレームＦ１の全音線データを基準アドレスに格納したが、第１フレームＦ１の第１音線データｑ１のみを基準アドレスに格納し、他の音線データは、当該音線データ取得時の音線位置と既格納音線データ取得時の音線位置の位置差（超音波探触子１の位置差および音線番号差から求めうる）および該既格納音線データの格納アドレスに基づいて算出したアドレスに格納するようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】本発明の音線データ格納方法および超音波診断装置によれば、音線データを、シネメモリを経由することなく、３次元記憶手段に格納可能となる。従って、音線データを一旦シネメモリに格納しアドレス変換を行いながら３次元記憶手段に転送する場合に比べて、処理を簡単化でき、処理時間を削減でき、リアルタイム性を向上できる。さらに、３次元超音波画像の表示のリアルタイム性も向上できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１２１９３６
【氏名又は名称】ジーイー横河メディカルシステム株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１１月２６日（１９９８．１１．２６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９５５１１
【弁理士】
【氏名又は名称】有近 紳志郎
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１５７５４１（Ｐ２０００−１５７５４１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年６月１３日（２０００．６．１３） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３３５３３１ |
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